JPH0436658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

《発明の目的》 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は製茶方法並びに装置に関するものであ
つて、特に実質的に乾燥作用を伴う製茶工程、即
ち粗揉工程、中揉工程、精揉工程等における加工
方法並びに装置に適用できるものである。 ＜発明の背景＞ 茶葉の加工は蒸した茶葉を粗揉工程から精揉工
程に至る間において順次揉捻及び乾燥を繰り返
し、更に乾燥仕上げして最終製品とする。このよ
うに製茶工程では茶葉の揉捻加工と乾燥とが一体
となつて行われており粗揉機を始め、この工程の
途中で使われる装置は実質的に乾燥作用を営むも
のである。 このようなことから製茶工程においては希望す
る乾燥状態を得られるように種々のフアクター、
例えば粗揉機における主軸回転数、熱風温度、熱
風量等が制御されて加工されるものであつて、特
に最近ではこれを作業者の熟練に頼ることなく自
動的に制御しようとする試みも幾つか提案されて
きている。即ち本発明者を始め、幾多の者が目標
含水率を予め定め、現実の含水率がこれに沿つて
推移すべく、製茶要素を制御する発明をなしてき
たが、その際、目標含水率自体をいかに定めるか
については殊更省みてこられなかつた。これは茶
葉が茶期によつて、また茶園の肥培管理によつ
て、更には前工程の処理加減等によつて、その性
状が大きく異なる事実をそのまま認容していたこ
とによるものと思われる。従つて目標含水率自体
は、茶師の経験値を統計的に処理した最大公約数
的なテーブルとしたものであつて、数式的に捉え
難いものであつた。またこのため製茶装置が異な
ると揉乾室の容量等が変わるため、その都度統計
的な処理による目標含水率推移曲線（テーブル）
を作成しなければならず、製茶工程の計数化がこ
の点で足踏みの状態となつていた。 ところで本発明者はこの目標含水率推移曲線が
ある一定の計数により一義に定まり、しかもその
係数が茶葉の品種や摘採時期等の数値的把握のし
難い、感応的要素に関係なく常に計測可能な要素
で定まるものとすれば、製茶工程の計数化を促進
できる点に着眼した。この着眼に従い、目標含水
率推移曲線が一義に定まれば必要な製茶条件、例
えば回転数、熱風温度、熱風量等は各種効率を考
慮して求められることとなる。 例えば k₁；使用空気の水蒸気分圧による補正 k₂；回転数による補正 k₃；容量による補正 k₄；処理工程による補正 k₅；その他の影響による補正 とすれば総合効率はk₁×k₂×k₃×k₄×k₅として、
各因子ごとのデータを分析すれば計数化が可能と
なつてゆく。勿論、当初は、その他の影響による
補正k₅の多くは必ずしも明確にならないことは否
定できないものであろう。 しかしながら今までは、目標も千差万別で目標
自体すでに各種の補正k₁…k₅が考慮されていたり
したので、すでに考慮した因子と考慮していない
因子の区別さえなく、計数化が足踏み状態となつ
ていたのである。 ＜開発を試みた技術的事項＞ 本発明は揉乾処理工程を単なる乾燥工程とみな
して、目標含水率推移曲線を求め、これによつて
必要製茶条件を求めるにあたつて、まず理想供給
量を求め、これに各種効率を掛ける形で求めれば
製茶工程の計数化の促進ができる、という大前提
を基礎とし、いかに目標含水率推移曲線を定める
かを着想の基本としたものである。そして目標含
水率推移曲線を定めるにあたり、含水率減少カー
ブはその時々の含水率に依存しているであろうと
いう点に更に着想を展開し、係る着想に従つて求
めた曲線に現実の含水率が極めて近似しているこ
とを確認し、技術思想としての完成を図つたもの
である。更にまた製茶加工を理想的に行うため、
茶温及び茶葉含水率の実際値と目標値との比較を
なし、その差に応じて製茶要素のフイードバツク
制御を行い得る手法をも開発しようとしたもので
ある。そして更に、実際の製茶加工にあたつて
は、揉乾作用が一連の加工（これを１ピリオドと
いう）が何連か組み合わされていることを重視
し、一ピリオドの工程が終了した時点で次ピリオ
ドにおける製茶要素の出力設定をし、工程継続並
びに各ピリオドの相互の加工工程を有機的に結合
できる手法をも開発しようとしたものである。尚
この技術思想は実質的に乾燥作用を伴う工程、例
