JPS6024174A

JPS6024174A - たばこの原料処理装置

Info

Publication number: JPS6024174A
Application number: JP58131979A
Authority: JP
Inventors: 賀川　健一
Original assignee: Japan Tobacco and Salt Public Corp
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1985-02-06
Also published as: US4723560A; DE3477988D1; EP0135048B1; EP0135048A3; EP0135048A2; JPS6242598B2

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】本発明は、たばこの原料処理工程におけるラミナサイズ
の制御装置に関する。

一般に、たばこ製造工程において、原料葉たばこは、ま
ず一枚ずつ解きはぐされ、次いで調湿機で水および蒸気
によって柔軟性が付与された後、除骨機で葉内部（以下
ラミナと記す）と葉脈部（以下中骨と記す）にはく離さ
れ、分離機でラミナと中骨に分離される。ラミナは長期
間貯蔵中に変敗や発ぽいが生じないようその水分を１２
％に乾燥され、たるその他の容器に梱包（以上の工程を
原料処理工程という。）された後、熟成のため長期間貯
蔵される。熟成を終了したラミナは葉紙、配合、加香等
の工程を経てたばこ刻に裁刻される。

上記の原料処理工程において、葉たばこは除骨機によっ
てラミナと中骨にはく離されるが、このはく離の程度に
よっては原料歩留りや品質に大きな影響をおよほす。す
なわち、葉たばこはラミナと中骨にはく離される際、太
き表機械的作用を受けるので、葉たばこの有している物
理的性質（この物理的性質は葉たばこの有している水分
および温度によって１１は決まる）および除骨機の機械
的衝撃によってはラミナと中骨が充分にはく離されなか
ったシ、あるいは逆にはく離が過度に行なわれてラミナ
が細粉化されたシする。

従って、原料処理工程においては、品質に影響を与える
因子、すなわち除骨機に供給される葉たばこの水分と温
度をその粟たばこに適当な値に制御し、さらに除骨機の
中に入っている葉たばこに与える機械的衝撃力をその葉
たばこに適した大きさに制御することが重要である。

従来けこれらの操作を人手によって行なっていた。この
人手による方法は、あらかじめ決められた操作条件表に
従って調湿機の水および蒸気の操作弁を操作することに
よシ除骨機に供給される葉たばこの水分と温度を適切表
値に調整し、またグリッドのピッチが異なるバスケット
を交換することによシ除骨機内で葉たばこに与える機械
的衝撃力を適切な大きさに調整するものであった。

しか【７、上述の人手による方法にあっては、葉たげこ
個有の物理的性質が生産地、生産された年の気象条件等
により大きく変わるため、これにあわせて葉たばこの除
骨に適した水分、温度あるいは除骨機内での機械的衝撃
力をあらかじめ決めることは非常に手間がかかること、
及び除骨機のバスケットを時々刻々変化する葉たばこの
性質にあわせて交換することは実際には不可能であるこ
と等の理由によシ、所定サイズ以下のラミナの生出をお
さえて品質を管理することは非常に困難であつた〇本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、原料葉たばこの物理的性質にあわせて除
骨機に投入される葉たばこの水分および温度と除骨機内
での機械的衝撃力を最適値に制御して、所定サイズ以下
の２ミナの生出を可及的に少なくすることができるたば
この原料処理工程におけるラミナサイズの制御装置を提
供することである。

すなわち、本発明は、グリッド回転数あるいはスレッシ
ングギャ回転数によシ葉たばこに与える機械的衝撃力を
可変することができる回転除骨機を使用して調湿機で水
分および温度が付与された葉たばこをラミナと中骨には
く離した後、分離機で分離する原料処理工程における所
定サイズ以下ラミナの生出割合を測定する測定手段と、
該測定手段からの測定信号をフィードバッグ信号として
人力し、調湿機で付与する水分および温度と回転除骨機
のグリッド回転数あるいはスレッシングギャ回転数を操
作因子として、山登り法によシ所定サイズ以下のラミナ
の生出割合が最少となる水分、温度およびグリッド回転
数あるいはスレッシングギャ回転数を探索する演算制御
手段とを具備してなることを特徴としている。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図はたばこの原料処理工程を示しておシ、供給機１
から供給された葉たばこは流量制御機２によって流量が
一定値に制御され調湿ａ３に供給される。ここで葉たば
こは加水ノズル２５および蒸気ノズル２６から噴霧され
る水および蒸気によって除骨に必要な柔軟性を付与され
る。調湿を終えた葉たばこは除骨機５．　９．　１２．
　１４によってラミナと中骨にはく離され、さらに分離
機６゜７、８．　１０．１１．　１３．　１５．１６．
１８によって分離される。

