金属可检测塑料、产品及检测方法
在食品生产和包装行业,首要目标是为消费者制造和交付高品质、健康和安全的产品。实现这一目标需要实施严格的品质控制措施,以防止食品污染。
食物污染的最常见来源之一是破碎或磨损的设备零件;尤其在生产和包装操作期间,破碎或破旧的设备具有与较大组装和与食品混合的小型材料的高风险。如果外来物质没有被发现或被管理,会降低食物的品质,对消费者构成健康和安全风险。许多产业专业人士利用金属可检测塑胶的工具和设备,以防止这些问题发生。
与其他物理污染物相比,塑料和橡胶污染物在正常情况下,难以在通过金属检测或X 射线检测系统可以反映出导电、磁性或高密度特性,然而,它们也是机械和食品加工设备中非常常见的材料,因此它们成为异物的风险增加。这就是使用可检测塑料和橡胶材料变得更加重要的地方,特别是当食品制造商负有监管和道德义务时,应尽职尽责并采取明确措施将异物风险降至最低。 此外,大品牌所有者、零售商和餐饮连锁店坚持认为食品加工商使用金属和X 射线可检测的塑胶和橡胶制品。这已成为许多公司HACCP(危害分析关键控制点)计画的一部分。

最近,《食品安全现代化法案》(Food Safety Modernization Act, FSMA) 要求农业生产商、食品加工商和包装商实施危害分析和基于风险的预防控制(HARPC),防止玻璃、金属、木材和塑胶等物理污染物进入市场。 FDA(食品药品监督管理局)认为长度大于0.275 英寸(7mm) 的污染物存在危险。种植商、包装商和食品加工商正在使用他们现有的金属探测器和带有可检测塑胶的x 射线检测系统,防止塑胶污染的食品进入消费者手中。
什么是金属可检测塑料?有哪些相关应用?
顾名思义,金属可探测塑胶具有光学和金属检测特性,带有不锈钢粉末的标准组件,由高科技聚合体制成,所有树脂,包括热塑性塑料和热固性树脂,都可以使用添加剂以可承受的价格进行金属检测。这些添加剂使材料对磁性足够敏感,因此它具有导电性,并且可以使用标准金属探测器或X 光机检测不需要的颗粒。添加剂允许检测小至27mm 3的非常小的颗粒。聚乙烯(UHMW)、聚丙烯、聚碳酸酯、PEEK、尼龙(PA6)、乙缩醛等塑料可以使用这些添加剂进行处理。可检测的塑料通常是蓝色的,这是通过使用灰色添加剂实现的。然而,PE-UHMW 是深灰色的。 PEEK 金属可检测材料用于高线速度需要高耐磨性或工作温度高于130°C (266°F) 的应用。并非所有可金属检测的塑料都允许通过X 射线检测。乙缩醛和PA6 可以,但PEEK 不行。金属可检测乙缩醛和尼龙的蓝色允许视觉检测。通常,塑料具有抗冲击性,因此在加工和包装机械和工具中,高应力塑料部件的破损较少。
金属可检测塑胶主要用于食品生产和包装产业的零件和产品中,它们允许行业专业人员使用金属探测器,以降低食品被损坏,或者有磨损的工具及设备产生塑胶污染的风险。此外,与金属元件相比,它们有助于减少物品重量和/或噪音排放。
例如:- 食品加工设备组成部件,如搅拌桨
- 食品测量工具,如测量杯
- 材料处理设备的部件,如材料料斗
- 食品操作产品,如刀具,铲子,刮刀,模具
- 食品包装和存放装置,如托盘
金属可检测产品和材料的类型
可检测的产品和材料主要可分为四种主要类型:
1. 金属可探测2. 部分金属可检测
3. X射线可检测
4. 双重可检测
金属可探测产品
1980 年代后期,第一批可检测产品用于食品生产,其特点是将铁屑嵌入或粘在具高风险污染的物品中,以便误入时会触发生产线末端的金属探测器。 以这种方式制造的产品是塑料和橡胶制品最常见的方法,材料中的铁磁含量与与标准的金属污染物以完全相同的方式触发金属探测器的警示反映,然而因为可检测材料仅包含一小部分金属含量,当前的技术在大多数食品生产环境中,金属探测器可以可靠地检测到大约10 毫米直径球体大小的可检测塑料和橡胶碎片,但需要正确校准。相比之下,纯铁污染物的直径约为1mmØ。在营养品制造等特定环境中,较小的金属检测器孔径可以实现非常高的含铁探测灵敏度水平,这意味着可以可靠地检测出0.6 毫米宽度可检测塑胶刷毛产品的碎片。

