A tecnologia de Inspeção por Raio-X oferece muito mais que a Detecção de Contaminantes
A inspeção de qualidade é um elemento indispensável para a fabricação e embalagem de produtos industriais.
É imperativo manter a alta qualidade e garantir a segurança do consumidor com alimentos e produtos saudáveis.
Além disso, os requisitos da iniciativa global de segurança de alimentos (GFSI) não se limitam aos alimentos ou medicamentos em si, mas também incluem suas embalagens.
Portanto, qualquer contaminação em alimentos e produtos de saúde e suas embalagens associadas com impurezas de qualquer tipo pode ter consequências graves para uma empresa.
Os fabricantes adotaram diferentes sistemas de detecção de contaminantes para evitar tais problemas.
Os equipamentos industriais de inspeção por raios-X substituem os detectores de metal convencionais
Os detectores de metais industriais são mais úteis para a detecção de metais ferrosos e não ferrosos.
No entanto, eles têm limitações na inspeção de materiais de embalagem revestidos de alumínio, sendo que apenas metais de tamanhos maiores são detectáveis neste tipo de embalagem.
Contaminações com vidro, cerâmica, pedras e materiais semelhantes também constituem um problema sério.
Os sistemas de inspeção por raios-X industriais tornaram-se mais comuns para tais aplicações nas indústrias alimentícia e farmacêutica nos últimos 10 a 15 anos.
Eles oferecem uma vantagem sobre os detectores de metal convencionais porque os raios X podem detectar não apenas uma ampla variedade de materiais estranhos, mas também podem fazer com uma resolução de detecção muito maior.
Como funcionam os sistemas de inspeção por raios X
Os sistemas de raios X desenvolvem suas imagens medindo a quantidade de energia de raios X absorvida por um produto através do detector linear.
O detector, que normalmente tem diodos individuais de 0,4 mm ou 0,8 mm, são alinhados lado a lado e escaneados a uma taxa muito alta.
A informação recebida em cada diodo é chamada de pixel, e esses pixels possuem um valor de escala de cinza proporcional à densidade do produto. Quando os pixels são colocados lado a lado, você obtém uma varredura de linha.
Ao mover o produto através do detector com uma correia e, em seguida, posicionar as linhas de varredura próximas umas das outras, você constrói a imagem de raios-X.
A tecnologia de raios-X foi capaz de evoluir ao longo dos anos para garantir níveis mais altos de segurança do produto devido à sua versatilidade.
Por exemplo, os sistemas de raio-X mais antigos eram substancialmente limitados pelos recursos do software operacional Windows XP.
Os sistemas de inspeção por raio-X industriais ainda mantêm um ambiente Windows amigável ao usuário como plataforma operacional, mas separam o processamento de imagem em um sistema não baseado no Windows, como o Linux.
Isso permite um processamento mais rápido e robusto.
Além disso, o Linux é o sistema operacional líder em grandes servidores e é usado nos supercomputadores mais rápidos; portanto, ele se presta a ser ideal para o processamento aprimorado necessário para a inspeção da integridade da embalagem.
A versatilidade do sistema de inspeção de raios-X permite atender a diversas aplicações
As principais tecnologias de raio-X têm a capacidade de detectar contaminantes e, ao mesmo tempo, melhorar a qualidade do produto embalado.
Não é prático que todas as embalagens sejam inspecionadas manualmente pelos operadores para verificação da integridade do produto dentro de caixas fechadas ou de produtos prontos para venda.
A tecnologia de raios-X oferece a capacidade de garantir a integridade do produto usando detectores de alta resolução, combinados com o rápido poder de processamento de um sistema operacional eficiente.
Portanto, a capacidade aprimorada dos modernos sistemas de Raios-X permite o desempenho de tarefas que não seriam possíveis há apenas alguns anos, especialmente porque a velocidade das linhas de embalagem aumenta com graus mais elevados de automação.
Sistemas operacionais mais eficientes fornecem a base para uma análise de imagem mais inteligente.
1.o exemplo de aplicação: Detecção de Produtos Quebrados
Por exemplo, essas ilustrações de um biscoito quebrado (Figura 1a) e uma pizza rachada (Figura 1b) demonstram a detecção automática de produtos fora das especificações dentro da embalagem.
Figura 1a – Biscoito Quebrado
Figura 1b – Pizza Rachada
Além disso, um sistema de raio-X industrial também pode contar a quantidade de produtos em um pacote ou até mesmo usar os dados da imagem para fins de verificação de peso.
2.o exemplo de aplicação: Detecção de Madeira
Há muito tempo está estabelecido que a madeira não é detectável como um material estranho com a tecnologia de raios-X.
