Renovierung Vision System DOC Kaas

Qualität geht vor

Falsche Freigabe oder Zurückweisung von Käsen". Dies war bei DOC Cheese in letzter Zeit immer häufiger der Fall, da das bestehende Bildverarbeitungssystem, mit dem die Qualitätskontrolle in der Versandabteilung durchgeführt wurde, veraltet war. Die Anpassung des Systems wurde immer schwieriger, ebenso wie die Erbringung von Dienstleistungen. Aus diesem Grund beauftragte DOC Kaas die Firma EKB mit der Aufrüstung des bestehenden Inspektionssystems auf den neuesten Stand der Technik. Denn um qualitativ hochwertigen Käse zu einem guten Preis zu produzieren, darf nichts dem Zufall überlassen werden.

"Die Bildverarbeitungstechnologie, mit der wir die Qualität unserer Käselaibe überprüfen, bevor sie in den Reifungsprozess eintreten, ist für unser Unternehmen nicht neu. Neu ist jedoch die Tatsache, dass wir in letzter Zeit vermehrt mit fehlerhaften Ablehnungen oder Freigaben konfrontiert wurden. Dies erfordert in der Tat mehr menschliches Eingreifen", so Arjan Barelds, Warehouse Team Leader bei DOC Kaas, gegenüber uns. "Vor allem bei den Tausenden von Käsen, die hier täglich die Fabrik verlassen, möchte man der Technik fast blind vertrauen können. Es war also höchste Zeit, das bestehende Inspektionssystem zu erneuern und nach Möglichkeit aufzurüsten, damit es wieder jahrelang halten kann. Aus diesem Grund haben wir EKB beauftragt. Das Büro von EKB in Houten konzentriert sich unter anderem auf die Herstellung neuer, hochwertiger Inline-Inspektionssysteme und/oder die Aufrüstung bestehender Bildverarbeitungssysteme."

Maßgeschneidert

Tim Oosterom, Vision System Engineer bei EKB, sagt: "Bei all unseren kundenspezifischen Bildverarbeitungslösungen führen wir immer zunächst einen 'Quick Scan' durch. Dazu gehört die Untersuchung des Produkts (sprich: des Käses), die Prüfung, ob das Produkt leicht zu prüfen ist und die Ermittlung der Anforderungen und Wünsche des Kunden. Auf der Grundlage der Ergebnisse kann dann ein maßgeschneidertes Bildverarbeitungssystem entwickelt werden oder, wie im Falle von DOC Kaas, die gesamte Software des bestehenden Systems erneuert werden, wobei eine spätere Aufrüstung der Hardware geplant ist."

Hintergrund

DOC Kaas ist eine Tochtergesellschaft einer der größten europäischen Molkereigruppen, der deutschen DMK-Gruppe. Am Standort Hoogeveen produziert ein Team von 280 Mitarbeitern an 7 Tagen in der Woche und 24 Stunden am Tag pasteurisierte Block- und Naturkäse für den Weltmarkt. Dazu gehören Käsesorten mit Standardfettklassen wie 20+, 30+, 45+, 48+ und 50+ sowie Untersorten wie Maasdam und Emmenthaler. Für die Herstellung all dieser Käsesorten wird täglich Rohmilch von niederländischen und deutschen Landwirten an die Fabrik in Hoogeveen geliefert. Die Qualitätsproben werden sowohl beim Bauern als auch beim Eingang in die Fabrik entnommen. Dabei wird zum einen geprüft, ob die Milch Antibiotika enthält, und zum anderen, ob sie chemisch und bakteriologisch völlig in Ordnung ist. Werden Antibiotika in der Milch gefunden, ist die gesamte Charge unbrauchbar. Sind die Proben in Ordnung, dann wird die Milch vor Ort in Milchtanks bei 4°C gekühlt gelagert. Darüber hinaus wird diese Anlage regelmäßig mit Lab, Milchsäure und Salz, den anderen grundlegenden Rohstoffen für die Käseherstellung, beliefert. Die restliche Milchmolke wird in unserem eigenen Molkeverarbeitungsbetrieb Wheyco verarbeitet, wobei das dabei freiwerdende Wasser über einen 'Polisher' zum DOC Kaas zurückfließt und als Prozesswasser verwendet wird.

Produktionsprozess

In der Vorfabrik wird die Rohmilch durch Entrahmung zu Käsemilch verarbeitet. Die Käsemilch wird dann zur Pasteurisierung durch den Thermisierer in die Käserei geleitet. Dann kommt die Milch in den Käsebruchprozessor. Nach einer kurzen Ruhezeit können die Starterkulturen, das Lab und andere Zusatzstoffe hinzugefügt werden. Wenn die entstandene Masse die richtige geleeartige Struktur hat, ist sie bereit für die Käseherstellung. Die Herstellung von Käse ist ein stundenlanger Prozess, der stark von der Größe der Charge abhängt. Der Naturkäse gelangt dann durch das Salzbad in ein Naturlager mit klimatisierter Luft zur weiteren Reifung, und der Folienkäse wird nach dem Salzbad vakuumverpackt und reift in einem Kühllager weiter.

