Food Safety

16.02.2021 | Uli Hurzlmeier, Director Product Management Food, Sesotec GmbH

Wie Künstliche Intelligenz zu nachhaltiger und profitabler Lebensmittelverarbeitung führt

Produkteffekte ausblenden und die Detektionsgenauigkeit verbessern

Die wachsende Weltbevölkerung und der steigende Lebensstandard stellen Gesellschaft und Industrie vor die immer größer werdende Herausforderung, Nachhaltigkeit und Profitabilität zu vereinen. Um z.B. die Lebensmittelversorgung von künftig bis zu zehn Milliarden Menschen zu sichern, müssen die Hersteller und Verarbeiter von Lebensmitteln einerseits die Produktivität erhöhen und andererseits die Verschwendung verringern. Hinzu kommt, dass Verbraucher und Handelsketten fordern, dass Produktionsprozesse sicher, effizient und richtlinienkonform gestaltet sind. 




Um den gesetzlichen Anforderungen, den Standards der Handelsketten, den Erwartungen der Verbraucher und dem eigenen Profitabilitätsstreben gerecht zu werden, sind Lebensmittelhersteller und -verarbeiter auf eine funktionierende Prozesstechnik angewiesen. Dabei spielt u.a. die Fremdkörperdetektion eine wichtige Rolle.  

Trotz unterschiedlicher zur Verfügung stehender Fremdkörperdetektionstechnologien gibt es Lebensmittel mit starkem Produkteffekt*, die mit herkömmlichen Methoden nicht optimal untersucht werden können. Nachteile der induktiven Systeme bei schwierigen Produkten sind, dass, wird die Empfindlichkeit zu hoch eingestellt, es häufig zu vielen Fehlauslösungen und dadurch zu Produktionsverlusten führt. Produktinspektionssysteme auf Röntgenbasis sind eine Alternative, haben aber den Nachteil, dass sie kostenintensiver sind als Metalldetektoren. Neue Technologien, die sowohl hochempfindlich als auch kostenmäßig erschwinglich sind, stellen eine Lösung für diese Herausforderungen dar.


*Produkteffekt (=Eigenleitfähigkeit): Beim Einsatz von induktiven Metalldetektoren
in der Lebensmittelindustrie ist zu beachten, dass viele Lebensmittel, wie z.B.
Fleisch, Käse oder Fertiggerichte einen sogenannten Produkteffekt aufweisen.
Dieser Produkteffekt entsteht z.B. durch Temperatur, Zusammensetzung, Wasser-,
Salz-, Fettgehalt und Verpackungsmaterial, was zu einer gewissen elektrischen
Eigenleitfähigkeit führt. Dies beeinträchtigt die Metalldetektion insofern, als
dass ein Metallsignal gemeldet wird, obwohl im untersuchten Produkt gar kein
Metall vorhanden ist oder umgekehrt, vorhandene Metalle nicht erkannt werden. 


Die neueste Innovation aus dem Hause Sesotec ist Metalldetektion mit KI Künstlicher Intelligenz namens „THiNK“. Sesotec „THiNK“ Metalldetektoren für die Lebensmittelindustrie nutzen für schwierige Produkte, d.h. die starke Produkteffekte erzeugen, Künstliche Intelligenz, um diese Produkteffekte nahezu komplett auszublenden.

 

Wie die THiNK Technologie bei Sesotec entstand

Auf Basis der Situationsanalyse bei den Herstellern und Verarbeitern von Lebensmitteln stellte man sich bei Sesotec zwei Fragen:

  • Wie können Fehlauslösungen durch Produkteffekte reduziert werden?
  • Wie kann die Empfindlichkeit trotz des Produkteffektes erhöht werden?

