DK161049B - Fremgangsmaade og apparat til klassificering af trimmings i overensstemmelse med deres fedtindhold - Google Patents

Description

i

DK 161049 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og et apparat til klassificering af trimmings i overensstemmelse med deres fedtindhold, ved hvilken der foretages en videooptagelse af kødstykkerne, og man bestemmer arealet af billeddele, hvis lysværdi ligger over eller under en tærskel-5 værdi, hvorefter arealværdien sammen med andre data behandles i en beregningsenhed til fastlæggelse af klassen.

I kødindustrien anvendes der trimmings og lignende råvarer til fremstilling af forskellige farsvarer, fx pølser.

Da producenten ønsker en ensartet færdigvare er det af væsentlig betyd-10 ning, at man kender de anvendte trimmings sammensætning med hensyn til kød- og fedtindhold. Både et for højt og et for lavt fedtindhold i færdigvaren giver et produkt med utilfredsstillende egenskaber. Producenterne holder derfor batcher af trimmings adskilt fra hinanden for at kunne bruge dem forskellige steder i produktionen og derved opnå en 15 optimal udnyttelse af råvarerne.

Der kendes forskellige apparater og metoder til bestemmelse af fedtindholdet i trimmings, men de er som regel enten langsommelige eller kræver stor, manuel indsats.

Fra paten tlitteraturen kendes forskellige metoder til optisk bestemmelse 20 af fedtmængden i kødemner, såsom slagtekroppe og kødstykker.

I SE-B-32O.52I er beskrevet en fremgangsmåde til bestemmelse af forholdet mellem fedt- og muskelvæv i kødet af slagtede dyr. Der tilvejebringes en snitflade i kødet, og fladen afsøges ved hjælp af et videokamera. Udgangssignalet fra kameraet føres til en integratoranordning, der er 25 indrettet til at registrere en integreret måleværdi, repræsenterende enten mørke områder af muskelvæv eller lyse områder af fedtvæv eller begge.

Adskillelsen af signaler af forskellig styrke, svarende til vævenes forskellige lyshed, sker ved hjælp af tærskelkredse, der er forbundet til 30 integratoranordningen. Når man kun registrerer arealet af den ene type væv, skal der også udføres integrering og registrering af hele den afsøgte snitflade for at kød-fedtforholdet kan bestemmes. Ved anvendelse til

2 DK 161049 B

klassificering af trimmings er denne fremgangsmåde af meget begrænset værdi, da skyggerne, som kødstykker danner indbyrdes, vil bevirke fejlvisning, hvilket medfører en stor usikkerhedsfaktor.

I US-A-3.15^·625 beskrives en anden optisk metode, der kan anvendes ved 5 klassificering af kreaturslagtekroppe. Der anvendes en måleindretning omfattende en nedad åben kasse uden bund og med sortmalede sider. Kassen anbringes oven på en snitflade, der er tilvejebragt i kødemnet. På undersiden af kassens låg findes to lyskilder til belysning af snitfladen.

Et samme sted anbragt lysfølsomt element registrerer lyset, der reflek-10 teres fra snitfladens fedtområder, og omsætter signalet til et viserudslag, som kan aflæses af operatøren.

En indretning til at bestemme forholdet mellem kød og fedt i kødstykker | er beskrevet i GB-A-2.l87.28l. Indretningen har et monokromt videokamera, der optager billeder af kødstykkerne, som fremføres, på·, et- sort 15 transportbånd. Et rødt og et grønt filter er anbragt foran kameraet i hver sin del af billedfeltet. Gennem det røde filter fremtræder kød- og fedtdele som lyse områder på baggrund af det mørke transportbånd. Det grønne filter bevirker, at fedtdele ses som lyse områder, mens kød og transportbånd er mørke områder.

20 Arealerne med høj refleksionsevne måles i hvert af de to delbilleder.

På denne måde bestemmes det samlede areal af kød og fedt samt det samlede areal af fedt, der passerer forbi kameraet, og af disse arealer kan kødstykkernes fedtindhold beregnes.

