Обсуждение различий между первичной и вторичной процедурами проверки упакованной пищевой продукции

Изготовители пищевых продуктов, участники фасовочных и сбытовых сетей находятся под пристальным контролем в вопросах безопасности производимой ими продукции. Сложность, масштабы и скорости движения современных каналов поставок позволяют без труда превратить локальную проблему загрязнения продукта объектами естественного происхождения в полномасштабную отзывную компанию на уровне целой страны.

Представители пищевой отрасли отвечают на подобные вызовы внедрением строжайших процессов проверки качества и безопасности. Рентгеновский анализ стал наиболее передовым методом определения посторонних элементов в пищевой продукции.

Благодаря развитию технологий удалось существенно сократить масштабы брака упакованной пищевой продукции, связанного с попаданием посторонних включений. В последнем отчёте Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), «Публикуемый реестр пищевых продуктов: планирование проверочных мощностей и определение источников посторонних примесей (Targeting Inspection Resources and Identifying Patterns of Adulteration)», загрязнение продукции посторонними предметами оценивается лишь в 1% от общего числа выявленных угроз безопасности продукции.

Несмотря на это, каждый случай выявления внешних объектов в продукции, оказывает незамедлительное и неизбежно негативное влияние, как на потребителя, так и на производителя. Подобные посторонние объекты несут в себе существенные риски безопасности продукции, в связи с опасностью подавиться при употреблении. Подобные случаи, как правило, придаются широкой огласке изза своей неординарности и, часто, драматичных последствиях. Они наносят урон репутации торговой марки, а также грозят вполне вероятной финансовой ответственностью. В результате участники производственной и упаковочной цепей, обязаны тщательно проверять продукцию на наличие посторонних объектов до этапа сбыта. Случаи загрязнения продукции могут также угрожать контрактам на поставки с крупными торговыми сетями, в зависимости от того, насколько строгих стандартов они придерживаются.

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) считает продукт загрязненным посторонними включениями в том случае, если он содержит в себе твердые или острые посторонние объекты, длинной от 7 до 25мм, при этом товар должен являться готовым к употреблению или требующим минимальной обработки, не предусматривающий операций приготовления или удаления примесей перед употреблением. Механические примеси различаются в зависимости от типа готовой продукции, но, как правило, это стекло, метал, пластик, дерево и камни.

Попадание посторонних предметов может происходить на этапах уборки урожая, переработки, упаковки и прочих этапах производственного процесса.

Несмотря на положения FDA, рассматривающие только объекты от 7мм в длину, осколок стекла или кусок проволоки меньшего размера все равно может нанести болезненное внутреннее повреждение, особенно в случае попадания в организм ребенка.

После этапа упаковки, единственным эффективным способом проверки продукции на наличие посторонних предметов является применение оборудования для рентгеноского контроля.

Рентгеновское излучение использует электромагнитные волны для получения внутреннего изображения пищевой продукции в упаковке. Эта технология позволяет производителям обнаруживать посторонние элементы, а также прочие дефекты продукта без его повреждения или вскрытия упаковки. Посторонние вкрапления, обладающие большей чем пищевая продукция плотностью, предстанут в качестве темного пятна на контрольном снимке рентгеновкого оборудования. Программное обеспечение, управляющее процессом проверки, позволяет установить: уведомления, сигналы, остановку конвейера и прочие сценарии реакции на брак, в зависимости от размера или плотности обнаруженного постороннего элемента.

Данные технологические решения позволяют обнаруживать внешние материалы в консервированной продукции, оценивать качество фруктов и овощей и даже находить кости в мясе, птице и рыбе. Гибкость технологии позволяет расширить область применения в других задачах, в том числе для отслеживания уровней заполнения емкостей, последовательного счета продукции, дефектоскопии поврежденной продукции и определения прочих видов физических дефектов.

Сравнение первичной и вторичной процедур проверки упакованной продукции в пищевой промышленности

Установка систем рентгеноского контроля в Критических Контрольных Точках (ККТ) производства, определяемых в методических указаниях по анализу рисков и критических контрольных точек ХААСП (от англ. Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP)) в пищевом производстве, может сократить или полностью исключить загрязнение продукции посторонними объектами, путём точного определения бракованной продукции и своевременного её извлечения из цепи поставки до начала этапа дистрибьюции.

Ключевым вопросом для производителя становится определение места установки контрольных точек с рентгеновским оборудованием: после этапа герметизации продукта в первичной упаковке или после консолидации продуктовой партии в коробки или иную вторичную упаковку. Последний вариант может показаться более лаконичным и бюджетным, ввиду снижения количества требуемых контрольных точек рентгеноскопии, однако, именно первичная проверка упакованной продукции доказала свою более высокую надежность и рентабельность.

После того, как продукция запакована, проверить её на предмет наличия посторонних включений можно только с помощью рентгеновского оборудования.

