JP2023124501A - 乾燥測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥条件のパラメーターの変化によってどのような乾燥状態が得られるかという乾燥のメカニズムを探求しながら、それらのパラメーターの乾燥への影響を、乾燥工程をシミュレーションしながら評価可能な乾燥測定装置を提供する。【解決手段】乾燥測定装置１は、空気を循環させて被乾燥物を乾燥させる乾燥庫３３と、その乾燥庫３３内に配置され被乾燥物を収容する乾燥容器の重量を測定する秤６と、乾燥庫３３内の乾球温度５０ａを測定する乾球温度計７と、乾燥庫３３内の湿球温度５１を測定する湿球温度計８と、空気を加熱するヒーター２と、空気を循環させるファン４と、空気を排出して外気を取り入れるダンパー３と、乾球温度計７の測定値、湿球温度計８の測定値、秤６の測定値、ヒーターの出力値５６、ファンの出力値５７及びダンパーの開度５５を記憶する記憶装置４５と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、果実やキノコあるいは葉たばこ等の植物やワカメや小魚や貝類等の海産物が加熱空気によってどのように乾燥されるかを測定することで乾燥のメカニズムを研究し、また、乾燥に影響を及ぼすパラメーターを評価する乾燥測定装置に関する。

干物やドライフルーツあるいは野菜や果物の粉末等様々な食品が乾燥によって商品価値を高めている。
したがって、熱風乾燥を行う場合には、乾燥過程でどの程度乾燥しているかを確認する技術がいくつか開示されている。
例えば、特許文献１には「野菜等の静置型乾燥装置」という名称で、野菜等を乾燥させる乾燥機で、乾燥ボックスの下方に引き出し可能なサンプル乾燥ボックスを備え、また、このサンプル乾燥ボックスの重量を測定する重量測定部が設けられている。
この発明によれば、乾燥運転中において、重量測定部で測定した重量測定値の表示を見て、被乾燥物の乾燥進行状況を把握することが可能であり、乾燥を停止する時期を適宜判断することが可能である。
また、特許文献２には「循環型穀物乾燥機の水分検知装置用取付台」という名称で、穀物を循環させながら乾燥させる乾燥機において、水分を検知するために誘導路を設け、その誘導路の途中に試料採取口を設けて循環している穀粒を水分計に導いて含水率を測定する考案が開示されている。
この考案によれば、乾燥機の揚穀機の外側から簡単に穀粒の含水率を測定することが可能である。

特開２０１１－２３９６９１号公報 実公昭６２－４０３１１号公報

しかしながら、特許文献１に開示される発明では、被乾燥物の乾燥進行状況を把握して乾燥を停止する時期を判断することが可能であるに留まり、熱風乾燥において、どのような条件やパラメーターで乾燥すれば品質を高めることができるか、あるいは必要な熱エネルギーを最小限に抑えられるかという課題については解決できないという課題があった。
また、特許文献２に開示される考案においても、穀粒の含水率は簡単に測定できるものの、乾燥条件の設定をどのように行えば品質の高い穀粒乾燥が可能であるか、あるいは必要な熱エネルギーを最小限に抑制できるかは把握することができないという課題があった。
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたものであり、水分を含んだ状態から加熱空気をあてて乾燥させる場合、従来、経験的な乾燥条件を設定しながら、乾燥時に乾燥の状態を把握するために、乾燥中の被乾燥物から試料を抽出してその試料の含水率を測定するに留まっていたのに対し、どのような条件で乾燥すれば品質を最も高められるか、あるいは必要な熱エネルギーを最小限に抑えられるかという課題に対し、解決可能に乾燥状態を把握しながら、科学的根拠に基づく乾燥モデルの形成と乾燥工程のシミュレーションを可能とする乾燥測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、第１の発明である乾燥測定装置は、空気を循環させて被乾燥物を乾燥させる乾燥庫と、その乾燥庫内に配置され前記被乾燥物を収容する乾燥容器と、この乾燥容器を載置して重量を測定する秤と、前記乾燥庫内の乾球温度を測定する乾球温度計と、前記乾燥庫内の湿球温度を測定する湿球温度計と、前記空気を加熱するヒーターと、前記空気を循環させるファンと、前記空気を排出して外気を取り入れるダンパーと、前記乾球温度計の測定値、前記湿球温度計の測定値、前記秤の測定値、前記ヒーターの出力値、前記ファンの出力値及び前記ダンパーの開度を記憶する記憶装置と、を有することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、秤が被乾燥物の重量を測定するように作用し、乾球温度計は乾燥庫の乾球温度を測定し、湿球温度計は乾燥庫の湿球温度を測定するように作用する。ヒーターは循環する空気を加熱し、ファンは加熱された空気を循環させ、ダンパーは被乾燥物から放出された水分を含んだ空気と外気を交換するように作用する。記憶装置は、乾球温度計の測定値、湿球温度計の測定値、秤の測定値、ヒーターの出力値、ファンの出力値、ダンパーの開度を記憶して乾燥環境及び被乾燥物の重量を含む乾燥履歴を保存するように作用する。

また、第２の発明である乾燥測定装置は、第１の発明において、前記乾燥容器を支持して前記秤の上から前記乾燥庫外に前記乾燥容器を導出するポートを有することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、第１の発明の作用に加えて、ポートが被乾燥物を乾燥庫外に導出するように作用する。

第３の発明である乾燥測定装置は、第１又は第２の発明において、前記空気を加湿する加湿器を有し、前記記憶装置は前記加湿器の出力値を記憶することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、第１又は第２の発明の作用に加えて、加湿器が循環する空気に水分を供給するように作用する。

