JP2004290174A5

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Publication number: JP2004290174A5
Application number: JP2003300628A
Authority: JP
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2023-08-25

Description

葉たばこの加湿方法

本発明は、葉たばこの加湿方法、とくに乾燥が終了した葉たばこの含水率を調整する方法に関するものである。

葉たばこの乾燥は、主にバルク乾燥装置によって行われている。このバルク乾燥装置は、葉たばこ収容室（以下、乾燥室という）、温風発生機、送風機、換気のための外気取入口並びに排出口、空気の循環ダクト等を備え、乾燥室に強制的に熱風を送風して乾燥を行なうものである。従来、葉たばこの乾燥は乾燥温度表を参照して作業者の五感によって実施されていたが、近年では乾燥プログラムを記憶させたコンピューターによりバルク乾燥装置を制御するのが一般的である。

ところで、上述のようなコンピューター制御による葉たばこの乾燥に限らず、乾燥終了後の乾葉の含水率は約８％程度の乾燥状態になり、乾燥室から取り出す際に崩れるおそれがあるため、乾燥室内に自然の外気を取り入れて吸湿運転を行ない葉たばこの含水率が１２〜１５％になってから取り出す方法が採られていたが、これは外気温度と湿度条件の良い時間帯、すなわち、一般的には湿度の高い早朝に行なう必要があり、乾燥機は乾燥終了後から翌朝まで乾燥室内に葉たばこを吊り込んだままの状態で放置され、効率的に稼動できないという問題があった。

そこで、自然な外気導入による吸湿工程に代えて、乾燥室内に最適温度、湿度条件を人工的に作って吸湿させる技術が提案されている。これは乾燥室内に設けた相対湿度センサ又は乾湿球温度センサで乾燥室内の相対湿度を監視しながら加湿器により強制的に加湿するもので、室内の相対湿度を７０％程度に維持して、葉たばこの平衡水分が１２〜１５％程度になるまで吸湿させるものである（例えば、特許文献１参照。）。

特公平２−５７９１６号公報（第２頁−第３頁、図１）

しかしながら、上述のような強制加湿方法では、加湿器から発生する水滴が付着して葉たばこが変色したり、外気を遮断することに起因する室温上昇により葉たばこが悪変してしまうおそれがあった。したがって、乾燥終了直後、何時でも自然な外気導入によって加湿工程に移行できることが望ましいが、前述したように季節や天候あるいは乾燥終了時刻等の外的要件の違いによっても外気温度や湿度条件が違ってくるという問題がある。
本発明は上記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、葉たばこの乾燥終了後の吸湿工程を自然な外気導入を早朝に限らず何時でも行なうことができ、その結果バルク乾燥装置の稼動率を向上させることができる葉たばこの加湿方法を提供することを目的とするものである。

そこで、本発明の葉たばこの加湿方法は、乾燥室の温度と湿度を、基本プログラムに基づいて時間の経過に伴って段階的に制御し、蒸酵工程、黄変工程、色沢固定工程、中骨乾燥工程を逐次実施する葉たばこの乾燥終了後に、その乾燥室内と外気の湿度を計測し、室内より外気の湿度が高い場合のみ乾燥室内に外気を導入して葉たばこに吸湿させ、乾燥室内が葉たばこの目的水分量となる湿度に達した時点で外気導入を停止することを第１の特徴とする。また、乾燥室の温度と湿度を、基本プログラムに基づいて時間の経過に伴って段階的に制御し、蒸酵工程、黄変工程、色沢固定工程、中骨乾燥工程を逐次実施する葉たばこの乾燥終了後に、その乾燥室内の吸気側と排気側の湿度を計測し、排気側より吸気側の湿度が高い場合のみ乾燥室内に外気を導入して葉たばこに吸湿させ、乾燥室内の吸気側と排気側との湿度差の累積値が葉たばこの目的水分量となる値に達した時点で外気導入を停止することを第２の特徴とする。さらに、乾燥室の温度と湿度を、基本プログラムに基づいて時間の経過に伴って段階的に制御し、蒸酵工程、黄変工程、色沢固定工程、中骨乾燥工程を逐次実施する葉たばこの乾燥終了後に、その乾燥室内に外気を取り入れ、葉たばこ吸湿時に発生する潜熱（温度）を測定し、乾燥室内の潜熱が上昇に向かう時点では外気を取り入れ、それ以外の場合は吸湿しないとみなして、外気導入を停止することを繰り返し、潜熱の上昇の累積値から換算した葉たばこの吸湿量が目的水分量となる値に達した時点で外気導入を停止することを第３の特徴とする。

