JP3046321B2 - 通風式固体培養装置の制御方法 - Google Patents
通風式固体培養装置の制御方法Info
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- JP3046321B2 JP3046321B2 JP2111184A JP11118490A JP3046321B2 JP 3046321 B2 JP3046321 B2 JP 3046321B2 JP 2111184 A JP2111184 A JP 2111184A JP 11118490 A JP11118490 A JP 11118490A JP 3046321 B2 JP3046321 B2 JP 3046321B2
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
本発明は、通風式固体培養装置、例えば製麹、酵素製
剤のための培養、抗生物質製造等に用いられる通風式固
体培養装置の培養条件を熟練者の勘等に頼ることなく最
適化する自動制御方法に関するものである。
剤のための培養、抗生物質製造等に用いられる通風式固
体培養装置の培養条件を熟練者の勘等に頼ることなく最
適化する自動制御方法に関するものである。
固体培養装置には大きくわけてトレイ式と通風式に分
類され、トレイ式は基質（固体培地）内部の通風はしな
い。通風式は基質内部の通風により品温制御を行う。 通風式固体培養装置の従来の制御方法は、例えば醤油
麹の例で説明すると、つぎのようである。 送風温 品温が品温曲線通りになるようにするために、予め設
定された風温曲線通りに送風温を制御する。 送風量 麹の発熱量は時期よって異なるので時間設定により送
風量を変更して行う。 手入れ時期 麹の発熱量に合わせた時間設定により手入れを行う。
類され、トレイ式は基質（固体培地）内部の通風はしな
い。通風式は基質内部の通風により品温制御を行う。 通風式固体培養装置の従来の制御方法は、例えば醤油
麹の例で説明すると、つぎのようである。 送風温 品温が品温曲線通りになるようにするために、予め設
定された風温曲線通りに送風温を制御する。 送風量 麹の発熱量は時期よって異なるので時間設定により送
風量を変更して行う。 手入れ時期 麹の発熱量に合わせた時間設定により手入れを行う。
上記のような制御方法の場合、次のような問題点があ
った。 品温による風温制御をしていないので品温曲線通りに
は品温が追随しない。 品温による風温制御をした場合、従来のPID制御では1
5〜30分の時間遅れが生じ、しばしば異常温度になるこ
とがあり、また制御不可能になることがあった。そのた
め、仕方なく、あらかじめ設定された風温、風量になる
ように風温、風量を制御していた。 風量は風温との兼ね合いで決定されるが、両者ともあ
らかじめ設定されているために、風量は麹の発熱状況に
対して最適とはいえず、送風機の消費電力が多くなって
いた。 手入れ時期は実際の麹の状態、麹の発熱量に関係なく
あらかじめ想定された麹の状態、麹の発熱量によって決
められた時間設定であるために、常に適切なタイミング
で手入れされるとは限らない。麹の状態に比して早いタ
イミングで自動手入れがなされると、後で品温が高くな
りすぎて、風だけでは品温を下げることが出来なくな
る。遅いタイミングであると品温が高くなりすぎる。通
常は風で発熱がおさえられるギリギリの段階で手入れす
るのがよく、これは熟練者の勘にたよるほかない。
った。 品温による風温制御をしていないので品温曲線通りに
は品温が追随しない。 品温による風温制御をした場合、従来のPID制御では1
5〜30分の時間遅れが生じ、しばしば異常温度になるこ
とがあり、また制御不可能になることがあった。そのた
め、仕方なく、あらかじめ設定された風温、風量になる
ように風温、風量を制御していた。 風量は風温との兼ね合いで決定されるが、両者ともあ
らかじめ設定されているために、風量は麹の発熱状況に
対して最適とはいえず、送風機の消費電力が多くなって
いた。 手入れ時期は実際の麹の状態、麹の発熱量に関係なく
あらかじめ想定された麹の状態、麹の発熱量によって決
められた時間設定であるために、常に適切なタイミング
で手入れされるとは限らない。麹の状態に比して早いタ
イミングで自動手入れがなされると、後で品温が高くな
りすぎて、風だけでは品温を下げることが出来なくな