部分金属可检测产品
由于不是所有产品都能够在全部组成上可被金属探测,例如像是PP不织布发帽或胡须网帽上的钢扣提供了金属可检测的特性,其中食品制造商应意识到,如果物品通过切割、混合等破碎过程,则将产生不可被检测的碎片,而这应该记录为风险评估的一部分。

X射线可检测产品
X 射线检测的工作方式与金属检测完全不同。因此常见的错误是误会可金属检测的产品也是X 射线可检测的。铁磁添加剂用于使塑料或橡胶可检测,以实现金属可检测性,然而,必须使用食品安全的超高密度添加剂(具有高原子序数)以实现良好的X 射线对比度性能。当这些添加剂以正确的比例加入聚合物时,X 射线检测系统可以检测到小至3mmØ 的碎片,并可以使用“比重”来比较材料的密度,比重是相同给定体积的物质质量与参考物质质量的比值。比重以克/立方厘米表示。例如水的比重为1.00g/cm³,通常用作比较的固定点。任何SG 小于1.0 的固体材料都会漂浮在水中,任何1.0+ 的东西都会下沉。聚丙烯的比重为0.95g/cm³,木材约为0.60g/cm³,钢材为7.50g/cm³。虽然铁磁添加剂确实会增加基础聚合物的比重,但它们并不总是足以实现可靠的X 射线可探测性,并非所有可检测产品的制造商都能正确区分金属可检测材料和X 射线的可检测材料,这进一步加剧了整个产业的混乱。

双重可检测产品
2009年开始有些公司开发出一种塑料化合物,包含适当水平的铁磁和高密度添加剂,可同时触发金属检测和X 射线检测系统,同时仍可作为高性能聚合物发挥作用。

金属检测的原理及如何运作?
食品制造商使用的最常用的金属检测系统的工作原理称为“平衡线圈”系统。它们通过使用三个等距线圈来操作,这些线圈围绕着被测产品穿过的开口(孔径),中心线圈连接到产生磁场的振荡器电路。位于中心线圈两侧的两个等距接收线圈接收等量的该信号。

由于线圈以彼此相反的方式缠绕,因此接收器线圈上的净信号为零。当污染物通过孔径时,它会改变线圈的平衡,最终信号不再为零;因此如果污染物改变了接收器之间的平衡,这将引发不通过的反应;金属探测器最薄弱的部分是孔径的几何中心,这里也是探测最困难的地方,如果可能的话,在测试和校准检测器时应在此处测试污染物。
由于线圈以彼此相反的方式缠绕,因此接收器线圈上的净信号为零。当污染物通过孔径时,它会改变线圈的平衡,最终信号不再为零;因此如果污染物改变了接收器之间的平衡,这将引发不通过的反应;金属探测器最薄弱的部分是孔径的几何中心,这里也是探测最困难的地方,如果可能的话,在测试和校准检测器时应在此处测试污染物。
金属探测器可以检测到三类主要的金属污染物:含铁金属、非铁金属和不锈钢。其中,含铁污染物最容易检测,因为它们具有导电性和磁性;非铁金属污染物没有磁性,但它们具有良好的导电性;最难检测的是不锈钢污染物,因为它们往往是不具磁性的且导电性差,这意味着金属探测器能够检测出比不锈钢更小的含铁金属材料。
当讨论灵敏度时,这是指当设置为特定产品通过时,检测器可以检测到的最小污染物块,通常使用包含以毫米为单位测量的污染物球体的校准试件进行测试。因此,通常可以使用包含3 毫米大小铁球测试。
以下是金属检测束带的测试方法:
首先,每条样品于带身头、中、尾各剪下一块3mm长片段;第二,每次取一块片段置于25mm厚之保丽龙上,置于输送带通过金属检测机;
第三,每条束带样品必须头、中、尾三侧之断片皆侦测到始得通过测试。
華偉除了比照业界品牌商通过上述的测试方式,另外也提升金属感测测试的难度,并且通过完善、严格且多次的厂内验证,以及业界及合作客户的验证,证实華偉的金属检测表现比其他的品牌商更加优异。
以下说明更加严格的测试标准:
- 将束带每3mm裁切为一段碎片,以200mm长度的金属探测束带为例,大约可以裁切为62~64片,每一段的碎片都需要通过金属检测设备,并且可以被检测到。
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金属探测设备的灵敏度设定,除了设定为”一般标准”外,也设定为”最不灵敏的数值”,在这样的条件下,束带每一段仍然都要能被金属设备检测。
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多年来,由于工程塑料能够提高生产速度和/或适应更长的生产周期,食品生产和包装行业越来越多地接受工程塑料作为金属的替代品。这一积极的趋势导致了对塑胶的需求增加,从而发展出更好、更安全的塑胶。金属可检测产品可以让行业从金属部件转变为塑胶部件,而不必担心他们是否能准确、准确地确定材料碎片是否会脱落并与食品混合。
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