Robotok az Élelmiszeriparban: A Sajt Csomagolásának Forradalma

Az élelmiszeripar a modern kor egyik legdinamikusabban fejlődő ágazata, ahol a gyártó vállalatok egyre inkább a robotokra támaszkodnak. Ez a tendencia nemcsak a globális népesség ugrásszerű növekedésével (jelenleg több mint 8,1 milliárd ember él a Földön) magyarázható, ami bővíti az élelmiszer iránti keresletet, hanem számos más mozgatórugó is befolyásolja.

A munkavállalók egészségének biztosítása, a folyamatosan szigorodó élelmiszerbiztonsági előírások, a feldolgozott élelmiszerek népszerűségének növekedése, valamint a termelés növelése és a költségek párhuzamos csökkentése mind hatással vannak az automatizálás fokozott iramban történő terjedésére. Ezek a tendenciák a jelenleg csaknem 12 ezer vállalkozásból álló magyar élelmiszeripart is elérték. Bár az automatizáció, mint a fejlődés első számú irányának elfogadása, még gyerekcipőben jár Magyarországon az élelmiszeripar terén, számos vállalat már részben robotikai alkalmazásokkal dolgozik, és a fejlesztések töretlenek ezen a téren.

Az Automatizálás Evolúciója az Élelmiszeriparban

A hagyományos automatizáció kiválóan teljesít az olyan szektorokban, mint például az autóipar, viszont nehezen birkózik meg egyes, az élelmiszeriparban előforduló egyedi kihívásokkal. Ezek során az egyes termékeket óvatosan kell kezelni, ráadásul sem alakjuk, sem elrendezésük nem egységes, emellett pedig emberi fogyasztásra szánják őket. Az automatizálástechnika fejlődése azonban olyan robotrendszerek létrehozását eredményezte, amelyek a termény betakarításától a késztermékek csomagolásáig számos feladatot képesek ellátni. Az új és továbbfejlesztett megfogótechnológia, valamint a vele járó képfelismerő rendszerek érkezése mindent megváltoztatott.

A Robotika Előnyei és Alkalmazási Területei

A robotok élelmiszeripari alkalmazásának egyik legfontosabb előnye azok hihetetlen precizitása. Legyen szó gyümölcsök és zöldségek szedéséről és válogatásáról, esetleg késztermékek csomagolásáról, a robotok olyan pontossággal végzik el ezeket a feladatokat, amit az emberek nehezen tudnának hosszú távon utánuk csinálni. Az élelmiszer-feldolgozás és -csomagolás során a robotok hihetetlen gyorsasággal és pontossággal hajtanak végre különféle feladatokat, például vágást, szeletelést és kockázást. Emellett éjjel-nappal tudnak dolgozni, ami növeli a termelési kapacitást.

A robotok csökkentik a munkahelyi balesetek kockázatát is, hiszen az élelmiszeripar számos potenciális veszélyt (többek között éles kések, forró sütők és csúszós padló) rejt magában. A termelési költségek csökkentésének másik módja a hulladék mennyiségének minimalizálása. Az élelmiszeripar állandó problémája a pazarlás, hiszen becslések szerint az összes megtermelt élelmiszer 30%-a kárba megy. A robotok használatával azonban a vállalatok minimalizálhatják a gyártás során keletkező hulladékot. A robotika segít csökkenteni a termelési költségeket azáltal, hogy felgyorsítja a termékek piacra kerülését. Robotokkal csökken a késztermékek előállításához szükséges idő, a vállalatok így gyorsan tudnak reagálni a változó trendekre és ízlésekre.

KUKA Robotok az Élelmiszergyártásban

A KUKA több mint 20 éve foglalkozik kifejezetten az élelmiszeriparra szabott robotizált megoldások kifejlesztésével és optimalizálásával. A KUKA automatizálási megoldásai az élelmiszergyártás teljes spektrumát felölelik. A nyersanyagok szállításától kezdve a bonyolult feldolgozáson át a hatékony intralogisztikáig a KUKA robotokat arra tervezték, hogy növeljék a termelékenységet és fenntartsák a magas higiéniai szabványokat. A vállalat „Hygienic Oil” (HO) robotjai élelmiszeripar-kompatibilis NSF H1 kenőanyagokat használnak. A KUKA KR QUANTEC PA Arctic robotjait extrém hideg körülmények között, akár mínusz 30 Celsius-fokban történő, védőburkolatok nélküli működésre tervezték.

