X線食品検査技術は、最高レベルの品質管理です。この技術の包装透過能力を利用することで、品質管理者は包装内部の異物の存在を確認し、包装の充填レベルを検証し、消費者の安全のために包装の製品の完全性を確認することができます。この技術は、ペースの速い食品生産ラインにおいて、生産効率だけでなく、食品安全コンプライアンスを提供・確保するために不可欠な信頼性の高い方法である。

食品に対する消費者の需要が増加し続ける中、食品安全及び規制基準が強化され、食品メー カー各社は業務上及び製造上の重大な課題に直面している。食品リコールは、収益に金銭的な打撃を与え、高い運営コストを発生させ、ブランドの評判を落とす可能性がある。そのため、食品検査システムを生産ラインに組み込んで、汚染のリスクを軽減する必要がある。従来の検査方法の欠点、特により近代的なフレキシブル食品パッケージには、X線食品検査が最適なソリューションとなっている。X線検査では、包装された製品の破壊検査や物理的な接触は必要ありません。このガイドでは、X線検査技術、業界のX線検査システム、缶詰包装ライン特有の要件に対応したX線検査システムに焦点を当てます。

X線食品検査とは何か？

X線を利用した食品検査システムは、製品の質量と密度を測定することを前提に構築されている。X線発生装置、リニア・ダイオード・アレイ・センサー、産業用コンピューター・プロセッサーの3つの主要要素でシステムを構成する。

発電機から低エネルギーのX線ビームがベルトコンベヤーに送られ、それぞれのX線ビームが個々の包装製品または原材料に焦点を合わせる。被包装物がX線ビームを通過すると、被包装物を構成するさまざまな材料が、その組成に応じてX線エネルギーを吸収する。例えば、スチール、ガラス、石などの高密度の異物では、水、脂肪、空気などの低密度の物質の吸収に比べ、より多くのエネルギーが吸収される。

潜在的な汚染物質を検出するために、パッケージを通過できたX線ビームのエネルギーを測定するセンサーがある。コンピューターはエネルギー測定を処理し、グレースケール画像を作成する。より詳細な画像を得るために、画像は暗い色調を示す高密度材料で構成される。ソフトウェアは、厳格な品質基準を維持するために、ミリ秒以内に画像を評価する高度なアルゴリズムを実装しています。ソフトウェアが許容基準範囲外の異物を示す暗色領域を発見した場合、その製品を生産工程から廃棄するための不合格メカニズムが起動する。

一般的な金属検出メカニズムとは対照的に、このタイプの汚染物質検出ははるかに進歩している。金属探知機は電磁場を利用して周囲の状況を読み取る。導電性または磁性のフィールドを作成することによって、電磁界の挙動変化を作成するために異物に依存しています。しかし、X線技術は電磁場とは独立して機能し、異物の有無を利用して妨害物質を「透視」し、さまざまな異物を識別する。

X線技術は、特定の製品の導電率の測定に依存する他の技術とは異なり、密度駆動型であるため、幅広いパッケージング設計に対応できる。

さまざまな食品分野での応用

食品業界の各分野で要求される品質保証の程度はさまざまである。そのため、ライン設計者は、各分野に特有の潜在的な危険性に対応するために必要な検査装置の種類を正確に見極める必要があります。X線検査システムは汎用性が高いため、ほとんどの加工環境で使用できます。

肉・鶏肉

食肉や鶏肉の加工には、物理的な危険がつきものである。これには、石灰化した骨片、折れたステンレス製グラインダーの刃、皮下注射針などによる肉の汚染が含まれる。さらに、生肉は水分と塩分を多く含んでいる。その結果、非常に強い「製品効果」が生じ、ほとんどの金属探知機は食肉を拒絶する。しかし、X線技術は水分や塩分を無視し、骨や金属片を正確に識別する。

ベーカリー＆スナック

製品の鮮度を保ち、湿気を防ぐために、ベーカリーやスナック菓子の分野では、金属蒸着フィルムやアルミ箔を包装に使用しています。これらのアルミ箔で包装された製品は、従来の金属探知機では評価できません。X線食品検査システムのエネルギーは金属を容易に通過します。このため、X線検出器は包装を閉じた状態でも金属線や石（ナッツに含まれる可能性がある）を見つけることができ、異物混入を防ぐことができる。