る。遅いタイミングであると品温が高くなりすぎる。通
常は風で発熱がおさえられるギリギリの段階で手入れす
るのがよく、これは熟練者の勘にたよるほかない。
上記課題を検討した結果、従来のPID制御に代表され
るプロセスの計測値をフイードバックさせて制御目標に
一致するように操作量を決定する制御方法は、微生物培
養に伴う複雑な因子には対応できないことが明らかとな
った。 そこで、少なくとも培養経過時間を含む培養因子を入
力量として、その入力値にしたがって前件部メンバーシ
ップ関数によりファジイ変数の適合度を求めるファジイ
制御によって培養条件を制御することを特徴とする通風
式固体培養装置の制御方法を開発したのである。 ファジイ制御以外にも最適制御、エキスパートシステ
ムによる制御、サンプリング制御等を用いることが考え
られる。 しかし、最適制御はプロセスの状態方程式を求めそれ
を用いて評価基準との誤差が最小となるように操作量を
決める制御方法であるが、状態方程式が求められるかど
うかが問題である。求められにしても線形化が可能かど
うかも問題となる。 エキスパートシステムによる制御（ファジイ制御を除
く）はそれぞれの状態に応じた操作量をあらかじめ規則
化することによって制御する。これは、規則が非常に複
雑になる。 サンプリング制御はPID制御を連続的に行なうのでな
く、むだ時間に応じて間歇的にPID制御を行う方法であ
るが、系が複雑な場合は安定が難しい。したがってファ
ジイ制御が最も好ましい態様である。 ここにいうファジイ制御とは、一般に知られているフ
ァジイ理論を利用するもので、これに基づく制御方式で
ある。培養時にこれまで作業者が行っていたあいまいな
情報をもとに柔軟な適応性によって制御していた操作方
法をファジイ理論によってモデル化し、コンピュータ利
用によって具現化しようとするものである。 さらに詳しくは、例えば、麹品温とプログラム設定値
との間に差がある等のプロセスの状況判断を条件命題
（前件部命題）として、その命題が確かなとき、麹層通
過風量を変更する等（後件部命題）の操作方法を結論と
する制御規則において、プロセスの状況判断の基準や操
作の内容があいまい量として扱われ、麹品温がやや上が
り始めたら（前件部命題）、送風温を少し下げる（後件
部命題）といった、そのあいまい量がメンバーシップ関
数で定量化されるもので、各制御規則の前件部命題の適
合度を重みとした総合判断として操作量が求められる制
御方式である。 そのための総合判断の手順としては、先ず、推論方法
に一般的に使用されているMax−Min法を採用するとよ
い。例えば、培養時の制御規則のうち、後述する第２表
中の１番目の規則は、 IF TIME＝TE−A,ΔTEMP＝NB THEN送風＝PB 送風＝
SA としている。この制御規則は、入出力変数名と入出力変
数を第１表に示したが、TIMEが培養経過時間であり、Δ
TEMPが麹品温とプログラム設定値との差を示すとき、TI
MEがTM−Ａで，ΔTEMPがNBであれば、後件部の操作量で
ある風温はPB,風量はSAとすることを意味している。NB,
PB,SAはそれぞれあいまい状態を表すファジイ変数であ
る。 前件部ファジイ変数とメンバーシップ関数の例は後述
する実施例の第２図にみられ、後件部ファジイ変数とメ
ンバーシップ関数についても第３図に示している。この
メンバーシップ関数はあいまい量を定量化するためのフ
ァジイ変数の集合である。それぞれのファジイ変数は入
力値にしたがって前件部メンバーシップ関数により適合
度が求められ、それをもとにして演算により出力に関す
るメンバーシップ関数が求められる。操作出力値は定法
に従って出力に関するメンバーシップ関数の面積を二等
分する点として求められる。 これらは計測値が周期的に入力されるとマイクロコン
ピュータ又は制御用計算機で演算される。この操作出力
値はあいまいな情報を用いた柔軟で適応性高いものとな
っており、熟練オペレータの判断要因のうちオンライン
計測できないものがある場合はそのキーボード入力と共
に、処理されて適正な通風式固体培養装置の制御がなさ
れる。 ここでいう通風式固体培養装置とは、微生物や動植物
の細胞を寒天、ゼラチン、シリカゲル、フスマ、大豆、
米、麦等の固体培地（基質）で培養するものであり、み
そ、醤油、清酒、焼酎等の麹製造装置、微生物の培養に
よって微生物自体、酵素、抗生物質等を生産する装置を
