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Inline real-time 4.0 quality monitoring in food production

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Un nouveau système de scanner veille à la sécurité du processus de transformation alimentaire

Les aliments emballés peuvent renfermer de dangereuses surprises. Une équipe de l’UE réduit fortement ce risque grâce à un système de scanner optique et hyperspectral combiné.

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Presque tous les aliments conditionnés en paquets sont soumis à un processus d’emballage mécanisé. Bien que ces lignes de produits soient inspectées avec le plus grand soin, des articles et substances indésirables passent parfois à travers les mailles du filet. Ces matières étrangères, notamment du plastique, du verre et des pierres, pourraient blesser le consommateur. Les aliments avariés peuvent empoisonner le consommateur. Les entreprises alimentaires ont de très bonnes raisons de vouloir éviter ce type de conséquences. Cela dit, les méthodes inadéquates d’inspection visuelle actuelles compliquent cette tâche. Ces entreprises ont besoin d’un scanner automatisé permettant d’assurer la sécurité alimentaire destiné aux lignes de production. Le projet Food Monitor, financé par l’UE, a mis au point un tel dispositif. Il utilise l’imagerie hyperspectrale pour détecter les corps étrangers et les substances nocives, et est épaulé par une caméra optique à haute résolution capable de détecter les anomalies. Le système prototype, baptisé Sherlock Food Analyzer, a initialement été développé jusqu’au niveau de maturité technologique 6 par l’entreprise autrichienne Insort. Le financement de l’UE a permis à l’entreprise de faire passer l’ensemble des technologies au stade final de maturité commerciale complète.

Imagerie hyperspectrale automatisée

L’analyseur est un système de caméra à haute vitesse. Il peut être facilement ajouté aux lignes de production existantes des fabriques de denrées alimentaires, où il scanne et analyse le contenu en temps réel. L’analyse se fonde sur un codage en fausses couleurs appliqué à la sortie des caméras hyperspectrale et optique. La codification par couleurs est étalonnée sur la base des résultats de laboratoire; en outre, elle permet d’effectuer des jugements qualitatifs (bon/mauvais) et quantitatifs (pourcentage). L’imageur hyperspectral divise la bande du proche infrarouge en 240 segments spectraux pour chaque pixel. Chaque segment présente un motif de lignes sombres et claires, dont l’interprétation traduit la présence de substances particulières. Un scanner hyperspectral est donc un détecteur chimique sophistiqué qui, uniquement grâce à la lumière réfléchie, produit une image chimique complète pour chaque pixel de l’image.

Surveiller la sécurité alimentaire

«En termes de sécurité alimentaire, nous cherchons des matières étrangères et des substances nocives», explique Anton Scheibelmasser, coordinateur du projet. «Concernant la qualité des aliments, nous sommes à la recherche de tout type de défaut du produit, y compris les aliments moisis ou pourris.» Le système fonctionne efficacement avec tous les types d’aliments pouvant être transportés sur un ruban transporteur ou à vibration, à l’exception de ceux ayant une peau ou une coquille épaisse que le proche infrarouge n’est pas capable de pénétrer. Le scanner ne décèle pas directement les bactéries, trop petites pour être détectées dans le bref intervalle de temps qu’offre une ligne de production mécanisée. Le système peut toutefois détecter les indicateurs chimiques de la décomposition bactérienne. «Au cours du projet, nous avons apporté de grandes améliorations à notre système, grâce à une nouvelle technologie de pointe», ajoute Anton Scheibelmasser. «S’agissant de la caméra à imagerie hyperspectrale, nous avons pu détecter les substances chimiques cibles dans des mesures de la matière sèche à une concentration inférieure à 1 %. Nous avons également amélioré la résolution de la caméra optique afin qu’elle puisse scanner des superficies de moins d’un millimètre carré.» Tous les résultats ont été démontrés sur un ruban transporteur se déplaçant jusqu’à 2 m/s et éprouvés dans le cadre d’essais de terrain dans les installations d’un client. L’équipe a également ajouté une interface de type Industrie 4.0 aux machines, afin de faciliter la manipulation et l’exploitation des données. Le système Sherlock Food Analyzer est désormais disponible sur le marché. Il permet la détection rapide des substances nocives et des objets dans les lignes de production alimentaire mécanisées et, par conséquent, d’améliorer la santé et la sécurité du consommateur.

Mots‑clés

Food Monitor, aliments, scanner, imagerie hyperspectrale, caméra optique, Sherlock Food Analyzer

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