本発明によれば、葉たばこの乾燥終了後の吸湿工程を自然な外気導入を早朝に限らず何時でも行なうことができ、その結果、バルク乾燥装置の稼動率を向上させることができるという優れた効果がある。

次に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は本発明に係る葉たばこ加湿方法を実施する乾燥装置の模式図、図２乃至図４は本発明に係る葉たばこの加湿方法を説明するフローチャートである。

本発明に係る葉たばこ加湿方法は、図１に示すようなバルク乾燥装置にて実施される。
図１において、Ａは乾燥室、Ｂは温風発生機で、これら乾燥室Ａと温風発生機Ｂは隣接して一体的に設けられており、これらを区画する隔壁１の下部に開設した温風吹き出し口２及び隔壁１上部に開設した循環口３を介して相互に連通連絡している。

温風発生機Ｂは、送風機ａ、加熱装置ｂを構成する火炉４、熱交換器５等を内装し、天井壁６には、ダンパー７を備えた吸気口８が設けられている。乾燥室Ａは、温風吹き出し口２の上縁と同じ高さレベル、若しくはそれより若干上方の位置に、床面９との間に空隙を有する浮床１０を設け、床面９と浮床１０との間の空隙を温風導入空間１１となしている。
上記浮床１０には全面にわたって多数の整流孔１２が穿設される。また、乾燥室Ａは側壁１３の上部には排気口１４が開設されている。

そして、温風発生機Ｂで発生された温風は、温風吹き出し口２より乾燥室Ａ床面９と浮床１０の間の温風導入空間１１に吹き込まれ、浮床１０の整流孔１２を介して整流され、乾燥室Ａ内全体に均一に広がって上昇流動し、一部は排気口１４より外部へ排出するが、残りは循環口３から温風発生機Ｂへ戻り、吸気口８から新たに吸気された外気と共に再度加熱され、再び乾燥室Ａに送り込まれる。すなわち、乾燥室Ａは内部を温風が循環流動するようになっている。また、この乾燥機は、乾燥室Ａに乾球温度センサー１７及び湿球温度センサー１８が設けられ、これら各センサー１７、１８が、コンピューターを備える制御部（図示せず）に連絡される。

そして、葉たばこ乾燥機において、葉たばこＴは葉たばこ吊具１５に吊持せしめて乾燥室Ａ内の棚レール１６に上下二段又は三段に吊り込み、乾燥室Ａ内の温度と湿度を制御して、キュアリング及びドライイングを行なう。このドライイング終了までの温度と湿度の制御は、従来周知の方法による。

すなわち、温度制御は乾球温度センサー１７が検出する乾球温度と設定値を比較して火炉４の加熱装置ｂをオン・オフさせて制御することにより行ない、湿度制御は湿球温度センサー１８が検出する湿球温度と設定値を比較してその偏差によりダンパー７をＰ・ＰＩ又はＰＩＤ制御することにより行なう。

上記加熱装置ｂは熱風を発生して、その熱風を乾燥室Ａ内に循環させる温風発生機Ｂの熱発生源となるものであり、加熱装置ｂに設けた電磁弁の開閉や点火装置等の制御によりオン・オフし、ダンパー７は乾燥室Ａ内への外気の取入れを制御するものであり、モーターの正逆回転により開度を可変する。

上記加熱装置ｂ及びダンパー７による温度と湿度の制御は、基本プログラム（温度表）に基づいてコンピューターにより行なう。そして、熱交換器Ａはこの基本プログラム（温度表）に基づいて運転され、時間の経過に伴って段階的に昇温し、蒸酵工程、黄変工程、色沢固定工程、中骨乾燥工程を逐次実施するのであるが、ドライイングを終了、すなわち、中骨乾燥工程終了後に図２乃至図４に示すような吸湿運転（ステップＳ１、Ｔ１又はＵ１）を開始する。

