Hygienischer Robotereinsatz in der Lebensmittelproduktion. Martina Düngfelder, 21. Oktober 2015

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1 Hygienischer Robotereinsatz in der Lebensmittelproduktion Martina Düngfelder, 21. Oktober 2015

2 Stäubli Konzern Technische Lösungen für zahlreiche Industrieanwendungen Textilmaschinen, Schnellkupplungen, Werkzeugwechselsysteme und Roboter 1892 in der Schweiz gegründetes Industrieunternehmen im Familienbesitz Umsatz über 1 Milliarde Schweizer Franken und über Mitarbeiter Präsenz auf 5 Kontinenten: Niederlassungen in 25 Ländern und Vertretungen in 50 Ländern 2

3 Weltweite Präsenz des Stäubli-Konzerns Stäubli Unit: Vertrieb Support Service Ersatzteile Schulungscenter* Units Vertretungen * Deutschland, Belgien, China, Frankreich, Italien, Japan, Spanien, Schweiz, Türkei, United Kingdom, USA 3

4 Die 3 Sparten von Stäubli Textile Connectors Robotics Schaftweben Jacquardweben Weberei-Vorbereitung Teppichwebmaschinen Elektronische Steuerungen Schnellkupplungen für Flüssigkeiten und Gase Steckverbinder für elektrische Energien Schnellspannsysteme Werkzeugwechselsysteme Scara- und Sechsachs-Roboter Roboter für niedrige, mittlere und hohe Traglasten Steuerungen & Software 4

5 Stäubli Robotics Portfolio 5

6 Scara Roboter 4-Achs Roboter zum Verpacken und Kartonieren Geschwindigkeit bis zu 100 ppm Arbeitsbereich mit 200 mm oder 400 mm Hub und 200 mm bis 800 mm Reichweite Erhöhter Schutz durch IP54, mit Faltenbalg ISO 6 Erweiterte Anschlussmöglichkeiten Mehrere Montagemöglichkeiten (Wand und Boden) 6

7 TP80 Fast Picker Zum Verpacken und Handhaben Geschwindigkeiten bis zu 200 ppm Großer Arbeitsbereich durch 800 mm Reichweite und 100 mm Hub Keine Störkonturen des Arms in Kombination mit Bildverarbeitungssystemen Erhöhter Schutz IP65 durch winkelförmigen Anschluss und Faltenbalg Montage an Wand oder Sockel 7

8 6-Achs Roboter Patentierte Stäubli JCS-Getriebe Schlanker Roboterfuß und hohe Dynamik für optimale Zellenausnutzung Komplett gekapselter Armaufbau (IP65 / Handgelenk IP67) Kugelförmiger Arbeitsraum Optional vertikale Kabeldurchführung Elektrische und pneumatische Anschlüsse direkt am Vorderarm nahe des Flansches Mehrere Montagemöglichkeiten (Wand, Boden und Decke) 8

9 Robotereinsatz in der Lebensmittelindustrie 9

10 Trend zur Automatisierung Lebensmittelindustrie am strengsten reglementiert Gesetze, Regeln, Vorschriften, Verordnungen und Richtlinien Trends: Gesundheit, Convenience, Nachhaltigkeit Demographischer Wandel Altersstruktur Singlehaushalte Frauen im Beruf Lebensmitteleinzelhandel Industrie geprägt von Klein- und Mittelstandsunternehmen, 95% < 250 MA Steigende Produktionsleistung Hoher Exportanteil, jeder dritte Euro wird im Ausland verdient Quelle: 10

11 Anforderungen der Lebensmittelindustrie an robotergestützte Automation Entfernung des Menschen als größten Kontaminationsfaktor vom Produkt Vermeidung von monotonen Arbeiten und Schutz der Mitarbeiter Gute Integrierbarkeit in bestehende Prozesse Flexibilität und hohe Zuverlässigkeit Erhöhte Wirtschaftlichkeit und Effizienz Möglichkeit des optischen Trackings der Produkte Möglichkeit einer leichten und guten Reinigung Strenge Hygienevorschriften beim Handling von Lebensmitteln Wasser- und Chemikalienresistenz 11

12 Aspekt Bakterien Arten 98 % sind für den Menschen harmlos 1,5 % sind sogar nützlich 0,5 % sind gefährlich Bakterien können leben mit oder ohne Sauerstoff mit oder ohne Wasser in saurer oder basischer Umgebung in kalter oder warmer Umgebung 12

13 Aspekt Bakterien Bakterien befinden sich überall (Wasser, Luft, Oberflächen,...) Bakterien nehmen 80% des Gewichts des Lebens auf der Erde ein (Menschen, Tiere, Pflanzen) 1 Milliliter Wasser enthält 1 Milliarde Bakterien 13

