I rivelatori di metalli sono installati nella maggior parte delle linee di produzione alimentare in tutto il mondo. Sono una soluzione molto affidabile e relativamente conveniente che consente di escludere la presenza di metalli nei prodotti e di tutelare efficacemente il marchio aziendale. I rivelatori di metalli creano un campo magnetico che viene disturbato dal passaggio dei contaminanti in metallo, rivelandone la presenza. Tuttavia, in varie situazioni anche le caratteristiche degli stessi prodotti possono alterare il campo magnetico.
Questo fenomeno, noto come “effetto del prodotto”, può influire sui livelli di rivelazione dei contaminanti in metallo presenti nel prodotto ispezionato. Mike Bradley, esperto di ispezione prodotti e sistemi per la rivelazione di metalli METTLER TOLEDO, afferma che la complessità dell’effetto del prodotto è sottostimata dai produttori di alimenti e spiega in che modo i fornitori di sistemi di rivelazione di metalli stanno cercando di ridurne al minimo l’impatto.
Diverse aziende alimentari non considerano l’effetto del prodotto come un dato di fatto. Se ignorato, da un lato e nella migliore delle ipotesi, prodotti privi di contaminanti vengono erroneamente espulsi dai sistemi di rivelazione di metalli; dall’altro, prodotti effettivamente contaminati possono non essere identificati e raggiungere il consumatore.
Molti produttori di alimenti semplificano eccessivamente il concetto: vi sono prodotti “umidi” con un alto contenuto di umidità o sale che presentano un grande effetto del prodotto e prodotti “secchi“, come i sacchi di farina, che non ne hanno affatto.
In generale, ciò può essere vero, ma vi sono anche altri fattori che possono contribuire all’effetto del prodotto e influire negativamente sulla rivelazione dei contaminanti in metallo, ad esempio il tipo di confezione utilizzata, l’orientamento del prodotto lungo la linea di produzione, la temperatura del prodotto stesso. Solitamente questi fattori sono poco considerati nel settore.
Quindi, che cos’è l’effetto del prodotto? Da cosa è causato? E come può essere mitigato? Innanzitutto, vediamo brevemente come funziona un rivelatore di metalli.
In genere, i rivelatori di metalli sono dotati di una struttura di bobine: il loop della bobina trasmittente è posizionato tra i loop delle due bobine di ricezione e parallelo a essi. La bobina trasmittente è alimentata con una corrente ad alta frequenza che genera un campo magnetico che, a sua volta, produce segnali elettrici nelle bobine di ricezione.
Queste ultime sono collegate in opposizione l’una rispetto all’altra, così che il segnale in uscita è prossimo a zero. Questo stato viene definito bilanciato, pertanto i rivelatori di metalli sono definiti “a bobina bilanciata“. Quando una particella di metallo o di un altro materiale magnetico o elettricamente conduttivo passa attraverso la struttura di bobine, interferisce con il campo magnetico generando un segnale che viene individuato dalle bobine di ricezione e valutato dal rivelatore di metalli per confermare la presenza di metallo.
L’interferenza dovuta a sostanze magnetiche o elettricamente conduttive, non necessariamente metalliche, genera l’effetto del prodotto, rendendo più complicata la rivelazione dei contaminanti in metallo durante l’ispezione prodotti.
I fattori che possono causare l’effetto del prodotto sono elencati di seguito; devono essere tutti presi in considerazione quando si utilizzano sistemi di rivelazione di metalli nell’ispezione prodotti:
- Contenuto di umidità o sale
Molti alimenti possono condurre elettricità e disturbare i campi magnetici per via del grado di umidità del sale presente al loro interno. Tali effetti potrebbero essere meno intensi di quelli generati dalla maggior parte dei metalli. Ma se si utilizzano rivelatori di metalli ad alta sensibilità, l’effetto è sufficiente a interferire con il campo magnetico e causare quindi un effetto del prodotto in grado di disturbare la rivelazione di contaminanti.
La quantità di umidità o sale, che può variare in modo significativo da una confezione all’altra, rende la situazione ancora più complessa. Nella carne di manzo, ad esempio, il contenuto di umidità e sale varia a seconda del taglio o persino dell’animale di origine. Anche i prodotti marinati possono presentare livelli variabili di conducibilità.
- Temperatura
La temperatura del prodotto sottoposto a ispezione può avere un notevole impatto sulla sua capacità di influenzare il rivelatore di metalli. Nei prodotti umidi congelati, la conducibilità è quasi pari a zero e genera un segnale molto inferiore rispetto ai prodotti refrigerati. Ma quando un prodotto inizia a scongelarsi, la situazione cambia. La condensa che si forma all’esterno del prodotto aumenta la conducibilità e l’effetto del prodotto.
- Dimensione e forma del prodotto
Un altro fattore da tenere in considerazione è l’omogeneità della forma e delle dimensioni dei prodotti in un flusso. In genere, i prodotti confezionati hanno un buon grado di uniformità, pertanto le confezioni generano un effetto del prodotto costante. Ma pensiamo ad esempio a una serie di polli freschi su un nastro trasportatore che entra nel sistema di rivelazione di metalli: avranno tutti lo stesso peso, la stessa forma e dimensione?
Molto probabilmente differiranno per alcuni o per tutti questi parametri; un pollo di grandi dimensioni in genere produce un effetto del prodotto maggiore rispetto a un pollo più piccolo e il rivelatore di metalli potrebbe erroneamente rivelare la presenza di contaminanti.