第４の発明である乾燥測定装置は、第１乃至第３の発明のいずれかの発明において、前記秤と前記乾燥容器の間に介挿される断熱部材を有することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、第１乃至第３のいずれかの発明の作用に加えて、断熱部材が乾燥容器と秤との間での熱伝導・熱伝達を防止するように作用する。

第５の発明である乾燥測定装置は、第１乃至第４の発明のいずれかの発明において、前記乾燥容器内に収容された前記被乾燥物の観察が前記乾燥庫の外部から可能な観察窓を有することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、第１乃至第４のいずれかの発明の作用に加えて、観察窓が、乾燥測定装置内に配置された被乾燥物を観察可能に作用する。

第６の発明である乾燥測定装置は、第１乃至第５の発明のいずれかの発明において、前記乾燥容器内に収容された前記被乾燥物の撮影が可能な撮影装置を有することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、第１乃至第５のいずれかの発明の作用に加えて、撮影装置が、乾燥測定装置内に配置された被乾燥物を撮影可能に作用する。

第７の発明である乾燥測定装置は、第１乃至第６の発明のいずれかの発明において、前記ファンに制御信号を送信する制御装置を備え、前記秤が前記重量を測定する際に前記制御装置は前記ファンに前記制御信号として停止信号を送信することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、第１乃至第６のいずれかの発明の作用に加えて、秤が被乾燥物の重量を測定する際に、制御装置がファンに対して制御信号として停止信号を送信し、ファンを停止させるように作用する。

第８の発明である乾燥測定装置は、第７の発明において、設定乾球温度と、設定湿球温度と設定絶対湿度と設定相対湿度のいずれかと、を少なくとも入力する入力装置を備え、前記記憶装置は、湿り空気線図を記憶し、前記制御装置は、前記設定乾球温度の入力を受けて前記ヒーターの出力を制御するヒーター制御信号を前記ヒーターに送信し、前記設定湿球温度と前記設定絶対湿度と前記設定相対湿度のいずれかの入力を受けて前記ダンパーの開度を制御するダンパー制御信号を前記ダンパーに送信することを特徴とするものである。
このように構成される乾燥測定装置では、第７の発明の作用に加えて、入力装置が設定乾球温度と、設定湿球温度と設定絶対湿度と設定相対湿度のいずれかと、を少なくとも入力されるように作用し、制御装置は、設定乾球温度の入力を受けてヒーターの出力を制御するヒーター制御信号をヒーターに送信するように作用すると共に、設定湿球温度と設定絶対湿度と設定相対湿度のいずれかの入力を受けてダンパーの開度を制御するダンパー制御信号をダンパーに送信するように作用する。
記憶装置は湿り空気線図を記憶することで、設定乾球温度を参照しながら、設定湿球温度、設定絶対湿度、及び設定相対湿度間の相互変換を行うように作用する。同様に、乾球温度計で測定された乾球温度を参照しながら、湿球温度計で測定された湿球温度から、絶対湿度及び相対湿度への変換を行うように作用する。

第１の発明に係る乾燥測定装置では、ファンによって空気を循環させることが可能であり、ヒーターによる加熱とダンパーによる水分を含んだ加熱空気と外気の交換を通じて空気のエンタルピーを調整することが可能であり、乾燥庫内の乾球温度と湿球温度を測定することで、循環する加熱空気の状態を把握することが可能である。乾燥庫内の加熱空気の状態を把握しながら、被乾燥物が乾燥していく状態をその重量を測定しながら、記憶装置を用いることで乾燥に関する種々のパラメーターを履歴として残し、乾燥のメカニズムや乾燥の効率化や高品質化に寄与するパラメーターの特定とその量や強度の評価を行うことが可能である。

第２の発明に係る乾燥測定装置では、第１の発明の効果に加えて、ポートで乾燥容器を取り出すことで、乾燥庫内の加熱空気の状態の変化を抑制すると共に、乾燥容器を短時間で容易に乾燥庫外に出すことが可能である。

第３の発明に係る乾燥測定装置では、第１又は第２の発明の効果に加えて、ヒーターとダンパーだけでは積極的に湿度を上げることができず、加熱空気の状態のバリエーションには限界があるが、加湿器で加湿することで、湿度を上げることも可能であり、加熱空気の状態を多様化することができる。

第４の発明に係る乾燥測定装置では、第１乃至第３のいずれかの発明の効果に加えて、秤と乾燥容器の間で生じる熱伝導や熱伝達を抑制することが可能であり、被乾燥物の秤からの加熱による乾燥を防止することが可能である。

第５の発明に係る乾燥測定装置では、第１乃至第４のいずれかの発明の効果に加えて、観察窓を通じて被乾燥物の乾燥の状態を、被乾燥物をポートで導出することなくリアルタイムで観察することができる。

第６の発明に係る乾燥測定装置では、第１乃至第５のいずれかの発明の効果に加えて、撮影装置を通じて被乾燥物の乾燥の状態を、所望の撮影タイミングや撮影時間で画像や映像に収めることが可能である。また、記憶装置ではその映像や画像が記録可能であるので、乾燥測定が終了した後にも乾燥の状態を確認することが可能である。また、その際には記憶装置に記録された種々のパラメーターを照らし合わせることが可能であり、画像や映像とパラメーターとの関係を経時的に把握することも可能である。

第７の発明に係る乾燥測定装置では、第１乃至第６のいずれかの発明の効果に加えて、制御装置が、秤による重量測定の際にファンに対して停止信号を送信してファンを停止させることで、ファンによる送風が秤による重量測定に影響を及ぼさないようにすることができる。被乾燥物が軽量で風圧の影響を受けやすいような場合には特に大きな効果を発揮する。

