점점 더 로봇이 식품 가공 공장에서 인간을 대체하고 있습니다. 장점 중 하나는 로봇이 작동하는 곳에서 직원에 의한 제품 오염을 피할 수 있다는 것입니다. 문제는 섬세한 과일과 채소를 포함한 일부 제품은 로봇이 다루기에는 너무 민감할 수 있다는 것입니다.
독일 식품 기술 연구소는 문제를 인식하고 민감한 제품을 손상시키지 않고 취급하는 기술을 설계하는 데 도전했습니다. 목표는 세 가지였습니다.
- 비포장 식품의 위생적인 취급을 위한 새로운 엘라스토머(폴리머의 일종) 그리퍼 개발
- 민감한 물건을 공정에서 파괴하지 않고 잡아주는 로봇 그리퍼 설계
- 다양한 모양, 크기 및 표면 마감의 식품을 잡기 위해 유연하고 안전한 그리퍼를 설계합니다.
그 결과 로봇이 포장을 뜯지 않은 음식을 위생적으로 처리하기 위한 새로운 엘라스토머 그리퍼가 탄생했습니다.
독일 쾰른에서 열린 올해 아누가 푸드텍 박람회에서 아이디어를 발표한 연구소의 크누트 프랑케(Knut Franke)는 “이 디자인은 쥐고 잡는 면에서 매우 높은 유연성을 지닌 인간의 손에서 영감을 얻었다”고 말했다.
"다섯 개의 손가락으로 도달할 수 있으며 개별적으로 어느 정도 움직일 수 있습니다."라고 그는 말했습니다. “또한 사람의 손가락은 쥐고 있는 동안 윤곽을 따라갈 수 있습니다. 다른 측면은 기계적 조인트 없이 매우 컴팩트하게 설계할 수 있다는 가능성이었습니다. 부드러운 소재로 인해 그립력은 하드 그리퍼만큼 정확하지 않지만 더 넓은 영역에 분산되어 최대 힘을 줄입니다.”
엘라스토머 기반 그리핑 기술은 식품 취급에 대한 높은 잠재력을 가지고 있으며 위생 및 유연성을 포함하여 기존 그리퍼에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다.
이 기술은 다양한 모양과 크기의 제품을 잡을 수 있을 만큼 충분히 적응할 수 있으며 제조가 쉽습니다. TPE(사출성형)를 사용하므로 저렴하게 제조할 수 있습니다. 그리핑 시스템은 또한 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.
식품용 그리퍼 요구사항
상당히 간단한 기술처럼 보일 수 있지만 그리퍼가 식품에 사용되기 위해서는 몇 가지 요구 사항을 충족해야 합니다. 오늘날 시장에는 기계식 그리퍼, 공압식 그리퍼(과압 및 저압), 전기 그리퍼 및 접착식 그리퍼를 비롯한 여러 유형의 그리퍼가 있습니다. 민감한 음식에는 모두 적합하지 않습니다.
예를 들어 기계식 그리퍼는 그립력에 의해 문제가 될 수 있다고 Franke는 말했습니다. 일반적으로 폼 또는 강제 잠금 연결을 사용하므로 제품 손상이 발생할 수 있습니다. 진공 그리퍼는 액체를 시스템으로 빨아들이기 때문에 사용하면 침전물과 잠재적인 오염이 발생할 수 있습니다. 결과적으로 둘 다 식품 안전과 품질 측면에서 적합하지 않습니다.
기술적으로 말하면 식품 가공에 사용되는 그리퍼는 잡는 시간과 길이, 잡는 힘, 잡아야 하는 조각의 수를 비롯한 여러 요구 사항을 충족해야 한다고 Franke는 말했습니다.
쥐는 물체는 모양, 질량, 표면 특성, 건조도, 점착성 및 견고함을 비롯한 여러 요인의 영향을 받습니다. 견고함과 모양은 농산물 가공에서 특히 중요합니다. 온도와 습기를 포함한 환경 조건도 고려해야 할 사항입니다. 특히 식품의 자연적 가변성을 다룰 때는 유연성도 필요합니다.
"일반적으로 엘라스토머 그리퍼의 원리는 기계식 그리퍼를 기반으로 합니다."라고 Frank는 말했습니다. "하지만 단단한 금속이나 플라스틱 재료 대신 부드러운 탄성 중합체가 식품 표면과 접촉하는 그리퍼 재료로 구현됩니다."
두 번째 주요 차이점은 그리퍼 기능 원리입니다.
"부드러운 손가락만 압력에 의해 구부러지기 때문에 조인트 또는 유사한 구조가 필요하지 않으므로 이러한 그리퍼를 기계적으로 매우 간단하게 만듭니다."라고 그는 말했습니다.
하지만 가장 중요한 기능은 컴팩트한 디자인으로 위생 요구 사항이 높은 환경에서 사용하기에 이상적입니다.
Frank는 “그리퍼 디자인은 제품 잔류물이 축적될 수 있는 구멍과 틈을 피했기 때문에 완전히 청소할 수 있습니다.
디자인은 특히 청소가 용이하며 식품 가공 회사에게는 보너스입니다.
그리퍼 디자인은 XNUMX개의 다른 연구 기관의 독일 연구 프로젝트의 결과입니다. 독일 식품 기술 연구소(German Institute of Food Technology)는 프로젝트에 대한 아이디어와 식품용 그립 적용에 대한 경험을 갖고 있었습니다. Fraunhover AVV가 시공을 맡았고 독일 고무 기술 연구소가 엘라스토머 재료를 선택했습니다.