なお、第１図中４，２１はフィーダ、１７は集合コンベ
ヤ、２０はサンプラ、２２はラミナの大きさを測定する
ラミナサイズ測定機、２３．２４はサイロ、２７．２８
はラミナの流量を測定する計重機である。

上述の除骨機５．　９．　１２．　１４は第２図に示す
ように、所定のピッチでグリッド２９を配置した円筒状
のグリッド部材３０内に、外周面にスレッシングギャ３
１を多数配置した円錐台状の中心部材３２を挿入し、か
つ該グリッド部材３０をケーシング３３で囲繞して構成
されていて、グリッド部材３０を回転させてグリッド部
材３０と中心部材３２との間に葉たばこを投入すると、
葉たばこにグリッド２９とスレツシングギャ３１かも機
械的衝撃力が作用し、葉たばこがグリッド２９間から出
てグリッド部材３０とケーシング３３との間の空間に入
るときにラミナと中骨にはく離される。

との除骨ａ５，９，１２．１４は、グリッド部材３０の
回転数（グリッド回転数）を変化させることにより、相
対グリッドピッチ（グリッド２９とスレッシングギャ３
１との相対的な間隔）を変えて、葉たばこに作用する機
械的衝撃力を可変することができる。換言すれば、グリ
ッド回転数を変化させるととによシ相対グリッドピッチ
を変えてスレッシフグ率を可変することができる（第３
図参照）。ここで、スレッシフグ率とは、全うミナと一
段目の除骨機５によって土山するラミナとの比（ラミナ
土山比）に分離機によシ決まった定数を乗算したものを
いう。例えば、スレッシフグ率１５％とは、第１段目の
除骨ａ５で全うミナの１５％をはく離することをいう。

なお、グリッド部材３０を固定して中心部材３２を回転
させるように構成してもよい。この場合、中心部材３２
の回転数（スレッシングギャ回転数）を変ｆヒさせてス
レッシフグ率を可変する。

第４図は本発明の制御装置の一例を示すブロック図であ
る。同図によると、調湿ａ３の入口部には、水分検出部
１０１と温度検出部１０２と流量検出部１０３が配置さ
れていて、調湿機３に搬送される菓たばこの水分、温度
、流量が測定され、この測定値が演算器１０５に人力さ
れる。演算器１０５では該測定値と葉たばこに付与する
水分の設定値（この設定値はＰｉＤ型！ｌｉＩ節計１０
６に設定される。）に基づいて加水量を算出する。こＧ
算出値はＰｉＤ型調節計１０７のカスケード設定値とな
る。

一方、調湿機３の出口部には水分検出部１０４が配置さ
れていて、水分付与後の菓たばこの水分が測定され、こ
の測定値がフィートノくツク信号としてＰｉＤ型調節計
１０６に入力される。

ＰｉＤ型調節計ＩＱ６には葉たばこに付与する水分の設
定値がセットされていて、この設定値と上記測定値とを
比較し、偏差がある場合にはＰｉＤ補償を行ない信号を
出力する。この出力信号は上述の演算器１０５の信号（
算出値）に加算され、これによＪＰｉＤＰｉＤ型調節計
１０７ケード設定値が修正される。

前述の加水ノズル２５には操作弁１０９が設けられてい
て、ＰｉＤ型調節計１０７の出力信号により制御される
。操作弁１０９によシ操作される加水量は流量検出部１
０８により測定され、この測定値とカスケード設定値と
の間に偏差がある場合にはＰｉＤ型調節計１０１によｆ
ｉＰｉＤ補償が行カわれる。

また、調湿機３の出口部には、水分検出部１０４の外に
温度検出部１１０が配置されていて、調湿ａ３から送り
出された葉たばこの温度が測定され、この測定値がフィ
ードバック信号としてＰｉＤ型調節計１１２に人力され
る。

ＰｉＤ型調節計１１２には葉たばこに付与する温度の設
定値がセットされていて、この設定値と上述の測定値と
が比較され、偏差がある場合はＰ１Ｄ補償を行ない信号
を出力する。この出力信号は、前述の蒸気ノズル２６に
設けた操作弁１１５を制御するＰｉＤ型調節計１１３の
カスケード設定値となる。操作弁１１５により操作され
る蒸気量は流量検出部１１４により測定され、この測定
値とカスケード設定値との間に偏差がある場合にはＰｉ
Ｄ型調節計１１３によシＰｉＤ補償が行なわれる。

