Gıda endüstrisinde, bozulabilir ürünlerin sıcaklığının üretim, nakliye, depolama ve satış boyunca dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi esastır. Bozulmuş ve yanlış pişirilmiş gıdalardan kaynaklanan hastalıklar hakkında tekrarlanan uyarılar, daha sıkı süreç kontrolü ihtiyacını vurgulamaktadır. Her zaman bir insan faktörü de gerektiğinden, gıda işleyiciler, maliyetleri düşürürken insan hatasını en aza indirmeye yardımcı olacak şekilde önemli operasyonları otomatikleştiren araçlara ihtiyaç duyar.
Termal görüntüleme kameraları bu tür araçlardandır. FLIR termal görüntüleme kameraları kullanılarak birçok gıda işleme uygulamasında temassız otomatik sıcaklık ölçümleri yapılabilir. Analog video çıkışları, video monitörlerinde görüntülenebilir ve MPEG4 video çıkışları da dahil olmak üzere dijital sıcaklık verileri, Ethernet aracılığıyla bilgisayara yönlendirilebilir.
Nasıl çalışır?
Gıda işleme endüstrisinde temassız sıcaklık ölçümleri yapan temel bileşenler, termal görüntüleme kamerası ve ilgili yazılımdır. Ekipman, soğutulmuş ürünlerin ve pişirme sürecinden çıkarken pişmiş gıdaları ölçerek, %100 denetim gerçekleştiren “akıllı” temassız sensörler olarak işlev görür.
Termal görüntüleme kameralarının kullanımı kolaydır, küçüktür ve ihtiyaç duyulduğunda neredeyse her yere yerleştirilebilir. Paket sızdırmazlığını denetlemek ve diğer gıda işleme operasyonlarında verimliliği artırmak için de kullanılabilir.
FLIR termal görüntüleme kameraları, otomatik proses kontrolünde kullanımlarını sağlayan aygıt yazılımına ve iletişim arabirimlerine sahiptir. Üçüncü taraf yazılımlar, kapsamlı özel yazılmış kontrol koduna ihtiyaç duymadan bu araçları otomatik yapay görme sistemlerine dahil etmeyi kolaylaştırır.
Gıda işlemede termal görüntüleme kameralarının kullanımı aşağıdaki gibi uygulamalar için artmaktadır:
- Fırında pişmiş ürünler
- Mikrodalgada pişmiş etler
- Yarı haşlanmış pirinç ve diğer tahılların mikrodalgada kurutulması
- Uygun sıcaklık için fırınları kontrol etme
- Dondurulmuş yemek paketi bölmelerinin uygun şekilde doldurulması
- Mikrodalga yemekler üzerindeki selofan contaların bütünlüğünün kontrol edilmesi
- Üste sarılmış kartonların kutu kanadı yapıştırıcısının incelenmesi
- Soğutucu ve dondurucu bölmelerinin izlenmesi
Kalite yardımı ve ürün güvenliği için termografi
Termal görüntüleme her şeyden önce bir Kalite Güvence (QA) aracıdır. Pişmiş et ürünlerinin kalitesini ve güvenliğini kontrol etmek, bu teknolojinin mükemmel bir kullanımıdır. Kalıcı olarak monte edilmiş termal görüntüleme kamerası, örneğin tavuk filetolarının konveyör fırından çıkarken sıcaklığını sürekli olarak kaydedebilir. Amaç, yeterince piştiklerinden, ancak fazla pişmediklerinden ve kurumadıklarından emin olmaktır. Azalan nem içeriği ağırlık bazında da verim kaybını temsil eder. Mikrodalga ön pişirme hatlarında inceleme için termal görüntüleme kameraları da kullanılabilir. Ürün kalitesinin ve güvenliğinin iyileştirilmesinin yanı sıra, toplam iş hacmi de artırılabilir. Kazanılacak ek bir fayda da enerji faaliyetlerinin azalmasıdır.
Ekipman izleme
Pişmiş gıda denetimlerine ek olarak, termal görüntüleme kameraları konveyörlü fırınları da görüntüleyebilir. Fırın sıcaklığını kontrol etmede geri bildirim döngüsünün parçası bile olabilir. Konveyörlü fırınlarda termal görüntüleme kameralarının başka bir kullanımı, konveyörlü fırın pişirme bandının genişliği boyunca sıcaklık homojenliğinin izlenmesidir. Elektrikli fırının içindeki ısıtma elemanı arızalanırsa veya hava çarpma fırınında eşit olmayan ısınma elde ederseniz, ürün akışının bir tarafı daha soğuk olabilir. Bu, termal görüntüleme kameralarıyla hızlı bir şekilde keşfedilebilir.
Bu tür kalite denetimleri, geleneksel temas tipi sıcaklık sensörleri ile çok daha zordur. Böylece termal görüntüleme kameraları, birçok ürün hurdaya ayrılmadan önce değişkenliği düzeltmeye ve kaliteyi artırmaya yardımcı olabilir.
Ambalaj denetimleri
Termal görüntüleme kameralarının görüntülerdeki nesneleri bulmasını sağlayan yazılım mevcuttur. Model eşleştirmede bir uygulama da donmuş yemeklerin üretimindedir. Termal makine görüşü, yiyecek tepsisi bölmelerinin uygun şekilde doldurulup doldurulmadığını kontrol etmede model tanıma yazılımını kullanabilir. İlgili bir uygulama, bitmiş mikrodalga yemekleri üzerindeki ısıyla yapıştırılmış selofan kapağın otomatik %100 denetimidir. Bir termal görüntüleme kamerası, selofan ısıyla sızdırmazlığın oluşturulduğu kabın ağzından yayılan ısıyı görebilir. Paketin tüm çevresi boyunca sıcaklık, yapay görme yazılımı ile termal görüntü kullanılarak kontrol edilebilir. Bu tür bir program, görüntüdeki geometrik deseni ve sıcaklıklarını bilgisayar belleğinde depolanan bir modeldeki sıcaklıklarla karşılaştırır. Böyle bir sistemdeki ilave bir işlev, zayıf bir şekilde kapatılmış bir paketin lazerle işaretlenmesi olabilir, böylece kontrol istasyonunda çıkarılabilir.
