金属检测器在速冻禽肉制品中的应用.pdf

4 6 2 0 1 1 ，V o 1 2 5 , No 0 3 专题论述 肉类研究 M E AT RES EARCH 中 田 肉 类 食 品 壤 合 研 究 中 心 CHI NAMEATRES EAR a田 ER 金属检测器在速冻禽肉制品中的应用 金江涛 ，张文文 ( 山东六和集 团食品深加工与终端事业部，山东 青岛 2 6 6 0 0 0 ) 摘 要：金属检测器是速冻禽肉制品企业必不可少的装置。本文介绍食品用金属检测器的工作原理、影响其检测 灵敏度的因素以及速冻禽肉制品企业对金属检测器报警品的处理方法等。旨在为速冻禽肉制品企业选购、使用金属 检测器以及对可疑品的处理提供参考，确保食品安全。 关键词 ：速冻禽 肉制品；金属检测器 ；灵敏度；可疑品 A Re v i e w o n Ap pl i c a t i o n o f M e t a l De t e c t o r i n P r o d uc t i o n o f Fr o z e n Po u l t r y M e a t Pr o d u c t s J I N J i a n g t a o， ZHANG W e n we n ( F u r t h e r - P r o c e s s e d F o o d s a n d Me r c h and i s i n g De p a r t me n t o f L i u h e G r o u p ， Qi n g d a o 2 6 6 0 0 0 ， C h i n a ) Abs t r a c t：M e t a l d et e c t or i s e s s e nt i a l e qu i pme nt i n t h e i n du s t r y of q ui c k f r oz e n po u l t r y me a t p r o d uc t s Thi s a r t i c l e i nt r o du c e s t h e me c h a n i s m， a ffe c tin g f a c t o r s o f i t s s e n s i t i v i t y a n d me tho d s f o r d e a l i n g wi t h d o u b t f u l p r o d u c t s wi t h the a i m o f p r o v i d i n g r e f e r e n c e s f o r s e l e c t i n g t h e a p p r o p r i a t e me t a l d e t e c t o r a n d d e a l i n g wi th d o u b t f u l p r o d u c t s s o a s t o e n s u r e f o o d s a f e ty Ke y wor ds ： f r oz e n po ul t r y me a t p r o duc t s ； met a l de t e c t o r ； s e ns i t i v i t y； d oub t f ul pr o duc t s 中图分类号：T S 2 5 1 5 5 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 1 8 1 2 3 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 4 6 0 3 食品中金属异物的混入会对消费者造成直接的身体 伤害，随着国家强制政策 的出台与消费者法制意识的增 强，金属检测器在速冻 禽 肉制 品企业 中必不可少 。但 是，对于速冻禽 肉制品企业来说 ，面对众多 的金属检 测器 ，选择适合本 企业的金属检测器 ，在使用过程 中 保证其性能有效 、稳定等也不 是一件 简单 的事情 。