JP2007010647A - 異物検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検体や異物の質量や材質の種類あるいは色に拘わらず、安価に有機質異物をも検出できる異物検出方法を提供する。
【解決手段】 例えば、食品等の粒状または塊状の被検体Ｄにヤグレーザー照射装置３から射出されたレーザー光Ｌを照射し、異物を含む被検体Ｄに誘起された蛍光Ｌ´の所定の波長の強度を受光装置４で計測し、得られた蛍光の相対強度比に基づいて受光装置４に接続された判定装置が被検体Ｄは異物か否かを判定したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は例えば、食品等の粒状または塊状の被検体中にあるいは表面に付着した異物を検出する異物検出方法に関する。

最近の厳しい価格競争の過程で、ややもすると製品の安全性に対する配慮が軽視される場合があり、様々な製品のトラブルが発生している。特に、製品が食品である場合は、人の命に関わったり、傷害事故に至ることがあるため、かかる事故の発生は製造業者に取っても致命的打撃を受ける虞があることもあり、大きな関心事になっている。

食品の安全性を脅かす要因としては細菌汚染等の生物的危害、毒性が危惧される薬品の残留等の化学的危害、偶発的な金属片の混入等の物理的危害の３種類のものがある。これらの危害の中、物理的危害は直接消費者の目に留まるため、直ちに社会問題に発展する虞があり、食品業界ではその対策に特に神経質になっている。平成７年に施行された製造物責任法に対する対処が必要になったこともあり、この傾向はさらに高まっている。

現在市場に流通している異物検出装置としては、金属検出機、Ｘ線異物検査装置、可視光を利用した画像処理式異物検査装置が代表的なものである。磁界と金属との相互作用を利用して金属異物を検出する金属検出機は歴史も古く、比較的安価であるため、現在最も普及している異物検出装置である。

また、Ｘ線異物検査装置は物質の密度の違いによるＸ線の透過率の差を利用して混入異物を検査する装置であり、金属の外、ガラス片、小石、硬質樹脂片等の異物を検出できるため、利用範囲が広いという利点がある。これらの検査装置の外に、最近は可視光画像のデータを画像処理して混入異物を検出する画像処理式異物検査装置が開発され、実用に供されるようになった。

上述の金属検出機は比較的安価で精度も高く、安全性も高いという利点を有する反面、金属以外の異物の検出には適用できないという欠点があった。また、Ｘ線異物検査装置は質量の大きな異物については比較的大きな検出能力があるが、価格が高く、しかも、漏洩Ｘ線による被爆の虞があり、十分な安全対策を講じなければならないという問題点がある。

さらに、最近はポリ袋片のように、必ずしも有害とは言えない物質や昆虫の死骸、髪の毛等といった嫌悪感の対象となる有機質異物も苦情理由として無視できないものとなってきている。しかし、従来の検出機や検査装置ではかかる異物を検出したり、検査することはできなかった。 本発明は従来技術におけるかかる問題点を解消すべく為されたものであり、安価に有機質異物をも検出できる異物検出方法を提供することを目的とする。

例えば、食品等の粒状または塊状の被検体に紫外光を照射し、異物を含む被検体に誘起された蛍光の所定の波長の強度比に基づいて異物か否かを判定したものである。

本発明によれば被検体に誘起された蛍光に基づいて異物か否かを判定したので、被検体や異物の質量や材質の種類あるいは色に拘わらず、安価にかつ容易に有機物を含む異物を検出することができる。

本発明は被検体と異物の材質については紫外光の照射により蛍光を発するものであれば特に問わないが、被検体と異物が共に有機物を含むものであっても良好な効果を期待できる。

図１は本発明を実施した一実施例に係る蛍光異物検出装置の概略構成を示す構成図である。同図に示すように、蛍光異物検出装置１の頂部には、好ましくは粒状あるいは塊状の食品等から成る被検体Ｄを図示中央の落下路上部まで搬送する搬入装置２が一体設置されている。落下路の上部には壁面からほぼ水平に波長が150nm〜400nmの紫外線レーザー光Ｌを射出するヤグレーザー照射装置３が取り付けられている。このレーザー光Ｌが上部から落下する被検体Ｄを照射すると、被検体Ｄから誘起された可視領域の蛍光Ｌ´が放出される。

蛍光Ｌ´は紙面に垂直な面内に放射状に多数配列配置された図示しない光ファイバーを通して受光装置４に導かれ、特定の波長毎の光強度が計測される。計測された蛍光Ｌ´の強度データは図示しない判定装置に送られ、それぞれの強度比が計算される。その計算値は予め設定された基準値と比較され、それが所定の範囲内にないとき、異物と判定されて異物排除信号が出力される。

水平方向に沿って多数配設された除去装置５が異物排除信号を受信すると、当該除去装置５からジェット気流が噴射され、このジェット気流が当該異物Ｄｎを不良品通路側に吹き飛ばし、不良品受け箱６内に落下させる。被検体Ｄが良品Ｄｇであったときは良品通路側を通って真っ直ぐ落下し、周回移動するベルトコンベアを有した搬出装置７上に載って系外に搬出される。

