JPS63264A - 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〉 茶葉の加工は茎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、例えば粗揉艮に
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Ｐ
棟に頼ることなく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。どれは茶葉が茶刈によって、
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
の係数により一部に定まり、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、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部に定まれば必要な製茶条
件、例えば回転数、熱風温度、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 ｋｌ　　、使用空気の水茎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 に５　　、その他の影響による補正 とすれば総合効率はｋｌ　Ｘｋ２　Ｘｋ３　ｘｋｌＸｋ
３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、その他の影グによる補
正ｋｓ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（、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〉 本発明は操舵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。更にまた製
茶加工を理想的に行うため、茶温及び茶葉含水率の実際
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。そして更に、実際の製茶加工にあたって
は、揉乾作用が一連の加工（これを１ピリオドという）
が何速か組み合わされていることを重視し、−ピリオド
の工程が終了した時点で次ピリオドにおける製茶要素の
出力設定をし、工程継続並びに各ピリオドの相互の加工
工程を有機的に結合でき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） 〈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、現に行う操舵処理の個性値
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操舵処理の制御目標曲線
たる目標含水率推移曲線を一部に定め、現に行っている
操舵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
る実茶温を測定することにより、目標茶温との差に応じ
た製茶要素の制御と、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た製茶要
素の制御とを行うようにし、更に前記目標含水率推移曲
線に従ったーピリオドの工程終了後、効率定数の変更を
主体とした次ピリオドの設定を行い、工程を同様手法の
下に継続する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面は、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
実茶温の計測結果と目標茶温との差に応じて製茶要素の
制御を行う機能と、工程中の実茶菓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、−ピリオドの工程終了後、効率定数の変更を主体
とした次ピリオドの工程設定ができる機能とを具えてい
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
伴う各種の製茶装面に適用でき、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Ｉを骨格的に図示するとともに関連す
るマイクロコンピュータを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１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とが取り付けられている。そして
この主軸３に対してはチェーン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
工物たる茶菓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′の側部上方には熱風導入ダクト
９を配設するとともに、揉乾室２′の上方を排気口１０
とする。更にこの上方には茶葉投入口１１を設けるとと
もに、揉胴２のαり部下刃には揉乾室面の一部を開口し
得るように取出蓋１２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（熱風）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の主要装置はいわゆる
ヒータであって、まず外気を送り込む熱風送風ファン１
６を始発側に設け、更にその吹出側に加熱室１７を形成
し、この加熱室１７内にバーナ１８によって加熱される
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。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２
６によって支承され、その底部に底蓋２７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の位ヱ
が下がったことを検出し、所定の量を計量した後は底Ｍ
２７が開いて茶葉投入口１１から揉乾室２′内に茶葉が
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Ｓｔ、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Ｓ５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Ｓ８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、主軸３を駆動するこ
とによって揉手４及びさらい手５で茶菓を揉捻、攪拌し
茶葉の揉ふ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ＲＡＭとを具え、更に入出力信号を発
受する１１０ポートを具えて成るものである。このよう
な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
めのインターフェー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１１０
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
ピングモータその他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Ｓ１〜Ｓ８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・ｉ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
ある目標含水率推移曲線（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用語の一
部について説明する。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、一方実際に加
工する際に茶葉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Ｎ、各加ニス
テップを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において投入含水率、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をマニュアル操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ＩＳ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Ｓ１、吸気湿球温
度センサＳ２、吸気風速センサＳ３、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Ｓ６
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泣
面における乾湿法温度計の温度データ（−例として２５
°Ｃ１２１℃）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１０
３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、目標茶温等によりで求
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ｐｔ−ｐｇ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るものである。

〈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ｐｔ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窓ＩＫ
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　；水蒸気分圧 ―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。

ｋ２ｉ主軸回転数 伽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。、　　　−に３ｉ容量（何
ｋｇ型か） ―装置自体のＭ熱容量などの機械的 効率。

