식품 탱크의 효율적인 청소

산업 분야:식품고객사프라운호퍼 IVV와 협력한 연구 프로젝트

발루프는 연구 프로젝트의 일환으로 자율적으로 작동하는 지능형 탱크 세척 시스템을 위한 맞춤형 카메라 솔루션을 개발했습니다.

카메라를 핵심 요소로 하는 고도로 통합되고 소형화된 센서 기술은 자체 최적화 프로세스 제어 시스템으로 보완됩니다. 이러한 상호 작용을 통해 필요에 따라 전체 탱크 구획을 청소할 수 있습니다. 이를 통해 시간과 자원을 절약하여 에너지 소비를 줄이고 보다 지속 가능한 생산에 기여합니다.

상황과 과제

효율적이고 자동화된 세척을 향한 첫 번째 단계는 프라운호퍼 IVV에서 개발한 시스템을 통해 가능해졌습니다. 적응형 제트 클리너(AJC)를 사용하면 자유롭게 프로그래밍 가능한 청소 경로를 사용하여 탱크의 모든 지점을 제어할 수 있습니다. 탱크의 형상과 예상 오염 정도를 기반으로 사전 프로그래밍된 세척 순서 덕분에 기존 방식에 비해 세척 시간을 최대 25%까지 단축할 수 있습니다. 하지만 청소 정도를 지속적으로 모니터링하지 않으면 추가적인 최적화 잠재력을 활용하지 못했습니다.

맞춤형 카메라 솔루션

발루프의 CDE(맞춤형 설계 및 엔지니어링) 사업부는 프로젝트 파트너와의 긴밀한 협력을 통해 환경의 특정 요구 사항과 제한된 설치 공간에 최적으로 적합한 맞춤형 카메라 솔루션을 개발했습니다. 카메라를 기존 청소 헤드에 통합하는 과정에서 디자인에 특별한 요구사항이 있었는데, 원형 단면이 작지만 효율적인 솔루션을 구현하는 데 이상적이라는 것이 입증되었습니다.

형광 감지는 이미지 처리의 핵심 요소로, 표면의 단백질, 비타민, 지방 또는 오일과 같은 잔류물이 통합형 UV LED를 사용하여 표적 여기 방식으로 형광을 발하도록 합니다. 이 방법을 사용하면 아주 작은 오염 물질도 확실하게 검출할 수 있습니다. 항상 높은 이미지 품질과 선명도를 보장하기 위해 액체 렌즈가 장착된 자동 초점 렌즈와 통합 LED 조명이 카메라 모듈에 내장되어 있습니다.

이미지 센서로는 5 MP픽셀 해상도의 고품질 글로벌 셔터 CMOS 센서가 사용됩니다. 이 센서의 높은 감광도는 낮은 방출량에서도 형광 잔여물을 안정적으로 캡처하는 데 매우 중요합니다.

대부분의 세척 공정이 80°C의 가성 용액으로 수행되기 때문에 광학 및 조명을 포함한 전체 카메라 전자 장치를 밀봉하여 세척 헤드에 보관했습니다. 외부 세계와의 연결을 최대한 우아하고 공간 절약적으로 구현하기 위해 이미지 전송, 카메라 제어, 전원 공급까지 단일 동축 케이블 연결을 통해 제공됩니다. 높은 집적 밀도에도 불구하고 전자 장치의 전력 소비는 약 1W로 매우 낮게 유지되었습니다. 초기 실제 테스트에서 이미 원하는 수준의 효율성 향상을 확인했으며, 추가적인 스트레스 테스트가 이어질 예정입니다.

프라운호퍼 IVV와 협력하여 개발된 카메라 솔루션은 독립형 CoControl-LumiHD 센서 버전도 개발하는 데 사용되었습니다. 이 독립형 버전은 탱크뿐만 아니라 다양한 애플리케이션에 유연하게 통합할 수 있습니다. 이 센서는 작고 견고하며 위생적인 설계 덕분에 식품, 화장품 및 제약 산업의 위생이 중요한 영역에서 사용하기에 이상적입니다. LumiHD는 고정식 및 이동식(예: 로봇 팔) 모두에서 신뢰할 수 있는 인라인 오염 감지가 가능합니다.