Neuartige Steuerungstechnik zur thermischen Lebensmittelbehandlung mittels Methoden der künstlichen Intelligenz

Computergestützte Steuerungskonzepte für Prozessparameter sind heutzutage Standard in der thermischen Lebensmittelbehandlung. Allerdings basieren diese Konzepte meist auf empirischen Sollwertkurven, ohne die Beachtung von realen Prozessfortschritten/-abweichungen, sodass oftmals fehlerhafte Produkte bei der Herstellung von Backwaren durch die Abweichung von diesen Sollwertkurven produziert werden.

Mittels optischer Messtechnik wurden Größen, wie z. B. die Oberflächenfarbe, Form und Oberflächentextur, erfasst. Diese Größen sind sowohl für die qualitative Beurteilung des Gär- als auch des Backprozesses geeignet. Basierend auf den optischen Größen ist ein Fuzzy-basiertes Regelsystem entwickelt worden. Dieses kann trotz schwankender Rohstoff- und Verarbeitungsqualitäten automatisch den Prozess so anpassen, dass die bestmögliche Endproduktqualität ermöglicht wird.

Für die Umsetzung des Projektes wurde ein Kombidämpfer mit einem Kamerasystem ausgestattet, welches die Bewertung von Teigen bzw. Backwaren während des Gär- und Backprozesses ermöglicht. Anschließend wurden Versuche mit variierenden Prozessbindungen zur Gewinnung von Expertenwissen und einer Datenbasis durchgeführt. Nach der Implementierung der Mustererkennungsalgorithmik wurde mittels des erstellten Prozesskorridors eine Fuzzy-Steuerung zur eigenständigen Steuerung des Kombidämpfers erarbeitet und abschließend das Konzept auf die Einsatzfähigkeit hin evaluiert.

Mit einem adaptiven Kamerasystem wurden Eigenschaften von Backwaren erfasst sowie in eine auf den jeweiligen Produktzustand angepasste Steuerung eingebunden. Die technologischen Zusammenhänge zwischen den optischen Messwerten und dem Produktzustand wurden aufgeklärt und ein neuartiges intelligentes Fuzzy-System zur Steuerung des Gär- und Backprozesses implementiert.

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