De röntgeninspectietechnologie voor voedingsmiddelen is kwaliteitscontrole op het hoogste niveau. Met behulp van de verpakkingsdoordringende capaciteiten van de technologie kunnen kwaliteitscontroleurs de aanwezigheid van vreemde voorwerpen in soorten verpakkingen vaststellen, vulniveaus van verpakkingen verifiëren en de productintegriteit van verpakkingen voor consumentenveiligheid bevestigen. De technologie is een betrouwbare methode die essentieel is voor het bieden en garanderen van naleving van de voedselveiligheidsnormen en productie-efficiëntie in snelle productielijnen voor voedingsmiddelen.

Door de alsmaar groeiende vraag van consumenten naar voedingsmiddelen en de aangescherpte normen voor voedselveiligheid en regelgeving staan voedingsmiddelenfabrikanten voor grote operationele en productie-uitdagingen. Het terugroepen van voedingsmiddelen kan financieel verwoestend zijn, hoge operationele kosten met zich meebrengen en de reputatie van een merk aantasten. Daarom moeten voedselinspectiesystemen worden geïntegreerd in de productielijn om het risico op besmetting te beperken. Door de tekortkomingen van traditionele inspectiemethoden, vooral voor modernere flexibele voedselverpakkingen, is voedselinspectie met röntgenstralen de perfecte oplossing geworden voor deze modernere flexibele voedselverpakkingen. Destructieve tests en fysiek contact met verpakte producten zijn niet nodig bij röntgeninspectie. Deze gids richt zich op de röntgeninspectiemechanismen van de technologie, de röntgeninspectiesystemen van de industrie en de röntgeninspectiesystemen voor de unieke vereisten van verpakkingslijnen in blik.

Wat is voedselinspectie met röntgenstralen en hoe werkt het?

Voedselinspectiesystemen die gebruik maken van röntgenstralen zijn gebaseerd op het meten van de mate van massa en de dichtheid van het product. Het systeem bestaat uit drie hoofdelementen: de röntgengenerator, een lineaire diode-array sensor en een industriële computerprocessor.

Een generator stuurt een laag-energetische röntgenstraal naar de transportband en elke röntgenstraal wordt gericht op individuele verpakte producten of grondstoffen. Terwijl de verpakkingen door de röntgenbundel gaan, absorberen de verschillende materialen van de verpakkingen de röntgenenergie, afhankelijk van de samenstelling van de materialen. Er wordt bijvoorbeeld meer energie geabsorbeerd door dichte vreemde materialen, zoals staal, glas en steen, in vergelijking met de absorptie van minder dichte materialen, zoals water, vet en lucht.

Er is een sensor die de energie meet van de röntgenstraal die door de verpakking is gegaan om mogelijke verontreinigingen te detecteren. De computer verwerkt de energiemeting en maakt een afbeelding in grijstinten. Voor meer detail wordt het beeld opgebouwd uit dichte materialen met een donkere kleur. De software implementeert verfijnde algoritmes om het beeld binnen milliseconden te evalueren en strenge kwaliteitsnormen te handhaven. Als de software een donker gebied vindt dat wijst op vreemd materiaal dat buiten het aanvaardbare basislijnbereik valt, start de software het afkeurmechanisme om het product uit het productieproces te verwijderen.

In tegenstelling tot een typisch metaaldetectiemechanisme is dit type detectie van verontreinigingen veel geavanceerder. Metaaldetectors lezen hun omgeving door gebruik te maken van elektromagnetische velden. Ze vertrouwen erop dat het vreemde lichaam een gedragsverandering in het elektromagnetische veld teweegbrengt door een geleidend of magnetisch veld te creëren. Röntgentechnologie werkt echter onafhankelijk van elektromagnetische velden en maakt gebruik van de aan- of afwezigheid van vreemde voorwerpen om "door" belemmerende materialen heen te kijken en zo een breed scala aan vreemde voorwerpen te identificeren.

De röntgentechnologie kan een breed scala aan verpakkingsontwerpen verklaren, omdat deze gebaseerd is op dichtheid, in tegenstelling tot andere technologieën die afhankelijk zijn van geleidbaarheidsmetingen voor een specifiek product.

Toepassingen in verschillende voedingssectoren

Segmenten in de voedingsindustrie vereisen verschillende gradaties van kwaliteitsgarantie. Als gevolg daarvan moeten lijnontwerpers nauwkeurig zijn in het type inspectieapparatuur dat nodig is om specifieke potentiële gevaren van elk segment aan te pakken. De veelzijdigheid van röntgeninspectiesystemen betekent dat ze in de meeste verwerkingsomgevingen werken.

