JPS63285487A

JPS63285487A - 食品中の金属を検出する方法及びその検出装置

Info

Publication number: JPS63285487A
Application number: JP62120629A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nakayama; 茂中山
Original assignee: DAIPOOLE KK; HIUGA GIKEN KK; Dipole Electronics Co Ltd
Current assignee: DAIPOOLE KK; HIUGA GIKEN KK; Dipole Electronics Co Ltd
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1988-11-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、金属の混入した食品にマイクロ波を照射して
放電を発生させ、この放電を検知することによって食品
中の金属を検出する方法及びその検出装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来から、食品（以下、本発明では「食品」は固形物の
みならず牛乳、ジュース、コーラ等の液体飲用物をも含
むものとする）中には金属が混入しない様に、また金属
の混入してしまった食品は廃棄する等の努力が払われて
きた。例えば、針やくぎ等の金属が混入している菓子等
が見過ごされて消費者の手に渡ってしまった場合、メー
カーの社会的責任が問われると言う大きな問題となる場
合があった。そのため食品製造業者は金属が混入口でし
まった食品を判別してそれを廃棄する事を行っているが
、従来は簡便で検出感度の高い金属検出方法は存在しな
かった。

従来から、一般的に行われている金属検出方法の原理を
第７図に基づいて説明する。（八）図に示すように、先
ず検出部開口の内側には交流電界の印加されたトランス
ミソターコイルにより電磁界が形成される。次に（Ｂ）
図に示すように、金属片１９が検出部開口に置かれる。

すると金属片１９が存在するために電磁束通路が変形し
、受信コイルの出力にアンバランスが生じる。このアン
バランスにより位相がずれるので、その位相が基準電源
位相に比較してずれた場合、金属片１９の存在が認識で
きることになる。（Ｂ）図に於いては、鉄片１９を金属
片としたので、電磁束は金属片に集束し、これを通過し
ている。しかしくＣ）図に於いては、金属片がステンレ
スの様な非鉄片２０を用いているので、電磁束は非鉄片
２０を通過せずにそこで消費されている。

一方、第８図に基づいて、本出願人が先に出願した特願
昭６１年第２９３０２６号（以下、先願発明と言う）の
発明による金属検出方法を説明する。金属が混入した糸
等の被測定物２は、金属製の円筒型空洞共振器１の中央
に設けられた孔３に設置される。この円筒型空洞共振器
１の内部には凸部４が設けられていて、送受信部５を経
由して外部から供給されるマイクロ波を共振させる。そ
の電界分布は矢印の様に示されるが、被測定物２の方向
に電界が集中しているので、凸部４が設けられていない
円筒型空洞共振器に比較してその検出感度は大きい。こ
の先願発明による金属物構法を述べると、一定周波数（
例えば３．０ＧＨｚ）で共振するこの円筒型空洞共振器
１内の孔３に金属片の混入した被測定物と金属片の混入
していない被測定物を挿入して、その共振周波数のずれ
を測定し、このずれから金属片の存在を検知する。実際
の測定結果によると、長さ２０１）．４μφのＮｉ線を
混入させた０、２ｍ■φのグラスファイバーを挿入した
所その共振周波数は２．８７５ＧＩｌｚであったが、一
方Ｎｉ線を混入させないグラスファイバーのそれは２．
９００ＧＨｚであった。つまり長さ２０ｍｍ、４μφと
言う小さなＮｉ線がグラスファイバーに混入している状
態が共振周波数の２５ＭＨｚのずれで検知することがで
きる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第７図に示した電磁界を用いた金属検出方法は、その検
出感度が悪く、食品中の金属を検出するに′　は満足で
きなるもので番ヨなかった。例えば、鉄については、食
品中に混入させず裸のままの場合直径Ｑ　、　３　ｍｍ
以下の玉は検出できず、食品中に入れた場合には直径１
龍以下の玉は検出できない。一方、ステンレスの場合、
裸の場合で直径１　、２　ｍｍ以下、食品中に混入させ
た場合で１．５１以下の玉は検出できない。つまり、こ
の金属検出方法では、被測定物の金属が一定以上の体積
を有していないとその存在を検出することが出来ないと
言う問題点があった。

