Schwarzwaldhof implementiert hyperspektrale Siegelnahtkontrolle für bessere Verpackungsqualität
Die Schwarzwälder Schinken-, Wurst- und Schinkenspezialitäten vom Schwarzwaldhof sind immer ein Genuss. Denn beim Schwarzwaldhof weiß man, was diese Spezialitäten so einzigartig macht: beste Zutaten, die Erfahrung der Mitarbeiter kombiniert mit modernster Technik.
Neben den Qualitätsansprüchen werden auch höchste Ansprüche an die Produktsicherheit gestellt. Und die neueste Ergänzung zu den umfangreichen Qualitätskontrollen ist ein auf Bildverarbeitung basierendes hyperspektrales Siegelnahtkontrollsystem zur Erkennung von Schinkenwürfel-Schalen mit Produkt in der Siegelnaht, um undichte Verpackungen zu vermeiden.
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Die Geschichte der Produktionsstätte in Blumberg begann im Jahr 1970. Seitdem wurde der Standort schrittweise erweitert, um neue Produktvariationen und eine höhere Produktionskapazität zu ermöglichen. Als Tochterunternehmen von EDEKA Südwest ist das Werk in Blumberg ein Garant für hervorragende regionale Produkte, die in über 1.000 EDEKA-Märkten erhältlich sind. Heute beschäftigt der Schwarzwaldhof rund 330 hochqualifizierte Mitarbeiter, die für die höchste Qualität der Schwarzwaldhof-Produkte sorgen.
Verpacken einer Vielzahl von Schinkenwürfeln
Neben dem Schwarzwälder Schinken und den Wurstwaren ist ein wichtiges Produktsortiment der gewürfelte Schinken, der in vielen Varianten und Verpackungsformaten hergestellt wird: Einzel- und Doppelschalenformate, ultrafeine Streifen oder größere Würfel, für zahlreiche Einzelhandelskunden: das ergibt mehr als ein Dutzend Produktvarianten.
Der wird auf einer MULTIVAC-Tiefziehanlage verpackt, wo die Schalen unter Schutzatmosphäre befüllt und versiegelt werden, um die Frische des Produkts zu erhalten.
Bis Mitte 2023 waren die verschiedenen Inspektionsschritte Röntgen, Metalldetektion, Gewichtskontrolle und schließlich vor dem Einlegen in die Kartons eine Sichtprüfung durch die Mitarbeiter. Das Röntgen sollte ursprünglich auch die Verunreinigung der Siegelnaht aufdecken: Da die Schinkenwürfel begast werden, ist die Siegelnahtkontrolle entscheidend für den Erhalt der Haltbarkeit. Beeinträchtigte, undichte Schalen mit Produkten in Siegelnaht müssen aus der Linie entfernt werden und dürften die Produktionsstätte keineswegs verlassen. Bei einer Produktionsrate von bis zu 120 Schalen pro Minute wurde diese Endverpackung von bis zu 5 Mitarbeitern durchgeführt, eine anspruchsvolle und stressige Aufgabe.
Schwarzwaldhof beschloss, die Endverpackung zu modernisieren und verfolgte dabei zwei Ziele: die Installation eines automatischen Schalenstaplers, um die Anzahl der Verpackungsmitarbeiter zu reduzieren und zweitens die Effizienz der Siegelnahtkontrolle zu systematisieren. Das Röntgensystem, das Fremdkörper anhand von Dichteunterschieden qualifiziert, war für die Siegelnahtkontrolle nicht geeignet, da die kleinen Schinkenteile im Siegel nicht zuverlässig erkannt wurden. Daher machte sich Schwarzwaldhof 2022 auf die Suche nach einem effizienten Inline-System zur Siegelnahtkontrolle, das mit verschiedenen – auch bedruckten – Topfolien zurechtkommt und die visuelle Kontrolle durch das Verpackungsteam am Ende der Produktionslinie überflüssig macht.
Bahnbrechende hyperspektrale Siegelnahtkontrolle
Schwarzwaldhof war bereits mit den Lösungen von Engilico für die Siegelnahtkontrolle von flexiblen Verpackungen (Flowpacks, Beutelverpackungen) vertraut. Auf der Verpackungsmesse Fachpack sah man zum ersten Mal HyperScope®, die neue hyperspektrale Lösung von Engilico für die Siegelnahtkontrolle. Nach erfolgreichen Tests von Musterschalen beschloss Schwarzwaldhof, sein Röntgensystem durch das hyperspektrale System zur Siegelnahtkontrolle zu ersetzen. HyperScope® nutzt die hyperspektrale Bildgebung, um Siegelnaht-Verunreinigungen mit deutlichem Kontrast zu erkennen, selbst bei bedruckter Folie. Das Inspektionssystem verfügt über eine GPU-beschleunigte künstliche Intelligenz (KI), die eine hochpräzise Siegelnaht-Erkennung in Echtzeit ermöglicht. Der erkannte Siegelbereich wird in mehreren Nachbearbeitungsschritten analysiert, um z.B. Siegelnahtverletzungen, Kontaminationseinschlüsse im Siegel usw. zu erkennen. Schließlich wird das Paket auf der Grundlage konfigurierbarer Entscheidungskriterien angenommen oder abgelehnt.
