食品容器の電子線殺菌検査システム及び食品容器の電子線殺菌検査方法
【課題】大量生産される製造ラインにおいて、確実に電子線の照射が行われたかを検査できる食品容器の電子線殺菌検査システムを提供する。
【解決手段】食品容器１０を搬送する食品容器搬送装置２０と、前記食品容器搬送装置２０によって搬送される前記食品容器１０に電子線を照射する電子線照射装置３０と、前記電子線照射装置３０により前記食品容器１０に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出部４０と、前記物性検出部４０により検出された前記物性値、又は前記物性値の電子線照射前後における変化量が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断部５０と、を具備する。
【解決手段】食品容器１０を搬送する食品容器搬送装置２０と、前記食品容器搬送装置２０によって搬送される前記食品容器１０に電子線を照射する電子線照射装置３０と、前記電子線照射装置３０により前記食品容器１０に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出部４０と、前記物性検出部４０により検出された前記物性値、又は前記物性値の電子線照射前後における変化量が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断部５０と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線殺菌の検査システム、及び、電子殺菌の検査方法に関し、特に、ＰＥＴのような電子線を透過可能な樹脂に電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムにおける検査システム、及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品又は飲料の容器（以下、食品容器と記す）は、その内外面の殺菌が求められる。細菌、ウイルスのような細胞性生物の破壊するために用いられる粒子線として、電子線が用いられることがある。電子線は、細胞性生物の破壊のために２点で特に好ましい物理的性質を有している。電子線の積算照射量が細胞性生物の種類に応じて見出される細胞性生物破壊の積算照射量の値以上になるように調整すれば、電子線照射で細胞性生物を確実に破壊することができる。電子線は、その加速エネルギーに応じて一定質量以下の樹脂膜に対して透過性を有している。
【０００３】
上記と関連して、特許文献１は、負圧（真空）空間内で電子線を走査する走査体の照射窓部より出射される走査電子線を、食品や飲料容器等の立体形状の被照射物に繰り返し照射しながら殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射方法において、前記走査電子線が出射される照射窓部を凹設し、該凹設空間内に被照射物を配置した状態で、該照射窓の凹設部位より出射される電子線を前記被照射物に照射させることを特徴とする電子線照射方法、を開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、電子線を生成する電子線生成器と、前記電子線を磁気的に偏向する電子線偏向器とを具え、前記電子線は、容器の片側部位から前記容器の中に侵入する第１電子線と、前記片側部位から前記容器の中に透過的に侵入する第２電子線と、前記片側部位から前記容器の中に透過的に侵入する第３電子線とを形成し、前記第１電子線は前記容器の内部で前記第２電子線に交叉し、前記第３電子線は前記容器の内部で前記第１電子線に交叉し、前記容器は、電子線透過性材料で形成され、空気中に配置されている殺菌装置、を開示している。
【０００５】
このように優れた物理的性質を持つ電子線を細胞性生物破壊のために用いる際に、電子線の照射量が不足した場合には、食品容器が十分に殺菌されない。また、電子線の照射が過照射となった場合には、食品容器の変色などに影響を及ぼすことがある。よって、電子線を食品容器に対して適正な照射量を照射する必要がある。
【０００６】
一方で、大量生産される製造ラインでは、確実に検査を行う為に全数検査されることが望まれる。また、検査の際には、検査の手間を省くことでランニングコストを極力抑制されることが求められる。更に、電子線の照射が適正に行われなかった食品容器は、確実に製造ラインから除去されることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１‐２４８８９２号 公報
【特許文献２】特開２００４‐０６７２３３号 公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムを備える食品製造ラインにおいて、確実に電子線の照射が行われたかを検査できる食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムを備える食品製造ラインにおいて、ランニングコストが抑制された食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することである。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムを備える食品製造ラインにおいて、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去できる食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１２】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、食品容器（１０）を搬送する食品容器搬送装置（２０）と、
食品容器搬送装置（２０）によって搬送される食品容器（１０）に電子線を照射する電子線照射装置（３０）と、
電子線照射装置（３０）により食品容器（１０）に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出部（４０）と、
物性検出部（４０）により検出されたその物性値、又はその物性値の電子線照射前後における変化量が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断部（５０）と、
を備える。
上述の構成に依れば、電子線が照射された後に、食品容器の物性値を検知し、その物性値を判断する。ここで、食品容器の物性値とは、電子線の照射の前後で変化が生じる食品容器部材の物理化学的特性や、食品容器部材及び食品容器の周囲の物理化学的状態の量をいう。電子線の照射状態（電子線照射線量を含む）を、電子線照射装置側の運転条件の設定値からの推定によるのではなく、被照射体である食品容器部材の物理化学的特性や、食品容器部材及び食品容器の周囲の物理化学的状態を直接計測することによって、より確実に適正に殺菌が成されたかどうかを判断することができるので、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器をより確実に製造ラインから除去することができる。
【００１３】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、
更に、
物性判断部（５０）により食品容器の物性値が所定の範囲内に収まっていないと判断された食品容器（１０）を除去する不良品除去装置（６０）
を備える。
上述の構成に依れば、食品容器の物性の測定値に基いて、適正に電子線が照射されなかった食品容器（１０）を自動的に製造ラインから除去することができ、ランニングコストが抑制される。
【００１４】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、物性検出部（４０）は、食品容器の温度を測定する温度検出器（４１）を備える。
電子線照射により発熱し温度が上昇する樹脂などのような材料で作られた食品容器においては、食品容器に対して、適正な照射が行われたときの温度検出器の測定値の許容範囲を予め把握しておき、例えば食品容器全面の温度を測定し、所定の箇所の温度がその許容範囲の値を外れたときには電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、食品容器を選別することができる。
【００１５】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、物性検出部（４０）は、オゾン濃度を検出するオゾンガスセンサ（４２）を備える。
電子線照射を受けた食品容器の中や周囲の空気中では、電子線照射によりオゾンガスが発生する。上述の構成に依れば、適正な照射が行われたときに発生するオゾンガス濃度の許容値を予め把握しておき、電子線照射後のオゾン濃度を測定し、これを所定の許容範囲を外れたときには電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去することができる。
【００１６】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、物性検出部（４０）は、帯電量を測定する帯電量測定器（４３）を備える。
食品容器には、電子線照射により帯電するものがある。上述の構成に依れば、予め適正な照射が行われたときに食品容器が発生させる帯電量の範囲を予め把握しておき、電子線照射後の帯電量を測定し、これを所定の許容範囲を外れたと時には電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去することができる。
【００１７】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
物性検出部（４０）は、カメラ（４４）を備える。
