Kontrola jakości w przemyśle spożywczym – standardy, ryzyka i rola systemów wizyjnych

Kontrola jakości w przemyśle spożywczym to standardy, procedury i narzędzia, które pomagają wychwycić błędy jeszcze w trakcie produkcji. Dotyczy to między innymi opakowań, nadruków i identyfikowalności partii. W artykule wyjaśniam, jak ten obszar wspierają systemy wizyjne.

Standardy kontroli jakości w branży spożywczej

W branży spożywczej standardy jakości są podstawą dobrze zorganizowanej produkcji. Często wynikają nie tylko z dobrych praktyk, ale też z przepisów prawa oraz wymagań sieci handlowych. Posiadanie certyfikatów zwiększa wiarygodność producenta i nierzadko jest warunkiem współpracy z dużymi partnerami.

Jednym z najważniejszych systemów jest HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Points). To metoda zarządzania bezpieczeństwem żywności, oparta na analizie zagrożeń i wyznaczaniu krytycznych punktów. W przypadku opakowań i nadruków chodzi przede wszystkim o te etapy, na których ryzyko błędów jest największe, na przykład nieszczelność opakowania, zanieczyszczenie lub błędne oznakowanie.

Drugim ważnym standardem jest ISO 22000. Łączy on zasady HACCP z wymaganiami dotyczącymi zarządzania jakością w łańcuchu dostaw. W ramach tego standardu należy między innymi:

• ustalić i wdrożyć skuteczne procedury kontrolne,
• prowadzić spójną dokumentację działań na wszystkich etapach produkcji,
• stale monitorować i analizować procesy pod kątem zagrożeń dla bezpieczeństwa żywności.

Dla firm działających na rynkach zagranicznych ważne są również standardy IFS Food oraz BRC (British Retail Consortium). Koncentrują się na zgodności produktów spożywczych z wymaganiami jakościowymi i sanitarnymi, w tym na:

• identyfikowalności surowców i wyrobów gotowych,
• procedurach korygujących po wykryciu niezgodności,
• poprawnym oznakowaniu opakowań,
• kontroli i standaryzacji procesów produkcyjnych.

Kontrola jakości w przemyśle spożywczym – gdzie pojawia się największe ryzyko błędu?

W przetwórstwie spożywczym bardzo ważne jest prawidłowe wyznaczenie krytycznych punktów kontroli, czyli CCP (Critical Control Points). Są to te miejsca w procesie, w których ryzyko pomyłki jest najwyższe, a skutki błędu mogą być szczególnie dotkliwe.

W przypadku opakowań i oznaczeń największą uwagę należy zwrócić na trzy obszary:

• czystość opakowań – np. puszki dostarczane przez producenta mogą być pokryte niewidoczną warstwą tłuszczu. Jeżeli nadruk zostanie naniesiony na taką powierzchnię, atrament może się rozmazać albo całkowicie zniknąć w trakcie pasteryzacji,
• zamykanie opakowań – w tym kroku mogą pojawić się wady zgrzewu, deformacje opakowania lub uszkodzenia mechaniczne, które naruszają integralność i hermetyczność produktu oraz narażają go na kontakt z czynnikami zewnętrznymi,
• nanoszenie nadruków – istnieje ryzyko błędów w oznaczeniach, na przykład wskutek awarii urządzenia drukującego, co może zaburzyć identyfikowalność produktu.

Warto pamiętać, że błędy widoczne w krytycznych punktach często mają źródło na wcześniejszym etapie produkcji. Dlatego samo wykrycie niezgodności nie wystarczy. Trzeba jeszcze ustalić jej przyczynę i sprawdzić, czy problem może pojawić się ponownie w kolejnych partiach.

Od oceny ręcznej do automatycznej analizy obrazu

Zanim produkt spożywczy trafi do sprzedaży, powinien zostać dokładnie sprawdzony pod kątem możliwych nieprawidłowości. Najprostszą metodą pozostaje inspekcja wzrokowa, podczas której pracownicy oceniają widoczne gołym okiem:

• nieszczelności
• pęknięcia,
• rozmazane lub niepełne nadruki,
• deformacje.

