JPH0321834B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乾燥の経過時における測定水分値に
誤差が含まれる場合にあつても、任意の測定時点
から各経時的測定時点までの時間−水分値グラフ
に基づく最小二乗法による複数の最確直線を順次
求めながら、予め設定した乾減率に沿つて正確に
乾燥させることができる穀物乾燥方法に関する。

加温装置および送風装置を用いて穀物の乾燥を
行うにあたつては、穀物にあてる熱風温度や熱風
風量ばかりでなく、穀物自体の温度や水分発散量
が適当な範囲に維持されない時には、品質の著し
い低下を招いて食味が劣化されるは勿論のこと胴
割れが発生したり或は乾燥が効率よく行われな
い。

ところで、従前のこの種、穀物乾燥方法にあつ
ては、さきに本出願人が昭和45年３月17日に発行
した刊行物「スーパリング乾燥機使用説明書」第
18頁に記載したように、被乾燥穀物の初期水分値
を測定した後、仕上り水分値および時間当りの乾
減率を決定して乾燥時間を演算し、算出された時
間をタイマにセツトし、次いで外気温度および穀
物量の計測値に従い熱風温度を決定し、この熱風
温度をセツト時間中同一に維持させながら乾燥作
業を継続し、乾燥穀物を得ていたものである。

従つて上述のように単に熱風温度の規制条件の
もとで乾燥を継続させた場合には長時間の乾燥作
業中における外気温湿度の変化等で、被乾燥穀物
の乾減率を穀物の有する水分値に対応して予め設
定された乾減率に沿つた好条件の状態に維持させ
ることができなくなり、乾燥作業中往々にして穀
温が異常に高くなつたり或は水分発散速度が早く
なつて過乾燥状態を呈し、遂には胴割れを起すは
勿論のこと発芽率の低下ならびに穀物自体の品質
が著しく低下され食味が劣化する等の弊害が生じ
る。そこで被乾燥穀物の乾燥作業をより正確に行
うために、特開昭55−150475号公報に示された如
く、被乾燥穀物の毎時乾減率を順次経時的に検出
しながら、検出毎時乾減率を穀物の有する水分値
に対応して予め設定された乾減率以下に保ちつつ
乾燥する乾減率制御の穀物乾燥方法を開発した。

しかしながら、前記乾減率制御による穀物乾燥
方法の場合にあつても、乾燥の基準となる予め設
定された乾減率は、乾燥の開始時点より或る程度
進行した時点における水分値が正確なものである
と判断して、そこから乾減率曲線を決定して乾減
率制御を行つていたものである。

ところで収穫した穀物中に含まれた水分量は常
に均一ではなく相当量の差があつて、穀物間に水
分ムラが多く発生するため、乾減率曲線の設定時
点における水分値は必ずしも正しい値でない。

そこで本発明は、乾燥過程時における測定水分
値に誤差が含まれる場合にあつても、乾燥過程の
ある時点において、経時的に測定した複数の測定
水分値を綜合して乾減率を順次求め、この乾減率
が予め設定された乾減率と合致せしめるか、又は
それ以下になるよう両乾減率の差に応じ、熱源の
発熱量および送風量の何れか一方又は両方を制御
し、もつてより正確に被乾燥穀物を乾燥すること
ができる穀物乾燥方法を得ることを目的としたも
のである。

本発明は前記に鑑み、上記目的を達成させるた
め、特にその方法を、乾燥過程中において、被乾
燥穀物の水分値を経時的に複数回測定し、次いで
任意の測定時点から各経時的測定時点までの時間
−水分値グラフに基づく最小二乗法による複数の
最確直線を順次求めながら、その最確直線の傾斜
から夫々の乾減率を算出し、得られた乾減率が被
乾燥穀物の有する水分値に対応して予め設定され
た乾減率又はそれ以下となるように熱源の発熱量
および送風量の何れか一方又は両方を制御しなが
ら乾燥することを特徴とする穀物乾燥方法とした
ものであつて、かかる穀物乾燥方法によれば、乾
燥の経過時における測定水分値に差が含まれる場
合にあつても、任意の測定時点から各経時的測定
時点までの時間−水分値グラフに基づく最小二乗
法による複数の最確直線を順次求めながら、予め
設定した乾減率に沿つてきわめて正確な乾減率制
御ができ、被乾燥穀物を正確に乾燥することがで
きる効果を奏する。

以下に本発明に係る穀物乾燥方法を時間−水分
値グラフにより説明する。

第１図および第２図に示されたグラフは横軸に
乾燥時間（ｘ〜ｘ＋４）を、又堅軸に被乾燥穀物
の測定水分値％を取つた時間−水分値グラフであ
つて、該時間−水分値グラフはｘ時から被乾燥穀
物の水分値を測定し、水分値20％までは毎時１％
の乾減率と設定して乾燥を行つたものである。