食品容器には、電子線照射により色が変化するものがある。上述の構成に依れば、予め適正な照射が行われたときに食品容器が発する又は反射する色の範囲を予め把握しておき、電子線照射時もしくは照射後の食品容器が発する又は反射する色を検出し、これを所定の許容範囲を外れた時には電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去することができる。
【００１８】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
物性検出部（４０）は、食品容器（１０）の姿を反射するミラー（７０）
を備え、
カメラ（４４）は、ミラー（７０）によって反射された食品容器（１０）を撮影する。
上述のように、ミラーを用いることで、カメラを任意の位置に備えることが出来る。電子線照射装置の近傍においては、Ｘ線量が多量に発生し、カメラの故障の原因となりやすい。よって、カメラを電子線照射装置から離れたＸ線量の発生が少ない位置に備えることにより、カメラの故障の発生を防止することができる。
【００１９】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、
更に、
カメラ（４４）によって撮影された食品容器（１０）の画像に基いて、電子線の照射によって食品容器（１０）が発した発光量を計算する発光画像解析部（５２）を備える。
【００２０】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、
更に、
カメラ（４４）によって撮影された食品容器（１０）の画像に基いて、電子線照射後の食品容器（１０）の色を解析する照射後画像解析部（５３）
を備える。
【００２１】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
食品容器（１０）は、樹脂製の容器である。
【００２２】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
食品容器（１０）は、ＰＥＴボトルである。
【００２３】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法は、
電子線照射装置（３０）が、食品容器搬送装置（２０）によって搬送される食品容器に電子線を照射するステップ（ステップＳ１０）と、
物性検出部（４０）が、電子線照射装置（３０）により食品容器（１０）に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出ステップ（ステップＳ２０）と、
物性検出ステップ（Ｓ２０）において検出されたその物性値、又はその物性値の電子線照射前後における変化量が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断ステップ（ステップＳ３０）と、
を備える。
【００２４】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法は、
更に、
不良品除去装置（６０）が、物性判断部（５０）により所定の範囲内に物性値が収まっていないと判断された食品容器（１０）を除去するステップ（ステップＳ４０）、
を備える。
【００２５】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、物性検出部（４０）が電子線を照射された後の食品容器（１０）の温度を測定するステップ（ステップＳ２２）を備える。
【００２６】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、物性検出部（４０）が電子線を照射された後の食品容器（１０）のオゾンガス濃度を測定するステップ（ステップＳ２３）を備える。
【００２７】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、物性検出部（４０）が電子線を照射された後の食品容器（１０）の帯電量を測定するステップ（ステップＳ２４）を備える。
【００２８】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、カメラ（４４）が食品容器（１０）の姿を撮影する撮影ステップ（ステップＳ２１）を備える。
【００２９】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
撮影ステップ（ステップＳ２１）で、カメラ（４４）は、ミラー（７０）に映った食品容器（１０）の映像を撮影する。
【００３０】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性判断ステップ（ステップＳ３０）は、
カメラ（４４）が、食品容器（１０）が電子線の照射により発した光の発光量を測定するステップ（ステップＳ３１）
を備える。
【００３１】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性判断ステップ（ステップＳ３０）は、カメラ（４４Ａ、４４Ｂ）が撮影した食品容器(１０)の映像に基いて、電子線照射後の食品容器（１０）の色を解析するステップ
（ステップＳ３２）を備える。
【００３２】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
食品容器（１０）は、樹脂製の容器である。
【００３３】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
食品容器（１０）は、ＰＥＴボトルである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に依れば、大量生産される製造ラインにおいて、確実に電子線の照射が行われたかを検査できる食品容器の電子線殺菌検査システムが提供される。
【００３５】
更に、本発明に依れば、ランニングコストが抑制された食品容器の電子線殺菌検査システムが提供される。
【００３６】
更に、本発明に依れば、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去できる食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＰＥＴボトル飲料充填システムの構成を概略的に示す図である。
【図２Ａ】電子線殺菌検査システム１の構成を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】カメラ４４が二つのカメラ（４４Ａ、４４Ｂ）を備える場合の電子線殺菌検査システム１の構成を概略的に示す図である。
【図３】コンピュータの構成を示すブロック図である。
【図４】格納部５９に格納された情報を概念的に示す図である。
【図５】電子線殺菌方法の全体の動作を示すフローチャートである。
【図６】物性検出ステップのフローチャートである。
【図７】物性判断ステップのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、食品容器１０であるＰＥＴボトルを電子線によって殺菌し、内容物を充填してキャップするＰＥＴボトル飲料充填システムの構成を概略的に示す図である。入り口２から投入されたＰＥＴボトルは、食品容器搬送装置２０によって殺菌部３へ搬送され、電子線照射装置３０により殺菌される。殺菌されたＰＥＴボトルはすすぎリンサ４へ搬入され、水又は空気により洗浄される。電子線殺菌を行う本発明においては、すすぎリンサ４は不要な場合がある。すすぎリンサ４から送出されたＰＥＴボトルには、充填器５によって内容物が充填される。充填器５には制御装置７が接続されており、充填器５の動作を制御している。内容物を充填されたＰＥＴボトルは、キャッパー６においてキャップを取り付けられて密封される。ＰＥＴボトル飲料充填システムには、電子線殺菌検査システム１が組み込まれており、電子線殺菌が十分であるか否かを判別できるようになっている。
【００３９】
図２Ａは、本実施の形態に係る電子線殺菌検査システム１の構成を概略的に示す図である。電子線殺菌検査システム１は、食品容器搬送装置２０、電子線照射装置３０、物性検出部４０、コンピュータ５１、位置モニタリング装置５８、制御装置７、及び不良品除去装置６０を備えている。
【００４０】
食品容器搬送装置２０は、食品容器１０であるＰＥＴボトルを図１のＸ正方向へ搬送する。食品容器搬送装置２０は、複数の食品容器１０を連続的に搬送している。
【００４１】
電子線照射装置３０は、食品容器搬送装置２０のＹ正方向側に設けられている。電子線照射装置３０は、食品容器搬送装置２０により搬送されてきた食品容器１０に対して、電子線を単位時間当たり所定の回数、照射する。即ち、一の食品容器１０は、電子線の照射を複数回、受ける。
【００４２】
物性検出部４０は、温度検出器４１、オゾンガスセンサ４２、帯電量測定器４３、カメラ４４、及びミラー７０を備えている。
【００４３】
温度検出器４１は、電子線が照射された後の食品容器１０の温度を検出する。温度検出器４１としては、食品容器１０全体の温度分布を把握することのできるサーモグラフィーを用いることが好ましい。温度検出器４１は、検出した温度のデータをコンピュータ５１へ通知する。
【００４４】
オゾンガスセンサ４２は、電子線の照射によって食品容器の中や周囲の空気中に発生し、電子線が照射された後の食品容器１０の内部や周囲に残存するオゾンガスを検出する。オゾンガスセンサ４２をボトル内部に挿入してボトル内部に残存するオゾンガスを検出し濃度を測定してもよいが、より好ましくは、例えば、オゾンガスセンサ４２を食品容器１０の開口部１１の真上に配置するとよい。オゾンガスセンサ４２を食品容器１０の開口部１１の真上に配置した場合、オゾンガスセンサ４２は、食品容器１０の開口部１１の真上であり、且つ、開口部１１から所定の距離だけ離れた位置におけるオゾンガス濃度を測定できるように配置される。オゾンガスセンサ４２の測定部分を食品容器１０の内部に挿入する手間を掛けることなしに、食品容器１０の中や周囲から開口部１１の真上に拡散したオゾンガスを検出しオゾンガスの濃度を検出することができる。測定部分を内部に挿入する手間を省くことができるので、ランニングコストが抑制される。オゾンガスセンサ４２は、検出したオゾンガス濃度をコンピュータ５１へ通知する。
