Un nuovo sistema di scansione monitora la sicurezza dei processi di trasformazione alimentare
Quasi tutti gli alimenti distribuiti in imballaggi passano attraverso un processo meccanizzato. Anche se queste linee di prodotti sono accuratamente ispezionate, è possibile che alcuni elementi e sostanze indesiderati sfuggano ai controlli. Tra questi vi sono, ad esempio, materiali estranei come plastica, vetro e pietre, che potrebbero causare lesioni a chi consuma gli alimenti, oppure cibo avariato che può provocare l’avvelenamento. Le aziende alimentari sono fortemente incentivate a evitare simili conseguenze. Tuttavia, gli attuali metodi di ispezione visiva sono inadeguati e rendono difficile tutto ciò. Le aziende hanno bisogno di uno scanner automatico per la sicurezza alimentare delle linee di produzione. A tale scopo, il progetto Food Monitor, finanziato dall’UE, ha sviluppato uno scanner che utilizza l’imaging iperspettrale per rilevare oggetti estranei e sostanze nocive ed è dotato di una telecamera ottica ad alta risoluzione in grado di individuare le anomalie. Il sistema prototipo, chiamato Sherlock Food Analyzer è stato inizialmente sviluppato al livello 6 di maturità tecnologica dalla società austriaca Insort. Grazie al finanziamento dell’UE, l’azienda ha aggiornato tutte le tecnologie, che ora sono pronte per essere immesse sul mercato.
Imaging iperspettrale automatizzato
L’analizzatore è costituito da un sistema di telecamere ad alta velocità che può essere facilmente inserito nelle linee di produzione alimentare esistenti per scansionare e analizzare il contenuto in tempo reale. L’analisi si basa sulla codifica in falsi colori applicata al risultato dell’imaging iperspettrale e delle telecamere ottiche. La codifica a colori è calibrata su risultati di laboratorio e può essere utilizzata anche per elaborare giudizi qualitativi (buono/cattivo) e quantitativi (percentuale). Il sistema di acquisizione di immagini iperspettrale divide la banda del vicino infrarosso in 240 segmenti spettrali per ogni pixel. Ciascun segmento mostra un modello di linee scure e luminose, che possono essere interpretate per indicare la presenza di particolari sostanze. Quindi uno scanner iperspettrale è un sofisticato rilevatore chimico che, utilizzando solo la luce riflessa, produce un’immagine chimica completa per ciascun pixel.
Monitoraggio della sicurezza alimentare
«In termini di sicurezza alimentare, andiamo alla ricerca di materiali estranei e sostanze nocive», spiega Anton Scheibelmasser, coordinatore del progetto. «Per quanto riguarda la qualità degli alimenti, cerchiamo qualsiasi tipo di difetto del prodotto, compresi la muffa o tracce di cibo marcio.» Il sistema è efficace praticamente per qualsiasi tipo di alimento trasportabile su un nastro o su un trasportatore vibrante di tipo industriale, tranne quelli che hanno una buccia o un guscio spessi che il vicino infrarosso non può penetrare. Lo scanner non rileva direttamente i batteri, che sono troppo piccoli per essere individuati nel breve tempo del passaggio su una linea di produzione meccanizzata. Tuttavia, il sistema è in grado di rilevare gli indicatori chimici della decomposizione batterica. «Nel corso del progetto abbiamo compiuto progressi notevoli grazie alla nuova tecnologia all’avanguardia», aggiunge Scheibelmasser. «Per quanto riguarda la telecamera di imaging iperspettrale, siamo stati in grado di rilevare le sostanze chimiche bersaglio durante la misurazione della materia secca con una concentrazione inferiore all’1 %. Abbiamo anche aumentato la risoluzione della telecamera ottica affinché possa scansionare aree più piccole di 1 millimetro quadrato.» Tutti i risultati sono stati dimostrati su un trasportatore che si muove fino a 2 m/s e sono stati provati durante i test sul campo nell’impianto di un cliente. Il team ha anche aggiunto l’interfaccia Industry 4.0 alle macchine, che agevola la gestione dei dati e il funzionamento. Sherlock Food Analyzer è ora disponibile in commercio. Il sistema, che permette il rilevamento rapido di sostanze e oggetti nocivi nelle linee di produzione alimentare meccanizzate, migliorerà la salute e la sicurezza dei consumatori.
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