Rumpler Ádám, a KUKA magyarországi értékesítési vezetője szerint: „Robotjainkat nemcsak a hatékonyság és a precizitás növelésére, hanem a legmagasabb élelmiszerbiztonsági és -higiéniai szabványok betartására is terveztük.” A KUKA portfóliója számos gépet tartalmaz a modern élelmiszeriparhoz: az iparág legszigorúbb higiéniai követelményeihez, hűtőházakhoz tervezett különleges változatként és élelmiszerekhez alkalmas kenőanyagokkal minden teherbírási osztályban. A KUKA már több mint 1000 élelmiszeripari ügyfél számára kínál megoldásokat, és ismeri igényeiket és kihívásaikat. A KUKA a kiváló minőségű összetevőkkel - robotok, szoftverek, szerviz - a teljes folyamatlánc sikerének garanciáját nyújtó receptekkel szolgál.

KUKA Robotok a Gyakorlatban

A KUKA robotok képesek az alapanyagok szállítására, az élelmiszer feldolgozására, csomagolására, raklapozására és a szállításra való előkészítésére. Az élelmiszeripar folyamatlánca legtöbbször az alapanyag beszállításával kezdődik. A KUKA éppen ebben nyújt segítséget - és a KUKA csoportba tartozó partnerével, a Swisslog céggel, valamint további partnerekkel automatizálási megoldásokat valósít meg logisztikai folyamatokhoz, raktárakhoz és elosztóközpontokhoz. Ezen kívül a KUKA képes közel minden további lépést intelligens módon automatizálni az élelmiszer-feldolgozásban.

Robotika megoldásaik között szerepelnek a KR DELTA HM (3 kg teherbírás) és a KR AGILUS HM (6-tengelyes robot, 6-10 kg teherbírás). A Hygienic Machine kivitelben készült robotok teljesen nemesacélból készülnek, könnyen tisztíthatók és fertőtleníthetők, és FDA-tanúsítvánnyal rendelkező alkatrészeket tartalmaznak. A KR AGILUS HO (6-tengelyes robot, 6-10 kg teherbírás) gépek összes tengelyében élelmiszerekhez alkalmas kenőanyagok találhatók, könnyen tisztíthatók és fertőtleníthetők. A KUKA.VisionTech szoftver 2D tárgyfelismeréshez, minőségellenőrzéshez, valamint kódfelismeréshez és optikai szövegfelismeréshez használható. A KUKA.ConveyorTech szoftver a robotműveleteket automatikusan hozzáigazítja a futó- és szállítószalagok mozgásához.

Együttműködő Robotok (Kobotok) az Élelmiszeriparban

Az Ipar 4.0 térnyerésével egyre több gyár dönt az automatizáció mellett - ez alól természetesen a csomagolási folyamatok sem képeznek kivételt. Az elképzelést ugyanazok az okok irányítják, mint amelyek az első robotok bevezetését a gyárakba - a hibák kiküszöbölése, a humán munkaerő felszabadítása és a költségek csökkentése a cél. A csomagolóiparban hasonlóan nagy haszonnal járhat az automatizálás, feladatuk ezen ágazatban is rendkívül sokszínű lehet.

Az együttműködő robotok, vagy más néven kobotok, további automatizálási lehetőségeket teremtenek az élelmiszeriparban. Jellemzőjük, hogy szűkös termelési területen, emberek közvetlen közelében is képesek a munkavégzésre, a feladatok és új feladatokra történő átcsoportosítás gyors kivitelezése, valamint intuitív programozás és kezelés. A gyártók világszerte fektetnek be az automatizálásba. A 2020 tavaszán Magyarországon végzett élelmiszeripari vállalatokra is kiterjedő „KKV robotizációs barométer” felmérés azt mutatta, hogy a kkv-k többek között azt várják a robotizálástól, hogy lehetővé tegye számukra a termelési költségek csökkentését, javítva ezáltal annak hatékonyságát (72%), továbbá növelje a versenyképességet (71,4%), és a gyártott termékek mennyiségét (68,7%), ami nagyobb jelentőséggel bír a kisvállalkozások számára.

A Kobotok Rugalmassága és Pontossága

Az élelmiszeripari vállalatok a lehető legnagyobb rugalmasságot követelik meg a termelés automatizálása a gyorsaság és az innováció támogatása érdekében. Az élelmiszer-gyártóknak számos kihívással kell szembenézniük nemcsak a szigorú betartandó követelmények miatt, hanem a szabálytalan alakú, lágy anyagú, sima felületű és érzékeny állagú termékekkel való összetett műveletek okán is. Míg más iparágak huzamosabb ideig képesek használni a szabványos automatizálási technológiát, az élelmiszeriparnak új, együttműködő technológiákra volt szüksége pontos érzékelőkkel és fejlett végberendezésekkel. Ezenkívül a koronavírus okozta válsághelyzet a maximálisan tiszta műveleteket és a társadalmi távolságtartást követelt.

