(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
個別急速冷凍（ＩＱＦ）によって凍結された乖離状態の食品を選別対象物（２０）とする異物選別装置（１００）であって、
篩（１）を備えて前記選別対象物（２０）が投入されるトレーと、前記トレーを振動させる振動発生部（４）と、を有し、前記トレーに投入された前記選別対象物（２０）を前記篩（１）上で振動によって上下反転し円周方向に循環移動させながら−３〜−１０℃の冷風を吹き付けて選別対象物（２０）の表面を霜取りする霜取り機（７０）と、
前記霜取りの後の選別対象物（２０）のカラー画像及び近赤外画像を解析し、選別対象物との色の違い及び濃淡の違いに基づいて異物を除去する色彩選別機（８５）と、
前記霜取りの後の選別対象物（２０）を上昇気流中に透過させて軽量異物を除去する風力選別機（７５）と、
前記霜取りの後の選別対象物を篩板上で移動させながら選別対象物より細かな異物を除去する篩選別機（８０）と、
前記霜取りの後の選別対象物に対し、永久磁石の磁力によって磁性金属片を吸引して除去する磁力選別機（９０）と、
前記霜取りの後の選別対象物を発信コイルと受信コイルの間を通過させ、前記受信コイルの電圧が変化したことを検知して非磁性金属片を除去する金属探知機（９１）と、
前記霜取りの後の選別対象物にＸ線を照射し、照射した画像に基づいてガラスを含む異物を除去するＸ線異物探知機（９５）と、を備え、
前記霜取り機（７０）、色彩選別機（８５）、風力選別機（７５）、篩選別機（８０）、磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）は、０〜−１０℃の低温環境室内に設置されて、前記選別対象物（２０）が解凍しない低温度領域で動作することを特徴とする異物選別装置。
【請求項２】
前記磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）は、前記色彩選別機（８５）よりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の異物選別装置。
【請求項３】
前記色彩選別機（８５）は、前記風力選別機（７５）及び篩選別機（８０）よりも下流側に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の異物選別装置。
【請求項４】
個別急速冷凍（ＩＱＦ）によって凍結された乖離状態の食品を選別対象物（２０）とする異物選別装置（１００）において、
前記異物選別装置が、
選別対象物のカラー画像及び近赤外画像を解析し、選別対象物との色の違い及び濃淡の違いに基づいて異物を除去する色彩選別機、選別対象物を上昇気流中に透過させて軽量異物を除去する風力選別機、選別対象物を篩板上で移動させながら細かな異物を除去する篩選別機、永久磁石の磁力によって磁性金属片を吸引して除去する磁力選別機、発信コイルと受信コイルの間を通過させ、前記受信コイルの電圧が変化したことを検知して非磁性金属片を除去する金属探知機、選別対象物にＸ線を照射し、照射した画像に基づいてガラスを含む異物を除去するＸ線異物探知機、の少なくとも一の装置と、
篩（１）を備えて前記選別対象物（２０）が投入されるトレーと、前記トレーを振動させる振動発生部（４）と、を有し、前記トレーに投入された前記選別対象物（２０）を前記篩（１）上で振動によって上下反転し円周方向に循環移動させながら−３〜−１０℃の冷風を吹き付けて選別対象物（２０）の表面を霜取りする霜取り機（７０）と、からなり、
前記一の装置が前記霜取り機の下流に配置され、０〜−１０℃の低温環境室内に設置されて、選別対象物が解凍しない低温度領域で運転されることを特徴とする異物選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物選別装置に係わり、より詳細には、個別急速冷凍（ＩＱＦ）された食品に含まれる異物を除去するために用いられる異物選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、粒状の食品に混入した金属片を除去するために開発された磁力選別装置である。この磁力選別装置は回転筒の内部に板状円形の磁石を多数積層した円柱型の永久磁石を備える。永久磁石の軸は、回転筒の軸と一致せずに配置される。回転筒の直径は永久磁石の円筒直径より大きく、回転筒に吸着した金属異物は、回転筒が回転して下向きになった時、永久磁石の磁力の影響がなくなり、下方の異物受けシュートに向かって落下する。このような磁力選別装置によれば、ゴマなどの農産物や、ひじきなどの海産物に含まる金属異物を効率よく分離できる。
【０００３】
