随着食品的种植、加工和运往更远的目的地以满足日益增长的全球需求，食品的质量和安全对越来越多的消费者来说变得越来越重要。此外，由于世界各地的人口越来越多地居住在城市，这些城市居民越来越依赖于易于准备和食用的食物。因此，对加工商来说，生产比以往任何时候都更多、更好、更安全的食品是一项艰巨的任务。
然而，根据美国农业部经济研究局最近的一份报告，食品召回正在上升。这份31页的研究题为食品回收趋势，2004-13他分析了美国食品和药物管理局和美国农业部的食品安全和检验服务的数据。该报告发现，在这段时间内，召回的五大原因之一是由于潜在的外部材料的存在。
而且召回的成本可能是巨大的。根据食品营销协会(Food Marketing Institute)和食品杂货制造商协会(Grocery Manufacturers Association)最近的一项行业研究，一家食品公司在处理召回事件时，平均要花费大约1000万美元的直接成本，这还不包括销售损失或品牌声誉受损带来的额外成本。
为了减少与外来物料污染有关的巨大风险，检验、检测和分拣设备是必不可少的。但是，即使使用一种或所有的系统，仍有许多因素可能使工厂容易受到食品安全或质量问题的影响。然而，设备制造商正在使用新技术来帮助处理器实现其运营目标。
检查来自农场的食品
随着越来越多的消费者想要更少加工的食品，更新鲜、更健康的产品需求量很大。但是，如果从一开始就没有进行适当的检查，刚从农场运来的食材可能会带来重大的质量和安全问题。
土豆就是一个例子。根据Research and Markets最近的一份报告，这类农产品在世界各地越来越受欢迎，预计土豆加工市场将从2016年的227.4亿美元增长到2022年的308.5亿美元。
“全球马铃薯加工市场预计将持续增长，这对加工商来说既是挑战，也是机遇，”吉姆·弗罗斯特(Jim Frost)说，TOMRA分拣食品产品经理。“随着食品安全标准不断提高，食品浪费仍然是一个重要的全球问题，我们以改进的TOMRA 5A的形式做出的反应，让土豆加工企业解决这些因素，并从预期的市场增长中获得尽可能好的回报。”
在清洗和脱皮后，TOMRA 5A可以去除98%以上的典型异物。该机器使用顶部和底部的传感器组来查看每个对象，同时通过产品流。通过脉冲LED、摄像头、近红外和先进分析技术的结合，可实现1mm精度的异物检测。
弗罗斯特说，TOMRA 5A分类机的目标是通过使用智能剔除技术，扩大可移动异物的范围，包括沉重和漂浮的石头、玉米芯、木材、玻璃、塑料、高尔夫球、金属等，尽可能早地去除加工生产线上不可接受的材料。
TOMRA 5A也有两个拒绝出口。第一种是对于异物和不能使用的产品要在加工过程中尽早去除。及早发现这些异物不仅可以提高产量，还可以提高操作效率，因为异物对切割设备造成损坏或关闭生产线的几率更小。
第二个拒绝出口是为了去除有缺陷的产品，其中一些可能仍然可用。拥有这种能力可以帮助制造商减少食物浪费，因为有缺陷的产品可能在之前的分类过程中被浪费了，但现在可以移除并重新加工，重新引入正常的加工生产线。
此外，TOMRA 5A有一个新的图形用户界面，称为TOMRA ACT，它可以帮助马铃薯处理器实时收集和分析数据。这使得处理器能够监控设备的持续性能，以确保提供最佳的分类和去除率。如果在操作过程中发现任何问题，将发出警报来纠正这种情况。
另一家瞄准马铃薯分拣市场的公司是关键技术该公司最近推出了其VERYX数字分拣机，配备了专利的分级软件(STG)，可用于湿土豆条和冷冻土豆条。四年前为Key的遗产分类器发布了STG。
Key Technology高级检测系统产品经理Marco Azzaretti表示:“从那时起，我们一直在不断地改进软件，以增强其功能和过程价值。”“这款功能强大的软件经现场验证，可在最大工艺产量下提供所需的等级。”
STG分析每条带钢的表面缺陷和尺寸特征。处理器设置规格，太短或太长的条带会被拒绝。STG还可以在多个用户定义的类别或“长度容器”中管理条带长度的分布。如果等级允许所有条带的长度在X和Y之间有一个给定的百分比，另一个百分比在Y和Z之间，依此类推，STG将做出接受或拒绝的决定，以提供所需的长度剖面。
