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.

Ekmek. Kelimeyi düşünmek bile kokusuyla ekmek tezgahının üzerinde hayaller kurmaya taşır. Ancak mükemmel somunu ve yeterince büyük miktarlarda pişirmek, işlemi baştan sona doğru bir şekilde kontrol eden fırınlar gerektirir. Bulgaristan merkezli Delta Motion, Drive, Control ve Robotics ürünlerinin sistem entegratörü ve resmi distribütörü olan Mechatronics Ltd.’nin karşılaştığı bir işti. 

Ekmek fırını makinesinin gereksinimleri dört sıcaklık bölgesini tanımladı. Birinci bölge, soğutulmuş konveyör bandı ve fırına giren nispeten soğuk somunu telafi etmek için özellikle güçlüdür. Bu adımda, fırına taze pişmiş parlaklığı vermek için buhar da enjekte edilir. Bunu, optimum somunu pişirmek için dikkatlice kontrol edilen, sıcaklık kontrollü üç pişirme bölgesi takip eder. Bu gezer fırın tasarımının taşıma bandı da süreç boyunca doğru hızda tutulmalıdır. Spesifikasyonların tamamlanması, pişirme sürecini yapılandırmak, her bölgenin sıcaklık durumunu iletmek ve herhangi bir hata durumu bilgisini vermek için bir insan-makine ara yüzü (HMI) idi.

HMI için ekip, DOP-100 Serisinden Gelişmiş HMI DOP-107WV’yi seçti. Bu dokunmatik tabanlı kontrol paneli, modern görünümlü, dar bir çerçeveye sahip 16:9 7″ renkli TFT ekrana sahiptir. Çok dilli desteği, hedef pazar için çok uygun olduğu anlamına gelirken, kullanıcı dostu düzenleme yazılımı, son kullanıcının arayüzde gezinmek kolaydı. Birkaç RS-485 uyumlu COM portu ile fırın için seçilen diğer bileşenlerle mükemmel bir şekilde entegre oldu. Çalışma ortamı göz önüne alındığında, DOP-107WV’nin düz, silinebilir yüzeyi tozlu bir fırın için ideal seçim olduğunu kanıtladı Konveyör kontrolü MS300 Serisi bir invertör kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu AC motor değişken frekanslı sürücü (VFD) ayrıca RS-485 Modbus ara yüzünü desteklemiştir ve IM ve PM motorlarının açık çevrim kontrolü için idealdir.

Tabii ki, fırının kalitesi, nihai olarak fırın tarafından tanımlanır. Yedi ısıtma elemanının kullanımında en uygun kontrol yaklaşımının seçilmesine ayrı özen gösterildi. Dikkatli bir incelemenin ardından, DTC1000 Sıcaklık Kontrolü ana kontrolör, DTC20000 ise kalan altı paralel ısıtıcıdaki kontrolör olarak seçildi.  Bunlar da Modbus’a bağlıdır. Dikkatli programlama ile birlikte yerleşik, güvenilir bileşenlerin seçimi, 7 gün 24 saat çalıştırılabilen az bakım gerektiren bir tasarımın sağlanmasında büyük öneme sahiptir

Otomatik ayar işlevi

Optimum sıcaklık regülasyonu sağlamak için DTC1000/2000’in otomatik ayar işlevi kullanıldı. Girişler, üçüncü taraf PT100 sıcaklık sensörlerinden alınırken, ısıtma elemanlarının kontrolü katı hal röleleri ile gerçekleştirilir. Otomatik ayarlama, bu 250 kW’lık fırına sensörler ve ısıtıcılar takıldıktan sonra kapalı döngü PID kontrolörünü yapılandırmak için alıştırma işlemi uygulanır. Uygulamayı daha da karmaşık hale getiren şey, son üç pişirme bölgesindeki ikili ısıtmadır. Bir ısıtıcı konveyörün üzerinde ve diğeri aşağıda olduğundan, her birinin farklı bir sıcaklığa ayarlanması gerekir. Delta Sıcaklık Kontrol Cihazlarının yedek çıkışları mevcuttu ve sesli ve görsel alarm sinyalleri için rölelere bağlandı. Bu sinyaller ayrıca DOP-107WV HMI için de replike edildi. 

Bant hızının doğru bir şekilde ayarlanması

Pişirmenin kalitesi, konveyör bandının hızının kontrolüyle doğrudan bağlantılıdır. MS300, VFD temizlenmesi kolay ve pişirme ortamında doğruluğunu kaybetmeyen indüktif sensöre bağlıdır. MS300’ün dişlilere yakın yerleştirilen bütünleşik programlanabilir mantık kontrolörü (PLC) monitöre göre yapılandırılır ve konveyör hızının hesaplanmasında kullanılır. Bu, HMI’de tanımlanan noktayla sürekli karşılaştırılır. Dolayısıyla, son kullanıcı sadece istediği pişirme süresini, arzu ettiği sıcaklığı ayarlar ve ardından düğmeye basıp pişirmeyi başlatır.

