Aiutare i trasformatori di verdure a raggiungere la sicurezza alimentare e la qualità del prodotto
Garantire la sicurezza alimentare. Proteggere la reputazione del marchio. Rispettare le specifiche del prodotto. Ridurre al minimo lo spreco di cibo. Massimizzare le rese. Proteggere la redditività. Troppe sfide per i coltivatori, i trasformatori e i confezionatori di verdure fresche, tagliate, in scatola, congelate ed essiccate! Sfide che sarebbero molto più facili se i corpi estranei non si mescolassero alle verdure appena raccolte. O se ogni lotto di verdura non contenesse alcuni prodotti con qualità inferiore agli standard. O se la presenza di questi materiali indesiderati sulla linea di lavorazione non fosse talvolta quasi impossibile da rilevare.
Non solo, queste sfide si stanno intensificando perché il mercato sta cambiando. L’aumento della domanda di verdure fresche e surgelate – una tendenza accelerata dalla pandemia di COVID-19 – mette le aziende di lavorazione di verdure e ortaggi sotto pressione dovendo gestire volumi maggiori e produzioni più elevate. E l’aumento della domanda di alimenti biologici – che si prevede arriverà a +50% nei prossimi cinque anni – significa che più verdure coltivate senza pesticidi o erbicidi arriveranno alle aziende di trasformazione mescolate a erbe tossiche, parassiti e insetti.
Le selezionatrici ottiche possono fare la differenza
La buona notizia è che le selezionatrici alimentari possono affrontare tutte queste sfide. Grazie ai continui sviluppi tecnici e alle innovazioni di TOMRA Food, esistono soluzioni di selezione altamente efficaci per ogni tipo di prodotto vegetale: surgelato IQF, fresco intero e tagliato, in scatola, disidratato e liofilizzato.
Inoltre, oltre a garantire la sicurezza alimentare e la qualità del prodotto, le selezionatrici di oggi offrono anche una moltitudine di altri vantaggi. Classificano secondo le specifiche richieste, aumentano l’efficienza di rimozione, riducono al minimo il falso scarto, diminuiscono o eliminano la necessità di interventi manuali, aiutano a risolvere i problemi della manodopera (scarsità, costo, efficacia e formazione), riducono i tempi di fermo della linea e, attraverso la piattaforma dati basata su cloud TOMRA Insight, forniscono dati preziosi sul prodotto selezionato. Grazie a tutte queste funzionalità, le selezionatrici migliorano la sostenibilità riducendo gli sprechi alimentari e migliorando al contempo le rese e i profitti.
Pre-selezione per individuare materiali estranei e difetti critici
In un carico di verdure appena raccolte, è probabile trovare qualsiasi cosa. Zolle di terra, sassi, pietre, bastoni, gambi, viti, erbacce tossiche, topi di campagna, bottiglie di plastica, frammenti di vetro: tutte queste cose e altre si mescolano alle verdure consegnate alle linee di lavorazione. L’entità di questo problema varia a seconda del tipo di coltura e della posizione del campo, ma non c’è modo di evitarlo.
Ciò richiede una preselezione per rimuovere i materiali estranei prima che gli ortaggi vengano immessi nella linea di lavorazione. Quanto più si potrà selezionare in questa fase preliminare, tanto meno sarà necessario farlo in seguito, migliorando le rese. TOMRA offre quattro diverse selezionatrici ottiche per la preselezione degli ortaggi, tra cui Sentinel II, TOMRA 3A e TOMRA 5A. La TOMRA 3A viene utilizzata principalmente per le patate non lavate (e le cipolle non sbucciate), che non prenderemo in considerazione in questa sede, concentrandoci sulle altre tre macchine.
La Sentinel II abbina la tecnologia LED a impulsi/ gruppi di sensori di TOMRA a una semplice interfaccia utente per rimuovere una vasta gamma di materiali estranei, difetti, scolorimento, danni e prodotti sottodimensionati. Con tre diverse dimensioni che offrono un’ampia gamma di portate, è ideale per i trasformatori che lavorano stagionalmente e tutto l’anno.
