Ispezione in linea, affidabilità e precisione anche ad alte velocità

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Sono sempre di più i processi produttivi in cui i controlli riguardano la totalità dei prodotti e non più singoli campioni. Si tratta di sistemi in linea non invasivi che consentono il controllo del peso, la rilevazione dei metalli e altri corpi estranei, nonché la correttezza delle etichette e l’integrità delle confezioni, con precisione anche ad alte velocità

 I sistemi di ispezione in linea non invasivi, per il controllo del peso, la rilevazione dei metalli, dei corpi estranei e di altre irregolarità, la correttezza delle etichette e l’integrità delle confezioni, possono essere applicati lungo tutto il processo produttivo: dal ricevimento delle materie prime al produzione vera e propria fino confezionamento/riempimento.

Il tutto può essere controllato da un software per la gestione dei dati. Grazie ai vari sistemi di ispezione in linea, il prodotto viene controllato prima che lasci lo stabilimento, riducendo al minimo il rischio di richiamo dell’alimento dal mercato e preservando la reputazione del marchio e la corretta redditività.

Soluzioni per il controllo del peso 

Le aziende del settore alimentare possono contare su un’ampia varietà di sistemi di controllo peso in linea presenti sul mercato che ben si adattano a qualsiasi tipo di imballaggio, anche a velocità di produzione elevate, garantendo una riduzione degli sprechi e l’ottimizzazione della lavorazione.

Si tratta di strumenti di misurazione del peso ad alta precisione, utilizzati per controllare il peso dei singoli prodotti durante il processo produttivo, sia in fase di dosaggio sia di confezionamento in modo da garantire l’ottimizzazione delle ricette e l’uscita dei prodotti dalla linea di produzione con il peso corretto e standardizzato. Le ricette sono studiate al grammo, la vendita di prodotti sottopeso può comportare sanzioni, mentre i prodotti sovrappeso sono degli sprechi che possono pesare sulla redditività dell’azienda. I sistemi di controllo peso possono essere statici o dinamici.

I primi misurano il peso di prodotti fermi, mentre quelli dinamici sono completamente automatizzati, pesano i prodotti man mano che scorrono lungo una linea di produzione, scartando quelli fuori peso con appositi dispositivi automatici, come bracci a spinta pneumatica o getti d’aria. Sono quindi adatti all’ispezione in linea automatizzata, quindi senza l’intervento umano. In genere i sistemi di controllo peso dinamici sono dotati di una sezione di alimentazione del prodotto o degli ingredienti in ingresso, una sezione di pesata e una sezione che alimenta il prodotto o ingrediente in uscita con un dispositivo di smistamento o espulsione.

Rilevazione di metalli, corpi estranei e altre irregolarità

Le aziende alimentari possono scegliere tra diverse soluzioni presenti sul mercato per la rivelazione di metalli: dai rivelatori a tunnel, che possono essere integrati con i sistemi di trasporto, a quelli verticali, a caduta per i prodotti sfusi e per i processi di riempimento e sigillatura. Un rivelatore di metalli o metal detector, consente di individuare tutti i tipi di contaminanti in metallo, compresi quelli ferrosi, non ferrosi e persino i gradi di acciaio inox difficili da individuare.

I metal detector a tunnel possono essere integrati con i nastri trasportatori, e quindi con il resto della linea di produzione. Sul mercato esistono sistemi combinati che consentono il controllo simultaneo del peso e la rivelazione di metalli. Un’altra soluzione per la rilevazione dei metalli è rappresentata dal più innovativo sistema di ispezione a raggi X. A differenza dei classici metal detector, i sistemi di ispezione a raggi X sono in grado di rivelare ed espellere non solo i materiali ferrosi, non ferrosi e in acciaio inox, ma anche vetro, pietra, ossa calcificate, plastica e gomma ad alta densità, indipendentemente dalle loro dimensioni, dalla forma o dalla posizione all’interno degli alimenti o delle confezioni.

L’ispezione a raggi X si basa sul principio che i materiali estranei e gli alimenti assorbono le radiazioni in modo diverso. Il macchinario rileva queste differenze di assorbimento, e quindi i corpi estranei. Allo stesso modo, il sistema di ispezione a raggi X può verificare la forma e la dimensione dei prodotti all’interno delle confezioni, il peso o altre irregolarità come il riempimento incompleto o difettoso dell’imballaggio, deformazioni e crepe di una confezione o la presenza di bolle d’aria. I raggi X possono essere utilizzati per analizzare alimenti di diverse consistenze come prodotti che si muovono all’interno della confezione, come nel caso dei cereali per la prima colazione, patatine, caramelle nei sacchetti di plastica ecc. Sia la rilevazione con i metal detector che con i raggi X funziona bene anche su linee a velocità elevate.

Per determinate applicazioni, come nel caso dell’ispezione di confezioni a bassa densità, le aziende produttrici sono riuscite a ridurre la potenza necessaria per il funzionamento del generatore di raggi X, garantendo una riduzione del consumo energetico anche del 20% in condizioni standard. L’ispezione a raggi X è sicura sia per gli alimenti che per gli operatori: la quantità di radiazioni utilizzata per il controllo dei prodotti è molto bassa e non ha effetti negativi sulla sicurezza, la qualità e sui nutrienti contenuti negli alimenti; gli operatori sono protetti dalle emissioni dei raggi X da protezioni poste agli ingressi del tunnel.

Ispezione dei prodotti sfusi

I sistemi di ispezione per alimenti sfusi possono essere distribuiti lungo tutto il processo produttivo. All’arrivo sono utilizzati per selezionare i prodotti, gli ingredienti e rimuovere i contaminanti prima dell’ingresso nel ciclo produttivo effettivo, consentendo un risparmio, nonché, in molti casi, la rilavorazione e il riutilizzo del prodotto o ingrediente scartato.

