说到食品安全，今天的食品生产商正在应对一系列越来越多的挑战。农药使用的减少——无论是由于法规还是有机农业的普及——正在导致作物中产生更多有毒杂草。气候变化正在造成越来越严重的干旱和降雨，这反过来又导致黄曲霉毒素的增加，尤其是在坚果中。社交媒体比以往任何时候都更让人头疼，因为检票单可以在社交媒体上迅速传播。再加上COVID-19大流行，加剧了本已困难的劳动力形势，以及让关键专家在家工作的挑战。
检测技术不仅需要比以往任何时候都更可靠、更精确，而且还需要更智能。去年，美国食品和药物管理局(FDA)宣布了“智能食品安全新时代”计划，该计划旨在建立在《食品安全现代化法案》(FSMA)的基础上，创建一个更加数字化、可追溯的食品系统。FDA的10年蓝图最初计划在2020年春天发布，但由于COVID-19被推迟到7月。但是，大流行期间出现的挑战表明，蓝图中的一些行动是多么必要。
农民看到有毒杂草在菠菜植株中生长的机会越来越大，这增加了改进检查的必要性。
Tomra
跟踪和追踪
尽管FDA的新项目主要集中在可用于供应链而不是工厂内部的技术上，但根据食品安全和法规的高级顾问罗伯特·罗杰斯(Robert Rogers)的说法，从追溯的角度来看，检查可能会发挥作用梅特勒托莱多公司的产品检验部．他说:“特别是在我们现在生活的时代——大流行、限制旅行和减少进入工厂的限制——这是完全必要的。”
在这种环境下，监管机构可能会想办法更好地专注于最需要的检查。换句话说，如果食品生产商能够证明自己正在进行要求的测试，取得了良好的结果，并基本上按照应有的方式处理食品安全问题，这将有助于向监管机构或审计师提供信心，让他们相信自己的时间可以花在更好的地方。事实上，在其蓝图中，FDA建议评估使用远程和/或虚拟检查的可行性，对具有良好合规历史的公司进行检查。
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罗杰斯说，梅特勒托莱多公司已经开始在这方面做一些工作，为客户提供这个和其他场景所需的数据类型。他说:“我们通过ProdX软件拥有数据收集能力，可以将多个设施连接到一个数据点，并让来自这些设施的所有系统向该数据点提供信息。”
Tomra排序Tomra Food负责数字化的产品经理杰弗里·斯提曼斯(Jeffry Steemans)表示，该公司也更加重视其Tomra Insight，这是一个工业4.0监控平台，旨在将分拣机变成联网机器，使它们保持最佳运行状态。他补充说，除了帮助减少停机时间和最大化机器吞吐量，数据还帮助制造商分类到高质量水平，以最大化盈利能力。
此外，食品加工商在COVID-19大流行期间发现的特别重要的一点是，Tomra Insight使更多员工能够在家工作，能够登录网站，远程查看机器。食品加工商面临着将现场工作人员数量控制在最低限度的准则的挑战。斯提曼斯说:“这意味着，当他们运行工厂时，专家不可能总是在现场。”“但如果出现问题，他们需要有现成的信息。它能让专家们看到正在发生的事情。”
谈到如何利用现有数据，罗杰斯表示，未来的到来可能比人们想象的要快得多。他表示，在食品行业的许多不同层面，连接设备已经非常重要，不仅可以报告检验系统的活动，还可以减少停机时间。但随着行业的发展，可追溯性将成为数据的一个越来越重要的用途。
罗杰斯说:“我相信，在其他行业使用一些模型是有好处的，例如制药行业的连载，他们能够识别在一托盘箱箱的药品是什么水泡包装。”“这种向下到产品层面的系列化和集成化，将其转移到食品行业，这将极大地有利于食品行业，当然也会有利于追溯措施。”
公司高级产品营销经理David Lamprey说，在制药行业大量使用的跟踪和追踪技术开始渗透到食品行业赛默飞世尔科技公司．“食品已经开始走上这条道路，但目前仍处于起步阶段。部分原因是实施这一过程的成本太高，而且要贯穿整个食品安全领域。”“食品安全行业正在涉足并改变他们的整个方法，从在出现问题时采取反应和召回等措施，到更多地预防。”
