EXPERTENANSICHT - SORTIERUNG UND PRODUKTKONTROLLE: EINE SCHRITTÄNDERUNG DER DIGITALEN SORTIERUNG

Die digitale Sortierung hat in letzter Zeit einen sprunghaften Wandel erfahren. Diese bahnbrechende neue Technologie, die seit mehr als einem Jahr in Kartoffelverarbeitungsbetrieben auf der ganzen Welt kommerziell eingesetzt wird, bietet neue Möglichkeiten und setzt neue Leistungsstandards. Was ist unterschiedlich? Alles: Von der mechanischen Architektur des Sortierers bis hin zu seinen Sensoren, der Software, dem Auswurfsystem, der Benutzeroberfläche (UI) und mehr wurden sowohl inkrementelle als auch disruptive Änderungen auf den Markt gebracht. In diesem Artikel beschreibe ich die Unterschiede und stelle die Vorteile vor, die diese Funktionen den Verarbeitern von Kartoffelstreifen und Spezialprodukten bieten.  

von Marco Azzaretti, Produktmanager für fortgeschrittene Inspektionssysteme bei Key Technology 
Die Bedürfnisse der Kartoffelverarbeiter steigen Technologie Fortschritte. Diese treibenden Kräfte sind nichts Neues. Verarbeiter streben nach Verbesserungen der Produktqualität, Steigerung der Ausbeute, stärkerer Automatisierung zur Minimierung des Arbeitsaufwands, verbesserter Benutzerfreundlichkeit der Geräte zur Reduzierung des Schulungsbedarfs, besserer Hygiene, vereinfachter Wartung, größerer betrieblicher Effizienz und niedrigeren Betriebskosten. Der Unterschied besteht auch darin, wie die modernen digitalen Sortierer von heute mehr tun, um diese Ziele besser zu erfüllen.

Allseitige Oberflächeninspektion

Seit Jahren fordern Kartoffelstreifenverarbeiter eine allseitige Oberflächeninspektion jedes Artikels in ihrem Produktstrom. Doch die produktionstechnischen Herausforderungen, dies nachhaltig zu erreichen, haben den Erfolg ernsthaft behindert – bis jetzt.

Durch die gründliche Inspektion aller sechs Seiten eines Kartoffelstreifens können alle Fremdstoffe (FM) und Defekte erkannt und entfernt werden. Die orthogonale Positionierung von Kameras und Lasersensoren ermöglicht die Betrachtung von oben und unten, während die Positionierung der Kameras in einer außeraxialen Konfiguration eine allseitige Betrachtung jedes Objekts ermöglicht. Das Problem bei herkömmlichen Sortierern besteht darin, dass am Boden montierte Sensoren, sofern vorhanden, so angeordnet sind, dass sie Produktspritzern ausgesetzt sind, da nasse Kartoffelprodukte ihre Stärkerückstände auf die Sensorfenster spritzen, was nach und nach die Sicht behindert, bis die Fenster gereinigt sind. In hochvolumigen Produktionsumgebungen, in denen Reinigungsroutinen im Abstand von zwei Wochen oder mehr geplant sind, machen solche verlängerten Laufzeiten die unten montierten Sensoren praktisch unbrauchbar.

Jetzt ist ein riesiger Fortschritt in der vollflächigen Inspektionsfunktionalität da. Dieser dramatische Schrittwechsel ist dank der neuen mechanischen Architektur von Bandsortierern möglich, die unten angebrachte Sensoren zusammen mit Lichtquellen und Hintergründen strategisch von Produktspritzern entfernt positioniert. Mit einem radikal neuen Design, das diese Oberflächen sauber hält, bleibt die Sicht in der Luft während der langen Produktionszyklen in den aggressivsten Produktionsumgebungen erhalten. Blinde Winkel werden eliminiert und die 100-prozentige Oberflächeninspektion wird nach der Sanierung der Ausrüstung genauso genau aufrechterhalten wie nach mehreren Stunden und Tagen im Dauerbetrieb.

FM und Fehlerdiskriminierung

Sowohl inkrementelle Verbesserungen als auch eine schrittweise Änderung verbessern die Fähigkeit des Sortierers, FM und Mängel konsistent von guten Produkten zu unterscheiden. Die heutigen fortschrittlichen digitalen Sortierer verfügen über Vierkanalkameras und Lasersensoren der nächsten Generation, die eine doppelt so hohe Auflösung bieten wie Systeme der vorherigen Generation. Sensoren mit höherer Auflösung können kleinere FM und Defekte erkennen, während der spezielle Infrarotkanal der Kameras genutzt werden kann, um die Unterscheidung zwischen FM und Kartoffelschale vom Kartoffelfleisch zu verbessern.

