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Ispezione dei prodotti alimentari, come trovare un ago in un pagliaio

L'importanza dei sistemi a raggi-X nel controllo qualità per le linee di produzione alimentare e non solo.

Autori: Niall McRory
Fonte: Mettler Toledo
Data: 30/10/2012


Non esistono prescrizioni legali in merito all'uso dell'ispezione a raggi-X. Tuttavia le linee guida più diffuse come l’Haccp (Hazard analysis critical control points, analisi dei rischi e punti critici di controllo), la Gfsi (Global food safety initiative, iniziativa per la sicurezza alimentare globale) e le Gmp (Good manufacturing practice , buone pratiche di produzione), nonché gli standard ad hoc definiti da singoli distributori, impongono ai produttori l'obbligo di stabilire programmi di ispezione del prodotto che siano affidabili.
La tecnologia dei raggi-X è ampiamente diffusa nel settore farmaceutico e alimentare per l’ispezione dei prodotti. Uno degli scopi principali della tecnologia a raggi-X nel settore farmaceutico e alimentare è ispezionare i prodotti o le confezioni per individuare la presenza di corpi estranei o contaminanti quali vetro, ceramica, metallo, pietra, o ossa. Ma come fanno esattamente i sistemi a raggi-X a individuare i corpi estranei? Quali sono i contaminanti più diffusi? Quali sono i problemi principali che devono affrontare i produttori quando utilizzano i sistemi a raggi-X per rivelare i corpi estranei nei prodotti e nelle confezioni? Perché i raggi-X stanno assumendo un ruolo sempre più rilevante nell’ispezione dei prodotti? Per trovare la risposta a queste domande può essere utile esaminare la tecnologia dei raggi-X per l’ispezione dei prodotti alimentari e farmaceutici da un punto di vista olistico.


Cosa sono i raggi-X

I raggi-X sono una delle tante sorgenti naturali di radiazioni: sono una forma invisibile di radiazione elettromagnetica, come la luce o le onde radio. Tutti i tipi di radiazioni elettromagnetiche fanno parte di un unico intervallo continuo che prende il nome di spettro elettromagnetico. Lo spettro è formato da lunghezze d'onda diverse, dalle onde radio lunghe presenti su un'estremità ai raggi gamma sull'altra.
Per via della loro lunghezza d'onda, i raggi-X possono attraversare materiali che risultano opachi alla luce visibile. La trasparenza di un materiale ai raggi-X dipende ampiamente dalla sua densità: quanto più il materiale risulta essere denso tanto meno i raggi-X potranno attraversarlo. I materiali densi, inclusi i corpi estranei come il vetro, le ossa e i metalli, risultano in evidenza sulle scansioni perché riflettono più raggi-X rispetto al prodotto circostante.
Al contrario di quanto si crede, i raggi-X non sono affatto pericolosi. La generazione di raggi-X avviene solo quando l’unità è accesa. Il rischio di esposizione alle radiazioni si può controllare tenendosi a debita distanza dal generatore di raggi-X e con l’utilizzo di apposite schermature intorno al fascio di raggi-X. Normalmente, l’intera unità viene alloggiata in una cabina in acciaio inox con un indicatore luminoso ben visibile che segnala se il sistema è in funzione e quindi sta emettendo radiazioni.
I raggi-X utilizzati sulle linee di ispezione alimentari e farmaceutiche non devono essere associati a sostanze radioattive come l'uranio, che sono sorgenti fisiche di radiazioni in emissione continua. I raggi-X utilizzati per l'ispezione alimentare sono diversi. Possono essere accesi e spenti a piacimento, come una lampadina. Scollegando l'alimentazione elettrica del sistema a raggi-X, il flusso di raggi cessa immediatamente.
L’utilizzo dei sistemi a raggi-X per l’ispezione di prodotti alimentari e farmaceutici continua a diffondersi sempre di più a causa dei sempre più rigorosi standard qualitativi e di sicurezza in materia alimentare e grazie alla capacità di questa tecnologia di eliminare il problema dei corpi estranei. Le linee più veloci e le esigenze sempre più elevate dei consumatori in merito alla qualità dei prodotti rendono necessario implementare metodi di ispezione assolutamente affidabili. Esistono evidenze scientifiche a riprova del fatto che i raggi-X non danneggiano in nessun modo gli alimenti. L'Organizzazione mondiale della sanità (Oms) ha confermato che livelli di radiazione degli alimenti fino a 10.000 Sv (Sievert) non ne compromettono la sicurezza né il valore nutrizionale. Questo significa che gli alimenti potrebbero essere sottoposti a dosi di radiazioni dieci milioni di volte superiori a quelle utilizzate per le ispezioni a raggi-X senza nessun effetto negativo.


