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Jul 20, 2023

Cámaras termográficas en la industria alimentaria

23 de marzo de 2023 por Mark Allinson Deja un comentario En la industria alimentaria, es esencial controlar cuidadosamente la temperatura de los productos perecederos durante la producción, el transporte, el almacenamiento y las ventas.

23 de marzo de 2023 por Mark Allinson Deja un comentario

En la industria alimentaria, es esencial controlar cuidadosamente la temperatura de los productos perecederos durante toda la producción, transporte, almacenamiento y venta.

Las repetidas advertencias sobre enfermedades debidas a alimentos contaminados o mal cocinados resaltan la necesidad de un control más estricto del proceso. Debido a que esto casi siempre involucra un factor humano, los procesadores de alimentos necesitan herramientas que automaticen operaciones cruciales de una manera que ayude a minimizar el error humano y al mismo tiempo mantener bajos los costos.

Las cámaras termográficas son una de esas herramientas. Con las cámaras termográficas de FLIR, puede realizar mediciones de temperatura automatizadas sin contacto en muchas aplicaciones de procesamiento de alimentos. Las salidas de vídeo analógico se pueden ver en monitores de vídeo y los datos de temperatura digitales, incluidas las salidas de vídeo MPEG4, se pueden enrutar a una computadora a través de Ethernet.

Los elementos principales que realizan mediciones de temperatura sin contacto en la industria de procesamiento de alimentos son una cámara termográfica y el software asociado.

Actúan como sensores “inteligentes” sin contacto para realizar inspecciones al 100 por ciento, midiendo la temperatura de los equipos, productos refrigerados y alimentos cocidos al salir del proceso de cocción.

Las cámaras termográficas son fáciles de usar, pequeñas y pueden colocarse prácticamente en cualquier lugar según sea necesario. También se pueden utilizar para inspeccionar el sellado de paquetes y mejorar la eficiencia en otras operaciones de procesamiento de alimentos.

Las cámaras termográficas de FLIR tienen firmware e interfaces de comunicación que permiten su uso en el control automatizado de procesos. El software de terceros facilita la incorporación de estas herramientas en sistemas automatizados de visión artificial sin la necesidad de un extenso código de control personalizado.

El uso de cámaras termográficas en el procesamiento de alimentos está aumentando para aplicaciones como:

La termografía es ante todo una herramienta de control de calidad (QA). Controlar la calidad y seguridad de los productos cárnicos cocidos es un uso excelente de esta tecnología.

Una cámara termográfica montada permanentemente puede registrar la temperatura de, por ejemplo, filetes de pollo cuando salen de un horno transportador continuo.

El objetivo es asegurarse de que estén lo suficientemente cocidos pero no demasiado cocidos ni secos. El contenido de humedad reducido también representa una pérdida de rendimiento en términos de peso.

Las cámaras termográficas también se pueden utilizar para la inspección de líneas de precocción por microondas. Además de mejorar la calidad y la seguridad del producto, se puede aumentar el rendimiento general. Un beneficio adicional es la reducción de los costos de energía.

Además de las inspecciones de alimentos cocinados, las cámaras termográficas pueden monitorear los hornos transportadores. Incluso pueden ser parte de un circuito de retroalimentación para ayudar a controlar la temperatura del horno.

Otro uso de las cámaras termográficas para hornos transportadores es monitorear la uniformidad de la temperatura a lo ancho de la cinta de cocción del horno transportador.

Si falla un elemento calefactor dentro de un horno eléctrico, o si se produce un calentamiento desigual en un horno de impacto de aire, un lado del flujo de producto puede estar más frío. Esto se puede descubrir rápidamente con las cámaras termográficas.

Las inspecciones de calidad de este tipo son mucho más difíciles con los sensores de temperatura de contacto convencionales. Por lo tanto, las cámaras termográficas pueden ayudar a corregir la variabilidad y mejorar la calidad antes de que se deseche una gran cantidad de producto.

Hay software disponible que permite a las cámaras termográficas localizar objetos y patrones en las imágenes. Una aplicación de la combinación de patrones es la producción de comidas congeladas. La visión artificial térmica puede utilizar software de reconocimiento de patrones para comprobar el llenado adecuado de los compartimentos de las bandejas de alimentos.

Una aplicación relacionada es la inspección automatizada al 100 % de la cubierta de celofán termosellada sobre las comidas preparadas en el microondas. Una cámara termográfica puede ver el calor que se irradia desde el borde del recipiente donde se forma el termosellado de celofán.