E szükségletek kielégítésére az együttműködő robotok a megismételhetőség és a rugalmasság ideális egyensúlyát kínálják a gyártóknak és a beszállítóknak, még az automatizálásra eddig nem alkalmas folyamatokban is. A 24 órás munkavégzés képessége és az ismétlődő 0,03 mm pontosságú mozgástartomány (a Universal Robots esetében) lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy a lehető legnagyobb mértékben használják ki termelési kapacitásukat és ezzel egyidejűleg fenntartsák az állandó minőséget. A kobotok az élelmiszeripari területek szinte teljes mértékű automatizálását teszik lehetővé. Egyik legfőbb tulajdonságuk a rugalmasság, ami garantálja az egyenletesen magas minőséget, pontosságot, valamint az állandó adagolást sok ismétlés után is. Kiemelkedően magas teljesítményt nyújtanak a felszedés és beültetés és raklapozás műveleteiben. Az együttműködő robotok növelik a folyamatok pontosságát és csökkentik a hulladék mennyiségét az automatizált anyagmozgatási folyamatokban, amelyek akár a lights-out módban üzemelő gyártásban is alkalmazhatók (a lights-out elnevezés arra utal, hogy a gyártóüzem emberi beavatkozás nélkül működik, ezért nincs szükség világításra).

Esettanulmányok: Sikeres Kobot Alkalmazások

Az Atria Scandinavia, Észak-Európa egyik vezető, ínyenc és vegetáriánus készételeket gyártó vállalata, két UR5 és egy UR10 kobotot működtet egyszerre, és óránként átlagosan 228 egységet készítenek kiszállításra. A gyártósoron dolgozó alkalmazottak meglepődve tapasztalták, hogy milyen egyszerű robotokkal végeztetni a munkát. A kobotok kevesebb mint egy év alatt behozták a rájuk fordított beruházás összegét, és a csomagolási részleg anyagfelhasználását 25%-os csökkenés elérésével sikerült optimalizálni.

A Cascina Italia nevű élelmiszeripari vállalat több millió tojást dolgoz fel naponta. A UR5 kobot a gyártósorok végén került elhelyezésre - összesen huszonnégy sor - ahol az emberi operátorok munkáját segíti. A kobot naponta 144 kartont tölt meg mintegy másfél millió darab tojással, amelyeket szállítódobozba is rak, mentesítve ezzel az alkalmazottakat a kimerítő feladattól. Miután a robotot közvetlenül a gyártósorra telepítették, a Cascina Italia nemcsak a gyártási alapterületet, hanem a védőkerítés felszerelésének költségeit is megtakarította.

A Fanuc intelligens megoldásai a teljes élelmiszer- és italgyártási folyamatot javíthatják. Az A-ware Food Group, melynek szakterülete a sajtok és egyéb élelmiszerek ellenőrzött körülmények közötti érlelése, darabolása, csomagolása, tárolása és szállítása, Fanuc robotokat használ. Itt robotok hajtják végre az összes fontos műveletet: a sajt pontos felszeletelésétől és lemérésétől a nagy sebességű csomagoláson keresztül a raklapra helyezésig, mindezt az élelmiszeripari követelményeknek megfelelő körülmények között. Ennek eredményeképp a megnövekedett teljesítőképességnek és a nagyobb megbízhatóságnak köszönhetően jelentősen javult az általános termelékenység, és csökkentek a ciklusidők.

A Suteria cukrászda a méltán népszerű svájci, édes és lenyűgöző Solothurner Torte tortáinak készítésénél és díszítésénél alkalmaz robotot, amely a cukrászdában segíti az előállítási műveleteket. A Fanuc LR Mate robot kiválóan teljesít ezen bonyolult, az emberek számára rendkívül egyhangú feladatok végrehajtásában. A robotok alkalmazása a tortakészítésben valójában egyáltalán nem új ötlet, a torták díszítésének automatizálása pedig még régebbi.