【００４５】
帯電量測定器４３は、電子線が照射された後の食品容器１０について、電子線の照射によって発生した帯電量を検出する機能を実現する。帯電量測定器４３としては、市販のものが使用できる。帯電量測定器４３の帯電量測定の原理としては、食品容器１０に帯電した電荷とは反対符号の電荷を食品容器１０に照射して、食品容器１０の帯電が中和されるまでに照射したその反対符号の電荷の電荷量を測定する方法がある。帯電量測定器４３は、検出した帯電量をコンピュータ５１へ通知する。
【００４６】
カメラ４４は、ミラー７０に映った食品容器１０の映像を撮影できる位置に設けられている。電子線照射装置３０は、食品容器１０に対して単位時間あたりに所定の数回の電子線照射を行う。カメラ４４は、食品容器１０に電子線の照射が開始されてから終了されるまでの間、ミラー７０に映った食品容器１０の映像を撮影する。電子線照射時にはＸ線が発生し、カメラ４４が電子線照射中の食品容器１０を直接撮影した場合には故障の原因となり得る。ミラー７０を介することにより、カメラ４４をＸ線の影響に受けない位置に設置することができるので、故障を回避することができる。カメラ４４は、撮影した食品容器１０の映像を発光画像データとしてコンピュータ５１に通知する。また、カメラ４４は、電子線照射が終了した後の食品容器１０の映像をも撮影する。ここで、電子線照射が終了した後の食品容器１０の撮影は、必ずしもミラー７０に映った映像を撮影する必要はなく、カメラ４４が食品容器１０を直接撮影してもよい。カメラ４４は撮影した食品容器１０の映像を照射後画像データとしてコンピュータ５１へ通知する。
【００４７】
また、図２Ａに示すようにカメラ４４は一のカメラで電子線照射中及び電子線照射後の食品容器１０の映像を撮影してもよいが、図２Ｂに示すように電子線照射中の映像を撮影する発光検出用カメラ４４Ａと、電子線照射後の映像を撮影する色検出用カメラ４４Ｂと、の二つのカメラを備えていてもよい。二つのカメラを備える場合、発光検出用カメラ４４Ａは電子線が照射されている食品容器１０のミラー７０に映った映像を撮影して発光画像データとしてコンピュータ５１に通知する。一方、色検出用カメラ４４Ｂは電子線照射後の食品容器１０の映像を撮影して照射後画像データとしてコンピュータ５１に通知する。色検出用カメラ４４Ｂは電子線照射によるＸ線の影響を受けない位置に設置することができる為、必ずしもミラー７０に映る食品容器１０を撮影する必要はなく、直接撮影してもよい。
【００４８】
図３はコンピュータ５１の構成を概略的に示す図である。コンピュータ５１は、演算処理装置７１、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７２、及び格納部５９を備えており、これらは互いにバスを介して接続されている。物性検出部４０から通知されたデータはＲＡＭ７２に一時的に保存される。ＲＯＭ７３には、プログラムとして物性判断部５０が格納されており、演算処理装置７１によりその機能を実現する。
【００４９】
図４は、格納部５９に格納された情報を概念的に示す図である。格納部５９には、温度、オゾンガス濃度、帯電量、発光量、及び照射後の色、の夫々について所定の範囲が予め格納されている。
【００５０】
図３に戻り、物性判断部５０は、発光画像解析部５２、照射後画像データ解析部５３、温度解析部５４、オゾンガス濃度解析部５５、及び帯電量解析部５６の少なくとも一以上の解析部と、殺菌性判断部５７とを備えている。
【００５１】
温度解析部５４は、格納部５９を参照して、温度検出器４１から通知された食品容器１０の温度が、所定の範囲内に収まっているか否かを判断する。温度解析部５４は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００５２】
オゾンガス濃度解析部５５は、格納部５９を参照して、オゾンガスセンサ４２から通知された食品容器１０のオゾンガス濃度が、所定の範囲に収まっているか否かを判断する。オゾンガス濃度解析部５５は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００５３】
帯電量解析部５６は、格納部５９を参照して、帯電量測定器４３から通知された食品容器１０の帯電量が、所定の範囲に収まっているか否かを判断し、結果を殺菌性判断部５７に通知する機能を実現する。
【００５４】
発光画像解析部５２は、カメラ４４（発光検出用カメラ４４Ａ）から通知された発光画像データを解析して、食品容器１０が電子線の照射により発した発光量が、所定の範囲に収まっているか否かを判断する。発光画像解析部５２は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。発光画像データの解析方法としては、食品容器１０が複数回の電子線照射に対して発した発光量の合計値によって解析する方法や、１回あたりの電子線照射に対して発した発光量の平均値によって解析する方法、が例示される。
【００５５】
照射後画像データ解析部５３は、カメラ４４（色検出用カメラ４４Ｂ）から通知された照射後画像データを解析して、電子線照射後に一定の時間を経過した食品容器１０の色が所定の範囲に収まっているか否かを判断し、結果を殺菌性判断部５７に通知する機能を実現する。
【００５６】
殺菌性判断部５７は、照射後画像データ解析部５３、発光画像データ解析部５２、温度解析部５４、オゾンガス濃度解析部５５、及び帯電量解析部５６から通知された判断結果に基いて、食品容器１０の殺菌性が十分であるか否かの判断をおこなう。殺菌性が十分であるか否かの判断基準は、ユーザーによって設定されて、予め格納部５９に格納されている。殺菌性判断部５７は、食品容器１０の殺菌性が不十分であると判断すると、その判断結果を位置モニタリング装置５８へ通知する。
【００５７】
位置モニタリング装置５８は、食品容器搬送装置２０が搬送している複数の食品容器１０の個々の位置を監視している。位置モニタリング装置５８が殺菌性判断部５７から食品容器１０の殺菌性が不十分であるとの通知を取得した場合について以下に説明する。位置モニタリング装置５８は、食品容器１０が充填器５にて内容物を充填される位置まで搬送されると、制御装置７に対して飲料充填が不要である旨を示す飲料充填不用信号を通知する。また、食品容器１０が不良品除去装置６０が動作する位置まで搬送されると、制御装置７に対して、食品容器１０を排除すべき旨を示す排除信号を通知する。
【００５８】
制御装置７は、充填器５と不良品除去装置６０の動作を制御する。制御装置７は、位置モニタリング装置５８から充填不要信号を取得すると、充填器５が食品容器１０には内容物を充填しないように、充填器５の動作を制御する。このように内容物を充填しないことで、内容物の材料コストを低減できる。更に、制御装置７は、位置モニタリング装置５８から排除信号を取得すると、不良品除去装置６０が食品容器１０を製造ラインから除去するように、不良品除去装置６０の動作を制御する。
【００５９】
不良品除去装置６０は、充填器５とキャッパー６の間の工程に設けられている。不良品除去装置６０は、制御装置７からの指示に従って動作し、不良品と判断された食品容器１０を製造ラインから除去する。尚、不良品除去装置６０は、物性検出部４０の後工程であれば、どの位置に設けられていてもよい。不良品除去装置６０が、物性検出部４０と充填器５との間に設けられている場合には、既述の、食品容器１０に内容物が充填されないように制御装置７が充填器５を制御する、という動作が省略される。
【００６０】
図５は本実施の形態に係る電子線殺菌検査システム１の動作方法を示すフローチャートである。本実施の形態に係る電子線殺菌検査システム１の動作方法は、電子線を照射するステップ（ステップＳ１０）、電子線が照射された食品容器の物性を検出する物性検出ステップ（ステップＳ２０）、検出した物性の判断を行う物性検出ステップ（ステップＳ３０）、及び不良品を除去するステップ（ステップＳ４０）を備えている。
【００６１】
（ステップＳ１０）
入り口２から投入された食品容器１０は、殺菌部３に運ばれて電子線照射装置３０により電子線を照射される。電子線の照射は単位時間当たり所定の回数行われる。
【００６２】
（ステップＳ２０）
図６は物性検出ステップ（ステップＳ２０）の動作の流れを示すフローチャートである。物性検出ステップは、食品容器を撮影するステップ（ステップＳ２１）、温度を測定するステップ（ステップＳ２２）、オゾン濃度を測定するステップ（ステップＳ２３）、及び帯電量を測定するステップ（ステップＳ２４）を備えている。
【００６３】
（ステップＳ２１）
食品容器１０に対して電子線が照射されている間、カメラ４４（発光検出用カメラ４４Ａ）はミラー７０に映った食品容器１０の映像を撮影している。電子線の照射が終了すると、カメラ４４（発光検出用カメラ４４Ａ）は撮影した食品容器１０の映像を発光画像データとしてコンピュータ５１に通知する。また、カメラ４４（色検出用カメラ４４Ｂ）は、電子線の照射が終了した食品容器１０の映像をも撮影する。カメラ４４（色検出用カメラ４４Ｂ）は、電子線照射後に撮影した食品容器１０の映像を照射後画像データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６４】
（ステップＳ２２）
電子線の照射が終了すると、温度検出器４１が食品容器１０の温度を測定する。温度検出器４１は、測定した食品容器１０の温度を温度データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６５】