すなわち、本発明では、葉たばこ乾燥終了後の乾燥室Ａ内と外気の相対湿度を計測し、室内より外気の湿度が高い場合のみ乾燥室Ａ内に外気を導入して葉たばこＴに吸湿させ、乾燥室Ａ内が葉たばこＴの目的水分量となる相対湿度に達した時点で外気導入を停止する。実際には、乾燥室Ａ内の相対湿度の経時的な変化（一定時間前の湿度と現在の湿度の比較を行なう）を測定する。具体的には、ダンパー７を乾燥終了後再び全開し送風機ａを運転して乾燥室Ａ内に外気を導入する（ステップＳ２）。そして、乾燥室Ａ内の現在の相対湿度Ｘ（ＲＨ％）を測定して相対湿度現在値Ｘ（ＲＨ％）が４０％以下であるか否かを判断し（ステップＳ３）、相対湿度現在値Ｘ（ＲＨ％）が４０％以下であればステップＳ２に戻り、外気導入を継続し、乾燥室Ａ内の現在の相対湿度現在値Ｘ（ＲＨ％）が４０％を越えた時点で、乾燥室Ａ内の相対湿度現在値Ｘ（ＲＨ％）を測定し、測定した値を相対湿度サンプル値Ｙ（ＲＨ％）に置き換える（ステップＳ４）。これは乾湿球温度センサー１７、１８の値から演算して算出する。そして一定時間Ｔ１（１０分程度）ダンパー７は全開のまま送風機ａを運転し（ステップＳ５）、一定時間Ｔ１後の乾燥室Ａ内の現在の相対湿度現在値Ｘ（ＲＨ％）が、サンプリングした相対湿度サンプル値Ｙ（ＲＨ％）から２％程度除した値と同じかそれ以上で且つコンピューターに予め入力設定された相対湿度目標値Ｚ（ＲＨ％：例えば６０〜７０％程度）と同じかそれ以上であるか否か判断し（ステップＳ６及びステップＳ７）、相対湿度目標値Ｚ（ＲＨ％）と同じかそれ以上の場合、送風機ａの運転を停止し、ダンパー７は全閉して（ステップＳ８）吸湿運転を終了する。又、相対湿度目標値Ｚ（ＲＨ％）に達していない場合はステップＳ４に戻り、相対湿度現在値Ｘ（ＲＨ％）を相対湿度サンプル値Ｙ（ＲＨ％）に置き換えて、ステップＳ５を経由してステップＳ６で再度サンプリングして制御を継続する。尚、サンプリングした相対湿度サンプル値Ｙ（ＲＨ％）から２％程度除した値に達していない場合（ステップＳ６）、送風機ａの運転を停止し、ダンパー７を全閉して（ステップＳ９）さらに一定時間Ｔ２（１時間程度）放置し（ステップＳ１０）、その後再度ダンパー７を全開して送風機ａを運転し（ステップＳ１１）、一定時間Ｔ３（５分程度）外気を導入する。この一定時間Ｔ３経過後（ステップＳ１２）の乾燥室Ａ内の相対湿度現在値Ｘ（ＲＨ％）が見かけ上の外気の相対湿度となる。そして相対湿度サンプル値（ＲＨ％）から２％程度除した値と比較するステップＳ６に戻り制御を継続する。

これにより、乾葉の含水率は乾燥終了時の約８％から徐々に上昇する。そして乾湿球温度センサー１７、１８の測定データから葉たばこＴの含水率１２〜１５％（任意の設定値）を検知したらダンパー７を閉じ、送風機ａを停止して乾燥機の全ての運転を停止する。