 

Nachdem die bekannten Technologien keine Antworten auf diese Fragen geben konnten, fiel der Blick auf Methoden der Künstlichen Intelligenz. In Zusammenarbeit mit einem Forschungspartner (Universität) wurde der Megatrend konkret auf die Anwendung im Bereich der Metalldetektion hin untersucht. Drei Vorteile von KI in der Metalldetektion kristallisierten sich heraus:

  • Digitalisierung des Produkteffektes
  • Fortlaufendes Lernen (Machine-Learning-Ansatz)
  • Verbesserung der Empfindlichkeit und Stabilität durch ständiges Lernen neuer Daten (zukunftssichere Investition)

Wie die THiNK Technologie funktioniert

Zuerst ein Blick auf die herkömmliche induktive Multi-Simultan-Technologie



Bei der Standard-Metalldetektion mit Multi-Simultan-Technologie werden mehrere Frequenzen simultan auf das zu untersuchende Produkt angewendet. Jedes Produkt hinterlässt einen „digitalen Fingerabdruck“ (Produkteffekt, blaue Punktewolke). Die Metall-Auslöseschwelle wird um diese Punkte herum errechnet und hinterlegt (grüne Erkennungsschwelle). Alle Signale außerhalb der Schwelle werden als Metall erkannt. Signale innerhalb der Schwelle (rot umrandet) werden dem Produkteffekt zugeordnet und werden nicht erkannt.




Beim Einsatz der THiNK Technologie werden ebenfalls mehrere Frequenzen simultan auf das zu untersuchende Produkt angewendet. Dadurch, dass mit KI Technologie der Produkteffekt enger eingegrenzt werden kann, entstehen mehr Erkennungsschwellen und alle Signale, die außerhalb der Schwellen liegen, werden als Metallfremdkörper erkannt und die Empfindlichkeit wird erheblich erhöht. Fehlauslösungen reduzieren sich, da es mehrere „intelligente“ Schwellen gibt.

 

Kundennutzen von THiNK Metalldetektion

Die Kundennutzen, die sich durch die Anwendung von THiNK ergeben, lassen sich auf vier Bereiche zusammenfassen:

  • Präzise Metalldetektion
  • Konformität mit gesetzlichen Vorschriften und privatwirtschaftlichen Lebensmittelstandards
  • Wirtschaftlichkeit
  • Zuverlässiger Service

Produkte mit hohen und/oder schwankenden Produkteffekten (metallische Verpackung, Einlagerung in Salzlake oder Wasser usw.) können besser und stabiler untersucht werden. Fehlausschleusungen und die damit verbundene Lebensmittelverschwendung reduzieren sich. Lebensmittel-Regularien und Standards (IFS, BRC, M&S, uvm.) können zuverlässig eingehalten werden und die Anschaffung eines Metalldetektors mit THiNK ist im Vergleich zu einem Röntgengerät kostengünstiger.  

Sesotec Experten kennen die Herausforderungen, die sich der Lebensmittelbranche stellen, und stehen sowohl bei Themen wie Validierung und Zertifizierung, als auch für Remote-Support und Training an der Seite der Kunden.

 

THiNK Anwendungsbeispiel: Metallverunreinigungen in Kaffee, verpackt in metallisierter Folie, finden

Bei der Anwendung von Metalldetektion mit KI ist im Vergleich zu Singlefrequenz und herkömmlicher Multifrequenz eine signifikante Verbesserung der Empfindlichkeit festzustellen und zwar auf alle Metalle – Eisen, Nicht-Eisen und Edelstahl. Durch das kontinuierliche Lernen wird die Detektionsschwelle immer genauer und verbessert somit nachhaltig die Detektionsgenauigkeit und Stabilität. Fehlauslösungen werden reduziert.



Anwendungsbeispiele Metalldetektion bei verpackten Produkten: THiNK im Vergleich zu Standard-Single-Frequenz

Viele Lebensmittel haben einen hohen Salz- und/oder Fettgehalt. Der Produkteffekt ist dementsprechend hoch. Sollen kleinste Metallteilchen in solchen Produkten gefunden werden, reicht die Empfindlichkeit von Standard-Metalldetektoren oft nicht aus. Die THiNK Technologie ist hier Mittel der Wahl.