Trimmings har en meget uregelmæssig form, og deres overflade er af en 25 kompliceret beskaffenhed, da den omfatter fedt, hinder, sener og lign.

Dette vanskeliggør en optisk adskillelse af kødområderne og fedtområderne i en videooptagelse, i hvilken områderne let kan forveksles med heraf følgende fejlbestemmelse af fedtindholdet. Dette gælder især ved monokrome optagelser, der udgør den enkleste teknik.

30 Den i GB-A-2.187.28I beskrevne, mere udviklede metode med farvefiltre giver en forbedret kontrast i billedet mellem kød- og fedtdele, men samtidig indføres der nye fejlmuligheder, da der kræves indviklede tekniske foranstaltninger for at behandle to af hinanden uafhængige optagelser. Skriftet angiver ingen foranstaltninger med henblik på at 35 eliminere skyggevirkninger.

3 DK 161049 B

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde, der i forhold til ovennævnte og lignende optiske metoder giver en forbedret nøjagtighed ved bestemmelse af fedtindholdet i trimmings.

5 Fremgangsmåden skal kunne anvendes on-line på produktionslinier og skal desuden kunne udføres automatisk, således at de undersøgte trimmings automatisk kan føres til lager og/eller produktionsstederne, hvor de er påkrævet, og deres anvendelse bliver optimal under de rådende forhold.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at videooptagelsen 10 foretages i en lysafskærmende kasse med et lysarrangement, der giver lys af diffus karakter.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen giver en væsentlig mere nøjagtig bestemmelse af fedtindholdet i trimmings, end når der anvendes punkteller linieformede lyskilder, som det kendes fra ovennævnte metoder.

15 Overfladerne på kødstykkerne bliver ensartet belyst ved den omhandlede fremgangsmåde, idet skyggevirkninger og de hermed forbundne usikkerheder undgås. Kassen udelukker lys fra produktionslokalet, der kan give reflekser og falsk lys.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan desuden anvendes i forbindelse med 20 de kendte metoder til klassificering, uden at der er et behov for modificering af måleproceduren eller en ombygning af det optiske registreringssystem.

Ved hjælp af fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan batcher af trimmings således sorteres mere nøjagtigt i klasser med forskellig fedtprocent, og 25 de individuelle batcher kan på grundlag af klassificeringen anvendes på en mere hensigtmæssig måde i produktioner, hvor råvaren styres og bruges under hensyn til deres klasser. Dette er af væsentlig økonomisk betydning.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan fx anvendes til at kontrollere eller 30 bestemme fedtindholdet i en batch af bovlapper, snitter, kamsmåkød, mørbradfedt, skinkesmåkød, skankekød, hovedkød, hoftesmåkød eller oksepillekød.

i, DK 161049 Β

Hvis der findes yderligere forud givne oplysninger om den pågældende batch, kan de anvendes til fastlæggelse af den korrekte klasse. Det kan fx dreje sig om data vedrørende proteinindhold, farve, saftbindeevne og især bindevævsindhold.

5 Fremgangmåden udføres især ved, at der anvendes en lysafskærmende kasse med to skråtstillede vægge, der hver har en lysudsendende flade. Dette giver en særlig god belysning af kødoverfladerne, især på siderne, hvorved skyggevirkninger reduceres.

Fremgangsmåden kan udføres med et lysarrangement, i hvilket findes grønne 10 lyskilder. Ved anvendelse af grønne lamper forhøjes kontrasten mellem kød og fedt, idet lyset udslukkes på kødoverflader, men reflekteres fra fedt.

Der kan - om ønsket - anvendes lamper, der giver et andet lys, fx UV-lys, som giver fluorescens fra bindevævshinder. Disse lamper anvendes således 15 særlig hensigtsmæssigt ved klassificering af trimmings ifølge deres bindevævsindhold.

