JP4139316B2 - 保存剤検出装置および保存剤検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、包装食品中に添付された、非磁性材料からなる食品用保存剤の有無を、非破壊検査法により検出する保存剤検出装置および保存剤検出方法に関する。

市販されている包装食品の中にあって、水分活性値が０．６５未満の食品は保存性が高く、保存時にカビが繁殖する恐れが少なく、カビの繁殖による品質劣化は受け難い。一方、水分含量が高く、水分活性値が０．９以上のものにあっては、冷凍食品とするか、レトルト、缶詰、ビン詰等の加工を行う事から、これらの製造工程では熱殺菌処理、又は、冷凍保管するため、包装食品中に保存剤を添付して保存性を確保する必要はない。しかしながら、水分活性値が０．６５以上、０．９未満の中間水分製品と称せられる包装食品については、カビの繁殖によって流通時に品質劣化の起こる可能性が高い。従って、中間水分製品においては、包装食品の品質劣化を抑制するため、保存剤として、エタノールを配合したエタノール配合保存剤あるいは脱酸素剤を、該包装食品中に添付することが通常行われている。脱酸素剤やエタノール配合保存剤を包装食品に添付することによって、無添付時には１〜２週間でカビが繁殖して商品価値が消失するような商品も、脱酸素やエタノール蒸散による防カビ効果のため、カビの繁殖を数ヶ月以上抑制することが可能となる。この結果、商品の賞味期限が長くなり、遠距離配送や、比較的長い期間、市場展開が可能となり、計画的販売、生産が可能となっている。

しかしながら、このような中間水分製品にあっては、何らかの手違いによって、保存剤を添付し忘れた包装食品が市場に出荷された場合には、１〜２週間でカビが繁殖し、商品価値の消失と共に、メーカーの信頼を大きく失い、多大な損害を被ることになる。
このような保存剤無添付製品の市場への出荷を防止するため、保存剤の有無を検出する保存剤検出方法が用いられている。保存剤検出方法の従来技術としては、鉄剤を使用している脱酸素剤では金属検知機を使用して確認する方法がある。また、エタノール配合保存剤にあっては、該保存剤に鉄剤を配合し、金属検知器を使用する方法がある。

さらに、特許文献１には、より改良された保存剤検出方法が開示されている。
特許文献１に開示の保存剤検出方法は、発振コイルと、被検出物用空間を介して前記発振コイルに対向して配置され被検出物内に金属が含まれているか否かを検出する第１受信コイルと、前記被検出物用空間を介して前記発振コイルに対向して配置され前記被検出物内に所定量の金属が含まれているか否かを検出する第２受信コイルとによって、包装食品中の金属を検出する方法である。この検出方法によれば、包装食品中の保存剤に鉄剤を配合することによって、保存剤の有無を検出できる。また、検出された金属の量に基づいて、保存剤中に添加された金属か、異物として混入した金属かを判別することになる。

現状は、鉄剤を配合した脱酸素剤やエタノール―鉄剤配合保存剤のように、保存剤として金属が含まれているものを用い、保存剤の磁性特性値を勘案して金属検知器の感度を調節し、包装食品中に添付された保存剤を検出する従来技術が採用されているのが実情である。
特開平７−３２５１５９号公報

しかしながら、包装食品中の保存剤の有無を検出する方法として、金属探知機や特許文献１に開示の検出方法を採用した場合、金属類が異物として包装食品中に混入したときには正確には検出できないことになる。
また、本来鉄剤の配合が不必要であるエタノール配合保存剤に、保存剤の検出を目的として鉄剤のような磁性材料を配合することは、保存剤の製造に余分な工程を必要とし、好ましいものではない。

従って、本発明の課題は、非磁性材料からなり、磁性材料を配合していない保存剤を正確に検出できる保存剤検出装置および保存剤検出方法を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、保存剤が添付された包装食品のインピーダンス特性値と、保存剤が無添付の包装食品のインピーダンス特性値との差を用いて保存剤の有無を検出することができることを見出し、本発明の保存剤検出装置および保存剤検出方法を発明するに至った。

すなわち、本発明の保存剤検出装置は、包装食品中に添付した非磁性材料からなる保存剤の有無を検出する保存剤検出装置であって、包装食品のインピーダンス特性を測定する測定装置と、保存剤の有無が知られている包装食品のインピーダンス特性の測定値に基づいて予め設定された包装食品のインピーダンス特性の許容範囲を記憶し、前記測定装置による包装食品のインピーダンス特性の測定値を前記許容範囲と比較して包装食品中の保存剤の有無を判定する制御部とを備え、前記測定装置は、包装食品に向かって電磁波を発振する２枚のアンテナからなる電磁波発信部アンテナと、電磁波発信部アンテナから発振された電磁波を受信する１枚のアンテナからなる電磁波受信部アンテナとを備え、電磁波発信部アンテナ及び電磁波受信部アンテナは、寸法が互いに同一である２枚の電磁波発信部アンテナが電磁波受信部アンテナをその間に挟むように共通の基板に配置されていることを特徴とする。

