Безопасен ли рентгеновский контроль для продуктов питания?

Рентгеновское излучение все шире используется для контроля продукции в пищевой промышленности. Но некоторые производители все еще сомневаются по поводу использования рентгеновских систем для контроля качества продукции. Они опасаются того, что их сотрудники будут против появления рентгеновского излучения на рабочем месте, а клиенты предпочтут продукцию другого производителя, который не использует рентгеновское излучение.

Почему именно рентген?

Рентгеновский контроль дает производителям продуктов питания исключительные возможности обнаружения посторонних включений не только из черных и цветных металлов, но и из нержавеющей стали, невидимой для магнитного металлодетектора.

Но этот метод также очень эффективно позволяет обнаруживать другие инородные примеси, такие как стекло, камни, кости, пластмассы.

При этом системы рентгеновского контроля могут одновременно отслеживать множество других параметров качества непосредственно в технологическом процессе. Например: измерение массы, подсчет компонентов, идентификация пропущенных или поврежденных продуктов, контроль уровня заполнения, проверка герметичности упаковки, проверка готовой продукции на наличие повреждений упаковки или самого продукта.

Этот метод контроля качества продукции – наиболее надежный из всех существующих на данный момент, учитывая повышение скорости работы технологических линий и рост ожиданий потребителей к качеству и безопасности.

Несмотря на то, что применение рентгеновского контроля не входит в законодательные требования, но современные системы менеджмента качества (НАССР, Глобальная инициатива по безопасности пищевых продуктов, GMP (надлежащая производственная практика), а также специализированные стандарты) призывают производителей применять максимально надежные программы контроля качества.

Включение системы рентгеновского контроля в состав общекорпоративных программ контроля качества позволяет повысить безопасность и качество продукции. Эти системы помогают производителям соблюдать требования национальных и международных нормативных документов, местного законодательства и стандартов, устанавливаемых предприятиями розничной торговли.

Что такое радиоактивность и рентгеновские лучи?

Рентгеновские лучи невидимы, т. к. они представляют собой вид электромагнитного излучения, как свет или радиоволны. Все типы электромагнитного излучения являются частью непрерывного спектра, известного как спектр электромагнитного излучения. Этот спектр простирается от длинных радиоволн на одной границе до гамаа0лучей на другой границе. Длина волны рентгеновских лучей позволяет им проходить сквозь непрозрачные для видимого света материалы. Прозрачность материала для рентгеновских лучей сильно зависит от его плотности, именно поэтому рентгеновский контроль успешно применяется в пищевой промышленности. Чем плотнее материал, тем меньше рентгеновского излучения может пройти сквозь него. Скрытые посторонние предметы, такие как стекло и металл, проявляются при рентгеновском контроле, так как они отражают больше рентгеновского излучения, чем окружающий их продукт.

Рентгеновские лучи, применяемые в системах контроля продуктов питания. не должны ассоциироваться с радиоактивными материалами, такими как уран. Радиоактивные материалы являются физическими источниками излучения. Они испускают излучение в форме α-, β-частиц и γ-лучей. Излучение идет непрерывно, и поэтому лучи нельзя выключить. Единственный способ ограничить распространение гамма-излучения – поместить радиоактивный материал в контейнер, изготовленный из вещества, поглощающего это излучение.

Рентгеновские же лучи, применяемые для контроля продукции, совершенно другие. Их можно включать и выключать, подобно электрической лампочке. Отключите подачу электроэнергии в систему рентгеновского контроля – и поток рентгеновских лучей сразу исчезнет.

Излучение в повседневной жизни

Рентгеновские лучи – это всего лишь один из нескольких природных источников излучения. Суммарный эффект всех этих источников называют фоновым излучением. Те дозы, которые мы получаем сегодня, гораздо выше доз, полученных предыдущими поколениями, так как используемое в медицине излучение повысило естественный фон на 18%. На рисунке показаны 4 основных источника, создающих фоновое излучение.

Газообразный радон. Получается при распаде радия-226, который присутствует везде, где есть уран. Радон выходит из почвы, содержащей уран и из скальных пород, обычно представленных гранитом. Доля радона в фоновом излучении различна, но как правило, составляет порядка 50%. Зачастую это единственный крупнейший источник фонового излучения.

Космическое излучение. Это излучение «поливает» Землю из космоса. Все живые существа подвергаются его воздействию, несмотря на то, что атмосфера Земли поглощает часть излучения.

Внутреннее облучение. Имеет место в том случае, если человек вдыхает или проглатывает радиоактивный материал (обычно в виде пыли).