当它的一个客户决定推进跟踪计划时，堡垒技术与他们合作，帮助客户从金属探测器中提取所需数据。Fortress Technology的区域销售经理Eric Garr解释道:“这不仅允许他们说他们有一个金属探测器，证明它是有效的，并在他们被拒绝的时候显示出来，还允许他们向客户展示每个产品的金属探测器的结果。”
Lamprey说，由于监管机构的推动和消费者对安全水平提高的拉动，跟踪和追踪将变得更加普遍。他认为，这样做的成本和复杂性都是值得的，因为这样可以避免今天常见的召回。他说:“这是一次大规模的召回，因为他们不知道瞄准镜是什么，所以他们把所有东西都撤回来，成本非常高。”“如果你能够进行跟踪和追踪，你就能明确知道产品的具体位置，并可以在小得多的范围内立即采取行动。所以，尽管前期投入很大，但后端成本要低得多，品牌保护也更强，因为它与如今的社交媒体紧密相关。”
数据越多，检测越好
抛开那些可能将食品工业推向工业4.0能力新水平的花里花哨，检测设备供应商也在努力提高他们系统的灵敏度水平——寻找较小的污染物，区分相似的污染物，并普遍发现让食品生产商更加关注其产品安全的问题。
AIS全球产品经理Stephan Westcott表示，光学检测技术能够检测到越来越小的物体，其数据能力和计算能力的提高将在光学检测技术中发挥作用关键技术．他说:“我们能够处理越来越多的数据，因此我们可以得到更小的像素尺寸，这最终转化为更小的缺陷或异物，我们可以在检测方面跟踪。”
韦斯科特指出，处理能力的增强也使该技术能够引入更多的信息渠道。“过去，你只能使用几个频道。如果你有一台同时拥有相机和激光的机器，它们通常是独立的;他们在做独立的分类决定。”“通过我们最新的平台，我们实际上将这些信息融合在一起，这样你就可以同时拥有相机和激光，对你正在观察的物体的分类做出更明智的决定。”
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Key Technology公司的VERYX数字分拣机使用了该公司所谓的多传感器像素融合技术，在像素级组合数据。韦斯科特说:“有了这些信息的结合，你就可以同时查出产品缺陷和异物。”
高光谱成像将其传输到数百波长——实质上是数百通道的信息——来创建一个高光谱签名。韦斯科特说，这项技术并不完全是新技术，但它会继续变得更先进，更容易获得。而且它也很适合在那些可能不容易在安全和不安全之间区分的缺陷中找到更多的对比。“拿一根薯条来说，它的尾部有些腐烂，已经经过了油炸锅。它可以安全食用，但颜色有点深，甚至是黑色的。”“对于一个遗产分类系统来说，真的很难区分一块烧焦的黑色薯条和一块黑色橡胶。”然而，由于土豆和橡胶的含水量完全不同，高光谱成像可以很容易地区分两者。
高光谱成像或像素融合等技术也为处理曼陀罗或龙葵等外来植物物质的增加提供了额外的工具。韦斯科特说:“无论是颜色还是形状，龙葵莓用肉眼可能无法与豌豆区分开来。”“坚果中有时含有黄曲霉毒素。这是一个看不见的缺陷。你看不见它，但它很危险。”
Tomra分选公司使用排毒激光技术来识别坚果相关产品中的黄曲霉毒素。它使用一种特殊的光学结构来捕捉真菌反射的低强度光，以检测黄曲霉毒素污染。这是一种替代焯水坚果的方法，焯水坚果“相当昂贵，还会缩短保质期，”斯蒂曼斯说。
Tomra的另一项名为生物特征识别的技术进入光谱的近红外区域，提供类似于基于光的物体DNA指纹的东西。可以在被检查物体的表面和内部识别某些化学和分子差异。
一个人工智能的地方
有了如今可用的处理能力，人工智能(AI)正在进入制造领域的各个角落。Tomra最近推出了《LUCAi》，进军人工智能和神经网络领域。这项技术是在2018年初该公司收购BBC科技公司后发展起来的，专门用于给蓝莓分级。该平台每秒可以处理2400张水果图像，可以更好地检测特定缺陷，甚至可以进行特定品种和特定季节的分类。展望未来，斯提曼斯看到了人工智能在食品安全方面的作用——例如，随着气候变化，马铃薯中潜在有毒的茄碱正在增加，它可以更好地识别出来。
