食品中的金屬異物屬於物理危害
，會造成人體的機械損傷，某些重金屬甚至引起食物中毒。本文從金屬異物的來源、金屬探測器工作原理、金屬探測器的確認和驗證等方麵進行論述，希為食品生產金屬異物的控製提供理論與實踐的參考。

 

01  金屬異物的來源

 

1.1原料帶入

 

       農業種植養殖過程中，各種廢棄垃圾等汙染
，導致收獲時會有螺絲、螺母、鐵絲

、鐵釘
、銅線等金屬異物的混入

，同時在農業收獲作業中，隨著機械化程度的提高

，也會有螺絲、螺母鐵絲、鐵釘
、銅線等金屬混入。

 

1.2私人物品

 

       在食品生產加工過程，操作人員

、管理人員、外來人員等私人物品，例如佩戴的首飾、蓄意迫害等混入。

 

1.3維護

 

       機械化、連續化、自動化
、信息化、智zhi能neng化hua的de食shi品pin企qi業ye工gong廠chang基ji本ben可ke以yi實shi現xian無wu人ren廠chang房fang
，減jian少shao了le人ren員yuan私si人ren物wu品pin的de混hun入ru

，在zai機ji械xie設she備bei維wei護hu過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de金jin屬shu異yi物wu會hui混hun入ru，例li如ru切qie屑xie和he焊han渣zha（維修後）；銅線邊角料（電氣維修後）；管道維修產生的金屬屑等。

 

1.4生產加工

 

      食品企業使用的機械設備、工器具在運行中會有磨損
，金屬異物混入，例如麵粉磨粉機磨損的鐵屑
、肉製品加工中金屬手套磨損的金屬屑、食品加工中使用的刀具等磨損的金屬屑等。

 

1.5貯存運輸

 

       在產品
、原料貯存運輸過程中會混入金屬異物，例如車廂中的鐵鏽
、捆綁用的金屬線等。

 

02  常見的金屬異物的類型

 

2.1黑色金屬（鐵）

 

2.2有色金屬（黃銅、銅、鋁、鉛）

 

2.3不鏽鋼（磁性和非磁性）

 

2.4有色金屬（銅、鋁、鉛）

 

        以上金屬異物，黑色金屬是最容易檢測的，不鏽鋼廣泛用於食品工業，但最難檢測，尤其是常見的非磁性不鏽鋼
，如316和304。

 

有色金屬，如黃銅、銅、鋁和鉛，檢測難易度介於這兩種金屬異物之間。

 

03  金屬探測器

 

3.1構造

 

       金屬探測器是一種精密的設備，用於檢測和剔除金屬異物。典型的金屬探測器由四個主要部分組成：金屬探測器的探頭、控製麵板、運輸係統
、自動剔除係統。

 

       探頭是金屬探測器的核心部件，目前市場上有兩類探頭
，一是“平衡線圈”探頭
，能夠檢測新鮮或冷凍產品中的所有金屬異物（包括黑色金屬、有色金屬和不鏽鋼）。這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)探(tan)頭(tou)是(shi)金(jin)屬(shu)探(tan)測(ce)器(qi)最(zui)常(chang)用(yong)的(de)探(tan)頭(tou)。二(er)是(shi)永(yong)磁(ci)體(ti)探(tan)頭(tou)，這(zhe)種(zhong)探(tan)頭(tou)僅(jin)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)鋁(lv)箔(bo)包(bao)裝(zhuang)的(de)新(xin)鮮(xian)或(huo)冷(leng)凍(dong)產(chan)品(pin)中(zhong)的(de)黑(hei)色(se)金(jin)屬(shu)和(he)磁(ci)性(xing)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)。

 

3.2工作原理

 

       “平衡線圈”探頭由三個線圈組成

，這三個線圈平行的纏繞在一個非金屬的框架上
，中間的線圈通電產生一個高頻磁場，稱之為“發射器”
，兩側的兩個線圈充當“接收器”。

 

       當有金屬異物通過線圈裝置時，高頻磁場在第一個接收器線圈處受到幹擾，然後又在第二個接收器線圈處再次受到幹擾。

 

