JP2003050235A - 相転移状態の非破壊検出方法 - Google Patents
相転移状態の非破壊検出方法Info
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- JP2003050235A JP2003050235A JP2001239224A JP2001239224A JP2003050235A JP 2003050235 A JP2003050235 A JP 2003050235A JP 2001239224 A JP2001239224 A JP 2001239224A JP 2001239224 A JP2001239224 A JP 2001239224A JP 2003050235 A JP2003050235 A JP 2003050235A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 工業的生産において、製品毎に温度制御上バ
ラツキのある食肉等の物質を、全量検査又は小ロット毎
の検査が可能となる、非破壊且つ簡便に固体内部の相転
移状態を検出しうる方法を提供すること。 【解決手段】 冷凍食肉の一方の側に、所定の周波数及
び所定の出力の音波を作用させ、前記多成分混合系物質
に振動を発生させた状態で、昇温又は降温により固相液
相間の相転移の状態を生起せしめるとともに、前記冷凍
食肉の他方の側における受振強度を測定し、固相液相間
の相転移の状態を判定し、冷凍食肉の解凍における相転
移状態を非破壊的に検出する。また、受振強度に加え
て、音速を測定し、固相液相間の相転移の状態をより正
確に判定することもできる。
ラツキのある食肉等の物質を、全量検査又は小ロット毎
の検査が可能となる、非破壊且つ簡便に固体内部の相転
移状態を検出しうる方法を提供すること。 【解決手段】 冷凍食肉の一方の側に、所定の周波数及
び所定の出力の音波を作用させ、前記多成分混合系物質
に振動を発生させた状態で、昇温又は降温により固相液
相間の相転移の状態を生起せしめるとともに、前記冷凍
食肉の他方の側における受振強度を測定し、固相液相間
の相転移の状態を判定し、冷凍食肉の解凍における相転
移状態を非破壊的に検出する。また、受振強度に加え
て、音速を測定し、固相液相間の相転移の状態をより正
確に判定することもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍食肉等の多成
分混合系物質において、固体から液体、液体から固体へ
の相変化を非破壊で検出する相転移状態の非破壊検出方
法に関する。更に詳しくは、冷凍食肉等の物質中での音
波の吸収による減衰の程度を測定し、物質の固相液相間
の相転移の状態を検出し、ひいては温度又は硬さの状態
の判断が可能になる相転移状態の非破壊検出方法に関す
る。
分混合系物質において、固体から液体、液体から固体へ
の相変化を非破壊で検出する相転移状態の非破壊検出方
法に関する。更に詳しくは、冷凍食肉等の物質中での音
波の吸収による減衰の程度を測定し、物質の固相液相間
の相転移の状態を検出し、ひいては温度又は硬さの状態
の判断が可能になる相転移状態の非破壊検出方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、あらゆる製造業において、品温制
御が製造物の品質を左右する重要なファクターであるこ
とはよく知られており、昇温溶解工程又は降温固化工程
を制御下に行い、原材料を所定の物性を有する製品へ加
工する場合など、製造工程における固体と液体の相転移
を的確かつ客観的に判断することは、製品加工における
基本技術ということもできる。特に固体は、非侵襲で内
部状態を正確に把握することが困難であり、固体の温度
管理は、通常厳密な測定を繰り返し行い、温度特性を把
握し、それを製造条件として工程へ導入しているのが現
状である。また、工業製品の多くは、原材料や処理のバ
ラツキなどにより、昇温又は降温を行っても、全製品が
一様に温度変化している場合は少なく、むしろいくらか
のバラツキが存在しているのが普通であるとされてい
る。
御が製造物の品質を左右する重要なファクターであるこ
とはよく知られており、昇温溶解工程又は降温固化工程
を制御下に行い、原材料を所定の物性を有する製品へ加
工する場合など、製造工程における固体と液体の相転移
を的確かつ客観的に判断することは、製品加工における
基本技術ということもできる。特に固体は、非侵襲で内
部状態を正確に把握することが困難であり、固体の温度
管理は、通常厳密な測定を繰り返し行い、温度特性を把
握し、それを製造条件として工程へ導入しているのが現
状である。また、工業製品の多くは、原材料や処理のバ
ラツキなどにより、昇温又は降温を行っても、全製品が
一様に温度変化している場合は少なく、むしろいくらか
のバラツキが存在しているのが普通であるとされてい
る。
【０００３】固相液相間の状態変化の客観的な把握方法
として、主として熱電対、サーミスター、液体温度計に
