Qualitätskontrolle mit Röntgenprüfsystemen in der Milchindustrie

Für die besonders hygienesensible Molkereiindustrie bietet der Einsatz von Röntgenprüftechnik eine sehr effiziente ­Fremdkörperkontrolle und darüber hinaus noch weitere Möglichkeiten der Qualitätsüberwachung. Das wichtigste Argument für Röntgenprüftechnik ist der hohe Schutz vor Verunreinigungen. Mittels einer speziellen Technik des Anbieters Ishida kann dabei eine besonders hohe Prüfgenauigkeit erzielt werden. Und eine Datenprotokollierung erlaubt für jede einzelne Verpackung einen rückwirkenden Nachweis über fehlerfreie Produktions- und Verpackungsvorgänge.

Funktionsweise der Röntgenprüftechnik

Ein Röntgenstrahl wird durch das Prüfobjekt geleitet und ein Fotodioden-Array nimmt die eintreffenden Strahlen auf. Die Fotodioden geben in Abhängigkeit vom Niveau der empfangenen Röntgenstrahlung ein Signal aus. Dieses wird anschließend in ein Graustufenbild umgewandelt. Sind Einschlüsse vorhanden, die eine größere Dichte als das Produkt selbst aufweisen und daher weniger Röntgenstrahlung durchlassen, erscheinen sie auf dem Bild als dunkle Flecken. Hohlräume und Risse sind heller, da an diesen Stellen mehr Strahlung durchdringt. Die Systeme lassen sich so einstellen, dass Produkte mit einem bestimmten Mängeltyp automatisch zurückgewiesen werden.

Die meisten der von Ishida ­angebotenen Röntgenprüfsysteme basieren auf der Tech­nik eines lernenden genetischen Algorithmus: Durch die Bilddatenanalyse über mehrere Generationen hinweg erreicht das System eine sehr hohe Prüfgenauigkeit. Da in der Lebensmittelherstellung zumeist wiederkehrende Kontaminationen auftreten, kann die Maschine mit jedem Prüfvorgang ein präziseres Protokoll für den Abgleich erstellen.

Prozessoptimierung auf mehreren Ebenen

Für die Milchindustrie bieten Röntgenprüfsysteme viele Vorteile. Bei der Fremdkörperkontrolle identifizieren sie u.a. Stein- und Glasfragmente, Metalle sowie zahlreiche Kunststoffe. Die Mindestgröße der erkennbaren Partikel hängt vom Material ab und von der Empfindlichkeit des Systems. Im Vergleich zu Metalldetektoren funktionieren Röntgenprüfgeräte unabhängig von Temperatur, Salz- und Wassergehalt und Vibrationen der Umgebung. Verunreinigungen werden auch durch Dosen oder metallisierte Folien erkannt, also können z. B. Butter- oder Margarineverpackungen mit Aluminiumbeschichtung kontrolliert werden.

Neue Kontroll-Parameter

Fremdkörper sind nicht die einzigen Inkonsistenzen, die ein Röntgenprüfsystem erfasst. Deutlich zutage treten auch Hohlräume, z. B. in Käselaiben, und fehlende oder beschädigte Produktteile. Darüber hinaus veranschlagen die Systeme das Gewicht einzelner Produkte in einer Verpackung, sofern sie ausreichend räumlich voneinander getrennt sind. Dank dieser Fähigkeit können Hersteller oftmals bei laufender Produktion Probleme beheben. Die ­Röntgenprüfsysteme erkennen auch, wenn ein Produkt in die Siegelnaht gelangt ist.

Wird Joghurt verarbeitet, kann neben der zuverlässigen Fremdkörper- und Gewichtskontrolle auch eine Füllstandmessung erfolgen. Wenn Becher in Sammelschalen platziert sind, lässt sich eine herkömmliche Gewichtskontrolle nur für alle Becher gemeinsam durchführen. Weil es bei den Füllständen Toleranzen gibt, kann es passieren, dass in der Folge untergewichtige Becher ausgeliefert werden. Ein Röntgenprüfsystem aber kontrolliert das Gewicht und den Füllstand jedes einzelnen Bechers in einer Sammelschale. Die gleiche Technologie kommt bei Bechern mit mehreren Kammern zum Einsatz, wie Joghurt mit separater Fruchtportion. Das Gewicht und der Füllstand jeder Kammer werden geprüft. Bei Milchprodukten in PET-Flaschen wird neben der Fremdkörperkontrolle auch geprüft, ob die Verpackungen korrekt verschlossen sind. Damit schafft die Röntgenprüftechnik generell neue Parameter für die Kontrolle von Molkereiprodukten und vereinfacht die Prüfung bestehender Parameter bei hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit.

Auswahl und Umsetzung

Bei der Anschaffung eines Röntgenprüfsystems ist wichtig, dass es ausreichend empfindlich ist. Unternehmen müssen vorher Grenzwerte bestimmen, gegen welche Partikelgrößen von Verunreinigungen sie sich schützen wollen. Gemeinsam mit den Kunden wird geprüft, welches Niveau der Qualitätskontrolle erreicht werden kann und Ishida hilft anschließend bei der Umsetzung. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch, an welcher Stelle der Produktionslinie das Röntgenprüfsystem optimal installiert wird. Eventuell benötigte Sonderfunktionen können oft durch intelligente Software bereitgestellt werden. Zählsoftware ermöglicht die automatische Nachverfolgung, z. B. der Stückzahl pro Packung, und Wiegesoftware veranschlagt das Produkt- oder Stückgewicht.

Ist uneingeschränkte Rückverfolgbarkeit verlangt, müssen Röntgenaufnahmen von jeder inspizierten Verpackung erstellt und gespeichert werden. Diese Bilder und die dazugehörigen Daten einschließlich Uhrzeit- und Datumsstempel sind bei Bedarf abrufbar. Daher muss das Röntgenprüfsystem über die nötigen Kapazitäten verfügen und problemlos mit den eigenen EDV-Systemen verknüpft werden können.

Auch die Bedienzeit ist bei Röntgenprüfsystemen ein wichtiger Faktor. Die Konfiguration und Kalibrierung der Ishida Maschinen erfolgt automatisch und sehr schnell. Die Benutzeroberfläche der Touchscreens ist leicht verständlich aufgebaut und elementare Funktionen werden von den Bedienern rasch beherrscht.