artikel

Pakkans verhogen met röntgeninspectie

Algemeen

Röntgentechnologie rukt op in Nederland. Jaarlijks worden er tientallen detectiesystemen verkocht. Logisch, want röntgeninspecties vinden een breed scala aan vreemde voorwerpen. Ook neemt de pakkans er significant door toe en is de techniek te gebruiken voor gewichtscontrole, onder andere bij meervaksverpakkingen.

Een röntgendetector bestaat uit één of meer röntgenbuizen die straling richten op een product, sensoren om verontreinigingen te detecteren en een computer die signalen omzet in een grijstintenbeeld. Tijdens de scan dringt de röntgenstralenbundel als een waaier door het product heen. Hoe hoger de dichtheid, hoe minder straling wordt doorgelaten en hoe minder röntgensignalen de sensor opvangt. Verontreinigingen hebben meestal een hogere dichtheid dan de voedingsmatrix en springen als donkergrijze of zwarte vlekken uit de scan.

De computer vergelijkt het scanresultaat met grijstinten in een referentiedatabase en keurt het product goed of af. Een uitwerpsysteem selecteert de afgekeurde producten uit de productstroom.
De beeldanalysesoftware is de laatste jaren sterk verbeterd. Veelal is sprake van maatwerksoftware, waarbij het systeem zich automatisch aanpast aan de beste instelling per product en zichzelf per meting kalibreert. Zo is het scanproces optimaal toegesneden op de productie en komt er nauwelijks een operator aan te pas.

Meer detecteren
Veel foodbedrijven hebben al metaaldetectoren in hun lijnen ingebouwd waarmee ze ijzerdeeltjes en non-ferro metalen in de producten opsporen. Maar met röntgendetectie slaan bedrijven twee vliegen in één klap: naast alle metaalhoudende verontreinigingen kan deze technologie ongerechtigheden als glas, steen, keramiek, cement, kalkhoudend bot, kunststoffen met een hoge dichtheid en rubber detecteren. Wordt er verpakt in aluminium of blik, dan kunnen bedrijven bovendien hun producten in de eindverpakking op een breed spectrum metaaldeeltjes controleren.

Waar metaaldetectoren hooguit magnetiseerbaar metaal in aluminium kunnen detecteren, herkennen röntgeninspectoren moeiteloos ijzerhoudende en hooggelegeerde (niet-ijzerhoudende) verontreinigingen in alle metalen verpakkingen. Ook met rvs, dat ruis veroorzaakt in metaaldetectoren en daardoor vaak minder goed zichtbaar is, heeft röntgenapparatuur geen moeite. Een bijzondere toepassing waar röntgen uitkomst kan bieden, zijn vochtige producten. Bij een hoog watergehalte neemt door de goede elektrische geleiding de detectiegevoeligheid af. Voor sommige fabrikanten is dit een reden om een röntgensysteem aan te schaffen.

Resolutie
Uiteraard is er een grens aan het detectievermogen. Dit is afhankelijk van de resolutie van het inspectiesysteem. Deeltjes vanaf 0,5 mm worden nog gedetecteerd, maar leveranciers houden veiligheidshalve 0,8 mm aan. Kleinere deeltjes glippen dus door de mazen van het net, maar ook flinterdunne foliestukjes worden niet altijd opgemerkt omdat deze te weinig straling absorberen.

Röntgendetectie schiet ook tekort bij verontreinigingen met een dichtheid rond of lager dan de voedingsmatrix. Eigenlijk alles wat blijft drijven op water is met deze techniek niet te detecteren. Daar ‘vliegt’ de straling doorheen, dus is er niets op de scan te zien. Hout detecteren lukt daarom niet. Glas van een tl-verlichting gaat moeizaam omdat dit een lagere dichtheid heeft dan kristalglas en erg dun is. Problematisch zijn verder poreus plastic, puimsteentjes, insecten, karton en papier.

Glas in glas
Glas-in-glasdetectie was altijd een uitdaging op zich. Bij glas wordt zijwaarts gescand, waardoor glassplinters in de dikke, holle onderzijde van flessen of potten moeilijk zijn te detecteren. Inmiddels zijn er technische oplossingen voor dit probleem ontwikkeld. Zo kwam Smiths Detection, gedistribueerd door Mundi Technology, met de Quad View en Mettler-Toledo Safeline met de GlassChek Quad. Deze systemen richten verticale en horizontale röntgenstralen in alle richtingen voor een completer beeld. Zo worden glassplinters op blinde plekken beter zichtbaar.

