CN101022931A - 食品和药品中的塑料以及弹性体的分离 - Google Patents

Abstract

来源于处理设备的、食品或者药品中的污染物，在生产流程中用已知的检测装置，通过检测分散在处理设备或者用来包装食品的薄膜中的颗粒状磁性矿物来检测。检测该矿物的磁场，因此，由其产生的信号造成拒绝包含污染物的产品。公开了一种通过引入亚铁磁陶瓷填充物来制备处理设备的模制部件和包装薄膜的方法。公开了用于模制品和挤出薄膜的组合物，其含有尺寸范围为0.5－20μ的、10－50％的磁铁矿和其它磁性填充物。

Description

食品和药品中的塑料以及弹性体的分离

技术领域

本发明涉及用于从生产流程中的食品或者药品中去除物理污染物的方法。

发明背景

由于产品召回所付出的代价，诉讼和伤害消费者、消费者丧失信心、导致生意损失的再销售所付出的代价，以及不遵守标准和规章所受到的相关惩罚，使得食品和药品工业中的物理污染让制造商承受无法接受的财务风险。

污染物种类的例子，特别是关于工业方面的例子是，在混和器(mixer)、捏和机(blender)、挤压机等中的工作部件故障，导致释放出机械碎片进入产品。糖果工厂中的玻璃纤维盘的破损导致块糖和煮熟的果冻被塑料和玻璃纤维污染。塑料包装袋中的肉的包装材料(随后冷冻)可能粘附或者夹住从包装袋上撕下来的、并且保持粘附在肉自身上的塑料。无法预料的故障如从刷子上的毛发脱落可能使检测更困难。对于该类侵害，有些公司实施的惩罚可能很严厉，导致进一步的商业损失。

在现有技术中，美国专利6,113,482和6,177,113提倡将5％的不锈钢、削下薄片(shavings)、锉屑(filings)或者粉末的金属颗粒分散在所有可能出故障的塑料食品机械部件中，并且提供了一种碎屑的例子。该金属的目的是在金属检测器中产生显示存在有塑料污染的信号。

该方法的局限是，金属检测装置仅仅能够检测被认为15×15×2mm的大碎片(正如在B.S.Teasdale网站上所显示的)。比这更小的污染物仍然存在无法接受的、食品召回和伤害消费者的风险。所以，需要在最小化可检测尺寸上进行极大的改进。

在现有技术中，美国专利6,113,482和6,177,133提倡将5％的不锈钢、削下薄片、锉屑或者粉末的金属颗粒分散入塑料薄膜包装中，以能够检测出食品中的碎片。该方法的局限是，薄膜将不得不比举例的碎屑碎片明显更大，必须包含相当量的金属来激活金属检测器。15mm×15mm×2mm的碎屑相当于105mm×105mm×40μm的塑料薄膜片。

另外，不锈钢的锉屑、金属屑(swarf)和粉末不太适合用作塑料薄膜中的内含物。不锈钢的大颗粒尺寸相对薄膜厚度、颗粒不规则形状和颗粒的磨损性，不适合于制备薄膜基产品。以上问题的组合可能解释，为什么没有可购买的商业产品。因此，需要可以商业上生产的、性能改进的薄膜产品。

尽管现有技术美国专利6,113,482和6,177,133指出，检测速率可以通过增加颗粒百分比来改善，但是还存在两个不足。首先，金属颗粒的成本相对较高，其次，增加不锈钢颗粒自身污染的风险。生产者在尽力防止由于设备损坏而导致它们的产品被不锈钢锉屑所污染的方面花费相当大的努力，因为它是危险的，不想将这些类似的污染物加入塑料，这些塑料不太容易保存这些锉屑，使它们也成为食品中的污染物。因此，需要更安全的可替代的手段来解决该问题。

在我的共同未决的申请WO03/045655A1中，以上所述的金属颗粒被更小物理尺寸的磁性材料颗粒代替。它们分散在通常的模制聚合物中，制成食品机械部件，例如用于在糖果生产线上运输淀粉的模制托盘。如果处理机械损坏了托盘，即使小碎片(尺寸为1mm和更小的)包含足够的磁铁矿(magnetite)，使它们可以通过磁吸附从循环的淀粉和食品中分离。

