Automatyka w zakładzie mięsnym
| Prezentacje firmowe RobotyRoboty szwajcarskiej firmy Stäubli od wielu lat wzbudzają duże zainteresowanie producentów żywności na całym świecie. Duży wybór modeli, w tym maszyn takich jak roboty SCARA czy wersje sześcioosiowe z zaawansowaną kinematyką, zapewnia uniwersalność zastosowań tych urządzeń w przemyśle spożywczym. W czasach gdy automatyzacja procesów produkcji żywności nie była jeszcze tak rozwinięta, firma Stäubli skoncentrowała się na projektowaniu robotów mających nie tylko usprawnić samą produkcję i zwiększyć jej powtarzalność, ale również spełniać wysokie wymagania higieniczne. Obecnie te czynniki techniczne mają kluczowe znaczenie w automatyzacji linii produkujących żywność.
Przemysł spożywczy jest jedną z mniej zrobotyzowanych branż w Polsce. Nie oznacza to jednak, że w rodzimych halach produkcyjnych nie znajdziemy żadnego robota. Do tej pory firmy postawiły na robotyzację procesów niewymagających bardzo restrykcyjnych zasad higienicznych, czyli w głównej mierze na paletyzację końcową. Są jednak wyjątki, gdzie firmy zaimplementowały roboty bezpośrednio przy produkcji żywności. Zastosowanie robotów w takich obszarach wiąże się z wieloma ograniczeniami. Maszyny muszą być tam wyposażone w fartuchy ochronne, spełniające wysokie wymogi higieniczne. Niestety, fartuchy są kolejnym elementem urządzenia, gromadzącym bakterie oraz mogącym ulec zniszczeniu z upływem czasu. Zatem czemu by nie pójść dalej i w ogóle nie zrezygnować ze stosowania fartuchów przy zachowaniu maksymalnie wysokiej higieny oraz wydajności produkcji?
Urządzenia oraz maszyny wykorzystywane w procesach produkcyjnych branży spożywczej znacząco różnią się od urządzeń stosowanych w przemyśle ogólnym, gdzie środowisko pracy nie jest szczególnie wymagające. Wybór maszyn i urządzeń do branży spożywczej powinien być dwukierunkowy. Oczywistym jest, że urządzenia te, nie mogą w negatywny sposób wpływać na jakość produktu, np. poprzez wprowadzanie zanieczyszczeń czy też ich uszkodzenie. Z drugiej strony sam produkt nie może pogarszać działania i wydajności urządzeń, a także powodować szybszego ich zużycia. Ważnym aspektem jest również odporność na warunki, w jakich czyści się hale produkcyjne branży spożywczej. Często jest to czyszczenie agresywną chemią lub pod wysokim ciśnieniem.
Modele Stäubli: stworzone do spożywki
Przykładem maszyn stworzonych z myślą o pracy z surowym produktem w przemyśle spożywczym jest cała gama robotów cztero- i sześcioosiowych firmy Stäubli. Czym różnią się od wersji standardowych? Odpornością na warunki panujące w przemyśle spożywczym, realizowaną poprzez podwyższoną szczelność całej konstrukcji, która utrzymuje się przez wiele lat pracy. Uszczelki Viton montowane we wszystkich robotach Stäubli umożliwiają czyszczenie całej konstrukcji powszechnie stosowaną chemią o pH od 2 do nawet 12. Sama konstrukcja nie ma punktów retencyjnych dla wody, a powłoka o gładkości poniżej 0,8 μm ułatwia czyszczenie oraz uniemożliwia przyklejanie się do niej zanieczyszczeń. Dodatkowo całą konstrukcję można napowietrzyć, aby zapobiec wnikaniu mikroorganizmów do wnętrza. W przekładniach stosowany jest olej spożywczy kategorii NSF H1, a wszelkie przyłącza wyprowadzone są od spodu stopy robota i schowane wewnątrz obudowy. Jakby tego było mało, cała gama robotów jest zgodna z zaleceniami EHEDG oraz Dyrektywą Maszynową 2006/42/WE (DIN ISO 14159). To oznacza, że roboty Stäubli nie wymagają stosowania fartuchów ochronnych! Wszystkie te cechy pozwalają na prostą i tanią implementację robota, a w trakcie pracy – na zachowanie maksymalnej higieny produkcji. Rozwiązania te nie tylko ułatwiają i przyśpieszają czyszczenie, ale także mocno wydłużają żywotność robotów w tak specyficznym środowisku.
Od czego zacząć?