“这种长度分类能力具有改变游戏规则的意义——它意味着处理器可以消除机械长度分级设备，”Azzaretti说。
这将使处理器摆脱不必要的设备，从而腾出宝贵的地板空间。此外，由于智能长度分级数字分拣机可以在长度分级的同时清除异物，它也提供了节省时间。
处理器还可以根据目标等级决定允许一定数量的轻微缺陷通过。因此，复杂的最终产品规格无需操作人员的参与即可维持，且精度水平可将产量提高1 - 3%。
由于采用了智能STG软件算法，因此不需要像传统应用程序那样进行手动调整，以适应产品质量的波动。这意味着在长度和产品缺陷方面对最终等级规格进行更严格的控制。
“就像车辆的巡航控制一样，尽管产品质量特征不断变化，但STG自动调整动态保持一致的结果。我们强大的STG算法远远超过了人类管理分类器的能力，”阿扎雷蒂补充道。
改善金属探测器
不锈钢因其卫生性能而成为食品生产环境的首选材料。然而，对于那些使用金属探测器检测食品中异物的工厂来说，不锈钢可能会构成食品安全风险，因为它比铁金属(如钢铁)或有色金属(如铜或锌)更难检测。
金属探测器的工作原理是监测通过材料的磁性和导电特性所引起的电磁场扰动。黑色金属既具有磁性又具有良好的电性，这使它们很容易被发现。有色金属没有磁性，但它们是良导体。
不锈钢是无磁性的，而且与其他金属相比，它的导电性能较差，这使得它是最难检测的金属。在实际应用中，隐藏在干燥产品中的不锈钢球体通常需要比黑色金属球体大50%，才能产生类似的信号强度。当检测具有导电特性的湿性产品时，这种差异可能会从200%上升到300%。
堡垒技术为了克服这一检查挑战，他们推出了新的拦截器金属探测器。设计用于检测导电应用，如肉类，家禽，海鲜，烘焙食品和强化谷物，拦截器最大限度地减少虚假拒绝，并提供高达100%的提高检测能力与不锈钢。
大多数金属探测器都会调到特定的频率，但拦截器会屏蔽背景干扰。通过分离并同时分析低频和高频信号，拦截器可以区分产品因水分或矿物含量和任何金属污染物产生的信号，而不考虑金属颗粒的大小、形状和方向。此外，拦截器通过一次传递来学习和回忆任何给定产品的签名。
基于同时分析多个频率的相同方法，热费希尔科学引入Sentinel多扫描金属探测器，以增加在许多应用中识别金属污染物的概率，最高可达100%。
“过去，使用单频或双频金属探测器的食品制造商被迫妥协，”赛默费雪科学公司x射线检测和金属探测的首席产品经理鲍勃·里斯解释说。“不同的金属在不同的频率下或多或少会被探测到，运行一个低频率和一个高频率并不一定能克服这个挑战。使用多扫描技术，用户可以同时运行相当于5个金属探测器的设备，扫描不同的金属污染物。”
由于多扫描技术允许处理器选择5个频率，从50 kHz到1000 kHz，因此可以比以前的技术识别出更小的污染物，体积可减少50%。
Ries说:“多扫描技术的一个重要优点是能够克服相位，确保来自不需要的金属块的信号不会被错过，因为它与产品的相位角完全匹配。”“当五个频率同时运行时，如果一个频率意味着一块金属被淘汰，另一个频率就会检测到它。实际上没有逃跑的风险。”
此外，由于Sentinel金属探测器的设计具有较高的信噪比，它克服了噪声挑战，可以利用噪声滤波器和其他内部电子器件专注于寻找金属信号。
乳制品对金属探测器构成了另一个挑战，因为它们在平衡领域产生了一个重要的信号，被称为产品或体积效应。
“一些乳制品产生的信号可以使典型的金属探测器探测到没有金属的地方，”Ray Spurgeon，金属探测产品经理解释说Eriez．“我们的Xtreme金属探测器增强型平台(EP)忽略了这些信号，以保持生产的运行，同时通过识别最小的金属来保持产品的纯度。”
EP是一种3d处理方法，可以检查整个产品信号并识别异常情况，Eriez说，这提高了金属的灵敏度，同时减少了误跳。这是因为大多数平衡线圈设计的探测器采用二维边界检测。平衡线圈金属探测器是一个平衡场，因此当金属信号超过产品边界时，触发检测。但导电或密集的食品，如乳制品，会在该领域产生重要的信号，而这些信号需要用二维处理“逐步淘汰”。简单地说，如果导电产品确实含有金属，金属可能不会被检测到。