Un’altra macchina spesso usata per la preselezione, e ancora più efficiente della Sentinel II e della Halo nella rimozione di materiale estraneo, è la TOMRA 5A. Questa macchina a nastro impiega banchi di sensori superiori e inferiori per visualizzare ogni singolo oggetto in volo utilizzando una combinazione di LED a impulsi, telecamera e vicino infrarosso. Come per la Halo, la spettroscopia mirata è precisa fino a 1 mm – ottenendo un tasso di rimozione degli oggetti estranei superiore al 98%. Queste alte efficienze, combinate con basse percentuali di falso scarto, sono spesso un requisito chiave per proteggere le frese della linea di lavorazione.
Selezione successiva per materiali estranei e qualità
Quando le verdure vengono immesse nella linea di lavorazione, la ricerca di materiali estranei continua, ma ora è il momento di concentrarsi sulla qualità del prodotto. Per la lavorazione dei surgelati IQF, ad esempio, eliminare il maggior numero possibile di difetti del prodotto in questa fase farà risparmiare spazio nel congelatore e i relativi costi dell’elettricità. Tuttavia, ci sarà un’altra opportunità di selezione dopo che le verdure sono passate attraverso il tunnel di congelamento.
Per le verdure fresche confezionate e tagliate, però, non ci sono seconde possibilità: è ora che il prodotto deve essere completamente selezionato per garantire la sicurezza alimentare e soddisfare gli standard richiesti.
La Genius, una selezionatrice a nastro che richiede poca manutenzione ed è facile da usare, offre diverse tecnologie per le diverse zone di ispezione: telecamere ad alta risoluzione e laser possono essere combinate con illuminazione fluorescente o LED in una zona e ultravioletti o infrarossi in un’altra. Questa macchina è tipicamente usata per la selezione di verdure tagliate fresche. L’acquisto di una Genius è un investimento che si ripaga rapidamente.
Ancora più sofisticata è la TOMRA 5B. Anch’essa una macchina a nastro, combina la tecnologia della telecamera a 360 gradi con algoritmi avanzati per l’elaborazione della forma degli oggetti e la tecnologia laser. Capace di selezionare secondo il colore, la forma, la struttura e gli elementi biologici come la clorofilla e la solanina, questa selezionatrice è ideale per l’identificazione mirata di singoli difetti nei flussi di produzione ad alto volume. La TOMRA 5B è tipicamente usata per piselli, carote, fagiolini e spinaci, oltre che per mais e peperoni; è in grado di rilevare ed espellere le erbacce tossiche come la datura e la belladonna da piselli e fagiolini; e ha una capacità senza rivali di rimuovere il nocciolo dalla lattuga Iceberg. Questa macchina è anche eccezionalmente ben progettata per una pulizia veloce ed efficiente, con un sistema aperto che risulta in un minor numero di aree irraggiungibili e un minor rischio di accumulo di materiale di scarto.
Controlli di qualità a fine linea
Quando si lavorano le verdure IQF, c’è un controllo di qualità finale da fare, o immediatamente dopo il tunnel di congelamento, sulla linea di miscelazione, o appena prima che il prodotto venga confezionato. Questa è un’ulteriore opportunità per trovare e rimuovere i materiali indesiderati non visibili o sfuggiti durante la selezione prima che il prodotto fosse congelato.
Per esempio, nel flusso del prodotto potrebbero essere rimaste fette di carota o cubetti con difetti di colore o di forma. Oppure potrebbe esserci ancora della Datura o della belladonna mescolata ai piselli surgelati, perché queste erbacce hanno un aspetto molto simile al prodotto buono e a volte possono essere rilevate solo con la tecnologia BSI+. Un altro esempio è che ci possono essere piccole pietre incastrate all’interno di verdure morbide a cubetti come le melanzane o le zucchine.
Tre macchine sono tipicamente assegnate alla gestione di questi controlli: Ixus Bulk, Blizzard e Nimbus BSI+.
La Ixus Bulk analizza il prodotto alla rinfusa per rilevare materiali estranei pericolosi – come metallo, vetro e piccole rocce – che possono essere a flusso libero nel flusso del prodotto o incorporati nel prodotto. Questa macchina è stata progettata intorno al rivelatore a raggi X con le migliori prestazioni per una risoluzione dell’immagine senza pari, con la conseguente capacità di trovare i difetti più piccoli ad alta produttività.