えば粗揉、中揉、精揉工程等に適用できる。 《発明の構成》 ＜目的達成の手段＞ 即ち本発明たる製茶方法は、実質的に乾燥作用
を伴う茶葉の加工方法において、いわゆるCPU
を中核とするマイクロコンピユータを用い、現に
行う揉乾処理の個性値として、茶葉の投入含水
率、目標取出含水率、設定工程時間のうち、既定
値として自動的に読みこまれるものを除き、測定
値として自動的に読み込むか、あるいは指示ボー
ドへのマニユアル入力値を読み込んで、これら三
者の値を読み込むことで現に行う揉乾処理の制御
目標曲線たる目標含水率推移曲線を一義に定め、
現に行つている揉乾処理中の茶葉の含水率がこの
曲線にほぼ近似して推移するように乾燥媒体供給
手段の出力を主体として設定される製茶要素を調
節するように、且つ工程中における実茶温を測定
することにより、目標茶温との差に応じた製茶要
素の制御と、工程中における実茶葉含水率を測定
することにより目標茶葉含水率との差に応じた製
茶要素の制御とを行うようにし、更に前記目標含
水率推移曲線に従つた一ピリオドの工程終了後、
効率定数の変更を主体とした次ピリオドの設定を
行い、工程を同様手法の下に継続するようにした
ことを特徴として成るものであり、もつて前記目
的を達成しようとするものである。 また本発明たる製茶装置は、いわゆるCPUを
中核としたマイクロコンピユータを演算・制御部
として適用し、目標含水率推移曲線にほぼ近似し
て推移するように乾燥媒体供給手段の出力を主体
として設定される製茶要素が制御され、実質的に
茶葉の揉乾を行う装置において、少なくとも投入
時の茶葉の含水率の測定手段と、取出時の茶葉の
目標含水率と工程時間の設定手段と、茶葉の投入
含水率、目標取出含水率、設定工程時間を読み込
み、演算して前記目標含水率推移曲線を求める機
能と、工程中の実茶温の計測結果と目標茶温との
差に応じて製茶要素の制御を行う機能と、工程中
の実茶葉含水率の計測結果と目標茶葉含水率との
差に応じて製茶要素の制御を行う機能と、一ピリ
オドの工程終了後、効率定数の変更を主体とした
次ピリオドの工程設定ができる機能とを具えてい
ることを特徴として成るものであり、もつて前記
目的を達成しようとするものである。 ＜実施例＞ 以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に
説明する。本発明はすでに述べているように実質
的に乾燥作用を伴う各種の製茶装置に適用でき、
具体的には粗揉機、中揉機、精揉機等において適
用できる。以下述べる実施例ではこれらのうちの
粗揉機を例にとつて具体的に説明するものであつ
て、まず本発明の装置の具体的な実施例を説明
し、それの作動状態を制御フローチヤートと併せ
て説明しながら本発明の方法を説明する。 第１図において本発明の一実施例を示すもので
あつて、このものは粗揉機１を骨格的に図示する
とともに関連するマイクロコンピユータを主体と
して制御装置を併せ示すものである。まず粗揉機
１は従来から公知のものを適用するので詳細な図
示は省略し骨格的な図示にとどめる。粗揉機１に
おける符号２は揉胴であり、このものは茶葉が加
工されている揉乾室２′を形成する中空洞状態の
ものであつて、その下面を断面ほぼ円弧状に形成
しそこに通気性を有する竹ダク等を敷き並べて構
成する。この揉胴２によつて形成される揉乾室
２′内には主軸３をその長手方向のほぼ中心に配
設するものであつて、この主軸３には揉手４とさ
らい手５とが取り付けられている。そしてこの主
軸３に対してはチヤーン６によつて主軸モータＭ
の回転が伝達されて、揉手４とさらい手５とを揉
乾室２′内で回転させるものである。このような
揉乾室２′に対しては乾燥媒体である空気が導入
されるとともに被加工物たる茶葉が投入されるも
のであつて、そのための機構としてまず揉乾室
２′の側部上方には熱風導入ダクト９を配設する
とともに、揉乾室２′の上方を排気口１０とする。
更にこの上方には茶葉投入口１１を設けるととも
に、揉胴２の側部下方には揉乾室面の一部を開口
し得るように取出蓋１２を開閉自在に設けておく
ものである。次にこの揉乾室２′に対する乾燥媒
体供給手段１５について説明すると、このものは
実質的に乾燥媒体たる加熱された空気（熱風）が
供給され、更に排出されるまでの間に関与する諸
装置すべてを含んだものとして定義する。この乾