Dobot Kobotok: Rugalmas és Hatékony Megoldások

Az élelmiszeripar, termelékenység és költségcsökkentés érdekében egyre inkább a robottechnológia felé fordul. A Dobot CR és CRA kollaboratív robotkarok (kobotok) kiváló megoldást kínálnak az ilyen igények kielégítésére, és lehetővé teszik az automatizált, rugalmas gyártás bevezetését olyan helyeken, ahol ez korábban elképzelhetetlen volt. A Dobot CR és CRA robotkarok 0,02 mm ismétlési pontossággal, 3-tól 20 kg-ig terjedő teherbírással és 1700 mm maximális munkaterülettel rendelkeznek. A robotkarok gyors telepítése és könnyű használata segít enyhíteni ezeket a gondokat, miközben csökkenti a termelési folyamatok közbeni üzemzavarokat és a munkahelyi sérüléseket.

Az élelmiszeriparban különösen fontos a minőség és a következetesség. A Dobot robotkarok magas precizitása biztosítja, hogy az anyagpazarlás minimális legyen, és a végső termékek minősége javuljon. A Dobot robotkarok könnyen újraprogramozhatók és áthelyezhetők, hogy megfeleljenek a gyártási igényeknek és a termelési változásoknak. A Dobot robotkarok képesek veszélyes és kockázatos feladatokat átvenni a munkavállalóktól, így csökkentve a munkahelyi sérülések esélyét. A Dobot robotok egyszerű programozhatóságának és „drag-to-teach” funkciójának köszönhetően a telepítés gyerekjáték. Nincs szükség bonyolult kódolásra, így a beállítási és finomhangolási folyamatok gyorsan elvégezhetők. A Dobot kollaboratív robotjai ideális megoldást nyújtanak az élelmiszeripar különböző területein, mint például a csomagolás, anyagmozgatás, minőségellenőrzés és összeszerelés.

Automatizálás és Sajtcsomagolás: Óvártej Zrt. és Vepo Cheese Példája

Az Óvártej Zrt. másfél milliárdos saját finanszírozású beruházással épített új üzemcsarnokot, amelynek olasz tulajdonosai az egyik legmodernebb technológiával, friss tejből készítik a Stockholmtól Lisszabonig keresett termékeiket. Az élelmiszeripar csúcstechnológiáját képviselő 1000 négyzetméteres üzemcsarnokot avatott az Óvártej Zrt. A jelenleg naponta 250-300 ezer liter tejet feldolgozó, de akár 400 ezer liter tej és 40 tonna sajt előállítására is képes új gyáregység automatizált gyártósorai, robotizált csomagolási vonalai az egyik legmodernebbek a hazai tejiparban. Az Óvártej saját forrásból valósította meg a közel 1,5 milliárd forintos beruházást, és új 1000 négyzetméteres üzemegységében stracchino és mozzarella készül. A termelés megfelel az International Featured Standard (IFS) és British Retail Consortium (BRC) minősítéseink, vagyis a legmagasabb biztonsági és élelmiszer-minőségi előírásoknak.

A holland Vepo Cheese családi márka automatizálni szeretné az élelmiszer-feldolgozást: A KUKA két KR AGILUS higiéniai robotja rudakká alakítja a sajtot, és egy csomagológéphez továbbítja. Hollandia a nagy sajtkedvelő nemzetek közé tartozik. Az exportadatok is azt mutatják, hogy Hollandia világelső: Az OEC WORLD Statistics adatai szerint Hollandia 3,8 milliárd euróval Németország (4,5 milliárd euró) mögött a második helyen áll. A Vepo Cheese-nél az élelmiszerek feldolgozása - például darabolása és csomagolása is - automatizált. „Senki nem nyúl a sajthoz, csak a robot” - mondja Hugo van Put, a Vepo Cheese műszaki üzemeltetési igazgatója. A LAMBDA 405 teljesen automatizált működést biztosít két KR AGILUS HM-mel („Hygienic Machine“/„Higiénikus gép”). A LAMBDA 405 egy vágógép, amely egyedileg csomagolt sajtos snackek, például rudak vágására szolgál. Az ellenőrző mérleg biztosítja, hogy a rudak súlyában csak minimális eltérés lehessen. Ezt úgy éri el, hogy szükség esetén jelzést ad a vágógépnek, amelynek alapján a vágógép vastagabb vagy vékonyabb szeleteket vág. A szeletek ezután egy szállítószalagra kerülnek, amely egyben pufferként is szolgál a sajtcsere során. A szállítószalag felett egy kamera ellenőrzi a sajtszelet helyzetét - és továbbítja az információt az első KR AGILUS HM-nek. Így a KR AGILUS HM pontosan tudja, hogyan kell a szeletet megfognia és a vágólemezre helyeznie. A második KR AGILUS HM egy vákuumos rögzítőegységgel felveszi a kész sajtrudakat, és a csomagológép kazettáiba helyezi őket. A „higiénikus gép” kivitelű KR AGILUS megfelel ezeknek az igényeknek, és segíti a vállalatokat a nemzeti és nemzetközi élelmiszer-higiéniai előírások betartásában. A korrózióálló felületek, az élelmiszerbarát kenőanyagok és a nemesacél alkatrészek a lehető legmagasabb higiéniai színvonalat garantálják.

