淺談食品中金屬異物的檢測

張心春 崔山

摘 要：攝入金屬異物會對消費者造成傷害，這些損傷包括牙齒損傷、口腔或喉嚨裂傷、腸裂傷或穿孔。有效的金屬異物檢測能夠避免由于金屬污染而導致的食品問題和召回損失。鑒于此，本文分析了金屬探測器的種類、檢測原理、標準試樣的材質(zhì)和類型，探討了金屬探測器標準試樣直徑的選擇以及標準試樣的放置，以期做好企業(yè)金屬異物的控制，徹底解決企業(yè)金屬異物檢測過程中存在的問題，減少和杜絕金屬異物不合格情況的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：金屬異物；金屬探測器；金屬碎屑

Abstract： Ingestion of metallic foreign bodies can harm consumers. These injuries may include tooth damage， laceration of the mouth or throat， laceration of the intestine， or perforation. Effective metal foreign body detection can avoid food problems and recall losses due to metal contamination. In view of this， this paper analyzes the types of metal detectors， detection principles， the material and type of standard samples， discusses the selection of the diameter of standard samples of metal detectors， and the placement of standard samples， in order to do a good job in the control of metal foreign bodies in enterprises， completely solve the problems existing in the detection process of metal foreign bodies in enterprises， and reduce and eliminate the occurrence of unqualified metal foreign matter.

Keywords： metal foreign body; metal detector; metal debris

金屬異物來源有很多，通常包括以下種類。①原材料，如肉類制品中的金屬標簽與灌鉛、小麥中的金屬絲、粉末材料中的網(wǎng)篩金屬絲、蔬菜中的拖拉機零件、魚類中的魚鉤、訂書釘以及材料容器中的金屬絲束；②人員影響，如紐扣、筆、珠寶、硬幣、鑰匙、發(fā)卡、戒指、別針和曲別針等；③維修保養(yǎng)，如螺絲刀及類似工具、維修后生成的金屬切屑與焊渣、電氣維修后出現(xiàn)的銅絲邊料、因低效率清理或疏忽生成的其他物品以及管道維修所生成金屬屑；④車間內(nèi)處理，當進行產(chǎn)品搬運或加工時，可能會出現(xiàn)污染危險，破碎機、混合攪拌機、切片機和運輸系統(tǒng)等都可能是金屬污染源。上述污染源產(chǎn)生的污染物包括斷裂的篩網(wǎng)、銑床生成的金屬碎片以及回收利用產(chǎn)品中的箔片等。即使最嚴格的控制措施仍然無法完全避免微小的金屬異物偶爾進入消費者食用的產(chǎn)品中。金屬異物一旦進入產(chǎn)品中，可通過篩網(wǎng)、磁鐵或浮選槽從產(chǎn)品中去除。正確的設備設計與合理選擇可最大限度地可靠檢測并剔除進入生產(chǎn)流程的任何金屬顆粒。目前最常用的是使用金屬探測器檢測金屬異物。在實際審核中發(fā)現(xiàn)許多企業(yè)對金屬異物的控制存在著模糊認識和錯誤觀念，操作上存在諸多誤區(qū)，導致金屬異物未被有效檢出。本文匯總了日常審核中實際發(fā)現(xiàn)的金屬異物檢測過程中常見問題，旨在探討正確有效地檢測金屬異物。

1 金屬探測器概述

1.1 金屬探測器主要類型

①普通樣品：矩形探測孔金屬探測器和圓形探測孔金屬探測器。②泵送液體、漿體和糊性產(chǎn)品：將輸送管中較短的部分替換為食品等級的非金屬管，使其通過金屬探測器。③自由流動粉末或粒狀產(chǎn)品：使用自由落體金屬探測器和高速分流系統(tǒng)。④立式包裝產(chǎn)品：將金屬探測器直接安裝在包裝機或加工機上或內(nèi)部。

1.2 金屬探測器標準試樣的材質(zhì)要求及主要類型

1.2.1 標準試樣的材質(zhì)要求

根據(jù)《食品金屬探測器》（GB/T 25345—2010）附錄A.2推薦的標準試樣材質(zhì)，分為導磁性材質(zhì)DT4C和非磁性材質(zhì)0Cr18Ni9[1]。

（1）DT4C，即電磁純鐵?！峨姶偶冭F》（GB/T 6983—2008）中4.1電磁純鐵的牌號用漢語拼音大寫字母和阿拉伯數(shù)字表示，“DT”代表電磁純鐵名稱中“電”和“鐵”漢語拼音的首位字母，“DT”后面的數(shù)字“4”為代號；4.2電純磁鐵牌號中代號后面的字母表示電磁性能等級，即“A”為高級，“E”為特級，“C”為超級。DT4C的磁性等級為超級[2]。

（2）0Cr18Ni9，即304不銹鋼。《不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分》（GB/T 20878—2007）中表B.1各國不銹鋼和耐熱鋼牌號對照表，舊牌號是0Cr18Ni9，新牌號為06Cr19Ni10[3]；美國相應的標準為ASTM A959-04，304不銹鋼對應的牌號是S30400，304；日本相應的標準為JIS G4303—1998，304不銹鋼對應的牌號是SUS304。0Cr18Ni9為奧氏體型不銹鋼，無磁性。