燥媒体供給手段１５の主要装置はいわゆるヒータ
であつて、まず外気を送り込む熱風送風フアン１
６を始発側に設け、更にその吹出側に加熱室１７
を形成し、この加熱室１７内にバーナ１８によつ
て加熱される熱交換器１９をジグザグ状に巡ら
せ、その間で熱風送風フアン１６から送られてき
た常温の外気を加熱して熱風とし、これを熱風導
入ダクト９に送り込むのである。このような熱風
あるいは吸入される当初の常温風の供給経路途中
には種々のダンパが設けられるものであつて、符
号２１は熱風送風フアン１６の出口側に設けた吸
気調整ダンパ、２２は熱風の供給ダクト部に設け
た熱風調整ダンパ、更に符号２３は排気口１０の
上方に設けた排気ダンパである。次に被加工物で
ある茶葉の投入に関与する部材について述べると
符号２５は計量ボツクスであつて、このものは適
宜の粗揉機１の機枠に対しスプリング２６によつ
て支承され、その底部に底蓋２７を開閉自在に設
けて成るものである。そしてこの計量ボツクス２
５の基本的な原理は、所定の茶葉が投入された場
合にその重量でスプリング２６が圧縮され計量ボ
ツクス２５の位置が下がつたことを検出し、所定
の量を計量した後は底蓋２７が開いて茶葉投入口
１１から揉乾室２′内に茶葉が投入されるのであ
る。尚この茶葉投入口１１の底部には観音開き状
に開閉板２８を設ける。またこのような装置にお
いて、本発明にあつては次のようなセンサを設け
る。まず外気の導入部分には吸気乾燥温度センサ
S₁、吸気湿球温度センサS₂、吸気風速センサS₃と
を配設し、ここにおいて導入される空気量やその
性状を計測する。そして熱風導入ダクト９近くに
は熱風温度センサS₄を設けるとともに熱風が排出
される排気口１０近くには排気乾球温度センサS₅
と排気湿球温度センサS₆とを設ける。更に前記計
量ボツクス２５の側傍には投入量検出センサS₇を
設けるとともに、本装置にはサンプリングした茶
葉性状測定センサS₈を別途付設する。 このような粗揉機においては常法に従い茶葉の
投入とともに熱風を揉乾室２′内に供給し、主軸
３を駆動することによつて揉手４及びさらい手５
で茶葉を揉捻、撹拌し茶葉の揉みと乾燥とを行う
のである。この基本動作それ自体は従来手法と同
様に行われる。しかしながら本発明にあつては次
に述べるような制御手段を付設することによつて
自動的に最も好ましい最終製品を得べく制御がな
される。まずこの制御系統について述べると符号
３０は制御系統の主要部材の一つであるマイクロ
コンピユータであつて、このものは常法に従い情
報を処理あるいは演算、加工するCPUに対し読
出専用のメモリROM、読出・書込可能なRAM
とを具え、更に入出力信号を発受するＩ／Ｏポー
トを具えて成るものである。このような構成はい
わゆるマイクロコンピユータそれ自体の有する構
成でありそれ以上の説明は省略する。このような
マイクロコンピユータ３０に対しそれぞれ実際の
機構を駆動したり、あるいは各種のセンサ群から
の情報を得るためのインターフエースが付設され
るものであつて、まず符号３１は出力インターフ
エースであり、これはＩ／Ｏポートからの出力を
受けてアクチユエータ群３２を駆動する。このア
クチユエータ群３２はそれぞれ制御する部材の作
動に応じて適切な駆動ができるようにし、ステツ
ピングモータその他トルクアクチユエータ等を適
宜駆動する。更に符号３５は入力インターフエー
スであつて、この入力インターフエース３５の出
力は前記マイクロコンピユータ３０に入力する。
そしてこの入力インターフエース３５に対しては
センサ群３６からの感知信号が入力インターフエ
ース３５へ情報として供給される。即ち、具体的
には各種のセンサS₁〜S₈からのデータである。更
にこの入力インターフエース３５に対しては指示
ボード３７からの情報が入力される。この指示ボ
ード３７には具体的には茶葉投入量、投入含水
率、目標含水率、工程時間、のデータが作業者の
マニユアル操作によつて入力される。 本装置は以上述べたような構成を有し、次のよ
うにして加工処理を行う。尚、以下の説明は第３
図に示す制御プログラムを示したフローチヤート
並びにその制御例である目標含水率推移曲線（第
２図及びその具体的な各データを示した第１表等
に示されているデータ）を例として説明するもの
であるが、その説明に先立ち各用語の一部につい
て説明する。まずプログラムのフローチヤートの
