Jak wybrać system inspekcji X-ray?

Produkty wolne od zanieczyszczeń
Pojawienie się ciał obcych w produkcie spożywczym może rodzić przykre konsekwencje, m.in.: wycofanie produktu, kary finansowe czy trudne do odpracowania zachwianie zaufania klientów. Z tych przyczyn, zakup odpowiedniego systemu kontroli jakości to nie tylko dobra inwestycja, a po prostu konieczność. Wyborowi odpowiedniej maszyny warto poświęcić trochę czasu, tak by mieć pewność, że wybrany model jest najbardziej odpowiednim zarówno pod względem wydajności, jak i kosztów.
Technologia rentgenowska w porównaniu do tradycyjnych urządzeń kontroli jakości, takich jak wykrywacze metali, dzięki swej wszechstronności zyskuje coraz większą popularność w procesie kontroli produktów i opakowań. Systemy kontroli X-ray są w stanie wychwytywać znacznie szersze spektrum niepożądanych ciał obcych, takich jak: metale, wysokiej gęstości tworzywa sztuczne, gumę, szkło czy kamyki. Ponadto mogą również pełnić szereg dodatkowych funkcji kontrolnych w procesie zarządzania jakością. Identyfikują np. o brakach elementów produktu, niewymiarowości,  uszkodzeniu,  deformacji produktu i opakowania, niedopełnieniu komór, obecności pęknięć i szczelin w produktach oraz pozwalają na szacowanie masy produktu.
Na rynku znajduje się szeroki zakres modeli detekcji X-ray reprezentujących zróżnicowane poziomy możliwości. Ważne jest jednak, aby przed dokonaniem wyboru systemu firmy poświęciły stosowny czas na sprecyzowanie i ocenę swoich konkretnych potrzeb.

Kryteria wyboru systemu X-ray
Przy wstępnym rozważaniu winny być uwzględnione dwa ważne czynniki. Jest to charakterystyka produktu wraz z jego opakowaniem oraz miejsce usytuowania maszyny na linii. Produkty nieopakowane, które są przeznaczone do dalszego przetwarzania oraz mięso i drób, sałatki, warzywa i orzechy są poddawane kontroli na samym początku. Natomiast produkt gotowy i opakowany jest poddawany sprawdzaniu na znacznie dalszym etapie linii. Umieszczenie systemu kontroli X-ray zależy od tego, czy system ma oceniać stan opakowań podstawowych, czy szukać opakowań wybrakowanych już w skrzynce tranzytowej.
W kwestii samego produktu i jego opakowania, to przy wyborze maszyny, istotne jest uwzględnianie całkowitego gabarytu produktu. Ishida, w oferowanym zakresie systemów kontroli rentgenowskiej oferuje model maszyny z komorą inspekcyjną o wysokości prześwitu do 390 mm. Umożliwia to obsługiwanie dużych rozmiarów produktów, takich jak 25-kilogramowe bloki sera lub masła.
Większość systemów X-ray działa skanując od góry do dołu, emitując wiązkę promieniowania rentgenowskiego wertykalnie przez produkt. W przypadku opakowań o wyższych formatach, takich jak: butelki, kartony czy tubki, dostępne są modele urządzeń, które emitują wiązkę w poziomie. Taki układ, oprócz klasycznej detekcji ciał obcych, pozwala sprawdzić prawidłowość poziomów napełnienia oraz poprawność zamknięcia opakowania.

Jak dokładnego systemu potrzebujemy?
Przy wyborze systemu rentgenowskiego kluczowe znaczenie ma odpowiedni dobór poziomu czułości pod kątem charakterystyki produktu, rodzaju potencjalnych ciał obcych czy też innych funkcji, takich jak detekcji elementów zdeformowanych lub braków. Detekcja X-ray polega na rzutowaniu wiązki o stosunkowo niskiej energii na czujnik lub detektor.  Produkt lub opakowanie przesuwa się pod wiązką promieniowania rentgenowskiego, a do czujnika dociera jedynie energia resztkowa. Pomiar różnic poziomu absorpcji energii promieniowania rentgenowskiego występującego pomiędzy produktem a ciałem obcym umożliwia wykrycie ciała obcego.
Matryca sensora  jest zbudowana z małych pikseli i jest podobna w działaniu do matrycy aparatu cyfrowego. Podobnie jak w przypadku aparatu cyfrowego, im więcej pikseli o mniejszym rozmiarze, tym  rozdzielczość zdjęcia wskazującego miejsce usytuowania ciała obcego jest wyższa. Urządzenia detekcji X-ray o wyższej rozdzielczości lepiej wychwytują ciała obce bardziej miękkie i o mniejszych rozmiarach. W związku z tym, określone modele rentgenowskie charakteryzują się zróżnicowanymi poziomami czułości. Systemy tańsze, te z poziomów podstawowych, jak nasz model IX-EN, są w stanie wykryć ciała obce o stosunkowo wysokiej gęstości. Natomiast do detekcji obiektów miękkich lub o mniejszej gęstości, jak szkło lub guma, wymagane są maszyny o większej czułości, np. takie jak seria Ishida IX-GN.