前述の除骨機５．　９．　１２．　１４のうち第１段目
の除骨機５のグリッド回転数は回転計１１６によって測
定され、この測定値はＰｉＤ型調節計１１７に入力され
る。

ＰｉＤ型調節計１１７には除骨に必要な最適グリッド回
転数が設定されていて、該設定値と上述の測定値との間
に偏差がある場合にはＰｉＤ補償を行なって回転数制御
用モータ１１８に信号を出力する。

除骨機５．　９．　１２．　１４で葉たばこからはく離
されたラミナは、分離機６．　７．　８．　１０，１１
゜１３、　１５．　１６．　１８．　によシ中骨と分離
された後、振動式ふるい分は機１２０に送られる。この
振動式ふるい分は機１２０はメツシュの異なる二つのふ
るい１．２１．、　１２２を重ね合せて構成されていて
、例えば２５ｖｔｍ以上のラミナはふるい１２１によシ
ふるい分けられ、１３〜２５ｍｍのラミナはふるい１２
２によシふるい分けられる。各ふるい１２１，１２２に
よってふるい分けられたラミナの流量は計重機１２４，
１２５，１２６によって測定され、この測定値は２ミナ
サイズ測定機２２に人力されて１３ｎ′ｌｌＴ１以下２
ミナの生出割合が算出される。

ラミナサイズ測定［２２での算出値は演算制御器１２７
にフィードバック信号として入力され、該演算制御器１
２７ではこのフィードバック信号に基づいて前述のＰｉ
Ｄ型調節計１０６，１１２゜１１７に設定する最適値を
算出する。

ここで、演算制御器１２γの動作を更に詳細に説明する
前に、第５図を参照して除骨機５，９゜１２．１４に投
入される葉たばこと１３ｍｍ以下のラミナの生出割合と
の関係を説明し、また第６図を参照して第１段目の除骨
機５のスレッシフグ率と１３ｍｍ以下ラミナの生出割合
との関係を説明する。

第５図によれば、１３ｒｒＩｍ以下ラミナの生出割合は
放物線に従って変化する。この場合、水分が１１％程度
のとき１３ＩｎＩＴ１以下ラミナの生出割合が最少とな
る。また、温度と１３＋ｎｍ以下ラミナの生出割合との
関係も同様の傾向にあり、温度６０℃のときに最少とな
る。

また第６図によれば、１段目の除骨Ｊ１１．５のスレッ
シフグ率を増加するとこれにともない除骨機５における
１３ｍｍ以下ラミナの生出割合も増加するが、２段目以
降の除骨＠９，１２．１４にかかる負荷は減少するため
、２段目以降の除骨機９．１２゜１４で牛用する１３ｍ
ｍ以下ラミナは減少する。従って、１段目の除骨機５の
スレッシフグ率を増加するとこれにともない除骨機５．
　９．　１２．　１４全体の１３ｍｍ以下ラミナは放物
線に従って変化する。この場合、第１段の除骨ａ５のス
レッシフグ率を１５％にすると、除骨機５．’　９．　
１２．　１４全体での１３ｍｍ以下ラミナの生出割合が
最少とガる。

これらの関係は葉たばこの生産地や生産時の気象条件及
び物理的性質等によシ変化するので、前述の演算制御器
１２７では、ラミナサイズ測定機２２からのフィードバ
ック信号（１３Ｂ以下ラミナの生出割合）に基づいて最
適操作条件をめる山登シ法の一つであるシンプレックス
法によりＰｉＤ型調節計１０６，１１２，１１７に設定
する水分、温度、グリッド回転数の最適値を探索する。

第７図は演算制御器１２１の動作を示すフローチャート
である。同図によると、第１工程でまず過去の操業状態
から最適と思われる操作条件ｘ１ｊ（水分、温度、グリ
ッド回転数）を設定する。このとき、水準の組み合わせ
は、結果が交絡しないように考慮する。

次いで、第２工程で操業状態に極端な悪影響を及はさｈ
いような操作条件の変更幅（δｊ）を設定する。そして
、第３工程で最適操作条件を中心に他の操作条件を下式
に基づいて計算する。

