MESSTECHNIK & ANALYTIK

 Für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie 

Qualitätskontrolle durch Flächenkameras

Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie zeichnet sich durch ein hohes Maß an Wandel und Wettbewerb aus, hier können sich Unternehmen nur dann erfolgreich im Wettbewerb behaupten, wenn sie die Erwartungen der Verbraucher:innen in Bezug auf Qualität, Sicherheit und Nachhaltigkeit erfüllen oder möglichst sogar übertreffen. 

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Flächenkameras ermöglichen eine robuste Erkennung von Fehlern an Aluminiumdosen wie Dellen, Beschädigungen oder Unvollkommenheiten an der Dosenoberfläche und verringern so das Risiko von Produktverunreinigungen oder des Auslaufens. Quelle: Teledyne Vision Solutions

Angesichts sich ständig verändernder Markttrends und gesetzlicher Vorschriften ist dies nur dann möglich, wenn in allen operativen Bereichen Spitzentechnologien eingesetzt werden. Die Bildverarbeitung hat sich dabei als eine transformative Kraft zur Steigerung der Produktivität, zur Verbesserung der Qualitätskontrolle und zur Veränderung von Verpackungsprüfverfahren erwiesen. Ein breites Spektrum an Bildverarbeitungstechnologien - von Bildsensoren und Kameras über 3D-Laserprofiler bis hin zu KI-basierter Bildverarbeitungssoftware - steigert die Produktivität in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Dieser Artikel befasst sich mit Flächenkameras, die Objekte zweidimensional in Farbe oder Schwarzweiß erfassen und sich daher für eine Vielzahl von Anwendungen in der Lebensmittelindustrie eignen.

Beim Einsatz von Bildverarbeitungssystemen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie verfolgen Anwender häufig das Ziel, die Bilderfassungsgeschwindigkeit zu verbessern, um die Produktionszyklen zu verkürzen. Dies gilt beispielsweise für Aufgabenstellungen wie die Hochgeschwindigkeitssortierung von Lebensmitteln, das Schneiden von Portionen, die Qualitätsüberwachung und die Inspektion von Verpackungen. Bestimmte Kameras verfügen über höhere Geschwindigkeiten und ermöglichen dadurch eine schnellere Bilderfassung und -übertragung. Darüber hinaus erweitert die fortschrittliche Funktion Multiple Region of Interest (ROI) die Möglichkeiten der Bilderfassung noch weiter. Fortschrittliche Funktionen - von der kamerainternen Vorverarbeitung bis hin zu einem Framework wie Teledyne DALSAs Trigger-to-Image-Reliability (T2IR) – bieten zusätzliche Optionen, um die Produktivität zu steigern.

Flächenkameras in der Qualitätskontrolle

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, in der Sicherheit und Zufriedenheit der Verbraucher an erster Stelle stehen, ist die Qualitätskontrolle ein Dreh- und Angelpunkt des Erfolgs. Flächenkameras spielen in diesem Bereich eine entscheidende Rolle, da sie hochauflösende Bildgebungsfunktionen bieten, die eine sorgfältige Inspektion der Produkte während des gesamten Produktionszyklus ermöglichen.

In lebensmittelverarbeitenden Betrieben dienen Flächenkameras beispielsweise als aufmerksame Wächter, wenn sie Verunreinigungen wie Fremdkörper oder mikrobielles Wachstum aufspüren, die ein Gesundheitsrisiko für die Verbraucher darstellen. Mit ihren Echtzeit-Bildgebungsfähigkeiten versetzen diese Kameras die Hersteller in die Lage, proaktive Maßnahmen zu ergreifen und die Einhaltung strenger Vorschriften zur Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten.

Darüber hinaus unterstützen Flächenkameras die Qualitätsbewertung, indem sie die Identifizierung von Fehlern wie Druckstellen, Verfärbungen oder Unregelmäßigkeiten in Form und Größe ermöglichen. Diese granulare Inspektionsebene ermöglicht die schnelle Entfernung von minderwertigen Produkten aus der Produktionslinie, wodurch der Ausschuss minimiert und die Ressourcennutzung optimiert wird.

Teledyne hat zahlreiche Flächenkameras mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen im Programm, die individuelle Lösungen für jede Aufgabenstellung ermöglichen. Quelle: Teledyne Vision Solutions

Verpackungsinspektion mit Flächenkameras

Verpackungen haben in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zwei Aufgaben: Sie dienen sowohl als Schutzbarriere als auch als Marketinginstrument. Daher ist es unerlässlich, die Unversehrtheit und Genauigkeit von Verpackungsmaterialien für den Schutz der Produktfrische und der Markenreputation sicherzustellen. Flächenkameras bieten eine umfassende Lösung für die Verpackungsinspektion, mit der Hersteller Defekte und Unstimmigkeiten mit unvergleichlicher Präzision erkennen können.

Im Bereich der Lebensmittelverpackungen erleichtern Flächenkameras die Identifizierung von Mängeln, wie zum Beispiel undichte Stellen an Siegelnähten, fehlerhafte Ausrichtungen oder Etikettierungsfehler, die die Produktqualität beeinträchtigen oder zur Nichteinhaltung von Vorschriften führen könnten. Durch die Aufnahme hochauflösender Bilder von Verpackungsmaterialien ermöglichen diese Kameras automatischen Prüfalgorithmen, Anomalien in Echtzeit zu erkennen und so das Risiko von Rückrufaktionen und unzufriedenen Verbrauchern zu verringern.

