Essen mit Durchblick: Mit Röntgen-Technologie lassen sich Lebensmittel zuverlässig auf Fremdkörper überprüfen. (Bild: Fotolia - dreamer82)
- Röntgen-Prüfsysteme bieten eine zuverlässige Möglichkeit, auch nicht-metallische Fremdkörper in Lebensmitteln zu erkennen und hohe Qualitätsstandards zu erfüllen.
- Jenseits der Detektion von Fremdkörpern ist mit der Röntgen-Technologie auch das Erkennen von Produktmängeln und das Erfassen von Füllständen möglich, auch bei verschlossenen metallischen Verpackungen.
- Lernfähige Algorithmen erhöhen die Präzision eines Röntgen-Prüfsystems bei wiederkehrenden Aufgaben. Anhand der protokollierten Daten ist lückenloses Rückverfolgen jedes einzelnen kontrollierten Produktes möglich.
Die Röntgen-Technologie ist sehr effizient beim Aufspüren von Verunreinigungen und bietet darüber hinaus noch weitere nützliche Möglichkeiten der Qualitätskontrolle.
Mit jedem Prüfvorgang präziser
Röntgen-Prüfsysteme lassen sich problemlos an jeder Stelle der Produktionslinie integrieren – vor und nach dem Verpackungsprozess. Zur Fremdkörperkontrolle misst das System die Dichte eines Produkts. Ein Röntgenstrahl wird durch das Prüfobjekt geleitet und ein Fotodioden-Array nimmt die eintreffenden Strahlen auf. Die Fotodioden geben abhängig vom Niveau der empfangenen Röntgenstrahlung ein Signal aus. Dieses wird anschließend in ein Graustufenbild umgewandelt. Sind Einschlüsse vorhanden, die eine größere Dichte als das Produkt selbst aufweisen und daher weniger Röntgenstrahlung durchlassen, erscheinen sie auf dem Bild als dunkle Flecken. Hohlräume und Risse sind heller, da an diesen Stellen mehr Strahlung durchdringt.
Zoomansicht eines Fremdkörpers in einem Hackfleischbällchen.
Die Röntgen-Prüfsysteme von Ishida basieren auf der patentierten Technik eines lernenden genetischen Algorithmus: Durch die evolutionäre Bilddatenanalyse über mehrere Generationen hinweg erreichen die Maschinen eine hohe Prüfgenauigkeit. Da in der Lebensmittelherstellung zumeist wiederkehrende Kontaminationen auftreten, präzisiert jeder weitere Prüfvorgang das Protokoll für den Abgleich. Die Röntgen-Prüfsysteme lassen sich dann so einstellen, dass sie Produkte mit einem bestimmten Mängeltyp automatisch zurückweisen.
Was nicht schwimmt, wird aufgespürt
Anders als Metalldetektoren entdecken Röntgen-Prüfsysteme auch viele nichtmetallische Verunreinigungen. Eine Faustregel besagt: Sicher aufspüren lassen sich alle Fremdkörper, die nicht auf Wasser schwimmen. Dazu zählen Metall, Stein, Glas, Knochen, Keramik, Hartplastik, Gummi oder Schalensplitter. Hingegen nicht möglich ist die Identifikation von beispielsweise Holz, Insekten, Haaren, Fruchtkernen oder textilen Geweben. Die Mindestgröße der erkennbaren Partikel hängt ab vom Material und von der Empfindlichkeit des eingesetzten Systems. Die Röntgen-Prüfsysteme von Ishida finden bis zu 0,3 mm kleine Fremdkörper.
Identifikation einer beschädigten Wurst.
Im Vergleich zu Metalldetektoren bieten Röntgen-Prüfsysteme noch weitere Vorteile. Die Geräte erkennen Verunreinigungen auch in Metalldosen oder durch metallisierte Folien und sie können zudem die genaue Position der Verunreinigungen anzeigen. Dabei funktionieren die Systeme unabhängig von Temperatur, Salz- und Wassergehalt der Produkte und sie sind unempfindlich gegenüber Vibrationen der Umgebung. Mit einer Maskierungsfunktion lassen sich definierte Produktbereiche wie Verschlussclips von der Kontrolle ausschließen.
Die Lebensmittelindustrie erhält mit Röntgen-Prüfsystemen eine multifunktionale Qualitätskontrolle. Nicht nur Fremdkörper lassen sich detektieren, sondern auch weitere Produktmängel können ausgeschlossen werden. Deutlich zutage treten zum Beispiel Inkonsistenzen wie Hohlräume, fehlende oder beschädigte Produktteile sowie Produkteinschlüsse in den Siegelnähten. Darüber hinaus können die Systeme das Gewicht einzelner Produkte in einer Verpackung veranschlagen und die korrekte Zahl der Einheiten pro Packung prüfen.
Röntgenbild einer Schokoladentafel mit Riss.
Möglich ist auch eine Füllstandkontrolle. Ein Beispiel aus der Praxis: Beim Verarbeiten von Joghurt kann neben der zuverlässigen Fremdkörper- und Gewichtskontrolle die Füllstandmessung erfolgen. Sind die Becher in Sammelschalen platziert, ist eine herkömmliche Gewichtskontrolle nur für alle Becher in der Schale gemeinsam möglich. Weil es bei den Füllständen Toleranzen gibt, kann es passieren, dass in der Folge untergewichtige Becher ausgeliefert werden. Ein Röntgen-Prüfsystem aber kontrolliert das Gewicht und den Füllstand jedes einzelnen Bechers in einer Sammelschale. Die gleiche Technologie kommt zum Einsatz bei Bechern mit mehreren Kammern wie Joghurt mit separater Fruchtportion. Das Gewicht und der Füllstand jeder Kammer lassen sich einzeln prüfen.
Ein Röntgen-Prüfsystem im Einsatz beim Markenartikler Peter Kölln. (Bilder: Ishida)
Rückverfolgen ohne Lücken
Die Datenprotokollierung von Röntgen-Prüfsystemen ermöglicht für jedes einzelne Produkt den rückwirkenden Nachweis über fehlerfreie Produktions- und Verpackungsvorgänge. Zum Verfolgen von Chargen und Ausschuss lassen sich sämtliche Bildaufnahmen und visuellen Darstellungen dauerhaft speichern. Die Bilder und die dazugehörigen Daten einschließlich Uhrzeit- und Datumsstempel sind bei Bedarf zugänglich.
Vor der Anschaffung eines Röntgen-Prüfsystems sollten Lebensmittelhersteller zunächst Grenzwerte bestimmen, gegen welche Partikelgrößen von Verunreinigungen sie sich schützen wollen. Ishida prüft gemeinsam mit den Kunden, welches Niveau der Qualitätskontrolle zu erreichen ist und hilft anschließend bei der Umsetzung. Bedeutsam ist in diesem Zusammenhang auch, welche Stelle der Produktionslinie optimal für die Installation des Röntgen-Prüfsystems ist. Die Verfügbarkeit ist bei Röntgen-Prüfsystemen ein wichtiger Faktor. Das Bereitstellen eventuell benötigter Sonderfunktionen ist oftmals durch intelligente Software möglich.
Mit all diesen Möglichkeiten können Hersteller mithilfe von Röntgen-Prüfsystemen oftmals bei laufender Produktion Probleme beheben. Die Technologie schafft generell neue Parameter für die Kontrolle von Lebensmitteln und sie optimiert die Prüfung bestehender Parameter bei hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit.
Fachpack 2016, Halle 2 – 413