Røntgenteknologi i høj hastighed

Hastighed og bredere transportbånd øger kravene til sortering og klassifikation af produkter som eksempelvis småkager, chokolade og af ben i fisk og kylling. Virksomheden InnospeXion har løsningerne, der klarer opgaverne

Røntgenteknologi er i de senere år blevet anvendt i højere grad til on-line applikationer. Årsagen er, at de gammeldags film er blevet erstattet af digitale sensorer, så man opnår det digitale røntgenbillede i realtid og derved tillader momentan digital billedanalyse.
Når billedanalysen kombineres med en hurtig og logisk programstruktur, kan resultater i nær realtid sendes til en PLC, som kan styre signalgivning til sorteringsenheder tilkoblet produktionslinjen.

Måler afvigelser i småkager
InnospeXion har udviklet en ganske unik røntgenteknologi, der er kendetegnet ved en ekstrem høj billedkvalitet samtidigt med en høj scanningshastighed. Billedopsamlingen foregår med en udlæsning af 300 billeder i sekundet, ved en opløsning ned til 0.1 mm.

Samtidigt er teknikken ekstremt følsom, hvilket sikrer, at man opnår en meget høj kontrast selv for materialer, der er meget ens. Jørgen Rheinlænder, der er direktør i InnospeXion, forklarer, at teknologien har vist sin styrke i adskillige sammenhænge.

- For eksempel i forhold til on-line karakterisering af bagværk, kiks, og småkager, hvor det er homogenitet, størrelse og eventuelle fremmedlegemer, der er centrale sorteringsparametre, siger han og kommer ind på, at lavenergi teknikkens uovertrufne billedkvalitet har vist sig at være særligt velegnet til identificering af ben og benstykker  i fisk og kylling.

Detektering – det er der ingen ben i
Den høje kontrast bevirker, at ben tydeligt kan skelnes fra kødet, og den høje opløsning gør, at hvert enkelt ben bliver gengivet af mange pixels. Det betinger, at den automatiske billedanalyse med stor sikkerhed identificerer ben og sender signal til systemets PLC om korrekt udsortering.

- Indenfor fiskeprocessering er problematikken, at ben, der anses for kritiske for forbrugeren, har en tykkelse ned til 0.4 millimeter. Almindelige røntgenscannere har typisk en pixelstørrelse på 0.4 mm, hvilket er for ringe, til at et ben kan detekteres. Samtidigt er normale røntgenscannere kun operationelle over 30 kV, en energi hvor kontrastforskellen mellem ben og fiskens kød er ringe. Derfor er lavenergi teknologien unik til fiskebensdetektion, forklarer Jørgen Rheinlænder.

For kyllingeben gælder det, at ben oftest er lidt kalkholdige. Derfor er kontrasten mellem ben og kød i kylling ganske lav, særligt ved almindelige røntgenscanneres energi (> 30 kV). Slagteriernes forskningsinstitut har således lavet en serie målinger og konkluderet, at lav-energi røntgenscanning giver en markant bedre kontrast end de gængse røntgenscannere. Det er udgangspunktet i InnospeXion’s systemer til kyllingeben detektion, som i øvrigt er mage til systemerne til fiskebensdetektion.

10 millioner chokolader
I forhold til høj-hastigheds og høj-volumen produktion er antallet af produkter per tidsenhed en meget stor udfordring. En af de mere krævende opgaver har været et inspektionssystem til en udenlandsk kunde, der producerer minichokolader. Produktionen foregår med 22,5 forme i minuttet, hver form indeholdende 432 chokolader fordelt over en bredde på 900 millimeter. Problemet i fremstillingsprocessen er overvågningen og kontrollen af, at alle chokolader er ens, uden defekter og uden fremmedlegemer.

- Udfordringen er, at der over en bredde er 36 chokolader, og at der i løbet af en produktionsdag passerer cirka 10 mio. chokolader. Det kræver en robust teknologi, der kan sikre, at falske positiver er minimale, og at der sker en korrekt frasortering, når en chokolade afviger.

Der er kun cirka 40 millisekunder fra en chokoladerække til næste, og for hver række er der altså 36 linjer. Det giver en stor udfordring, når en enkelt chokolade skal frasorteres i forskellige kategorier, fordi tidsstyringer er afgørende. Derfor anvendes en meget styret programopbygning, der tillader, at der hele tiden kan holdes styr på, hvor den enkelte chokolade tidsmæssigt befinder sig. Sorteringen af den aktuelle chokolade sendes for hver enkelt linje til en central PLC, der justerer den tidsmæssige placering og sender et signal til luftbaserede sorteringsmekanismer med en indlagt forsinkelse. På den vis kan produkterne i nær realtid sorteres i forskellige kvalitetsgrader, og betydningsfulde defekter, såsom kontaminering, kan effektivt håndteres.

Røntgenbilleder til mange anvendelsesområder
- Metoden, og særligt håndteringen af et procesflow med en stor mængde i en høj hastighed, er særdeles relevant for andre høj-volumen produktionslinjer, for eksempel i forhold til farmaceutisk produktion med for eksempel piller, blister pakninger med videre, og råmaterialer til fødevareforarbejdning og andet. For at det overhovedet skal give mening, skal røntgenteknologien give billeder i den absolutte verdensklasse, således at datagrundlaget for sorteringen er den bedst mulige, konstaterer Jørgen Rheinlænder.

-hawin