いう。 その場合の培養因子とは、品温、品温の時間変化量、
品温と希望する品温経過値との差、その時間変化量、基
質重量、その時間変化量、品温のばらつき量、風圧、培
養経過時間、送風量、送風温、排風温、送風湿度、排風
湿度、空調機シャワー水温、培養装置内湿度、発熱量、
発熱の時間変化量、手入れ時期、二酸化炭素濃度、基質
水分、微生物の基質への破精込み程度、香成分量、外気
温、外気湿度、使用電力量、二酸化炭素の発生量等であ
る。ここでファジイ制御では、従来の制御方式の制御因
子には使用されなかった培養経過時間が実施例にも入力
量として重要な制御因子として用いられる。 培養条件とは、送風量、送風温、送風湿度、手入れ時
期、二酸化炭素濃度、培養装置内湿度、空調機シャワー
水温等である。 なお、オンライン計測の結果がコンピュータに入力さ
れるが、オンライン計測のできないものは、操作員の操
作判断をキーボードから直接入力することも可能であ
る。また、ファジイ制御と従来の制御方式との組合せに
よる制御も可能である。
るプロセスの計測値をフイードバックさせて制御目標に
一致するように操作量を決定する制御方法は、微生物培
養に伴う複雑な因子には対応できないことが明らかとな
った。 そこで、少なくとも培養経過時間を含む培養因子を入
力量として、その入力値にしたがって前件部メンバーシ
ップ関数によりファジイ変数の適合度を求めるファジイ
制御によって培養条件を制御することを特徴とする通風
式固体培養装置の制御方法を開発したのである。 ファジイ制御以外にも最適制御、エキスパートシステ
ムによる制御、サンプリング制御等を用いることが考え
られる。 しかし、最適制御はプロセスの状態方程式を求めそれ
を用いて評価基準との誤差が最小となるように操作量を
決める制御方法であるが、状態方程式が求められるかど
うかが問題である。求められにしても線形化が可能かど
うかも問題となる。 エキスパートシステムによる制御（ファジイ制御を除
く）はそれぞれの状態に応じた操作量をあらかじめ規則
化することによって制御する。これは、規則が非常に複
雑になる。 サンプリング制御はPID制御を連続的に行なうのでな
く、むだ時間に応じて間歇的にPID制御を行う方法であ
るが、系が複雑な場合は安定が難しい。したがってファ
ジイ制御が最も好ましい態様である。 ここにいうファジイ制御とは、一般に知られているフ
ァジイ理論を利用するもので、これに基づく制御方式で
ある。培養時にこれまで作業者が行っていたあいまいな
情報をもとに柔軟な適応性によって制御していた操作方
法をファジイ理論によってモデル化し、コンピュータ利
用によって具現化しようとするものである。 さらに詳しくは、例えば、麹品温とプログラム設定値
との間に差がある等のプロセスの状況判断を条件命題
（前件部命題）として、その命題が確かなとき、麹層通
過風量を変更する等（後件部命題）の操作方法を結論と
する制御規則において、プロセスの状況判断の基準や操
作の内容があいまい量として扱われ、麹品温がやや上が
り始めたら（前件部命題）、送風温を少し下げる（後件
部命題）といった、そのあいまい量がメンバーシップ関
数で定量化されるもので、各制御規則の前件部命題の適
合度を重みとした総合判断として操作量が求められる制
御方式である。 そのための総合判断の手順としては、先ず、推論方法
に一般的に使用されているMax−Min法を採用するとよ
い。例えば、培養時の制御規則のうち、後述する第２表
中の１番目の規則は、 IF TIME＝TE−A,ΔTEMP＝NB THEN送風＝PB 送風＝
SA としている。この制御規則は、入出力変数名と入出力変
数を第１表に示したが、TIMEが培養経過時間であり、Δ
TEMPが麹品温とプログラム設定値との差を示すとき、TI
MEがTM−Ａで，ΔTEMPがNBであれば、後件部の操作量で
ある風温はPB,風量はSAとすることを意味している。NB,
PB,SAはそれぞれあいまい状態を表すファジイ変数であ
る。 前件部ファジイ変数とメンバーシップ関数の例は後述
する実施例の第２図にみられ、後件部ファジイ変数とメ
ンバーシップ関数についても第３図に示している。この
メンバーシップ関数はあいまい量を定量化するためのフ
ァジイ変数の集合である。それぞれのファジイ変数は入
力値にしたがって前件部メンバーシップ関数により適合
度が求められ、それをもとにして演算により出力に関す
るメンバーシップ関数が求められる。操作出力値は定法
