KR19980018600A

KR19980018600A - 곡물 가수 제어방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR19980018600A
Application number: KR1019970038310A
Authority: KR
Inventors: 사또루 사따께; 요시마사 도모야스
Original assignee: 사또루 사따께; 가부시끼가이샤 사따께세이사꾸쇼
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1997-08-12
Publication date: 1998-06-05
Also published as: CA2212484C; US5886533A; MX9706051A; CN1082837C; CN1178722A; EP0824963B1; KR100318645B1; JPH10111260A; EP0824963A1; AU729260B2; TW355744B; DE69704997T2; CA2212484A1; DE69704997D1; AU3414097A

Abstract

곡물의 가수장치에 있어서, 가수후 곡물의 예상 수분치의 측정에 의하지 않고, 정확한 가수량의 제어를 실시할 수 있으며, 또 원료 곡물의 수분치에 도중 변동이 있어도 적확하게 대응할 수 있는 가수 제어방법과 그 장치를 제공한다.

원료 곡물에 수분을 가수하는 곡물가수 제어장치 (1) 에 있어서, 초기 가수량으로 가수를 개시하여 가수처리후의 원료 곡물의 마이크로웨이브치를 측정하고, 상기 마이크로웨이브치를 제어의 기준이 되는 목표 마이크로웨이브치로 설정한 후, 실측 마이크로웨이브치가 상기목표의 마이크로웨이브치와 항상 일치하도록 피드백하여 가수량을 제어한다.

Description

곡물 가수 제어방법 및 그 장치

본 발명은 곡물 등의 가공을 용이하게 하기 위하여, 예컨대 소맥에 수분을 첨가하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 그 가수량을 정확하게 제어하는 곡물가수 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

물체에 마이크로파를 조사하여 수분의 다소에 의거하는 그 감쇠특성에서 얻어지는 마이크로웨이브치로 수분치를 측정하는 것은 종래부터 많이 행해지고 있다. 특히 소맥이나 차에 있어서 수분첨가에는, 마이크로파 검출에 의한 수분측정이 행해지고 있다. 이 경우, 수분첨가 직후의 곡물자체가 갖는 수분과, 그 곡물의 주위부에 부착한 수분을 동시에 측정하여, 주위부에 부착된 수분이 시간의 경과에 따라 곡물내부에 흡수되는 것을 고려하고, 또한 곡물온도나 곡물두께, 곡물밀도 등의 보정을 가하여 수분치를 연산하고 있는 것이 현상이다.

즉, 곡물에 수분을 첨가한 직후에는, 곡물표면에 수분이 부착된 상태이며, 또 가수직후의 곡물 수분을 측정하면 곡물표면에 부착된 수분이 반드시 함유되는 것으로부터, 이 때의 수분측정치는, 곡물주위에 부착된 수분이 시간의 경과에 따라 곡물내부에 흡수되는 것을 예상한 소위 예상 수분치에 불과하였다. 이 단계에서 측정한 수분치는, 가수후의 곡물으로의 수분흡수를 예상하는 요소도 포함되어 있기 때문에, 높은 정밀도의 수분측정은 실질적으로 곤란했었다. 즉, 이와 같은 측정의 경우, 측정한 마이크로웨이브치를 미리 구해진 수분치와 마이크로웨이브치의 검량선으로 수분치로 환산하지만, 이 검량선으로 수분치를 구하는 경우, 온도, 곡물두께, 곡물밀도 등에 의한 보정을 가함으로써, 곡물의 예상 수분치를 절대 수분치에 대체하여 측정하는 것이었다. 그러나, 이렇게 하여 얻어진 수분치의 정밀도는 1％ 오더 정도의 정밀도밖에 기대할 수 없는 것이었다. 단, 사용목적에 요구되는 수분치의 정밀도가 낮아도 상관없는 것도 예외적으로는 있지만, 특히 밀가루에 가수하는 경우, 그 제어의 기준에는 이용할 수 없는 것이 현상이다.