14 Aspekt Bakterien Bedingungen für die Entwicklung von Bakterien: Zeit geringe Mengen Wasser Geringe Mengen Luft Geringe Mengen Lebensmittel ph Wert um 7 Temperatur zwischen 20 und 40 C Bakterienkolonien verdoppeln sich in 20 Minuten Sie können sich schnell (2-3 Wochen) an ihre Umgebung anpassen Wir können sie nicht alle eliminieren nur ihre Ausbreitung kontrollieren 2 Schritten: So viele wie möglich entfernen Weiterentwicklung / Ausbreitung vermeiden 14

15 Aspekt Bakterien Größe: 0,2 bis 2 µm = = Lebensmittelhersteller müssen alles tun, um sogenannte Totbereiche zu verhindern. 15

16 Die richtige Frage stellen Die richtige Frage ist nicht: Handelt es sich um eine nasse / feuchte Umgebung? sondern Muss man auf Bakterien und deren Ausbreitung achten? 16

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18 Hygiene in der Lebensmittelherstellung Maßnahmen zur Vermeidung der Ausbreitung: Richtige Personalhygiene inkl. Schulung: Handschuhe, spezielle Kleidung, Masken Hygieneanforderungen an die Betriebsräume: räumliche Trennung von reinen und unreinen Bereichen Reinigung und Desinfektion von Flächen und Geräten Produkthygiene inklusive Temperaturkontrolle Rückverfolgbarkeit. 18

19 Unterscheidung von 3 Zonen Maschinen mit direktem Kontakt zu Lebensmitteln Maschinen, die keinen direkten Kontakt mit Lebensmitteln haben, sich aber in kritischer Umgebung befinden Maschinen, die weder direkten Kontakt zu Lebensmitteln haben noch sich in kritischen Umgebung befinden 19

20 Kriterien für hygienegerechte Maschinen, Apparate und Komponenten Hygienische Anforderungen sollten bereits in der frühesten Planungsphase Berücksichtigung finden. 1) Einfache Austauschbarkeit von Komponenten 2) Leichte Zugänglichkeit 3) Möglichkeit der Reinigbarkeit und Dekontamination 4) Chemische Beständigkeit gegen Reinigungs- und Desinfektionsmittel 5) Entleerbarkeit: Flüssigkeiten sollen vom Produktbereich wegfließen 6) Oberflächenbeschaffenheit und Rauigkeit 7) Homogenisierung von Materialien 8) Kritische Teile außerhalb der Produktionszone 9) Vermeidung des Eindringens von Mikroogranismen 10) Konstruktionswerkstoffe inkl. Schmierstoffe 20

21 Anforderungen an den Roboter Flüssigkeiten sollen vom Produktbereich weglaufen 5 3 Einsatz verschiedenster Reinigungsmittel Leichte Zugänglichkeit 2 Chemische Beständigkeit: ph-wert von 4.5 bis Rauigkeit für produktberührende Oberflächen < 0,8 µm 1 Einfache Austauschbarkeit der Komponenten H1-Öl nötig 10 7 Kontakt von 3 Materialien: Edelstahl, Viton, spezielle Oberflächenbeschichtung Sämtliche Anschlüsse außerhalb der Produktionszone, elektrische Leitungen innenliegend 8 9 Überdruck um statischen und dynamischen Kontakt mit der Umgebung zu vermeiden 21

22 Prüfung der realen Reinigungsbedingungen Testkit zur chemischen Kompatibilitätsprüfung Teile werden im Vorfeld einzeln gewogen, dokumentiert und sogenannte Kratz-Tests durchgeführt Teile müssen in den Umgebungsbedingungen eingesetzt werden Standardreinigungsverfahren anwenden Dauer der Anwendung ca. 2 bis 3 Monate Rücksendung in unser Labor Abschlussbericht Kleiner Invest für eine langlebige Entscheidung! 22

23 Roboterbaureihe für die Lebensmittelindustrie: Humid Environment [HE] Baureihe von TX60 bis TX200L Einsatz am offenen Produkt problemlos möglich Tragkraft von 3,5 kg bis 120 kg Reichweite von 670 mm bis 2600 mm Produktreihe wurde speziell für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie designend. 23

24 Anwendungsbeispiele 24

25 Einsatzmöglichkeiten Käseherstellung Bruchbereitung Wenden und Stapeln von Einzelhorden Palettieren Verpacken und Grundieren Handhabung der Käseformen, Portionierung und Umhordung Schneiden von Portionen z.b. mit Ultraschalltechnik 25

26 Applikationsbeispiele Käseherstellung 26

27 Einsatzmöglichkeiten Fleischverarbeitung Auslösen von Knochen Portionieren Palettieren Gruppieren, Sortieren Sekundärverpacken Einschneiden und Zerlegen von Fleisch Primärverpacken 27

28 Applikationsbeispiele Proteine 28

29 Einsatzmöglichkeiten Backwarenherstellung 29

30 Applikationsbeispiele Back-/Süßwaren 30

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? 31