CC BY
34
ßp
ГЛАВНАЯ ТЕМА/IFFA2013
Тенденции развития
мясоперерабатывающего оборудования
Д. А. Максимов, канд. техн. наук, А. Н. Захаров, канд. техн. наук, ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии
На прошедшей выставке ^А 2013 было представлено оборудование для всех технологических циклов мясопереработки. Основные страны - участники выставки, представившие свою продукцию - Германия, Нидерланды, США, Италия, Испания. Выставка зарекомендовала себя не только как площадка для демонстрации новинок, но и как средство для оценки перспектив новых разработок.
УДК 637.5.02:061.43
Ключевые слова: ИФФА 2013, промышленный робот, гигиена производства, рентгеноскопия, замена ручного труда, математическое описание.
^ Успех во Франкфурте почти автоматически открывает коммерчески привлекательные перспективы и крупные рынки. Как правило, экспонаты выставки являются указателями на пути технического прогресса: научно-технические достижения и конструкторская мысль, дошедшие до показа в металле, здесь всегда востребованы — если не в настоящем, то в ближайшем будущем. Большое число инноваций, представленных участниками выставки, было направлено на энергосбережение, эффективное использование сырья, замену ручного труда машинами, автоматизацию производственных, управленческих процессов и логистики.
Среди всего многообразия видов оборудования четко прослеживаются следующие тенденции в развитии мясоперерабатывающей отрасли:
- автоматизация различных технологических процессов;
- повышение качества продукции;
- повышение уровня гигиены
производства;
- безопасность выпускаемой продукции.
Автоматизация в мясоперерабатывающей промышленности решает сразу несколько задач: обеспечивает повышение энергоэффективности, производительности труда и качества продукции, позволяет улучшить гигиену производства пищевых продуктов и освободить персонал от тяжелой физической работы. Автоматизация производственных процессов в мясной промышленности идет сегодня по двум основным направлениям: применение промышленных роботов (от ведущих мировых производителей - Kuka, ABB, Fanuc) и применение автоматизированных устройств (MPS-group, SFKsystem).
На выставке было представлено 25 поставщиков промышленных роботов для различных технологических операций - это довольно много и число их свидетельствует о большой востребованности роботов на производстве. Логично предположить, что они более вос-
Рисунок 1. Автоматизированная установка фирмы Durand (MPSgroup) для распиловки туш свиней
Рисунок 3. Роботы для разделки туш
требованы, чем специализированные механические устройства, тем не менее в ряде случаев, когда необходимо выполнить относительно простую технологическую операцию (например, распиловка туши) целесообразнее использовать именно автоматизированное устройство (рис. 1), так как не всегда экономически оправдано использовать дорогостоящего промышленного робота с большим числом степеней подвижности. Это понимают и сами производители роботов, предлагая переработчикам более простых роботов. Так фирма Fanuc (Япония) представила робота LR Mate 200iD (рис. 2), предназначенного именно для работы на пищевых предприятиях.
На выставке было представлено также большое количество
Рисунок 2. Робот LR Mate 200iD фирмы Fanuc
Рисунок 4. Робот для очистки туш
IFFA2013 / ГЛАВНАЯ ТЕМА
CP
роботов для операций укладки, сортировки, упаковки. Данные технологические операции могут быть сравнительно легко автоматизированы, так как объекты операции (коробка, батон колбасы, упаковка и т.п.) имеют постоянные параметры (размеры, форма, масса) с минимальными отклонениями. Все это упрощает математическое описание действий робота и распознавания объекта операции.
Следует отметить, что сами по себе промышленные роботы уже давно известны и широко применяются в различных отраслях. Уже сформировались основные игроки и лидеры в области робототехники. Сейчас лее происходит адаптация этих роботов для мясоперерабатывающего производства. Эта адаптация возможна и эффективна только при сотрудничестве фирм - производителей роботов и фирм - производителей мясоперерабатывающего оборудования. Берется готовая платформа (стандартный промышленный робот), под нее пишется программа и алгоритм выполнения требуемой технологической операции, разрабатывается исполнительный рабочий орган с учетом специфики продукта. Примеры такого сотрудничества:
- фирма BANSS и фирма KUKA (рис. 3) - роботы для разделки туш;
- фирма E.M.F. и фирма KUKA (рис. 4) - робот для очистки туш;
- фирма Tavil и фирма Fanuc (рис. 5) - робот для укладки;
- фирма Pujólas и фирма KUKA (рис. 6) - робот для
укладки колбас.
Пожалуй, революционным решением проблемы автоматизации обвалки является предложение фирмы Mayekawa (Япония). Установка Wandas-RX на базе швейцарских роботов Staubli позволяет обваливать более 500 свиных окороков в час (рис. 7). Выбор роботов Staubli не случаен. Это классические, если можно так сказать, шестиосевые роботы, но с возможностью работы в среде с высокой влажностью и устойчивые к мойке струей воды. Эти особенности делают робот Staubli очень удобным для использования в мясоперерабатывающей отрасли.
