Für die Hersteller von Lebensmitteln zählt die Vermeidung von Verunreinigungen zu den wichtigsten Aufgaben, um das Risiko von Gesundheitsschäden, teuren Rückrufaktionen und das Risiko eines Imageverlustes zu minimieren. In vielen Fällen stellt dabei die Bildverarbeitung eine wirtschaftliche Option zur 100%-Prüfung von Lebensmitteln dar.
Auf Bildverarbeitung setzt seit Mitte 2018 auch die Wolf GmbH in einer Anlage zur Qualitätskontrolle von Würstchen. Der bayrische Produzent von Wurstwaren nutzt ein spektakuläres Bildverarbeitungssystem von BT-Anlagenbau bei der Herstellung von Berner Würstchen. Diese bestehen aus Wiener Würstchen mit Käseanteil, die mit Speck umwickelt sind.
Bei deren Herstellung wird das Wurstbrät in einen Kunstdarm gefüllt und anschließend geräuchert und gegart. Dieser Kunstdarm wird im nächsten Schritt entfernt, bevor das Umwickeln mit dem Räucherspeck erfolgt. Der aus Zellulose bestehende Darm ist zwar für den Verzehr unbedenklich, „doch Konsumenten halten Darmreste jedoch oft für eine Verschmutzung, daher wollten wir sicherstellen, dass Würstchen mit anhaftenden Darmresten sicher aus dem Prozess aussortiert werden“, sagt Matthias Seeger, der bei Wolf für die Entwicklung der Prüf- und Sortieranlage verantwortlich war.
360°-Kameratechnologie bringt die Lösung
Daher fragte er Ende 2017 bei Stemmer Imaging ein bildverarbeitungbasiertes Detektionssystem an. „Für unsere Aufgabenstellung hat uns Stemmer Imaging die österreichische Firma BT-Anlagenbau empfohlen, die bereits langjährige Erfahrungen in der Bildverarbeitung und mit der Entwicklung von Sortier- und Qualitätskontrollanlagen verschiedenster Art hatte“, erinnert sich Seeger.
Zunächst führte man intensive Machbarkeitsstudien durch. „Wir dachten zuerst daran, die auf einem Fließband liegenden Würstchen an einer Zeilenkamera vorbeizuführen“, so Seeger. „Es stellte sich jedoch schnell heraus, dass ein großer Teil der Unterseiten nicht von der Kamera aufzunehmen war und somit nicht geprüft werden konnte.“
Eine Lösung lieferte der Bildverarbeitungsspezialist BT-Anlagenbau mit seiner 360°-Kameratechnologie: „Wir hatten die Idee, die Würstchen mit zwei gegenüberliegenden Zeilenkameras im Flug zu inspizieren“, erläutert Christian Hartbauer, bei BT-Anlagenbau verantwortlich für Vertrieb und Entwicklung von Qualitätskontrollsystemen. „Auf diese Weise kann nahezu die gesamte Oberfläche der Würstchen auf Defekte untersucht werden.“
Bis zu 30 Würstchen pro Sekunde prüfen
Auf dieser Basis erstellte Stemmer Imaging gemeinsam mit BT-Anlagenbau eine Empfehlung für geeignete Bildverarbeitungskomponenten. Zum Einsatz kommen nun zwei Graustufen-Zeilenkameras des Typs Linea von Teledyne Dalsa, rote LED-Beleuchtungen von Metaphase sowie Optiken von Kowa. Um die strengen Standards der Lebensmittelindustrie einzuhalten, sind die Kameras in Schutzgehäuse der Allison Park Group mit einer Schutzklasse IP 65 eingehaust.
Matthias Seeger dazu: „Die gepeelten Würstchen werden über ein Förderband und flexible Kaskaden ausgerichtet, damit sie längs zur Förderrichtung des Transportbandes liegen. Auf diesem Band werden die Würstchen dann auf rund 2 m/s beschleunigt und fliegen ab dem Ende des Förderbands an den Kameras oberhalb und unterhalb vorbei, die die Würstchen dann im Freiflug gleichzeitig begutachten.“
Für das Ausblasen entwickelte BT-Anlagenbau eine Konstruktion mit 80 sehr schnellen Spezialventilen, mit der die gesamte Breite von 400mm abgedeckt werden kann. Erschwert wurde die Entwicklung allerdings durch den begrenzten Einbauraum. Zudem bleibt für die Erkennung von Darmresten, die zum Teil nicht größer als 1 mm² sind, und das anschließende Aussortieren nicht viel Zeit.
Christian Hartbauer: „Auf der Anlage werden zwei Würstchengrößen mit 90 und 160 mm Länge geprüft.“ Die reine Bildaufnahmedauer beträgt dafür 45 bzw. 80 ms pro Würstchen. „Danach bleiben noch 70 bzw. bei den größeren Würstchen 35 ms Zeit für die Erkennung von Darmresten und das punktgenaue Ausblasen verunreinigter Würstchen aus dem Produktstrom. Der Rest wird behutsam aufgefangen und dem weiteren Produktionsprozess zugeführt.“
Ausreichende Rechenleistung für diese Aufgabe stellt ein Hochleistungs-Industrie-PC mit Echtzeit-Betriebssystem zur Verfügung. Matthias Seeger ist daher mit der Anlage sehr zufrieden: „Das System erkennt unerwünschte Kunstdarmreste ab einer Größe von 1 mm² sicher. Die Gutprodukte haben nach der Sortierung je nach Fehlergröße eine Reinheit von bis zu 99,999 % und damit konnten Stemmer Imaging und BT-Anlagenbau unsere Vorgaben sogar weit übertreffen.“
Stemmer Imaging AG
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