に従って出力に関するメンバーシップ関数の面積を二等
分する点として求められる。 これらは計測値が周期的に入力されるとマイクロコン
ピュータ又は制御用計算機で演算される。この操作出力
値はあいまいな情報を用いた柔軟で適応性高いものとな
っており、熟練オペレータの判断要因のうちオンライン
計測できないものがある場合はそのキーボード入力と共
に、処理されて適正な通風式固体培養装置の制御がなさ
れる。 ここでいう通風式固体培養装置とは、微生物や動植物
の細胞を寒天、ゼラチン、シリカゲル、フスマ、大豆、
米、麦等の固体培地（基質）で培養するものであり、み
そ、醤油、清酒、焼酎等の麹製造装置、微生物の培養に
よって微生物自体、酵素、抗生物質等を生産する装置を
いう。 その場合の培養因子とは、品温、品温の時間変化量、
品温と希望する品温経過値との差、その時間変化量、基
質重量、その時間変化量、品温のばらつき量、風圧、培
養経過時間、送風量、送風温、排風温、送風湿度、排風
湿度、空調機シャワー水温、培養装置内湿度、発熱量、
発熱の時間変化量、手入れ時期、二酸化炭素濃度、基質
水分、微生物の基質への破精込み程度、香成分量、外気
温、外気湿度、使用電力量、二酸化炭素の発生量等であ
る。ここでファジイ制御では、従来の制御方式の制御因
子には使用されなかった培養経過時間が実施例にも入力
量として重要な制御因子として用いられる。 培養条件とは、送風量、送風温、送風湿度、手入れ時
期、二酸化炭素濃度、培養装置内湿度、空調機シャワー
水温等である。 なお、オンライン計測の結果がコンピュータに入力さ
れるが、オンライン計測のできないものは、操作員の操
作判断をキーボードから直接入力することも可能であ
る。また、ファジイ制御と従来の制御方式との組合せに
よる制御も可能である。
上記のような通風式固体培養装置の制御方法による
と、みそ、醤油、清酒等の麹製造その他通風式固体培養
装置による製造において、培養因子の入力がなされる
と、各制御規則の前件部命題の適合度を重みとした総合
判断がファジイ推論としてなされ、これにより操作量が
出力される。使用されるファジイ推論では、プロセスの
状況判断の基準や操作の内容があいまい量として扱われ
るが、これはメンバーシップ関数で定量化され、コンピ
ュータによって処理され、最適な培養のための制御が自
動でなされる。
と、みそ、醤油、清酒等の麹製造その他通風式固体培養
装置による製造において、培養因子の入力がなされる
と、各制御規則の前件部命題の適合度を重みとした総合
判断がファジイ推論としてなされ、これにより操作量が
出力される。使用されるファジイ推論では、プロセスの
状況判断の基準や操作の内容があいまい量として扱われ
るが、これはメンバーシップ関数で定量化され、コンピ
ュータによって処理され、最適な培養のための制御が自
動でなされる。
以下実施例によって本発明を詳細に説明する。 実施例（ｉ） 醤油麹の培養制御例 第１図は醤油麹の通風式製麹装置における系統図であ
る。製麹装置（１）の回転円盤上の麹層（２）には空調
機（３）から調和された空気が供給される。回転円盤の
下方にある空気供給室（４）には風圧センサ（５）があ
り、また、麹層（２）には品温センサ（６）がある。品
温センサ（６）の測定結果は状態認識入力装置（７）へ
オンライン入力されるようになっている。状態認識入力
装置（７）にはプログラム品温設定値がキーボード入力
される。また、培養経過時間の計測もなされる。状態認
識入力装置（７）と操作量出力装置（８）との間にファ
ジイ推論のための演算部（９）があり、これはファジイ
制御規則部（10）と接続されている。操作量出力装置
（８）からは製麹装置が備えている風量、風温、手入れ
に関する操作部に総てについて制御のための出力指令が
出されるようになっている。風量に関してはインバータ
（11）を介してフアン（12）の回転制御がなされる。風
温は風温調節計（13）を介して、空調機（３）内へ供給
されるシャワー水温の加熱ヒータ（14）の制御と、必要
に応じて外気を取り入れるフィンクーラ（15）及び排気
ダクト（16）などのダンパー開度の制御が可能に接続さ
れている。手入れは操作量出力装置（８）と製麹装置の
手入れ機（17）の作動モータ間を接続して制御指令され
る。 本実施例におけるファジイ制御規則部（10）とファジ
イ推論のための演算部（９）とによるコンピュータ制御