Vlees en gevogelte

Fysieke gevaren zijn inherent aan de verwerking van vlees en gevogelte. Deze omvatten de verontreiniging van het vlees met verkalkte botfragmenten, gebroken roestvrijstalen messen en injectienaalden. Daarnaast heeft rauw vlees een hoog vocht- en zoutgehalte. Dit resulteert in een zeer sterk "producteffect" waardoor de meeste metaaldetectors het vlees afkeuren. Röntgentechnologie negeert echter vocht en zout en identificeert bot- en metaalfragmenten nauwkeurig.

Bakkerij en snacks

Om producten vers te houden en vocht buiten te houden, gebruiken de bakkerij- en snacksector gemetalliseerde folies en aluminiumfolie voor hun verpakkingen. Als producten eenmaal in deze aluminium folies zijn verpakt, kunnen conventionele metaaldetectoren ze niet beoordelen. De energie van röntgeninspectiesystemen voor voedingsmiddelen gaat gemakkelijk door metaal heen. Hierdoor kunnen röntgendetectoren metaaldraden en steentjes (die in noten kunnen zitten) vinden, zelfs als de verpakking gesloten is, waardoor verontreinigingen met vreemd materiaal worden voorkomen.

Conserven en verpakte goederen: De ultieme uitdaging

Röntgentechnologie is van groot belang in de vleesindustrie en de bakkerij-industrie, maar voor de conservenindustrie is het noodzakelijk om de productkwaliteit te handhaven. De moeilijkste producten voor kwaliteitscontroleurs zijn ingeblikte en verpakte goederen. Kwaliteitscontroleurs stuiten op een absolute barrière als het gaat om metalen blikken. Bij een metalen cilinder zijn traditionele detectiemethoden volledig ineffectief tegen vreemde verontreinigingen. Daarom is voedselinspectie met röntgenstralen in een conservenfabriek geen optionele toevoeging, maar een fundamenteel vereiste om kostbare terugroepacties te voorkomen. De rest van deze gids belicht de unieke problemen van verpakkingslijnen in blik en toont aan dat röntgentechnologie het ultieme antwoord is op deze problemen.

Röntgendetectie vs. metaaldetectie: Een vergelijkingstabel

Om te onderzoeken op welke verschillende manieren de traditionele systeembenadering storingen veroorzaakt op conservenlijnen, moet een ingenieur de verschillende manieren waarop beide systemen werken op een fundamenteel niveau beoordelen. De volgende tabel geeft een overzicht van de operationele verschillen en toepassingslimieten van metaaldetectie versus röntgeninspectie.

Diep duiken: Waarom ingeblikt voedsel meer röntgenstralen dan metaaldetectoren vereist

Conservenlijnen verwerken en bewegen met grote, hoge snelheden en zijn gemaakt van stijf, niet-transparant materiaal. Deze omstandigheden vereisen een detectiesysteem dat de verpakking kan negeren en met de inhoud kan werken.

De blinde vlek van metaalverpakkingen overwinnen

Metaaldetectors werken door een elektromagnetisch veld in te stellen. Wanneer een metalen voorwerp door dat veld beweegt, wordt een onderbreking geactiveerd en wordt het voorwerp van de lijn verwijderd. De gebruikte metalen verpakking, vaak blik en aluminium, is een geleider. Wanneer een metalen blikje naar de metaaldetector wordt getransporteerd, veroorzaakt dat blikje een extreem grote onderbreking (of vele onderbrekingen) in het veld. Dit staat bekend als het kooi-effect van Faraday. De detector kan niets zien van wat er in het blikje verpakt zit.

Lijnarchitecten kunnen geen metaaldetectoren gebruiken als onderdeel van het inspectieproces van verzegelde blikken. Als een faciliteit metaaldetectoren gebruikt, moeten deze vóór het vul- en afsluitproces worden geplaatst. Dit creëert een enorme blinde vlek. Als een machine defect raakt tijdens het vullen of sealen, wordt het blikje in kwestie door de toeleveringsketen gestuurd als een blikje dat gevaarlijke materialen bevat. Dit is waar röntgentechnologie van pas komt. Röntgenstralen werken op een heel ander principe dan metaaldetectoren, die magnetische velden gebruiken. De röntgensoftware gebruikt de dichtheid van de metalen blikwand als basislijn en trekt dat af om de inhoud van de afgesloten verpakking te inspecteren.

