Funktionsdemonstrator zur Detektion von Kunststoffpartikeln
05.01.2021

Die Problemstellung

Die Detektion von Kunststoffpartikeln auf Lebensmitteln ist eine wiederkehrende Problemstellung in der Lebensmittelindustrie, wobei die Verwendung von Farbkameras häufig nicht ausreicht:

Immer dann, wenn die Farbe des Fremdkörpers bereits im Produkt selbst enthalten ist, kann eine Detektion mit herkömmlichen Farbkameras nicht zuverlässig funktionieren.

Aufgrund des geringen Dichteunterschieds von Kunststoffpartikeln zu vielen Produkten der Lebensmittelindustrie werden diese auch von Röntgengeräten nicht erkannt.

Mit herkömmlichen Mitteln sind rote Kunststoffpartikel in Paprika-Lyoner mit roter Paprika praktisch nicht zu detektieren.

Unser Lösungsansatz: Erkennung über die hyperspektrale Signatur

Durch den Einsatz von Hyperspektraltechnologie im Nahinfrarotbereich (NIR) wird Fremdmaterial anhand seiner stoffspezifischen Signatur im Spektralbereich zwischen 900 nm und 1700 nm sicher erkannt.

Aufnahme einer Wurstscheibe mit verschiedenartigen und verschiedenfarbigen Kunststoffpartikeln (links) sowie das dazugehörige Auswertebild (rechts). Durch Nutzung der hyperspektralen Signatur wird die Unterscheidung zum Kinderspiel: Unabhängig von der Farbe werden sämtliche Fremdkörper erkannt.

Unser Funktionsdemonstrator

Unser Funktionsdemonstrator bei der Arbeit

Zur Demonstration der Detektionsleistung und -geschwindigkeit sowie zur Ermittlung der optimalen Kundenlösung haben wir einen Funktionsdemonstrator entwickelt.

Dieser basiert auf einer kurzen Förderstrecke, einer Hyperspektralkamera mit 224 unterscheidbaren Wellenlängen sowie einer Halogenbeleuchtung, welche das gesamte von der Hyperspektralkamera erfassbare Lichtspektrum abdeckt.

Zukünftige Kundenlösungen werden vom Demonstrator abgeleitet

Für die abgeleitete Kundenlösung werden weder eine Hyperspektralkamera noch eine Halogenbeleuchtung benötigt.

Mit Hilfe des Demonstrators lässt sich vielmehr ermitteln, welche spezifische(n) Wellenlänge(n) für die Unterscheidung von Produkt und möglichen Kontaminationsmaterialien benötigt werden.

Im Anschluss daran wird ein Sensor gewählt, der die relevante(n) Wellenlänge(n) verarbeitet– sowie eine dazu passende LED-Beleuchtung, welche das Produkt mit Licht dieser Wellenlänge(n) bei minimierter Wärmeabgabe ausleuchtet.

Auf diese Weise erhält der Kunde eine vollwertige und dabei kostenoptimierte Lösung, die darüber hinaus den besonderen Anforderungen der Lebensmittelverarbeitung gerecht wird.



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