異物は磁性を有する金属（例えば鉄）とは限らないので、アルミニウムの金属片を除去するために金属探知機が、ガラスや泥を除去するためにＸ線異物探知機が、同じ形の豆でも変色しているものを除くために色彩選別機が用意され、システムを組んで運用される。
【０００４】
最近では、個別急速冷凍（ＩＱＦ：Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ  Ｑｕｉｃｋ  Ｆｒｏｚｅｎ）された食品の輸入が増えている。個別急速冷凍の食品は、食品を−８０℃〜−４０℃の温度下、数分間程度の短時間で凍結させるもので、食品が塊にならずに凍結される。このため、１つ１つがバラバラなので適量を取り出しすぐ料理に使用できるとの便利さがある。また、個別急速冷凍の食品は、例えば水に浸けてそのまま塊状態で凍らせる場合より重量が約３０〜４０％軽くできるメリットがある。このような個別急速冷凍の食品に対しては、異物が混入していないかを検査し、異物があれば除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、個別急速冷凍された食品に混入した異物を除去できる異物選別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による異物選別装置は、個別急速冷凍（ＩＱＦ）によって凍結された乖離状態の食品を選別対象物（２０）とする異物選別装置（１００）であって、前記選別対象物（２０）を循環移動させながら−３〜−１０℃の冷風を吹き付けて選別対象物（２０）の表面を霜取りする霜取り機（７０）と、前記霜取りの後の選別対象物（２０）のカラー画像及び近赤外画像を解析し、選別対象物との色の違い及び濃淡の違いに基づいて異物を除去する色彩選別機（８５）と、前記霜取りの後の選別対象物（２０）を上昇気流中に透過させて軽量異物を除去する風力選別機（７５）と、前記霜取りの後の選別対象物を篩板上で移動させながら選別対象物より細かな異物を除去する篩選別機（８０）と、前記霜取りの後の選別対象物に対し、永久磁石の磁力によって磁性金属片を吸引して除去する磁力選別機（９０）と、前記霜取りの後の選別対象物を発信コイルと受信コイルの間を通過させ、前記受信コイルの電圧が変化したことを検知して非磁性金属片を除去する金属探知機（９１）と、前記霜取りの後の選別対象物にＸ線を照射し、照射した画像に基づいてガラスを含む異物を除去するＸ線異物探知機（９５）と、を備え、前記霜取り機（７０）、色彩選別機（８５）、風力選別機（７５）、篩選別機（８０）、磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）は、０〜−１０℃の低温環境室内に設置されて、前記選別対象物（２０）が解凍しない低温度領域で動作することを特徴とする。
【０００８】
前記磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）は、前記色彩選別機（８５）よりも下流側に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
前記色彩選別機（８５）は、前記風力選別機（７５）及び篩選別機（８０）よりも下流側に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明による他の異物選別装置は、個別急速冷凍（ＩＱＦ）によって凍結された乖離状態の食品を選別対象物（２０）とする異物選別装置（１００）において、前記異物選別装置が、選別対象物のカラー画像及び近赤外画像を解析し、選別対象物との色の違い及び濃淡の違いに基づいて異物を除去する色彩選別機、選別対象物を上昇気流中に透過させて軽量異物を除去する風力選別機、選別対象物を篩板上で移動させながら細かな異物を除去する篩選別機、永久磁石の磁力によって磁性金属片を吸引して除去する磁力選別機、発信コイルと受信コイルの間を通過させ、前記受信コイルの電圧が変化したことを検知して非磁性金属片を除去する金属探知機、選別対象物にＸ線を照射し、照射した画像に基づいてガラスを含む異物を除去するＸ線異物探知機、の少なくとも一の装置と、選別対象物を循環移動させながら−３〜−１０℃の冷風を吹き付けて表面の霜取りを行なう霜取り機と、からなり、前記一の装置が前記霜取り機の下流に配置され、前記異物選別装置が、０〜−１０℃の低温環境室内に設置されて、選別対象物が解凍しない低温度領域で運転されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による異物選別装置によれば、個別急速冷凍（ＩＱＦ）によって凍結された乖離状態の選別対象物（２０）を動かして風を吹き付け、表面の霜取りを行なう霜取り機（７０）を設けたので、選別対象物（２０）に付着した霜が除去され、色彩選別機（８５）による選別対象物の表面の色の判定を的確に行なうことができる。