소맥으로의 가수는, 밀가루의 성상을 조절하여 제분에서의 수율을 향상시키는 의미에서 매우 중요한 것이다. 제분업자라 하면, 소맥의 성상이 변질되지 않는 한도에서, 가능한한 높은 수분치, 예컨대 17％ 정도로 콘트롤 가능한 것이 제품중량의 면에서 중요하다. 또, 보리 (예 : 단단한 보리) 는 분쇄에 의해 가수한 원료맥의 수분치 (예 : 16％) 로부터 대략 2％ 의 수분손실이 발생하는 것도 알려져 있다. 이러한 것을 고려하여 원료맥으로의 가수가 실시되는데, 분쇄후의 밀가루의 수분은 가수한 보리수분의 고저에 비교하는 것, 또, 분쇄후의 밀가루에는 가수할 수 없는 것으로 보아, 원료맥으로의 가수단계에서의 안정된 균일한 수분조정이 매우 중요한 것을 알 수 있다.

일반적으로 제분공정에서의 처리량은 매우 많기 때문에, 중량％ 에서 1％ 오더의 수분차는 제품중량차에 크게 영향을 미쳐, 최종제품의 매상금액에도 큰 차이를 발생하게 되기 때문에, 가수단계에서의 가수량의 오차를 가능한 한 작게 할 필요가 있다. 종래의 마이크로웨이브치에 의거하는 가수 제어는 앞서 설명한 바와 같이 1％ 오더 정도의 정밀도밖에 기대할 수 없는 예상 수분치에 의거하는 제어로, 상기의 기대에 충분히 대응할 수 없는 것이었다.

밀가루의 경우, 이 1％ 오더의 오차라는 것은, 그 수분차가 그대로 제품의 중량차에 영향을 미치므로, 수분이 중량％ 에서 1％ 의 차이가 있는 경우에는, 1 일의 처리량을 200 톤이라 하면, 그것의 1％ 인 2 톤의 중량차가 1 일에 발생하게 된다. 따라서, 년간 200 일 가동한다고 가정하면, 1 년간에 400 톤이나 손실이 된다. 반대로 이 1％ 를 잘 제어할 수 있으면, 동일조건에서 년간 400 톤의 이득이 된다. 당연하지만 이 경향은 처리량이 큰 설비일수록 현저하다. 금액적으로는 밀가루 천원/kg 이라고 하면, 중량％ 에서 1％ 의 수분차로 년간 4억3천만원의 손실 또는 이익이 된다.

그러나, 여러 가지 수분치의 곡물에 대하여, 이들이 일정한 수분치가 되도록 적절한 수분량을 가수하기 위해, 일반적으로는 피드백 제어가 실시되지만, 지금까지의 마이크로파 검출장치에 의한 수분검출에서는, 가수후의 곡물의 예상 수분치를 측정하고, 다음에 이 예상 수분치와 목표 수분치를 비교하여, 발생한 차이에 따라 가수량을 피드백 제어하는 것 이었다. 여기에서 발생하는 오차는 예상 수분치의 측정오차가 연산에 의해 최종적으로는 수％ 나 확대되기 때문에, 상당한 오차를 갖은 채 단순히 기준으로 사용되고 있는 것이 현상이며, 실제로는 후공정에서의 템퍼링 (tempering) 에 이 오차의 보완을 맡는 것으로 되어 있다. 밀가루 등에서는 만쇄하는 원료소맥의 수분의 불균일은 제분에서 치명적이라 하므로, 제품의 좋고 나쁨을 좌우하는 가수공정에 관련되는 비중은 크다.

또한, 동일량이라는 이유로 항상 동일 수분치의 원료 곡물이라고는 한정할 수 없으며, 그 변화에 대응하지 않으면 않된다. 그러나, 상기한 바와 같이 가수후의 곡물 수분치의 측정을 높은 정밀도로 행하는 것이 현실적으로는 불가능하므로, 가수전의 곡물수분에 따라 조정한 첨가 수분량이 정확한 값인지 아닌지, 적확한 판단을 내릴 수 없었다.

