JP3059027B2 - 異物検知方法及び装置 - Google Patents

異物検知方法及び装置

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JP3059027B2
JP3059027B2 JP18324493A JP18324493A JP3059027B2 JP 3059027 B2 JP3059027 B2 JP 3059027B2 JP 18324493 A JP18324493 A JP 18324493A JP 18324493 A JP18324493 A JP 18324493A JP 3059027 B2 JP3059027 B2 JP 3059027B2
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gas
analysis
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ammonia
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泰廣 椿
学 松上
茂和 畑野
早実 長野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は食品、飲料水等を充填す
る容器内に存在する異物、薬物の検知、微少の有害成分
及び薬物の測定等に適用できる異物検知方法及び装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より検知成分に最適な検出器を適用
することが、基本的な異物検知方法の選択事項である。
従って検知成分の測定条件(検出濃度、速度、データの
信頼性)は検出器の特性に支配される。しかしこのこと
は特殊な試料ガス又は検出器の測定条件の選択巾を狭く
していた。例えば、異物Aを高速分析装置Bにて検知す
る場合に、BがAに感度がないか、若しくは感度の低い
状態を想定すると、往々にして高速検出が必須の条件で
あるため、Bの高速分析機能は重視されるが、測定精度
の面からは不具合となる。従って高速分析を犠牲にして
他の手段による異物等の検知によることが多かった。そ
こで何等かの方法により、AをBに対して感度上昇する
ことが出来れば、異物等の検知が機器の機能に支配され
た従来方法から脱出できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】食品、飲料(以下飲料
と云う)等の充填容器中に存在する有害成分、薬物等
(以下異物と云う)は飲料の味を損ない、商品価値を下
げたり、人体に害を及ぼすことがある。特にボトルを回
収・再利用する場合には、前記不具合について信頼でき
る検査手段が重要であった。しかも最近は飲料の生産ラ
インが高速で、かつ多種多様の異物の検出が要求される
状況にある。即ち、 (1) ボトル内に存在する異物を精度よく分析・検知する
こと。 (2) 飲料の充填作業は既に200〜500ボトル/分の
高速であるため、<1秒/ボトルの高速分析が要求され
ること。 (3) 微量分析における周辺空気成分中の不純物等の測定
妨害により、ボトル中の異物を誤検出する不具合があ
る。 本発明は前記従来の問題を解決しようとするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、分析
ガスに一定量の酢酸(CH3COOH)を添加し、反応
生成化合物として酢酸アンモニア(CH3COONH4
を検知器により検知した場合には、前記分析ガス中に異
物としてアンモニアが存在すると把握するようにしてな
るものであり、これを解決手段とするものである。また
本発明は、容器内の分析ガスを吸引採取するサンプリン
グプルーブ、同プルーブにより採取した分析ガス及びH
Cl、HNO3、CO2(水分共存)、HCOOH、CH
3COOH、SO2(水分共存)のガスのうち何れか1成
分からなる第3成分ガス並びにドリフト空気の夫々の吸
引口と、排出空気の排出口と、分析ガス中に異物として
存在したアンモニアと第3成分ガスとの反応によって生
成した化合物をイオン粒子化する手段とを有し、このイ
オン化に伴って発生する信号を特定の出力信号として処
理装置に送る検知器とよりなるもので、これを課題解決
のための手段とするものである。
【0005】
【作用】ガス中に含まれる異物を検知する際、検知成分
と反応する第3成分を、採取した試料ガス流中に注入
し、反応により生成した物質を検知する。この場合検知
成分及び第3成分が共に検出器に感度がないか、低感度
である場合が対象となる。なお、注入する第3成分には
未反応分が残存するため、それ自身が定量妨害とはなら
ない成分を選定する必要がある。本発明では第3成分を
加えることにより生成した物質が高い感度で、かつ高速
で、共存物質の妨害もなく測定することが可能になる。
【0006】
【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図面は本発明の実施例を示し、図1は本発明におけ
る実施例装置のシステム図、図2は図1における検出器
の1例を示す詳細断面図、図3は容器(1例としてPE
Tボトル)から吸引採取する分析ガスの処理状態の説明
図、図4(a)(b)(c) は容器からの分析ガスの採取例を示
す。先ず図3及び図4により容器9内の異物から発生す
る分析ガス10を空気と共にサンプリングプルーブ11
で吸引して採取し、これを検出器7の入口12から空気
ポンプ4を介して同検出器7内に送入する。なお、空気
ポンプ4は図1の如く検出器7の前方の流路上に配設し
てもよい。また3は分析ガス10と空気との混合物から
塵埃等を取り去るフィルタである。
【0007】図4(a)(b)(c) は容器9内部の分析ガス1
0の吸引採取方法の例を示すもので、(a) は容器9の内
部までサンプリングプルーブ11を挿入する方法であ
り、正確に内部の分析ガス10が採取できる利点はある
が、逆にサンプリングプルーブの移動機構と、移動に要
する時間的ロスがある。図4(b) ではサンプリングプル
ーブ11は容器9の口部の上方部に移動させることなく
固定設置し、ボトル内から拡散して来る分析ガス10を
採取する方法である。この方法ではサンプリングプルー
ブ11の移動に要する機構は不要で、高速分析には優れ
ているが、正確な分析ガスの採取は困難である。図4
(c) ではサンプリングプルーブ11は容器9の口部の上
方部に設置し、別に高圧空気吹込用のノズル13を、同
プルーブ11と列んで容器9の口部の上方部に設置し、
同ノズル13からの高圧空気を容器9の中に矢印の如く
吹込み、容器9内の分析ガス10を押し出してサンプリ
ングプルーブ11で吸引採取する方法(外部プッシュー
