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La tomografia 3D applicata per la sicurezza alimentare
Il fenomeno dei richiami dei prodotti rappresenta una sfida di notevole entità per le aziende del settore alimentare. Ogni anno, numerosi alimenti vengono ritirati dal mercato a causa della presenza di contaminanti fisici all’interno delle confezioni, tra cui vetro, metallo, plastica e pietre. In questo contesto, la preferenza dei consumatori per i packaging in vetro è ben nota ed è in costante crescita.
Questa situazione richiede un intervento tempestivo da parte dell’industria alimentare, finalizzato sia a tutelare la salute dei consumatori da prodotti non conformi agli standard di sicurezza alimentare, sia a evitare gravi ripercussioni finanziarie per i produttori stessi.
La tomografia computerizzata di Mito
Il progetto MITO – Multifunctional Inspection Technology for food safety – è un’iniziativa europea che integra tecnologie 3D avanzate per migliorare il controllo qualità degli alimenti. Si tratta di una concreta innovazione nella sicurezza alimentare, che punta a rendere i controlli più rapidi, precisi e automatizzati lungo tutta la filiera.
Per garantire prodotti sicuri e di alta qualità, le aziende alimentari integrano sistemi a raggi X nelle loro linee di produzione.
Tuttavia, la persistente minaccia costituita da frammenti di vetro, sfuggenti alla rilevazione visiva e ai convenzionali metodi di ispezione mediante raggi X, perdura. Per affrontare questa sfida con determinazione, è stato sviluppato BIOMETiC Mito, l’unico tomografo computerizzato sviluppato appositamente per le industrie alimentari.
La tomografia computerizzata di Mito consiste nell’acquisizione di immagini a raggi X da tutte le direzioni grazie a un sistema in grado di far ruotare sensore, sorgente e raggi X attorno ai prodotti in tempo reale durante il loro trasporto nella linea di produzione.
Come funziona Mito
Le centinaia di immagini acquisite per ogni pezzo vengono fuse in una unica ricostruzione tridimensionale che è possibile analizzare per verificare l’integrità, i livelli, le composizioni dei prodotti ma anche la presenza di inquinanti in qualsiasi posizione dello stesso. La ricostruzione dettagliata e tridimensionale consente l’analisi non solo di prodotti singoli ma anche in confezioni multipack (Fig. 2).
L’enorme potenzialità dalla tomografia applicata all’ispezione di alimenti è nota da tempo [1] ma, fino all’introduzione di Mito, i tomografi disponibili richiedevano tempi di scansione lunghi e permettevano la scansione di singoli pezzi introdotti manualmente nello scanner, quindi erano principalmente strumenti di laboratorio.
Numerosi problemi tecnologici hanno impedito per molti anni l’introduzione della tomografia in ambito industriale. La prima causa è stata certamente la lentezza dei tomografi che non permettono in genere di superare velocità di scansione di qualche metro al minuto.
Alcuni anni fa MiCROTEC, azienda madre di BIOMETiC, è riuscita a superare questi problemi introducendo un tomografo per l’industria della lavorazione del legno in grado di raggiungere 180m/min [2] e realizzando successivamente Mito, l’unico tomografo industriale in linea dedicato all’industria alimentare [3].
Algoritmi avanzati per una sicurezza alimentare superiore
I veri protagonisti dietro la straordinaria precisione di Mito sono i suoi algoritmi di elaborazione dati avanzati. Questi algoritmi sono appositamente progettati per non ostacolare i processi produttivi, distinguendo con eccezionale precisione, ad esempio, i frammenti di vetro all’interno di prodotti in vetro con geometrie anche complesse.
La visione 3D di Mito supera il problema della convessità del fondo dei vasetti che preclude la visione ai convenzionali sistemi a raggi X con tecnologia 2D multisorgente e multisensore. In figura 1 è possibile vedere un esempio della differenza tra immagini a raggi X e ricostruzione tomografica.
L’individuazione di contaminanti molto sottili non viene infatti influenzata negativamente dallo spessore o dalla densità del vaso. L’identificazione di schegge di vetro indipendentemente dalla loro forma, posizione od orientamento permette una riduzione dei falsi scarti con un significativo aumento dell’efficienza in linea in termini di sicurezza alimentare.
Versatilità e precisione a tutto tondo
Mito non è solamente un sistema di ispezione per il rilevamento di corpi estranei, ma può trovare ampia applicazione nella verifica della qualità di produzione.
Infatti, il fatto di acquisire immagini tridimensionali permette di sezionare i prodotti in tutte le loro parti e controllare livelli di riempimento, vuoti, disposizione delle varie parti e di adattarsi alle esigenze delle aziende alimentari.
Mito è stato già installato presso molti clienti in cui la tomografia computerizzata ha dimostrato la sua efficacia rispetto a sistemi a sorgente singola o multipla. Dai produttori di confetture come Menz&Gasser (Fig. 2) a quelli di yogurt come Latteria Vipiteno (Fig.3) – passando per altri settori come quello della panificazione, del baby food e delle olive – Mito individua i difetti più difficili garantendo una produzione di qualità e sicurezza superiore.
Un assaggio di futuro in 3D a Cibus Tec
L’introduzione del sistema tomografico BIOMETiC Mito rappresenta un passo importante nella sicurezza alimentare, ma non si ferma qui.
È possibile visionare le prestazioni di Mito online oppure di persona alla fiera Cibus Tec dal 24 al 27 ottobre presso il Padiglione 02 Stand K044.
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[1] Cornish, A. (2019). “X-ray CT imaging of Food” Journal of Food Science and Technology.
[2] Giudiceandrea, F., Katsevich, A., Ursella, E. (2016). “A Reconstruction Algorithm is a Key Enabling Technology for a New Ultrafast CT Scanner” SIAM News, November 2016
[3] Ursella, E. (2021). ” In-line industrial computed tomography applications and developments” PhD Thesis, Università Ca’ Foscari Venezia
Enrico Ursella
Ingegnere informatico e PhD in Computer Science, Enrico Ursella lavora da 30 anni nel campo della visione artificiale e della tomografica industriale. È a capo del gruppo di ricerca in MiCROTEC e BIOMETiC che ha portato allo sviluppo di diversi sistemi innovativi di scansione in ambito industriale, tra cui MiCROTEC CT Log e BIOMETiC Mito.
BIOMETiC – Making the invisible visible
BIOMETiC nasce nel 2012 come spin-off dell’italiana MiCROTEC, leader mondiale nella fornitura di sistemi di misurazione e nello sviluppo di processi automatizzati per l’industria del legno. La tecnologia delle soluzioni di qualità che MiCROTEC utilizza per la scansione del legno è stata sfruttata per la scansione di prodotti alimentari. BIOMETiC beneficia così degli oltre 40 anni di esperienza e know-how di MiCROTEC nel campo di innovativi scanner biometrici in linea e nell’ottimizzazione dei processi ad alta velocità.
In questo modo, BIOMETiC offre soluzioni innovative per l’automazione dei processi produttivi nell’industria alimentare che aumentano il valore aggiunto del prodotto finale. L’obiettivo primario dell’azienda è quello di assicurare il successo e la soddisfazione dei suoi clienti per garantire ai consumatori finali un prodotto sicuro e di massima qualità.