そして、第１図中におけるy₀はｘ時における測
定水分値例えば25％を示し、y₁はｘ＋１時におけ
る測定水分値例えば23.5％、y₂はｘ＋２時におけ
る測定水分値例えば2.5％、y₃はｘ＋３時におけ
る測定水分値例えば21.7％、y₄はｘ＋４時におけ
る測定水分値例えば20.9％の位置を夫々示すと共
に、Ａ線、Ｂ線、Ｃ線、Ｄ線は任意の測定時点ｘ
から各経時的測定時点ｘ＋１時、ｘ＋２時、ｘ＋
３時、ｘ＋４時までの時間−水分値グラフに基づ
いて求められた夫々の最確直線である。

又第２図中に示されたy₀はｘ時における測定水
分値例えば25％、y₁はｘ＋１時における測定水分
値例えば24.5％、y₂はｘ＋２時における測定水分
値例えば23.5％、y₃はｘ＋３時における測定水分
値例えば22.5％を、y₄はｘ＋４時における測定水
分値例えば21.4％の位置を夫々示したものであ
り、又A′線、B′線、C′線、D′線は任意の測定時
点ｘから各経時的測定時点ｘ＋１時、ｘ＋２時、
ｘ＋３時、ｘ＋４時までの時間−水分値に基づい
て求められた夫々の最確直線を示すものである。

そして上記ｘの設定時点は乾燥条件に従い、乾
燥の初期とする場合、或は乾燥過程の途中におけ
る任意の時点とする場合の何れでもよく、又１，
２，３……は１時間間隔或は30分間隔、又は10分
間隔の何れであつてもよいものである。

又、最確直線を計算する起点をｘ時として、ｘ
＋１、ｘ＋２、ｘ＋３、ｘ＋４……時の水分測定
値を用いて、乾減率を計算しているが、ｘ時は乾
燥経過時の乾燥開始を含む任意の時点であり、且
つ制御を行うに当つて当初はｘ時からの測定値を
用い、途中においてｘ−１時、ｘ−２時、ｘ−３
時、ｘ−４時……或いはｘ＋１時、ｘ＋２時、ｘ
＋３時、ｘ＋４時……からの測定値を用いて制御
することに切替えることが可能なことは勿論であ
る。

本発明でいう最確直線とは最小二乗法により求
めた直線であつて、この最小二乗法はｙ＝ax＋
ｂとして、係数ａ，ｂを次の連立方程式 Σy−nb−aΣx＝０ …(1) Σxy−bΣx−aΣx²＝０ …(2) により求めたものである。

従つて第１図に示された最確直線Ａの式は次の
様にして求める。

即ち 横軸（時間）ｘの時、ｙ（水分値）は25％ 横軸（時間）ｘ＋１時の時、ｙ（水分値）は
23.5％ ｘは０として計算する。

(1)および(2)式のｘは時間、ｙは水分％ x₀：０ y₀：25％ x₁：１ y₁：23.5％ として、これを(1)および(2)に代入して (1)式から （25＋23.5）−2b−ａ（０＋１）＝48.5−2b−ａ
＝０ …(3) (2)式から （０×25＋１×23.5）−ｂ（０＋１）−ａ（0²＋
1²）＝23.5−ｂ−ａ＝０ …(4) (3)−(4) 25−ｂ ｂ＝25 …(5) (5)を(4)に入れる −1.5−ａ＝０ ａ＝−1.5
…(6) ａ、ｂを ｙ＝ax＋ｂ …(7) に代入し、Ａ線の式は ｙ＝−1.5x＋25 …(8) となり、乾減率は−ａであるから1.5％／時とな
る。

又最確直線Ｂの式も前記と同様にして求められ
る。

即ち、 x₀：０ y₀：25％ x₁：１ y₁：23.5％ x₂：２ y₂：22.5％ として、これを(1)式および(2)式に代入して (1)式から （25＋23.5＋22.5）−3b−ａ（０＋１＋２）＝71
−3b−3a＝０ …(9) (2)式から （０×25＋１×23.5＋２×22.5）−ｂ（０＋１＋
２）−ａ（0²＋1²＋2²）＝68.5−3b−5a＝０ …(10) (9)−(10) 2.5＋2a＝０ ａ＝−1.25 …(11) (11)を(9)に代入 71−3b＋3.75＝74.75−3b＝０ ｂ＝24.9 …(12) これを(7)に代入し、Ｂ線の式は ｙ＝−1.25x＋24.9 …（13） となり乾減率は1.25％／時となる。

