Deteksjon av kveis - utvikling av teknologi for kommersiell anvendelse Heidi Nilsen Karsten Heia, Agnar Sivertsen, Jens Petter Wold Gruppe på tre med bakgrunn innen fysikk; måleteknikk og signal/billedbehandling. Problemstillinger med HW/instrumenterings teknologi koblet til ”fisketeknologi” Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Automatisering i norsk filètindustri – prosesslinje Mottak Sløying Fersk is Palletering Pakking Kvalitetskontroll Filetering Frys Beindeteksjon og fjerning Trimming på lysbord Porsjonering Fersk Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

3 gode grunner for å detektere kveis Automatisering i filétindustrien ”Økonomi” ”Helse” Flere prosesser automatisert, ensidig belastning Konsekvens av å vise kveis – Tyskland, også importforbud Til nå ikke alvorlige helseepisoder med kveis i fisk fra Norge – mest estetisk, ikke fare med temp behandlet, mer konsum av fersk fisk, også satse på ferskt råstoff – unngå at konsument møter kveis i måltidet Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Deteksjon av kveis - utfordringer variasjon i farge: hvit, gul, rosa, rød, brun variasjon i størrelse og orientering lokalisering: tykkfisk, buk, i mørk/lys muskel struktur i fiskemuskel blodflekker kveis bak skinnrester og rester av svarthinne manuelt: ser kveis inntil 5 mm ned i filèt Hvorfor er det så vanskelig å se kveis – relativt enkelt for mennesker Øyet og hjernen – uovertruffent analyseinstrument Flere momenter som bidrar til at det er vanskelig Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Instrumentell metode for å finne kveis forsøkt løst i mer enn 60 år : ultralyd røntgen stråling CT (computer tomografi) NMR (kjernemagnetisk resonans) fluorescens elektromagnetisk ledningsevne optiske teknikker avbildende spektroskopi Forskning i Norge, også Island og Canada – lang rekke metoder testet – til nå: manuell versjon den beste Fiskeriforskning arbeidet med problemstilling gjennom flere prosjekter – og litt ulik vinkling Et større prosjekt finansiert av Forskningsrådet – ledet ut i metode vi hadde tro på – Avbildende spektroskopi Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Deteksjon av kveis 2002 – 2005 Målsetting: Utvikle metode og prototyp-instrument for deteksjon av kveis, blodflekker, svarthinne og skinnrester i hvitfiskfilèt Industriell uttesting av instrumentering Søkt prosjekt på bakgrunn av lovende resultater – avbildende spektroskopi Samarbeid med Matforsk Pålagt å ta med Sintef Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Deteksjon av kveis 2002 – 2005 Samarbeid mellom Fiskeriforskning og Matforsk (SINTEF F&H deltok i første fase) Finansiert av Norges Forskningsråd og FHF fondet: 8,3 mill NOK Styringsgruppe med representanter fra filetindustri, utstyrsleverandører og forskningsinstitutt Ramme for prosjektet Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Deteksjon av kveis 2002 – 2005 Fase 1: Testing og valg av deteksjonsmetoder Fase 2: Utvikle teknologi/metode for deteksjon av (overflate)kveis, blodflekker, etc., – stasjonær filèt Fase 3: Bygge prototyp for utprøving i bedrift Tre faser – Sintef med i først fase – testet noen flere teknikker Andre fase – videreutviklet måleprinsippet på filet i ro Nå siste året – måle på filet i fart Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Avbildende spektroskopi lampe speil spektrograf/kamera Kort forklaring avbildende spektroskopi, instrumentering som både registrerer ”farge og figur”. Multivariate analyseteknikker for å kombinere informasjonen. Analogi øyet og hjernen. Registrere informasjon om farge og form (spektralt og romlig) på samme tid Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Avbildende spektrograf bygget ved Fiskeriforskning tidkrevende å gjennomføre målinger Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Deteksjon av kveis - avbildende spektroskopi avbildende spektroskopi for automatisk deteksjon av (overflate)kveis, blodflekker, etc. – stasjonær filèt multivariate analyseteknikker analyse basert på utvalgte bølgelengder skiller mellom kveis og blod Resultater bildet . Her ser øyet at det er kveis – en er en blodflekk. Analyseresultat markert med grønt. Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Deteksjon av kveis – avbildende spektroskopi Filèttykkelse 10 mm Filèttykkelse 25 mm 3 mm 8 mm 3-5 mm 5 mm 3 mm 2-3 mm 3 mm Eksempler på analyseresultater – varierende tykkelse. 3 mm 1 mm Eksempler på resultat av kveisanalyse – stasjonær filèt. Kveis markert med grønt. Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Avbildende spektroskopi for deteksjon av kveis – stasjonær filet Kan automatisk påvise kveis ned til 8 mm, dvs. dypere i filèten enn hva som er synlig for mennesker Måleprinsippet er robust i forhold til tykkelsesvariasjon på filèt Måleprinsippet er relativt enkel å implementere (kamera, spektrograf, ”datakraft”) Oppsummering resultater ved måling på filet som ligger i ro. Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Kveisdetektor for ”fisk i fart” Mål: ~1 filèt / sekund ~ 40 cm / sekund ~ 1440 m filèt / time ~ 55 Mb / sekund Hav det innebærer å detektere på filet i produksjonsprosess. Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Behov for dialog med næringa Informere filètindustri og utstyrsleverandører om prosjektet Tilbakemelding: industriens behov mhp. deteksjonsnivå Test av prototype: i industribedrift eller ved Fiskeriforskning Kommersialisering, kontakt med utstyrsleverandører Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Workshop i Filetforum, april 2004 - kontakt med filètindustri og utstyrsleverandører Norsk Elektro Optikk AS specialists in electro optic technology Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Norsk Elektro Optikk AS Utvikler, produserer og markedsfører elektro optiske produkter basert på egen teknologi Utvikler og produserer kundespesifikke produkter Deltar i forskningsprosjekter med større firma eller forskningsinstitutt hvor det er behov for elektro optiske metoder Eksempler på anvendelse: Miljøovervåkning Militære formål Næringsmiddelkontroll Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Samarbeid med Baader Baader arbeider med lignende problemstilling og ønsker samarbeid felles møter Fiskeriforskning og Baader vår/sommer 2004 non-disclosure agreement, oktober 2004 Baader representant i prosjektets styringsgruppe Baader 820/Inspektor som en del av prototyp for kveisdeteksjon, april 2005 Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Samarbeid med utstyrsleverandører Reduserte utgifter ved bygging av prototyp Tidsbesparende Kompetanse - prosessering Kommersialisering Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Avbildende spektroskopi – for kveisdeteksjon i prosess Detektor fra Norsk Elektro Optikk, bygget i henhold til spesifikasjoner for ”filèt i fart”. Bygget inn i prosesseringsenhet fra Baader. Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Kveisdetektor for ”fisk i fart” Eksempel på avbildning, hastighet på transportbånd 5 cm/s. God kontrast mellom kveis og muskel Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Videre arbeid: juni 2005 – des 2005 Tilpasse måleutstyr (belysning, hastighet, etc.) Målinger på stort datasett (fersk, tint, diverse feil, sesong?) Analysere data Utvikle robuste algoritmer for å påvise kveis, blod, svarthinne, etc. Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis

Videre arbeid: 2006 Videre testing Kommersialisering Arbeide inn andre mulige anvendelser Kveis i andre arter (sild, pollock….) Påvisning av fangstskader Påvisning av blod i filet (torsk og laks) for objektiv kvalitetssortering Ferskhetsbestemmelser Heidi Nilsen/14/06/05 - © Fiskeriforskning - Kan kopieres/videreformidles når kilde oppgis