における入出力変数名（ラベル）及び入出力変数を第１
表に示した。ここでファジイ制御との関連において、入
力変数に入力変数名「TIME」として「培養経過時間」を
必ず採用していることが本発明の特徴である。 ファジイ制御規則はしたがって、TIME＝TM−Ａ〜TM−
Ｃを採用しており、その詳細は、第２表の如くである。 ファジイ分割における前件部ファジイ変数とメンバー
シップ関数を第２図（ａ）〜（ｄ）に示した。また、第
３図（ａ）〜（ｃ）には同後件部ファジイ変数とメンバ
ーシップ関数を示した。 オンラインにより第１表に示す各培養因子の入力がな
されると、前述したように装置内で各制御規則の前件部
命題の適合度を重みとした総合判断がファジイ推論とし
てなされ、これにより操作量が出力される。 以上の通風式固体培養装置及び制御方法を用いて、培
養種類、入力量、出力量を変えてファジイ制御試験した
結果を第３表に示した。いずれも発熱状況等の培養因子
の入力量とともに、「経過時間」を培養因子の入力量と
して採用した結果、ファジイ制御により適正に希望品温
が保たれ、良好な製麹効果が得られた。 実施例（ii） 清酒用米麹の製麹例 清酒用米麹の場合、麹菌の発育状態により運転条件を
決定する必要がある。したがって麹の発熱量、麹水分、
麹の破精込み程度、麹の香成分等を判断して、従来、杜
氏が麹作りを行っていた。しかしながら機械製麹に移行
するに到って杜氏が判断して運転条件を決定する場合は
問題なかったが、完全自動化を行うときは完全な麹菌の
発育状態に応じた運転は不可能とされていた。しかしな
がら、これらのパラメータをオンライン計測（又はオフ
ラインで計測して手動入力）して入力し、他の従来から
機械製麹のセンサー入力である品温、湿度、二酸化炭素
量を総合的にファジィ推論を行い、送風量、送風温、送
風湿度、手入れ時期、二酸化炭素濃度、製麹装置内湿
度、空調機シャワー水温を制御することによって、すぐ
れた杜氏の判断による運転と同等の製麹ができた。 このような通風式固体培養装置及び制御方法を用い
て、清酒用米麹の通風式製麹のファジイ制御試験した結
果を第４表に示した。 第４表から明らかなように、入力量に「経過時間」を
採用した上段のファジイ制御では、突破精のよい麹がで
きるのに対し、中段、下段のように「経過時間」の入力
因子を省略すると、ある程度の破精込み具合がコントロ
ールできるが、他の培養因子を多く入力しても十分な結
果が得られなかった。
る。製麹装置（１）の回転円盤上の麹層（２）には空調
機（３）から調和された空気が供給される。回転円盤の
下方にある空気供給室（４）には風圧センサ（５）があ
り、また、麹層（２）には品温センサ（６）がある。品
温センサ（６）の測定結果は状態認識入力装置（７）へ
オンライン入力されるようになっている。状態認識入力
装置（７）にはプログラム品温設定値がキーボード入力
される。また、培養経過時間の計測もなされる。状態認
識入力装置（７）と操作量出力装置（８）との間にファ
ジイ推論のための演算部（９）があり、これはファジイ
制御規則部（10）と接続されている。操作量出力装置
（８）からは製麹装置が備えている風量、風温、手入れ
に関する操作部に総てについて制御のための出力指令が
出されるようになっている。風量に関してはインバータ
（11）を介してフアン（12）の回転制御がなされる。風
温は風温調節計（13）を介して、空調機（３）内へ供給
されるシャワー水温の加熱ヒータ（14）の制御と、必要
に応じて外気を取り入れるフィンクーラ（15）及び排気
ダクト（16）などのダンパー開度の制御が可能に接続さ
れている。手入れは操作量出力装置（８）と製麹装置の
手入れ機（17）の作動モータ間を接続して制御指令され
る。 本実施例におけるファジイ制御規則部（10）とファジ
イ推論のための演算部（９）とによるコンピュータ制御
における入出力変数名（ラベル）及び入出力変数を第１
表に示した。ここでファジイ制御との関連において、入
力変数に入力変数名「TIME」として「培養経過時間」を
必ず採用していることが本発明の特徴である。 ファジイ制御規則はしたがって、TIME＝TM−Ａ〜TM−
Ｃを採用しており、その詳細は、第２表の如くである。 ファジイ分割における前件部ファジイ変数とメンバー
シップ関数を第２図（ａ）〜（ｄ）に示した。また、第
３図（ａ）〜（ｃ）には同後件部ファジイ変数とメンバ
