JP2007139465A - 残留農薬判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】残留農薬の測定や判定に用いる基準データを得るための作業、例えばスペクトル測定や実測値分析等、の時間・工数・費用等を低減する。
【解決手段】赤外線の反射光から変換される「測定スペクトル」を調べることによって、青果物６表面に付着した残留農薬を測定する残留農薬判定装置１であって、農薬非残留青果物の「非残留スペクトル」を記憶する非残留記憶手段４と、前記「測定スペクトル」と該「非残留スペクトル」との差から「差スペクトル」を演算する演算手段２と、複数の「農薬単体スペクトル」を記憶する農薬リスト記憶手段９とを備え、前記演算手段２が、前記「差スペクトル」と前記「農薬単体スペクトル」との相関を演算し、該相関が予め設定した基準相関値以上であるか否かにより残留農薬の有無を判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、収穫された青果物表面に付着した残留農薬を測定することによって、該青果物に残留農薬が付着しているか否かを判定する、残留農薬判定装置の技術に関する。

従来より、内部品質センサによって青果物の糖度や酸度等の内部品質を測定し、該測定結果に基いて青果物を選別する青果物選別システムが公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
また、青果物を破壊することなく、青果物表面の残留農薬の有無を判定する方法として、青果物に照射した赤外線の反射光を分析する技術等が公知となっている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００５−４６７９４号公報 特開２００４−３２５１３５号公報

しかし、赤外線を用いた残留農薬の測定においては、測定対象の青果物の品種・時期・栽培農家等ごとに複数種類の残留農薬の「残留スペクトル」の測定を行なうことによって、測定精度を高めているため、莫大な時間・工数・費用等が必要となっていた。
そこで、本発明においては、残留農薬の測定や判定に用いる基準データを得るための作業、例えばスペクトル測定や実測値分析等、の時間・工数・費用等を低減することを課題としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、赤外線の反射光から変換される「測定スペクトル」を調べることによって、青果物表面に付着した残留農薬を測定する残留農薬判定装置であって、農薬非残留青果物の「非残留スペクトル」を記憶する非残留記憶手段と、前記「測定スペクトル」と該「非残留スペクトル」との差から「差スペクトル」を演算する演算手段と、複数の「農薬単体スペクトル」を記憶する農薬リスト記憶手段とを備え、前記演算手段が、前記「差スペクトル」と前記「農薬単体スペクトル」との相関を演算し、該相関が予め設定した基準相関値以上であるか否かにより残留農薬の有無を判定するものである。

請求項２においては、赤外線の反射光から変換される「測定スペクトル」を調べることによって、青果物表面に付着した残留農薬を測定する残留農薬判定装置であって、農薬非残留青果物の「非残留スペクトル」を記憶する非残留記憶手段と、前記「測定スペクトル」と該「非残留スペクトル」との差から「差スペクトル」を演算する演算手段と、複数の「農薬単体スペクトル」を記憶する農薬リスト記憶手段とを備え、前記演算手段が、前記「差スペクトル」の強度が、予め設定した基準強度以上であるか否かにより残留農薬の有無の判定を行なうものである。

請求項３においては、前記「非残留スペクトル」のデータを更新可能としたものである。

請求項４においては、前記「農薬単体スペクトル」のデータを更新可能としたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、予め「非残留スペクトル」と「農薬単体スペクトル」を測定すれば足りるため、農薬が付着した多量の青果物のスペクトルや検量線を測定する必要が無くなり、その結果、残留農薬の測定や判定に用いる基準データを得るための作業、例えばスペクトル測定や実測値分析等、の時間・工数・費用を低減することができる。

請求項２においては、予め「非残留スペクトル」と「農薬単体スペクトル」を測定すれば足りるため、農薬が付着した多量の青果物のスペクトルや検量線を測定する必要が無くなり、その結果、残留農薬の測定や判定に用いる基準データを得るための作業、例えばスペクトル測定や実測値分析等、の時間・工数・費用を低減することができる。

請求項３においては、品種・時期・栽培農家等によって異なる青果物の「非残留スペクトル」に対応した最新の残留農薬判定を行なうことができる。

請求項４においては、新たな農薬が開発されたり、より正確な「農薬単体スペクトル」が得られた場合に、最新の残留農薬判定を行なうことができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る残留農薬判定装置１の斜視図、図２は残留農薬判定装置１の側面断面図、図３は残留農薬判定装置１による残留農薬の判定方法を示した流れ図である。

