X-RAY-inspectie maakt complete controle mogelijk
Groeiende interesse, ondanks stevig prijskaartje
Door de steeds strengere eisen van retailers en hun klanten investeren steeds meer voedingsbedrijven in x-ray-detectoren. Hoewel deze duur zijn, kunnen ze meer opsporen dan andere, goedkopere detectietechnologieën. Het gebruik hiervan kan de producenten opgelegd zijn door hun afnemers, of zij kunnen hier ook zelf voor kiezen, om zo een concurrentieel voordeel te hebben. Of zo'n toestel effectief voldoende meerwaarde biedt, hangt natuurlijk af van de specifieke toepassing.
Belang van kwaliteitscontrole
De kwaliteit en voedselveiligheid van levensmiddelen zijn natuurlijk altijd al belangrijk geweest voor consumenten, maar dit verdient vandaag meer aandacht dan ooit tevoren.
De marges bij voedingsbedrijven staan immers onder druk, waardoor producenten alle verliezen door eventuele productiefouten, stilstanden, boetes of terugroepingen moeten zien te vermijden. Bovendien hebben consumenten met sociale media een laagdrempelig platform voorhanden om klachten tegenover verwerkers of retailers te uiten en een merk reputatieschade te berokkenen.
Kwaliteitscontroles zijn van economisch en ecologisch belang
Los van deze economische bedreigingen, is er ook het groeiend belang van duurzaamheid. Onnodig voedselverlies moet vermeden worden, dus streeft men een betrouwbare, effectieve controle na.
Producten die niet aan de gevraagde kwaliteit beantwoorden, moeten dus vroegtijdig uit de keten, maar dit mag natuurlijk niet om valse positieven gaan. Kwaliteitscontroles kunnen een gestroomlijnd, efficiënt proces garanderen.
Plaats in het proces
Zo'n kwaliteitscontrole kan op verschillende punten in het proces worden ingebouwd; vanaf de goederenontvangst tot aan de verpakkingslijn. Op productniveau kunnen we verscheidene technologieën onderscheiden.
Complementaire technologieën
Zo kunnen metaaldetectoren vreemde objecten opsporen als die metaaldeeltjes bevatten. Een röntgendetector gaat daarbij nog een stap verder en kan ook niet-metalen componenten detecteren. Visie-inspectiesystemen controleren dan weer vooral de info op de etiketten of de sealing van verpakkingen. Checkwegers tot slot gaan na of het verpakte product het juiste gewicht heeft.
Al deze technologieën hebben uiteraard hun voor- en nadelen qua prijs of gevoeligheid. Ze zijn complementair in hun werking, dus worden verschillende toestellen dikwijls gecombineerd doorheen het proces. Vandaag streeft men er ook naar om verschillende technologieën te combineren in één toestel.
Werking X-ray-detectoren
Röntgendetectoren hebben vooreerst een transportband die de te controleren producten met een constante snelheid doorheen de detectie-unit beweegt. Die unit bestaat uit een glazen röntgenbuis die de straling opwekt en doorheen het product stuurt, en een camera die de elektromagnetische golven opmeet.
De detectie kan overigens 'top-down' of in zij-aanzicht verlopen, afhankelijk van het verpakte product en hoe die verpakking op de transportband ligt of staat. Tegenwoordig kunnen zelfs beelden uit verschillende hoeken worden gecombineerd.
Hoewel de prijs daalt, is dit nog steeds het grootste nadeel van röntgendetectoren
Het gegenereerde beeld wordt weergegeven op een HMI, terwijl speciale gordijnen en tussenschotten de schadelijke straling naar operatoren toe beperken.
Bij een reject wordt het product mechanisch van de band gestoten. Dankzij de software kan dit worden bijgehouden in een rapport en worden teruggekoppeld naar een vorige processtap, voor een eventuele automatische bijregeling. Zo heeft de producent een bewijs in handen bij eventuele klachten, worden voedselverliezen tot een minimum beperkt en wordt de productiviteit conform de kwaliteitseisen gemaximaliseerd.
De specifieke componenten verklaren meteen de hoge aanschafprijs van deze detectoren, die drie keer zo hoog is ten opzichte van een metaaldetector. Bovendien is er ook een hoge cost of ownership, want de röntgenbuis en camera zijn onderhevig aan slijtage en moeten na verloop van tijd dus vervangen worden. Hoewel de prijs met de groeiende interesse - en dus stijgende productie-aantallen - daalt, is dit nog steeds het grootste nadeel van x-ray-detectie.