La Blizzard, una selezionatrice a caduta libera con un ingombro ridotto, fa il suo lavoro di rilevamento con LED a impulsi e una combinazione di telecamere. Posizionata in modo ottimale dopo i tunnel delle verdure surgelate IQF o sulle linee di imballaggio, il sistema di illuminazione di questa macchina genera poco o nessun calore nell’ambiente freddo e ha bisogno di pochissima calibrazione o manutenzione. Le diverse lunghezze d’onda dei LED rilevano materiale estraneo indesiderato, prodotto deformato e prodotto scolorito.
La Nimbus BSI+ è utilizzata in applicazioni in cui farà un lavoro ancora migliore della Blizzard nel selezionare alcuni tipi di materiali estranei difficili da rilevare o materiale vegetale estraneo. L’impareggiabile modo di “vedere” di questa macchina combina più laser ad alta risoluzione con l’esclusiva tecnologia BSI (Biometric Signature Identification) di TOMRA. Ciò significa che, oltre a vedere il colore degli oggetti che scansiona, questa macchina rileva anche le loro caratteristiche biometriche. Confronta istantaneamente queste caratteristiche con quelle memorizzate nel suo database per determinare se gli oggetti devono essere accettati o rifiutati. L’accuratezza della selezione è superiore perché non esiste un’altra tecnologia come questa. La classificazione accurata dei prodotti e dei difetti di BSI+ consente di ottenere dati più precisi sul processo di selezione, che possono essere tradotti in preziose informazioni sul prodotto attraverso TOMRA Insight.
Grazie ai vari compiti svolti da tutte queste selezionatrici, vengono affrontate tutte le principali sfide operative. I trasformatori possono garantire la sicurezza alimentare e la qualità del prodotto con totale fiducia.
Assistenza in loco e a distanza
Nonostante la sofisticazione a volte sbalorditiva delle tecnologie di selezione di TOMRA, sono tutte facili da usare. E mentre TOMRA è un leader del settore a livello globale, questo successo è costruito su una solida base di assistenza clienti a livello locale. Questo include consigli operativi, formazione degli operatori, manutenzione delle macchine e supporto tecnico di emergenza.
L’avvento della pandemia COVID-19, con le sue limitazioni di viaggio e il distanziamento sociale, ha evidenziato il valore della capacità di TOMRA di integrare il supporto in loco con l’assistenza in remoto. Una tecnologia lanciata di recente, TOMRA Visual Assist, ne è un buon esempio. Utilizzando un’applicazione per smartphone, un tecnico dell’assistenza TOMRA può fornire consigli dettagliati a un cliente a migliaia di chilometri di distanza, proprio come se fosse di fronte alla macchina del cliente. TOMRA Visual Assist permette anche a clienti e tecnici di condividere documenti o annotare immagini per spiegare e chiarire le indicazioni.
Dimostrazioni online
Un’altra iniziativa che si sta rivelando utile in questi tempi insoliti è la Sala Dimostrazioni Online di TOMRA. Questa permette ai trasformatori di testare le macchine di selezione (e pelatura) di TOMRA – utilizzando i propri materiali in entrata, o materiali molto simili a quelli con cui hanno a che fare – anche se non sono in grado di visitare un centro di prova e dimostrazione TOMRA di persona. I test vengono mostrati tramite un collegamento video dal vivo, con il cliente incoraggiato a fare domande e richieste, e tutti i risultati sono quantificati con precisione. Nonostante le restrizioni di viaggio, i clienti possono essere certi delle capacità di una macchina prima di prendere una decisione d’investimento significativa.
Molti clienti soddisfatti sarebbero d’accordo nel dire che questa è tipicamente TOMRA: sviluppare tecnologie per superare ogni difficoltà.
