JPH0473587A - 穀物乾燥装置における穀物水分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、米（玄米）、麦、大豆等の穀物を乾燥するた
めの穀物乾燥装置における穀物水分測定装置に関するも
のである。

〔従来の技術と考案か解決しようとする課題〕穀物乾燥
装置で乾燥させた穀物中の含水率が所定の値であるか否
かを測定する穀物水分測定装置として、従来公知のもの
は、被乾燥穀物を適宜量たけサンプリンクし、その電気
抵抗値（直流抵抗値または高周波抵抗値）や静電容量を
測定し、前記電気抵抗値や静電容量と含水率との関数関
係から、穀物中の水分を測定するものか提案されている
か、これらの形式の測定方式では、被測定物である穀物
を測定の度にサンプリンクしなければならない。

この測定装置を自動化するには、被乾燥穀物を測定装置
に供給・排出する手段等の機械的構造か複雑になり、簡
単に測定の自動化を図れないという問題があった。

本発明は、この問題を解決することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明は、穀物乾燥室内の被
乾燥穀物層に空気を供給して所定の含水率の穀物を得る
ようにした穀物乾燥装置において、穀物乾燥室に送る供
給空気の相対湿度及び穀物乾燥室から排出される排出空
気の相対湿度をそれぞれ検出する湿度検出手段を設け、
該両湿度検出手段の検出結果と前記供給空気量とから、
供給空気の絶対湿度及び排気空気の絶対湿度をそれぞれ
求める絶対湿度検出手段と、前記両組対湿度の差から予
め含水率か知られた投入被乾燥穀物に対する除去水分を
演算する制御手段とを備えたものである。

〔実施例〕

次に、本発明を静置式乾燥装置に適用した実施例につい
て説明すると、符号１は穀物乾燥室２と乾燥空気発生装
置３と送風機４とから成る静置式の穀物乾燥装置を示し
、穀物乾燥室２は略立方体の上部室２ａとその下部に円
錐状又は角錐状の漏斗状の下部室２ｂを連設して成り、
該穀物乾燥室２における上部室２ａの一側には給気チャ
ンバー５を連設し、他側には排気チャンバー６を連設す
る。

前記穀物乾燥室２における上部室２ａの上端にはシャッ
ター８付きの穀物投入ロアを、下部室２ｂ下端には同じ
くシャッター９付きの放出口１０を設ける。

前記穀物乾燥室２の上部室２ａにおける一側壁板２ｃ（
第２図で左側）には給気チャンバー５に連通ずる略三角
形状の複数の給気孔１１を、他側壁板２ｄ（第２図で右
側）には排気チャンバー６に連通ずる同じく略三角形状
の複数の排気孔１２を穿設する。

これら給気孔１１と排気孔１２とは、上下に交互に設け
られ、且つ横方向には適宜間隔で互いに少しずつ横にす
れた位置に設けられるものである。

前記各給気孔１１の上部側を覆う断面山形の給気部１３
を穀物乾燥室２にて略水平状に配設し、各給気部１３の
左右両側端を前記両壁板２Ｃ２２ｄに連設する。

同様に、前記各排気孔１２の上部側を覆う断面山形の排
気樋１４を穀物乾燥室２にて略水平状に配設し、各排気
樋１４の左右両側端を前記両壁板２ｃ、２ｄに連設する
。

下部室２ｂ内にも前記と同じ給気部１３ａ及び排気樋１
４ａか水平配置されており、給気チャンバー５に乾燥空
気を送るための給気ダクト１５に連通した枝ダクト１６
から、下部室２ｂ−側に穿設した給気孔を介して給気部
１３ａ下方に給気するものであり、下部室２ｂの他側に
穿設した排気孔からの排気は排気柱ダクト１７を介して
排気チャンバー６に導き、排気ダクト６ａから外部に空
気を放出するように構成する。

符号１８は、穀物乾燥室２の上部室２ａにおける天板下
面に垂下した平面視矩形枠状（下端開口）の仕切筒であ
って、該仕切筒１８は前記穀物投入ロアを囲むように設
けられており、仕切筒１８内の下部には、穀物投入ロア
の格下方位置に円錐状等の拡散筒１９を設ける。

