JPH11151447A - 加水制御方法及び加水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安価にまた小型化できる粉粒体の加水制御方法
を提供する。 【構成】静電容量測定装置１と演算制御部３３とからな
る。また、粉粒体は静電容量測定装置１を通過したのち
撹拌加水装置３７に供給されるが、流路パイプ２を通過
するとき静電容量検出器７により静電容量が検出され演
算制御部３３により加水量に演算されるものである。更
に加水量に応じて加水調節部３５が調節され、前述のよ
うに加水調節部３５により調節された水量は加水部３６
に供給され加水部３６により粉粒体に散布される。撹拌
加水装置３７に供給される粉粒体と水分は撹拌され適宜
搬送装置３８に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】加水して穀物の水分調整を行
うために、原料穀物の水分と流量とを検出し加水量を演
算して穀物に加水する加水制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】重量で取引される穀物は、その加水制御
が売買の損益に大きく関わっており、穀物を加工処理す
る前の水分管理が重要となっている。特に小麦において
は、製粉加工した後からの水分制御は困難であり、良い
粉を得るためにも製粉加工前の小麦粒の水分制御は非常
に重要であることはよく知られている。このことから入
荷した小麦の水分を絶乾法で測定し、この水分値に基づ
いて加水量を決定して加水制御を行っていた。

【０００３】ところが小麦の水分は同じロット内でもば
らついているものが多く収穫直後は特に顕著である。し
たがって小麦への加水は同じロットであっても一律に加
水を行うことができないのが現状であり、サンプリング
による水分測定により一定して加水することは水分のば
らつきを助長し長時間のテンパリング（調質）を要する
ことになる。したがって流れる小麦水分をリアルタイム
で測定して加水制御できる装置が望まれていた。

【０００４】そこで小麦等の穀物の加工においては、図
９のブロック図で示すように流量計９０により被測定物
の流量ＦL を制御しながら穀物の加水装置９４に供給
し、その間穀物をサンプリングして水分計測装置９１に
より被測定物の水分測定を行い、次式

【０００５】

【数１】Ｗ＝ＦL （Ｍｔ−Ｍi ）／（１００−Ｍt ） により、流量計９０による被測定物の流量ＦL と水分測
定装置９１による被測定物の水分値Ｍｉ及び所望の穀物
水分値Ｍｔとから加水制御装置９２により加水量Ｗを演
算して加水量調節装置９３に連絡して、加水量調節装置
９３では加水量Ｗに応じたバルブ制御を行い加水装置９
４に必要な水量を供給して加水制御を行ってきた。この
ような加水制御は、流量計９０と水分測定装置９１と別
々の装置を必要とするだけでなくそれら装置は個々に調
整が必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の課題を
解決するものとして加水後の小麦をマイクロウエ−ブ式
水分計で測定しフィ−ドバック制御するものが提案され
ているが、マイクロウエ−ブ式水分計が高価であること
が起因して導入に至らないケ−スも少なくない。また、
フィ−ドバック制御は、加水部と水分検出部との間の流
路が短いことが必須という制限があり、その間の流路が
長ければ加水制御にズレを生じることになり正確な加水
制御は望めないものとなる。

【０００７】以上のことから、流路を流れる穀物流量と
加水前の穀物水分をリアルタイムで測定してその後の流
路で加水制御することが望まれている。しかも流量計と
水分計といった別々の装置ではなく、コンパクトにまと
まった安価な装置が望まれている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では前記課題を解
決するための手段として、まず請求項１によると、流路
を流れる被測定物の水分を測定し、被測定物が所定の含
水率となるよう加水する加水制御方法において、前記流
路を流れる被測定物の静電容量を測定し該静電容量と予
め定めた流量換算係数及び水分換算係数とにより流量と
水分値とに換算して、前記換算した流量と水分値及び所
望の被測定物の目標水分値とから加水量を演算して加水
制御する加水制御方法とした。

