JP4114108B2 - 連続通風による製麹方法及び装置 - Google Patents

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、主として酵素工業並びに醸造工業に使用する、製麹装置の空調方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
固体培養で微生物の生育を制御するために、温度と湿度等の生育環境を調節する必要がある。そこで、目的とする生産物の種類により、生育環境の調節方法が検討されてきた。生育環境の制御方法は、設定された範囲外に生育環境が変化した場合にのみ、制御を行ない、設定された範囲内に生育環境がある場合いには制御を行なわない断続的な制御方法であった。
【0003】
製麹工程の主要操作の一つである手入操作は、麹堆積層を撹拌することにより、麹地籍層の通気を容易にすると共に、麹堆積層を混合することで品質の一定化を維持する重要な操作である。手入れを実施する時期は、製麹時間、測定温度等により制御され、麹の進捗に併せて行なわれていたが、設定麹温度は手入時期に関係なく、製麹開始時に設定された状態で推移していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
固体培養の主な生育環境である温度及び湿度を、従来の断続通風制御により、限定された範囲内に調節することは困難である。断続通風制御では、設定された範囲外に測定値が逸脱した時点で空調装置に通気を開始し、温度及び湿度の調節を行なう。このため、空調装置内の温度調節装置や湿度調節装置は、ON／OFFを繰り返すこととなり、安定した性能を発揮することができない。したがって、空調装置が作動した初期に通過した空気の温度及び湿度は不安定な状態となり、適正な空気条件に安定するまでに時間を必要とする。
【0005】
麹堆積層を断続的に通気させる製麹方法の場合には、麹堆積層中の高温多湿の空気が急激に製麹室内に供給される。この変化を捉えてから生育環境を調節しようとしても、断続通風制御では限定された範囲内に空気の温度及び湿度を調節することはできない。
【0006】
手入時期に関係なく製麹開始時に設定された設定麹温度を使用して制御を行なうと、麹の進捗状態と各種の制御操作の間に歪が発生し、安定した麹品質を維持することができなくなる。
【0006】
この発明の課題は、各種の不規則な環境変動が存在する製麹工程において、固体培養の主な生育環境である温度及び湿度を安定して制御し、手入後の設定麹温度を麹の進捗状態に適した設定麹温度に変更する連続通風による製麹方法及び装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1では、製麹室は、麹を堆積する培養床により上室と下室に分離される。各堆積層に吹込まれる空気を保持する下室の空気条件を制御する。下室の空気を連続して吸引し、空調しながら、再び下室中に調整空気を連続して供給する。更に、下室の空気を連続して上室へ供給し、上室の空気を下室へ循環する。上室と下室の空気は、空調ダクトを経由して常に循環される。また、空気条件の中で室内温度と室内湿度を培養条件に適した、設定室内温度と設定室内湿度を時間経過に併せて作成する。設定室内温度と設定室内湿度を基準として、室内温度と室内湿度を同時に比例制御により制御する。なお、製麹時間を複数のステップに分割し、分割された製麹時間の中で、任意のステップを手入時間とする。手入期間内に手入条件が満たされた場合に、手入を行なう。手入条件には、麹温度、麹堆積層の空気抵抗、手入期間内の残余の時間を飛び越して、所定のステップから制御を行なう。
【0008】
この発明の請求項2では、保温性を有する壁体で製麹室を構成する。製麹室の内部に、回転可能な円盤を設ける。円盤の上面には、培養床を設ける。製麹室に開口するダクト口に、ルーバ羽根と補強枠からなるルーバ本体を設ける。ルーバ羽根を自動的に稼動可能とし、ダクト口の開閉を行なう。ダクト口に対してルーバ本体を扇状に開閉可能とするとともに、ルーバ羽根の角度を連続した可変とし、このため、空気の吹出方向が連続して変動する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面によってこの発明の実施例を説明する。
図1、図２、図3、図４はこの発明の連続通風による製麹装置のルーバの拡大断面図である。
【0010】
