Limpeza eficaz dos depósitos de alimentos
Módulo de câmera personalizado permite o monitoramento em linha para limpeza a jato adaptável
Setor industrial:AlimentosCliente:Projeto de pesquisa em colaboração com a Fraunhofer IVV
Como parte de um projeto de pesquisa, a Balluff desenvolveu uma solução de câmera personalizada para um sistema de limpeza de tanques inteligente e de operação autônoma.
A tecnologia de sensores altamente integrada e miniaturizada com a câmera como elemento central é complementada por um sistema de controle de processo automatizado. Essa interação permite que todo o compartimento do tanque seja limpo conforme necessário. Isso economiza tempo e recursos, o que reduz o consumo de energia e contribui para uma produção mais sustentável.
A situação e o desafio
O primeiro passo para uma limpeza eficiente e automatizada foi possível graças a um sistema desenvolvido no Fraunhofer IVV. O Adaptive Jet Cleaner (AJC) possibilita o controle de todos os pontos de um tanque usando caminhos de limpeza livremente programáveis. Graças às sequências de limpeza pré-programadas com base na geometria do tanque e no grau de contaminação esperado, o tempo de limpeza pode ser reduzido em até 25% em comparação com os métodos convencionais. No entanto, sem o monitoramento contínuo do grau de limpeza, o potencial de otimização adicional não era utilizado.
A solução
Somente com a integração de uma solução de câmera especial desenvolvida pela Balluff foi criado um sensor de contaminação em linha altamente integrado no cabeçote do bico. O novo AJCsens é equipado com monitoramento permanente em linha que permite uma limpeza adaptável e totalmente documentável. Graças à integração minimamente invasiva da tecnologia de sensor de câmera no sistema de limpeza de tanques, não é necessário nenhum esforço adicional de implementação. Testes práticos mostraram o potencial de redução no tempo de limpeza de até 55% em comparação com os métodos convencionais.
As vantagens da solução
- Baixo consumo de energia de 1 W
- Transmissão de imagem, controle da câmera e fonte de alimentação por meio de uma única conexão de cabo coaxial
- Solução robusta e que economiza espaço
A solução de câmera personalizada
Ao trabalhar em estreita colaboração com os parceiros do projeto, a divisão CDE (Custom Design & Engineering) da Balluff desenvolveu uma solução de câmera personalizada que foi adaptada de forma ideal aos requisitos específicos do ambiente e ao espaço de instalação limitado. A integração da câmera ao cabeçote de limpeza existente impôs exigências especiais ao projeto - uma seção transversal redonda provou ser ideal para a realização de uma solução compacta e eficiente.
A detecção de fluorescência é um elemento central do processamento de imagens: resíduos como proteínas, vitaminas, gorduras ou óleos em superfícies são fluorescentes por meio de excitação direcionada usando LEDs UV integrados. Esse método permite a detecção confiável até mesmo dos menores contaminantes. Para garantir alta qualidade e nitidez de imagem em todos os momentos, uma lente de foco automático com uma lente líquida e iluminação LED integrada foram incorporadas ao módulo da câmera.
Um sensor CMOS com obturador global de alta qualidade e resolução de 5 MPixel é usado como sensor de imagem. Sua alta sensibilidade à luz é crucial para capturar de forma confiável os resíduos fluorescentes, mesmo com baixa emissão.
Como a maioria dos processos de limpeza é realizada com soluções cáusticas a 80 °C, toda a eletrônica da câmera, incluindo a óptica e a iluminação, foi vedada e alojada no cabeçote de limpeza. Para realizar a conexão com o mundo externo da forma mais elegante e com economia de espaço possível, a transmissão de imagens, o controle da câmera e até mesmo a fonte de alimentação são fornecidos por meio de uma única conexão de cabo coaxial. Apesar da alta densidade de integração, o consumo de energia dos componentes eletrônicos foi mantido muito baixo, em torno de 1W. Os testes práticos iniciais já confirmaram o aumento desejado na eficiência, com mais testes de estresse a seguir.
Em colaboração com o Fraunhofer IVV, a solução de câmera desenvolvida também foi usada para criar a variante de sensor CoControl-LumiHD independente. Essa versão autônoma pode ser integrada de forma flexível a uma ampla gama de aplicações, não apenas em tanques. Graças ao seu design compacto, robusto e higiênico, o sensor é ideal para uso em áreas críticas de higiene dos setores alimentício, cosmético e farmacêutico. O LumiHD permite a detecção confiável de contaminação em linha, tanto estacionária quanto móvel, por exemplo, em um braço de robô.