Критические Контрольные Точки для инспектирования продукции

Комплексная программа поддержания безопасности пищевой продукции должна включать в себя процессы контроля сырья, сертификацию поставщиков, защиту от вредителей на каждом этапе производства, металлоискатели, санитарную обработку и рентгеновский контроль. Для эффективного внедрения таких программ Министерством сельского хозяйства США (USDA) была разработана управленческая система ХАССП, обеспечивающая безопасность продуктов питания, посредством анализа и контроля источников биологических, химических и механических угроз в системе поставок продуктов питания.

Система ХАССП основывается на семи принципах:

1. . Анализ источников угроз безопасности пищевой продукции
2. . Определение ККТ (точек, в которых возможен оптимальный контроль отклонения)
3. . Введение предельных параметров для каждой ККТ
4. . Внедрение процедур проверки на ККТ
5. . Внедрение корректирующих действий
6. . Внедрение процедур учёта
7. . Внедрение процедур перепроверки

Секрет успешного устранения источников механического загрязнения продукции заключается в определении рисков (какие виды загрязнения с высокой вероятностью попадут в ваш продукт, учитывая естественные особенности ингредиентов, производства, упаковки и используемого оборудования) и на каком этапе они могут произойти. Впоследствии производители разрабатывают системы допусков и коррекционных действий.

Рентгеновское сканирование изделий должно производиться после герметизации упаковки, когда последующее загрязнение продукта уже невозможно. Затем определяется место установки X-Ray оборудования, требуемое количество постов контроля и на каком этапе упаковки проводить проверку рентгеном.

Проверка продукции после помещения в первичную упаковку может потребовать установку нескольких ККТ на нескольких производственных или упаковочных линиях, для обеспечения полного охвата всей продукции до этапа отгрузочной упаковки.

Поскольку установка рентген оборудования зачастую является дорогостоящим и технически сложным процессом, возникает соблазн установить минимально возможное количество аппаратов, по возможности ближе к концу упаковочной линии. Зачастую такой подход означает установку ККТ, после того как продукция уже помещена во вторичную упаковку, например в ящики. При таком решении вся продукция теоретически проходит через один пункт контроля перед отгрузкой. Несмотря на экономичность вторичной процедуры проверки продукции, этот метод зачастую менее надежный и представляет меньшую ценность для производителя с точки зрения снижения рисков или увеличения технических возможностей предприятия. Чтобы принять взвешенное решение на каком из этапов упаковки устанавливать систему рентгеноского сканирования: первичной или вторичной, оценим эксплуатационные и технологические особенности, которые влияют на выбор технологии.

Особенности эксплуатации

Для сравнения преимуществ первичной и вторичной процедур проверки продукции необходимо оценить несколько факторов. С точки зрения эксплуатации, такие показатели как, скорость на этапе упаковки, естественные особенности мусора и других посторонних загрязнений, а также политика вашей компании относительно производственных потерь, повлияют на тактику внедрения рентгеноскопии. Обычно рассматриваются следующие факторы

Для многопоточных производств первичная процедура проверки потребует несколько рентгеновских установок, в то время как, для вторичной процедуры нужно меньшее количество но больших по размеру систем. Тем не менее, первичная процедура предлагает несколько преимуществ (описанных ниже), которые оправдывают более высокие инвестиции. Кроме того, более объемные системы для вторичной процедуры проверки дороже ремонтировать и обслуживать.

Системы первичной проверки позволяют контролировать продукцию меньшего размера, при более высокой скорости конвейера (производительностью от 200 до 300 упаковок в минуту).
Вторичные системы проверки контролируют упаковку большего размера с ощутимо меньшей производительностью работы (в среднем от 10 до 20 упаковок в минуту).

Первичные системы обладают наибольшей точностью определения объектов загрязнения – менее 1,2мм для металлов, 24мм для объектов с низкой плотностью, таких как стекло, что обеспечивает лучшее качество работы в сравнении с вторичными системами, которые определяют объекты от 5 до 7мм, и могут пропускать объекты с низкой плотностью.

Чем более однороден проверяемый продукт питания, тем менее вероятна ошибочная отбраковка, вызванная структурой продукта. В первичных системах проверки ошибочная выбраковка выражается в потере одной упаковки товара. Во вторичных системах ошибочная выбраковка может привести к утилизации целой партии товара, включая качественную продукцию.

Системы первичной проверки генерируют более детализированные данные, включая возможности оценки пропускной способности, построчного анализа изображений, возможности выявления линии, с которой вышел бракованный товар, расчета скорости конвейера в упаковках в минуту и времени производства одной упаковки, а также выбраковки с фиксацией времени. Вторичные системы предоставляют усечённый функционал отслеживания продукции. К моменту обнаружения загрязнения могли быть произведены тысячи товарных единиц на этапах между первичной и вторичной упаковками. Это ведет к большей утилизации продукции и большим производственным потерям.

Системы первичной проверки продукции оптимизированы для проверки продукции в индивидуальной упаковке, обеспечивая меньшее количество ложной отбраковки и лучшее качество обнаружения брака. Системы вторичной проверки продукции обладают компромиссными настройками параметров работы, чтобы быть в состоянии проверять несколько типов продуктов на одной производственной линии, что приводит к ложным выбраковкам, вызванным ошибками в упаковке или организации укладки продукции во вторичной упаковке.