ステツプを以下制御ステツプと定義し、一方実際
に加工する際に茶葉の投入から取出に至る一連の
加工時間をピリオドと定義し、更にこの一ピリオ
ド中の単位時間（それぞれ異なる時間であるが）
を加工ステツプと称するものである。尚、加工ス
テツプのすべてをＮ、各加工ステツプをｎとして
フローチヤート等において用いるものである。 () 目標制御曲線の設定 まず運転開始にあたつては常法に従いマイク
ロコンピユータ３０のイニシヤライズをした
後、制御ステツプ101において投入含水率、目
標取出含水率、設定工程時間を入力する。例え
ば粗揉工程において第１及び第２図に示す実例
では、投入含水率（％）＝360％、目標取出含水
率（％）＝100％、設定工程時間＝40分として設
定するものである。このような入力は前述した
装置における指示ボード３７をマニユアル操作
して入力するものである。次いで制御ステツプ
102において空気性状、投入量、目標茶温を入
力するものである。このうち空気性状について
はすでに乾燥媒体供給手段１５が運転を開始し
ていることから、逐次吸気乾球温度センサS₁、
吸気湿球温度センサS₂、吸気風速センサS₃、熱
風温度センサS₄、排気乾球温度センサS₅、排気
湿球温度センサS₆等からの検出信号が入力イン
ターフエース３５に入力されるものである。勿
論これらのすべてのデータを必ずしも入力させ
る必要はなく、この第１表及び第２図に示す制
御例では吸気位置における乾湿球温度計の温度
データ（一例として25℃、21℃）を入力するも
のである。また投入量はこの制御例では120Kg、
目標茶温は36℃に設定するものである。このよ
うな入力の後、制御ステツプ103において目標
熱風温度の推移状態が入力される。これは実験
データに基づき各加工ステツプの比を定め、基
準値を乾湿球温度計の温度データ、目標茶温等
によつて求め、これに各比を乗じて自動的に求
める方法と、指示ボード３７に各加工ステツプ
ごとの値をマニユアル設定する方法とがとられ
るものである。その一例は表１の加工ステツプ
に合わせ、例えば加工ステツプP₁〜P₈に至る
までに下表のように98℃〜91℃に漸減するよう
な状態に設定されるものである。

【表】 つづいて制御ステツプ104において工程の開
始ができるか否かを判別し、工程開始ができる
状態であればその加工ステツプが第一回目の加
工ステツプ、即ち加工ステツプP₁であるか否
かをつづく制御ステツプ105において判別する
ものである。尚、工程開始に至らない場合には
ループ201によつて再度工程開始か否かを判別
する作業を繰り返すものである。 このようにして最初の加工ステツプにおける
効率定数Ｋをつづく制御ステツプ106において
読み出すものである。尚ここで効率定数Ｋにつ
いて説明すると、効率定数Ｋの選び方で目標と
実際とが近似したり離れたりするので、設計者
はここに意を注ぐ。効率に影響するものとし
て、実施例では以下の因子を考慮した。 k₁；水蒸気分圧 外気の乾球温度と湿球温度との関係で定
まり、乾燥した空気かどうかで乾燥速度が異
なる。 k₂；主軸回転数 揉手ヘラが内部水分をいかに速く外部へ
浸出するかで異なる。 k₃；容量（何Kg型か） 装置自体の蓄熱容量などの機械的効率。 k₄；処理工程内容 葉打状態なのか揉込状態なのか等の影響。 k₅；その他の影響 除去水分／加工ステツプの大小や初期含
水率の大小と補正用因子（k₆）。 従つて Ｋ＝k₁×k₂×k₃×k₄×k₅×k₆ となる。 そこで各因子ごとのデータを蓄積し、分析す
れば計数化に寄与する。勿論、実施例に挙げた
因子がすべてではないだろうし、同一の原因か
ら由来し重複した因子もあるかもしれない。し
かしデータを蓄積、分析すればそれらが整理さ
れるはずである。換言すれば、本発明は不明
（不確定）因子（係数）を一辺に移項し、また
は一式に括り、式を整理できるようにしたもの
である。 Ｋ×現実の目標推移風量 ＝目標含水率から求まる理想必要風量 （熱風温度にもよるが、常に一義に定まる） ※効率100％ 本発明者は前記入力条件のときの効率定数Ｋ
を例えば次の値とした。勿論このＫは各因子を
掛け合わせたものであるが、その詳細は本発明
の要旨ではなく、本出願人が注目した因子につ
いてデータ分析した結果得られたものであり、
これは必ずしも一義ではない。

【表】 尚この効率定数Ｋについては上記表のように
各加工ステツプP₁〜P₈の間でそれぞれ異なる