Darüber hinaus spielen Flächenkameras eine entscheidende Rolle bei der Überprüfung korrekter Verpackungsinhalte, einschließlich Barcodes, Verfallsdaten und Nährwertangaben. Indem sie die Einhaltung der Etikettierungsvorschriften und Produktspezifikationen gewährleisten, sichern die Hersteller die Transparenz und stärken das Vertrauen der Verbraucher, während sie gleichzeitig die Bestandsverwaltung und die Rückverfolgungsprozesse rationalisieren.

Die Einsatzmöglichkeiten von Flächenkameras in der Lebensmittelproduktion sind vielfältig. Quelle​: Teledyne Vision Solutions

Flächenkameras können in der Lebensmittelproduktion für vielfältige Aufgabenstellungen eingesetzt werden, wie die folgenden Beispiele zeigen.


    1

    Inspektion der Siegelintegrität

    • Flächenkameras sind von entscheidender Bedeutung für die Erkennung von Undichtigkeiten oder Mängeln an Verpackungsversiegelungen, um die Frische von Produkten zu gewährleisten und Verunreinigungen zu verhindern.
    • Durch die Erfassung detaillierter Bilder von Siegelprofilen ermöglichen diese Kameras automatischen Algorithmen, Unregelmäßigkeiten zu erkennen und Korrekturmaßnahmen auszulösen, wie z. B. das erneute Versiegeln oder das Entfernen aus der Produktionslinie.
    2

    Überprüfung von Etikettierungen

    • Flächenkameras erleichtern die Überprüfung der Genauigkeit von Etiketten, einschließlich der Lesbarkeit von Barcodes, der Ausrichtung und der inhaltlichen Konsistenz.
    • Durch Bildanalysetechniken gewährleisten diese Kameras die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und ermöglichen eine nahtlose Integration in Bestandsverwaltungssysteme für eine genaue Verfolgung und Rückverfolgbarkeit.
    3

    Inspektion des Verpackungsmaterials

    • Flächenkameras werden eingesetzt, um Verpackungsmaterialien auf Fehler wie Risse, Falten oder Fremdkörper zu untersuchen.
    • Durch die Erfassung hochauflösender Bilder von Verpackungsoberflächen ermöglichen diese Kameras den Herstellern eine präventive Identifizierung von Problemen und die Aufrechterhaltung der Produktästhetik sowie der Attraktivität im Verkaufsregal.


    4

    Erkennen von Dellen und Schäden an Aluminiumdosen

    • Flächenkameras bieten eine robuste Lösung zur Erkennung von Dellen und Beschädigungen an Aluminiumdosen und gewährleisten so Produktintegrität und Verbrauchersicherheit.
    • Durch den Einsatz fortschrittlicher Bildgebungsalgorithmen ermöglichen diese Kameras den Herstellern, selbst kleinste Unvollkommenheiten an der Dosenoberfläche zu erkennen und so das Risiko einer Produktverunreinigung oder eines Auslaufens zu verringern.

Verunreinigungen und Fremdkörper auch bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten aufzuspüren ist in der Lebensmittelproduktion eine häufig anzutreffende Aufgabenstellung, die mit Hilfe geeigneter Bildverarbeitungssystemen zuverlässig gelöst werden kann. 
Quelle: Teledyne Vision Solutions


Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Flächenkameras einen Paradigmenwechsel in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie darstellen und vielfältige Möglichkeiten zur Verbesserung der Produktivität, der Qualitätskontrolle und der Verpackungsinspektion bieten. Durch den Einsatz fortschrittlicher Bildgebungstechnologien können Hersteller Risiken minimieren, die betriebliche Effizienz optimieren und Produkte liefern, die den wachsenden Anforderungen von Verbrauchern und Aufsichtsbehörden gleichermaßen gerecht werden.

Da die Industrie die digitale Transformation und Automatisierung weiter vorantreibt, wird der Einsatz von Flächenkameras weiter zunehmen und die Innovation und Wettbewerbsfähigkeit in der gesamten Wertschöpfungskette fördern. Durch die Investition in diese hochmodernen Lösungen können sich Unternehmen im Zeitalter der intelligenten Fertigung als Vorreiter positionieren und neue Standards für hervorragende Produktqualität und Nachhaltigkeit auf dem globalen Lebensmittel- und Getränkemarkt setzen.

Flächenkameras


Flächenkameras erfassen hochauflösende, zweidimensionale Bilder in einem einzigen Bild und sind daher für die Hochgeschwindigkeitssortierung von Lebensmitteln, die Qualitätsüberwachung, die Verpackungsprüfung und viele weitere Aufgaben unerlässlich.

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Diese Kameras bieten eine fortschrittliche Benutzersteuerung und verschiedene Bildgebungsoptionen, darunter Farbe, Monochrom, Nahinfrarot (NIR) und kurzwelliges Infrarot (SWIR), um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen. Im Gegensatz zu Zeilenkameras, die Bilder Zeile für Zeile aufbauen, oder 3D-Systemen, die dreidimensionale Merkmale aufnehmen, erfassen Flächenkameras ganze Szenen auf einmal. Dadurch sind sie kostengünstig und lassen sich leichter einrichten und in bestehende Systeme integrieren, was Effizienz und Compliance gewährleistet.

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Beispiele für Flächenkameras von Teledyne sind die Produktreihen Forge, Genie Nano und Blackfly S. Diese GigE-Flächenkameras können die Effizienz steigern, die Qualitätskontrolle verfeinern und zur Produktion qualitativ hochwertiger Produkte beitragen, die den dynamischen Anforderungen von Anlagenbauern und Systemintegratoren in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie gerecht werden.

Autor



Ivan Chen, 
Product Marketing Manager

Teledyne FLIR Integrated Imaging Solutions

Armaturen & Leitungen [copy] [copy] [copy] [copy]

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