(57)【要約】【課題】凍結食品の表面色を定量的に判定して客観的且つ信頼性の高い凍結食品の品質評価を可能とした凍結食品の品質評価システム及び方法の提供、さらには該評価方法を利用して凍結装置の運転条件を適正化することを可能とした凍結装置の運転制御方法の提供。【解決手段】凍結食品１００の表面色により凍結状態の良否を判断する凍結食品の品質評価システムにおいて、凍結食品１００の表面色を測定する色差計１０１と、該色差計により得られた色差測定データ１０２を、ＲＧＢ表色系データ１０４に換算する表色系換算部１０３と、該表色系換算部により得られたＲＧＢ表色系データ１０４に基づいて凍結食品１００の凍結状態を判断する比較・判定部１０６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凍結食品の表面色により凍結状態を評価する凍結食品の品質評価システムにおいて、
前記凍結食品の表面色を測定する色差計と、該色差計により得られた色差測定データを、ＲＧＢ表色系データに換算する表色系換算手段と、該表色系換算手段により得られたＲＧＢ表色系データに基づいて前記凍結食品の凍結状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする凍結食品の品質評価システム。
【請求項２】
前記凍結食品毎に良好とされるＲＧＢ表色系データのＲＧＢ合計値の基準範囲が格納された格納手段を備え、前記凍結食品の判定手段にて、前記表色系換算手段により得られたＲＧＢ表色系データのＲＧＢ合計値と前記基準範囲とを比較して、前記基準範囲内に前記ＲＧＢ合計値が存在する場合に、前記凍結食品の凍結状態が良好であると判断することを特徴とする請求項１記載の凍結食品の品質評価システム。
【請求項３】
凍結食品の表面色により凍結状態を評価する凍結食品の品質評価方法であって、
前記凍結食品の表面色を色差計により測定した後、該色差計にて得られた色差測定データをＲＧＢ表色系データに換算し、前記凍結食品の評価指標となるＲＧＢ表色系データを得ることを特徴とする凍結食品の品質評価方法。
【請求項４】
評価対象となる前記凍結食品に応じて、予め凍結状態が良好とされるＲＧＢ表色系データのＲＧＢ合計値の基準範囲を設定しておき、前記得られたＲＧＢ表色系データの合計値が前記基準範囲内に存在する場合に、前記凍結食品の凍結状態が良好であると判断することを特徴とする請求項３記載の凍結食品の品質評価方法。
【請求項５】
請求項３記載の品質評価方法を利用した凍結装置の運転制御方法であって、
前記換算により得られたＲＧＢ表色系データに基づいて、前記凍結装置の制御項目を運転制御することを特徴とする凍結装置の運転制御方法。
【請求項６】
前記凍結装置は、冷却空間内に食品を搬送するコンベヤベルトと、該冷却空間内の冷風を撹拌するファンと、該冷却空間内の温度を設定する手段と、を備えており、
前記制御項目は、ファン回転数、該凍結装置の容量制御、コンベヤベルトの送り速度、冷却空間の設定温度のうち少なくとも何れか一であることを特徴とする請求項５記載の凍結装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凍結食品の品質をその表面色に基づいて定量的に評価する凍結食品の品質評価システム及び方法に関し、さらには該評価方法を利用して凍結装置の運転条件を最適化することを可能とした凍結装置の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホタテ貝柱、魚の切り身等の魚介肉、或いは畜肉等の食品を凍結させて凍結食品を製造する技術が広く普及している。凍結食品は、生の状態若しくは加工した状態で凍結することにより長期保存が可能となり年間を通じて食品を供給でき、また一定の品質のものを供給できるという利点がある。食品の凍結装置には、例えば特許文献１（特開２００３−３２２４５２号公報）等に記載される液体冷媒（ブライン）を用いたブライン式フリーザや、特許文献２（特開２００４−１６９９６０号公報）等に記載される衝突噴流式フリーザなどがある。ブライン式フリーザは、エチレングリコールやプロピレングリコール等のブラインを被冷凍物の上下からシャワー状に噴射することより食品の急速凍結を行うもので、短時間で比較的均一な冷凍を可能としている。一方、衝突噴流式フリーザは冷却空気を噴射して凍結させる方法であり、安全性が高く取り扱いが容易であるという利点を有する。