よる温度測定を用いた経時的な変化で捕らえられる方法
が知られており［物理化学実験のてびき、１３〜３０、
ＩＳＢＮ４−７５９８−０２４６−０］、これらの計測
法は、熱による物質の膨張特性、電気特性に着目し、そ
の変化を実際の温度変化に換算し測定するものである。
また、固体内部の温度特性の計測は、固体を一部又は全
部破壊し、感熱部を直接接触させて行う必要があり、生
産ラインでは製品内部の計測は行わず、雰囲気温度の制
御、製品表面温度の制御で内部温度を間接的に制御して
いた。その他、固相液相間の状態変化の客観的な自動計
測方法として、硬度の変化を計測する方法も知られてい
る。物質の硬度を測定する場合、外部から負荷を与え、
その応力によって判断するため非破壊で計測可能である
が、外部負荷による測定対象物の変形又は破壊を生じる
可能性があった。
として、主として熱電対、サーミスター、液体温度計に
よる温度測定を用いた経時的な変化で捕らえられる方法
が知られており［物理化学実験のてびき、１３〜３０、
ＩＳＢＮ４−７５９８−０２４６−０］、これらの計測
法は、熱による物質の膨張特性、電気特性に着目し、そ
の変化を実際の温度変化に換算し測定するものである。
また、固体内部の温度特性の計測は、固体を一部又は全
部破壊し、感熱部を直接接触させて行う必要があり、生
産ラインでは製品内部の計測は行わず、雰囲気温度の制
御、製品表面温度の制御で内部温度を間接的に制御して
いた。その他、固相液相間の状態変化の客観的な自動計
測方法として、硬度の変化を計測する方法も知られてい
る。物質の硬度を測定する場合、外部から負荷を与え、
その応力によって判断するため非破壊で計測可能である
が、外部負荷による測定対象物の変形又は破壊を生じる
可能性があった。
【０００４】また、音波を利用した非破壊的な固体内部
の計測技術は、主として超音波探傷技術として広く知ら
れている。超音波探傷技術は、通常超音波で鋼板内部や
溶接部分のクラックなどを探り当てる目的で実施されて
いるが、中には、温度を計測する方法［叩いて超音波で
見る、ｐ７９〜８４、コロナ社、佐藤 拓宋］［特開平
８−７５５６８］［特開２０００−２３４９６３］、非
破壊的に硬度を計測する方法［特開平８−２９３１２］
又は相変化の境界位置を計測する方法［特開平１１−１
０１６３２］が知られている。また、音波の伝播特性
は、物質の構成成分、粘度、温度等で異なることも知ら
れている［特開平１１−１０１６３２］［特開平６−３
２４０２３］［特開平８−７５５６８］［特開２０００
−２３４９６３］。
の計測技術は、主として超音波探傷技術として広く知ら
れている。超音波探傷技術は、通常超音波で鋼板内部や
溶接部分のクラックなどを探り当てる目的で実施されて
いるが、中には、温度を計測する方法［叩いて超音波で
見る、ｐ７９〜８４、コロナ社、佐藤 拓宋］［特開平
８−７５５６８］［特開２０００−２３４９６３］、非
破壊的に硬度を計測する方法［特開平８−２９３１２］
又は相変化の境界位置を計測する方法［特開平１１−１
０１６３２］が知られている。また、音波の伝播特性
は、物質の構成成分、粘度、温度等で異なることも知ら
れている［特開平１１−１０１６３２］［特開平６−３
２４０２３］［特開平８−７５５６８］［特開２０００
−２３４９６３］。
【０００５】前記温度計測方法の内、［特開平８−７５
５６８］［特開２０００−２３４９６３］では、超音波
の伝播速度が媒体温度によって変化することに着目し
て、温度と速度の関係を予め求めておき、伝播時間の変
化から温度を予測する方法を基本としている。しかし、
対象を固体にし、固体の形状や固体の構成成分にバラツ
キがある場合には、伝播時間と伝播距離を基にした音速
のみでは、到達時間にずれが生じるという問題がある。
また、［叩いて超音波で見る、ｐ７９〜８４、コロナ
社、佐藤 拓宋］では、超音波の非線型効果を利用して
ポンプ波とプローブ波を対向で照射し、その干渉関係を
利用して、温度に伴う気体の音速、密度の違いを捕え、
温度分布を割り出す手法を取っているが、この方法は厳
密な測定が可能となるものの、対象物の構成成分にばら
つきがある場合などには、制御系が複雑になり高度な解
析を必要とし、安価な測定機の提供が困難となるという
問題がある。また、非破壊的に硬度を計測する方法［特
開平８−２９３１２］では、振動を発生させる振動子
と、振動を帰還し共振状態にする自励発振回路を有する
装置を用いて測定ノイズ等を除去し、生体のような軟組
織中においても硬度の違いを簡単、安価、正確に測定で
きるものの、硬さを正確に算出するためには、微妙なノ
イズやロスを押さえる制御系が必要となるが、製造業で
はむしろ簡便性、耐久性及び安価という条件が要求され
る。また、相変化の境界位置を計測する方法［特開平１
１−１０１６３２］では、レーザーを用いた非接触の温
度検出を行っており、工業的にも非常に有効な方法であ
るが、形状が不安定な物を対象にすると、検出能力が低
下したり、また、不純物が多い場合には、予め伝播速度