缶詰と加工食品：究極の挑戦

X線技術は食肉業界やベーカリー業界では非常に重要だが、缶詰業界では製品の品質を維持する必要がある。品質管理エンジニアが最も苦労するのが缶詰や包装食品である。品質管理エンジニアが絶対的な壁にぶつかるのが金属缶である。金属シリンダーでは、従来の検出方法では異物混入に対して全く効果がない。したがって、缶詰工場では、X線食品検査はオプションの追加ではなく、費用のかかるリコールを避けるための基本的な設計上の必須事項です。このガイドでは、缶詰包装ライン特有の問題を取り上げ、X線テクノロジーがこれらの問題に対する究極の解決策であることを説明します。

X線と金属検出：比較表

製缶ラインにおける従来のシステム・アプローチと異なる誤動作を調べるには、エンジニアは両システムの基本的な動作方法の違いを評価しなければならない。次の表は、両システムの動作上の違いと適用限界をまとめたものである。 金属探知 対X線検査。

ディープ・ダイブ缶詰に金属探知機よりX線が必要な理由

缶詰ラインは、大きく高速で処理・移動し、硬くて透明でない素材でできている。このような条件下では、容器を無視して内容物を扱うことができる検出システムが必要になります。

金属パッケージングの盲点を克服する

金属探知機は電磁場を設定することで機能する。そのフィールドを金属物体が移動すると、割り込みが発生し、その物体はラインから取り除かれる。使用される金属パッケージは、ブリキやアルミニウムであることが多いが、これは導体である。金属缶が金属探知機まで運ばれると、その金属缶は電界に極めて大きな遮断（または多数の遮断）を生じさせる。これはファラデーケージ効果として知られています。ディテクターは、金属缶の中に梱包されているものを見ることができません。

ラインアーキテクトは、密封缶検査工程の一環として金属探知機を使用することはできない。施設が金属探知機を使用する場合、充填・密封工程の前に配置しなければならない。これは大きな死角となる。充填中や密封中に機械が故障した場合、問題の缶は危険物を含む缶としてサプライチェーンに送られる。そこで役立つのがX線技術である。X線は、磁場を利用する金属探知機とはまったく異なる原理に依存している。X線ソフトウェアは、金属缶の壁の密度をベースラインとして使用し、それを差し引いて密封容器の中身を検査する。

ガラス、骨、高密度プラスチックの検出

缶詰工場では、非金属磨耗部品の影響を受けやすい分離式の機械を使用することが多い。また、農産物の中には畑の残骸を含むものもある。その結果、金属缶には、収穫された野菜から出た割れたガラス、小石、骨などが隠されていることが知られており、また、コンベヤシステムでは、高密度プラスチック（PTFEやアセタール）やプラスチックでできたガイドレールが破損している。

金属探知機では、ガラス、石、プラスチックを識別することはできない。しかし、X線システムは識別できる。ガラスや石は、X線グレースケール画像上では、密度の値が高いため、暗いスポットとして表示される。同様に、高密度のプラスチックやゴム製ガスケット（多くの場合、工業用）も、その密度によって検出できる。製造エンジニアは、X線透視システムによって、製品を密封する前に金属や非金属の汚染物質を特定して除去することができます。

汚染物質を超えて缶詰製造の価値を解き放つ

最新の生産機械は、投資効果を最大限に高める必要があります。X線透視システムは複数の品質管理サービスを提供できるため、単なる安全ツールではありません。製品の安全性を管理するための完全なシステムであり、製品の構成部品の欠落をチェックすることもできます。

正確な充填レベル検査

消費者保護法は、充填不足の缶に厳しい罰金を課すだけでなく、事業全体が起訴される危険性もある。過充填の缶はまた、製品の無駄（景品）であり、継ぎ目の完全性を損なうことで、ダブルシームのクロージングヘッドに悪影響を及ぼす可能性がある。

X線検査システムは、非常に詳細な検査と汚染物質のチェックを同時に行います。X線が缶を検査する間に、ソフトウェアが液体または固体の含有量を分析し、水平線をマッピングします。エンジニアはソフトウェアでゾーンパラメーターを設定します。内容物のラインが設定されたパラメーターを下回ったり上回ったりすると、システムは不合格を表示する。このようにして、工場管理者は、生産ラインを稼動させながら、直ちに投与装置を調整し、製品のギブアウェイを減らすことができる。

へこんだ缶とシールの欠陥の識別

缶の密閉性と形状は、製品の安全性と完全性に不可欠です。缶の継ぎ目にひどいへこみがあると、内部のライニングや真空シールが破損し、ボツリヌス菌が発生したり、製品が腐敗したりする危険性があります。