断熱した壁体で構成した製麹室1内に、天井部の壁体1aと床部の壁体1bに固定した中心円筒2を設ける。中心円筒2と、側部の壁体1bに固定した受ローラで支持される、培養床を形成する円盤3を回転可能に設ける。円盤3により製麹室内は、上室4と下室5とに分割される。円筒状の側板6は側部の壁体1bに段差を設けることなく固定され、培養床の外周部に対して摺動又は近接する。円盤3の上部には、図示していないが、麹搬送装置と、麹を混合撹拌する麹撹拌装置を昇降可能に設ける。
【0011】
図1に示す製麹方法は、矢印で示すように、上室4の空気をファン7aにより連続して吸引し、空調装置8により温度及び湿度を設定されたプログラムにしたがって空調する。空調された空気は上室4に供給され、上室4の空気条件は連続した循環制御される。麹に直接接触する環境を有する上室4の空気には、円盤3上に堆積する麹層から熱と水分が徐々に発散されるが、上室4の空気が連続制御されているため室内温度及び室内湿度は常に精度よく安定し設定値に保たれる。
【0012】
連続通風の開始時期は、製麹の開始と同時に行なう。または、麹堆積層からの熱及び水分の発散がほとんどない製麹初期の段階は停止し、熱及び水分の発散が始まってから開始してもよい。製麹の開始から一定の期間を置いてから連続通風を開始する場合には、上室4の温度及び湿度、麹温度、経過時間などを制御項目として、自動的に通風制御を開始する。
【0013】
図1、図2及び図3は、空気の流れを示すフロー図であるため、上室4、下室5に設ける温度センサ、湿度センサ、静圧センサ及び麹温度を測定する温度センサは図示していない。
図2に示す製麹方法では、矢印で示すように、上室4の空気を連続してファン7aにより吸引し、下室５へ空気を送り込む。更に、ファン7bにより下室5から上室４に連続して空気を循環する。上室4と下室5の空気は、空調装置8を経由して常に循環制御される。ファン7aと連結するダクトに空調装置8が設けられているが、ファン7bと連結するダクトに空調装置8を設けてもよい。また、ファン7aとファン7bに連結する両方のダクトに設けてもよい。この製麹方法では、麹に直接接触する環境を有する上室4と、麹堆積層に吹込まれる空気を保持する下室5の空気条件を、連続通風により精度よく制御することができる。連続通風制御の期間は、図1に示す製麹方法と同様とする。
【0014】
図3に示す製麹方法は、矢印で示すように、下室5の空気をファン7aの空気をファン7aにより連続して吸引し、空調しながら、再び下室5に調整空気を連続して供給する。更に、下室５の空気をファン7bにより連z句して上室4へ供給し、上室4の空気をファン7cにより下室5へ循環する。上室4と下室5の空気は、空調ダクトを経由して常に循環され、連続通風により精度よく制御することができる。連続通風制御の期間は、図1に示す製麹方法と同様とする。
【0015】
製麹中の空気条件の中で室内温度と室内湿度を、培養条件に適した設定室内温度と設定室内湿度として、時間経過に沿って作成する。設定室内温度と設定室内湿度を基準として、空調装置8により室内温度と室内湿度を同時に比較制御により制御する。連続通風が開始されると、製麹終了時まで製麹室内の空気は移動し続けるため、各温度センサと湿度センサは、急激な環境変化を感知することなく、安定した製麹環境を測定することができる。また、空調装置8中の温度調節装置や湿度調節装置も連続した作動するため、ON/OFF動作に比較して精度の高い安定した動作を行なう。各センサの安定した測定と空調装置8の安定した動作により、比較制御が安定して行なわれる。
【0015】
空調装置8に送り込む空気の風量は、製麹経過時間に応じて自動調整する。麹の進捗に伴い、上室4に発散される熱量と水分量は大きく変化する。この変化に対応するために、製麹経過時間に応じて風量を設定し、自動的に風量を調整する。又は設定麹温度に対する設定麹温度の偏差を演算して、空調装置8に送り込む空気の風量を自動調整する。測定麹温度が設定麹温度より大きく上昇した場合には風量を増加し、測定麹温度と設定麹温度が近づいた場合には風量を減少する。あるいは、製麹経過時間毎に風用の上限と下限を設定し、設定麹温度に対する測定麹温度の偏差を演算して、各風量の上限と下限の範囲内で調整空気の風量を自動調整する。麹の進捗に伴う熱量と水分量の発散の変化に対応して、空調装置8に送り込む空気の量を自動調節することにより、室内の環境条件は常に安定して設定条件に保たれる。
【0016】
