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Wozu Röntgenprüfsysteme?

Brauche ich ein Röntgenprüfsystem? Und wie finde ich das richtige Gerät? Für Unternehmen der Lebensmittelindustrie gibt es viele Gründe, in Röntgenprüfsysteme zu investieren. Die Systeme gelten als unverzichtbares Tool für das Risikomanagement, tragen zur Qualitätsverbesserung bei oder dienen als Marketing-Instrument zur Imagepflege.

Was leistet ein Röntgenprüfsystem?
Mit der Röntgenprüftechnik werden Inkonsistenzen in Materialien erkannt. Das System ist in der Lage in Verpackungen oder Produktströmen, die einen bestimmten Punkt passieren, Fremdkörper zu identifizieren. Erkannt werden Knochen-, Stein- und Glasfragmente, Metalle, wie Eisen, Stahl, Edelstahl und Aluminium sowie zahlreiche Kunststoffe wie Nylon, PVC oder Teflon. Die Mindestgröße der erkennbaren Partikel variiert je nach Material und hängt außerdem von der Empfindlichkeit des Systems ab. Fremdkörper sind nicht die einzigen Inkonsistenzen, die ein Röntgenprüfsystem erfassen kann. Auch Hohlräume und beschädigte oder fehlende Produktteile treten deutlich zutage und erschließen ganz neue Bereiche der Qualitätskontrolle. Im Gegensatz zu Metalldetektoren können Röntgenprüfsysteme eine komplette Bandbreite an Inkonsistenzen in Produkten erkennen, die in Dosen oder metallisierten Folien verpackt sind. Die Röntgenprüftechnik eignet sich außerdem für eine Reihe weiterer Funktionen von der Veranschlagung des Stückgewichts bis hin zur Messung des Fettgehalts von Fleisch. Dieser Artikel befasst sich allerdings vorwiegend mit der Detektion von Fremdkörpern und Produktmängeln.

Ein Röntgenstrahl wird durch das Prüfobjekt geleitet, und ein Fotodioden-Array auf der anderen Seite des Objekts nimmt die eintreffenden Röntgenstrahlen auf. Die Fotodioden geben in Abhängigkeit vom Niveau der empfangenen Röntgenstrahlung ein Spannungs- oder Stromsignal aus. Dieses wird anschließend in ein Graustufenbild umgewandelt, das sich einfach speichern lässt. Wenn Einschlüsse vorhanden sind, die eine größere Dichte als das Produkt selbst aufweisen und daher weniger Röntgenstrahlung durchlassen, werden diese auf dem Bild als dunkle Flecken dargestellt. Hohlräume und Risse erscheinen heller, da an diesen Stellen mehr Röntgenstrahlung durchdringen kann. Das System lässt sich so einstellen, dass Produkte mit einem bestimmten Mängeltyp automatisch zurückgewiesen werden.

Ein Tool für das Risikomanagement
Ein angemessenes Risikomanagement beinhaltet grundsätzlich eine exakte Beurteilung der möglichen Fehler, ihrer eventuellen Auswirkungen und der denkbaren Folgen einschließlich ihrer Kosten. Die Gesetzgebung verlangt in der Regel, dass die Lebensmittelindustrie geeignete Maßnahmen ergreift, um solche Vorkommnisse zu vermeiden. Die Verantwortlichen müssen die möglichen Maßnahmen zur Vorbeugung bewerten und deren Kosten veranschlagen. Was kann der Lebensmittelindustrie passieren? Fremdkörper in Lebensmitteln können sehr unterschiedliche Auswirkungen beim Verbraucher haben. Die Palette reicht von einer diffusen Ablehnung und einem geringfügigen Vertrauensverlust in das Produkt bis hin zu schmerzhaften Verletzungen (etwa durch abgebrochene Zähne) und schwerwiegenden Gefahren für die Gesundheit. Selbst kleine Vorfälle führen häufig zu Beanstandungen. Kommt es aber zu Erkrankungen oder gar Todesfällen, sind zivil- und strafrechtliche Klagen die Konsequenz. Klagen oder Beanstandungen seitens der Geschädigten oder ihrer Angehörigen können den Einzelhandel, den Hersteller und im Grunde jeden Punkt in der Lieferkette betreffen, wobei das Ansehen und die Markennamen aller Beteiligten beschädigt werden. Die finanziellen Schäden können schnell in die Millionen gehen. Selbst wenn der verunreinigte Artikel vom Einzelhändler entdeckt wird, bevor er den Endverbraucher erreicht, entstehen dem Lieferanten die Kosten für die Rückholaktion und Vertragsstrafen. In solchen Fällen besteht für Lieferanten die Gefahr, Kunden zu verlieren.

Die Qualität verbessern

Die Röntgenprüftechnik kann auch Mängel erkennen, die nicht mit einer Verunreinigung in Zusammenhang stehen. Dazu gehören: Hohlräume oder Gasblasen.
Unterbemessene oder fehlende Teile des Produkts.
Unterbefüllte Kammern bei Fertiggerichten.
Sprünge oder Risse im Produkt.
Agglomerationen (aneinander haftende Körner) in Pulverprodukten.
Fehlende oder verlagerte Metallbänder oder andere Verschlussvorrichtungen.