Glas, botten en kunststoffen met hoge dichtheid detecteren

Conservenfabrieken gebruiken vaak disjunctieve machines die gevoelig zijn voor niet-metalen slijtdelen. Ook kunnen sommige landbouwproducten afval van het veld bevatten. Daarom is bekend dat in metalen blikken gebroken glas, steentjes of botjes van de geoogste groenten en gebroken geleiderails van kunststoffen met een hoge dichtheid (PTFE of acetaal) en kunststoffen in het transportsysteem verborgen kunnen zitten.

Metaaldetectors zullen nooit glas, stenen of plastic kunnen identificeren. Röntgensystemen echter wel. Glas en stenen verschijnen op de röntgenfoto als donkere vlekken door de hogere dichtheidswaarden die ze bezitten. Ook kunststoffen met een hoge dichtheid en rubberen pakkingen (vaak van industriële kwaliteit) kunnen worden gedetecteerd vanwege hun dichtheid. Productietechnici kunnen dankzij de röntgensystemen zowel metalen als niet-metalen ongevaarlijke verontreinigingen identificeren en verwijderen voordat het product wordt geseald.

Verder dan verontreinigingen: Waarde ontsluiten in de conservenproductie

Moderne productiemachines moeten zoveel mogelijk waar voor hun investering bieden. Röntgensystemen kunnen meerdere diensten voor kwaliteitscontrole leveren en zijn daarom meer dan eenvoudige veiligheidsmiddelen. Het zijn complete systemen voor de controle van productveiligheid, die zelfs controleren op ontbrekende productonderdelen.

Nauwkeurige inspectie van het vulniveau

Consumentenbeschermingswetten leggen zware boetes op voor ondergevulde blikken en het risico bestaat dat het hele bedrijf wordt vervolgd. Een overvol blikje is ook productverspilling (giveaway) en kan de sluitkop van de dubbele naad negatief beïnvloeden door de integriteit van de naad aan te tasten.

Röntgensystemen voeren zeer gedetailleerde inspecties uit en controleren tegelijkertijd op verontreinigingen. Terwijl de röntgenstralen het blik onderzoeken, analyseert de software de vloeibare of vaste inhoud en brengt een horizontale lijn in kaart. Ingenieurs stellen de zoneparameters in de software in. Als de inhoudslijn onder of boven de ingestelde parameters valt, geeft het systeem een afkeuring aan. Op deze manier kunnen fabrieksmanagers onmiddellijk de doseerapparatuur aanpassen en de productweggave verminderen, terwijl de productielijn blijft draaien.

Blikjes met deuken en deuken in de afdichting herkennen

De hermetische afsluiting en de geometrie van het blik zijn van vitaal belang voor de veiligheid en integriteit van het product. Beschadigde blikken kunnen meer zijn dan alleen cosmetisch - sterke deuken in de naad van het blik kunnen de interne voering of vacuümafdichting verbreken, waardoor het risico op botulisme ontstaat en het product bederft.

De software is uitgerust met algoritmes voor randdetectie. Wanneer een blikje langs de sensoren beweegt, analyseert de software de geometrie van de structuur. Het onderzoekt het dubbele naadprofiel en de wanden op defecten. Als het systeem een gedeukte wand, een ontbrekend deksel of een gedeukte flank vindt, wordt het blikje geëlimineerd. Dit zorgt ervoor dat er geen gevaarlijke of onverkoopbare producten in de winkels terechtkomen.

Zorgen voor HACCP-naleving en datalogging

B2B-inkoop is gericht op naleving. Voedselveiligheidsaudits met GFSI-, BRC- of IFS-certificeringen vereisen uitgebreide documentatie. Auditors kijken naar meer dan alleen de hardware. Ze willen zien of de fabrieken in staat zijn tot actieve, systeemondersteunde bewaking en registratie van kwaliteitsgebeurtenissen.

Industriële röntgenmachines zijn geavanceerde dataloggers. De systeemsoftware registreert de tijd, datum en productcode van elk apparaat dat door de machine gaat. Nog belangrijker is dat de machine een beeld vastlegt en registreert van elk apparaat dat wordt afgekeurd. Deze afbeelding vormt het bewijs van het defect of de vervuiling. De vastgelegde gegevens worden door QA-teams gebruikt om het probleem te traceren naar specifieke apparatuur stroomopwaarts, zodat volledige naleving van HACCP tijdens onaangekondigde audits kan worden aangetoond.

Röntgensystemen integreren in inbliklijnen met hoge snelheid

Het kiezen van de juiste röntgentechnologie is de eerste van vele stappen. De integratie van het systeem in de eigenlijke productieopstelling is van groot belang. Conservenlijnen kunnen lastig zijn. Ze vereisen specifieke mechanische oplossingen voor hun combinatie van hoge snelheid en zware producten in harde containers.