그러나, 비교적 정밀도가 높은 저항식 곡물 수분계로 원료 곡물의 수분치를 측정하여 가수량의 피드포워드제어를 실시하는 것도 가능하지만, 저항식은 측정간격이 길어 측정에 시간을 필요로 하는 것과 샘플량이 적기 때문에, 다량의 곡물에 대하여 연속적인 제어를 실시하는 사용에는 부적합하다.

이상으로부터, 본원 발명은 곡물의 가수 제어장치에서 가수후의 가수곡물의 예상 수분치의 측정에 의하지 않고, 가수에 의한 수분의 실측을 행하여, 그 실측치에 의거하여 가수량의 피드백 제어를 실시함으로써, 정확한 가수와 곡물의 수분조정을 실시할 수 있고, 또한 원료 곡물의 수분치에 가령 변동이 있어도 적확하고 신속하게 이에 대응할 수 있는 가수 제어장치 및 방법의 제공을 기술적 과제로 한다.

도 1 은 본 발명에 의한 제어장치의 실시예 1 을 나타낸 도면.

도 2 는 실시예 1 에서의 가수 제어의 제어 플로우를 나타낸 도면.

도 3 은 본 발명에 의한 가수 제어장치의 실시예 2 를 나타낸 도면.

도 4 는 실시예 2 에서의 가수 제어의 제어 플로우를 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 곡물 가수 제어장치 2 : 유량계

3 : 가수장치 4 : 가수조정밸브

5 : 곡물 수분계 6 : 마이크로파 검출장치

7 : 연산제어장치 8 : 입력장치

9 : 모니터 10 : 공급구

11 : 밸브 개폐장치 12 : 충돌판

13 : 로드셀 (load cell) 14 : 제어부

15 : 배출구 16A, 16B : 전극

17 : 구동장치 18 : 교반 스크루

19 : 공급구 20 : 가수구멍

21 : 배출구 22 : 반송장치

23 : 송신부 24 : 수신부

25 : 제어부 26 : 진동 피더

27 : 반송벨트 30 : 투입구

31 : 주통로 32 : 측정용 바이패스로

34 : 구획판 35 : 배출구

36 : 측정부 37 : 로터리 밸브

38 : 만료센서 39 : 에어실린더

40 : 셔터

원료 곡물에 수분을 첨가하는 가수장치에 있어서, 먼저, 원료 곡물의 원료수분치와 목표 수분치 및 원료 곡물의 공급유량을 초기치로 입력함으로써 초기 가수량을 결정한다. 상기 초기 가수량에 의한 가수처리후의 초기의 가수곡물의 마이크로웨이브치를 마이크로파 검출장치로 측정하여, 상기 마이크로웨이브치를 이후의 비교 기준이 되는 목표 마이크로웨이브치로 설정하고, 그 이후의 마이크로웨이브치가 항상 목표 마이크로웨이브치와 일치하도록 가수량을 피드백 제어한다. 가수후의 곡물을 측정한 마이크로웨이브치는, 곡물자신과, 그 곡물 주위부에 부착된 수분 전체에 의거하는 것으로, 이 값만 항상 일정해지도록 첨가수분량을 제어하면, 가수후의 곡물의 수분치는 항상 일정하다고 판단할 수 있다.

처음에 원료 곡물의 원료수분치를 측정하여 가수량을 결정함으로써, 가수후에 나타나는 마이크로웨이브치는, 원료 곡물의 원료수분에 필요한 수분을 첨가한 곡물자신의 수분치와 그 주위부에 부착된 수분치의 합에 상당하는 것이며, 여기에서의 마이크로웨이브치는 리얼타임으로 얻어지는 값을 이용하는 것이며, 시간경과후의 수분인 예상 수분치를 연산하기 위한 보정을 실시할 필요도, 또 보정후의 값을 사용하는 일도 전혀 없으므로 오차는 매우 적어진다.

그 다음에는 실측치인 원료수분치를 기초로 하여, 목표 수분치와의 연산으로 구한 가수량에 따라 수분을 첨가하여, 처음에 얻어진 마이크로웨이브치를 목표치로 하므로, 마이크로웨이브치는 보정이 없는 실측치라 할 수 있다. 그리고 이 값을 목표치로 하여 그 후의 마이크로웨이브치와 일치시키도록 가수장치를 피드백제어하므로, 종래의 예상 수분치에 의거하는 제어와 대비하면, 본원 발명은 마이크로웨이브치의 실측치제어라 할 수 있다.