（ステップＳ２３）
電子線の照射が終了すると、オゾンガスセンサ４２が食品容器１０の開口部１１の上部におけるオゾンガスの濃度を測定する。オゾンガスセンサ４２は、測定したオゾンガスの濃度を、オゾン濃度データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６６】
（ステップＳ２４）
電子線の照射が終了した食品容器１０に対して、帯電量測定器４３が帯電量を測定する。帯電量測定器４３は、測定した食品容器１０の帯電量を帯電量データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６７】
図７は物性判断ステップ（ステップＳ３０）の動作の流れを示すフローチャートである。物性判断ステップ（Ｓ３０）は、発光画像データを解析するステップ（ステップＳ３１）、照射後画像データを解析するステップ（ステップＳ３２）、温度を判断するステップ（ステップＳ３３）、オゾンガス濃度を判断するステップ（ステップＳ３４）、帯電量を判断するステップ（ステップＳ３５）、及び殺菌性を判断するステップ（ステップＳ３６）を備えている。以下、各ステップの動作を詳述する。
【００６８】
（ステップＳ３１）
まず、発光画像解析部５２がコンピュータ５１に通知された発光画像データの解析を行う。発光画像解析部５２は、食品容器１０が複数回の電子線の照射にたいして発した発光量の合計を求める。発光画像解析部５２は格納部５９を参照して、求めた発光量の合計値が、格納部５９に予め格納された所定の範囲である発光量Ａ〜発光量Ｂの範囲に収まっているか否かを判断する。更に、発光画像解析部５２は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００６９】
（ステップＳ３２）
続いて、照射後画像解析部５３が、コンピュータ５１に通知された照射後画像データの解析を行う。照射後画像解析部５３は、格納部５９を参照して、照射後データの映像から、電子線が照射された後の食品容器１０の色が所定の範囲である色Ａ〜色Ｂに収まっているか否かを判断する。照射後画像解析部５３は、その判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７０】
（ステップＳ３３）
続いて、温度解析部５４が、コンピュータ５１に通知された温度データの解析を行う。温度解析部５４は、格納部５９を参照して、通知された温度データから食品容器１０の温度が所定の範囲である温度Ａ〜温度Ｂに収まっているか否かを判断する。温度解析部５４は、温度の判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７１】
（ステップＳ３４）
続いて、オゾンガス濃度解析部５５が、コンピュータ５１に通知されたオゾンガス濃度の解析を行う。オゾンガス濃度解析部５５は、格納部５９を参照して、通知されたオゾン濃度データから食品容器１０から発生したオゾンガスの濃度が所定の範囲である濃度Ａ〜濃度Ｂに収まっているか否かを判断する。オゾンガス濃度解析部５５は、オゾンガス濃度の判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７２】
（ステップＳ３５）
続いて、帯電量解析部５６が、コンピュータ５１に通知された帯電量の解析を行う。帯電量解析部５６は、格納部５９を参照して、帯電量データから、電子線の照射により発生した食品容器１０の帯電量が所定の範囲である帯電量Ａ〜帯電量Ｂに収まっているか否かを判断する。帯電量解析部５６は、帯電量の判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７３】
上述のＳ３１から３５までの各ステップの動作は同時に行われてもよいし、任意の順番に行われてもよい。また、Ｓ３１からＳ３５までの各ステップはコスト削減を目的とし、必ずしも全てのステップを実施する必要はなく、一以上のステップを用いていればよい。
【００７４】
（ステップＳ３６）
発光画像、照射後画像、温度、オゾンガス濃度、及び帯電量の判断結果を取得した殺菌性判断部５７は、予め設定された基準に従って、食品容器１０が正常に殺菌されたかどうかを判断する。食品容器１０の殺菌が適正ではないと判断した場合には、殺菌性判断部５７は、位置モニタリング５８に対して食品容器１０の殺菌が適正ではない旨を通知する。
【００７５】
（ステップＳ４０）
殺菌性判断部５７からの通知を取得した位置モニタリング装置５８は、食品容器１０が充填器５にて内容物を充填される位置に搬送されてくるのを待って、制御装置７に充填不要信号を発信する。充填不要信号を取得した制御装置７は、食品容器１０に対して内容物を充填しないように、充填機５の動作を制御する。また、位置モニタリング装置５８は、食品容器が不良品除去装置６０が不良品を除去する位置まで搬送されてくるのを待って、制御装置７に排除信号を発信する。排除信号を受信した制御装置７は、食品容器１０を製造ラインから除去するように不良品除去装置６０の動作を制御する。これにより、電子線殺菌方法の一連の動作が終了する。
【００７６】
ＰＥＴボトル等の食品容器を電子線によって殺菌する場合に、被照射体である食品容器の物性は照射によって変化する場合がある。本実施の形態においては、電子線の照射によって、食品容器の温度、色、発光、帯電量、及びオゾンガス濃度を測定することにより、電子線の照射が正しく行われたか否か把握することができる。被照射体の物性を測定することは、照射側である電子線の発射状態を測定するよりもより直接的に食品容器の状態を測定することである。よって、電子線の照射が正しく行われたか否かをより正確に判定することができる。
【００７７】
また、不良品除去装置により、電子線の照射が適正に行われなかった食品容器を自動的にラインから除去することができる。食品容器が自動的にラインから除去されるので、ランニングコストが抑制される。
【００７８】
更に、食品容器の色、発光をミラーを介して撮影することにより、カメラを電子線照射装置の近傍ではなく離れた位置に設置できる。よって、電子線照射装置近傍にカメラを設置したときに発生するＸ線によるカメラの故障を回避することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 電子線殺菌システム
２ 入り口
３ 殺菌部
４ すすぎリンサ
５ 充填器
６ キャッパー
７ 制御装置
１０ 食品容器
１１ 開口部
２０ 食品容器搬送装置
３０ 電子線照射装置
４０ 物性検出部
４１ 温度検出器
４２ オゾンガスセンサ
４３ 帯電量測定器
４４ カメラ
４４Ａ 発光検出用カメラ
４４Ｂ 色検出用カメラ
５０ 物性判断部
５１ コンピュータ
５２ 発光画像解析部
５３ 照射後画像解析部
５４ 温度解析部
５５ オゾンガス濃度解析部
５６ 帯電量解析部
５７ 殺菌性判断部
５８ 位置モニタリング装置
５９ 格納部
６０ 不良品除去装置
７０ ミラー
７１ 演算処理装置
７２ ＲＡＭ
７３ ＲＯＭ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線殺菌の検査システム、及び、電子殺菌の検査方法に関し、特に、ＰＥＴのような電子線を透過可能な樹脂に電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムにおける検査システム、及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品又は飲料の容器（以下、食品容器と記す）は、その内外面の殺菌が求められる。細菌、ウイルスのような細胞性生物の破壊するために用いられる粒子線として、電子線が用いられることがある。電子線は、細胞性生物の破壊のために２点で特に好ましい物理的性質を有している。電子線の積算照射量が細胞性生物の種類に応じて見出される細胞性生物破壊の積算照射量の値以上になるように調整すれば、電子線照射で細胞性生物を確実に破壊することができる。電子線は、その加速エネルギーに応じて一定質量以下の樹脂膜に対して透過性を有している。
【０００３】
上記と関連して、特許文献１は、負圧（真空）空間内で電子線を走査する走査体の照射窓部より出射される走査電子線を、食品や飲料容器等の立体形状の被照射物に繰り返し照射しながら殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射方法において、前記走査電子線が出射される照射窓部を凹設し、該凹設空間内に被照射物を配置した状態で、該照射窓の凹設部位より出射される電子線を前記被照射物に照射させることを特徴とする電子線照射方法、を開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、電子線を生成する電子線生成器と、前記電子線を磁気的に偏向する電子線偏向器とを具え、前記電子線は、容器の片側部位から前記容器の中に侵入する第１電子線と、前記片側部位から前記容器の中に透過的に侵入する第２電子線と、前記片側部位から前記容器の中に透過的に侵入する第３電子線とを形成し、前記第１電子線は前記容器の内部で前記第２電子線に交叉し、前記第３電子線は前記容器の内部で前記第１電子線に交叉し、前記容器は、電子線透過性材料で形成され、空気中に配置されている殺菌装置、を開示している。
【０００５】
このように優れた物理的性質を持つ電子線を細胞性生物破壊のために用いる際に、電子線の照射量が不足した場合には、食品容器が十分に殺菌されない。また、電子線の照射が過照射となった場合には、食品容器の変色などに影響を及ぼすことがある。よって、電子線を食品容器に対して適正な照射量を照射する必要がある。
【０００６】