Strategische plaatsing aan de lijn

Lijnarchitecten moeten uitzoeken wat de beste plek is voor het röntgenapparaat op de lijn. Ingeblikte goederen kunnen op twee locaties worden geplaatst: direct na de naaimachine of aan het einde van de lijn net voor de casepacker.

Als de röntgenstralen na de naaimachine worden geplaatst, kunnen ze problemen als eerste opsporen. Dit betekent dat als de vuller of naaimachine metaal begint af te werpen, de röntgen dit zal detecteren en de fabriek in staat zal zijn om de lijn te stoppen en de hoeveelheid vervuild product te controleren. Deze locaties hebben echter de neiging om veel vocht te wassen en ze fluctueren in snelheid.

Als de röntgenstralen vlak voor de casepacker worden geplaatst, kunnen ze ervoor zorgen dat het product in zijn uiteindelijke staat is voor inspectie. Zo kan de röntgen het product inspecteren op eventuele defecten die zijn opgetreden tijdens het koken (retorteren) of het aanbrengen van het etiket. Deze locatie heeft meestal consistentere snelheden. Echter, als op deze locatie een terugkerende daling in productvervuiling optreedt, betekent dit dat er op dit eindpunt al veel blikken vernietigd moeten worden. Dit betekent dat de lijnarchitecten een beslissing moeten nemen op basis van een analyse van de specifieke faalrisico's van de upstream apparatuur.

Hoge doorvoer en afkeurmechanismen beheren

Bij de moderne inbliktechnologie kan de inbliksnelheid oplopen tot 1000 blikken per minuut en zelfs 300 blikken per minuut. Bij deze snelheid is het noodzakelijk dat het product aan de röntgensensor wordt aangeboden en de nauwkeurige mechanische synchronisatie de defecten daadwerkelijk verwijdert.

Blikjes moeten de röntgenstraal in gaan op een specifieke, aanpasbare afstand. Als ze elkaar anders raken, zal de beeldverwerkingssoftware valse afkeur vaststellen. Om dit te vermijden, gebruiken technici timerschroeven en/of transferschroeven, waarbij een aangepaste afstand nodig is voor de inspectiezone.

Bij hoge snelheden, vooral bij zware metalen blikjes, kan het afwerpmechanisme uiterst kritisch zijn. Blikjes met hoge energie kunnen ernstig letsel veroorzaken. Standaard mechanische pushers kunnen bijvoorbeeld het afgekeurde blikje indeuken, indeuken, scheuren en/of morsen, waardoor in de buurt acceptabele blikjes worden omgeduwd. Daarom specificeren technici hogesnelheids-luchtdrukuitwerpers en servogestuurde wisselaars. Bovendien vereisen de compliancenormen een afkeurbevestigingssensor. Deze vergrendelbare afkeursensor geeft de bevestiging dat het afgekeurde blikje niet gewoon verder door de lijn liep voorbij het afkeursysteem.

Stralingsrisico's aanpakken bij voedselinspecties

Fabrieksmanagers krijgen vaak vragen over de veiligheid van industriële röntgensystemen. Om het vertrouwen van de koper en de operator te garanderen, moeten de systemen inzicht geven in de fysica van röntgeninspectie.

• Voedsel Veiligheid: Voor industriële voedselinspectie wordt ioniserende straling met een lage dosis gebruikt. De röntgenstralen gaan door het product heen zonder de voedingswaarde, textuur of smaak van het voedsel te beïnvloeden. Het voedsel is niet en zal nooit radioactief zijn of radioactieve besmetting hebben.
• Exploitant Veiligheid: Moderne systemen hebben een extreem dikke roestvrijstalen kast, loodvrije stralingsgordijnen en dikke gordijnen bij de in- en uitgang. De röntgenenergie blijft binnen de structuur. De stralingsniveaus buiten liggen onder de stralingsniveaus als gevolg van menselijke blootstelling aan de natuurlijke achtergrond. Het vergrendelingssysteem schakelt de röntgengenerator uit wanneer de deuren van de kast worden geopend.
• Naleving: Röntgeninspectiesystemen voldoen volledig aan de eisen van de FDA, WHO en de plaatselijke autoriteiten voor atoomenergie.

Als alle veiligheids- en technische problemen zijn opgelost, hangt het uiteindelijke succes van uw kwaliteitscontrole af van de naadloze integratie van de lijn. Klaar om een 'röntgenklaar' inblikproces te ontwikkelen? Neem contact op met onze technische experts vandaag nog om een hoge snelheids verpakkingslijn die perfect synchroniseert met inspectiesystemen van topklasse.