본원 발명의 장치는, 원료 곡물에 수분을 첨가하는 가수장치를 임의의 유로에 개설한 곡물 가수장치에 있어서, 원료 곡물의 수분치를 측정하는 곡물수분 측정장치와, 원료 곡물에 수분을 첨가하는 가수장치에 가하여, 가수후의 곡물의 마이크로웨이브치를 측정하는 마이크로파 검출장치를 구비한다. 가수장치는, 시간에 따라 곡물에 수분을 침투시키는 것, 수분을 여러 가지로 낙하시키는 것 등, 반송되는 곡물에 균등하게 가수할 수 있는 것이면 어떠한 형식이라도 좋다. 또, 가수장치는 교반장치나 반송장치를 연구하여 설치하는 등 여러 가지 형태를 생각할 수 있다. 이들의 장치는 전부 연산제어장치에 접속되어 제어된다. 원료 곡물의 공급유량과 원료 곡물의 원료수분치 및 가수후의 목표 수분치 등이 연산제어장치에 입력되어, 이들의 값에 의거하여 연산 제어장치로 연산되는 초기 가수량에 의해 가수장치가 제어된다. 또, 가수장치에 의해 가수된 초기의 가수곡물의 마이크로웨이브치를 상기 마이크로파 검출장치로 측정하고, 이 마이크로웨이브치를 목표 마이크로웨이브치로 한다. 이 목표 마이크로웨이브치로 가수후의 곡물에 관련되는 수분량의 차이를 연산하여 상기 가수장치를 피드백 제어하는 연산제어장치로 이루어지는 곡물 가수 제어장치로 하였다.

또, 이 연산제어장치는, 개시시에는 미리 부여되는 원료 곡물유량, 가수처리후의 목표 수분치 및 원료 곡물의 원료수분치로 가수량을 연산하여 가수장치에 연락하고, 가수후 초기의 곡물의 마이크로파 검출장치에 의한 마이크로웨이브치를 목표 마이크로웨이브치로 기억하여, 그 후에 검출되는 마이크로웨이브치와의 차이를 가수량으로 환산하여 가수장치에 연락되어 있다.

가수장치의 후단에 설치되는 마이크로파 검출장치는, 곡물이 정상적으로 흐르고 있는 상태에서 마이크로파를 검출하는 유동 검출형식, 또는, 가수장치로부터 이송되어 오는 가수곡물의 일부를 측정하기 위해 일정량을 일단 축적하여, 정지상태에서 검출하는 배치 (batch) 검출형식의 어느 것이라도 상관없다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

먼저, 도 1 에 의해, 곡물이 정상적으로 흐르고 있는 상태에서 마이크로파를 검출하는 유동 검출형식에 의한 본원 발명의 실시예 1 을 설명한다.

도 1 의 부호 (2) 에 나타낸 것은 원료 곡물의 유량을 계측하여 정량 배출하는 유량계이다. 유량계 (2) 의 공급구 (10) 에 공급된 원료 곡물은, 밸브 개폐장치 (11) 로 통과량의 규제를 받는다. 밸브 개폐장치 (11) 에 의해 통과량의 규제를 받은 원료 곡물은, 충돌판 (12) 위를 흘러내림으로써 로드셀 (134) 에 의해 그 하중이 검출된다. 검출된 하중은 제어부 (14) 에서 유량으로 환산되어, 이 환산치에 의거하여 정류량 (定流量) 이 되도록 밸브 개폐장치 (11) 가 제어된다. 이 유량계 (2) 에 의해, 원료 곡물은 배출구 (15) 로부터 일정한 유량으로 차공정에 공급된다. 유량계는 유량을 측정하는 것이면 되는 것은 아니며, 정류량 배출기능을 반드시 구비할 필요는 없으므로, 본 실시예에 한정되는 것은 아니며, 정류량 배출기능을 갖지 않는 더욱 간단한 구조로 할 수도 있다. 또한, 전공정에 의해 원료 곡물의 유량이 이미 측정되어 있다면, 그 값을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 원료 곡물의 일부 샘플은 곡물 수분계 (5) 에 투입된다. 곡물 수분계 (5) 는, 전극 (16A, 16B) 사이에 공급된 곡물의 저항치를 측정하여, 그 저항치를 제어장치 (25) 에서 수분치로 변환하는 것이다. 여기에서의 측정을 마친 곡물은 유로 밖으로 배출된다. 이 곡물 수분계 (5) 는 저항식의 것을 나타냈지만, 저항식에 한정되는 것이 아니며, 정확하게 측정할 수 있는 것이면 어떠한 형식이라도 좋다. 또, 전공정에서 이미 수분치가 구해져 있는 것이면 수분계를 별도로 설치할 필요는 없으며 그 데이터를 이용할 수도 있다.

