Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Messtechnik: Ausgabe 10/2015, 05.10.2015

Metallsuchtechnik oder Röntgeninspektion?

Trotz aller Vorsichtsmassnahmen können Lebensmittel unerwünschte Fremdkörper wie Metall, Plastik oder Knochen enthalten. Für die Detektion gibt es zwei Methoden. Doch welche ist die richtige? Ein Vergleich zeigt Stärken und Schwächen und hilft bei der Auswahl.

Autor: Sandra Wiktor, Marketing

Bilder: Mettler Toledo

Die Qualität von Lebensmitteln hängt massgeblich davon ab, wie erfolgreich Hersteller potenzielle Verunreinigungen in ihren Produkten aufspüren. Dafür haben sie die Wahl zwischen zwei verschiedenen Inspektionstechnologien: der Röntgeninspektion und der Metallsuchtechnik. Sowohl die Metallsuchtechnik als auch die Röntgeninspektion spüren eine Vielzahl verschiedener Fremdkörper auf. Beide Techniken haben aber auch gewisse Grenzen. Wer eine fundierte Entscheidung treffen will muss beide Technologien kennen, um die Vorteile abwägen zu können. Denn nicht nur die Sorgfaltspflicht und der Schutz der Marke verlangen nach einer effektiven Fremdkörperdetektion, sondern auch die Sicherheit der Verbraucher.

Beide Technologien im Überblick.

Bei der Metallsuchtechnik erfolgt die Fremdkörperdetektion über die Kontrolle der Leitfähigkeit. Im Inneren eines Metalldetektors sind Spulen angeordnet, die ein elektromagnetisches Feld erzeugen und empfangen. Durchläuft ein Produkt mit einem Fremdkörper aus Metall das Metallsuchsystem, wird dieses magnetische Feld gestört. Das System schleust daraufhin das verunreinigte Produkt aus dem Fertigungsprozess aus. Bei der Röntgeninspektion erfolgt die Fremdkörpererkennung über das Messen der Absorptionsrate, die von der Dichte und Dicke des Produkts abhängt. Das erzeugte Röntgenbild deckt Absorptionsunterschiede auf und macht somit Dichteunterschiede, wie Fremdkörper, sichtbar. Damit geht die Detektionsleistung von Röntgeninspektionsgeräten über metallische Verunreinigungen hinaus.

Metallsuchtechnik: platzsparend und günstig.

Industrielle Metallsuchsysteme sind seit den 60er-Jahren im Einsatz. Die Systeme lassen sich nicht nur zur Inspektion der angelieferten Rohmaterialien vor der Verarbeitung installieren, sondern auch an zahlreichen Punkten im Produktionsprozess, sowie am Ende der Produktions- und Verpackungslinie.

Untersuchung von nichtleitfähigen Produkten.

Metallsuchsysteme erkennen lediglich Fremdkörper aus Metall. Für Hersteller die wissen, dass sie es vornehmlich mit dieser Art von Verunreinigung zu tun haben, beispielsweise durch Abrieb von Rührmaschinen, eignet sich die Metalldetektion hervorragend. Metallische Fremdkörper jeder Art, Form und Grösse lassen sich zuverlässig und dabei vergleichsweise günstig detektieren. Sie sind in der Lage, Produkte bei hohen Durchsatzraten zu überprüfen, wobei sie eine sehr präzise Erkennungsleistung auch gegenüber recht kleinen Fremdkörpern erreichen. Der Haken: Da das System metallische Fremdkörper anhand der Untersuchung der Leitfähigkeit erkennt, ist es möglich, dass leitfähige Produkte selbst Störungen verursachen. Insbesondere salz- oder säurehaltige Produkte, sowie Lebensmittel mit einem hohen Feuchtegehalt sind leitfähig.

Spezielle Metallsuchsysteme für spezielle Anwendungen.

Leitfähige Produkte oder Verpackungen, sowie schwerkraftverpackte Ware, stellen für herkömmliche Metallsuchsysteme eine Herausforderung dar. Für diese besonderen Anforderungen offeriert der Anbieter von Präzisionsinstrumenten Speziallösungen, die es Produzenten erlaubt, auch anspruchsvolle Produkte zu untersuchen:

  • Leitfähige Produkte: Metallsuchgerät Profile Advantage mit simultaner Mehrfrequenztechnologie (vornehmlich für leitfähige Produkte geeignet)
  • Metallisierte Folienverpackung: Metallsuchgeräte im Niederfrequenzbereich (je nach Dicke der Beschichtung ,mögliche Reduzierung der Suchempfindlichkeit)
  • Aluminiumverpackung: «Ferrous-in-Foil»-Metallsuchgeräte
  • Schwerkraftverpackte Produkte: Freifall-Metallsuchgeräte, (etwa bei Schlauchbeutelverpackungen)

Je nach Art der Verpackung kann es auch sinnvoll sein, die Produkte vor dem Verpacken zu überprüfen.

