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dei FOKUS LEBENSMITTELSICHERHEIT Sichere Fremdkörperdetektion mit der Dual-Energy-Röntgeninspektion Von Knochen bis Gummi Die Röntgeninspektion zählt zu den Schlüsseltechnologien in der Qualitätssicherung. Je nach Art der Anwendung können Lebensmittelhersteller ihre Produkte mit der Single-Energy- oder der Dual-Energy-Technologie prüfen. Letztere eignet sich besonders gut für die Detektion von Fremdkörpern geringer Dichte wie Knochen, metallarmem Glas, Kunststoff oder Gummi. Traditionell verwendeten Lebensmittelhersteller bisher vor allem Single-Energy-Röntgendetektoren, also Geräte, die nur mit einem Energieniveau arbeiten. Mittlerweile findet aber auch die Dual-Energy-Technologie eine immer größere Verbreitung. Die Dual-Energy-Röntgeninspektion nutzt Röntgenstrahlung hoher und niedriger Röntgenenergie, um Materialien unterschiedlicher Dichte zu unterscheiden. Mit ihr lassen sich kleinere Verunreinigungen in einem gleichzeitig breiteren Spektrum an Anwendungen nachweisen. Software-Algorithmen filtern das zu inspizierende Lebensmittel aus dem Die DXD- und DXD+-Dual- Energy-Detektoren können in X35-Röntgeninspektionssysteme integriert werden Röntgenbild, während jedwede weitere Materialien über das zweite Energieniveau identifiziert werden. Bei diesen Materialien handelt es sich mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit um Fremdkörper. Mögliche Einsatzgebiete Dual-Energy-Röntgensysteme eignen sich am besten für Einsatzszenarien, bei denen mindestens eine der folgenden Voraussetzungen gegeben ist: Erstens weisen die prüfenden Produkte ein hohes Maß an Überlappung in der Verpackung auf oder variieren in der Dicke. Typische Beispiele hierfür sind Bilder: Mettler-Toledo Nudeln, Reis, Nüsse, Tiefkühlprodukte wie Pommes frites – aber auch Fleischprodukte wie Hühnerbrüste oder Steaks. Zweitens handelt es sich bei den zu erwartenden Verunreinigungen um Materialien mit geringer Dichte wie Glas, Gummi, Kunststoff oder kalkhaltige Knochen. Wichtige Voraussetzung für eine zuverlässige Inspektion darüber hinaus: Das verwendete Verpackungsmaterial hat eine geringe Dichte, sodass Röntgenstrahlen mit niedriger Energie es durchdringen und das enthaltene Lebensmittel inspizieren können. Vergleichstests mit Hähnchenbrust In der Kombination aus Dual-Energy-Röntgendetektoren und moderner Bildanalysesoftware erhalten Lebensmittelhersteller so besonders klare und hochaufgelöste Bilder, um mit Fremdkörpern verunreinigte Produkte zuverlässig detektieren und aus der Produktionslinie ausschleusen zu können. Vergleichstests zeigen, dass die Standardund Advanced-Dual-Energy-Inspektionstechnologie von Mettler-Toledo (DXD und DXD+) mehr als achtmal so viele schwer auffindbare Fremdkörperverunreinigungen erkennt wie Single-Energy-Röntgensysteme. Der Inspektionsgerätehersteller hat unter anderem Testreihen mit Hähnchenbrüsten in 650-g-Verpackungen durchgeführt. Danach lassen sich mit der DXD oder DXD+- Detektionstechnologie Schlüsselbeinknochen zu 100 %, Rippen knochen zu 95 % und Brustbeinfortsätze zu 30 % detektieren, während diese Fremdkörper mit einem Single-Energy-Detektor überhaupt nicht nachweisbar sind. Außerdem sind mit der DXDoder DXD+-Technologie Fremdkörper aus Aluminium und mineralarmem Glas mit einer Größe von bis zu 2 mm zu 100 % detektierbar. Mit der Single-Energy-Technolo- 34 dei 05-2023
