Moderní optoelektronické třídící systémy ve vinohradnictví
Rozvoj digitálních technologií, automatizačních systémů včetně umělé inteligence přispívá k rozvoji separačních zařízení využívaných při odstraňování nečistost, které jsou obsaženy ve zpracovávaných hroznech. Vedle separačních zařízení pracujících na mechanickém nebo pneumatickém principu jsou vyvíjeny a do provozní praxe i ve vinařství zaváděna optoelektronická zařízení tvořící plně automatické, robotické systémy.
Technologie a zařízení pracující na principu optického třídění byly pro podmínky vinařských provozů popsány Falconerem a Hartem již kolem roku 2005. O několik let později byly na trh uvedeny různé konstrukční varianty třídičů, které byly odzkoušeny v provozních podmínkách. Mezi prvními výrobci těchto zařízení byly např. firmy Pellenc, Scharfenberger, Bucher-Vaslin, Clemens, Enoveneta, Defranceschi a Armbruster. V zásadě se jedná o zařízení využívající pro separaci fyzikální principy – např. rozdílnou hmotnost bobulí a příměsí, které umožní uplatnit pneumatické a elektronické třídící mechanismy. Společnými konstrukčními znaky těchto třídičů je pak detekce příměsí obsažených ve sklizeném produktu v oblasti viditelného spektra. Účinnost těchto zařízení udávaná jednotlivými výrobci se pak pohybuje v rozmezí 94–98 %.
Inovativní řešení v této oblasti představují separační zařízení s typovým označením DIONYSOS společnosti Raytec Vision a ALIEN společnosti CITF. V porovnání s dnes již staršími typy zařízení se separační zařízení Dionysos vyznačuje nejen schopností detekce nečistot v oblasti viditelného spektra, ale také v infračervené oblasti.
Obr. 1: Separační zařízení DIONYSOS |
Při detekci je využívána technologie založená na základě excitace a fluorescence chlorofylu. Celé zařízení je určeno především k separaci třapin, zbytků listů a dalších nečistot (např. drobného hmyzu) obsažených ve sklizeném produktu. Dále pak i k separaci bobulí napadených houbovými chorobami, seschlých, poškozených nebo nevhodně vybarvených.
Obr. 2: Snímkování nečistot pomocí skeneru |
Zařízení jako celek je určeno pro třídění jednotlivých bobulí. Pokud jsou sklízeny celé hrozny musí nejprve projít přes odstopkovací zařízení, pokud se jedná o produkt z plně mechanizované sklizně předchází separačnímu procesu zcezení moštu. Vstupní část zařízení tvoří pásový dopravník, na jehož ploše jsou jednotlivé bobule rozvrstveny a současně snímány skenerovým systémem. Povrch procházejících bobulí včetně případných nečistot je skenerem nasnímkován a snímek je vyhodnocen v programovém systému počítače (Obr. 3).
Obr. 3: Pneumatické separační zařízení : kategorie A – zdravé bobule, kategorie B – poškozené bobule, kategorie C – ostatní nečistoty |
Počítač je současně napojen na pneumatický systém tvořený výkonným ventilátorem, regulačními ventily a lištami se vzduchovými tryskami. Lišty jsou umístněny za koncovou částí pásového dopravníku, ze kterého jednotlivé bobule přepadávají. Při identifikaci nežádoucí příměsi, poškozené nebo nezralé bobule, dojde k aktivaci příslušné trysky, která cíleným proudem vzduchu o tlaku 0,6–0,8 MPa letící částici odkloní.
Konstrukční výhodou tohoto zařízení je možnost třídění separovaného produktu do 3 kategorií. Jedná se o kategorii zdravých bobulí se zabarvením v požadované intenzitě, kategorii poškozených bobulí a kategorii ostatních nečistot zahrnujících úlomky třapin, listů či hmyz. Zařízení navíc umožňuje rozlišení separovaných částic nejen podle zabarvení, ale např. i podle tvaru. V porovnání se staršími systémy lze podíl poškozených bobulí samostatně zpracovat a minimalizovat tak podíl ztráty sklizeného produktu.
Výkonnost tohoto optického třídiče vychází z konstrukčního i softwarového provedení a dosahuje až 8 t.h -1 podle charakteru tříděného produktu. Účinnost separace dosahuje až 99 %. Pořizovací cena zařízení se pohybuje orientačně kolem 5 mil. Kč.
Odlišný princip třídění představuje robotické zařízení typu ALIEN. Konstrukčně je zařízení tvořeno pásovým dopravníkem, na kterém je dopravován tříděný produkt. Nad dopravníkem jsou uložena robotická ramena tvořená třemi kloubově propojenými částmi (Obr. 4). Tato konstrukce výrazně urychluje navedení ramene na detekovaný bod.
Obr. 4: Robotická ramena pro třídění nečistot |
Na ramena jsou připojeny podtlakové hubice s dopravními hadicemi (Obr. 5). Při práci dochází nejprve k nasnímkování dopravovaného produktu, k vyhodnocení snímku v programovém systému počítače, který následně aktivuje robotická ramena a navádí hubice do těsné blízkosti detekovaných příměsí. Hubice příměsi odsávají a pomocí trubky odvádějí do zásobníku. Zařízení dokáže odstranit až 400 nevyhovujících částic za minutu.
Obr. 5: Ramena s podtlakovými a dopravními hubicemi |
Obě zařízení jsou vyrobena jako mobilní jednotky (Obr. 6), uložené na masivním rámu s pojezdovými koly usnadňující manipulaci po zpevněné ploše, takže se dají snadno vřadit do příjmové části linky. Pro snadný odvod vytříděného produktu i odseparovaných nečistot jsou doplněna o systém vynášecích transportních dopravníků.
Obr. 6: Separační zařízení ALIEN |
Optoelektronické a pneumatické prvky s využitím mikroelektronických systémů, které lze programovat pro konkrétní skupinu produktů, přinášejí i do vinařství další možnosti úpravy vstupního produktu. Neustálý vývoj v oblasti separačních technologií směřuje ke zkvalitnění a urychlení tohoto procesu, který se postupně stává v moderním vinařském světě nedílnou součástí zpracovatelských technologií. Výrobci těchto zařízení si dávají za cíl zefektivnění separačních operací uplatněním nových principů. Za perspektivní se v této oblasti jeví např. vývoj denzitometrického třídění, s uplatněním rentgenových nebo ultrazvukových prvků, umožňující odstranění nevyzrálých bobulí na základě rozdílné hustoty, která odpovídá určitému stupni zralosti.