Oprócz produkcji żywności oraz leków z wykrywaczy metali korzysta się również m.in.: w branży dziewiarskiej, by wykryć igły i ich odłamki wtrącone w tekstylia, w produkcji tworzyw sztucznych, w celu ochrony wytłaczarek, w hutach szkła, aby wykluczyć obecność metali w stłuczce i tym samym zapewnić czystość materiału wsadowego do pieca. Są poza tym elementem wyposażenia zakładów recyklingu odpadów, tartaków, gdzie chronią piły przed uszkodzeniem, oraz stacji rozładunku i podawania biomasy.
Zasada działania
Przemysłowe wykrywacze metali mają zazwyczaj postać tunelu, którym na przenośniku taśmowym transportowane są produkty poddawane inspekcji pod kątem występowania w nich metalowych cząstek. Detektor składa się z cewek nadawczych i cewek odbiorczych.
Pierwsze wytwarzają pole elektromagnetyczne, które indukuje prąd w drugich. Drobiny metalu w produkcie zaburzają to pole, co z kolei natychmiast znajduje odzwierciedlenie w zmianie sygnału wyjściowego cewek odbiorczych, w porównaniu z tym zmierzonym wcześniej. Jest to analizowane w kontrolerze i sygnalizowane operatorom tunelu.
Dostępne są też przemysłowe wykrywacze metali w postaci bramy montowanej nad przenośnikiem, jak również detektory płytowe. Te drugie instaluje się pod taśmociągiem.
Uzupełnieniem detektorów tunelowych, bramowych i płytowych są wykrywacze ręczne, których używa się w celu ustalenia precyzyjnej lokalizacji zanieczyszczeń i dodatkowo ich usuwania – dzięki temu, że drobiny metali są przyciągane do powierzchni sondy. Pozwala to znacząco ograniczyć straty przez zmniejszenie ilości produktów poddawanych utylizacji ze względu na obecność zanieczyszczeń.
Parametry wykrywaczy metali
Na liniach produkcyjnych występują drobiny zarówno metali żelaznych, jak i nieżelaznych, np.: miedzi, brązu, cyny, aluminium, a także cząstki różnych gatunków stali nierdzewnej. Ze względu na różnice w ich właściwościach magnetycznych oraz elektrycznych przeważnie najłatwiejsze do wykrycia są te pierwsze. Metale nieżelazne należą do średnio łatwych w identyfikacji, zaś stal nierdzewną wykryć najtrudniej. Szczególnie łatwa do przeoczenia jest obecność cząstek stali typów cieszących się największą popularnością, takich jak gatunki 316 i 304.
Najważniejszy parametr wykrywaczy metali to czułość. Jest ona podawana jako rozmiar (średnica) najmniejszej wykrywalnej cząstki metalu określonego typu. Na skuteczność detekcji może wpływać także orientacja metalowego obiektu podczas przejścia przez wykrywacz. Dotyczy to zwłaszcza zanieczyszczeń podłużnych, takich jak druty, o średnicy mniejszej niż zadeklarowana czułość.
Ponadto znaczenie może mieć położenie cząstki w obszarze roboczym tunelu. Przykładowo, w środku czułość może być mniejsza niż w rogach. Zależy to od szczegółów konstrukcji modelu detektora, zwłaszcza rozmieszczenia cewek, dlatego w specyfikacji urządzenia warto sprawdzić, czy producent gwarantuje brak stref martwych.
Dostępne są wykrywacze metali z jedną i z wieloma częstotliwościami pracy. Możliwości detekcji wśród pierwszych pozostają ograniczone w zakresie specyfiki wyrobu, opakowań i warunków pomiaru. Drugie z kolei można przełączać między częstotliwościami roboczymi albo wykorzystywać w ich pełnym spektrum. Wykrywacze najwyższej klasy automatycznie przełączają się na najlepszą częstotliwość i dobierają czułość, aby uzyskać maksymalną skuteczność detekcji, przy jak najmniejszej liczbie fałszywych alarmów.
Wpływ specyfiki produktu
Na skuteczność wykrywania drobin metali ogromny wpływ ma specyfika produktów, które są pod kątem ich obecności sprawdzane. Z tego względu zasadniczo klasyfikuje się je na suche i mokre.
Do pierwszej kategorii zaliczane są produkty nieprzewodzące, które nie generują fałszywych albo niejednoznacznych sygnałów podczas kontroli w wykrywaczu metalu. Mogą być sprawdzane przy wysokich częstotliwościach pracy. Przykładami takich produktów spożywczych i farmaceutycznych są: tabletki, drobne proszki, płatki śniadaniowe, cukier, mąka, makaron.
