PRODUZIONE DI KEBAB AD ALTA VELOCITÀ

I RIGOROSI STANDARD IGIENICI E LE DIFFICOLTÀ NELLA MANIPOLAZIONE DEI PRODOTTI

RENDONO L’AUTOMAZIONE DELLA PRODUZIONE ALIMENTARE UNA DELLE PIÙ GRANDI SFIDE. L’AZIENDA PINTRO HA IDEATO UNA NUOVA SOLUZIONE: IL SISTEMA PICK & SKEWER

COMPLETAMENTE AUTOMATIZZATO PER LA PREPARAZIONE DI KEBAB GRAZIE AI ROBOT STÄUBLI a cura della redazione

Shashlik, souvlaki, kebab e satay – tutte variazioni sul tema della carne allo spiedo –godono di grande popolarità tra i consumatori. La forza lavoro di 160 persone nello stabilimento di produzione di Beltaste N.V. a Morahalom, nel sud dell’Ungheria, produce principalmente shish kebab. Agli occhi degli esperti di automazione è considerato un pioniere del “Food Processing 4.0”, ovvero la quarta generazione della tecnologia di produzione. Questo perché la prima macchina di infilzamento completamente automatica al mondo è stata commissionata lì, un anno e mezzo fa, e Beltaste ne ha installata una seconda. Per capire come funziona «ad occhio nudo» il sistema completamente automatizzato Pick & Skewer, è necessaria la massima concentrazione, poiché il processo funziona a una velocità formidabile. Gli ingredienti vengono alimentati su due nastri trasportatori nel punto centrale della linea di produzione, con carne impanata, cruda o marinata su un binario e cipolle, peperoni, pomodorini

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migliorasse la qualità, ma non abbiamo trovato nulla di adatto. Quando abbiamo visto il Pick & Skewer, siamo stati immediatamente conquistati. Abbiamo creduto nel concetto e abbiamo avuto fiducia nello sviluppatore e nel produttore”.

Con [X]M matrice modale ottenuta raccogliendo gli n autovettori, ovvero i modi di vibrare corrispondenti alle pulsazioni ωni trovate.

Cinque robot infilzano 15.000 ingredienti all’ora

Si possono disaccoppiare le varie matrici che, diventando diagonali, rendono i calcoli molto più agevoli, trasformando il sistema sotto riportato in una serie di equazioni risolvibili singolarmente.

I robot sono guidati da sistemi di visione e si muovono in base alle ricette memorizzate nel sistema di controllo. In tal modo, non sono solo veloci, ma anche versatili. “Generalmente variamo la ricetta ogni 16-20 ore. Se questo comporta un cambio pinze e ci vogliono solo cinque minuti grazie ai sistemi di cambio rapido”, afferma Muyshondt.

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In generale, le vibrazioni vengono distinte in deterministiche, descrivibili mediante opportune relazioni matematiche, e casuali, il cui andamento non è prevedibile, motivo per cui vengono considerate come disturbi o rumore.

Il sistema è stato sviluppato dalla società belga PINTRO bv. Il suo nome è una forma semplificata della frase inglese “pin through”. Dal 2007, questa filiale del produttore di attrezzature speciali SMO bv produce macchinari per la produzione manuale o semiautomatica di kebab.

Perché vogliamo migliorare proprio le vi brazioni?

Gli ingegneri PINTRO hanno utilizzato tutta la loro esperienza nello sviluppo delle pinze. Il risultato è una combinazione di pinze meccaniche e a vuoto che prelevano più ingredienti diversi in un unico passaggio e poi li forano con precisione millimetrica, diversamente non sarebbe possibile raggiungere l’alto livello di prestazioni.

Questo fenomeno, insieme agli urti, concorre al catti vo funzi onamento ed al precoce deterioramento delle macchine e delle strutture, nonché all’inquinamento acustico dell’ambiente circostante. Anche la salute dell’uomo ne è influenzata negativamente, con conseguenze sempre più oggetto di attenzione da parte dei responsabili preposti alla sicurezza.

Come già spiegato nell’articolo Lo smorzamento delle vibrazioni nelle macchine utensili | Blog RWItalia le vibrazioni nelle macchine utensili sono dovute principalmente a tre fattori :

- squi l i bri degl i al beri rotanti, come quello di trasmissione che collega il motore al mandrino, passando dai giunti e dalle ruote di trasmissione;

- difetti dimensioonali di alcuni componenti che costituiscono gli azionamenti;

- un ingaggio intermittente fra l’utensile ed il pezzo da lavorare.

Il Pick & Skewer ha permesso un salto di qualità alla produzione completamente automatizzata di kebab, anche su larga scala. A seconda dell’output desiderato, un minimo di due e un massimo di cinque robot scelgono tutti gli ingredienti e li tengono pronti per lo spiedo. Beltaste ha optato per la versione con cinque robot top di gamma Stäubli TX2-60L HE. Poiché un robot a sei assi è in grado di prelevare e infilare fino a 3.000 ingredienti separati all’ora, il sistema raggiunge una produttività massima di 15.000 ingredienti. 10 ingredienti per spiedino, equivale a 1.500 kebab all’ora.

Le vibrazioni autoindotte e rigenerative o qualsiasi altra cosa la ricetta richieda dall’altra. Posizionati a lato del sistema ci sono i meccanismi in cui gli ingredienti sono separati e tenuti pronti per lo skewering orizzontale.