本発明に係る残留農薬判定装置１にて測定される青果物６は、イチゴ、蜜柑、オレンジ、メロン、トマトその他の果物類または野菜類の総称であり、残留農薬の有無によって出荷可能であるか否かの選別が為されるものである。
詳述すると、青果物６は、図１及び図２に示すように、コンテナ４０等から取り出されて残留農薬判定装置１に載置され、赤外線が当てられて青果物６表面における「測定スペクトル」が測定され、後述する演算手段２によって「非残留スペクトル」から「差スペクトル」が演算され、該「差スペクトル」が「農薬単体スペクトル」と比較されて、出荷青果物６ａ（相関やスペクトル強度が基準相関値や基準強度未満の青果物）若しくは廃棄青果物６ｂ（相関やスペクトル強度が基準相関値や基準強度以上の青果物）に判定されるものである。

つまり、残留農薬判定装置１によって行なわれる青果物６表面の残留農薬の有無についての判定は以下のようにして行なう。
図１及び図２に示すように、青果物６を残留農薬判定装置１のステージ３上に載置し、青果物６表面に赤外線を照射する。そして、演算手段２が、反射光の光学的情報を「測定スペクトル」に変換し、該「測定スペクトル」から、後述する非残留記憶手段４に予め記憶された「非残留スペクトル」を減じることによって、「差スペクトル」を求める。最後に、演算手段２が、後述する農薬リスト記憶手段９に予め記憶された「農薬単体スペクトル」と該「差スペクトル」とを比較・演算することによって判定を行なう。

以下、本発明の残留農薬判定装置１について詳述する。
図２に示すように、残留農薬判定装置１は、上面にステージ３が設けられた筐体２３と、該筐体２３内部に配設される、投光部７と、投光部７から発した赤外線を分割して合成（干渉）し、照射用反射手段１２へと投光する干渉計１４と、該合成された赤外線を下記照射用ミラー１１へと導く照射用反射手段１２・１３と、該照射用反射手段１２・１３によって導かれた該赤外線を反射して載置台５上の青果物６側面に照射（矢印Ａ）する照射用ミラー１１と、該青果物６で反射（矢印Ｂ）した赤外線を受光用反射手段１８・１９及び光路変更手段１５へと反射する受光用ミラー１７と、該受光用ミラー１７にて反射された赤外線を検知部３２に投光する光路変更手段１５と、光路変更手段１５からの赤外線を検知し、検知した赤外線の光学的情報を出力信号としてＡＤ変換器３３へ送信する検知部３２と、該出力信号をデジタル信号に変換した後に演算手段２へ送信するＡＤ変換器３３と、該演算手段２と、該演算手段２に接続された非残留記憶手段４や農薬リスト記憶手段９等から構成されるものである。
そして、前記筐体２３の上面には、前記投光部７や検知部３２等を起動するためのスイッチ２１と、演算手段２等で変換された「測定スペクトル」や演算された判定結果を表示する表示部３０とが配設されている。

本発明の残留農薬判定装置１では、青果物６が前記ステージ３上に載置されてスイッチ２１が押されると、投光部７より干渉計１４や照射用ミラー１１を介して青果物６に赤外線が照射され、該青果物６で反射した反射光は受光用ミラー１７や光路変更手段１５を介して受光部８にて吸収される。そして、受光部８に吸収された赤外線は、検知部３２にて検知され、ＡＤ変換器３３にてデジタル信号に変換されて、該変換された光学的情報が演算手段２へと送信される。そして、後述する演算手段２にて、「非残留スペクトル」や「農薬単体スペクトル」を用いながらスペクトル分析を行なうことにより、青果物６表面に付着した残留農薬の有無を判定し、判定結果を表示部３０に表示する。但し、残留農薬判定装置１は選果機のコンベア等の搬送手段の途中に配置する構成であってもよい。

前記非残留記憶手段４は、演算手段２に接続される磁気ディスク等のデータベースであり、農薬が付着していない青果物（農薬非残留青果物）に関する「非残留スペクトル」が記憶されている。該「非残留スペクトル」は、予め実験等によって作成されるものであって、農薬が付着していない青果物（農薬非残留青果物）に赤外線を照射することによって得ることができる。非残留記憶手段４には、品種・時期・栽培農家等ごとの「非残留スペクトル」が記憶されており、青果物６の判定時に、それら品種・時期・栽培農家等に応じて演算手段２によって「非残留スペクトル」が呼び出される構成となっている。