一方、第８図に示した先願発明の測定方法は、円筒型空
洞共振器の中心孔３に挿入出来る様な被測定物に対して
は、優れた金属検出感度を示すが、複雑な形状をしたり
、容積が大きい食品については、その食品に混入してい
る金属を検出することは困難であった。

〔発明を解決するための手段〕

本発明に於いては、金属の混入した食品にマイクロ波を
照射して、放電状態を発生させ、これを検知することに
よって食品中の金属を検出している。その放電状態の検
出は、サーチコイルによる電磁波、マイクロフォンによ
る音及び光検出器による光の検知により行うことができ
る。

そして、その金属検出装置は、マイクロ波発生部、それ
に隣接して金属の混入した食品を保持する食品保持台を
存する食品保持空間部及びその食品保持空間部に設けた
マイクロ波検出器から構成されていて、食品を保持する
食品保持台をベルトコンベアとすることも可能である。

〔作用〕

マイクロ波電界中に金属が存在すると、そこに電界が集
中して電界強度が大きくなり、放電が起こる。その金属
片が細くて、小さい程、電界集中が激しくなって放電し
やすくなる。従って、本発明の金属検出方法によれば粉
末の様な細かい金属まで検出することが可能となる。放
電が発生すると、電磁波、光及び音が同時に放出される
ので、これらのうちの何れかを検知すれば、放電の検出
は極めて容易である。

〔実施例〕

第１図に基づいて、本発明の第１の実施例を説明する。

金属検出装置の上部にはマグネトロン６が設けられて２
．４５Ｇｌｌｚ、ｌｋｗのマイクロ波を発生する。

冷却ファン７はマグネトロン６に冷風を送ってその加熱
を抑える。マグネトロン６による発生したマイクロ波は
マイクロ波供給口８を通ってスターク１０に当たる。

モータ９によって回転するスターク１０は、マイクロ波
を均一に分布させている。スターク１０により散乱した
マイクロ波はマイクロ波遮蔽器１５内に進む。このマイ
クロ波遮蔽器１５は上部のプラスチック板１）と下部の
食品保持台１６と周囲の壁による構成されている。食品
保持台１６はこの金属検出器の底面からλ／４に設置さ
れている。この食品保持台１６の上には金属片１８の混
入した食品１７が置かれている。この食品１７に上記マ
イクロ波が照射されると、金属片１８に電界が集中して
放電が発生する。放電の際に発生する光は光検出器１２
で、音はマイクロフォン１４でそして゛電磁波はサーチ
コイル１３で検知する。電磁波の周波数帯域はブロード
なのでどこの周波数領域に於いても検出可能であるが、
本実施例ではサーチコイルのそれを数百ＫＨｚ程度にし
た。

マイクロ波を連続して食品に照射すると、マイクロ波の
誘電加熱により食品が加熱してしまう事がある。これを
防ぐためには、マイクロ波をパルス化して平均マイクロ
波電力を弱くして照射するのが良い。

次に、第２図に基づいて、本発明の他の実施例を説明す
る。この実施例は、食品の製造ラインの一部に、本発明
の金属検出装置を設置して、食品の製造と同時に金属片
の混入を検知することができるようにしたものである。

第１の実施例と相違する点は、食品保持台がベルトコン
ベア２２になっている事である。製造された食品１７は
ベルトコンベア上に載せら九で、１ｍの長さの食品保持
空間部１５に搬送されて来る。

マイクロ波結合口８から導入されたマイクロ波が食品１
７に照射され、食品中に金属片１８が混入していると、
これに反応して放電が起こる。この放電はサーチコイル
１３によって検知され、金属片１８が混入している食品
１７が搬送されて来たと言う警告を発する。

食品保持空間空間部１５の入口と出口には、高さｌの複
数のマイクロ波チョークが巾ｌの間隔で設置されている
。図に於けるｈの寸法を３０ｃｍ以下、！＝λ／４にす
る事によってマイクロ波が外部にリークするのを防ぐこ
とができる。

〔発明の効果〕

第３〜６図に基づいて、本発明の詳細な説明する。第３
図は２μφＸ　ｌ　ｃｍのステンレスの金属片１日を１
０本混入させたチーズ１７と混入させていないチーズ１
７を第１図の検出装置で測定した結果を示したものであ
る。本測定は、放電をサーチコイル１３で検知し、それ
をタイムレコーダに書かせたもので、金属片が存在しな
いチーズに対しては（Ａ）図のように何の反応もないの
に、金属片が存在しているチーズに対しては（Ｂ）図の
様に顕著な反応が現れている。