【０００９】静電容量の測定は流れている穀物でも測定
可能であり、予め流れている穀物から得られる静電容量
値と実流量とから流量換算係数を求めておくことで流量
の測定が可能となる。また静電容量の測定が可能であれ
ば水分の影響を受ける静電容量であるから水分値への換
算も可能であり、予め水分値換算が可能な静電容量値と
実水分とから水分換算係数を求めておくことで水分の測
定が可能となる。このようにして得られた流量と水分値
はリアルタイムで得られた値であり、所望の穀物水分値
との差から加水量を演算すればフィ−ドフォワ−ドによ
る加水制御が可能となる。

【００１０】また、請求項２では流路を通過する被測定
物の所定時間におけるバッチ重量を測定し、流量換算係
数を補正するようにしてある。バッチ重量では一定時間
に滞留した重量を測定すれば実流量が演算できることか
ら、この実流量により静電容量から流量を求める流量換
算係数の補正が可能となる。

【００１１】更に、請求項３では流路を流れる被測定物
の水分を測定し、被測定物が所定の含水率となるよう加
水する加水制御方法において、前記流路を流れる被測定
物の第１静電容量を測定し該第１静電容量と予め定めた
流量換算係数により流量を換算し、流路を流れる被測定
物を一時貯留すると共に第２静電容量を測定し該第２静
電容量と予め定めた水分換算係数により水分値を換算
し、前記換算した流量と水分値及び所望の被測定物の目
標水分値とから加水量を演算して加水制御が可能であ
る。

【００１２】請求項３は静電容量から流量と水分値を求
めることは同様であるが、前記請求項１と異なる点は、
静電容量の測定に被測定物が流れている時の第１静電容
量と、被測定物をバッチ計量したときの第２静電容量と
を測定することであり、第１静電容量からは流量換算係
数により流量に換算し、第２静電容量からは水分換算係
数により水分に換算するものである。第２静電容量は被
測定物を滞留させた状態で測定したものであり水分値へ
の換算がより正確なものとなる。

【００１３】また、請求項３では、一時貯留における重
量からは実流量を演算して、請求項３の第１静電容量か
ら換算する流量値との比較で流量換算係数を補正するこ
とができる。

【００１４】請求項５では、上記加水制御方法を実現す
るための装置であり、流路に設けた検出流路を流れる被
測定物の静電容量を検出する静電容量検出部と前記検出
流路を流れる被測定物の所定時間におけるバッチ重量を
検出する重量検出部とを設けた検出部と、検出流路を開
閉する開閉装置及び、前記検出部により検出される静電
容量値を被測定物の流量と水分値とに換算して所望の水
分値とするための加水量を演算して信号出力すると共に
前記検出部の各作動を制御する演算制御部とからなる加
水制御装置としてある。

【００１５】装置としては、検出流路と、静電容量検出
のための電極と重量検出のための例えばロ−ドセルを検
出流路に設けた検出部と、静電容量から水分値と流量値
とに換算し各検出部及び開閉部の動作を制御する演算制
御部とから構成できる。静電容量を検出することは従来
から行われているものであり電磁流量計としても汎用さ
れている。更に検出流路も最大流路に見合う大きさであ
ればよく装置が大型になることはない。また静電容量か
ら様々な値に換算することはソフト的に成されるもので
あり、１つのあるいは２つの静電容量値を換算係数によ
って換算するものであり、このことにより装置を高価に
することはない。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明による好適な実施例を図１
から図７により説明する。まず、静電容量測定装置１に
ついて図１により説明する。粉粒体が流れる流路Ａ−Ｂ
の途中に任意長の流路パイプ２を傾斜させて設けてあ
り、この流路パイプ２は機枠３に固設してあるロ−ドセ
ル式重量検出器４によってのみ支持されている。つまり
流路パイプ２はロ−ドセル式重量検出器４によって他の
流路Ａ−Ｂのパイプ５，６等に非接触で支持され、流路
パイプ２に係る荷重変化を検出可能にしてある。また流
路パイプ２の壁面には静電容量検出器７と更に粉粒体貯
留上限を検出するレベル計８が設けてある。