ーシップ関数を示した。 オンラインにより第１表に示す各培養因子の入力がな
されると、前述したように装置内で各制御規則の前件部
命題の適合度を重みとした総合判断がファジイ推論とし
てなされ、これにより操作量が出力される。 以上の通風式固体培養装置及び制御方法を用いて、培
養種類、入力量、出力量を変えてファジイ制御試験した
結果を第３表に示した。いずれも発熱状況等の培養因子
の入力量とともに、「経過時間」を培養因子の入力量と
して採用した結果、ファジイ制御により適正に希望品温
が保たれ、良好な製麹効果が得られた。 実施例（ii） 清酒用米麹の製麹例 清酒用米麹の場合、麹菌の発育状態により運転条件を
決定する必要がある。したがって麹の発熱量、麹水分、
麹の破精込み程度、麹の香成分等を判断して、従来、杜
氏が麹作りを行っていた。しかしながら機械製麹に移行
するに到って杜氏が判断して運転条件を決定する場合は
問題なかったが、完全自動化を行うときは完全な麹菌の
発育状態に応じた運転は不可能とされていた。しかしな
がら、これらのパラメータをオンライン計測（又はオフ
ラインで計測して手動入力）して入力し、他の従来から
機械製麹のセンサー入力である品温、湿度、二酸化炭素
量を総合的にファジィ推論を行い、送風量、送風温、送
風湿度、手入れ時期、二酸化炭素濃度、製麹装置内湿
度、空調機シャワー水温を制御することによって、すぐ
れた杜氏の判断による運転と同等の製麹ができた。 このような通風式固体培養装置及び制御方法を用い
て、清酒用米麹の通風式製麹のファジイ制御試験した結
果を第４表に示した。 第４表から明らかなように、入力量に「経過時間」を
採用した上段のファジイ制御では、突破精のよい麹がで
きるのに対し、中段、下段のように「経過時間」の入力
因子を省略すると、ある程度の破精込み具合がコントロ
ールできるが、他の培養因子を多く入力しても十分な結
果が得られなかった。
本発明の通風式固体培養装置の制御方法は以上のよう
に、数学モデルとすることに限界があり、しかも培養時
の微生物利用に立脚する複雑な因子に対応できない種々
のあいまいな培養因子を入力量として、特に、少なくと
も「培養経過時間」を入力量としてその入力値にしたが
って前件部メンバーシップ関数によりファジイ変数の適
合度を求めるファジイ制御によって培養条件を制御する
ことを可能としたことにより、下記のような効果が得ら
れた。 培養時の品温経過が品温設定曲線通りになった。 そのため、希望品温経過を入力するだけで、手動によ
る補正制御、季節要因（外気温等）による微調節（手
動）が不要となった。 使用電力量の入力によって使用電力量が小さくても同
等の製麹ができる運転条件を選択してランニングコスト
の低減がはかれた。 理想的手入れタイミングとなった。 以上のことから、無人運転を可能として省力化可能と
なるとともに、培養製品の品質向上の効果が得られた。 従来あいまいな量としてしか扱えずに自動制御の入力
量として反映できなかったものが扱えるようになり、品
質が向上した。 製造技術者の経験に裏打ちされた制御方法を規則化す
ることによって自動制御に反映されて製造技術者の手動
制御による製造と同等以上のものができた。
に、数学モデルとすることに限界があり、しかも培養時
の微生物利用に立脚する複雑な因子に対応できない種々
のあいまいな培養因子を入力量として、特に、少なくと
も「培養経過時間」を入力量としてその入力値にしたが
って前件部メンバーシップ関数によりファジイ変数の適
合度を求めるファジイ制御によって培養条件を制御する
ことを可能としたことにより、下記のような効果が得ら
れた。 培養時の品温経過が品温設定曲線通りになった。 そのため、希望品温経過を入力するだけで、手動によ
る補正制御、季節要因（外気温等）による微調節（手
動）が不要となった。 使用電力量の入力によって使用電力量が小さくても同
等の製麹ができる運転条件を選択してランニングコスト
の低減がはかれた。 理想的手入れタイミングとなった。 以上のことから、無人運転を可能として省力化可能と
なるとともに、培養製品の品質向上の効果が得られた。 従来あいまいな量としてしか扱えずに自動制御の入力
量として反映できなかったものが扱えるようになり、品
質が向上した。 製造技術者の経験に裏打ちされた制御方法を規則化す
ることによって自動制御に反映されて製造技術者の手動
制御による製造と同等以上のものができた。
