金屬探測器在食品行業(yè)的應用

因需要而發(fā)明，金屬探測器現在已成為亞洲許多食品加工生產(chǎn)線(xiàn)中的一個(gè)主要組成部分�？墒�，我們又有多少次在想：在這個(gè)不銹鋼殼內裝的是什么，金屬探測器到底是如何工作的、在生產(chǎn)過(guò)程中它們天天又出現些什么問(wèn)題呢？

“平衡線(xiàn)圈”技術(shù)自19世紀被首次注冊專(zhuān)利以來(lái)，金屬探測器已出現了相當大的發(fā)展。即使最近幾年中還出現過(guò)重大的進(jìn)步：模擬探測器為數字探測器所替代以及功能強大的微處理器技術(shù)的采用均為最重要的發(fā)展。它們提供了更強的性能、更高的靈敏度與處理能力，現在即使在極為苛求應用當中，金屬探測器依然可按客戶(hù)需求進(jìn)行開(kāi)發(fā)并很好地使用。

金屬探測器是如何工作的？

工業(yè)金屬探測器可有兩種方式安裝�？梢栽趥魉蛶�上輸送的產(chǎn)品上面或下面安裝‘板式’線(xiàn)圈。但更靈敏的探測器則應該讓產(chǎn)品穿過(guò)線(xiàn)圈并將線(xiàn)圈安裝于金屬殼內。這種更靈敏的‘線(xiàn)圈’型，其中通常裝有3個(gè)線(xiàn)圈（見(jiàn)圖1、圖2）——1個(gè)中心發(fā)射線(xiàn)圈和2個(gè)繞向相反的接收線(xiàn)圈裝在一個(gè)探頭內。與中心線(xiàn)圈相連的振蕩器產(chǎn)生一個(gè)高頻磁場(chǎng)。而兩個(gè)繞向相反接收線(xiàn)圈相互連接，以便在磁場(chǎng)未受干擾時(shí)可將它們所產(chǎn)生的感應電壓自相抵消。

為了獲得最佳靈敏度，金屬探測器的孔徑尺寸應該與特定的產(chǎn)品大小相匹配�？讖教�大，會(huì )有‘削弱’信號的危險；而孔徑太小會(huì )不便于產(chǎn)品在傳送帶上通行。探測器的靈敏度通常是從由孔徑的幾何中心測量得來(lái)的 —— 最不敏感的幾何點(diǎn)。當被金屬污染的產(chǎn)品通過(guò)時(shí)，隱含的金屬物對探測器的磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾現象，兩個(gè)接收線(xiàn)圈的輸出信號不能相互抵消，從而探測出金屬雜質(zhì)的存在。

能夠探測到多大小的金屬物？

靈敏度的高低取決于兩方面的因素：孔徑的尺寸與工作頻率�？讖降某叽缭叫�，探頭的靈敏度就越高。例如，高度為50mm的孔徑將能夠探測到只有0.5mm的金屬物。其次，頻率越高，靈敏度則也越高。不過(guò)，提高頻率并不自動(dòng)意味著(zhù)保證探測能力的提高，因為它可能會(huì )使食品本身對探測器產(chǎn)生一個(gè)很強的信號，也就是通常所說(shuō)的‘產(chǎn)品效應’。因此，我們的目標是確定一個(gè)不致出現誤動(dòng)作的最高頻率。這樣，探測器既探測了污染物、又不會(huì )發(fā)出錯誤警報，從而避免了產(chǎn)品的浪費。為了得到最佳的結果，應該對每種待檢驗的產(chǎn)品確定特定的探測參數并自動(dòng)予以記錄和保留。

檢驗金屬探測器性能的行業(yè)標準，是通過(guò)探測器檢測到的各種金屬球的尺寸。但事實(shí)上，污染物的形狀可能是金屬絲或金屬片的碎屑（見(jiàn)圖3）。它們依自己在探測器孔徑位置的不同而對探測器會(huì )產(chǎn)生不同的信號，即通常所說(shuō)的‘方位效應’。

哪些金屬不易探測以及為什么？

導電的、有磁性的金屬——如鐵，鉻鋼，碳鋼和碳化鎢等為最容易被探測到的金屬，因為它們對金屬探測器的磁場(chǎng)具有顯著(zhù)的效應。其它低電阻的有色金屬也是如此——如紫銅，鋁，鉛，黃銅，青銅等。雖然它們并非具有磁性，但它們卻屬導體，也較容易探測。唯有那些純凈的、高電阻且無(wú)磁性的金屬——如不銹鋼類(lèi)中的304和316，對金屬探測器構成最大的挑戰。它們的導電性差，較難探測但在食品和包裝機械中卻經(jīng)常使用�？墒侵灰�探測器性能好，它們依然可以被可靠地識別。

金屬探測器如何能夠與生產(chǎn)線(xiàn)結為一體？

為了獲得金屬探測器的最佳探測效果，為它正確地選擇位置與盡可能地選擇最佳的機器同樣重要。雖然很多時(shí)候在計劃安裝新生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)考慮配備金屬探測系統，但對于現有生產(chǎn)線(xiàn)要求金屬探測器也可以簡(jiǎn)便安裝在原有生產(chǎn)線(xiàn)中。