第４図は、食品に混入しない裸の径５０仰以下の鉄粉を
第３図と同様の条件で測定したもので、（Ａ）図は鉄粉
が存在しない時、（Ｂ）図は鉄粉が存在した時の結果を
示す。

第５図は、第３図と同様の条件で０．５ｗｎＸ３２ｍｍ
の鉄の針を混入させたまんじゅう（Ｂ図）と、混入させ
ていないまんじゅう（Ａ図）を測定した結果を示す。

第６図は、第３図と同様の条件で０．８ｎφ×８１）の
鉄の針を混入させたまんじゅう　（Ｂ図）と、混入させ
ていないまんじゅう（Ａ図）を測定した結果を示す。

以上の事から本発明の効果をまとめると以下の様になる
。

（１）粉末程度の金属でも検出することが可能である。

（ｉｉ　）食品は固体、液体を問わず、どの様な大きさ
でも又どの様な形をしていてもそれに混入している金属
を検知することができる。

（’１ｉｉ）食品製造と同時に食品中の金属検出を行う
ことができる。

（ｉｖ）マイクロ波には加熱殺菌作用とは別に強電界に
よる菌作用があるので、食品中の金属検出と同時に殺菌
も行うことができる。

（Ｖ）マイクロ波をパルス化して、そのパルスに同期し
て放電を検出すれば周囲からの雑音に影響されずに高感
度に金属検知を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の食品中の金属検出装置を示す。第２図は、本発明の食品中の金属検出装置の外の実施例
を示す。第３〜６図は、本発明の食品中の金属検出方法の測定結
果を示す。第７図は従来の食品中の金属検出方法の原理を示す。第８図は、先願発明の物性量測定装置を示す。１・・・円筒型空洞共振器　　２・・・被測定物３・・
・空間部　　　　　　　４・・・凸部５・・・送受信部
　　　　　　６・・・マグネトロン７・・・冷却ファン
　　　　　８・・・マイクロ波結合口９・・・モータ　
　　　　　　１０・・・スターラ１）・・・プラスチッ
ク仮　　　１２・・・光検出器１３・・・サーチコイル
　　　　１４・・・マイクロフォン１５・・・マイクロ
波遮蔽器　　１６・・・食品保持台１７・・・食品　　
　　　　　　１８・・・金属１９・・・鉄片　　　　　
　　　２０・・・非鉄片２１・・・マイクロ波チョーク
　２２・・・ベルトコンベア特許出願人　株式会社グイ
ポール　外１名第３図第４図６：マクネトロン７：冷却ファン８：マイクロ波結合口９：モータ１０：スターテＩＩ・プラスチック板１２：光検出器１３：サーチコイル１４・マイクロフォン１５：マイクロン皮遮蔽器１６：加熱台！７・食品１８二金属２１二マイクロ波チヨーク２２：ベルトコンベア第１図第２図 ■＝円筒型空洞共振器２二被測定物３：空間４：凸部５：送受信部１９：鉄片２０：非鉄片Ａ）　　　　　　　　（Ｂ）　　　　　　　　　（Ｃ）
第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属の混入した食品にマイクロ波を照射して、放
電状態を発生させ、これを検知することによって食品中
の金属を検出する方法。
（２）サーチコイルにより当該放電状態の電磁波を検知
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の食品
中の金属を検出する方法。
（３）マイクロフォンにより当該放電状態の音を検知す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の食品中
の金属を検出する方法。
（４）光検出器により当該放電状態の光を検知すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の食品中の金属
を検出する方法。
（５）マイクロ波発生部、それに隣接して金属の混入し
た食品を保持する食品保持台を有する食品保持空間部及
びその食品保持空間部に設けたマイクロ波検出器からな
る食品中の金属検出装置。
（６）マイクロ波検出器がサーチコイルである事を特徴
とする特許請求の範囲第５項記載の金属検出装置。
（７）マイクロ波検出器が光検出器である事を特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の金属検出装置。
（８）マイクロ波検出器がマイクロフォンである事を特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の金属検出装置。
（９）食品保持台がベルトコンベアである事を特徴とす
る特許請求の範囲第５項記載の金属検出装置。