Ürün güvenliğini dolaylı olarak etkileyen bir konu, gıda kaplarını saran ve koruyan kartonların bütünlüğüdür. Sarılmış kartonları kapatmanın en uygun maliyetli yollarından biri, karton kanatlarda ısıtılmış tutkal noktaları kullanmaktır. Geçmişte, nokta yapıştırmanın bütünlüğü, birkaç numune üzerinde periyodik olarak tahribatlı testler yapılarak belirlendi. Bu zaman alıcı ve maliyetliydi. Yapıştırıcı ısıtıldığı için bir termal görüntüleme kamerası içinden “görülebilir”. Uygulanan tutkal noktalarının desenini ve boyutunu kontrol etmek için karton kullanılır. Kamera, tutkalın uygulanması gereken kanatların önceden tanımlanmış alanlarına bakacak ve nokta boyutlarını ve sıcaklıklarını doğrulayacak şekilde ayarlanabilir. Toplanan dijital veriler, her kutuda başarılı/başarısız denetimi için kullanılır, böylece hatalı kutular üretim hattından hemen çıkarılabilir. Veriler, trend analizi için QA sistemine otomatik olarak kaydedilir, böylece aşırı sayıda kutu arızalanmaya başlarsa bir uyarı üretilebilir.
Termal görüntüleme kameralarında bir başka uygulama da konteyner dolum operasyonlarının izlenmesidir. Bu, ürün güvenliği için nadir rastlanan bir sorun olsa da verimi ve yönetmeliklere uygunluğu etkiler. Şişe üzerinde farklı alanlar tanımlanabilir ve alarmın tetiklenmesinde, fazla veya az doldurulmuş şişeleri çıkarmada kullanılabilir. Termal görüntüleme kameraları, koyu renkli cam veya plastikten bir şişe veya kavanozda, ışık kameralarına daha iyi bir alternatiftir.
Ölçümlerin otomatikleştirilmesi
Şu anda termal görüntüleme kameraları için mevcut olan uygulama yazılımı, otomatik gıda işleme uygulamalarını destekleyen çok çeşitli işlevler içerir. Bu yazılım, termal görüntüleme kameralarında yerleşik aygıt yazılımını tamamlar ve onunla birlikte çalışır. Bu paketlerdeki görüntüleme araçları ve kitaplıklar, donanımdan ve dilden bağımsızdır ve bu, gıda işleme mühendislerinin termal izleme ve kontrol sistemlerini hızlı bir şekilde uygulamasını kolaylaştırır.
Termal görüntüleme kameraları, kullanıcıya çeşitli koşullar altında doğru sıcaklık ölçümlerini destekleyen farklı çalışma modları sağlar. Bu kameralarda yaygın olarak bulunan iki işlev, bir nokta ölçer ve alan ölçümleridir. Spotmetre belirli bir noktadaki sıcaklığı bulur. Alan işlevi, bir nesnenin veya sahnenin seçilen bir alanını izole eder ve genellikle o alan içindeki maksimum, minimum ve ortalama sıcaklıkları sağlar. Sıcaklık ölçüm aralığı tipik olarak kullanıcı tarafından seçilebilir. Sıcaklık aralığı seçimine ek olarak çoğu kamera, kullanıcının kamera görüntüsünü optimize etmek için bir renk skalası veya gri skala ayarlamasına izin verir.
Konveyörlü fırın uygulamalarında, alan fonksiyonu tipik olarak kullanılır çünkü pişmiş ürün parçaları genellikle konveyör üzerinde rastgele bulunur. Kamera, tanımlanan alandaki minimum ve maksimum sıcaklıkları bulup ölçecek şekilde programlanabilir. Bu ayar noktası sıcaklıklarından biri kullanıcı tanımlı limitlerin dışına düşerse, bir PC veya PLC üzerinde çalışan bir uygulama programı anında bir alarmı tetikleyerek operatörü termal görüntüyü bir video monitöründe veya PC’de kontrol etmesi için uyarır: Kötü ürün ve/veya pişirme sıcaklığını ayarlayın.
Yerel izleme durumunda, IR kamera, ek yazılım olmadan, alarm cihazının doğrudan tetiklenmesinde kullanılabilir. Bununla birlikte, gıda işleme genellikle bir bilgisayarda çalışan üçüncü taraf yazılımlarda bulunan daha yüksek düzeyde analitikten yararlanır.
Bu kullanıma hazır çözümler, uygulama kaynak kodunun yazılmasını gerektirmez. GigE Vision® ve GenICam™ gibi yaygın olarak kullanılan yapay görme arayüzü standartlarına bağlı kalarak, bu yazılım tarafından çok çeşitli işlevler desteklenir.
Konveyör izlemenin basitleştirilmiş bir blok diyagramı gösterilmektedir. Termal görüntüleme kamerası birçok uygulama için yeterlidir. Renk gibi diğer hedef nesne niteliklerini kaydetmek için bir görünür ışık kamerasıyla birleştirilebilir.