Combinazione di tecniche termografiche e ad ultrasuoni per ispezione di prodotti da forno

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Chocolate homemade pastry cookies
Nel settore dei prodotti da forno la possibilità di incrementare, con nuove tecniche non distruttive, l’efficacia dei controlli di qualità rappresenta per le aziende un traguardo importante e valorizzante. Attraverso l’utilizzo di tali tecniche, infatti, possono essere raggiunti target quali l’individuazione di inquinanti solidi in prodotti da forno e la conseguente espulsione del prodotto non idoneo dalla linea di produzione. Tuttavia, devono essere elaborate procedure di controllo on-line che si basano su una serie di misurazioni e su decisioni automatiche. In questo contesto, in uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori italiani (P. Burrascano et al., XXVII Riunione Annuale dei Ricercatori di Elettrotecnica, Bologna, 15-17 Giugno 2011) in collaborazione con diverse aziende del settore, è stata sviluppata una tecnologia basata sull’utilizzo delle tecniche ultrasonore Air-Coupled e della termografia ad infrarossi, che rappresentano due tra le tecniche più promettenti ed innovative nel settore alimentare. Per quanto riguarda le tecniche ad ultrasuoni, è stato impiegato un protocollo di imaging 2-D (precedentemente sviluppato) che prevede l’utilizzo di sequenze Pseudo Noise e Pseudo Ortogonali, consentendo, oltre alla possibilità di eseguire misure simultanee, di incrementare notevolmente l’SNR (signal to noise ratio) sulle singole misure. Tale protocollo è stato impiegato per realizzare la tomografia di prodotti da forno, utilizzando opportune sonde air-coupled (che sfruttano l’aria come mezzo accoppiante). In generale, l’utilizzo di sonde air-coupled riduce la sensibilità in generazione ed in acquisizione, ma permette di eseguire test automatici diminuendo notevolmente le difficoltà di misura connesse alla necessità di accoppiare trasduttori e campioni; nel caso specifico dell’industria alimentare, l’accoppiamento in aria si rende necessario nei casi, come il presente, dove altri mezzi accoppianti (acqua, gel, olio o altro ancora) altererebbero i campioni da analizzare. Dalle sperimentazioni effettuate risulta evidente che la tecnica ad ultrasuoni air-coupled è utilizzabile ed ha notevoli potenzialità al fine di individuare, e soprattutto caratterizzare, un difetto volumico all’interno di un biscotto. Un’altra soluzione possibile è l’analisi diretta della risposta del campione ad una eccitazione termica a gradino. Tale eccitazione è rappresentata dall’uscita dal forno da cui escono i campioni per la cottura. L’acquisizione avviene per mezzo di una termocamera con rilevatore infrarossi ad alta definizione. Si può ipotizzare, inoltre, che i campioni e gli eventuali difetti escano alla stessa temperatura dal forno e che, dati i differenti coefficienti di raffreddamento degli inquinanti rispetto al biscotto, i difetti siano caratterizzati da differenti andamenti in temperatura nella fase di raffreddamento rispetto al biscotto stesso. Gli autori evidenziano, infine, che mediante l’elaborazione di algoritmi di analisi dell’immagine è possibile individuare il prodotto con difetto in modo rapido ed economico.

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