ものであり、第一回目でない場合は効率定数Ｋ
は適宜の補正値としてループ202から制御ステ
ツプ106の後段に入力されるのである。つづい
て制御ステツプ108において目標含水推移曲線
を算出し、各加工ステツプごとに値の割り振り
作業をするのである。この演算は制御ステツプ
101において入力された投入含水率、目標取出
含水率、設定工程時間の値のみによつて演算し
得るものである。ここで含水率の推移曲線の算
出の根拠について説明する。 乾燥速度がそのときの含水率に依存すると仮
定して、 ｔ；時間 ｙ（ｔ）；含水率 ｔｔ＋Δtの間に乾燥する水分 ｙ（ｔ）−ｙ（ｔ＋Δt）＝αy（ｔ）Δt 両辺をΔtで割つて ｛ｙ（ｔ＋Δt）−ｙ（ｔ）｝／Δt＝−αy（ｔ） Δt０とすると dy／dt＝−αy 両辺をｙで割ると １／ｙ・dy／dt＝α これを積分すると ∫1／ｙ・dy＝−α∫dt lny＋C₁＝−α・ｔ C₁を移項して lny＝−α・ｔ−C₁ ｙ＝e^(-〓^t-c ₁ ⁾ ＝ce^(-〓^t) （ただしｃ＝e^-c1） ここでｔ＝０のとき初期含水率y₀とすれば ｙ＝Ｃ＝y₀ また、取出時間ｔ＝Ｔのとき取出含水率y₁と
すれば y₁＝y₀・e^(-〓^T) e^(-〓^T)＝y₁／y₀ −αT＝ln・y₁／y₀ α＝−｛ln（y₁／y₀）｝／Ｔ 従つて含水率は ｙ＝y₀e〔{^ln(y ₁ ^/y ₀ ⁾}^/T〕ｔ と表わせる。 本発明は本来の仮定から前式が目標含水率推
移曲線演算式となるが、単にこの演算式を用い
ないためだけに、本式に近似的な演算式を想定
することも考えられる。 それには例えば ｙ＝y₀e{^ln(y ₁ ^/y ₀ ⁾}^/TB}t^B ｙ＝｛（y₁−y₀）／T^B｝t^B＋y₀ ｙ＝（y₀−y₁）｛１−sin（πt／2T）｝＋y₁ ※Ｂ；単なる係数 等であるが、いずれにせよその定数として投入
含水率、取出含水率、工程時間を用い、これら
のみによつて一義に定まる式である。

【表】

【表】 即ち各加工ステツプごとの目標含水率（％）
は第１表に示すように、加工ステツプP₀：360
％ｄ、ｂ、以下P₁：317（単位省略以下同じ）、
P₂：279、P₃：238、P₄：202、P₅：172、P₆：
147、P₇：121、P₈：100というように定まるの
である。このような目標含水率推移曲線の設定
が本発明の基本的な技術思想の一つであるが、
これに基づいて更に各製茶要素、就中、乾燥媒
体供給手段１５を制御すべく種々の制御値の算
出を行つてゆくのである。即ち制御ステツプ
109において、制御ステツプ103において入力さ
れた目標熱風温度推移値と前制御ステツプたる
制御ステツプ108において算出した目標含水率
推移曲線と制御ステツプ106、107において算出
された効率定数Ｋとの他により、一ピリオドご
との各加工ステツプにおける風量推移目標値を
算出するものである。この風量推移目標値の算
出は具体的には一例として次のような演算がな
され、算出されてゆくのである。即ち理想必要
風量は、次のようにして求まる。 茶温t_c（℃）における蒸発潜熱（kcal／Kg）＝
Ｌとすると Ｌ＝539，１−０，643×（t_c−100） −０，000834×（t_c−100）² 比容積γは乾球温度をｔ（℃）として γ＝1291×273／273＋ｔ また、各加工ステツプで除去すべき水分量
Δω（Kg）は 投入量；Ｗ（Kg） 投入含水率；A₀（ｄ、ｂ） 初含水率；A₁（ｄ、ｂ） 終含水率；A₂（ｄ、ｂ） とすると Δω＝Ｗ×（A₁−A₂）／（A₀＋100） で表される。 また 工程時間；Ｔ 熱風温度；t_N 理想必要風量；Ｍ とすると Ｍ＝（Ｌ×Δω）／（0.24×t_N×γ×Ｔ） となる。 そこで例えば加工ステツプP₄に注目すれば Ｌ＝53，91−０，643×（36−100） −０，000834×（36−100）²＝576，８ γ＝１，291×273／273＋25＝１，183 Δω＝120×（238−202）／（360＋100）＝９，
39 Ｍ＝576，８×９，39／０，24×95×１，183×
５ ＝40，２（m³／min）となる。 以下同様にして、必要な風量は、

【表】
※ 単位 m³／〓
これに前記効率定数を掛ければ、目標風量が
下表のように求まる。

【表】 ※ 単位 m³／〓
このようにして製茶要素における具体的な各
制御値が得られたわけであり、その結果が既掲