ｘ１ｊ＝Ｘ１ｊ＋ａｊここで、１紘水準（１＝１〜３）ｊは操作因子（ｊ＝１〜３）ｊ＝１は水分、ｊ＝２は温度、ｊ＝３はグリッド回転数
である。

次の第４工程で、水準１から水準３までの実験を行なう
ため、まず水準１を設定する。次いで、第５工程で操作
条件（Ｘｉｊ　’）をＰｉＤ型調節計１０６．１１２，
１１７に設定する。そして、第６エ程でラミナサイズ測
定機２２によシ、上記第５工程のレスポンスが現われ、
測定値が得られるまで時間を待つ。この時間経過後、第
７エ程でラミナサイズ測定機２２から測定結果を入力す
る（測定値のサンプリング間隔は１秒、サンプリング数
は１８０個である。）。次いで、第８工程でこの測定結
果に基づいて平均値およびバラツキを計算する。そして
、第９工程で第２水準、第３水準について上記第５工程
〜第８工程を繰シ返す。

次いで第１０工程で３つの水準について行なった結果を
統計的手法によシ有意差検定（Ｆ検定）を行なう。そし
て、第１１工程で平均値間に有意差があるかないかの判
別を行なう。有意差があれば次の第１４工程に進み、有
意差が々ければ次の第１２工程に進む。

第１２工程では、上記第４工程〜第８工程の実験回数（
Ｎ）に１を加算する。次いで、第１３工程でこの実験回
数（Ｎ＋１）とあらかじめ設定された実験回数とを比較
する。設定された実験回数よシ少ない場合に拡水準１か
ら実験を繰シ返す（水準１．　２．　３について第５工
程〜第８工程を実行する）。この場合、過去のデータは
統計的検定を行なう際、再度使用される。一方、設定さ
れた実験回数を越した場合には実験を中止する。この後
、第１４工程で３水準の平均値のうちから最大値（ｆｉ
も悪いレスポンスを与える操作条件での平均値）をめる
。そして、第１５工程で最も悪いレスポンスを与える操
作条件を捨て、新しい水準を下式に基づいて算出する。

！、＝（１＋ａ）Ｘｌ−Ｘｌ、。

ここで、Ｘｉはｉ因子の新しい操作条件ｘｉは前回の１
因子の最も悪いレスポンスを与えた操作条件を除く操作
条件の平値ｘ１．は前回の１因子の最も悪いレスポンスを与えた操作条件 αは定数である。

この後、第１６エ程で新しい操作条件をＰｉＤ型調節計
１０６，１１２，１１７に設定する。次いで、第１１工
程で第６エ程と同様にラミナサイズ測定機２２によシ第
１６エ程でのレスポンスが現われ、測定値が得られるま
で時間を待つ。この時間経過後、第１８工程でラミナサ
イズ測定機２２から測定結果を入力する（測定値のサン
プリング間隔は１秒、サンプリング数は１８０個である
）。

次いで、第１９工程でこの測定結果に基づいて平均値お
よびバラツキを計算する。然る後、第２０工程で今回の
実験結果と前記の２水準の実験結果によシ有意差検定を
行カい、差があれば上記第１４工程にもどシ、また差が
なければ上記第１２工程にもどる。

このようにＰｉＤ型調節計１０６．　１１２，１１７に
設定する設定値を変えてラミナをはく離する実験を繰り
返しながら１３ｍｍ以下ラミナの生出割合が最少と々る
設定値をめる（第８図参照）。

上述のように演算制御器１２７でめた水分、温度、グリ
ッド回転数の最適値をＰｉＤ型調節計１０６、　１１２
．　１１７に設定して葉たばこをラミナと中骨にはく離
すると、従来の人手による方法に比して１３圃以下ラミ
ナの生出割合を２％程度下げる仁とができる。

上述の装置では、全ての除骨機５．　９．　１２゜１４
によってはく離されたラミナから１３ｗ以下ラミナの生
出割合を測定するので、最適点への収束が早い反面レス
ポンスがおそい。そこで、レスポンスを早くするために
、第９図に示すように第１段目の除骨！ａ、５ではく離
されたラミナから１３■以下ラミナの生出割合を測定す
る。すなわち、除骨機５ではく離されたラミナを１３ｆ
ｆＩＩＴ＋目のふるいｊ！ｓ、１２８に送り、ここで１
３ｍｍ以下ラミナをふるい分け、ふるい分けたラミナの
流量を計重機１２９ｍ、１２９ｂで測定し、この測定結
果に基づいてラミナサイズ測定機１３０により１３ＩＴ
ｎＴｌ以下ラミナの生出割合を測定する。この場合、第
６図に示すように第１段目の除骨機５でのスレッシフグ
率を下げて１３ｍｍ以下ラミナの生出割合を減少させて
も、全ての除骨＠５．　９．　１２．　１４での１３１
皿以下ラミうの生出割合は逆に増加するので１３ｍｍ以
下ラミナの生出割合の最終目標値をあらかじめ演算制御
器１２７に設定して−おき、該最終目標値に近づくよう
に水分、温度、グリッド回転数を探索する。