図３は葉たばこ乾燥終了後の乾燥室Ａ内の吸気側と排気側の絶対湿度を計測し、排気側より吸気側の湿度が高い場合のみ乾燥室Ａ内に外気を導入して葉たばこＴに吸湿させ、乾燥室Ａ内の吸気側と排気側の絶対湿度差の累積値が葉たばこＴの目的水分量となる値に達した時点で外気導入を停止する方法を示す。すなわち、葉たばこ乾燥終了後の乾燥室Ａ内に導入される外気と循環空気との混合空気と排出される空気の絶対湿度（ｇ／ｍ^３）を乾湿球温度センサー１７、１８及び１９、２０で計測し、混合空気の水分量から排出空気の水分量を除することで、葉たばこＴが吸着した水分量Ｘ（ｋｇ）が求められる。そして、排気側より吸気側の湿度が高い場合のみ乾燥室Ａ内に外気を導入して葉たばこＴに吸湿させ、その累積値が葉たばこＴの目的水分量に達した時点で外気導入を停止する。実際には、乾燥室吸気側と排気側の絶対温度差を測定する。具体的には、ダンパー７を乾燥終了後再び全開し送風機ａを運転して乾燥室Ａ内に外気を導入する（ステップＴ２）。そして、乾燥室Ａ内の現在の吸着水分量Ｘ（ｋｇ）を測定して、その有無を判断し（ステップＴ３）、吸着水分が無ければステップＳ２に戻り、外気導入を継続し乾燥室Ａ内に吸着水分が発生した時点で、その値を吸着水分量累積値Ｙ（ｋｇ）に置き換える（ステップＴ４）。ここで実際には一分間程度のサンプリングを１時間見当の水分量に演算して算出する。そして一定時間Ｔ１（１時間程度）送風機ａを運転し（ステップＴ５）、一定時間Ｔ１後に吸着水分が測定され、その時の吸着水分量現在値Ｘ（ｋｇ）が０（ｋｇ）以上であれば（ステップＴ６）吸着水分量累積値Ｙ（ｋｇ）に加算され（ステップＴ７）、現在の吸着水分累積値Ｙ（ｋｇ）が、目標累積値Ｚ（ｋｇ）と同じかそれ以上であるか比較し（ステップＴ８）、同じかそれ以上であれば送風機ａの運転を停止しダンパー７を全閉して（ステップＴ９）吸湿運転を終了する。又、吸着水分量累積値Ｙ（ｋｇ）が、目標累積値Ｚ（ｋｇ）以下であればステップＴ５に戻り制御を継続する。尚、測定された吸着水分量現在値Ｘ（ｋｇ）が０（ｋｇ）の場合、送風機ａの運転を停止し、ダンパー７を全閉して（ステップＴ１０）さらに一定時間Ｔ２（１時間程度）放置し（ステップＴ１１）、その後再度ダンパー７を全開して送風機ａを運転し（ステップＴ１２）、一定時間Ｔ３（５分程度）外気を導入する（ステップＴ１３）。この一定時間Ｔ３後にステップＴ６に戻り吸着水分量が測定され制御を継続する。

これにより、乾葉の含水率は乾燥終了時の約８％から徐々に上昇する。そして乾湿球温度センサーの測定データから葉たばこＴの含水率１２〜１５％（任意の設定値）を検知したらダンパー７を閉じ、送風機ａを停止して乾燥機の全ての運転を停止する。

図４は葉たばこＴの吸着潜熱（空気中の水分が葉たばこＴに吸着される時に発生する熱量）を測定し、外気を取り入れた時点で乾燥室Ａ内の潜熱（温度）が上昇に向かう時点ではそのまま外気を取り入れ、それ以外の場合は吸湿しないとみなして、外気導入を停止することを繰り返し、潜熱の上昇具合から換算した葉たばこＴの吸湿量が葉たばこＴの目的水分量となる値に達した時点で外気導入を停止する方法を示す。すなわち、葉たばこ乾燥終了後の乾燥室Ａ内に導入される外気と排出される空気の温度差から葉たばこ乾燥室全体の放熱量を求める。ここでは乾湿球温度センサー１７、１８及び１９、２０で計測し熱量を温度に換算して測定する。すなわち、基準となる乾燥室、温風発生機等の放熱曲線を予め決めておけば、実際の放熱曲線との差が吸着潜熱になる。そして、吸着潜熱により熱が発生している場合のみ乾燥室Ａ内に外気を導入し続けて葉たばこＴに吸湿させ、乾燥室Ａ内が葉たばこＴの目的水分量となる目標潜熱累積値Ｚ（Ｊ）に達した時点で外気導入を停止する。実際には、乾燥室Ａ内の温度の経時的な変化（葉たばこＴが潜熱を発生していないとき、言い換えれば葉たばこＴが吸湿していないときの乾燥室内の温度変化と、吸湿しているときに発生する潜熱を含んだ乾燥室内の温度変化の比較を行なう）を測定する。具体的には、ダンパー７を、乾燥終了後再び全開し、送風機ａを運転して乾燥室Ａ内に外気を導入する（ステップＵ２）。そして、乾燥室Ａ内の現在の潜熱Ｘ（Ｊ）を測定して、その有無を判断し（ステップＵ３）、潜熱が発生してなければステップＵ２に戻り、外気導入を継続し、乾燥室Ａ内に潜熱が発生した時点で、その熱量を測定し、測定した潜熱現在値Ｘ（Ｊ）を潜熱累積値Ｙ（Ｊ）に置き換える（ステップＵ４）。そして一定時間Ｔ１（１時間程度）送風機ａを運転し（ステップＵ５）、一定時間Ｔ１後に潜熱がサンプリングされ、その時の潜熱現在値Ｘ（Ｊ）が０（Ｊ）以上であれば（ステップＵ６）潜熱累積値Ｙ（Ｊ）に加算して（ステップＵ７）、目標潜熱累積値Ｚ（Ｊ）と比較し（ステップＵ８）、同じかそれ以上であれば、送風機ａの運転を停止し、ダンパー７を全閉して（ステップＵ９）吸湿運転を終了する。又、潜熱累積値Ｙ（Ｊ）が目標潜熱累積値Ｚ（Ｊ）以下であれば、ステップＵ５に戻り制御を継続する。尚、サンプリングした潜熱現在値Ｘ（Ｊ）が０（Ｊ）の場合、送風機ａの運転を停止し、ダンパー７を全閉して（ステップＵ１０）、さらに一定時間Ｔ２（１時間程度）放置し（ステップＵ１１）、その後再度ダンパー７を全開して送風機ａを運転し（ステップＵ１２）、一定時間Ｔ３（５分程度）外気を導入する（ステップＵ１３）。この一定時間Ｔ３後にステップＵ６に戻り潜熱現在値Ｘ（Ｊ）がサンプリングされて制御を継続する。

