JPH083478B2 - 任意形状青果物の内部品質選別方法 - Google Patents

任意形状青果物の内部品質選別方法

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JPH083478B2
JPH083478B2 JP61230982A JP23098286A JPH083478B2 JP H083478 B2 JPH083478 B2 JP H083478B2 JP 61230982 A JP61230982 A JP 61230982A JP 23098286 A JP23098286 A JP 23098286A JP H083478 B2 JPH083478 B2 JP H083478B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、任意形状の果物や野菜等の青果物の鮮度・
熟度・糖度・損傷・腐敗等の内部品質をその大きさや形
状の差異に関係なく、青果物の抵抗率や誘電率またはマ
イクロ波の減衰定数や位相定数で判別・区分して選別す
る方法に関するものである。
[従来技術とその問題点] 現在、青果物の集荷選別施設では、青果物の鮮度・熟
度・糖度・酸度・損傷・腐敗等の品質面のうち、外見で
判定できる表皮の損傷・腐敗等の選別は光学的判別方法
によって可能である。
しかし、消費者にとって最も重要な鮮度・熟度・糖度
・内部損傷等の青果物内部の品質については有効な自動
判別方法がなく、やむを得ずサンプリングによる破壊検
査をして入荷ロットの格付けを行なっているのが現状で
あり、その自動化が要請されていた。
近年、青果物の鮮度・熟度・糖度・損傷等の内部品質
が、ある周波数域における青果物の誘電率や抵抗率(ま
たは誘電率)あるいはマイクロ波の減衰定数や位相定数
など複素誘電率に対応する電気的物質定数と相関関係を
有する事を利用し、電極間の青果物の電気容量や電気抵
抗あるいは送信・受信アンテナ間の青果物によるマイク
ロ波の減衰量や位相量を測定して、青果物の内部品質を
評価する技術が開発されつつある。
このような電気的計測において、最も困難な問題は、
青果物には形状が複雑なものが多く、特定の青果物にお
いてさえも、その大きさや形状がまちまちであるため、
直接測定し得る電極間の電気容量や電気抵抗値あるいは
マイクロ波の減衰量や位相量が、青果物そのものの誘電
率や抵抗率あるいはマイクロ波の減衰定数や位相定数以
外に青果物の大きさや形状に大きく左右される点にあっ
た。
従って、青果物の誘電率や抵抗率などを求めるには、
大きさや形状を別途測定してそのデータを用いて複雑な
補正計算をするか、CTなどの手法によらねばならない
が、青果物の品質判定には処理時間の点とコストの点か
ら、これらの方法は適さないため、簡単な方法で、青果
物の大きさや形状に関係なく、その誘電率や抵抗率など
を正確に測定できる方法が求められていた。
また、一般に、青果物の電気的特性は、その複素誘電
率に対応して抵抗と容量の並列等価回路に置き換えるこ
とが出来る。
本発明者は、リンゴ・モモ・カキ・トマトなどの青果
物を板状の電極間に挟むか、あるいは青果物に針状の電
極を直接差し込んだ状態で、電極間の並列等価抵抗と並
列等価容量を各種の測定周波数について測定した。
今、太さ2mm、長さ20mmの針状電極を40mmの間隔をお
いてリンゴに差し込み、その電極間の電気容量(並列等
価)と電気抵抗(並列等価)を100Hz〜10MHzまで測定し
た例を第5図に示す。
一般に、青果物の組織破壊や腐敗によりその抵抗率は
低下するが、この場合完全に腐敗する事により電極間抵
抗Rは1/10程度になっている。
このように破壊的な測定方法を用いると、その電気特
性は正確に測定しうるが、これを果皮の外部から電極を
接触させて非破壊的に測定すると、青果物の大きさや形
状の影響を受けるとともに、果皮と電極との接触抵抗が
変動するため、小さな抵抗率の差が測定しにくい。ま
た、接触測定では電極の脱着により青果物を傷める事が
ある。
そこで非接触・非破壊により正確に測定し得る方法が
必要となる。
また従来、実開昭57−138050号公報明細書に開示され
ているように、果実内部の導電率を非破壊的に測定する
ことにより、その糖度及び酸度を算出し得る装置に関す
るもので、更に詳細には、充てん液を入れた容器内に果
実を浸漬して、印加電極により直流あるいは所定周波数
の交流電圧を印加し、測定電極により得られる電位から
周辺電界エネルギーを算出するとともに、誘電率の異な
る充てん液を上記容器に順次入れかえて、それぞれ上記
周辺電界エネルギーを算出し、これらの周辺電界エネル
