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Fachartikel: Blitzblank und steril - Lebensmittelgerechte Bediensysteme und Tastaturen

Veröffentlichung in der Fachzeitschrift Elektronik Praxis Sonderheft

Autoren: Cornelius Welker, Technischer Berater der ALGRA AG in Merenschwand/Schweiz und Dipl.-Phys. Gert Breidenbach, Leiter Entwicklung und Marketing bei GeBE Elektronik und Feinwerktechnik GmH.
Lebensmittelgerechte Bediensysteme und Tastaturen
Die stetige Zunahme von IPC’s in der Lebensmittelproduktion- und –Verarbeitung bedingt auch passende Bedienfelder und Tastaturen. Durch die immer höher werdenden Anforderungen der Verbraucher bezüglich Herkunft, Kontrolle und Qualität kommen zu den Standard-Anwendungen von IPC’s in der Prozesssteuerung weitere Aufgaben wie z. B. die lückenlose Dokumentation der Lebensmittelverarbeitung hinzu. Eine große hygienische Schwachstelle bei der Produktion von Lebensmitteln stellt die Dateneingabeeinheit als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine dar.
Folientastatur oder Touchscreen?
Bei der modernen Fleischproduktion werden IPC’s in der gesamten Prozesskette eingesetzt: Anlieferung (Wareneingang), Schlachterei, Fleischbeschauung, Zerlegung, Verarbeitung/Veredelung, Verpackung, Lagerung, Logistik etc. Die Bedienung der IPC’s erfolgte bis dato über Eingabesysteme unterschiedlichster Technologien, wie z. B. Folien- , Kurzhub-, Langhub-, Sensortastaturen und Touchscreens, die mehr schlecht denn recht den heute gestellten Hygieneansprüchen genügen können.
Folientastatur oder Edelstahltastatur?
Leider müssen beim Einsatz dieser Technologien erhebliche Kompromisse eingegangen werden: Folientastaturen haben den Nachteil, dass die Oberfläche fast schon als Nährboden für Bakterien angesehen werden müssen. Die Kontaminierung der Oberfläche mit Säuren, die z.B. in Milch und Fleisch enthalten sind, macht die Folien mit der Zeit spröde und fördert Auflösungstendenzen. Darüber hinaus wird die Oberfläche beim Betrieb oder bei der Reinigung z.B. durch Dampfstrahler und Sterilisationsmittel stark bis hin zur Zerstörung belastet. Folientastaturen sind daher in diesem Einsatzfeld als bakteriologisch bedenklich einzustufen. Die z.B. in Edelstahl aufgebauten Hubtastaturen sind mechanisch zwar wesentlich robuster und was die Oberfläche betrifft, hygienisch unbedenklicher, jedoch fungiert der offene Aufbau wie eine „Bakterienpumpe“: Bei der Betätigung der Tasten wird ein Über- und Unterdruck unter der Taste erzeugt, der Bakterien in das Innere und/oder von dort auf die Oberffläche transportiert. Zudem bieten Kanten, Spalten, Ritzen und Hohlräume einen geeigneten Nistplatz für Bakterien und erschweren die Reinigung, so dass eine dauerhaft ausreichende Hygiene nicht gewährleistet ist.
Ergonomie ist gefragt
Der Einsatz z. B. von kapazitiven und infraroten Sensortastaturen mit leicht zu reinigendem Glas an der Oberfläche erweisen sich in sofern als problembehaftet, als es durch Verunreinigungen auf der Bedienfläche zu unkontrollierten Betätigungen kommen kann und sie andererseits nicht mit Handschuhen zu bedienen sind. Bei Touchscreens sind ähnliche Verhältnisse wie bei Folien- und Sensortastaturen. Außerdem werden die ergonomischen Anforderungen bei der Eingabe zunehmend individueller Datenmengen nicht optimal erfüllt.
Edelstahl punktet
Für dieses Problemfeld bietet die Firma GeBE Computer und Peripherie GmbH (www.tastaturen.com) aus Germering nun eine kostengünstige PC-kompatible Edelstahltastatur an, die auf der von dem Schweizer Tastaturspezialisten ALGRA AG neu entwickelten, kostengünstigen Technologie „Dynasim“ basiert. Durch die auf organischem Material basierende Piezotechnik wird es möglich Tastenfelder auf einer durchgehend homogenen Bedienfläche aus Edelstahl kostengünstig zu realisieren. Die Tastenauswertungselektronik reagiert auf den Fingerdruck. Die von GeBE jetzt angebotene PC-kompatible Tastatur vermeidet mit ihrer planen und geschlossenen Edelstahloberfläche alle oben aufgeführten Nachteile der konventionellen Techniken. Ihre Elektronik ist komplett in Edelstahl gekapselt, ohne kritische Kanten und Ritzen. Sie lässt sich daher leicht und auch mit „schwerem Gerät“, sprich Dampfstrahler, steril reinigen und eignet sich daher insbesondere für den Einsatz in der Lebensmittelproduktion. Das Tastenlayout ist auf die Edelstahlfläche gelasert. Da die Betätigung auf Druck basiert, ist eine sichtkontrollierte Bedienung problemlos und sicher möglich. Um das Fehlen der taktilen Rückmeldung - ein Vorteil bei der Bedienung von Langhub- und Folientastaturen - auszugleichen, ist die Tastatur mit einem Pieptongeber ausgestattet.
Kraft erzeugt Gegenkraft
Für Anwendungen, bei denen einerseits die passive taktile Rückmeldung ein unverzichtbares Feature darstellt, und andererseits zusätzlich eine bidirektionale, taktile Kommunikation Vorteile bieten kann, arbeitet ALGRA unter Verwendung der oben beschriebenen Piezotechnologie an Mensch-Maschine-Interfaces mit aktiver taktiler Rückmeldung. Mit dieser revolutionären Re-Action Technologie wird es möglich sein Maschinenzustände und Informationen direkt an das befehlende/ausführende Organ (z.B. an den einzelnen Finger) zu melden. So werden z.B. akzeptierte Eingaben über den Tast- und Spürsinn quittiert, während bei nicht angenommenen Befehlen diese Quittierung ausbleibt. In diesem Zusammenhang wird z.B. eine Kraftrückkopplung realisierbar, die es ermöglicht, die Betätigungskräfte am Bediensystem proportional zum benötigten Kraftaufwand einer Maschine dynamisch zu verändern. Sicherlich werden in Zukunft Maschinen und Prozessabläufe mehr und mehr auf solche Informationen zurückgreifen, da sie für die natürliche, menschliche Wahrnehmung und Sinnesverarbeitung ebenfalls unverzichtbar sind. Als Nebeneffekt ist eine Entlastung der visuellen Kommunikation wünschenswert, da diese bei heutigen Mensch-Maschine- Schnittstellen teils völlig überlastet ist.