また、霜取り機（７０）、風力選別機（７５）、篩選別機（８０）、色彩選別機（８５）、磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）からなる異物選別装置（１００）の全体を、低温度領域の環境下で動作させたので、選別対象物（２０）の解凍を防止した状態で異物を除去できる。
【００１２】
磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）が、色彩選別機（８５）よりも下流側に設けられるので、磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）に対する異物除去の負荷を下げることができる。磁力選別機（９０）、金属探知機（９１）及びＸ線異物探知機（９５）は、いずれも選別フラップにより異物を分離するので、異物が検知された場合、幅方向の異物を含む選別対象物がすべて異物投入側に投入される。このロスを少なくできる。一方、色彩選別機（８５）は、異物をエアー噴射で狙い撃ちして分離するので、ロスが少ない。
【００１３】
色彩選別機（８５）が、風力選別機（７５）及び篩選別機（８０）よりも下流側に設けられるので、色彩選別機（８５）に対する異物除去の負荷を下げることができる。ビニール片や、細かい異物、あるいは所定形状より大きな異物が除去されるため、色彩選別機（８５）の負荷が少ない。
【００１４】
本発明による他の異物選別装置によれば、Ａ（霜取り機、色彩選別機、風力選別機）の構成、Ｂ（霜取り機、色彩選別機、篩選別機）の構成、Ｃ（霜取り機、色彩選別機、磁力選別機、金属探知機）の構成、Ｄ（霜取り機、色彩選別機、磁力選別機、金属探知機、Ｘ線異物探知機）の構成などを構築できる。あらかじめ、選別する異物がわかっているような場合、異物の分離と除去にかかる時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による異物選別装置の構成図である。
【図２】異物選別装置を構成する各装置が除去できる異物の表である。
【図３】霜取り機の説明図である。
【図４】風力選別装置の説明図である。
【図５】篩選別機の説明図である。
【図６】色彩選別機の説明図である。
【図７】磁力選別機と金属探知機の説明図である。
【図８】金属探知機の信号例を示す図である。
【図９】Ｘ線異物探知機の説明図である。
【図１０】Ｘ線異物探知機の信号例を示す図である。
【図１１】個別急速冷凍（ＩＱＦ）された食品の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本発明による異物選別装置を詳しく説明する。
【００１７】
図１は、本発明による異物選別装置１００の構成図である。異物選別装置１００は、霜取り機７０、風力選別装置７５、篩選別機８０、色彩選別機８５、磁力選別装置９０、金属探知機９１、及びＸ線異物探知機９５から構成される。風力選別装置７５、篩選別機８０及び色彩選別機８５は、前処理装置として位置づけられ、磁力選別装置９０と金属探知機９１がベルトコンベアを使用しない複合機として位置づけられ、Ｘ線異物探知機９５は、磁力選別装置９０と金属探知機９１の下流に配置される装置に位置づけられる。風力選別装置７５や色彩選別機８５は、粉体に近い選別対象物の処理が難しいため、異物選別装置１００の構成から除かれることがある。異物選別装置１００を構成する装置のすべてが、図１に示すように低温環境室内に設置される。低温環境室の外部には、冷凍機（図示せず）が設けられ、冷風を低温環境室内に送り込み、低温環境室内の空気を吸い出して、一定の温度（０℃から−１０℃の間の温度）に維持する。異物選別装置１００は、個別急速冷凍（ＩＱＦ）された食品の異物除去を行なうので、氷が解けない低温環境下で運転される。
【００１８】
図２は、異物選別装置１００を構成する各装置が除去できる異物の表である。霜取り機７０は、個別急速冷凍された食品すなわち選別対象物２０に付着した霜を除去する。霜は付着した選別対象物は白く、色の選別ができないため、これを除去するものである。風力選別装置７５は、毛髪、ビニール、紙片などを風で巻き上げて除去する。篩選別機８０は、所定サイズ以外の異物を除去する。すなわち選別対象物に混入した細かいゴミなどの異物を除去する。色彩選別機８５は、選別対象物２０の色とは異なる色の異物を除去する。また、形状が同じで同じ色をしていても、近赤外線で他とは異なる色と判定されれば除去する。選別対象物の表面に霜が付いていると、色の判定がしにくいので、霜取り装置７０の下流に色彩選別機８５が設置される。磁力選別装置９０は、鉄やステンレスなどの金属片を永久磁石の磁力を使って除去する。金属探知機９１は、アルミニウムや銅などの磁力で吸引できない金属片を除去する。Ｘ線異物探知機９５は、ガラスや泥などを除去する。