ギー値から果肉の導電率を計算すると共に、電圧の周波
数を変化させて前記導電率の周波数依存性を算出し、こ
れらの導電率と周波数依存性を、導電率と糖酸度の関係
グラフおよび導電率の周波数依存性と糖酸度の関係グラ
フを使って、果実の糖酸度を算出・測定する方法があっ
た。
しかしながら、上記従来技術は、青果物を浸した場合
の電極間の電位を測定し、これから周辺電界エネルギー
を算出し、さらに導電率を計算して糖酸度を算出するも
ので、前段階として重量別および大きさ別の選別を行っ
ておく必要があり、また、測定および計算手順が複雑で
装置も高価となる等の欠点があった。
[発明の目的] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、非破壊・非接触で、極め
て簡単な方法により、スイカ・メロンなど単純な形状で
大きさのみ異なるものから、なすびやイモ類のように大
きさのみならず形状も一定しないものや、更にホウレン
ソウのような複雑な形状のものに対しても、これらの青
果物の大きさや形状に関係なく、その誘電率や抵抗率な
どを正確に測定・区分し、青果物の鮮度・熟度・糖度・
損傷等の内部品質の自動判別に適用することができ、検
査のバラツキを防止し、選別作業の省力化を図ることが
できる任意形状青果物の内部品質選別方法を提供するこ
とにある。
[発明の構成] 本願第1の発明の任意形状青果物の内部品質選別方法
は、青果物の鮮度・塾度・糖度・損傷等の内部品質が、
ある周波数域における青果物の誘電率や抵抗率あるいは
マイクロ波の減衰定数や位相定数などの電気的物質定数
と相関関係にあることを利用し、電極間の青果物の電気
抵抗や電気容量あるいは送信・受信アンテナ間の青果物
によるマイクロ波の減衰量や位相量を浸漬液中で測定し
て、該青果物の内部品質を選別する方法であって、電極
または送信・受信アンテナを配備した2つ以上の容器内
に、区分けしたい青果物の抵抗率もしくは誘電率または
マイクロ波の減衰定数もしくは位相定数のランク数に応
じて、しきい値となる抵抗率もしくは誘電率またはマイ
クロ波の減衰定数もしくは位相定数を有する浸漬液を各
々満たし、青果物を浸漬する前後の電極間の抵抗もしく
は電気容量または送信・受信アンテナ間のマイクロ波の
減衰量もしくは位相量の上記しきい値に対する増減を判
別することによって青果物の内部品質を区分けすること
を特徴とする。
また、本願第2の発明の任意形状青果物の内部品質選
別方法は、青果物の鮮度・塾度・糖度・損傷等の内部品
質が、ある周波数域における青果物の誘電率や抵抗率あ
るいはマイクロ波の減衰定数や位相定数などの電気的物
質定数と相関関係にあることを利用し、電極間の青果物
の電気抵抗や電気容量あるいは送信・受信アンテナ間の
青果物によるマイクロ波の減衰量や位相量を浸漬液中で
測定して、該青果物の内部品質を選別する方法であっ
て、電極または送信・受信アンテナを配備した容器内
に、測定周波数域における電極間の抵抗もしくは電気容
量またはマイクロ波の減衰量もしくは位相量との相関関
係が予め解っている浸漬液を満たして、この浸漬液中に
青果物を浸漬した状態で測定周波数を掃引し、電極間の
抵抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間のマ
イクロ波の減衰量もしくは位相量が、浸漬液のみの場合
の抵抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間の
マイクロ波の減衰量もしくは位相量と、等しくなる時の
周波数を測定し、該測定周波数をもって青果物の内部品
質を判定・区分けすることを特徴とする。
[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。
第1図に示すように、両側壁に一対の電極1,2を有す
る絶縁性容器3中に抵抗率が一定の浸漬液4を満たし、
この浸漬液4中に測定しようとする青果物5を浸漬す
る。
但し、浸漬前後の水位を、オーバーフロー管6等の手
段により一定に保つ。
青果物5の抵抗率が浸漬液4の抵抗率より大きな場合
には、電極1,2間の抵抗は浸漬液4のみの場合よりも大
きくなり、逆に青果物5の抵抗率が浸漬液4の抵抗率よ
り小さければ、電極1,2間の抵抗は青果物5の浸漬によ
り低下する。
この電極間抵抗の増減巾は、青果物5の大きさで異る
が、変化の方法は、青果物5の大きさや形状には関係し
ない。
従って、多くの青果物をその抵抗率によって複数個の
ランクに区分けしたい場合には、第2図に示すように、
それぞれのしきい値となる抵抗率ρ12…(ρ
>ρ>ρ…)の浸漬液を入れた容器を、区分けした
