Blog

Jul 20, 2023

Wärmebildkameras in der Lebensmittelindustrie

23. März 2023 von Mark Allinson Hinterlasse einen Kommentar In der Lebensmittelindustrie ist es wichtig, die Temperatur verderblicher Waren während der gesamten Produktion, dem Transport, der Lagerung und dem Verkauf sorgfältig zu kontrollieren.

23. März 2023 von Mark Allinson Hinterlasse einen Kommentar

In der Lebensmittelindustrie ist es wichtig, die Temperatur verderblicher Waren während der gesamten Produktion, dem Transport, der Lagerung und dem Verkauf sorgfältig zu kontrollieren.

Wiederholte Warnungen vor Krankheiten aufgrund verdorbener und falsch gegarter Lebensmittel verdeutlichen die Notwendigkeit einer strengeren Prozesskontrolle. Da hierbei fast immer ein menschlicher Faktor eine Rolle spielt, benötigen Lebensmittelverarbeiter Werkzeuge, die wichtige Vorgänge so automatisieren, dass menschliche Fehler minimiert und gleichzeitig die Kosten gesenkt werden.

Wärmebildkameras sind ein solches Werkzeug. Mit FLIR-Wärmebildkameras können Sie in vielen Anwendungen der Lebensmittelverarbeitung automatisierte berührungslose Temperaturmessungen durchführen. Analoge Videoausgänge können auf Videomonitoren angezeigt werden und digitale Temperaturdaten, einschließlich MPEG4-Videoausgängen, können über Ethernet an einen Computer weitergeleitet werden.

Die wichtigsten Elemente zur berührungslosen Temperaturmessung in der Lebensmittelindustrie sind eine Wärmebildkamera und die zugehörige Software.

Sie fungieren als „intelligente“ berührungslose Sensoren zur Durchführung von 100-Prozent-Inspektionen und messen die Temperatur von Geräten, gekühlten Produkten und gekochten Lebensmitteln, wenn diese den Garprozess verlassen.

Wärmebildkameras sind einfach zu bedienen, klein und können bei Bedarf fast überall positioniert werden. Sie können auch zur Inspektion der Verpackungsversiegelung und zur Effizienzsteigerung in anderen Lebensmittelverarbeitungsbetrieben eingesetzt werden.

FLIR-Wärmebildkameras verfügen über Firmware und Kommunikationsschnittstellen, die ihren Einsatz in der automatisierten Prozesssteuerung ermöglichen. Software von Drittanbietern erleichtert die Integration dieser Tools in automatisierte Bildverarbeitungssysteme, ohne dass umfangreicher individuell geschriebener Steuerungscode erforderlich ist.

Der Einsatz von Wärmebildkameras in der Lebensmittelverarbeitung nimmt zu für Anwendungen wie:

Die Wärmebildtechnik ist in erster Linie ein Werkzeug zur Qualitätssicherung (QS). Die Kontrolle der Qualität und Sicherheit gekochter Fleischprodukte ist ein hervorragender Einsatz dieser Technologie.

Eine fest montierte Wärmebildkamera kann beispielsweise die Temperatur von Hähnchenfilets beim Verlassen eines Durchlaufofens aufzeichnen.

Das Ziel besteht darin, sicherzustellen, dass sie ausreichend durchgegart, aber nicht zu stark gekocht und ausgetrocknet sind. Ein verringerter Feuchtigkeitsgehalt bedeutet auch einen Ertragsverlust auf Gewichtsbasis.

Wärmebildkameras können auch zur Inspektion von Mikrowellen-Vorkochlinien eingesetzt werden. Neben der Verbesserung der Produktqualität und -sicherheit kann auch der Gesamtdurchsatz gesteigert werden. Ein zusätzlicher Vorteil sind reduzierte Energiekosten.

Zusätzlich zur Inspektion gekochter Lebensmittel können Wärmebildkameras Durchlauföfen überwachen. Sie können sogar Teil einer Rückkopplungsschleife sein, um die Steuerung der Ofentemperatur zu unterstützen.

Ein weiterer Einsatzbereich von Wärmebildkameras für Durchlauföfen ist die Überwachung der Temperaturgleichmäßigkeit über die gesamte Breite des Garbandes des Durchlaufofens.

Wenn ein Heizelement in einem Elektroofen ausfällt oder die Erwärmung in einem Luftaufprallofen ungleichmäßig ist, kann es sein, dass eine Seite des Produktstroms kühler ist. Mit Wärmebildkameras kann dies schnell entdeckt werden.

Mit herkömmlichen Kontakt-Temperatursensoren sind solche Qualitätsprüfungen wesentlich schwieriger. Daher können Wärmebildkameras dazu beitragen, Schwankungen zu korrigieren und die Qualität zu verbessern, bevor große Mengen an Produkten verschrottet werden.

Es steht eine Software zur Verfügung, die es Wärmebildkameras ermöglicht, Objekte und Muster in den Bildern zu lokalisieren. Eine Anwendung für den Musterabgleich ist die Herstellung von Tiefkühlgerichten. Die thermische maschinelle Bildverarbeitung kann mithilfe von Mustererkennungssoftware prüfen, ob die Fächer von Essenstabletts ordnungsgemäß gefüllt sind.

Eine verwandte Anwendung ist die automatisierte 100%-Inspektion der heißversiegelten Zellophanhülle über fertigen Mikrowellengerichten. Eine Wärmebildkamera kann die Wärmestrahlung vom Rand des Behälters erkennen, an dem die Zellophan-Heißversiegelung entsteht.