【００１９】
図３は、霜取り機７０の説明図である。図３（Ａ）に示すように、霜取り機７０は振動ふるい機を使用することができる。図３（Ｂ）に示すように、内部に篩１があり、篩１を含む装置上部のトレーに選別対象物２０を投入する。篩１を含む装置上部のトレーは、下部に設置された振動発生部４により、傾斜を含む複雑な振動が行なえる。この振動により選別対象物２０は篩１の上で上下反転し、円周方向に移動する。これにより選別対象物２０が循環移動する。上方向から選別対象物２０に対し、冷風が吹き付けられる。霜取り機７０に蓋がある場合、冷風は排出口２から排出される。排出口２からは氷片や細かい異物３（３ａ）も排出される。選別対象物２０は篩１内に残る。冷風は、霜を解かすのではなく、霜を吹き飛ばす作用を行なうもので、温度は−３℃から−１０℃と低い。
【００２０】
図４は、風力選別装置７５の説明図である。風力選別装置７５はサイクロンで、らせん流で軽い異物３（３ｂ）を巻き上げ、上部から排出する。選別対象部２０は、フィーダ５で風力選別装置７５に投入され、自重で下方向に落下する。風力選別装置７５は、通常のサイクロン装置とは異なり、下部を末広がりとするのが良好である。これにより、一度に下方に落下したものが風で巻き上げられることがないようにできる。
【００２１】
図５は、篩選別機８０の説明図である。篩選別機８０は、コンベヤに振動が加えられることで、コンベヤ上の選別対象物２０が進行方向に進む。コンベヤには、篩７としてパンチングメタル７（７ａ）を装着しているので、細かい異物３（３ａ）が下部に落ちて分離できる。コンベヤを前後にカスケード接続し、後側のコンベアの篩の穴のサイズを選別対象物２０が落下する篩とすることにより、選別対象物２０より大きな形状の異物を分離して、除去することができる。
【００２２】
図６は、色彩選別機８５の説明図である。色彩選別機８５は、４台のカラーカメラ１０と２台の近赤外線カメラ９を備える。図６は側面図で、その内の２台のカラーカメラ１０と１台の近赤外線カメラ９を示す。近赤外線用照明１１と、カラーカメラ用照明１２も備える。選別対象物２０の色と材質を見分け、不良品をイジェクター１５のエアーで吹き飛ばして分離する。２４色と近赤外線２色を判別でき、同じ丸い茶色でも、虫の茶色なのか、豆の茶色なのかを区別できる。同じ黒色でも泥か豆かを区別できる。イジェクター１５は、複数台が左右方向に隙間なく配置されており、対応する不良品を吹き飛ばすして除去する。
【００２３】
図７は、磁力選別機９０と金属探知機９１の説明図である。磁力選別装置９０と金属探知機９１は、ベルトコンベアを使用しない複合機である。金属探知機９１は、磁性体にも反応するので、感度を良好に保つため、磁力選別機９０の下流に配置される。選別対象物２０が、ローラー形状のシェル２２を通過する時、磁性金属片（例、鉄片）の場合、磁石２１の磁力の影響を受けて飛行曲線が変わり、進行方向に設けられた選別フラップ２３の内側（図７では左側）を通過して分離される。良品は、磁力の影響を受けないので、選別フラップ２３の外側（図７では右側）を通過して落下する。磁石２１は、磁石となる円板とヨークが交互に積み重ねられたもので、各円板は、ＮとＳが向い合せとなるように積み重ねられる。長さは約５０ｃｍが良好である。この実施例では、磁石２１の半径をシェル２２の半径より大きくした。これにより、シェル２２の右上方向の広い範囲に磁力線を出すことができる。磁石２１は、中心軸１７にバランサと共に右上方向（図７の場合）を向くように装着されるが回転はしない。中心軸１７が回転すると、シェル２２が回転する。
【００２４】
金属探知機９１は、アルミニウム片などの非磁性金属片を分離する。金属探知機９０には、発信コイルと受信コイルが設けられ、非磁性金属片が通過すると、受信コイルの電圧が変化するので、電圧の変化が一定の値を越えた時に選別フラップ２３を作動させて、傾けることにより、非磁性金属片２２を含む選別対象物２０を分離する。
【００２５】
図８は、金属探知機９１の信号例を示す図である。図８に示すように、磁性金属片を含む選別対象物２０を、磁力選別機９０を通さずに通過させると、多数の信号が出て、非磁性金属片を検知する性能が低下する。選別対象物２０を、磁力選別機９０を通過させた後に金属探知機９１に通した場合、非磁性金属片を示す信号を的確に検知できる。
【００２６】
図９は、Ｘ線異物探知機９５の説明図である。フィーダ５で選別対象物２０がベルトコンベヤ２５に送り込まれる。ベルトコンベヤ上の選別対象物２０に異物がないか、Ｘ線管２４とラインセンサ２６で判定する。異物が検知された場合、選別フラップ２３を動かし、異物を異物受けボックスに分離する。Ｘ線を照射して、透過レベルをラインセンサ２６で測定する。測定値は、選別対象物又は異物の透過度であり、その強弱を解析する。透過度の高い部分は明るく、低い部分は暗く反映される。Ｘ線異物探知機９５は、映像の透過率の高低を山の高さで表し、山の傾斜角が急な角度で立ち上がった場合、異物と検知する。