いランク数に応じて用意し、浸漬前後の電極間抵抗の増
減△Rの正負によって、これを区分けすればよい。新鮮
で過熱でない青果物は抵抗率ρの浸漬液につけたと
き、その電極間抵抗が増すのでランクAに格付けすれば
良く、電極間抵抗が減少した場合には、次にこれより低
い抵抗率ρの浸漬液に入れて、その電極間抵抗の増減
によりランクB又は抵抗率ρの浸漬液へと順次送り、
腐敗したものは最後に残る。
なお、浸漬液4は水でよく、これに電解質、例えば食
塩を加えれば導電率が大きくなり抵抗率が下がるので、
食塩の濃度で簡単に抵抗率ρ12を調節すること
が出来る。
測定例 第1図に示すような内のり85mmの立方体容器3中に75
mm×75mmの正方形板状電極1,2を取付け、新鮮な大・小
リンゴおよび内部損傷・腐敗したリングを各々浸漬した
場合の電極間抵抗の測定値を表1に示す。この場合、測
定周波数は63KHzで、浸漬液は水道水であって、しきい
値となる抵抗率は別途測定した結果4.9KΩ・cm(導電率
20.4mS/m)であった。
表1によれば、新鮮なリンゴの浸漬により電極間抵抗
は増し、内部損傷または腐敗したリンゴの浸漬により電
極間抵抗は低下している。
また、誘電率による判別の場合も全く同様で、電極間
抵抗Rに代えて電極間容量Cを測定し、青果物を浸漬液
に浸すことによる電極間電気容量の増減△Cを判定し、
ランク分けすればよい。この場合には抵抗測定時より高
濃度の塩水を必要とする。
さらに、青果物の糖度や酸度の測定にはマイクロ波が
用いられるが、この場合も原理的には青果物の複素誘電
率に対応して減衰定数と位相定数に関係するので、上述
の方法が適用出来る。
即ち、第3図に示すように電極の代りに送信アンテナ
7および受信アンテナ8を用い、その間のマイクロ波の
減衰量または位相量を測定すればよく、浸漬液4のみの
場合をしきい値として、青果物5を浸すことによる減衰
量または位相量の増減で判定、ランク分けすることが出
来る。
さらにまた、第1図に示す装置において、リンゴを浸
漬した状態で測定周波数を10KHz〜1000KHzまで掃引する
と、電極間抵抗Rは第4図に示すように変化する。曲線
(イ)は抵抗率4.9KΩ・cm(導電率20.4mS/m)の水道水
のみの場合で、抵抗率の周波数特性は、この周波数範囲
では殆んどみられない。
これに新鮮で大きなリンゴを浸漬すると、リンゴは大
きな周波数特性をもつため、リンゴと浸漬液を含めた全
体の周波数特性は曲線(ロ)のようになる。曲線(ロ)
と曲線(イ)との交点をAとし、その周波数をfAとす
る。
次に小さくて新鮮なリンゴを浸漬すると、曲線(ハ)
が得られるが、これも曲線(イ)と同じ周波数fAのA点
で交わる。
一方、腐食した大きなリンゴを浸漬すると、その抵抗
率は低いため電極間抵抗の周波数特性は曲線(ニ)とな
り曲線(イ)とは周波数fBのB点で交わり、腐敗した小
さなリンゴの曲線(ホ)も同じくB点(周波数fB)で交
わる。
すなわち、新鮮なものはその大きさや形状に関係な
く、浸漬液の抵抗率と等しくなる周波数fA(この場合約
90KHz)で浸漬液のみの特性曲線(イ)と交わり、腐敗
し抵抗率の低くなったものは、これより低い周波数f
B(この場合50KHz)で曲線(イ)と交わる。
従って、青果物を浸漬し電極間抵抗が浸漬液のみの場
合と等しくなる周波数(以後交点周波数と呼ぶ)を探せ
ば、その鮮度や熟度を知る事が出来る。交点周波数が高
ければ新鮮であり低ければ過熟なものか損傷又は腐敗し
ている。
交点周波数を見付けるには、抵抗測定において周波数
を順次掃引し△R=0となる時の周波数を求めてもよい
が、果実の種類と浸漬液の抵抗率によってほぼその交点
周波数の範囲が決まるので、その前後2〜3点の周波数
で抵抗Rを測定し、その間をコンピュータで補間し、曲
線(イ)との交点を探せば速い。
この方法では、交点周波数fのしきい値をコンピュー
タのソフトで細かく区切るだけで、一種類の浸漬液で多
くのランクに青果物を区分けする事が出来る。
電気容量の測定あるいはマイクロ波減衰量と位相量の
測定の場合にも浸漬液の食塩濃度を上げる事によりこの
方法がそのまま適用できる。
[発明の効果] 1)電極または送信・受信アンテナを配備した2つ以上
の容器内に、区分けしたい青果物の抵抗率もしくは誘電
率またはマイクロ波の減衰定数もしくは位相定数のラン
ク数に応じて、しきい値となる抵抗率もしくは誘電率ま
たはマイクロ波の減衰定数もしくは位相定数を有する浸
漬液を各々満たし、青果物を浸漬する前後の電極間の抵
抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間のマイ
クロ波の減衰量もしくは位相量の上記しきい値に対する