第１図は醤油麹の通風式製麹装置における系統図であ
る。第２図（ａ）〜（ｄ）及び第３図（ａ）〜（ｃ）は
メンバーシップ関数を示す図である。 （１）通風式製麹装置、（２）麹層 （３）空調機、（４）空気供給室 （５）風圧センサ、（６）品温センサ （７）状態認識入力装置、（８）操作量出力装置 （９）ファジイ制御演算部 （10）ファジイ制御規制部 （11）インバータ、（12）フアン （13）風温調節計、（14）加熱ヒータ （15）フィンクーラ、（16）排気ダクト （17）手入れ機
る。第２図（ａ）〜（ｄ）及び第３図（ａ）〜（ｃ）は
メンバーシップ関数を示す図である。 （１）通風式製麹装置、（２）麹層 （３）空調機、（４）空気供給室 （５）風圧センサ、（６）品温センサ （７）状態認識入力装置、（８）操作量出力装置 （９）ファジイ制御演算部 （10）ファジイ制御規制部 （11）インバータ、（12）フアン （13）風温調節計、（14）加熱ヒータ （15）フィンクーラ、（16）排気ダクト （17）手入れ機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−208271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−120978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−42881（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−297376（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−297381（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−72380（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−39286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−195682（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−97376（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C12M 1/16 - 3/10 C12Q 3/00
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも培養経過時間を含む培養因子を
入力量として、その入力値にしたがって前件部メンバー
シップ関数によりファジイ変数の適合度を求めるファジ
イ制御によって培養条件を制御することを特徴とする通
風式固体培養装置の制御方法。
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| JP2111184A JP3046321B2 (ja) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | 通風式固体培養装置の制御方法 |
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| US7652112B2 (en) | 2005-07-06 | 2010-01-26 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polymeric extenders for surface effects |
| DE102006044091A1 (de) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Carl Zeiss Microimaging Gmbh | Steuermodul und Steuersystem zur Beeinflussung von Probenumgebungsparametern eines Inkubationssystems, Verfahren zur Steuerung einer Mikroskopanordnung und Computerprogrammprodukt |
-
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