一方で、大量生産される製造ラインでは、確実に検査を行う為に全数検査されることが望まれる。また、検査の際には、検査の手間を省くことでランニングコストを極力抑制されることが求められる。更に、電子線の照射が適正に行われなかった食品容器は、確実に製造ラインから除去されることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１‐２４８８９２号 公報
【特許文献２】特開２００４‐０６７２３３号 公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムを備える食品製造ラインにおいて、確実に電子線の照射が行われたかを検査できる食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムを備える食品製造ラインにおいて、ランニングコストが抑制された食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することである。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、電子線を照射して高速に容器に対して殺菌処理を実行する殺菌システムを備える食品製造ラインにおいて、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去できる食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【００１２】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、食品容器（１０）を搬送する食品容器搬送装置（２０）と、
食品容器搬送装置（２０）によって搬送される食品容器（１０）に電子線を照射する電子線照射装置（３０）と、
電子線照射装置（３０）により食品容器（１０）に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出部（４０）と、
物性検出部（４０）により検出されたその物性値、又はその物性値の電子線照射前後における変化量が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断部（５０）と、
を備える。
上述の構成に依れば、電子線が照射された後に、食品容器の物性値を検知し、その物性値を判断する。ここで、食品容器の物性値とは、電子線の照射の前後で変化が生じる食品容器部材の物理化学的特性や、食品容器部材及び食品容器の周囲の物理化学的状態の量をいう。電子線の照射状態（電子線照射線量を含む）を、電子線照射装置側の運転条件の設定値からの推定によるのではなく、被照射体である食品容器部材の物理化学的特性や、食品容器部材及び食品容器の周囲の物理化学的状態を直接計測することによって、より確実に適正に殺菌が成されたかどうかを判断することができるので、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器をより確実に製造ラインから除去することができる。
【００１３】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、
更に、
物性判断部（５０）により食品容器の物性値が所定の範囲内に収まっていないと判断された食品容器（１０）を除去する不良品除去装置（６０）
を備える。
上述の構成に依れば、食品容器の物性の測定値に基いて、適正に電子線が照射されなかった食品容器（１０）を自動的に製造ラインから除去することができ、ランニングコストが抑制される。
【００１４】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、物性検出部（４０）は、食品容器の温度を測定する温度検出器（４１）を備える。
電子線照射により発熱し温度が上昇する樹脂などのような材料で作られた食品容器においては、食品容器に対して、適正な照射が行われたときの温度検出器の測定値の許容範囲を予め把握しておき、例えば食品容器全面の温度を測定し、所定の箇所の温度がその許容範囲の値を外れたときには電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、食品容器を選別することができる。
【００１５】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、物性検出部（４０）は、オゾン濃度を検出するオゾンガスセンサ（４２）を備える。
電子線照射を受けた食品容器の中や周囲の空気中では、電子線照射によりオゾンガスが発生する。上述の構成に依れば、適正な照射が行われたときに発生するオゾンガス濃度の許容値を予め把握しておき、電子線照射後のオゾン濃度を測定し、これを所定の許容範囲を外れたときには電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去することができる。
【００１６】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、物性検出部（４０）は、帯電量を測定する帯電量測定器（４３）を備える。
食品容器には、電子線照射により帯電するものがある。上述の構成に依れば、予め適正な照射が行われたときに食品容器が発生させる帯電量の範囲を予め把握しておき、電子線照射後の帯電量を測定し、これを所定の許容範囲を外れたと時には電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去することができる。
【００１７】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
物性検出部（４０）は、カメラ（４４）を備える。
食品容器には、電子線照射により色が変化するものがある。上述の構成に依れば、予め適正な照射が行われたときに食品容器が発する又は反射する色の範囲を予め把握しておき、電子線照射時もしくは照射後の食品容器が発する又は反射する色を検出し、これを所定の許容範囲を外れた時には電子線の過剰照射又は照射不足と判断して、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去することができる。
【００１８】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
物性検出部（４０）は、食品容器（１０）の姿を反射するミラー（７０）
を備え、
カメラ（４４）は、ミラー（７０）によって反射された食品容器（１０）を撮影する。
上述のように、ミラーを用いることで、カメラを任意の位置に備えることが出来る。電子線照射装置の近傍においては、Ｘ線量が多量に発生し、カメラの故障の原因となりやすい。よって、カメラを電子線照射装置から離れたＸ線量の発生が少ない位置に備えることにより、カメラの故障の発生を防止することができる。
【００１９】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、
更に、
カメラ（４４）によって撮影された食品容器（１０）の画像に基いて、電子線の照射によって食品容器（１０）が発した発光量を計算する発光画像解析部（５２）を備える。
【００２０】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）は、
更に、
カメラ（４４）によって撮影された食品容器（１０）の画像に基いて、電子線照射後の食品容器（１０）の色を解析する照射後画像解析部（５３）
を備える。
【００２１】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
食品容器（１０）は、樹脂製の容器である。
【００２２】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査システム（１）において、
食品容器（１０）は、ＰＥＴボトルである。
【００２３】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法は、
電子線照射装置（３０）が、食品容器搬送装置（２０）によって搬送される食品容器に電子線を照射するステップ（ステップＳ１０）と、
物性検出部（４０）が、電子線照射装置（３０）により食品容器（１０）に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出ステップ（ステップＳ２０）と、
物性検出ステップ（Ｓ２０）において検出されたその物性値、又はその物性値の電子線照射前後における変化量が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断ステップ（ステップＳ３０）と、
を備える。
【００２４】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法は、
更に、
不良品除去装置（６０）が、物性判断部（５０）により所定の範囲内に物性値が収まっていないと判断された食品容器（１０）を除去するステップ（ステップＳ４０）、
を備える。
【００２５】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、物性検出部（４０）が電子線を照射された後の食品容器（１０）の温度を測定するステップ（ステップＳ２２）を備える。
【００２６】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、物性検出部（４０）が電子線を照射された後の食品容器（１０）のオゾンガス濃度を測定するステップ（ステップＳ２３）を備える。
【００２７】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、物性検出部（４０）が電子線を照射された後の食品容器（１０）の帯電量を測定するステップ（ステップＳ２４）を備える。