【００１７】流路パイプ２の下部排出口９には回動可能
にした開閉板１０と該開閉板１０を開閉駆動するシリン
ダ−１１等により構成された下部開閉装置１２と、流路
Ａのパイプ５にはスライド開閉板１３と該開閉板１３を
開閉駆動するシリンダ−１４等により構成された上部開
閉装置１５とを設けてあり、必要に応じて開閉装置１
２，１５を開閉して、流路パイプ２に対して流路の開閉
が行えるようにしてある。またシリンダ−１１，１４は
エア−シリンダ等でありエア−シリンダ−１１，１４は
それぞれエア−配管（図示せず）で電磁弁１６，１７に
接続され、別に示す制御装置による電気信号による電磁
弁１６，１７の作動により入出動する。この入出動によ
り開閉板１０，１３を開閉動作させる。なおエア−シリ
ンダ１１，１４を別の駆動装置とすることもできる。

【００１８】次に図３により説明すると、静電容量検出
器７は検出ユニット２０とアンプ２１を介して、またロ
−ドセル式重量検出器４はアンプ２２を介してそれぞれ
演算制御回路２３に接続されている。この演算制御回路
２３には、表示器２４と通信ポ−ト２５及びＤＡ変換し
て出力し他センサ−等の信号デ−タを入力するためのＩ
Ｏポ−ト２６とがそれぞれ信号接続されている。

【００１９】ＩＯポ−ト２６には演算制御回路２３によ
り演算された粉粒体の流量値及び水分値を数Ｖ程度また
は数十ｍＡ程度にして出力するアナログ出力端子２７，
２８が設けてあり、流量値または水分値を電圧として出
力可能にしてある。更に電磁弁１６，１７を作動させる
作動信号の出力端子２９（便宜上１つにまとめて示して
ある。）と流路パイプ２に設けたレベル計８の信号を入
力する入力端子３０とが設けてある。以上、検出ユニッ
ト２０とアンプ２１，２２と演算制御回路２３及びＩＯ
ポ−ト２６等により演算制御部３１を構成している。

【００２０】なお、図４に示したように、演算制御回路
２３で演算される流量値及び水分値とから加水すべき加
水量を演算出力する出力端子３２を設けることもある。
この場合通信ポ−ト２５から所望の粉粒体水分値（目標
水分値）を演算制御回路２３に入力するとよい。図４の
演算制御部を図２，３と区別して演算制御部３３とす
る。

【００２１】図２に示すものはもっぱら静電容量から流
量と水分値とに換算することを示した演算制御部３１’
を示している。また、演算制御回路２３には図示しない
記憶回路を有し、演算制御部３１の場合、静電容量を水
分値に換算する水分換算係数や静電容量を流量値に換算
する流量換算係数及びその計算式、あるいは演算制御部
３３の場合には更に所望の粉粒体水分値などの必要な係
数及び計算式が記憶されている。

【００２２】図５及び図６で加水制御システムをブロッ
ク図で示している。図５では図３で示す演算制御部３１
から出力される流量値Ｓｋと水分値Ｍｍは加水制御部３
４に入力される。加水制御部３４では予め定められた所
望の粉粒体水分値Ｍｔが入力されており前記測定した流
量値及び水分値とから粉粒体に加えるべき加水量Ｗが次
式

【００２３】

【数２】Ｗ＝Ｓｋ（Ｍｔ−Ｍm ）／（１００−Ｍｔ） で演算される。演算された加水量Ｗは信号として加水量
調節部３５に入力される。加水量調節部３５には給水管
が接続され、前記入力された加水量Ｗに応じて水量を調
節する自動バルブの作用を有し、ここで調節された水量
が加水部３６から粉粒体に散布される。

