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Development of Inspection Technology for Foreign Materials in Food Using Sub-Terahertz Waves

Research Project

Project/Area Number 20K15628
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
Research InstitutionMie University (2023)
Kyoto University (2020-2022)

Principal Investigator

Suzuki Tetsuhito  三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (00723115)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords異物検査 / サブテラヘルツ波 / ミリ波 / 透過強度分布 / 粉末食品 / 回折模様 / 散乱 / 回折
Outline of Research at the Start

粉末食品中に混入したゴムや樹脂などの微小な異物を、製造ライン上で検出できるシステムの開発を目指す。密度の小さなこれらの異物はX線撮像装置などでは検出が難しいのに対し、サブTHz波では透過性が高くかつ異物周辺で波面が歪む現象を利用して、波長よりも小さな異物を検出する。本研究では、食品や異物の材質と大きさ、形状等に応じた検出能を検証するとともに、金属周期構造を使って高感度に検出することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

A line inspection system combining a belt conveying system for powdered food, a light source and an imaging system with a line sensor was constructed using sub-THz waves (millimeter-wave) and the features of the device, and the detection performance of low-density foreign material in parsley was evaluated. Foods were fed evenly to the transmission imaging system using a 100 GHz (3-mm wavelength) light source through a belt conveyor and leveling mechanism, which enabled imaging with minimal background noise and a circular diffraction pattern was observed on the foreign material. Quantitative evaluation of the image change of the foreign object showed that foreign objects larger than 2 mm could be detected significantly, and a robust foreign object judgement model was constructed using neural network analysis, which resulted in a correct judgement rate of 85%.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

特に農産物由来の食品に対し、虫、プラスチック片などの異物が混入したニュースは後を絶たず、企業の損失回避ならびに食の安心・安全の向上のため、新しい異物検出技術が求められている。本研究は、従来は検出が難しかった低密度の異物を対象にしてライン検査により自動で混入異物を判定できるシステム構築を目指したものであり、従来は人の目で多大な労力と時間をかけてきた検査作業を軽減することに貢献できるものと期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2020

All Journal Article (10 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results)

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      杉原 鴻太, 鈴木 哲仁, 白神 慧一郎, 小川 雄一, 近藤 直, 野々原靖也, 廣瀬修, 小林直人, 樋口貴文
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    • Invited

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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