       這個幹擾動作改變了每個接收器中的電壓，盡管隻有 1x10-9 納伏

，但這種平衡變化會產生一個信號
，該信號可以被處理、放大並隨後用於檢測是否存在金屬異物。

 

       為了防止空氣中的電信號，或防止附近的金屬物品和機械幹擾探測器，線圈裝置需要安裝在一個金屬外殼內。

 

探頭上有一個開口（孔徑）以便產品通過。

 

        jinshuwaikehuiyingxiangcichangdepinghengzhuangtai
，renhexiangduiyuxianquandeyundongdoukenengdaozhicuowudejiancexinhao。yinci，shebeizhizaochangjiadezhuyaoshejiyitizhiyishishejiyigewanquangangxinghewendingdetantou，quebaotantoubuhuishoudaodianji、傳送帶、自動剔除裝置、溫度變化
、以及金屬探測器附近的任何機械振動的影響。

 

       為獲得最佳金屬檢測結果，檢測器的孔徑外圍應有一個 “無金屬區（MFZ）”，這個區域應該沒有任何金屬。“無金屬區”的大小詳見廠家的說明書。

 

3.3影響金屬探測器靈敏性的因素

 

3.3.1金屬種類

 

       金屬可分為黑色金屬、有色金屬或不鏽鋼。檢測的難易程度取決於金屬異物的磁導率（即磁化的難易程度）以及金屬異物的電導率。

 

        如果汙染黑色金屬，那麼它既是磁性的又是良好的導電體
，因此很容易被檢測到。

 

        有(you)色(se)金(jin)屬(shu)是(shi)非(fei)磁(ci)性(xing)的(de)
，但(dan)它(ta)們(men)是(shi)良(liang)好(hao)的(de)電(dian)導(dao)體(ti)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)們(men)在(zai)幹(gan)燥(zao)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)相(xiang)對(dui)容(rong)易(yi)檢(jian)測(ce)到(dao)，但(dan)在(zai)潮(chao)濕(shi)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)相(xiang)對(dui)不(bu)容(rong)易(yi)檢(jian)測(ce)到(dao)，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)是(shi)非(fei)磁(ci)性(xing)的(de)；

 

        不鏽鋼有許多不同的等級
，一些是磁性的，一些是奧氏體的（完全非磁性的），而且它們的導電性也是可變的，檢測的難易程度不確定。

 

        304/316不鏽鋼沒有磁性且導電性差

，不容易檢出
，當產品潮濕、含鹽量高，可檢測性會進一步受到阻礙。

 

3.3.2金屬形狀及定向效應

 

       如果金屬是非球形顆粒

，例如金屬絲，通過金屬探測器，與另一個方向相比，當以一個特定方向通過時，它會更容易檢測到，這被稱為“定向效應”。

 

表1金屬絲方向檢測的難易程度

 

 

圖1金屬絲方向示意圖

 

 

隻有當金屬絲的直徑小於金屬探測器的球麵靈敏度時，定向效應才明顯。

 

        例如，將金屬檢測器靈敏度設置為1.5mm直徑
，隻有直徑小於1.5mm的電線才會顯示定向效果。如果金屬檢測器靈敏度提高到1.0mm，隻有直徑小於1.0mm 的電線才會出現定向效果。

 

表2靈敏度對金屬異物檢測影響

 

 

       在靈敏度直徑為1.5毫米的情況下
，鍍錫銅線需要9毫米長才能保證檢測到。在2.0毫米的靈敏度下
，這將增加至26毫米的長度，然後才能保證檢測到。可以看出

，金屬檢測器靈敏度的微小變化將對檢測的金屬絲靈敏度產生很大影響。

 

3.3.3孔徑尺寸/金屬異物在孔徑中的位置

 

       金屬探測器的孔徑越小
，檢測的靈敏度越高。（但是孔徑大小與產品有關
，大包裝產品當然需要大孔徑）

 

表3靈敏度對金屬異物檢測影響

 

 

       圖2顯示了一個典型的金屬探測器。 幾何中心（位置 1）是探測器最不敏感的部分，而角落是最敏感的部分（位置 3）。 所有其他點將介於兩者之間（例如位置 2）。 這種現象被稱為“靈敏度梯度”。

 

圖2金屬探測器幾何中心位置示意圖

 