Die Stufenänderung wird bei Sortierern eingeführt, die das neue Multisensor-Pixel-Fusion-Erkennungskonzept integrieren. Die Pixelfusion kombiniert auf einzigartige Weise Eingaben auf Pixelebene von mehreren Kameras und Lasersensoren, um ein gutes Produkt, FM und einen Defekt klarer zu unterscheiden. Es ermöglicht einem Sortierer, selbst die am schwierigsten zu erkennenden FM- und Oberflächenfehler mit weniger „falsch positiven Ergebnissen“ zu erkennen und zu entfernen. Es ermöglicht einem Sortierer außerdem, den spezifischen FM-Typ zu identifizieren, um automatisch eine Warnung auszulösen, wenn ein bestimmter Vorfall (FM-Erkennung) auftritt. Diese Fähigkeit ist von größtem Wert, wenn die FM-Toleranz besonders eng ist, beispielsweise bei der Prüfung der Endproduktqualität am Ende der Produktionslinie, unmittelbar vor der Verpackung.

Für Kartoffelverarbeiter, die ihre Detektionsmöglichkeiten durch chemometrische Analysen erweitern möchten, ist die multispektrale und hyperspektrale Bildgebungstechnologie die Lösung. Die Kombination von hyperspektraler Bildgebung mit herkömmlichen Sensoren ist bereits als Option für ADR-Systeme verfügbar und ermöglicht die Identifizierung und Messung unsichtbarer Produktzustände. Der durch diese Technologie ermöglichte Fortschritt besteht in der Fähigkeit, hohe Zuckerkonzentrationen (z. B. Zuckerenddefekte), Feststoffgehalt und innere Krankheiten mit einem digitalen Sortierer zu erkennen, indem eine Kombination aus hyperspektraler Bildgebung, Farbkameras und Lasersensoren auf einer einzigen Plattform verwendet wird.

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Aufrechterhaltung der Note

Die Hauptaufgabe eines Sortierers besteht darin, die vom Verarbeiter definierte Produktqualität aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Prozessausbeute zu maximieren. Ein leistungsstarkes Werkzeug bei diesem Vorhaben ist die intelligente Sort-to-Grade-Software (STG), die ständig weiterentwickelt wird, um Kartoffelverarbeitern dabei zu helfen, komplexe Endproduktspezifikationen ohne Eingriff des Bedieners genau einzuhalten.

Einfach ausgedrückt ermöglicht STG einem Kartoffelstreifensortierer, jeden Oberflächenfehler und die Längeneigenschaften einzelner Streifen zu erkennen und zu kategorisieren und jede Annahme-/Ablehnungsentscheidung für jeden Streifen intelligent durchzuführen, basierend darauf, wie sich das Ergebnis auf die Gesamtproduktqualität „im Beutel“ auswirkt.

Präziser Auswurf

Die Verbesserungen an den Auswurfsystemen des Sortierers haben mit allen technologischen Fortschritten in der FM- und Fehlererkennung Schritt gehalten. Die modernsten Auswurfsysteme werden individuell an die Anforderungen der Anwendung angepasst, wobei die Luftdüsen für jeden Produkttyp ideal verteilt sind. Intelligente Software auf fortschrittlichen Sortierern passt die Leistung und Dauer der Luftdüsen an die Größe, Form und das Gewicht jedes zu trennenden Objekts an. Intelligente Sortierer können eine oder mehrere Düsen mithilfe kontur- oder schwerpunktbasierter Berechnungen ansteuern, um präzise Trefferpunkte auf dem Objekt anzuvisieren, wodurch die Entfernungsgenauigkeit maximiert wird und verhindert wird, dass das Zielobjekt die Flugbahn anderer Objekte in seiner Umgebung stört. Durch die Kombination einer überlegenen Erkennungsgenauigkeit mit einer überlegenen Auswurfgenauigkeit wird gleichzeitig die Produktqualität maximiert und die Menge an gutem Produkt minimiert, die versehentlich in den Ausschussstrom gelangt.

Vereinfachte Nutzung

Digitale Sortierer werden in ihrer Fähigkeit, FM und Defekte zu erkennen und auszusortieren, immer ausgefeilter, während ihre erhöhte Verarbeitungsleistung genutzt wird, um die Verwendung zu vereinfachen und die Automatisierung zu verbessern. Durch die Navigation durch Wischen und Tippen, ähnlich wie auf einem Smartphone oder Tablet, verfügen die neuesten Sortierer über eine so intuitive Benutzeroberfläche, dass ein Bediener mit minimalen Kenntnissen den vollen Umfang ihrer Fähigkeiten in weniger als einer Stunde beherrschen kann. Benutzeroberflächen können Benutzern verschiedener Ebenen je nach Bedarf unterschiedliche Ansichten und Funktionszugriff bieten.

Fazit

Für Kartoffelverarbeiter, die die Produktqualität verbessern, den Ertrag steigern, den Schulungsaufwand reduzieren und die Betriebseffizienz verbessern möchten, ist die neueste digitale Sortierausrüstung eine genaue Untersuchung wert. Wer vor allen anderen erfolgreiche neue Technologien erkennt und umsetzt – die Early Adopters –, verschafft sich wertvolle Wettbewerbsvorteile.