Mögliche Integrationspunkte.

Bei der Wahl des richtigen Standorts für ein Metallsuchgerät sollten Unternehmen für einen ausreichend grossen metallfreien Bereich um das System sorgen, um Beeinträchtigungen durch umstehende metallische Geräte zu vermeiden. Moderne Entwicklungs- und Konstruktionsverfahren, sowie der Einsatz der ZMFZ-Technologie (Zero-Metal-Free-Zone) minimieren diesen Platzbedarf.

Röntgeninspektion: vielseitig einsetzbar.

Während Metallsuchsysteme schon länger etabliert sind, ist die Röntgeninspektion bei Lebensmitteln eine relativ neue Technik. Sie ist bei allen Fremdkörpern anwendbar, die eine höhere Dichte (das heisst ein höheres spezifisches Gewicht) als das Produkt aufweisen, das sie umgibt. So erkennen Röntgeninspektionssyste effektiv Verunreinigungen wie Stein, Glas, Knochen oder Kunststoffe hoher Dichte. Anders als bei Metallsuchgeräten ist somit auch die Detektion von nichtmetallischen Verunreinigungen realisierbar.

Neben der Erkennung von Fremdkörpern sind Röntgeninspektionssysteme gleichzeitig in der Lage, eine Vielzahl von anderen Qualitätsprüfungen durchzuführen. Dazu zählen Massebestimmung, Komponentenzählung, Identifizierung fehlender oder zerbrochener Produkte, Füllstandüberwachung, Überprüfung der Produktversiegelung (Erkennung von Produkten oder Fremdkörpern in der Siegelnaht), sowie Überprüfung auf Beschädigungen der Verpackung. Diese zusätzlichen Eigenschaften und das grössere Anwendungsspektrum können für Lebensmittelhersteller die höheren Kosten der Röntgeninspektionstechnologie rechtfertigen.

Einschränkungen.

Aluminium ist zwar ein guter elektrischer Leiter, jedoch ist die Dichte nicht viel höher als die von Wasser. Deshalb erkennen Röntgeninspektionssysteme Aluminiumverunreinigungen nur schwer.

Eine weitere Herausforderung sind schwerkraftbefüllte Pulver oder Granulate, die sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit bewegen und beim Fallen voneinander abprallen. Da kein gleichmässiger Produktfluss gegeben ist, sind bei dieser Produktart Röntgeninspektionssysteme keine geeignete Option – hier ist eindeutig die Metallsuchtechnik die optimale Lösung.

Typischerweise steht das Röntgeninspektionssystem am Ende der Verpackungslinie, da eine Verpackung die Erkennungsleistung im Normalfall nicht beeinträchtigt. Allerdings beansprucht das Röntgeninspektionssystem aufgrund der benötigten Abschirmung gegen Röntgenstrahlung etwas mehr Platz als ein Metallsuchsystem.

Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit und zur Auswahl des geeigneten Systems.

Bei der Wahl zwischen Metallsuchtechnik und Röntgeninspektion beginnen Produktionsleiter am besten bei ihrer Anwendung. Um Risiken in der Fertigung zu minimieren, ist die Bestimmung der kritischen Kontrollpunkte (CCPs) erforderlich – denn an diesen Punkten werden Inspektionssysteme installiert. In der Praxis sind es häufig Details, die den Ausschlag geben: Welche Produkte werden hergestellt? Welche Verunreinigungen sind zu erwarten? Wie viel Platz und Budget steht zur Verfügung? Oftmals erweist sich diese Analyse als recht aufwendig und auch Normen wie BRC und IFS Food geben keine bestimmte Technik vor, sondern lediglich, dass diese zur Detektion der Verunreinigungen geeignet sein muss. Für die Auswahl eines passenden Systems empfiehlt sich für Hersteller daher die Zusammenarbeit mit erfahrenen Systemintegratoren.


Weitere Informationen:
Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH
www.mt.com/pi




Röntgeninspektionssysteme erkennen neben Fremdkörpern auch fehlende Produkte


Das Profile Advantage ist in der Lage, auch feuchte, salzige und in metallisierte Folie verpackte Produkte zuverlässig zu kontrollieren

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