Jako mokre klasyfikuje się natomiast np.: świeże mięso, drób, ryby, owoce morza, świeże wypieki, dżemy, dania gotowe oraz produkty mleczne. Jeżeli w ich przypadku częstotliwość pracy wykrywacza zostanie ustawiona na zbyt wysoką, sam produkt, który powinien stanowić tło, na jakie detektor nie reaguje, może go aktywować mimo braku metalowych zanieczyszczeń. Skutkuje to fałszywymi odrzutami i w rezultacie niepotrzebnym marnotrawstwem. Da się temu zapobiec, zmniejszając czułość, ale wówczas rośnie ryzyko, że produkty zawierające drobiny metali przejdą przez kontrolę jakości niezauważone.
Wyzwanie stanowią też produkty mrożone. Generalnie zalicza się je do kategorii suchych. W wyniku jednak kontaktu z ciepłym, wilgotnym powietrzem w tunelu wykrywacza na zewnątrz ich opakowania może dojść do kondensacji wilgoci. Wykrycie w nich zanieczyszczeń metalicznych staje się wówczas równie problematyczne, jak w przypadku produktów mokrych. W dokumentacji detektora warto też sprawdzić, czy można go wykorzystać w identyfikacji drobin metali w produktach zapakowanych w metalizowaną folię, takich jak batoniki czekoladowe, solone orzechy, chipsy ziemniaczane.
Na co jeszcze zwrócić uwagę?
W specyfikacji warto sprawdzić, czy wykrywacz umożliwia badanie tylko opakowań pojedynczych, czy również zbiorczych, takich jak kartony czy skrzynki. Ważne jest także wyposażenie opcjonalne, którym są elementy separujące zanieczyszczony produkt. Najpopularniejsze z nich to: odrzutniki, dysze nadmuchowe, pochylnie/uchylane klapy, popychacze pneumatyczne. Optymalny wybór w tym zakresie jest determinowany przez specyfikę produktu poddawanego inspekcji.
Najwszechstronniejsze są odrzutniki z ramieniem. W przypadku małych, lekkich produktów i przy dużych prędkościach przenośników sprawdzi się zdmuchiwanie strumieniem powietrza. Z kolei pochylnie oraz uchylane klapy nadają się do odrzucania produktów niezapakowanych, sypkich, lepkich. Do usuwania z taśmy tych ciężkich najlepiej użyć popychaczy.
Do wyposażenia dodatkowego wykrywaczy metali należą również: sygnalizatory wizualne i akustyczne, wbudowane wskaźniki strefy detekcji umożliwiające dokładne zlokalizowanie zanieczyszczenia, systemy odszraniania oraz testery w postaci kulek z różnych metali, przeznaczone do kontroli poprawności detekcji.
Gdzie zainstalować wykrywacz metali?
Metalowe zanieczyszczenia mogą zostać wprowadzone na różnych etapach procesu produkcyjnego. Ich przykłady w surowcach to haczyki wędkarskie, kolczyki dla bydła, igły weterynaryjne. Mogą to być też zgubione rzeczy osobiste pracowników (obrączki, kolczyki, spinki) albo elementy narzędzi lub materiałów używanych w pracach konserwacyjnych prowadzonych w obrębie czy też w pobliżu linii produkcyjnej. Źródłem bywają oprócz tego awarie i uszkodzenia urządzeń w trakcie produkcji i pakowania, np. pęknięcia obudów, przedziurawienia sit, złamania ostrzy. W związku z tym kluczowe znaczenie ma etap, na którym produkt poddawany jest inspekcji w wykrywaczu metali.
Często kontrolować warto już pojedyncze składniki, nim zostaną zmieszane z innymi lub poddane dalszej obróbce. Wczesne wykrycie zanieczyszczeń przynosi liczne korzyści. Przede wszystkim ich usunięcie, zanim zostaną dodane pozostałe surowce i wykorzystane większe moce produkcyjne, minimalizuje straty. Zmniejsza się też prawdopodobieństwo uszkodzenia sprzętu produkcyjnego i związanych z tym zawsze kosztownych przestojów. Ponadto zanieczyszczenia zazwyczaj nie są wówczas jeszcze tak bardzo rozdrobnione, a większe stają się łatwiejsze do wykrycia, zaś sam materiał może być bardziej jednorodny, więc również łatwiejszy do kontroli.
W przypadku produktów, które są sprzedawane luzem oraz tych sypkich kontrolę przeprowadza się zwykle przed zapakowaniem. Przykładami są: cukier, mąka, płatki śniadaniowe, ziarna kawy, czekolada. Po zapakowaniu sprawdza się z kolei m.in. dania gotowe, napoje, tacki z mięsem.
Monika Jaworowska