 

 

（4）環境條件

 

       金屬探測器會在不同程度上受到不利環境條件的影響，例如電氣幹擾、振動和溫度波動。在高靈敏度下操作時，這些影響會變得更加嚴重。

 

       烤箱、冷leng凍dong隧sui道dao和he熱re水shui衝chong洗xi都dou會hui產chan生sheng熱re衝chong擊ji
，從cong而er導dao致zhi錯cuo誤wu的de檢jian出chu信xin號hao。除chu非fei采cai用yong良liang好hao的de設she計ji技ji術shu來lai消xiao除chu這zhe些xie問wen題ti，否fou則ze唯wei一yi的de解jie決jue方fang案an是shi降jiang低di檢jian測ce器qi的de靈ling敏min度du。

 

（5）檢測速度

 

       檢測速度取決於金屬探測器的孔徑高度，例如125毫米的孔徑，最大檢測速度約為4米/秒。

 

（6）產品的幹濕度

 

       糖果和穀物食品等幹產品相對容易檢測。可以使用在高頻和超高頻調諧頻率（通常在800 Khz和900 Khz範圍內）運行的檢測器，它們提供高水平的整體靈敏度，尤其擅長檢測不鏽鋼。

 

       鮮肉、家禽、奶酪、魚等濕產品的導電性好於幹產品，因此濕產品會增加檢出難度。但任何產品確切的導電性都無法從基於鹽分、水分或pH值等數據中計算出來，即無法基於產品的特性計算金屬探測器的靈敏度，因此金屬探測器製造商應提供這項服務。

 

（7）自動產品補償

 

       產品的包裝規格、幹濕度等均會對靈敏度造成影響
，沒有自動產品補償功能的金屬探測器，當更換產品時，應針對不同的產品調整檢測器的設置（即使有自動補償功能的探測器也可能需要手動調整，隻不過調整相對簡單）。

 

04  金屬探測儀的靈敏度確定

 

我國現有的食品標準與法規法規並沒有規定金屬異物大小。

 

        美國食品藥品監督管理局（FDA）合規性政策指南（CPG）第555.425節《食品-涉及堅硬或尖銳異物的摻假》中規定“禁止銷售含有 7-25 mm 堅硬或尖銳異物的即食食品”。

 

        該指南也提到：如果目標消費者是特殊人群，如嬰幼兒
、手術患者、老年人，小於7 mm的異物也屬於安全風險
，禁止銷售。

 

通常
，根據金屬探測儀使用的不同技術，建議的靈敏度如下：

 

表4常規金屬探測靈敏度

 

 

表5使用超高調諧頻率技術的金屬探測靈敏度

 

注：適用於幹產品。

 

表6使用MSF技術的金屬探測靈敏度

 

注1：使用多同步頻率（Multi Simultaneous Frequency簡稱MSF）技術金屬探測靈敏度

 

       該技術同時使用2個或更多頻率工作
，其中至少一個頻率在高頻模式下工作，盡可能的消除產品抑製信號導致的檢測誤差。

 

注2：適用於濕產品。

 

05  金屬探測器的安裝和調試

 

       在zai金jin屬shu探tan測ce器qi進jin行xing首shou次ci安an裝zhuang和he調tiao試shi時shi，需xu要yao注zhu意yi一yi下xia方fang麵mian，首shou先xian要yao保bao持chi無wu金jin屬shu區qu，確que保bao探tan測ce器qi的de無wu金jin屬shu區qu遠yuan離li所suo有you金jin屬shu。其qi次ci要yao減jian少shao振zhen動dong和he機ji械xie衝chong擊ji影ying響xiang，盡jin量liang確que探tan測ce器qi不bu受shou到dao振zhen動dong和he機ji械xie衝chong擊ji的de影ying響xiang。在zai無wu法fa避bi免mian此ci類lei情qing況kuang的de情qing況kuang下xia，應ying盡jin一yi切qie努nu力li將jiang這zhe些xie影ying響xiang降jiang至zhi最zui低di。然ran後hou預yu防fang電dian磁ci幹gan擾rao(EMI)影響
，探測器不應安裝在任何可能發射電磁幹擾(EMI)的設備附近，例如無線電發射器、nibianqihebiansuqudongqideng。zuihouyaoyouwendingdedianyuan，weitanceqigongdiandedianyuanderenhexianzhebianhuadoukenengyinqidianziganrao。dianziganraokenenghuiduixitongxingnengchanshengbuliyingxiang

