April 2009 Fordærvede fødevarer og fødevarer med farlige fremmedlegemer: Nyt lav energi røntgen system med hygiejnisk design er løsningen

Transkript

1 April 2009 Fordærvede fødevarer og fødevarer med farlige fremmedlegemer: Nyt lav energi røntgen system med hygiejnisk design er løsningen Fødevare sikkerhed er et vidt begreb. Aktuelt er der særligt fokus på fremmedlegemer i fødevarer, som f.eks. den seneste tids problemer med glasstykker i (svenske) kyllingefileter. Men, det er også fordærvede madvarer som følge af dårlig eller fejlbehæftet emballage. Konsekvensen af fordærvet mad kan, i tilfælde hvor forbrugeren ikke opdager produktets tilstand inden indtagelsen, være død eller alvorlig forgiftning. Udviklingen indenfor de seneste par år har skabt teknologi der kan sikre vore fødevarer bedre. Det kan oven i købet foregå uden at man i produktionsmiljøet skal gå på kompromis med krav til hygiejnen de nye lav-energi røntgensystemer er designet med særligt hensyn til rengøringsmuligheder og rengøringsvenlighed. Røntgen inspektion er meget mere end metal detektion Lav-energi røntgen systemet der udvikledes i et Dansk ledet EU-støttet forskningsprojekt har tiltrukket en meget stor international interesse, udover at det vandt Innovationsprisen 2007 på FoodPharmaTech. Interessen skyldes at systemet bryder grænserne for hvad der er muligt i industriel røntgeninspektion. Den unikke følsomhed overfor fremmedlegemer som glas, grus, ben stykker, fiskeben, plast, gummi og meget andet har flyttet røntgenteknologien fra at være simpel metal inspektion til meget mere. Netop fordi det nu også er muligt at kontrollere emballagen, og i særdeleshed lukningen af mange fødevarer, er røntgensystemer ikke længere at sidestille med en dyr metaldetektor. Gennem avanceret billedbehandling og intelligent system kontrol opnås muligheden for en effektiv anvendelse af inspektionen af det færdigt pakkede produkt til at styre proceslinien altså en intelligent fremstillingskontrol. PLC styringen giver forskellige fejlkoder til f.eks. at detektere en lukkefejl og et fremmedlegeme, give signal til frasortering, og samtidigt indikere at der er potentielle problemer med apparaturet som lukker emballagen. Det giver en hurtig fejludbedring på produktionslinien, mindre spild, og væsentligt mere sikre produkter. Til gavn for forbrugeren, men særligt producenten som minimerer spild, tilbagekaldelser, dårlig reklame og tab i omsætning grundet kvalitetsproblemer. Dansk producerede røntgensystemer Det er den danske virksomhed InnospeXion i Hvalsø som har udviklet teknologien igennem de seneste 5 år. Det første system blev taget i drift allerede i 2003, men det er først i 2008 at konceptet er modnet til anvendelser indenfor fødevarer. Det gælder særligt systemets mekaniske design der i langt højere grad end konkurrenterne er fokuseret på rengøring og hygiejne. Systemets styring er simplificeret markant, således at der ikke indgår nogen vanskelig bruger interface. Styringen varetages nu af en kraftfuld PLC, og en meget nøjagtig hastighedsstyring tillader at systemet kan inspicere op til 1300 emner hvert 30. sekund, svarende til ca. 45 ms per emne. Lav energi røntgen har været kendt i mange år, men problemet har været at den har været uegnet til industriel anvendelse på grund af alt for lav hastighed. Ny røntgen hardware er udviklet således at inspektionshastighed op til 30 m/min opnås ved fuld opløsning, ca. 0.1 mm. Det er faktisk nok til at man kan se enkelte hår i en pels. Inspektionshastigheden ledsages af hurtige billedbehandlingsprocedurer som tillader on-line frasortering af defekte emner. Udviklingen har også haft fokus på robusthed i forhold til det miljø systemerne anvendes i. Derfor er levetid på komponenter kritisk evalueret, og der er anvendt nogle af