【００２８】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性検出ステップ（ステップＳ２０）は、カメラ（４４）が食品容器（１０）の姿を撮影する撮影ステップ（ステップＳ２１）を備える。
【００２９】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
撮影ステップ（ステップＳ２１）で、カメラ（４４）は、ミラー（７０）に映った食品容器（１０）の映像を撮影する。
【００３０】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性判断ステップ（ステップＳ３０）は、
カメラ（４４）が、食品容器（１０）が電子線の照射により発した光の発光量を測定するステップ（ステップＳ３１）
を備える。
【００３１】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
物性判断ステップ（ステップＳ３０）は、カメラ（４４Ａ、４４Ｂ）が撮影した食品容器(１０)の映像に基いて、電子線照射後の食品容器（１０）の色を解析するステップ
（ステップＳ３２）を備える。
【００３２】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
食品容器（１０）は、樹脂製の容器である。
【００３３】
本発明に係る食品容器の電子線殺菌検査方法において、
食品容器（１０）は、ＰＥＴボトルである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に依れば、大量生産される製造ラインにおいて、確実に電子線の照射が行われたかを検査できる食品容器の電子線殺菌検査システムが提供される。
【００３５】
更に、本発明に依れば、ランニングコストが抑制された食品容器の電子線殺菌検査システムが提供される。
【００３６】
更に、本発明に依れば、適正に電子線の照射が行われなかった食品容器を確実に製造ラインから除去できる食品容器の電子線殺菌検査システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ＰＥＴボトル飲料充填システムの構成を概略的に示す図である。
【図２Ａ】電子線殺菌検査システム１の構成を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】カメラ４４が二つのカメラ（４４Ａ、４４Ｂ）を備える場合の電子線殺菌検査システム１の構成を概略的に示す図である。
【図３】コンピュータの構成を示すブロック図である。
【図４】格納部５９に格納された情報を概念的に示す図である。
【図５】電子線殺菌方法の全体の動作を示すフローチャートである。
【図６】物性検出ステップのフローチャートである。
【図７】物性判断ステップのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、食品容器１０であるＰＥＴボトルを電子線によって殺菌し、内容物を充填してキャップするＰＥＴボトル飲料充填システムの構成を概略的に示す図である。入り口２から投入されたＰＥＴボトルは、食品容器搬送装置２０によって殺菌部３へ搬送され、電子線照射装置３０により殺菌される。殺菌されたＰＥＴボトルはすすぎリンサ４へ搬入され、水又は空気により洗浄される。電子線殺菌を行う本発明においては、すすぎリンサ４は不要な場合がある。すすぎリンサ４から送出されたＰＥＴボトルには、充填器５によって内容物が充填される。充填器５には制御装置７が接続されており、充填器５の動作を制御している。内容物を充填されたＰＥＴボトルは、キャッパー６においてキャップを取り付けられて密封される。ＰＥＴボトル飲料充填システムには、電子線殺菌検査システム１が組み込まれており、電子線殺菌が十分であるか否かを判別できるようになっている。
【００３９】
図２Ａは、本実施の形態に係る電子線殺菌検査システム１の構成を概略的に示す図である。電子線殺菌検査システム１は、食品容器搬送装置２０、電子線照射装置３０、物性検出部４０、コンピュータ５１、位置モニタリング装置５８、制御装置７、及び不良品除去装置６０を備えている。
【００４０】
食品容器搬送装置２０は、食品容器１０であるＰＥＴボトルを図１のＸ正方向へ搬送する。食品容器搬送装置２０は、複数の食品容器１０を連続的に搬送している。
【００４１】
電子線照射装置３０は、食品容器搬送装置２０のＹ正方向側に設けられている。電子線照射装置３０は、食品容器搬送装置２０により搬送されてきた食品容器１０に対して、電子線を単位時間当たり所定の回数、照射する。即ち、一の食品容器１０は、電子線の照射を複数回、受ける。
【００４２】
物性検出部４０は、温度検出器４１、オゾンガスセンサ４２、帯電量測定器４３、カメラ４４、及びミラー７０を備えている。
【００４３】
温度検出器４１は、電子線が照射された後の食品容器１０の温度を検出する。温度検出器４１としては、食品容器１０全体の温度分布を把握することのできるサーモグラフィーを用いることが好ましい。温度検出器４１は、検出した温度のデータをコンピュータ５１へ通知する。
【００４４】
オゾンガスセンサ４２は、電子線の照射によって食品容器の中や周囲の空気中に発生し、電子線が照射された後の食品容器１０の内部や周囲に残存するオゾンガスを検出する。オゾンガスセンサ４２をボトル内部に挿入してボトル内部に残存するオゾンガスを検出し濃度を測定してもよいが、より好ましくは、例えば、オゾンガスセンサ４２を食品容器１０の開口部１１の真上に配置するとよい。オゾンガスセンサ４２を食品容器１０の開口部１１の真上に配置した場合、オゾンガスセンサ４２は、食品容器１０の開口部１１の真上であり、且つ、開口部１１から所定の距離だけ離れた位置におけるオゾンガス濃度を測定できるように配置される。オゾンガスセンサ４２の測定部分を食品容器１０の内部に挿入する手間を掛けることなしに、食品容器１０の中や周囲から開口部１１の真上に拡散したオゾンガスを検出しオゾンガスの濃度を検出することができる。測定部分を内部に挿入する手間を省くことができるので、ランニングコストが抑制される。オゾンガスセンサ４２は、検出したオゾンガス濃度をコンピュータ５１へ通知する。
【００４５】
帯電量測定器４３は、電子線が照射された後の食品容器１０について、電子線の照射によって発生した帯電量を検出する機能を実現する。帯電量測定器４３としては、市販のものが使用できる。帯電量測定器４３の帯電量測定の原理としては、食品容器１０に帯電した電荷とは反対符号の電荷を食品容器１０に照射して、食品容器１０の帯電が中和されるまでに照射したその反対符号の電荷の電荷量を測定する方法がある。帯電量測定器４３は、検出した帯電量をコンピュータ５１へ通知する。
【００４６】
カメラ４４は、ミラー７０に映った食品容器１０の映像を撮影できる位置に設けられている。電子線照射装置３０は、食品容器１０に対して単位時間あたりに所定の数回の電子線照射を行う。カメラ４４は、食品容器１０に電子線の照射が開始されてから終了されるまでの間、ミラー７０に映った食品容器１０の映像を撮影する。電子線照射時にはＸ線が発生し、カメラ４４が電子線照射中の食品容器１０を直接撮影した場合には故障の原因となり得る。ミラー７０を介することにより、カメラ４４をＸ線の影響に受けない位置に設置することができるので、故障を回避することができる。カメラ４４は、撮影した食品容器１０の映像を発光画像データとしてコンピュータ５１に通知する。また、カメラ４４は、電子線照射が終了した後の食品容器１０の映像をも撮影する。ここで、電子線照射が終了した後の食品容器１０の撮影は、必ずしもミラー７０に映った映像を撮影する必要はなく、カメラ４４が食品容器１０を直接撮影してもよい。カメラ４４は撮影した食品容器１０の映像を照射後画像データとしてコンピュータ５１へ通知する。
【００４７】
また、図２Ａに示すようにカメラ４４は一のカメラで電子線照射中及び電子線照射後の食品容器１０の映像を撮影してもよいが、図２Ｂに示すように電子線照射中の映像を撮影する発光検出用カメラ４４Ａと、電子線照射後の映像を撮影する色検出用カメラ４４Ｂと、の二つのカメラを備えていてもよい。二つのカメラを備える場合、発光検出用カメラ４４Ａは電子線が照射されている食品容器１０のミラー７０に映った映像を撮影して発光画像データとしてコンピュータ５１に通知する。一方、色検出用カメラ４４Ｂは電子線照射後の食品容器１０の映像を撮影して照射後画像データとしてコンピュータ５１に通知する。色検出用カメラ４４Ｂは電子線照射によるＸ線の影響を受けない位置に設置することができる為、必ずしもミラー７０に映る食品容器１０を撮影する必要はなく、直接撮影してもよい。
【００４８】
図３はコンピュータ５１の構成を概略的に示す図である。コンピュータ５１は、演算処理装置７１、ＲＯＭ７３、ＲＡＭ７２、及び格納部５９を備えており、これらは互いにバスを介して接続されている。物性検出部４０から通知されたデータはＲＡＭ７２に一時的に保存される。ＲＯＭ７３には、プログラムとして物性判断部５０が格納されており、演算処理装置７１によりその機能を実現する。
【００４９】
図４は、格納部５９に格納された情報を概念的に示す図である。格納部５９には、温度、オゾンガス濃度、帯電量、発光量、及び照射後の色、の夫々について所定の範囲が予め格納されている。
【００５０】
図３に戻り、物性判断部５０は、発光画像解析部５２、照射後画像データ解析部５３、温度解析部５４、オゾンガス濃度解析部５５、及び帯電量解析部５６の少なくとも一以上の解析部と、殺菌性判断部５７とを備えている。
【００５１】
温度解析部５４は、格納部５９を参照して、温度検出器４１から通知された食品容器１０の温度が、所定の範囲内に収まっているか否かを判断する。温度解析部５４は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００５２】
