Na indústria alimentar, é essencial controlar cuidadosamente a temperatura dos produtos perecíveis durante o processo de produção, transporte, armazenamento e venda. Os constantes avisos sobre doenças causadas por alimentos estragados e mal cozinhados realçam a necessidade de um controlo mais rigoroso dos processos. Como isto envolve quase sempre um fator humano, os processadores de alimentos necessitam de ferramentas que automatizem as operações mais importantes de uma forma que minimize o erro humano, mantendo os custos baixos.
Estas ferramentas seriam as câmaras termográficas. Utilizando as câmaras termográficas da FLIR, é possível efetuar medições de temperatura automatizadas sem contacto em muitas aplicações de processamento de alimentos. As saídas de vídeo analógicas podem ser visualizadas em monitores de vídeo, enquanto os dados digitais de temperatura, incluindo as saídas de vídeo MPEG4, podem ser encaminhados para um computador via Ethernet.
Termografia na indústria alimentar - Como funciona
Os principais elementos responsáveis pelas medições de temperatura sem contacto na indústria de transformação de alimentos são uma câmara termográfica e o software associado, que actuam como sensores "inteligentes" sem contacto para realizar inspecções completas e medições de temperatura de equipamentos, produtos refrigerados e alimentos no final do processo de cozedura.
As câmaras termográficas são simples, de pequenas dimensões e podem ser instaladas em quase todos os locais necessários. Também podem ser utilizadas para inspecionar a selagem de embalagens, bem como para melhorar a eficiência de outras operações de processamento de alimentos.
As câmaras de imagem térmica FLIR possuem firmware e interfaces de comunicação que permitem a sua utilização no controlo automatizado de processos. O software de terceiros facilita a incorporação destas ferramentas em sistemas de visão automatizados sem a necessidade de um extenso código de controlo personalizável.
A utilização de câmaras termográficas no processamento de alimentos está a aumentar em aplicações como:
- Cozedura de alimentos
- Cozinhar carnes no micro-ondas
- Secagem por micro-ondas de arroz estufado e outros cereais
- Inspeção dos fornos quanto à temperatura correcta
- Acondicionamento correto dos alimentos congelados
- Controlo da integridade dos selos de celofane dos géneros alimentícios que podem ir ao micro-ondas
- Inspeção da cola nas tampas das embalagens de película
- Monitorização dos compartimentos do frigorífico e do congelador
Termografia para controlar a qualidade e a segurança dos produtos
A termografia é, antes de mais, uma ferramenta de controlo de qualidade. O controlo da qualidade e da salubridade dos produtos de carne cozinhados é uma excelente utilização desta tecnologia. Uma câmara termográfica fixa pode registar, por exemplo, a temperatura das batatas fritas de frango à medida que saem de um forno de transporte contínuo.
O objetivo é assegurar uma boa cozedura sem queimar ou secar. O baixo teor de humidade também representa uma perda de rendimento em relação ao seu peso. As câmaras de imagem térmica também podem ser utilizadas para inspecionar as linhas de pré-cozedura por micro-ondas. Para além de melhorar a qualidade e a segurança do produto, o rendimento global também pode ser aumentado. Uma outra vantagem é que os custos de energia podem ser reduzidos.
Monitorização do equipamento
Além de inspecionar alimentos cozinhados, as câmaras termográficas também podem monitorizar fornos transportadores. Elas podem até mesmo fornecer informações para controlar a temperatura do forno.
Outra utilização das câmaras termográficas em fornos transportadores é a monitorização da temperatura para controlar a uniformidade da temperatura ao longo da correia transportadora. Se um elemento de aquecimento num forno elétrico falhar, ou se for observado um calor desigual num forno de ar de alto impacto, um lado do produto pode estar mais frio, algo que pode ser rapidamente detectado com câmaras termográficas.
Com os sensores de temperatura de contacto convencionais, é muito mais difícil realizar tais inspecções. As câmaras termográficas podem, portanto, ajudar a corrigir a variabilidade e a melhorar a qualidade de um produto antes de ser descartado.