【００２４】また図６では図４で示す演算制御回路３３
において流量値Ｓｋと水分値Ｍｍとからすでに演算され
た加水量Ｗが出力されるので、この場合には演算制御回
路３３から直接、加水量調節部３５に加水量信号が接続
されている。

【００２５】以上のように静電容量測定装置１による静
電容量の検出から加水制御部３４の加水量の演算までを
本発明の加水制御方法に係る説明とする。つまり図７に
示す装置においては静電容量測定装置１と演算制御部３
３とからなる。また、粉粒体は静電容量測定装置１を通
過したのち撹拌加水装置３７に供給されるが、流路パイ
プ２を通過するとき静電容量検出器７により静電容量が
検出され演算制御部３３により加水量に演算されるもの
である。したがってこの加水量デ−タをどのように利用
するかは自由であり、本実施例では更に加水量に応じて
加水調節部３５が調節され、前述のように加水調節部３
５により調節された水量は加水部３６に供給され加水部
３６により粉粒体に散布される。撹拌加水装置３７に供
給される粉粒体と水分は撹拌され適宜搬送装置３８に排
出される。なお演算制御部３３は、他の制御装置と接続
することもあり、例えば集中制御のためにコンピュ−タ
３９に接続して制御することもある。ところで加水量調
節部３５及び加水部３６は本実施例に限定されることな
く、流体調節の他の手段も自由に応用可能である。

【００２６】

【実施例】次に図１、図３、図５及び図８のフロ−チャ
−トにより加水制御システムの制御フロ−を説明する。

【００２７】粉粒体が供給される前に、 (1).静電容量検出器７により流路パイプ２が空の時の空
静電容量ＣO を検出する。 (2).ロ−ドセル式検出器で流路パイプ２が空の時の空重
量ＷO を検出する。

【００２８】空状態でＣO とＷO とが検出されたら、上
部開閉装置１５を作動させ開閉板１３を開いて、 (3).投入を開始する。 (4).粉粒体が流れている時の静電容量Ｃｋを検出する。

【００２９】この静電容量Ｃｋの測定は何度か繰り返し
行われた後、 (5).例えば５分経過（タイムアップ）すると、(6).下部
開閉装置１２を作動させ開閉板１０を閉じて、 (7).同時に計時を開始する。 (8).レベル計８によって粉粒体が検知されたら (9).上部開閉装置１５を作動させて開閉板１３を閉じ
る。 (10). 開閉板１３を閉じると同時に計時を終了して経過
時間Ｔｆを算出する。 (11). 流路パイプ２にはレベル計８位置までの粉粒体が
一時貯留されており、このバッチ重量Ｗｆをロ−ドセル
検出器４によって検出する。 (12). 引き続き静電容量Ｃｍを検出する。 (13). 下部開閉装置１２を作動させ開閉板１０を開く。 (14). 上部開閉装置１５を作動させ開閉板１３を開く。 (3).再び粉粒体の投入が開始される。

【００３０】以上のように成される測定のフロ−で得ら
れた各値は次のように換算あるいは演算される。検出し
た静電容量Ｃｋは次の式により粉粒体の流量Ｓｋに換算
される。

【００３１】

【数３】Ｓｋ＝Ｋｆ（Ｃk −ＣO ） Ｋｆ：流量換算
係数（流動時） また、計時Ｔｆ及びロ−ドセル測定Ｗｆは次のように演
算され実流量Ｓo とする。

【００３２】

【数４】Ｓo ＝（Ｗｆ−Ｗo ）／（Ｔｆ−Ｔo ） ここで得られる実流量Ｓo を使用して流量Ｓｋの流量換
算係数Ｋｆを補正することができる。補正は、

【００３３】

【数５】Ｋｆ＝Ｓo ／（Ｃｋ−Ｃo ） として新たな流量換算係数とすることができる。更に静
電容量Ｃｍの測定では貯留した時に得られる水分Ｍｍに
換算することができる。なお、温度検出器を流路パイプ
２の任意箇所に設けてバッチ重量測定中の粉粒体温度Ｔ
m を検出して温度補正することが良い。