Ved bestemmelsen af arealet af billeddele, hvis lysværdi ligger over eller under tærskelværdien, kan anvendes en hukommelse, der lagrer hvert billedelement som et 1 eller 0 og summerer 1'erne eller 0'erne til 20 dannelse af en sum, der er et udtryk for arealet.

De enkelte refleksionsværdier kan også lagres i en billedhukommelse, og værdierne kan behandles i et dataprogram for fastlæggelse af en tærskelværdi på grundlag af en statistisk analyse. Hukommelseselementerne kan derefter digitaliseres med den fundne tærskelværdi og l'erne eller 25 O'eme summeres til et tal, der er et udtryk for arealet.

En foretrukket udførelses form er ejendommelig ved, at videobilledsignalet digitaliseres, og at det digitaliserede signal konverteres til en middelværdi i et analogt kredsløb. Middelværdien, der indstiller sig, er et udtryk for det søgte areal. Ved denne udførelsesform undgås de på 30 mange måder fleksible, men også komplicerede computerinstallationer i forbindelse med konverteringen, og der anvendes et fast kredsløb, som er billigt og uden vedligeholdelse.

5 DK 161049B

Den ved fremgangsmåden opnåede klassificering skal på en eller anden måde have reference til den undersøgte batch. Computeren kan fx udskrive en seddel, som hæftes på kassen med kødstykkerne. Kassens videre bane i produktionen kan så bestemmes af sedlens oplysninger, fx om kassen skal 5 på lager, eller umiddelbart skal bruges på et nærmere angivet sted i produktionen. Sedlen kan bestå af stregkoder for automatisk aflæsning og registrering.

Hvis kassen allerede er mærket på en eller anden måde, fx med stregkode, eller der på anden måde holdes styr på kassens vandring i produktionen, 10 kan klassen af den undersøgte batch eventuelt blot registreres i computeren, der sørger for anvendelse af batchen i den mest hensigtsmæssige sammenhæng, under hensyn til den registrerede klasse.

Opfindelsen angår også et apparat til klassificering af trimmings i overensstemmelse med deres fedtindhold, omfattende et videokamera, 15 indrettet til at foretage en videooptagelse af kødstykkerne, og elektriske kredsløb til at behandle kameraets videosignaler.

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at det omfatter en lys af skærmende kasse med et arrangement, der giver lys af diffus karakter.

Herved opnås ovennævnte forbedrede nøjagtighed ved målingen, og anvendes 20 det omhandlede belysnings sys tem i de kendte måleapparater, er der ikke noget behov for at modificere måleproceduren eller foretage en ombygning af det optiske registreringssystem.

Ifølge en udførelsesform kan kassen omfatte to skråtstillede vægge, der hver indeholder en lysudsendende flade. Ifølge en særlig udførelsesform 25 har kassens indvendige sider på de ikke-lysudsendende flader høj lysrefleksionsevne.

Apparatet ifølge opfindelsen kan omfatte en komparator med indstilleligt tærskelniveau. Komparatorens udgang er forbundet med et analogt kredsløb til konvertering af komparatorsignalet til en middelværdi.

30 En udførelsesform af apparatet ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at konverteringskredsløbet omfatter en transistor, hvis kollektor er forbundet med et hukommelseselement, og at transistoren drives på basis det af komparatoren digitaliserede videosignal.

6 DK 161049 B

Opfindelsen beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et apparat til bestemmelse af lysrefleksionsevnen af trimmings ved hjælp af et videokamera, 5 fig. 2 et kredsløb til behandling af videosignalet, og fig. 3 et diagram, der viser sammenhængen mellem målt refleksionsevne og det ved kemisk analyse bestemte fedtindhold i trimmings af forskellig kategori.