但是在Eriez的EP中，金属探测器可以观察到产品信号的3-D表示，从而可以看到使用标准边界技术无法看到的关键产品特征。这就是为什么Eriez说，EP可以将金属的敏感性提高300%，即使是在传统的具有挑战性的应用中，如40磅的奶酪块和大型容器的培养产品。
为了对抗产品效应，梅特勒托莱多的配置优势系统使用多同时频率提供非常高的灵敏度和低误拒收的产品，通常会产生一个信号，可能触发拒收。
该公司的市场经理Sarrina Crowley说:“这种系统非常适合散装鸡肉或奶酪等水分、盐含量高或温度变化大的食物，比如面包刚开始冷冻，然后刚烤好就很热。梅特勒-托利多．
多同时频率技术分析产品信号数据跨越宽频谱同时捕获的频率。这是由梅特勒-托莱多公司的3S软件算法处理的，该公司表示，与竞争对手的技术相比，该系统的灵敏度提高了50%。
x射线对所有
当检测金属以外的物质是非常重要的，加工者可能会使用先进的x射线食品检测系统。然而，许多较小的食品工厂可能没有考虑购买x光设备在过去，因为高成本和操作要求可能太令人望而却步。
最近,鹰产品检验发布了EPX 100，旨在寻找x光检查切入点的中小型制造商。该公司表示，低能耗的EPX 100由直观的软件和系统控制运行，使系统易于操作和维护。
因为现在即使是很小的食品企业也必须遵守《食品安全现代化法案》的预防控制规定，许多较小的公司可能会考虑在业务中加入x射线。多年来,处理器一直符合他们的食品安全计划和确认和验证程序通过使用x射线系统检查食品在几个关键控制点在植物中找到并拒绝污染物以及收集产品数据,可以快速复制如果有食品安全问题或召回。
x射线系统还可以帮助加工者制作餐包，确保它们的安全性和高质量。餐盒近年来越来越受欢迎，但这些类型的产品可能特别具有挑战性的检查，因为它们使用多种成分，包装在不同的隔间。此外，许多餐包使用各种包装材料，如托盘，薄膜，小袋，金属密封等。这只是一个工具包。
然而，要找到各种各样的异物，从石头到骨头到橡胶，x光检查可能是无价的。例如，除了EPX 100，可以检查纸箱，袋和包裹在箔纸，鹰提供的包装320 PRO机器，可以在高速流包装生产线和中小型包装产品中进行污染物检测和包装检查。
该设备还可以帮助确保产品的完整性，从吸引人的产品介绍到准确的产品尺寸和重量，这对消费者正确执行配方至关重要。一些x光机可以确定填充水平，质量测量，组件计数和密封检查整个快餐或在每个成分室包含在试剂盒。
未来的检测
简而言之，所有这些技术都试图识别更精细、更难找到的外国材料，以提高产品质量和安全性。关键技术公司正在研究一种名为“像素融合”(Pixel Fusion)的数字分类技术，该技术将来自多个相机和激光传感器的像素级输入结合起来，以更有效地区分和识别优质产品中的特定外来材料和缺陷。
Key Technology公司的Azzaretti表示:“使用Pixel Fusion，筛选器可以持续去除最难检测的外来材料和缺陷，而不会出现错误拒绝，从而提高产品质量，同时最大化产量。”
另一个重要的发展是信息分析，它允许食品加工者通过将分拣机变成一个信息中心来优化操作。
Azzaretti解释说:“信息分析技术使关键技术公司的排序人员能够收集和分析关于排序过程和流经这条线的每个对象的实时数据，不管这些数据是否被系统用来做出排序决策。”
数据可以与其他设备数据共享和集成，或与监控和数据采集(SCADA)系统、制造执行系统(MES)或可编程逻辑控制器(PLC)网络交换。然后，可以对数据进行分析，并使用这些数据来改进分拣机对特定质量目标的接受和拒绝决策，这可以提高产量和减少浪费。
阿扎雷蒂说:“如今精密的数字分类器比以往任何时候都更聪明。”“它们以更强大的计算机为特色，可以更快地处理越来越大的数据量，支持实现新功能的更先进软件的开发。”
智能的进步正在变得更容易使用，并推动流程的更多自动化。阿扎雷蒂说，由于具有自动学习、自我调整能力、预测系统诊断和智能报警功能，现在的分拣工几乎可以在无人看管的情况下工作。
他说，随着深度学习和人工智能技术的出现，未来的分拣员将更加聪明，能够更好地接受和拒绝决策。