Producten die kriskras door elkaar liggen, zoals bevroren frietjes, kunnen op punten waar ze elkaar kruisen voor donkere plekken zorgen. Daardoor kan er verwarring ontstaan of daar een verontreiniging zit of niet en worden producten onnodig uitgestoten. Smiths Detection heeft hier de optionele MDX-technologie voor bedacht. MDX staat voor ‘Material Discrimination X-ray’ en werkt met afzonderlijke röntgenbuizen en -detectoren voor organische en anorganische verbindingen. Dit maakt het mogelijk om bij twijfel op basis van atoomnummer vast te stellen of donkere plekken een organische oorsprong hebben, zoals bij gestapelde frites, of een anorganische, bijvoorbeeld door een verontreiniging met glas, rubber of rvs.

Instapmodellen
Röntgendetectiesystemen zijn afhankelijk van de scanbreedte drie tot vijf keer duurder dan metaaldetectoren. Bij extreem maatwerk en grote systemen voor bulkcontrole kan de investering in de tonnen lopen. Loma, Mettler-Toledo en Mundi Technology bieden instapmodellen vanaf €30.000 à €35.000. Loma heeft bijvoorbeeld de ‘XR’ voor platte producten als powerbars in gemetalliseerde wikkels en borrelkaasjes in aluminiumverpakking, compleet met transport- en uitwerpsysteem. Elk gecontroleerd product is te volgen via het beeldscherm.

Geavanceerdere modellen beginnen bij Loma bij €45.000. Dit is in lijn met andere leveranciers. Duurdere modellen zijn intelligenter, bieden vaak een hogere resolutie en kunnen grotere en hogere producten en/of producten van meerdere lijnen tegelijk scannen. Scanbreedtes tot tien sporen zijn geen uitzondering bij multinationals. Dankzij op het productieproces toegespitste beeldanalyse-software kan één systeem (verschillende) producten van verschillende lijnen tegelijk controleren en scanresultaten van alle sporen softwarematig gescheiden houden en archiveren.

Snel
Qua capaciteit zijn moderne röntgeninspectiesystemen uitgerust voor de hoge lijnsnelheden in de voedingsindustrie. Het plaatsen van een toestel gaat dus niet ten koste van de lijnefficiency. Alle grote leveranciers garanderen dat hun systemen geschikt zijn voor lijnen die werken op snelheden van zeshonderd stuks per minuut ofwel 90 meter per minuut. Sommige leveranciers gaan daar zelfs bovenuit met snelheden van 110 meter per minuut met een maximum van 1.200 metingen per minuut.

Onderhoud
Röntgenapparatuur is robuust, maar waar metaaldetectoren nagenoeg onderhoudsvrij zijn, zullen onderdelen van röntgensystemen op den duur slijten. De leveranciers bieden uitwisselingsunits aan, waarbij de hele röntgentank in een oogwenk wordt vervangen. De vervangingskosten bedragen €8.000 tot €10.000 per unit. Röntgentanks gaan gemiddeld zeven jaar mee, maar afhankelijk van het gebruik veel langer.

Ook moet er worden geïnvesteerd in de opleiding van operators, al zal de leverancier deze training vaak verzorgen als ‘part of the deal’. Leveranciers zorgen ook voor aanmelding van nieuwe systemen bij SenterNovem in Den Haag. In principe stelt de Röntgen Technische Dienst (RTD) een opleiding verplicht voor medewerkers die met röntgenapparatuur gaan werken, maar leveranciers kunnen zorgen voor een vrijstellingsregeling.

Dat de gebruikte röntgenstraling belastend zou zijn voor productiemedewerkers is een misverstand. De röntgendosering is sowieso laag en de apparatuur is goed afgeschermd. De hoeveelheid vrijkomende straling bedraagt bij de topmerken minder dan een derde van de natuurlijke achtergrondstraling. ‘Straling’ is een oneigenlijk argument om de technologie buiten de deur te houden.

Reageer op dit artikel