JPS63262A - 製茶方法並びに装置 - 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】 （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って、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〉 茶菓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っ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ァクター、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
工されるものであって、特に最近ではこれを作業者の熟
練に頼ることな（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って
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った。これは茶菓が茶刈によって、
また茶園の肥培管理によって、更には前工程の処理加減
等によって、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。従って目標含水
率自体は、茶筒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って、数式的に捉え難いも
のであった。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っていた
。

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
の係数により一蓑に定まり、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１、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、熱訊温度、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 に１　；使用空気の水蒸気分圧による補正に２　；回転
数による補正 に３　；容量による補正 に４　　、処理工程による補正 ｋｓ　；その他の影響による補正 とすれば総合劾あはｋＩ　Ｘｋ２　Ｘｋ３　Ｘｋ４Ｘｋ
５として、各因子ごとのデータを分析すれば計数化が可
能となってゆく。勿論、当初は、その他の影響による補
正に５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
に各種の補正に１　・・・ｋｓ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っていたのである。

く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、これによって必要製茶条件を
求めるにあたって、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、係る着想に従って求めた曲
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ったものである。そして更に
製茶加工を理想的に行うため、茶葉の含水率の実際値と
目標値との比較をなし、その差に応じて製茶要素のフィ
ードバッ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。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） く目的達成の手段〉 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
イクロコンピュータを用い、現に行う揉乾処理の個性値
として、茶菓の投入含水率、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
ボードへのマニュ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、現に行っている
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
される製茶要素を関節するようにし、且つ工程中におけ
る実茶葉含水率を５１定することにより、目標茶葉含水
率との差に応じて製茶要素の制御を行うようにしたこと
を特徴として成るものであり、もっ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
たマイクロコンピュータを演算・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、茶菓の投入含
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を具えていることを特徴
として成るものであり、もっ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って具体的に説明す
るものであって、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ャートと併せて
説明しながら本発明の詳細な説明する。

第１図において本発明の一実施例を示すものであって、
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ラ主体とした制御装置を併せ示
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ｌにおける符号２は揉胴であり、このものは茶葉
が加工される揉乾室２′を形成する中空洞状態のもので
あって、その下面を断面は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
によっ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って、この主軸３に
は揉手４とさらい手５とが取り付けられ６によって主軸
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って、その
ための機構としてまず揉乾室２′のαり部上方には熱ｌ
！を導入ダクト９を配設するとともに、揉乾室２′の上
方を排気口１ｏとする。更にこの上方には茶菓投入口１
１を設けるとともに、揉胴２の側部下方には揉乾室面の
一義を開口し得るように取出Ｍ１２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（熱鼠）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
匠はいわゆるヒータであって、まず外気を送り込む装置
送風ファン１６を始発例に設け、更にその吹出例に加熱
室て加熱される熱交換器１９をジグザグ状に巡らせ、そ
の間で熱風送風ファン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
のであって、符号２１は熱風送風ファン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０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
ックスであって、このものは適宜の粗揉機１の機枠に対
しスプリング２６によって支承され、その底部に底蓋２
７を開閉自在に設けて成るものである。そしてこの計量
ボックス２５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が圧縮され計量ボッ
クス２５の位置が下がったことを検出、し、所定の量を
計量した後は底Ｍ２７が開いて茶葉投入口１１から拭−
乾室２′内に茶菓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、本発明にあっては次のよ
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Ｓ、と排気湿球
温度センサＳ６とを設ける。更に前記計量ボックス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Ｓ６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、生釉３を駆動する
ことによって揉手４及びさらい手５で茶葉を揉捻、攪拌
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
明にあっては次に述べるような制御手段を付設すること
によっ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ュー
タであって、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に対し続出専用のメモリＲＯＭ。

続出・書込可能なＲＡ〜１とを具え、更に入出力信号を
発受するＩ１０ポートを具えて成るものである。このよ
うなｔ構成はいわゆるマイクロコンピュータそれ自体の
有する構成でありそれ以上の説明は省略する。このよう
なマイクロコンピュータ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ェ、−スが付設されるものであって
、まず符号３１は出力インターフェースであり、これは
Ｉ１０ポートからの出力を受けてアクチュエータ群３２
を駆動する。このアクチュエータ群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、
ステンピングモータその化トルクアクチュエータ等を適
宜駆動する。更に符号３５は入力インターフェースであ
って、この入力インターフェース３５の出力は前記マイ
クロコンピュータ３０に入力する。そしてこの入力イン
ターフェース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ェース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５ｔ−３ｓからのデー
タである。

