Avisos repetidos sobre doenças devido a alimentos contaminados e mal cozidos destacam a necessidade de um controle mais rígido do processo. Como isso quase sempre envolve um fator humano, os processadores de alimentos precisam de ferramentas que automatizem operações cruciais de forma a ajudar a minimizar o erro humano e, ao mesmo tempo, reduzir os custos.
As câmeras termográficas são uma dessas ferramentas. Usando as câmeras termográficas FLIR, você pode fazer medições automatizadas de temperatura sem contato em muitas aplicações de processamento de alimentos. As saídas de vídeo analógicas podem ser visualizadas em monitores de vídeo e os dados digitais de temperatura, incluindo saídas de vídeo MPEG4, podem ser roteados para um computador via Ethernet.
Como funciona
Os principais elementos que fazem medições de temperatura sem contato na indústria de processamento de alimentos são uma câmera termográfica e software associado.
Eles atuam como sensores “inteligentes” sem contato para realizar inspeções de 100%, medindo a temperatura do equipamento, produtos refrigerados e alimentos cozidos à medida que saem do processo de cozimento.
As câmeras termográficas são fáceis de usar, pequenas e podem ser posicionadas em praticamente qualquer lugar, conforme necessário. Eles também podem ser usados para inspecionar a vedação de embalagens e melhorar a eficiência em outras operações de processamento de alimentos.
As câmeras termográficas FLIR possuem firmware e interfaces de comunicação que permitem seu uso no controle de processo automatizado. O software de terceiros facilita a incorporação dessas ferramentas em sistemas automatizados de visão de máquina sem a necessidade de extenso código de controle personalizado.
O uso de câmeras termográficas no processamento de alimentos está crescendo para aplicações como:
- assados no forno
- Carnes cozidas no microondas
- Secagem por micro-ondas de arroz parboilizado e outros grãos
- Inspeção de fornos quanto à temperatura adequada
- Enchimento adequado dos compartimentos das embalagens de refeições congeladas
- Verificação da integridade dos selos de celofane sobre refeições de microondas
- Inspeção de cola de aba de caixas de embalagem
- Monitoramento dos compartimentos da geladeira e do freezer
Termografia para assistência de qualidade e segurança do produto
A imagem térmica é antes de tudo uma ferramenta de garantia de qualidade (QA). Controlar a qualidade e a segurança dos produtos cárneos cozidos é um excelente uso dessa tecnologia.
Uma câmera termográfica instalada permanentemente pode registrar a temperatura de, por exemplo, pedaços de frango à medida que saem de um forno de esteira contínua.
O objetivo é garantir que eles estejam cozidos o suficiente, mas não cozidos demais e secos. O teor de umidade reduzido também representa perda de rendimento com base no peso.
As câmeras termográficas também podem ser usadas para inspeção em linhas de pré-cozimento por micro-ondas. Além de melhorar a qualidade e a segurança do produto, o rendimento geral pode ser aumentado. Um benefício adicional é a redução dos custos de energia.
Monitoramento de equipamentos
Além das inspeções de alimentos cozidos, as câmeras termográficas podem monitorar fornos de transportadores. Eles podem até fazer parte de um loop de feedback para ajudar a controlar a temperatura do forno.
Outro uso de câmeras termográficas para fornos transportadores é monitorar a uniformidade de temperatura em toda a largura da esteira de cozimento do forno transportador.
Se um elemento de aquecimento dentro de um forno elétrico falhar ou você obtiver aquecimento desigual em um forno de impacto de ar, um lado do fluxo de produto pode estar mais frio. Isso pode ser descoberto rapidamente com câmeras termográficas.
Inspeções de qualidade desse tipo são muito mais difíceis com sensores de temperatura de contato convencionais. Assim, as câmeras termográficas podem ajudar a corrigir a variabilidade e melhorar a qualidade antes que muitos produtos sejam descartados.
Inspeções de embalagem
Está disponível um software que permite que as câmeras termográficas localizem objetos e padrões nas imagens. Uma aplicação para correspondência de padrões é na produção de refeições congeladas. A visão de máquina térmica pode usar software de reconhecimento de padrões para verificar o preenchimento adequado dos compartimentos da bandeja de alimentos.
Uma aplicação relacionada é a inspeção automatizada de 100% da cobertura de celofane selada a quente sobre refeições prontas para micro-ondas. Uma câmera de imagem térmica pode ver o calor irradiando da borda do recipiente onde o selo de celofane é formado.
