JPH0827135B2 - 穀物乾燥機の熱風温度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、穀物乾燥機の熱風温度制御装置に係り、
特に被乾燥穀物の測定水分値に基づいて熱風温度を設定
する穀物乾燥機の熱風温度制御装置に関する。

［従来の技術］ 穀物乾燥機の熱風温度を制御することは、穀物の乾燥
を行ううえでどのようなことに留意して乾燥を行うかと
いう技術の具体化にほかならない。これまでは被乾燥穀
物の水分値をその平均値として捉えることが一般的であ
った。又、穀物の品質劣化、食味低下を防止するために
は、乾燥初期の高水分状態では比較的低温で乾燥する初
期低温乾燥を採用することが良いとされていた。（農業
機械学会関西支部報、平成２年６月発行第166号） しかし、若干の改良案も提案されている。例えば、特
開平１−189486号公報及び特開平２−140588号公報を挙
げる。前者においては、水分バラツキの大きい試料穀物
の乾燥を行う場合でも、吸湿胴割れが少ないようにする
ため、穀物の水分値を、単に平均値として求めるのでな
く、さらにまた標準偏差を加えると言うのでもなく、最
高水分値から所定割合を除いた代表水分値を根拠として
熱風温度を制御している。又、後者においては、試料穀
物の食味低下を防止するため、つまり発芽率の低下を防
止するため、穀物の水分値を単に平均値として捉えるの
ではなく、複数の穀物水分値データを複数の区間に分け
て、その最高値側の区間水分値に基づいて熱風温度を制
御している。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の乾燥の方法を実施して見ると、次のような問題
が明らかである。

ア、水分値を平均値として初期低温で乾燥すると、乾燥
所要時間が長くなって従来一日で処理していた農作業が
その時間内で処理できず、日程が狂うという不都合が生
ずる。

イ、水分バラツキが大きい場合も小さい場合も、水分値
（平均値）が同じなら、同じような制御を行うことにな
って、適正な乾燥ができないから無駄が多い。

ウ、最高水分値から所定割合を除いた代表水分値を根拠
とした場合、そこにいわゆる所定割合をどのように決定
したら好ましいかが未だ判然としていない。のみなら
ず、初期低温での乾燥を行うとすれば、それだけ所要時
間が長くなる不都合を生ずる。

エ、又、水分値を最高値側の区間水分値とする場合にお
いては、未熟米の混入が多くて水分値がバラツキが大き
い場合、つまり水分値の分布曲線が極端に高水分側に長
く尾を引くような場合には、区間水分値がなかなか低く
ならず、初期低温の温度制御を行うと、その初期状態か
ら抜けられなくていつくでも低温乾燥が続くことにな
り、乾燥時間が極端に長くなる不都合を生じた。

［発明の目的］ そこでこの発明は、上述の問題点を解消すべく、被乾
燥穀物の水分状態を、特にその水分状態が乾燥初期の高
水分状態の場合に適切な代表水分値によって認識し、こ
の代表水分値に基づいて乾燥初期に低温初期乾燥を行う
か否かの判断及び低温初期乾燥時の乾燥用熱風温度の制
御を行うことによって、穀物の品質劣化、つまり食味の
低下、発芽率の低下を防止すると共に、効率の良い乾燥
を実現する穀物乾燥機の熱風温度制御装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、熱風発生装置
と穀物に熱風を浴びせる乾燥室と穀物を非通風下にてテ
ンパリングする貯留室とを有し、前記両室に穀物を循環
させて乾燥する穀物乾燥機における熱風温度制御装置で
あって、前記循環の経路に設けて資料穀粒を採取し、複
数個の穀粒の水分値を一粒ずつ検出する水分計と、前記
水分計が検出した水分値データから、それらの中央値及
び標準偏差を算出すると共に、該中央値と標準偏差値と
を合計した合算値を算出する演算装置と、前記熱風の温
度を検出するべく設けた熱風温度センサと、初期低温乾
燥が必要な穀物の水分範囲の下限水分値をあらかじめ設
定すると共に、初期低温乾燥時における穀物水分と設定
すべき熱風温度との関係をあらかじめ設定する記憶装置
と、前記演算装置によって算出された前記合算値が、設
定された下限水分値以上の場合は、前記合算値に応じ
て、前記記憶装置に設定された初期低温乾燥時における
穀物水分と設定すべき熱風温度との関係から、熱風温度
を初期低温乾燥に適した低温熱風温度に設定し、前記合
算値が設定された下限水分値より低い場合には、熱風温
度を通常熱風温度に設定する熱風温度設定装置と、前記
熱風温度設定装置により設定された熱風温度を、前記熱
風温度センサが検出した熱風温度が上回らないように、
前記熱風発生装置を制御する制御装置とを具備したこと
を特徴とする。