このソフトウェアにはエッジ検出アルゴリズムが搭載されている。缶がセンサーを通過すると、ソフトウェアは構造物の形状を分析する。ダブルシームのプロファイルと壁に欠陥がないかを調べます。壁がへこんでいたり、蓋が欠けていたり、側面がへこんでいたりすると、その缶は排除される。これにより、危険な製品や販売不可能な製品が店頭で販売されることがなくなる。

HACCPコンプライアンスとデータロギングの確保

B2B調達はコンプライアンスを重視する。GFSI、BRC、またはIFS認証による食品安全監査では、広範な文書化が要求される。監査員は、ハードウェア以上のものを求めている。監査員は、工場がアクティブで、システムでサポートされたモニタリングと品質イベントの記録が可能であることを確認したいのです。

工業用X線装置は高度なデータ記録装置です。システムソフトウェアは、機械を通過するすべてのユニットの時刻、日付、製品コードを記録します。さらに重要なのは、不合格になったユニットの画像を撮影し、記録することである。この画像は、欠陥や汚染の証拠となる。記録されたデータは、QAチームが問題を特定の上流設備まで追跡するために利用され、抜き打ち監査時にHACCPの完全遵守を証明する。

高速缶詰ラインへのX線システムの統合

適切なX線テクノロジーを選択することは、多くのステップのうちの最初のステップです。システムを実際の生産設備に組み込むことは非常に重要です。缶詰製造ラインは難しいものです。高速で重い製品を硬い容器に入れるため、特殊な機械的ソリューションが必要になります。

ライン上の戦略的配置

ライン設計者は、X線検査装置をラインに設置する最適な場所を考えなければなりません。缶詰の場合、シーマーの直後とケースパッカーの直前の2カ所に設置できます。

シーマーの後にX線を設置すれば、最初に問題を検出できます。つまり、フィラーやシーマーが金属を排出し始めたら、X線がそれを検出し、工場はラインを止めて汚染された製品の量をコントロールすることができる。しかし、このような場所は洗浄水分が多く、速度も変動しがちです。

ケースパッカーの直前にX線を設置すれば、検査前の製品が最終状態にあることを確認できます。これにより、調理中（レトルト）やラベル貼付中に発生した可能性のある欠陥をX線で検査することができます。この場所は通常、速度がより安定している。しかし、この場所で製品の汚染が繰り返し発生する場合、すでに多くの缶がこの終点で破壊されなければならないことを意味する。つまり、ライン設計者は、上流設備の具体的な故障リスクを分析した上で決断しなければならない。

高スループットと拒絶メカニズムの管理

最新の缶詰製造技術では、缶詰製造のスピードは毎分1000缶から300缶にもなります。この速度では、製品がX線センサーに提示され、正確な機械的同期が実際に欠陥を除去していることが不可欠です。

缶は、カスタマイズ可能な特定のピッチでX線ビームに入射する必要がある。そうしないと、缶が接触した場合、画像処理ソフトウェアが不合格と判定してしまうからです。このような事態を避けるため、エンジニアはタイミングスクリューやトランスファスクリューを使用し、検査ゾーンの手前でカスタムメイドの間隔を設定します。

高速では、特に重い金属缶では、拒絶機構が極めて重要になる。高エネルギーの缶は重大な傷害を引き起こす可能性がある。たとえば、標準的な機械的プッシャーは、拒否された缶をへこませたり、へこませたり、破裂させたり、こぼしたりする可能性があり、近くの受け入れ可能な缶が押し倒される原因になります。そのため、エンジニアは高速エアブラストリジェクターとサーボ駆動ダイバーターを指定します。さらに、コンプライアンス基準では、リジェクト確認センサーが必要です。このロック可能なリジェクトセンサーは、リジェクト対象がリジェクトシステムを越えてラインを続行しなかったことを確認します。

食品検査における放射線の懸念への対応

工場管理者は、工業用X線検査システムの安全性について頻繁に質問を受けます。購入者とオペレータの信頼を確保するためには、X線検査の物理的な仕組みを理解する必要があります。

• フード 安全性: 工業用食品検査では、低線量の電離放射線が使用される。X線は食品の栄養価、食感、味に影響を与えることなく通過する。食品が放射性物質に汚染されることはなく、また汚染されることもない。
• オペレーター 安全性: 最新のシステムは、極厚のステンレス製キャビネット、鉛フリーの放射線カーテン、入口と出口に厚いカーテンを備えている。X線エネルギーは構造内に封じ込められる。外側の放射線レベルは、人間の自然被曝による放射線レベルを下回る。インターロックシステムは、キャビネットのドアが開くとX線発生装置を停止させる。
• コンプライアンス： X線検査システムは、FDA、WHO、地元の原子力当局に完全に準拠しています。

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