1.2.2 標準試樣的主要類型

標準試樣的主要類型有測試卡（用于分散包裝產(chǎn)品的輸送帶）、測試棒（用于分散包裝或散裝產(chǎn)品的輸送帶）、測試球（用于粉末與顆粒重力下落式檢測）以及測試桿（用于重力下落式檢測粉末與顆粒、檢測液體、糊性物質(zhì)與漿性物質(zhì)）。

1.3 金屬探測器標準試樣直徑的規(guī)定和選擇

1.3.1 金屬探測器標準試樣直徑規(guī)定及來源

根據(jù)Food and Drug Administration（FDA）的Fish and Fishery Products Hazards and Controls Chapter 20： Metal Inclusion（金屬異物），F(xiàn)DA的健康危害評估委員會支持對長度為0.3英寸（7 mm）到1英寸（25 mm）的金屬碎片的產(chǎn)品采取監(jiān)管措施。此外，小于0.3英寸（7 mm）的異物可能會對嬰兒、手術(shù)患者和老年人等特殊風險人群造成創(chuàng)傷或嚴重傷害[4]。

1.3.2 金屬探測器標準試樣直徑的選擇

標準試樣不宜太大，也不宜太小，根據(jù)GB/T 25345—2010附錄A.3直徑，優(yōu)先采用以下規(guī)范尺寸，即0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、1.0 mm、1.2 mm，1.5 mm，2.0 mm，2.5 mm和3.0 mm[1]。以常見的寬/高分別為500 mm/200 mm的矩形探測孔舉例。①在正常工作靈敏度下，根據(jù)《食品金屬探測器》表1 導磁性材質(zhì)、矩形探測孔靈敏度查詢直徑為1.5 mm，表2 非磁性材質(zhì)、矩形探測孔靈敏度查詢直徑為2.0 mm[1]。②在濕熱環(huán)境靈敏度下，根據(jù)《食品金屬探測器》表5 導磁性材質(zhì)、矩形探測孔靈敏度查詢直徑為2.0 mm，表6 非磁性材質(zhì)、矩形探測孔靈敏度查詢直徑為2.5 mm[1]。因此，推薦標準試樣直徑，干式產(chǎn)品的鐵為1.5 mm，非鐵和不銹鋼為2.0 mm；濕式產(chǎn)品的鐵為2.0 mm，非鐵和不銹鋼為2.5 mm。

1.4 金屬探測器標準試樣位置的確定

1.4.1 金屬探測器標準試樣驗證位置的確定

幾何中心是檢測機最不靈敏的部位，角是最靈敏的，所有其他點介于兩者之間，這種現(xiàn)象稱為“靈敏度梯度”。位于矩形開口中心位置的可檢測球體直徑通常是位于開口四角處可檢測球體直徑的1.5～2.0倍。具有圓形開口的檢測機在靠近檢測機壁處的靈敏度最強，而靠近開口幾何中心靈敏度則會降低。因此，通常情況下通過幾何中心驗證。

1.4.2 金屬探測器標準試樣的放置

目前，企業(yè)在將產(chǎn)品過金屬探測器時有兩種方式，分別是將模塊和產(chǎn)品一起過，以及單獨過模塊?？紤]到產(chǎn)品過金屬探測器時，可能會產(chǎn)生產(chǎn)品效應。因此最佳實踐是和產(chǎn)品一起過，以避免產(chǎn)品效應造成的誤差。標準試樣最好放置在最不易檢測到的位置，可能是包裝的前面、中間或后部，應在調(diào)試期間進行確定。除了將測試樣品放在包裝前面、中間或后部之外，還應讓其通過時盡可能靠近開口的幾何中心，即最不靈敏的位置。若包裝規(guī)格很大，建議分別對產(chǎn)品前中后3個位置進行驗證；若中間位置無法放置（如25 kg大包裝粉劑，不可能打開產(chǎn)品放到中間），建議放前和后兩個位置即可；如果包裝很小，模塊放在產(chǎn)品上即可。

2 影響金屬探測器靈敏度的主要因素

影響金屬探測器靈敏度的主要因素有金屬類型、金屬形狀與方向效應、產(chǎn)品干濕度、開口尺寸/金屬在開口中的位置、環(huán)境條件和檢測速度等，本文就前3種因素進行分析。

2.1 金屬類型

目前常使用的標準測試塊主要有3種，即鐵（Fe）、非鐵（Non Fe，一般是銅）和不銹鋼。金屬探測器的靈敏度隨著所存在金屬類型的不同而有所差異。如果污染為含鐵金屬，則它既具有磁性也是很好的導電體，因此很容易檢測。黃銅、銅和鋁等非鐵金屬盡管不具有磁性，卻是良好的導電體，這意味著在干式應用中，此類金屬相對易于檢測，但由于不具有磁性，在濕式應用中較難檢測。在食品加工與制藥業(yè)中，304與316是兩種最為常見的不銹鋼型號。但由于這兩種型號的不銹鋼不具有磁性，且導電性不佳，因此最難檢測。

2.2 金屬形狀與方向效應

如果非球形金屬顆粒，如金屬碎屑（來自機械操作的小金屬碎片）或金屬絲通過金屬檢測機，則在按照某個方向通過會比按照另一個方向通過時更容易檢測，這稱為“方向效應”。只有當金屬絲的直徑小于金屬檢測機的球體靈敏度時，方向效應才比較明顯。例如，如果將檢測機的靈敏度設置為1.5 mm直徑，則只有直徑小于1.5 mm的金屬絲才會顯示出方向效應；如果金屬絲的直徑僅約占可檢測球體直徑的1/3，則無論金屬絲的長度如何均無法檢測。

根據(jù)梅特勒托利多公司對具有不同靈敏度的金屬探測器檢測4種不同金屬絲樣品的能力比較，當檢測機的靈敏度為1.5 mm直徑，則鍍錫銅絲的直徑需要達到9 mm才能確保被檢測到；在2.0 mm靈敏度下，長度要增加到26 mm才可能保證被檢測到。因此，鋼絲球在企業(yè)被禁止使用也就顯而易見[5]。

2.3 產(chǎn)品干濕度

糕點與麥片等干式產(chǎn)品相對容易檢測，可使用靈敏度圖表對預期運行性能進行計算。檢測濕式或?qū)щ姰a(chǎn)品（如新鮮肉類、家禽、奶酪、魚類和金屬薄膜包裝產(chǎn)品）時，情況有所不同。濕式產(chǎn)品本身會在探測器中產(chǎn)生“產(chǎn)品效應信號”，需要在開始檢測之前將其去除。產(chǎn)品效應信號會降低探測器的靈敏度，且其降低程度不容易計算，因此需要進行產(chǎn)品測試以提供精確結(jié)果。

3 金屬探測器使用中常見問題及案例分析

3.1 剔除后的產(chǎn)品能否重新過金屬探測器

對于剔除產(chǎn)品，大部分企業(yè)都會將剔除產(chǎn)品重新過一下金屬探測器，如果通過，就放行處理；如果再報警就以不合格產(chǎn)品處理。這種做法存在較大風險，主要原因如前文所述，金屬過金屬探測器有方向性，很難還原產(chǎn)品報警時是以什么方位和角度通過金屬探測器。如果企業(yè)希望再次檢測，那建議保證產(chǎn)品按照原來的位置和方向通過金屬探測器。如果是自動剔除，建議按照不同的產(chǎn)品位置和角度再重新測試3次。如果剔除產(chǎn)品過多，建議對金屬探測器重新進行驗證。

3.2 產(chǎn)品中金屬碎屑的檢測案例

某草莓出口企業(yè)被進口國檢出金屬碎屑而遭索賠。該企業(yè)將金屬探測器作為關(guān)鍵控制點，且檢測合格，因此不清楚該批次草莓出現(xiàn)問題的原因。該企業(yè)從收獲環(huán)節(jié)開始查找原因，驗證了加工環(huán)節(jié)磁棒的磁力和金屬探測器的有效性，均未發(fā)現(xiàn)任何問題。將同批次樣品自檢，也未發(fā)現(xiàn)金屬碎屑。經(jīng)過反復查找，最終確認是由于排管式單凍間停電，冰霜化凍后，攜帶排管架上的鐵銹滴入草莓，導致引入金屬碎屑。同時因為這些碎屑很小，未被金屬探測器檢測到，導致最終產(chǎn)品不合格。因此，該企業(yè)增加了磁球的檢測（每批次草莓加入水，與磁球同時震蕩，檢測磁球表面是否吸附碎屑），作為金屬檢測器的輔助檢測方法。

4 結(jié)語

目前很多企業(yè)對于金屬異物檢測的理解存在誤區(qū)，不能正確根據(jù)金屬探測器和產(chǎn)品類型選擇標準試樣和設置靈敏度，甚至不能正確使用金屬探測器，這在一定程度上會降低金探檢測的準確性，進而影響食品安全，希望本文可為企業(yè)提供技術(shù)支持。

參考文獻

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.食品金屬探測器：GB/T 25345—2010[S].北京：中國標準出版社，2010.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.電磁純鐵：GB/T 6983—2008[S].北京：中國標準出版社，2008.

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.不銹鋼和耐熱鋼 牌號及化學成分：GB/T 20878—2007[S].北京：中國標準出版社，2007.

[4]Food and Drug Administration.Fish and fishery products hazards and controls[EB/OL].（2022-06-01）[2023-01-10].https：//www.fda.gov/food/seafood-guidance-documents-regulatory-information/fish-and-fishery-products-hazards-and-controls.

[5]METTLER TOLEDO.金屬檢測指南[EB/OL].[2023-01-10].https：//www.mt.com/cn/zh/home/library/know-how/product-inspection/PI-Guides/metal-detection-guide.html？cmp=als_mdguide.