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Röntgentechnik zur Fremdkörpererkennung in Lebensmitteln

In der letzten Zeit mussten von verschiedenen Lebensmittelherstellern eine Reihe von aufwendigen Rückrufaktionen wegen Fremdkörpern im Endprodukt durchgeführt werden. Ein großer Teil dieser sehr teuren Aktionen hätte durch eine verbesserte Fremdkörperdetektion in der Roh- und Fertigware vermieden werden können. Auch der Gesetzgeber drängt auf Einsatz von Fremdkörperdetektoren nach dem neuesten Stand der Technik.

» Einsatz von Röntgentechnik für verschlossene Verpackungen

Fremdkörper in geschlossenen Verpackungen wie Dosen, Gläsern oder in Verpackungen mit metallischen Anteilen (Aluminium) waren bisher kaum zu erkennen. Mit Hilfe der Röntgentechnik kann ein großer Teil dieser Verunreinigungen aufgespürt und kontaminiertes Produkt ausgeschleust werden.

Glassplitter, Steine, Knochen, Gräten und Metallteile werden erkannt. Auch in Bereichen, in denen herkömmliche Metalldetektoren nicht eingesetzt werden können, z. B. Weißblech- oder Aluminiumdosen sowie metallisierte Folienbeutel, ist Röntgentechnik einsetzbar. Ebenso können Glassplitter im Glasbehälter oder Metallteilchen in Blechdosen erkannt werden.

» Sicherheit

Durch neutrale Institute wie z. B. den technischen Überwachungsverein (TÜV) wurde bestätigt, dass die Umwelt durch die Röntgenquelle in keiner Weise beeinträchtigt wird. Die Maschinen entsprechen den europäischen und US–amerikanischen Standards. Die Zugangsbereiche sowie die Abdeckung des Transportbandes sind doppelt verriegelt und mit Endschaltern gesichert. Die äußere Abstrahlung der Anlage ist mit unter 1 µSv/h fast nicht mehr messbar.

Auch eine Beeinflussung des Lebensmittels selbst durch die Röntgentechnik ist ausgeschlossen. Die Produkte, die mit Röntgendetektoren untersucht werden, unterliegen einer sehr geringen Strahlendosis, die ca. 1/1000 der durch die Bestrahlungsverordnung für Messzwecke erlaubten Dosis entspricht.

» Arbeitsweise

Ein Hochspannungsgenerator versorgt eine Röntgenröhre, die über ein Kühlsystem verfügt, mit einer einstellbaren Spannung zwischen 0 und 100 kV bei einer max. Stromstärke von 75 mA.

Abb. Röntgen- technik

Die Röntgenstahlen werden dann zu einem Vorhang gebündelt und über ein Leitsystem in Richtung Röntgendetektor geleitet. Das zu untersuchende Produkt wird zwischen Röntgenquelle und Detektor hindurch geführt. Die Detektorzellen reagieren auf Röntgenstrahlen und bilden eine Linie des erzeugten Bildes ab. Dadurch ist eine Detektion von sehr kleinen Fremdkörpern möglich.

Je nach Produkt kann die Intensität der Röntgenstrahlen in der Spannung (kV) angepasst werden. Ein größerer Teil des Strahlenbündels erreicht den Detektor und das Bild wird deutlicher. Durch eine Erhöhung der Stromstärke (mA) an der Röntgenröhre verdichten sich die Strahlen und die Geschwindigkeit erhöht sich. Ein Hochleistungsrechner sorgt für eine automatische Anpassung.

Jeder Gegenstand, der Röntgenstrahlen absorbiert, führt zu einer Schwächung der Strahlungsintensität, die von den Sensoren erfasst wird. Dabei ist nicht die Größe des Fremdkörpers, sondern dessen Dichte und Stärke für die Erkennung ausschlaggebend. Auf dem Kontrollbildschirm sind die Fremdkörper als dunkle Flecken oder Punkte im Produkt erkennbar.

Zwei Möglichkeiten der Fremdkörpererkennung bestehen:

» Detektion mittels Grauwertschwellen

Bei dieser Methode werden voreingestellte Grenzwerte verglichen, bei deren Überschreitung der Ausscheidemechanismus aktiviert wird. Diese Anwendung erfordert eine Differenz in der Dichte zwischen Gutprodukt und Fremdkörper. Insbesondere bei Produkten mit konstanter Schichthöhe oder Dicke bietet sich dieses Verfahren an.

» Detektion mittels Bildverarbeitung

Das System erfasst das Komplettbild des Produktes. Dabei werden Schwankungen der Produktdicke oder Dichte in Rechnung gestellt und der Effekt der Verpackung ausgeblendet. Es bietet darüber hinaus den Vorteil, Bildpunkte Pixel) kombinieren zu können. Dadurch können Fremdkörper besser erkannt werden.

Dieses Verfahren bietet sich für dosenoder glasverpackte Produkte an. Darüber hinaus können Produkte mit unterschiedlichen Dicken oder inhomogener Dichteverteilung hervorragend kontrolliert werden.

» Gerätetypen

Die IXUS der Fa. Best ist speziell geeignet für die Kontrolle von Produkten in Flach- und Weichpackungen sowie auch für unverpackte Produkte. Das Produkt liegt flach auf dem Transportband und wird von oben nach unten durchleuchtet.

Abb. IXUS

Produktbeispiele sind Trockenfrüchte, verpackte Snack´s, Süßwaren, Fertiggerichte in Menüschalen, Pizza usw. Das Model IXUS Jar wurde speziell zur Kontrolle von Gläsern, Dosen oder Flaschen entwickelt. Das Produkt wird der Maschine mit einem Standard-Transportband zugeführt. Die Durchleuchtung erfolgt horizontal. Speziell für die Erkennung von Glasscherben in Glasverpackungen oder Metallteilen in Weißblech oder Aluminiumdosen ist die IXUS Jar geeignet. Ausschleussysteme, die dem zu kontrollierendem Produkt und der gewünschten Linienleistung angepasst sind, gehören zum Lieferumfang. Blasdüsen, Pusher, Segmentausscheidesysteme und andere Optionen sind verfügbar.

Röntgenprüfgeräte werden überall dort eingesetzt, wo hohe Anforderungen an Produktqualität und Leistung gestellt werden. Auch für Produkte mit metallischer oder metallhaltiger Verpackung, die mit herkömmlichen Metalldetektoren nach dem Induktionsprinzip nicht mehr untersucht werden können, bietet sich Röntgentechnik zur Fremdkörpererkennung an.

Durch Einsatz von Fremdkörperdetektoren nach dem Röntgenprinzip können die Risiken in der Lebensmittelproduktion deutlich reduziert werden, ohne die Arbeits- und Lebensmittelsicherheit zu beeinträchtigen.

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