Czy w takim razie każdy proces można zautomatyzować i zbudować fabrykę pozbawioną czynnika ludzkiego? Właściwie… tak! Aktualny poziom robotyki oraz zaawansowania automatyki pozwala na usunięcie człowieka z każdego procesu produkcyjnego. Jak pokazują grafiki obok – już zostały opracowane rozwiązania do automatycznego rozbioru, porcjowania, przenoszenia, cięcia, pakowania i wiele, wiele więcej. Czym w takim razie się kierować, jeżeli dopiero zaczynamy zabawę z robotyzacją zakładu produkcyjnego? Oczywiście najprostsze i najtańsze we wdrożeniu są procesy powtarzalne, takie jak załadunek do maszyn, pakowanie czy też przenoszenie. W takich przypadkach stopa zwrotu z inwestycji może wynosić nawet rok. Warto jednak do każdego procesu podchodzić indywidualnie, z racji specyfiki każdego zakładu oraz zmienności produkcji. Najczęściej jednak największą przeszkodą nie są kwestie finansowe, ale brak miejsca oraz rozplanowanie maszyn produkcyjnych, ponieważ, gdy powstawały mury fabryki, nikt nie przypuszczał, że automatyzacja zajdzie tak daleko. Postępująca miniaturyzacja pozwala jednak stawać naprzeciw takim wyzwaniom i generować szereg korzyści.
Przykład zastosowania robota Stäubli w przetwórstwie mięsa: trybowanie szynki
Jedno z bardziej innowacyjnych rozwiązań do przetwarzania wieprzowiny pochodzi z Japonii. Zadanie usuwania kości z nóg wieprzowych powierzono pionierskiemu systemowi robotów HAMDAS-R, opracowanemu przez firmę Mayekawa. W jego skład wchodzą trzy sześcioosiowe maszyny Stäubli RX160 HE, pracujące jak mistrzowie masarstwa. Specyfikacje dotyczące robotyki w zakładzie mięsnym są jednymi z bardziej rygorystycznych. Najważniejszym z nich są surowe wymagania higieniczne, które mają zastosowanie do obchodzenia się z surowym produktem. Co więcej, oczekiwania dotyczące szybkości, precyzji i elastyczności zostały postawione niesamowicie wysoko, ponieważ co godzinę linia jest w stanie przerobić nie mniej niż 500 szynek wieprzowych. Ponieważ żaden kawałek wieprzowiny nie jest taki sam jak inny, szybka obróbka wymaga niespotykanej elastyczności. Japoński producent sprzętu opracował zaawansowaną technologicznie metodę zapewniającą, że trzy RX160 HE osiągną wymagany stopień precyzji usuwania kości z wieprzowiny. System rentgenowski wykrywa położenie kości w mięsie i oblicza dokładną linię cięcia dla każdego z robotów. Rozwiązanie idealne, ale obarczone również kaprysami przemysłu mięsnego, gdyż mięso wiszące na haku może w pewnych granicach przesuwać swoje położenie na przenośniku podwieszanym. Aby zrekompensować ten czynnik, roboty muszą posługiwać się nożami montowanymi na nadgarstku z precyzją i jednocześnie z wyczuciem, aby uniknąć kolizji z kośćmi. Pracują z dokładnością, szybkością i niezawodnością, których oczekuje się od maszyn Stäubli, nawet jeśli są poddawane rygorystycznym codziennym czynnościom czyszczenia typowym dla przemysłu spożywczego. Jako roboty w wykonaniu HE nie wymagają stosowania dodatkowych osłon ochronnych, co pozwala zaoszczędzić na kosztach i dodatkowej pracy.
Pionierskie zastosowanie robotów przyczynia się również do humanizacji środowiska pracy, ponieważ ręczne trybowanie wieprzowiny jest wyczerpujące fizycznie, co często prowadzi do negatywnych skutków zdrowotnych oraz problemów ze znalezieniem chętnych do pracy. Wykorzystanie robotów sześcioosiowych do obróbki mięsa otwiera nowe możliwości pod względem produktywności i wydajności.
Przykład ten pokazuje, że rozwój technologiczny stwarza coraz większe możliwości wykorzystania robotów w przemyśle spożywczym. Rosnące koszty zatrudnienia sprawiają, że firmy z branży żywieniowej coraz częściej spoglądają w stronę robotyzacji procesów produkcyjnych. Szczególnie duże zainteresowanie robotami obserwuje się w Europie, gdzie dostrzega się m.in. takie zalety robotyzacji, jak uelastycznienie procesu wytwarzania, poprawę jakości artykułów spożywczych, zachowanie higienicznych warunków oraz polepszenie bezpieczeństwa pracy, a także zmniejszenie kosztów produkcji.
Automatyzacja i robotyzacja to już nie tylko przyszłość, ale teraźniejszość.
Stäubli
www.staubli.com/pl-pl/
www.staubli.com/robotics