の第１表に示すような状態である。このように
してデータ割り当てをした後、制御ステツプ
110において各ピリオドにおける加工ステツプ
を一番目から順次制御してゆくわけであり、ま
ず一つの加工ステツプ内においてある一定時間
に設定された加工ステツプが完了するか否かに
従つて順次処理してゆくのである。まず最初の
加工ステツプ内に入つていることを制御ステツ
プ110で確認した後、制御ステツプ109における
風量推移目標値の算出結果により当該加工ステ
ツプｎにおける風量目標を読み出してゆくので
ある。例えば加工ステツプｎが加工ステツプ
P₁であればそのときの風量は第１表の190m³／
minであることがわかり、その指令が出力され
るのである。そして制御ステツプ112において
当該風量目標値と現在風量とが一致しているか
否かをチエツクするものである。勿論この際、
現在風量と目標値とが不一致の場合にはループ
203を通り制御ステツプ114において誤差に応じ
た修正値が出力されるものである。このように
して現在風量と風量目標値とが一致しているこ
とが確認された後には工程進捗度を制御ステツ
プ113において判別するものである。即ち加工
ステツプｎの工程時間、例えば加工ステツプ
P₁場合は４分間であるが、４分間を越えたか
否かを判別して越えている場合には更に取出時
間、即ち一ピリオド分の加工ステツプが消化さ
れたか否かを制御ステツプ114で判別するもの
である。この制御ステツプ114では加工ステツ
プｎが加工ステツプＮに至つているか否かを判
別し、未だ一ピリオド分の加工ステツプＮまで
至つていない場合には次の加工ステツプに移行
すべく制御ステツプ115においてｎ＋１に加工
ステツプを置き換えて再度制御ステツプ111に
ループ206から入力し、すでに述べた工程を繰
り返すのである。尚、工程進捗度を判別する制
御ステツプ113において加工ステツプｎに規定
された時間が未だ越えていない場合には更に補
助的な茶温による補正あるいは含水率による補
正等が行われるがこれらについては後述する。
このような制御ステツプによる制御例において
更に乾燥媒体供給手段１５を制御する具体例に
ついて述べると、まず熱風温度調整にあたつて
は風量及びバーナ１８の出力等が関係するわけ
であり、熱風送風フアン１６の回転数をその駆
動モータそれ自体の印加電圧を制御して増減速
したり、あるいはその途中に介在させた無段変
速機をシフトして変えるのである。更にこのよ
うな手段とは別に、あるいはこれらの手段と共
に吸気調整ダンパ２１を切り替えることによつ
てその制御を行つてもよい。この場合には吸気
調整ダンパ２１を例えば全開位置を０番地とし
た場合に全閉位置あるいは所定の位置までを１
番地〜ｎ番地まで何段階かに分け、それに応じ
て回転角度を得るようにモータ等によつてシフ
トする。また熱交換器１９の出力自体を制御す
る場合には、例えばバーナ１８が複数基設けら
れるときにはそのうちの一つあるいは幾つかの
運転を停止してバーナ１８の出力を切り替え
る。勿論バーナ１８はこれを一基のみ設けてい
る場合には燃料の噴射量をノズル調整等によつ
て行い、バーナ１８自体の火炎の量を調整す
る。更に排気側を閉じることによつてその調整
もできるものであつて、例えば排気調整ダンパ
２３を吸気調整ダンパ２１と同様に制御してそ
の開閉状態を切り替えるようにしてもよい。ま
たこれ以外に茶葉が直接乾燥媒体と触れる時間
等をコントロールするために主軸３の回転を制
御し、さらい手５により撹拌状態を切り替えて
もよい。この主軸３の回転数を切り替えるため
に、具体的には主軸モータＭへの印加電圧を制
御してその回転数の増減を図るほか、その途中
に無断変速機等を介在させ、これを制御するこ
とによつて主軸３の回転制御を行つてもよい。
以上述べたような工程に従えば最終的な取出条
件がほぼ得られて理想に近い性状での茶葉の乾
燥加工がなし得るものである。 () フイードバツク制御 すでに述べた工程進捗度の判別を行う制御ス
テツプ113において各加工ステツプごとの所要
時間に未だ達していない場合にはサブルーチン
２０５において、茶温の状態における補正及び
含水率による補正がなされるものである。即ち
制御ステツプ120において逐次フイードバツク
補正の必要があるか否かを判別し、必要がある
場合には更に一加工ステツプにおける、補正を