本発明は、葉たばこの乾燥終了後の吸湿工程を自然な外気導入を早朝に限らず何時でも行なうことができ、加湿器等を要しないので葉たばこに悪変も起こらない。したがって、バルク乾燥装置の稼動率向上を経済的に図ることができる。

本発明に係る葉たばこ加湿方法を実施するバルク乾燥装置の模式図である。本発明に係る葉たばこの加湿方法を説明するフローチャートである。本発明に係る葉たばこの加湿方法を説明するフローチャートである。本発明に係る葉たばこの加湿方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

Ａ乾燥室
Ｂ温風発生機
ａ送風機
ｂ加熱装置
１隔壁
２温風吹き出し口
３循環口
４火炉
５熱交換器
６天井壁
７ダンパー
８吸気口
９床面
１０浮床
１１温風導入空間
１２整流孔
１３側壁
１４排気口
１５葉たばこ吊具
１６棚レール
１７乾球温度センサー
１８湿球温度センサー
１９乾球温度センサー
２０湿球温度センサー
Ｔ葉たばこ

Claims

乾燥室の温度と湿度を、基本プログラムに基づいて時間の経過に伴って段階的に制御し、蒸酵工程、黄変工程、色沢固定工程、中骨乾燥工程を逐次実施する葉たばこの乾燥終了後に、その乾燥室内と外気の湿度を計測し、室内より外気の湿度が高い場合のみ乾燥室内に外気を導入して葉たばこに吸湿させ、乾燥室内が葉たばこの目的水分量となる湿度に達した時点で外気導入を停止することを特徴とする葉たばこの加湿方法。
乾燥室の温度と湿度を、基本プログラムに基づいて時間の経過に伴って段階的に制御し、蒸酵工程、黄変工程、色沢固定工程、中骨乾燥工程を逐次実施する葉たばこの乾燥終了後に、その乾燥室内の吸気側と排気側の湿度を計測し、排気側より吸気側の湿度が高い場合のみ乾燥室内に外気を導入して葉たばこに吸湿させ、乾燥室内の吸気側と排気側との湿度差の累積値が葉たばこの目的水分量となる値に達した時点で外気導入を停止することを特徴とする葉たばこの加湿方法。
乾燥室の温度と湿度を、基本プログラムに基づいて時間の経過に伴って段階的に制御し、蒸酵工程、黄変工程、色沢固定工程、中骨乾燥工程を逐次実施する葉たばこの乾燥終了後に、その乾燥室内に外気を取り入れ、葉たばこ吸湿時に発生する潜熱（温度）を測定し、乾燥室内の潜熱が上昇に向かう時点では外気を取り入れ、それ以外の場合は吸湿しないとみなして、外気導入を停止することを繰り返し、潜熱の上昇の累積値から換算した葉たばこの吸湿量が目的水分量となる値に達した時点で外気導入を停止することを特徴とする葉たばこの加湿方法。