Az Automatizálás Jövője és a Munkaerő Kérdése

A robotizációnak egyre nagyobb szerep jut az élelmiszeriparban, ebből azonban nem következik még egyértelműen, hogy kevesebb emberre lesz szükség. Sőt, Dr. Baranyai László, a MATE Élelmiszeripari Méréstechnika és Automatizálás Tanszék tanszékvezetője, egyetemi tanár szerint a munkaerőhiány és a fogyasztók részéről növekvő igény a megfelelő higiénés körülmények között készült élelmiszerek iránt felgyorsítja a folyamatot. A tendencia azonban nem jelenti egyértelműen azt, hogy emberek tömege válik feleslegessé a munkahelyeken.

„A robotizáció és az automatizálás az élelmiszeriparban áll a legnagyobb jövő előtt, azt gondolom” - szögezte le Dr. Baranyai László. „Egyrészt a fogyasztói elvárások is ebbe az irányba terelik a cégeket, hiszen azok arról szólnak, jó minőségű és sokféle termék legyen a piacokon, tehát legyen választék, a termékek pedig legyenek megbízhatók, például ne tudják azokat megfertőzni mondjuk, a dolgozók. Ez ma a legfőbb trend, az a cél, hogy ember a lehető legkevesebbet érintkezzen a gyártás során az áruval, s a fogyasztó tényleg elsőként vehesse kézbe az élelmiszert, tehát ha lehet, senki más ne érjen hozzá. Ez azonban csak az automatizálható technológiákkal biztosítható.”

Sokakban felmerülhet a gondolat, hogy akkor munkahelyek szűnnek meg és nem lesz szükség az emberre - azonban ez nem így van. Dr. Baranyai László szerint nem állásvesztés várható az élelmiszeriparban az automatizálás miatt, hanem inkább munkaerő-átcsoportosítás. Hiszen egyre több olyan szakemberre lesz szükség, aki ezeket a modern berendezéseket kezelni tudja, s ha esetleg valami gond adódik velük, akkor hozzájuk mer nyúlni.

Gazdasági Hatások és Magyarországi Kilátások

Az automatizáció némiképp olcsóbbá teszi a termelést, ami hatással lehet a fogyasztói árakra. Dr. Baranyai László egy példát hozott erre: egy franciaországi pizzériában robotok készítik a pizzát, és egy egész pizza annyiba kerül, mint más nagyvárosban egy szelet. Tehát komoly árcsökkentést értek el azzal, hogy a szükséges feladatokat robotok végezték el. Az embernek akkor is ott kell lennie, felügyelnie a robot munkáját, de átalakul a feladata.

Magyarországon a szándék az automatizálásra minden vállalkozásban megvan, legyen kicsi vagy nagy, mindenki szeretne fejlődni. A pénz a nagy kérdés. A nagyvállalatok azonban most több tőkével rendelkeznek ahhoz, hogy bele is vágjanak ebbe. A következő szegmens kényszerből követni fogja ezeket, másként egész egyszerűen versenyhátrányba kerül. Európában a leginkább automatizált élelmiszeriparral Hollandia rendelkezik, majd Lengyelország és Belgium következik. Ők azok, akik időben nekiálltak a technológiai fejlesztésnek, a digitalizációnak, mert felismerték, hogy csak így lehetnek versenyképesek.

„Ennek következtében fordulhat elő, hogy a boltban egy külföldi termék kevesebbe kerül, mint egy magyar” - jegyezte meg Dr. Baranyai László. „De nem nagy a lemaradásunk, fáziskésésben vagyunk inkább. Az itthon eladott robotok száma ötévente megháromszorozódik, tehát mi is gyorsan haladunk. Előbb-utóbb fel is zárkózunk majd, ám ehhez erősíteni kell az élelmiszeripart, annak kellene lennie Magyarországon a húzóágazatnak - ami húzná felfelé magával az agráriumot is. Ha megnézzük az adatokat, láthatjuk, hogy a legnagyobb értéket az említett dobogós országokban az élelmiszer-feldolgozás és a csomagolás termeli, nem pedig a kereskedelem. Ezt érdemes észben tartani.”

tags: #robotok #az #elelmiszeriparban #sajt #csomagolas