図２は本実施例に係る上記判定装置の異物判定の基本動作を示す流れ図である。
ヤグレーザー照射装置３がほぼ水平方向に沿って紫外線レーザー光Ｌを走査し、その照射位置を順次変化させる（Ｓ１）。レーザー光Ｌが上部から落下する被検体Ｄ等を照射すると、被検体Ｄ等から誘起された蛍光Ｌ´が放出される（Ｓ２）。受光装置４がその蛍光Ｌ´を受光すると、蛍光Ｌ´の強度を計測してその強度データを出力する（Ｓ３）。

受光装置４に接続された図示しない判定装置が蛍光Ｌ´の強度データを受信すると、既に受信した他の波長の蛍光Ｌ´の強度データとの比を計算する（Ｓ４）。そして、その比が最小閾値Ｔｉと最大閾値Ｔａとの間の範囲にあるか否かを判定し、あれば、ステップＳ１に戻って上記異物判定動作を繰り返し、なければ、除去装置５に異物排除信号を出力して当該異物Ｄｎを良品通路側外に排除させる（Ｓ６）。

図６は最小閾値Ｔｉと最大閾値Ｔａとを決定するために使用された各種試料の蛍光スペクトル測定方法の概略を示す説明図である。ヤグレーザー射出装置１１から射出されたレーザー光Ｌは３つの反射鏡Ｍ１〜Ｍ３を経て３回光路を変更した後、緑光遮光フィルターにより緑色成分が遮断されて第四高調波である266nmの紫外光として試料Ｓに照射される。

試料Ｓで誘起された蛍光Ｌ´は紫外光遮光フィルターにより紫外光が除去された後、蛍光計測器１２に入射して光電変換され、分光器１３に送られて各種試料Ｓの蛍光スペクトルが測定される。

図７〜図１２は各種試料Ｓの蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフである。図７は干し葡萄（レーズン）、図８は厚さの異なるポリ袋、図９はポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、図１０は人の毛髪、図１１は昆虫の蝿、図１２は木の枝のものをそれぞれ示す。これらのグラフから明らかなように、干し葡萄は340nmと450nmに、ポリ袋は328nmに、ＰＭＭＡは315nmと380nmに、毛髪には330nmに、蝿には320nmと450nmにそれぞれ固有のピークを有している。

また、図１３はポリエチレン単体と干し葡萄の表面にポリエチレン片が付着した試料Ｓの蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフである。このように、例えば、ポリエチレンが干し葡萄中に紛れ込んだ場合でも干し葡萄単体として存在した場合に得られる蛍光強度が小さいので、ポリエチレン片が付着した試料の蛍光強度はポリエチレン単体として存在した場合に得られる蛍光強度とさ程変わらないことが分かる。そこで、各種試料Ｓの蛍光スペクトルの特徴的なピークを形成する３つの波長320nm、340nm、450nmに注目し、それぞれの波長を中心とする±5nmの範囲の光強度を積算し、波長330nmのものに対する相対強度を求めた結果を図３〜図５のグラフに示す。

これらのグラフから判るように、人の毛髪とポリ袋と蝿は波長340nmのもの波長330nmのものに対する蛍光の相対強度が１以下であり、ＰＭＭＡと木の枝は波長450nmのもの波長340nmのものに対する蛍光の相対強度が２以上になっている。従って、測定された蛍光の波長340nmのもの波長330nmのものに対する相対強度を計測して最小閾値Ｔｉ＝１と比較し、また、波長450nmのもの波長340nmのものに対する蛍光の相対強度を計測して最大閾値Ｔａ＝２と比較することにより、干し葡萄中に紛れ込んだ人の毛髪、ポリ袋、蝿、ＰＭＭＡ、木の枝等の異物を効果的に検出して排除することができる。

本発明を実施した一実施例に係る蛍光異物検出装置の概略構成を示す構成図 本実施例に係る上記判定装置の異物判定の基本動作を示す流れ図 人の毛髪、ポリ袋、干し葡萄の所定の波長の相対強度を示すグラフ 蝿、干し葡萄の所定の波長の相対強度を示すグラフ 干し葡萄、木の枝等の所定の波長の相対強度を示すグラフ 各種試料の蛍光スペクトル測定方法の概略を示す説明図 干し葡萄の蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフ ポリ袋の蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフ ポリメチルメタアクリレートの蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフ 人の毛髪の蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフ 蝿の蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフ 木の枝の蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフ ポリエチレン単体と干し葡萄の表面にポリエチレン片が付着した試料の蛍光スペクトルの測定結果を示すグラフ

符号の説明

１ 蛍光異物検出装置
２ 搬入装置
３ ヤグレーザー照射装置
４ 受光装置
５ 除去装置
６ 不良品受け箱

Claims (1)

1. 主体となる粒状または塊状の被検体中にあるいは表面に付着した異物を検出する異物検出方法において、前記被検体にレーザー光を照射し、異物を含む該被検体に誘起された蛍光の所定の波長の強度比に基づいて異物か否かを判定したことを特徴とする異物検出方法。

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