Rilevamento a raggi X di corpi estranei: la fine di due grandi miti
L’ispezione a raggi X è diventata sempre più popolare in tutto il mondo. Le macchine infatti sono in grado di rilevare altri materiali oltre al “semplice” metallo. In genere, gli utenti finali e i fornitori parlano di vetro, ceramica e talvolta di plastica densa. Oltre alla ricerca di corpi estranei, sono possibili ulteriori controlli qualità con un sistema a raggi X: ad esempio, nei vasetti di yogurt o nelle bottiglie di ketchup, i sistemi a raggi X possono controllare il livello di riempimento. In altri segmenti alimentari si controlla che le pizze siano perfettamente tonde, si contano le praline nei vassoi e anche il formaggio può essere classificato in base alla stagionatura.
Mito 1: maggiore è la densità, maggiore è il grado di rilevabilità
Si pensa che sia la densità di un corpo estraneo che determina la capacità dei raggi X di un sistema di rilevarlo. Questa idea non è del tutto sbagliata, ma non è nemmeno del tutto corretta. È più che altro una regola empirica. La realtà è che la proprietà del materiale che descrive l'assorbimento delle radiazioni (e quindi la rilevabilità) dipende dal numero atomico.
Per il rilevamento del vetro, la conoscenza del reale background è molto importante. Il vetro non è una composizione di materiale strettamente definita come l'acciaio inossidabile 316. Il tipico vetro utilizzato per l'imballaggio, come quello utilizzato per bottiglie o barattoli, presenta il più alto rischio di contaminazione. Il “vetro soda-lime” è costituito principalmente da biossido di silicio - ma c'è una forte variazione per quanto riguarda la percentuale. Allo stesso tempo, il vetro di oggi è per lo più vetro riciclato. Questo porta ad una vasta gamma di variazioni dovute ai diversi ingredienti, additivi e impurità, che possono aumentare drasticamente l'assorbimento del vetro. Il silicio ha un numero atomico di 14, simile all'alluminio (13), che si traduce in un assorbimento di proporzioni simili. Se il vetro è ad esempio contaminato con un po' di piombo (numero atomico 82) avrà un assorbimento molto più elevato - anche se la densità potrebbe essere molto simile.
Questo effetto diventa anche più importante quando si tratta di test comparativi tra diversi sistemi a raggi X. Non è consigliabile confrontare i risultati di rilevamento di diverse macchine per il vetro quando si utilizzano sfere di prova diverse, in quanto vi è un'alta probabilità che in realtà non si tratti di un confronto tra macchine, ma piuttosto di un confronto dell'assorbimento delle sfere di prova.
Tuttavia, non è del tutto sbagliato parlare di densità per le applicazioni quotidiane: se in fabbrica penetra un corpo estraneo, il reparto di assicurazione qualità può effettuare dei test rapidi per determinare se vale la pena di indagare più a fondo la rilevabilità. Se il contaminante galleggia nell'acqua, non è necessario effettuare ulteriori test, perché - in circostanze normali - un sistema a raggi X a frequenza singola non sarà in grado di individuarlo. Se non galleggia, vale la pena di parlare con esperti in radiografia che potrebbero disporre di strutture locali di prova per ulteriori indagini.
Mito 2: l’ispezione a raggi X richiede molto spazio – anche per prodotti di piccole dimensioni
L'apparecchiatura di ispezione a raggi X richiede spazio aggiuntivo in fabbrica. Lo spazio è sempre un problema nell'industria alimentare, soprattutto per l'integrazione di nuove attrezzature nelle linee di produzione esistenti. Un approccio consiste nell'integrare completamente un'unità a raggi X speciale in una macchina di termoformatura e riempimento (FFS, Form-Fill-Seal), ad esempio per i vasetti di yogurt. Un altro approccio è quello delle unità combinate: lo spazio necessario per la protezione dalle radiazioni è sempre specificato in modo che questo spazio possa essere utilizzato per svolgere altre attività di ispezione.
Il diffuso sistema a raggi X SC-W è un esempio di soluzione completamente integrata di pesatura di controllo e raggi X con un ingombro molto ridotto. Inoltre il sistema „All-In-One“ consente in aggiunta un’ispezione visiva. Se questi sistemi sono completamente integrati, ci sono diversi vantaggi aggiuntivi: ad esempio, i cambi di prodotto sono molto più veloci, è disponibile una statistica comune ed è necessario uno sforzo minore in termini di formazione.
Per prodotti molto piccoli, Wipotec ha sviluppato lo scanner a raggi X SC-2000 “Mini”, concepito per prodotti di piccole dimensioni come sacchetti per minestre, barrette di muesli, cioccolata o piccoli vassoi. A seconda dell'applicazione, richiede solo 500 mm di distanza tra le linee. Se è richiesto uno scarto, sono possibili macchine con una distanza tra le linee di 700 mm. Inoltre, la larghezza della macchina è molto contenuta.
La struttura modulare consente di realizzare soluzioni individuali per ogni applicazione. Ciò nonostante l’SC-2000 può lavorare con una velocità di ispezione di 90 m/min, un'elevata potenza raggi X (e quindi di rilevamento) e lo stesso potente software di tutte le grandi macchine Wipotec.