Fremdkörpererkennung bei Schüttgut

Metallsuchtechnik und Röntgeninspektion sind als geeignete Verfahren zur Fremdkörpererkennung bei Schüttgut etabliert. Mit ihnen verhindern Produzenten, dass durch das Ernteverfahren bedingte Verunreinigungen oder Fremdkörper auf dem Transportweg mit den Rohstoffen in ihre Erzeugnisse gelangen.

Glasscherben, Metall, Plastikteile und Steinchen sind typische Beispiele für Fremdkörper, die Schüttgüter wie Nüsse, Getreide oder Samen bereits bei der Ernte verunreinigen können. Je früher solche Kontaminationen aus dem Produktionsprozess ausgeschleust werden, desto geringer die Gefahr von dadurch ausgelösten Maschinenschäden und Prozessunterbrechungen.
Metallsuchgeräte und Röntgeninspektionssysteme bewältigen eine Vielzahl von Faktoren wie unterschiedliche Produktgrößen, Temperaturschwankungen oder heterogene Produkteigenschaften. Die Detektionsleistung wird dabei von zahlreichen Parametern beeinflusst. So erzielt die Röntgeninspektion bei der Kontrolle von Schüttgut wie losen Nüssen oder Trockenfrüchten eine größere Erkennungsgenauigkeit als beim gleichen Produkt in der versiegelten Verkaufsverpackung. Je höher die Dichte und je größer die Dicke des Produkts, desto mehr Röntgenenergie ist erforderlich, um das Produkt zu durchdringen. Fremdkörper sind dadurch schwerer zu erkennen. Da Schüttgut meist eine geringere Prüftiefe hat als verpackte Lebensmittel sind Verunreinigungen leichter zu detektieren. Metallsuchgeräte eignen sich wiederum ideal für die Erkennung metallischer Fremdkörper in losen, frei fallenden Produkten und bieten unabhängig von der Durchsatzrate eine hohe Erkennungsempfindlichkeit.

Ausschleusung von Gutprodukten minimieren

Neben der präzisen Erkennung von Fremdkörpern gilt es Fehlausschleusungen zu minimieren, um Kosten und Produktverschwendung niedrig zu halten. Die Kontrolle der Rohware im Wareneingang oder am Anfang des Produktionsprozesses (z.B. als CP) verhindert, dass Verunreinigungen in den eigentlichen Fertigungsprozess gelangen und dort, wie erwähnt, Maschinen und Anlagen beschädigen. Je nach Erzeugnis und Fertigungsverfahren empfehlen sich neben einem Produktinspektionsystem am Linienanfang weitere Prüfungen an kritischen Kontrollpunkten im Herstellungsprozess oder am Ende der Verpackungslinie (z.B. als CCP).

Beschaffenheit des Produkts und Inspektionsverfahren haben Einfluss darauf, welche Art der Aussortierung zu favorisieren ist. Für die Röntgeninspektion von Schüttgut auf einem Transportband empfehlen sich Aussortiersysteme mit mehreren Klappen oder Blasdüsen am Auslauf des Transportbandes. Anstatt die Gesamtbreite des Bandes auszusortieren, wird nur ein kleiner Teil des Schüttguts ausgeschleust. Röntgeninspektionssysteme wie etwa die X36-Bulk Serie von Mettler-Toledo bieten hierzu eine Vielzahl an Varianten an, um die ausgeschleuste Produktmenge möglichst gering zu halten. Der Bediener kann darüber hinaus das Zeitfenster, in dem die Klappen bzw. Blasdüsen das verunreinigte Produkt vom Band entfernen, präzise festlegen und die Minimierung des Gutproduktaustrags dadurch aktiv steuern. Entsprechende Anwendungsszenarien erzielen Durchsatzraten von bis zu 14 Tonnen pro Stunde.

Für die Inspektion von trockenem, frei fallendem Puder und Granulat mit Metallsuchsystemen sind Sealtite-, Y-Valve- und Open Diverter-Ausschleusvorrichtungen das Mittel der Wahl. Je nach untersuchtem Produkt, Art der Installation und Spezifikation des verwendeten Inspektionssystems lassen sich so Förderleistungen von bis zu 120 Tonnen pro Stunde (z.B. Kristallzucker in GFS 250-System) bei hoher Erkennungsgenauigkeit erzielen. Ist das Metallsuchsystem in einer ho-rizontalen Applikation an einem Transportband installiert, erstrecken sich die Optionen vom einfachen Anlagenstopp im Kontaminationsfall bis hin zur vollautomatischen Aussortierung, Metallsuchgeräte und Röntgeninspektionssysteme mit Transportband lassen sich darüber hinaus an individuelle Gegebenheiten vor Ort anpassen, ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen. Beispiele hierfür sind Breitenanpassungen der Transportbänder oder die Verwendung muldenförmiger Transportbänder, die je nach befördertem Produktgut das Risiko von Materialverlusten durch Verschüttungen senken und eine Steigerung des Durchsatzes erzielen können.

Weitere Investitionskriterien

Produzenten sollten genau prüfen, welchen Beitrag die von ihnen ins Auge gefasste Schüttgut-Inspektionslösung zu einer Steigerung der Gesamtanlageneffektivität leisten kann und welche Potenziale für weitere Kosteneinsparungen sie eröffnet. Beispiel Stromverbrauch: Röntgeninspektionssysteme, die statt eines herkömmlichen 100-Watt-Generators einem 20-Watt-Generator verwenden, benötigen bei gleicher Erkennungsgenauigkeit 40 Prozent weniger Strom und verbessern damit gleichzeitig auch die CO2-Bilanz des Herstellers. Besonderes Augenmerk ist mit Blick auf die die Einhaltung höchster Hygienestandards auch auf die für Reinigungsarbeiten einfache Zugänglichkeit aller Bereiche des Inspektionssystems zu richten. Empfehlenswert sind abgerundete Ecken und schräge Oberflächen, die verhindern, dass sich Schmutz festsetzen kann. Systeme mit robustem Edelstahlgehäuse nach Schutzart IP69 schützen empfindliche Mechanik und Elektronik vor dem Eindringen von Wasser, Chemikalien, Staub und Produktbestandteilen und reduzieren so die Instandhaltungsanforde-rungen. Besteht in der Produktionsumgebung Explosionsgefahr – beispielsweise durch Mehlstaub – ist selbstverständlich auch darauf zu achten, dass das Freifall-Metallsuchsysteme die Bedingungen nach ATEX EXII Cat 2D T79 C erfüllen.

Moderne Metallsuch- und Röntgeninspektionssysteme liefern eine Vielzahl an Produktionsdaten, die sich mit entsprechenden Softwarelösungen wie etwa ProdX von METTLER TOLEDO sehr gezielt für die Qualitätssicherung und Prozessoptimierungen nutzen lassen. Solche Softwarelösungen ermöglichen im Idealfall von jedem beliebigen Standort aus den vollen Zugriff auf die angeschalteten Systeme sowie ein umfassendes Monitoring der Inspektionsprozesse. Hersteller können von den Inspektionssystemen gelieferte Daten in Echtzeit erfassen, an weitere Datenerfassungssysteme übermitteln und ihre Inspektionen dadurch automatisiert dokumentieren. Diese Datenbasis – Anzahl der Inspektionsvorgänge, Ausschussmenge, Durchsatz, Stillstandzeiten –, um nur einige der wichtigsten Kenngrößen zu nennen, liefert wiederum das Datenfundament, um Anpassungen im Produktionsprozess zur Erhöhung der Gesamtanlageneffektivität vornehmen zu können.