Spotlight on sorting
Helping vegetable processors achieve food safety and product quality
Guaranteeing food safety. Protecting brand reputations. Complying with product specifications. Minimizing food waste. Maximizing yields. Protecting profitability. Too many challenges for the growers, processors and packers of fresh, fresh-cut, canned, frozen and dried vegetables! Challenges which would be so much easier if foreign materials didn’t get mixed up with freshly harvested vegetables. Or if every batch of vegetables didn’t contain sub-standard product. Or if the presence of these unwanted materials on the processing line wasn’t sometimes almost impossible to detect.
Worse still, these challenges are intensifying because the market is changing. Increasing demand for both fresh and frozen vegetables – a trend accelerated by the COVID-19 pandemic – puts processors under more pressure to handle greater volumes at higher throughputs. And increasing demand for organic foods – expected to rise by 50% in the next five years – means that more vegetables grown without pesticides or herbicides are arriving at processors mixed up with toxic weeds, vermin, and insects.
The good news is that optical sorting machines can deal with all these challenges. Thanks to ongoing technical developments and innovations by industry-leader TOMRA Food, there are highly effective sorting solutions for every type of vegetable product: IQF, fresh pack and fresh-cut, canned, dehydrated, and freeze-dried.
What’s more, in addition to ensuring food safety and product quality, today’s sorters also deliver a multitude of other benefits. They grade to specification, increase removal efficiency, minimize false rejects, reduce or eliminate the need for manual intervention, help solve labor problems (scarcity, cost, effectiveness, knowledge and training), reduce line downtime, and – through the TOMRA Insight cloud-based data platform – provide valuable data about the product sorted. Through all of these capabilities, sorters improve sustainability by cutting food waste while enhancing yields and profits.
Pre-sorting for foreign materials and critical defects
You name it, and in a load of freshly harvested vegetables, you’re likely to find it. Clods of earth, rocks, stones, sticks, stalks, vines, toxic weeds, field mice, plastic bottles, fragments of glass – all of these things and others get mixed in with vegetables delivered to processing lines. The extent of this problem varies with crop type and field location, but there’s no getting away from it.
This necessitates pre-sorting to remove foreign materials before the vegetables are fed onto the processing line. The more it is possible to sort out at this preliminary stage, the less it will be necessary to do later, enhancing throughputs. TOMRA offers four different optical sorters for vegetable pre-sorting: the Sentinel II, TOMRA 3A, and TOMRA 5A. The TOMRA 3A is used mostly for unwashed potatoes (and unpeeled onions), which we’re not considering here, but we’ll take a look at the other three machines.
The Sentinel II combines TOMRA’s pulsed LED/sensor arrays with a simple user interface to remove a broad range of foreign materials, rodents, defects, discoloration, damage, and undersize product. The Sentinel II’s superior technical specification enables it to outperform competitors in sorting efficiency and sorting capacity. With three different sizes giving a wide capacity range, it’s ideal for seasonal and year-round processors.
Another machine often used for pre-sorting, and even more efficient than the Sentinel II at removing foreign material, is the TOMRA 5A. This belt machine employs top and bottom sensor banks to view each individual object in flight using a combination of pulsed LED, camera and near-infrared. As with the Halo, targeted spectroscopy is precise to 1mm – achieving a superior foreign object removal rate of more than 98%. These high efficiencies, combined with low false reject rates, are often a key requirement to protect the cutters in the processing line.
Sorting next for foreign materials and quality
When the vegetables are fed onto the processing line, the search for foreign materials continues, but now it’s time to also focus sharply on product quality. For IQF processing, removing as many product defects as possible at this stage will save on freezer space and associated electricity costs. However, there will be another opportunity for sorting after the vegetables have passed through the freezer tunnel. For fresh pack and fresh cut vegetables, though, there are no second chances: it’s now that the product has to be fully sorted to ensure food safety and meet required standards.
The Genius, a belt sorter that is low-maintenance and easy to use, offers different technologies for different inspection zones: high-resolution cameras and lasers can be combined with fluorescent lighting or LED in one area and ultraviolet or infrared in another. This machine is typically used for sorting fresh-cut salad. Acquiring a Genius is an investment that quickly pays back.