ｋ４　　、処理工程内容 に）葉状状態なのか繰込状態なのか等 の影響。

ｋｓ　；その他の影響 伽除去水分／加ニステップの大小や 初期含水率の大小と補正用因子 （ｋｓ）。

従って に＝ｋｌ　Ｘｋ２　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
かもじれない。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、または一式に括
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、常に一部に定 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、これは必ずしも一部ではない。

〈効率変化状ｆｉ（表１より）〉 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Ｐ１〜Ｐ８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　＋Δｔの間に乾燥する水分 ｙ（ｔ）　　−ｙ（ｔ　　＋Δ１＞＝αｙ（ｔ）Δを両
辺をΔｔで割って （ｙ（ｔ＋Δｔ）−ｙ（ｔ））　／Δｔ＝−α、（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＝−α７ｄｔ ７ｎｙ＋Ｃ１＝−α・ｔ Ｃｔを移項して Ｉｎ　ｙ　＝−α・ｔ−Ｃｔ ）’＝ｅ　（−ｙｔ　−Ｃｔ　＞ ＝Ｃｅ　（−ｙｔ） （ただしＣ＝　ｅ　−ＣＩ　） ここでｔ＝Ｑのとき初期含水率ｙｏとすれば ｙ”ｃ””ｙ。

また、取出時間ｔ＝”１’のとき取出含水率ｙ１とすれ
ば ’／１　＝ＹＱ　　・　ｅ　（−αＴ）ｅ　（−αＴ）
　丑ｙ１　／ｙ。

一αＴ＝ｌｎ　　−ｙｔ／ｙ。

α＝　−（Ｉｎ　　（ｙｔ　　／　　１０　　）　　）
　　／Ｔ従って含水率は ｙ＝ｙｏ６　（（Ｉｎ　（ｙ＋／ｙｏ）　）　　／Ｔ）
　ｔと表せる。

本発明は本来の仮定から前底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　”ｙｏ　６　（Ｉｎ　（ｙ＋／ｙｏ）　　／Ｔ［
Ｉ）　　ｔａ■ｙ＝　（（ｙｔ　−ｙｏ　）／’ｒ”　
）　　ｔ”　＋ｙ、）■ｙ＝（ｙｏ　　ｙｔ）　　（１
−ｓｉｎ（πｔ／２Ｔ））＋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。

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
ｚ　　：２７９　、Ｐａ　　：２３８　、Ｐ４　　：２
０２　、Ｐｓ　　：１７２　、Ｐｓ　　：１４７　、Ｐ
７　　：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
力された目標熱風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
ｒ＠量は、次のようにして求まる。

茶温ｔｃ　（”ｃ）における蒸発潜熱（ｋ　ｃａ　１／
ｋｇ）＝Ｌとすると Ｌ＝５３９．１　０．６４３　Ｘ（ｔｃ　−１００）０
．０００８３４Ｘ　（ｔ　ｃ　−１００）　２比容槓γ
は乾球温度をｔ　　（’ｃ）としてｒ　＝１．２９１　
Ｘ２７３　／２７３　＋　ｔまた、各加ニステップで除
去すべき水分量ΔｕＪ（ｋｇ）は 投入量；Ｗ（ｋ＋ｒ） 投入含水率ｉ　Ａｏ　（ｄ、　ｂ） 初含水率；　Ａ　Ｌ　（ｄ、　ｂ） 絡合水率；　Ａｚ　（ｄ、　ｂ） とすると Δｕｚ＝ＷＸ　　（Ａｔ　　　Ａｚ　）　／　（Ａｏ　
＋１００）で表される。