2 de bedste producenter i Vest-Europa af systemernes kerne-teknologi. Det sikrer pålidelighed, og evne og vilje til at servicere systemerne når det er nødvendigt. Hvordan virker det? Mange kender røntgensystemer fra medicinske anvendelser eller scanning-systemerne fra lufthavnen. I begge tilfælde anvendes den røntgenenergi som er egnet til formålet. Dette bestemmes af emnets størrelse og beskaffenhed. Inspektion af pakninger, hvor der ønskes et fokus på såvel pakning som indhold, har ikke været teknisk muligt fordi den energi man har brugt har været for høj, og det røntgen-kamera der er anvendt har slet ikke kunnet optage billeder ved en for lav energi. Bortset fra, at røntgen-kilden og røntgenkameraet er forskellige i lav-energi røntgensystemer, er der ingen særlig funktionsforskel i forhold til gængse systemer. Når emnet passerer røntgenkilden dannes der via røntgenkameraet et billede som analyseres via digital billedbehandling. Findes produktet afvigende på den ene eller anden måde i forhold til det definerede, frasorteres det eller der gives en anden form for alarm. Lav-energi systemet er en nyudvikling i forhold til konkurrenterne, og det har derfor været oplagt at inkludere så mange ønsker som muligt fra slut-brugerne. Det vedrører f.eks. hygiejnisk design, og ønsker om et simpelt og intuitivt operatør-styrings panel. Desuden er der indbygget en stor fleksibilitet med hensyn til implementering, f.eks. er transportbånd, styring og mange andre detaljer oftest individuelt tilpassede. Hvad kan detekteres og hvad kan ikke? Mange tror at røntgensystemer sikrer imod alle former for fremmedlegemer og produktionsproblemer i øvrigt. Sådan er det naturligvis ikke, der er en del problemer som ikke løses med røntgen. Afhængigt af produktet, form, størrelse, pakkemateriale, osv., kan lav-energi røntgen anvendes til at kontrollere og opmåle mange forskellige aspekter af produktet: - Er pakken intakt - Sidder labels korrekt - Er pakken korrekt lukket (er plast svejsningen fri for fremmedlegemer m.v.) - Er produktet korrekt placeret i pakken - Er alle enheder i pakken - Er der korrekt afstand mellem pakker/objekter på linien - Er produktet korrekt og er det normalt udseende (uden fejl) - Er der fremmedlegemer, - og evt. hvor i pakken - Er der korrekt mængde af produkt Begrænsningerne ligger i hvad der kan detekteres. Man kan f.eks. ikke detektere luft med et røntgensystem. Man kan således ikke afgøre om en lukning faktisk er lukket. Det der kan afgøres er at lukningen ser normal ud og om der er forhold der kan foranledige at lukningen ikke har fundet sted f.eks. at lukningen kontamineres af produkt, væske eller lignende. Man kan heller ikke se tynde plastfoliestykker i en kød blanding, f.eks. Derimod kan man ofte se større plaststykker af (knust) procesudstyr, men størrelsen af de stykker der kan detekteres afhænger af produktets natur (materiale), form og dimensioner. Som tommelfingerregel er det let med et lav energi system at finde tynde, lette og små detaljer, men det afhænger af hvor de er placerede i forhold til produktet. For nylig har InnospeXion udført en del tests med oste. Der er flere interessante resultater af undersøgelsen, bl.a. at visse plastmaterialer, pakningsmaterialer og lignende kan detekteres. Ligeså tydeligt er det at huller i oste relativt let detekteres og kvantificeres. Dette kan man f.eks. anvende i forhold til skimmeloste, hvor skimmel netop vokser i hulrum. Men det kan også have den omvendte anvendelse, at sikre at det i ikkeskimmeloste ikke er risiko for større områder med skimmeludvikling. Endelig kan man, for