磁铁矿以更大的百分比存在，其颗粒是圆的，直径为0.1-100μm的数量级。它们比金属颗粒便宜很多，无毒，如果偶尔咽下，无身体侵害性，当它们混合配制成模制组合物时，不磨蚀机械。磁化率使该方法从一种检测方法变成一种物理分离方法。包含矿物的碎片收集在连续地搜寻污染物的磁体上。将磁铁矿分散在塑料薄膜中，是可能的，因为该矿物是很细小的基材，或者通过沉淀来人工合成制成小至0.1μm。生产者可以通过简单地安装由包含大约10-50％矿物的聚合物组合物所制成的部件，期望显著地改善防止物理污染。1mm和更小的颗粒可以通过磁体来去除。

共同未决的专利申请WO 03/045655的局限是，它被限制在如下申请，其中，污染物是自由流动的粉末、颗粒、液体，可以达到磁体和污染物之间的近距离的接近。它不适合如下的应用，污染物镶嵌在产品中，或者包裹在食品包装中，磁场强度不足以去除包装的和包裹的污染物。

发明内容

本发明方法提供一种由生产流程中的食品或者药品中检测和除去物理污染的方法，其中，污染物源是塑料或者弹性体的食品加工或处理设备，它包含此处所定义的、分散的磁铁矿材料，所述方法包括使食品或者药品受到金属或者磁场检测设备的检测，该设备发出信号，利用该信号使产品转移出生产流程。

被选择用来能够检测和除去物理污染物的材料选自亚铁磁陶瓷。这些离子型材料通常被称为立方型铁氧体(cubic ferrite)，可以由化学式MFe₂O₄表示，其中，M表示几个金属元素如Ni、Mn、Co、Cu中的任一种。具有其它组分的立方型铁氧体可以通过加入取代晶体结构中的部分铁的金属离子来生成。因此，通过组分的调整，可以生产具有一定范围磁性能的铁氧体合成物。非立方型铁氧体的陶瓷材料也是亚铁磁的，这些包括六角晶系铁氧体和石榴石。这些材料的化学式可以用AB₁₂O₁₉表示，其中，A是二价金属如钡、铅或者锶，B是三价金属如铝、镓、铬或者铁。两个最常见的六角晶系铁氧体的例子是PbFe₁₂O₁₉和BaFe₁₂O₁₉。这些亚铁磁材料的饱和磁化强度不如铁磁体的高。尽管陶瓷材料的铁氧体是非导电的。

本发明优选的实施方式是铁氧体Fe₃O₄或者是另外已知的磁铁矿矿物或者天然磁石。这是自然产生的矿物，尽管它也可以合成生产。

磁铁矿有许多优点。第一个优点(我们将会讨论)是，它通常被认为是安全的。磁铁矿基本上无毒。它被美国食品和药物管理局(FDA)允许作为食品色素。当引入塑料时，它已经被测试并通过FDA和EEC的食品接触要求，其是基于矿物进入到食品内。磁铁矿实际上在鸟中被发现，并被鸟类用作内部指南针来导航，可以用作缺少铁的动物的食物补充。

由聚合物和亚铁磁陶瓷一磁铁矿制备部件，不存在化学危险。

磁铁矿是自然形成的矿物，被开采并研磨至用于工业应用的100-1μm的合适尺寸。它还可以合成生产，特别是需要高纯度和超细颗粒尺寸，例如0.6μm。

磁铁矿的特征是，它可生产有规则圆形的、可获得如图2所示的超细颗粒。其优点有许多，其中一优点是无身体侵害性。相比之下，发明背景技术中所述的不锈钢粉末更大，存在明显的危险，它是感染的潜在场所。