【０００３】
凍結食品の凍結状態は、凍結装置の種類・構造や各種運転条件の設定、例えば冷却温度、冷却時間などに起因している。従って、凍結食品に適した装置、運転条件を選択しないと凍結状態が悪くなり品質が低下するという問題がある。
従来、凍結食品の品質評価は目視検査に依存しているのが現状である。例えば、凍結ホタテ貝柱の品質を評価する場合、色、身割れ、花咲き（霜付き）などの品質要因が挙げられるが、その中でも特に凍結状態を把握する指標となる要因が凍結食品の表面色である。均一で良好な凍結状態の凍結ホタテ貝柱は、図１１（ａ）に示されるように、その表面及び切断面が均一に白色化する。凍結状態が悪いと、図１１（ｂ）に示されるように表面があめ色となる場合がある。従って、流通する凍結ホタテ貝柱としては、図１１（ａ）に示されるように均一に白色化したものが高品質とされ需要が多い。
しかし、肉眼による目視検査では、検査員によって判定結果に差が生じ、公平性が確保できなかったり、或いは微妙な色の差異を判断できず、品質の区別が付けにくいという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２２４５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６９９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、凍結食品の品質評価において、従来の目視検査では個人差があり測定にばらつきが生じてしまい、客観的かつ定量的に測定することはできなかった。従って、従来の目視による品質評価情報は、正確な品質を把握したい第三者にとっては信頼性の低いものであった。
凍結食品の品質を評価する場合、色、形状、霜付きなどの品質要因が挙げられるが、本発明ではこのうち表面色を評価対象とし、該表面色を定量的に判定して客観的且つ信頼性の高い凍結食品の品質評価を可能とした凍結食品の品質評価システム及び方法を提供することを目的とし、さらには該評価方法を利用して凍結装置の運転条件を最適化することを可能とした凍結装置の運転制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は上記した課題を解決するために、
凍結食品の表面色により凍結状態を評価する凍結食品の品質評価システムにおいて、
前記凍結食品の表面色を測定する色差計と、該色差計により得られた色差測定データを、ＲＧＢ表色系データに換算する表色系換算手段と、該表色系換算手段により得られたＲＧＢ表色系データに基づいて前記凍結食品の凍結状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、凍結食品の表面色を色差計により測定し、該色差測定データをＲＧＢ表色系データに換算しているため、L*a*b*表色系等の色差測定データよりも肉眼で見た色により近い表現色にて凍結食品の品質を評価することができる。また、本発明によれば凍結食品の表面色を定量的に判定することができ、客観的且つ信頼性の高い凍結食品の品質評価を可能とした。
【０００７】
さらに、前記凍結食品毎に良好とされるＲＧＢ表色系データのＲＧＢ合計値の基準範囲が格納された格納手段を備え、前記凍結食品の判定手段にて、前記表色系換算手段により得られたＲＧＢ表色系データのＲＧＢ合計値と前記基準範囲とを比較して、前記基準範囲内に前記ＲＧＢ合計値が存在する場合に、前記凍結食品の凍結状態が良好であると判断することを特徴とする。
これにより、品質評価に基づく凍結食品の選別を容易に行えるようになる。
【０００８】
また、凍結食品の表面色により凍結状態を評価する凍結食品の品質評価方法であって、
