Тестирование пищевых стеклянных ёмкостей рентгеновскими лучами

Ни один другой упаковочный материал не обладает всеми преимуществами стекла: непревзойденная чёткость, широкий выбор сортов, многоразовость, экономичность, экологическая чистота производства.

Особенности стекла как тары для пищевых продуктов

На фоне постоянного роста объёмов производства пищевого стекла около 37% потребителей заявляют, что они очень обеспокоены состоянием безопасности использования пластмасс в упаковке для пищевых продуктов и напитков.

Когда дело доходит до производителей, есть две основные причины, по которым употребление стекла как материала для пищевой тары более предпочтительно:

  • Стекло более эстетично выглядит;
  • Стекло более химически инертно.

Восприятие потребителями того, что стекло инертно – основная причина того, что детское питание фасуется практически полностью в стеклянные ёмкости.

Хотя стекло имеет массу преимуществ для потребителя, оно также создает некоторые реальные проблемы в производстве посуды для пищевых продуктов и напитков. Эти проблемы обусловлены возможными дефектами.

Во время производства стеклянные контейнеры могут иметь множество дефектов, которые представляют серьезную угрозу безопасности пищевых продуктов. Сюда входят:

  • Трещины и сколы материала.
  • Недостаточная фиксация отдельных деталей стеклянной банки или бутылки.
  • Посторонние включения.
  • Хрупкость материала.
  • Необходимость более тщательного контроля продукции

Из-за этих рисков каждый стеклянный контейнер должен быть осмотрен. Но некачественная проверка может привести к загрязнению или браку изделий, что может сопровождаться его отзывом потребителем. Рекламации дорого стоят, отнимают массу времени, подрывают доверие к бренду. Но этих проблем можно избежать с помощью стеклянной рентгенографии.

Основы рентгенографии пищевого стекла

Тот факт, что рентгеновский контроль может обнаружить осколки стекла в стеклянной таре, может удивить, но на самом деле это обычная практика. Найти эти осколки в стеклянных бутылках можно, потому что стекло обладает достаточной плотностью, чтобы добавленная на изображении толщина лишних стеклянных частиц была заметной. Удельный вес частиц стекла существенно отличается от удельного веса продуктов питания или напитков, которые имеют плотность, близкую к единице. В частности, натриево-кальциевое стекло, из которого изготавливается большинство стеклянных пищевых ёмкостей, имеет плотность 2,40…2,60 кг/м3;

Понимание плотности стеклянных контейнеров имеет решающее значение для обеспечения того, чтобы пробные образцы, использованные для тестирования, действительно отражали ожидаемые результаты проверки в реальных условиях.

Современные методы проверки стекла используют эталонную пустую бутылку, куда попадают рентгеновские лучи. Перед контролем тара проходит процедуру визуализации, в результате которой устанавливается факт отсутствия дефектов внешней отделки или, наоборот, присутствие посторонних веществ (грязь, осадок).

Проверка тары рентгеновскими лучами производится сразу после процесса  её заполнения и закрытия. Это гарантирует, что в случае повреждения наполнителя или укупорочного средства ёмкостей будет произведено минимальное количество дефектных контейнеров, до того, как проблема будет устранена.

Особые проблемы осмотра стекла

В зависимости от дизайна ёмкости и программного обеспечения, рентгеновский аппарат может столкнуться с ограничениями в его способности обнаруживать недостатки.

По сравнению с другими видами рентгеновского контроля продуктов питания и напитков, «проверка стеклянной тары» имеет уникальный набор проблем. Они связаны с тем, что обнаружение небольших загрязнений в стеклянных контейнерах с одинаковой плотностью материала (например, обнаружение осколка стекла в стеклянной бутылке) требует значительно большей чувствительности к проверке, чем в других случаях. Между тем стеклянная пищевая тара широко варьируется по своим размерам, что напрямую связано с процессом производства.

Среди главных сложностей:

  • Стеклянные осколки по своей природе являются асимметричными объектами - одно измерение осколка часто очень мало. Надежное обнаружение этих типов загрязнителей требует более сложных систем формирования многолучевого изображения;
  • Более толстые стенки стеклянных бутылок могут потребовать высокой мощности рентгеновского излучения. Это может привести к «вымыванию изображения» загрязняющих веществ во время проверки;
  • Скорость проверки: действующие линии производства стеклотары могут работать со скоростью до 1300 мин-1. Поэтому установки для проверки и отбраковки должны быть быстродействующими, и при этом не разбивать проверяемый объект во время контроля.

Как устанавливаются параметры рентгеновской проверки

Наиболее важным элементом контроля стеклянной тары является получение чрезвычайно высококонтрастных рентгеновских изображений, которые чётко показывают интересующие дефекты. Используются различные технические подходы, чтобы максимизировать качество изображения, в том числе очень высокий контраст X-источники лучей и очень короткие расстояния между источником рентгеновского излучения и детектором.

Кроме того, поскольку высота стеклянных пищевых ёмкостей обычно выше, чем их поперечный размер, рентгеновский контроль обычно производится в вертикальном направлении. Системы бокового обзора отличаются более мощными источниками изображения, что позволяет им правильно позиционировать объекты контроля.

Вторым по значимости является использование многолучевых контрольных систем. Они лучше обычных по следующим причинам:

  • Асимметричные осколки стекла лучше всего обнаруживаются системами, которые имеют несколько лучей. Стенки пищевой стеклотары обычно имеют небольшие размеры (в сравнении с продольными размерами). Это означает, что рентгеновское излучение с одним лучом может не обнаружить осколок со всех сторон;
  • В более полной мере учитывается геометрия изображения. что значительно увеличивает вероятность нахождения асимметричных компонентов;
  • Многолучевой контроль повышает вероятность обнаружения дефектов, которые находятся в нижней части стеклянной банки или бутылки.

Последовательность проведения испытаний

Предварительно убеждаются  в том, что образцы, используемые для контрольных испытаний, имеют соответствующую плотность. В рентгеновской промышленности широко используются результаты испытаний с использованием минерального стекла, имеющего высокую плотность, превышающую плотность обычного натриево-кальциевого стекла. Для этого используются образцы из хрустального стекла с барием или свинцом, которые имеют плотность от 3000 кг/м3.

Результаты испытаний, проведенные в таких условиях, будут наиболее точно повторять фактические характеристики обнаружения осколков.

Одним из неотъемлемых преимуществ использования технологии рентгеновского контроля является отслеживаемость. Изображение контейнера генерируется и сохраняется. Если сообщается о загрязнении, рентгеновское изображение может быть просканировано чтобы определить, присутствовал ли загрязнитель во время проверки.

Стеклянные бутылки создаются в специальных формах. Там небольшие дефекты практически невидимы.  Это может негативно повлиять на эффективность контроля. Рентгеновский контроль ь стеклянной тары может улавливать изменения в формах и определять дефекты еще до изготовления стеклянной бутылки/банки. Даже самый маленький излом во время процесса литья может точно идентифицироваться.

Из-за значительных различий в размерах контрольные установки снабжаются я сложным программным обеспечением, которое исключает вероятность ложного срабатывания. Для этого производится виртуальное удаление с изображения стенки контейнера. В оставшейся части изображения отыскиваются вероятные дефекты.

Достигаемые показатели ложных отклонений на стеклянных банках или бутылках составляют в среднем 4 единицы на 10 000 проверенных ёмкостей.