다음에 부호 (3) 으로 나타낸 것은 가수장치로, 구동장치 (17) 에 의해 회전구동되는 교반 스크루 (18) 의 상류측의 공급구 (19) 로부터 공급된 곡물은, 교반 스크루 (18) 에 의해 반송작용을 받으면서 가수구멍 (20) 에서 분무되는 수분과 함께 교반된다. 가수되어 교반작용을 받은 곡물은 교반 스크루 (18) 의 하류측의 배출구 (21) 로부터 배출된다. 가수장치의 다른 실시예로서는, 벨트컨베이어상에 곡물을 공급하여 상부로부터 가수하는 것, 또는 메시 (mesh) 상의 벨트를 이용하여 벨트의 상하로부터 가수하는 것 등이 있다. 상기 가수구멍 (20) 은, 저수탱크 (도시하지 않음) 등의 수원 (水源) 에 접속한 가수 조정밸브 (4) 에 연결되어, 이 가수 조정밸브 (4) 의 조정으로 곡물로의 가수량이 제어된다.

가수교반된 곡물은 차공정의 반송장치 (22) 로 공급된다. 반송장치 (22) 의 반송개시 단부에는 진동 피더 (26) 가 설치된다. 진동 피더 (26) 는 가수장치 (3) 의 배출구 (21) 로부터 배출된 가수후의 곡물을 받아, 그 진동작용으로 반송장치 (22) 의 반송벨트 (27) 상으로 곡물의 균일한 층을 형성하도록, 그 단부에서 반송벨트 (27) 상으로 공급한다. 가수후의 곡물의 마이크로파가 정확하게 검출되기 위해서는, 반송 벨트 (27) 상으로 곡물의 균일한 층이 형성되는 것이 중요하다. 반송장치 (22) 의 반송경로 도중에는, 피측정물에 마이크로파를 조사하는 송신부 (23) 와 피측정물을 투과한 마이크로파를 수신하는 수신부 (24) 를 포함하는 마이크로파 검출장치 (6) 가 설치된다. 마이크로파 검출장치 (6) 의 설치장소는, 가수된 곡물에 관계하는 수분량을 마이크로웨이브치로 측정 할 수 있으면 되고, 전체의 제어계에 시간적 오차의 영향이 최소한이 되는 위치에 배치되면 된다.

이상의 각 장치, 즉 유량계 (2), 곡물 수분계 (5), 가수조정밸브 (4) 및 마이크로파 검출장치 (6) 는, 각각 신호선을 통하여 연산 제어장치 (7) 에 접속된다. 또한, 연산제어장치 (7) 에는 입력용의 키보드 (8) 및 모니터 텔레비젼 (9), 또는 소위 터치패널과 같은 데이터 입력용 터치 스위치 기능이 부착된 모니터 텔레비젼이 접속된다. 이상의 설명으로부터 가수 제어장치 (1) 는 가수장치 (3) 와 가수조정밸브 (4) 와 마이크로파 검출장치 (6) 및 이들 각 장치와의 데이터의 송수신과 동작을 제어하는 연산제어장치 (7) 를 구성요소로 한다.