第８の発明に係る乾燥測定装置では、第７の発明の効果に加えて、入力装置を備えることで、設定乾球温度と、設定湿球温度と設定絶対湿度と設定相対湿度のいずれかを少なくとも入力することが可能である。
制御装置は、制御信号をヒーターに送信して、例えば設定乾球温度が乾球温度計で測定された乾球温度よりも低い場合には、ヒーターの出力を下げるあるいはオンからオフとする制御を行うことができ、高い場合には、ヒーターの出力を上げるあるいはオフからオンとする制御を行うことが可能である。また、制御装置は、制御信号をダンパーに送信して、例えば設定湿球温度が湿球温度計で測定された湿球温度よりも低い場合には、ダンパーの開度を上げるあるいは閉状態から開状態とする制御を行うことができ、低い場合には、ダンパーの開度を下げるあるいは開状態から閉状態とする制御を行うことが可能である。
そして、記憶装置に湿り空気線図を記憶させておくことで、設定乾球温度に対して、設定湿球温度と設定絶対湿度と設定相対湿度のいずれか１つが入力されると、他の２つのいずれにも変換が可能となる。したがって、例えば設定湿球温度以外の設定相対湿度や設定絶対湿度として入力された場合であっても、湿り空気線図によって設定湿球温度に変換されるため、湿球温度計の測定値との比較を容易に行うことが可能である。

本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置の内部の側面概念図である。 本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置の内部の平面概念図である。 本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置のシステムブロック図である。 本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置の運転状態を示す表示パネルの概念図である。 本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置のプログラム設定を示す表示パネルの概念図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置の支持具を備えたポートが乾燥容器に接触することなく、乾燥容器が電子秤上に載置されている状態を説明するための概念図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ線矢視図であり、（ｃ）は乾燥測定装置の支持具が乾燥容器を支持して持ち上げて、乾燥容器が電子秤上に浮いている状態を説明するための概念図であり、（ｄ）は（ｃ）に示すＢ－Ｂ線矢視図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置の左側板側から見た乾燥容器ポートの引手と支持具の位置関係を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＣ－Ｃ線矢視断面図である。 （ａ）は図７（ａ）の状態から支持具を下げた状態における乾燥容器ポートと支持具の位置関係を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＤ－Ｄ線矢視断面図である。

以下に、本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置について、図１－図８を参照しながら説明する。
図１は実施の形態に係る乾燥測定装置の内部の側面概念図である。
図１において、乾燥測定装置１は、前面板２２、背面板２７、天板２６、底板２８と右側板３５及び左側板３６（図２参照）から構成される筐体を支持脚２９で支えつつ、内部に形成される乾燥庫３３を備えている。乾燥庫３３は、仕切天井１８に穿設された通気路１９から下方で電子秤６とその電子秤６上に配置された乾燥容器１１を含み、仕切壁１５の内側までの空間３３ａと、仕切壁１５に穿設された通気路１６からヒーター２及び加湿器５を含み、仕切天井１８の内側までの空間３３ｂと、仕切天井１８に穿設された通気路２０からダンパー３、仕切壁１５に穿設された通気路１７及びファン４を含み、仕切天井１８の内側までの空間３３ｃを有して構成されている。
乾燥庫３３内の空間３３ｂにおいて、空気がヒーター２によって加熱され上昇し、通気路２０を経て、空間３３ｃでダンパー３の開度に応じて通気孔３０を介して、加熱された空気の一部を排気し、外気を取り入れて加熱された残りの空気と混合させる。混合された加熱空気は通気路１７を経てファン４に吸引されファン４の下方に設けられた通気路１９から空間３３ａに送出される。空間３３ａでは、加熱空気が乾燥容器１１内に収容された被乾燥物３４（図２参照）を乾燥させ、被乾燥物３４から吸収した水分を含んで通気路１６を経て空間３３ｂに戻る。

このようにヒーター２による加熱とダンパー３による排気と吸気、ファン４による吸引と送気を経て加熱空気は乾燥庫３３内を循環しながら乾燥容器１１内に収容した被乾燥物３４を乾燥させる。
空間３３ａにおいて、仕切天井１８の下方には乾球温度計７と湿球温度計８を備えて、それぞれ乾球温度と湿球温度を測定することができる。
また、空間３３ｂにおいては、加湿器５が設けられており加熱空気が乾燥し過ぎた際に霧状の水分等を放出する。また、天板２６上に設けられているのは外気乾球温度計２１であり、外気温を測定することができる。
前面板２２には表示パネル３１が設けられており、取っ手２５を備えた窓用開閉扉２３を開けると透明な耐熱ガラスを備えた観察窓２４から乾燥容器１１内に収容されている被乾燥物３４（図２参照）の状態を観察することが可能である。
なお、本実施の形態においては、加熱空気の循環として、ヒーター２、ダンパー３、ファン４、乾燥容器１１、そしてヒーター２に戻るというような順序としているが、必ずしもこの順序あるいは装置の配置としなくともよい。すなわち、例えばヒーター２の位置をダンパー３とファン４の間に設けることも可能である。このようにすることで、加熱空気中の被乾燥物３４から蒸発した水分までヒーター２で加熱する必要がなくなり、ダンパー３から排出されてしまう熱エネルギーを少なくすることが可能である。また、常にヒーター２で加熱して加熱空気としなくとも、ヒーター２を停止した状態で乾燥庫３３内で単に空気を循環させ被乾燥物３４を乾燥させてもよい。

