Zanieczyszczenie żywności, leków lub ich opakowań cząstkami obcymi stanowi poważny problem na rynku. Z punktu widzenia zapewnienia jakości wymagana jest identyfikacja obcych cząstek za pomocą szybkiej analizy, jak również przeprowadzenie badania w celu ustalenia przyczyny problemu i zapobiegania jego wystąpieniu w przyszłości.
W tej części przedstawiono metody analizy cząstek obcych i przykłady zastosowania najnowszego mikroskopu cyfrowego 4K firmy KEYENCE, który rozwiązuje typowe problemy i umożliwia bardziej zaawansowaną i szybszą analizę cząstek obcych.

Metody analizy i obserwacji obcych cząstek/Analiza podczas kontroli

Problemy spowodowane zanieczyszczeniem cząstkami obcymi i zwiększoną szybkością reakcji

W dzisiejszych czasach konsumenci błyskawicznie rozpowszechniają informacje za pośrednictwem serwisów społecznościowych. W związku z tym poważnym problemem stało się zanieczyszczenie żywności, leków i podobnych produktów obcymi cząstkami. Konsekwencją takiej sytuacji jest wzrost świadomości konsumentów i ich obaw dotyczących bezpieczeństwa żywności i leków.

Szczególnie surowe wymagania w zakresie bezpieczeństwa i zapewnienia jakości obowiązują w przypadku żywności podawanej regularnie wielu osobom w szkołach, szpitalach i podobnych placówkach. Kiedy pojawia się problem, trzeba szybko wyjaśnić, kto jest za niego odpowiedzialny, przeprowadzić analizę w celu zbadania jego przyczyny oraz wdrożyć środki zaradcze zapobiegające ponownemu wystąpieniu.

W wielu przypadkach analiza jest zlecana jednej z wielu zaufanych firm analitycznych, w przypadku zanieczyszczenia cząstkami obcymi liczy się szybkość, toteż firmy z branży spożywczej i medycznej coraz częściej decydują się na zakup sprzętu i systemów analitycznych do własnego użytku.

Metody analizy i obserwacji obcych cząstek i typowe problemy

Najczęściej cząstki obce zanieczyszczające produkt różnią się od niego składem, więc zwykle metodą ich badania jest analiza składu. Zastanówmy się jednak nad zanieczyszczeniem owadami produktu zawierającego białko. Identyfikacja owada jako cząstki obcej może nie być możliwa, jeśli jednym zastosowanym badaniem będzie analiza składu.
Dlatego też obserwacja i analiza cząstek obcych poprzez kontrolę wyglądu za pomocą mikroskopu jest tak samo ważna jak analiza składu. Innymi słowy, zapewnienie dokładności analizy cząstek obcych wymaga nie tylko urządzenia do analizy składu, ale również mikroskopu optycznego pozwalającego obserwować mikroskopowy wygląd zewnętrzny cząstek z dużą dokładnością.

Jednak konwencjonalna obserwacja i analiza cząstek obcych stwarza ryzyko ich przeoczenia ze względu na następujące problemy:

  • Ostro widoczny jest tylko obraz części obiektu, ponieważ cząstki obce i produkt są trójwymiarowe.
  • Cząstki obce zanieczyszczające błyszczące metale lub folie opakowaniowe z tworzyw sztucznych są trudne do zauważenia ze względu na odbite światło.

Przykłady zastosowań mikroskopu umożliwiającego dokładną i szybką analizę cząstek obcych

Od ponad 30 lat firma KEYENCE nieustannie ulepsza i modernizuje swoje mikroskopy cyfrowe, wykorzystując informacje uzyskane od klientów. Efektem tego procesu jest mikroskop cyfrowy o wysokiej rozdzielczości 4K serii VHX. Jego obiektyw o wysokiej rozdzielczości, matryca CMOS 4K, autorski system obserwacji i zaawansowane przetwarzanie obrazu nie tylko umożliwiają obserwację mikroskopijnych kształtów przy łatwej obsłudze i wysokiej rozdzielczości obrazów 4K, ale także pozwalają wykonywać bardzo dokładne pomiary 2D i 3D. Rozwiązuje on różne problemy, umożliwiając jednocześnie wykonywanie bardziej zaawansowanych analiz i ocen w łatwy i szybki sposób.
W tej części przedstawiono przykłady analiz cząstek obcych przy użyciu urządzeń serii VHX.

Obserwacja trójwymiarowych cząstek obcych

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX zapewnia dużą głębię ostrości. Ponadto funkcja kompozycji głębi w czasie rzeczywistym może być wykorzystywana do szybkiego uzyskiwania obrazów o wysokiej rozdzielczości, na których cały obiekt jest ostro widoczny, nawet jeśli jest to obiekt trójwymiarowy. Dzięki wykorzystaniu takich obrazów możliwa jest dokładna obserwacja i większa efektywność pracy niezależnie od kształtów cząstek obcych.