이상의 구성에서의 연산제어장치 (7) 의 제어 플로우를 도 2 로 설명한다. 먼저, 초기입력단계 (201) 에서, 원료 곡물의 원료수분치와 가수후의 목표 수분치 및 원료 곡물의 공급유량이 연산제어장치 (7) 에 초기치로 입력된다. 여기에서, 원료수분치는 곡물 수분계 (5) 로 계측된 값, 공급유량은 유량계 (2) 로 계측된 값, 목표 수분치는 희망하는 수분치로서 키보드 (8) 에서 외부적으로 입력된 값이다.

다음에, 초기 가수량 설정단계 (202) 에서는, 단계 (201) 에서 입력된 각 초기치에 의거하여 초기 가수량이 결정된다. 구체적으로는, 연산제어장치 (7) 가 다음식 (1) 으로 초기 가수량을 연산한다.

또, 원료 곡물의 유량에 대해서는, 미리 결정한 유량치를 입력하게 되지만, 도시 실시예 (도 1) 와 같이 유량계 (2)를 설치하여 측정한 값을 제어부 (14) 로부터 연산제어장치 (7) 에 입력하여도 된다. 단, 이 경우, 다음의 가수량 조정까지 곡물유량치를 입력할 수 있도록, 유량계와 가수장치 사이의 반송로의 거리에 의해 발생하는 시간의 오차 (time lag) 를 고려할 필요가 있다.

다음에, 초기 가수량이 되도록 가수조정밸브 (4) 를 제어한다 (단계 203, 204). 구체적으로는, 가수량은 가수조정밸브 (4) 에 가해지는 수압이 일정한 경우에는, 가수조정밸브 (4) 의 개도를 정밀제어함으로써 조정된다. 다른 방법으로서는, 별도로 유체의 유량계를 설치하여 가수량을 실제로 측정하여 가수조정밸브 (4) 의 개도를 제어함으로써 실시할 수도 있다. 유량이 초기 가수량과 다른 경우에는 가수조정밸브 (4)를 조정한다.

가수량이 가수 제어밸브 (4) 의 조정으로 적량이 되면, 단계 (205) 에서 원료 곡물의 투입이 개시된다.

다음에, 가수장치 (3) 에 투입된 원료 곡물은 가수되어 교반되면서 수분을 흡수하여 배출구 (21) 로부터 다음의 반송장치 (22) 로 공급된다. 반송장치 (22) 에서는 마이크로파 검출장치 (6) 에 의해 마이크로웨이브치가 측정된다 (단계 206). 이 시점에서, 가수된 최초의 가수곡물의 마이크로웨이브치의 측정이 행해진다. 이 마이크로웨이브치는, 이후의 마이크로웨이브치의 측정의 기준이 되는 목표 마이크로웨이브치 (목표 MW 치) 로서, 연산제어장치 (7) 에 입력되면서 기억된다. 또한, 장시간에 걸쳐 가수처리를 행하는 경우, 최초의 1 회 뿐만아니라, 일정시간마다 이 목표 마이크로웨이브치 (목표 MW 치)를 재설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 곡물의 원료수분치 및 유량 등은 재측정하여 제어장치에 재입력할 필요가 있다.

다음에, 단계 (207) 에서, 측정시 현재의 마이크로웨이브치의 측정이 계속적으로 실시된다.

또한, 단계 (208) 에서는, 측정 현시점에서의 마이크로웨이브치 (현재 MW 치) 가 비교적 크게 설정된 소정의 범위내에 들어와 있는지의 여부가 판단된다. 가수한 곡물이 존재하는 경우에는, 현재 MW 치는 소정의 범위내에 들어가기 때문에, 후술하는 다음의 단계 (209) 로 진행하게 되지만, 예컨대 가수한 곡물의 1 로트 (lot) 가 종료하고, 반송장치 (22) 상의 곡물의 흐름이 도중에 멈췄다 하면, 이 시점에서 마이크로웨이브치는 크게 변화하게 되어, 소정의 범위를 크게 일탈하여 원료의 종료로 판단된다. 이 경우, 단계 (210) 으로 진행되고, 가수장치 (3) 에서의 가수동작이 정지된다.