因 此充分 了解金属检测器的工作原理 、影响其灵敏度的因 素以及使用过程中的注意事项等就显得尤其重要 。 1 金 属检 测器 基本 工作 原理 食品用 金属检 测器大 多采用 “ 平衡 线 圈”原理 。 其原理为在探头 中对称安装 3个线 圈，中间为发射 线 圈 ，两边各设置 一个接收线 圈。发射线 圈与振 荡器连 接 ，让它产生 高频 电磁场发射 。两个接收线 圈反 向串 联 ，在 电磁场无 外来侵扰 时，两个线圈 的感应 电压抵 消为零，这就 是所谓 的平衡 线圈原理 。 线圈 围绕一个孔绕制 ，被测产 品从 该孔通 过。为 了获得最佳灵敏度 ，孔的大小要与特定的检测对象相适 应 。孔太 大则信 号被 “ 稀 释 ” ，孔太 小则影 响产 品通 过 。检测器 的灵 敏度是在孔 的中心测定 ，这 是灵敏度 的最低 点【 】 。当有金属污染的食 品引入时 ，产 品中的 金属与检测器的磁场相互作用，从而产 生电磁扰动，产 生 不平衡 输 出 。 2 影响速冻禽 肉制品企业金属 检测器灵敏度 的因素 企业往往希望检测到的金属种类越 多，尺寸越小越 好 。速冻禽 肉制 品企业金属检测器的实际灵敏度受很多 因素 的影 响 ：产 品通道 孔 的大 小 、工作频 率与相位 、 金属类 型、金属异物形状及走 向【 6 _ ， 1 。 2 1 产品通道孔大小 表 1 金属检测器的孔 高与检测灵敏度的关系 Ta b l e 1 Co r r e l a t i o n o f s e n s i tiv i t y a n d h o l e h e i g h t 所谓灵敏度是指金属检测器能检测到的金属 的最小 尺寸 。孔越 小，灵敏度越 高。对于速冻禽 肉制 品这样 的湿产品，金属检测器的检测灵敏度与孔高的对应关系 如表 1所示 。因此 ，如果企业生产 的全为小包装产 品， 收稿 日期 ：2 0 1 1 - 0 l 一 2 3 作者简介 ：金江 涛( 1 9 8 0-) ，男，工程师 ，硕 士，研究方 向为禽 肉加工 。E ma i l ：j j t 1 2 2 6 1 2 6 c o m 中国 肉 类食 品综 合研 究中 心 Cm NAMEATR ES EA RCHCE NTER 肉类研究 M EAT RESEARCH 2 0 1 1 V o 1 2 5 , No 0 3 4 7 专题论述 产品厚度都低于 5 0 mm，那就应该选择孔高为 5 0 ram 的金 属检测器 ，这样 以最小的投入可以获得最大 的检测灵敏 度 。总之 ，孔 高的选 择为最 小的原则 ，即该工艺最大 包装产 品恰好 能通 过 。 2 - 2 工作频率与相位 频率越 高 ，灵 敏度就越 高 8 1 ，但 是，提高频 率并 不意味着探测能力 的提高，因为它会使食品本 身在检测 器 中产生 明显 的信 号 ，也 就是所谓 的产 品效应 。因此 研 究的 目标是确 定一个 不致 出现误动作 的最高的频率。 这 样，探测器 既探 测到 了金属 污染物 ，又不会发 出错 误警报，从而避免了产 品的浪费 9 1 。对 于速冻禽肉这样 的潮湿产品，在高频率下干扰金属异物检测的影响会较 大。针对此种现 象 ，一般 采用设置产 品相 位来避 免相 应 产品误报警现象 。 即在产 品相位 中的区域设置 为盲 区不进行柃测 。但 是 当被检测 的金属相位 与被检测产 品相位类似 时就 会严重 影响 检测灵 敏度 。“自动 相位 跟 踪 ”新技术使 检测盲 区变得狭窄 ，从而提 高检 测灵 敏 度 。 2 _ 3 金 属 类 型 不同金属导磁导电性不 同。导磁性金属引起磁力线 增 强，接 收磁场线 圈得 到 的电动 势增强 ，信号 电压变 化 幅度增 大 ，小 的金属容易被检 测到 ，检 测灵敏度就 高；而检测非磁性金属灵敏度就低 l o 。最容易检测的是 导 磁性 金 属 ，如铁 、铬 钢 、碳钢 和 碳 化钨 等 ， 因 为 它们对检测器 的磁场产生明显的影响；低电阻的非铁磁 性材 料也容 易检测 到 ，如铜 、铝 、铅 、黄 铜 、青铜 ， 虽然它们不导磁 ，但它们有很高的电导率；最难检测 的 是高 电阻的非铁 磁性金属 ，如不锈钢 ，这类金属 恰恰 常常出现在食 品及包装机械中，但好的检测器仍能被检 测 出。