Bagaimana Mendeteksi Benda Asing dalam Botol Minuman?

Deteksi benda asing dalam minuman kemasan merupakan langkah krusial dalam produksi keamanan pangan. Saat ini, teknologi deteksi arus utama telah mencapai tingkat otomatisasi yang tinggi, sehingga secara efisien dapat mengidentifikasi dan menolak produk di bawah standar. Berikut adalah beberapa metode deteksi inti.

Metode Analisis Berbasis Urutan Gambar: Metode ini menganalisis beberapa gambar yang diambil secara berurutan saat botol sedang bergerak, dengan memanfaatkan prinsip bahwa "benda asing bergerak relatif terhadap botol."

Representasi Diferensial dan Renggang Kamera Ganda: Salah satu metode melibatkan penempatan kamera di dua lokasi berbeda pada lini produksi untuk menangkap gambar botol cairan terbalik yang sama pada waktu yang berbeda. Algoritma pemrosesan gambar yang kompleks (seperti kalibrasi area deteksi efektif dan representasi kelangkaan gambar) digunakan untuk mengidentifikasi area abnormal pada kedua gambar. Terakhir, sebagai perbandingan, area terhubung yang tumpang tindih pada kedua gambar (biasanya goresan atau cacat bawaan pada botol) dihilangkan, sehingga area objek asing yang tersisa dapat ditentukan secara akurat.

Deteksi Lanjutan Osilasi: Teknik baru lainnya melibatkan botol yang berosilasi maju mundur pada mekanisme osilasi. Kuncinya adalah botol, kamera, dan sumber cahaya semuanya terpasang pada mekanisme osilasi, mempertahankan posisi relatif yang sepenuhnya diam selama osilasi. Dengan cara ini, cairan di dalam botol terciprat, menyebabkan benda asing bergerak, sementara kamera menangkap rangkaian gambar yang jelas dan stabil. Dengan menggunakan analisis perbedaan gambar, benda asing yang bergerak dapat dengan mudah dideteksi. Keuntungan signifikan dari metode ini adalah mekanisme osilasi dapat berhenti sebentar di titik-titik tertentu, di mana permukaan cairan secara bertahap stabil, tetapi benda asing yang mengambang atau tersuspensi akan tetap bergerak lambat, sehingga terdeteksi secara efektif, mengatasi kesulitan mendeteksi benda asing yang mengambang dengan metode tradisional.

Metode Analisis Berbasis Sifat Optik

Metode ini berfokus pada analisis berbagai reaksi benda asing dan botol itu sendiri terhadap cahaya.

Iluminasi dan Analisis Multispektral: Teknologi canggih yang menggunakan unit iluminasi dengan permukaan luminesensi planar, tetapi esensinya terletak pada fakta bahwa cahaya dipancarkan dari berbagai posisi pada permukaan luminesensi, dengan arah emisi dan rentang panjang gelombang yang berbeda. Ketika cahaya melewati wadah, cacat pada permukaan wadah (seperti goresan) dan benda asing di dalamnya (seperti pengotor) akan memberikan efek yang berbeda pada cahaya. Cacat biasanya menyebabkan cahaya dibiaskan pada sudut tertentu, sementara benda asing sebagian besar menyebabkan penyerapan atau hamburan cahaya. Setelah kamera menangkap gambar, sistem pemrosesan gambar memisahkan dan mengevaluasi informasi dari berbagai saluran panjang gelombang, yang secara efektif membedakan cacat pada badan botol dari benda asing di dalamnya.

Analisis Posisi Rotasi (untuk cairan yang sangat kental): Untuk produk yang sangat kental seperti gel, metode rotasi-berhenti tradisional gagal karena fluiditas cairan yang buruk. Salah satu solusinya adalah memutar wadah transparan dan terus-menerus mengambil beberapa frame gambar. Lokasi cacat target diekstraksi dari frame yang berdekatan. Jika cacat tersebut berupa goresan yang menempel di bagian luar botol, posisinya di frame berikutnya dapat diprediksi secara akurat berdasarkan sudut dan radius rotasi botol, dengan posisi yang diprediksi sangat sesuai dengan posisi sebenarnya. Namun, jika cacat tersebut merupakan benda asing internal, posisi yang diprediksi dan posisi sebenarnya akan menyimpang secara signifikan karena lintasannya yang berbeda dari badan botol. Kedua lokasi tersebut dapat dibedakan secara efektif dengan menghitung luas tumpang tindih antara kedua posisi tersebut.

Teknologi Deteksi Lainnya

Sistem Deteksi Sinar-X: Misalnya, mesin deteksi sinar-X memanfaatkan prinsip transmisi sinar-X untuk mendeteksi berbagai benda asing seperti logam, kaca, kerikil, dan tulang. Teknologi ini tidak hanya dapat mendeteksi benda asing tetapi juga sekaligus memeriksa integritas kemasan dan apakah isinya penuh, sehingga ideal untuk lini produksi berkecepatan tinggi.

Metode Spin-Stop: Ini adalah metode yang lebih tradisional namun klasik. Botol diputar dengan kecepatan tinggi lalu dihentikan tiba-tiba. Cairan di dalamnya terus bergerak karena inersia, sementara cacat pada botol tetap diam. Dengan menangkap dan menganalisis gambar target yang bergerak di dalam cairan setelah penghentian mendadak, benda asing dapat diidentifikasi. Perusahaan seperti Seidonard dan Bosch di Jerman memiliki peralatan yang matang berdasarkan prinsip ini.

Cara Memilih Solusi Deteksi: Memilih metode yang tepat memerlukan pertimbangan beberapa faktor:

Sifat Cair: Cairan berair adalah yang paling banyak digunakan. Untuk cairan yang sangat kental, cairan yang mengandung gelembung, atau cairan buram, efektivitas berbagai teknologi perlu dievaluasi; Teknologi sinar-X umumnya lebih mudah beradaptasi.

Kecepatan Produksi: Lini produksi berkecepatan tinggi (misalnya, puluhan ribu botol per jam) memerlukan sistem dengan kecepatan pemrosesan tinggi.

Karakteristik Wadah: Bahan botol (kaca, plastik PET), warna (transparan, tembus cahaya, gelap), bentuk (biasa, tidak teratur), dan apakah botol daur ulang digunakan (banyak goresan) semuanya memengaruhi hasil deteksi dan pemilihan solusi.

Jenis Benda Asing: Tentukan dengan jelas jenis utama benda asing yang akan dideteksi (misalnya, logam, kaca, rambut, serpihan serangga, dll.). Teknologi yang berbeda memiliki sensitivitas yang berbeda pula terhadap jenis benda asing yang berbeda.

Anggaran Biaya: Ini termasuk investasi awal dalam peralatan, biaya pemeliharaan selanjutnya, dan biaya pelatihan operator.