Inspecções de embalagens
O software disponível permite que as câmaras de imagem térmica localizem objectos e padrões nas imagens captadas. Uma aplicação para a correspondência de padrões é na produção de alimentos congelados. A visão térmica pode utilizar software de reconhecimento de padrões para verificar a embalagem correcta dos alimentos em tabuleiros.
Uma aplicação relacionada é a inspeção totalmente automatizada do invólucro de celofane que sela termicamente os alimentos para micro-ondas. Uma câmara de imagem térmica é capaz de captar o calor que irradia da borda da embalagem onde o selo de celofane é formado. Utilizando imagens térmicas e software de visão artificial, é possível verificar a temperatura de todo o perímetro da embalagem. Este tipo de software faz corresponder o padrão geométrico da imagem e a sua temperatura com as temperaturas de um padrão armazenado na memória de um computador. Outra função deste sistema seria a marcação a laser quando a selagem da embalagem é defeituosa, para que possa ser removida na estação de inspeção.
Um problema que afecta indiretamente a segurança dos produtos é a integridade das tampas de cartão que envolvem e protegem as embalagens de alimentos. Uma das formas mais económicas de as selar é aplicar cola termofusível sob a forma de pontos nas abas. No passado, a integridade da cola era determinada por testes periódicos em que várias caixas de amostra eram retiradas e destruídas. Este processo era moroso e dispendioso.
Quando a cola está quente, uma câmara de imagem térmica consegue "ver" através do cartão para verificar o padrão e o tamanho dos pontos de cola que foram aplicados. A câmara pode ser instalada de forma a captar imagens de áreas pré-definidas das abas onde a cola deveria ter sido aplicada, enquanto verifica os tamanhos e as temperaturas dos pontos.
Os dados digitais recolhidos são utilizados para aceitar ou rejeitar caixas individuais, de modo a que as caixas impróprias possam ser imediatamente removidas da linha de produção. Os dados são automaticamente introduzidos no sistema de controlo de qualidade e acompanhados, de modo a que, se o número de caixas não aptas for excessivo, seja gerado um sinal de aviso.
Medições automatizadas
O software de aplicação atualmente disponível para câmaras termográficas inclui uma grande variedade de funções compatíveis com aplicações de processamento de alimentos. Este software complementa e trabalha em conjunto com o firmware incorporado nas câmaras termográficas. As ferramentas e as bibliotecas de imagens nestes pacotes são independentes do hardware e da linguagem, facilitando aos engenheiros de processamento alimentar a implementação rápida de sistemas de monitorização e controlo térmico.
As próprias câmaras termográficas oferecem ao utilizador diferentes modos de funcionamento que suportam medições de temperatura correctas em várias condições. Duas das funções mais comuns nestas câmaras são as medições pontuais e as medições de área.
O medidor pontual mede a temperatura de um ponto específico. A função de área isola uma área específica de um objeto ou cena e, normalmente, fornece as temperaturas máxima, mínima e média dentro dessa área. Normalmente, a gama de medição da temperatura é selecionável pelo utilizador. Como complemento à seleção da gama de temperaturas, a maioria das câmaras permite ao utilizador definir uma cor ou uma escala de cinzentos para melhorar as imagens.
No caso da monitorização local, uma entrada ou saída de câmara digital IR pode ser utilizada para acionar diretamente um dispositivo de alarme sem necessidade de qualquer software adicional. No entanto, o processamento de alimentos tira frequentemente partido da análise de nível superior oferecida por software de terceiros instalado no PC.
Estas soluções externas não requerem a escrita de qualquer código fonte de aplicação. Ao estar em conformidade com as normas de interface de visão mais utilizadas, como a GigE Vision® e a GenICam™, este software suporta uma grande variedade de funções.
É apresentado um diagrama de blocos simplificado da monitorização da correia transportadora. Uma única câmara de imagem térmica é adequada para um grande número de aplicações, ou pode ser combinada com uma câmara de luz visível para registar outros atributos dos objectos, como a cor.
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