Per aziende impegnate in produzione di diversi prodotti a grandi volumi in settori dove sono richiesti elevati standard di igiene, l’automazione robotica permette di abilitare la flessibilità necessaria affinché tutti i processi avvengano in modo rapido ed efficiente e conforme agli standard di settore.
Un esempio di questi vantaggi viene dalla testimonianza del gruppo BMI (Bayerische Molkereiindustrie), produttore di formaggi e altri prodotti a base di siero di latte in polvere, che per il suo caseificio di Jessen/Sassonia-Anhalt (Germania) ha scelto di affidarsi ai robot Stäubli.
Il sito di Jessen/Sassonia-Anhalt, oltre ad essere il più grande caseificio del gruppo BMI, è anche uno dei principali produttori in tutta la Germania. Infatti, grazie alla varietà di prodotti presenta una produzione altamente flessibile.
L’intero sito, con caseifici di mozzarella, lavora circa 1,5 milioni di litri al giorno proveniente da circa 35.000 mucche. In particolare, nello stabilimento di Jessen l’azienda BMI produce: cagliata, cheddar bianco, cheddar rosso, Edam ed Emmental. Gran parte di questi prodotti va a clienti industriali, ma anche a catene di vendita al dettaglio per consumatori finali con il marchio Paladin oppure marchi privati.
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Elevati ritmi e volumi di produzione richiedono maggiore flessibiltà
Tra il 2017 e il 2019, l’azienda ha investito oltre 100 milioni di euro per ottimizzare la produzione. Tra gli interventi realizzati anche l’acquisto di un nuovo caseificio a pasta dura in grado di produrre questi volumi e le diverse varietà di prodotti in modo economico e con una qualità elevata. L’intero stabilimento funziona 20 ore su 20, 7 giorni su 7 e dopo le 20 ore la produzione viene arrestata per pulire l’impianto e iniziare un nuovo ciclo produttivo.
Questo ritmo di lavoro si applica anche alla fase finale, ovvero l’imballaggio. Quando il formaggio lascia il nastro di drenaggio entra in uno dei sei sistemi Tetra Pak Casomatic SC7 attraverso un condotto. Questi sistemi gestiscono in modo continuo e in maniera automatica la pre-pressatura, la formatura dei blocchi di formaggio e il riempimento. Da questi processi si ottengono blocchi di formaggio dal peso preciso di 15 o 20 kg, pronti per il confezionamento.
BMI ha commissionato a Lemmermeyer GmbH & Co KG Edelstahl-Anlagenbau di Deiningen, in Germania, la movimentazione ed il confezionamento. Lemmermeyer ha una vasta esperienza con questa tipologia di linee per l’industria alimentare ed ha sviluppato per l’azienda due celle utilizzate per la produzione di formaggio a pasta dura che integrano un robot igienico Stäubli a sei assi.
I robot impiegati sono sviluppati da Stäubli Robotics, divisione di Stäubli dedicata alla robotica la cui offerta include un’ampia gamma di robot a 4 e 6 assi, tra cui bracci robotici pensati per qualsiasi ambiente sensibile, robot mobili autonomi, sistemi di trasporto senza conducente (AGV) e cobot per la collaborazione uomo-robot.
Ogni cella è dotata di robot che si occupano del confezionamento primario di blocchi di formaggio da 15 e 20 kg appena prodotti a intervalli di 10 secondi per circa 20 ore. A seguito del confezionamento, avviene il lavaggio completo secondo i più alti standard di igiene.
L’applicazione sviluppata con i robot Stäubli a sei assi
Tre di ciascuna delle sei colonne Tetra Pak sono state assegnate a una cella robotizzata con un robot Stäubli TX-200L a sei assi in versione HE (Humid Environment). Grazie ad una capacità di carico di 100 kg e uno sbraccio di 2,60 metri, i robot sono posizionati in modo ottimale per movimentare i blocchi di formaggio e, grazie alla pinza sviluppata da Lemmermeyer, presentano una buona capacità multitasking.
Il robot montato sulla base posiziona la pellicola tirandola sopra la postazione della colonna di riempimento. Successivamente il sistema spinge il blocco di formaggio da 15 o 20 kg nel condotto o, in qualche caso, anche due blocchi di formaggio se vengono prodotti da 40 kg. Il robot Stäubli posiziona il formaggio preconfezionato su un nastro trasportatore pre-buffer a due tracce, formando lotti di 4 x 15 kg o 4 x 20 kg o 2 x 40 kg. Questi lotti vengono allineati e organizzati per l’aspirazione e la sigillatura. Infine, vengono eseguite le seguenti fasi: rilevamento dei metalli, etichettatura e test di tenuta prima che i blocchi finali vengano trasportati nell’area di stagionatura.
I due robot svolgono le mansioni assegnate toccando le 5,5 tonnellate all’ora, equivalenti a 8-12 blocchi al minuto. Nonostante l’elevata produttività, i sistemi sono estremamente flessibili. Ad esempio, la presenza di due celle identiche assicura che la produzione e il confezionamento vengano eseguiti anche se una delle due celle risulta inattiva.
Se necessario, invece, i blocchi possono anche essere svuotati tramite il nastro trasportatore di alimentazione. L’isola, infatti, prevede la gestione di diverse tipologie di blocchi con pesi vari e il sistema di controllo, con una chiara visualizzazione dell’intera struttura, offre numerose possibilità di customizzazione.
Massima igiene dalla base al polso
Tuttavia, il motivo principale per cui BMI ha investito nell’automazione flessibile non riguarda la riduzione del personale ma bensì la volontà di raggiungere elevati standard igienici.
“In qualità di caseificio i cui processi di produzione principali sono sollecitati da batteri, dobbiamo evitare a tutti i costi il rischio di introdurre contaminazioni. Questo si può ottenere quando gli esseri umani non intervengono nel processo”, spiega Thomas Benicke, Direttore di produzione del caseificio a pasta dura.
Le persone entrano in contatto con i robot una volta al giorno durante la pulizia con agenti schiumogeni. Dopo un solo processo di pulizia come questo, un robot “normale” difficilmente sarebbe operativo. Al contrario, i robot Stäubli HE sono specificatamente progettati per resistere, dalla base al polso, a questa procedura. Nel dettaglio, tutti i cavi sono stati installati all’interno del braccio, anch’esso pressurizzato per evitare la penetrazione di liquidi o umidità. In aggiunta, nel robot Stäubli HE il rivestimento è conforme alle norme igieniche e non sono presenti spazi in cui lo sporco residuo può depositarsi.
In questo modo i robot possono essere utilizzati in modo affidabile in processi in cui l’igiene è fondamentale, anche con un’accurata pulizia quotidiana con prodotti il cui pH è compreso tra 2 e 12. Questi “operatori unici” nella loro postazione, gestiscono circa 100 tonnellate di formaggio a blocchi al giorno con un tempo di ciclo di 10 secondi.
La linea di confezionamento sviluppata da Lemmermeyer presso la BMI di Jessen è la prova della capacità dei robot igienici Stäubli di adattarsi perfettamente a questo delicato ambiente industriale.
