Nettoyage efficace des citernes alimentaires

Secteur d'activité :Alimentation |Client :Projet de recherche en collaboration avec Fraunhofer IVV

Dans le cadre d'un projet de recherche, Balluff a développé une solution de caméra sur mesure pour un système de nettoyage de cuve intelligent et autonome.

La technique de capteurs hautement intégrée et miniaturisée, avec la caméra comme élément central, est complétée par une commande de processus auto-optimisée. Cette interaction permet de nettoyer l'ensemble de la cuve en fonction des besoins. Il est ainsi possible d'économiser du temps et des ressources, ce qui réduit la consommation d'énergie et contribue à une production plus durable.

La situation et le défi

Le premier pas vers un nettoyage efficace et automatisé a été rendu possible par un système développé au Fraunhofer IVV. L'Adaptive Jet Cleaner (AJC) permet de cibler chaque point d'une cuve grâce à des trajectoires de nettoyage librement programmables. Grâce à des séquences de nettoyage préprogrammées, basées sur la géométrie du réservoir et le degré de salissure attendu, le temps de nettoyage a pu être réduit jusqu'à 25 % par rapport aux méthodes traditionnelles. Cependant, sans un contrôle continu du niveau de nettoyage, un potentiel d'optimisation supplémentaire restait inexploité.

La solution de caméra sur mesure

Grâce à une étroite collaboration avec les partenaires du projet, la division CDE (Custom Design & Engineering) de Balluff a développé une solution de caméra sur mesure, parfaitement adaptée aux exigences spécifiques de l'environnement ainsi qu'à l'espace de montage limité. L'intégration de la caméra dans la tête de nettoyage existante a posé des exigences particulières en termes de forme de construction - une section ronde s'est avérée idéale pour réaliser une solution à la fois compacte et efficace.

La détection de fluorescence est un élément central du traitement d'image : grâce à une excitation ciblée par des LED UV intégrées, des résidus tels que des protéines, des vitamines, des graisses ou des huiles sont rendus fluorescents sur les surfaces. Cette méthode permet une détection fiable des salissures, même les plus petites. Afin de garantir à tout moment une qualité et une netteté d'image élevées, un objectif autofocus avec lentille liquide et un éclairage LED intégré ont été intégrés dans le module de caméra.

Le capteur d'image utilisé est un capteur CMOS à obturateur global de haute qualité d'une résolution de 5 mégapixels. Sa haute sensibilité à la lumière est décisive pour détecter de manière fiable les résidus fluorescents, même en cas de faible émission.

Comme la plupart des processus de nettoyage s'effectuent avec une solution alcaline à 80 °C, l'électronique complète de la caméra, y compris l'optique et l'éclairage, a été rendue étanche et placée dans la tête de nettoyage. Afin de réaliser la connexion avec le monde extérieur de la manière la plus élégante et la moins encombrante possible, la transmission des images, le contrôle de la caméra et même l'alimentation électrique se font via une seule connexion par câble coaxial. Malgré la densité d'intégration élevée, la consommation électrique de l'électronique a pu être maintenue à un niveau très faible, soit environ 1 W. Les premiers tests pratiques ont déjà confirmé l'augmentation souhaitée de l'efficacité, d'autres tests de stress suivront.

En collaboration avec le Fraunhofer IVV, la solution de caméra développée a également donné naissance à la variante de capteur autonome CoControl-LumiHD. Cette version autonome s'intègre de manière flexible dans les applications les plus diverses - et pas seulement dans les réservoirs. Grâce à sa construction compacte, robuste et hygiénique, le capteur est idéal pour une utilisation dans les zones où l'hygiène est critique dans l'industrie alimentaire, cosmétique et pharmaceutique. LumiHD permet ainsi une détection en ligne fiable des souillures - qu'il soit installé de manière fixe ou mobile, par exemple sur un bras de robot.