オゾンガス濃度解析部５５は、格納部５９を参照して、オゾンガスセンサ４２から通知された食品容器１０のオゾンガス濃度が、所定の範囲に収まっているか否かを判断する。オゾンガス濃度解析部５５は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００５３】
帯電量解析部５６は、格納部５９を参照して、帯電量測定器４３から通知された食品容器１０の帯電量が、所定の範囲に収まっているか否かを判断し、結果を殺菌性判断部５７に通知する機能を実現する。
【００５４】
発光画像解析部５２は、カメラ４４（発光検出用カメラ４４Ａ）から通知された発光画像データを解析して、食品容器１０が電子線の照射により発した発光量が、所定の範囲に収まっているか否かを判断する。発光画像解析部５２は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。発光画像データの解析方法としては、食品容器１０が複数回の電子線照射に対して発した発光量の合計値によって解析する方法や、１回あたりの電子線照射に対して発した発光量の平均値によって解析する方法、が例示される。
【００５５】
照射後画像データ解析部５３は、カメラ４４（色検出用カメラ４４Ｂ）から通知された照射後画像データを解析して、電子線照射後に一定の時間を経過した食品容器１０の色が所定の範囲に収まっているか否かを判断し、結果を殺菌性判断部５７に通知する機能を実現する。
【００５６】
殺菌性判断部５７は、照射後画像データ解析部５３、発光画像データ解析部５２、温度解析部５４、オゾンガス濃度解析部５５、及び帯電量解析部５６から通知された判断結果に基いて、食品容器１０の殺菌性が十分であるか否かの判断をおこなう。殺菌性が十分であるか否かの判断基準は、ユーザーによって設定されて、予め格納部５９に格納されている。殺菌性判断部５７は、食品容器１０の殺菌性が不十分であると判断すると、その判断結果を位置モニタリング装置５８へ通知する。
【００５７】
位置モニタリング装置５８は、食品容器搬送装置２０が搬送している複数の食品容器１０の個々の位置を監視している。位置モニタリング装置５８が殺菌性判断部５７から食品容器１０の殺菌性が不十分であるとの通知を取得した場合について以下に説明する。位置モニタリング装置５８は、食品容器１０が充填器５にて内容物を充填される位置まで搬送されると、制御装置７に対して飲料充填が不要である旨を示す飲料充填不用信号を通知する。また、食品容器１０が不良品除去装置６０が動作する位置まで搬送されると、制御装置７に対して、食品容器１０を排除すべき旨を示す排除信号を通知する。
【００５８】
制御装置７は、充填器５と不良品除去装置６０の動作を制御する。制御装置７は、位置モニタリング装置５８から充填不要信号を取得すると、充填器５が食品容器１０には内容物を充填しないように、充填器５の動作を制御する。このように内容物を充填しないことで、内容物の材料コストを低減できる。更に、制御装置７は、位置モニタリング装置５８から排除信号を取得すると、不良品除去装置６０が食品容器１０を製造ラインから除去するように、不良品除去装置６０の動作を制御する。
【００５９】
不良品除去装置６０は、充填器５とキャッパー６の間の工程に設けられている。不良品除去装置６０は、制御装置７からの指示に従って動作し、不良品と判断された食品容器１０を製造ラインから除去する。尚、不良品除去装置６０は、物性検出部４０の後工程であれば、どの位置に設けられていてもよい。不良品除去装置６０が、物性検出部４０と充填器５との間に設けられている場合には、既述の、食品容器１０に内容物が充填されないように制御装置７が充填器５を制御する、という動作が省略される。
【００６０】
図５は本実施の形態に係る電子線殺菌検査システム１の動作方法を示すフローチャートである。本実施の形態に係る電子線殺菌検査システム１の動作方法は、電子線を照射するステップ（ステップＳ１０）、電子線が照射された食品容器の物性を検出する物性検出ステップ（ステップＳ２０）、検出した物性の判断を行う物性検出ステップ（ステップＳ３０）、及び不良品を除去するステップ（ステップＳ４０）を備えている。
【００６１】
（ステップＳ１０）
入り口２から投入された食品容器１０は、殺菌部３に運ばれて電子線照射装置３０により電子線を照射される。電子線の照射は単位時間当たり所定の回数行われる。
【００６２】
（ステップＳ２０）
図６は物性検出ステップ（ステップＳ２０）の動作の流れを示すフローチャートである。物性検出ステップは、食品容器を撮影するステップ（ステップＳ２１）、温度を測定するステップ（ステップＳ２２）、オゾン濃度を測定するステップ（ステップＳ２３）、及び帯電量を測定するステップ（ステップＳ２４）を備えている。
【００６３】
（ステップＳ２１）
食品容器１０に対して電子線が照射されている間、カメラ４４（発光検出用カメラ４４Ａ）はミラー７０に映った食品容器１０の映像を撮影している。電子線の照射が終了すると、カメラ４４（発光検出用カメラ４４Ａ）は撮影した食品容器１０の映像を発光画像データとしてコンピュータ５１に通知する。また、カメラ４４（色検出用カメラ４４Ｂ）は、電子線の照射が終了した食品容器１０の映像をも撮影する。カメラ４４（色検出用カメラ４４Ｂ）は、電子線照射後に撮影した食品容器１０の映像を照射後画像データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６４】
（ステップＳ２２）
電子線の照射が終了すると、温度検出器４１が食品容器１０の温度を測定する。温度検出器４１は、測定した食品容器１０の温度を温度データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６５】
（ステップＳ２３）
電子線の照射が終了すると、オゾンガスセンサ４２が食品容器１０の開口部１１の上部におけるオゾンガスの濃度を測定する。オゾンガスセンサ４２は、測定したオゾンガスの濃度を、オゾン濃度データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６６】
（ステップＳ２４）
電子線の照射が終了した食品容器１０に対して、帯電量測定器４３が帯電量を測定する。帯電量測定器４３は、測定した食品容器１０の帯電量を帯電量データとしてコンピュータ５１に通知する。
【００６７】
図７は物性判断ステップ（ステップＳ３０）の動作の流れを示すフローチャートである。物性判断ステップ（Ｓ３０）は、発光画像データを解析するステップ（ステップＳ３１）、照射後画像データを解析するステップ（ステップＳ３２）、温度を判断するステップ（ステップＳ３３）、オゾンガス濃度を判断するステップ（ステップＳ３４）、帯電量を判断するステップ（ステップＳ３５）、及び殺菌性を判断するステップ（ステップＳ３６）を備えている。以下、各ステップの動作を詳述する。
【００６８】
（ステップＳ３１）
まず、発光画像解析部５２がコンピュータ５１に通知された発光画像データの解析を行う。発光画像解析部５２は、食品容器１０が複数回の電子線の照射にたいして発した発光量の合計を求める。発光画像解析部５２は格納部５９を参照して、求めた発光量の合計値が、格納部５９に予め格納された所定の範囲である発光量Ａ〜発光量Ｂの範囲に収まっているか否かを判断する。更に、発光画像解析部５２は、判断の結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００６９】
（ステップＳ３２）
続いて、照射後画像解析部５３が、コンピュータ５１に通知された照射後画像データの解析を行う。照射後画像解析部５３は、格納部５９を参照して、照射後データの映像から、電子線が照射された後の食品容器１０の色が所定の範囲である色Ａ〜色Ｂに収まっているか否かを判断する。照射後画像解析部５３は、その判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７０】
（ステップＳ３３）
続いて、温度解析部５４が、コンピュータ５１に通知された温度データの解析を行う。温度解析部５４は、格納部５９を参照して、通知された温度データから食品容器１０の温度が所定の範囲である温度Ａ〜温度Ｂに収まっているか否かを判断する。温度解析部５４は、温度の判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７１】
（ステップＳ３４）
続いて、オゾンガス濃度解析部５５が、コンピュータ５１に通知されたオゾンガス濃度の解析を行う。オゾンガス濃度解析部５５は、格納部５９を参照して、通知されたオゾン濃度データから食品容器１０から発生したオゾンガスの濃度が所定の範囲である濃度Ａ〜濃度Ｂに収まっているか否かを判断する。オゾンガス濃度解析部５５は、オゾンガス濃度の判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７２】
（ステップＳ３５）
続いて、帯電量解析部５６が、コンピュータ５１に通知された帯電量の解析を行う。帯電量解析部５６は、格納部５９を参照して、帯電量データから、電子線の照射により発生した食品容器１０の帯電量が所定の範囲である帯電量Ａ〜帯電量Ｂに収まっているか否かを判断する。帯電量解析部５６は、帯電量の判断結果を殺菌性判断部５７に通知する。
【００７３】
上述のＳ３１から３５までの各ステップの動作は同時に行われてもよいし、任意の順番に行われてもよい。また、Ｓ３１からＳ３５までの各ステップはコスト削減を目的とし、必ずしも全てのステップを実施する必要はなく、一以上のステップを用いていればよい。
【００７４】
（ステップＳ３６）
発光画像、照射後画像、温度、オゾンガス濃度、及び帯電量の判断結果を取得した殺菌性判断部５７は、予め設定された基準に従って、食品容器１０が正常に殺菌されたかどうかを判断する。食品容器１０の殺菌が適正ではないと判断した場合には、殺菌性判断部５７は、位置モニタリング５８に対して食品容器１０の殺菌が適正ではない旨を通知する。