- Posizione e orientamento del prodotto attraverso il rivelatore
Controllare l’orientamento di un prodotto sulla linea di produzione mentre attraversa il rivelatore di metalli può essere difficile, così come assicurare che i prodotti siano posizionati in modo uniforme sulla stessa area di un nastro trasportatore, ad esempio al centro o lungo i lati. Entrambi i fattori possono avere un impatto significativo sul segnale generato dal prodotto. Tornando all’esempio dei polli: un pollo che attraversa il rivelatore di metalli con la parte più corta (ossia la testa) verso il sistema produrrà un segnale di minore intensità rispetto a un pollo che entra con la parte più lunga.
Tutto ciò, insieme alla posizione del pollo sul nastro trasportatore, rende più difficoltosa la rivelazione di contaminanti in metallo. Il campo magnetico all’apertura del rivelatore di metalli è più debole al centro e più forte in prossimità dei lati. Un prodotto che attraversa l’apertura al centro è quindi esposto a un campo magnetico inferiore rispetto a un prodotto che passa vicino ai lati, e anche il l’effetto del livello di conducibilità sull’efficacia della rivelazione di contaminanti in metallo sarà diverso.
- Consistenza e densità del prodotto
Questo è un aspetto fondamentale. La consistenza e la densità del prodotto influenzano il segnale generato nel rivelatore di metalli. Negli alimenti le variazioni del rapporto tra alcuni ingredienti, ad esempio la quantità di ossa nelle carni, influiscono sulla densità e sulla consistenza, e di conseguenza sull’effetto del prodotto nel rivelatore di metalli. Si tratta di una delle sfide più complesse dell’ispezione prodotti di cibi pronti: le variazioni di quantità e rapporto di elementi con densità e consistenze differenti (ad esempio purè di patate, salsicce e sughi di carne nella stessa vaschetta) possono determinare effetti del prodotto molto diversi durante il passaggio attraverso l’apertura del rivelatore.
- Materiale di confezionamento
Questo fattore spesso viene ignorato, probabilmente perché molti materiali di confezionamento hanno un effetto minimo o nullo sulla sensibilità del rivelatore di metalli. Tuttavia, se la confezione include pellicole metallizzate, ossia in genere un sottile rivestimento in alluminio applicato a materiali come polipropilene o polietilene tereftalato, i livelli di conducibilità saranno apprezzabili.
La pellicola metallizzata può disturbare un campo magnetico e avere un impatto notevole sulle prestazioni di rivelazione, rendendo più difficile individuare gli effettivi contaminanti in metallo. È possibile risolvere questo potenziale problema ispezionando i prodotti prima che siano confezionati nella pellicola metallizzata. Anche l’uso di un sistema di rivelazione di metalli verticale può aiutare a rivelare i contaminanti reali presenti nei prodotti confezionati con pellicola metallizzata, ma questi tipi di sistemi non sono adatti a tutte le applicazioni.
In che modo la tecnologia può aiutare a mitigare l’effetto del prodotto
Utilizzare la giusta tecnologia di rivelazione di metalli è fondamentale per risolvere il problema dell’effetto del prodotto e allo stesso tempo migliorare anche l’efficienza operativa. Il sistema giusto consente ad esempio di ridurre notevolmente la percentuale di falsi scarti in fabbrica e, di conseguenza, gli sprechi. Le aziende potranno inoltre contare su una procedura di ispezione prodotti più affidabile e una conformità alle normative più rigorosa.
Per evitare l’effetto del prodotto è possibile ridurre la frequenza di funzionamento del rivelatore di metalli fino a 25 kHz e aumentarla fino a 1 MHz, ma scegliere una frequenza alta o bassa comporta necessariamente un compromesso.
Le alte frequenze sono più sensibili ai contaminanti in metallo di piccole dimensioni, ma sono anche più sensibili all’effetto del prodotto che, se significativo, può compromettere gravemente la capacità di rivelazione. Di solito, quando l’effetto del prodotto aumenta, si tende a usare frequenze più basse, con un minor compromesso in termini di capacità di rivelazione.
Recentemente, con l’avvento dei rivelatori di metalli MSF (Multi-Simultaneous-Frequency), è possibile utilizzare combinazioni di due o più frequenze allo stesso tempo, riducendo il compromesso tra effetto del prodotto, massima frequenza operativa e sensibilità del rivelatore di metalli.
Grazie alle tecnologie di discriminazione avanzate, è possibile usare frequenze multiple minimizzando l’effetto del prodotto generato, con il vantaggio di poter utilizzare frequenze più elevate durante l’ispezione di prodotti con effetti del prodotto elevati o molto elevati.
I rivelatori di metalli più sofisticati oggi disponibili possiedono un processore di segnali digitali dedicato che consente di gestire la discriminazione di fase e altre tecniche avanzate di elaborazione del segnale. Insieme alla tecnologia MSF, questi sistemi sono in grado di eliminare efficacemente gli effetti del prodotto e permettono di rivelare contaminanti in metallo molto più piccoli.
Una tecnica di uso comune è la “discriminazione di fase”. Permette di separare, o discriminare, i segnali e di riconoscerne le caratteristiche, per poi ridurre o ignorare l’effetto del prodotto, amplificando al contempo il segnale dei contaminanti in metallo.
Grazie a questi sviluppi tecnologici le aziende alimentari dovrebbero avere molta più fiducia nell’affrontare e risolvere i problemi causati dall’effetto del prodotto, qualunque siano le cause, e considerare i sistemi di rivelazione di metalli come componenti chiave dell’ispezione prodotti.
Visti i numerosi fattori da considerare, è consigliabile rivolgersi a un buon fornitore di sistemi di rivelazione di metalli che li aiuti a scegliere la giusta tecnologia per le loro esigenze. Indipendentemente dall’effetto del prodotto, una migliore rivelazione di contaminanti è anche funzionale al rispetto degli elevati standard di sicurezza del settore alimentare.
Per scaricare il libro bianco su questo argomento, è sufficiente cliccare qui.