以下同様の計算により、最確直線ＣおよびＤの
式を求め、それらの式よりＣの乾減率は1.09％／
時、Ｄの乾減率は１％／時の数値を順次算出すれ
ばよい。

又第２図中に示された最確直線A′，B′，C′，
D′の各式も x₀：０ y₀：25％ x₁：１ y₁：24.5％ x₂：２ y₂：23.5％ x₃：３ y₃：22.5％ x₄：４ y₄：21.4％ として(1)式および(2)式に代入して夫々求め、
A′線における乾減率が0.5％／時、B′線における
乾減率が0.75％／時、C′線における乾減率が0.8
％／時、D′線における乾減率が1.0％／時の数値
を算出する。

したがつて、以上の事柄より、第１図および第
２図の時間−水分値グラフに示された如く、乾燥
の過程時における測定水分値に誤差が含まれる場
合にあつても、乾燥過程のある時点において経時
的に測定した複数の測定水分値を綜合して複数の
最確直線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ或はA′，B′，C′，D′を
順次求めながら乾減率を夫々算出して、この乾減
率を予め設定された乾減率と合致せしめるか、又
はそれ以下となるよう両乾減率の差に応じ熱源の
発熱量および送風量の何れか一方又は両方を逐時
制御して被乾燥穀物を予め設定された乾減率例え
ば１％／時又はそれ以下に沿つて正確に乾燥せし
めることができる。

又本発明の穀物乾燥方法においては、前記水分
値の経時的測定操作と同様に、被乾燥穀物の穀温
も経時的（例えば１時間）に測定して、乾燥過程
中において、穀温が予め設定された穀温（例えば
40℃）以上に昇温されるような事態となつたら、
乾減率による制御に優先して、熱源の発熱量およ
び送風量の何れか一方又は両方を被乾燥穀物の穀
温が予め設定された穀温（例えば40℃）よりも以
下となる側に制御して穀温の上昇を防止しながら
乾燥制御を行うことができる。

次にその作用について説明する。

今、第１図の時間−水分値グラフにおいて、適
当な熱源の発熱量および送風量により、ｘ時の測
定水分値y₀が25％の被乾燥穀物を測定水分値20％
までは、毎時乾減率１％となるように乾燥させた
い時には、先ず測定水分値25％の被乾燥穀物をｘ
＋１時だけ乾燥して、その時点における水分値y₁
＝23.5％を測定する。そこで、ｘ：０、ｘ：１、
y₀：25％、y₁：23.5％として最小二乗法により最
確直線Ａの式を求め、その傾斜から乾減率1.5
％／時を算出する。

そして、この乾減率1.5％／時を、予め設定し
た乾減率１％／時と比較すると、乾減率0.5％／
時だけ設定乾減率よりも早い乾燥速度で乾燥が行
われていることが分かるので、熱源発熱量および
送風量の何れか一方又は両方を制御して乾減率を
減量側にしながら乾燥速度を遅らせ、ｘ＋２時ま
で乾燥して、その時点における水分値y₂＝22.5％
を測定する。そこでｘ：０、x₁：１、x₂：２、
y₀：25％、y₁：23.5％、y₂：22.5％として最小二
乗法により最確直線Ｂを求め、その傾斜から乾減
率1.25％／時を算出し、これを予め設定された乾
減率１％／時と比較すると、まだ0.25％／時の乾
減率だけ早く乾燥されていることが分かるので、
さらに熱源の発熱量および送風量の何れか一方又
は両方を制御させて乾減率を減量側にしながら、
さらにｘ＋３時まで乾燥を行ない、その時点にお
ける水分値y₃＝21.7％を測定し、再びｘ：０、
x₁：１、x₂：２、x₃：３、y₀：25％、y₁：23.5
％、y₂：22.5％、y₃：21.7％として最小二乗法に
より最確直線Ｃを求め、その傾斜から乾減率1.09
％／時を算出し、これを設定乾減率と比較すると
まだ乾減率0.09％／時だけ早く乾燥されているこ
とが分かる。そこでさらに熱源の発熱量および送
風量の何れか一方又は両方を制御して乾減率を減
量側にしながら、さらにｘ＋４時まで乾燥を行
い、その時点における水分値y₄＝20.9％／時を測
定し、再びｘ：０、x₁：１、x₂：２、x₃：３、
x₄：４、y₀：25％、y₁：23.5％、y₂：22.5％、
y₃：21.7％、y₄：20.9％として最小二乗法により
最確直線Ｄを求め、その傾斜から乾減率１％／時
を算出する。そこで始めて最確直線Ｄの乾減率と
設定乾減率とが一致したので、熱源の発熱量およ
び送風量は制御することなく、そのままの状態で
乾燥を継続させれば、被乾燥穀物は予め設定され
た乾減率１％／時を保つて乾燥されるものであ
る。