Sicherung der Qualität

Die Hauptanforderung bei der Herstellung der Käse in dieser Fabrik ist es, ein möglichst einheitliches Produkt zu erhalten. Ein Produkt ohne Verunreinigungen, ohne Beschädigungen, ohne offene Rinde und ohne Holzsplitter. Bei DOC Kaas ist das Bildverarbeitungssystem für die Endkontrolle deshalb in der Versandabteilung aufgestellt. Barelds: "Wenn wir diese Kontrolle früher im Prozess durchführen würden, käme der Käse zum Beispiel sauber aus dem Salzbad, aber bei jeder Behandlung kann noch etwas schief gehen. An dem Ort, den wir jetzt für das Kontrollsystem ausgewählt haben, ist das nicht der Fall. Zwischen hier und dem Kunden kann nichts mehr passieren."

Inspektionssystem

Oosterom erklärt: "Das oben erwähnte Inspektionssystem arbeitet auf der Grundlage von Kamerabildern. Mit diesen Bildern können Qualitätsabweichungen festgestellt werden. In dieser Käserei werden zum Beispiel die Ober- und Unterseite des Käses sowie die nationale Kennzeichnung kontrolliert. Bei DOC Kaas wird mit diesem System u. a. auf weiße, schwarze oder braune Flecken geprüft. Das Vorhandensein solcher Flecken kann auf Wartungsrückstände, Tropfen der Käseschicht, Holzsplitter oder andere Schäden hinweisen. Alle diese Flecken, die von unseren Mitarbeitern vorher inventarisiert werden, werden in unsere Software einprogrammiert, so dass das System sie später vollautomatisch erkennt."

Kontrolle

Die oben beschriebene Produktionslinie wird vollständig von einer SPS gesteuert, die über ein Profibus-Netzwerk kommuniziert. Alle installierten Geräte wie der IPC, die entlang der Produktionslinie installierten SCADA-Systeme und das Bildverarbeitungssystem in der Expedition kommunizieren mit dieser MES-Schicht. Sobald ein Käse in der Expedition den Abstandssensor passiert, schaltet sich die Zeilenkamera mit Beleuchtung vollautomatisch ein, um Bilder des vorbeilaufenden Produkts aufzunehmen. Da pro Linie ein Bild aufgenommen wird, erhält man viele Bilder pro Sekunde. Sobald das Zeilenbild vollständig ist, wird das Bild in den IPC geladen. Diese eingehenden Bilder werden im IPC mit dem vorab eingegebenen und von EKB selbst entwickelten Software-Algorithmus ausgewertet. Wird eine Abweichung festgestellt, geht vollautomatisch ein Signal an die SPS-Steuerung und der betreffende Käse wird innerhalb weniger Sekunden aus dem Produktionsprozess in Richtung Pufferstrecke ausgeschleust. Ein Bediener an der Linie überprüft dann visuell, ob der ausgeworfene Käse freigegeben oder zurückgewiesen werden soll. Wird der Käse fälschlicherweise zurückgewiesen, legt der Bediener den Käse wieder auf das Band und er kann seinen Weg fortsetzen. Oosterom: "Es wurde nur ein Software-Algorithmus für die verschiedenen Käsesorten in diesem Prozess entwickelt. Eine Schwierigkeit bei der Umstellung des oben beschriebenen bestehenden Systems war die veraltete Beleuchtung. Da mit einer Zeilenkamera gearbeitet wird, muss pro Bild nur die entsprechende Zeile beleuchtet werden. Mit der aktuellen Lampe mit hoher Lichtintensität war dies schwierig, da das Licht diffuser ist als gewünscht. Deshalb haben wir uns bei der Renovierung dafür entschieden, die Kameraeinstellung leicht anzupassen. Wenn die Beleuchtung bald erneuert wird, wird dieses Problem gelöst sein.

Endlich

Barelds erklärt: "Durch die oben erwähnte Renovierung ist es uns gelungen, die Konsistenz des Produktionsprozesses in relativ kurzer Zeit und zu geringen Kosten erheblich zu verbessern. In der Regel wird jetzt bei den meisten produzierten Käsen mühelos eine Zulassung von 98% erreicht. Und bei den älteren Käsen mit größeren Farbschwankungen ist eine Freigabe zwischen 95 und 97% akzeptabel. Das optimierte Inspektionssystem ist jetzt so intelligent, dass ein Käse, der zuvor vom System ausgeschleust und nach der visuellen Inspektion durch den Bediener wieder auf das Band gelegt wurde, bei einer zweiten Inspektion tatsächlich freigegeben wird."