かけてもよい時間間隔がたつているか否か、即
ちチエツクタイムにきているか否かを制御ステ
ツプ121において判定するのである。これらが
いずれも否定的な場合にはループ２０６に出力
をし、先に述べた制御ステツプ111における制
御を繰り返すものである。そして制御ステツプ
121からの肯定信号がチエツクタイム内である
場合には茶温または含水率のいずれか一方また
は双方の制御を行うべく制御ステツプ122にお
いて判別するものである。まず茶温の判別を行
う場合には制御ステツプ123において現在茶温
をセンサから入力し、読み込むものである。し
かる後制御ステツプ124において目標茶温、例
えば36℃と現在茶温が合致しているか否かを判
別し合致している場合にはループ２０６に出力
して既述の制御ステツプを繰り返すのである。
また目標茶温と不一致の場合には補正出力を制
御ステツプ125において出力し、ループ２０７
を通して再び判別用の制御ステツプ124におい
て比較判別を行うものである。例えば茶温が
０、２℃ずれるごとに熱風温度を２℃増減する
が如きである。勿論、補正出力を指示する制御
ステツプ125の出力はそのままループ２０６側
に入力させるようにしてもよい。 一方、茶葉含水率によるフイードバツク制御
の場合には制御ステツプ126において現在含水
率を入力するものである。具体的にはこの含水
率情報は適宜サンプリングした茶葉を高周波静
電容量式の水分計等によつて測定し、その値を
入力させるものである。このように現在含水率
が入力された後にはその測定時における加工ス
テツプの目標含水率推移曲線から目標含水率を
読み出すものであつて、これを制御ステツプ
109における演算から当該加工ステツプが何段
階目の加工ステツプであるかを入力して当該加
工ステツプにおける値を読み出すものである。
同様にして制御ステツプ128においてはそのと
きの加工ステツプにおける風量推移目標値を、
制御ステツプ109における演算を基に入力させ
るものである。このような入力をした後、現在
含水率と目標含水率との合致状態を制御ステツ
プ129において判別し、合致している場合には
ループ２０６に出力を入力させて再び制御ステ
ツプ111からの制御を繰り返すようにするので
ある。勿論制御ステツプ129において現在含水
率と目標含水率との不一致があつた場合には制
御ステツプ130において補正出力を出力して、
目標含水率に近づけるように制御するのであ
る。 尚このような補正それ自体もすでに述べたよ
うなハードウエアにおけるバーナ１８の制御、
熱風送風フアン１６の回転数制御、更には吸気
調整ダンパ２１の制御等を行うものである。 () 制御の継続判別 このようにして取出か否かをすでに述べた制
御ステツプ114で判別した後、取出状態となつ
た場合、即ち所定の加工ステツプがすべて消化
された状況となつた場合には、更に同一機にお
いて新たな茶葉を処理する次のピリオドの加工
を続けるか否かを制御ステツプ116で判別する。
即ち次のピリオドを続ける必要がない場合には
制御ステツプ117において適宜のアラーム等を
作動させ、一連の製茶工程を終了させるもので
ある。一方、更に一ピリオドの加工が終了した
後、新たな茶葉の加工を行う第二ピリオドある
いはそれに続くピリドの加工が続けられる場合
には制御ステツプ118において実際に取り出し
た茶葉の含水率を測定して読み込むものであ
る。次いで制御ステツプ119において次の目標
取出含水率の値と制御ステツプ118における実
取出含水率との比較によつて、変更係数βを求
めるものである。 即ち次ピリオドを繰り返す場合、取出後の実取
出含水率を測定入力し、目標含水率と比較し変更
係数βを求め、効率因子k₆をβ・k₆に変更し、以
降のピリオドでは順次βが掛け合わされてk₆が変
わつてゆく。ｎピリオドではβ₁・β₂…βn・k₆が従
前のk₆に変わる。 例えば第二ピリオドで、第一ピリオド取出が90
％（ｄ・ｂ）なら、 β・k₆＝（360−90）／（360−100）・k₆ ＝１，038k₆となる。 従つて目標風量は前述の１／1038倍を要する。 また粗揉機２台、揉捻機１台でラインが構成さ
れている場合には、この変更を次のように行うこ
とも考えられる。 β′₆＝（β₆＋k₆）÷２＝〔｛（360−90）k
₆／（360−100）｝＋k₆｝〕÷２ 即ち前回と常に平均する式である。 このように新たな効率定数を設定した後、再び