【００３４】

【数６】 Ｍｍ＝Ｋｍ（Ｃｍ−Ｃo ）＋Ｋｎ（２０℃−Ｔm ） Ｋｍ：水分換算係数 Ｔｍ：粉粒体温度 Ｋｎ：温度係数 それぞれの検出値Ｓｋ，Ｍｍは、演算制御部３１から加
水制御部３４に出力され加水量調整部３５に粉粒体に加
水すべき加水量として出力される。加水量調整部３５で
は加水量となる水を加水部３６に供給する。加水部３６
では供給された水がノズルから噴霧される。

【００３５】ところで、前記(4).による静電容量測定に
よる静電容量値Ｃｋから流量値と、更に水分換算係数に
よっては水分値とに換算することも可能であり、(6).以
降による時間Ｔｆと重量Ｗｆ及び静電容量Ｃｍの測定を
行う間隔を大幅に拡大して、原料が変化した時のみ係数
の補正を行うようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】まず請求項１によると、静電容量の測定
を流れている粉粒体で測定可能にしたので、予め流れて
いる粉粒体から得られる静電容量値と実流量とから流量
換算係数を求めておくことで流量の測定が可能となる。
また静電容量の測定が可能であれば水分の影響を受ける
静電容量であるから水分値への換算も可能であり、予め
静電容量値と実水分とから水分換算係数を求めておくこ
とで水分の測定が可能となる。静電容量を測定すること
で流量と水分とに換算可能にして、得られた流量と水分
値によってリアルタイムで所望の粉粒体水分値との差か
ら加水量を演算してフィ−ドフォワ−ドによる加水制御
が可能となる。

【００３７】また、請求項２ではバッチ重量では一定時
間に滞留した重量を測定すれば実流量が演算できること
から、この実流量により静電容量から流量を求める流量
換算係数の補正が可能となる。したがって、定期的にバ
ッチ重量を測定することで常に適切な流量換算係数によ
り静電容量から流量に換算できて、正しい加水量制御が
可能となる。

【００３８】更に、請求項３では、静電容量の測定に被
測定物が流れている時の第１静電容量と、被測定物をバ
ッチ計量したときの第２静電容量とを測定することであ
り、第１静電容量からは流量換算係数により流量に換算
し、第２静電容量からは水分換算係数により水分に換算
するものである。第１静電容量による流量への換算は一
般的に行われている計測法であり信頼性が十分に確保で
きる。第２静電容量は被測定物を滞留させた状態で測定
したものであり水分値への換算がより正確なものとな
り、流量及び水分ともに正確な測定で加水量の演算が正
確で的確な制御が可能となる。

【００３９】また、請求項４では、請求項３の一時貯留
における測定では同時に重量を測定できるので実流量を
演算することができる。したがって、請求項３の第１静
電容量から換算する流量値との比較で流量換算係数を補
正することができるため、バッチ（一時貯留）粉粒体の
静電容量から水分値を測定し、さらに流量換算の流量換
算係数を補正することが可能となった。

【００４０】請求項５では、上記加水制御方法を実現す
るための装置であり、装置としては、検出流路と、静電
容量検出のための電極と重量検出のための例えばロ−ド
セルを検出流路に設けた検出部と、静電容量から水分値
と流量値とに換算し各検出部及び開閉部の動作を制御す
る演算制御部とから構成できる。静電容量を検出するこ
とは従来から行われているものであり電磁流量計として
も汎用されている。更に検出流路も最大流路に見合う大
きさであればよく装置が大型になることはない。また静
電容量から様々な値に換算することはソフト的に成され
るものであり、１つのあるいは２つの静電容量値を換算
係数によって換算するものであり、このことにより装置
を高価にすることはない。