Системы первичной проверки также обладают дополнительными функциями, позволяющими повысить эффективность производства, проводя проверки размерности, герметичности, объёма и прочих параметров, способных увеличить окупаемость систем рентгеноскопического контроля. Системы вторичной проверки, как правило не предоставляют таких функций.

Системы вторичной проверки могут быть не признаны в качестве ККТ, поскольку они располагаются в конце производственной цепи и зачастую не могут устранить риск загрязнения продукции мелкими или неметаллическими объектами. Системы первичной проверки с лёгкостью классифицируются как ККТ.

При отказе устройства рентгеноскопии в системах первичной проверки будет затронута меньшая доля продукции. При отказе системы вторичной проверки, у производителя не будет возможности проверить всю продукцию со всех производственных линий.

Системы первичной проверки требуют минимального пространства и легки в установке. Системы вторичной проверки требуют большего пространства (для работы с упаковкой большего размера) и более сложной процедуры установки.

Технологические особенности

Между системами первичной и вторичной проверок присутствуют также существенные технологические различия, влияющие на стоимость эксплуатации, обслуживания и ремонта рентгеновского оборудования. Эти факторы могут влиять на стоимость и сложность внедрения в производство и общую производительность технического решения в конкретном производственном комплексе.
К таким факторам относятся:

Системы первичной проверки меньше по размерам и они используют рентгеноскопические модули с более низким энергопотреблением. Они также меньше нагреваются. Обычная система вентиляции с лёгкостью справляется со всем объёмом выделяемого оборудованием тепла. Системы вторичной проверки не только потребляют значительное количество энергии, но и генерируют избыточные тепло, которое требует специального охладительного оборудования, не допускающего перегрев.

В тесных помещениях избыточное тепло может негативно сказаться на источнике питания рентгеновского модуля / генератора.

Системы вторичной проверки требуют большого количества защитных экранов, для предотвращения утечки рентгеновского излучения из контрольной камеры в сравнении с системами первичной проверки. Им также требуются защитные свинцовые занавесы большего размера на входе и выходе конвейерной ленты. Эти шторки могут переворачивать легкие упаковки и коробки с пищевой продукцией или приводить к застреванию изделий на конвейере, в случае если производимая продукция не может пройти сквозь эти тяжёлые защитные шторки.

Системы первичной проверки лучше приспособлены к обнаружению предметов с низкой плотностью материалов, поскольку рентгеновское излучение малой мощности позволяет получить более высококонтрастную картинку. Аппараты вторичной проверки, напротив, плохо выявляют загрязнения с низкой плотностью, из-за сниженного контраста получаемого X-Ray изображения.

Маломощное рентгеновское излучение в системах первичной проверки, как правило, позволяет продлить ресурс рентгеновского генератора, в сравнении с оборудованием вторичной проверки.

Учитывая, что стоимость замены этих генераторов может достигать $20,000, больший ресурс узла в системах первичной проверки может снизить общую стоимость владения оборудованим в долгосрочной перспективе.

Системы первичной проверки формируют оптимальную форму пучка рентгеновского излучения (угла, под которым проникающее излучение проходит через объект исследования), что позволяет проводить оптимальный процесс контроля и снижает уровень ложной выбраковки. Это связано с тем, что проверка продукции в индивидуальной упаковке, требует меньше вычислительных мощностей для формирования простого изображения сканированного объекта.

В системах вторичной проверки лучевой пучок проходит через всю длину упаковки / коробки, при этом картон может создавать на картинке с продукцией черные линии при сканировании. В зонах, на которых будут присутствовать эти сформированние линии, качество выявления загрязнений будет ниже. Системы первичной проверки также снабжаются функцией маскировки краев упаковки продукции в рентгеновском изображении, что позволяет фокусироваться исключительно на продукте внутри упаковки. Подобная функция практически невозможна к реализации в системах вторичной проверки упакованной продукции.

Использование систем рентгеновского контроля качества продукции в первичной упаковке на соответствующих ККТ предоставляет преимущества участникам производственных и упаковочных линий в виде повышения точности, надежности и окупаемости в сравнении с системами вторичной проверки. По этой причине первичная проверка продукции зарекомендовала себя как передовой практический метод контроля качества в пищевой промышленности.

Только одна из каждых 40 работающих установок рентгеновского сканирования на предприятиях пищевой промышленности является крупноформатной системой вторичной проверки. Абсолютное большинство установок работают по принципу проверки отдельных единиц продукции.

Внедрение систем первичного рентгеновского сканирования позволяет обнаружить большое количество типов загрязнителей, с хорошей точностью, что повышает безопасность продукции и снижает риски предприятия и показатели ложной выбраковки. Системы первичной проверки упакованной продукции более компактны и просты в монтаже и обслуживании, а также они предлагают дополнительные возможности проверки, что может повысить окупаемость приобретенного оборудования.