Röntgeninspektion in der Lebensmittelindustrie

Warum Röntgenstrahlen? Röntgenstrahlen können Materialien durchdringen, die kein sichtbares Licht durchlassen. Im Lebensmittel verborgene Verunreinigungen wie Glas, Knochen, Steine oder Metalle werden durch eine Röntgeninspektion sichtbar, denn sie absorbieren mehr Röntgenstrahlen als das sie umgebende Lebensmittel.

Vertretbaren Kosten für den Einsatz von Röntgenscannern zur Lebensmittelinspektion stehen unkalkulierbare Risiken gegenüber, wenn Produkte nicht hinreichend qualitätsgesichert werden – und damit beispielsweise der Ruf des Unternehmens aufgrund mangelhafter Produkte in Mitleidenschaft gezogen, das Vertrauen des Kunden beschädigt oder gar kostspielige und öffentlichkeitswirksame Rückrufaktionen notwendig werden.

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Röntgeninspektionssysteme im weltweiten Einsatz

WIPOTEC-OCS Röntgenscanner für die Inspektion von Lebensmitteln haben sich weltweit durchgesetzt. Produktinspektionen liegen in der Verantwortung der Hersteller. Die Verfahren in der Lebensmittelinspektion werden aufgrund steigender Verarbeitungsgeschwindigkeiten und neuen Aufgabenstellungen immer anspruchsvoller. In vielen Fällen geht es nicht nur um die Erkennung von Fremdkörpern: Bei Fertiggerichten im Tray kann zur Fremdkörperdetektion beispielsweise eine Mengen- und Vollständigkeitskontrolle hinzukommen oder eine Siegelnaht überprüft werden.

 

Röntgeninspektion von Pralinen

Durch ihre schlanken Bauformen und eine große Modularität hinsichtlich ihrer Kernsegmente, unterschiedliche Ausstattungsvarianten sowie Inbound- und Outbound-Komponenten lassen sich WIPOTEC-OCS Röntgeninformationssysteme sehr leicht in Produktionslinien integrieren. Die Balkonarchitektur ermöglicht in Verbindung mit dem in C-Form realisierten Produktraum und den abgeschrägten Flächen eine einfache, schnelle und gründliche Reinigung. Alle Röntgenscanner erfüllen damit höchste Hygieneanforderungen.

Modulare Röntgentechnologie von WIPOTEC-OCS

WIPOTEC-OCS Röntgeninspektionssysteme erzeugen Röntgenbilder von höchster Qualität. Zum Einsatz kommen neben luftgekühlten Monoblöcken auch wassergekühlte Metall-Keramik-Röhren mit Berylliumfenster. Als Sensoren dienen Diodenzeilen- und Kameradetektoren mit HD-TDI Technologie.

Voraussetzung für den Betrieb von Röntgeninspektionssystemen ist, dass die zu inspizierenden Produkte auf die notwendigen Abstände zueinander gebracht werden müssen. Nur wenige Röntgeninspektionssysteme sind wie die von WIPOTEC-OCS in der Lage, die für die Inspektion benötigten Produktabstände selbst zu erzeugen. Die in der Inspektion als fehlerhaft erkannten Produkte werden mit Hilfe einer Vielzahl von optio­nal verfügbaren Ausschleusmechanismen aus dem laufenden Produktstrom entfernt.

Zu den Röntgenscannern

 

Fremdkörperdetektion: Was leisten Röntgeninspektionssysteme?

Röntgenscanner lösen heutzutage häufig Metalldetektoren ab, die elektrisch oder magnetisch leitfähige Teilchen detektieren können. Glas, Steine oder Plastik können nicht erkannt werden, dazu sind nur Röntgenscanner in der Lage.

Bei optimaler Einstellung erreicht man so eine Fehlauswurfsrate die gegen Null geht – auch bei hohen Produktzahlen und hohen Geschwindigkeiten. Die Empfindlichkeit der WIPOTEC-OCS Röntgenscanner ist dabei so hoch, dass sie im Produkt sogar sehr kleine Fremdkörper detektieren können.

Verunreinigungen in Reis sicher erkennen

 

Röntgeninspektion von Reis
Röntgeninspektion von Reis in der Lebensmittelindustrie

Röntgeninspektionssysteme: Intelligente Bildverarbeitung

Der Erfolg eines Röntgenscanners beruht zu großen Teilen auf dem Einsatz leistungsstarker Softwareroutinen in Verbindung mit hochauflösenden Röntgenbildern. Die Software setzt dabei auf zwei Parameter, Grauwerte und Kontrast. Grauwerte stehen für die unterschiedliche Dichte der inspizierten Produkte. Der zweite Parameter ist der Kontrast, mit dem der Vergleich eines Wertes mit dem seiner Nachbarzellen gemeint ist.

Die Unterstützung der Verarbeitungsprozesse durch Röntgenscanner geht sogar noch einen Schritt weiter; indem die Dichte eines Käseriegels ermittelt wird, kann mit den aus dem Dichteprofil gewonnenen Informationen das Gewicht einzelner Käsescheiben trotz Löcher konstant gehalten werden. Damit tragen sie zur Optimierung der Füllmenge bei, senken die Überfüllungskosten und vermeiden Unterfüllung.