［作用］ この発明によれば、まず被乾燥穀物の水分が高い乾燥
初期の高水分状態において、測定された穀物の水分値を
代表する水分代表値として、その中央値と標準偏差との
合算値を用いたので、試料穀物の実際の水分値分布に適
合した代表値とすることができ、この値に基づいて乾燥
制御を行うとき、試料穀物の水分値のバラツキが大きい
場合も小さい場合も不都合の最も少ない乾燥を行うこと
ができる。つまり、バラツキが大きいとき、従来の平均
値と中央値とは差が大きくなるが、穀物は最終的に処理
する、例えば、籾摺選択処理をする段階で、高水分側の
穀物は未熟粒が多いために取り除かれるので、結果とし
て残った穀粒の平均水分値は元の中央値に近い値とな
る。又、バラツキが小さいときはもとより平均値と近似
しているのであから、問題が無い。従って、乾燥初期の
高水分状態では乾燥用の熱風温度を比較低下させた低温
初期乾燥を行って穀物の品質劣化、食味の低下を防止し
なければならないが、この中央値と標準偏差値との合算
値を低温初期乾燥が必要となる穀物の水分範囲の下限水
分値と比較して低温初期乾燥を行うか否かの判断を行
い、また、この合算値に基づいて低温初期乾燥時の乾燥
用熱風温度の制御を行うことによって、食味が低下しな
いよう水分バラツキに応じて、高水分粒の分布を加味し
た上で低温初期乾燥を行うことができ、しかも効率よく
低温初期乾燥を行うので乾燥所要時間も極端に長引くこ
とがない。

［実施例］ 以下、この出願の発明について、図示した実施例に基
づいて詳細に説明する。

第１〜２図は、この発明を実施した穀物乾燥機の一例
を示す説明図である。

図において、符号１でしめす穀物乾燥機は、その上部
に穀物を非通風状態で収容する貯留室２と、その下部に
連設して内部に収容した穀物に乾燥風を浴びせることが
できる乾燥室３と、さらに前記乾燥室３から排出された
穀物を受ける集穀室４とを有する。前記乾燥室３は通気
性の仕切板3a、3a、・・により縦方向に仕切って、前記
貯留室２に連なる穀物流路3b、3bとこれらの両側に位置
する熱風路3c及び排風路3d、3dとを形成するとともに、
前面にはバーナー装置５を、背面には排風機６を設けて
熱風発生装置とし、乾燥用の熱風が前記穀物流路3b、3b
cを横切るように通風可能としている。又、前記穀物流
路3c、3cの下端にはそれぞれ内部の穀物を定量ずつ排出
できる回転弁７、７を設ける。そして、前記集穀室４の
底部にはスクリューコンベヤ８を設けて、落下した穀物
を横方向に搬送する。

搬送された穀物は、側方に立設した昇降機９に達して
揚上され、上部に設けた上部搬送機10の作用で再び前記
貯留室２に還元されることで、この循環を繰り返す。な
お、符号11は、穀物の循環経路に設けて試料穀物を自動
的に採取して試料穀物の水分を検出する水分計である。
又、12は乾燥機１の前面に設けた、制御装置を含む操作
盤である。

第３図は、この発明の構成を説明するためのブロック
図である。CPU装置20は所定の演算プログラム等を記憶
しているROMと、その都度入力される設定値及び各種セ
ンサが検出する値等を記憶するRAM等を中心としたマイ
クロコンピュータであり、後述する演算処理機能と制御
機能とを果たす。

このCPU装置20に接続するのは、サーモスタット、サ
ーマルリレー、穀粒詰まりスイッチ等の各種安全スイッ
チ群21と、穀物を内部に張り込む作業を選定する張り込
みスイッチ、乾燥運転を選定する乾燥スイッチ、穀物を
機外へ排出する作業を選定する排出スイッチ及び全体を
停止さる停止スイッチ等を含む操作スイッチ群22と、外
気温センサ、熱風温度センサ、穀温センサ等の各種セン
サ群23を接続したA/D変換回路24と、停止水分設定スイ
ッチ25、穀物種設定スイッチ26及び穀物量設定スイッチ
27等を接続したエンコーダ28と、さらに穀物乾燥機１の
故障箇所を表示するモニタ表示器29と、前記水分計11で
検出した水分値及び熱風温度センサが検出した熱風温度
等を表示する数字表示器30と、故障等が生じた場合に操
作者に知らせるため警告を発する警告表示器31と、前記
バーナ装置５を点火させ、燃料流量を制御するバーナ駆
動回路32と、乾燥機１の各部に設けた各種のモータ（水
分計駆動、排風機駆動、昇降機駆動、回転弁駆動、スク
リューコンベヤ駆動等）33を接続したモータ駆動回路34
等である。