这种情 况下 ，企业 除 了要对金属 物的来源进 行 追溯和有效控制外 ，还必须对被检测物 的性质进行准确 的界定，人们应该清晰地知道 自己产 品中最容 易混入何 种 金属 ，然后在 购买金属检测器 时 ，有 的放矢地 与金 属 检测器生产厂 家沟通 。 2 4 金属异物形状及走 向 测试金属检测器性能的标准是把不同尺寸、不 同标 准 的金属 球通过检测器 进行实验 ，实际上 ，长条金属 线和细小切屑丝的直径小于最小圆球直径时，仍可 能被 漏检 ，这就 是所谓 的 “ 方 向效 应 ” 。恰恰 这类 金属 线 头和切屑丝对消费者具有很大 的危害。这也是 目前企业 普遍采用的单检测探头金属检测器的重大缺陷。近些年 不少金属检测器厂家 已生产 出三检测头金属检测器，避 免了传 统方法难 以解 决的 “ 方 向效应 ”问题 I 】 l l 。一个 检测头横跨传送带与其成 9 0。 ，另外两个分别在左右与 传送带成 4 0 。 ，这样当一个被检测物仅 以一个方向传送 时，长 条金属线和细小 的切 屑丝也能被检测 出来 。 2 5 环境因素干扰 金属检测器的检测灵敏度也会受到金属检测器的安 装环境影 响，具体来 说，检测头 的结构类似于 收音机 的天线 ，如果附近存在 电磁噪音源 ，便有 可能对 金属 检测器的操作产生负面影响。灵敏度和抗干扰性又是一 对矛盾 ，二者相 互制约【 1 2 。高 的灵敏度抗 干扰性 差， 容易 出现错 报现象 ，高的抗干扰 性灵敏度低 ，容易 出 现漏报现象。因此在安装金属检测器时尽量避免环境因 素 的 干扰 。 2 5 1 电力源噪音 如果金属检测器与其他会发出电磁噪音的机器共用 一 条电力线路 ，所发 出的噪音会传到金属检测器 。 扪。 一 般来说，金属检测器的内置噪音过滤器可 消除电流源 噪音 的效 应 ，但如 果噪音量太大 ，一样会 引起 噪音 同 步 ，使检 测器操作错 误 。典 型的例子是包装机 加热器 操作时可 能产 生噪音 ，当生产线 高速 运作 时，电力源 噪音会增加 。为 了减 少这些操作错 误 ，可在 生产噪音 的设备和金属检测器中加进能降低噪音量的变换器和过 滤器 ，以及 隔开金属检测器 与其他设备 的电力线 路。 2 5 2 电流 回路 金属检测器也会受到机器附近的移动或振动金属部 件的影响，这是 由于检测头磁场 的某些部分会在检测头 外 围形成磁场 ， 即使是 处于检测头外 面的金属 ，也有 可能产生涡流 电流。如果会产生涡流电流 的金属部分与 金属检测器不稳定接触，涡流 电流的半径会根据接触情 况而产生波动 ，所引起 的磁性波动便会被检测器接收线 圈接 收，从而产 生错误操 作【 1 5 1 。 为避免或减少电力源 噪音和 电流回路的干扰，必须 合理地设计 电源方案 。对低频干扰 电流可通过串联滤波 器之类 的 电子元件 阻止其沿 电源 线传播 。大量实践证 明，采用压敏电阻和低通滤波器可使 1 0 k Hz 1 0 0 MHz间 的干扰大大减弱；采用隔离变压器可消除 2 0 H z以下的干 扰；采用交流稳压器可消除电网电压波动 的影响H 6 I 。 3 金属 检测器检测 到 的速冻禽 肉制 品报警 品的处理 严格按照金属检测器操作规程操作，对于速 冻禽肉 制品的报警 品即可疑 品。报警 原因主要有 ：产品冻结不 良或外部沾染水分 ；产品存在金属杂质 ；机器受到振动 或 电磁干扰 ；探测器报警后，以相 同的方 向重复检测 3 次 ，如 3次都不报警则可以通过；有任意一次报警则不 能流入 下一工序 。最终未 能通 过金属检测 的产 品，应 作好 明显标 记再次冷 冻 ，完 毕后立即再 次进 行金属检 测，如果两个方 向都不报警则可以判为合格品 ；如果仍 然有报警 ，则判为存在金属杂质 ，立 即加贴醒 目标识， 隔离处理。