A temperatura ao longo de todo o perímetro da embalagem pode ser verificada usando a imagem térmica com software de visão de máquina. Esse tipo de programa compara o padrão geométrico da imagem e suas temperaturas com as temperaturas de um padrão armazenado na memória do computador.
Uma função adicional em tal sistema poderia ser a marcação a laser de uma embalagem mal fechada para que ela pudesse ser removida na estação de inspeção.
Um problema que afeta indiretamente a segurança do produto é a integridade das embalagens que envolvem e protegem os recipientes de alimentos. Uma das maneiras mais econômicas de selar caixas de papelão é usar pontos de cola aquecidos nas abas da caixa.
No passado, a integridade da colagem por pontos era determinada por meio de testes destrutivos periódicos em várias amostras. Isso era demorado e caro.
Como a cola é aquecida, uma câmera termográfica pode “ver” através do papelão para verificar o padrão e o tamanho dos pontos de cola aplicados. A câmera pode ser configurada para observar áreas predefinidas das abas onde a cola deve ser aplicada e verificar os tamanhos dos pontos e suas temperaturas.
Os dados digitais coletados são usados para uma decisão de aprovação/reprovação em cada caixa, para que as caixas ruins possam ser imediatamente removidas da linha de produção. Os dados são registrados automaticamente no sistema de controle de qualidade para análise de tendências, portanto, um aviso pode ser gerado se um número excessivo de caixas começar a falhar.
Outra aplicação para câmeras termográficas é o monitoramento das operações de enchimento de contêineres. Embora isso raramente seja um problema de segurança do produto, afeta o rendimento e a conformidade com os regulamentos.
Diferentes áreas na garrafa podem ser definidas e usadas para acionar um alarme e remover as garrafas que estão cheias demais ou insuficientes. As câmeras de imagem térmica são uma alternativa melhor às câmeras de luz visível quando uma garrafa ou jarra é feita de vidro ou plástico de cor escura.
Medições automáticas
O software aplicativo atualmente disponível para câmeras termográficas inclui uma ampla variedade de funções que oferecem suporte a aplicativos automatizados de processamento de alimentos. Este software complementa e funciona em conjunto com o firmware embutido nas câmeras termográficas.
As ferramentas e bibliotecas de imagem nesses pacotes são independentes de hardware e linguagem, tornando mais fácil para os engenheiros de processamento de alimentos implementar rapidamente sistemas de controle e monitoramento térmico.
As próprias câmeras termográficas fornecem ao usuário diferentes modos de operação que suportam medições corretas de temperatura sob várias condições. Duas funções comumente encontradas nessas câmeras são um medidor de ponto e medições de área.
O medidor de ponto encontra a temperatura em um determinado ponto. A função de área isola uma área selecionada de um objeto ou cena e geralmente fornece as temperaturas máxima, mínima e média dentro dessa área.
A faixa de medição de temperatura normalmente é selecionável pelo usuário. Como complemento à seleção da faixa de temperatura, a maioria das câmeras permite que o usuário configure uma escala de cores ou escala de cinza para otimizar a imagem da câmera.
Em aplicações de forno transportador, a função de área é normalmente usada porque os pedaços de produtos cozidos geralmente são localizados aleatoriamente no transportador. A câmera pode ser programada para localizar e medir as temperaturas mínima e máxima dentro da área definida.
Se uma dessas temperaturas de ponto de ajuste caísse fora dos limites definidos pelo usuário, um programa aplicativo executado em um PC ou PLC acionaria instantaneamente um alarme, alertando o operador para verificar a imagem térmica em um monitor de vídeo ou PC para encontrar e remover o produto ruim e/ou ajuste a temperatura de cozimento.
No caso de monitoramento local, a E/S digital de uma câmera de infravermelho pode ser usada para acionar diretamente um dispositivo de alarme sem software adicional. No entanto, o processamento de alimentos geralmente se beneficia de análises de nível superior disponíveis em software de terceiros executado em um PC.
Essas soluções prontas para uso não exigem a gravação do código-fonte do aplicativo. Ao aderir aos padrões de interface de visão de máquina comumente usados, como GigE Vision e GenICam, uma ampla gama de funcionalidades é suportada por este software.
Um diagrama de blocos simplificado do monitoramento do transportador é mostrado. Uma câmera de imagem térmica é adequada para muitas aplicações, ou uma câmera de imagem térmica pode ser combinada com uma câmera de luz visível para registrar outros atributos do objeto alvo, como cor.
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