Algorytm genetyczny
Systemy kontroli rentgenowskiej Ishida pracują w oparciu o oprogramowanie stosujące tzw. algorytm genetyczny, który jest w stanie analizować dane obrazowe z wielu generacji pomiarowych, co pozwala uzyskać niezwykle wysoki poziom dokładności detekcji. Ponieważ wiele aplikacji wymaga wykrywania podobnych ciał obcych, system można optymalizować pod kątem wykrywania tych obiektów. To umożliwia eliminację powtarzalnych źródeł zanieczyszczenia.

Inspekcja produktów bez opakowań
Im dalej na linii odbywa się inspekcja, tym trudniejszy staje się proces wykrywania. Czynnikiem wpływającym na wybór maszyny jest też sam rodzaj stosowanego opakowania. Produkty kontrolowane luzem i nieopakowane stanowią niemałe wyzwanie kontrolne. W przypadku mięsa i drobiu, typowym wymogiem kontroli jakości jest detekcja niepożądanych fragmentów kości w filetach. Istniejąca niewielka różnica w gęstości między fragmentami kości a mięsem stanowi poważne wyzwanie.
Z myślą o takich produktach opracowano podwójne systemy detekcji X-ray, uzbrojone w dwa czujniki liniowe, z których jeden wykonuje zdjęcia z zastosowaniem wiązki wysokiej energii, drugi wiązki niskiej energii. Takie rozwiązanie zapewnia lepszy ogólny obraz produktu, dając wyższy kontrast między produktem a kością lub innymi niepożądanymi obiektami obcymi.
W niektórych przypadkach może zaistnieć konieczność instalowania dwóch oddzielnych systemów kontroli rentgenowskiej, sytuowanych w różnych punktach linii. Chodzi o funkcję detekcji ciał obcych w produkcie luzem przed jego zapakowaniem oraz produktu w już zapieczętowanych opakowaniach oraz dodatkowego zapewnienia, że w każdej partii występuje odpowiednia liczba opakowań. Szeroka gama modeli ułatwia kompletację zapotrzebowania, gdzie każdy model ma odpowiednią specyfikację i jest zaprojektowany do funkcji, które musi wypełniać.

Wybór ze względu na rodzaj systemu odrzucania
Innym ważnym elementem, który należy rozważyć jest rodzaj systemu odrzucania. Typowe opcje obejmują odrzutniki ramieniowe, pneumatyczne, wypychacze i pasy upuszczające. Ostateczny wybór będzie zależał od wielkości i wagi produktu oraz prędkości linii. Wielu detalistów  wymaga również potwierdzania skuteczności odrzucania produktów wybrakowanych i zapewnienia, że nie zostały przepuszczone do dalszej drogi w produkcyjnym cyklu.
W przypadku produktu luzem pasy upuszczające są powszechną metodą usuwania produktu. System odrzucania pneumatycznego oznacza, że mniej produktu zostaje utraconego, ale sam system jest droższy, więc może być odpowiedni tylko dla produktów o wyższej wartości.
W większości zastosowań system kontroli X-ray nie będzie działał w izolacji, ale jako element w pełni zintegrowanej linii. Rozmowa z dostawcami o odpowiedniej wiedzy technicznej i znajomości zastosowań będzie nieoceniona, ponieważ to oni mają dogłębną wiedzę specjalistyczną w zakresie dostaw i instalacji zdobytą na innych urządzeniach do pakowania, a także szerokie doświadczenie w obsłudze wielu różnych rodzajów produktów.
Przy każdej inwestycji ważne jest rozważenie kosztów posiadania systemu, stosując kryterium początkowej ceny zakupu maszyny oraz jej bieżących kosztów eksploatacji oraz serwisowania. Kosztem prawie niemożliwym do oszacowania jest koszt ochrony reputacji firmy - i to on powinien determinować decyzję odnośnie wyboru systemu kontroli rentgenowskiej.

     Źródło: ishidaeurope.com