プル法)である。これは余分にノズル13を必要とし、
かつ正確な分析ガス10の採取は困難であるが、高速分
析の利点を有する。
【0008】また検出器7には分析ガス10と空気の混
合物の前記入口12の他、第3成分ガス1の入口14、
ドリフト空気6の入口15、排出空気2の出口16が設
けられており、更に検出器7の分析ガス10中の異物の
イオン化に伴って発生する出力信号を受けて処理するデ
ータ処理装置8が設けられている。また5は送入される
分析ガス10を加熱する脱着用ヒータで、検出器7内の
入口10の近くに設けられている。また図2に示す17
は前記ヒータ5の後流のサンプリングフィルタで、その
後流部には入口格子18が設けられ、更にその後流には
放射性同位元素19が設けられていて、分析ガス10の
異物をイオン化した粒子20に形成する。放射性同位元
素19の後流には入口格子18’が排出空気の出口16
より後流に設けてあり、同入口格子18’の後流の内壁
面には多数の焦点リング21が設けられている。この焦
点リング21は、前記の如くイオン化に伴って発生する
信号を捕集するためのものであるが、この焦点リング2
1には固形物が付着して感度が悪くなるので、入口15
よりドリフト空気を送入して焦点リング21を清浄にす
る。22は捕集電極板である。
【0009】次に高速分析機能を有する前記検出器7で
あるイオンモビリティ(イオン移動度)スペクトロメー
タ(以下IMSと云う)によって、容器9中のアンモニ
アを測定する例について説明する。IMSはミリ秒の検
出速度を有する高速分析機能を有するが、アンモニアに
は検出感度がないか、又は小さい。従って試料ガス中
に、アンモニアと反応して生成した反応生成物により、
IMSに感度を有する化合物を生成させてこれをIMS
で検出すれば、高速分析、微量分析の両方が達成でき
る。例えば、 反応生成物が感度を有し、かつ第3成分Xが感度を有し
ないか、又は感度を有しても、NH4 Xと区別出来れば
目的を達成できる。
【0010】次に容器7中の微量のアンモニアを高速分
析するために、IMSにて実施した検知試験結果につい
て説明する。即ち、図5はIMSチャートの例を示し
(ブランクガス)、次の反応によって生成した物質のI
MSチャートを図6に示す。また1例として酢酸の反応
式を以下に示す。
【0011】図6に示すように反応生成物は、IMSに
対して高い感度を示すことが分かる。また参考のために
酢酸のIMSチャートを図7に示す。図5〜図7の結果
から、IMSに感度のない酢酸を第3成分として添加す
ることにより、高い検出感度が得られることが分かる。
因みにアンモニアガスのIMSチャートを図8に示す。
なお、感度は零ではないが、信頼できるデータを得るこ
とは困難である。同様に次の各成分について本発明の目
的とする確認実験を行ない、表1の如く所期の結果を得
た。
【表1】 なお、前記実施例では、IMSを取り上げての実証テス
ト結果を説明したが、第3成分の添加による反応物質
を、IMS以外の機器で測定して、特別な目的(例えば
選択的検出)に供することが出来ることは言うまでもな
い。
【0012】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明による
と、従来法では検知出来なかったか、又は共存ガスの妨
害等によって信頼出来るデータを得られなかった高速分
析機器において、試料ガス中の異物に第3成分を加えて
化学反応を生じさせることにより、生成した物質が高い
感度で、かつ高速で、共存物質の妨害なく測定すること
が可能となる。また余剰の第3成分は、それ自身感度を
有しない成分の選択によるか、測定結果から類別できる
ため、本発明方法では容器中の異物に対し、高速で信頼
できる分析データを得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す異物検知装置の系統図で
ある。
【図2】図1における検出器の詳細断面図である。
【図3】容器中の分析ガスの吸引採取状態の説明図であ
る。
【図4】容器中の分析ガスの吸引採取方法の各例を示す
説明図である。
【図5】IMSチャートの1例を示す説明図である。
【図6】酢酸アンモニアのIMSチャートを示す説明図
である。
【図7】酢酸のIMSチャートを示す説明図である。
【図8】アンモニアガスのIMSチャートを示す説明図
である。
【符号の説明】
1 第3成分ガス 2 排出空気 3 フィルタ 4 空気ポンプ 5 脱着用ヒータ 6 ドリフト空気 7 検出器 8 データ処理装置 9 容器 10,14,15 入口 16 出口 17 サンプリングフィルタ 18,18’ 入口格子 19 放射性同位元素 20 イオン化した粒子 21 焦点リング 22 捕集電極板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長野 早実 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目1番1号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−46259(JP,A) 特開 昭54−151892(JP,A) 特公 昭46−32316(JP,B1) 特公 昭46−34880(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/62 - 27/70 G01N 31/00 - 31/22 124 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分析ガスに一定量の酢酸(CH3COO
    H)を添加し、反応生成化合物として酢酸アンモニア
    (CH3COONH4)を検知器により検知した場合に
    は、前記分析ガス中に異物としてアンモニアが存在する
    と把握することを特徴とする異物検知方法。
  2. 【請求項2】 容器内の分析ガスを吸引採取するサンプ
    リングプルーブ、同プルーブにより採取した分析ガス及
    びHCl、HNO3、CO2(水分共存)、HCOOH、
    CH3COOH、SO2(水分共存)のガスのうち何れか
    1成分からなる第3成分ガス並びにドリフト空気の夫々
    の吸引口と、排出空気の排出口と、分析ガス中に異物と
    して存在したアンモニアと第3成分ガスとの反応によっ
    て生成した化合物をイオン粒子化する手段とを有し、こ
    のイオン化に伴って発生する信号を特定の出力信号とし
    て処理装置に送る検知器とよりなることを特徴とする異
    物検知装置。
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