Röntgeninspektionssysteme entdecken zuverlässig Fremdkörper

Von Bernhard Reichenbach

Die groß angelegte Rückruf­aktion des Süßwarenherstellers Mars macht es deutlich: Fremdkörper wie Metall- oder Kunststoffpartikel in Lebensmitteln, die die Sicherheit der Verbaucher gefährden, können zu einem äußerst kostspieligen und imageschädigenden Problem werden. Um die damit verbun­denen Risiken zu vermeiden, bieten Hersteller Systeme an, die die unerwünschten Objekte sicher heraus­filtern sollen. „Moderne Technik in der Lebensmittelproduktion kann zuverlässig vor Fremdkörpern im Essen schützen und damit Imageschäden sowie finanzielle Einbußen abwenden“, versichert Dieter Conzelmann, Director Industry Solutions bei ­Bizerba, dem Balinger Spezialisten für Wäge-, Inspektions- und Auszeichnungs­technik.
Ist eine Produktionslinie primär durch eine potenzielle Verunreinigung mit Metallteilchen gefährdet, bietet sich ein Metalldetektor an. Geht die Gefahr aber auch von weiteren Arten von Fremdkörpern wie Plastik-, Glas-, oder Steinpartikeln aus, eignen sich eher Röntgeninspektionssysteme. „Sie absorbieren die Röntgenstrahlung anders als das umgebende Produkt – sei es aufgrund ihrer Dichte, chemischen Zusammensetzung oder ihrer mechanischen Abmessungen“, erläutert Conzelmann. „Die fehlerhaften Produkte ­lassen sich einfach aus der Produktion aussortieren. Auch andere Fehler wie Risse oder Lufteinschlüsse in Tuben und Dosen spürt die Technik auf. Her­steller können so sicherstellen, dass ihre Produkte einwandfrei sind und den IFS- und HACCP-Richtlinien sowie länderspezifischen Gesetzen entsprechen.“

Strahlungsdosen sind extrem niedrig
Röntgeninspektionssysteme bestehen aus drei Hauptkomponenten: einem Röntgengenerator, einem Detektor sowie einem Computer. Nach dem Einschalten des Systems durchdringen elektrisch erzeugte Röntgenstrahlen das Lebensmittelprodukt und treffen auf den Detektor. Die ­unterschiedliche Stärke der Strahlung, die nach dem Durchdringen des Lebensmittels den Detektor erreicht, gibt Hinweise auf Fremdkörper, da diese eine andere Dichte aufweisen als das Produkt selbst. Anders als die Strahlung radioaktiver Substanzen lässt sich die Strahlung von Röntgeninspektionssystemen ein- und ausschalten.
Zwar gibt es Sicherheitsbedenken, ob die Strahlung, der die Bediener solcher Systeme sowie die Lebensmittel ausgesetzt sind, der Gesundheit schaden können. Nach Angaben der Hersteller sind diese Bedenken jedoch unbegründet, da die bei der Produktinspektion in der Lebensmittelindustrie verwendeten Strahlungsdosen extrem niedrig sind. Zudem sind die Systeme standardmäßig mit Sicherheitseinrichtungen wie Schutzvorhängen und Sicherheitsverriegelungen ausgestattet. Bei Einsatz der Röntgeninspektionssysteme ist in den Unternehmen (aus rechtlichen Gründen) jedoch ein Strahlenschutzbeauftragter erforderlich. Die Lebenmittel werden nach einer Röntgeninspektion nicht radioaktiv und sind noch genauso schmack- und nahrhaft wie zuvor.
Für welche Röntgeninspektionslösung sich der Lebensmittelhersteller auch entscheidet, sie muss spezifisch auf den Einsatz an den kritischen Kontrollpunkten – sei es am Anfang oder am Ende der Linie – ausgelegt sein. Berücksichtigt werden sollte ­zudem, wie benutzerfreundlich die Technik ist und ob sie schnelle und effiziente Produktwechsel ermöglicht – dieser Vorteil fällt insbesondere bei Produktionslinien ins Gewicht, die für kurze Produktionsläufe ausgelegt sind. In Betracht zu ziehen ist auch, ­inwieweit das in Frage kommende Röntgenin­spektionssystem neben der Fremd­körpererkennung weitere Qualitätsprüfungen durchführen kann. Ebenso sollte geklärt werden, ob sich das System für die Hygieneanforderungen und Umgebungsbedingungen der Pro­duktionslinie eignet.
Der Nutzer sollte auch die verfügbaren Optionen für Datenüberwachung prüfen, um im Falle eines Produktrückrufs die gebührende Einhaltung der Prozesssicherheit nachweisen zu können. Überdies sollte er darauf achten, welches Maß an Support die Anbieter der Röntgeninspektionssysteme leisten können. Zu diesen Anbietern gehört auch die Firma Bizerba. (Siehe Artikel: Wie Bizerba helfen kann, Rückrufe zu verhindern).