また 工程時間；Ｔ 熱凪温度；ｔイ 理想必要風量；Ｍ とすると Ｍ＝　（ＬＸΔｕｓ）　／　（０＋２４　Ｘ　ｔＨｘ　
７　ＸＴ）となる。

そこで例えば加ニステップＰ４に注目すればＬ　＝５３
９．１−０，６４３　Ｘ（３６−１００）−０，０Ｏ０
８３４Ｘ（３６−１００）２　＝５７６．８Ｔ≠１，２
９１　　Ｘ２７３　　／２７３　　＋２５＝１．１８３
Δ口・１２０　Ｘ　（２３８−２０２）　／　（３６０
＋　１００）　＝　９．３９Ｍ＝５７６．８　ｘ９，３
９１０，２４ｘ９５ｘｌ、１８３　ｘ　５＝４０．２　
（ｍ／ｗｉｎ）　　となる。

以下同様にして、必要な風量は、 ※単位　ｒｄ／ｗｉｎ 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。

く目標風量変化状態（表１より）〉 ※単位　ｒｔ？／ｍｉｎ 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
前ニステップｎにおける風量目標を読み出してゆくので
ある。例えば加ニステップｎが加ニステップＰ１であれ
ばそのときの風量は第１表の１９０　ｍ／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ェックするものである。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確認された後
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ｐｔ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−ピリオド分の加ニステップ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ｎ＋１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２０
６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
熱風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、熱風送風ファン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２１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Ｏ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１８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、例えば排気圀整ダンパ
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。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伏での茶葉
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、即ちチェッ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ェックタ
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℃と現在茶温か合致して
いるか否かを判別し合致している場合にはループ２０６
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。

一方、茶菓含水率によるフィードバック制御の場合には
制御ステ、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
該節ニステップが何段階口の加ニステップであるかを入
力して当該節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プ２０６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、更に同一機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制
御ステップ１１７において適宜のアラーム等を作動させ
、一連の製茶工程を終了させるものである。一方、更に
−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。

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が変わってゆく。ｎピリ（
オドではβ１　・β２　・・・βｎ−に６が従前のに６
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、 β・ｋ　６＝　（３６０−９０）　／　（３６０−１０
０）・ｋ６−１．０３８ｋｇとなる。

従って目標風量は前述の１／１．０３８倍を要する。

また粗揉段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＝（βｅ＋ｋｓ）÷２ ＝　（（（３６０−９０）　ｋ　ｓ　／　（３６０−１
００））＋ｋｓ））÷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制
御ステップ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。

ｆ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実茶温及
び実含水率を監視し、これと目標値との比較を行い、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、より通切な加
工がなし得るものである。更にまた本発明は−ピリオド
の工程が終了した後、次ピリオドの工程に移行する際、
前ピリオドのデータに関連した設定がなし得るものであ
り、従って工程の有機的継続が可能となり、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 ｌＯ；排気口 １１；茶葉投入口 １２；取出蓋 １５；乾燥媒体供給手段 １６；熱風送風ファン １７；加熱室 １８；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；開閉機 ３０；マイクロコンピュータ ３１；出力インターフェース ３２；アクチュエータ群 ３５；入力インターフェース ３６；センサ群 ３７；を旨示ボード Ｍ；主軸モータ ｓｌ　　、吸気乾球温度センサ Ｓｚ　、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 Ｓ５　；排気乾球温度センサ Ｓ６　；排気湿球温度センサ ｓ７　　、投入沿検出センサ Ｓ８　；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
   現に行う操舵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温を測定するこ
   とにより、目標茶温との差に応じた製茶要素の制御と、
   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た製茶要素の制御とを行うよう
   にし、更に前記目標含水率推移曲線に従った一ピリオド
   の工程終了後、効率定数の変更を主体とした次ピリオド
   の設定を行い、工程を同様手法の下に継続するようにし
   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、工程中の実茶温の計測結果と目
   標茶温との差に応じて製茶要素の制御を行う機能と、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、一ピリオドの工
   程終了後、効率定数の変更を主体とした次ピリオドの工
   程設定ができる機能とを具えていることを特徴とする製
   茶装置。