次に、図２を参照しながら乾燥測定装置１について説明を加える。図２は実施の形態に係る乾燥測定装置の内部の平面概念図である。図１を用いて既に説明した構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
図２において、乾燥測定装置１の筐体内は断熱壁３８で仕切られており、図２の左側板３６側が空間３３ａ、空間３３ｂ及び空間３３ｃ（図示せず）を有する乾燥庫３３であり、右側板３５側が機器庫４６である。

乾燥庫３３の空間３３ａに設けられた電子秤６に載置される乾燥容器１１内には被乾燥物３４が収容されている。乾燥容器１１は乾燥容器ポート９に非接触で囲まれるように電子秤６上に断熱シート１３（図示せず）を介して載置されている。また、乾燥容器ポート９は支持具１０を備えており、この支持具１０によって乾燥容器１１を支持し、被乾燥物３４を収容したまま乾燥容器ポート９の引手３２を図中左側へ引き出すことで、乾燥容器１１を乾燥庫３３から外部に取り出すことが可能である。その際には、左側板３６に設けられたポート用扉３７を開いておく。
この乾燥容器ポート９と支持具１０による乾燥容器１１の取り出しについては図６－図９を参照しながら後で詳細に説明する。

機器庫４６には、断熱壁３８を貫通して乾燥容器１１内の被乾燥物３４の状態を撮影可能な撮影装置３９が備えられている。撮影装置３９は撮影方法について限定するものでなく、被乾燥物３４を撮影可能であれば静止画、動画のいずれでもよく、撮像素子も限定するものではなく、赤外線カメラ等、どのようなタイプを用いてもよい。また、撮影装置３９は必ずしも機器庫４６に備えられなくともよく、温度や湿度に耐えられるものであれば、乾燥庫３３内に設置されてもよい。
また、機器庫４６には断熱壁３８に設置される基板４０を介して制御装置４２、演算装置４３及び記憶装置４５が設置されている。これらの装置については次の図３を用いて詳細に後述する。さらに、表示パネル３１はいわゆるタッチパネルであり、出力装置４４であると同時に入力装置４１でもあるが、これらについても図３を用いて説明する。

図３は実施の形態に係る乾燥測定装置のシステムブロック図である。図１、２を用いて既に説明した構成については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図３において、乾燥測定装置１は既に説明したとおり、乾球温度計７、湿球温度計８及び外気乾球温度計２１を備えており、乾球温度計７は乾燥庫３３内の乾球温度５０ａを測定し、記憶装置４５はその値を乾球温度計７から受信して読み出し可能に格納する。湿球温度計８も同様に湿球温度５１を測定し、記憶装置４５が湿球温度計８から受信して読み出し可能に格納する。外気乾球温度計２１も同様に外気乾球温度５０ｂを測定し、記憶装置４５が外気乾球温度計２１から受信して読み出し可能に格納する。
また、記憶装置４５は、ヒーター２からヒーター出力５６を、ダンパー３からダンパー開度５５を、ファン４からファン出力５７を、加湿器５から加湿器出力５８を、電子秤６から被乾燥物重量５３ａを、撮影装置３９から撮影画像６３を、それぞれ受信して読み出し可能に格納する。なお、撮影画像６３とは静止画の他、動画も含むものであり、赤外線画像等の画像も含むものである。

入力装置４１は、乾燥測定装置１の運転条件や制御装置４２による制御条件を入力するための装置であり、具体的な入力情報には、設定乾球温度６０、設定相対湿度６１ａ及び設定乾燥時間６２が含まれる。
制御装置４２は、設定乾球温度６０と乾球温度５０ａを比較して、乾球温度５０ａを設定乾球温度６０に近づける制御を行う。具体的には、設定乾球温度６０の方が高い場合には、ヒーター２に対して制御信号を送信して、ヒーター２の出力を上げる制御、あるいはオフとなっているヒーター２をオンとする制御等を実行する。逆に、設定乾球温度６０の方が低い場合には、ヒーター２に対して制御信号を送信して、ヒーター２の出力を下げる制御、あるいはオンとなっているヒーター２をオフとする制御等を実行する。

また、制御装置４２は、設定相対湿度６１ａと相対湿度５２を比較して、相対湿度５２を設定相対湿度６１ａに近づける制御を行う。具体的には、設定相対湿度６１ａの方が高い場合には、ダンパー３に対して制御信号を送信して、ダンパー３の開度を上げる制御、あるいは閉状態にあるダンパー３を開状態にする制御等を実行する。逆に、設定相対湿度６１ａの方が低い場合には、ダンパー３に対して制御信号を送信して、ダンパー３の開度を下げる制御、あるいは開状態のダンパー３を閉状態にする制御等を実行する。この制御は乾燥庫３３内の相対湿度が外気の相対湿度よりも高いことを前提としたものであり、湿度の高低が逆になる場合には、制御装置４２は逆の制御を行う必要がある。この逆の制御との切り替えを自動で行うためには、外気乾球温度計２１の他に図示しない外気湿球温度計が必要となるので、設置することが望ましい。
なお、既に説明したとおり、記憶装置４５には湿り空気線図５９が格納されているので、乾球温度５０ａも用いることで、湿球温度５１と相対湿度５２に加えて図３には示していない絶対湿度との間で互いに変換可能である。さらに、湿り空気線図５９と設定乾球温度６０を用いることで設定相対湿度６１ａも設定絶対湿度や設定湿球温度として変換することも可能である。これらは、演算装置４３が、変換前のデータを記憶装置４５から読み出し、変換し、変換後のデータを記憶装置４５に読み出し可能に格納することで実行される。したがって、図３に示されていない絶対湿度や設定絶対湿度、あるいは設定湿球温度等も変換によって得られるデータであり、これを用いないとするものではない。すなわち、湿球温度、相対湿度及び絶対湿度の少なくともいずれか、また、設定湿球温度、設定相対湿度及び設定絶対湿度の少なくともいずれか、を用い、いずれかを記憶装置４５に入力、格納すればよい。