Hyperspektralkameras erfassen Informationen aus einem großen Teil des elektromagnetischen Spektrums, einschließlich Infrarot-Wellenlängen, die die Kunststoffoberfolien durchdringen. Die hyperspektrale Bildgebung eröffnet daher neue Inspektionsmöglichkeiten, bei denen die klassische Bildgebung oft versagt, z. B. bei bedruckten Folienverpackungen, die häufig für Premiumprodukte verwendet werden. Das System kann bis zu 160 Verpackungen pro Minute inspizieren, eine Geschwindigkeit, die gut auf Produktionslinien für geschnittene, gehackte und/oder geschüttete Lebensmittel abgestimmt ist. HyperScope® ist mit einem eigenen Förderband und einer integrierten Ausscheidungseinheit ausgestattet.
„Siegelnahtdefekte können katastrophale Auswirkungen auf die Konservierung des Schinkenprodukts haben“, sagt der Technischer Verpackungsleiter bei Schwarzwaldhof, „Da wir unsere End-of-Line-Produktion automatisiert haben, ist es für uns sehr wichtig, dass 100% unserer Produkte geprüft werden.“
Selbst aus ästhetischen Gründen sind Produkteinschlüsse im Siegelnahtbereich für den Verbraucher nicht akzeptabel. HyperScope® kann so konfiguriert werden, dass nur kritische Verunreinigungen, die das Siegelnaht durchbrechen, zurückgewiesen werden, während kleinere, weniger kritische Siegeleinschlüsse optional ignoriert werden können. Die fehlerhaften Schalen werden vom HyperScope®-System automatisch aussortiert, in einem Korb gesammelt und neu verpackt, um Produktverluste zu vermeiden. „Auf diese Weise trägt das System durch die frühzeitige Erkennung von Defekten auch indirekt zu unserer Strategie bei: Es hilft, Abfall und Energie zu reduzieren.“
Reibungslose Installation, einfache Inbetriebnahme
Das Röntgensystem wurde außer Betrieb genommen und rasch durch das HyperScope®-System ersetzt. Das eingebettete Förderband wurde speziell entwickelt, um in das Layout der Produktionslinie zu passen. Das System kommuniziert seinen Betriebsstatus an die MULTIVAC Thermoformmaschine, um die Bewegung des Förderers zu synchronisieren.
„Wir sind sehr zufrieden mit der Installation und der Unterstützung durch das Engilico-Team“, fügt der Technische Verpackungsleiter hinzu, „Außerdem berichteten unsere Bediener, dass sich ihre allgemeine Arbeitszufriedenheit und ihre Konzentration verbessert haben, seit das automatisierte Inline-System zur Siegelnahtkontrolle sie von dem ständigen Stress und der Besorgnis befreit, bei der Sichtprüfung Fehler zu übersehen“.
HyperScope® ist in der Lage, verschiedene Produktvariationen zu verarbeiten, was wichtig ist, da Schwarzwaldhof für unterschiedliche Marken in verschiedenen Verpackungsgewichten und -größen produziert. Insgesamt wurden mehr als 12 verschiedene Produktmodelle erstellt und ausgiebig validiert. Alle täglichen Inspektionsinformationen für die verschiedenen Produkte werden in einer Datenbank gespeichert, die in verschiedene Berichtsformate exportiert werden kann.
Ein wichtiger Vorteil ist der hervorragende Remote-Support durch das Team von Engilico. Das System kann vom Hauptsitz von Engilico aus überwacht und angepasst werden. So können Daten erfasst werden, um die KI-Modelle weiter zu trainieren und zu verfeinern, Software-Upgrades oder die Feinabstimmung des Systems können effizient angegangen werden, ohne dass wertvolle Zeit mit Supportbesuchen vor Ort verloren geht.
„Wir erfahren weniger Reklamationen, sowohl intern als auch extern“, fasst der Technische Verpackungsleiter zusammen, „Das HyperScope®-System ist eine wirklich innovative und leistungsstarke Inspektionslösung, die sich besonders für Schalen eignet, sogar mit bedruckter Oberfolie.“
Da Schwarzwaldhof noch viele andere Schalenproduktionslinien für Schinken- und Schinkenstreifen sowie Flow-Packer für Wurstwaren besitzt, bei denen eine End-of-Line-Automatisierung im Vordergrund steht, ist das Unternehmen sicherlich daran interessiert, die Technologien zur Siegelnahtkontrolle von Engilico weiter zu implementieren, um seine Verpackungsqualität und Produktivität global zu steigern.
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