Mechatronics Ltd. ekibi, Delta portföyündeki geniş endüstriyel otomasyon yelpazesinden faydalanmıştır. VFD, HMI ve Sıcaklık Kontrol Ünitesinin entegrasyonu, seçilen bileşenlerin kullanıma hazır olması ve bağlanırlığı sayesinde basit hale geldi. 

“Çoğu insan ekmek pişirmenin çok basit olduğunu düşünür. Aksine, ekmek fırını projesi, hem fırıncıların hem de mühendislerin mükemmel somunu veren makine ortaya çıkarmaları için gereken beceriyi göstermiştir.  Delta Saha Uygulama Mühendisi Victor Ogedegbe”, DTC1000/2000’in otomatik ayar işlevi, fırıncıların mükemmel sıcaklık kontrolü sağlayarak her partide kaliteli bir ürün sunabilmelerinde büyük rol oynadı.”

Mechatronics Ltd Otomasyon mühendisi Toma Draganov, “Çalışılabilir ve de müşterilerimizin ihtiyaçlarını karşılayan bileşenlerin var olması ekmek pişirme işlemlerimizi basitleştirdi. Doğru sıcaklık kontrolü bizim için çok önemliydi ve DTC1000/2000 otomatik ayarını yapılandırmada Delta ekibinin desteği çok önemliydi. Bu destek, projenin ilk tasarım aşamasından tam üretime sadece yedi ayda geçmesine katkıda bulundu,” dedi. 

Süt ürünleri sektörünün önde gelen makine ve ekipman tedarikçisi Kromel firmasına konuk olduk ve Satın Alma Yöneticisi Ömer Sayan ile bir söyleşi gerçekleştirdik. Kromel’in üretim süreçleri hakkında bilgiler sunan Ömer Bey, Habasit ve NGI markalarıyla kurdukları iş ortaklıklarıyla ilgili de değerlendirmeler de bulundu.

Ürün gruplarınız ve hedef sektörleriniz hakkında ayrıntılı bilgi alabilir miyiz?

Gıda sanayiinde; sert ve yarı sert peynir grupları, beyaz peynir ve türevleri, yeni nesil geleneksel ve yerel peynir grupları, eritme peynir grupları ve krem peynir gruplarına hizmet eden makine ve ekipmanlarımız, markalaşmış birçok firma tarafından kullanılmaktadır. Bu sayede firmalarımız müşterilerine kaliteli ve standartlara uygun ürünleri gönül rahatlığı ile sunabilmektedirler. Ürettiğimiz makine ve ekipmanları fiyat, yüksek verimlilik ve kapasite özelliklerinden dolayı tercih eden Orta Doğu, Kuzey Afrika, Balkan, Doğu Avrupa ülkeleri ve Türkî Cumhuriyetler, kendi yöresel peynirlerinin yanı sıra, isim olarak markalaşmış ürünleri de rahatlıkla üretebilmektedir. Ayrıca makinelerimiz ile kendi pazarlarına ve müşterilerinin taleplerine hitap edebilmektedirler. Devamlı temas halinde olduğumuz bu üreticiler ile ürettiğimiz makine ve aksama ilişkin müşteri odaklı geliştirmeleri sürekli şekilde yinelemekte ve kendimizi geliştirmekteyiz. 

Süt ürünleri sektöründe geniş bir yelpazede pek çok farklı uygulama için çözümler sunuyorsunuz. Bu uygulama ve çözümler hakkında neler söylersiniz?

Son yıllarda özellikle otomasyon sektöründeki yurtiçi ve yurtdışındaki yenilikleri takip eden firmamız, ürün portföyündeki makinelerini daha işlevsel hale getirmek ve müşterilerine daha kullanışlı alternatifler sunmak için makinelerine birçok yeni özellik katmakta ve ürünlerini daha cazip hale getirmektedir. Bu nedenle ürün geliştirme ve üretim sürecinde yapmış olduğumuz yenilik çalışmaları için bizler de teknolojiyi sıkı bir şekilde takip ediyoruz. Böylelikle ürünlere kazandırılan; üretimde süreklilik, standartlaştırma ve otomatikleştirme gibi nitelikler, kullanıcılarına maliyet düşüşü, kalite artışı, zamandan tasarruf ve iş kazalarının azalması gibi birçok artıyı da beraberinde getirmektedir. 