gie lassen sich dagegen nur Fremdkörper aus Aluminium und mineralarmem Glas mit einer Größe von bis zu 3 mm vollständig aufspüren. Bei Fremdkörpern aus Gummi liegt die kleinste Größe für eine 100%ige- Detektion mit der DXD- oder DXD+-Technologie bei 5 mm, mit der Single-Energy- Technologie dagegen bei 6 mm. Von Fall zu Fall entscheiden Ob Dual-Energy-Röntgensysteme ihre spezifischen Vorteile in der Praxis ausspielen können, hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Daher sollten Lebensmittelhersteller vor einer Investition zunächst den jeweiligen Anwendungsfall praxisnah prüfen, um eine belastbare Bewertung treffen zu können – etwa mit Services, wie sie Mettler-Toledo mit dem „Test-before-you-Invest“-Programm anbietet. Im Rahmen dieses Programms unterstützt der Inspektiongsgerätehersteller die Lebensmittelindustrie unter anderem mit Leihanlagen und Live-Demonstrationen vor Ort. Eine präzisere Fremdkörpererkennung mittels einer auf die jeweilige Anwendung abgestimmten Dual-Energy-Röntgeninspek - tion dient nicht nur der Lebensmittelsicherheit und dem Verbraucherschutz. Sie ist auch unter wirtschaftlichen Erwägungen in vielen Fällen sinnvoll. Ein Beispiel dafür ist das Kontrollieren von Nüssen auf mögliche metallische Fremdkörper, wie sie beispielsweise über Beschädigungen an Mahlwerken in das verpackte Lebensmittel gelangen können. Um hierbei sehr kleine Fremdkörper wie ein nur 0,8 mm großes Edelstahlteil zu erkennen, wäre bei einem Single-Energy- Röntgensystem ein sehr genaues Finetuning in der Einstellung der Erkennungsempfindlichkeit erforderlich – verbunden mit der Konsequenz, dass es wahrscheinlich zu einer Vielzahl an Fehlausschleusungen und damit zu unnötiger Produktverschwendung KURZ ERKLÄRT: Mettler-Toledo bietet die Dual- Energy-Röntgeninspektionsdetektoren in zwei Ausführungen an: DXD und DXD+ (Standard und Advanced). Die DXD-Detektoren können in derselben Umgebung wie Single-Energy- Röntgeninspektionssysteme bei Liniengeschwindigkeiten von bis zu 100 m pro Minute eingesetzt werden. Für anspruchsvolle DUAL-ENERGY-DETEKTOREN kommt. Ein Zurückschrauben der Erkennungsempfindlichkeit jedoch brächte ein erhöhtes Risiko mit sich, dass kontaminierte Produkte unentdeckt bleiben und in Verkehr gebracht werden. In diesem beispielhaften Anwendungsfall ist es für den Lebensmittelhersteller wahrscheinlich möglich, mit der Dual-Energy-Röntgeninspektion die Fremdkörpererkennung so zu optimieren, dass auch sehr kleinteilige Verunreinigungen erkannt werden, ohne dass die Fehlausschleusungen und die damit einhergehenden Produkt verluste zunehmen. Anwendungen hat Mettler-Toledo die DXD+-Detektoren konzipiert. Diese sammeln mehr Daten über das inspizierte Produkt. Zusätzlich liefert die leistungsstarke Bildanalysesoftware klarere Bilder mit höherer Auflösung. Die DXD+-Technologie eignet sich für die Fremdkörperdetektion bei Liniengeschwindigkeiten von bis zu 45 m pro Minute. Erkennung von Aluminiumverunreinigungen bei Kartoffelecken im Vergleich. Links: Single-Energy-Röntgeninspektion, Mitte und rechts: Standard-Dual-Energy- und Advanced-Dual-Energy-Röntgeninspektion Erkennung von Knochenfragmenten in Hähnchenbrüsten im Vergleich. Links: Single- Energy-Röntgeninspektion, Mitte und rechts: Standard-Dual-Energy- und Advanced- Dual-Energy-Röntgeninspektion Fazit Lebensmittelhersteller sollten vor einer Investition in ein Röntgensystem mehrere Faktoren, darunter auch mögliche Budgetbeschränkungen, gegeneinander abwägen. Ob sich eine Dual-Energy-Röntgeninspektion empfiehlt, hängt von der Anwendung, den Produkteigenschaften, möglichen Verunreinigungen und der Verpackungsart ab. Bei einem knappen Budget ist ein Single-Energy- Röntgensystem vordergründig zunächst vielleicht die attraktivere Option. Doch die Dual-Energy-Technologie erlaubt eine präzisere Inspektion – gerade in anspruchsvollen Anwendungen – und kann sich schnell amortisieren, wenn die Kosten für Produktausschuss wegen Fehlausschleusungen und die erhöhten Risiken möglicher Produkt - rückrufe in die Rechnung einfließen. www.prozesstechnik-online.de Suchwort: Mettler-Toledo AUTOR: MIKE PIPE Head of Global Sales, Mettler-Toledo Safeline X-ray dei 05-2023 35