さらに、演算装置４３は被乾燥物３４の含水率５３ｂを演算する機能を有する。演算装置４３は記憶装置４５から乾燥前の被乾燥物重量５３ａを読み出してＷ１とし、含水率５３ｂを演算したい時点での被乾燥物重量５３ａを読み出してＷ２とし、乾燥容器１１の重量を予め得ておき、これをＷ０として以下の式（１）のように演算する。

含水率（重量％）＝（Ｗ２－Ｗ０）／（Ｗ１－Ｗ０）×１００ （１）

Ｗ２はＷ１から水分が蒸発した後の重量となるので、乾燥前の含水率を１００％として、どの程度水分が減少したかを含水率で示すことが可能である。演算装置４３で演算された含水率５３ｂは、演算装置４３によって記憶装置４５に読み出し可能に格納される。

再び、制御装置４２による制御について説明する。制御装置４２は予め設定される設定乾燥時間６２を用いて、制御機能を発揮する時間を設定することが可能である。すなわち、設定乾燥時間６２の経過によって、制御装置４２はヒーター２、ダンパー３、ファン４、加湿器５、電子秤６及び撮影装置３９の作動を停止することができる。
また、制御装置４２は、電子秤６が被乾燥物重量５３ａを測定するときには、制御信号をファン４に送信して作動を停止する制御を実行する。制御装置４２は、電子秤６による測定タイミングデータを予め得ておき、そのファン４停止までにかかる時間を考慮して作動停止のための制御信号（停止信号）をファン４に送信するようにしておくとよい。そして、制御装置４２は、被乾燥物３４の被乾燥物重量５３ａの測定が終了したタイミングで電子秤６から測定終了の制御信号を受信した後、ファン４に対して再起動のための制御信号（起動信号）を送信する。このような停止と再起動のための制御信号をファン４に送信することで、循環する加熱空気によって乾燥容器１１に及ぶ風圧を防止して、電子秤６による被乾燥物重量５３ａの測定データの精度を向上させることが可能である。
さらに、制御装置４２は、設定相対湿度６１ａと相対湿度５２を比較して、設定相対湿度６１ａの方が低い場合には、前述のダンパー３に対する制御の他、加湿器５に対して制御信号を送信して、加湿器５から霧状の水分等を放出させる制御を実行することも可能である。

なお、制御装置４２は経時機能を備えており、起動してから乾燥が開始された時刻からの乾燥時間５４を測定しており、記憶装置４５は制御装置４２からその乾燥時間５４を受信して読み出し可能に随時格納している。
また、制御装置４２は、入力装置４１を介して行われる、ヒーター２、ダンパー３、ファン４、加湿器５、電子秤６及び撮影装置３９に対する手動入力に対してもオンオフに関する制御信号や出力の増減に関する制御信号を送信することが可能であり、電子秤６に対しては測定するための制御信号を送信したり、撮影装置３９に対しては撮影開始や撮影停止をするための制御信号や撮影タイミングに関する制御信号を送信することも可能である。

出力装置４４は、記憶装置４５に格納されているデータを読み出して表示可能であり、また、記憶装置４５に接続されるヒーター２、ダンパー３、ファン４、加湿器５、電子秤６及び撮影装置３９等の装置からの出力に関する信号、開度に関する信号、測定に関する信号、画像に関する信号等を受信して、リアルタイムでその内容を表示することも可能である。さらに、入力装置４１における入力のための画面内容や、演算装置４３において演算に必要なデータ及び演算結果の内容も出力することができる。

次に、図４及び図５を参照しながら、乾燥測定装置１の運転状況及び制御装置４２への設定入力について説明を加える。
図４は乾燥測定装置の運転状態を示す表示パネルの概念図であり、図５は乾燥測定装置のプログラム設定を示す表示パネルの概念図である。
図４において、表示パネル３１に示されるとおり、温度℃として乾球温度５０ａが、湿球℃として湿球温度５１が表示されている。また、その下の「ＰＧ」と表示されているのは、プログラム名６４の欄であり、実際に運転される際にプログラム制御を実施した際にはそのプログラム名が表示される。
また、プログラム名６４の下には経過時間として、乾燥時間５４が表示されている。
さらに、その経過時間の欄の下に示されているのは個別出力アイコン６５であり、「加温」、「送風」、「加湿」とあるのは、これらをタッチパネルの表示パネル３１から選択すると、それぞれヒーター２、ファン４、加湿器５が強制停止する。
表示パネル３１の右側には、その最上部に「停止中」とあり、乾燥測定装置１が停止状態にあることが表示されている。運転中は「運転中」と表示される。その下にある「加温」、「送風」、「加湿」の表示は、それぞれ図では薄い色として表示されており、それぞれヒーター２、ファン４、加湿器５が停止中であることを示している。また、「排湿自動」の表示は制御装置４２によってダンパー３の開閉が自動で制御されていることを示しており、その隣の「排湿閉」の表示はダンパー３が閉止していることを示す表示である。
さらに、下方の「開始時刻」の表示はタッチパネルとして選択すると、乾燥運転が開始された時刻が表示される。この時刻は制御装置４２の経時機能によるものである。その下の「履歴」の表示をタッチパネルとして選択すると、乾燥が開始されたときからの履歴情報が示される。この「履歴」は記憶装置４５に格納されている情報のいずれのパラメーターであっても、隣の「ＰＭ」の表示を選択することで選択可能であり、様々なパラメーターを選択して同一の時系列に沿って複数でも単数でも表示することが可能である。