，yizhiyuxitongyunxingbuwending，lirucuowudejianchu。

 

06  金屬探測器關鍵控製點的確認

 

       為了控製金屬異物，食品企業把金屬異物危害作為顯著（重大）危害進行控製
，通常列為關鍵控製點（CCP）

，金屬探測器必須在安裝時由製造商進行確認。

 

       製造商通過提供客觀證據表明金屬探測器已滿足特定預期用途或應用的要求。

 

       如果隨後發生重大變更（移動金屬探測器位置或更換產品）
，則應對金屬探測器實施重新確認。

 

07  金屬探測器關鍵控製點的驗證

 

       金jin屬shu探tan測ce器qi驗yan證zheng
，通tong過guo測ce試shi來lai完wan成cheng，目mu的de是shi確que保bao自zi上shang次ci成cheng功gong測ce試shi以yi來lai探tan測ce器qi的de性xing能neng水shui平ping沒mei有you顯xian著zhe變bian化hua。這zhe些xie變bian化hua可ke能neng會hui由you於yu以yi下xia變bian化hua而er發fa生sheng：

 

       機器設置（相位設置）
；產品信號；金屬探測器功能
；金屬探測器使用周期等。

 

7.1測試樣品

 

       使用三種汙染物類型進行監測測試，即黑色金屬、有色金屬和不鏽鋼（假設它們都是潛在的異物）。

 

       測試樣品最好是公司危害識別確定的實際材料類型，例如鐵

、黃銅、鋁和316不鏽鋼，而不僅僅是通用名稱（例如不鏽鋼），這是因為它們的磁導率和電導率存在差異。

 

7.2測試包的製作

 

       如果可行，最好是製作測試包，即將測試卡固定在包裝成品上用於測試。注意可以使用彩色膠帶對測試包予以區分（與合格的包裝成品）。測試卡應放在測試包的不同位置，包括包裝裏
、包裝的上下、包裝的前中後等。

 

7.3測試樣品的定位

 

        測試樣品的首選位置是最不可能被檢測到的位置，可以是包裝的前部、中部或後部
；測試樣品應始終盡可能靠近孔徑的幾何中心――即在最不敏感的位置。

 

7.4測試次數

 

這將取決於多種因素
，取決於食品企業準備承擔的風險水平。

 

        作為一個推薦的建議：可以考慮按照計數抽樣檢驗程序 第1部分：按接收質量限（AQL）檢索的逐批檢驗抽樣計劃（GB 2828.1-2012）確定測試次數：例如：

 

選擇一般檢驗水平Ⅱ，AQL 2.5（%）（附2）；

 

（2）每小時檢測3200個包裝成品；

 

（3）查表K（測試次數）=125（附3）。

 

這僅是建議，食品企業應按照自己的風險水平確定測試次數。

 

7.5記憶測試

 

       某些食品企業的客戶要求實施記憶測試：包括3個測試樣品和2個沒有金屬異物的測試樣品。

 

附1某企業金屬檢測HACCP計劃表

 

 

附2樣本量字碼

 

 

附3.正常檢驗一次抽樣方案

 

 

附4：某國際公司供應商的金屬異物評估標準

 

除醃製鮮禽類

、預洗、預切割農產品之外的所有產品：

 

1.5mm 含鐵檢測卡（Fe）

 

2.5mm 316級不鏽鋼檢測卡（SUS 316）

 

2.0mm 非鐵*檢測卡(Non-Fe)

 

醃製或冰鮮鮮禽類：

 

3.0mm 含鐵檢測卡（Fe）

 

4.5mm 316級不鏽鋼檢測卡（SUS 316）

 

3.5mm 非鐵*檢測卡(Non-Fe)

 

預洗、預切割農產品：

 

2.5mm 含鐵檢測卡（Fe）

 

3.5mm 316級不鏽鋼檢測卡（SUS 316）

 

3.0mm 非鐵*檢測卡(Non-Fe)

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