Food Safety
16.02.2021 |
Wie Künstliche Intelligenz zu nachhaltiger und profitabler Lebensmittelverarbeitung führt
Die wachsende Weltbevölkerung und der steigende Lebensstandard stellen Gesellschaft und Industrie vor die immer größer werdende Herausforderung, Nachhaltigkeit und Profitabilität zu vereinen. Um z.B. die Lebensmittelversorgung von künftig bis zu zehn Milliarden Menschen zu sichern, müssen die Hersteller und Verarbeiter von Lebensmitteln einerseits die Produktivität erhöhen und andererseits die Verschwendung verringern. Hinzu kommt, dass Verbraucher und Handelsketten fordern, dass Produktionsprozesse sicher, effizient und richtlinienkonform gestaltet sind.
Um den gesetzlichen Anforderungen, den Standards der Handelsketten, den Erwartungen der Verbraucher und dem eigenen Profitabilitätsstreben gerecht zu werden, sind Lebensmittelhersteller und -verarbeiter auf eine funktionierende Prozesstechnik angewiesen. Dabei spielt u.a. die Fremdkörperdetektion eine wichtige Rolle.
Trotz unterschiedlicher zur Verfügung stehender Fremdkörperdetektionstechnologien gibt es Lebensmittel mit starkem Produkteffekt*, die mit herkömmlichen Methoden nicht optimal untersucht werden können. Nachteile der induktiven Systeme bei schwierigen Produkten sind, dass, wird die Empfindlichkeit zu hoch eingestellt, es häufig zu vielen Fehlauslösungen und dadurch zu Produktionsverlusten führt. Produktinspektionssysteme auf Röntgenbasis sind eine Alternative, haben aber den Nachteil, dass sie kostenintensiver sind als Metalldetektoren. Neue Technologien, die sowohl hochempfindlich als auch kostenmäßig erschwinglich sind, stellen eine Lösung für diese Herausforderungen dar.
*Produkteffekt (=Eigenleitfähigkeit): Beim Einsatz von induktiven Metalldetektoren in der Lebensmittelindustrie ist zu beachten, dass viele Lebensmittel, wie z.B. Fleisch, Käse oder Fertiggerichte einen sogenannten Produkteffekt aufweisen. Dieser Produkteffekt entsteht z.B. durch Temperatur, Zusammensetzung, Wasser-, Salz-, Fettgehalt und Verpackungsmaterial, was zu einer gewissen elektrischen Eigenleitfähigkeit führt. Dies beeinträchtigt die Metalldetektion insofern, als dass ein Metallsignal gemeldet wird, obwohl im untersuchten Produkt gar kein Metall vorhanden ist oder umgekehrt, vorhandene Metalle nicht erkannt werden.
Die neueste Innovation aus dem Hause Sesotec ist Metalldetektion mit KI Künstlicher Intelligenz namens „THiNK“. Sesotec „THiNK“ Metalldetektoren für die Lebensmittelindustrie nutzen für schwierige Produkte, d.h. die starke Produkteffekte erzeugen, Künstliche Intelligenz, um diese Produkteffekte nahezu komplett auszublenden.
Wie die THiNK Technologie bei Sesotec entstand
Auf Basis der Situationsanalyse bei den Herstellern und Verarbeitern von Lebensmitteln stellte man sich bei Sesotec zwei Fragen:
- Wie können Fehlauslösungen durch Produkteffekte reduziert werden?
- Wie kann die Empfindlichkeit trotz des Produkteffektes erhöht werden?
