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2017年07月6日

凍結食品の非破壊温度計測技術 日本食品工学会 第17回年次大会インダストリアルプラザ優秀賞 受賞

2016年8月、東京海洋大学品川キャンパスにて日本食品工学会第17回年次大会が行われました。
前川製作所では、マイクロ波を用いて冷凍食品の内部温度を非破壊かつ迅速に計測する技術の開発を進めて参りました。その研究成果が、本大会にて「インダストリアルプラザ優秀賞」を受賞しましたのでご報告します。

 

受賞テーマ:マイクロ波共振器を利用した凍結食品の非破壊温度計測
受 賞 者:河野晋治・今村光・服部一裕

 

従来技術の課題: 食品凍結プロセスにおいて、適切な温度管理を行なうことは食品の品質を保つうえで非常に重要な操作である。通常、冷凍食品は中心温度で管理され、-18℃以下まで冷却することが推奨される。しかしながら、既存の温度計測器では食品にダメージを与えることなく迅速に食品の内部温度を計測することが困難であるため、抜き取り検査や表面温度のみの計測など簡易的な手法で評価されているのが現状である。

 

本技術の特徴: 本技術は、微弱なマイクロ波を凍結過程の食品に照射することで得られる共振スペクトルから食品の中心温度を推定するものである。マイクロ波は氷を透過し水には非常によく吸収される性質を有する。この性質を利用し、今回開発した装置では凍結食品の内部に残存する微量な未凍結水分の含有比率から食品の中心温度を推定する。
本装置の使用に特殊な知識や技術は必要とせず、共振器と呼ばれるセンサ部に冷凍食品を接触させるだけで迅速に中心温度が計測できる。非破壊計測が可能であるため、全数検査にも応用できる。

 

表彰制度概要: 本表彰は日本食品工学会のインダストリアルプラザにて発表された研究成果のうち、大会参加者による投票と優秀発表選考委員会による厳正な審査のもと、最も優秀な発表に対して授与される。

 

本研究では食品の凍結プロセスに着目し、非破壊かつ迅速に食品の内部温度を計測する技術を開発しました。今後も前川製作所では、食品加工プロセスをセンシングするための技術・装置の研究を行い、生産システムの効率化や付加価値の高い加工食品の生産に貢献すべく努めて参ります。

2013年05月31日

食品凍結のメカニズムを解明する”氷結晶観察法”が日本冷凍空調学会学術賞を受賞!

このたび、前川製作所の研究開発の成果である凍結魚肉の氷結晶の観察法に関する論文発表が、日本冷凍空調学会「平成24年度学術賞」を受賞しましたのでご 報告します。本件は、食品の凍結中に形成される氷結晶が食品組織にどのような影響を与えるのかを解析・評価するための手段として活用されます。

 

受賞論文: 低温粘着フィルムを利用した凍結魚肉内氷結晶観察法

受賞者: 河野晋治・高橋朋子・篠崎聰

発表媒体: 日本冷凍空調学会論文集 Vol.29,No.1(2012) pp.53-58

 

技術内容: 食品を凍結する際に食品内部に氷結晶が形成されるが、その形状によっては食品に大きな影響を与え、ときには品質を劣化させてしまうことが知られている。従って、食品の凍結保管において氷結晶性状の観察・評価は重要な項目の一つである。しかし従来の凍結食品内の氷結晶観察法は、手法の煩雑さや前処理に長時間を要したりするなど問題点が多く、迅速かつ簡易的な手法が求められていた。 そこで前川製作所では医学病理学分野において開発されていた”低温粘着フィルム”の原理および特性に着目し、このフィルムを凍結食品内に形成された氷結晶観察のための標本作成に応用し、実際に冷凍マグロの赤身肉を用いて氷結晶観察を試み、また手法の評価を行った。

 

観察結果: 従来の観察法である”凍結置換法”と”低温粘着フィルム法”とで冷凍マグロの氷結晶観察を行い比較した。両者ともほぼ同等の氷結晶観察が可能であることが 判った。一方、観察に要する処理時間は、”凍結置換法”が2?4週間かかるところ、”低温粘着フィルム法”では20から30分程度に大幅短縮できることが 判った。 このように観察時間が大幅に短縮できること、また観察が容易になることで、一つの凍結サンプルから数十枚の連続切片の氷結晶観察が可能となり、3次元画像 に再構築することが出来る。さらに再構築3次元像から氷結晶部分のみを抽出することも可能となる。このように3次元画像が構築できることで急速凍結と通常凍結を行った際の氷結晶の立体的形状の違いが明確に判る。

 

まとめ・今後の展開: 本研究によって、食品の凍 結状態が迅速かつ容易に観察できる手法を確立することができた。これによって、凍結方法(例えば、連続式フリーザーやバッチ式フリーザーなどの方式)や凍結速度の違いが食品に及ぼす影響を容易に観察・評価することが可能となり、品質を考慮に入れた効率的凍結条件の提案等にも役立つ手法になると考えられる。

2011年07月29日

農業支援ロボット研究開発、学会表彰受賞 -いちご収穫ロボット用RTコンポーネントの開発-

我 が国の農業は、農業従事者の高齢化、後継者不足など、取り巻く環境が年々厳しくなっています。そのような状況を解決するため、前川製作所では2000年よ り食肉加工用ロボットの開発で培った技術を活かして様々な農業支援ロボットの開発を行っております。この度、その一つである「いちご収穫ロボット」の開発 成果発表が公益社団法人計測自動制御学会において「優秀講演賞」を受賞したのでご報告します。