【００４１】以上のことから、測定精度を確保しつつも
装置の小型化と低廉化を容易にした加水制御装置が提供
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】静電容量測定装置を示す図である。

【図２】本発明の加水制御システムによる演算制御部を
示す図である。

【図３】演算制御部の他の実施例図である。

【図４】演算制御部の他の実施例図である。

【図５】加水制御システムを示すブロック図である。

【図６】加水制御システムを示すブロック図である。

【図７】本発明の加水制御装置を簡略に示した図であ
る。

【図８】本発明の制御フロ−チャ−トを示す図である。

【図９】従来の加水制御システムのブロック図である。

【符号の説明】

１ 静電容量測定装置 ２ 流路パイプ ３ 機枠 ４ ロ−ドセル式重量検出器 ５ パイプ ６ パイプ ７ 静電容量検出器 ８ レベル計 ９ 下部排出口 １０ 開閉板 １１ シリンダ− １２ 下部の開閉装置 １３ スライド開閉板 １４ シリンダ− １５ 上部開閉装置 １６ 電磁弁 １７ 電磁弁 ２０ 検出ユニット ２１ アンプ ２２ アンプ ２３ 演算制御回路 ２４ 表示器 ２５ 通信ポ−ト ２６ ＩＯポ−ト ２７ アナログ出力端子 ２８ アナログ出力端子 ２９ 出力端子 ３０ 入力端子 ３１ 演算制御部 ３２ 演算制御回路 ３３ 演算制御部 ３４ 加水制御部 ３５ 加水量調節部 ３６ 加水部 ３７ 撹拌加水装置 ３８ 搬送装置 ３９ コンピュ−タ ９０ 流量計 ９１ 水分計測装置 ９２ 加水制御装置 ９３ 加水量調節装置 ９４ 加水装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路を流れる被測定物の水分を測定し、
   被測定物が所定の含水率となるよう加水する加水制御方
   法において、 前記流路を流れる被測定物の静電容量を測定し該静電容
   量と予め定めた流量換算係数及び水分換算係数とにより
   流量と水分値とに換算して、該換算した流量と水分値及
   び所望の被測定物の目標水分値とから演算した加水量を
   基に加水制御することを特徴とする加水制御方法。
2. 【請求項２】 流路を通過する被測定物の所定時間にお
   けるバッチ重量及び静電容量とを測定し、流量と水分値
   の換算係数を補正することを特徴とする請求項１記載の
   加水制御方法。
3. 【請求項３】 流路を流れる被測定物の水分を測定し、
   被測定物が所定の含水率となるよう加水する加水制御方
   法において、 前記流路を流れる被測定物の第１静電容量を測定し該第
   １静電容量と予め定めた流量換算係数により流量を換算
   し、 流路を流れる被測定物を一時貯留すると共に第２静電容
   量を測定し該第２静電容量と予め定めた水分換算係数に
   より水分値を換算し、 前記換算した流量と水分値及び所望の被測定物の目標水
   分値とから加水量を演算して加水制御することを特徴と
   する加水制御方法。
4. 【請求項４】 一時貯留するとともに貯留時間と貯留重
   量とを測定して実流量を演算し、流量換算係数を補正す
   ることを特徴とする請求項３記載の加水制御方法。
5. 【請求項５】 流路を流れる被測定物の水分を測定し、
   被測定物が所定の含水率となるよう被測定物に加水する
   加水制御装置において、流路に設けた検出流路を流れる
   被測定物の静電容量を検出する静電容量検出部と前記検
   出流路を流れる被測定物の所定時間におけるバッチ重量
   を検出する重量検出部とを設けた検出部と、検出流路を
   開閉する開閉部及び、前記検出部により検出される静電
   容量値を被測定物の流量と水分値とに換算して所望の水
   分値とするための加水量を演算して信号出力すると共に
   前記検出部の各作動を制御する演算制御部とからなるこ
   とを特徴とする加水制御装置。