Für ein- und mehrspurige Anwendungen
Speziell für die Kontrolle von Lebensmitteln in kleinen, mittleren und ­großen Verpackungen entwickelte Mettler Toledo, Gießen, das Röntgeninspektionssystem Safeline-X-ray, Baureihe X36. Diese Serie ist laut Her­steller das derzeit technologisch fortschrittlichste und vielseitigste System zur Röntgeninspektion. Es verbindet moderne Röntgenbild-Technik mit ­einer hohen Erkennungsempfindlichkeit für Verunreinigungen. Das besonders flexible System ist für ein- und mehrspurige Anwendungen gedacht und lässt sich sehr gut an die individuellen Anforderungen der Nutzer anpassen. Die Geräte der Baureihe X36 können Fremdkörper aus Glas, Metall, Stein, Knochen sowie Kunststoff hoher Dichte sehr gut nachweisen – und dies selbst bei Produktverpackungen aus Aluminium- oder metallisierter Folie.
Ein kompletter Satz an Inspektionswerkzeugen ist verfügbar, um Fremdkörper unabhängig von ihrer Größe, Form oder Lage nachzuweisen, während gleichzeitig die Produktintegrität kontrolliert wird. Das System kann in Ein- oder Mehrspuranwendungen In­spektionen mit einer hohen Liniengeschwindigkeit durchführen. Pro Mi­nute lassen sich standardmäßig bis zu 1000 Produkte kontrollieren. Je nach Anwendung sind Transport­bänder zwischen 300 und 600 mm Breite ver­fügbar. Die maximale Produkthöhe be­trägt 240 mm mit Ausschleusung sowie 300 mm ohne. Die Baureihe X36 bietet eine Reihe vollständig integrierter Ausschleussysteme. Die benutzerfreundliche Schnittstelle in Verbindung mit einem intuitiven Bedienmenü ermöglicht die schnelle Einrichtung oder Anpassung von Artikeln durch das Bedienpersonal. Die automatische Einrichtfunktion ermöglicht das Einlernen neuer Produkte mit geringem Aufwand.
Das System ist mit verschiedenen Leistungsoptionen erhältlich. Je nach Anforderungen sind Generatoren mit einer Leistung von 20/100/300/420 W sowie Detektoren mit einer Diodengröße von 0,4 und 0,8 mm verfügbar. Diese Optionen sollen das System zu einer der anpassungsfähigsten Röntgeninspektionslösungen am Markt machen. Für bestimmte Modelle ist aufgrund ihrer geringen Leistungsaufnahme nicht einmal ein Kühlsystem erforderlich. Dies wirkt sich positiv auf die Gesamtbetriebskosten aus und sorgt dafür, dass das System branchenweit die beste Energieeffizi­enz aufweist. Die Baureihe X36 ist in Sys­temlängen von 1200 oder 2100 mm lieferbar, um Herstellern mit begrenz­tem Platzangebot im Produktionsbereich die Einhaltung strenger Bran­chen­standards bei gleichzeitiger Senkung des Energieverbrauchs zu ermöglichen. Das System ist einfach zu reinigen und zu warten. Es wird ­serienmäßig in Schutzart IP69 für raue Washdown-Umgebungen geliefert.