前記凍結食品の表面色を色差計により測定した後、該色差計にて得られた色差測定データをＲＧＢ表色系データに換算し、前記凍結食品の評価指標となるＲＧＢ表色系データを得ることを特徴とする。
また、評価対象となる前記凍結食品に応じて、予め凍結状態が良好とされるＲＧＢ表色系データのＲＧＢ合計値の基準範囲を設定しておき、前記得られたＲＧＢ表色系データの合計値が前記基準範囲内に存在する場合に、前記凍結食品の凍結状態が良好であると判断することを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記品質評価方法を利用した凍結装置の運転制御方法であって、
前記換算により得られたＲＧＢ表色系データに基づいて、前記凍結装置の制御項目を運転制御することを特徴とする凍結装置の運転制御方法を提案する。
さらにまた、前記凍結装置は、冷却空間内に食品を搬送するコンベヤベルトと、該冷却空間内の冷風を撹拌するファンと、該冷却空間内の温度を設定する手段と、を備えており、
前記制御項目は、ファン回転数、該凍結装置の容量制御、コンベヤベルトの送り速度、冷却空間の設定温度のうち少なくとも何れか一であることを特徴とする。
これにより、凍結装置の運転条件を最適化することができ、良好な凍結状態の凍結食品を製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
以前記載のごとく本発明によれば、凍結食品の表面色を色差計により測定し、該色差測定データをＲＧＢ表色系データに換算しているため、肉眼で見た色により近い表現色にて凍結食品の品質を評価することができる。このように、凍結食品の表面色をＲＧＢ数値情報として取り扱うことによって、第三者が見ても容易に判断できる客観的な食品品質情報として冷凍食品の取引や格付け、或いは食品冷凍装置の性能評価に用いることが可能である。
また、本発明の評価方法を用いて凍結装置の運転制御を行うことにより、凍結装置の運転条件を最適化することができ、良好な凍結状態の凍結食品を製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本実施例では、凍結対象としてホタテ貝柱、魚の切り身、カニ身等の魚介肉や牛・豚の内臓等の畜肉などの食肉に代表される食品に適用可能であり、特に凍結ホタテ貝柱（玉冷と呼ばれる）の品質評価に好適に適用できる。
【００１２】
図１は本実施例に係る品質評価システムの基本構成を示すブロック図である。
本実施例では、図１に示されるように、色差計１０１により凍結食品１００の表面色を測定し、該色差計１０１により得られた色差測定データ１０２を表色系換算部１０３にてＲＧＢ表色系データ１０４に換算する。そして、表色系換算部１０３により得られたＲＧＢ表色系データ１０４を出力部１０７から出力する。これにより、肉眼で見た色により近い表現色にて凍結食品の品質評価を出力することができ、品質評価が容易に行える。
【００１３】
また、凍結食品毎に、最適な凍結状態であるＲＧＢ表色系データのＲＧＢ合計値の基準範囲を設定し、該基準範囲を基準範囲格納部１０５に格納しておく。そして、測定対象の凍結食品１００に対応する基準範囲を基準範囲格納部１０５から抽出し、比較・判定部１０７にて、該基準範囲と、表色系換算部１０３により得られたＲＧＢ表色系データ１０４のＲＧＢ合計値とを比較して、該ＲＧＢ表色系データが基準範囲内である場合に凍結状態が良好であるという評価を付す。これにより、凍結食品の品質に応じた選別を容易に行うことができる。
このとき、基準範囲を、ＲＧＢ合計値として設定せずにＲＧＢの各数値毎に設定し、測定により得られたＲＧＢ表色系データの各数値と夫々比較して判定するようにしてもよい。
【００１４】
色差計１０１は、反射物体色をL*a*b*、XYZ、L*C*H°などの表色系で測定する周知の装置である。色を数値で表示する「L*a*b*表色系」は、明度を「L*」、色度を「a*」、「b*」で表す。「＋a*」は赤方向、「−a*」は緑方向、「＋b*」は黄方向、「−b*」は青方向を示す。尚、本実施例では色差を求めるために使用する表色系をL*ａ*ｂ* 表色系を使用して説明するが、他の表色系に対しても本実施例を適用することができる。