阅读更多关于如何着陆人工智能是人工智能与机器视觉的结合处理食品检验问题。
多个频率
和发现污染物一样重要的是找到不存在的东西。Rogers说，错误的拒绝不仅会浪费产品和时间，也许最具破坏性的影响是对检测系统本身失去信心。当这种心态开始蔓延时，操作人员可能会降低灵敏度，让污染物有更多的机会通过。
一些金属探测器供应商已经转向同步多频率技术，以帮助消除可能发生的错误拒绝，特别是对高导电产品，如肉类或新鲜烘焙的面包。金属探测器可能会受到产品效应的挑战——温度变化、高盐、高铁或高水分含量会产生被错误地视为污染物的信号。Garr说:“这些高导电效应和可变性的产品特性会限制可实现的性能。”
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堡垒科技公司的拦截器结合了多个频率，以更好地理解产品的内容。加尔说:“不同的频率会有不同的优点，所以结合不同的频率，你可以更有效地使用信息，减少误报，提高灵敏度。”
拦截器金属探测器结合了多种频率，以减少肉类和新鲜面包等食品中的假阳性。
堡垒技术
Thermo Fisher Scientific正在用其新型Sentinel 1000 Selectscan金属探测器解决与产品影响相关的问题。该系统允许用户选择其应用的最佳频率从50到1000千赫。
Sentinel 1000 Selectscan金属探测器处理产品效果，允许用户选择其应用的最佳频率从50到1000 kHz。
赛默飞世尔科技公司
将应用程序设置为特定频率的能力还使Selectscan能够更好地找到所关注的金属——无论是黑色、有色金属还是不锈钢。Lamprey说:“人们想要真正进入到他们想要找到的东西。”
金属探测箔
Lamprey指出，新鲜、耐储存、即食食品的发展推动了对一次性铝箔包装的需求。这给金属检测带来了挑战。“频率可选性对箔膜来说非常重要，”他说。“如果你真的想确保最大限度地检测，你就把铝箔包装转移到x射线技术中。这是我们目前在包装行业看到的最大变化之一。”
在金属探测器上可能需要x射线技术还有其他原因——即食物流中的污染物不是由金属构成的，包括橡胶、塑料、石头、玻璃等。Lamprey说:“他们经常在收获土豆的时候发现高尔夫球，因为人们会到地里去打高尔夫球。”鸡肉和鱼骨也会带来挑战。“这种技术水平的问题在于产品的密度。所以你需要一种x射线，当它们在这个过程中向下移动时，它能够捕捉到这些东西。”
尽管x射线正在成为食品制造商食品安全策略的一部分，但价格和日益增加的复杂性使其应用缓慢。Lamprey说:“该技术的成本是金属探测器的5到10到15倍。”他指出，不仅需要在系统的入口和出口安装铅帘，而且探测和成像算法也很复杂。“这真的是创造图像的能力和科学，以及如何区分像带骨头的鸡肉这样的物体的密度，并能够显示图像的差异性。”
整体的过程
各种检测技术各有优缺点。金属探测器找不到玻璃。x光系统在重力驱动的应用中是行不通的。
检查需要一个全面的过程——用现有的技术以及缓解技术来平衡需求。罗杰斯说:“重要的是，企业要了解其产品在生产过程中的潜在风险和危害，也要了解系统的能力和限制，以帮助防止或阻止这些风险进入产品。”
检查工具不能消除这些问题。罗杰斯强调说:“当问题出现时，他们会通知你，而你围绕技术建立的程序和流程在防止未来任何污染问题上起着重要作用。”“理想情况下，我的系统永远不会失灵。这将是我们的目标。如果我在一个设施里安装的每一个系统都不会发生故障，那就意味着一切都是完美的，对吗?”
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