前記測定装置においては、前記電磁波発信部アンテナと前記電磁波受信部アンテナとの間隔が１ｍｍ以上、且つ前記保存剤の短辺寸法以下であることが好ましい。また、前記電磁波発信部アンテナから発振される電磁波は、周波数が２０〜４０ｋＨｚの範囲内であることが好ましい。
本発明の保存剤検出装置は、さらに、包装食品を搬送する搬送装置と、前記制御部の判定結果に基づいて保存剤が添加されていない包装食品を前記搬送装置から排除する排除装置とを備える構成も採用可能である。
さらに本発明は、上述の保存剤検出装置を用いて、包装食品中の保存剤の有無を検出することを特徴とする保存剤検出方法を提供する。

本発明によれば、磁気特性のないエタノール配合保存剤に、鉄剤等を混合して金属検知器による保存剤検出方法を採用する必要がなくなる。非磁性材料からなる保存剤の有無を正確に判定することが可能となり、包装食品の製造工程を簡略化してコストの削減を図れると共に、保存剤の添付に漏れがない、より安全な包装食品を消費者に提供することが可能となる。

以下、本発明の保存剤検出方法とその検出装置について、最良の形態に基づき、より具体的に説明する。
本発明は、保存剤として、鉄剤等の磁性材料を含有せず、非磁性材料からなる保存剤を用いる場合に適用できる。非磁性材料からなる前記保存剤としては、特に、シリカゲルにエタノール水溶液を含浸した粉体状保存剤、水性ゲルにエタノール水溶液を含浸した水性ゲル状保存剤、パルプシートにエタノール水溶液を含浸したエタノール含浸パルプシート保存剤等、エタノールまたはエタノール水溶液を配合した保存剤（以下、これを「エタノール配合保存剤」という場合がある）が挙げられる。

エタノール配合保存剤中のエタノールは水溶液であってよく、該エタノール水溶液中のエタノール濃度は２０〜９９質量％の範囲内であることが好ましい。エタノール配合保存剤中のエタノール水溶液のエタノール濃度が２０質量％未満では、エタノール蒸気による殺菌力が不足し好ましくない。一方、エタノール濃度が９９質量％を超える場合には、該保存剤が高価となり、経済的でなく好ましくない。

本発明の保存剤の検出方法及び検出装置は、包装食品中に保存剤を添付したとき（添付時）と、添付しないとき（無添付時）とのインピーダンス特性値の差によって検出するものである。より詳しくは、包装食品のインピーダンス特性を測定し、この測定値が、保存剤の有無が知られている包装食品のインピーダンス特性の測定値に基づいて予め設定された包装食品のインピーダンス特性の許容範囲内であるか否かに基づき、包装食品中の保存剤の有無を検出することができる。
従って、本発明においては、保存剤が添付された包装食品（以下、保存剤添付品という場合がある）と、保存剤が添付されていない包装食品（以下、保存剤無添付品という場合がある）とで、インピーダンス特性値に充分に顕著な差が出るように保存剤を適宜選択して両者を判別できるようにする必要がある。
本発明において、インピーダンス特性とは、包装食品のインピーダンスのみならず、包装食品のインピーダンスから一意的に決定される任意の値を包含するものとする。上記インピーダンス特性としては、例えば、静電容量式変換器によって包装食品のインピーダンスを電圧値に変換したインピーダンス特性電圧値を採用することができる。

保存剤無添付品のインピーダンス特性値が低い場合には、インピーダンス特性値の高い保存剤を包装食品中に添付することが有効である。この目的を達成する方法としては、水性ゲルにエタノール水溶液を含浸した水性ゲル状保存剤、又は、パルプシートにエタノール水溶液を含浸したエタノール含浸パルプシート保存剤を使用することが挙げられる。これにより、エタノール配合保存剤のインピーダンス特性値が高くなり、保存剤添付品と保存剤無添付品とのインピーダンス特性値の差に基づいて両者を判別することが可能となる。