【００１５】
ここで、上記した方法を用いて、一例としてホタテ貝柱を急速凍結させて製造した凍結ホタテ貝柱と、生ホタテ貝柱の表面色を評価する実験を行った。図２生ホタテ貝柱と凍結ホタテ貝柱の各表色系データと換算後のＲＧＢ表色系データを示す表、図３は実験装置にて得られた凍結ホタテ貝柱のＲＧＢ表色系データを示す表である。
【００１６】
まず、色差計１０１を用いて凍結ホタテ貝柱及び生ホタテ貝柱の表面色を計測し、L*a*b*からなる色差測定データ１０２として数値化し、この色差測定データ１０２を表色系換算部１０３によりＲＧＢ表色系データ１０４に変換する。本実験では、比較例としてマンセル式カラー見本によっても表面色の数値化を行い、同様にＲＧＢ表色系データに変換した。
尚、この表面色の評価方法では、緩慢凍結の場合、表面に透明な氷が形成されるため色差計で測定すると氷の層で色差計から発せられる測定用の光が吸収或いは散乱し、実際の色データよりも暗い色として計測される。一方、急速冷却の場合、表面の氷の結晶が小さいため測定光は反射し、白みのある色として検出される。従って、凍結品の状態、特に急速凍結の良し悪しの指標となりうることから、有効な客観的評価として用いることができる。
【００１７】
図２に示すように、生ホタテ貝柱及び凍結ホタテ貝柱において、色差測定データから換算したＲＧＢ表色系データと、マンセル表色系データから換算したＲＧＢ表色系データを比較する。マンセル表色系データから得られたＲＧＢ表色系データは、基となるマンセル表色系データが目視による見本との照合から得られているため、バラつきが大きく、精度良く判定するのが困難であることがわかる。
一方、色差測定データから換算したＲＧＢ表色系データは、生ホタテ貝柱においては暗く表現されることがわかる。これは、緩慢凍結の場合と同様に、色差計から発せられる測定用の光の吸収或いは散乱が著しく、実際の色データよりも暗い色として計測されているためと考えられる。凍結ホタテ貝柱においては、ＲＧＢ表色系データが白みのある色として検出され、目視による表面色とほぼ同一の結果が得られた。
【００１８】
従って、本実施例では凍結食品の表面色を定量的に把握する方法として、色差測定データをＲＧＢ表色系データに換算することにより適正な評価結果が得られることが明らかとなった。
尚、色差測定データのＲＧＢ変換後において、良好な凍結状態で均一に白色化した凍結ホタテ貝柱は、ＲＧＢ値が明るく表現されることが判明したため、最も白く見えるホタテのＲＧＢ値（２３０，２０５，１８５）、ＲＧＢ合計値６２０を表面色の目標値とする。ここから、良好な凍結状態の凍結ホタテ貝柱を示すＲＧＢ表色系データの合計値の基準範囲を、６００以上とすることが好ましい。
【００１９】
さらに、図３に示すように、異なる凍結装置（実験装置１〜５）を用いて凍結したホタテ貝柱の表面色を評価したグラフを示す。
実験装置１、４はブラインを直接若しくは間接的にホタテ貝柱に接触させることにより、該ホタテ貝柱を冷却して凍結させるブライン式フリーザを用いた場合であり、実験装置２、３、５は、冷却空気を直接若しくは間接的にホタテ貝柱に接触させることにより、該ホタテ貝柱を冷却して凍結させる衝突噴流式フリーザを用いた場合である。
図３に示されるように、装置によって得られるＲＧＢ表色系データは異なる。これは、凍結能力の差を現すものである。即ち、凍結能力が比較的高いブライン式フリーザ（実験装置１、４）では、ＲＧＢ合計値が何れも６００を超えており、基準範囲に存在するため良好な凍結状態であることがわかる。一方、衝突噴流式フリーザ（実験装置２、３）では、ＲＧＢ合計値が６００以下であり、基準範囲に存在しないため、品質が低いことがわかる。
実験装置５は衝突噴流式フリーザを用いているが、後述する搬送式凍結装置１（図６〜７参照）を用いて実験を行っており、ＲＧＢ合計値は６０３で基準範囲内となり、良好な凍結状態となった。