使用无毒和无侵害性的磁铁矿，确保由聚合物和磁铁矿所制造的部件不会比聚合物本身造成更大的、增加的风险。这对于如下的部件碎片是特别重要的，该部件碎片太小以致不能被检测和去除、或者在检测设备失败模式中，公众不会暴露于增加的风险中。

磁铁矿的另一特征是其尺寸、形状和5.0的比重。与在发明背景中所述的金属(它分散很差)相比，这能够更好地分散。在制备的部件中，不能清楚地看到单个颗粒。

磁铁矿的进一步特征是低的制造成本。磁铁矿由自然形成的矿物研磨而成或者通过合成制备，它便宜并且可以用作低成本的填充物，特别是与发明背景中所讨论的现有技术中所使用的特殊金属相比。

磁铁矿的进一步特征是，它是矿物。所有矿物例行地混合、模制入聚合物中以用作填充物或者提供技术效果。它不比许多其它类型填充物更具有磨损性，因此，与其它矿物填充的聚合物相比，不存在磨损和维修成本上的过分增加。相比之下，在发明背景中所述的金属存在由于破损而导致的维修成本上的明显增加。

混合和模制聚合物基混合物的方法是广泛和多变化的，所以仅在实施例中所给出的那些方法，被提供给聚合物/磁铁矿基质。

在设计组分中必须考虑的问题是，该聚合物自身的物理性能不同于聚合物/磁铁矿基质。相比之下，现有技术主张，使用1％和5％之间的颗粒状金属，其尺寸和形状对片部件产品的结构完整性没有明显的影响，这是可能的。但是无论怎样，可能有影响。使用10％和50％之间的磁铁矿，将会影响到塑料的性能。在有些情况中，当磁铁矿可以用来代替现有的矿物填充物时，这将不是重要的问题。在其它的如加入矿物填充物的影响是熟知的情况中，可以在设计阶段作出部件部分的简单设计变化，或者通过加入其它添加剂或者使用可替代的聚合物来克服这些设计问题。

亚铁磁陶瓷典型地以10wt％～50wt％的范围混合到聚合物中。依赖于设计折衷的配方使其适合于以下应用，可能包括成本、聚合物类型、物理性能、生产效率、最小可接受的检测范围等等。

已经发现，与100％的不锈钢金属组分相比，聚合物中含有大约30wt％～35wt％磁铁矿的配方可能接近最小可检测尺寸，如2.0mm不锈钢球的工业标准。用发明背景中所讨论的、仅包含大约5％不锈钢的现有技术，是不可能达到该检测水平。

金属检测器例行地用来检测来源于设备的金属污染物，因此，现有技术将金属引入塑料，以检测塑料碎片。但是正如在本发明背景中所讨论的，用该方法的最小的可检测尺寸是不可接受的。

在现有技术中，亚铁磁陶瓷可以提供显著的改进。该原因是不同材料的性能的结果。所有的金属是导电性的，被称为有色金属的第一组包括铜、金、银、铝等，它们被称为顺磁性的或者反磁性的，都是非磁性的。当暴露于金属检测器的电磁场时，它在金属中感应出电流，反过来，在金属周围感应磁场，该磁场与平衡线圈结构作用，产生信号。

亚铁磁材料可以研磨很细或者由沉淀法形成至0.1μm-100μm的颗粒尺寸。亚铁磁材料可以典型地以10-50wt％的范围存在，也就是说，10、15、20、25、30、35、40、45、50％。

亚铁磁材料有天然的磁性，但是它们的性能可以通过在模制之前、期间或者之后应用磁场来增强。检测装置可以是商业购买的金属检测器。塑料或者弹性体优选在食品工业中已经使用的塑料或者弹性体组内，因为它们适合于食品接触。亚铁磁材料一般与塑料或者弹性体均匀混合，形成塑料或者橡胶部件。变化可以包括共挤压层、或者其它合适被塑料或者橡胶层粘结的层以在食品和可检测层之间提供边界层，或者获得某些其它的技术效果如颜色、化学挤出性等。例子包括由塑料薄膜生产的真空包装CRYOVA^TM袋，该薄膜由防止氧进入损坏食品的边界层和可分离的芯层组成。对于肉包装袋，薄膜为黑色，厚度为25-80μ。