Metalldetektoren mit THiNK haben eine bessere Erkennungsgenauigkeit als Standard-Metalldetektoren. Das führt bei der Untersuchung von verpackten Lebensmitteln zu weniger Fehlauslösungen, Reklamationen und Produktrückrufen. Die THiNK Technologie amortisiert sich innerhalb kürzester Zeit. 

Besonders zu erwähnen: Bei der V2A Metalldetektion von verpackten Nudeln liefert die THiNK-Technologie sogar bessere Ergebnisse als die Röntgentechnologie!

 

THiNK about it…

KI Algorithmen erhöhen die Stabilität und Erkennungsgenauigkeit in Lebensmittelherstellungsprozessen. Auch in metallisierte Folien verpackte Produkte können mit KI Metalldetektoren effizient untersucht werden. Die Verschwendung von Lebensmitteln wird reduziert, Richtlinien werden erfüllt und Ressourcen geschont. Die Produktivität und damit Profitabilität steigern sich. Die THiNK Technologie von Sesotec ist seit November 2020 als Lizenzmodell verfügbar.

Hier erhalten Sie weitere Infos zu THiNK und können mit uns in Kontakt treten: 
www.sesotec.com/de/think







Kurzbiografie Uli Hurzlmeier
Uli Hurzlmeier (32) absolvierte bei Sesotec eine Ausbildung zum Elektroniker und war im Anschluss als Service- und Entwicklungstechniker hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie tätig. Nach der Weiterbildung zum Industriemeister Elektrotechnik und Bachelor of Engineering durchlief er bei Sesotec verschiedene Stationen im Produktmanagement. 


In seiner Eigenschaft als Director Product Management Food arbeitet Uli Hurzlmeier aktuell schwerpunktmäßig an lösungsorientierten Produkt- und Servicekonzepten für die Umsetzung von Digitalisierungsprojekten. Bei der Erfüllung seiner Aufgaben, u.a. Markt- und Wettbewerbsanalysen, Entwicklung von Produkt- und Branchenstrategien, Erfassung von Kundenbedürfnissen - legt er seinen Fokus dabei stets darauf, Nutzen für die Kunden zu schaffen.




Sesotec auf einen Blick

Sesotec Kunden aus der Lebensmittel-, Kunststoff- und Recyclingindustrie stehen vor der Herausforderung, Nachhaltigkeit und Profitabilität vereinen zu müssen. Mit intelligenten Technologien und Services zur Fremdkörperdetektion, Materialsortierung und –analyse trägt Sesotec dazu bei, ressourcenschonend und hocheffizient zu produzieren. Seit 1976 entwickelt und baut Sesotec in enger Kooperation mit Kunden in aller Welt Hightech-Systeme für unterschiedlichste Anforderungen, damit Produkte in höchster Qualität mit maximaler Wertschöpfung hergestellt und Verschwendung von Ressourcen vermieden werden können. So lohnt sich nachhaltige und hochwertige Produktion für Mensch, Umwelt und Industrie. 

Sesotec ist neben seinem Hauptsitz in Deutschland mit insgesamt sechs Tochtergesellschaften in Singapur, China, USA, Indien, Kanada und Thailand sowie mit über 60 Partnern in allen wichtigen Märkten der Welt vertreten.


Raycon Screen
Food Safety
Food Safety: Eine Synergie aus Hardware und Software
Story lesen
haende teamwork
Food Safety
Food Safety: Schlüsselelement der Unternehmensstrategie in der Lebensmittelbranche
Story lesen
food safety our passion
Food Safety
Food Safety – Ein Überblick
Story lesen
brokoli food safety day 1000x650
Food Safety
Food Safety Day bei Sesotec
Story lesen
food factory persons
Food Safety
IFS Food Version 8: Die wichtigsten Änderungen
Story lesen
brokoli food safety day 1000x650
Food Safety
Sesotec feiert den Welttag der Lebensmittelsicherheit
Story lesen