麹堆積層に空気を供給する場合には、連続して上室から空気を吸引して下室に吹込む。空気を吹込まれた下室は静圧が上昇するため、空気は連続して麹堆積層を通過し上室は吹込まれる。図2と図3に示すように、上室4と下室5を連結するダクトが複数ある場合には、何れか一方のダクトを全開とするか、通気量を制限する。麹堆積層への空気の供給は、製麹工程の開始から製麹終了時まで行なう。又は麹の進捗に伴う温度条件が満たされた時点から、製麹終了時まで連続して行なう。
【0017】
麹堆積層表面からは熱と水分が発散するが、自己発熱する麹堆積層中には多くの水分と熱が保持されている。断続的に麹堆積層に空気を供給すると、多量の熱と水分が短時間に上室4に放出され、上室4の温度及び湿度を極端に変化させてしまう。連続して麹堆積層に空気を供給することにより、麹堆積層中の熱と水分が徐々に上室4に放出される。したがって、上室4の温度及び湿度は極端に変化することがなく、各センサ類と空調装置8は大きな外乱を受けることなく安定した作動する。
【0018】
麹堆積層に送り込む空気の量は、製麹経過時間に応じて自動調整する。麹の進捗に伴い麹が発散する熱と水分は、大きく変化する。このため、製麹経過時間に応じて麹堆積層に送り込む空気の風量を設定し、自動的に風量を調整する。又は、設定麹温度に対する測定麹温度の偏差を演算して、麹堆積層に送り込む空気の風量を自動調整する。測定麹温度が設定麹温度より大きく上昇した場合には風量を増加し、測定麹温度と設定麹温度が近づいた場合には風量を減少する。あるいは、製麹経過時間毎に風量の上限と下限を設定し、設定麹温度に対する測定麹温度の偏差を演算して、各風量の上限と下限の範囲内で麹堆積層に送り込む空気の風量を自動調整する。
【0019】
麹の進捗に伴い麹堆積層に送り込む空気の風量を自動的に調整することで、麹堆積層中に発生する熱と水分を確実に除去することができる。このため、麹堆積層中の温度条件を精度よく設定値に維持することができ、麹品質を安定して均一に保つことができる。
麹堆積層を撹拌し、通気性を保つと共に品質の均一化を行なうために、手入れを実施する。表1に示すように、製麹時間を複数のステップに分割する。
【0020】
【表1】
【0021】
表1の各ステップの時間はステップ0を除きすべてで２時間であるが、任意の時間を設定することができる。分割された製麹時間の中で、任意のステップを手入期間とする。第1手入と第2手入は、単数のステップが手入許可期間となっているが、第3手入と第4手入は2個のステップを連続して手入許可期間としている。手入期間内に手入条件が満たされた場合に、手入を実施する。手入条件には、麹温度、麹堆積層の空気抵抗、手入期間での経過時間等がある。手入終了後に、手入期間内の残余の時間を飛び越して、所定のステップから制御を行なう。第1手入においてステップ5の間に手入が実施された場合、ステップ5の残余の時間を飛び越してステップ6から制御を開始する。第3手入においてステップ14の間に手入が実施された場合、ステップ14の残余の時間とステップ15を飛び越してステップ16から制御を実施する。
【0022】
各手入が実施される時点では、測定麹温度等の麹の進捗条件が一定の範囲内に入っている。したがって、手入後は麹の進捗条件に対応したステップに移動し制御を行なうことで、安定した品質の麹を生産することができる。工場規模の工程では、麹原料の処理条件が微妙に異なる。このため、麹の進捗条件が時間経過に対して常に一定となることはない。すなわち、毎回同じ製麹時簡易手入条件を満たすことはない。手入条件を満たすまで手入前の製麹条件を維持し、手入れ終了後に手入後の製麹条件に移行する。このように、麹の進捗条件に対応して手入を行ない、手入後に一定の制御を行なうことで、年間を通して麹の品質を安定させることが可能となる。
【0023】
空調ダクトの開閉と空気の向きを調節する機能を持つルーバ本体9を図4に示す。製麹室に開口するダクト口10に、複数のルーバ羽根11と補強枠12からなるルーバ本体9を設ける。複数のルーバ羽根11は、羽根軸13に接続した連結金具14により角度が変化し、ダクト口10の開閉を行なう。連結金具14は、ギアボックス15と接続金具16を介して駆動装置17により上下に移動する。駆動装置17を制御することで、ダクト口10を全開から全閉までの任意の状態に調節することができる。また、連結金具14を連続して所定の範囲に上下移動させることで、ルーバ羽根11の角度を連続的に変化させ、ダクト口から吹出す空気の向きを上方から下方まで連続的に変化させることもできる。図4では、ルーバ羽根11の羽根軸13が水平方向に設けられているが、羽根軸13を鉛直方向に設け、ダクト口10から吹出す空気の向きを左右方向に変化させてもよい。さらに、羽根軸13を水平方向に設けたユニットと羽根軸13を鉛直方向に設けたユニットをルーバ本体9に設けてもよい。ルーバ本体9は、空気を吹出すダクト口10に設けるが、空気を吸込むダクト口10に設けてもよい。
