Design and construction of a vision system for cheese quality evaluation

Abstract

Modern yüzyılda, peynir gıda fabrikalarının birçoğunda önemli rol oynamaktadır. Yıllardır peynir kalitesinin değerlendirilmesi için birçok metot oluşturulmuştur fakat ne yazık ki bu yöntemlerin hepsi testi uygulayanın kişisel yorumlarına ve yargılarına bağlı kalmıştır. Sonuç olarak yapılan testlerin tarafsızlığındaki eksiklikten dolayı araştırmacılar ve peynir üreticileri peynir kalitesinin geliştirilmesi ve sürekliliğini sağlamak amaçlı çalışmalar yapılmıştır. Bu tezin temel amacı ticari peynir örneklerinin ısınma ve yaşlanma sırasında meydana gelen erime karakteristiğini ortaya koyan bir görüntüleme sisteminin tasarımı ve imalatıdır. Bu çalışmada Çedar, Kaşar ve Mozarella tipi peynirlerin karakteristiği fırın, bilgisayar, dijital kamera, sıcaklık denetleyicisi, veri toplama kartı, termal ölçüm sistemi, güç kaynağı ve beyaz tepsiden oluşan görüntüleme sisteminin kullanılmasıyla değerlendirilmiştir. Projenin temel çalışması bu araçların bir araya getirilmesi ile başlatılmıştır. Fırın sıcaklığı PID kontrolcüsü ile denetlenmiştir. Fırın sıcaklığı istenilen sıcaklığa ulaştığında numune fırın tepsisine yerleştirilmiştir. Peynirin erime işlemi fırının üst kısmındaki cam bölme üzerine yerleştirilen kamera ile görüntülenmiştir. Belirli zaman aralıklarında, görüntü yakalanmış ve erimiş peynir numunesinin erime alanın belirlenmesi için önerilen görüntü işleme algoritmasının kullanılmasıyla analiz edilmiştir. Çedar, Kaşar ve Mozarella peynirlerinin erime karakteristiği elde edilerek ve sonuçlar tartışılmıştır. Bu düzenek diğer gıda çalışmalarında da kullanılabilecek yetenektedir.

In the modern century, cheese plays a key role in many food factories. Over years, several methods of cheese quality evaluation have been devising, but unfortunately they are relying on the individual judgment of the tester. As a result, the lack of objectivity of the test methods motivates researchers and cheese-makers sought continuously to improve and maintain the quality of cheese. The purpose of this thesis is to design and construct a vision system to determine the melting characteristics of some commercial cheeses samples during heating, and ageing. In this research, Cheddar, Kashar and Mozzarella have been evaluated using a vision system which consists of an oven, a computer, a digital camera, a temperature controller, a data acquisition card, a thermal measurement system, a power supply, and a white tray. The principle work of the project has initiated with these tools. The oven temperature is controlled by PID controller. When the temperature of the oven is reached to the preset temperature, the sample is placed on the oven tray. The oven with top glass?s cover allows the camera which is placed out of the chamber to capture image during melting process. At a certain interval of time, the images are captured and analyzed by using the proposed image processing algorithm to determine the area of the melting cheese sample. Melting characteristics of the Cheddar, Kashar and Mozzarella cheeses are then presented and the results are discussed. It is worth to mention, the device has good ability to be applied on the other food studies.