このように、本実施例に係る評価方法によれば、ＲＧＢ合計値により凍結状態の良し悪し、延いては凍結装置の凍結能力を定量的に且つ的確に評価することができる。
【００２０】
図４には、本実施例に評価方法を用いて、凍結豚心臓（ハツ）の評価を行った結果を示す。図４における測定部位は、図５の各測定部位に対応するものである。豚心臓は、解体した各測定部位において、その表面色を凍結ホタテ貝柱と同様に色差計により測定した。色差計により得られた色差測定データは、ＲＧＢ表色系に換算してＲＧＢ表色系データを得た。凍結豚心臓においても、ＲＧＢ表色系データは、肉眼で見た色により近い表現色にて凍結食品の品質評価を出力することができ、品質評価が容易に行える。基準範囲を設定して品質に応じた選別を行う場合には、勿論、凍結ホタテ貝柱とは異なる基準範囲を設定する。
【００２１】
次に、本実施例に係る評価方法を用いた凍結装置の運転制御方法について以下に説明する。一例として、図６乃至図８に示される衝突噴流式フリーザを用いた搬送式凍結装置につき説明する。この搬送式凍結装置１は、冷却空間を形成するケーシング２内に、被凍結食品２０を搬送するコンベヤベルト１５が延設されている。コンベヤベルト１５は、熱伝達率の高い材質で形成され、例えばスチールベルト等が好適に用いられる。被凍結食品２０は、コンベヤベルト１５上に載置されて凍結装置１を通過する際に急速凍結され、凍結食品２０’として凍結装置１より排出される。
ケーシング２の上部には冷風生成部３が設けられ、該冷風生成部３から下方に向けて送りダクト４が延設される。該送りダクト４内には、冷風生成部３にて生成した冷風を下方に送るファン５が設置されている。
【００２２】
送りダクト４の端部は、コンベヤベルト１５の下方に設置された下方冷却空間６に接続されている。該下方冷却空間６には、コンベヤベルト１５の下面に向けて上方に冷風を垂直噴出するスリットノズル７が配設されている。該スリットノズル７は、搬送コンベア１５の搬送方向に所定間隔を隔てて複数配設される。
コンベヤベルト１５の上方にはアジテーターファン１０が設置されており、コンベヤベルト１５の上方冷却空間１１を撹拌するようになっている。
また、ケーシング２の側部には、戻りダクト１３が配設されており、コンベヤベルト１５の上方冷却空間１１及び／又はスリットノズル７からコンベヤベルト１５に吹き付けられた冷風を冷風生成部３に循環させるようになっている。
【００２３】
コンベヤベルト１５により搬送されてくる被凍結食品２０を、スリットノズル７によりコンベヤベルト１５下面に冷風が噴出衝突（接触）して該ベルト１５が冷却され、その熱伝達により被凍結食品２０の下面を急速冷却し、一方、上方冷却空間１１はアジテーターファン１０により撹拌され、被凍結食品２０の上面に冷風を供給して被凍結食品全体を冷却するようになっている。
さらに本実施例では、コンベヤベルト１５の下面側に供給される風量が、上面側に供給される風量よりも大になるように設定している。
このとき、夫々に供給される冷風の風量バランスは、ベルト下面側：ベルト上面側が９：１〜７：３であることが好ましく、さらに好適には、ベルト下面側：ベルト上面側が９：１程度とする。また、ケーシング２内の温度が−３８℃以下とすることが好ましい。
【００２４】
風量調整手段としては、図８に示すように、送りダクト４の上方、即ちコンベヤベルト１５の上方冷却空間１１に通じるバイパス路を設けるとよい。これは、例えば該上方冷却空間１１に面する送りダクト壁をパンチングメタル１４等の孔部を有する材料で形成することにより達成できる。
これにより、パンチングメタル１４を通って冷風の一部が分岐し、上方冷却空間１１に流入するため被凍結食品２０の上面の風量を確保できる。
【００２５】
本実施例における搬送式凍結装置１の特徴的構成として、該凍結装置１の後段側にて、凍結食品２０’の表面色から品質評価を行い、この評価結果をフィードバックして凍結装置１の各種制御項目を運転制御する構成を備える。
