Pulizia efficiente dei serbatoi per alimenti
Un modulo telecamera personalizzato consente il monitoraggio in linea per la pulizia a getto adattativo
Settore industriale:AlimentareCliente:Progetto di ricerca in collaborazione con Fraunhofer IVV
Nell'ambito di un progetto di ricerca, Balluff ha sviluppato una soluzione di telecamera personalizzata per un sistema di pulizia intelligente e autonomo dei serbatoi.
La tecnologia dei sensori altamente integrata e miniaturizzata con la telecamera come elemento centrale è completata da un sistema di controllo del processo auto-ottimizzante. Questa interazione consente di pulire l'intero comparto del serbatoio in base alle esigenze. Ciò consente di risparmiare tempo e risorse, riducendo il consumo energetico e contribuendo a una produzione più sostenibile.
La situazione e la sfida
Il primo passo verso una pulizia efficiente e automatizzata è stato reso possibile da un sistema sviluppato presso il Fraunhofer IVV. L'Adaptive Jet Cleaner (AJC) consente di controllare ogni punto di un serbatoio utilizzando percorsi di pulizia liberamente programmabili. Grazie a sequenze di pulizia pre-programmate in base alla geometria del serbatoio e al grado di contaminazione previsto, il tempo di pulizia può essere ridotto fino al 25% rispetto ai metodi convenzionali. Tuttavia, senza un monitoraggio continuo del grado di pulizia, un ulteriore potenziale di ottimizzazione rimaneva inutilizzato.
La soluzione
Solo con l'integrazione di una speciale soluzione a telecamera sviluppata da Balluff è stato creato un sensore di contaminazione in linea altamente integrato nella testa dell'ugello. Il nuovo AJCsens è dotato di un monitoraggio permanente in linea che consente una pulizia adattiva e completamente documentabile. Grazie all'integrazione minimamente invasiva della tecnologia del sensore a telecamera nel sistema di pulizia del serbatoio, non è necessario alcuno sforzo di implementazione aggiuntivo. I test pratici hanno dimostrato il potenziale di riduzione dei tempi di pulizia fino al 55% rispetto ai metodi convenzionali.
I vantaggi della soluzione
- Basso consumo energetico di 1 W
- Trasmissione delle immagini, controllo della telecamera e alimentazione tramite un unico cavo coassiale
- Soluzione robusta e poco ingombrante
La soluzione personalizzata della telecamera
Lavorando a stretto contatto con i partner del progetto, la divisione CDE (Custom Design & Engineering) di Balluff ha sviluppato una soluzione di telecamera personalizzata, adattata in modo ottimale ai requisiti specifici dell'ambiente e allo spazio di installazione limitato. L'integrazione della telecamera nella testa di pulizia esistente ha posto particolari requisiti al design: una sezione trasversale rotonda si è rivelata ideale per realizzare una soluzione compatta ed efficiente.
Il rilevamento della fluorescenza è un elemento centrale dell'elaborazione delle immagini: residui come proteine, vitamine, grassi o oli sulle superfici vengono resi fluorescenti mediante un'eccitazione mirata con LED UV integrati. Questo metodo consente di rilevare in modo affidabile anche i contaminanti più piccoli. Per garantire un'elevata qualità e nitidezza delle immagini in ogni momento, nel modulo della telecamera sono stati integrati un obiettivo autofocus con lente liquida e un'illuminazione LED integrata.
Come sensore di immagine viene utilizzato un sensore CMOS a otturatore globale di alta qualità con risoluzione di 5 MPixel. La sua elevata sensibilità alla luce è fondamentale per catturare in modo affidabile i residui fluorescenti anche a bassa emissione.
Poiché la maggior parte dei processi di pulizia viene eseguita con soluzioni caustiche a 80 °C, l'intera elettronica della telecamera, comprese le ottiche e l'illuminazione, è stata sigillata e alloggiata nella testa di pulizia. Per realizzare il collegamento con il mondo esterno nel modo più elegante e meno ingombrante possibile, la trasmissione delle immagini, il controllo della telecamera e persino l'alimentazione sono forniti tramite un unico cavo coassiale. Nonostante l'elevata densità di integrazione, il consumo di energia dell'elettronica è stato mantenuto molto basso, intorno a 1W. I primi test pratici hanno già confermato l'aumento di efficienza auspicato, cui seguiranno ulteriori stress test.
In collaborazione con il Fraunhofer IVV, la soluzione sviluppata per la telecamera è stata utilizzata anche per creare la variante indipendente del sensore CoControl-LumiHD. Questa versione indipendente può essere integrata in modo flessibile in un'ampia gamma di applicazioni, non solo nei serbatoi. Grazie al suo design compatto, robusto e igienico, il sensore è ideale per l'uso in aree critiche dal punto di vista igienico dell'industria alimentare, cosmetica e farmaceutica. LumiHD consente un rilevamento affidabile della contaminazione in linea, sia da fermo che in movimento, ad esempio su un braccio robotico.