Zudem kann mit Röntgenprüfsystemen das Gewicht einzelner Produkte in einer Verpackung veranschlagt werden, wenn diese ausreichend räumlich voneinander getrennt sind. Verpackungen mit untergewichtigen Teilen werden aussortiert. Dank dieser Fähigkeiten lassen sich oftmals bei laufender Produktion Probleme erkennen und beheben. Weist ein Produkt beispielsweise Sprünge auf, kann das auf einen Feuchtigkeitsverlust vor dem Verpacken hindeuten. Generell schafft die Röntgenprüftechnik für die Produktkontrolle von Lebensmitteln neue Parameter und vereinfacht die Prüfung bestehender Parameter bei hoher Geschwindigkeit. Die Röntgenprüftechnik erhöht die Standards bei der Qualitätskontrolle und bringt Wettbewerbsvorteile.

Klagen aufgrund gefährlicher Verunreinigungen sind eindeutig das wichtigste Argument für die Investition in Röntgenprüfsysteme. Genauso kostspielig können jedoch falsche Beanstandungen werden. So kommt es vor, dass unredliche Endverbraucher behaupten, dass eine Lebensmittelverpackung einen gefährlichen Fremdkörper enthalten habe und die Packung „als Beweis" vorlegen. In solchen Fällen sind Unternehmen mit Röntgenprüfsystemen auf der sicheren Seite. Mit Hilfe der Datenprotokollierung des Röntgenprüfsystems und der Etikettierung, kann das Röntgenbild jeder einzelnen Verpackung abgerufen werden. Rückwirkend lässt sich so der Beweis für einwandfreie Produktqualität erbringen. Auch minderwertige Produktqualität, etwa durch Hohlräume und Risse, beschädigt eine Marke. Auch wenn solche Mängel nicht zu Reklamationen führen, bleibt eine Unzufriedenheit beim Endverbraucher, die sich negativ auf den Produktabsatz auswirkt. Die Röntgenprüftechnik ermöglicht einen Blick auf das Produkt in der Verpackung so wie der Kunde es zu Gesicht bekommt. Dies erspart aufwendige Marktforschung. Einer der am meisten genannte Gründe für die Anschaffung von Röntgenprüfsystemen ist, den vor- und nachgelagerten Unternehmen in der Lieferkette zu beweisen, dass man im Hinblick auf die Produktsicherheit äußerste Sorgfalt anwendet. Wenn es um metallisierte Folien oder Folienverpackungen geht, ist der Einsatz eines Röntgenprüfsystems heute als Best Practice anerkannt.

Auch wenn die Verpackungsprozesse den Einsatz von Röntgenprüftechnik nicht zwingend erfordern, bringt ihr Einsatz Vorteile. Supermärkte und Einzelhändler legen größten Wert auf ihren guten Ruf. Viele dieser Unternehmen bevorzugen heute Lieferanten mit Röntgenprüfsystemen oder sie bestehen sogar darauf, dass alle Lieferanten diese Technik nutzen. Manche Unternehmen verfolgen auch einfach grundsätzlich die Strategie, technisch fortschrittlicher zu sein als ihre Wettbewerber. Eine solche „Hightech-Philosophie" kann einen großen Beitrag zum Unternehmenserfolg leisten.

Was kosten Röntgenprüfsysteme?
Die Preise für Röntgenprüfsysteme sind in den vergangenen Jahren stetig gesunken, bewegen sich aber noch in einem Bereich zwischen 20.000 bis 120.000 Euro. Daher muss man sich die Gründe für die Anschaffung dieser Technik klar machen. Wenn es um eine bloße Maßnahme des Risikomanagements geht, müssen potenzielle Verunreinigungen ermittelt und der Kostenrahmen vergegenwärtigt werden, den diese Verunreinigungen nach sich ziehen können. Geht es um die Qualitätskontrolle oder die Markenpflege, besteht die positive Aufgabe in der Berechnung des potenziellen Gewinns, wenn z. B. ein Geflügelproduzent Hähnchenfilets liefern kann, die garantiert knochenfrei sind. Natürlich kann auch eine Kombination verschiedener Gründe für die Entwicklung eines Kosten-Nutzen-Verhältnisses relevant sein.

