В пищевой промышленности всё активнее внедряются роботизированные системы. Прогнозируется, что к 2022 году объем рынка автоматизированного производства продуктов питания достигнет 2,5 миллиарда долларов США. В данной статье рассматриваются шесть ключевых задач в сфере пищевого производства, которые успешно выполняют роботы.
Производство продовольствия можно условно разделить на два последовательных этапа: первоначальная обработка сырья и последующая переработка готовой продукции.
Первичная обработка сырья
На первом этапе происходит подготовка продуктов питания к реализации или дальнейшей обработке – это включает очистку, сортировку, нарезку и упаковку. До недавнего времени использование роботов на данном этапе было весьма ограниченным.
Размер, вес и конфигурация продовольственных грузов значительно варьируются, что создает определенные трудности для роботизированных систем. Тем не менее, производители уже разработали специализированные, деликатные захватывающие устройства, благодаря которым роботы получили возможность обрабатывать необработанные продукты питания.
1. Разделка мяса
Внедрение автоматизации в мясной промышленности представляет собой сложную задачу. Анатомическое строение каждого животного уникально. Опытный специалист по переработке мяса каждый раз адаптирует процесс нарезки с учетом расположения и формы костных структур и мышечной ткани. При этом некоторые этапы обработки туш на мясокомбинатах легче поддаются автоматизации, чем другие. Например, автоматизированная обработка куриных ножек уже давно применяется в производстве.
При разделке говядины часто возникают сложности. Недавно компания JBS, занимающаяся производством мясной продукции, начала разрабатывать решения для автоматизации своих процессов – некоторые этапы представляют значительную опасность для персонала. В частности, резка ребер осуществляется с использованием высокоскоростной циркулярной пилы. Благодаря внедрению роботов-манипуляторов и видеодатчиков JBS смогла повысить уровень безопасности и обеспечить более стабильное качество продукции.
2. Сортировка фруктов и овощей
Обработка фруктов и овощей с помощью робототехнических комплексов затруднена из-за их разномасштабности и нестандартных форм, а также высокой хрупкости. Именно поэтому на предприятиях, занимающихся переработкой таких продуктов, обычно задействованы человеческие ресурсы. Однако современные технологические инновации постепенно меняют эту ситуацию и в этой области. Компания Soft Robotics разработала гибкий захват, способный аккуратно удерживать даже отдельные листья салата.
В качестве примера можно привести захват Lacquey, который использует лопаточную конструкцию для подъема мягких фруктов и овощей.
3. Роботизированная резка
Автоматизация простой нарезки не представляет большой сложности; даже обычный кухонный комбайн способен быстро измельчить большинство продуктов. Однако для более сложной и точной разделки, например, морепродуктов, традиционно требовался труд человека. В последнее время разработаны роботы для разделки рыбы, которые способны выявлять и удалять дефекты тушки, а также аккуратно нарезать филе.
Вторичная переработка продуктов
Применение робототехнических систем на этапе сортировки готовой продукции практикуется уже достаточно продолжительное время, однако область их использования постоянно расширяется.
1. Сортировка продуктов
Вероятно, вам знакомы высокоскоростные дельта-роботы, которые используются для транспортировки продуктов питания по производственной линии. Это пример сортировки, осуществляемой при вторичной переработке. Данный процесс отличается от упомянутого ранее, поскольку в нем обрабатываются продукты с более однородными формами и размерами. Однородность продукции значительно упрощает работу роботов, что обуславливает их активное применение в подобных операциях.
2. Оформление тортов
Торты, украшенные роботизированной системой, выглядят весьма эстетично. Этот процесс предполагает использование роботизированной руки, напоминающей 3D-принтер, для создания десерта. Робот Deco-Bot от компании Unifiller способен декорировать торты, движущиеся по конвейеру.
Робот также обладает возможностью аккуратного нарезания торта: Katana, представляющий собой робот-резак, вырезает куски сложной формы, используя воду под высоким давлением.
3. Приготовление пиццы
Некоторые ведущие производители продуктов питания выражают опасения по поводу внедрения роботов, опасаясь утраты признаков ручного изготовления продукции. Тем не менее, компания из Кремниевой долины демонстрирует возможности создания продуктов с человеческим обликом при помощи автоматизированных систем. В их пиццерии задействованы два робота: дельта-робот для нанесения томатного соуса и манипулятор ABB, отвечающий за выпечку. На данный момент процесс не полностью автоматизирован, но в перспективе компания планирует передать роботу полный цикл приготовления блюд.
В завершение – промывка!
Ежегодно около 48 миллионов жителей США сталкиваются с проблемами кишечных расстройств. Внедрение роботизированной переработки пищевых продуктов может снизить этот показатель за счет исключения человеческого фактора из отдельных этапов производства. При этом, ключевым условием является обеспечение безопасности и чистоты самих роботов.
Одной из наиболее трудоёмких задач при автоматизации производственных процессов является тщательная очистка оборудования. Современные модели роботов спроектированы таким образом, чтобы облегчить этот процесс после завершения работы. Например, в системе JMP Automation два робота осуществляют очистку рабочей поверхности с использованием мощной струи воды и даже проводят взаимную мойку.