为食品和药品工业生产的产品的例子可以包括容器、盘子、运输机、辊、刷子、刮板、包装袋、薄膜、封口机、盖子、手套和外科用敷料。

简要地，金属检测器是电子类装置，它有由交流电驱动的线圈和一对检测线圈，所述交流电产生振荡的磁场，所述检测线圈连接在精确平衡的电路上。

对于完全导电的材料如(a)含有高含量的水和盐的某些食品如肉和奶酪，以及(b)有色金属如Al、Pb，当磁场来回地加载脉冲时，它与所碰到的、任一导电的物体相互作用，使它们产生自身的弱磁场，当接受线圈经过发出弱磁场的物体时，很小的电流流过接受线圈，该电流与驱动线圈是异相的，因此，产生可以激活拒绝装置的信号。该信号由图4C中的阻抗平面(impedance plane)上的线来表示，其角度由该物体的导电性决定。

对于铁类金属(Fe、Co、Ni)，由于导电响应和铁磁响应的组合，响应的形状是复杂的，所述铁磁响应是在金属检测器磁场中磁化的结果(参见图3C)。

相比之下，亚铁磁材料(Fe₃O₄等)不是导电性的，由于该材料的磁场与导电材料的相角不一样，所以产生直线响应(参见图5C)。

金属检测器可以检测任何导电物体包括食品如热面包、肉产品和奶酪。弱导电性的这些食品可以产生比由于需要检测的金属样品的尺寸所产生的大几倍的影响。这称为产品效应。产生该效应，这是由于在产品中流动的涡电流，特别是当它是湿盐时，其特性为弱导电性。

与金属颗粒相比，大颗粒尺寸的食品使这些效应相当明显。因此，金属颗粒不可能被检测，除非是大颗粒。

所讨论的亚铁磁材料是非导电性的，因此，产生可测量的不同响应，即使食品是导电性的。金属检测装置如在美国专利No.5,304,927中所述的，可以校准以检测食品的背景信号，很容易地识别亚铁磁材料的效果。

我已经发现，亚铁磁材料在化学组分、制备方法方面明显不同，而且，在形状和尺寸、性能(特别是磁、导电性、能够检测性、磨损性)以及它对会导致物理危险的机械磨损、形状上的影响是有利的，以及高装载量混合的容易性，以生产需要消除与污染相关的风险的食品和药品行业的独特产品。

检测装置产生信号，该信号被传送到丢弃被污染的物品的装置的范围。典型的丢弃机构包括转向阀、吹风器、推动臂、可缩回的输送床、可逆的输送床、滑动门、油墨标记器、转向输送机、机器夹钳和简单的闪光灯以及用于人工移除物体的停止/启动机构。

