完美配方：在线高光谱成像系统提升曲奇质量管控

高光谱成像正为视觉系统带来革命性变革，为人工智能算法提供海量高质量数据。传统成像仅使用三个颜色通道，而高光谱成像则拥有数百个通道，能够检测出产品的细微变化。其光谱范围可延伸至红外光谱，能揭示肉眼无法察觉的产品化学与物理特性。这项技术已被应用于回收设施的塑料分拣以及有机食品质量检测中。

然而，直到最近，高光谱成像还仅限于军事应用和研究实验室等专业场景。如今，西班牙工程公司 IRIS Technology 开发出了一种解决方案，可将高光谱成像应用于工业在线检测。该方案包含针对每种特定应用场景定制的硬件和机器学习算法。

高光谱成像成功落地的一个典型案例是IRIS为一家大型工业烘焙商提供的解决方案。该系统能够实时、连续且精准地测量曲奇和糕点的脂肪含量，从而保障产品品质的稳定性。

挑战：产品质量的不明原因波动
在食品行业，保持稳定的产品质量至关重要，因为原料即便出现微小偏差，也会影响产品的口感与质地。对于烘焙食品而言，控制脂肪含量尤为关键，脂肪含量的波动不仅会导致生产成本超支，还会造成产品质量不稳定。烘焙厂的团队发现，产品质量出现的波动无法仅用配方调整来解释。然而，传统的实验室脂肪含量检测方法效率低下且耗时，需要专门的取样和制备流程，往往需要数小时才能得出结果。这种时间延迟使得生产问题无法得到实时纠正，进而阻碍了工艺的有效优化。

解决方案：在线高光谱成像系统
这家烘焙店需要的是一套能够连续测量且误差极小的系统，以便实时监测脂肪含量，快速发现并解决生产问题。IRIS 科技为此推出了一套在线高光谱成像解决方案，可对每件产品进行 100% 检测，即时测定脂肪含量。该方案基于 IRIS VISUM 高光谱成像硬件平台打造，这是一款工业级在线高光谱成像分析仪，可集成至任意生产线，实现产品质量的实时监测。VISUM 高光谱成像系统拓展了传统视觉系统的功能，能够逐件完成完整的化学分析。

该系统配备了具备短波红外（SWIR）感应能力（900-1700纳米）的线阵相机。这使其成为测量脂肪含量的理想选择，而脂肪含量在1200纳米和1750纳米左右的波段检测最为精准。该系统的采集速度最高可达每秒300行，能够在高速状态下检测产品，且不会打乱生产流程。IRIS Technology 公司的集成软件和化学计量学工具可根据产品成分变化实现自校准，同时该系统还能与现有的工厂信息系统实现无缝对接。

采用Kowa短波红外优化镜头，呈现清晰影像
短波红外成像的关键挑战之一是选择合适的光学元件。为可见光谱设计的镜头无法用于高光谱成像，因为红外光的聚焦方式不同，会导致图像模糊。“我们测试了多家厂商的多款镜头，”IRIS 副主管琼·普伊格表示，“最终我们选择了兴和（Kowa）的LM8HC-SW镜头，因为它在我们VISUM高光谱成像系统所需的整个光谱范围内都表现出色。”

兴和LM8HC-SW是一款针对短波红外光谱优化的8毫米工业镜头，非常适用于检测1200纳米和1750纳米波长下的脂肪含量。该镜头属于兴和HC-SW系列，该系列涵盖了焦距从8毫米到50毫米不等的镜头，可灵活适配各类应用场景。兴和的工业级设计与VISUM高光谱成像仪的坚固硬件相得益彰，使其能够适用于严苛的生产环境。

VISUM HSI 检测系统已在该烘焙厂的生产线上成功运行六个多月。该系统发现了一个导致脂肪含量波动的发酵工艺问题。通过解决这一问题，烘焙厂稳定了脂肪含量，并将油耗降低了1.5%。凭借硬件、光学组件和软件的完美结合，该公司如今可实时监控产品的脂肪含量，确保产品质量稳定并降低制造成本。一旦设定参数出现偏差，系统会自动发出警报，以便立即采取纠正措施。看到项目取得成功，烘焙厂已决定在其他生产基地部署该系统。

一款通用型食品检测解决方案
高光谱成像可应用于监测食品生产中的其他参数，例如水分、糖含量和调味料。每个参数都有一个“最优”值，用于平衡质量与生产成本，但如果无法实时测量产品的化学成分，实现这一平衡颇具挑战。IRIS 科技的高光谱成像系统搭配科瓦（Kowa）针对短波红外（SWIR）优化的工业镜头，能让食品生产商实时监控产品是否符合配方要求，同时不影响生产效率。

结论：利用高光谱成像提升食品质量
IRIS Technology 公司开发的这款在线高光谱成像系统配备了兴和（Kowa）高性能镜头，已被证明是食品行业的一项颠覆性技术。通过实时分析脂肪含量及其他关键参数，制造商能够保障产品质量、优化资源利用并降低生产成本。此次成功的合作凸显了高光谱成像在工业应用中的潜力，为质量控制和工艺优化领域的未来创新铺平了道路。