を計測して実施することが困難となるという問題があ
る。
５６８］［特開２０００−２３４９６３］では、超音波
の伝播速度が媒体温度によって変化することに着目し
て、温度と速度の関係を予め求めておき、伝播時間の変
化から温度を予測する方法を基本としている。しかし、
対象を固体にし、固体の形状や固体の構成成分にバラツ
キがある場合には、伝播時間と伝播距離を基にした音速
のみでは、到達時間にずれが生じるという問題がある。
また、［叩いて超音波で見る、ｐ７９〜８４、コロナ
社、佐藤 拓宋］では、超音波の非線型効果を利用して
ポンプ波とプローブ波を対向で照射し、その干渉関係を
利用して、温度に伴う気体の音速、密度の違いを捕え、
温度分布を割り出す手法を取っているが、この方法は厳
密な測定が可能となるものの、対象物の構成成分にばら
つきがある場合などには、制御系が複雑になり高度な解
析を必要とし、安価な測定機の提供が困難となるという
問題がある。また、非破壊的に硬度を計測する方法［特
開平８−２９３１２］では、振動を発生させる振動子
と、振動を帰還し共振状態にする自励発振回路を有する
装置を用いて測定ノイズ等を除去し、生体のような軟組
織中においても硬度の違いを簡単、安価、正確に測定で
きるものの、硬さを正確に算出するためには、微妙なノ
イズやロスを押さえる制御系が必要となるが、製造業で
はむしろ簡便性、耐久性及び安価という条件が要求され
る。また、相変化の境界位置を計測する方法［特開平１
１−１０１６３２］では、レーザーを用いた非接触の温
度検出を行っており、工業的にも非常に有効な方法であ
るが、形状が不安定な物を対象にすると、検出能力が低
下したり、また、不純物が多い場合には、予め伝播速度
を計測して実施することが困難となるという問題があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、工業
的生産において、製品毎に温度制御上バラツキのある物
質を、全量検査又は小ロット毎の検査が可能となる、非
破壊且つ簡便に固体内部の相転移状態を検出しうる方法
を提供することにある。
的生産において、製品毎に温度制御上バラツキのある物
質を、全量検査又は小ロット毎の検査が可能となる、非
破壊且つ簡便に固体内部の相転移状態を検出しうる方法
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を行った結果、冷凍食肉等に
おける、超音波をも含む音波の伝播特性が、解凍時等の
固相液相間の相変化時に変化することを見い出し、本発
明を完成するに至った。
を解決するために鋭意研究を行った結果、冷凍食肉等に
おける、超音波をも含む音波の伝播特性が、解凍時等の
固相液相間の相変化時に変化することを見い出し、本発
明を完成するに至った。
【０００８】すなわち本発明は、多成分混合系物質の一
方の側に、所定の周波数及び所定の出力の音波を作用さ
せ、前記多成分混合系物質に振動を発生させた状態で、
昇温又は降温により固相液相間の相転移の状態を生起せ
しめるとともに、前記多成分混合系物質の他方の側にお
ける受振強度を測定し、固相液相間の相転移の状態を判
定することを特徴とする相転移状態の非破壊検出方法
（請求項１）や、受振強度に加えて、音速を測定し、固
相液相間の相転移の状態を判定することを特徴とする請
求項１記載の相転移状態の非破壊検出方法（請求項２）
や、昇温又は降温による固相液相間の相転移が、解凍又
は冷凍による固相液相間の相転移であることを特徴とす
る請求項１又は２記載の相転移状態の非破壊検出方法
（請求項３）や、多成分混合系物質が、食品素材又は食
品であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載
の相転移状態の非破壊検出方法（請求項４）や、食品素
材又は食品が、生食肉又は塩漬肉であることを特徴とす
る請求項４記載の相転移状態の非破壊検出方法（請求項
５）や、請求項１〜５のいずれか記載の非破壊検出方法
により検出した固相液相間の相転移状態において、所定
の周波数及び所定の出力の音波を作用させることを特徴
とする解凍促進方法（請求項６）に関する。
方の側に、所定の周波数及び所定の出力の音波を作用さ
せ、前記多成分混合系物質に振動を発生させた状態で、
昇温又は降温により固相液相間の相転移の状態を生起せ
しめるとともに、前記多成分混合系物質の他方の側にお
ける受振強度を測定し、固相液相間の相転移の状態を判
定することを特徴とする相転移状態の非破壊検出方法
（請求項１）や、受振強度に加えて、音速を測定し、固
相液相間の相転移の状態を判定することを特徴とする請
求項１記載の相転移状態の非破壊検出方法（請求項２）
や、昇温又は降温による固相液相間の相転移が、解凍又
は冷凍による固相液相間の相転移であることを特徴とす
る請求項１又は２記載の相転移状態の非破壊検出方法
（請求項３）や、多成分混合系物質が、食品素材又は食
品であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載
の相転移状態の非破壊検出方法（請求項４）や、食品素
材又は食品が、生食肉又は塩漬肉であることを特徴とす
る請求項４記載の相転移状態の非破壊検出方法（請求項
５）や、請求項１〜５のいずれか記載の非破壊検出方法
により検出した固相液相間の相転移状態において、所定
の周波数及び所定の出力の音波を作用させることを特徴
とする解凍促進方法（請求項６）に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の相転移状態の非破壊検出
方法としては、多成分混合系物質の一方の側に、所定の
周波数及び所定の出力の音波を作用させ、前記多成分混
合系物質に振動を発生させた状態で、昇温又は降温によ
り固相液相間の相転移の状態を生起せしめるとともに、
前記多成分混合系物質の他方の側における受振強度を測
定し、固相液相間の相転移の状態を判定する方法であれ
ば特に制限されるものではなく、ここで固相液相間の相
転移とは、温度、圧力等の変化によって多成分混合系物
質中に含まれる液体が異なる相、例えば、固相が液相
に、あるいは液相が固相に移る現象をいう。また、上記
多成分混合系物質とは、水を含む２成分以上の物質が混
合状体で存在するものをいい、かかる多成分混合系物質
としては、それに含まれる液体が固相液相間の相転移を
生起するものであれば特に制限されないが、大きな固体
物質、硬い固体物質、内部にプローブ等を挿入して傷つ
けるわけにはいかない物質等の非破壊で内部状態を測定
するのが困難な物質を好ましく例示することができ、例
えば通常水分を含む食品や食品素材を挙げることができ
る。かかる食品や食品素材としては、食肉、チョコレー
ト、チーズ、バター、パン生地等を具体的に例示するこ
とができるが、中でも、製品毎に温度制御上バラツキの
大きい生食肉や塩漬肉を好適に例示することができる。
方法としては、多成分混合系物質の一方の側に、所定の
周波数及び所定の出力の音波を作用させ、前記多成分混
合系物質に振動を発生させた状態で、昇温又は降温によ
り固相液相間の相転移の状態を生起せしめるとともに、
前記多成分混合系物質の他方の側における受振強度を測
定し、固相液相間の相転移の状態を判定する方法であれ
ば特に制限されるものではなく、ここで固相液相間の相
転移とは、温度、圧力等の変化によって多成分混合系物
質中に含まれる液体が異なる相、例えば、固相が液相
に、あるいは液相が固相に移る現象をいう。また、上記
多成分混合系物質とは、水を含む２成分以上の物質が混
合状体で存在するものをいい、かかる多成分混合系物質
としては、それに含まれる液体が固相液相間の相転移を
生起するものであれば特に制限されないが、大きな固体
物質、硬い固体物質、内部にプローブ等を挿入して傷つ
けるわけにはいかない物質等の非破壊で内部状態を測定
するのが困難な物質を好ましく例示することができ、例
えば通常水分を含む食品や食品素材を挙げることができ
る。かかる食品や食品素材としては、食肉、チョコレー
ト、チーズ、バター、パン生地等を具体的に例示するこ
とができるが、中でも、製品毎に温度制御上バラツキの
大きい生食肉や塩漬肉を好適に例示することができる。
【００１０】本発明において音波とは、可聴周波数の弾
性波や可聴周波数以上の超音波をいい、上記所定の周波
数及び所定の出力の音波としては、音波を発生する振動
子から直接、あるいは水等の媒体を介して作用させた場
合、前記多成分混合系物質に振動を発生させ、受振強度
の測定により、固相液相間の相転移の状態を判定しうる
ものであればどのようなものでもよいが、かかる所定の
周波数及び出力の音波は多成分混合系物質の種類や大き
さに依存することから、あらかじめ測定対象物質の音伝
播特性（減衰係数、強度）について検討し、固相液相間
の相転移状態を適切に判定することができる周波数、出
力を選定しておくことが好ましい。例えば、昇温又は降
温時に連続的に受振音を記録し、受振音の強さ（受振強
度）の変化で、固相液相間の相変化が的確に判断できる
周波数、出力を選定しておくことが好ましい。厚さ６０
ｍｍの豚ロース生肉の場合を例にとると、通常、数１０
ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数、０．０３〜３ｗの出力（電
源電圧０．１〜１０Ｖ）の音波を具体的に例示すること
ができる。
性波や可聴周波数以上の超音波をいい、上記所定の周波
数及び所定の出力の音波としては、音波を発生する振動
子から直接、あるいは水等の媒体を介して作用させた場
合、前記多成分混合系物質に振動を発生させ、受振強度
の測定により、固相液相間の相転移の状態を判定しうる
ものであればどのようなものでもよいが、かかる所定の
周波数及び出力の音波は多成分混合系物質の種類や大き
さに依存することから、あらかじめ測定対象物質の音伝
播特性（減衰係数、強度）について検討し、固相液相間
の相転移状態を適切に判定することができる周波数、出