 

Je nach Lebensmittelbereich unterstützt intelligente Bildverarbeitung folgende Aufgabenstellungen:

  • Fremdkörperdetektion
  • Vollständigkeitskontrolle
  • Füllstandskontrolle
  • Form- und Lagekontrolle
  • Positions- und Verteilungskontrolle
  • Clip-Untersuchung (Verschluss)
  • Massenbestimmung
  • Bruch- und Locherkennung 
  • Automatisierte Reifegradbestimmung (bei Käse)

Inspektionsergebnisse in Bildern

Röntgeninspektion mit Top Down Röntgenscannern

Top-Down-Röntgenscanner inspizieren das Produkt von oben, und die bildaufnehmende Kamera befindet sich dazu unterhalb des Transportbandes. Dieser Aufbau wird immer dann gewählt, wenn es um geringe Produkthöhen im Vergleich zu ihrer flächigen Ausdehnung geht.

Auch wenn die Rohware in Form von Schüttgut (Reis, Rosinen, Getreide) vorliegt, kommen Top-Down Röntgenscanner zum Einsatz. In den Röntgenscannern von WIPOTEC-OCS verringern Mehrfachklappensysteme die Menge der mit den Fremdkörpern in eine Sammelbox ausgeworfenen Materialien bis auf das technische Minimum, indem der Produktstrom nur auf einer Spur für kurze Zeit unterbrochen und ausgeleitet wird. Durch diese Konstruktion lässt sich über 80% des Gutprodukts einsparen, welches ansonsten mit den Fremdkörpern aussortiert würde.

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Röntgenscanner Top Down in der Lebensmkttelindustrie

Röntgeninspektion mit Side View Röntgenscanner

Röntgenscanner Side View in der Lebensmittelindustrie

Bei Side-View-Röntgenscannern werden vertikal ausgerichtete Aufnahmen erzeugt. Dosen und PET-Flaschen werden parallel zum Boden inspiziert, Gläser und Flaschen in einem spitzen Winkel.

Die Herausforderung beginnt eigentlich schon einen Schritt vorher: Die zu inspizierenden Behältnisse haben unterschiedliche Höhen, an die sich eine Inspektionsmaschine anpassen lassen muss. Fortschrittliche WIPOTEC-OCS Side-View-Röntgenscanner lösen diese Aufgabe automatisch durch das produktabhängige Positionieren der Röntgenröhre. Röntgenquelle und Detektionseinheit stehen so optimal zum Produkt. Der Strahl verläuft durch den Boden und man erkennt auch Fremdkörper direkt in diesem Bereich.

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Kombinationslösungen: Röntgeninspektion & Wiegen. Röntgeninspektion & optische Inspektion

Hier bietet WIPOTEC-OCS abgestimmt auf den Einsatzfall gleich zwei unterschiedliche Kombinationslösungen an. Basis ist in beiden Fällen die Röntgeninspektion, erweitert entweder um die Komponente Kontrollwaage oder durch ein optisches Inspektionssystem. Ergebnis ist in beiden Fällen ein extrem platzsparender Verbund aus zwei sich ergänzende Inspektiontechniken in einem System.

Das Inspektionssystem SC-W ist eine Kombination aus Röntgeninspektion und Kontrollwaage, die über eine gemeinsame Benutzeroberfläche bedient werden. Dieses Inspektionssystem mit einer Maximalausbringung von 300 Packungen pro Minute ist auch als Mehrspurvariante erhältlich. Dabei werden die Produkte nicht nur auf Fremdkörper untersucht, sondern zusätzlich einer hochpräzisen Gewichtsprüfung unterzogen. Fehlgewichtige Einheiten werden in ein separates Behältnis ausgeschleust.

Das SC-V Inspektionssystem ist ein kompakter Inspektionsverbund aus Röntgenscanner und optischem Inspektionssystem. Neben dem Einsatz in klassischen Anwendungsbereichen der Fremdkörperdetektion ermöglicht die zweite Inspektionseinheit eine optische Kontrolle der Produkte von unten und/oder von oben. Dadurch lassen sich auf den Produkten aufgedruckte Informationen überprüfen, ebenso wie die Positionierung und Lesbarkeit von Etiketten. Da ein Betrieb ohne Vorhänge möglich ist eignet sich dieses Kombinationssystem besonders für leichtgewichtige Produkte wie Minikuchen, Kekse oder Brownies.

Optische Inspektionssysteme und Röntgenscanner mit Kontrollwaagen

Produktdetails zu den Inspektionssystemen:

SC-W     SC-V

Qualitätssicherung von Schüttgut: Frühzeitige Aussortierung von Fehlprodukten

Betriebswirtschaftlich macht gerade bei Schüttgut eine möglichst frühe Qualitätssicherung samt Ausscheidung deswegen Sinn, da nur der Einkaufswert der Rohware verloren geht, nicht aber ein verkaufsfertiges Produkt.

Röntgenscanner für stückige Produkte wie Fleischschnitzel bedürfen abweichender Ausschleusungssysteme, die ebenso effizient im Hochgeschwindigkeitsmodus arbeiten müssen wie Klappensysteme.

Das sind entweder als Rückzugsbänder konzipierte Auslaufbänder, bei denen Produkte durch eine entstehende Öffnung zwischen zwei Transportbändern aus dem Produktstrom herausfallen, oder solche, die über einen speziellen Reversierbetrieb Produkte innerhalb des Systems auswerfen können. Diese Auswurfsmechanismen sind besonders platzsparend, da fehlerhafte Produkte in einen seitlichen Behälter ausgeleitet werden, der unter dem Inspektionssystem Platz findet.

Röntgeninspektionssysteme für Schüttgut

 

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