在國際性食品加工企業的生產工藝段中,把金屬探測器作為HACCP的一個關鍵點,用于防止生產的食品中混入金屬雜質,既保護消費者的食品安全,又維護食品企業的品牌形象。我國食品生產廠對金屬探測器的需求量迅速增大,然而國家對金屬探測器目前還沒有統一的鑒定標準和法規。無法確保企業的金屬探測器能正常有效地運行,避免金屬異物傷害消費者的風險發生。
通常以檢測靈敏度來判斷金屬探測器檢測精度。利用:鐵、非鐵和316不銹鋼為“砝碼”。將這三種金屬小球分別穿過金屬探測器的開孔中心點,金屬小球的直徑越小,說明檢測靈敏度越高。96%的金屬探測器采用:中間線圈為25k Hz到1000k Hz的電磁波發射源,二邊線圈為電磁波接收端。在沒有任何物體通過時,二個接收線圈得到二個固定相位差的正弦波。設定這二個固定相位差的正弦波為基準,當鐵、非鐵和316不銹鋼穿過金屬探測器時,二個正弦波的相位差發生不同的變化來判斷金屬異物。
在1865年麥克斯韋方程組揭示:變化的電場產生磁場,變化的磁場產生電場,而且變化著的電場和磁場總是相互聯系在一起形成統一的電磁場;電磁波是橫波,構成電磁波的電場和磁場相位差為90度。不同金屬異物在金屬探測器的磁場和電場作用下,出現不同的電磁感應。如果我們把磁場或導磁性定義為X坐標,把電場或導電性定義為R坐標。
我們發現鐵具有很強的磁場感應,即導磁性很強,接近于導磁性坐標,并且使原有的磁通量增強,金屬探測器容易檢測。316不銹鋼毫無磁性,但具有一定的導電性,因此接近于導電性坐標,并且使原有的磁通量減弱,金屬探測器難檢測。
干燥、不含鐵或絕緣物質的產品,不受電磁場的影響可以設定相位角與導磁性坐標接近的角度,這樣既能提高探測316不銹鋼的靈敏度,又能減少電場干擾和輸送機等機械振動的影響。
對于諸如鮮肉、菠菜和血制品等潮濕、含鐵或導電物質的產品,在電磁場的作用下耦合到交變電場,繼而引發與原有磁場極性相反的磁場,由此引起原有磁通量減弱,二個原有接收到的正弦波的相位差被改變,金屬探測器認為有金屬雜質,這種現象稱為-產品效應。為了克服產品效應需要將相位角設定在相應的角度,一般潮濕產品只受到電場作用,相位角與不銹鋼316一樣接近導電性坐標,因此更加阻礙了不銹鋼的檢測。處于導電性相位角附近主要受電場作用,很容易受到電源、外來電磁波和機械振動的干擾,會增大誤剔除率,影響生產效率和生產成本。如果沒有產品通過金屬探測器,即空機狀態作為衡量金屬探測器靈敏度標準是很片面的,不能真實反映生產過程中狀況,不能真實反映金屬探測器檢測金屬異物能力高低。
呼吁今后在制定金屬探測器鑒定標準時,需要考慮兩方面模式的指標:
1.“干”模式
設定相位角與導磁性一致,將檢測產品穿過金屬探測器,觀察是否受到產品影響。如果金屬探測器不受產品影響,則可以認為是“干”模式。
產品溫度
在-18°C 的冰凍產品視為干產品,在-18°-0°C時相位角變化非常大,不同金屬的檢測效果完全不同。
檢測靈敏度
開口尺寸越大,檢測靈敏度越差,因此首先要確定某個開口尺寸;用不同金屬和直徑測試球,分別穿過開口中心點。要注意不銹鋼測試塊的材質必須是S316,如果采用S304的不銹鋼作為測試塊,其相位角與銅 (非鐵) 類似,就不能真實反映在靠近導電性坐標的檢測靈敏度。
撿出率
在相同開口尺寸下,用不同金屬和直徑測試球,分別穿過開口中心點的100次以上,測試撿出的百分比。
誤剔除率
在測試撿出率相同條件下,用沒有異物的好產品分別穿過金屬探測器100次以上,測試誤剔除的百分比。
2.“濕”模式
設定相位角與導磁性一致,將檢測產品穿過金屬探測器時受到產品影響,而設定相位角接近導電性坐標時,產品能正常穿過金屬探測器,則可以認為是“濕”模式。
檢測靈敏度
用相同開口尺寸的金屬探測器,把不同金屬和直徑的異物放入探測產品中心,并分別穿過開口中心,同樣要注意不銹鋼測試塊的材質必須是S316,如果采用S304的不銹鋼作為測試塊,其相位角與銅 (非鐵) 類似,就不能真實反映在靠近導電性坐標的檢測靈敏度。
撿出率
在相同開口尺寸下,把不同金屬和直徑的異物放入探測產品中心,分別穿過開口中心點的100次以上,測試撿出的百分比。
誤剔除率
在測試撿出率相同條件下,用沒有異物的好產品分別穿過金屬探測器邊緣100次以上,測試誤剔除的百分比。由于有產品效應,在靠近金屬探測器開口邊緣部分最能受到產品效應的影響。在進行誤剔除率測試時要求開啟整條生產線,既能檢驗能否克服電氣干擾,又能檢驗能否克服機械振動引起的干擾。