Характерной особенностью применения роботов в мясопере-работке и данного робота в частности является использование системы сканирования обрабатываемого объекта (рис. 8) в диапазоне рентгеновского излучения. Это делается для того, чтобы математически описать свойства объекта, определить его характеристики. Затем полученные данные обрабатываются программой и далее на основании результатов обработки задаются параметры движения исполнительного органа робота.
Применение рентгеновского излучения позволяет получить наиболее полные данные по обрабатываемому объекту. Но в то же время применение такого способа анализа накладывает некоторые ограничения в связи с угрозой для здоровья человека, вызванной радиоактивным излучением.
Рентгеноскопия находит широкое применение в приборах, анализирующих наличие посторонних включений в производимом продукте, например, наличие пла-
Рисунок 7. Робот для обвалки свиных окороков
Рисунок 8. Результаты сканирования свиных окороков рентгеновским излучением на установке Wandas-RX фирмы Mayekawa
Рисунок 5. Робот для укладки колбас в коробки
Рисунок 6. Робот для навешивания колбас на раму
Рисунок 9. Установка для контроля качества продуктов FA 720 PRO с использованием рентгена фирмы Eagle Product Inspection
стика, металла, стекла и т.д. А также в приборах, анализирующих состав мяса или фарша (рис. 9).
Помимо рентгена в целях повышения качества обработки продукта активно используются лазерные сканеры и цифровые камеры. Их применение позволяет достаточно полно описать геометрию обрабатываемого продукта. Особенно это важно, когда мы имеем дело с нарезкой продукта на одинаковые по массе порции. Так фирма Treif предложила установку для нарезки замороженного мяса (с костью и без неё) на равные порции с применением 4-х цифровых камер (рис. 10). Камеры (рис. 11) обеспечивают получение объемного изображение кусков
№ 3 июнь 2013 ВСЁ 0 МЯСЕ
11
ЁР
ГЛАВНАЯ ТЕМА/IFFA2013
Рисунок 10. Установка Falconhybrid для нарезки мяса на порции фирмы Treif
мяса, не касаясь его. Применение такой системы сканирования позволяет нарезать куски по одинаковой массе как первого, так и последнего куска.
Следует отметить также, что для анализа мясного сырья широко применяются системы на базе ближней инфракрасной области спектра (спектрографы). Такие системы позволяют определять содержание жира, белка, соединительной ткани (рис. 12).
Все вышеперечисленные приборы для анализа обрабатываемого продукта позволяют повысить качество обработки, безопасность выпускаемой продукции. А их принцип действия и устройство позволяет использовать их в поточных линиях.
Все более широкое распространение получает обработка продуктов высоким давлением. Эта тенденция особенно хорошо прослеживается у фирм - производителей упаковочного оборудования. Системы с применением High Pressure Processing (HPP) (рис. 13) активно интегрируются в линии по производству различных видов пищевой продукции (Avure, Multivac, Hiperbaric и др.). Обработка продуктов высоким давлением не является термическим процессом, хотя она и может проводиться в горячей воде (до
Рисунок 11. Лазерный сканер установки Falconhybrid
Рисунок 12. Спектрограф в поточной линии фирмы Laska
65 °С). Такая обработка позволяет подавить рост нежелательных микроорганизмов в мясе, птице и других продуктов питания. Инактивация происходит при давлениях до 6000 бар (600 МПа) и продолжительности обработки до 15 минут. Давление, которое воздействует на весь объем продукта, не вредит самому продукту, но оно изменяет молекулярную структуру бактерий, вирусов или плесени, которые есть в продукте, и делает их неактивными. Такой процесс увеличивает срок хранения без дополнительного количества добавок и позволяет избежать потери качества с точки зрения вкуса и питательной ценности, как это происходит с использованием тепла при обычной пастеризации.
В целях обеспечения непрерывного мониторинга в автоматическом режиме производства продуктов питания все большее применение находит метод радиочастотной идентификации (RFID). Использование RFID-технологии может предназначаться как для учета продукции (рис. 14), так и для отслеживания персонала (рис. 15), места его нахождения и т.п. При этом сбор данных проходит в автоматическом режиме на любых стадиях производственного процесса.
Радиочастотная идентификация позволяет вести учет и документировать время работы оператора, оборудования, рабочего инструмента или инвентаря. Такой контроль позволит избежать преждевременного износа или поломки машин, а также предотвратить случаи загрязнения пищевых продуктов.
Концепция использования радиочастотной идентификации (RFID) была представлена фирмами Friedrich Munch GmbH +
Рисунок 13. Принцип обработки продуктов высоким давлением
Рисунок 14. Отслеживание продукции с использованием радиочастотной идентификации ^Ю)
Рисунок 15. Контроль санитарного состояния спецодежды рабочего с использованием радиочастотной идентификации (RFID)
Co, Metalquimia, Winweb Informations technologie и др.
Прошедшая выставка показала, что производители мясоперерабатывающего оборудования активно используют достижения современной науки в различных её областях — робототехнике, радиоэлектронике, оптике, медицине и др. При таком подходе остается только с нетерпением ожидать, чем нас может удивить IFFA 2016.
Контакты:
Дмитрий Александрович Максимов +7(495) 676-6751 Александр Николаевич Захаров +7(495) 676-6691
