Raio-x 101

Autor Christy Draus Head of Marketing

Os fabricantes de alimentos em todo o mundo têm confiado na tecnologia de raios X desde o início dos anos 90 para proteger os consumidores, reduzir o risco de recolha de produtos e salvaguardar as suas marcas. Mas o que é exactamente a inspecção por raios X e como é que funciona? Este artigo leva a inspeção de alimentos por raios X de volta ao básico com o guia de raios X 101, explicando o que são os raios X, os principais componentes e princípios de funcionamento de um sistema de raios X e os tipos de corpos estranhos que podem ser detectados.

O que são raios-X?

Os raios X são uma fonte de radiação que ocorre naturalmente e uma forma invisível de radiação electromagnética como as ondas de rádio. Todos os tipos de radiação electromagnética fazem parte de um único continuum conhecido como o Espectro Electromagnético. O curto comprimento de onda dos raios X permite-lhes passar por materiais que são opacos à luz visível; contudo, não passam por todos os materiais com a mesma facilidade. A transparência de um material aos raios X está amplamente relacionada com a sua densidade – quanto mais denso é o material, menos raios X passam por ele.

Se estiver a pensar quão seguro é o raio-x, veja este pequeno vídeo.

Princípios da inspecção por raios X

Em termos simples, um sistema de raios X utiliza um gerador de raios X para projectar um feixe de raios X de baixa energia sobre um detector. A inspecção por raios-X envolve a passagem de um produto ou embalagem através do feixe de raios-X antes de este chegar ao detector. A quantidade de energia de raios X absorvida durante a passagem de um feixe de raios X por um produto é determinada pela espessura, densidade e número de massa atómica do produto. Quando uma embalagem ou produto passa pelo feixe de raios X, os feixes são absorvidos pela embalagem ou produto, com apenas a energia residual a atingir o detector. A medição das diferenças de absorção do feixe de raios X entre o produto e o corpo estranho é a base da inspecção por raios X.

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O que constitui um sistema de raios X?

Um sistema de raios-x consiste em três componentes-chave:

1. Um gerador de raios-x
2. Um detector
3. Um computador

Um sistema de raio-x é essencialmente um dispositivo de digitalização. Quando um produto passa pelo sistema a uma velocidade constante, o detector de raios X capta uma imagem em escala de cinzentos, que é gerada através da medição da quantidade de energia de raios X que chega ao detector. Cada imagem é composta por pixels e a energia de raios X absorvida por cada pixel cria um valor numa escala de cinzentos. À medida que o produto ou embalagem passa sobre o detector, cada linha de dados de nível de cinza é adicionada às linhas anteriores, tal como as fatias de pão podem ser adicionadas para formar um pão, resultando numa imagem completa do produto. O software de imagiologia SimulTask™ PRO da Eagle gera poderosas rotinas de análise de imagem, tem a funcionalidade de auto-aprendizagem para uma configuração e mudança de produto mais rápidas, diagnósticos no ecrã e visualização do estado do sistema de segurança. O software dentro do sistema de raios X analisa a imagem e compara-a com um padrão de aceitação pré-determinado. Com base nesta comparação, o sistema ou aceita ou rejeita a imagem. Se a imagem for rejeitada, o software envia um sinal para um sistema de rejeição automática que depois remove o produto ou embalagem da linha de produção.

Geração de imagem

Para mais informações sobre o tamanho do díodo e como pode afectar a detecção de raios X, leia o nosso blogue ‘Tamanho do díodo – Uma questão sensível’.

O feixe de raios X é gerado por um tubo de raios X encapsulado no gerador de raios X e passa através do produto ou embalagem a ser inspeccionado, antes de finalmente chegar ao detector. Os sistemas de raios X padrão têm um detector contendo elementos individuais chamados díodos, que convertem o nível de energia de raios X detectado num sinal eléctrico que é enviado de volta para o computador de bordo da máquina.

O raio X é Tudo sobre a diferença de absorção

Um processo conhecido como “absorção relativa” está no centro da inspecção por raios X. Refere-se às diferentes quantidades de raios X que os diferentes materiais absorvem e permitem a passagem através deles. Os produtos alimentares contêm tipicamente elementos de massa atómica baixa e têm uma baixa densidade, enquanto que os corpos estranhos contêm normalmente elementos de massa atómica alta e têm uma alta densidade. Por este motivo, é conveniente utilizar a densidade como referência para a detecção de corpos estranhos.

Que corpos estrangeiros podem ser detectados?

Como regra geral, se um contaminante flutuar na água, não é detectável por raio-x. Normalmente, a detecção de contaminação só é possível quando um corpo estranho é mais denso (ou seja, tem uma gravidade específica mais elevada) do que o produto alimentar em que está incrustado. Muitos alimentos são à base de água, o que significa que têm uma densidade relativa semelhante à da água. Expresso em termos de gravidade específica, este é um SG de 1,0. Alguns corpos estranhos não são detectáveis porque a sua densidade é inferior (ou demasiado próxima) da do produto alimentar. À medida que as densidades aumentam, os contaminantes físicos que absorvem mais energia de raios X são mais facilmente detectados. Isto também significa que partículas mais pequenas deste tipo de contaminantes de corpos estranhos podem ser detectadas com maior facilidade pelos sistemas de inspecção por raios X

A madeira, por exemplo, é muito dura, mas não muito densa, e por isso não é detectável. A maioria dos plásticos são também muito duros mas apresentam densidades semelhantes à água, o que os torna difíceis de detectar em produtos com densidades semelhantes à água. Os metais ferrosos, a maioria dos metais não ferrosos e o aço inoxidável têm todos gravidades específicas entre 7,0 e 8,0, o que significa que são detectáveis com as mesmas sensibilidades (tamanhos). Em contraste, o alumínio – um metal de baixa densidade com um SG de 2,71 – é detectável por raios X em tamanhos semelhantes ao vidro e à pedra, ambos com densidades semelhantes.

Os raios X são extremamente bons na detecção de corpos estranhos densos, especialmente metais ferrosos e não ferrosos, aço inoxidável, vidro e pedra mineral. Contudo, os sistemas de raios X não só são capazes de detectar apenas contaminantes, como também são capazes de efectuar numerosos controlos de garantia de qualidade para produtos a granel, soltos, embalados ou não embalados. Verificações tais como nível de enchimento, integridade da embalagem, contagem de componentes e medição da massa.

Descarregar o nosso livro branco ‘Raio X para Checkweighing é uma escolha inteligente’ para mais informações.

Ver quadro abaixo para uma visão geral da detectabilidade de contaminantes, não inclui a variabilidade da produção ou da densidade do produto.

Christy Draus, Directora de Marketing de Inspecção de Produtos da Águia