Die Temperatur entlang des gesamten Umfangs der Verpackung kann mithilfe des Wärmebildes mit Bildverarbeitungssoftware überprüft werden. Diese Art von Programm gleicht das geometrische Muster im Bild und seine Temperaturen mit den Temperaturen in einem Muster ab, das in einem Computerspeicher gespeichert ist.

Eine zusätzliche Funktion in einem solchen System könnte die Lasermarkierung einer schlecht versiegelten Verpackung sein, damit diese an der Inspektionsstation entfernt werden kann.

Ein Problem, das sich indirekt auf die Produktsicherheit auswirkt, ist die Unversehrtheit der Kartons, die Lebensmittelbehälter umhüllen und schützen. Eine der kostengünstigsten Methoden zum Verschließen von Umverpackungskartons ist die Verwendung erhitzter Klebepunkte auf den Kartonlaschen.

In der Vergangenheit wurde die Integrität der Punktverklebung durch regelmäßige zerstörende Tests an mehreren Proben festgestellt. Dies war zeitaufwändig und kostspielig.

Da der Kleber erhitzt wird, kann eine Wärmebildkamera durch den Karton „sehen“, um das Muster und die Größe der aufgetragenen Kleberpunkte zu überprüfen. Die Kamera kann so eingerichtet werden, dass sie vordefinierte Bereiche der Klappen betrachtet, auf die Klebstoff aufgetragen werden soll, und die Punktgrößen und deren Temperaturen überprüft.

Die gesammelten digitalen Daten werden für eine Gut/Schlecht-Entscheidung für jede Schachtel verwendet, sodass fehlerhafte Schachteln sofort aus der Produktionslinie entfernt werden können. Die Daten werden zur Trendanalyse automatisch im QA-System protokolliert, sodass eine Warnung generiert werden kann, wenn zu viele Kartons ausfallen.

Eine weitere Anwendung für Wärmebildkameras ist die Überwachung von Behälterabfüllvorgängen. Obwohl dies selten ein Problem der Produktsicherheit darstellt, beeinträchtigt es doch die Ausbeute und die Einhaltung von Vorschriften.

Es können verschiedene Bereiche auf der Flasche definiert und genutzt werden, um einen Alarm auszulösen und über- oder unterfüllte Flaschen zu entfernen. Wärmebildkameras sind eine bessere Alternative zu Kameras mit sichtbarem Licht, wenn eine Flasche oder ein Glas aus dunklem Glas oder Kunststoff besteht.

Die derzeit für Wärmebildkameras verfügbare Anwendungssoftware umfasst eine Vielzahl von Funktionen, die automatisierte Lebensmittelverarbeitungsanwendungen unterstützen. Diese Software ergänzt und arbeitet mit der in Wärmebildkameras integrierten Firmware zusammen.

Die Bildgebungstools und Bibliotheken in diesen Paketen sind hardware- und sprachunabhängig und erleichtern Lebensmittelverarbeitungsingenieuren die schnelle Implementierung thermischer Überwachungs- und Steuerungssysteme.

Wärmebildkameras selbst stellen dem Benutzer verschiedene Betriebsmodi zur Verfügung, die eine korrekte Temperaturmessung unter verschiedenen Bedingungen unterstützen. Zwei in diesen Kameras häufig vorkommende Funktionen sind ein Spotmeter und Flächenmessungen.

Der Spotmeter ermittelt die Temperatur an einem bestimmten Punkt. Die Flächenfunktion isoliert einen ausgewählten Bereich eines Objekts oder einer Szene und liefert normalerweise die maximale, minimale und durchschnittliche Temperatur innerhalb dieses Bereichs.

Der Temperaturmessbereich ist normalerweise vom Benutzer wählbar. Zusätzlich zur Auswahl des Temperaturbereichs ermöglichen die meisten Kameras dem Benutzer die Einrichtung einer Farbskala oder Grauskala, um das Kamerabild zu optimieren.

Bei Anwendungen in Durchlauföfen wird typischerweise die Flächenfunktion verwendet, da Teile des gekochten Produkts häufig zufällig auf dem Förderband verteilt sind. Die Kamera kann so programmiert werden, dass sie die minimalen und maximalen Temperaturen innerhalb des definierten Bereichs ermittelt und misst.

Sollte eine dieser Solltemperaturen außerhalb der benutzerdefinierten Grenzwerte fallen, löst ein auf einem PC oder einer SPS ausgeführtes Anwendungsprogramm sofort einen Alarm aus und weist den Bediener darauf hin, das Wärmebild auf einem Videomonitor oder PC zu überprüfen, um die Temperatur zu finden und zu entfernen schlechtes Produkt und/oder passen Sie die Kochtemperatur an.

Bei einer lokalen Überwachung kann der digitale I/O einer IR-Kamera genutzt werden, um ohne zusätzliche Software direkt ein Alarmgerät auszulösen. Die Lebensmittelverarbeitung profitiert jedoch häufig von Analysen auf höherer Ebene, die in Software von Drittanbietern verfügbar sind, die auf einem PC ausgeführt wird.

Diese sofort einsatzbereiten Lösungen erfordern kein Schreiben von Anwendungsquellcode. Durch die Einhaltung gängiger Standards für Bildverarbeitungsschnittstellen wie GigE Vision und GenICam wird von dieser Software ein breites Spektrum an Funktionen unterstützt.

Dargestellt ist ein vereinfachtes Blockdiagramm der Förderbandüberwachung. Eine Wärmebildkamera ist für viele Anwendungen ausreichend, oder eine Wärmebildkamera kann mit einer Kamera für sichtbares Licht kombiniert werden, um andere Zielobjektattribute, wie z. B. die Farbe, aufzuzeichnen.

Abgelegt unter: Industrie. Markiert mit: Kamera, Kameras, Lebensmittel, Bildgebung, Produkt, Software, Temperatur, Wärme