Sistemi a raggi-X per l’ispezione dei prodotti

Per l’ispezione di prodotti alimentari e farmaceutici, il sistema a raggi-X impiega un generatore per proiettare un fascio di raggi-X a bassa potenza sul sensore o il rivelatore. L’ispezione consiste nel far passare un prodotto o una confezione attraverso il fascio di raggi-X prima che raggiungano il rivelatore. La quantità di energia dei raggi-X assorbita durante il passaggio del fascio attraverso un prodotto è una funzione dello spessore, della densità e del numero di massa atomica del prodotto. Quando il prodotto passa attraverso il fascio di raggi-X, solo l’energia residua raggiunge il rivelatore. La rivelazione dei corpi estranei con i sistemi di ispezione a raggi-X si basa sulla differenza di assorbimento del prodotto e del contaminante. L'ispezione a raggi-X è in grado di rivelare la presenza di contaminanti nascosti in quanto questi assorbono più raggi-X rispetto al prodotto ad essi circostante.
Un sistema di ispezione a raggi-X comprende tre componenti fondamentali: un generatore di raggi-X, un rivelatore e un computer. Il fascio di raggi-X viene generato da un tubo radiogeno nel generatore, esce da una finestra del generatore e si muove in linea retta attraverso un collimatore (un dispositivo che restringe il fascio di raggi-X ad un ventaglio più piccolo). Il fascio di raggi-X quindi passa attraverso il prodotto o la confezione da ispezionare e infine raggiunge il rivelatore.


Raggi-X su misura

A seconda delle esigenze dei produttori, esistono due tipi di tubo radiogeno: in vetro per produrre un’immagine a basso contrasto e in berillio, ad energia ridotta, per immagini con contrasto più elevato. Il tipo più comune è quello in vetro, perché presenta caratteristiche di penetrazione adatte a una grande varietà di applicazioni. Qualora i prodotti da ispezionare siano caratterizzati da bassa densità e profondità ridotta (tipicamente inferiore a 30 mm), è possibile utilizzare tubi radiogeni in berillio invece che in vetro, che erogano un'energia minore e generano raggi-X più deboli, permettendo di ottenere un maggiore contrasto e migliori livelli di rivelazione per contaminanti di densità media, quali vetro, pietra minerale e ossa.
La geometria del fascio di raggi-X può essere adattata. La maggior parte dei sistemi impiega un fascio verticale dal generatore per scansionare il prodotto al suo passaggio nel sistema. I sistemi orizzontali utilizzano un generatore montato lateralmente per scansionare i prodotti che passano sul nastro trasportatore e generalmente vengono impiegati per prodotti o confezioni ad orientamento verticale (più alti che larghi).
È inoltre possibile applicare fasci multipli anziché singoli al fine di ottimizzare le possibilità di rivelazione. Due fasci di raggi-X da un singolo generatore (fascio diviso) aumentano le probabilità di individuare corpi estranei poiché vengono create due immagini simultanee da diverse angolazioni. Questa funzione è particolarmente utile per confezioni come le lattine metalliche, in cui è difficile rivelare i contaminanti vicini alle pareti a causa dell’angolazione dell’immagine. Più specificatamente, questa configurazione consente di ispezionare un’area più ampia della base e della zona intorno alla parte concava del fondo, facilitando l’individuazione dei contaminanti situati in prossimità delle pareti laterali in quanto verranno visualizzati in una posizione più vicina al centro in una delle immagini.
Anche i fasci di raggi-X doppi da generatori separati aumentano le capacità di rivelazione grazie alle immagini da due angolazioni diverse. I prodotti in bottiglie o barattoli di vetro sono tra i più difficili da ispezionare poiché la base, le pareti laterali e il collo possono dar luogo a “punti ciechi” se ispezionati con un fascio di raggi-X singolo. In questi casi vengono utilizzati fasci multipli. Ad esempio, un fascio verticale e tre orizzontali scansionano il prodotto simultaneamente per produrre una serie di immagini da angolazioni diverse. I fasci angolati riducono i punti ciechi e ottimizzano la rivelazione.


