“NOOD AAN GEAVANCEERDE SENSORTECHNOLOGIE?"

SensInFood-project focust op integratieproblemen

Tegen de achtergrond van Industrie 4.0 en als vervolg op het 'Sensors for Food'-project, wou Flanders' FOOD onderzoeken wat de problemen bij de integratie van hoogtechnologische sensoren zijn en hoe de implementatie hiervan kan worden versneld. Men ging hiervoor aankloppen bij Sirris, waarop het 'SensInFood'-project gelanceerd werd. “We hebben ondertussen concreet zicht op de drempels bij alle betrokken partijen, maar we hebben ook vastgesteld dat er dringender vraagstukken zijn", zegt Buvana Lefevre, R&D experte in de mechatronicagroep bij Sirris.

Wat moeten we verstaan onder 'hoogtechnologische sensoren'?

Buvana Lefevre: “Een typisch voorbeeld is de hyperspectraalcamera. Anders dan de digitale RGB-camera, die werkt in het zichtbare gedeelte van het elektromagnetisch spectrum, werkt die ook in de uv- en ir-zones van dit spectrum. In een bredere 'range', dus, maar tegelijk in een veel nauwere bandbreedte. Zo kunnen die geavanceerde camera's niet alleen veel gedetailleerder kleuren onderscheiden - wat voor veel voedingsproducten een indicatie is voor de kwaliteit ervan - maar kunnen ze ook bijkomende details geven over andere parameters, zoals het droge stof-, vet- of watergehalte. En dat bovendien met een hoge resolutie. Zo geven die camera's dus veel meer informatie voor een gedegen kwaliteitscontrole in proceslijnen, wat evenwel ook een aantal uitdagingen of problemen met zich meebrengt."

Vertel?

“Sowieso is verlichting altijd een aandachtspunt bij optische technieken, en dan heb ik het vooral over strooilicht of de lichtprofielen. Dit moeten daarenboven robuuste, krachtige, betrouwbare én gevoelige systemen zijn, die bestand zijn tegen stof en reiniging. Ze moeten ook snel en precies kunnen werken, zodat er snelle acties kunnen volgen voor het verdere verloop van het proces, of de stappen ervoor. Dat maakt ze dus per definitie complex, maar tegelijk moeten de machines waarin die sensoren geïntegreerd zijn eenvoudig te bedienen zijn. Van een operator mag je namelijk niet verwachten dat hij de technologie achter die machine kent. Technisch gezien zijn er dus uitdagingen rond de mechanische integratie en de ICT-integratie, en tot slot dragen ze een veel zwaarder prijskaartje dan die RGB-varianten. Ook dat is een probleem, want het is net hierdoor dat ze nog niet echt zijn doorgedrongen in de voedingsindustrie."

Waarop focussen jullie dan juist in dit project?

“Precies op die veelheid aan problemen die de implementatie van hoogtechnologische sensoren bemoeilijken of vertragen, zowel van technologische als economische aard. Algemeen gesteld willen wij onze voedingsindustrie helpen om een betere concurrentiepositie te hebben ten opzichte van andere landen. Concreet willen we daartoe dus die integratiekloof voor hoogtechnologische sensoren dichten, maar niet koste wat het kost. Eerst en vooral stellen we daarom de eigenlijke nood aan dergelijke technologieën in vraag."

Wat bedoelt u daarmee?

“Een vaak gehoorde opmerking van de eindgebruikers in onze gebruikersgroep is bijvoorbeeld: 'Ik heb al veel sensoren in gebruik, maar ik benut ze misschien niet ten volle'. Dan gaan we dus als eerste stap bekijken of we niet méér kunnen aanvangen met de data die deze 'oude' sensoren afleveren. Daar moeten immers directe acties uit voortvloeien, gebaseerd op die gegevens, die het proces in zijn totaliteit optimaliseren. Anderen willen liever eerst kijken of ze eenvoudige, vertrouwde technologieën kunnen combineren via engineering, om zo de kosten van die dure, geavanceerde technologie te ontwijken. Of ze meten een parameter indirect of op een nietdestructieve manier, via een andere parameter die als indicator geldt. Dit is de zogeheten 'soft sensing'-methode. Zij zijn ook sceptisch over de meerwaarde van die duurdere technologie en vragen zich af of ze de investering daarin wel snel genoeg zullen kunnen terugwinnen. Dat zijn natuurlijk heel begrijpelijke reacties uit de voedingsindustrie, waar evenwel ook de machinebouwers wakker van liggen. Zij kunnen immers veel tijd spenderen aan hun productontwikkeling, maar uiteindelijk moeten die producten wel effectief worden gekocht. In wezen draait het dus allemaal om de kosten."

Hoe kunnen die kosten volgens u omlaag?

“Vooreerst zal de kostprijs natuurlijk dalen als er meer gebruikers zijn: dan treedt het mechanisme van vraag en aanbod in werking. De prijs kan ook omlaag als de technologie compacter kan worden gebouwd. Denk daarbij maar aan de prijsevolutie van de omvangrijke eerste computers tot de tablets of smartphones van nu. Het VTT Technical Research Centre of Finland is volop aan het testen met sensoren die gebaseerd zijn op de MEMS-technologie, 'micro-electromechanical systems'. Maar los van de eigenlijke kosten, gaat het natuurlijk ook om de 'return on investment'. Ook het tijdselement speelt dus mee in de vraag of de investering in hoogtechnologische sensoren verantwoord is."

Wanneer zijn dergelijke systemen effectief de moeite waard?

“Wanneer het gaat over hoogwaardige producten met extreem hoge kwaliteitseisen, zoals noten. Daar zijn hyperspectraal- camera's al effectief in gebruik voor de kwaliteitscontrole, in sorteermachines aan het begin van de proceslijn. Op basis van deze optische techniek worden de producten ingedeeld in kwaliteitsklassen en worden vreemde onderdelen uit de productstroom gehaald. Een ander voorbeeld zijn aardappelen, maar dan specifiek tijdens droge seizoenen zoals vorige zomer. Hier wordt het droge stofgehalte gemeten en gebruikt om het proces bij te sturen, waardoor het eindproduct een betere kwaliteit heeft. Als je 'runtime' kan winnen die anders verloren gaat, of het risico loopt op grote verliezen als je die technologie niet hebt, is er een voldoende korte terugverdientijd."

Hoe ver staan jullie nu in het project?

“Onze gebruikersgroep bestaat momenteel uit een twintigtal partijen die zowel de voedingsindustrie, machinebouwers als integratoren vertegenwoordigen. Wij komen regelmatig samen om elkaars noden en verzuchtingen rond de integratieproblematiek te bespreken. Daaruit kwamen al interessante vragen en inzichten naar voren, bijvoorbeeld dat we het stap voor stap moeten aanpakken en de zaken niet nodeloos complex hoeven te maken. De hoogtechnologische sensortechnologie kan dan in een later stadium aan bod komen. Als vierde, neutrale partner hebben wij als Sirris ondertussen een viertal bruikbare 'use cases' geïdentificeerd. Die zijn reëel, zodat we de richtlijnen en methodes kunnen valideren, maar wel gegeneraliseerd, zodat meerdere gebruikers iets kunnen hebben aan ons onderzoek. Er zijn zeker nog meer gebruikers welkom in de groep. Dat maakt het onderzoek alleen maar interessanter!"

Wil u meer weten over dit project of wenst u deel uit te maken van de gebruikersgroep, neem dan contact op met de projectbeheerder, Bart Van Damme: bart.vandamme@flandersfood.com of de projectcoördinator, Tania Drissen: tania.drissen@sirris.be.