Bizerba: Detektoren und Inspektionssysteme

Moderne Inspektionstechnik schützt vor Fremdkörpern im Essen

  • Abb.1: Das Produkt-Inspektionssystem XRE gewährleistet 100% Kontrolle der Qualitätsparameter.Abb.1: Das Produkt-Inspektionssystem XRE gewährleistet 100% Kontrolle der Qualitätsparameter.

Es sind Horrorvorstellungen eines jeden Lebensmittelbetriebs: Ein Kunde, der einen Fremdkörper in seinem Essen findet oder sich an diesem verletzt. Oder aber ein Allergiker, der ein falsch ausgezeichnetes Produkt zu sich nimmt und schwer erkrankt. Zwar lassen sich solche Risiken durch ein gutes Qualitätsmanagement verringern; endgültige Sicherheit bringen allerdings nur leistungsfähige Geräte, die Fremdkörper aufspüren und Fehletikettierungen aufdecken.

Gesetzliche Regelungen zur gezielten Fahndung nach Fremdkörpern in Lebensmitteln gibt es in Deutschland nicht. Es existieren jedoch zahlreiche Standards, die durch ihre hohe Verbreitung im Lebensmittelsektor quasi Gesetzesrang haben. Dazu zählt der International Food Standard (IFS).

Zusätzlich endete im Dezember 2014 die Übergangsfrist für die Lebensmittelinformationsverordnung (LMIV), die Hersteller von Lebensmitteln nun dazu verpflichtet, alle Inhaltsstoffe und Allergene auf dem Etikett der Verpackung abzudrucken. Ab 2016 gilt es zudem, die enthaltenen Nährwertinformationen auf jedem Produkt auszuweisen. Wer Waren an den Handel verkaufen will, kommt heute de facto nicht um eine entsprechende Zertifizierung und ganz generell um die EU-Richtlinien herum.

Im Rahmen einer solchen Auditierung werden besonders so genannte „kritische Kontrollpunkte“ unter die Lupe genommen. Das gilt in erster Linie für Orte, an denen Verunreinigungen auftreten könnten, etwa weil Produktchargen bei einer Unterbrechung der Prozesskette von Hand zu einer neuen Produktionslinie transportiert werden. Hier muss der Hersteller demonstrieren, wie gut er mögliche Verunreinigungen im Griff hat. Dazu können „manuelle“ Qualitätsmaßnahmen wie ein Vier-Augen-Prinzip umgesetzt werden oder aber Detektoren zum Einsatz kommen, die Fremdkörper gezielt erkennen, das Ausscheiden aus der Produktion anstoßen und diesen Vorgang dokumentieren.

Mit dem Metalldetektor fündig werden

Am Ende der Prozesskette, direkt nach den Verpackungsanlagen, kommt deshalb heute bei den meisten Unternehmen ein Metalldetektor zum Einsatz. Er erzeugt ein elektrisches Feld in seinem Spulenbereich. Jedes Produkt, das den Detektor durchläuft, hinterlässt ein spezifisches Muster.

Abweichungen davon deuten auf eine Verunreinigung hin und stoßen einen Ausschussprozess an. Damit dieses System funktioniert, muss jedes neue Produkt zunächst  eingelernt werden.

An ihre Grenze kommt diese Technik, wenn die zu testenden Produkte einen so genannten „hohen Produkteffekt“ haben. Das ist zum Beispiel bei  stark marinierten Fleischstücken oder bei in Aluminiumfolie verpackten Produkten der Fall, die eine hohe Eigenleitfähigkeit aufweisen. Das Problem: Die Detektionsgenauigkeit der Metalldetektoren sinkt, und somit können kleine Verunreinigungen nicht mehr prozesssicher erkannt werden. Bei Lebensmitteln in Behältern wie E2-Kisten kann der Querschnitt eines Metallstückes sogar 7 mm überschreiten, bevor das Gerät anschlägt.

Röntgentechnik

Solche Nachteile gibt es bei der Röntgentechnik nicht. Damit lassen sich selbst kleinste Metallpartikel, aber auch Steine finden. Das Prinzip: Der Detektor fängt die Strahlung auf und erzeugt daraus ein Graubild. Sind im Lebensmittel Fremdkörper vorhanden, so erscheinen diese wegen ihrer höheren Dichte als schwarze Flecken auf dem digitalen Bild. Moderne Röntgendetektoren wie das Produkt-Inspektionssystem XRE von Bizerba sind in der Lage, ein Bild innerhalb von Millisekunden auszuwerten. Dabei kann das Förderband mit einer Geschwindigkeit von 60 m pro Minute durch das Gerät laufen. Das entspricht einer Überprüfung von rund 150 Packungen pro Minute. Ein weiterer Vorteil: Anders bei vielen anderen Geräten muss der Abstand zwischen mehreren Packungen lediglich 10 mm betragen. Dadurch ist ein extrem hoher Durchsatz möglich.

Das Gerät lässt sich zudem auf individuelle Anforderungen einstellen. Beispielsweise können Hersteller bewusst verwendete Metallteile wie Aluclips an Wurstenden gezielt von der Überprüfung ausschließen. Auch kontrolliert das Röntgensystem Gläser und Konservendosen mit einer Wanddicke von bis zu drei Millimetern auf Fremdkörper. Das Metall der Dose stört den Röntgenstrahl dabei nur minimal. Lebensmittelverpackungen  dieser Art können mit einem Metalldetektor nicht überprüft werden.

