Detektor rentgenowski (X-ray) – jak wykrywa ciała obce w żywności i opakowaniach?

Detektor rentgenowski, nazywany również systemem inspekcji X-ray, to urządzenie służące do kontroli wnętrza produktu lub opakowania na podstawie różnic w pochłanianiu promieniowania. Jednym z głównych zastosowań tej technologii jest wykrywanie ciał obcych i zanieczyszczeń w żywności, lekach i zamkniętych opakowaniach, co jest praktycznie niemożliwe w przypadku standardowego sortowania optycznego. Jak działa detektor rentgenowski i czy takie urządzenie jest bezpieczne dla żywności?

Jakie ciała obce może wykryć detektor X-ray?

Detektor rentgenowski wykrywa zanieczyszczenia na podstawie różnic w gęstości i zdolności pochłaniania promieniowania rentgenowskiego. W porównaniu z klasycznym detektorem metali system X-ray może wykrywać szerszy zakres kategorii materiałowych, w tym wybrane zanieczyszczenia niemetaliczne. Rzeczywista czułość zależy jednak od produktu, opakowania, wielkości i orientacji zanieczyszczenia oraz konfiguracji urządzenia.

Ciała obce wykrywane przez detektor X-ray to przede wszystkim:

  • metale – zarówno żelazne, jak i nieżelazne,
  • szkło i ceramika – odłamki butelek, słoików, naczyń i elementów wyposażenia zakładu produkcyjnego,
  • kamienie – naturalne kamienie, żwir, fragmenty betonu,
  • guma – fragmenty uszczelek, taśm transportowych lub przewodów,
  • niektóre tworzywa sztuczne o wysokiej gęstości – np. polioksymetylen (POM), poliamid (PA) i politetrafluoroetylen (PTFE).

Co jeszcze może detektor rentgenowski?

Oprócz wykrywania ciał obcych systemy X-ray mogą również kontrolować jakość surowca, wykrywając brakujące elementy w opakowaniu oraz identyfikując puste i uszkodzone produkty. Detektory X-ray dla przemysłu spożywczego pomagają również wyeliminować spleśniałe produkty – urządzenie „widzi” bowiem obszary o zmienionej strukturze, które mogą wskazywać na rozwój pleśni. Technologia umożliwia sprawdzanie kompletności zestawów i wykrywanie wad wewnątrz opakowań, które są niewidoczne gołym okiem.

Czy wiesz, że… Kawałek stali w czekoladzie będzie bardzo łatwy do wykrycia, ponieważ stal ma znacznie większą gęstość niż czekolada (ok. 8 g/cm³ > 1 g/cm³). Z kolei fragment cienkiej folii PE może być trudny do identyfikacji, gdyż jej gęstość jest zbliżona do wielu produktów spożywczych (ok. 1 g/cm³).

Jak działa detektor X-ray?

Detektory rentgenowskie analizują różnice w pochłanianiu promieniowania jonizującego przez poszczególne materiały. Kluczowe znaczenie dla skuteczności detekcji mają dwa parametry: gęstość i skład chemiczny. Materiały o większej gęstości lub takie, które zawierają cięższe pierwiastki, pochłaniają więcej promieniowania, przez co są łatwiejsze do wykrycia. Co istotne, detektor rentgenowski umożliwia analizę wnętrza produktu bez konieczności otwierania opakowania.

Proces kontroli przebiega w kilku etapach:

  1. Przygotowanie: Produkt trafia na przenośnik i jest kierowany do inspekcji.
  2. X-ray: Lampa rentgenowska emituje wiązkę promieniowania jonizującego, która przenika przez produkt i opakowanie.
  3. Detekcja: Urządzenie rejestruje promieniowanie i zamienia je na cyfrowy obraz przedstawiający wnętrze opakowania lub produktu.
  4. Analiza: Oprogramowanie analizuje obraz, porównując uzyskane dane z wcześniej zdefiniowanymi parametrami i wykrywa obiekty o nietypowej gęstości, kształcie lub wielkości.
  5. Decyzja: Po wykryciu niezgodności system przekazuje sygnał do mechanizmu odrzutu. Zależnie od rodzaju produktu i konstrukcji linii może to być popychacz, klapa, opuszczana sekcja, taśma odrzucająca albo strumień sprężonego powietrza. W przypadku produktów zapakowanych usuwane jest całe zakwestionowane opakowanie.

Czy wiesz, że… Szkło jest łatwo wykrywalne przez X-ray dzięki połączeniu stosunkowo wysokiej gęstości (ok. 2,5 g/cm³) i specyficznego składu mineralnego. Zawarte w nim pierwiastki, takie jak krzem, wapń i sód, silniej pochłaniają promieniowanie rentgenowskie niż składniki żywności, dlatego nawet niewielkie fragmenty szkła mogą zostać rozpoznane i usunięte przez urządzenie.

X-ray a kontrola żywności – czy to bezpieczne?

Według Światowej Organizacji Zdrowia kontrola żywności za pomocą promieniowania rentgenowskiego jest bezpieczna i nie powoduje powstawania radioaktywności w produktach – pod warunkiem że nie zostanie przekroczony poziom energii 10 MeV (10 000 kV) i dawka 0,5 Gy.

Urządzenia SmartSort wykorzystują lampy X-ray pracujące z napięciem 80 kV lub 120 kV, co oznacza, że stosowana energia jest ponad 80–125 razy niższa od wskazanego przez WHO limitu 10 MeV. Promieniowanie jonizujące stosowane w detektorach jest wykorzystywane jedynie do krótkotrwałego obrazowania wnętrza produktu, a po zakończeniu skanowania żywność nie zachowuje żadnych właściwości promieniotwórczych.

Warunkiem bezpiecznego użytkowania detektorów rentgenowskich jest korzystanie z certyfikowanych urządzeń, zgodnych z przepisami Państwowej Agencji Atomistyki (PAA). Urządzenia SmartSort posiadają pełną dokumentację, są zgłoszone do organów nadzorczych, a firma posiada zezwolenia na ich instalację i serwisowanie wydawane przez Państwową Agencję Atomistyki.

Zapytaj o szczegóły i dowiedz się, jaki detektor rentgenowski będzie najlepszym rozwiązaniem dla Twojego biznesu. Oferujemy małe systemy X-ray do prześwietlania niewielkich opakowań spożywczych, leków i suplementów diety, średnie i duże urządzenia do sortowania materiałów sypkich i zapakowanych oraz detektory rentgenowskie do prześwietlania butelek i puszek.

Źródło do informacji o bezpieczeństwie: pmc.ncbi.nlm.nih.gov