Медицинское облучение. Основные источники – рентгеновские аппараты. Их вклад в фоновое излучение составляет около 15 %.

Сравнение различных доз излучения

Наиболее важным параметром облучения является накопленная радиационная доза. В системе СИ единицей измерения радиационной дозы является зиверт (Зв). Т.к. дозы облучения на рабочем месте обычно невелики, обычно используют более мелкие единицы измерения: миллизиверт (мЗв – одна тысячная зиверта) или микрозиверт (мкЗв – одна миллионная зиверта). Мощность дозы облучения характеризует скорость, с которой излучение поглощается со временем. Мощность выражается в мкЗв/ч (Мощность дозы = Доза (мкЗв)/Время (ч)).

Для среднестатистического человека природное фоновое излучение дает дозу облучения около 2400 мкЗв (2,4 мЗв) в год от естественных источников (табл. 1).

Таблица 1. Мощность некоторых естественных источников облучения (по данным Radiation Threats and Your Safety, Armin Ansary, 2010 г.)

Источник	Средняя доза (мЗв/год)	Интервал (мЗв/год)
Космос	0,4	0,3–1,0
Земля	0,5	0,3–0,6
Радон	1,2	0,2–1,0
Всего (округленно)	2,4	1–10

 

Как правило, эта доза намного превышает дозу, получаемую от систем рентгеновского контроля в пищевой промышленности. Типичная мощность дозы облучения в непосредственной близости от системы рентгеновского контроля не превышает 1 мкЗв/ч (0,001 мЗв/ч). Это означает, что за год оператор может получить 2000 мкЗв (2мЗв), работая 50 недель по 40 часов в неделю, и находясь все это время в непосредственной близости от системы рентгеновского контроля.

Пассажиры авиалиний поглощают больше рентгеновских лучей, чем те, кто остается на Земле. Типичная среднегодовая доза облучение часто летающего пассажира составляет порядка 2600 мкЗв (2,6 мЗв).

Если съедать баночку мидий каждую неделю в течение года, можно дополнительно получить 250 мкЗв (0,25 мЗв), а это больше, чем получает пассажир авиалиний за рейс.

Таким образом, находясь на планете Земля, вы постоянно находитесь под воздействием излучений.

Рентгеновский контроль и облучение продуктов

Производители продуктов питания используют рентгеновские лучи двумя способами:

1. Для проверки продуктов питания на наличие посторонних включений (для контроля качества).

2. Для обеззараживания продуктов питания (уничтожение бактерий).

В принципе эти технологии схожи, т. к. в обоих процессах используется излучение. Но в последнем случае дозы облучения на несколько порядков выше. Но продукты питания не становятся радиоактивными при воздействии рентгеновских лучей, точно также как и человек не становится радиоактивным после рентгеновского исследования грудной клетки.

Существует научное доказательство того, что рентгеновские лучи не наносят вреда продуктам питания. Исследование, проведенное в 1997 г. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), подтвердило, что облучение продуктов питания с мощностью дозы до 10 000 ЗВ не влияет на их безопасность и питательную ценность. Это значит, что продукты питания можно подвергать воздействию таких доз облучения, которые используются при рентгеновском контроле. Исследование доказало, что продукты питания остаются безопасными для употребления в пищу и не теряют свое питательной ценности.

Дозы облучения, которые используются при промышленном рентгеновском контроле, меньше одной десятимиллионной той дозы, которая использовалась в исследовании ВОЗ. Продукты питания, которые проходят через систему рентгеновского контроля, проводят около 250 миллисекунд в потоке рентгеновских лучей. За столь краткое время они получают дозу облучения около 200 мкЗв (0,2 мЗв). Этот уровень настолько мал, что продукты питания природного происхождения могут подвергаться рентгеновскому контролю без изменения их органических свойств и качественных характеристик.

Мощности доз при обеззараживании продуктов питания намного выше, и, согласно утвержденным методикам обработки пищевых продуктов, они составляют от 500 до 10 000 Зв (Источник: Radiation Threats and Your Safety, Armin Ansari, 2010, p. 311).

Как бы вы к этому не относились, но объективно те продукты питания, которые прошли через систему рентгеновского контроля, так же хороши и так же вкусны, как и до сканирования. Никаких ощутимых изменений вкуса, консистенции или питательной ценности не происходит, облученный продукт абсолютно неотличим от необлученного.

Хорошие продукты питания этим не испортишь.

