Limpieza eficiente de tanques de alimentos
Un módulo de cámara personalizado permite la monitorización en línea para la limpieza adaptativa con chorro dirigido.
Industria:Comida |Cliente:Proyecto de investigación en colaboración con Fraunhofer IVV
Como parte de un proyecto de investigación, Balluff ha desarrollado una solución de cámara personalizada para un sistema de limpieza de tanques inteligente y de funcionamiento autónomo.
La tecnología de sensores miniaturizada y altamente integrada, con la cámara como elemento central, se complementa con un sistema de control de procesos de autooptimización. Esta interacción permite la limpieza a demanda de todo el espacio del tanque, lo que ahorra tiempo y recursos, reduce el consumo de energía y contribuye a una producción más sostenible.
La situación y el desafío
Un sistema desarrollado en Fraunhofer IVV permitió dar el primer paso hacia una limpieza automatizada y eficiente. El limpiador de chorro adaptativo (AJC) permite la limpieza precisa de cada punto de un tanque mediante trayectorias de limpieza libremente programables. Gracias a secuencias de limpieza preprogramadas, basadas en la geometría del tanque y el grado de suciedad previsto, el tiempo de limpieza se pudo reducir hasta un 25 % en comparación con los métodos convencionales. Sin embargo, sin una monitorización continua del nivel de limpieza, el potencial de optimización seguía sin explotarse.
La solución
Solo mediante la integración de una cámara especial desarrollada por Balluff se logró crear un sensor de contaminación en línea altamente integrado en el cabezal de la boquilla. El nuevo AJCsens cuenta con monitorización permanente en línea, lo que permite una limpieza adaptativa y totalmente documentada. Gracias a la integración mínimamente invasiva del sensor de cámara en el sistema de limpieza del tanque, no se requiere ningún esfuerzo de implementación adicional. Las pruebas prácticas han demostrado el potencial para reducir el tiempo de limpieza hasta en un 55 % en comparación con los métodos convencionales.
Las ventajas de la solución
- Bajo consumo de energía de 1 W
- Transmisión de imagen, control de la cámara y alimentación eléctrica mediante una única conexión de cable coaxial.
- Solución robusta y que ahorra espacio
La solución de cámara a medida
Gracias a una estrecha colaboración con los socios del proyecto, la división CDE (Diseño e Ingeniería a Medida) de Balluff desarrolló una solución de cámara personalizada que se adaptó de forma óptima a los requisitos específicos del entorno y al espacio de instalación limitado. La integración de la cámara en el cabezal de limpieza existente planteó exigencias particulares al diseño; una sección transversal redonda resultó ideal para lograr una solución compacta y eficiente.
Un elemento clave del procesamiento de imágenes es la detección de fluorescencia: la excitación dirigida mediante LED UV integrados provoca que residuos como proteínas, vitaminas, grasas o aceites presentes en las superficies emitan fluorescencia. Este método permite la detección fiable incluso de los contaminantes más pequeños. Para garantizar una calidad y nitidez de imagen consistentemente altas, se ha incorporado al módulo de la cámara una lente de autoenfoque con lente líquida e iluminación LED integrada.
Se utiliza un sensor CMOS de obturador global de alta calidad con una resolución de 5 MPixel como sensor de imagen. Su alta sensibilidad a la luz es crucial para detectar de forma fiable los residuos fluorescentes incluso a bajos niveles de emisión.
Dado que la mayoría de los procesos de limpieza implican el uso de una solución cáustica a 80 °C, toda la electrónica de la cámara, incluyendo la óptica y la iluminación, se selló y alojó dentro del cabezal de limpieza. Para garantizar una conexión con el exterior lo más elegante y compacta posible, la transmisión de imagen, el control de la cámara e incluso la alimentación se realizan mediante una única conexión de cable coaxial. A pesar de la alta densidad de integración, el consumo energético de la electrónica se mantuvo muy bajo, en aproximadamente 1 W. Las primeras pruebas prácticas ya han confirmado el aumento de eficiencia deseado; posteriormente se realizarán pruebas de estrés adicionales.
La solución de cámara desarrollada en colaboración con Fraunhofer IVV también dio lugar al desarrollo del sensor independiente CoControl-LumiHD. Esta versión autónoma se integra fácilmente en una amplia gama de aplicaciones, no solo en tanques. Gracias a su diseño compacto, robusto e higiénico, el sensor es ideal para su uso en áreas críticas de higiene en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica. LumiHD permite la detección fiable de contaminación en línea, tanto en instalaciones fijas como en aplicaciones móviles, como en un brazo robótico.