符号２０は仕切筒１８に穿設した孔、符号２１は拡散筒
１９に穿設した孔であり、符号２２は前記仕切筒１８と
対面するように前記−側壁板２Ｃに穿設した孔である。

なお符号２３は、上部室２ａに連通ずる排気孔１２の開
閉度を機械的アクチエータまたは電気的アクチエータに
て調節できる調節弁である。

乾燥空気発生装置３における函体２４の一端に外気の吸
気部２５を、他端に送風機４に連通ずる連結ダクト２６
を接続する送気部２７を備え、函体２４内には、外気を
冷却除湿する冷却コイルやエバポレーター等の冷却部２
８と、この冷却除湿された空気を再加熱するコンデンサ
ー等の再熱部２９と、コンプレッサと、電動モータ（共
に図示せず）とにより構成して成る冷却ユニット３０を
設置してあり、前記給気部２５には外気の給気量を調節
するフラップ３１を設け、該フラップ３１の開閉角度を
サーホモータ等の電気アクチエータ３２にて調節可能に
構成する一方、送気部２７に設けたダンパー３３の開閉
角度も前記同様に電気アクチエータ３４にて調節可能に
構成するものである。

これにより、外気の一部をそのまま乾燥空気発生機に取
り込み、前記再加熱部を通る空気と混合させて穀物乾燥
室に送り込む乾燥空気中の湿度があまり低くなり過ぎる
ことかないようにしている。

符号３５は前記送風機４に連設し、又は前記乾燥空気発
生装置３に連設した補助加熱装置で、重油や軽油を燃料
とするバーナー、蒸気ボイラー太陽熱利用の熱交換器等
から成り、運転費用の廉価な熱源を利用するものであれ
ば、種類・形式を問わないが、給気チャンバー５に導入
する乾燥空気を汚すことがないようにするため間接加熱
が好ましい。

次にこの実施例における乾燥作用について説明すると、
前記穀物投入ロアから穀物乾燥室２内に生籾又は生麦を
投入して所定量堆積させる一方、中央制御装置３６のス
イッチをＯＮにして、冷却ユニット３０と送風機４と補
助加熱装置３５を作動させ、所定の温度及び湿度の乾燥
空気を給気チャンバー５に送り、給気孔１１から穀物乾
燥室２内に導入すると、断面山形の給気樋１３，１３ａ
の下面側に導かれた乾燥空気が給気樋の左右両側縁から
堆積穀物層を通過しつつその穀物中の水分を奪い、排気
樋１４．１４ａから排気孔１２を介して排気チャンバー
６を通り、空気は装置外に排出される。

この場合、前記供給する乾燥空気の温度及び湿度の調節
制御は、外気温センサー４１で検出した検出温度に基い
て、その検出温度＋α度（例えは５°Ｃの温度）−目標
温度とし、この目標温度で相対湿度が６５％になるよう
に加熱を前記補助加熱装置３５で、除湿等は乾燥空気発
生装置３にて制御することができる。

次に、本発明の穀物水分測定装置の構成について説明す
ると、穀物水分測定装置は以下のように、供給空気量を
検出する手段と、供給空気量の温度、湿度を検出する手
段と、排気空気の温度、湿度を検出する手段と、これら
の検出結果から供給空気及び排気空気のそれその絶対湿
度を演算して検出する手段と、前記両紙対湿度の差から
予め含水率が知られた投入被乾燥穀物に対する除去水分
を演算する制御手段（例えばマイクロコンピュータ等）
とを備えている。

即ち、符号３６はマイクロコンピュータ等の中央制御装
置で、該中央制御装置３６には、演算部、読み書き可能
メモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）　、
クロック発生器、入出力インターフェイス等を備えてあ
り、該入出力インターフェイスには、給気ダクト１５内
に設けた供給空気部センサー３７にて検出した温度及び
相対湿度の検出信号を入力すると共に、排気ダクト６ａ
内に設けた排出空気部センサー３８にて検出した排気空
気の温度及び相対湿度の検出信号も入力する。