次にこの発明の作用について説明する。

まず張り込み作業を行う。図において、図示しないホ
ッパから穀物を投入すれば、昇降機９は穀物を揚上して
上部搬送機10を経由して貯留室２内へ張り込むことがで
きる。

次に乾燥作業に入る。第４図のフローチャートによっ
て説明する。ステップ50（以下同様に、S50と表わ
す。）で電源をONして、次にエンコーダ28を介して、諸
データ、つまり穀物種Ｋ、穀物量Ｗ及び乾燥目標である
停止水分値Mt等を操作盤12により入力設定する（S5
1）。次いで、S52で乾燥スイッチをONして乾燥作業を選
定すると、S53に進みモータが駆動して排風機６やスク
リューコンベヤ８等が運転を始めるとともに、バーナ装
置５に点火する。バーナ駆動回路32は所定のプログラム
に従い徐々に燃料を増量して熱風温度を設定値に維持す
るように制御する。そして、穀物は乾燥機１内部を循環
しながら、前記乾燥室３で熱風を浴びて乾燥する。

その間において、穀物水分の測定が始まり、水分計11
は循環中の穀物を抽出して所定粒数の水分値を検出する
（S54）。この水分計11は前記乾燥機１の穀物循環経路
に設け、所定の時間間隔で試料穀粒を採取して、その水
分値を検出するもので、一度に数十ないしは百余の穀粒
を一粒ずつ測定する形式である。検出されたデータはCP
U装置20に入力されて、所定の演算式によりデータ処理
され（S55）、平均値、中央値、標準偏差 等を算出する。次のS56では、データ（Ｋ、Ｗ、Mt、T
e、Mx、、等）の読み込みをし、次にS57で熱風温度設
定を行う。

この際の通常の熱風設定温度Thは、穀物種Ｋ、穀物量
Ｗ、外気温Te等により経験的に得られた演算式で算出す
るもので、乾燥運転中ほぼ一定の値を示すものである。
（もちろん外気温の変化による影響はある） 次いでS58に進み、前記平均値が停止水分値Mtより
大きいか否かの確認をする。YESの場合、S59に進み、合
算値Mxが所定の水分値Mrより大きいか否かを判断する。

この場合の水分値Mrは、穀物の乾燥初期において高温
にさらされた場合に発芽能力に支障を生ずるとされる水
分範囲の下限であって低温初期乾燥が必要な水分範囲の
下限水分値であり、すなわち約25％前後を目安として予
めCPU装置20のROMに記憶させる。

S59でYESの場合、S60に進み、CPU装置20により低温初
期乾燥に適した低温熱風温度Tsを設定する。低温熱風温
度Tsは、第５図に示すように、従来の熱風温度設定にお
いて、通常熱風温度Thを穀物種Ｋ、穀物量Ｗ、外気温度
Teによって定めていたのに対し、これらの条件に加え
て、乾燥の対象である穀物の水分値を設定熱風温度算出
の基礎に置くものであり、しかもその水分値Mxの従来の
ように平均値を使用するのではなく という穀物水分のバラツキ状況によって変化する値、つ
まり穀物の実態に即した水分値を使用して設定熱風温度
を算出しようとする。その結果、低温熱風温度Tsは乾燥
機内の穀物水分のバラツキを反映した形で、バラツキが
大きいときは低く、小さいときは比較的高くなるよう変
化する値（図中、Ts,Ts′で示す）となる、前記水分値M
rとの関係を踏まれてあらかじめ定めた温度で、これもC
PU装置20のROMに記憶している。

次いでS61にて所定時間の経過を確認したら、再びS54
にジャンプして前記S54〜S60までの各ステップを繰り返
す。

又、前記S59でNOの場合、すなわち穀物の乾燥が進ん
で初期低温乾燥を必要としない水分に達した場合、S61
へジャンプし、熱風温度の設定を通常の算出基準で算出
した通常熱風温度Thで行う。

又、前記S58において、NOの場合穀物水分の平均値
は停止水分値Mtに達したことを意味するので、S62に進
み、バーナ装置５の燃焼を停止すべく燃料の供給を停
止、次いでモータを停止する（S63）ことで、一切の乾
燥運転が終了する（S64）。

乾燥が終了して乾燥機が運転を停止したならば、排出
作業を選定する排出スイッチをONして運転させれば、こ
れも従来通り、前記回転弁７、スクリューコンベヤ８、
昇降機９の駆動によって、内部の穀物を取り出すことが
できる。