更にこの入力インターフェース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ュアル操作によって入
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□を示したフローチャート並びにその制御例
である目標含水率堆移曲線（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月語の
一義について説明する。まずプログラムのフローチャー
トのステップを以下制御ステップと定義し、−方実際に
加工する際に茶菓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）を加ニステップと称す
るものである。尚、加ニステップのすべてをＮ１各加ニ
ステツプをｎとしてフローチャート等において用いるも
のである。

ｉ）目標制御曲線の設定 まず運転開始にあたっては常法に従いマイクロコンピュ
ータ３０のイニシャライズをした後、制御ステップ１０
１において没入含水率、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表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をマニュアル燥作して入力するものである。

次いで制御ステップ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ｓＬ、吸気湿球温
度センサＳ２、吸気風速センサＳコ、熱風温度センサＳ
４、排気乾球温度センサＳｓ、排気湿球温度センサ３６
等からの検出信号が入力インターフェース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
置における乾湿法温度計の温度データ（−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１２０　ｋｇ、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、制御ステップ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ニステップの比を定め、基準値
を乾湿球温度針の温度データ、目標茶温等によって求め
、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に各加ニステップごとの値をマニュアル設定する
方法とがとられるものである。

その−例は表１の加ニステップに合わせ、例えば加ニス
テップＰ１〜Ｐ８に至るまでに下表のように９８°Ｃ〜
９１℃に漸減するような状態に設定され名ものである。

く温度主軸回転変化状！３（表１より）〉つづいて制御
ステップ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ニステップ
が第一回目の加ニステップ、即ち加ニステップＰ１であ
るか否かをつづく制御ステップ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２
０１によっ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ニステップにおける効率定数Ｋ
をつづく制御ステップ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
に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。

ｋｌ　　、水庫気分圧 仲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 ６＝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。

ｋコ；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 ψ葉状状態なのか繰込状態なのか等 の影響。

ｋ５　；その他の影響 仲除去水分／加ニステップの大小や 初期含水率の大小と補正用因子 （ｋ６） 従って に＝ｋｌ　ｘｋｚ　ｘｋ３　ｘｋ４　ｘｋ５　ｘｋ６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−辺に移項し、または−式に括
り、式を整理できるようにしたものでもある。

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は各因子を掛は合わせたもので
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。

面この効率定数Ｋについては上記表のように各加ニステ
ップｐｔ−Ｐ、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には適宜の補正値としてルー
プ２０２から制御ステップ１０６の後段に入力されるの
である。つづいて制御ステップ１０８において目標含水
率推移曲線を算出し、各加ニステッ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ップ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っ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 ｔ−Ｏｔ　十Δｔの間に乾燥する水分 ｙ＜ｔ＞　　−ｙ＜ｔ　＋Δ１）＝αＶ（ｔ）Δ仁両辺
をΔｔで割って （ｙ（ｔ　＋Δｔ）　−ｙ（ｔＮ　／Δを一−αｙ（ｔ
）Δ１＝＞０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＝−αＩｄｔ Ｉｎ　ｙ　＋　ＣＩ　＝−α・ｔ Ｃ１を移項して Ｉｎ　ｙ　＝−α・ｔ−（：１ ｙ＝ｅ　＜−αｔ　−Ｃ＋　＞ ＝ｃｅ　＜−αｔ） （ただしＣ＝　ｅ−Ｃ＋　） ここでｔ＝Ｑのとき初期含水率ｙＯとすれば ｙ＝Ｃ＝ｙＯ また、取出時間ｔ＝Ｔのとき取出含水率ｙ■とすれば ）’ｔ　　　＝　　ｙ　ｏ　　　　−ｅ　　　く　−α
　Ｔ　）６、（−αＴ）＝Ｙｘ／ｙｒｒ −αＴ　＝　Ｉｎ−ｙ　ｔ　／　ｙ　。

α＝−（ｌｎ（ｙＬ／ｙＱ））／Ｔ 従って含水率は ｙ　＝　３’ｏ　６　（＜ｌｎ　（ｙ＋　／ｙｏ）　）
　　／Ｔ）　ｔと表せる。

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　＝　）’０６　（Ｉｎ　＜ｙｒ　／ｙｏ）　　／
Ｔａ　）　　ｔｌ’■ｙ＝　（（ｙｒ　−ｙｏ　）／Ｔ
′１）ｔＢ＋ｙ。