この相対湿度計としては、流通する空気中の水分により
電気抵抗値か変化する素子、セラミック感湿素子、吸湿
性材料に水分を含む空気を吸着させ、その材料の静電容
量を検出する素子等がある。

符号３９は、給気ダクト１５から穀物乾燥室２内に供給
する単位時間当たりの供給空気量を検出する供給空気量
検出手段で、ピトー管等により、給気ダクト１５内の通
過空気の静圧、動圧、全圧を検出することかできる。な
お、排気ダクト６ａ内を通過する単位時間当たりの排気
空気量をも検出できるようにしても良い。

また、符号４０は数値等のデータ入力部で、該データ入
力部４０ては、穀物乾燥室２に投入前の被乾燥穀物の含
水率（以下初期含水率）を、予め適宜手段で測定して得
た数値等を入力する。この場合、搬入した農家別、ロッ
ト別、搬入穀物量、搬入口等のデータを記憶させた磁気
記憶媒体カード等の読み込みにより入力する形式であっ
ても良い なお、中央制御装置３６からの制御出力信号にて、冷却
ユニット３０、補助加熱装置３５、送風機４の各出力を
制御すると共に、電気アクチエータ３２，３４にて吸気
部２５の吸気空気量や送気部２７の空気量も増減調節す
るように構成されている。

次に、前記穀物水分測定のフローチャートを第４図に従
って説明すると、スタートに続くステップ４０１で初期
値設定し、タイマーでの時間Ｔ＝０にセットする。

ステップ４０２にて初期含水率Ｗ１および投入穀物量Ｃ
ｗをデータ入力部４０に入力して読み書き可能メモリ（
ＲＡＭ）に記憶させる。

なお、ここで含水率とは、湿量基準含水率である（ｗｉ
−（水分の重さ）／（穀物全体の重さ、水分を含む）Ｘ
１００％〕てあり、以下に述べる絶対湿度ｘ　（ｋｇ／
ｋｇ）　＝（水分の重量）／（かわき空気の重量）であ
る。

ステップ４０３で送風機４及び冷却ユニット３０、補助
加熱装置３５を駆動させて定常運転になった時点で、タ
イマーのカウントを開始し、ステップ４０４で供給空気
の乾球温度ｔ１と相対湿度φ１の検出データを読み込む
。また、ステップ４０５で同時刻における排気空気の乾
球温度ｔ２と相対湿度φ２の検出データを読み込む。さ
らに、ステップ４０６で前記ステップ４０４の検出デー
タから供給空気の絶対湿度ｘｌを演算し、ステップ４０
７ではステップ４０５による検出データから排気空気の
絶対湿度Ｘ２を演算するものである。

この絶対湿度の演算には、一般に広く用いられている湿
り空気線図（横軸に乾球温度ｔ（’Ｃ）、縦軸に絶対湿
度ｘ　（ｋｇ　／　ｋｇ　）を取り、相対湿度φをパラ
メータとする曲線群から成る線図（第５図参照）をマツ
プ化したデータを予め読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）に
記憶させておき、それぞれの空気の乾球温度を知ること
により、前記湿り空気線図のデータからそれぞれの絶対
湿度ｘｌ、ｘ２を求める。

ステップ４０８では、前記の演算で求められた絶対湿度
の計算値に基つき、排気空気の絶対湿度Ｘ２と供給空気
の絶対湿度Ｘ１との差ΔＸ（＝ｘ２−ｘｉ）を演算する
。

ステップ４０９では、他方、穀物乾燥室２に供給される
単位時間当たりの供給空気量Ｋを演算により求める。

この場合の計算式は Ｋ　（ｋｇ／ｍｉｎ、　）　＝　７０ ６０Ａ　　２ｇｈｄ　　Ｐ−０，３７８ＸφＸ　Ｆｄ）
／（２７３，２＋　ｔｄ）］である。

ここで、γ−湿り空気の単位体積当たりの重量（ｋｇ／
　ｍｉ’）　　＋　　（Ｐ−０，３７８Ｘφｘ　Ｆｄ）
／（２７３，２；　ｔｄ）　　、Ａ−給気ダクト］５の
内断面積（ｎ？）、ｇ−重力加速度、ｈｄ−ダクト内の
空気流の動圧（ｍｍＨ□０）、Ｐ−ダクト内の空気圧（
−大気圧＋静圧）（ｍｍＨ２０）、φ−相対湿度、Ｆｄ
−乾球温度ｔｄ’Ｃにおける飽和水蒸気圧（ｍｍ　Ｈ２
０）である。