一方、保存剤無添付品のインピーダンス特性値が高い場合には、インピーダンス特性値の低い保存剤を包装食品中に添付することが有効である。この目的を達成する方法としては、シリカゲルにエタノール水溶液を含浸した粉体状保存剤を使用すること、更には該粉体状保存剤を充填包装する包装材として、炭酸カルシウムを１０〜５０質量％の範囲内で添加・配合した包装材シートを用いて包装することが挙げられる。これにより、エタノール配合保存剤のインピーダンス特性値が低くなり、保存剤添付品と保存剤無添付品とのインピーダンス特性値の差に基づいて両者を判別することが可能となる
シリカゲルにエタノール水溶液を含浸した前記粉体状保存剤を充填、包装するための包装材に添加する炭酸カルシウム量が１０質量％未満の場合、電磁波の保存剤への浸透を遮蔽する効果が十分とは言えず好ましくない。一方、前記包装材に添加・配合する炭酸カルシウム量が５０質量％を超える場合、包装材シートが亀裂を生じ易くなり、好ましくない。

このように、本発明の保存剤検出方法においては、保存剤の有無が知られている包装食品（保存剤添付品および／または保存剤無添付品）について、インピーダンス特性値を測定しておき、この測定値を参照して、保存剤の有無を検出すべき包装食品（以下、これを被験包装食品という場合がある）のインピーダンス特性値と比較する。これにより、該包装食品中の保存剤の有無を確実に検出することができる。

本発明の保存剤検出装置は、包装食品のインピーダンス特性によって検出する保存剤検出手段を備える。
図１に、本発明の保存剤検出装置の一例を示す。このような保存剤検出装置を使用して、包装食品のインピーダンス特性を計測し、得られた計測値を、保存剤添付品のインピーダンス特性値および／または保存剤無添付品のインピーダンス特性値と比較することにより、包装食品中の保存剤の有無を検出することが可能となる。
図１に示す保存剤検出装置は、包装食品６を搬送する搬送装置２と、この搬送装置２によって搬送されている包装食品６のインピーダンス特性を測定する測定装置３と、この測定装置３による包装食品６のインピーダンス特性の測定値に基づいて該包装食品中の保存剤の有無を判定する制御部４と、この制御部４の判定結果に基づいて保存剤が添加されていない包装食品を前記搬送装置２から排除する排除装置５とを備えている。

測定装置３は、電磁波を発振するとともに受信した電磁波から包装食品６のインピーダンス特性を測定して出力するインピーダンス測定器３０と、該インピーダンス測定器３０とリード線８１、８２によって接続されたアンテナを有する検出部１とを備える。

検出部１は、保存剤検出のために使用する電磁波の放散防止と外部からのノイズ電磁波の侵入を防止するための電磁波遮蔽板１１と、包装食品６に向かって電磁波を発振する２枚のアンテナからなる電磁波発信部アンテナ１２と、この電磁波発信部アンテナ１２から発振された電磁波を受信する１枚のアンテナからなる電磁波受信部アンテナ１３と、前記電磁波発信部アンテナ１２および前記電磁波受信部アンテナ１３が装着された基板１４とから構成されている。
電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３は、電磁波受信部アンテナ１３が２枚の電磁波発信部アンテナ１２の間に挟まれるように共通の基板１４に配置されている。
電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３を構成するアンテナとしては、アルミニウム板、ステンレス板、銅板などを用いることができる。基板１４としては、ポリ塩化ビニル板、ポリエチレン板などの電気絶縁体が用いられる。

電磁波遮蔽板１１は、電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３が装着された基板１４の周囲を覆い、外部からのノイズ電磁波の影響、あるいは、電磁波発信部アンテナ１２から発信される電磁波が外部に漏出することによる不都合を抑制するものである。電磁波遮蔽板１１の材料としては、例えばステンレス板、アルミニウム板、銅板などの導電性材料が挙げられる。
電磁波遮蔽板１１は、前記基板１４の上側に配設された部分１１ａと、前記基板１４の下側に配設された部分１１ｂとから全体で筒状となるように構成されている。電磁波遮蔽板１１は、電磁波発信部アンテナ１２及び電磁波受信部アンテナ１３並びにこれらアンテナに接続されたリード線８１，８２に対して絶縁状態となるように配置されている。

インピーダンス測定器３０は、リード線８１を介して電磁波発信部アンテナ１２と接続された電磁波送信端子３１と、リード線８２を介して電磁波受信部アンテナ１３と接続された電磁波受信端子３２と、リード線８３を介して制御部４の信号電圧受信端子４１と接続された信号電圧表示端子３３とを有する。さらに、インピーダンス測定器３０は、インピーダンス特性値に基づいて発生させた信号電圧を、制御部４に送信する機能を有する。インピーダンス測定器３０としては、２０ｋＨｚから４０ｋＨｚの周波数範囲内の電磁波を包装食品６に向けて発振し、包装食品６のインピーダンス特性を計測できるものであれば使用できる。
包装食品６のインピーダンス特性を計測するための電磁波周波数としては、２０ｋＨｚ以上、４０ｋＨｚ以下が好ましい。電磁波周波数が２０ｋＨｚ未満では計測感度が低下し、包装食品のインピーダンス特性を正確に計測することが出来ず好ましくない。一方、該インピーダンス特性を計測するための電磁波周波数が４０ｋＨｚを超える場合には、電波の漏洩、ノイズ電波の侵入が多くなり、インピーダンス特性を正確に計測することが出来ず好ましくない。なお、該電波の漏洩、ノイズ電波の侵入を防止する手段を採用することもできるが、過大な設備費を要し、好ましくない。