No entanto, a Figura 2 demonstra que o raio-X pode detectar e rejeitar automaticamente sorvete com falta do palito, e também quando o palito for muito curto.
Figura 2 – Detectando a ausência do palito do sorvete.
3.o exemplo de aplicação: Detecção de Plástico
Outra aplicação de um moderno sistema de inspeção por raio-X é a detecção de plásticos. É bem sabido que nem todos os plásticos são detectáveis como materiais estranhos pelo raio-X.
No entanto, muitos dispositivos e produtos médicos são embalados ou dosados em recipientes de plástico.
A Figura 3a mostra uma seringa pré-envasada, dentro de uma caixa, com comprimento correto e outra (Figura 3b), que foi comprimida.
O Raio-X pode medir o comprimento da seringa, considerar qualquer rotação ou inclinação para melhorar a precisão e rejeitar seringas de comprimentos incorretos.
Uma vez que o comprimento incorreto implica em um desvio da dosagem certa, o sistema de Raios-X garante a integridade do produto, o que não pode ser feito por nenhum outro sistema.
Figura 3a – Seringa com comprimento correto
Figura 3b – Seringa com comprimento incorreto
4.o exemplo de aplicação: Inspeção Simultânea de produtos distintos
Muitos produtos podem ser apresentados de forma caótica ou combinados de forma que sejam montados de forma randômica dentro de uma embalagem.
O melhor desempenho de detecção com um raio-X é obtido quando uma configuração específica do produto é escolhida.
Embora produtos diferentes possam ser inspecionados usando uma única configuração, a configuração costuma ser uma compensação, que resulta em desempenho inferior em um produto ou em um grau mais alto de rejeições falsas.
Um sistema de Raios-X, que utiliza novas técnicas de software, pode realmente reconhecer automaticamente produtos caóticos ou vários produtos diferentes à medida que são apresentados ao Raio-X.
A Figura 4 mostra coxinhas e coxas de frango que são tipicamente embaladas aleatoriamente em uma linha de produção.
O software destaca os produtos reconhecidos na tela.
Com mais automação robótica chegando às linhas de produção, o equipamento de raio-X industrial pode reconhecer automaticamente diferentes produtos, com melhor capacidade comparado a um sistema de visão.
Esse recurso pode ser usado para alertar os sistemas robóticos sobre os produtos que estão chegando a eles.
Até quatro linhas de produção podem ser inspecionadas simultaneamente devido a mais recente arquitetura de Raio-X com inspeção de “baixo para cima”.
Esta nova tendência na configuração da fonte de Raios-X, que é colocada sob o transportador (Figura 5a), fornece uma inspeção total do produto na linha de produção em comparação com máquinas de arquitetura mais antigas que são "de cima para baixo" onde os cantos superiores dos produtos não são inspecionados (Figura 5b).
Figura 5a - Se a fonte de raios-X for instalada abaixo da correia transportadora, todo o produto estará na área de inspeção
Figura 5b - Ao instalar a fonte de raios-X sobre o transportador, a parte superior dos cantos do produto ficam fora da área de inspeção
Conclusão
A mais nova geração de sistemas de Raio-X oferece não apenas vantagens em comparação aos detectores de metal convencionais, mas também às tecnologias de Raio-X mais antigas.
Além de detectar contaminantes, permite a inspeção da qualidade do produto ao verificar a integridade, peso e posicionamento do produto na embalagem.
Além disso, permite a inspeção de qualidade de dois produtos diferentes, posicionados incorretamente ou sobrepostos.
A tecnologia moderna de Raios-X foi projetada para operar com segurança para os produtos inspecionados e também para os operadores das linhas de produção.
É importante ressaltar que a inspeção por raio-X se estabeleceu como o padrão para inspecionar a pureza, qualidade e integridade do produto. Tornou-se mais acessível ao longo dos anos devido ao aprimoramento da tecnologia e do software.
A mais recente implementação do tubo de raios-X de alta durabilidade, combinado com software proprietário em tempo real executado em PCs industriais usando memória flash, garante processamento de imagem mais rápido, confiabilidade e facilidade de uso.
Os benefícios dos sistemas de inspeção por raio-X são bem reconhecidos pelos especialistas da área.
As vantagens dos sistemas de raio-X de próxima geração sobre os detectores de metal e as tecnologias de raio-X mais antigas, são agora uma parte significativa de justificativa de retorno de investimento e o principal motivo para instalá-los na indústria de alimentos.
Fonte: Sesotec | White Paper: “Advanced Functions and Capabilities of X-ray Technology” – www.sesotec.com.