次に、図５において、表示パネル３１の最上に「ＰＧ」と表示されているのは、図４にも示されていたプログラム名６４の欄である。表示パネル３１は前述のとおり、出力装置４４の他、入力装置４１としても機能している。図５は制御装置４２による制御の設定のための画面であり、符号６６にはステップ６６として、１から４まで乾燥工程としてこの順序で制御が実行されるように入力することが可能である。乾燥工程がさらに多い場合には、画面の右下の「次へ」のアイコンをタッチパネルで選択することで同様の画面が表示され、さらにステップ６６の追加を入力することが可能である。
ステップ６６の下に「温度℃」としてあるのが設定乾球温度６０を入力する欄で、「湿球℃」としてあるのが設定湿球温度６１ｂを入力する欄である。ここでは設定湿球温度６１ｂを入力することとしているが、前述のとおり、設定相対湿度６１ａでもよいし、設定絶対湿度であってもよい。「時間ｈ」とあるのは設定乾燥時間６２を入力する欄であり、その下の個別出力アイコン６５は、これを選択することで、図４に示される運転画面で個別出力アイコン６５を選択すると、強制終了が実行されることになる。
これらの入力が終了したら、図中の「変更完了」を選択して終了する。

次に、図６乃至図８を参照しながら、乾燥容器ポート９と支持具１０によって乾燥容器１１を乾燥庫３３の外に導出する方法について詳細に説明する。
図６（ａ）は本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置の支持具を備えたポートが乾燥容器に接触することなく、乾燥容器が電子秤上に載置されている状態を説明するための概念図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ－Ａ線矢視図であり、（ｃ）は乾燥測定装置の支持具が乾燥容器を支持して持ち上げて、乾燥容器が電子秤上に浮いている状態を説明するための概念図であり、（ｄ）は（ｃ）に示すＢ－Ｂ線矢視図である。
図６は、前面板２２側から見た概念図となっているが、この図６（ａ）において、電子秤６の上には乾燥容器１１と電子秤６の間で熱伝導や熱伝達が生じないように断熱シート１３が敷かれ、その上に被乾燥物３４を収容した乾燥容器１１が載置されている。そして、乾燥容器１１の周囲には乾燥容器１１に接触することなく囲繞する乾燥容器ポート９が備えられ、その上に同様に乾燥容器１１に接触することなく支点１４ａに設けられた支軸１４ｂを介して梃のように動作する支持具１０が設けられている。この動作については、図７及び図８を参照しながら後で詳細に説明する。
なお、断熱シート１３は選択的な構成要素であり、乾燥容器１１と電子秤６間の熱伝導や熱伝達が乾燥工程において問題とならない場合や電子秤６や乾燥容器１１そのものに断熱構造が採用されている等した場合には必ずしも介挿される必要はない。

支持具１０の乾燥容器１１側の端部が上方に動くと、支持具１０が、乾燥容器１１の上部に設けられた係止具１２に下側から当接して、乾燥容器１１を支持して持ち上げるように作用する。この状態を示したのが図６（ｃ）及び（ｄ）である。この図６（ｃ）の状態においても乾燥容器ポート９は乾燥容器１１に接触していない。支持具１０が係止具１２に当接して乾燥容器１１を持ち上げるためには、図６（ｂ）に示すとおり、乾燥容器１１の係止具１２間の幅Ｌ１が支持具１０間の幅よりも広くならなければならない。なお、図２を参照すれば理解できるが、乾燥容器１１の係止具１２間の幅Ｌ１は、２本の乾燥容器ポート９間の幅よりも広く形成されており、万一、乾燥容器ポート９を引き出す途中で、支持具１０から係止具１２が外れたとしても乾燥容器ポート９で支持することが可能である。
乾燥測定装置１の使用者は、引手３２を掴んで図６における左方向へ乾燥容器１１を引き出す際には支持具１０の引手３２側の端部を下方に降ろして乾燥容器１１側の端部を上方に上げて、乾燥容器１１を断熱シート１３から離して持ち上げてから乾燥容器ポート９ごと左側へ引き出す。

この動作について図７と図８を参照しながら説明する。
図７（ａ）は本発明の実施の形態に係る乾燥測定装置の左側板側から見た乾燥容器ポートの引手と支持具の位置関係を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＣ－Ｃ線矢視断面図である。また、図８（ａ）は図７（ａ）の状態から支持具を下げた状態における乾燥容器ポートと支持具の位置関係を示す概念図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＤ－Ｄ線矢視断面図である。
図７（ａ）、（ｂ）において、乾燥測定装置１の左側板３６側に設けられた引手３２は引手上側縁３２ａと引手下側縁３２ｂの間に空間を形成して、支持具１０の支持具レバー１０ｂがその空間に挿通されている。また、支持具１０は支持具ロック１０ａを備えており、この支持具ロック１０ａは左側板３６の引手上側縁３２ａ側の下端に嵌合するように形成されている。この状態が図６（ａ）、（ｂ）の状態である。
乾燥容器１１が電子秤６の上に載置されている場合には、図７（ｂ）に示されるように支持具ロック１０ａが左側板３６に嵌合しているので支持具１０が引き出されることはない。また、支持具１０は支点１４ａを介して乾燥容器ポート９に固定されているので、乾燥容器ポート９もまた引き出されることはない。