【0024】
ダクト口10に設けたルーバ本体9を扉状に開閉可能とし、微細な麹等の付着により汚染されやすいルーバ羽根11とダクト口10近傍を容易に洗浄可能とする。ルーバ本体9をダクト口10から扉状に開く場合には、ギアボックス15と駆動装置17の間に設けた接続金具16の接続部分を分離して容易に開くことができる。
【0025】
【発明の効果】
連続通風により温度と湿度等の製麹室の環境条件を、精度よく安定して制御することで麹の品質を一定に保つことができる。また、連続送風の風量を麹の進捗に応じて自動調整することで、環境条件の制御をより確実に安定させることが可能となる。
麹堆積層への連続通風により、麹堆積層中の環境条件を安定化させ、麹の進捗を一定に制御することができる。また、麹堆積層を通過して製麹室の上室へ吹込まれる空気による、製麹室の環境条件の変動を低下させることで、製麹室の環境条件をより安定して制御することができる。さらに、麹堆積層への連続通風の量を麹の進捗に応じて自動調整することで、麹温度の調整を確実に行なうことができる。
【0026】
手入許可期間を設け麹の進捗が手入条件を満たした時点で手入を行なうことで、麹の温度等の製麹条件を安定化させる。また、手入後の製麹条件を各製麹毎に一定とすることで、年間を通して高品質の麹を安定して生産することができる。
【0027】
ダクト口に開閉自在で風向を制御できるルーバを設けることで、円筒形に構成される下室に効率よく空気を循環させることができ、麹堆積層への通気を均一に行なうことが可能となる。また、複数の空気ダクトが下室に連結されている場合においても、上室への通気を制限することで、麹堆積層へ確実な通気を行なうことができる。さらに、麹堆積層へ確実な通気を行なうことができる。さらに、ルーバ本体をダクト口から扉状に開閉することで、製麹工程において重要なサニタリ性を容易に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による連続通風による製麹方法を使用した製麹装置の、空気の流れ方向を示す縦断面図である。
【図2】 この発明による連続通風による製麹方法を使用した製麹装置の、空気の流れ方向を示す縦断面図である。
【図3】 この発明による連続通風による製麹方法を使用した製麹そうちの、空気の流れ方向を示す縦断面図である.
【図4】 この発明による連続通風による製麹装置のルーバの拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１ 製麹室
２ 中心円筒
３ 円盤（培養床）
４ 上室
５ 下室
６ 側板
7a ファン
7b ファン
7c ファン
８ 空調装置
９ ルーバ本体
10 ダクト口
11 ルーバ羽根
12 補強枠
13 羽根軸
14 連結金具
15 ギアボックス
16 接続金具
17 駆動装置

Claims (2)

1. 麹を堆積する培養床により上室と下室に分離される製麹室の空気条件を制御する空調方法であって、製麹開始時又は所定の期間後から製麹終了時まで、上室の空気を吸引し連続して下室へ空気を送り込み、更に下室から上室に連続して空気を循環し、下室の空気を連続して空調しながら下室中に循環し、空気条件の中で、設定温度と設定室内温度を基準として室内温度と室内湿度とおを比例制御により制御すると共に、製麹時間を複数のステップに分割し、任意のステップを手入期間として、手入期間内に手入条件が満たされた場合に手入を行ない、手入終了後に手入期間内に残余の時間を飛び越して、所定のステップから制御を行なうようにした、連続通風による製麹方法。
2. 保湿性を有する壁体で構成した製麹室内に、回転可能な円盤を設け、円盤の上面に培養床を備えた製麹装置において、製麹室に開口するダクト口にルーバ本体をダクト口に対して扇状に開閉可能としかつルーバ羽根の角度を自動的に可動可能として、吹出空気の方向を変動する、連続通風による製麹装置。

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