金屬可檢測塑料、產品及檢測方法
在食品生產和包裝行業,首要目標是為消費者製造和交付高品質、健康和安全的產品。實現這一目標需要實施嚴格的品質控制措施,以防止食品污染。
食物污染的最常見來源之一是破碎或磨損的設備零件;尤其在生產和包裝操作期間,破碎或破舊的設備具有與較大組裝和與食品混合的小型材料的高風險。如果外來物質沒有被發現或被管理,會降低食物的品質,對消費者構成健康和安全風險。許多產業專業人士利用金屬可檢測塑膠的工具和設備,以防止這些問題發生。
與其他物理污染物相比,塑料和橡膠污染物在正常情況下,難以在通過金屬檢測或 X 射線檢測系統可以反映出導電、磁性或高密度特性,然而,它們也是機械和食品加工設備中非常常見的材料,因此它們成為異物的風險增加。這就是使用可檢測塑料和橡膠材料變得更加重要的地方,特別是當食品製造商負有監管和道德義務時,應盡職盡責並採取明確措施將異物風險降至最低。 此外,大品牌所有者、零售商和餐飲連鎖店堅持認為食品加工商使用金屬和 X 射線可檢測的塑膠和橡膠製品。這已成為許多公司 HACCP(危害分析關鍵控制點)計畫的一部分。

最近,《食品安全現代化法案》(Food Safety Modernization Act, FSMA) 要求農業生產商、食品加工商和包裝商實施危害分析和基於風險的預防控制 (HARPC),防止玻璃、金屬、木材和塑膠等物理污染物進入市場。FDA(食品藥品監督管理局)認為長度大於 0.275 英寸 (7mm) 的污染物存在危險。種植商、包裝商和食品加工商正在使用他們現有的金屬探測器和帶有可檢測塑膠的 x 射線檢測系統,防止塑膠污染的食品進入消費者手中。
什麼是金屬可檢測塑料?有哪些相關應用?
顧名思義,金屬可探測塑膠具有光學和金屬檢測特性,帶有不銹鋼粉末的標準組件,由高科技聚合體製成,所有樹脂,包括熱塑性塑料和熱固性樹脂,都可以使用添加劑以可承受的價格進行金屬檢測。這些添加劑使材料對磁性足夠敏感,因此它具有導電性,並且可以使用標準金屬探測器或 X 光機檢測不需要的顆粒。添加劑允許檢測小至 27mm 3的非常小的顆粒。聚乙烯 (UHMW)、聚丙烯、聚碳酸酯、PEEK、尼龍 (PA6)、乙縮醛等塑料可以使用這些添加劑進行處理。可檢測的塑料通常是藍色的,這是通過使用灰色添加劑實現的。然而,PE-UHMW 是深灰色的。PEEK 金屬可檢測材料用於高線速度需要高耐磨性或工作溫度高於 130°C (266°F) 的應用。並非所有可金屬檢測的塑料都允許通過 X 射線檢測。乙縮醛和 PA6 可以,但 PEEK 不行。金屬可檢測乙縮醛和尼龍的藍色允許視覺檢測。通常,塑料具有抗衝擊性,因此在加工和包裝機械和工具中,高應力塑料部件的破損較少。
金屬可檢測塑膠主要用於食品生產和包裝產業的零件和產品中,它們允許行業專業人員使用金屬探測器,以降低食品被損壞,或者有磨損的工具及設備產生塑膠污染的風險。此外,與金屬元件相比,它們有助於減少物品重量和/或噪音排放。
例如:- 食品加工設備組成部件,如攪拌槳
- 食品測量工具,如測量杯
- 材料處理設備的部件,如材料料斗
- 食品操作產品,如刀具,鏟子,刮刀,模具
- 食品包裝和存放裝置,如托盤
金屬可檢測產品和材料的類型
可檢測的產品和材料主要可分為四種主要類型:
1. 金屬可探測2. 部分金屬可檢測
3. X射線可檢測
4. 雙重可檢測
金屬可探測產品
1980 年代後期,第一批可檢測產品用於食品生產,其特點是將鐵屑嵌入或粘在具高風險污染的物品中,以便誤入時會觸發生產線末端的金屬探測器。 以這種方式製造的產品是塑料和橡膠製品最常見的方法,材料中的鐵磁含量與與標準的金屬污染物以完全相同的方式觸發金屬探測器的警示反映,然而因為可檢測材料僅包含一小部分金屬含量,當前的技術在大多數食品生產環境中,金屬探測器可以可靠地檢測到大約 10 毫米直徑球體大小的可檢測塑料和橡膠碎片,但需要正確校準。相比之下,純鐵污染物的直徑約為 1mmØ。在營養品製造等特定環境中,較小的金屬檢測器孔徑可以實現非常高的含鐵探測靈敏度水平,這意味著可以可靠地檢測出 0.6 毫米寬度可檢測塑膠刷毛產品的碎片。

部分金屬可檢測產品
由於不是所有產品都能夠在全部組成上可被金屬探測,例如像是PP不織布髮帽或鬍鬚網帽上的鋼扣提供了金屬可檢測的特性,其中食品製造商應意識到,如果物品通過切割、混合等破碎過程,則將產生不可被檢測的碎片,而這應該記錄為風險評估的一部分。