力を選定しておくことが好ましい。例えば、昇温又は降
温時に連続的に受振音を記録し、受振音の強さ（受振強
度）の変化で、固相液相間の相変化が的確に判断できる
周波数、出力を選定しておくことが好ましい。厚さ６０
ｍｍの豚ロース生肉の場合を例にとると、通常、数１０
ｋＨｚ〜数ＭＨｚの周波数、０．０３〜３ｗの出力（電
源電圧０．１〜１０Ｖ）の音波を具体的に例示すること
ができる。
【００１１】上記音波の発振源としては、受振強度が最
低値となっても充分に受振点で観測可能であり、減衰が
存在する周波数及び出力が安定して得られるものであれ
ば、公知のものも含めどのようなものであってもよい。
また前記のように、受振音を連続して記録すると、相転
移点に近づくにつれ、受振音が減衰する。その受振音が
最低値となった時点で相転移状態に入ったと判断するこ
とができ、他方、相転移の完了は、最低値から値が上昇
し始めた時点で判断することができる。このように、本
発明によると、受振音を連続で測定することにより、対
象物質の個体差の影響を受けずに相転移状態の検出が可
能となる。
低値となっても充分に受振点で観測可能であり、減衰が
存在する周波数及び出力が安定して得られるものであれ
ば、公知のものも含めどのようなものであってもよい。
また前記のように、受振音を連続して記録すると、相転
移点に近づくにつれ、受振音が減衰する。その受振音が
最低値となった時点で相転移状態に入ったと判断するこ
とができ、他方、相転移の完了は、最低値から値が上昇
し始めた時点で判断することができる。このように、本
発明によると、受振音を連続で測定することにより、対
象物質の個体差の影響を受けずに相転移状態の検出が可
能となる。
【００１２】また、測定に用いる受振音の記録は、発振
音を記録できれば公知のいかなる装置を使用しても良い
が、発振音と同期された仕様が望ましい。詳しくは、発
振音と同期することにより、音速の測定が可能となり、
音速変化と組み合わせることによりより精度の高い測定
が可能となる他、昇温による固相から液相への相転移
（例えば解凍）と降温による液相から固相への相転移
（冷凍）とを区別することもできる。この場合も、あら
かじめ固相における音速と、液相における音速を計測し
ておくことが好ましい。また、相転移状態の非破壊検出
方法によると、相転移状態を把握し得るばかりでなく、
多成分混合系物質の相転移状態及び相転移前後の状態に
おける硬度や品温を概略把握することもできる。
音を記録できれば公知のいかなる装置を使用しても良い
が、発振音と同期された仕様が望ましい。詳しくは、発
振音と同期することにより、音速の測定が可能となり、
音速変化と組み合わせることによりより精度の高い測定
が可能となる他、昇温による固相から液相への相転移
（例えば解凍）と降温による液相から固相への相転移
（冷凍）とを区別することもできる。この場合も、あら
かじめ固相における音速と、液相における音速を計測し
ておくことが好ましい。また、相転移状態の非破壊検出
方法によると、相転移状態を把握し得るばかりでなく、
多成分混合系物質の相転移状態及び相転移前後の状態に
おける硬度や品温を概略把握することもできる。
【００１３】次に、音波の発振子としての超音波発振子
と、該超音波発振子と対向する位置に、対象物質である
凍結肉を介して減衰した超音波を検出する受振センサー
と、受振センサーからの信号に基づき受信強度を計測す
ることができる測定器とを備えた、本発明の相転移状態
の非破壊検出方法に用いられる非破壊検出装置の概略斜
視図を図１に示す。
と、該超音波発振子と対向する位置に、対象物質である
凍結肉を介して減衰した超音波を検出する受振センサー
と、受振センサーからの信号に基づき受信強度を計測す
ることができる測定器とを備えた、本発明の相転移状態
の非破壊検出方法に用いられる非破壊検出装置の概略斜
視図を図１に示す。
【００１４】さらに本発明は、上記の非破壊検出方法に
より検出した固相液相間の相転移状態において、所定の
周波数及び所定の出力の音波を作用させることを特徴と
する解凍促進方法に関する。前記のように、相転移状態
においては、対象物質による音波の吸収が極端に減少す
ることから、所定の周波数及び所定の出力の音波を作用
させることにより効率よく解凍を促進することができ
る。上記所定の周波数及び所定の出力の音波としては、
被解凍物の種類や大きさにもよるが、例えば冷凍食肉を
解凍する場合には、１０〜１００ｋＨｚの周波数、２０
〜６００ｗの出力の超音波を具体的に挙げることができ
る。
より検出した固相液相間の相転移状態において、所定の
周波数及び所定の出力の音波を作用させることを特徴と
する解凍促進方法に関する。前記のように、相転移状態
においては、対象物質による音波の吸収が極端に減少す
ることから、所定の周波数及び所定の出力の音波を作用
させることにより効率よく解凍を促進することができ
る。上記所定の周波数及び所定の出力の音波としては、
被解凍物の種類や大きさにもよるが、例えば冷凍食肉を
解凍する場合には、１０〜１００ｋＨｚの周波数、２０
〜６００ｗの出力の超音波を具体的に挙げることができ
る。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定さ
れるものではない。 実施例１（冷凍豚肉の相転移時の検出） あらかじめ温度計を中心部及び表面部に設置し、凍結し
た豚ロース肉塊（１９×１２×１２．５ｃｍ）及びスラ
イス包装前の生ハムを用意し、プラスチック包装材で真
空包装した。解凍は、室温（約１５℃）で、水槽底部に
超音波発振子を有する市販の超音波洗浄機（本多電子社
製、Ｗ−１１８型、最大出力６００Ｗ、周波数２８ｋＨ
ｚ、４５ｋＨｚ、１００ｋＨｚ）を用いて行った。水槽
の水面近くに前記真空包装体を保持した状態で、連続的
に２８ｋＨｚ、４５ｋＨｚ、１００ｋＨｚの周波数、出
力０．９ｗの超音波を５秒間隔で順次交互に発振した。
強度は、入射点で約０．３Ｖであり、豚肉の溶解性を変
化させるほど大きいものではない。発振した音波を冷凍
肉の入射面と反対面にセンサーを設置し、反対面におけ
る受振電圧を記録（KEYENCE社製、WAVETHERMO）しなが
ら連続的に測定した。結果を図２及び図３に示す。図２
及び図３から明らかなように、受振電圧を連続的に測定
し、受振電圧の最低点を見極め、切れ頃を判断した結
果、その時点がちょうど切れ頃であり、包丁でサクサク
と形状良く切ることができた。それぞれの中心温度は、
豚肉の場合、解凍温度と思われる−５〜−２℃の範囲に
入っており、生ハムの場合、解凍温度と思われる−１０
〜−５℃の範囲に入っていた。
明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定さ
れるものではない。 実施例１（冷凍豚肉の相転移時の検出） あらかじめ温度計を中心部及び表面部に設置し、凍結し
た豚ロース肉塊（１９×１２×１２．５ｃｍ）及びスラ
イス包装前の生ハムを用意し、プラスチック包装材で真
空包装した。解凍は、室温（約１５℃）で、水槽底部に
超音波発振子を有する市販の超音波洗浄機（本多電子社
製、Ｗ−１１８型、最大出力６００Ｗ、周波数２８ｋＨ
ｚ、４５ｋＨｚ、１００ｋＨｚ）を用いて行った。水槽
の水面近くに前記真空包装体を保持した状態で、連続的
に２８ｋＨｚ、４５ｋＨｚ、１００ｋＨｚの周波数、出
力０．９ｗの超音波を５秒間隔で順次交互に発振した。
強度は、入射点で約０．３Ｖであり、豚肉の溶解性を変
化させるほど大きいものではない。発振した音波を冷凍
肉の入射面と反対面にセンサーを設置し、反対面におけ
る受振電圧を記録（KEYENCE社製、WAVETHERMO）しなが
ら連続的に測定した。結果を図２及び図３に示す。図２
及び図３から明らかなように、受振電圧を連続的に測定
し、受振電圧の最低点を見極め、切れ頃を判断した結
果、その時点がちょうど切れ頃であり、包丁でサクサク
と形状良く切ることができた。それぞれの中心温度は、
豚肉の場合、解凍温度と思われる−５〜−２℃の範囲に
入っており、生ハムの場合、解凍温度と思われる−１０
〜−５℃の範囲に入っていた。
【００１６】実施例２（冷凍豚肉の解凍終了の検出）
あらかじめ温度計を中心部及び表面部に設置し、凍結し
た豚ロース肉塊（１９×１２×１２．５ｃｍ）を用意
し、プラスチック包装材で真空包装した。解凍は、水中
（約１５℃）で行い、市販の超音波探傷器（日本クラウ
トクレーマー社製、ＵＳＤ１５型、周波数２ＭＨｚ）を
用い、２ＭＨｚの探触子（日本クラウトクレーマー社
製、Ｂ２Ｓ）を水槽中に固定し、その間に接触しないよ
うに豚肉を置き、発振した音波を冷凍肉の入射面と反対
面に探触子を置く２探法で行い、連続的に音圧レベル
（ｄＢ）とビーム路程を測定した。結果を図４及び図５
に示す。図４に音圧レベル（ｄＢ）の変曲点として示さ
れる時点は、図５に示される肉中の音速（肉厚／ビーム
路程）の変曲点として示される時点とほぼ一致すること
から、この時点が解凍終了時点であると判定することが
できた。また、この解凍終了時点における中心温度は、
−５〜−２℃の範囲に入っていた。
た豚ロース肉塊（１９×１２×１２．５ｃｍ）を用意
し、プラスチック包装材で真空包装した。解凍は、水中
（約１５℃）で行い、市販の超音波探傷器（日本クラウ
トクレーマー社製、ＵＳＤ１５型、周波数２ＭＨｚ）を
用い、２ＭＨｚの探触子（日本クラウトクレーマー社
製、Ｂ２Ｓ）を水槽中に固定し、その間に接触しないよ
うに豚肉を置き、発振した音波を冷凍肉の入射面と反対
面に探触子を置く２探法で行い、連続的に音圧レベル
（ｄＢ）とビーム路程を測定した。結果を図４及び図５
に示す。図４に音圧レベル（ｄＢ）の変曲点として示さ
れる時点は、図５に示される肉中の音速（肉厚／ビーム
路程）の変曲点として示される時点とほぼ一致すること
から、この時点が解凍終了時点であると判定することが
できた。また、この解凍終了時点における中心温度は、
−５〜−２℃の範囲に入っていた。
【００１７】実施例３（バターの融解開始時の検出）
あらかじめ温度計を中心部及び表面部に設置し、冷蔵し
たバター（１９×１２×１２．５ｃｍ）を用意し、プラ
スチック包装材で真空包装した。融解を水中（約３０
℃）で行う以外は、実施例１と同様に行った。結果を図
６に示す。受振電圧を連続的に測定した結果を示す図６
における変曲点からもわかるように、融解開始時のバタ
ーの中心温度は約２０℃であった。
たバター（１９×１２×１２．５ｃｍ）を用意し、プラ
スチック包装材で真空包装した。融解を水中（約３０
℃）で行う以外は、実施例１と同様に行った。結果を図
６に示す。受振電圧を連続的に測定した結果を示す図６
における変曲点からもわかるように、融解開始時のバタ
ーの中心温度は約２０℃であった。
【００１８】比較例１（氷塊の相転移の検出）
あらかじめ温度計を中心部に設置し、凍結した氷塊（１
９×１２×１２．５ｃｍ）を用意し、プラスチック包装
材で真空包装した。解凍を室温（約１５℃）で行い、周
波数１００ｋＨｚの超音波を発振する以外は、実施例１
と同様に行った。結果を図７に示す。図７から明らかな
ように、多成分混合系物質ではない氷塊（水）の場合、
受振電圧が減衰せず、本発明の方法では相転移の判定が
できないことがわかった。
９×１２×１２．５ｃｍ）を用意し、プラスチック包装
材で真空包装した。解凍を室温（約１５℃）で行い、周
波数１００ｋＨｚの超音波を発振する以外は、実施例１
と同様に行った。結果を図７に示す。図７から明らかな
ように、多成分混合系物質ではない氷塊（水）の場合、
受振電圧が減衰せず、本発明の方法では相転移の判定が
できないことがわかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明によると、工業的生産において製
品毎に温度制御上バラツキのある食肉等の内部の相転移
状態を、非破壊且つ簡便に、全量検査又は小ロット毎の
検査により検出することができる。
品毎に温度制御上バラツキのある食肉等の内部の相転移
状態を、非破壊且つ簡便に、全量検査又は小ロット毎の
検査により検出することができる。
【図１】本発明の相転移状態の非破壊検出方法に用いら
れる非破壊検出装置の概略斜視図である。
れる非破壊検出装置の概略斜視図である。
【図２】本発明による冷凍豚肉の相転移時の検出結果を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明による冷凍生ハムの相転移時の検出結果
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明による冷凍豚肉の解凍終了の検出結果
（音圧レベル）を示す図である。
（音圧レベル）を示す図である。
【図５】本発明による冷凍豚肉の解凍終了の検出結果
（音速）を示す図である。
（音速）を示す図である。
【図６】本発明によるバターの相転移時の検出結果を示
す図である。
す図である。
【図７】本発明によっては氷塊の相転移が検出できない
結果を示す図である。
結果を示す図である。
フロントページの続き
(72)発明者 丹冶 宏之
茨城県土浦市中向原635番地 プリマハム
株式会社基礎研究所内
(72)発明者 鈴木 亮博
茨城県土浦市中向原635番地 プリマハム
株式会社基礎研究所内
(72)発明者 益冨 繁
茨城県土浦市中向原635番地 プリマハム
株式会社基礎研究所内
(72)発明者 奈良 房枝
茨城県土浦市中向原635番地 プリマハム
株式会社基礎研究所内
Ｆターム(参考） 2G047 AA12 AC00 AD07 AD20 BC02
BC03 BC20 GF10 GF11
4B022 LA06 LQ09
4B042 AH01 AP09
Claims (6)
- 【請求項１】 多成分混合系物質の一方の側に、所定の
周波数及び所定の出力の音波を作用させ、前記多成分混
合系物質に振動を発生させた状態で、昇温又は降温によ
り固相液相間の相転移の状態を生起せしめるとともに、
前記多成分混合系物質の他方の側における受振強度を測
定し、固相液相間の相転移の状態を判定することを特徴
とする相転移状態の非破壊検出方法。 - 【請求項２】 受振強度に加えて、音速を測定し、固相
液相間の相転移の状態を判定することを特徴とする請求
項１記載の相転移状態の非破壊検出方法。 - 【請求項３】 昇温又は降温による固相液相間の相転移
が、解凍又は冷凍による固相液相間の相転移であること
を特徴とする請求項１又は２記載の相転移状態の非破壊
検出方法。 - 【請求項４】 多成分混合系物質が、食品素材又は食品
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の
相転移状態の非破壊検出方法。 - 【請求項５】 食品素材又は食品が、生食肉又は塩漬肉
であることを特徴とする請求項４記載の相転移状態の非
破壊検出方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか記載の非破壊検
出方法により検出した固相液相間の相転移状態におい
て、所定の周波数及び所定の出力の音波を作用させるこ
とを特徴とする解凍促進方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239224A JP2003050235A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 相転移状態の非破壊検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001239224A JP2003050235A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 相転移状態の非破壊検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003050235A true JP2003050235A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19070004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001239224A Pending JP2003050235A (ja) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | 相転移状態の非破壊検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003050235A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017102021A (ja) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 昭彦 赤尾 | 測定対象の状態判別方法および測定対象の状態判別装置 |
| JP2018537127A (ja) * | 2015-11-24 | 2018-12-20 | アイスフレッシュ エイエス | 温度制御された解凍の方法および装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6324314B2 (ja) * | 1981-08-25 | 1988-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPH025847A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波解凍機 |
| JPH08141701A (ja) * | 1994-11-18 | 1996-06-04 | Sintokogio Ltd | 半溶融ビレットの製造方法 |
| JP2000065811A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-03-03 | Osaka Gas Co Ltd | 高分子の粘弾性挙動を解析する方法 |
-
2001
- 2001-08-07 JP JP2001239224A patent/JP2003050235A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6324314B2 (ja) * | 1981-08-25 | 1988-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
| JPH025847A (ja) * | 1988-06-24 | 1990-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波解凍機 |
| JPH08141701A (ja) * | 1994-11-18 | 1996-06-04 | Sintokogio Ltd | 半溶融ビレットの製造方法 |
| JP2000065811A (ja) * | 1998-08-19 | 2000-03-03 | Osaka Gas Co Ltd | 高分子の粘弾性挙動を解析する方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018537127A (ja) * | 2015-11-24 | 2018-12-20 | アイスフレッシュ エイエス | 温度制御された解凍の方法および装置 |
| JP2017102021A (ja) * | 2015-12-02 | 2017-06-08 | 昭彦 赤尾 | 測定対象の状態判別方法および測定対象の状態判別装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080704 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101202 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110329 |