Skuteczniejsza metoda wykrywania ciał obcych w zakładach przetwórstwa żywności to lepsza ochrona konsumentów
Mimo najlepszych wysiłków zakładów przetwórczych, aby zapobiegać dostawaniu się ciał obcych do produktów, żywność trafiająca do konsumentów wciąż może zawierać je w takich ilościach, które powodują obrażenia lub nawet zgon (zwłaszcza u niemowląt). Na rynku dostępnych jest wiele systemów detekcji, ale żaden z nich nie zapewnia kompleksowej ochrony. Za pomocą promieni rentgenowskich możliwe jest na przykład wykrycie obiektów o różnych gęstościach (takich jak szkło lub tworzywa sztuczne o wysokiej gęstości), ale już bardzo małe zanieczyszczenia, np. włosy lub obiekty o małej gęstości takie jak karton, są trudne do wykrycia. Co więcej, metoda rentgenowska nie tylko jest kosztowna, ale stwarza też ryzyko w zakresie bezpieczeństwa. W ramach finansowanego przez UE projektu HYPERA opracowano system kontroli jakości wbudowany w linię produkcyjną, którego celem jest zautomatyzowana analiza składu chemicznego i wykrywanie ciał obcych do zastosowania w przemyśle spożywczym (i innych branżach przetwórczych). System wykorzystujący nieniszczące obrazowanie hiperspektralne (HSI) posiada zdolność szybkiej i spójnej detekcji wielu różnych rodzajów ciał obcych i może być zainstalowany w nowoczesnych zakładach przetwórstwa żywności. System HSI Opracowany przez IRIS system nieniszczącego obrazowania hiperspektralnego (HSI) łączy w sobie zarówno techniki spektroskopowe, jak i technologię widzenia komputerowego, dzięki czemu dostarcza informacji spektralnych oraz przestrzennych. Kamera hiperspektralna wykrywa setki pasm światła, a z kolei analiza widma podczerwieni (IR) dostarcza bogatszych informacji na temat składu chemicznego niż światło widzialne (VIS). Wykorzystanie podczerwieni pozwala na wykrywanie różnego rodzaju nieprawidłowości w badanym produkcie spożywczym. „Podczas gdy konwencjonalna spektroskopia odpowiada na pytanie „co?”, a konwencjonalna technika widzenia komputerowego – na pytanie „gdzie?”, metoda HSI pozwala nam stwierdzić „gdzie co się znajduje”, tłumaczy Alejandro Rosales, kierownik ds. nauki i technologii w IRIS. Gdy HSI zostanie połączona z analizą chemometryczną (tj. wielowymiarową), wówczas można przewidzieć stężenie i rozkład wielu składników w próbce, co czyni tę technikę atrakcyjną z punktu widzenia zastosowania w rutynowych kontrolach jakości w przemyśle spożywczym. System HYPERA® składa się z dwóch różnych modułów monitorujących. Moduł z czujnikiem odbiciowym nie tylko wykrywa zanieczyszczenia, ale także mierzy skład żywności, w tym zawartość tłuszczu i białka oraz wilgotność, działając jako wielofunkcyjne narzędzie do oceny jakości żywności. Moduł transmisyjny szczególnie dobrze sprawdza się w wykrywaniu nieprzezroczystych ciał obcych o dużej objętości. Co więcej, system można bezproblemowo zintegrować z linią produkcyjną. Zespół projektu przetestował system HYPERA® w zakładach należących do czterech przetwórców żywności z Hiszpanii i Irlandii, w odniesieniu do pięciu różnych zastosowań spożywczych. W trakcie testów z powodzeniem wykryto ciała obce w pizzy, żywności gotowej do spożycia, przetworach z owoców i warzyw oraz w gotowanych wyrobach mięsnych. Przejście z etapu badań i rozwoju do etapu rozwoju produktu Celem finansowania z unijnego Instrumentu dla MŚP jest szybki rozwój obiecujących technologii. Dzięki tym środkom zespół projektu, złożony z uczonych zajmujących się fotoniką, chemometrią, programowaniem i sztuczną inteligencją, zdołał poprawić wydajność tej przełomowej technologii. „Opracowanie systemu HYPERA® to bardzo dobra wiadomość dla konsumentów. W przyszłości pomoże zapobiegać zagrożeniom i skandalom związanym z branżą spożywczą, gwarantując bezpieczną i zdrową żywność wysokiej jakości”, mówi Oonagh Mc Nerney, dyrektor IRIS. „Nie tylko napędza to rozwój zaawansowanych, opartych na danych technologii przetwarzania, ale również przyczyni się do zwiększenia konkurencyjności europejskiego przemysłu spożywczego zgodnie z koncepcją Przemysłu 4.0”. Ulepszony i rozwinięty na większą skalę system (zgłoszony do opatentowania) oferuje ponad 95 % dokładności detekcji, jeśli chodzi o zastosowania, które zostały przetestowane. Obecnie jest prawie gotowy do wprowadzenia na rynek. Zespół już teraz zapewnił sobie pierwsze transakcje sprzedaży i pierwsze partnerstwo w zakresie dystrybucji, a obecnie koncentruje się na swojej strategii rynkowej. Początkowo oferta będzie kierowana do podmiotów z branży przetwórstwa spożywczego, a następnie baza zostanie poszerzona o przemysł farmaceutyczny, chemiczny i inne branże przetwórcze. Jeśli chodzi o techniczne aspekty, w systemie zastosowano też matematyczne narzędzia do uczenia głębokiego, które są wykorzystywane do poprawy zasięgu penetracji urządzenia, wykrywania głęboko osadzonych ciał obcych, a także do rozszerzenia zakresu możliwych do zidentyfikowania mniejszych zanieczyszczeń.
Słowa kluczowe
HYPERA, bezpieczeństwo żywności, zanieczyszczenia, ciała obce, przetwórstwo spożywcze, obrazowanie hiperspektralne, analiza składu chemicznego, uczenie głębokie, chemometria, Przemysł 4.0
