Neben Metalldetektoren hat der Einsatz der Röntgeninspektion in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen. Der Vorteil: Die Systeme erkennen nicht nur Fremdkörper, sie übernehmen auch eigenständig andere wesentliche Aufgaben in der Inline-Qualitätskontrolle. Der Maschinenbauer Minebea Intec zeigt dies mit verschiedenen Technologien für die Produktsicherheit.
Qualität und Sicherheit durch das Aufspüren von Fremdkörpern zu garantieren, gehört zu den anspruchsvollsten Aufgaben in der Qualitätskontrolle. Oft handelt es sich um Glas-, Metall- oder Kunststoffteile, die schwierig oder teils gar nicht zu erkennen sind. Hinzu kommt: Wo hohe Geschwindigkeiten in der Produktion den Takt vorgeben, braucht es mehr als eine manuelle Sichtkontrolle. Gefragt sind aus der Sicht von Automatisierungsspezialisten daher Technologien, die eine frühzeitige Fremdkörperdetektion und das eigenständige Ausschleusen fehlerhafter Produkte gewährleisten. Ein solches System stellte Minebea jüngst dem Schokoladenhersteller Ludwig Weinrich mit dem Metalldetektor Mitus zur Verfügung. Clou der Anlage ist die fortschrittliche MiWave-Technologie. Sie arbeitet mit mehreren simultanen Hochfrequenzwellen und ermöglicht dadurch eine präzisere Detektion bei unterschiedlichen Produktvarianten. „So können wir auch schwierig zu kontrollierende Produkte, die einen großen Produkteffekt aufweisen, zuverlässig überwachen“, betont Linus Dellweg. „Besonders bei Schokoladenprodukten, deren Zusammensetzung und Konsistenz stark variieren, spielt diese Technik ihre Stärken aus“, so der Minebea-Produktmanager. Erhältlich ist die Anlage als Band-, Freifall- oder Rohrleitungsausführung.
Röntgeninspektion
Neben Metalldetektoren rückt auch der Einsatz von Röntgeninspektionssystemen zunehmend in den Mittelpunkt der Fremdkörperkontrolle. Denn die Systeme erkennen nicht nur Verunreinigungen, sie ermöglichen auch Inline-Qualitätskontrollen wie die Gewichtsbestimmung, das Zählen von Komponenten, die Erkennung von fehlenden oder fehlerhaften Produkten, die Füllstandskontrolle und die Überprüfung der Unversehrtheit von Verschlüssen. Als Teil eines HACCP-Konzepts tragen sie dazu bei, die zunehmenden Anforderungen an die Produktsicherheit zu erfüllen und Produzenten vor kostspieligen und markenschädigenden Rückrufaktionen zu schützen.
So funktioniert’s
Die Systeme funktionieren ähnlich wie Röntgengeräte an Flughäfen, die aus Sicherheitsgründen Gepäckstücke kontrollieren. Das Produkt läuft auf einem Förderband mit konstanter Geschwindigkeit durch den Röntgenstrahl. Während sich das Lebensmittel weiterbewegt, wird in regelmäßigen Abständen, etwa alle 0,8 Millimeter, eine neue Bildzeile erzeugt. Nachdem das Produkt vollständig erfasst wurde, wird das so gewonnene Graustufenbild analysiert und auf Fremdkörper untersucht.
„Die Systeme erkennen kontaminierte Produkte daran, dass Fremdkörper wie Metall Röntgenstrahlen stärker absorbieren als das eigentliche Lebensmittel“, erklärt Liang Mengqi, Global Product Manager bei Minebea. „Daher hängt der Erfolg der Erkennung von der Dichte der Fremdkörper ab.“ So kann das Röntgengerät beispielsweise einen zwei Millimeter dicken Metalldraht in einem Joghurt erkennen, bei dem ein herkömmlicher Metalldetektor kaum eine Chance hätte. Denn der Metalldetektor wird durch die Aluminiumfolie der Joghurtverpackung gestoppt.
Info
Fremdkörper sind eine der häufigsten Ursache für Lebensmittelrückrufe. Aktuellen Berichten der Food and Drug Administration und der EU-RAPEX-Datenbank zufolge sind es bis zu 23 Prozent aller Rückrufe, die auf Fremdkörper in Lebensmitteln entfallen. Nur mikrobiologische Verunreinigungen und Fehler bei der Allergenkennzeichnung führen häufiger zu Rückrufen. Die damit verbundenen Kosten und Imageschäden für Lebensmittelproduzenten sind enorm.
Wie wählt man das richtige Röntgensystem aus?