Lebensmittelproduzenten können mit dem Einsatz von Röntgenprüftechnik werben, auch wenn sie die günstigsten am Markt erhältlichen Systeme einsetzen. Aber der Handel möchte darauf vertrauen können, dass die Systeme ausreichend empfindlich und zuverlässig sind. Manche wollen vielleicht sogar wissen, von welchem Hersteller sie stammen. Daher ist es ratsam, sich für einen renommierten Anbieter zu entscheiden. Für das Risikomanagement ist die Empfindlichkeit entscheidend. Unternehmen sollten Grenzwerte (d. h. minimale Partikelgrößen) für die Verunreinigungen festlegen, gegen die sie sich schützen müssen, und die Röntgenprüfsysteme verwerfen, welche die Grenzwerte nicht erreichen. Wichtig ist es, ein Röntgenprüfsystem anzuschaffen, das für die anfallenden Aufgaben geeignet ist. Gleichzeitig sollte aber kein Geld für Features ausgegeben werden, die nicht benötigt werden. Zunächst muss über die Größe des Röntgenprüfgeräts nachgedacht werden. Das System soll einen Prüfstrahl abgeben, der für die größten Produkte geeignet ist, die üblicherweise auf der betreffenden Verarbeitungslinie verpackt werden. Das Gerät sollte aber auch nicht größer als nötig sein, um den Preis nicht in die Höhe zu treiben.

So genannte Doppelsensormaschinen, die die übertragenen Röntgenstrahlen auf zwei verschiedenen Energieniveaus untersuchen, sind empfindlicher. Diese Technik kann auch eingesetzt werden, um beispielsweise den Fettgehalt in Fleisch zu analysieren. Außerdem können Doppelstrahlmaschinen Prüfobjekte aus zwei verschiedenen Winkeln untersuchen, was die Leistung bei bestimmten Produkten erhöht. Allerdings sind die Systeme teuer und für kleinere Produkte nicht immer geeignet. Eventuell benötigte Sonderfunktionen können oft durch intelligente Software bereit gestellt werden, was die Kosten begrenzt. Beispielsweise ist eine erhöhte Empfindlichkeit durch die Bildverarbeitung mit Spezialalgorithmen möglich. Zählsoftware ermöglicht die automatische Nachverfolgung der Anzahl der Teile in jedem Produkt, während Wägesoftware das Produkt- oder Stückgewicht veranschlagt.

Selbst Basismodelle gehen über die einfache Erkennung hinaus und bieten Funktionen wie die Maskierung. Das bezeichnet die Fähigkeit, die uneingeschränkte Empfindlichkeit ausschließlich auf definierte Bereiche anzuwenden. Elemente, die Bestandteil der Verpackung sind, wie etwa Clips und Bänder werden ignoriert. Die wichtigste Verbrauchskomponente in einem Röntgenprüfsystem ist die Röntgenröhre, die für die Erzeugung des Prüfstrahls benötigt wird. Moderne Röhren guter Qualität können abhängig vom Anwendungsumfang jahrelang halten. Die Bedienerzeit ist bei Röntgenprüfsystemen ein wichtiger Kostenfaktor. Unternehmen sollten darauf achten, dass die Benutzeroberfläche der Geräte leicht verständlich aufgebaut und bequem bedienbar ist. Außerdem sollten keine längeren Konfigurations- oder Kalibrierungsverfahren erforderlich sein. Wichtig ist auch, dass elementare Funktionen des Röntgenprüfsystems von den Bedienern beherrscht und schnell eingestellt werden können. Einige Systeme ermöglichen beispielsweise eine Feinabstimmung, um die Empfindlichkeit für bestimmte wiederholt auftretende Verunreinigungen zu erhöhen. Für die Änderung solcher Einstellungen sollte nicht jedes Mal der Hersteller kontaktiert werden müssen.

Speichern und Abrufen von Bildern
Wenn uneingeschränkte Rückverfolgbarkeit verlangt ist, müssen Röntgenaufnahmen von jeder inspizierten Verpackung erstellt und gespeichert werden. Diese Bilder und die dazugehörigen Daten einschließlich Uhrzeit- und Datumsstempel sind bei Bedarf zuverlässig abrufbar. Daher muss das Röntgenprüfsystem über die nötige Kapazitäten verfügen und problemlos mit den eigenen EDV Systemen verknüpft werden können. Die Röntgenprüftechnik ist heute weltweit verbreitet und die Systeme sind seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz. Für das Bedienpersonal ist die Sicherheit gewährleistet. Die Strahlung der Geräte ist in der Prüfkammer eingeschlossen und wird durch das Maschinengehäuse und durch spezielle Vorhänge aus Blei am Einlass und Auslass abgeschirmt. Außerhalb der Geräte ist keine Strahlung messbar. Die Sicherheit für das Bedienpersonal ist immer gewährleistet. Die Systeme schalten sofort ab, wenn zum Beispiel die Gerätetür geöffnet wird, ein Bediener mit der Hand in die Prüfkammer greift oder ein Produkt in der Kammer hängen bleibt. Die geprüften Lebensmittel werden nicht mit Strahlung belastet und unterliegen keiner Kennzeichnungspflicht. Dennoch ist gebührende Sorgfalt im Umgang mit den Geräten angebracht und alle Vorschriften müssen strikt befolgt werden. Unternehmen sollten außerdem sicherstellen, dass eine Überwachung der Technik und ihrer Bediener gemäß geltender Bestimmungen erfolgt.

 

 

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ISHIDA GmbH
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