More sophisticated still is the TOMRA 5B. Also a belt machine, this combines 360-degree surround view camera technology with advanced shape algorithms for object processing and laser technology. Capable of sorting according to color, shape, structure, and biological elements such as chlorophyll and solanine, this sorter is ideal for the targeted identification of individual defects in high-volume production flows the TOMRA 5B is typically used for peas, carrots, green beans and spinach, as well as corn, and bell peppers; is capable of detecting and ejecting toxic weeds such as Datura and Nightshade from peas and green beans; and has an unrivalled ability to remove core from Iceberg lettuce. This machine is also exceptionally well designed for fast and efficient cleaning, with an open system which results in fewer unreachable areas and a lower risk of waste material building up.
End-of-line quality checks
When processing IQF vegetables, there is a final quality check to be made, either immediately after the freezing tunnel, on the mixing line, or just before the product is packed. This is an additional opportunity to find and remove unwanted materials that were just not visible or were missed when sorting before the product was frozen.
For example, there might be remaining carrot slices or dices in the product stream with color or shape defects. Or there might still be some Datura or Nightshade mixed in with frozen peas because these weeds are so similar in appearance to the acceptable product and sometimes only possible to detect with our BSI+ technology. Another example is that there can be small embedded stones present inside of soft diced vegetables like eggplant or zucchini.
Three machines are typically assigned to handle these checks: the Ixus Bulk, Blizzard, and Nimbus BSI+.
The Ixus Bulk scans product in bulk to detect dangerous foreign materials – such as metal, glass, and small rocks – which that may be free-flowing in the product stream or embedded in the product. This machine has been engineered around the best performing x-ray detector for unmatched image resolution, resulting in the ability to find the smallest defects at high throughputs.
The Blizzard, a free-fall sorter with a small footprint, does its detection work with pulsed LEDs and a combination of cameras. Optimally positioned after IQF tunnels or on packaging lines, this machine’s lighting system generates little or no heat in the cold environment and needs very little calibration or maintenance. The LEDs’ different wavelengths detect unwanted foreign material, misshapen product, and discolored product.
The Nimbus BSI+ is used in applications where it will do an even better job than the Blizzard in sorting-out some types of difficult-to-detect foreign materials or extraneous vegetable material. This machine’s unrivalled way of ‘seeing’ combines multiple high-resolution lasers with TOMRA’s unique Biometric Signature Identification (BSI) technology. This means that, in addition to seeing the color of objects it scans, this machine also detects their biometric characteristics. It instantly compares these characteristics with features stored in its database to determine whether the objects should be accepted or rejected. Sorting accuracy is superior because there is no other technology like this. BSI+’s accurate classification of products and defects allows for more accurate data about the sorting process, which can be translated into valuable product information through TOMRA Insight.
Thanks to the various tasks performed by all of these sorters, all major operational challenges are addressed. Processors can assure food safety and product quality with total confidence.
On-the-ground and remote support
Despite the sometimes mind-boggling sophistication of TOMRA’s sorting technologies, all are easy to operate. And while TOMRA is an industry leader globally, this success is built upon a solid foundation of local-level customer support. This includes operational advice, machine operator training, machine maintenance, and emergency technical support.
The advent of the COVID-19 pandemic, with its travel limitations and social distancing, has highlighted the value of TOMRA’s ability to complement on-the-ground support with remote assistance. One recently launched technology, TOMRA Visual Assist, is a good example of this. By using a smartphone app, a TOMRA field service engineer can provide detailed advice to a customer thousands of miles away, just as if they were standing right in front of the customer’s machine. TOMRA Visual Assist also allows customers and engineers to share documents or annotate images to explain and clarify directions.
Online demonstrations
Another initiative proving helpful during these unusual times is TOMRA’s Online Demonstration Room. This makes it possible for processors to test-run TOMRA’s sorting (and peeling) machines – using their own infeed materials, or materials very similar to what they have to deal with – even if they are unable to visit a TOMRA Test and Demonstration Center in person. Tests are shown via a live video link, with the customer encouraged to ask questions and make requests, and all results are precisely quantified. Despite travel restrictions, customers can be certain of a machine’s capabilities before making a significant investment decision.
This is, many satisfied customers would agree, typically TOMRA: developing technologies to overcome adversities.