装置構成としては、図１に示されるように凍結装置１の後段側に断熱空間３０からなる測定ゾーンを形成し、該測定ゾーンに非接触型の色差計３１を設置し、該色差計３１の測定データを基に上記した評価を行う。該評価結果に基づいて、高品質の凍結食品２０’が得られるように制御装置３２により各種制御項目を制御する。制御項目としては、ファンの回転数、冷凍機の容量制御、ベルトの送り速度、庫内の温度設定の調節などが挙げられ、これらのうち少なくとも何れか一つの制御項目を運転制御する。
これにより、凍結装置１の凍結能力を最適化し、高品質の凍結食品２０’を製造することが可能となる。
また、コンベヤベルト１５の後端側に不良凍結品排除手段（不図示）を設け、前記評価により品質不良と判断された凍結食品２０’をコンベヤベルト１５から排除し、高品質の凍結食品２０’のみを製品として出荷するようにしてもよい。
【００２６】
参考として、図９及び図１０に、凍結装置の運転条件（上風速、下風速、冷風温度）に対する凍結ホタテ貝柱の表面色の状態を示す。
図９は、下風速と冷風温度に対する凍結ホタテ貝柱の表面色の関係を示す図である。これによれば、玉色（表面色）が最良となる基準範囲を、ＲＧＢ＝（２２３＜，２０１＜、１７７＜）に設定した場合、下風速を１７ｍ／ｓｅｃ以下、好適には１８ｍ／ｓｅｃ以下で、且つ冷風温度を−３６℃以下、好適には−３８℃以下とすると好ましく、このように運転制御を行うとよい。同様に、玉色が良好となる範囲を、ＲＧＢ＝（２１３＜，１９０＜，１６２＜）に設定した場合、玉色不可となる範囲を、ＲＧＢ＝（２０１＜，１７６＜，１５１＜）に設定した場合において、図に示すように夫々対応する運転条件が決定する。
図１０は、上風速と冷風温度に対する凍結ホタテ貝柱の表面色の関係を示す図である。これによれば、玉色（表面色）が最良となる基準範囲を、ＲＧＢ＝（２２３＜，２０１＜、１７７＜）に設定した場合、玉色が良好となる範囲を、ＲＧＢ＝（２１２＜，１８８＜，１６１＜）に設定した場合において、図に示すように夫々対応する運転条件が決定する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施例に係る品質評価システムの基本構成を示すブロック図である。
【図２】生ホタテ貝柱と凍結ホタテ貝柱の各表色系データと換算後のＲＧＢ表色系データを示す表である。
【図３】実験装置にて得られた凍結ホタテ貝柱のＲＧＢ表色系データを示す表である。
【図４】実験装置にて得られた凍結豚心臓のＲＧＢ表色系データを示す表である。
【図５】凍結豚心臓の測定部位を示す図である。
【図６】本実施例の評価方法を用いた搬送式凍結装置の側面図である。
【図７】図６の搬送式凍結装置の平面図である。
【図８】図７の搬送式凍結装置のＸ−Ｘ線断面図である。
【図９】下風速と冷風温度に対する凍結ホタテ貝柱の表面色の状態を示す図である。
【図１０】上風速と冷風温度に対する凍結ホタテ貝柱の表面色の状態を示す図である。
【図１１】凍結ホタテ貝柱の写真を示し、（ａ）は良好な凍結状態、（ｂ）は表面色があめ色の状態を夫々表す。
【符号の説明】
【００２８】
１    搬送式凍結装置
３    冷風生成部
４    送りダクト
５    ファン
６    下方冷却空間
７    スリットノズル
１０  アジテーターファン
１１  上方冷却空間
１４  パンチングメタル
１５  コンベヤベルト
２０  ホタテ貝柱
２０’凍結ホタテ貝柱
１００  凍結食品
１０１  色差計
１０２  色差測定データ
１０３  表色系間残部
１０４  ＲＧＢ表色系データ
１０５  基準範囲格納部
１０６  比較・判定部
１０７  出力部
【図１】
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【図２】
2008002985.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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