【００２７】
図１０は、線異物探知機９５の信号例を示す図である。図１０に示すように、異物を含む選別対象物２０を磁力選別機９０と金属探知機９１を通さずに通過させると、多数の信号が出て、Ｘ線異物探知機の性能が低下する。選別対象物２０を磁力選別機９０と金属探知機９１を通した後にＸ線異物探知機に投入すると、異物の信号を的確に検知できる。選別対象物２０の中に異物が多く含まれると、透過度の山波信号が多く検知されて、分離に影響がでる。アルミニウム、銅線、真鍮は、Ｘ線の透過率が高いので、すり抜ける可能性があり、Ｘ線異物探知装置９５のみですべてを除去することは難しい。Ｘ線異物探知装置９５を効果的に利用するには、その上流に磁力選別機９０と金属探知機９１を設置する必要がある。
【００２８】
本発明では、以上の色彩選別装置８５、風力選別装置７５、篩選別装置８０、磁力選別機９０、金属探知機９１、Ｘ線異物探知機９５のいずれか一の装置を選択し、選択した装置を霜取り装置７０の下流側に配置して異物選別装置とすることができる。このような装置の選択は、選別対象物２０としてのＩＱＦに混入している異物に合わせて行なうことが良好であり、これにより除去を要求される異物を効率的に除去することができる。同様に上記装置から複数の装置を選択して組み合わせ、これを霜取り装置７０の下流側に配置して異物選別装置とすることもできる。
【００２９】
図１１は、個別急速冷凍（ＩＱＦ）された食品の一例を示す図である。ひき肉、魚のブツ切り、カットされたホウレン草、その他の食品に使用することができる。個別急速冷凍（ＩＱＦ）された食品は食品細胞の破壊が抑えられるので、鮮度やうまみが逃げず、また１つ１つがバラバラに冷凍できるので、必要な分だけ使用できるとのメリットがある。一方、デメリットとしては霜がつきやすい。水分を含む食品の場合、冷凍の際に水分が奪われて乾燥する。乾燥すると、空気中の水蒸気が一緒に冷やされ、食品に霜がつくことがある。このため、本発明では、異物を除去する処理の前段で、霜取り機７０によって霜取りを行なうものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、個別急速冷凍（ＩＱＦ）の食品に含まれる異物を除去できる異物選別装置として好適である。
【符号の説明】
【００３１】
１    篩
２    排出口
３    異物
３ａ    細かい異物
３ｂ    軽い異物
４    振動発生部
５    フィーダ
７    篩
７ａ    パンチングメタル
８    ベルトコンベヤ
９    近赤外線カメラ
１０    カラーカメラ
１１    近赤外線用照明
１２    カラーカメラ用照明
１３    エアーブロー
１４    画像解析部
１５    イジェクター
１６    ガイド
１７    中心軸
２０    選別対象物
２１    磁石
２２    シェル
２３    選別フラップ
２４    Ｘ線管
２５    ベルトコンベヤ
２６    ラインセンサ
７０    霜取り機
７５    風力選別装置
８０    篩選別機
８５    色彩選別機
９０    磁力選別装置
９１    金属探知機
９５    Ｘ線異物探知機
１００    異物選別装置
【要約】      （修正有）【課題】個別急速冷凍の食品に混入した異物を除去できる異物選別装置を提供する。【解決手段】この異物選別装置は、風を吹き付け表面を霜取りする霜取り機７０と、霜取りの後の選別対象物のカラー画像及び近赤外画像を解析し、選別対象物との色の違い及び濃淡の違いに基づき異物を除去する色彩選別機８５と、選別対象物を上昇気流中に透過させ軽量異物を除去する風力選別機７５と、選別対象物を篩板上で移動させ選別対象物より細かな異物を除去する篩選別機８０と、選別対象物に対し永久磁石の磁力によって磁性金属片を吸引して除去する磁力選別機９０と、選別対象物を発信コイルと受信コイルの間を通過させ前記受信コイルの電圧が変化を検知して非磁性金属片を除去する金属探知機９１と、選別対象物にＸ線を照射し照射した画像に基づきガラスを含む異物を除去するＸ線異物探知機９５と、を備え、装置全体を選別対象物が解凍しない低温度領域で動作させる。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【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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