X射線可檢測產品
X 射線檢測的工作方式與金屬檢測完全不同。因此常見的錯誤是誤會可金屬檢測的產品也是 X 射線可檢測的。鐵磁添加劑用於使塑料或橡膠可檢測,以實現金屬可檢測性,然而,必須使用食品安全的超高密度添加劑(具有高原子序數)以實現良好的 X 射線對比度性能。當這些添加劑以正確的比例加入聚合物時,X 射線檢測系統可以檢測到小至 3mmØ 的碎片,並可以使用“比重”來比較材料的密度,比重是相同給定體積的物質質量與參考物質質量的比值。比重以克/立方厘米表示。例如水的比重為 1.00g/cm³,通常用作比較的固定點。任何 SG 小於 1.0 的固體材料都會漂浮在水中,任何 1.0+ 的東西都會下沉。聚丙烯的比重為 0.95g/cm³,木材約為 0.60g/cm³,鋼材為 7.50g/cm³。雖然鐵磁添加劑確實會增加基礎聚合物的比重,但它們並不總是足以實現可靠的 X 射線可探測性,並非所有可檢測產品的製造商都能正確區分金屬可檢測材料和 X 射線的可檢測材料,這進一步加劇了整個產業的混亂。

雙重可檢測產品
2009年開始有些公司開發出一種塑料化合物,包含適當水平的鐵磁和高密度添加劑,可同時觸發金屬檢測和 X 射線檢測系統,同時仍可作為高性能聚合物發揮作用。

金屬檢測的原理及如何運作?
食品製造商使用的最常用的金屬檢測系統的工作原理稱為“平衡線圈”系統。它們通過使用三個等距線圈來操作,這些線圈圍繞著被測產品穿過的開口(孔徑),中心線圈連接到產生磁場的振盪器電路。位於中心線圈兩側的兩個等距接收線圈接收等量的該信號。

由於線圈以彼此相反的方式纏繞,因此接收器線圈上的淨信號為零。當污染物通過孔徑時,它會改變線圈的平衡,最終信號不再為零;因此如果污染物改變了接收器之間的平衡,這將引發不通過的反應;金屬探測器最薄弱的部分是孔徑的幾何中心,這裡也是探測最困難的地方,如果可能的話,在測試和校準檢測器時應在此處測試污染物。
由於線圈以彼此相反的方式纏繞,因此接收器線圈上的淨信號為零。當污染物通過孔徑時,它會改變線圈的平衡,最終信號不再為零;因此如果污染物改變了接收器之間的平衡,這將引發不通過的反應;金屬探測器最薄弱的部分是孔徑的幾何中心,這裡也是探測最困難的地方,如果可能的話,在測試和校準檢測器時應在此處測試污染物。
金屬探測器可以檢測到三類主要的金屬污染物:含鐵金屬、非鐵金屬和不銹鋼。其中,含鐵污染物最容易檢測,因為它們具有導電性和磁性;非鐵金屬污染物沒有磁性,但它們具有良好的導電性;最難檢測的是不銹鋼污染物,因為它們往往是不具磁性的且導電性差,這意味著金屬探測器能夠檢測出比不銹鋼更小的含鐵金屬材料。
當討論靈敏度時,這是指當設置為特定產品通過時,檢測器可以檢測到的最小污染物塊,通常使用包含以毫米為單位測量的污染物球體的校準試件進行測試。因此,通常可以使用包含 3 毫米大小鐵球測試。
以下是金屬檢測束帶的測試方法:
首先,每條樣品於帶身頭、中、尾各剪下一塊3mm長片段;第二,每次取一塊片段置於25mm厚之保麗龍上,置於輸送帶通過金屬檢測機;
第三,每條束帶樣品必須頭、中、尾三側之斷片皆偵測到始得通過測試。
華偉除了比照業界品牌商通過上述的測試方式,另外也提升金屬感測測試的難度,並且通過完善、嚴格且多次的廠內驗證,以及業界及合作客戶的驗證,證實華偉的金屬檢測表現比其他的品牌商更加優異。
以下說明更加嚴格的測試標準:
- 將束帶每3mm裁切為一段碎片,以200mm長度的金屬探測束帶為例,大約可以裁切為62~64片,每一段的碎片都需要通過金屬檢測設備,並且可以被檢測到。
- 金屬探測設備的靈敏度設定,除了設定為”一般標準”外,也設定為”最不靈敏的數值”,在這樣的條件下,束帶每一段仍然都要能被金屬設備檢測。
華偉實業是您的首選供應商!
多年來,由於工程塑料能夠提高生產速度和/或適應更長的生產週期,食品生產和包裝行業越來越多地接受工程塑料作為金屬的替代品。這一積極的趨勢導致了對塑膠的需求增加,從而發展出更好、更安全的塑膠。金屬可檢測產品可以讓行業從金屬部件轉變為塑膠部件,而不必擔心他們是否能準確、準確地確定材料碎片是否會脫落並與食品混合。
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