Importanza dei raggi-X nel settore alimentare e farmaceutico


A partire dai primi anni '90, i settori alimentare e farmaceutico si sono affidati alla tecnologia a raggi-X per la rivelazione di corpi estranei potenzialmente pericolosi per tutelare i consumatori e conservare la buona reputazione del proprio marchio. La ragione per cui l’ispezione a raggi-X è così utile nella produzione alimentare e farmaceutica è che i corpi estranei nascosti spesso sono facili da identificare.
Con l’ispezione a raggi-X è possibile individuare contaminanti quali vetro, metallo, pietra, ossa, materiali plastici ad elevata densità e gomme. Questa tecnologia è inoltre molto utile per la rivelazione di metalli ferrosi, non ferrosi e acciaio inox, anche in prodotti confezionati in lattine, fogli di alluminio o pellicola metallizzata. I sistemi a raggi-X possono essere impiegati per identificare i corpi estranei in un’ampia gamma di applicazioni: dai prodotti non lavorati sfusi ai pasti pronti confezionati, dai prodotti che scorrono in tubazioni a quelli in barattoli di vetro, bottiglie o lattine metalliche. È possibile ispezionare anche i prodotti in blister o in bustina.
Un’altra ragione per la crescente importanza della tecnologia a raggi-X nel settore farmaceutico e alimentare è la possibilità di applicazioni diversificate. I produttori non utilizzano l’ispezione a raggi-X solo per rivelare i contaminanti. I sistemi a raggi-X infatti possono eseguire numerosi controlli di qualità in linea, tra cui misurazione della massa, conteggio di componenti, individuazione di prodotti mancanti o difettosi, monitoraggio dei livelli di riempimento, ispezione dell'integrità di confezioni sigillate e controllo di confezioni e prodotti danneggiati. Tutte queste verifiche possono essere svolte contemporaneamente, per cui il prodotto passa attraverso il fascio di raggi-X soltanto una volta.


Massima tranquillità

Un programma d'ispezione su scala aziendale finalizzato a garantire la sicurezza e la qualità dei prodotti agevola le aziende alimentari nella conformità alle normative nazionali e internazionali, alla legislatura locale e agli standard fissati dai distributori.
L’ispezione a raggi-X viene sempre più utilizzata nei settori alimentare e farmaceutico. Con il passare degli anni, sempre più aziende note utilizzano sistemi di ispezione a raggi-X per individuare i corpi estranei ed espellere i prodotti contaminati dalla linea di produzione. I sistemi di ispezione a raggi-X forniscono ai produttori gli strumenti di cui hanno bisogno per mantenere l’integrità dei controlli di qualità e dei prodotti in ogni fase della produzione. Un prodotto che supera in modo corretto l'ispezione a raggi-X non sarà motivo di shock, sorprese o disappunto e il produttore saprà che il prodotto soddisfa le promesse di cui il suo marchio è sinonimo.

Per maggiori dettagli, scaricare il white paper “In che modo i sistemi a raggi-X individuano i corpi estranei?” dal link seguente: http://uk.mt.com/gb/en/home/supportive_content/White_Papers/SLXR_ForeignBo.html?cnty=gb