Kromel, teknolojik alt yapısı ve üstlendiği misyon çerçevesinde, hijyenik ve sağlığa yararlı gıda ürünlerinin tüketimini artıracak tüm yeniliklerin öncüsü olmaya ve bu amaçla her gün yeni bir teknolojiyi ülkemize katma hedefi doğrultusunda çalışmaya devam etmektedir. 

Endüstri 4.0 ve IoT teknolojileri giderek daha fazla kullanım alanı buluyor. Ürünlerinizde teknolojik gelişmeler ışığında ne tür yenilikler yapıyorsunuz?

4. Sanayi Devrimi’yle insan makine etkileşimi artmakta ve akıllı teknolojiler küresel anlamda yaşamımızın her alanına hızla nüfuz etmektedir. Yaşanan çevresel, ekonomik, sosyal ve teknolojik değişimler karşısında bizler de bu yeniliklere her zaman açık olmak zorundayız. Küreselleşen dünya ve ilerleyen teknolojiyi yakından takip ederek sağlam, dayanıklı, işlevsel, seçkin ve özgün makinalar tasarlayarak müşteri memnuniyetini en üst düzeye çıkarmak, firmamızı sadece ülkemizde değil, faaliyet gösterdiğimiz sektörün dünya rekabet alanında lider konumuna getirmektir. Makinelerimizin dahili enstrümantasyon ve otomasyonları ile tesis içerisindeki genel otomasyon sistemine bağlantıları günün koşullarına göre en üst seviyede gerçekleştirilmektedir. Operatörlere en az ihtiyaç duyacak şekilde ürün elde etmenin şartları sağlanmaktadır. Bunun için global tedarikçilerle (Siemens, Festo, Endress Hauser, Alfa Laval vb.) çalışmaktayız.

Habasit ve NGI ürünleri ile iş ortaklığınızı nasıl değerlendiriyorsunuz? 

Daha önce Habasit firması ile yurtiçinde bant konveyörler ile ilgili bir proje çalışması yaptık, ayrıca firmayı direkt yönlendirdiğimiz bazı projeler de oldu. Kritik ve zorlu projelerde Habasit firmasının ürün çeşitliliği ve teknik ekibinde bilgisine güvendiğimiz için kendileri bizim yurtiçi ve yurtdışı projelerimizde partner olarak çalışmaktadır.

NGI ürünleri ile tanışmamız ise çok yeni olmakla birlikte hızlı bir şekilde ürünlerinin bazılarını kullanmaya başladık. Özellikle paslanmaz rulmanlı yataklar önceliğimiz oldu. İlerleyen aşamalarda vidalı ayak grupları ile bu ticaretimizi daha da genişletmeyi düşünüyoruz.  

Ürünlerin genel yapısı itibari ile bizim de ürünlerimize katma değer yaratacağını düşündüğümüzden bir çeşit sistem partnerliği durumuna doğru gitmektedir.

NGI markalı hijyenik rulman yatakları ve makine ayakları, hangi açılardan önemli ekipmanlardır? 

Özellikle rulmanlı yataklarda ürünün dışarıdan asit kostik ve benzeri ürünler ile yıkanması üründe pas kusmaları diye tabir ettiğimiz durumları ortaya çıkartmaktadır. Bu yüzden hijyenik rulmanlı yataklar makinelerimizi hem görsellik hem de kalite açısından ön plana çıkacaktır. 

Kısa veya uzun vadede hayata geçirmeyi düşündüğünüz yeni projeler var mı, Habasit ve/veya NGI’ın rolü kısaca bu projelerde nasıl olacak?

Habasit bant konveyör grubu ile ilgili şu an için hazırda bir projemiz bulunmamakla birlikte Ar-Ge projesi için yapmayı düşündüğümüz özeli bir konveyörde kendilerinden gerek teknik gerekse ürün olarak destek almayı planlamaktayız.

NGI ürünleri ile ilgili olarak şu an için aldığımız aksiyon, bu ürünlerin kullanıldığı makine ve hatlarda hijyenik rulmanlı yataklara geçilmesi yönünde olmuştur.

İlerleyen aşamalarda vidalı makine ayakları ile ilgili çalışmalarımızı da başlatmayı düşünüyoruz.

Son olarak eklemek istedikleriniz nelerdir?

Uluslararası çalışan iki firmanın partnerliğinden çok daha kaliteli, görsel olarak daha iyi, daha hijyenik ekipmanların çıkacağından eminim.

Ömer Sayan kimdir?
1978 Sakarya doğumluyum, Sakarya Üniversitesi İktisat Fakültesi İktisat Bölümü mezunuyum. Yaklaşık 17 yıldır Satın Alma birimlerinde çalışmaktayım. 10 yıldır da Kromel firmasında Yönetim Direktörlüğü’ne bağlı olarak Satın Alma Yöneticisi olarak görev yapmaktayım.