なお、前述の演算制御器１２７は、計重機２７の測定結
果（２段目以降の除骨機９，１２．１４ではく離された
ラミナの流量）と計重機２８の測定結果（全ての除骨機
５．　９．　１２．　１４ではく離されたラミナの流量
）を人力して除骨工程全体ではく離されたラミナの流量
と第１段目の除骨機５ではく離されたラミナの流量の比
率（ラミナ土山比）を算出する演算器１３１からの信号
をフィードバック入力として、水分、温度、グリッド回
転数の最適値を探索する機能も具備している。

上記実施例では、シンプレックス法に従って最適値をめ
る演算制御器１２７を使用する場合を示したが、これに
限定されずエポック法に従って最適値をめる演算制御器
を使用してもよい。

また、ラミナサイズ測定器２２，１３０により１３ｍｍ
以下ラミナの生出割合を測定する場合を示したが、との
数値に限定されるものではなく、要は後工程において品
質に悪影響を及はすようなサイズのラミナの生出割合を
測定することである。

以上説明したように本発明によれば、所定サイズ以下ラ
ミナの生出割合を測定する手段と、この１１定結果をフ
ィードバック信号として人力し、調湿機で付与する水分
および温度と回転除骨機のグリッド回転数あるいはスレ
ッシングギャ回転数を操作因子として、山登り法により
所定サイズ以下ラミナの生出割合が最少となる水分およ
び温度とグリッド回転数あるいはスレッシングギャ回転
数を探索する制御手段とを具備しているので、所定サイ
ズ以下ラミナの主用を可及的に少なくして品質を管理す
ることができる。

また、所定サイズ以下ラミナ（１３ｍｍ以下２ミナ）の
生出割合を従来の人手による方法に比して下げることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図はたばこ
原料処理工程全体のブロック図、第２図は回転除骨機の
一部切欠斜視図、第３図、第５図及び第６図は品質特性
を示すグラフ、第４図は本発明の制御装置の一例を示す
ブロック図、第７図は演算制御装置の動作を説明するた
めのフローチャート、第８図はシンプレックス法の説明
図、第９図は本発明の制御装置の他の実施例を示すブロ
ック図である。３・・・・・・調湿機、５．　９．　１２．　１４・・
・・・・回転除骨機、２２，１３０・・・・・・測定手
段（２ミナサイズ測定機）、１２０，１２８・・・・・
・ふるい分は機、１２７・・・・・・演算制御手段（演
算制御器）。特許出願人　日　本専売公社日本専売公社研究開発部長指定代理人　中　山　道　夫第２図１４５　１５０　１５５　＋６０相タ寸り“リヅＦと°・ソテ　（ｍｍ）１段スレヅシン
ク°半（％）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　グリッド回転数あるいはスレッシングギャ回転
数によシ葉たばこに与える機械的衝撃力を可変できる回
転除骨機を使用して調湿機で水分および温度が付与され
九葉たばこをラミナと中骨にはく離した後分離機で分離
する原料処理工程における所定サイズ以下？ミナの土山
割合を測定する測定手段と、該測定手段からの測定信号
をフィードバック信号として入力し、調湿機で付与する
水分および温度と回転除骨機のグリッド回転数あるいは
スレッシングギャ回転数を操作因子として、山登シ法に
よシ所定すイズ以下うミナの土山割合が最少となる水分
および温度とグリッド回転数あるいはスレッシングギャ
回転数を探索する演算制御手段とを具備してなることを
特徴とするたばこの原料処理工程におけるラミナサイズ
の制御装置。
（２）前記測定手段が第１段目の回転除骨機ではく離さ
れた２ミナの所定サイズ以下の土山割合を測定する測定
手段であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のたばこの原料処理工程におけるラミナサイズの制御装
置。
（３）前記測定手段が全ての回転除骨機ではく離された
２ミナの所定サイズ以下の土山割合を測定する測定手段
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のた
ばこの原料処理工程におけるラミナサイズの制御装置。