ループ２０４によつて制御ステツプ119からの出
力を当初の制御ステツプ101の前段に入力させて
同様の制御を繰り返すものである。 《発明の効果》 本発明は以上述べたように茶葉の投入含水率、
目標取出含水率、設定工程時間を基礎として、こ
れを入力するだけで一定のほぼ理想に近い制御デ
ータを得ることができ、それに従つて加工を行え
ばほぼ理想的な茶葉の加工がなし得るものであ
る。また本発明は工程途中の実茶温及び実含水率
を監視し、これと目標値との比較を行い、それら
に差があつた場合に、その差に応じて製茶要素の
フイードバツク制御を行うものであるから、より
適切な加工がなし得るものである。更にまた本発
明は一ピリオドの工程が終了した後、次ピリオド
の工程に移行する際、前ピリオドのデータに関連
した設定がなし得るものであり、従つて工程の有
機的継続が可能となり、より適切な加工がなし得
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す骨格的構成
図、第２図は本発明の制御手法に従つた含水率推
移目標曲線、第３図は本発明を実施するための処
理ステツプを示したフローチヤートである。 １；粗揉機、２；揉胴、３；主軸、４；揉手、
５；さらい手、６；チエーン、９；熱風導入ダク
ト、１０；排気口、１１；茶葉投入口、１２；取
出蓋、１５；乾燥媒体供給手段、１６；熱風送風
フアン、１７；加熱室、１８；バーナ、１９；熱
交換器、２１；吸気調整ダンパ、２２；熱風調整
ダンパ、２３；排気調整ダンパ、２５；計量ボツ
クス、２６；スプリング、２７；底蓋、２８；開
閉板、３０；マイクロコンピユータ、３１；出力
インターフエース、３２；アクチユエータ群、３
５；入力インターフエース、３６；センサ群、３
７；指示ボード、Ｍ；主軸モータ、S₁；吸気乾球
温度センサ、S₂；吸気湿球温度センサ、S₃；吸気
風速センサ、S₄；熱風温度センサ、S₅；排気乾球
温度センサ、S₆；排気湿球温度センサ、S₇；投入
量検出センサ、S₈；茶葉性状測定センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に乾燥作用を伴う茶葉の加工方法にお
   いて、いわゆるCPUを中核とするマイクロコン
   ピユータを用い、現に行う揉乾処理の個性値とし
   て、茶葉の投入含水率、目標取出含水率、設定工
   程時間のうち、既定値として自動的に読みこまれ
   るものを除き、測定値として自動的に読み込む
   か、あるいは指示ボードへのマニユアル入力値を
   読み込んで、これら三者の値を読み込むことで現
   に行う揉乾処理の制御目標曲線たる目標含水率推
   移曲線を一義に定め、現に行つている揉乾処理中
   の茶葉の含水率がこの曲線にほぼ近似して推移す
   るように乾燥媒体供給手段の出力を主体として設
   定される製茶要素を調節するようにし、且つ工程
   中における実茶温を測定することにより、目標茶
   温との差に応じた製茶要素の制御と、工程中にお
   ける実茶葉含水率を測定することにより目標茶葉
   含水率との差に応じた製茶要素の制御とを行うよ
   うにし、更に前記目標含水率推移曲線に従つた一
   ピリオドの工程終了後、効率定数の変更を主体と
   した次ピリオドの設定を行い、工程を同様手法の
   下に継続するようにしたことを特徴とする製茶方
   法。 ２ いわゆるCPUを中核としたマイクロコンピ
   ユータを演算・制御部として適用し、目標含水率
   推移曲線にほぼ近似して推移するよう乾燥媒体供
   給手段の出力を主体として設定される製茶要素が
   制御され、実質的に茶葉の揉乾を行う装置におい
   て、少なくとも投入時の茶葉の含水率の測定手段
   と、取出時の茶葉の目標含水率と工程時間の設定
   手段と、茶葉の投入含水率、目標取出含水率、設
   定工程時間を読み込み、演算して前記目標含水率
   推移曲線を求める機能と、工程中の実茶温の計測
   結果と目標茶温との差に応じて製茶要素の制御を
   行う機能と、工程中の実茶葉含水率の計測結果と
   目標茶葉含水率との差に応じて製茶要素の制御を
   行う機能と、一ピリオドの工程終了後、効率定数
   の変更を主体とした次ピリオドの工程設定ができ
   る機能とを具えていることを特徴とする製茶装
   置。