■ｙ　＝（ｙｏ　　ｙ　ｔ　）　　（１−５ｒｎ（ｒｒ
ｔ／２　Ｔ）　）＋ｙｔ ※８；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、これらのみによって−義
に定まる式である。

〈第　１　表〉 即ち各加ニステップごとの目標含水率（Ｘ）は第１表に
示すように、加ニステップＰｏ　：３６０％ｄ、ｂ　、
以下Ｐｔ　　：３１７　　（単位省略以下同じ）　、Ｐ
２　　：２１９　、Ｐ３　　：２３８　、Ｐ４　　：２
０２　　、　　Ｐｓ　　　：１７２　　、　　Ｐｓ　　
　：１４７　　、　　Ｐ７　　　：１２１　　　、Ｐｓ
：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
行ってゆくのである。即ち制御ステップ１０９において
、制御ステップ１０３において入力された目標熱里温度
推移値と前制御ステップたる制御ステップ１０８におい
て算出した目標含水率推移曲線と制御ステップ１０６．
１０７において算出された効率定数にとの値により、−
ピリオドごとの各加ニステッ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（ｋ　ｃａ　１／ｋ
ｇ）−Ｌとすると Ｌ＝５３９．１−０，６４３　Ｘ（ｔｃ　　１００　）
０．０００８３４Ｘ　（ｔ　ｃ　　１００　）　ｚ比容
Ｑｒは乾球温度をｔ　　（’ｃ）としてｒ　＝１，２９
１　Ｘ２７３　／２７３　＋ｔまた、各加ニステップで
除去すべき水分量Δ＋、ＬＩ（ｋｇ）は 投入量；Ｗ（ｋｒ） 投入含水率；　Ａｏ　（ｄ、　ｂ） 初盆水率；　Ａｔ　（ｄ、　ｂ） 絡合水率；　Ａ２　（ｄ、　ｂ） とすると Δｕ＋＝、Ｗｘ　（Ａｔ　−Ａ２　）　／　（Ａｏ　＋
１００）で表される。

また 工程時間；Ｔ 熱風温度；ｔ、４ 理想必要風量；Ｍ とすると Ｍ＝　（ＬＸΔｕｒ）　／　（０，２４ｘ　ｔＭｘγＸ
Ｔ）となる。

そこで例えば加ニステップＰ４に注目すればＬ＝５３９
．１−０，６４３　Ｘ（３６−１００）−０，０Ｏ０８
３４Ｘ（３６−１００）２　＝５７６．８γ＝１．２９
１　Ｘ２７３　／２１３　＋２５＝１，１８３Δ田・１
２０　Ｘ　（２３８−２０２）　／　（３６０＋　１０
０）　＝　９．３９Ｍ　＝５７６．８　ｘ９，３９１０
，２４ｘ９５ｘｌ、１８３　Ｘ　５＝　４０．２　（ｍ
　／ｍ１ｎ）　　となる。

以下同様にして、必要な風量は、 〈必要風量変化状態〉 ※単位　ｒｒ？　／ｍｉｎ 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。

〈目標玉量変化状！３（表１より）〉 ※単位　ｒｒｒ７ｍｉｎ 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、その結果が既出の第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
、制御ステップ１１０において各ピリオドにおける加ニ
ステップを一番目から順次制御してゆくわけであり、ま
ず一つの加ニステップ内においである一定時間に設定さ
れた加ニステップが完了するか否かに従って順次処理し
てゆくのである。まず最初の加ニステップ内に入ってい
ることを制御ステップ１１０で確認した後、制御ステッ
プ１０９における風量推移目標値の算出結果により当該
加ニステップｎにおける風量目標を読み出してゆくので
ある０例えば加ニステップｎが加ニステップｐｔであれ
ばそのときの風量は第１表の１９Ｏｎ？／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
制御ステップ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を通り制御ステップ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Ｆｆ！認され
た後には工程進捗度を制御ステップ１１３において判別
するものである。即ち加ニステップｎの工程時間、例え
ば加ニステップＰ■の場合は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−ピリオド分の加工ステツブが消化されたか否
かを制御ステップ１１４で判別するものである。この制
御ステップ１１４では加ニステップｎが加ニステップＮ
に至っているか否かを判別し、未だ−ピリオド分の加ニ
ステップＮまで至っていない場合には次の加ニステップ
に移行すべく制御ステップ１１５においてｒｌ　＋ｌに
加ニステップを置き換えて再度制御ステップ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ップ１１３
において加ニステップ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ッ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、まず熱凰温度調整にあたっては風量及びバーナ１８
の出力等が関係するわけであり、処置送凪ファン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２
１を切り替えることによってその制御を行ってもよい。

