La détection des contaminations physiques dans la filière de fabrication est indispensable pour la sécurité des consommateurs. En tant que responsable qualité, production ou maintenance dans l'industrie agroalimentaire, vous êtes en première ligne pour garantir une sécurité irréprochable et protéger l'image de votre marque. Les contaminants physiques, même infimes, représentent un risque majeur. Pour éviter une telle mésaventure, l’industrie agroalimentaire, soucieuse de sa réputation, n’a pas d’autre choix que d’investir dans des moyens de contrôle appropriés.
Principe de Fonctionnement des Systèmes à Rayons X
Le principe de fonctionnement des systèmes à rayons X est simple : les rayons X sont partiellement absorbés lorsqu’ils traversent un matériau, et ce d’autant plus que son épaisseur et sa densité sont élevées. Les produits alimentaires étant bien moins denses que les contaminants, ces derniers pourront être détectés par leur plus forte absorption.
Lorsque le rayon X ressort de l’aliment, un capteur situé à l’intérieur de l’appareil de contrôle convertit le rayon X en une image monochromatique de l’intérieur de l’aliment. Au fur et à mesure que le produit se déplace, une nouvelle ligne d’image est générée à intervalles réguliers (par exemple, tous les 0,8 mm).
Les systèmes d'inspection aux rayons X reconnaissent les produits contaminés par le fait que les corps étrangers comme le métal absorbent davantage les rayons X que le produit alimentaire lui-même. Par conséquent, le succès de la détection des corps étrangers dépend de la densité de ceux-ci.
Capacités de Détection et Limites
Les systèmes à rayons X peuvent repérer automatiquement, dans un emballage défilant à quelques centaines de coups par minute, une bille inox de 1 ou 2 mm de diamètre (selon le type et la densité du produit, la puissance du générateur et le diamètre des diodes). Ils permettent de visualiser à travers la plupart des matériaux d’emballage (ferreux, Inox, verre…), dans des produits humides, secs, surgelés…, des éléments indésirables de matière ferreuse, non ferreuse, en verre, en inox ainsi que certains plastiques denses.
Toutefois, ils sont inopérants pour des matériaux de faible densité. Tout ce qui est inférieur à la densité de l’eau, donc ce qui flotte, sera invisible aux rayons X. Cela exclut donc les cheveux, le bois, le carton, le papier, les insectes et les os qui ne sont pas suffisamment calcifiés. Si les plastiques de forte densité, la céramique et les cailloux sont bien détectés, il faut néanmoins se garder de généraliser.
Il faut donc bien caractériser la nature des corps étrangers à identifier et procéder à des essais sur les produits à contrôler en y intégrant des contaminants caractéristiques à l’application avant d’investir dans un système de contrôle par rayons X.
Exemple de Détection Difficile
Détecter du verre dans des pots en verre est l’une des opérations de contrôle les plus difficiles. Nous avons fait le choix d’investir dans un système de contrôle à rayons X, non pas à la suite d’une réclamation, mais pour les prévenir et préserver la réputation de notre marque. C’est un investissement lourd - 200 000 euros - pour une entreprise familiale de notre taille (6 millions d’euros de chiffre d’affaires). Mais c’est un choix économique fort, qui s’inscrit dans une stratégie de pérennité et qui vise à acquérir une certaine sérénité.
Avantages des Systèmes d'Inspection par Rayons X
Les systèmes d'inspection à rayons X permettent d’identifier, d’une part, les contaminations au métal, au verre, au caoutchouc, aux cailloux, aux morceaux plastiques ou aux éclats d'os. D’autre part, ils permettent également des contrôles qualité en direct tels que la détermination du poids, le comptage des composants, la détection de produits manquants ou défectueux, le contrôle du niveau de remplissage et la vérification de l'intégrité des fermetures.
Les logiciels d’analyse d’images ne se contentent plus de repérer des corps étrangers dans un produit contenu dans un emballage. Ils peuvent compter des éléments dans une boîte, s’assurer de la présence de composants, contrôler des formes, estimer un poids, vérifier un niveau… Les progrès du traitement numérique permettent également de réaliser des contrôles sur des produits défilant à grande vitesse sur un convoyeur. Les systèmes de contrôle par rayons X installés en ligne sont par exemple capables d’inspecter à la volée le contenu de conserves de légumes à une cadence pouvant atteindre 700 coups par minute.
Les systèmes à rayons X bénéficient aussi des évolutions du générateur et du détecteur. Le détecteur peut aujourd’hui être équipé de photodiodes de 0,2 mm de diamètre (contre 0,4 à 0,8 mm, il y a quelques années). Ce qui augmente sensiblement la résolution des images.
Types de Systèmes à Rayons X
Il existe une large gamme de systèmes à rayons X pour l'inspection des produits emballés. Les applications typiques incluent les cartons, les boîtes, les sacs, les sachets, et les barquettes, qui peuvent contenir une grande variété d'aliments secs ou liquides.
- Systèmes avec générateurs de rayons X montés sur le dessus: sont les plus courants dans l'industrie alimentaire, où le faisceau de rayons X frappe le produit directement par le haut. Ces systèmes d'inspection sont généralement installés à la fin d'une ligne de production et inspectent les produits emballés.
- Systèmes équipés d'un générateur de rayons X latéral: où le faisceau balaye le tapis roulant par le côté, sont souvent utilisés pour les produits verticaux tels que les pots pour bébé. Dans ce cas également, le produit doit être aligné de manière à ce qu'il passe devant le système de détection avec le côté vertical face au faisceau de rayons X.
Plusieurs modèles ont des avantages certains : le Dymond S, par exemple, combine une sensibilité de détection élevée et une faible consommation d’énergie. Ou encore le Dymond D est un système d’inspection par rayons X à double faisceau qui produit deux images radiographiques à un angle de 90°.
Intégration et Coûts
Grâce à leur conception compacte, les systèmes MEKITEC s'intègrent facilement. En quelques années, les systèmes de contrôle par rayons X ont donc gagné en performances, en capacités d’analyse, en polyvalence, en facilité d’intégration et d’utilisation.
Leur prix reste néanmoins environ trois fois plus élevé que celui des détecteurs de métaux (15 à 20 000 euros). Cela constitue un frein à leur déploiement. Les industriels qui estiment que leur principal risque est la contamination métallique privilégieront des détecteurs de métaux.
Solutions et Services Associés
METTLER TOLEDO propose ainsi à ses clients de réaliser des essais sur leurs produits afin de vérifier si les capacités de détection des rayons X répondent aux exigences de leur application. Dans notre centre de test situé à Barcelone, une ligne de production pouvant intégrer différents systèmes de contrôle à rayons X a été reconstituée. Nous pouvons donc procéder à des contrôles aux cadences de production afin de sélectionner la machine ainsi que les outils d’analyse logicielle adéquats.
Nous vous proposons l'entretien et une assistance technique tout au long du cycle de vie de votre équipement d'inspection de produits, de l'installation à la maintenance préventive en passant par l'étalonnage et la réparation de l'équipement.
Nous pouvons vous guider pas à pas pour résoudre le problème en vous fournissant une assistance contextuelle en temps réel, par exemple en ajoutant du texte ou des dessins, ou en surlignant des objets avec des marqueurs 3D. Utilisez les dernières technologies afin de bénéficier de l’assistance la plus rapide pour le diagnostic des dysfonctionnements, les réparations et le remplacement des pièces.
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