JP7097682B2 - チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品の表面状態判定方法、該包装食品の製造方法、および該包装食品の表面状態を判定する装置 - Google Patents

Description

本発明は、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品の表面状態判定方法と該包装食品の製造方法、および該包装食品の表面状態を判定する装置に関する。

チーズ様固形食品が包材によって包装された包装食品は、広く市場に流布している。その製造において、例えばカマンベールチーズの場合、高温熟成したチーズをピースにカットし、アルミ包材で密着包装して個包装チーズとされる。個包装チーズは、包装後に、加熱殺菌処理（例えば、９７℃で７０分程度）されるが、その際にチーズの内圧が上昇して、チーズがアルミ包材の隙間から漏れ出すことが起こり得る。このようなチーズ漏れが生じると、消費者の目に触れる包装食品の外観に影響が生じ、商品価値の低下につながる恐れがある。

そこで、チーズ様固形食品を包材によって密着包装した包装食品を製造する製造ラインの一工程として、包装食品にチーズ漏れが生じているかどうかを検査する工程、すなわち、包装食品の表面状態を判定する工程を含ませることが行われる。特許文献１には、そのための包装食品の表面状態を判定する方法の一例が開示されている。

特許文献１に記載の判定方法では、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品に対して近赤外線を照射し、近赤外カメラによって反射光を撮像し、得られた画像から反射光のスペクトルを解析するようにしている。近赤外線を照射したときの、包材とチーズ様固形食品からの反射光の波長分布が異なることから、包装食品に対して近赤外線を照射して、その反射光のスペクトルを解析することにより、包装食品の表面状態、すなわち、包装食品の表面に漏れ出たチーズ様固形食品が存在するかどうかを確実に判定することが可能となる。

特開２０１７－１３８１０５号公報

上記特許文献１に記載の方法は、高い検出感度が得られる反面、取得画像の１画素ごとに光のスペクトルを解析するため、処理するデータ量が膨大となり、漏れの検査には１製品当たり２５０～３００ｍｓｅｃの時間が必要になるのを避けられない。また、近赤外カメラを用いており、さらに、スペクトル解析が必須であることから、処理に要するコストが高騰するのも避けられない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、より短時間でのインライン判定が可能であり、かつ、処理コストも低減できるようにした、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品の表面状態判定方法と該包装食品の製造方法、および該包装食品の表面状態を判定する装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決すべく、本発明者らはさらに研究と実験を行うことにより、包材の材料を適切に選択する場合に、近赤外線ではなく、近紫外線を包装食品に照射して、その包装食品の表面状態を観察することによって、チーズ様固形食品が包材から漏れ出ているかどうかを、視認により、あるいは撮像画像を処理することで、迅速かつ明確に判定できることを知見した。本発明は、本発明者らが得た上記の知見に基づいている。

すなわち、第１の発明は、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品の表面状態判定方法であって、同じ強度の可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに前記チーズ様固形食品が発生する蛍光の強さよりも弱い蛍光を発するかまたは蛍光を発しない材料からなる包材で前記チーズ様固形食品を包装して包装食品とする工程と、前記包装食品に前記電磁波を照射する工程と、前記電磁波が照射されている前記包装食品の表面に生じている輝度の違いを判定する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。

上記第１の発明において、前記輝度の違いを判定する工程は、作業者の視認によって行ってもよく、電磁波が照射されている前記包装食品の表面を撮像して撮像画像を得る工程と、前記撮像画像を画像処理する工程とによって行ってもよい。

第２の発明は、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品の製造方法であって、同じ強度の可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに前記チーズ様固形食品が発生する蛍光の強さよりも弱い蛍光を発するかまたは蛍光を発しない材料からなる包材で前記チーズ様固形食品を包装する工程と、前記包装食品に前記電磁波を照射する工程と、前記電磁波が照射されている前記包装食品の表面に生じている輝度の違いから前記包装食品の外観を検査する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。

第３の発明は、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品の表面状態を判定する装置であって、同じ強度の可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに前記チーズ様固形食品が発生する蛍光の強さよりも弱い蛍光を発するかまたは蛍光を発しない材料からなる包材で前記チーズ様固形食品が包装された包装食品を移送する移送装置と、前記移送装置で移送される前記包装食品に前記電磁波を照射する電磁波照射装置と、を少なくとも含むことを特徴とする。

第３の発明において、前記電磁波照射装置で電磁波が照射されている前記包装食品を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮像を画像処理する画像処理装置と、をさらに含むようにしてもよい。

上記第１、第２、および第３の発明において、「可視光よりも波長の短い電磁波」とは、波長が３８０ｎｍ以下の紫外線やＸ線などのエネルギーの高い短波長の電磁波（光）を言っており、なかでも、使用勝手がよいことから、波長が３８０ｎｍ～２００ｎｍである近紫外線を用いることは、好ましい。また、包材、すなわち「同じ強度の可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに前記チーズ様固形食品が発生する蛍光の強さよりも弱い蛍光を発するかまたは蛍光を発しない材料からなる包材」としては、シート状のアルミ材が好適なものとして例示できるが、他に、遮光性を有する蒸着フィルムであってもよい。

また、上記第１、第２、および第３の発明において、「チーズ様固形食品」とは、カマンベールチーズなどのナチュラルチーズの他、６Ｐチーズやベビーチーズ等のプロセスチーズを含むチーズや、バターなどのように、可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに蛍光を発する固形食品全般を指す語として用いている。「チーズ様固形食品」がカマンベールチーズである場合に、本発明を適用することは特に有効である。その理由は、カマンベールチーズの製造工程では、チーズカードの表面に白カビを生育した後に透明フィルムなどの包材によって包装して二次熟成させ、その後、加熱殺菌処理をする、あるいは、チーズカードの表面に白カビが生育した後にポーションカットし、各ピースをアルミシートなどの包材によってそれぞれ別個に密着包装して、二次熟成させ、その後、加熱殺菌する、ことが行われるが、この加熱殺菌の過程でチーズの内圧が上昇し、チーズ表面の白カビマット層に亀裂が入り、この亀裂から、あるいはポーションカットしたチーズのカット断面とアルミシートなどの包材との密着部からチーズ内部の成分が漏出することがあり、その漏出した成分が、包材の外部に漏れ出ることが起こり得るからである。

本発明では、包装食品において、蛍光の有無、あるいは蛍光の輝度（強度）の差異によって、チーズ様固形食品が包材から漏れ出ているかどうかを、すなわち、包装食品の表面状態を判定することができる。この判定は視認で、あるいは通常のＣＣＤカメラ等で撮像した画像から容易であり、特許文献１に記載される方法のように、近赤外線を照射して、その反射光をスペクトル解析することにより判定する方法と比較して、低コストでの判定が可能となる。また、画像処理する場合にも、１画素のデータはＲＧＢ強度もしくは輝度情報に限られるため、検査に要する時間は１製品当たり１５０～２００ｍｓｅｃ程度であり、特許文献１に記載される方法による場合よりも、インライン検査の高能力化が図れるメリットがある。

本発明を好適に実施することのできる装置の一例を示す図。 判定時に用いる包装食品収容ケースの一例を示す図。 包装食品の一例を示す図。 近紫外線を照射したときの包装食品の一例を示す写真。 図４に示したものの撮像を加増処理した結果を示す図。 近紫外線を照射しても漏れを検知できない例を示す写真。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施の形態を、「チーズ様固形食品」がチーズの場合を例として説明する。前記したように「チーズ様固形食品」は、チーズに限らず、他に、バターやマーガリン、マヨネーズのように、可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに蛍光を発する固形食品であればよい。

図１は、本発明を実施するのに好適に用いることのできる包装食品の表面状態を判定する装置（以下、判定装置という）の一例を示している。

この例に示す判定装置１００は、上流側である第１送りコンベア１０と下流側である第２送りコンベア２０とを備える。第１送りコンベア１０の移送面１１と第２送りコンベア２０の移送面２１はほぼ等しい高さレベルとなっている。第１送りコンベア１０の送り終端１２と第２送りコンベア２０の送り開始端２２とは所定距離だけ離間している。第１送りコンベア１０の送り終端１２と第２送りコンベア２０の送り開始端２２の間を跨ぐようにして、第３送りコンベア３０が位置している。第３送りコンベア３０は互いに平行な一対のコンベア対で構成されており、その送り方向は第１送りコンベア１０および第２送りコンベア２０の送り方向と同じである。

後記するように、第３送りコンベア３０の移送面３１の高さは、図２に示される包装食品収容ケース５０が第１送りコンベア１０上を送られてくるときの、そのフランジ５４が位置する高さとほぼ同じとされており、かつ、一対のコンベア対の間隔は、包装食品収容ケース５０の本体部５３の直径とほぼ同じとされている。

前記第３送りコンベア３０の下方部には近紫外線照明装置６０が位置しており、また、第３送りコンベア３０によって移送される前記した包装食品収容ケース５０を撮像することのできる位置には、撮像装置７０が位置している。

図示の実施の形態において、従来法によってチーズのような食品を包材で密着包装した包装食品８０（図３参照）が、図２に示す包装食品収容ケース５０内に好ましくはヒートシール包装された状態で、第１送りコンベア１０上を、図１で左方向に向けて移送される。なお、食品は包材によって包装されていればよく、密着包装は包装の一例である。

本発明において、チーズを包装するのに用いられる包材は、同じ強度の可視光よりも波長の短い電磁波（一例として、波長が３８０ｎｍ～２００ｎｍである近紫外線）を照射したときに、チーズが発生する蛍光の強さよりも弱い蛍光を発するかまたは蛍光を発しない材料からなる包材であることが必要である。このような包材の一例としては、シート状のアルミ材が挙げられるが、前記したように、食品に害を与えないことを条件に、遮光性能を有する蒸着フィルムを用いることもできる。

アルミシートのような包材でチーズを密着包装した包装食品を収容する包装食品収容ケース５０は、照射される前記電磁波が大きく減衰することなく、収容した包装食品に到達することができるような材質（例えば、透明な樹脂材料製）であることが望ましい。この例で、図２に示すように、包装食品収容ケース５０は、円形である底面５１と、該底面５１から上方に向けて少し拡開する周壁部５２とからなる本体部５３と、該本体部５３の上縁から水平方向に広がるフランジ５４とで構成されている。

包装食品収容ケース５０内に収容するアルミシートのような包材で密着包装されたチーズ（包装食品）８０の一例が、図３に示される。図３に示す例では、所要厚みの円筒体であるホールタイプのチーズを周方向に６等分したものをアルミシートのような包材８１で密着包装したものである。この実施の形態では、図３に示した包装食品８０の６個が、図２に示した包装食品収容ケース５０内に収容されている。収容は手作業によってもよい。

前記のようにして密着包装されたチーズ（包装食品）８０の適数個を収容した包装食品収容ケース５０は、第１送りコンベア１０によって下流に向けて移送され、前記第３送りコンベア３０の直上流位置に到達する。そこで、第３送りコンベア３０の左右一対のコンベア対の上に、包装食品収容ケース５０のフランジ５４の両側が乗った状態となり、第３送りコンベア３０の送り方向に包装食品８０を収容した包装食品収容ケース５０は移送される。

第３送りコンベア３０により移送される包装食品収容ケース５０は、前記した近紫外線照明装置６０の上に達することで、底面から近紫外線の照射を受けるとともに、照射を受けている状態の包装食品収容ケース５０が、撮像装置７０によって撮像される。前記したように包装食品収容ケース５０は透明な樹脂材料製であり、近紫外線は確実にケース５０内の包装食品８０まで達する。この例において、チーズの包材８１はアルミシートであり、包材８１からの、近紫外線の照射によって発生する（励起される）蛍光は極めて微弱であるか、あるいはまったく蛍光を生じない。したがって、目視でも、あるいは撮像した写真を画像処理しても、部分的に明るくなっている箇所を認知することはできない。

一方、チーズはアルミシートと比較してきわめて強い強度の蛍光を発する。そのために、包材８１から内容物であるチーズが漏れ出ている場合には、その漏れ出たチーズの領域から強い強度の蛍光が発生する。観察者は、その蛍光を目視でもって認識することで、チーズの漏れ出しを認知することができる。換言すれば、包材８１で密着包装されたチーズ（包装食品）８０の表面状態の良否を明確にかつ確実に判定することが可能となる。

第３送りコンベア３０を通過中に前記した近紫外線の照射と撮像処理が行われた包装食品収容ケース５０は、第３送りコンベア３０から第２送りコンベア２０に移された後、所定の事後処理部位に移送される。そこでは、チーズ漏れのあった包装食品８０は取り除かれ、漏れのないもののみが集められ、市販用のパッケージに収められる。

上記のように、上記の判定装置１００を用いることにより、包装されたチーズ（包装食品）８０の表面状態の判定を連続的にインラインで行うことが可能となる。前記したように、この判定は視認で、あるいは通常のＣＣＤカメラ等で撮像した画像から容易であり、特許文献１に記載される方法のように、近赤外線を照射して、その反射光をスペクトル解析することにより判定する方法と比較して、低コストでの判定が可能となる。また、画像処理する場合にも、１画素のデータはＲＧＢ強度もしくは輝度情報に限られるため、検査に要する時間は１製品当たり１５０～２００ｍｓｅｃ程度であり、特許文献１に記載される方法による場合よりも、インライン検査の高能力化が図れるメリットがある。

図４は、６個の密着包装されたチーズ（包装食品）８０を収容した包装食品収容ケース５０の底部にピーク発光波長３６５ｎｍの近紫外線を照射したときの状態を目視で観察したときの写真であり、ＡおよびＢの２か所に視認できる強い蛍光が見られた。包装食品収容ケース５０から各包装食品８０を取り出して観察したところ、ＡおよびＢの蛍光が観察された位置に収容された包装食品８０からは、内容物のチーズが包材８１の外側に漏洩しており、その漏洩したチーズが前記蛍光を発していたことを確認した。

この蛍光状態を撮像して画像処理した結果を図５に示した。撮像環境は、カメラ：３０万画素モノクロＣＣＤ、照明：ＵＶ－Ａ ＬＥＤ（３６５ｎｍ）、レンズ口径：８ｍｍ、焦点距離：２００ｍｍ、画像処理装置：ＫＥＹＥＮＣＥ製ＣＶ－５０００である。図示のように、○で囲んだＡおよびＢの２か所をチーズ漏れの箇所として安定的に抽出することができた。

参考に、アルミシートではなく透明フィルムで個包装されたホール（１ピース）のカマンベールチーズ製品を、同じ包装食品収容ケース５０内に収容し、そこに、ピーク発光波長３６５ｎｍの近紫外線を照射したところ、一部に（図６で○を付した箇所）に白カビマット層から内チーズの漏れが生じていたにもかかわらず、チーズが漏れた箇所とチーズ漏れのない白カビマット層で覆われた周辺箇所は、図６に示すように同程度に蛍光し、チーズ漏れ箇所と周辺箇所の輝度差は見られなかった。また、この蛍光状態を上記と同じ条件で同様に撮像して画像処理したが、チーズ漏れ箇所だけを抽出することはできなかった。

この結果から、チーズをアルミシートで包装したものに対して近紫外線を照射することにより、チーズの漏れ出しを容易に認識できることが確認できた。

上記のように、本発明により、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品８０の新たな表面状態判定方法が提供される。また、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品８０の製造方法であって、その外観を検査するステップを含んだ製造方法が提供される。さらに、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品８０の表面状態を判定する装置１００も提供される。

なお、上記の説明は、本発明のいくつかの実施の形態であって、他に多くの変形例が存在する。例えば、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品８０を包装食品収容ケース５０に収容して、その底部５１に向けて近紫外線を照射して、包装食品８０の漏れを検知するようにしたが、包装食品収容ケース５０の周壁部５２に近紫外線を照射することで、包装食品８０の底部ではなく周囲部からの漏れを検知することもできる。また、６個のピース（包装食品８０）を包装食品収容ケース５０に収容して、包装食品８０からの漏れを検知するようにしたが、収容する個数は当然に任意である。さらに、送りコンベア上に、チーズ様固形食品が包材によって包装されている包装食品８０をそのまま載置し、移送の過程で近紫外線を照射することでも、漏れを検知することが可能である。

１００…本発明を実施するのに好適に用いることのできる包装食品の表面状態を判定する装置（判定装置）、
１０…第１送りコンベア、
２０…第２送りコンベア、
３０…第３送りコンベア、
５０…包装食品収容ケース、
５１…包装食品収容ケースの円形である底面、
５２…包装食品収容ケースの周壁部、
５３…包装食品収容ケースの本体部、
５４…包装食品収容ケースのフランジ、
６０…近紫外線照明装置、
７０…撮像装置、
８０…アルミシートのような包材で密着包装されたチーズ（包装食品）、
８１…アルミシートのような包材。

Claims (2)

1. チーズ様固形食品であるカマンベールチーズが包材によって包装されている包装食品の表面状態判定方法であって、
   同じ強度の可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに前記カマンベールチーズが発生する蛍光の強さよりも弱い蛍光を発するかまたは蛍光を発しない材料からなる包材であるアルミシートで前記カマンベールチーズを包装して前記包装食品とする工程と、
   該包装食品を加熱殺菌処理して透明な包装食品収容ケースに収容した状態で移送する工程と、
   移送中に前記包装食品収容ケースよりも下方から前記包装食品収容ケース内の前記包装食品に向かって前記電磁波である近紫外線を照射する工程と、
   前記近紫外線が照射されている前記包装食品収容ケース内の前記包装食品を前記包装食品収容ケースよりも下方からモノクロＣＣＤによって撮像して撮像画像を得る工程と、
   前記撮像画像を画像処理して前記カマンベールチーズが前記包材から漏れ出しているか否かを、画像処理した前記撮像画像内の輝度差によって判定する工程と、
   を含むことを特徴とする包装食品の表面状態判定方法。
2. チーズ様固形食品であるカマンベールチーズが包材によって包装されている包装食品の表面状態を判定する装置であって、
   同じ強度の可視光よりも波長の短い電磁波を照射したときに前記カマンベールチーズが発生する蛍光の強さよりも弱い蛍光を発するかまたは蛍光を発しない材料からなる包材であるアルミシートで前記カマンベールチーズが包装された前記包装食品を加熱殺菌処理して透明な包装食品収容ケースに収容した状態で移送する移送装置と、
   移送中に前記包装食品収容ケースよりも下方から前記包装食品収容ケース内の前記包装食品に向かって前記電磁波である近紫外線を照射する電磁波照射装置と、
   前記近紫外線が照射されている前記包装食品収容ケース内の前記包装食品を前記包装食品収容ケースよりも下方から撮像して撮像画像を得る撮像装置と、
   前記撮像装置が撮像した撮像を画像処理し、前記カマンベールチーズが前記包材から漏れ出ているチーズ漏れの箇所を抽出する画像処理装置と、
   を含み、
   前記包装食品収容ケースは、円形の底面と該底面の周端縁から立ち上がる周壁部とを有する本体部と、該本体部の上縁から水平方向に広がるフランジとを有しており、
   前記移送装置は、移送方向に対して横方向に互いに離れて、前記包装食品収容ケースのフランジを乗せて前記包装食品収容ケースを移送する左右一対のコンベア対を有し、
   前記電磁波照射装置と前記撮像装置は、前記コンベア対よりも下方で且つ前記コンベア対の間に配置されていることを特徴とする包装食品の表面状態を判定する装置。

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