Taka metoda jest co prawda łatwa do wdrożenia, ale ma ograniczoną skuteczność, jest czasochłonna i podnosi koszty pracy. Przy dużej liczbie produktów łatwo przeoczyć drobne wady, dlatego inspekcja wzrokowa głównie uzupełnia technologie.

Znacznie szersze możliwości dają systemy wizyjne. Wykorzystują czuniki wizyjne i kamery ze sztuczną inteligencją, które na podstawie zaawansowanych algorytmów analizują obraz w czasie rzeczywistym. Mogą wykrywać np.:

• etykiety z błędną treścią,
• niewłaściwe położenie etykiet,
• uszkodzenia opakowań,
• brak zakrętek, plomb lub etykiet,
• nieczytelne albo błędne nadruki OCR, takie jak numer partii, data produkcji, termin przydatności do spożycia
• nieczytelne albo błędne kody kreskowe 1D/2D.

W porównaniu z oceną ręczną systemy wizyjne działają dokładniej i nie popełniają błędów wynikających ze zmęczenia lub rutyny. Ich zaletą jest też możliwość ciągłej pracy, również w trudnych warunkach, na przykład w chłodniach lub w dużym hałasie.

Dodatkowo kamery są niewielkie, więc można je zamontować bezpośrednio na linii produkcyjnej, także w miejscach trudno dostępnych dla pracowników.

Kontrola jakości w przemyśle spożywczym – jakie nieprawidłowości może wykryć system wizyjny?

Zakres kontroli prowadzonej przez systemy wizyjne jest dużo szerszy niż samo sprawdzanie stanu opakowania. Rozwiązania te pozwalają również ocenić poprawność nadruków oraz zgodność produktu z informacjami podanymi na etykiecie.

Wykrywanie uszkodzeń opakowań bez zatrzymywania linii

Automatyczna kontrola opakowań należy do najskuteczniejszych sposobów eliminacji wadliwych produktów. W zakładach spożywczych duże znaczenie ma wykrywanie uszkodzeń mechanicznych, które mogą prowadzić do:

• utraty szczelności,
• naruszenia wymagań higienicznych.

Systemy wizyjne skanują między innymi krawędzie słoików. Dzięki temu mogą wykryć wyszczerbienia, które obniżają hermetyczność opakowania i mogą powodować przedostanie się fragmentów szkła do produktu. Taka sytuacja jest bardzo niebezpieczna, ponieważ stanowi zagrożenie dla konsumenta.

Kontroli podlegają także wieczka i zamknięcia. System ocenia, czy nie wystąpiły wady zgrzewu, przesunięcia, wybrzuszenia albo deformacje. Osobnym obszarem są puszki i metalowe pojemniki. Tutaj celem jest wykrycie wgnieceń, które mogą osłabiać konstrukcję opakowania lub naruszać jego szczelność. Systemy wizyjne mogą kontrolować również tacki, opakowania foliowe i pojemniki z tworzywa, wychwytując:

• pęknięcia,
• pofałdowania folii,
• nierówne zamknięcia czy inne uszkodzenia mechaniczne.

Kontrola trwa ułamek sekundy, a jeśli system wykryje wadę, produkt jest od razu eliminowani z linii, bez konieczności zatrzymywania produkcji.

Odczyt i ocena nadruków zgodnie z wymaganiami prawa

Zasady znakowania żywności zostały szczegółowo określone w rozporządzeniu (UE) nr 1169/2011. Zgodnie z tymi przepisami informacje przekazywane konsumentowi muszą być jasne, czytelne i zrozumiałe.

Na etykiecie powinny znaleźć się między innymi skład produktu, wartość odżywcza, informacja o alergenach, termin przydatności do spożycia, kraj pochodzenia oraz inne dane mające znaczenie dla bezpieczeństwa i świadomego wyboru konsumenta.

Braki lub błędy w tych oznaczeniach mogą prowadzić do:

• natychmiastowego wycofania produktu z rynku,
• kar finansowych,
• sporów sądowych.