このように構成された測定装置３によれば、被験包装食品６が電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３の上を通過する際に、電磁波受信部アンテナ１３からインピーダンス測定器３０に返される出力に変化が生じ、これに基づいて検出部１の空間７のインピーダンス特性変化を計測することができる。さらにインピーダンス測定器３０は、前記インピーダンス特性値の計測値に基づいて信号電圧を発生させ、これを信号電圧表示端子３３から制御部４に送信するようになっている。

包装食品６中の保存剤の有無をより効率よく検出するためには、検出部１の基板１４に装着された電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３のサイズ仕様ならびに電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔を調整することが望ましい。以下、本発明を実施するに当たって好適な電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３のサイズ仕様ならびにこれら電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂの仕様について、図２を基に説明する。

図２は、図１に示す検出部１の基板１４および該基板１４上に装着された電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３を拡大して図示したものである。
図２に示すように、２枚の電磁波発信部アンテナ１２は、互いに同一寸法の仕様となっている。すなわち、各電磁波発信部アンテナ１２の幅寸法１２ａ、１２ｂは等しくなっている。
さらに本発明においては、電磁波発信部アンテナ１２は、電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３の並設方向に沿う寸法である電磁波発信部アンテナ１２の幅寸法１２ａ、１２ｂが、電磁波受信部アンテナ１３の幅寸法１３ａの好ましくは０．２５倍〜５倍、より好ましくは１．５倍〜５倍の寸法とすることが望まれる。
この理由は明確ではないが、インピーダンス特性電圧は、包装食品６内の保存剤が電磁波発信部アンテナ１２上および電磁波受信部アンテナ１３上に同時に載置された面積の比：（電磁波発信部アンテナ１２上に載置された面積）／（電磁波受信部アンテナ１３上に載置された面積）に比例する傾向があり、このため、電磁波発信部アンテナ１２の幅寸法１２ａ、１２ｂを、電磁波受信部アンテナ１３の幅寸法１３ａの０．２５倍〜５倍の寸法とすることが好ましい。

また、電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間には所定の間隔１５ａ、１５ｂが確保されているが、これらの間隔１５ａ、１５ｂは、１ｍｍ以上、かつ被験包装食品６に添付される保存剤（図示略）の短辺寸法以下とすることが好ましい。
電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ，１５ｂが１ｍｍ未満の場合には、理由は明白ではないが、基板１４上に包装食品６が配置されているか否かに関係なく、高いインピーダンス特性値となり、インピーダンス測定器３０において測定不可能となるので、好ましくない。また、上記間隔１５ａ，１５ｂが、保存剤の短辺寸法を超える場合には、理由は明確ではないが、保存剤の有無を検出する精度が低下し、好ましくない。

電磁波受信部アンテナ１３の幅１３ａは、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下が好ましい。電磁波受信部アンテナ１３の幅１３ａの幅が１ｍｍ未満のときには、理由は明白ではないが、測定値の安定性が悪くなるので、好ましくない。一方、電磁波受信部アンテナ１３の幅１３ａが５ｍｍを超える場合には、電磁波発信部アンテナ１２の幅寸法１２ａ、１２ｂが大きくなり過ぎ、好ましくない。

搬送装置２は、包装食品６を搬送するための包装食品搬送手段である。この搬送装置２は、前記検出部１に設けられた電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３の上に、保存剤の有無を検出すべき被験包装食品６を搬送するための搬送コンベアー２１と、該搬送コンベアー２１を駆動させるためのコンベアー駆動ローラー２２，２３とから構成されている。

被験包装食品６は、搬送コンベアー２１によって搬送される過程で、検出部１の電磁波遮蔽板１１で囲まれた内部空間７を通過し、かつ、電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３が装着された基板１４の上を通過するようになっている。
なお、被験包装食品６が電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３と接触しながら該電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３上を通過するように被験包装食品６を搬送する方法としては、図１に示すように搬送コンベアー２１を用いる方法に限定されるものではない。この他、電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３とが装着された基板１４を傾斜させ、その上にスロープ（図示せず）を設置し、該スロープ上に被験包装食品６を滑らせて前記基板１４上を通過させる方法、検出部１に被験包装食品６を順次押し込んで通過させる方法等、種々の方法を採用することも可能である。

制御部４は、保存剤の有無が知られている包装食品が前記検出部１を通過するときに受け取る信号電圧の範囲を記憶するメモリ（記憶部、図示せず）を内蔵している。これにより、包装食品のインピーダンス特性の許容範囲を予め制御部４に設定しておくことができる。
また、制御部４は、インピーダンス測定器３０からリード線８３を介して伝達された信号電圧を受け取るようになっている。これにより、制御部４は、前記信号電圧を前記許容範囲と比較することにより、被験包装食品６中の保存剤の有無の判定を行うことができる。
さらに制御部４は、リード線８４を介して排除装置５の駆動制御信号受信端子５２に接続された駆動制御信号発信端子４２を有する。制御部４は、被験包装食品６中の保存剤の有無を判定した判定結果に基づいて、排除装置５の包装食品移動制御棒５１の位置を変え、搬送コンベアー２１によって搬送される被験包装食品６の排出方向を制御するようになっている。

すなわち、制御部４は、被験包装食品６に保存剤が添付されていると判定した時には、排除装置５の包装食品移動制御棒５１を搬送コンベアー２１の移行方向と平行する方向に固定し、被験包装食品６を保存剤有りの正常製品として直進移行させる。また、被験包装食品６に保存剤が添付されていないと判定した時には、排除装置５の包装食品移動制御棒５１を搬送コンベアー２１の移行方向と交差する方向に駆動し、被験包装食品６を保存剤無しの不良製品として、搬送コンベアー２１の直進移行方向と異なる方向に排除する等の排除方式を例示することができる。

制御部４は、保存剤添付品が検出部１を通過するときに受け取る信号電圧の範囲を記憶している場合、保存剤添付品の通過時の信号電圧の範囲内を、包装食品のインピーダンス特性の許容範囲として記憶する。そして、制御部４は、被験包装食品６が検出部１を通過した時にインピーダンス測定器３０から送信される信号電圧を、保存剤添付品の場合の信号電圧と比較して有意な差のある条件範囲にあるか否かを判定する。もし、保存剤添付品と有意な差がない場合には、被験包装食品６に保存剤が添付されていると判定し、逆に、保存剤添付品と有意な差がある場合には、被験包装食品６に保存剤が添付されていないと判定する。

制御部４が保存剤無添付品が通過するときに受け取る信号電圧の範囲を記憶している場合、保存剤添付品の通過時の信号電圧の範囲の外部を、包装食品のインピーダンス特性の許容範囲として記憶する。そして、制御部４は、被験包装食品６の通過時に受け取る信号電圧を、保存剤無添付品の場合の信号電圧と比較して有意な差のある条件範囲にあるか否かを判定する。もし、保存剤無添付品と有意な差がある場合には、被験包装食品６に保存剤が添付されていると判定し、逆に、保存剤添付品と有意な差がない場合には、被験包装食品６に保存剤が添付されていないと判定する。

制御部４が、保存剤添付品が通過するときに受け取る信号電圧の範囲と、保存剤無添付品が通過するときに受け取る信号電圧の範囲との両方を記憶している場合、保存剤添付品の通過時の信号電圧の範囲内を、包装食品のインピーダンス特性の許容範囲として記憶する。そして、制御部４は、被験包装食品６の通過時に受け取る信号電圧を、保存剤添付品および保存剤無添付品の信号電圧と比較する。もし、保存剤添付品と有意な差がない場合には、被験包装食品６に保存剤が添付されていると判定し、逆に、保存剤無添付品と有意な差がない場合には、被験包装食品６に保存剤が添付されていないと判定する。この場合、被験包装食品６の通過時に受け取る信号電圧が、保存剤添付品および保存剤無添付品の両方の信号電圧と有意な差をもつ場合には、保存剤検出装置の異常として判定することができる。

以上説明したように、本形態例の保存剤検出装置によれば、包装食品中の保存剤の有無を自動的に、かつ確実に検出することができる。しかも、制御部の判定結果に基づいて保存剤無添加食品を搬送装置から排除する排除装置を備えているので、保存剤添付品と保存剤無添付品とを自動的に仕分けすることができる。
かくして、包装食品中の非磁性材料からなる保存剤の有無を検出するシステムを確立するに至った。

以下に、本発明の保存剤検出方法及び検出装置に関して、実施例を例示して、更に詳細に説明する。これらは例示であって、本発明を限定するものではない。
本実施例および比較例では、図１に示す保存剤検出装置を用いた。図１に示す保存剤検出装置におけるインピーダンス測定器３０としては、周波数４０ｋＨｚの電磁波を発振するインピーダンス測定器（理化工業株式会社製、静電容量式変換器、型番：ＲＭＣ−４１０Ａ４＊６−Ｎ１１Ａ）または周波数２０ｋＨｚの電磁波を発振するインピーダンス測定器（理化工業株式会社製、静電容量式変換器、型番：ＲＭＣ−４１０Ｃ４＊６−Ｎ１１Ａ）のいずれかを用いた。以下、インピーダンス特性値の測定手順を、上記インピーダンス測定器を用いた場合に基づいて説明する。

電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３が装着された基板１４上に何物も載置されていないことを確認した後、これら電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３をそれぞれインピーダンス測定器３０の電磁波送信端子３１、電磁波受信端子３２にリード線８１，８２を介して結線する。次いで、インピーダンス測定器３０の電源を入れ、該インピーダンス測定器３０から出力されるインピーダンス特性電圧が１．００Ｖになるように表示のゼロ点を調整して合わせる。このことによって、検出部１の空間７に包装食品が配置されていないときのインピーダンス特性値が、１．００Ｖに調整されたことになる。

次に、インピーダンス特性値の測定値の上限を与える材料として、炭素繊維紙（東レ株式会社製トレカ（登録商標）マット：ＢＯ５０）を４５ｍｍ×３０ｍｍに切断成形し、該切断成形炭素繊維紙を０．０５ｍｍ厚ポリプロピレンシートで被った標準試料を作製した。前記標準試料を前記基板１４上に載置し、さらに上記インピーダンス測定器３０のスパーン調節を調整して、５．００Ｖに合わせる。このことによって、包装食品のインピーダンス特性値を測定したときに、測定値が最大５．００Ｖとなるように調整されたことになる。

上記のようにしてインピーダンス測定器３０を調整した後、保存剤添付品または保存剤無添付品を、電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３上に載置することにより、各試料毎のインピーダンス特性値を、電圧信号によって表すことができる。

図１に示す保存剤検出装置の検出部１において、電磁波遮蔽板１１ａとしてステンレス板を用い、電磁波発信部アンテナ１２として、幅１５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ、長さ２２０ｍｍのアルミ板を用い、電磁波受信部アンテナ１３として幅５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ、長さ２２０ｍｍのアルミ板を用い、基板１４として幅２６０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ２６０ｍｍの塩化ビニル板を用いた。また、基板１４の裏側には、リード線とは絶縁状態としたステンレス板製電磁波遮蔽板１１ｂを装着した。
以下の実施例および比較例において、電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂは、２．５ｍｍ、５ｍｍ、５０ｍｍのうちのいずれかとした。

＜実施例１＞
実施例１においては、包装食品として、ピロー包装バウムクーヘン（株式会社香月堂製）を用い、保存剤として、エタノール濃度９５質量％のエタノール水溶液３．６ｇを含浸したエタノール配合保存剤（フロイント産業株式会社製アンチモールド（登録商標）６０、短辺寸法７０ｍｍ、長辺寸法８５ｍｍ、ＮＥＴ重量６ｇ）を用いた。

インピーダンス測定器３０として、周波数４０ｋＨｚの電磁波を発振するインピーダンス測定器（理化工業株式会社製、型番：ＲＭＣ−４１０Ａ４＊６−Ｎ１１Ａ）を用いた。また、電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂが２．５ｍｍとなるように、電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３を基板１４に装着した。
包装食品中に上記保存剤を添付した保存剤添付品１０点を製造し、これらを１つずつ電磁波発信部アンテナ１２および電磁波受信部アンテナ１３上を搬送させながら、インピーダンス測定器３０により、各試料についてインピーダンス特性電圧値が示した最高の値（最高インピーダンス特性電圧値）を測定した。そして、最高インピーダンス特性電圧値の平均値と標準偏差値を測定した。
同様に、上記包装食品（ピロー包装バウムクーヘン：株式会社香月堂製）中に保存剤を添付しない状態の保存剤無添付品１０点について最高インピーダンス特性電圧値の平均値と標準偏差値を測定した。
この結果得られた、保存剤添付品および保存剤無添付品の最高インピーダンス特性電圧値の平均値および標準偏差値を表１に示す。

表１に示すように、保存剤添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が１．８１２Ｖ、標準偏差値が０．１９７Ｖであり、保存剤無添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が１．１３７Ｖ，標準偏差値が０．０１８Ｖであった。このように、保存剤の有無によって、最高インピーダンス特性電圧値の平均値に０．６７５Ｖの差があり、信頼限界９９％で有意な差であることが確認された。

＜実施例２＞
食品としてソフトマフィン（株式会社マルキン製）を使用した。また、保存剤として、短辺３０ｍｍ×長辺４０ｍｍの大きさに裁断したパルプシート（王子キノクロス株式会社製乾式パルプ不織布：キノクロス（登録商標））に６０質量％エタノール水溶液１ｇを含浸し、該６０質量％エタノール水溶液含浸パルプシートを包装紙（フロイント産業株式会社製保存剤アンチモールドマイルド（登録商標）用包材：レーヨン混抄紙、エチレン酢酸ビニル共重合体含有ポリエチレンラミネートシート）を用いてピロー包装して製作したエタノール水溶液含浸パルプシート保存剤（短辺３６ｍｍ、長辺５２ｍｍ）を用いた。

インピーダンス測定器３０として、周波数４０ｋＨｚの電磁波を発振するインピーダンス測定器（理化工業株式会社製、型番：ＲＭＣ−４１０Ａ４＊６−Ｎ１１Ａ）を用いた。電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂを２．５ｍｍに調整した。そして、実施例１の同様の手順により、保存剤添付品１０点および保存剤無添付品１０点について、最高インピーダンス特性電圧値の平均値および標準偏差値を測定した。この結果を表２に示す。

表２に示すように、保存剤添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が２．６０５Ｖ、標準偏差値が０．２０５Ｖであり、保存剤無添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が１．７９５Ｖ、標準偏差値が０．０１９Ｖであった。このように、保存剤の有無によって、最高インピーダンス特性電圧値の平均値に０．８１Ｖの差があり、信頼限界９９％で有意な差であることが確認された。

＜実施例３＞
包装食品として、マフィンケーキ（株式会社香月堂製）を用いた。また、保存剤として、シリカゲルに９５質量％エタノール水溶液を含浸させた保存剤基剤４ｇを、炭酸カルシウム配合ポリエチレンシート（福助工業株式会社製、０．０４ｍｍ厚）を４０ｍｍ×３０ｍｍに製袋した袋に投入して、ヒートシールにより密封した保存剤を作製して用いた。前記炭酸カルシウム配合ポリエチレンシートは、ポリエチレン樹脂に炭酸カルシウム３０質量％を配合した炭酸カルシウム配合ポリエチレン樹脂からなるものである。

インピーダンス測定器３０として、周波数４０ｋＨｚの電磁波を発振するインピーダンス測定器（理化工業株式会社製、型番：ＲＭＣ−４１０Ａ４＊６−Ｎ１１Ａ）を用いた。電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂを２．５ｍｍに調整した。そして、実施例１の同様の手順により、保存剤添付品１０点および保存剤無添付品１０点について、最高インピーダンス特性電圧値の平均値および標準偏差値を測定した。この結果を表３に示す。

表３に示すように、保存剤添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が１．８５Ｖ、標準偏差値が０．２３Ｖであり、保存剤無添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が４．６０５Ｖ、標準偏差値が０．０５２Ｖであった。このように、保存剤の有無によって、最高インピーダンス特性電圧値の平均値に２．７５５Ｖの差があり、信頼限界９９％で有意な差であることが確認された。
本実施例３に示したように、保存剤無添付の包装食品のインピーダンス特性電圧値が極度に高い場合においては、エタノール配合保存剤として、より低いインピーダンス特性電圧値を示すようなものを添付する方法が有効である。これにより、保存剤添付品と保存剤無添付品のインピーダンス特性値の差を大きくし、保存剤の有無を確実に判別できることが証明された。

＜実施例４＞
包装食品として、ピロー包装バウムクーヘン（株式会社香月堂製）を用いた。また、保存剤としては、６０質量％濃度のエタノール水溶液６０質量部をゲル化剤（ノベオン社製：商品名カーボポール）１質量部に配合してエタノール含浸させた水性ゲル保存剤基材液３ｇを、フロイント産業株式会社製保存剤アンチモールド（登録商標）テンダー用包装材（エチレン酢酸ビニル共重合体含有ポリエチレンフィルム、ポリエステル不織布、ポリエステルとポリエチレンをラミネートシートと有孔処理したポリエチレンフィルムとのラミネート包材）からなる袋（短辺４０ｍｍ、長辺４５ｍｍ）に充填して開口部をヒートシールにより密閉したものを作製して用いた。

インピーダンス測定器３０として、周波数２０ｋＨｚの電磁波を発振するインピーダンス測定器（理化工業株式会社製、型番：ＲＭＣ−４１０Ｃ４＊６−Ｎ１１Ａ）を用いた。電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂを５ｍｍとした。実施例１の同様の手順により、保存剤添付品１０点および保存剤無添付品１０点について、最高インピーダンス特性電圧値の平均値および標準偏差値を測定した。この結果を表４に示す。

表４に示すように、保存剤添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が２．７５Ｖ、標準偏差値が０．２０Ｖであり、保存剤無添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が１．３２５Ｖ、標準偏差値が０．０５５Ｖであった。このように、保存剤の有無によって、最高インピーダンス特性電圧値の平均値に１．４２５Ｖの差があり、信頼限界９９％で有意な差であることが確認された。
本実施例４に示したように、電磁波の発振周波数が２０ｋＨｚのインピーダンス測定器を使用した場合においても、包装食品の保存剤添付品と保存剤無添付品のインピーダンス特性値の差を大きくし、保存剤の有無を確実に判別できることが証明された。

＜比較例１＞
包装食品として、ピロー包装バウムクーヘン（株式会社香月堂製）を用いた。また、保存剤としては、実施例４に記載した水性ゲル保存剤（短辺４０ｍｍ、長辺４５ｍｍ）を用いた。インピーダンス測定器３０として、周波数２０ｋＨｚの電磁波を発振するインピーダンス測定器（理化工業株式会社製、型番：ＲＭＣ−４１０Ｃ４＊６−Ｎ１１Ａ）を用いた。電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂを５０ｍｍとした。
以下、実施例１の同様の手順により、保存剤添付品１０点および保存剤無添付品１０点について、最高インピーダンス特性電圧値の平均値および標準偏差値を測定した。この結果を表５に示す。

表５に示すように、保存剤添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が１．５３Ｖ、標準偏差値が０．２５Ｖであり、保存剤無添付品は、最高インピーダンス特性電圧値の平均値が１．４５Ｖ、標準偏差値が０．２２Ｖであった。最高インピーダンス特性電圧値の平均値の差は０．０８Ｖであり、保存剤添付品と保存剤無添付品とを明確に判別することはできなかった。
このように、電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂを、保存剤の短辺寸法よりも大きくした場合には、保存剤の有無によるインピーダンス特性電圧差が小さくなり、検出精度が低下して好ましくないことが判った。従って、電磁波発信部アンテナ１２と電磁波受信部アンテナ１３との間隔１５ａ、１５ｂの間隔寸法は、被験包装食品６に添付される保存剤の短辺寸法以下とすることが好ましい。

本発明は、例えば、菓子、惣菜などの各種包装食品において、非磁性材料からなる食品用保存剤の有無を、非破壊検査法により検出するために利用することができる。

本発明の保存剤検出装置の一例を示す斜視図である。 図１の保存剤検出装置における検出部の電磁波発信部アンテナ、電磁波受信部アンテナ及び基板を示す平面図である。

符号の説明

１２…電磁波発信部アンテナ、１２ａ，１２ｂ…電磁波発信部アンテナの幅寸法、１３…電磁波受信部アンテナ、１３ａ…電磁波受信部アンテナの幅寸法、１４…基板、１５ａ，１５ｂ…電磁波発信部アンテナと電磁波受信部アンテナとの間隔、２…搬送装置、３…測定装置、４…制御部、５…排除装置、６…包装食品。

Claims (5)

1. 包装食品中に添付した非磁性材料からなる保存剤の有無を検出する保存剤検出装置であって、
   包装食品のインピーダンス特性を測定する測定装置と、
   保存剤の有無が知られている包装食品のインピーダンス特性の測定値に基づいて予め設定された包装食品のインピーダンス特性の許容範囲を記憶し、前記測定装置による包装食品のインピーダンス特性の測定値を前記許容範囲と比較して包装食品中の保存剤の有無を判定する制御部とを備え、
   前記測定装置は、包装食品に向かって電磁波を発振する２枚のアンテナからなる電磁波発信部アンテナと、電磁波発信部アンテナから発振された電磁波を受信する１枚のアンテナからなる電磁波受信部アンテナとを備え、電磁波発信部アンテナ及び電磁波受信部アンテナは、寸法が互いに同一である２枚の電磁波発信部アンテナが電磁波受信部アンテナをその間に挟むように共通の基板に配置されていることを特徴とする保存剤検出装置。
2. 前記電磁波発信部アンテナと前記電磁波受信部アンテナとの間隔が１ｍｍ以上、且つ前記保存剤の短辺寸法以下であることを特徴とする請求項１に記載の保存剤検出装置。
3. 前記電磁波発信部アンテナから発振される電磁波は、周波数が２０〜４０ｋＨｚの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の保存剤検出装置。
4. さらに、包装食品を搬送する搬送装置と、前記制御部の判定結果に基づいて保存剤が添加されていない包装食品を前記搬送装置から排除する排除装置とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の保存剤検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の保存剤検出装置を用いて、包装食品中の保存剤の有無を検出することを特徴とする保存剤検出方法。

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