Le tecnologie avanzate di imaging e deep learning eseguono ispezioni critiche degli imballaggi

L'imballaggio dei prodotti, in una gamma estremamente ampia di mercati, da quello alimentare a quello farmaceutico, spesso incorpora una tecnologia di chiusura estremamente importante chiamata sigilli "a prova di manomissione". Lo scopo di questi meccanismi è contribuire a garantire la sicurezza, la qualità e spesso la durata di conservazione del prodotto. Spinta da un tragico incidente di contaminazione di prodotti dannosi nei primi anni '80, la FDA da allora ha imposto l'imballaggio a prova di manomissione per tutti i prodotti farmaceutici OTC e i produttori di quasi tutti i prodotti di consumo in altri mercati seguono questo esempio. Vengono utilizzate diverse tecniche di sigillatura standard e in ogni caso la verifica dell'integrità dei sigilli durante il confezionamento è una fase fondamentale per il processo.

Per un'ampia gamma di applicazioni nell'imballaggio di bottiglie di plastica, l'uso di un sigillo in alluminio sotto il tappo è una delle implementazioni standard e comuni di "imballaggio a prova di manomissione" (TEP). In questo articolo discuteremo dell'integrazione di tecniche di imaging avanzate con analisi di deep learning utilizzate per ispezionare con successo l'integrità dei sigilli dei fogli con elevata affidabilità.

"Sigilli con tappo a induzione" e "sigillatura con tappo a induzione" descrivono il componente e il processo di inclusione di un gruppo sigillo in lamina che aderisce alla parte superiore di una bottiglia sotto il tappo. Questi sigilli si trovano nelle confezioni di milioni di prodotti in tutto il mondo, tra cui i più importanti sono pillole da banco e farmaci liquidi, prodotti liquidi di consumo e vari prodotti alimentari. Il sigillo protegge il prodotto ma è facile da rimuovere e indica chiaramente eventuali manomissioni quando il sigillo è rotto, staccato o mancante.

In un processo di confezionamento automatizzato, un tappo con un rivestimento attaccato viene installato su un contenitore dopo il riempimento. (Il rivestimento ha più strati di vari materiali che aiutano a sigillare e proteggere il contenuto del contenitore e in particolare include uno strato di foglio di alluminio.) Il tappo viene serrato sulla bottiglia con una forza adeguata per creare pressione tra il rivestimento (sigillo) e il bordo superficie dell'apertura della bottiglia. Con il tappo correttamente in posizione, la parte superiore della bottiglia tappata è esposta all'induzione elettromagnetica che riscalda la lamina nel sigillo che a sua volta riscalda altri strati del sigillo compreso uno che unisce il sigillo al bordo della bottiglia. Il calore della pellicola rilascia anche il sigillo dalla parte inferiore del tappo. Dopo il riscaldamento e il successivo raffreddamento, la sigillatura è completa e il tappo può essere rimosso senza danneggiare o alterare la sigillatura.

Rendering del sistema di ispezione della tenuta termica di produzione. Fonte: Integro Technologies Corp.

Esempio di una guarnizione surriscaldata. Fonte: Integro Technologies Corp.

Diversi aspetti del processo di tappatura possono influire sulla formazione di un sigillo completo e robusto. Questi includono surriscaldamento o sottoriscaldamento, pressione insufficiente o irregolare, materiale liquido o estraneo sul rivestimento e deformazione fisica del sigillo inclusi tagli, strappi e rivestimenti piegati.

Il valore dell'ispezione automatizzata per garantire la qualità della tenuta è forse molto chiaro per questa applicazione. Confermare che il sigillo sia sicuro e intatto per ogni bottiglia è importante per la sicurezza e la fiducia dei consumatori. Tuttavia, l’implementazione dell’ispezione in linea presenta diverse sfide, la principale delle quali è che il sigillo completato è nascosto sotto un cappuccio di plastica.

La natura di questo processo di confezionamento offre l'opportunità di utilizzare tecniche di imaging avanzate per superare la sfida unica di "vedere" una caratteristica completamente oscurata. Poiché la lamina nella sigillatura viene riscaldata a induzione per creare la sigillatura del rivestimento e poiché la temperatura della lamina è fondamentale per la qualità della sigillatura finale, è possibile utilizzare l'immagine termica del profilo termico della lamina per valutare il processo di sigillatura. Per questa applicazione è stata utilizzata una termocamera ad alta precisione con raffreddamento interno per acquisire un'immagine del calore trattenuto dal foglio nella guarnizione subito dopo il processo di riscaldamento a induzione. Questo "profilo termico" è completamente visibile alla termocamera attraverso il cappuccio di plastica.