Ważne jest również to, aby nadruk pozostał czytelny przez cały okres przydatności danego wyrobu.

Automatyczne systemy kontroli nadruków analizują trzy podstawowe obszary:

• pierwszy to kompletność informacji, czyli obecność wszystkich wymaganych oznaczeń zgodnych z przepisami i procedurami wewnętrznymi producenta,
• drugi to czytelność, ponieważ nawet jeśli wszystkie dane są obecne, słaba jakość nadruku może utrudniać identyfikację produktu i prowadzić do błędnego odczytu,
• trzeci obszar obejmuje trwałość – system może oceniać, czy nadruk zachowuje czytelność także po przechowywaniu w trudnych warunkach, na przykład w chłodni.

Zaawansowane układy wizyjne potrafią wykryć nawet bardzo drobne błędy, takie jak częściowo rozmazana cyfra w dacie przydatności do spożycia.

Czy zawartość odpowiada deklaracji na etykiecie

Na etapie pakowania może dojść do sytuacji, w której zawartość opakowania nie odpowiada informacjom podanym na etykiecie. W przypadku produktów spożywczych jest to bardzo niebezpieczne dla konsumentów, zwłaszcza gdy problem dotyczy oznaczenia alergenów lub składu surowcowego.

Zgodność zawartości z deklaracją można sprawdzać za pomocą kilku uzupełniających się metod:

• kontrola wagowa – analiza masy produktu pozwala wykryć odchylenia, które mogą świadczyć o błędzie pakowania lub niewłaściwej kompletacji,
• automatyczne porównanie danych z systemu ERP – zestawienie informacji o produkcie z danymi zamówienia i przebiegiem procesu produkcyjnego pozwala potwierdzić, że do opakowania trafił właściwy wyrób.

W tym przypadku kontrola skupia się głównie na weryfikacji danych, a nie tylko na analizie wyglądu produktu.

Kontrola wizyjna a rejestr zdarzeń i identyfikowalność partii (tracebility)

W branży spożywczej droga produktu – od surowca do gotowego wyrobu – musi być monitorowana i dokumentowana na każdym etapie. Nowoczesne systemy wizyjne wspierają ten obszar, ponieważ łączą kontrolę jakości z identyfikowalnością produktu. Dzięki integracji z systemami produkcyjnymi oraz archiwizacji obrazu umożliwiają:

• monitorowanie etapów produkcji,
• utrzymanie ciągłości identyfikacji,
• automatyczne zapisywanie wyników inspekcji.

System może rejestrować przebieg pakowania, etykietowania i przygotowania do wysyłki. Zapis obrazu pozwala sprawdzić, czy oznakowanie było prawidłowe i w jakim stanie znajdowało się opakowanie w danym momencie.

Kamery śledzą też przepływ produktów w czasie rzeczywistym, dzięki czemu każdy wyrób można przypisać do konkretnej partii. W razie potrzeby da się szybko odtworzyć jego drogę przez proces produkcyjny.

Każda wykryta niezgodność jest automatycznie rejestrowana i łączona z daną partią, co:

• ogranicza ryzyko dopuszczenia wadliwego wyrobu do obrotu,
• pozwala szybko uruchomić działania korygujące.

W efekcie każda partia otrzymuje cyfrową historię, którą można odtworzyć w dowolnym momencie. Ma to znaczenie podczas audytów, reklamacji, a także wtedy, gdy zachodzi konieczność wycofania towaru z rynku. Systemy wizyjne wspierają więc zgodność z wymaganiami prawa oraz standardami branżowymi dotyczącymi traceability.

System wizyjny jako źródło wiedzy o procesie

Największa przewaga systemów wizyjnych polega na tym, że nie tylko kontrolują, ale też rejestrują i analizują dane z procesu produkcji. Dzięki temu wykryta niezgodność nie jest pojedynczym sygnałem, lecz punktem wyjścia do oceny całej serii, ustawień linii i stabilności produkcji.

Dla zakładu oznacza to większą możliwość wykrywania i ograniczania błędów systemowych, czyli takich, które powtarzają się na tym samym etapie i generują największe straty.