Требования и основы безопасности

Система рентгеновского контроля включает три основных компонента (рис. 1):

·        Генератор рентгеновского излучения (А);

·        Детектор (В);

·        Компьютер (С).

Вышедший из выходного окна генератора излучения пучок рентгеновских лучей проходит через коллиматор (устройство для сужения пучка лучей, обычно – до веерного пучка шириной около 2 мм), затем через пищевой продукт и далее – на детектор.

Система размещается внутри шкафа, изготовленного из нержавеющей стали и оборудованного лампами высокой видимости, сигнализирующими о состоянии системы. Если лампы выходят из строя, источник рентгеновского излучения автоматически отключается. Доступ к главному пучку рентгеновских лучей защищен двумя автоматическими аварийными выключателями и контролируется защитным реле.

Лучи генерируются только тогда, когда система включена. Во время работы системы опасность можно снизить с помощью расстояния или экранирования.

Расстояние

Интенсивность облучения быстро снижается по мере удаления от источника пропорционально квадрату расстояния до источника. Однако на предприятиях пищевой промышленности пространство ограничено, поэтому этот способ защиты не всегда возможно применить.

Экранирование:

Является наиболее распространенным способом обеспечения безопасности работы системы. Чем плотнее материал экрана, тем лучше эффект экранирования. Именно потому оборудование для рентгеновского контроля и шкафы, внутри которых размещают генераторы, сделаны из нержавеющей стали.

Должным образом экранированное оборудование не представляет никакой опасности для здоровья людей, которые с ним работают.

Благодаря высокой чувствительности детекторов современных систем рентгеновского контроля производители оборудования смогли понизить мощность источника рентгеновского излучения, что, в свою очередь, требует меньшего экранирования.

Нормативы безопасности

Производство и поставка оборудования рентгеновского контроля осуществляются в соответствии с требованиями официальных нормативных документов. В Великобритании это «Правила защиты от действия ионизирующего излучения» (Ionizing Radiations Regulations) (1999 г.). В США – Американский стандарт 1020.40 CFR (свод федеральных нормативных актов). Эти документы обеспечивают безопасность использования оборудования, даже если оператор постоянно находится в непосредственной близости от оборудования в течение всего рабочего дня.

На практике, однако, операторы проводят очень мало времени рядом с оборудованием рентгеновского контроля. Современные системы автоматизированы, и участие оператора сводится к минимуму. Тем не менее, хорошо спроектированные системы рентгеновского контроля должны соответствовать требованиям местных норм и правил в отношении испоьзования источников ионизирующего излучения.

Устройства обеспечения безопасности

Стандартные устройства должны включать экранирующие шторы для защиты от излучения и предохранительное блокировочное устройство. Сама система рентгеновского контроля должна допускать при необходимости полную интеграцию в цепь аварийной защиты технологической линии производителя. К другим обязательным устройствам относятся блокируемые разъединители первичной цепи, удобные устройства аварийной остановки и комплект ламп, устанавливаемых сверху и хорошо видимых со всех сторон производственного помещения.

Устройство после установки проходит обязательные испытания и, в случае успешного прохождения, на устройство выдается сертификат. Обычно испытания проводит либо производитель оборудования для рентгеновского контроля, либо независимая инспектирующая организация.

Применять или не применять?

Ренгеновский контроль продуктов питания все прочнее входит в нашу повседневную жизнь. С каждым годом все больше производителей известных торговых марок внедряют на своем производстве рентгеновские системы контроля качества продукции. Не стоит этого бояться. Рентгеновские лучи никак не влияют на вкус и качество продуктов. Это готовы подтвердить все, кто уже внедрил у себя на производстве рентгеновский контроль.

Защиту персонала обеспечивают нормативные документы и конструкция самого оборудования. При условии соблюдения всех требований современные системы рентгеновского контроля обеспечивают безопасные условия работы в пищевой промышленности.

Это оборудование никогда не появилось бы, если бы не служило очень важной цели. Реальную угрозу здоровью человека несут именно инородные включения, попадающие извне в продукты питания, такие как частицы металлов, пластиков, стекла, камней и костей. Обнаружить их можно только с помощью рентгеновского излучения. Системы контроля не только обнаруживают вредные примеси, но и удаляют такие продукты с технологической линии. Рентгеновский контроль также помогает контролировать целостность упаковки и самой продукции.

На сегодняшний день эта система – наиболее эффективная из всех имеющихся, и можно с полной уверенностью сказать, что рентгеновский контроль – важный инструмент, который позволяет гарантированно повысить безопасность и качество продукции.