次に、図８（ａ）、（ｂ）においては、乾燥測定装置１の使用者が支持具レバー１０ｂを下方に下げることで支持具ロック１０ａを解除している。この状態が図６（ｃ）、（ｄ）の状態である。
したがって、乾燥測定装置１の使用者が引手３２を図面左側へ引くことで、乾燥容器ポート９と支持具１０が引き出され、支持具１０によって支持される乾燥容器１１が被乾燥物３４を収容したまま乾燥庫３３から外へ導出される。
なお、乾燥容器１１の高さや乾燥容器ポート９及び支持具１０の長さ、そして引手３２の高さ等の寸法は、図６－図８を用いて説明した作用を発揮できるように適宜調整するとよい。
このように構成される乾燥容器１１、乾燥容器ポート９、支持具１０及び引手３２を用いることで、乾燥容器１１に触れることなく、容易に短時間で乾燥庫３３から外へ導出することが可能であり、例えば、電子秤６とは別個に秤を用いて乾燥容器１１の重量を測定したり、被乾燥物３４の状態を乾燥庫３３の外で修正することが可能である。その他、実際に乾燥容器１１と収容された被乾燥物３４を外部に導出しなければならないすべての事象に対応することができる。

なお、観察窓２４を開閉可能とすることも考えられるが、面積が大き過ぎて乾燥庫３３内の乾燥環境が大きく変動してしまうので、望ましくは開口面積の小さな引手３２を用いて乾燥容器１１ごと被乾燥物３４を引き出すことが望ましい。
引き出した乾燥容器ポート９と支持具１０を乾燥庫３３内に戻す場合には、逆に、支持具レバー１０ｂを下げながら乾燥容器１１を浮かせたまま、乾燥庫３３内へ挿入し、断熱シート１３の上に載置できる位置まで挿入してから支持具レバー１０ｂを手から離して支持具ロック１０ａを左側板３６の引手上側縁３２ａ側の下端に挿入して引手３２が引き出せないようにする。
このような操作で同時に、乾燥容器１１の係止具１２から支持具１０による当接が解除されるので、乾燥環境に乾燥容器１１を容易かつ安全に置くことが可能である。

以上説明したとおり、乾燥容器ポート９、支持具１０及び引手３２を利用することで、乾燥測定装置１に被乾燥物３４を収容して乾燥工程前に電子秤６の上に載置することはもちろん、乾燥運転を行っている最中でも、短時間で容易に乾燥容器１１を乾燥庫３３の外部へ導出することが可能である。また、乾燥運転中に不用意に乾燥容器ポート９及び支持具１０によって乾燥容器１１が引き出せないようにロックをかけることも可能であり、安全に被乾燥物３４を乾燥させることが可能である。また、引手３２の表面積を小さくすることが可能であることから、乾燥運転中でも乾燥庫３３内の環境の変化を最小限に留めることが可能であり、乾燥条件に対する被乾燥物３４の乾燥状態の不整合を生じ難く、精度の高い被乾燥物３４の乾燥を実行することが可能である。
本実施の形態における乾燥容器ポート９、支持具１０及び引手３２として、機械的に構成する場合について説明したが、乾燥容器ポート９や支持具１０の操作については、サーボモータ等を利用することでロック機構も含めて電動化することも可能である。

以上説明したとおり、本実施の形態に係る乾燥測定装置によれば、被乾燥物３４を用いて、ヒーター出力５６、ダンパー開度５５、ファン出力５７及び加湿器出力５８の他、乾球温度５０ａや湿球温度５１あるいは乾燥時間５４も含めて乾燥条件のパラメーターを設定しつつ、それを記憶装置４５に記憶しておき、同じ時系列でそれぞれのパラメーターの変化の履歴を得ることが可能である。この履歴を得ることで、乾燥条件のパラメーターを変えることで、どのような条件でどのような乾燥状態が得られるかという乾燥のメカニズムを探求しながら、それらのパラメーターの乾燥への影響を、乾燥工程をシミュレーションしながら評価することが可能である。さらに、パラメーターの評価の結果からエネルギー効率や植物や海産物といった被乾燥物３４毎の品質の向上等を目的とした乾燥モデルや乾燥工程の構築、設計を可能とするものである。特に、経時的に減少していく被乾燥物３４の被乾燥物重量５３ａを把握することで、どのような乾燥が被乾燥物３４にとって好適な状態となるのかを被乾燥物重量５３ａとの関係で評価することが可能である。

以上説明したように、本発明は植物や海産物等が加熱空気によってどのように乾燥されるかを測定及び評価する乾燥の測定や評価に関する技術分野において利用可能である。

１…乾燥測定装置 ２…ヒーター ３…ダンパー ４…ファン ５…加湿器 ６…電子秤 ７…乾球温度計 ８…湿球温度計 ９…乾燥容器ポート １０…支持具 １０ａ…支持具ロック １０ｂ…支持具レバー １１…乾燥容器 １２…係止具 １３…断熱シート １４ａ…支点 １４ｂ…支軸 １５…仕切壁 １６…通気路 １７…通気路 １８…仕切天井 １９…通気路 ２０…通気路 ２１…外気乾球温度計 ２２…前面板 ２３…窓用開閉扉 ２４…観察窓 ２５…取っ手 ２６…天板 ２７…背面板 ２８…底板 ２９…支持脚 ３０…通気孔 ３１…表示パネル ３２…引手 ３２ａ…引手上側縁 ３２ｂ…引手下側縁 ３３…乾燥庫 ３３ａ－３３ｃ…空間 ３４…被乾燥物 ３５…右側板 ３６…左側板 ３７…ポート用扉 ３８…断熱壁 ３９…撮影装置 ４０…基板 ４１…入力装置 ４２…制御装置 ４３…演算装置 ４４…出力装置 ４５…記憶装置 ４６…機器庫 ５０ａ…乾球温度 ５０ｂ…外気乾球温度 ５１…湿球温度 ５２…相対湿度 ５３ａ…被乾燥物重量 ５３ｂ…含水率 ５４…乾燥時間 ５５…ダンパー開度 ５６…ヒーター出力 ５７…ファン出力 ５８…加湿器出力 ５９…湿り空気線図 ６０…設定乾球温度 ６１ａ…設定相対湿度 ６１ｂ…設定湿球温度 ６２…設定乾燥時間 ６３…撮影画像 ６４…プログラム名 ６５…個別出力アイコン ６６…ステップ