次いでステップ４１０でタイマーの経過時間Ｔ（適宜の
分間隔）を読み込み、ステップ４１１では時間Ｔのデー
タと前記の演算結果から、その経過時間中に送風機４の
運転により乾燥室２から除去された水分の重量Ｗ　（ｋ
ｇ）の合計を演算することかできる。

即ち、Ｗ　（ｋｇ）＝ＴｘＫｘΔＸである。

ステップ４１２ではこの除去水分の重量Ｗを累積加算（
ΣＷ）Ｌ、ステップ４１３では目標含水率ｗｍと、被乾
燥穀物の含水率の現在値ｗｘと比較し、現在値ｗｘ−１
［（ｗｉ　ＸＣｗ）−ΣＷ：］　／Ｃｗｌ　Ｘ１００が
目標含水率ｗｍより大きいとき（ｎｏ）には、乾燥作業
を継続すべく、前記ステップ４０４の前に戻してデータ
検出および演算を繰り返す。

現在値ｗｘか目標含水率ｗｍに略等しい（設定誤差範囲
内）とき（ｙｅｓ）には、ステップ４１４て乾燥作業を
中止して、穀物乾燥室２から穀物を放出すれば良いので
ある。

このようにして、絶対湿度の差か求められると、供給空
気量は送風機４の運転時間に比例するから、除去される
水分の重量は、絶対湿度の差と、供給空気量との積から
演算により求めることかできる、。

なお、穀物乾燥室２内の穀物量を感知できるセンサーを
中央制御装置３６に接続して、穀物量か少ないときには
、穀物乾燥室２上部側の排気孔１２に対する調節弁２３
を閉しるように制御すれば、当該穀物乾燥室２内での乾
燥空気の無駄な吹き抜けを防止することかできる。

なお、本発明は乾燥室内に大気をそのまま送り込む常温
乾燥機、高温の空気を送り込む熱風乾燥機等、乾燥室内
に空気を送り込む通風乾燥であれば、いずれのものにも
適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

このように本発明の構成によれば、任意の時間間隔ごと
に、穀物乾燥室に供給される空気の相対湿度と排出され
る空気の相対湿度とをそれぞれ検出し、その間に供給さ
れた供給空気量を求めることにより、穀物乾燥室内で除
去される水分の重量を求めることができる。

そして、被乾燥穀物における初期含水率か知られておれ
ば、この被乾燥穀物中の水分重量から前記除去水分の重
量を差し引くことで、任意の時間における被乾燥穀物の
含水率を至極簡単に測定することができ、しかも、穀物
の種類に拘らずその含水率を正確に測定することができ
る。さらに、本発明によれば、被乾燥穀物のサンプリン
グという作業をなくすることができるから、測定装置の
自動化、ひいては乾燥装置の自動運転にも寄与でき、そ
の運転費用を低減させることができるという顕著な効果
も有するのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は穀物乾燥装置の
平面図、第２図は一部切欠き側断面図、第３図は第２図
のＩＩＩ−Ｉ視断面図、第４又はフローチャート、第５
図は湿り空気線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、穀物乾燥室内の被乾燥穀物層に空気を供給して
   所定の含水率の穀物を得るようにした穀物乾燥装置にお
   いて、穀物乾燥室に送る供給空気の相対湿度及び穀物乾
   燥室から排出される排出空気の相対湿度をそれぞれ検出
   する湿度検出手段を設け、該両湿度検出手段の検出結果
   と前記供給空気量とから、供給空気の絶対湿度及び排気
   空気の絶対湿度をそれぞれ求める絶対湿度検出手段と、
   前記両絶対湿度の差から予め含水率が知られた投入被乾
   燥穀物に対する除去水分を演算する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする穀物乾燥装置における穀物水分測定装
   置。