X射线用于食品安全：关于X射线检查的两个常见误解

 这台X射线机正在检查切成薄片的肉。照片由WIPOTEC提供。

食品的X射线检查在世界范围内变得越来越流行。这可能是由于两个因素造成的。首先是与异物污染导致的食品召回相关的高成本。其次，由FDA和其他组织进行的研究得出的结论是，使用X射线扫描仪扫描食物不会构成健康风险-从而消除了这方面的任何持久问题。

在此期间，人们逐渐认识到，这种复杂的检测方法不仅可以检测金属，还可以检测到更多。这种区别很重要，因为食品供应商和最终用户通常会将玻璃，陶瓷甚至致密塑料识别为常见的异物罪魁祸首。

X射线扫描仪还可以执行超越异物检测的质量控制功能。例如，在酸奶杯或番茄酱瓶中，可以使用X射线系统来验证准确的填充水平。在其他食品类别中，可以检查比萨饼以确保足够的圆度，在包装之前可以在设备托盘中计数果仁糖，并且也许最令人印象深刻的是，可以根据成熟度对奶酪进行分类。

尽管它具有广泛的潜在好处，但是对于X射线检查及其应用仍然存在误解。让我们消除两个最常见的神话。

误解1：密度越高，可检测性越高

众所周知，X射线检查模块的有效性在很大程度上取决于其要检测的异物的密度。尽管在某些应用场景中可能是这种情况，但这种以大小为中心的可检测性绝不是通用的。

现实情况是，决定单元对辐射的吸收(从而决定其可检测性)的主要特征是异物的原子序数。它辐射的越多，就越容易被检测到。尽管尺寸趋于增加这一特征，但完整的画面却要复杂得多。

以玻璃为例。对于负责寻找玻璃外壳异物的X射线扫描仪，关键因素是玻璃的类型 。与例如316不锈钢不同，玻璃不是严格定义的材料成分。由于瓶子成分的变化，用于瓶子和罐子等包装应用的玻璃构成最高的污染风险。这提供了广泛的场景，其中X射线扫描仪需要区分容器的适当玻璃材料和由隐藏在产品中的异物导致的任何玻璃污染。

同时，“钠钙玻璃”主要由二氧化硅组成-但百分比存在很大差异。促使成分变化的另一个因素是当今的玻璃大部分是回收的。

由于不同的成分，添加剂和污染物，所有这些都会导致很大的差异，这些差异会显着提高玻璃的吸收率。例如。硅本身的原子序数为14，仅比铝(13)略多。这导致相似的吸收率。但是，如果玻璃被铅(原子序数82)之类的物质污染，则即使总密度保持与独立玻璃相似，它的吸收也会高得多。

在X射线系统之间进行比较测试期间，此效果尤为重要。在这里，不建议比较竞争模块的检测结果，因为它们所测试的玻璃可能会产生不相等的现象。在这种情况下，机器检测玻璃中甚至包含痕量的原子序数更高的物质，具有固有的不公平优势。换句话说，将玻璃检测与玻璃检测进行比较通常就像将苹果与橙子进行比较一样。

然而，在日常应用中普遍采用的密度范例并没有完全被误导。如果工厂中发生异物问题，则这种简化的质量保证方法通常足以有效确定是否应进行更彻底的调查。如果污染物漂浮在水中，则无需进行进一步测试，因为在通常情况下，单个能量X射线系统将无法找到它。如果它没有浮动，则值得与X射线专家进行讨论，他们可能拥有当地的测试设施以进行进一步调查。

误解2：X射线检查需要大量空间-即使是小型产品

尽管X射线检查设备确实需要一定数量的额外空间，但可以轻松减轻它们对宝贵的地面空间的总体影响。

这种犹豫是可以理解的：特别是在食品工业中，空间总是很宝贵的，尤其是当它涉及将新设备集成到现有生产线中时。一种方法是将特殊的X射线单元完全集成到热成型和灌装机(FFS)中，这是例如酸奶杯生产中的整洁解决方案。

另一种新颖的方法涉及组合兼容的单元。尽管为辐射防护规定了空间要求，但X射线扫描仪仍可以共享用于其他检查任务(例如检重)的空间。实际上，存在着以效率为中心的解决方案，它们在令人惊讶的冷凝空间中有效地结合了X射线和检重检查功能。这种双任务模块还可以配备视觉系统，从而带来更多好处，包括通过以软件为中心的标签识别和制造指标分析来加快产品转换速度，以优化生产效率。

尽管紧凑，但这些装置中的许多装置仍具有出色的功能，将污染物检测与以ROI为中心的目标结合起来，即通过精密称重将赠品减至最少。这些类型的联合解决方案特别有价值的应用包括零售包装的方便食品，铝箔托盘中的即食食品和小的终端包装产品。许多公司提供先进的质量控制系统，以区分产品是否因重量原因或污染原因而被拒–这是减少维修的有用的第一步。为了简化操作，有些提供链接的，图标驱动的触摸屏HMI，用于集成设备通信和无缝产品传输。

此外，可以缩小X射线扫描仪的尺寸，使其与所检查产品的尺寸相匹配。这种尺寸缩小的型号是专门为汤包，谷物棒，巧克力或小托盘等小产品设计的。尽管它们的身材矮小，但这些单元通常在不牺牲准确性或多功能性的情况下仍可提供令人印象深刻的吞吐量，从而使一个模块适用于各种小物品检查应用。