3 stor-hullede oste, bruge billedet fra røntgensystemet til opskæring i stykker med en korrekt vægt. Det kan betyde besparelser op til 10% for visse oste som i dag opskæres med manglende viden om vægten af hvert stykke af osten. Hvad med sikkerheden? Sikkerhedskravene til røntgensystemer svarer til alt andet industrielt procesudstyr. Herudover skal anlægget kunne godkendes i henhold til de nationale røntgenforordninger, herhjemme varetaget af Statens Institut for Strålehygiejne som autoriserer virksomheder med den påkrævede viden. Grundlaget for godkendelse er at et røntgensystem er sikkert under alle omstændigheder. Kun sabotage og bevidst omgåelse af sikkerheden kan skabe en risiko, og den er i alle fald hypotetisk. Lav-energi røntgen systemer anvender meget lavere strålingsenergi end andre systemer, og er følgelig meget mere sikre. Røntgensystemer er dog at sidestille med andet inspektionsudstyr og behøver ingen særlige interne procedurer eller forordninger i øvrigt. Det kan man jo også hurtigt overbevise sig selv om når man besøger tandlæger, kiropraktorer, lufthavne, m.v..- og i øvrigt bemærke at røntgen ikke, som nogen fejlagtigt tror, ændrer sammensætning eller struktur af materialet (ellers ville man næppe bruge det i så stor omfang til medicinske anvendelser). Hvad koster det? Røntgensystemer er traditionelt dyre, og on-line systemer starter fra omkring 0.5 MDKK. Lav-energi røntgensystemer adskiller sig ikke væsentligt prismæssigt fra standard systemer, men det er til mange anvendelser en markant bedre, mere sikker og mere hygiejnisk basis for inspektion. Det betaler sig Det er vigtigt at man indser at den ny generation af røntgensystemer ikke blot er metoder til at sikre at produktet ikke er farligt. Mulighederne for at bruge værdifuld information om produktets pakning, integritet, mængde, udseende og meget andet ligger lige for og er den added-value som et røntgensystem kan give. Faktisk i så høj grad at tilbagebetalingstider under et halvt år ikke er ualmindelige. Bedre styring er det primære element i besparelser, men også mindre ressource forbrug og gevinsten ved lavere mængde reklamationer bidrager naturligvis til den værdi skabende effekt.

4 Billedtekster: Fig. 1. Det nye PLC-styrede lav-energi røntgensystem er ultrakompakt men er det mest præcise og hurtige. Systemet efterspørges blandt andet til fødevarer fordi selv meget små afvigelser kan opfanges, såvel i emballagen som i produktet. Samtidigt er det et af de få røntgensystemer designet udfra EHEDG s anvisninger. Fig. 2. Billedkvaliteten er i verdenseliten, selv ved høje scannings hastigheder afsløres detaljer af selv tynde og lette dele. Røntgenbilledet afslører en serie fremmedlegemer i skiveskåret Chorizo pølse (plast, gummi, glas). Fig. 3. Aktuelt er glasstykker i kylling et stort problem, særligt i Sverige. Glas ses let med lav-energi røntgen, her i stykker ned til 0.6 mm. Bemærk også hvor tydeligt hele svejsekanten fremstår fejl i emballagen kan afsløres samtidigt med produkt inspektionen. Fig. 4. Urenheder i fødevarer medfører dyre reklamationer og udgør i nogle tilfælde en fare for forbrugeren. Lav-energi røntgen giver en meget bedre detektion af små ikke-metalliske fremmedlegemer som ellers ikke vil kunne findes, f.eks. glas, småsten og lignende i bageri-produkter. Billedet viser et grovbrød med indlagt glasstykke, ca. 3 mm tykt.

5 Fig.1 Fig. 2

6 Fig. 3 Fig. 4. Kontakt: Direktør Jørgen Rheinlænder InnospeXion ApS Horseager 14 DK Hvalsø Tlf: tw@innospexion.dk