なお、上記の説明では省略しているが、第６図に示す
ように、一般に穀粒の水分値データを中心に対して上下
方向に対称に現われる分布状況ではなく、実際には不要
となる未熟粒の影響で、常に上の方向、すなわち水分が
高い方向に長く尾を引く曲線で表わされる分散傾向にあ
り、測定水分値Mxとして中央値と標準偏差 とを合算した値を利用していることには、その特性から
して、初期低温熱風による運転を、より長くなりやすい
のを阻止する効果がある。この測定水分値としてのMxが
穀粒の整粒（良質の穀粒として位置付けられるもの）の
分布における高水分側の限界値とよく符合していること
から、この値を熱風温度制御に使用するわけで、統計的
に同じような処理を行うのであれば、他の値、例えば （平均値と標準偏差）や＋R/2（平均値と領域幅）な
どの値を利用する場合でも、類似の効果を得られる。

又平均値は、停止制御のために利用しているが、こ
れは別途水分値のバラツキ状況を把握するのに利用し
て、乾燥運転の中断、即ち乾燥途中でのテンパリングを
３〜10時間という範囲で実施する場合の時間設定にも利
用しうるものである。

［効果］ 上記の通りであるから、この発明は、次の効果を奏す
る。

穀物、特に籾を乾燥する場合に、初期の穀物水分が高
い間は穀粒自体の温度（穀温）を低く維持して乾燥を行
うので、籾の品質を低下させる発芽率の低下及び胴割れ
を防止して、食味低下を防止できる。

同時に試料穀粒の水分がバラツキが大きい状態であっ
ても、未熟粒を実質的に除くような水分代表値を得て初
期低温の熱風乾燥時間を規定しているので、従来の代表
値である平均値等を利用している場合に比べて、穀物の
水分バラツキに応じて低温熱風乾燥時間が自動的に調整
され、食味を損なわない乾燥条件を維持しながら、効率
のよい時間での乾燥を行うことができる。そのため、円
滑な農作業のサイクルを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる乾燥機の一例を示す側面で示
す説明図、第２図は同じくその断面を示す説明図、第３
図はこの発明の構成を説明用ブロック図、第４図は同じ
く乾燥運転におけるフローチャート、第５図は同じく穀
物水分のバラツキと設定熱風温度Tsの関係を示す説明
図、第６図は同じく穀粒水分のバラツキと合算値との関
係を示す説明図である。 １は穀物乾燥機、２は貯留室、３は乾燥室、４は集穀
室、５はバーナ装置、６は排風機、７は回転弁、８はス
クリューコンベヤ、９は昇降機、10は上部搬送機、11は
水分計、12は操作盤、20はCPU装置、21は安全スイッチ
群、22は操作スイッチ群、23は各種センサ群、24はA/D
変換回路、28はエンコーダ、30は数字表示器、32はバー
ナ駆動回路、34はモータ駆動回路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱風発生装置と穀物に熱風を浴びせる乾燥
   室と穀物を非通風下にてテンパリングする貯留室とを有
   し、前記両室に穀物を循環させて乾燥する穀物乾燥機に
   おいて、次のＡ−Ｆの各構成を具備したことを特徴とす
   る穀物乾燥機の熱風温度制御装置。 A.前記循環の経路に設けて試料穀粒を採取し、複数個の
   穀粒の水分値を一粒ずつ検出する水分計、 B.前記水分計が検出した水分値データから、それらの中
   央値及び標準偏差を算出すると共に、該中央値と標準偏
   差値とを合計した合算値（Mx）を算出する演算装置、 C.前記熱風の温度を検出するべく設けた熱風温度セン
   サ、 D.初期低温乾燥が必要な穀物の水分範囲の下限水分値
   （Mr）をあらかじめ設定すると共に、初期低温乾燥時に
   おける穀物水分と設定すべき熱風温度との関係をあらか
   じめ設定する記憶装置、 E.前記演算装置によって算出された前記合算値（Mx）
   が、設定された下限水分値（Mr）以上の場合は、前記合
   算値（Mx）に応じて、前記記憶装置に設定された初期低
   温乾燥時における穀物水分と設定すべき熱風温度との関
   係から、熱風温度を初期低温乾燥に適した低温熱風温度
   （Ts）に設定し、前記合算値（Mx）が設定された下限水
   分値（Mr）より低い場合には、熱風温度を通常熱風温度
   （Th）に設定する熱風温度設定装置、 F.前記熱風温度設定装置により設定された熱風温度を、
   前記熱風温度センサが検出した熱風温度が上回らないよ
   うに、前記熱風発生装置を制御する制御装置。