該非残留記憶手段４は、新たな実験により、若しくは外部の記憶媒体等により、最新の「非残留スペクトル」に更新したり、新たな品種・時期・栽培農家等の「非残留スペクトル」を記憶可能としておくと好適である。
また、非残留記憶手段４には、残留農薬判定装置１内の機器（投光部７等）の動作を制御するためのプログラムを格納しても良い。

前記農薬リスト記憶手段９は、演算手段２に接続される磁気ディスク等のデータベースであり、１又は複数種類の農薬単体に関する「農薬単体スペクトル」や基準相関値や基準強度等が記憶されている。該「農薬単体スペクトル」は、予め実験等によって作成されるものであって、農薬単体に赤外線を照射することによって作成しても良いし、概知の農薬成分から作成しても良いものである。該「農薬単体スペクトル」には、「農薬単体スペクトル」毎に、若しくは基準強度毎に、それらに対応した特有の強度判定波数帯も含まれるものとし、該強度判定波数帯も農薬リスト記憶手段９に記憶されている。

農薬リスト記憶手段９は、外部の記憶媒体等によって、最新の「農薬単体スペクトル」に更新したり、新たな発見された「農薬単体スペクトル」を記憶可能としておくと好適である。
基準相関値や基準強度とは、食品衛生法等で定められている基準値から算出された値であり、青果物６の判定前に、該農薬リスト記憶手段９若しくは演算手段２等に予め設定されているものとする。

そして、非残留記憶手段４や農薬リスト記憶手段９は、本実施例のように筐体２３内に配設されるものに限定するものではなく、前記「非残留スペクトル」や「農薬単体スペクトル」が更新可能に記憶される持ち運び可能な記憶媒体であっても良い。
また、非残留記憶手段４や農薬リスト記憶手段９は別部材とする必要はなく、１つの記憶手段に「非残留スペクトル」や「農薬単体スペクトル」を記憶する構成であっても良く、つまり、該非残留記憶手段４に「農薬単体スペクトル」等を記憶させる構成であっても良く、限定するものではない。

演算手段２は、図２に示すように、投光部７やミラー１１・１７・・・の角度等を制御したり、表示部３０等に動作指令（信号）を送信したりするものであって、検知部３２からＡＤ変換器３３を介して青果物６表面の光学的情報を取得してスペクトル分析を行ない、青果物６表面に付着した残留農薬の有無を判定したりするものである。

以下、該演算手段２について詳述する。
演算手段２は、ＡＤ変換器３３から送られてくる該光学的情報をフーリエ変換して波数と強度から表される「測定スペクトル」を作成し、該「測定スペクトル」から前記「非残留スペクトル」を減じることによって「差スペクトル」を作成する。そして、演算手段２は、該「差スペクトル」と前記「農薬単体スペクトル」との相関を演算して、該相関が予め定められた基準相関値以上か否かの判定を行なう。

農薬リスト記憶手段９に複数種類の農薬単体に関する「農薬単体スペクトル」が記憶されている場合には、演算手段２が、農薬リスト記憶手段９から順次それらの「農薬単体スペクトル」を呼び出して、該「差スペクトル」とそれぞれの「農薬単体スペクトル」との相関を演算し、該相関の最大値が基準相関値以上であるか否かによって、青果物６表面の残留農薬の有無を判定する。

但し、該判定は相関を演算して判定を行なう方法に限定するものではなく、演算手段２が、「農薬単体スペクトル」毎の若しくは前記基準強度毎の強度判定波数帯における青果物６の「差スペクトル」の強度を求め、該強度が予め定められた前記基準強度以上か否かによって、青果物６表面の残留農薬の有無を判定する方法であっても良い。
また、該判定は、「差スペクトル」のグラフが占める面積の大きさによって、残留農薬の有無を判定する構成であっても良い。この場合、表示部３０には、該「差スペクトル」の面積や判定結果等を表示するものとする。前記基準相関値、基準強度、基準面積は図示しない設定器により設定できる。

前記判定が終了すると、演算手段２によって該判定結果が表示部３０に表示される。例えば、表示部３０において、「出荷可能」や「出荷不可能」等の表示を行なうのである。
そして、演算手段２には、筐体２３の外部に配設されるパーソナルコンピュータ等の計算機を用いても良く、筐体２３の内部に配設される構成に限定するものではない。
また、青果物６の判定前に、該青果物６の品種・時期・栽培農家等に応じた「非残留スペクトル」や「農薬単体スペクトル」を演算手段２のメモリ等に記憶しておく構成であっても良い。つまり、品種・時期・栽培農家等により散布する農薬が異なる場合があり、青果物の色も異なるため、散布した農薬の種類（成分）に応じた「農薬単体スペクトル」を記憶しておき、各農家が収穫した青果物に応じた「非残留スペクトル」を記憶しておくのである。

最後に、本発明の残留農薬判定装置１による残留農薬の測定及び判定方法についてまとめる。
図１乃至図３に示すように、青果物６が残留農薬判定装置１のステージ３に載置されて、作業者によってスイッチ２１が押されると、演算手段２は投光部７から赤外線を投光して残留農薬の測定を開始させる（Ｓ１０１）。但し、演算手段２を介すことなく、スイッチ２１が、直接投光部７から赤外線を投光させる構成としても良い。

そして、該赤外線は青果物６表面（下面）で反射して検知部３２で検知され、前記ＡＤ変換器３３から送信されてきた反射光に関する出力信号は演算手段２にて「測定スペクトル」に変換される。詳しくは、前記検知部３２で検知した反射光の光学的情報が、ＡＤ変換器３３を介してデジタル信号として演算手段２に送信され、該演算手段２が反射光の時間関数としての波形を、周波数の関数としての「測定スペクトル」にフーリエ変換する。（Ｓ１０２）
該フーリエ変換の結果は「測定スペクトル」として表示部３０にて表示される。

演算手段２は、非残留記憶手段４から青果物６の品種・時期・栽培農家等に応じた「非残留スペクトル」を呼び出して（Ｓ１０３）、「測定スペクトル」と「非残留スペクトル」から「差スペクトル」を演算する（Ｓ１０４）。そして、演算手段２は、農薬リスト記憶手段９から順次農薬単体ごとの「農薬単体スペクトル」を呼び出して（Ｓ１０５）、該「差スペクトル」と「農薬単体スペクトル」との相関を演算し（Ｓ１０６）、該相関が予め定められた基準相関値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。該判定結果は、表示部３０にて表示される（Ｓ１０８）。
詳しくは、複数の「農薬単体スペクトル」と「差スペクトル」との相関を演算した結果、該相関に基準相関値以上のものがある場合には、該青果物６を廃棄青果物６ｂとして処理若しくは洗浄し、全ての「農薬単体スペクトル」と「差スペクトル」との相関が基準相関値未満である場合には、該青果物６を出荷青果物６ａとして出荷する。

若しくは、「農薬単体スペクトル」毎の若しくは農薬単体毎の強度判定波数帯における青果物６の「測定スペクトル」の強度が、基準強度以上である場合に該青果物６を廃棄青果物６ｂとして処理若しくは洗浄し、基準強度未満である場合に該青果物６を出荷青果物６ａとして出荷する。

このように、赤外線の反射光から変換される「測定スペクトル」を調べることによって、青果物６表面に付着した残留農薬を測定する残留農薬判定装置１であって、農薬非残留青果物の「非残留スペクトル」を記憶する非残留記憶手段４と、前記「測定スペクトル」と該「非残留スペクトル」との差から「差スペクトル」を演算する演算手段２と、複数の「農薬単体スペクトル」を記憶する農薬リスト記憶手段９とを備え、前記演算手段２が、前記「差スペクトル」と前記「農薬単体スペクトル」との相関を演算し、該相関が予め設定した基準相関値以上であるか否かにより残留農薬の有無を判定するので、予め「非残留スペクトル」と「農薬単体スペクトル」を測定すれば足りるため、農薬が付着した多量の青果物のスペクトルや検量線を測定する必要が無くなり、その結果、残留農薬の測定や判定に用いる基準データを得るための作業、例えばスペクトル測定や実測値分析等、の時間・工数・費用を低減することができる。

近年、予め残留農薬が付着した多量の青果物に赤外線を照射して複数種類の「残留スペクトル」（基準データ）を作成して記憶しておき、該複数種類の「残留スペクトル」（基準データ）と青果物６の「測定スペクトル」との相関から検量線を求める方法が考えられている。しかし、この方法では、予測するに足る検量線測定精度を確保するために多量の残留農薬付着青果物が必要となり、その結果、基準データ（「残留スペクトル」等）の測定及び分析等に莫大な時間・工数・費用が必要であった。

詳しくは、品種・栽培農家等に関係なく残留農薬を検出する場合には、品種によって青果物６の色が異なり基準データ（「残留スペクトル」等）が一定の形状にならない場合があり、また、栽培農家によって使用する農薬が異なる場合にはスペクトルのピークの波数帯が異なる場合がある。これらのデータを全て記憶装置に記憶し、それぞれの場合全てについて残留農薬判定を行うには、残留農薬判定に使用できる基準データ（「残留スペクトル」等）を得るために残留農薬付着青果物に関して何度も再実験を行なう必要があった。その上、品種・時期・栽培農家等ごとに複数種類の残留農薬についての（「残留スペクトル」等）の測定を行なうとすると、莫大な時間・工数・費用が必要となっていた。

本発明においては、予め、「非残留スペクトル」（基準データ）と「農薬単体スペクトル」（基準データ）とを別々に測定して記憶装置に記憶し、「差スペクトル」を演算することで、品種や栽培農家ごとの固体差が小さくなり、「農薬単体スペクトル」との相関の差も小さくなる。つまり、スペクトル形状の類似性が高くなり、残留農薬の検出精度が高くなる。従って、品種・時期・栽培農家等ごとの残留農薬付着青果物毎に複数種類の農薬単体に関するスペクトル測定を行なう必要がなくなり、残留農薬の測定や判定に用いる基準データ（「非残留スペクトル」等）を得る作業、例えばスペクトル測定や実測値分析等、の時間・工数・費用を大幅に低減することができるのである。

また、赤外線の反射光から変換される「測定スペクトル」を調べることによって、青果物６表面に付着した残留農薬を測定する残留農薬判定装置１であって、農薬非残留青果物の「非残留スペクトル」を記憶する非残留記憶手段４と、前記「測定スペクトル」と該「非残留スペクトル」との差から「差スペクトル」を演算する演算手段２と、複数の「農薬単体スペクトル」を記憶する農薬リスト記憶手段９とを備え、前記演算手段２が、前記「差スペクトル」の強度が、予め設定した基準強度以上であるか否かにより残留農薬の有無の判定を行なうので、予め「非残留スペクトル」と「農薬単体スペクトル」を測定すれば足りるため、農薬が付着した多量の青果物のスペクトルや検量線を測定する必要が無くなり、その結果、残留農薬の測定や判定に用いる基準データを得るための作業の時間・工数・費用を低減することができる。

また、前記「非残留スペクトル」のデータを更新可能としたので、品種・時期・栽培農家等によって異なる青果物の「非残留スペクトル」に対応した最新の残留農薬判定を行なうことができる。

また、前記「農薬単体スペクトル」のデータを更新可能としたので、新たな農薬が開発されたり、より正確な「農薬単体スペクトル」が得られた場合に、最新の残留農薬判定を行なうことができる。

本発明の一実施例に係る残留農薬判定装置１の斜視図。 残留農薬判定装置１の側面断面図。 残留農薬判定装置１による残留農薬の判定方法を示した流れ図。

符号の説明

１ 残留農薬判定装置
２ 演算手段
４ 非残留記憶手段
６ 青果物
９ 農薬リスト記憶手段
３０ 表示部

Claims (4)

1. 赤外線の反射光から変換される「測定スペクトル」を調べることによって、青果物表面に付着した残留農薬を測定する残留農薬判定装置であって、
   農薬非残留青果物の「非残留スペクトル」を記憶する非残留記憶手段と、
   前記「測定スペクトル」と該「非残留スペクトル」との差から「差スペクトル」を演算する演算手段と、
   複数の「農薬単体スペクトル」を記憶する農薬リスト記憶手段とを備え、
   前記演算手段が、
   前記「差スペクトル」と前記「農薬単体スペクトル」との相関を演算し、
   該相関が予め設定した基準相関値以上であるか否かにより残留農薬の有無を判定することを特徴とする残留農薬判定装置。
2. 赤外線の反射光から変換される「測定スペクトル」を調べることによって、青果物表面に付着した残留農薬を測定する残留農薬判定装置であって、
   農薬非残留青果物の「非残留スペクトル」を記憶する非残留記憶手段と、
   前記「測定スペクトル」と該「非残留スペクトル」との差から「差スペクトル」を演算する演算手段と、
   複数の「農薬単体スペクトル」を記憶する農薬リスト記憶手段とを備え、
   前記演算手段が、
   前記「差スペクトル」の強度が、予め設定した基準強度以上であるか否かにより残留農薬の有無の判定を行なうことを特徴とする残留農薬判定装置。
3. 前記「非残留スペクトル」のデータを更新可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の残留農薬判定装置。
4. 前記「農薬単体スペクトル」のデータを更新可能としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の残留農薬判定装置。

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