Selbst kleine Fremdkörper aufspüren
Mit dem Baseline I 100 offeriert Multivac Marking & Inspection aus Enger (Westfalen) ein Kompaktsystem für die Kontrolle von Primär- und Sekundärverpackungen bis zu einer mittleren Größe. Das kostengünstige Einsteigergerät mit hygieneoptimiertem ­Design kann sowohl Fremdkörper in Verpackungen aufspüren als auch fehlende oder beschädigte Produkte detektieren. Das Röntgeninspektions­gerät arbeitet mit einer langlebigen Di­o­denzeile, die mit einer Auflösung von 0,4 mm eine hohe Detektierge­nauigkeit sicherstellt und selbst sehr kleine Fremdkörper aufspüren kann. Sichtbar gemacht werden diese auf einem 15 Zoll großen Farb-Touchscreen, der auch der Steuerung dient. Das System speichert in der Standardversion die Parameter von bis zu 100 Produkten, und eine Erweiterung ist möglich. Mit den Programmen aus dem umfangreichen Softwarepaket lassen sich nicht nur Fremdkörper sichtbar machen, sondern auch Zähl-, Vollständigkeits- und Füllstandskontrollen auswerten.
Das Gerät lässt sich leicht in bestehende Produktionslinien integrieren. Dank abgeschrägter Flächen und Balkonbauweise ist es einfach zu reinigen, zudem erfüllt die Edelstahlkonstruktion die Anforderungen der Schutzklasse IP65. Da die auftretenden Strahlungswerte sehr niedrig sind, unterliegen die derart geprüften Lebensmittel keiner Kennzeichnungspflicht. Alle Rönt­geninspektionssysteme von Multivac Marking & Inspection erfüllen die Vor­gaben nationaler und internationaler Standards zur Lebensmittelqualität wie HACCP, IFS oder BRC.
Das für die Inspektion von Süßwaren konzipierte Röntgenprüfsystem IX-GA-­4075 von Ishida, Schwäbisch Hall, findet zuverlässig Fremdkörper und bietet zudem weitere Funktionen der Qualitätskontrolle. „Röntgenprüfsysteme sind für die meisten Anwendungen das Nonplusultra bei der Fremd­körperdetektion“, betont Herbert Hahnenkamp, Geschäftsführer der Ishida GmbH. „Ein System an jeder Verpackungslinie, und der Hersteller hat maximale Sicherheit. Die Röntgenprüftechnik ist heute auch deutlich preisgünstiger erhältlich als noch vor einigen Jahren.“

Bedienerfreundliches System, einfach zu reinigen
Das IX-GA-4075 entdeckt selbst kleinste Partikel aus Metall, Glas, Kunststoff, Hartgummi und dergleichen. Ebenso können Fehler am Produkt oder verlagerte Verschlussclips aufgespürt werden. Im Gegensatz zu Metalldetektoren identifiziert das System auch viele Inkonsistenzen bei Produkten, die in Dosen oder metallisierten Folien verpackt sind. Die Qualitätskontrolle funktioniert darüber hinaus unabhängig von Temperatur, Salz- und Wassergehalt des Produkts.
Die zu prüfenden Produkte laufen mit einer maximalen Geschwindigkeit von 60 m/min durch die bis zu 220 mm hohe Inspektionskammer. Es lassen sich Produkte mit bis zu 400 mm Breite und beliebiger Länge kontrollieren. Die spezielle Technik basiert auf einer Software mit einem lernenden genetischen Algorithmus: Durch die Bilddatenanalyse über mehrere Generationen hinweg erreicht es eine sehr hohe Prüfgenauigkeit.
Weil in der Süßwarenproduktion zumeist wiederkehrende Kontaminationen auftreten, kann das System mit jedem Prüfvorgang ein präziseres Pro­tokoll für den Abgleich erstellen. Eine Datenprotokollierung hilft, permanente Fehlerquellen zu beseitigen und erlaubt den Nachweis über ordnungsgemäße Produktions- und Verpackungsvorgänge. 100 programmier­bare Voreinstellungen ermöglichen darüber hinaus einen schnellen Produktwechsel.
Das IX-GA-4075 ist besonders bedienfreundlich und wird per Touchscreen auf einer Windows XP-Ober­fläche gesteuert. Die gut zugängliche Edelstahlkonstruktion macht das Reinigen einfach; das Transportband lässt sich ohne Werkzeug entfernen. Die geprüften Süßwaren unterliegen keiner Kennzeichnungspflicht.