Nachdem die bekannten Technologien keine Antworten auf diese Fragen geben konnten, fiel der Blick auf Methoden der Künstlichen Intelligenz. In Zusammenarbeit mit einem Forschungspartner (Universität) wurde der Megatrend konkret auf die Anwendung im Bereich der Metalldetektion hin untersucht. Drei Vorteile von KI in der Metalldetektion kristallisierten sich heraus:
- Digitalisierung des Produkteffektes
- Fortlaufendes Lernen (Machine-Learning-Ansatz)
- Verbesserung der Empfindlichkeit und Stabilität durch ständiges Lernen neuer Daten (zukunftssichere Investition)
Wie die THiNK Technologie funktioniert
Zuerst ein Blick auf die herkömmliche induktive Multi-Simultan-Technologie
Beim Einsatz der THiNK Technologie werden ebenfalls mehrere Frequenzen simultan auf das zu untersuchende Produkt angewendet. Dadurch, dass mit KI Technologie der Produkteffekt enger eingegrenzt werden kann, entstehen mehr Erkennungsschwellen und alle Signale, die außerhalb der Schwellen liegen, werden als Metallfremdkörper erkannt und die Empfindlichkeit wird erheblich erhöht. Fehlauslösungen reduzieren sich, da es mehrere „intelligente“ Schwellen gibt.
Kundennutzen von THiNK Metalldetektion
Die Kundennutzen, die sich durch die Anwendung von THiNK ergeben, lassen sich auf vier Bereiche zusammenfassen:
- Präzise Metalldetektion
- Konformität mit gesetzlichen Vorschriften und privatwirtschaftlichen Lebensmittelstandards
- Wirtschaftlichkeit
- Zuverlässiger Service
Produkte mit hohen und/oder schwankenden Produkteffekten (metallische Verpackung, Einlagerung in Salzlake oder Wasser usw.) können besser und stabiler untersucht werden. Fehlausschleusungen und die damit verbundene Lebensmittelverschwendung reduzieren sich. Lebensmittel-Regularien und Standards (IFS, BRC, M&S, uvm.) können zuverlässig eingehalten werden und die Anschaffung eines Metalldetektors mit THiNK ist im Vergleich zu einem Röntgengerät kostengünstiger.
Sesotec Experten kennen die Herausforderungen, die sich der Lebensmittelbranche stellen, und stehen sowohl bei Themen wie Validierung und Zertifizierung, als auch für Remote-Support und Training an der Seite der Kunden.
THiNK Anwendungsbeispiel: Metallverunreinigungen in Kaffee, verpackt in metallisierter Folie, finden
Bei der Anwendung von Metalldetektion mit KI ist im Vergleich zu Singlefrequenz und herkömmlicher Multifrequenz eine signifikante Verbesserung der Empfindlichkeit festzustellen und zwar auf alle Metalle – Eisen, Nicht-Eisen und Edelstahl. Durch das kontinuierliche Lernen wird die Detektionsschwelle immer genauer und verbessert somit nachhaltig die Detektionsgenauigkeit und Stabilität. Fehlauslösungen werden reduziert.
Anwendungsbeispiele Metalldetektion bei verpackten Produkten: THiNK im Vergleich zu Standard-Single-Frequenz
Viele Lebensmittel haben einen hohen Salz- und/oder Fettgehalt. Der Produkteffekt ist dementsprechend hoch. Sollen kleinste Metallteilchen in solchen Produkten gefunden werden, reicht die Empfindlichkeit von Standard-Metalldetektoren oft nicht aus. Die THiNK Technologie ist hier Mittel der Wahl.
Metalldetektoren mit THiNK haben eine bessere Erkennungsgenauigkeit als Standard-Metalldetektoren. Das führt bei der Untersuchung von verpackten Lebensmitteln zu weniger Fehlauslösungen, Reklamationen und Produktrückrufen. Die THiNK Technologie amortisiert sich innerhalb kürzester Zeit.
Besonders zu erwähnen: Bei der V2A Metalldetektion von verpackten Nudeln liefert die THiNK-Technologie sogar bessere Ergebnisse als die Röntgentechnologie!
THiNK about it…
KI Algorithmen erhöhen die Stabilität und Erkennungsgenauigkeit in Lebensmittelherstellungsprozessen. Auch in metallisierte Folien verpackte Produkte können mit KI Metalldetektoren effizient untersucht werden. Die Verschwendung von Lebensmitteln wird reduziert, Richtlinien werden erfüllt und Ressourcen geschont. Die Produktivität und damit Profitabilität steigern sich. Die THiNK Technologie von Sesotec ist seit November 2020 als Lizenzmodell verfügbar.
Hier erhalten Sie weitere Infos zu THiNK und können mit uns in Kontakt treten:
www.sesotec.com/de/think