 

研究テーマ:いちご収穫ロボット「M型3号機」用RTコンポーネントの開発

 

研究グループ:株式会社前川製作所 山下智輝、田中基雅
生物系特定産業技術研究支援センター(生研センター) 山本聡史、林茂彦、齋藤貞文
早稲田大学 堀内大介、菅野重樹

 

講 演概要: 筆者らは高設栽培施設で稼動する「いちご収穫ロボット」の開発を行っており、2009年度から改良を重ねM型3号機の開発を行ってきた。その際、開発施 設、収穫ロボット実証農場など場所によってハードウェア構成が変わることから、ソフトウェア側でもこれに随時対応する必要があり開発が煩雑であった。そこ でソフトウェア自体の改善・改良を容易にするため、ソフトウェアプラットフォームであるRT(Robot Technology)ミドルウェアを用いて収穫ロボットの制御ソフトウェアの開発を行った。

こ れにより、ロボットの機能要素をモジュール化しコンポーネントとして開発をすることが可能となった。本研究ではRTミドルウェアの実装の一つである OpenRTM-aist(※1)を用いて開発したコンポーネントの概要、および現場実証試験等を通して得られた問題点等について論じた。

 

表彰制度概要: 本表彰は公益社団法人計測自動制御学会のシステムインテグレーション部会講演会(2010年12月23日-25日開催、於・東北大学川内キャンパス)にて口頭発表のあった研究成果のうちの優秀な講演に対して授与される。

 

前川製作所では「いちご収穫ロボットM型3号機」の現場実証試験等で得られた問題点の解決を図るとともに、今後もいちごに限らずに様々な用途の農業支援ロボットの実用化を目指して開発を継続して参ります。

 

【謝辞】
本研究は、生研センター農業機械等緊急開発事業(緊プロ)の一環で平成18年度から22年度にかけて共同開発を行いました。記して謝意を表します。

 

【備考】
※ 1 RTミドルウェア”OpenRTM-aist  http://www.openrtm.org/

 

STRobo01

写真:いちご収穫ロボットM型3号機

2011年05月17日

魚肉凍結に関する研究成果、平成22年度日本冷凍空調学会「優秀講演賞」受賞

前川製作所では凍結処理が畜肉・魚肉・生鮮野菜に及ぼす影響の研究を長年に渡って行って参りました。その成果をまとめた研究論文・発表が、日本冷凍 空調学会の「平成22年度 優秀講演賞」を受賞し、2011年5月16日の日本冷凍空調学会総会において表彰されましたので、ここに紹介します。

 

論文タイトル: 凍結処理が魚肉筋肉内結合組織へ及ぼす影響

著者: 河野晋治(前川製作所 基盤技術開発グループ 食品バイオ技術開発チーム)

 

論文概要: 一般に魚肉を凍結する際に、急速凍結のほうが緩慢凍結に比べ解凍後のドリップ(浸出液)が少ないなど、解凍後の品質が優れているとされ ているが、解凍後の組織観察において、細胞の復元状態にほとんど差異がみられない。そこで、凍結処理が魚肉組織に対してどのような影響を与えているかにつ いて種々の手法を用い調査した結果、特に緩慢凍結処理において、細胞と細胞を繋いでいる結合組織が激しく損傷していることが判明した。また、結合組織の立 体構造を観察した結果においても、緩慢凍結処理を行なった区分では結合組織構造が破壊されていることが明らかとなった。
本研究の結果より、凍結処理による魚肉品質劣化の物理的要因が、従来から言われている氷結晶による細胞の圧迫だけでなく、結合組織の損傷も大きく関与していることが明らかとなった。

 

表彰制度概要: 日本冷凍空調学会「平成22年度 優秀講演賞」は、2010年9月14日から18日に金沢大学で開催された年次大会で発表された講演論文182件のうち年齢35歳未満の90名の論文が審査対象で、最終的に11件が受賞したもの

 

本研究は、水産物をはじめとする生鮮凍結食品の重要な品質である食感に大きく関与する結合組織に着目し、急速凍結の新たな優位性の一面を明らかにした。この成果をもとに、生鮮食品のさらなる高品質保持を可能とする凍結方法の開発へと展開を行っていく。

2010年01月25日

食品ハンドリングの研究、ファナックFAロボット財団論文賞受賞

従来人手によって行われてきた弁当の盛り付け作業などの自動化を実現するために、当研究所では「粘弾性物体」をハンドリングするための技術を大学と共同で研究して参りました。
この度、その成果をまとめた論文がファナックFAロボット財団論文賞を受賞しました。

 

  • 論文タイトル: Maxwellモデルで近似できる粘弾性物体の最適ハンドリング
  • 著者: 坂本直樹(前川製作所)、湯谷政洋(広島大学)、東森充(大阪大学)、金子真(大阪大学)

 

本論文は、シンプルな構造のグリッパ(ロボットの手となる部分)を用いて、
柔軟な食品に対して最適なハンドリング設計を行う研究です。

 

この表彰制度は、独創性に優れ、かつ工業的価値が高いと認められる論文が対象とされております。今回の受賞を機に、これまでの研究成果が自動化が困難な分野へのいっそうのロボット導入の促進につながればと期待しております。