なお、制御装置４２は計時機能を備えており、起動してから乾燥が開始された時刻からの乾燥時間５４を測定しており、記憶装置４５は制御装置４２からその乾燥時間５４を受信して読み出し可能に随時格納している。
また、制御装置４２は、入力装置４１を介して行われる、ヒーター２、ダンパー３、ファン４、加湿器５、電子秤６及び撮影装置３９に対する手動入力に対してもオンオフに関する制御信号や出力の増減に関する制御信号を送信することが可能であり、電子秤６に対しては測定するための制御信号を送信したり、撮影装置３９に対しては撮影開始や撮影停止をするための制御信号や撮影タイミングに関する制御信号を送信することも可能である。

次に、図４及び図５を参照しながら、乾燥測定装置１の運転状況及び制御装置４２への設定入力について説明を加える。
図４は乾燥測定装置の運転状態を示す表示パネルの概念図であり、図５は乾燥測定装置のプログラム設定を示す表示パネルの概念図である。
図４において、表示パネル３１に示されるとおり、温度℃として乾球温度５０ａが、湿球℃として湿球温度５１が表示されている。また、その下の「ＰＧ」と表示されているのは、プログラム名６４の欄であり、実際に運転される際にプログラム制御を実施した際にはそのプログラム名が表示される。
また、プログラム名６４の下には経過時間として、乾燥時間５４が表示されている。
さらに、その経過時間の欄の下に示されているのは個別出力アイコン６５であり、「加温」、「送風」、「加湿」とあるのは、これらをタッチパネルの表示パネル３１から選択すると、それぞれヒーター２、ファン４、加湿器５が強制停止する。
表示パネル３１の右側には、その最上部に「停止中」とあり、乾燥測定装置１が停止状態にあることが表示されている。運転中は「運転中」と表示される。その下にある「加温」、「送風」、「加湿」の表示は、それぞれ図では薄い色として表示されており、それぞれヒーター２、ファン４、加湿器５が停止中であることを示している。また、「排湿自動」の表示は制御装置４２によってダンパー３の開閉が自動で制御されていることを示しており、その隣の「排湿閉」の表示はダンパー３が閉止していることを示す表示である。
さらに、下方の「開始時刻」の表示はタッチパネルとして選択すると、乾燥運転が開始された時刻が表示される。この時刻は制御装置４２の計時機能によるものである。その下の「履歴」の表示をタッチパネルとして選択すると、乾燥が開始されたときからの履歴情報が示される。この「履歴」は記憶装置４５に格納されている情報のいずれのパラメーターであっても、隣の「ＰＭ」の表示を選択することで選択可能であり、様々なパラメーターを選択して同一の時系列に沿って複数でも単数でも表示することが可能である。

Claims (8)

1. 空気を循環させて被乾燥物を乾燥させる乾燥庫と、その乾燥庫内に配置され前記被乾燥物を収容する乾燥容器と、この乾燥容器を載置して重量を測定する秤と、前記乾燥庫内の乾球温度を測定する乾球温度計と、前記乾燥庫内の湿球温度を測定する湿球温度計と、前記空気を加熱するヒーターと、前記空気を循環させるファンと、前記空気を排出して外気を取り入れるダンパーと、前記乾球温度計の測定値、前記湿球温度計の測定値、前記秤の測定値、前記ヒーターの出力値、前記ファンの出力値及び前記ダンパーの開度を記憶する記憶装置と、を有することを特徴とする乾燥測定装置。
2. 前記乾燥容器を支持して前記秤の上から前記乾燥庫外に前記乾燥容器を導出するポートを有することを特徴とする請求項１記載の乾燥測定装置。
3. 前記空気を加湿する加湿器を有し、前記記憶装置は前記加湿器の出力値を記憶することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乾燥測定装置。
4. 前記秤と前記乾燥容器の間に介挿される断熱部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の乾燥測定装置。
5. 前記乾燥容器内に収容された前記被乾燥物の観察が前記乾燥庫の外部から可能な観察窓を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の乾燥測定装置。
6. 前記乾燥容器内に収容された前記被乾燥物の撮影が可能な撮影装置を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の乾燥測定装置。
7. 前記ファンに制御信号を送信する制御装置を備え、前記秤が前記重量を測定する際に前記制御装置は前記ファンに前記制御信号として停止信号を送信することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の乾燥測定装置。
8. 設定乾球温度と、設定湿球温度と設定絶対湿度と設定相対湿度のいずれかと、を少なくとも入力する入力装置を備え、前記記憶装置は、湿り空気線図を記憶し、前記制御装置は、前記設定乾球温度の入力を受けて前記ヒーターの出力を制御するヒーター制御信号を前記ヒーターに送信し、前記設定湿球温度と前記設定絶対湿度と前記設定相対湿度のいずれかの入力を受けて前記ダンパーの開度を制御するダンパー制御信号を前記ダンパーに送信することを特徴とする請求項７記載の乾燥測定装置。

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