Apparatet i fig. 1 omfatter en kasse 1 med to skråt anbragte sidevægge 2 10 og to lodret anbragte endevægge 3. der er malet hvide. Foran sidevæggene 2 er anbragt fire grønne lysstof rør 4, og foran disse findes skråtstillede matglasplader 5. således at der i rummet mellem glaspladerne opnås en belysning af diffus karakter. Foroven i kassen er anbragt et videokamera 6 af CCD-typen, der kan optage et billede af trimmings, som er anbragt i 15 en sædvanlig plastkasse 7» styret af skinner 8. Kødstykkerne anbringes i kassen, så de danner et ensartet tykt lag på fx 15 cm. Videokameratets billedvinkel er sådan, at billedfeltet falder inden for kassens ramme.

Videokameraets signaludgang er forbundet til kredsløbet, der er vist i fig. 2. I kredsen 10 dampes videosignalet, så sortværdien holdes på et 20 konstant niveau. I komparatoren 11 digitaliseres signalet. Komparatorens tærskelværdi indstilles ved hjælp af et potentiometer 12.

Det digitaliserede udgangssignal føres til basis på to transistorer 13 og 14. Transistoren 13 indgår i et kredsløb, der konverterer det digitaliserede signal til et analogt signal, som udtrykker 25 refleksionsmiddelværdien. Denne værdi er et mål for· kategorien og/eller fedtindholdet. Signalet føres til en computer, i hvilken det behandles sammen med andre data for henføring af batchen til en klasse.

Transistoren 14 giver et digitalt billede med den indstillede tærskelværdi og kan drive en monitor, idet der genindføres synkroniseringsimpulser via 30 modstanden 15· Ved hjælp af monitoren kan videoudstyrets funktion og indstilling kontrolleres.

DK 161049 B

7

Eksempel 1

Der er udført forsøg på det ovenfor beskrevne apparatur med trimmings af forskellig kategori for at vise, at udstyret er egnet til on-line bestemmelse og/eller kontrol af trimmings.

5 Kasserne med trimmings, fordelt i et ensartet, 15 cm tykt lag, indsættes mellem styreskinnerne 8.

Ved forsøget anvendes forskellige kødråvarer, der er udvalgt med henblik på at få prøver af forskellig kategori og med så forskelligt fedtindhold som muligt. Ligeledes er tilstræbt tilstedeværelse af lyst og mørkt kød. 10 Prøverne opbevares ved 2° C og omfatter: Kødråvarer: skinkesmåkød, kamsmåkød, skankekød, snitter uden svær, hovedkød, hoftekød.

Fedtråvarer: mørbradfedt, bovlapper uden svær Oksekød: oksepillekød II.

15 Der udføres tredobbeltbestemmelse for hver prøve. Efter sidste måling trykkes råvaren sammen for at undersøge skyggevirkningens indflydelse, hvorefter fedtbestemmelsen gentages. Råvaren omrøres manuelt i kassen, og der foretages nye målinger på samme måde som ovenfor. I alt optages fem forskellige billedserier af hver råvare.

20 Efter målingerne nedhakkes hver prøve til 3 mm på kødhakkemaskine og blandes i tre minutter i mixer. 2 kg kødvare udtages til kemisk analyse for fedt (Soxtec metode). Der foretages en tredobbelt analytisk bestemmelse af fedtindholdet.

Resultaterne fremgår af nedenstående tabel, og den hertil svarende fig.

25 3· Tærskelværdien for komparatoren er konstant indstillet på 921 mV.

Det fremgår af resultaterne, at der kan opnås en klassificering af trimmings ved hjælp af videooptagelser. Det ses, at der er en sammenhæng mellem refleksionsværdierne og det analytisk bestemte fedtindhold, ligesom der er en sammenhæng mellem refleksionsværdien og batchens kategori.

8 DK 161049B

Ved sammenligning af korrelationskoefficienterne for forsøgene med løst kød og forsøgene med sammentrykket kød fandtes kun uvæsentlige forskelle, hvilket viser, at der med det omhandlede udstyr ikke optræder fejl, der skyldes skyggevirkninger.