附图说明

现在参考附图，描述本发明的附图。

可检测的颗粒和它们的特征

图1A、1B和1C是在现有技术美国专利6,113,482和6,177,113中所述的金属锉屑、金属屑和不锈钢粉末的图片。

图2A、2B和2C是放大的磁铁矿颗粒的图片。

图3A是铁类金属的自旋磁矩图。

图3B是铁类金属的90°位相差的图和同相的图。

图3C是铁类金属的阻抗平面响应。

图4A是有色金属的阻抗平面响应。

图4B是有色金属的阻抗平面响应。

图4C是有色金属的阻抗平面响应。

图5A是亚铁磁陶瓷的阻抗平面响应。

图5B是亚铁磁陶瓷的阻抗平面响应。

图5C是亚铁磁陶瓷的阻抗平面响应。

图5D是湿产品的阻抗平面响应。

图6是由金属和金属氧化物中的原子间交换耦合作用影响的基本磁偶极子取向图。

图7是由按照实施例1均匀地分散在聚丙烯基中的磁铁矿所制成的材料加工板条箱的透视图。

图8是在输送机上进行检测的肉盘子的实施例。

图9是形成塑料包装袋部分的根据实施例2的HDPE/LLDPE塑料薄膜的透视图。

图10是表示大约颗粒尺寸和形状与薄膜厚度的图。

图11是按照实施例3在压板碎片的侧面上简单斜接的弹性体密封的图。

图12是机械转向器的图。

图13是气动转向器的图。

附图详细描述

可检测的颗粒

图1A、1B和1C是在现有技术美国专利6,113,482和6,177,113中所使用的金属屑、不锈钢粉末和金属锉屑的图片。该图片图示了该材料的不规则形状，它们在摄取或者外部接触方面产生侵害性的身体上的危害，另外，会使在薄膜挤压生产线上的滤网组(screen pack)产生阻塞。

金属颗粒可以通过机械磨损来生产，形成金属屑或者锉屑。金属粉末可以通过将熔融金属吹入冷空气流中固化成金属来生产。两种方法生产颗粒是磨损性的和物理磨损性的。金属不能紧密地粘结到塑料或者橡胶上，这是为什么它们在金属模具中被模制的原因。由于是非常细的碎片，所以其结果是它们可能被磨损进入到食品中。

图2A、2B和2C图示出圆形的矿物磁铁矿，与图1中的颗粒相比，它无毒，无对身体的侵害性。铁氧体研磨成很细的粉末或者通过沉淀形成。如果磁铁矿颗粒确实磨碎，它的形状和尺寸不存在安全风险。由于磁吸附的作用，该颗粒会团聚。

食品生产者发现，他们能够通过使用金属基可检测塑料使塑料污染物的风险减小至某种程度，但是却有加入金属污染物的风险。

生产者希望以下可能性：消除金属成为污染物的风险，同时通过使用可检测的铁氧体基塑料仍然能够检测塑料或者弹性体。

图3A-3C和4A-4C示出了如现有技术美国专利6,113,482和6,177,113中所讨论的金属基本性能的两点不同。

图5A-5D示出了在湿产品和干燥的产品中亚铁磁材料的响应。

图6示出了磁材料的自旋磁矩：

(a)如现有技术美国专利6,113,482和6,177,113中所使用的铁磁体(如金属Fe、Co、Ni)，该铁磁体显示出铁磁材料的原子偶极子相互对齐排列。

(b)反铁磁体(如陶瓷材料MnO、FeO和MnS)。相反的磁矩相互抵消，因而，该固体作为整体不具有净磁矩。

(c)亚铁磁体(如陶瓷和铁氧体-Fe₃O₄、Fe₂O₃、XO，其中X是二价金属)。正如在本专利申请中所使用的，由自旋磁矩的不完全抵消而产生的净磁矩。

图3A所示的是金属检测器对铁类金属样品、铁氧体样品和有色金属样品的响应。

图4(a)所示的是结构和自旋磁矩，(b)信号响应，(c)有色金属的阻抗平面图。在阻抗平面上，该图是直线，其角度取决于该金属的导电性。

金属检测器不仅检测导电性的金属物体，而且检测任何其它导电性的物体，如湿的食品、热面包、肉、奶酪或者甚至你的手。尽管很弱的导电性，但是食品的尺寸和质量产生明显的信号响应。这被称为产品效应，检测器通过使用过滤器和辨别力来去掉产品效应，该产品效应会导致灵敏度的降低。

为了改善信号响应，使用被分类为铁磁体的铁类金属Fe、Ni、Co。这导致如图3所示的导电性和磁响应。

在该情况中，由于两种效应的叠加，阻抗平面上的响应是闭合环路。典型地，低碳钢(是铁类的)可以被检测至尺寸为1mm的球。不锈钢316，其是用于食品工业中的容器和其它设备部件的有色金属合金，可以被检测至尺寸为2mm的球。