Il compito dei robot Stäubli è quello di afferrare gli ingredienti e assicurarsi che lo spiedino li fori esattamente attraverso il loro centro. I kebab finiti vengono quindi convogliati alla stazione di confezionamento. Il sistema Beltaste produce tra 1.000 e 1.200 shish kebab all’ora senza l’intervento umano. E ognuno è di alta qualità.

Ogni robot produce il suo kebab completo individuale in pochi secondi. La posizione esatta di ogni singolo ingrediente è continuamente monitorata dai sistemi di elaborazione delle immagini. Pieter Weyens, responsabile di PINTRO: “I robot Stäubli montati a soffitto afferrano e posizionano ogni ingrediente con una precisione di ± 0,1 mm. Il posizionamento e l’allineamento precisi non sono gli unici criteri che contano qui. È anche importante che i kebab sembrino fatti a mano”.

Tutti questi eventi generano delle forze periodiche che vengono convertite in che raramente causano problemi, e uno dei limiti più importanti alla produttività dei processi di lavorazione. Già nel 1907 Taylor definì il chatter come “il problema più oscuro e delicato che si affronta nella lavorazione meccanica”. Esse si manifestano con l ’ aumen incrementare il rendimento delle macchine o durante il processo di finitura dei componenti; la diretta conseguenza è la generazione di asperità molto evidenti di geome superficie del componente, causandone spesso lo scarto. I modelli matematici di Arnold o di tipo B (ampiamente analizzati nell’articolo https://blog.rw utensili) constatano che questo fenomen dallo smorzamento dell’utensile e da un fattore relativo alla forza.

È stato proprio questo livello di performance che ha spinto il senior management di Beltaste a investire nel primo sistema Pick & Skewer al mondo. Come spiega Leon Muyshondt, Chief Technology Officer di Beltaste a Morahalom, “Abbiamo passato anni a cercare una soluzione che aumentasse la produttività e allo stesso tempo

L’igiene come fattore decisivo

Oltre alla velocità e precisione, anche l’igiene e la possibilità di lavaggio hanno giocato un ruolo chiave nella selezione del robot. Le procedure di pulizia sono massicce, come descrive Muyshondt: “Due volte al giorno, eseguiamo un ciclo automatico di pulizia e disinfezione degli utensili, che richiede un minuto e mezzo ogni volta. Dopo ogni turno, l’attrezzatura viene accuratamente pulita e disinfettata: prima viene applicata la schiuma, quindi viene irrorata con acqua calda tramite una lancia da 40 bar – e questo include i robot.” La versione HE (ambiente umido) del robot Stäubli TX2 a sei assi è impermeabile e quindi assolutamente adeguata a questo requisito. Il braccio è completamente incapsulato e resiste alla pulizia senza alcuna compromissione della funzione. Anche i processi di pulizia frequenti e intensivi, come quelli prevalenti nell’industria farmaceutica e alimentare, non portano ad alcuna riduzione della durata. Inoltre, i robot HE sono progettati per funzionare anche in ambienti sensibili. Il loro design igienico compatibile con il lavaggio è considerato unico.

I robot utilizzati nel sistema di spiedatura sono inoltre lubrificati con olio NSF

H1 per uso alimentare. “I robot sono sottoposti a un carico di lavoro pesante, perché eseguono molti movimenti rapidi e delicati. Quindi il lubrificante deve essere efficiente e allo stesso tempo soddisfare i requisiti dell’industria alimentare”, afferma Muyshondt. L’olio H1 che Stäubli ha sviluppato in collaborazione con un affermato produttore di lubrificanti soddisfa perfettamente questi criteri.

Programmazione semplice

La coordinazione tra l’elaborazione delle immagini e i movimenti del robot, a questa velocità e con la precisione richiesta, chiede anche requisiti elevati del controller del robot. Questa è un altro punto in cui le macchine ottengono il massimo punteggio: i controller Stäubli CS9 sono noti per le loro elevate prestazioni e anche per l’eccellente connettività. Un ulteriore vantaggio è la loro semplicità di programmazione.

Per gli utenti del Pick & Skewer è ancora più elementare, spiega Muyshondt: “Il dipendente seleziona semplicemente una ricetta, carica gli ingredienti e preme il pulsante di avvio lavoro, fatto!” Mentre la produzione di kebab è in esecuzione, gli ingredienti possono essere aggiunti.

I sistemi di elaborazione delle immagini supervisionano anche il controllo di qualità di ogni singolo spiedino.

Nel Pick & Skewer, PINTRO ha sviluppato una novità “mondiale” per l’industria alimentare, eliminando gli ostacoli più duri incontrarti lungo il percorso, ad esempio col design delle pinze che raccolgono e posizionano fette di cipolla e pomodorini a velocità così alta per poter essere vista ad occhio nudo. Poiché il sistema gestisce carne cruda, l’intero processo deve essere eseguito nelle più rigorose condizioni igieniche il che, per fortuna, non è un problema per i robot Stäubli HE.

Dal punto di vista dei primi utilizzatori, il concetto offre chiari vantaggi. Muyshondt è entusiasta: “La qualità dei kebab è costantemente alta. Gli ingredienti sono infilzati con precisione e abbiamo una libera scelta degli ingredienti. I tempi di pulizia e disinfezione sono estremamente brevi e i robot possono essere lavati contemporaneamente. Questo è il futuro della produzione di kebab”. Con la prima linea Pick & Skewer che ha avuto un enorme successo, una seconda è recentemente entrata in funzione presso lo stabilimento di Beltaste in Ungheria. 