【００７５】
（ステップＳ４０）
殺菌性判断部５７からの通知を取得した位置モニタリング装置５８は、食品容器１０が充填器５にて内容物を充填される位置に搬送されてくるのを待って、制御装置７に充填不要信号を発信する。充填不要信号を取得した制御装置７は、食品容器１０に対して内容物を充填しないように、充填機５の動作を制御する。また、位置モニタリング装置５８は、食品容器が不良品除去装置６０が不良品を除去する位置まで搬送されてくるのを待って、制御装置７に排除信号を発信する。排除信号を受信した制御装置７は、食品容器１０を製造ラインから除去するように不良品除去装置６０の動作を制御する。これにより、電子線殺菌方法の一連の動作が終了する。
【００７６】
ＰＥＴボトル等の食品容器を電子線によって殺菌する場合に、被照射体である食品容器の物性は照射によって変化する場合がある。本実施の形態においては、電子線の照射によって、食品容器の温度、色、発光、帯電量、及びオゾンガス濃度を測定することにより、電子線の照射が正しく行われたか否か把握することができる。被照射体の物性を測定することは、照射側である電子線の発射状態を測定するよりもより直接的に食品容器の状態を測定することである。よって、電子線の照射が正しく行われたか否かをより正確に判定することができる。
【００７７】
また、不良品除去装置により、電子線の照射が適正に行われなかった食品容器を自動的にラインから除去することができる。食品容器が自動的にラインから除去されるので、ランニングコストが抑制される。
【００７８】
更に、食品容器の色、発光をミラーを介して撮影することにより、カメラを電子線照射装置の近傍ではなく離れた位置に設置できる。よって、電子線照射装置近傍にカメラを設置したときに発生するＸ線によるカメラの故障を回避することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１ 電子線殺菌システム
２ 入り口
３ 殺菌部
４ すすぎリンサ
５ 充填器
６ キャッパー
７ 制御装置
１０ 食品容器
１１ 開口部
２０ 食品容器搬送装置
３０ 電子線照射装置
４０ 物性検出部
４１ 温度検出器
４２ オゾンガスセンサ
４３ 帯電量測定器
４４ カメラ
４４Ａ 発光検出用カメラ
４４Ｂ 色検出用カメラ
５０ 物性判断部
５１ コンピュータ
５２ 発光画像解析部
５３ 照射後画像解析部
５４ 温度解析部
５５ オゾンガス濃度解析部
５６ 帯電量解析部
５７ 殺菌性判断部
５８ 位置モニタリング装置
５９ 格納部
６０ 不良品除去装置
７０ ミラー
７１ 演算処理装置
７２ ＲＡＭ
７３ ＲＯＭ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品容器を搬送する食品容器搬送装置と、
前記食品容器搬送装置によって搬送される前記食品容器に電子線を照射する電子線照射装置と、
前記電子線照射装置により前記食品容器に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出部と、
前記物性検出部により検出された前記物性値が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断部と、
前記物性判断部により食品容器の物性値が所定の範囲内に収まっていないと判断された前記食品容器を除去する不良品除去装置と、
を具備し、
前記物性検出部は、前記食品容器から発生したオゾンガス濃度を検出するオゾンガスセンサ、前記食品容器の帯電量を測定する帯電量測定器、及び、カメラによって撮影された前記食品容器の画像に基いて、電子線の照射によって前記食品容器が発した発光量を解析する発光画像解析部、のいずれかを備える
食品容器の電子線殺菌検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載された食品容器の電子線殺菌検査システムであって、
前記食品容器は、樹脂製の容器である
食品容器の電子線殺菌検査システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された食品容器の電子線殺菌検査システムであって、
前記食品容器は、ＰＥＴボトルである
食品容器の電子線殺菌検査システム。
【請求項４】
電子線照射装置が、食品容器搬送装置によって搬送される食品容器に電子線を照射するステップと、
物性検出部が、前記電子線照射装置により前記食品容器に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出ステップと、
前記物性検出ステップにおいて検出された前記物性値が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断ステップと、
不良品除去装置が、前記物性判断ステップにより所定の範囲内に物性値が収まっていないと判断された前記食品容器を除去するステップと、
を具備し、
前記物性検出ステップは、前記物性検出部が、電子線を照射により前記食品容器が発生させたオゾン濃度を測定するステップ、前記物性検出部が、電子線を照射された後の前記食品容器の帯電量を測定するステップ、及びカメラにより撮影された前記食品容器の映像に基いて、前記食品容器が発した光の発光量を解析するステップ、のいずれかを備える
食品容器の電子線殺菌検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載された食品容器の電子線殺菌検査方法であって、
前記食品容器は、樹脂製の容器である
食品容器の電子線殺菌検査方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された食品容器の電子線殺菌検査方法であって、
前記食品容器は、ＰＥＴボトルである
食品容器の電子線殺菌検査方法。
【請求項１】
食品容器を搬送する食品容器搬送装置と、
前記食品容器搬送装置によって搬送される前記食品容器に電子線を照射する電子線照射装置と、
前記電子線照射装置により前記食品容器に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出部と、
前記物性検出部により検出された前記物性値が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断部と、
前記物性判断部により食品容器の物性値が所定の範囲内に収まっていないと判断された前記食品容器を除去する不良品除去装置と、
を具備し、
前記物性検出部は、前記食品容器から発生したオゾンガス濃度を検出するオゾンガスセンサ、前記食品容器の帯電量を測定する帯電量測定器、及び、カメラによって撮影された前記食品容器の画像に基いて、電子線の照射によって前記食品容器が発した発光量を解析する発光画像解析部、のいずれかを備える
食品容器の電子線殺菌検査システム。
【請求項２】
請求項１に記載された食品容器の電子線殺菌検査システムであって、
前記食品容器は、樹脂製の容器である
食品容器の電子線殺菌検査システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された食品容器の電子線殺菌検査システムであって、
前記食品容器は、ＰＥＴボトルである
食品容器の電子線殺菌検査システム。
【請求項４】
電子線照射装置が、食品容器搬送装置によって搬送される食品容器に電子線を照射するステップと、
物性検出部が、前記電子線照射装置により前記食品容器に電子線が照射されて変化した少なくとも一つの物性値を検出する物性検出ステップと、
前記物性検出ステップにおいて検出された前記物性値が予め設定された範囲内に収まっているか否かを判断する物性判断ステップと、
不良品除去装置が、前記物性判断ステップにより所定の範囲内に物性値が収まっていないと判断された前記食品容器を除去するステップと、
を具備し、
前記物性検出ステップは、前記物性検出部が、電子線を照射により前記食品容器が発生させたオゾン濃度を測定するステップ、前記物性検出部が、電子線を照射された後の前記食品容器の帯電量を測定するステップ、及びカメラにより撮影された前記食品容器の映像に基いて、前記食品容器が発した光の発光量を解析するステップ、のいずれかを備える
食品容器の電子線殺菌検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載された食品容器の電子線殺菌検査方法であって、
前記食品容器は、樹脂製の容器である
食品容器の電子線殺菌検査方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された食品容器の電子線殺菌検査方法であって、
前記食品容器は、ＰＥＴボトルである
食品容器の電子線殺菌検査方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１７１４９（Ｐ２０１２−１７１４９Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８６１５０（Ｐ２０１１−１８６１５０）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【分割の表示】特願２００５−３１９５８２（Ｐ２００５−３１９５８２）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【分割の表示】特願２００５−３１９５８２（Ｐ２００５−３１９５８２）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２日（２００５．１１．２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]