相比之下，亚铁磁陶瓷产生明显不同的响应。参考图5。这导致在阻抗平面上产生水平线，因为没有导电的组分。对于那些使用手持金属检测器来检破烂、搜寻或者探矿的人来说，铁氧体的响应是熟知的，但是对食品工业中的那些人并不是熟知的。铁氧体响应是由于矿化石，并被称为地面效应(groundeffect)，尽最大努力将该效应辨别或者过滤出来。该效应在食品工业中没有观察到，因为在食品工业中，不存在铁氧体，或者很小量，使得该效应被其它的响应所淹没。亚铁磁陶瓷显示出永久磁化，正是该磁场触发检测线圈。

对于包含聚合物/磁铁矿基质的湿产品，存在有导电性食品的单独响应与磁铁矿的磁响应的叠加。这产生闭合环路效应(loop effect)。通过表征无污染物产品的信号以及有各种水平的污染物的产品的信号，污染材料可以很容易地被排出。正如在美国专利5,304,927中所建议的。

以下实施例阐明了某些应用和它们的优点。

可检测的塑料板条箱

图7所示的如下实施例1的应用，所述应用用研磨的磁铁矿分散在聚乙烯中，生产材料处理板条箱2。获得很好的分散。该颗粒肉眼不可见。

图8所示的是当肉盘4在输送机8上移动时，肉盘4即将通过金属检测器6的孔。

实施例1

颗粒尺寸为0.1-100μm的磨碎磁铁矿与聚合物碎片混合，以20％的磁铁矿与80％的聚丙烯的比例混和，将颗粒均匀地分散。该混合物模制成板条箱2。板条箱2可以用来盛装肉切片、家禽块或者糖果。板条箱可以机械地空置在输送机、工艺设备上，或者相互堆叠或者堆叠在货盘上用于储存。

在改进中，通过加入橡胶来改性聚丙烯，确保它以柔性方式损坏，而不是以脆性方式损坏。

颗粒尺寸为0.1-100μm的磨碎磁铁矿与聚合物碎片混合，以20％的磁铁矿与80％的橡胶改性的聚丙烯的比例混和，将颗粒均匀地分散。该材料以典型的热塑性螺杆和桶式混配料机来混合。摩擦热和加热的桶熔化该聚合物，螺杆的搅拌混合该聚合物，该材料挤出成条，冷却，切粒。该聚合物用典型的注射模制机械和工具来模制成形。由螺杆所产生的摩擦热和加热的桶熔化该聚合物，它在压力下被注射入金属模具，冷却固化该材料，形成板条箱。

如果在该处理期间，板条箱被磨损或者损坏，依赖于金属检测器，可以很容易地检测到3×3×1.5mm的小碎片，所述金属检测器具有600×350mm的大孔尺寸，在糖果工厂或者如图8所示的肉盘4中以低频率操作。用更小管道的检测器，在最小化检测尺寸方面的进一步改进是可能的。

可检测的塑料薄膜

图10示出如下实施例2的应用，该应用将合成的磁铁矿与高密度的聚乙烯和线型低密度聚乙烯混合，形成塑料薄膜10。

图9示出所使用的磁铁矿和现有技术中的不锈钢金属粉末的颗粒尺寸。

实施例2

本发明提出的实施方式是生产可检测的薄膜。用矿物二氧化钛(白色颜料，尽管是不可检测的)的染色薄膜，强调了矿物如磁铁矿样的铁氧体可以作为生产类似物理性能的薄膜的替代物。另外，习惯于矿物工作的薄膜加工者很容易认识支，基于磁铁矿的薄膜生产是可行的，不存在加工问题(由于磨损、颗粒尺寸和形状，金属粉末的使用注定不可行)。能够生产在0.1-1μm范围内的超细颗粒，以确保均匀地分散、高装载量以及形成具有合理物理性能的合适薄膜。在该实施例中，有制备母料的第一混合阶段，在带加热桶的双螺杆混和器中，0.6μm的合成磁铁矿均匀地分散在LLDPE载体中，其中70％的磁铁矿和30％的LLDPE。由于摩擦热、加热的桶以及螺杆的搅拌，熔融的LLDPE与磁铁矿混合，聚合物被挤压出模口，形成细条，然后冷却，被切成粒。然后，在挤压之前该母料被加入到类似于上述的另一个混合阶段，其中使用40％的母料和60％的HDPE/LLDPE。

