| Lavorazioni alimentari
Il settore delle lavorazioni alimentari è uno dei più adatti per le applicazioni di termografia. I cibi precotti stanno diventando sempre più popolari tra i consumatori. Cereali, dolciumi e snack richiedono protocolli di cottura molto precisi. In queste e molte altre applicazioni nel settore alimentare, grandi quantità di cibo devono essere cotte con estrema precisione.
Standard di sicurezza, qualità ed economici Gli ingegneri che operano nel settore della lavorazione alimentare devono affrontare costantemente le difficoltà imposte dagli standard di sicurezza, qualità dei prodotti ed economici. Gli standard di sicurezza prevedono che tutte le parti del prodotto alimentare siano mantenute al di sopra di una temperatura di soglia per un determinato periodo di tempo, al fine di eliminare batteri potenzialmente dannosi. Se, però, la temperatura sale troppo o il periodo di tempo è eccessivo, il prodotto potrebbe seccarsi e cuocersi troppo, il che non è accettabile per quel che riguarda la qualità. Gli standard economici di produzione obbligano a ottenere in tempi brevi i volumi desiderati e che i forni funzionino alla minor temperatura possibile per risparmiare sulle spese per i combustibili. L'aspetto economico quotidiano della produzione è messo a rischio dal fatto che una sola violazione delle norme di sicurezza potrebbe avere un impatto disastroso e conseguenze morali per l'intera azienda. Alo stesso modo, anche un piccolo errore nella qualità dei prodotti potrebbe rovinare anni di successi in un mercato così competitivo.
Fattori che interessano le temperature dei prodotti La termografia consente di ottenere prodotti di alta qualità in modo sicuro ed economico. Grazie alla termografia, è possibile monitorare costantemente le temperature del prodotto stesso. I sistemi di controllo all'avanguardia per forni e cinghie di trasporto sono molto utili, ma l'aspetto più importate è la temperatura dei prodotti. Le temperature dei prodotti possono variare sensibilmente per vari motivi:
- Temperatura del forno
- Velocità cinghia
- Volume dei prodotti
- Composizione dei prodotti
- Condizioni iniziali
- Separazione o posizionamento dei prodotti
Distribuzione delle temperature dei prodotti Quando escono dal forno, i prodotti hanno solitamente una gamma o distribuzione delle temperature su superficie e volume. Questa distribuzione delle temperature è interessata dai vari fattori elencati in precedenza. Chi misura la "temperatura" (al singolare) di un prodotto con un termometro potrebbe rimanere sorpreso nel vedere le variazioni di temperatura evidenti in un'immagine termica. Questa equivale a una serie di migliaia di sonde termiche posizionate sulla superficie del prodotto, i cui dati sono trasformati in un'immagine. Una distribuzione delle temperature, invece di una singola temperatura del prodotto, è supportata da osservazioni comuni, come biscotti con i bordi bruciati e parti centrali semiliquide. Poiché gli standard di sicurezza, qualità dei prodotti ed economici riguardano tutte le parti del prodotto, è fondamentale misurare le temperature su tutto il prodotto.
Una volta misurate le distribuzioni delle temperature, è possibile gestire e ottimizzare la lavorazione. Se la distribuzione delle temperature è troppo ampia, potrebbe essere necessario ridurre la velocità cinghia per consentire a tutte le parti del prodotto di raggiungere la temperatura desiderata. Al contrario, se la distribuzione è troppo ridotta, potrebbe essere necessario aumentare la velocità cinghia, al fine di mantenere la sicurezza e la qualità del prodotto.
La figura 1 mostra una serie di immagini termiche di biscotti al cioccolato dopo che sono stati tolti da un normale forno da cucina. L'immagine in alto a sinistra nella figura 1 mostra i biscotti su un vassoio. La barra colorata a destra indica la temperatura (in gradi Fahrenheit) dei colori dell'immagine. L'immagine in alto a destra mostra l'immagine del prodotto estratto dal vassoio posteriore. L'immagine in basso a sinistra mostra una rappresentazione tridimensionale delle temperature dei biscotti. Il grafico in basso a destra mostra le distribuzioni della temperatura solo dei biscotti, e non dal vassoio posteriore. Analisi ed elaborazione sono state fornite da Cardiowave, Inc.
Le figure 2 e 3 mostrano le immagini termiche di alcune strisce di bacon in due momenti diversi, dopo che sono state tolte da un forno a microonde. Le variazioni di temperatura sono evidenti, come anche gli effetti di raffreddamento tra la figura 2 e la figura 3. 
Punti di forza della termografia nelle applicazioni per le lavorazioni alimentari La termografia, fondamentalmente, fornisce misure precise delle temperature superficiali. È una tecnologia ideale per misurare prodotti come patatine o bacon per via del loro profilo sottile. Le immagini calibrate che si ottengono dalle termocamere radiometriche ad infrarossi non richiedono ulteriori elaborazioni.
Per i prodotti con uno spessore maggiore, le temperature superficiali possono essere utilizzate come dati da inserire in un modello matematico che descriva le proprietà termiche del prodotto. Con un modello di questo tipo, è possibile estendere le proprietà termiche volumetriche e le analisi statistiche a molti altri prodotti. Con una potenza di postelaborazione sufficiente, queste misure possono essere effettuate in tempo reale. | |