La temperatura a lo largo de todo el perímetro del paquete se puede comprobar utilizando la imagen térmica con un software de visión artificial. Este tipo de programa compara el patrón geométrico de la imagen y sus temperaturas con las temperaturas de un patrón almacenado en la memoria de una computadora.

Una función adicional en un sistema de este tipo podría ser el marcado con láser de un paquete mal sellado para que pueda retirarse en la estación de inspección.

Un problema que afecta indirectamente a la seguridad del producto es la integridad de las cajas de cartón que envuelven y protegen los envases de alimentos. Una de las formas más rentables de sellar cajas de cartón es utilizar puntos de pegamento calentado en las solapas de la caja.

En el pasado, la integridad del pegado puntual se determinaba realizando periódicamente pruebas destructivas en varias muestras. Esto llevó mucho tiempo y fue costoso.

Debido a que el pegamento se calienta, una cámara termográfica puede “ver” a través del cartón para verificar el patrón y el tamaño de los puntos de pegamento aplicados. La cámara se puede configurar para observar áreas predefinidas de las solapas donde se debe aplicar pegamento y verificar los tamaños de los puntos y sus temperaturas.

Los datos digitales recopilados se utilizan para tomar una decisión de aprobación/rechazo en cada caja, de modo que las cajas defectuosas se puedan eliminar inmediatamente de la línea de producción. Los datos se registran automáticamente en el sistema de control de calidad para el análisis de tendencias, por lo que se puede generar una advertencia si una cantidad excesiva de casillas comienzan a fallar.

Otra aplicación más de las cámaras termográficas es la supervisión de las operaciones de llenado de contenedores. Aunque esto rara vez es un problema de seguridad del producto, sí afecta el rendimiento y el cumplimiento de las regulaciones.

Se pueden definir y utilizar diferentes áreas de la botella para activar una alarma y eliminar las botellas que estén llenas en exceso o insuficientemente. Las cámaras termográficas son una mejor alternativa a las cámaras de luz visible cuando una botella o frasco está hecho de vidrio o plástico de color oscuro.

El software de aplicación actualmente disponible para cámaras termográficas incluye una amplia variedad de funciones que admiten aplicaciones de procesamiento automatizado de alimentos. Este software complementa y funciona en conjunto con el firmware integrado en las cámaras termográficas.

Las herramientas y bibliotecas de imágenes de estos paquetes son independientes del hardware y del lenguaje, lo que facilita a los ingenieros de procesamiento de alimentos implementar rápidamente sistemas de control y monitoreo térmico.

Las propias cámaras termográficas proporcionan al usuario diferentes modos de funcionamiento que permiten realizar mediciones correctas de temperatura en diversas condiciones. Dos funciones que se encuentran comúnmente en estas cámaras son un medidor puntual y mediciones de área.

El medidor puntual encuentra la temperatura en un punto particular. La función de área aísla un área seleccionada de un objeto o escena y generalmente proporciona las temperaturas máxima, mínima y promedio dentro de esa área.

El rango de medición de temperatura normalmente lo puede seleccionar el usuario. Como complemento a la selección del rango de temperatura, la mayoría de las cámaras permiten al usuario configurar una escala de colores o una escala de grises para optimizar la imagen de la cámara.

En aplicaciones de hornos con transportador, la función de área generalmente se usa porque las piezas de producto cocido a menudo se ubican aleatoriamente en el transportador. La cámara se puede programar para encontrar y medir las temperaturas mínima y máxima dentro del área definida.

Si una de esas temperaturas de punto de ajuste cayera fuera de los límites definidos por el usuario, un programa de aplicación que se ejecuta en una PC o PLC activaría instantáneamente una alarma, alertando al operador para que verifique la imagen térmica en un monitor de video o PC para encontrar y eliminar la temperatura. producto defectuoso y/o ajustar la temperatura de cocción.

En el caso del monitoreo local, la E/S digital de una cámara de infrarrojos se puede utilizar para activar directamente un dispositivo de alarma sin software adicional. Sin embargo, el procesamiento de alimentos a menudo se beneficia de análisis de nivel superior que están disponibles en software de terceros que se ejecuta en una PC.

Estas soluciones listas para usar no requieren la escritura del código fuente de la aplicación. Al cumplir con los estándares de interfaz de visión artificial más utilizados, como GigE Vision y GenICam, este software admite una amplia gama de funciones.

Se muestra un diagrama de bloques simplificado del monitoreo del transportador. Una cámara termográfica es adecuada para muchas aplicaciones, o se puede combinar una cámara termográfica con una cámara de luz visible para registrar otros atributos del objeto objetivo, como el color.

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