熔融的聚合物被挤压形成薄膜，在40μm的可检测芯层中，该薄膜有28％的磁铁矿和72％的HDPE/LLDPE组分。在该实施例中，100％的HDPE/LLDPE的边界层、10μm顶部和底部产生60μm的薄膜被同时共挤出。在该特定的应用中，边界层提供强度、抗撕裂性、耐化学性和氧隔离层。样品薄膜如图10所示。内容物的相对尺寸参见图9。

薄膜的应用是用于纸板箱的内衬或者塑料板条箱的内衬(实施例1)，大批量的肉切块在大约0℃被放入，用于储存和装船输送到其它的肉处理处。该薄膜10被设计替代现有的100％的HDPE/LLDPE薄膜，现有薄膜经常地包夹在冰冻的肉中，成为污染物。该污染物如今可以被检测，在加工之前或者加工之后，优选在斜道中，或者在加工最终产品如比萨饼中被检测。

另一应用实施例是，使用薄膜生产盛装干燥粉末产品(如用于糖果工业中的糖或者淀粉)的包装袋(图10)。该包装袋典型地用锋利的刀切开，轻轻倒入加工容器中。作为这种操作的结果，塑料切片是常见的污染物。

通过570mm×355mm的大孔检测器检测塑料薄膜，该检测器通常用于检测产品整个包装袋12中的金属碎片，能够检测按照实施例2的40mm×40mm的薄膜碎片。

另一应用实施例是，糖果处理机，因此，在包装袋被切开以后，使用更小的150mm管道的检测器，能够去除按照实施例2的10mm×10mm的碎片。这在体积上相当于2mm球。

可检测的橡胶密封条

图11示出了实施例3的、用于食品加压机的弹性密封14的应用。密封14胶合到板16上。

实施例3

磁铁矿均匀地分散在两部分液体聚氨基甲酸酯橡胶中，混合比例为35％的磁铁矿与55％的聚氨基甲酸酯部分A和部分B，包括另外的添加剂。在小烧杯中，用刮铲手工混合这些组分，直到均匀地分散。该材料然后倾倒入小的硅树脂模具中，使其在大约40℃固化1天，然后手工移除固化部分，粘贴在模板上。

应该指出，其它橡胶需要专门的重型混合器来混合稠的和粘性的橡胶。然后，在加热和压力下将其注入或者压缩模制成形。

由于在正常使用期间的磨损，压力密封和模制品会被磨损；或者当成形的盘子错送入模压机时，压力密封和模制品偶尔会被撕掉。在150mm管道的检测器中，可以很容易地检测到1.5×1.5×1.8mm的破碎模制品或相同体积的2mm球，这相当于100％的不锈钢部件。

在所有三个实施例中，板条箱、薄膜和密封的碎片都能够在管道检测器中产生信号，在工业中已经应用的所述管道检测器由澳大利亚的维多利亚Detection Systems Pty.Ltd.公司制造。该检测器激活继电器，继电器使转向器将食品或者药品包置于收集箱中。收集的物品可以通过重复经过检测器来检测，或者它们可能为废料。加拿大安大略省的Lorenz制造了一系列的转向器围(图12)，将产品转入拒绝箱。

该类检测和分离如图12和13所示。图12是产品输送管18，它将产品20导向转向闸22。当在产品中检测到内含物24时，金属检测器6给该转向闸以信号；当它到达检测器时，该阀将该产品转向拒绝箱26。

在图13中，检测器6激活空气喷嘴28，该喷嘴引导空气吹出被分出的产品。

我已经发现所述实施例的优点有：

1.安全性。由该混合物，可以制造部件、物品和薄膜，该混合物不包含金属，由金属产生的“尖锐的”危险，只含有无毒和非侵害性的亚铁磁陶瓷如磁铁矿，因此如果检测失败，磁铁矿不存在化学或者物理上的风险。

