Hyperspectral Imaging

in der lebensmittelindustrie

Für sichere Lebensmittel vom Feld zum Verbraucher

Einfache und effiziente Qualitätsüberwachung mit HSI

Unser Lebensmittelangebot war nie so groß wie heute: Maschinelle Anbau- und Ernteverfahren, weltweite Transport- und Lieferketten und die Zunahme hochverarbeiteter Lebensmittel haben unsere Ernährungsgewohnheiten nachhaltig verändert. Gleichzeitig stellen sie Produzenten, Verpacker und Logistik vor ganz neue Herausforderungen im Hinblick auf die Qualitätssicherung.

Wo die Sichtkontrolle an ihre Grenzen stößt, erfolgt die Qualitätsüberwachung seit Jahren mit Hilfe von kamerabasierten Messsystemen. Mittlerweile kommen verstärkt HSI-Systeme zum Einsatz: Sie liefern wertvolle Zusatzinformationen, die normalen Kameras verborgen bleiben. So spüren sie beispielsweise Fremdkörper auf, messen die Zusammensetzung von Inhaltsstoffen oder entdecken verdorbene Waren. 

Anwendungs beispiele

Qualitätskontrolle bei Naturprodukten

Naturprodukte wie Obst, Gemüse, Hülsenfrüchte oder Nüsse werden häufig in Qualitätsstufen eingeteilt, bevor sie in den Handel gelangen. Als Kriterien dienen neben den Inhaltsstoffen zum Beispiel auch die Größe oder Form. Parameter, die sich mit HSI schnell und automatisch messen lassen. 

Gleichzeitig kommt HSI zum Einsatz, um den Reifegrad von Obst zu bestimmen oder schadhafte bzw. verdorbene Produkte aufzuspüren. Dies ist besonders für den Transport wichtig, da verdorbene Produkte ganze Verpackungseinheiten unbrauchbar machen können. Ein frühzeitiges Aussortieren der betroffenen Waren reduziert Lebensmittelverschwendung, unnötige Transportwege und Energieaufwand. 

Für die Qualitätseinstufung nach optischen Kriterien bieten sich Technologien an, die neben HSI-Informationen auch Farbdaten erfassen – z.B. die Kombination von RedEye und ColEx-Adapter.

Aufspüren von Fremdstoffen

Ob Steine, Nussschalen oder Plastikteile, die bei der Ernte oder im Transport anfallen: Fremdstoffe haben in Lebensmitteln nichts zu suchen. Sie müssen vor der Weiterverarbeitung oder dem Verkauf entfernt werden, damit die Endprodukte höchste Qualitätsstandards erfüllen. 

Da typischerweise deutliche Materialunterschiede zwischen Lebensmittel und Fremdstoff bestehen, ist HSI perfekt dafür geeignet: HSI-Kameras spüren Fremdstoffe schnell und automatisch auf. Gleichzeitig können sie auch noch andere Parameter messen, z.B. Inhaltsstoffe sowie optische und morphologische Eigenschaften.

Qualitätskontrolle bei verarbeiteten Lebensmitteln

Verarbeitete Lebensmittel wie z.B. Back-, Süß- oder Knabberwaren unterliegen anders als reine Naturprodukte keinen natürlichen Schwankungen. Ihre Zusammensetzung bewegt sich in engen Toleranzgrenzen; gleichzeitig müssen die Produkte dauerhaft klar definierte Qualitätskriterien erfüllen. 

Wo bisher Laboranalysen nötig waren, um Inhaltsstoffe und Qualität zu bestimmen, kommen heute vielfach HSI-Kameras zum Einsatz: Rohstoffe und Zwischenstufen des Produkts können damit direkt bei der Verarbeitung überprüft werden. Dies beschleunigt die Prozesse und ermöglicht eine genauere Analyse einzelner Prozessparameter. Neben den Inhaltsstoffen messen HSI-Systeme auch optische und morphologische Kriterien, z.B. Bräunungsgrade bei Backwaren oder Oberflächentexturen. 

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RedEye 1.7

NIR-Hyperspektralkamera mit 950 – 1.700 nm Wellenlängenbereich​

GreenEye

VIS/NIR-Hyperspektralkamera mit 400 – 1.000 nm Wellenlängenbereich

BlueEye

UV-Hyperspektralkamera mit 220 – 380 nm Wellenlängenbereich