Wat is detecteerbaar?
Vreemde objecten
Het werkingsprincipe is gebaseerd op absorptie en is gelinkt aan de densiteit van de verschillende materialen: grote verschillen hierin zijn zichtbaar op de afbeelding in grijstinten. De basisregel is dat alles wat zinkt in water en dus een groter soortelijk gewicht heeft dan 1 g/ml, detecteerbaar is met een röntgenapparaat. Naast metaal - en dit met een hogere gevoeligheid dan metaaldetectoren - gaat het bijvoorbeeld ook om glas, steen, rubber, plastic en beenderen.
Dunne verontreinigingen zoals aluminiumschilfers, insecten en weekdieren, haar, vingernagels, hout en andere organische verontreinigingen kunnen hiermee echter niet worden opgespoord.
X-ray-detectoren zijn overigens niet onderhevig aan het zogenaamde producteffect van vochtige, ijzerhoudende voedingswaren, zoals vlees. Dit in tegenstelling tot metaaldetectoren, die dit effect moeten compenseren om een onterechte uitstoot te vermijden. Hetzelfde geldt voor de aluminium coatings die men in veel verpakkingen vindt; deze leveren bij metaaldetectoren een valse positieve detectie op.
Andere defecten
Een groot voordeel van de x-ray-inspectie is dat er dankzij de camera tezelfdertijd ook andere kwaliteitsissues aan het licht komen. Zo kun je hiermee ook een teveel of tekort aan componenten - of een slechte verdeling hiervan - opsporen, afvulniveaus controleren, de afdichtingskwaliteit van verpakkingen inspecteren en gebroken of misvormde producten identificeren.
X-ray-inspectiesystemen voeren gelijktijdig diverse inline kwaliteitscontroles uit
De gewichtsbepaling verloopt overigens gedetailleerder dan met een checkweger. Wanneer het totale gewicht in orde is, zal de checkweger het product niet uitstoten, ook al is dit nodig wanneer een blik bijvoorbeeld een te korte en een te lange worst bevat. Een x-ray-toestel kan deze afwijking wel detecteren.
Ontwikkelingen
Typische verbeteringen op het vlak van snelheid, gevoeligheid en gebruiksvriendelijkheid zijn mogelijk dankzij de softwareontwikkelingen.
Zo verhelpt intelligente software foutieve uitworpen, door te voorkomen dat niet-verontreinigde producten als mogelijk verontreinigd worden gemarkeerd. Ook artificiële intelligentie speelt hierin een grote rol, met toepassingsgerichte algoritmes die een specifiek gebied van de verpakking kunnen negeren als dit dikwijls valse detecties oplevert.
AI bewijst vooral haar nut bij het herkennen van overlappende eenheden, die anders kunnen gezien worden als een enkele afwijking met een te grote densiteit. Met AI kan men deze valse positieven beter herkennen, hoewel er veel data nodig is om de algoritmes te trainen. Door al deze ontwikkelingen nemen de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid dus verder toe.
Nog een trend is een lager energieverbruik van de machines; opnieuw uit duurzaamheidsoverwegingen.
Conclusie
De integratie van x-ray-inspectietechnologie is een aanzienlijke investering. Toch kan dit een slimme zet zijn, om op die manier een concurrentieel voordeel te bekomen. Zo kan u als verwerker immers de verwachte voedselveiligheid en productkwaliteit garanderen bij uw afnemers, waarmee u natuurlijk een grote troef in handen heeft.
Steeds meer grote spelers in de voedingsindustrie eisen bovendien van hun toeleveranciers dat ze x-ray gebruiken. Door het investeren in deze detectiemethode openen zich dus ook een aantal commerciële opportuniteiten. Tot slot kan u met de nieuwste toestellen onnodige productverspilling tegengaan en de productiviteit verhogen, en dus uw winst maximaliseren.
Of die investering nu echt de meerprijs ten opzichte van andere technologieën waard is, hangt natuurlijk af van de mogelijke risico's en de gevolgen daarvan. Daarom zal u röntgendetectoren typisch vooral zien bij levensmiddelen met strenge eisen, zoals babyvoeding. Al worden deze toestellen nu dus alsmaar breder toegepast, in diverse opstellingen en met verschillende gevoeligheden.
Met medewerking van Bizerba, Ishida, Mettler Toledo, Minebea en Roosjen