又、乾燥の過程時における測定水分値が第２図
の時間−水分値グラフに示されたように、ｘ時に
おける水分値y₀：25％、ｘ＋１時における水分値
y₁：24.5％、ｘ＋２時における水分値y₂：23.5％、
ｘ＋３時における水分値y₃：22.5％、ｘ＋４時に
おける水分値y₄：21.4％が測定された場合には、
前記と同様に最小二乗法により、任意の測定時点
ｘから各経時的測定時点ｘ＋１時、ｘ＋２時、ｘ
＋３時、ｘ＋４時までの時間−水分値グラフに基
づく最確直線A′，B′，C′，D′を求めながら、順
次その傾斜から夫々の乾減率0.5％／時、0.75
％／時、0.85％／時、１％／時を算出して、設定
値の乾減率１％／時と比較する。

さすれば最確直線A′，B′，C′は何れも設定し
た乾減率よりも乾燥速度が遅いことが分かるの
で、熱源の発熱量および送風量の何れか一方又は
両方を制御して乾減率を増量側にして乾燥速度を
早めて行けば、最確直線D′の傾斜が設定値の乾
減率１％／時と一致するので、その後は熱源の発
熱量および送風量を何等制御することなく、その
ままの状態で乾燥を続け、被乾燥穀物を予め設定
した乾減率に沿い正確に乾燥させることができ
る。

したがつて、本発明の穀物乾燥方法によれば、
乾燥過程における測定水分値に例え誤差が含まれ
る場合があつても、任意の測定時点から各経時的
測定時点までの乾減率を、その都度算出し、得ら
れた乾減率を予め設定された乾減率と比較しなが
ら、熱源の発熱量および送風量の何れか一方又は
両方の制御を行つて設定値の乾減率とすることが
できるため、乾減率制御を非常に正確ならしめる
ことができる。

又、一方、被乾燥穀物の穀温は、前記乾燥過程
中、乾燥の初期から経時的（例えば１時間）に順
次測定せしめて、その測定穀温が乾燥の進行に伴
ない予め設定された基準の穀温（例えば40℃）に
達した際には、前述乾減率による制御に優先し
て、熱源の発熱量および送風量を、被乾燥穀物の
穀温が予め設定された穀温以下となる側に制御せ
しめながら乾燥作業を行い、被乾燥穀物を設定穀
温以下に保持させ、胴割れの発生、発芽率の低下
ならびに食味の劣化を未然に防止しながら良好な
乾燥を行わせることができる。

なお本発明にあつては、予め設定した乾減率を
１％／時としているが、該設定乾減率は穀物量、
穀物の種類、その他の条件により、例えば1.2
％／時、0.8％／時、0.6％／時となるよう任意に
変更することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を説明するための時間−水分
値グラフであつて、第１図は熱源の発熱量および
送風量の何れか一方又は両方を制御して乾減率を
減量側にした場合の時間−水分値グラフであり、
第２図は熱源の発熱量および送風量の何れか一方
又は両方を制御して乾減率を増量側にした場合の
時間−水分値グラフである。 ｘ……任意の測定時点、ｘ＋１，ｘ＋２，ｘ＋
３，ｘ＋４……各経時的測定時点、y₀……ｘ時に
おける測定水分値、y₁……ｘ＋１時における測定
水分値、y₂……ｘ＋２時における測定水分値、y₃
……ｘ＋３時における測定水分値、y₄……ｙ＋４
時における測定水分値、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，A′，
B′，C′，D′……任意の測定時点より各経時的測
定時点までの時間−水分値グラフに基づく最小二
乗法による最確直線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乾燥過程中において、被乾燥穀物の水分値を
   経時的に複数回測定し、次いで任意の測定時点か
   ら各経時的測定時点までの時間−水分値グラフに
   基づく最小二乗法による複数の最確直線を順次求
   めながら、その最小二乗法による最確直線の傾斜
   から夫々の乾減率を算出し、得られた乾減率が被
   乾燥穀物の有する水分値に対応して予め設定され
   た乾減率又はそれ以下となるように熱源の発熱量
   および送風量の何れか一方又は両方を制御しなが
   ら乾燥することを特徴とする穀物乾燥方法。 ２ 乾燥過程中において、乾燥の初期から穀温を
   経時的に測定して、該穀温が予め設定された穀温
   以上に昇温した場合には、乾減率による制御に優
   先して、常に予め設定された穀温以下となるよう
   に熱源の発熱量および送風量の何れか一方又は両
   方を制御しながら乾燥せしめたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の穀物乾燥方法。