2.低成本。部件部分的单位成本与现有的塑料部件相当。在设计阶段，该特征类似于填充聚合物的其它矿物，形状和尺寸可以相应地调整，和/或者加入另外的添加剂，相应地改变其物理性能。作为原料，亚铁磁陶瓷的内含物如磁铁矿用作低成本的填充物。在加工期间，矿物填充物的磨损特性类似于现行使用的大批矿物填充物，因此，不存在用于聚合物混合机或者模具的、额外的维修成本。

3.检测性能。引入高装载量的亚铁磁内含物如磁铁矿的能力，能够在相当于100％金属部件的距离处进行检测，例如，10×10×40μm的塑料薄膜和橡胶模制品一般相当于2mm的不锈钢球。

4.应用。非常细小的颗粒尺寸0.6μm和圆形颗粒形状，使所开发的真正薄膜基产品相对便宜，并适合于用作一次性物品。

5.金融风险。现在食品加工者会更少地卷入由于污染物所导致的风险。他们已经降低了人伤害诉讼的可能、降低了成本、食品召回以及相关成本，还减小了由于不满意产品的安全性所导致的商业形象损失、供应合同的损失以及消费者售出的损失。基于包含亚铁磁内含物的塑料，认为这些成本上的节省足够弥补任何成本上的增加。

应该了解到，在整个说明书中所使用的词“包括(comprising)”以其所包含的形式来解释，即词“包括(comprising)”的使用并不排除加入其它元素。

应该了解到，在没有偏离本发明的基本本性的条件下，可以对本发明作出各种修改和/或者添加。因此，这些修改和/或者添加被认为落入本发明范围内。

Claims (19)

1.一种在生产流程中从食品和药品产品中检测和去除物理污染物的方法，其中，污染物源是具有塑料或者弹性体部件的食品或者药品处理设备，所述塑料或者弹性体部件包含分散的颗粒状磁性矿物，所述方法包括使该产品受到金属或者磁场检测设备的检测，产生信号，并利用该信号使产品转移出流程。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磁性矿物填充物的含量是10-50％。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述含量是15-40％。

4.根据权利要求1-3中所述的方法，其中，颗粒状磁性矿物的尺寸是0.1-100μ。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，磁性矿物颗粒的尺寸为0.5-20μ。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述方法包括增加被制成薄膜和设备部件的、含有磁性矿物填充物的组合物的可检测性；包括在制造期间或者检测之前将填充物暴露于磁场。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，该输送机或者检测器是流水线金属检测器。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述磁性矿物是亚铁磁陶瓷。

9.一种用于薄膜或用于食品或药品处理设备的模制部件的组合物，其中，所述组合物包括形成薄膜的聚合物和10-50％的、颗粒尺寸为0.1-100μ的矿物填充物。

10.根据权利要求9所述的组合物，其中，所述填充物是亚铁磁材料。

11.根据权利要求9所述的组合物，其中，所述亚铁磁材料由化学式MFe₂O₄表示，其中M是Ni、Mn、Co或者Cu。

12.根据权利要求9所述的组合物，其中，该亚铁磁材料是立方型铁氧体。

13.根据权利要求9所述的组合物，其中，该亚铁磁材料是六角晶系铁氧体或者石榴石。

14.一种制备使用于食品或者药品产品的塑料薄膜的方法，其中，所述方法包括将形成薄膜的聚合物混合到颗粒状磁性矿物填充物中，并且挤压出薄膜。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法包括挤压出含有磁性矿物的薄膜，该薄膜具有无磁性矿物填充物的薄膜层。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述薄膜层是氧隔离层。

17.一种制备用在食品和药品生产流程中的模制塑料部件的方法，其中，所述方法包括将形成部件的聚合物与磁性矿物填充物混合。

18.根据权利要求14-17中任一项所述的方法，其中，所述聚合物部件是在食品或者药品领域中使用的可接受的聚合物类型。

19.组合物，以食品/药品处理设备的部件或者薄膜为形式，该部件或者薄膜由权利要求14-18中任一项所述的方法来制备。

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