増減を判別することによって青果物の内部品質を区分け
するように構成したので、青果物をその大きさや形状に
関係なく複数のランクに簡単に判定・区分けすることが
でき、また、青果物と電極あるいはアンテナとの相対位
置のズレによる判別誤差が極めて少ない。
2)電極または送信・受信アンテナを配備した容器内
に、測定周波数域における電極間の抵抗もしくは電気容
量またはマイクロ波の減衰量もしくは位相量との相関関
係が予め解っている浸漬液を満たして、この浸漬液中に
青果物を浸漬した状態で測定周波数を掃引し、電極間の
抵抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間のマ
イクロ波の減衰量もしくは位相量が、浸漬液のみの場合
の抵抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間の
マイクロ波の減衰量もしくは位相量と、等しくなる時の
周波数を測定し、該測定周波数をもって青果物の内部品
質を特定・区分けするように構成したので、青果物をそ
の大きさや形状に関係なく簡単に判定・区分けすること
ができ、また、1つの浸漬液で多くのランクに区分けす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の測定装置の概略説明図、第2図は区分
け方法を説明する図、第3図はマイクロ波による測定を
示す概略説明図、第4図は浸漬状態での電極間周波数特
性を示すグラフ、第5図は針状電極によるリンゴの電気
特性を示すグラフである。 1,2……電極、3……容器、4……浸漬液、5……青果
物、6……オーバーフロー管、7……送信アンテナ、8
……受信アンテナ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】青果物の鮮度・塾度・糖度・損傷等の内部
    品質が、ある周波数域における青果物の誘電率や抵抗率
    あるいはマイクロ波の減衰定数や位相定数などの電気的
    物質定数と相関関係にあることを利用し、電極間の青果
    物の電気抵抗や電気容量あるいは送信・受信アンテナ間
    の青果物によるマイクロ波の減衰量や位相量を浸漬液中
    で測定して、該青果物の内部品質を選別する方法であっ
    て、電極または送信・受信アンテナを配備した2つ以上
    の容器内に、区分けしたい青果物の抵抗率もしくは誘電
    率またはマイクロ波の減衰定数もしくは位相定数のラン
    ク数に応じて、しきい値となる抵抗率もしくは誘電率ま
    たはマイクロ波の減衰定数もしくは位相定数を有する浸
    漬液を各々満たし、青果物を浸漬する前後の電極間の抵
    抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間のマイ
    クロ波の減衰量もしくは位相量の上記しきい値に対する
    増減を判別することによって青果物の内部品質を区分け
    することを特徴とする任意形状青果物の内部品質選別方
    法。
  2. 【請求項2】青果物の鮮度・塾度・糖度・損傷等の内部
    品質が、ある周波数域における青果物の誘電率や抵抗率
    あるいはマイクロ波の減衰定数や位相定数などの電気的
    物質定数と相関関係にあることを利用し、電極間の青果
    物の電気抵抗や電気容量あるいは送信・受信アンテナ間
    の青果物によるマイクロ波の減衰量や位相量を浸漬液中
    で測定して、該青果物の内部品質を選別する方法であっ
    て、電極または送信・受信アンテナを配備した容器内
    に、測定周波数域における電極間の抵抗もしくは電気容
    量またはマイクロ波の減衰量もしくは位相量との相関関
    係が予め解っている浸漬液を満たして、この浸漬液中に
    青果物を浸漬した状態で測定周波数を掃引し、電極間の
    抵抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間のマ
    イクロ波の減衰量もしくは位相量が、浸漬液のみの場合
    の抵抗もしくは電気容量または送信・受信アンテナ間の
    マイクロ波の減衰量もしくは位相量と、等しくなる時の
    周波数を測定し、該測定周波数をもって青果物の内部品
    質を判定・区分けすることを特徴とする任意形状青果物
    の内部品質選別方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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