Minebea bietet ein breites Portfolio an Röntgensystemen für die Inspektion von verpackten Produkten. Typische Anwendungen sind Kartons, Schachteln, Beutel, Schalen und Portionspackungen, die eine Vielzahl von trockenen oder flüssigen Lebensmitteln enthalten können. Um ein geeignetes Röntgensystem für die Produktion auszuwählen, müssen das Produkt und seine Ausrichtung berücksichtigt werden. In der Lebensmittelindustrie sind Systeme mit oben montierten Röntgengeneratoren am häufigsten anzutreffen, bei denen der Röntgenstrahl direkt von oben auf das Produkt trifft. Diese Prüfsysteme werden in der Regel am Ende einer Verarbeitungslinie installiert und prüfen die verpackten Lebensmittel. Zu diesem Zweck werden die Verpackungen flach auf dem Band positioniert, sodass der Röntgenstrahl eine möglichst geringe Verpackungsdicke durchdringen kann, was zu einer höheren Nachweisempfindlichkeit führt.
Für stehende Produkte
Die Inspektionssysteme Dylight und Dymond zeichnen sich durch ein hygienisches Design und eine hohe Nachweisempfindlichkeit aus. Systeme mit seitlich angebrachtem Röntgengenerator, bei denen der Röntgenstrahl von der Seite auf das Förderband trifft, werden demgegenüber häufig für stehende Produkte wie Gläser mit Babynahrung eingesetzt. Auch in diesem Fall muss das Produkt so ausgerichtet werden, dass es das Detektorsystem mit der aufrechten Seite zum Röntgenstrahl hin passiert. Der Dymond S als Sideshooter-Gerät kombiniert hohe Nachweisempfindlichkeit mit geringem Stromverbrauch. Optional kann das Gerät in einer kurvenförmigen Konfiguration geliefert werden – und ist damit geeignet für Szenarien, in denen nur wenig Platz zur Verfügung steht. Dymond D ist ein Zwei-Strahl-Röntgenprüfsystem, das zwei Röntgenbilder in einem 90-Grad-Winkel erzeugt. Ob Dosen, Tetra Paks oder Gläser, die Mehrseitenprüfung eröffnet den Herstellern eine Fülle von Möglichkeiten bei der Produktgestaltung.
Auch für Rohstoffe
Erst kürzlich auf den Markt gekommen, ist das Röntgenprüfsystem Dypipe für viskose und flüssige Produkte. „Dypipe ist mit einem Prüfkörpereinführsystem ausgestattet, das eine Verifizierung im Live-Betrieb ermöglicht“, sagt Mengqi. „So können Produzenten jederzeit sicher sein, dass ihre Prozesse reibungslos und sicher ablaufen.“ Um den hohen Hygieneanforderungen bei Fleischanwendungen gerecht zu werden, ist Dypipe mit einem leicht zu öffnenden Separator ausgestattet. Eine weitere Ausführung ist Dymond Bulk zur Inspektion von Schüttgütern. Fremdkörper wie Steine oder Metall werden konsequent von dem Gerät erkannt und aus dem Materialfluss entfernt, um sowohl Produkte als auch Maschinen zu schützen. Auch Rohstoffe wie Gemüse, Nüsse, Trockenfrüchte oder Cerealien lassen sich überprüfen: Ein optionaler Multisegmentabscheider mit vier Segmenten gewährleistet hier die gezielte Ausschleusung von Fremdkörpern aus dem Produktstrom.
Siegelnahtprüfung von farbigen Verpackungen
Genauso wichtig wie die Kontrolle auf Verunreinigungen ist die Prüfung auf Verpackungsfehler. Denn bereits kleinste Verunreinigungen oder Beschädigungen können zu Undichtigkeiten und damit zum Verderb des Inhalts führen. Minebea bietet zu diesem Zweck das Vision-System VisioPointer, welches die Integrität von Siegelnahtverbindungen von Deckfolien überprüft. Das System nutzt die Methoden der hyperspektralen Bildverarbeitung und ist damit in der Lage, Informationen über die Materialeigenschaften der untersuchten Objekte zu sammeln, einschließlich solcher, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Standardmäßig ist das System mit drei Kameras, mehreren Beleuchtungsarten sowie optionalen Seiten- und Satellitenkameras für die mehrseitige Analyse ausgestattet. Zudem sind weitere parallele Prüfschritte möglich. Klassische optische Inspektionsvorgänge wie die Überprüfung der korrekten Platzierung eines Etiketts, das Lesen und Auswerten beispielsweise des Datums sowie die Lesbarkeit eines Bar- oder QR-Codes lassen sich ebenso in die optische Prüfung integrieren und um zusätzliche Kriterien wie Farbe, Form oder Platzierung des Verpackungsinhalts erweitern. (mb)