9 DK 161049 B

Tabel 1: Fedtindhold i % (gennemsnit af tre registreringer) samt spredning i biprodukter (trimmings) bestemt dels ved hjælp af videomåleudstyr og dels ved kemisk analyse______ Råvare- Overfl. Fsdtindh, Analysetype· billede samt ' værdi épfédntng, 1 29.8+0.4

Skinke- 2 25-5+0.2 småkød 3 30.1+0.6 21,70 4 25.8+0.5 · 5 28.1+0.3 1 50.0+0.3

Kam- 2 49.5+Ο.7 småkød 3 49.3+0.6 38,20 4 51.2+0.4 5 49.I+O.3 1 16.6+0.2

Skanke- 2 19.4-^0.6 kød 3 20.0+0.4 6,40 4 20.3+0.4 5 20.5+0.2 1 68.0+0.2

Snitter 2 60.7+0.4 u/svar 3 64.3+1.1 51,33 4 ,70.6+1.0 5 7*f.2+0.2 1 15.3+1.0

Hoved- 2 IO.9+O.2 kød 3 I5.5+O.I 2Ο.32 4 9.3+0.2 5 9-0+0.2 1 15.0+0.4

Hofte- 2 11.2+0.1 småkød 3 I3.2+O.3 6,16 4 11.1+0.1 5 11.0+0.4 1 33.5+0.5 ' Mørbrad- 2 31.0+0.2 fedt 3 . 28.7+0.4 38,70 u/svær 4 25.5+Ο.6 5 26.5+0.7 1 92.4+0.3

Bovlap- 2 93-0+0.1 per 3 91.6+Ο.3 80,84 4 91.6+0.4 5 92.9+Ο.3 1 8.3+0.1

Okse- 2 7.6+0.2 pille- 3 10.6+0.9 17,25 kød II 4 7-6+0.1 5 I3.4+O.6

Claims (9)

10 DK 161049 B j i | ' . i

1. Fremgangsmåde til klassificering af trimmings i overensstemmelse med deres fedtindhold, ved hvilken der foretages en videooptagelse af kødstykkerne, og man bestemmer arealet af billeddele, hvis ly s værdi ligger 5 over eller under en tærskelværdi, hvorefter arealværdien sammen med andre data behandles i en beregningsenhed til fastlæggelse af klassen, kendetegnet ved, at videooptagelsen foretages i en lysafskærmende kasse med et lysarrangement, der giver lys af diffus karakter.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der an-10 vendes en lysafskærmende kasse med to skråtstillede vægge, der hver har en lysudsendende flade.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der i lysarrangementet anvendes grønne lyskilder.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at videobil-15 ledsignalet digitaliseres, og at det digitaliserede signal konverteres til en middelværdi i et analogt kredsløb.

5. Apparat til klassificering af trimmings i overensstemmelse med deres fedtindhold, omfattende et videokamera indrettet til at foretage en videooptagelse af kødstykkerne, og elektriske kredsløb til at behandle 20 kameraets videosignaler, kendetegnet ved, at apparatet omfatter en lysafskærmende kasse med et lysarrangement, der giver lys af diffus karakter.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at kassen omfatter to skråtstillede vægge, der hver indeholder en lysudsendende flade. 25

7· Apparat ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at kassens indvendige sider på de ikke-lysudsendende flader har høj lysrefleksionsevne.

8. Apparat ifølge krav 5“7. kendetegnet ved, at det elektriske kredsløb omfatter en komparator med indstilleligt tærskelniveau, og at 30 komparatorens udgang er forblindet med analogt kredsløb til konvertering af komparatorsignalet til en middelværdi. J

11 DK 161049 B

9. Apparat ifølge krav 8, kendetegnet ved, at konverterings-kredsløbet omfatter en transistor, hvis kollektor er forbundet med et hukommelseselement, og at transistoren drives på basis af det af komparatoren digitaliserede videosignal.