多數食品藥品生產(chǎn)商將金屬探測器裝在生產(chǎn)線(xiàn)的末端，以便在貨物被運送到零售商和顧客之前對它們做最后的檢驗。然而，從成本考慮，對污染物進(jìn)行更早的檢測則更有價(jià)值，因為所浪費的僅僅是低價(jià)的配料，而不是已包裝的成品。金屬探測系統理想的安裝位置隨著(zhù)產(chǎn)品與行業(yè)的變化而變化、隨著(zhù)工廠(chǎng)的不同而有所不同。對于多數生產(chǎn)商而言，如果將金屬探測器安裝在生產(chǎn)線(xiàn)內相對朝前的工序內，但有限的空間則往往是個(gè)問(wèn)題。但一些主要生產(chǎn)商已注意到這個(gè)問(wèn)題，比如洛克LOCK公司，已開(kāi)發(fā)出名為 `Waferthin` 金屬探測器，它緊湊的體積完全可安放到有限的空間中，比如，安放于制袋機/包裝機的上方。多數生產(chǎn)商可以按客戶(hù)對空間的要求來(lái)配置系統。

流質(zhì)產(chǎn)品，例如羹湯或餅餡，可由管道探測器在線(xiàn)予以檢測，屆時(shí)與加工設備相聯(lián)接的管道運載著(zhù)產(chǎn)品通過(guò)探測器。金屬探測器生產(chǎn)廠(chǎng)商應該能夠提供將設備與任何加工設備相連接的附件。所需要的管道類(lèi)型取決于溫度、流率和產(chǎn)品的粘性，但必須由非金屬材料制作。

許多食品生產(chǎn)商在重型和易損設備之前先安裝金屬探測器，因為這樣可保護下游機械不受損害并避免生產(chǎn)的中斷，從而在經(jīng)濟上直接獲益。探測器然后可充當易損的輸送泵、壓輥和閥門(mén)的衛兵，防止它們將會(huì )受到金屬污染物的損傷。比如在餅干的生產(chǎn)中，探測器通常在安裝面團成型進(jìn)入成型滾筒前�？逃谢�紋的黃銅輥筒與成型滾軸十分貴重而且容易劃傷，遇到金屬雜質(zhì)將出現更嚴重的損害。在成型輥筒之前安裝金屬探測器可以保護它們免遭餅干中硬金屬的傷害。這樣還可確保污染物不被進(jìn)一步碾碎，使探測變得更加困難。

清潔處理

食品工業(yè)的嚴格的衛生規定始終是金屬探測器生產(chǎn)廠(chǎng)商首要的考慮事項。設備必須易于快速拆卸作清潔處理，以避免生產(chǎn)的中斷。高質(zhì)量的金屬探測器用不銹鋼制作，防護等級符合IP56/66 標準，便于每班結束進(jìn)行徹底的沖洗。假如所面臨的清洗狀況要求更高，在食品產(chǎn)業(yè)中存在腐蝕性的物質(zhì)或高溫產(chǎn)品，那么，具備這種特性則是更為必要的。

探測與剔除

金屬探測器的重要作用，是通過(guò)對有害的金屬細小碎屑實(shí)施靈敏而可靠的探測來(lái)對產(chǎn)品提供可靠的保護。然而，這種保護只有當被污染的產(chǎn)品被可靠的從生產(chǎn)過(guò)程中除去、并將安全的產(chǎn)品送到顧客手中時(shí)才能實(shí)現。因此，自動(dòng)剔除系統與探測器本身的性能同樣重要。

當發(fā)現污染物的時(shí)候，探測器經(jīng)過(guò)一段可調的時(shí)間延遲之后，將產(chǎn)生一個(gè)剔除信號驅動(dòng)剔除裝置動(dòng)作。它確保受污染的產(chǎn)品被剔除到剔除箱內。剔除裝置多為氣動(dòng)裝置。在傳送帶系統中，它們可以是推板，翻板門(mén)或簡(jiǎn)易氣吹式剔除。有些產(chǎn)品或許會(huì )需要傳送帶的某些部分下垂或傾斜以便將污染產(chǎn)品從好產(chǎn)品中分離。例如在餅干生產(chǎn)中，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一段下邊裝有回收桶的回程帶。如果發(fā)現了金屬物，一整排餅干則被剔除，以確保完全的產(chǎn)品保護。另一方面對羹湯而言，則利用分流閥將污染物引入第二個(gè)管道，從而不中斷生產(chǎn)而將受污染的產(chǎn)品剔除出去。

由于剔除裝置采用了故障安全模式，同時(shí)可利用電子傳感器檢查被污染的產(chǎn)品確實(shí)被剔除進(jìn)剔除箱，而不會(huì )進(jìn)入生產(chǎn)線(xiàn)上，因此，產(chǎn)品的安全性得到最大的保障。

結論

當今的一代金屬探測器，證明金屬探測行業(yè)的創(chuàng )新為企業(yè)的產(chǎn)品免受污染的提供了安全保障。與此同時(shí)，但是物理學(xué)與工藝要求相比還存在差距，即使最靈敏的金屬探測器也不能保證檢測到通過(guò)它的每一個(gè)金屬顆粒。然而，生產(chǎn)檢測設備的廠(chǎng)商對于挑戰所表現出的熱望，預示著(zhù)在今后幾年內將見(jiàn)到一些令人瞠目的發(fā)展。