质检员负责对被判定存在金属杂质的产品进 铭2 0 1 1 ， V o 1 2 5 ， No 0 3 专题论述 肉类研究 M EAT RES EARCH 行解冻和检查金属并负责把金属碎片粘贴在金探记录表 上。最主要的是工作时查明金属杂质来源并报告领导做 出整改措 施 ，减少 或避免金 属杂质来源 。 4 结 论 与展 望 在认识了食品用金属检测器的基本工作原理 ，以及 工作 中影响其灵敏度与稳定性的因素后，食 品企业可根 据 自己产品特点选购适合本企业的金属检测器，以最低 的投入获得最佳的检测效果 。金属检测器生产厂家也根 据不 同食品的特点，生产 出满足不 同食品企业的金属检 测器 。在速冻禽 肉制品领域 ，金 属检测器 的发展还存 在许多瓶颈 ，需要金属检测器厂 家不断努力 ，克服 困 难生产出造价低 ，灵敏度高 ，抗干扰 能力强 的金属检 测器 ，共 同维护 食 品安 全 。 参 考 文 献 ： 1 1 3 1 【 1 】 刘淑琴 智能型金属探测器研究【 D】 南昌： 南昌大学， 2 0 0 5 ： 1 0 1 1 【 1 4 】 【 2 】 张宏康 食品中的异物探测方法 J 】 粮油食品科技， 2 0 0 1 ， 5 ( 9 ) ： 4 1 一 1 5 】 4 4 t3 】 CHEN P， S UN Z A r e v i e w o f n o n- d e s t r u c t i v e me t h o d s f o r q u ali t y e v a lu a t i o n a n d s o r t ing o f a e u l t u r a l p r o d u c t s 【 J J A g r i c u lt u r a l E n g i n g ， 1 6 1 9 9 1 4 9 ： 8 5 9 8 何可宁， 杨澎 一种新型的高灵敏度金属检测器 J 】 嘉应人学学报： 自然科学版。 1 9 9 6 ( 1 ) ： 2 6 3 0 司德平 漫谈金属探测器【 J 】 现代物理知识， 2 0 0 6 ， 1 8 ( 4 ) ： 3 7 3 9 S I L VES T ER P P ，OM ER AGI C D S e n s i tiv i t y o f me t a l d e t e c t o r s t o s p h e r o i d al t a r g e t s J Ge o s c i e n c e a n d Re mo t e S e n s in g S o c i e t y， 1 9 9 5 ， 3 3 ( 6 ) ： 1 3 3 1 1 3 3 5 YAMAZAKI S， NAKA NE H， TANAKA A Ba s i c a n aly s i s o f a me ta l d e te c t o r J T r a n s a c ti o n o n I n s t r u me n t a ti o n and Me a s u r e me n t , 2 0 0 2 5 l ( 4 ) ： 8 1 0 - 8 1 4 王海鱼 一种高灵敏度金属探测器的研究【 D 哈尔滨： 哈尔滨理工 大学， 2 0 0 9 刘淑琴 智能型金属探测器研究【 D 南 昌： 南昌人学， 2 0 0 5 ： 5 9 王玉琦， 韩海燕， 郝智慧 金属检测器在食品工业中的应用 【 J 1 长春 人学学报。 2 0 0 7 ， 1 7 ( 2 ) ： 7 1 7 3 马永娇 金属检测器灵敏度影响因素及采购策略【 J 】 _ 食晶安伞 导刊， 2 0 0 8 ( 1 ) ： 6 2 6 3 徐从裕 金属检测机抗干扰检测方法研究【 J 食品工业科技， 1 9 9 9 ， 2 0 ( 1 ) ： 7 3 7 4 林国荣 电磁干扰及控制【 M】 3 版 北京：电子工业出版社， 2 0 0 3 ： 8 9 9 1 汤蕴璎， 史乃 电机学 M 北京： 机械工业出版社， 2 0 0 6 ： 2 - 1 0 MI S AKI AAN M ， CAS AMENTO J P ， L AUG B De v e l o p me n