적용분야

쿠키와 파스타용 반죽의 산업적 생산은 일관된 품질과 효율성을 확보하기 위해 정밀한 제어와 모니터링이 요구되는 복잡한 공정입니다. 원료를 혼합하고 반죽을 치댄 후, 대형 산업용 오븐에서 베이킹 또는 건조 공정이 진행됩니다. 이 단계는 제품의 최종적인 식감, 색상, 풍미를 결정짓는 매우 중요한 공정입니다.

본 적용 사례의 고객은 이러한 가열 및 건조 공정을 최적화함과 동시에, 오븐을 통과한 후의 반죽 상태를 실시간으로 품질 검사하여 최종 고객에게 항상 균일하고 높은 품질의 제품을 제공하고자 했습니다.

오븐 공정에서 가장 중요한 요소 중 하나는 열이 고르게 분포되는 것입니다. 균일한 제품 품질을 확보하기 위해서는 반죽 전체가 동일하게 가열되어야 합니다. 열 분포가 고르지 않을 경우, 색상이 불균일하게 갈변되거나 식감에 차이가 발생하는 등 바람직하지 않은 결과로 이어질 수 있습니다. 이는 특히 쿠키 생산에서 중요한데, 열이 고르지 않으면 가장자리는 타고 내부는 덜 익는 문제가 발생할 수 있습니다. 파스타 생산의 경우에도 건조가 균일하지 않으면 균열이나 파손이 발생해 유통기한과 조리 품질에 악영향을 미칠 수 있습니다.

해당 고객은 오븐 내 가열 공정 중 온도를 자동으로 제어하는 기능을 매우 중요하게 여겼습니다. 이는 오븐 내 수분 조절 미흡이나 잘못된 보정으로 인한 과열과 같은 문제를 크게 줄이거나, 궁극적으로는 제거하기 위한 목적이었습니다.

반죽 생산 공정에서 발생하는 과제를 해결하기 위해, 고객은 전체 생산 라인에 걸쳐 정밀한 온도 측정을 제공하는 고성능·고내구성의 산업용 열화상 카메라인 Optris Xi 400 적외선 카메라를 도입했습니다. Xi 400은 382 × 288 픽셀의 고해상도 검출기를 탑재하여, -20 °C부터 900 °C까지의 넓은 온도 범위에서 정확한 온도 감지가 가능합니다. 이 온도 범위는 반죽 가열 및 건조 공정에서 단계별로 변화하는 온도를 모니터링하는 데 특히 유용합니다. 또한 최대 390:1에 이르는 뛰어난 거리 대비 스폿 크기 비율(Distance-to-Spot Ratio)을 통해, 생산 라인 전반에 걸쳐 아주 미세한 온도 변화까지도 감지할 수 있어 일관된 제품 품질을 유지하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

Optris Xi 400 적외선 카메라는 직렬 통신을 통해 고객의 PLC(프로그램 논리 제어기) 시스템과 원활하게 연동되어, PLC가 실시간 온도 데이터를 수신하고 오븐의 열 분포를 필요에 따라 조정할 수 있도록 합니다. 이 카메라는 초당 80프레임(80 Hz)의 프레임 속도로 동작하여, 반죽 생산 공정에서 발생하는 빠른 열 변화를 모니터링하는 데 매우 적합합니다. 이러한 실시간 데이터 전달을 통해 PLC는 베이킹 또는 건조 공정 전반에 걸쳐 설정된 온도를 안정적으로 유지할 수 있으며, 그 결과 과열이나 불균일한 가열과 같은 문제를 효과적으로 방지할 수 있습니다. 또한 Xi 400에 적용된 모터식 초점 조절 기능은 작업 환경이 변화하더라도 선명한 영상을 유지해 주어, 변화가 잦은 생산 환경에서도 활용도를 한층 높여줍니다.

시스템의 효율을 더욱 향상시키기 위해, Optris Xi 400에는 분진이나 기타 오염 물질이 성능에 영향을 주는 것을 방지하는 에어 퍼지 유닛을 장착할 수 있습니다. 이 기능은 IP67 등급의 견고한 설계와 결합되어 잦은 유지보수의 필요성을 크게 줄여주며, 장기간 운전 환경에서도 시스템의 신뢰성과 효율성을 안정적으로 유지할 수 있도록 합니다.

Optris Xi 400 적외선 카메라를 도입함으로써 반죽 생산 공정 전반에 걸쳐 의미 있는 개선 효과가 나타났으며, 그 결과 제품 품질과 일관성이 크게 향상되었습니다. 이 카메라는 생산 라인 전체의 온도를 모니터링할 수 있어 베이킹 및 건조 공정을 균일하게 유지할 수 있게 하였고, 그로 인해 가장자리가 타거나 파스타에 균열이 발생하는 등의 불량 발생률을 효과적으로 감소시켰습니다. Xi 400의 정밀한 온도 측정 기능은 각 제품이 요구되는 품질 기준을 충족하도록 보장하여, 고객의 기대에 부합하는 일관되게 높은 품질의 제품 생산을 가능하게 합니다.

또한 적외선 카메라의 50 mK 수준의 높은 열 감도는 아주 미세한 온도 차이까지 감지할 수 있게 해 주며, 이는 가열 공정에서 발생할 수 있는 불균형을 신속하게 식별하고 보정하는 데 핵심적인 역할을 합니다.

Optris Xi 400 솔루션의 가장 큰 장점 중 하나는 단일 센서만으로 전체 온도 분포를 측정할 수 있어, 여러 생산 라인에 다수의 파이로미터를 설치할 필요가 없다는 점입니다. 이를 통해 측정 오류의 가능성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 모니터링 공정을 단순화하여 각 배치의 반죽이 균일하게 처리되도록 보다 쉽게 관리할 수 있습니다.

Optris Xi 400을 PLC 시스템과 연동함으로써 온도 제어 공정이 효율적으로 간소화되었으며, 실시간 데이터를 기반으로 자동 조정이 가능해졌습니다. 그 결과 에너지 소비 절감과 불량 제품으로 인한 폐기물 최소화 등 운영 효율이 크게 향상되었습니다.

또한 기존 PLC 시스템과의 원활한 통합은 생산 공정의 자동화와 제어를 더욱 강화하여, 솔루션의 전반적인 가치를 한층 높여줍니다.

적외선 카메라는 직경 36 mm, 길이 100 mm의 컴팩트한 크기와 약 220 g의 경량 설계를 갖추고 있어 기존 생산 라인에 손쉽게 설치하고 통합할 수 있으며, 이를 통해 설치 및 유지보수 비용을 추가로 절감할 수 있습니다. 또한 0 °C부터 50 °C까지의 주변 온도 환경에서도 안정적으로 작동하며, 까다로운 산업 환경에서도 높은 내구성을 유지할 수 있어 식품 제조업체에 이상적인 선택입니다.