Posti all’arrivo delle materie prime, i sistemi di ispezione consentono all’azienda di informare tempestivamente il fornitore. L’eliminazione di eventuali contaminanti di grandi dimensioni, prima del processo produttivo vero e proprio, può evitare danni ai successivi macchinari della linea. Con i sistemi di ispezione si possono controllare un’ampia varietà di ingredienti e prodotti sfusi, freschi, congelati o secchi, come farine, frutta secca, cereali, legumi, ortofrutta, caramelle e altri dolciumi, snack e prodotti ittici così via.

Questi sistemi sono progettati per ispezionare prodotti sfusi prima del confezionamento o della miscelazione come ingredienti per ottenere i prodotti finali. La sensibilità di rivelazione nei prodotti sfusi è in genere superiore rispetto a quella delle confezioni finali sigillate, anche perché si tratta di controllare prodotti dalla consistenza più uniforme e con gli stessi ingredienti e forme. I sistemi di ispezione per prodotti sfusi possono essere istallati lungo il nastro trasportatore o a caduta, come spesso avviene per ispezionare le polveri, i prodotti granulari sfusi, le caramelle.

Controllo delle perdite

Per controllare eventuali perdite in confezioni con atmosfera di gas inerte, c’è un’alternativa ai controlli visivi o a prove in bagno d’acqua su alcuni campioni. Si tratta di un test integrato alla linea produttiva che permette di controllare tutte le confezioni, non più per campionamento, e di espellere quelle difettose evitando quindi il deterioramento del prodotto e la distruzione o rilavorazione di tutto il lotto.

La tecnologia consente di effettuare prove di tenuta non distruttive in linea e con velocità elevate, attraverso l’uso dell’idrogeno come gas di rilevamento. Durante il processo di confezionamento, nella confezione viene introdotta una miscela di gas contenente idrogeno, che non altera in alcun modo gli alimenti.  L’idrogeno viene rilevato da un sensore che attiva un allarme visivo. All’attivazione dell’allarme, le confezioni difettose vengono espulse dalla linea di produzione tramite lo spostamento dei prodotti difettosi con aria compressa o per mezzo di un apposito braccio.

Ispezione delle etichette e dell’integrità delle confezioni

I sistemi di ispezione visiva servono anche a verificare etichette, dati stampati e confezioni dei prodotti, quali contenitori di plastica, bottiglie di vetro, barattoli, tappi a vite o a scatto, confezioni piatte, cartoni e blister. Questi sistemi funzionano a velocità elevate e consentono di mantenere un’elevata produttività, impossibile da raggiungere con metodi di ispezione manuale, senza compromettere la qualità delle etichette e delle confezioni.

I sistemi di ispezione delle etichette e delle confezioni, più in generale, consentono di controllare la posizione e la presenza dell’etichetta, la qualità di stampa, la leggibilità delle informazioni e la verifica del codice a barre, quindi il controllo dei dati di stampa, ma anche il riconoscimento del modello e dei caratteri. Utilizzando videocamere ad alta risoluzione si può verificare inoltre la presenza e la correttezza del sistema di chiusura, l’eventuale presenza del sigillo di sicurezza, quindi l’eventuale presenza di danni e la piena rispondenza della confezione a tutti i criteri di qualità stabiliti dall’azienda.

I sistemi di ispezione ottica controllano quindi la qualità delle confezioni e delle rispettive etichette anche in tipologie di contenitori dalle forme irregolari. La presenza di più videocamere consente al sistema di ispezione visiva di acquisire più angoli dell’intera superficie del prodotto, riducendo la distorsione dell’immagine. L’ispezione visiva non solo assicura l’integrità della confezione ma contribuisce alla sua tracciatura poiché archivia tutte le immagini durante la produzione permettendo di rintracciarle in caso di necessità.

Sistemi di espulsione

Le aziende hanno a disposizione diversi dispositivi di espulsione tra cui scegliere per ridurre al minimo lo spreco di prodotto, in funzione della velocità di produzione, della consistenza, del peso e delle dimensioni dell’alimento. Ci sono quindi sistemi a più palette o meccanismi di espulsione automatici che possono essere utilizzati sia per l’espulsione dei prodotti difettosi o non idonei, sia per dividere i prodotti o gli ingredienti su più linee. Ci sono sul mercato dispositivi d’insufflazione pneumatici, attraverso cui prodotti difettosi o con orientazione sbagliata vengono soffiati e separati dal resto dei prodotti conformi. I sistemi di espulsione possono essere dotati di verifica dello scarto, in modo da raccogliere il prodotto risultato non idoneo o in contenitore dedicato o su un nastro trasportatore differente.

Procedure di verifica

I sistemi di ispezione in linea devono essere sottoposti a procedure di verifica per assicurarne il corretto funzionamento e i livelli delle prestazioni del rivelatore.  E’ possibile sottoporre il sistema a verifica utilizzando confezioni di prova rappresentative delle dimensioni, della forma e del peso dei prodotti che si muovono lungo la linea. Allo stesso modo è si può verificare il corretto funzionamento anche per l’ispezione di prodotti sfusi. È inoltre importante scegliere i tipi di contaminanti da rilevare compatibili con i propri prodotti. Tutti i sistemi di ispezione sono controllati da PC, che permettono di elaborare statistiche che mostrano non solo il numero di prodotti difettosi, ma anche il motivo del difetto. Questo consente ai produttori di individuare le difettosità più comuni e correggere le eventuali lacune della linea di produzione.

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