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ってシフトする。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って行い、バーナ１
８自体の火炎の量を調整する。更に排気側を閉じること
によってその調整もできるものであって、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により攪
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って主軸
３の回転制御を行ってもよい０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。

ｉｉ　）フィードバック制御 すでに述べた工程進捗度の判別を行う制御ステップ１１
３において各加ニステッ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
態による補正及び含水率による補正がなされるものであ
る。

即ち制御ステップ１２０において逐次フィードバック補
正の必要があるか否かを判別し、必要がある場合には更
に一加エステップにおける、補正をかけてもよい時間間
隔がたっているか否か、即ちチエツクタイムにきている
か否かを制御ステップ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ップ１１１における制御を
繰り返すものである。

そして制御ステップ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ップ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
制御ステップ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。しかる後制御ステップ１２４
において目標茶温、例えば３６°Ｃ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２０
６に出力して既述の制御ステッ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ッ
プ１２５において出力し、ループ２０７を通して再び判
別用の制御ステップ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
制御ステップ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。

−方、茶葉含水率によるフィードバック制御の場合には
制御ステップ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って測定し
、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ニステップ
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
あって、これを制御ステップ１０９における演算から当
該前ニステップが何段階口の加ニステップであるかを入
力して当該前ニステッ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ップ１２８においてはそのとき
の加ニステップにおける風量推移目標値を、制御ステッ
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ップ１２９において判別し、合致し
ている場合にはルー１２０６に出力を入力させて再び制
御ステップ１１１からの制御を繰り返すようにするので
ある。

勿論制御ステップ１２９において現在含水率と目標含水
率との不一致があった場合には制御ステップ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
ウェアにおけるバーナ１８の制御、熱風送風ファン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。

ｉｉｉ　）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ップ
１１４で判別した後、取出状態となった場合、即ち所定
の加ニステップがすべて消化された状況となった場合に
は、更に同ＷＪ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ップ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如
制御ステップ１１７において適宜のアラーム等を作動さ
せ、−連の製茶工程を終了させるものである。−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オドの加工が
続けられる場合には制御ステップ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
０次いで制御ステップ１１９において次の目標取出含水
率の値と制御ステップ１１８における実取出含水率との
比較によって、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、
効率因子に６をβ・ｋ６に変更し、以降のピリオドでは
順次βが掛は合わされてに６が変わつてｃｐ　（。ｎピ
リオドではβ１　・β２・・・βｎ−に６が従前のに、
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、 Ｂ　・ｋ　ｓ　＝　（３６０−９０）　／　（３６０−
１００）　・ｋ　ｅ＝　１．０３８ｋｓ　となる。

従って目標玉量は前述の１／１．０３８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＝（βｓ＋ｋｓ）÷２ ＝　Ｃ（（３６０−９０）　ｋ　ｓ　／　（３６０−１
００）ｌ＋に６）３　÷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２
０４によって制御ステップ１１９からの出力を当初の開
運ステップ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
、それに従っ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茶葉の実
含水率を監視し、これと目標含水率との比較を行い、そ
れらに差があった場合に、その差に応じて製茶要素のフ
ィードバッ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。

【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っ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ップを示したフロ
ーチャートである。 １；粗揉機 ２；揉胴 ３；主軸 ４；揉手 ５；さらい手 ６；チェーン ９；熱風導入ダクト １０；排気口 １１；茶葉設入口 １２；取出蓋 １５；乾燥媒体供給−段 １６；熱風送風ファン １７；加熱室 Ｉ８；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；計量ボックス ２６；スプリング ２７；底蓋 ２８；開閉板 ３０；マイクロコンピュータ ３１；出力インターフェース ３２；アクチュユータ群 ３５；入力インターフェース ３６；センサ群 ３７；指示ボード Ｍ；主軸モータ Ｓｔ　　、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 Ｓｓ　；排気乾球温度センサ Ｓｓ　；排気湿球温度センサ ｓ７　　、投入量検出センサ Ｓｓ　；茶葉性状測定センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ュータを
   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ュアル
   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、現に行っ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て製茶要
   素の制御を行うようにしたことを特徴とする製茶方法。
2. （２）いわゆるＣＰＵを中核としたマイクロコンピュー
   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
   う機能とを具えていることを特徴とする製茶装置。