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応用事例:パン製造における金属異物検出

1. 背景と問題点の分析
会社概要:
ある食品会社は、スライストースト、サンドイッチパン、バゲットなどの製造に特化し、日産50万袋を生産する大手ベーカリーメーカーです。全国のスーパーマーケットやチェーン店のケータリングブランドに供給しています。近年、消費者の食品安全への関心の高まりにより、同社は以下の課題に直面しています。

異物に関する苦情の増加: 消費者から、金属異物(ワイヤー、刃の破片、ホッチキスなど)がパンに混入し、ブランドの評判が損なわれたという報告が繰り返し寄せられています。
‌生産ラインの複雑さ‌:生産工程には、原材料の混合、成形、焼成、スライス、包装など、複数の工程が含まれます。金属異物は、原材料、設備の摩耗、または人為的な操作ミスによって発生する可能性があります。
‌従来の検出方法が不十分‌: 人工的な目視検査は非効率的で、内部の異物を検出できません。金属探知機は強磁性金属しか認識できず、非鉄金属(アルミニウム、銅など)や小さな破片に対する感度が不十分です。

‌コア要件‌:
全自動かつ高精度な金属異物検出を実現します(鉄、アルミニウム、銅などの材料をカバーし、最小検出精度は0.3mm以下)。
生産のボトルネックにならないように、検査速度は生産ライン(6000 パック/時間以上)と一致する必要があります。
データは追跡可能であり、ISO 22000 および HACCP 認証要件を満たしています。

2. ソリューションとデバイスの導入
機器の選択:Fanchi techブランドの食品異物X線装置を使用します。技術パラメータは次のとおりです。

検出能力:金属、ガラス、硬質プラスチック、砂利などの異物を識別でき、金属検出精度は0.2mm(ステンレス)に達します。
‌画像化技術‌:デュアルエネルギーX線技術とAIアルゴリズムを組み合わせて画像を自動的に分析し、異物と食品の密度の違いを区別します。
処理速度: 最大 6000 パケット/時間、動的パイプライン検出をサポートします。
排除システム:空気圧ジェット除去装置、応答時間は 0.1 秒未満で、問題のある製品の分離率が 99.9% 以上であることを保証します。

リスクポイントポジション:
原材料受入リンク:小麦粉、砂糖などの原材料に金属不純物が混入している場合があります(サプライヤーによる輸送梱包の破損など)。
‌混合および成形リンク‌: ミキサーブレードが摩耗して金属片が発生し、金属片が金型内に残ります。
‌スライスと包装のリンク‌: スライサーの刃が壊れ、包装ラインの金属部品が外れます。
機器の設置:
成形されているが包装されていないパンのスライスを検出するために、スライス前(スライス後)に X 線装置を設置します(図 1)。
装置は生産ラインにリンクされており、光電センサーによる検出により生産リズムをリアルタイムに同期させます。
‌パラメータ設定‌:
誤検出を避けるために、パンの密度(柔らかいパンと硬いバゲット)に応じて X 線エネルギーしきい値を調整します。
異物サイズのアラームしきい値を設定します(金属≥0.3mm、ガラス≥1.0mm)。
3. 実施効果とデータ検証
検出性能:

‌異物検出率‌:試験運転中、0.4mmのステンレス鋼線と1.2mmのアルミ片破片を含む12件の金属異物が正常に捕捉され、漏洩検出率は0でした。
‌誤報率‌:AI学習の最適化により、誤報率が初期の5%から0.3%に低下しました(パンの泡や砂糖の結晶を異物と誤認するケースが大幅に減少しました)。
経済的メリット:

コスト削減:
人工品質検査担当者を8人削減し、年間の人件費を約60万元節約しました。
潜在的なリコール事象を回避します (過去のデータに基づく推定では、1 回のリコールによる損失は 200 万元を超えます)。
‌効率向上‌: 検査速度が包装機と正確に一致し、シャットダウン待ちがないため、生産ライン全体の効率が 15% 向上しました。
品質とブランドの向上:
顧客クレーム率が92%減少し、チェーン系ケータリングブランドの「異物ゼロ」サプライヤーに認定され、受注量が20%増加した。
検査データを通じて毎日の品質レポートを生成し、生産プロセス全体のトレーサビリティを実現し、BRCGS(世界食品安全基準)の審査に合格しました。

4. 運用と保守の詳細
人材育成:
オペレーターは、機器パラメータの調整、画像分析(図 2 は一般的な異物画像の比較を示しています)、および障害コードの処理を習得する必要があります。
メンテナンス チームは、X 線エミッターのウィンドウを毎週清掃し、毎月感度を調整して、デバイスの安定性を確保します。
継続的な最適化:
AI アルゴリズムは定期的に更新され、異物画像データを蓄積し、モデル認識機能(ゴマと金属片の区別など)を最適化します。
設備の拡張性:将来的に工場の MES システムに接続して、リアルタイムの品質監視と生産スケジュールの連携を実現できるインターフェースが予約されています。

5. 結論と業界価値
ある食品会社は、ファンチーテックの食品異物X線検査装置を導入することで、金属異物の潜在的な危険性を解決しただけでなく、品質管理を「事後対策」から「予防対策」へと転換し、製パン業界におけるスマート化のベンチマークケースとなりました。このソリューションは、冷凍パンやドライフルーツパンなどの高密度食品にも再利用でき、企業にフルチェーンの食品安全保証を提供します。


投稿日時: 2025年3月7日