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Détection de la contamination alimentaire - une nouvelle approche

L'inspection est une composante essentielle des programmes HACCP dans l'industrie alimentaire. La vision hyperspectrale offre maintenant aux ingénieurs de vision une approche très performante. Sa capacité à identifier les différences dans la composition chimique des matières organiques ouvre la voie à de nouvelles possibilités de détection d'impuretés dans les aliments. Fonctionnant en temps réel, ces nouveaux systèmes peuvent être utilisés sur des lignes de production à grande vitesse.

La détection de métaux, les rayons X et les systèmes conventionnels de vision industrielle sont largement utilisés dans le cadre des principes HACCP pour détecter les contaminants physiques sur les lignes de production alimentaire. Mais ils ont chacun leurs limites :

  • Les procédés de détection des métaux se concentrent sur l'identification des contaminants métalliques alors que

  • l'inspection par rayons X n'est efficace que s'il existe une différence de densité suffisante entre le contaminant et le produit inspecté.

  • Les systèmes conventionnels de vision industrielle recherchent des contaminants en fonction de paramètres tels que la taille, la forme et la couleur.

Le traitement d’images hyperspectrales en revanche combine l'analyse spectroscopique et la vision industrielle pour permettre aux images d'être codées par couleur en fonction de la composition chimique des matériaux à inspecter. De cette façon, les contaminants organiques et anorganiques peuvent être facilement identifiés par un système unique.

La vision hyperspectrale en action

Pour illustrer les capacités de la vision hyperspectrale, prenons l’exemple d’un paquet de bonbons. Les bonbons présentés sur l'image ci-dessous, des « jelly beans », contiennent plusieurs corps étrangers non métalliques. Ces contaminants sont de formes et de couleurs différentes, mais leur densité est similaire à celle des bonbons, ce qui rend leur identification difficile en utilisant des méthodes conventionnelles.

La vision hyperspectrale, en revanche, les distingue facilement. Les « jelly beans » sont tous chimiquement identiques et apparaissent en vert (à gauche sur l’image 2) ; les contaminants, eux, ont une composition chimique différente de celle des bonbons : le logiciel les distingue donc avec une couleur différente, ici, en rouge. L'image hyperspectrale est acquise grâce à un logiciel de vision industrielle spécifique pour le tri des couleurs et les mesures traditionnelles.

La technique de vision hyperspectrale

Le principe de l'imagerie couleur chimique est basé sur l'analyse spectroscopique en temps réel des longueurs d'ondes infrarouges de la lumière provenant de l'objet. On obtient ainsi l’« empreinte chimique » des matériaux analysés. Chaque composant chimique identifié peut être codé par une couleur sur l'image. De cette façon, les différences chimiques de matériaux d’apparence semblable peuvent être identifiées. Ou, inversement, les matériaux chimiquement identiques d’objets d’apparence différente peuvent être détectés. Pour cela, on a recours à un spectrographe qui trie les longueurs d'onde de la lumière réfléchie par l'échantillon. Un capteur sensible à l'infrarouge prend alors une image de l'échantillon pour chacune de ces longueurs d'onde. Ces images sont combinées pour former un cube 3D de données hyperspectrales pouvant contenir de très gros volumes de données.

Le système CVS HyperInspect de STEMMER IMAGING est un produit tout-en-un qui intègre tous les composants nécessaires pour former un système entièrement fonctionnel répondant aux exigences particulières de chaque application. Le système comprend également un logiciel de traitement de données, flexible et ultra-rapide, qui extrait les informations du cube de données et produit avec cela l'image codée en couleur. Les images peuvent ensuite être traitées et analysées à l'aide d’un logiciel de vision industrielle très performant, également inclus dans le système.

Une multitude d'applications

En simplifiant l’ensemble du processus, CVS HyperInspect a ouvert la voie à des applications dans une multitude d'autres industries, notamment dans le secteur pharmaceutique ou de l’emballage. Il est par exemple possible d’analyser des produits déjà emballés, car de nombreux matériaux d'emballage sont transparents à la lumière infrarouge utilisée par cette technique hyperspectrale. Ainsi, le système peut « voir » à travers l’emballage et différencier chimiquement les matériaux.

Formation

Venez participer à notre journée de formation pour connaître tous les détails techniques de ces systèmes.

Conseil techniques

Lisez également notre article sur la nouvelle technique hyperspectrale dans notre rubrique Astuces techniques: