JPH08152401A - 近赤外分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 農産物加工の後で品温が変動しても結露しな
い環境下で近赤外分析を行なう。 【構成】 サンプルに光源より近赤外光を照射してその
光量の吸光度からサンプルの化学成分値や物理的特性値
を測定するものにおいて、サンプルセル１４に投入すべ
きサンプルを冷却する冷却手段を設ける。例えば近赤外
分析装置の検出部ユニット１３にサンプルを投入すべき
ホッパ１５’を２重板構造にし、冷却ファン４３の運転
によりホッパ１５’内に通風し、通気性材の漏斗板４０
からサンプル穀物に通気する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、近赤外分析装置に関
し、米穀，果実等の農産物その他食品の内部品質等に利
用しうる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
米穀の内部品質測定において、白米を近赤外分析装置の
サンプルセルへ投入し内部成分を測定するに際して、サ
ンプルとしての玄米を精米処理して直後に白米化しこれ
を当該サンプルセルに供給する形態とする。ところが、
このように直前に精米処理するとサンプル自体は温度が
上昇し、外気温度よりも高温となってこのままサンプル
セルに投入されるから、セルのガラス部に結露を生じ
る。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の欠点
を解消し結露の防止をはかったもので、サンプルに光源
より近赤外光を照射してその光量の吸光度からサンプル
の化学成分値や物理的特性値を測定するものにおいて、
サンプルセルに投入すべきサンプルを冷却する冷却手段
を設けてなる近赤外分析装置の構成とする。

【０００４】また、同じ目的で、サンプルに光源より近
赤外光を照射してその光量の吸光度からサンプルの化学
成分値や物理的特性値を測定するものにおいて、近赤外
分析装置全体又はサンプルセル近傍の温度が外気温度よ
りも高くなるよう加熱空気の供給手段を設けてなる近赤
外分析装置の構成とする。

【０００５】

【発明の作用効果】前処理工程において、サンプル自体
が加熱されることがあっても、その冷却手段あるいは周
囲環境の温度の加熱手段を設ける構成であるから、結露
の防止がはかれ、冒頭に記載した欠点を解消できる。

【０００６】

【実施例】この発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図は穀物共同乾燥調製施設の玄米出荷部や、玄米流
通段階において米穀検査を行なう際に設けられる米穀品
質測定装置の概要を示し、玄米サンプルを受けるホッパ
１の下方には分配装置２をのぞませて設けてある。この
分配装置２はホッパ１からの流下玄米を３分割してその
下方に待機する一時貯留槽３ａ，３ｂ，３ｃに同一サン
プルを分配できる構成である。

【０００７】上記一時貯留槽３ａ，３ｂ，３ｃは夫々繰
出バルブ４ａ，４ｂ，４ｃを介して、貯留槽３ａには外
観品位測定手段５を、貯留槽３ｂには内部品質測定手段
６を、貯留槽３ｃには精白手段７をのぞませて構成して
ある。繰出バルブ４ａ，４ｂ，４ｃの夫々には余剰粒排
出流路４’ａ，４’ｂ，４’ｃを夫々接続している。こ
のうち、外観品位測定手段５は、穀粒の一粒を受けて回
転円盤５ａに供給し、透過，反射の光学的検出手段によ
ってそれら外観情報を制御部８に入力しながら、一粒毎
に良玄米，未熟粒，着色粒，死米，胴割れ等の品位を判
定する構成である。これらの判定結果は後記の表示部に
表示されるほか、一定測定粒数（例えば１０００粒）毎
に仕分け選別され、第１のサンプル包装手段９に供給さ
れて袋詰めされる構成である。サンプル包装は品位測定
後の穀粒排出部にのぞませてロールフィルム１０を繰出
し可能に設け、左右折畳み状に成形しながら対向する端
縁に沿って溶着せしめ、上記良玄米，未熟粒，着色粒，
死米，胴割れの各グループ毎に溶着して区分けできる構
成であり、これら総粒数が３×１０００粒となる一単位
毎に切り離して排出コンベア１１の始端側に供給でき
る。

【０００８】又、内部品質測定手段６は、近赤外分光分
析方法によって非粉砕の玄米の成分や理化学特性、ある
いは食味等の品質特性値を分析できる構成である。分光
装置本体１２と検出部ユニット１３とからなり、検出部
ユニット１３には分析の対象である穀物サンプルを収容
したサンプルセル１４を上下動すべく設け、上昇してホ
ッパ１５’内のサンプルを受け、降下途中適宜位置に待
機して近赤外線の照射によって分光分析される。尚、検
出部ユニット１３内にはサンプルの透過光を検出する透
過光検出器、あるいは反射光を検出する反射光検出器の
一方又は両方を装着している。サンプルセル１４を最下
位置まで下降すると、下方の開閉板１４ａが自動的に開
いて収容サンプルを下方に排出できる構成である。ま
た、上記分光装置本体１２には、光源１５、反射鏡１
６、回折格子１７、及びこの回折格子１７を駆動するモ
ータ１８等を配設してなる。上記透過光あるいは反射光
の吸光度信号を受けて制御部１９は、予め作成し記憶部
２０に記憶された検量線に基づき蛋白含量やアミロース
等の成分，粘りや食味値等の品質特性値を求める等の処
理を行なう。制御部１９で求められた測定サンプルの蛋
白含量等は液晶表示器などで構成する表示器２１に表示
される。なお、近赤外分光分析装置の分光部は回折格子
に限定されるものでなく、固定フィルタや傾斜フィルタ
あるいは半導体レーザでもよい。

【０００９】更に精白手段７は精白ロール７ａを備え、
繰出バルブ４ｃから定量に繰り出される玄米を、一定の
精白圧力で精白処理すべく構成され、このように標準状
態で精白処理された白米は、空気搬送等の搬送手段２２
によって前記内部品質測定装置６のホッパ１５に供給で
きる構成である。従ってこの内部品質測定装置６では前
記玄米状態での成分分析によるほか、白米状態下での成
分分析による含量等が測定できる構成としている。

【００１０】前記サンプルセル１４には繰出バルブ４ｂ
の所定回転によって一定容積の玄米が投入されるものと
し、それらがそのまま近赤外分光分析を実行され、その
後排出開閉弁１４ａが開いて上記一定容積のサンプルを
ロードセル等によって構成する計量機構２３の計量ホッ
パ２４に供給排出する構成である。即ちこの計量ホッパ
２４からの計量信号と上記繰出バルブ４ｂによる容積信
号との組合せによって制御部２５は玄米容積重を算出で
き、これらをもって容積重測定手段２６を構成する。

【００１１】上記容積重測定手段２６のうち計量ホッパ
２４にはサンプルセル１４に投入された白米も受入れる
ことができる構成である。白米の容積は前記搬送手段２
２の経路途中に設けた容積測定手段２７によるものであ
り、この容積測定手段２７としては、前記繰出バルブ４
ｂ形態の繰出バルブに構成するものである。２７’は余
剰粒排出流路である。制御部２５は上記容積測定手段２
７からの容積信号と計量信号とにより白米容積重を算出
し、前記表示部２１に表示できる構成である。

【００１２】容積重を測定された玄米及び白米は第２の
サンプル包装手段２８に供給される構成である。第２の
サンプル包装手段２８は前記第１の包装手段と同形態で
あり、詳細は省略するが、当該玄米及び白米を連続して
包装することができる。次いで所定粒数重測定手段２９
について、例えば千粒重測定手段とし、この手段は前記
第１のサンプル包装手段９によって包装された前記３０
００粒のサンプル袋３０を排出コンベア１１の移送途中
で計量手段３１によって計量し、計量信号を制御部２５
に入力すると共にここでは適宜に風袋引きして１０００
粒重に換算して算出するものである。３２は最終用コン
ベアで、前記第２のサンプル包装手段２８からの排出サ
ンプル袋３３用コンベア３４と同期して下方に待機する
サンプル保管箱３５に同一サンプル毎に収容して保管で
きる構成である。なお、このサンプル袋３０，３３等に
は検査対象者、品種，日付等を印字出力した伝票（図示
せず）を同時に袋詰めできる構成としている。

【００１３】ところで、前記ホッパ１５’は、その漏斗
部を２重板４０，４１構成とし、内側を通気性材にて構
成し、これらの間隔部に導管４２を接続して冷却ファン
４３の作用によって強制送風される外気をホッパ１５’
内部に供給しうる構成である。なお、外気を調整して適
宜低温化しこれを供給できる形態でもよい。４４は外気
温度センサである。

【００１４】前記制御部１９は外気温度センサ４４の検
出信号を受け、併せて分光分析中のサンプルの温度を推
定する検量線の算出結果の入力とより、当該測定中に係
るサンプルの投入によるサンプルセル１４のガラス部の
結露の有無を予測し、結露が予測されるときは上記冷却
ファン４３に駆動信号を指令し、あわせてホッパ１５’
に構成するシャッタ４５の閉じ時間を管理することによ
り、サンプルを結露を回避できる所定温度以下とさせ
る。

【００１５】上例の作用について説明する。検査対象の
玄米サンプルをホッパ１に投入すると、分配装置２は玄
米を略３等分に分配する。このうち一時貯留槽３ａから
の玄米は繰出バルブ４ａから所定粒ずつ繰り出されつつ
外観品位測定手段５の回転円盤５ａに供給され、一粒毎
に掻き上げられながら光学的検出手段によって外観が検
出され、その情報をもって制御部８が良玄米，未熟粒，
着色粒，死米又は胴割れのいずれであるかを判定する。
１０００粒ずつの測定を３回都合３０００粒の測定を行
ない、夫々について図外所定の選別排出位置に向けて排
出すべく排出手段を動作させる。併せて全体粒数に対す
る各粒割合が算出され、記憶部に記憶される。

【００１６】その間、一時貯留槽３ｂからのサンプルＡ
は所定繰出容量を繰出バルブ４ｂで確保して上昇中のサ
ンプルセル１４に投入する。サンプルセル１４は降下し
て所定位置に達すると近赤外分光分析される。例えば、
玄米サンプルＡの食味値，蛋白含量あるいは水分等が予
め設定された検量線に基づいて算出されるものであり、
これらも記憶部に記憶される。

【００１７】又、精白手段７への供給サンプルは標準精
白圧力の元で精白処理される。上記外観品位測定手段
５、内部品質測定手段６、精白手段７の各処理は並行し
て行なわれるあるから同一サンプルの複数の判定処理や
次行程への引継ぎが迅速である。外観品位測定手段５に
よって仕分けされた玄米サンプルは第１のサンプル包装
手段９で夫々袋詰めされて当該サンプルＡ単位で切り離
され、コンベア１１に移送される。その後計量部３１で
計量し、所定粒数重（千粒重）が測定できる。

【００１８】内部品位測定手段６で測定された玄米サン
プルＡは測定終了後サンプルセル１４の降下によって最
下位置まで達し、ここでは開閉板１４ａが自動排出状態
となってサンプルを容積重測定手段２６の計量ホッパ２
４に供給する。計量信号と先の繰出バルブ４ｂ回転とに
より求められる容積信号とで、制御部２５は、玄米容積
重を算出し記憶する。

【００１９】計量ホッパ２４に玄米サンプルＡを供給す
る間、精白手段７からの白米が搬送手段２２途中の繰出
バルブ２７で容積測定されてサンプルセル１４に投入さ
れる。白米が近赤外分析されるが、この場合には例えば
前記玄米と同様の食味値，蛋白含量あるいは水分が測定
されるものとしている。併せて品温測定用検量線を用い
てサンプル温度が測定される。

【００２０】制御部１９は外気温度センサ４４の検出信
号と、上記サンプル温度情報とにより、予め設定記憶さ
れた飽和空気線図等から当該測定中に係るサンプルの投
入によるサンプルセル１４のガラス部の結露の有無を予
測する。結露が予測されるときは上記冷却ファン４３に
駆動信号を指令し、あわせてホッパ１５’に構成するシ
ャッタ４５の閉じ時間を管理することにより、サンプル
を結露を回避できる所定温度に冷却するものある。この
際結露回避に時間を要するときは、単に外気通風によら
ず外気冷却装置を付加して連動しながら短期の温度低下
をはかるとよい。なお、上記実施例において、白米搬送
手段２２として公知の空気搬送装置を用いることによ
り、搬送途中に精米処理で温度が上昇したサンプルの一
時冷却をはかれて便利である。

【００２１】上記白米サンプルについても容積重を求
め、記憶するものである。各容積重の測定を終了した玄
米と白米のサンプルとは第２のサンプル包装手段２８に
供給され連続状に袋詰めされてコンベア３４で所定排出
位置に運ばれる。外観品位測定手段５によって確認され
た良玄米比率，着色粒比率…、容積重測定手段２６によ
る玄米容積重、及び所定粒数重測定手段２９から得られ
る千粒重等からサンプルＡが玄米検査基準のどの品位の
該当するかを判定することができる。内部品質測定手段
６によると、水分値や食味値等を参考情報として得るこ
とができる。

【００２２】又、上記玄米サンプル状態のみならず、白
米状態下での各種データが得られ、炊飯に近い状態での
品位や品質の状態を得られる。図 は他の結露防止の構
成を示し、セルガラスの温度を高め相対的に穀物との温
度差を少なくして結露を防止しようとするものである。
内部品位測定手段６の検出部ユニット１３内の空間にヒ
ータ５０により熱せられた空気を送風ファン５１で供給
すべく構成したもので、熱風はサンプルセル１４の周囲
を循環してガラス面の温度の上昇をはかるものである
（図３（イ））。また、サンプルセルのガラスを直接加
熱可能に構成してもよい（同図（ロ））。５２はヒータ
である。外気温度センサ４４からの検出入力に基づいて
上記ヒータ５０，５２や送風ファン５１のＯＮ，ＯＦＦ
駆動等が制御される構成である。

【００２３】上記実施例では米穀サンプルの精米機によ
る発熱について説明したが、米穀関連では乾燥装置、籾
摺装置、洗米装置、粉砕装置等で前処理した場合には必
要となり、加えて一般農産物の場合にあっても同様の処
理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】測定装置の概要を示す全体図である。

【図２】要部の拡大図である。

【図３】別実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…ホッパ、２…分配装置、３ａ，３ｂ，３ｃ…一時貯
留槽、４ａ，４ｂ，４ｃ…繰出バルブ、５…外観品位測
定手段、６…内部品質測定手段、７…精白手段、８…制
御部、９…（第１の）サンプル包装手段、１０…ロール
フィルム、１１…排出コンベア、１２…分光分析装置本
体、１３…検出部ユニット、１４…サンプルセル、１
５’…ホッパ、１５…光源、１６…反射鏡、１７…回折
格子、１８…モータ、１９…制御部、２０…記憶部、２
１…表示器、２２…搬送手段、２３…計量機構、２４…
計量ホッパ、２６…容積重測定手段、２７…容積測定手
段、２８…（第２の）サンプル包装手段、、２９…所定
粒数重測定手段（千粒重測定手段）、３０…サンプル
袋、３１…計量手段、３２…最終用コンベア、３３…サ
ンプル袋、３４…コンベア、３５…サンプル保管箱、４
０，４１…漏斗板、４２…導管、４３…冷却ファン、４
４…外気温度センサ、４５…シャッタ、５０…ヒータ、
５１…送風ファン、５２…ヒータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンプルに光源より近赤外光を照射して
   その光量の吸光度からサンプルの化学成分値や物理的特
   性値を測定するものにおいて、サンプルセルに投入すべ
   きサンプルを冷却する冷却手段を設けてなる近赤外分析
   装置。
2. 【請求項２】 サンプルの測定前又は測定中にサンプル
   の温度を測定し、又は推定する手段を設け、このサンプ
   ル温度が所定温度以下になるよう冷却する請求項１記載
   の近赤外分光分析装置。
3. 【請求項３】 サンプルに光源より近赤外光を照射して
   その光量の吸光度からサンプルの化学成分値や物理的特
   性値を測定するものにおいて、近赤外分析装置全体又は
   サンプルセル近傍の温度が外気温度よりも高くなるよう
   加熱空気の供給手段を設けてなる近赤外分析装置。
4. 【請求項４】 サンプルに光源より近赤外光を照射して
   その光量の吸光度からサンプルの化学成分値や物理的特
   性値を測定するものにおいて、サンプルセル温度が外気
   温度よりも高くなるよう加熱手段を設けてなる近赤外分
   析装置。