Fehler bei der Etikettierung effizient beseitigen

Röntgendetektoren besitzen zudem die Fähigkeit, den Inhalt der Packung auf Vollständigkeit zu analysieren. Dazu wird der Maschine der durchschnittliche Grauwert des zu überprüfenden Objekts mitgegeben. Die Bildverarbeitung wertet anschließend das Ergebnis aus und führt zugleich die Kontrolle auf Fremdkörper aus.

Das Gerät gibt schließlich das Überprüfungs-Protokoll an eine Statistiksoftware weiter, die umfangreiche Analysen und eine genaue Dokumentation ermöglicht. Zudem ist ein Verbund mit anderen Geräten, etwa einer Kontrollwage möglich. Wird das Produkt gewechselt, stellen sich auch am Röntgengerät die Prüfungsparameter entsprechend um.

Nicht nur der Inhalt zählt

Zusätzlich zum geprüften Inhalt muss auch die Verpackung und das Etikett stimmen. Im Rahmen der LMIV ist eindeutig festgelegt, welche Produktangaben zusätzlich auszuweisen und wie diese auf dem Etikett abzubilden sind. Verstoßen die Lebensmittelproduzenten etwa gegen eine Regel und stellen Inhaltsstoffe kleiner als in der vorgegebenen Mindestschriftgröße dar, müssen sie mit Strafzahlungen rechnen. Optische Kontrollsysteme können hier für Sicherheit sorgen, indem sie Fehler auf der Verpackung zuverlässig aufspüren.

Die dafür verwendeten Kamera-Kontrollsysteme sind darauf ausgelegt, anhand von Referenzbildern Fehler in der Etikettierung zu finden. Zu den Aufgaben des so genannten Vision Systems gehört eine Überprüfung des Mindesthaltbarkeitsdatums, die Lesbarkeit von Inhaltsstoffen und Allergenen, der Position des Etiketts sowie ein Check, ob die Barcodes lesbar und an der richtigen Stelle angebracht sind. Außerdem überprüft es, ob die Verpackungsmaschine die richtige Folie beim Verpacken verwendet hat, um das Produkt ansprechend erscheinen zu lassen.

Dafür lernt der Lebensmittelhersteller das zu kontrollierende Produkt anhand eines oder mehrerer Referenzbilder in das System ein, wobei er die zu überprüfenden Parameter frei festlegen kann. Der Hersteller kann seine Ware nur auf das Haltbarkeitsdatum prüfen, seine Produkte aber außerdem noch auf das richtige Verpackungsmaterial, korrekte Allergenhinweise und die exakte Position sowie Lesbarkeit des Etiketts kontrollieren.

Die Überprüfung erfolgt innerhalb von Millisekunden. Zwei fest installierte Kameras fotografieren dazu das Produkt mit einer Fehlauslesungsrate im Promillebereich ab. Stellt das System eine Abweichung zum Referenzbild fest, wird das fehlerhafte Produkt ausgesondert. Ein Mitarbeiter überprüft anschließend die Fehlerquelle und beseitigt diese. Durch die zusätzlich mögliche Einstellung eines Serienfehlers stoppt die gesamte Anlage den Produktionsprozess, wenn das Kamerasystem in kurzer Zeit übermäßig viele Produkte, etwa aufgrund eines Fehlverhalten der Verpackungsmaschine, aussondert. Der Lebensmittelhersteller kann die Toleranz dieser Serienfehlerprogrammierung individuell einstellen und hat somit ein System, welches nicht nur eine Packung, sondern den gesamten Prozess kontrolliert.

Bereits ab einer bestimmten Anzahl von Fehlauslesungen kann ein Mitarbeiter kontrollieren, wo das Problem liegt. Das spart Zeit, Kosten und ärgerliche Umetikettierungen.

Die von jedem Produkt erstellten Fotos mit Zeitstempel erleichtern dem Lebensmittelproduzenten zudem die Rückverfolgbarkeit seiner Chargen. Reklamiert der Großhändler etwa eine ganze Lebensmittel-Charge aufgrund nicht lesbarer Barcodes, kann der Hersteller leicht nachprüfen, ob dies auf ein Produktionsproblem zurückzuführen ist. Andernfalls hat der Großhändler die Ware möglicherweise falsch gelagert und die Barcodes sind deswegen unleserlich geworden.

Auf dem Weg zum perfekten Lebensmittel

Mit durchgängigen Systemlösungen für die Lebensmittelkontrolle lässt sich die Zahl der Produktrückrufe reduzieren. Insbesondere durch den Einsatz von Metalldetektoren und Röntgengeräten kann der Hersteller fremdkörperfreie Produkte mit genormten Gewicht produzieren. Optische Kontrollsysteme sorgen zusätzlich für Sicherheit durch eine einheitliche Verpackung der Produkte und bieten dem Endkunden ein schönes, gleichmäßiges Erscheinungsbild. Dies kann die Kaufentscheidung beeinflussen, da der Konsument eher zu einem makellos verpackten Produkt greift als zu Ware mit schiefem Etikett oder unlesbaren Inhaltsstoffen.

Um ein funktionierendes Herstellungs- und Kontrollsystem zu etablieren, gehört zu den Hardwarelösungen auch die passende Software. Statistikprogramme und Warenwirtschaftssysteme erleichtern es den Produzenten, Fehler zu erkennen, um dann ihre Prozesse zu optimieren.

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