Obserwacja cząstek obcych przy użyciu kompozycji głębi mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Bez kompozycji głębi
Bez kompozycji głębi
Kompozycja głębi
Kompozycja głębi

Obserwacja cząstek obcych zanieczyszczających folię wielowarstwową

W tym przykładzie obserwowane są cząstki obce zanieczyszczające folie wielowarstwowe stosowane do pakowania żywności i leków. Zastosowanie konwencjonalnych metod nie pozwalało na określenie kształtu cząstki obcej, ponieważ odbicia pierścieniowe występowały w miejscu, w którym cząstka obca powodowała nierówności w folii.
W mikroskopie cyfrowym 4K serii VHX możemy wyeliminować odbicia pierścieniowe dzięki funkcji ich usuwania, która pozwala na natychmiastowe uzyskanie wielu obrazów z różnymi kierunkami oświetlenia pierścieniowego za pomocą jednego przycisku. Eliminacja odbicia pierścieniowego umożliwia wyraźną obserwację kształtów cząstek obcych dzięki usunięciu efektu odbicia od powierzchni folii.

Obserwacja cząstek obcych w folii wielowarstwowej za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Modele konwencjonalne
Bez usuwania odbicia pierścieniowego
Usuwanie odbicia pierścieniowego
Usuwanie odbicia pierścieniowego

Obserwacja owadów

Wśród wszystkich obcych cząstek, owady mają niezwykle złożone trójwymiarowe kształty i często odznaczają się niskim kontrastem kolorów.
Zastosowanie konwencjonalnych rozwiązań wymaga czasochłonnego dostosowywania oświetlenia, aby móc prawidłowo obserwować obiekt.

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX jest wyposażony w funkcję multioświetlenia, która pozwala uzyskać wiele obrazów z różnymi rodzajami oświetlenia ze wszystkich kierunków za naciśnięciem jednego przycisku. Funkcja ta pozwala użytkownikowi łatwo wybrać spośród wszystkich uzyskanych obrazów ten, który jest odpowiedni do obserwacji. Funkcja ta eliminuje czas i wysiłek, które tradycyjnie były poświęcane na wyodrębnianie warunków oświetleniowych i może być wykorzystywana do szybkiej obserwacji i identyfikacji trójwymiarowych kształtów owadów na obrazach o wysokiej rozdzielczości.
Ponadto dane obrazów z innym oświetleniem są automatycznie zapisywane nawet po wybraniu lub zapisaniu obrazu obserwacyjnego, dzięki czemu obrazy mogą być wczytywane natychmiast, nawet jeśli konieczne jest przeprowadzenie obserwacji przy innym oświetleniu. Funkcja ta może wyeliminować nakład czasu i pracy potrzebny do ponownego ustawienia próbki na stoliku i odtworzenia warunków, takich jak oświetlenie i ostrość.

Obserwacja cząstek obcych (owad) za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Bez multioświetlenia
Bez multioświetlenia
Multioświetlenie
Multioświetlenie

Obserwacja włókien w dużym/małym powiększeniu

Obiektywy o wysokiej rozdzielczości i napędzany silnikiem mechanizm rewolwerowy mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX umożliwiają płynne działanie zoomu, który automatycznie przełącza się między obiektywami zależnie od powiększenia. Ten płynnie działający zoom eliminuje czas i wysiłek, które były potrzebne do wymiany obiektywów i umożliwia obserwację w powiększeniu od 20× do 6000× przy intuicyjnej obsłudze.
Najnowocześniejszy system optyczny i matryca CMOS 4K umożliwiają wyraźną obserwację struktur włókien i obcych cząstek na obrazach o wysokiej rozdzielczości 4K nawet przy dużych powiększeniach.

Obserwacja włókien w małym/dużym powiększeniu przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Obserwacja włókien w małym powiększeniu (100×)
Obserwacja włókien w małym powiększeniu (100×)
Obserwacja włókien w dużym powiększeniu (500×)
Obserwacja włókien w dużym powiększeniu (500×)

Obserwacja łusek włosa

Obiektywy o wysokiej rozdzielczości i napędzany silnikiem mechanizm rewolwerowy mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX umożliwiają płynne działanie zoomu, który automatycznie przełącza się między obiektywami w zakresie od 20× do 6000×. Ten płynnie działający zoom umożliwia sprawną obserwację przy dużym powiększeniu i intuicyjną obsługę.
Obrazy o wysokiej rozdzielczości 4K można uzyskać nawet przy dużych powiększeniach. Dlatego też możliwa jest wyraźna obserwacja nawet takich obiektów jak łuski włosa. Tak dokładny obraz pozwala szybko określić, czy stanowiące zanieczyszczenie włosy należą do człowieka lub zwierzęcia, czy też są włóknem pochodzącym z ubrania.

