Skip to main content

Inline real-time 4.0 quality monitoring in food production

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowy system skanerów monitoruje bezpieczeństwo przetwarzania żywności

Pakowana żywność może skrywać niebezpieczne niespodzianki. Zespół pewnego finansowanego przez UE projektu chce znacznie ograniczyć to ryzyko, wykorzystując system skanerów wielospektralnych i optycznych.

Technologie przemysłowe
Żywność i zasoby naturalne

Prawie wszystkie pakowane produkty żywnościowe przechodzą przez zmechanizowany proces pakowania. Chociaż takie linie produkcyjne są dokładnie kontrolowane, czasami niepożądane substancje i materiały, takie jak plastik, szkło i kamienie, przedostają się do opakowań i mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia konsumentów. Zepsuta żywność może z kolei prowadzić do zatrucia pokarmowego. Producenci żywności starają się zapobiegać takim zdarzeniom, jednak brak odpowiednich metod kontroli wzrokowych, znacznie utrudnia to zadanie. Wprowadzenie zautomatyzowanych skanerów bezpieczeństwa żywności na liniach produkcyjnych mogłoby rozwiązać ten problem. W związku z tym zespół finansowanego przez UE projektu Food Monitor stworzył technologię, która opiera się na obrazowaniu wielospektralnym wykrywającym ciała obce i szkodliwe substancje oraz kamerze optycznej o wysokiej rozdzielczości, która pozwala na rozpoznawanie nieprawidłowości. Prototyp systemu, opracowany przez austriacką firmę Insort i nazwany Sherlock Food Analyzer, osiągnął 6. poziom gotowości technologicznej. Unijne finansowanie pozwoliło na dalsze udoskonalanie technologii w celu osiągnięcia gotowości do wprowadzenia na rynek.

Zautomatyzowane obrazowanie wielospektralne

Rozwiązanie to system oparty na ultraszybkiej kamerze, która skanuje i analizuje zawartość opakowań w czasie rzeczywistym. Może ono zostać łatwo włączone do istniejących linii produkcyjnych. Analiza bazuje na oznaczeniach kolorystycznych nanoszonych na obrazy pochodzące z obrazowania wielospektralnego i kamer optycznych. Oznaczenia są dostosowane do wyników laboratoryjnych, a ponadto mogą być wykorzystywane do oceny jakościowej (dobre/zepsute) i ilościowej (procenty). Obrazowanie wielospektralne dzieli pasmo bliskiej podczerwieni na 240 segmentów spektralnych w każdym pikselu. Każdy segment składa się z ciemnych i jasnych linii, które mogą wskazywać na obecność określonych substancji. Skaner wielospektralny jest więc zaawansowanym detektorem chemicznym, który wykorzystując jedynie światło odbite, tworzy kompletny obraz chemiczny dla każdego piksela obrazu.

Monitorowanie bezpieczeństwa żywności

„Jeśli chodzi o monitorowanie bezpieczeństwa żywności, wykrywamy obce materiały i szkodliwe substancje”, wyjaśnia Anton Scheibelmasser, koordynator projektu. „Kontrolujemy także jej jakość, poszukując wszelkich nieprawidłowości, takich jak pleśń lub zepsucie”. System stanowi skuteczne rozwiązanie do analizy praktycznie każdego rodzaju żywności transportowanej na przenośniku lub wytrząsarce, z wyjątkiem produktów z grubą skórką lub skorupą, które nie przepuszczają światła podczerwonego. Skaner nie wykrywa bakterii bezpośrednio, ponieważ ich niewielki rozmiar uniemożliwia ich rozpoznanie w krótkim czasie dostępnym na linii produkcyjnej. System może jednak rozpoznawać znaczniki chemiczne wskazujące na rozkład bakterii. „W toku projektu dokonaliśmy znaczących ulepszeń systemu, co było możliwe dzięki najnowocześniejszej technologii”, dodaje Scheibelmasser. „Kamery obrazowania wielospektralnego umożliwiają wykrywanie substancji chemicznych przy stężeniu wynoszącym poniżej 1 % w suchej masie. Zwiększyliśmy także rozdzielczość kamery optycznej, dzięki czemu jest w stanie skanować obszary mniejsze niż 1 milimetr kwadratowy”. Wyniki te uzyskano podczas procesu produkcyjnego w wykorzystaniem taśmy poruszającej się z prędkością 2 m/s, a następnie potwierdzono w ramach testu na hali produkcyjnej klienta. Zespół wyposażył maszyny także o interfejs dla rozwiązań Przemysłu 4.0 upraszczając obsługę i pracę urządzeń. System Sherlock Food Analyzer jest już dostępny na rynku. Rozwiązanie pozwala na szybkie wykrywanie szkodliwych substancji i obcych materiałów podczas zmechanizowanego procesu produkcji żywności, co poprawi zdrowie i bezpieczeństwo konsumentów.

Słowa kluczowe

Food Monitor, żywność, skaner, obrazowanie wielospektralne, kamera optyczna, Sherlock Food Analyzer

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania