JP2005028302A - 小麦用の色彩選別機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、赤かび小麦の選別精度を向上させた色彩選別機を提供することを技術的課題する。
【解決手段】近赤外光域の照射光を原料小麦に照射し、判別手段１４は、光学検出手段５が光学検出した原料小麦から得られる１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間の光量に基いて赤かび小麦を判別する、という技術的手段を講じる。原料小麦に近赤外光を照射したときに、赤かび小麦と良品小麦から反射される光量差が、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間において、赤かび小麦の光量の方が良品小麦の約２倍というはっきりとした差があるという新たな知見に基いて、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間における、赤かび小麦の反射光量と良品小麦の反射光量との間の光量値をしきい値とすることによって、正確な赤かび小麦の判別と選別が行える。
【選択図】 図３

Description

本発明は小麦用の色彩選別機に関し、特に、不良粒である赤かび小麦を選別することに関するものである。

従来、精白米等の米粒に含まれた不良粒（着色粒など）や異物（ガラス、石など）を色彩によって選別するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この色彩選別機は、傾斜状のシュートに米粒（被選別原料）を供給して流下させ、シュートの下端部から放出した米粒に対して光を照射し、米粒から得られる光を検出し、この検出光と不良判別用のしきい値と比較し、選別手段によって不良粒を選別するものである。

前記シュートの下端部近傍には、照射光源や光学センサーを備えた光学検出手段が設けられている。この光学検出手段には、照射光源は前記不良粒の判別用として緑光を発する蛍光灯が設けられ、前記異物の判別用としてハロゲンランプが設けられている。また、光学センサーとしては、不良粒の判別用として可視光センサーが設けられ、前記異物の判別用として近赤外光センサーが設けられている。

特開２００１−１４５８５５号公報

ところで、原料が小麦であった場合に、赤かび小麦という不良粒がある。この赤かび小麦は、赤かび病にかかった小麦で、カビ毒を含有する。このため、製品となる小麦中には赤かび小麦が含まれることは許されず、含まれても所定の基準値以内にする必要があり、現在は、赤かび病にかかった小麦は廃棄処分されている状況にある。

一方、この赤かび小麦の選別を上記色彩選別機で行うことが考えられた。しかしながら、不良粒の判別を可視光によって行う上記色彩選別機では、赤かび小麦と良品小麦との判別精度が悪く、上記基準値に合格する選別が行えなかった。
そこで本発明は、上記問題点にかんがみ、赤かび小麦の選別精度を向上させた色彩選別機を提供することを技術的課題としたものである。

上記課題を解決するために、近赤外光域の照射光を原料小麦に照射し、判別手段は、光学検出手段が光学検出した原料小麦から得られる１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間の光量に基いて赤かび小麦を判別する、という技術的手段を講じた。また、光学検出手段には、ハロゲンランプからなる照射光源を備えるとよい。さらに、光学検出手段には、近赤外光センサーからなる受光センサーを備えるとよい。

本発明は、原料小麦に近赤外光を照射したときに、赤かび小麦と良品小麦から反射される光量差が、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間において、赤かび小麦の光量の方が良品小麦の約２倍というはっきりとした差があるという新たな知見に基いて、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間における、赤かび小麦の反射光量と良品小麦の反射光量との間の光量値をしきい値とすることによって、正確な赤かび小麦の判別と選別が行えるものである。

以下、本発明の最良の実施の形態を説明する。図１に、色彩選別機１の構成ブロック図を示す。色彩選別機１は、上部に原料タンク２を備え、原料タンク２の下方に振動供給装置３を備える。振動供給装置３の排出側は、傾斜状に配設した流下樋（シュート）４の上方に臨ませてある。流下樋４の下端部の下方であって、落下軌跡Ｒを挟んだ対向位置には、光学検出手段５をそれぞれ構成する。

前記光学検出手段は、近赤外光域の１４００ｎｍ以上の波長を有するハロゲンランプ６と、可視光域の５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有する緑色又は赤色の蛍光灯７とからなる光源８と、可視光において高い分光感度を有するシリコンタイプのリニアセンサーからなる可視光センサー９（例えば、ＣＣＤリニアセンサー）と、１４００ｎｍ以上の波長において高い分光感度を有するＩｎＧａＡｓのリニアセンサーからなる近赤外光センサー１０と、及びバックグランド（背景板）１１を構成する。可視光センサー９には５００ｎｍ〜６００ｎｍの光のみを通過させるフィルター（図示せず）を内蔵し、一方、近赤外光センサー１０には、１４００ｎｍを越える光のみを通過させるフィルター（図示せず）を内蔵する。光源８は、前記落下軌跡Ｒ上の光学検出位置Ｐとバックグランド１１に光を照射するように配設してある。また、可視光センサー９及び近赤外光センサー１０は、光学検出位置Ｐを介して対向側の光学検出手段５内のバックグランド１１に光軸を合わせて配設してある。なお、近赤外光センサー１０は、流下樋４の開放側の光学検出手段５にだけ設けた。

前記光学検出位置Ｐの下方であって、落下軌跡Ｒに沿った流下樋４の底側の位置には、落下軌跡Ｒから不良粒を除外する選別手段１２が配設してあり、本実施の形態では噴風ノズル１２を用いた。前記噴風ノズル１２は、管路により、電磁弁１２ａを介して高圧エアー源（コンプレッサー）に接続してある。なお、前記噴風ノズル１２の下方で、落下軌跡Ｒの延長線上には、良品の粒を集穀する集穀筒１３が配設してある。

可視光センサー９及び近赤外光センサー１０は判別手段１４へ電気的に接続してある。

前記判別手段１４は、中央演算装置（ＣＰＵ）１５を中心として、該ＣＰＵ１５に、入出力回路（Ｉ/Ｏ）１６、書き込み専用記憶部（ＲＯＭ）１７及び書き込み・読み込み用記憶部（ＲＡＭ）１８を接続して構成する（図２参照）。ＲＯＭ１７には、不良粒や異物を判別するしきい値が設定してある。さらに、Ｉ/Ｏ１６は、噴風駆動回路１９に接続してある。なお、噴風駆動回路１９は、前記電磁弁１２ａを介して噴風ノズル１２に接続してある。

次に、作用を説明する。前記振動供給装置３を始動させることにより、原料タンク２内の原料小麦は、流下樋４の上端側に供給されて流下した後、流下樋４の下端部から放出されて落下軌跡Ｒに沿って落下する。落下する原料小麦には、前記ハロゲンランプ６からの１４００ｎｍ以上の波長を有する照射光が当たるとともに、蛍光灯７からの５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有する照射光が当たる。可視光センサー９は、光学検出位置Ｐの原料小麦から得られる光（反射光）から、前記フィルターの作用により５００ｎｍ〜６００ｎｍの光を検出する。一方、近赤外光センサー１０も同じく、光学検出位置Ｐの原料小麦から得られる光（反射光）から１４００ｎｍを超える光を検出する。可視光センサー９及び近赤外光センサー１０によって検出された各検出データは、判別手段１４に送られる。判別手段１４では、各検出データを図示しない増幅器及びＡ／Ｄ変換によって処理した後にＣＰＵ１５に送り、良・不良の判別を行う。

この良・不良の判別は、ＲＯＭ１７に記憶してあるしきい値（後述する、第１しきい値及び第２しきい値）と比較して行われる。本願発明者は、不良粒（赤かび小麦、黒かび小麦、殻つき小麦及び発芽小麦）と良品小麦に照射光を当てたときに、各粒から得られる光（反射光）における波長ごとの光量の特性を調べてグラフ化した（図３及び図４）。図３は、良品小麦、赤かび小麦及び殻つき小麦の検出光量特性グラフが示してあるが、このグラフから、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間において、赤かび小麦は良品小麦よりも約２倍の明るさ（光量）を有し、両者間には、はっきりとした光量差があることを見出した。また、殻つき小麦についても赤かび小麦と同様に、１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの間において、良品小麦の約２倍の明るさがあることを見出した。このことから、赤かび小麦及び殻つき小麦を、良品小麦と判別するためのしきい値は、赤かび小麦及び殻つき小麦の光量値と良品小麦の光量値との間の光量値（第１しきい値）とする。

一方、図４には、良品小麦、黒かび小麦及び発芽小麦の検出光量特性グラフが示してあるが、このグラフから、５００ｎｍ〜６００ｎｍの間において、良品小麦は、黒かび小麦及び発芽小麦の約２倍の明るさ（光量）で、両者間には、はっきりとした光量差があることを見出した。このことから、黒かび小麦及び発芽小麦を、良品小麦と判別するためのしきい値は、黒かび小麦及び発芽小麦の光量値と良品小麦の光量値との間の光量値（第２しきい値）とした。

図５（ａ）に、近赤外光センサー１０が検出する検出光と前記第１しきい値との関係を示す。横軸は近赤外光センサー１０のスキャン方向を示し、縦軸は、受光量を電気信号に変更した信号レベル（光量）を示す。これから分かるように、前記信号レベルが第１しきい値を超えた時に赤かび小麦及び殻つき小麦として判別する。一方、図５（ｂ）に、可視光センサー９が検出する検出光と前記第２しきい値との関係を示す。横軸は可視光センサー９のスキャン方向を示し、縦軸は前記信号レベル（光量）を示す。これから分かるように、前記信号レベルが第２しきい値よりも低くなった時に黒かび小麦及び発芽小麦として判別する。

このようにして赤かび小麦を含む不良粒をＣＰＵ１５が判別すると、噴風駆動回路１９に信号を出し、所定のタイミングで、判別された不良粒に対応した噴風ノズル１２の電磁弁１２ａを駆動させて、当該不良粒を噴風選別する。

なお、上記説明において、流下樋（シュート）４を移送手段の構成としたが、これに替え、ベルトによって原料小麦を移送するものであってもよい。

色彩選別機の構成図を示す。 判別手段の構成図を示す。 良品小麦、赤かび小麦及び殻つき小麦の各波長における検出光量グラフを示す。 良品小麦、発芽小麦及び黒かび小麦の各波長における検出光量グラフを示す。 （ａ）は、赤かび小麦及び殻つき小麦の各信号レベルと、第１しきい値との関係を示し、（ｂ）は、黒かび小麦及び発芽小麦の各信号レベルと、第２しきい値との関係を示す。

符号の説明

１ 色彩選別機
２ 原料タンク
３ 振動供給装置
４ 流下樋（シュート）
５ 光学検出手段
６ ハロゲンランプ
７ 蛍光灯
８ 光源
９ 可視光センサー
１０ 近赤外光センサー
１１ バックグランド
１２ 選別手段（噴風ノズル）
１２ａ 電磁弁
１３ 集穀筒
１４ 判別手段
１５ 中央演算装置（ＣＰＵ）
１６ 入出力回路（Ｉ/Ｏ）
１７ 書き込み専用記憶部（ＲＯＭ）
１８ 書き込み・読み込み用記憶部（ＲＡＭ）
１９ 噴風駆動回路
Ｐ 光学検出装置
Ｒ 落下軌跡

Claims (3)

1. 原料小麦を移送する移送手段と、
   該移送手段から放出された原料小麦に、近赤外光を含む光を照射して原料小麦から得られる光を検出する光学検出手段と、
   該光学検出手段で検出した受光データと、不良粒判別用のしきい値とを比較して不良粒を判別する判別手段と、
   該判別手段が判別した不良粒を選別する選別手段と、
   を備えた小麦用の色彩選別機であって、
   前記判別手段は、光学検出手段において検出された１４００ｎｍ〜１８００ｎｍの波長を用いて赤かび小麦を判別することを特徴とする小麦用の色彩選別機。
2. 前記光学検出手段には、ハロゲンランプからなる照射光源を備えたことを特徴とする請求項１に記載の小麦用の色彩選別機。
3. 前記光学検出手段には、近赤外光センサーからなる受光センサーを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の小麦用の色彩選別機。

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