Obserwacja i identyfikacja łusek włosa przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Obserwacja i identyfikacja łusek włosa przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Analiza obcych cząstek na wacikach

Dzięki mikroskopowi cyfrowemu 4K serii VHX można wyraźnie zaobserwować i przeanalizować cząstki obce nawet w przypadku wacików i innych tego typu obiektów o trójwymiarowej strukturze.
Dawniej, ze względu na ograniczenia głębi ostrości, jednorazowo można było ustawić ostrość tylko na część trójwymiarowego obiektu. Czasami trudno było zaobserwować mikroskopijne cząstki obce ze względu na niewystarczającą rozdzielczość.
Seria VHX może zapewnić wysoką rozdzielczość obrazu struktury i obcych cząstek obecnych w trójwymiarowych wacikach przy pełnej ostrości całego obiektu. Obrazy te umożliwiają bezproblemową analizę cząstek obcych, w której nic nie zostaje przeoczone.

Analiza obcych cząstek na wacikach przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Cząstki obce na waciku (200×)
Cząstki obce na waciku (200×)
Cząstki obce na waciku (200×)
Cząstki obce na waciku (200×)

Obserwacja fragmentów metalu w wysokiej rozdzielczości

W przypadku kawałków metalu o nierównej powierzchni trudno jest ustawić ostrość, dlatego też cząstki obce na tych powierzchniach są trudne do zaobserwowania i zidentyfikowania.
Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX wykorzystuje matrycę CMOS 4K o wysokiej rozdzielczości i niskim poziomie szumów oraz obiektyw o wysokiej rozdzielczości, który umożliwia uzyskanie dużej głębi ostrości i obrazów 4K. Można uzyskać obrazy o wysokiej rozdzielczości, na których widać wyraźnie kształty nierównej powierzchni na całym kawałku metalu, dzięki czemu możliwa jest bardzo dokładna obserwacja.

Obserwacja kawałka metalu za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Kawałek metalu (150×)
Kawałek metalu (150×)

Obserwacja małych owadów przyklejonych do powierzchni produktów spożywczych

Wprowadzanie na rynek żywności zanieczyszczonej cząstkami obcymi stanowi poważny problem i ma negatywny wpływ na bezpieczeństwo i niezawodność produktu.
Nawet w przypadku małych owadów przyklejonych do produktów spożywczych o nierównych kształtach powierzchni, mikroskop cyfrowy 4K serii VHX pozwala na szybkie przeprowadzenie wyraźnych obserwacji dzięki obrazom o wysokiej rozdzielczości, w których cały obiekt jest wyostrzony.

Obserwacja cząstek obcych za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Obserwacja owadów przylegających do liofilizowanego tofu (200×)
Obserwacja owadów przylegających do produktu spożywczego (200×)

Obserwacja cząstek obcych zanieczyszczających folię przezroczystą

Odbicia światła utrudniały obserwację cząstek obcych w folii z tworzywa sztucznego, która charakteryzuje się wysokim stopniem przezroczystości.
Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX umożliwia również prowadzenie obserwacji i analiz w wysokiej rozdzielczości w odniesieniu do cząstek obcych zanieczyszczających przezroczystą folię.

Obserwacja cząstek obcych w folii przezroczystej za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Obserwacja cząstek obcych w folii przezroczystej za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Obserwacja pleśni na krzywiznach powierzchni produktów spożywczych

Cząstki obce można czasem przeoczyć, ponieważ w danej chwili możliwe jest wyostrzenie tylko części obrazu próbki. Szczególnie trudno obserwować obiekty o zakrzywionych powierzchniach.
Duża głębia ostrości mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX umożliwia uzyskanie obrazów o wysokiej rozdzielczości, w których cały obiekt jest ostro widoczny, na przykład w przypadku obserwacji mikroskopijnych form występujących na zakrzywionych powierzchniach pączków. W ten sposób eliminuje się czas i wysiłek konieczny do regulacji ostrości, ale to nie wszystko. Ostry obraz całego obiektu zapobiega przeoczeniu obcych cząstek.

Obserwacja pleśni na pączku za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX
Obserwacja pleśni na pączku za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Wielofunkcyjny mikroskop, dzięki któremu można przeprowadzić bardziej zaawansowaną i efektywną analizę cząstek obcych

Oprócz przedstawionych tu funkcji, mikroskop cyfrowy serii VHX o wysokiej rozdzielczości 4K wyposażony jest również w wiele innych, w tym system obserwacji pod dowolnym kątem, rozwiązania umożliwiające bardzo dokładne pomiary 2D i 3D wykonywane za pomocą prostych operacji oraz automatyczne zliczanie i obliczanie obszaru próbek cząstek obcych (zanieczyszczeń). Ponadto możliwe jest sporządzanie raportów na podstawie zdjęć z obserwacji i wartości pomiarowych przy użyciu szablonów zdefiniowanych przez użytkownika. Jeden mikroskop serii VHX to wszystko, co jest potrzebne do bezproblemowego i szybkiego wykonania całej serii operacji roboczych.

Aby uzyskać szczegółowe informacje na temat serii VHX, kliknij przycisk poniżej i pobierz katalog. W przypadku zapytań, kliknij poniżej przycisk umożliwiający kontakt z firmą KEYENCE.