단계 (208) 에서 반송장치 (22) 상에 가수곡물이 있다고 판단된 경우에는, 처리는 단계 (209) 로 진행된다. 이 단계 (209) 에서는, 측정현시점에서 마이크로파 검출장치 (6) 에서 측정된 마이크로웨이브치 (현재 MW 치) 가, 앞의 단계 (206) 에서 설정된 목표 마이크로웨이브치 (목표 MW 치) 의 허용범위내인지의 여부가 판단된다. 여기에서, 목표 마이크로웨이브치의 비교대상이 되는 현재 마이크로웨이브치는, 곡물이 부여된 수분을 모두 흡수한 때의 예상 수분치가 아닌, 곡물내의 실제의 수분뿐만아니라 가수된 곡물의 표면에 부착되어 있는 수분도 함유한 상태에서 측정되어 있다. 현재 마이크로웨이브치를 안정시킨다는 것은, 곡물의 수분과 곡물에 부여된 수분의 합계된 값을 안정시킨다는 것이며, 부여되는 수분을 제어함으로써 마이크로웨이브치가 안정되기 때문에 가수량제어를 실수하는 일은 없다. 여기에서, 현재 마이크로웨이브치 (현재 MW 치) 가 목표 마이크로웨이브치 (목표 MW 치) 의 허용범위 밖이라 판단된 경우에는, 다음식 (2) 에 의한 연산으로 제어가 필요한 가수량이 연산된다.

연산제어장치 (7) 가 상기 (2) 식으로 연산된 가수량에 의거하여, 단계 (211) 에서 가수조정밸브 (4) 가 제어된다. 상기 (2) 식에서 구해진 가수량의 값의 양음부호로, 현재의 가수량에 대하여 필요로 하는 물의 양의 증가 또는 감소의 제어가 실시된다. 단계 (211) 에서의 가수조정밸브 (4) 의 제어에 의거하는 가수조정밸브 (4) 의 개폐량이 적당한지의 여부가 단계 (212) 에서 판단되어, 만약 적당하지 않다고 판단되면 가수조정밸브 (4) 의 재조정이 실시되고, 적당하다고 판단되면 단계 (207) 로 복귀하여 현재 마이크로웨이브치의 측정이 반복 속행된다. 이상과 같이 동작함으로서 가수량이 적절하게 제어된다.

다음에, 가수된 곡물의 일정량을 일단 축적하여, 정지상태에서 마이크로파에 의거하여 마이크로웨이브치를 측정하는 본원 발명의 실시예 2 를 도 3 을 참조하여 설명한다. 또한, 실시예 1 과 본 실시예의 상이함은, 실시예 1 이 가수곡물을 반송장치 (22) 에 의해 다음 공정으로 반송하는 도중의 유동상태에서 마이크로웨이브치를 측정하는 구성인데 대하여, 본 실시예에서는 가수장치 (3) 의 배출구 (21) 에 접속되는 가수곡물의 주통로에 측정용 곡물 바이패스로를 병렬적으로 설치하여, 여기에 가수곡물의 일부를 일정량 축적하여 마이크로웨이브치를 측정하는 구성으로 이루어져 있는 점이다. 그 외의 구성은 도 1 의 것과 기본적으로 동일하므로, 그 설명은 생략한다. 도 1 에서 점선으로 둘러싼 부분을 도 3 에 나타낸 구성으로 변경한 것이 실시예 2 이다.

도 3 은, 실시예 2 의 측정부를 나타낸 것이다. 본 실시예의 경우, 가수장치 (3) 의 배출구 (21) 의 바로 뒤에, 주통로 (31) 및 측정용 바이패스로 (32) 로 이루어지는 가수곡물 통로의 투입구 (30) 가 접속된다. 측정용 바이패스로 (32) 의 도중에는, 마이크로파 송신부 (23) 와 마이크로파 수신부 (24) 가 대향하여 설치된 측정부 (36) 가 설치된다. 주통로 (31) 와 측정용 바이패스로 (32) 의 분기부에 설치되는 구획판 (34) 은, 가수곡물을 주통로 (31) 측과 측정용 바이패스로 (32) 측으로 소정의 분배율로 분리하기 위한 것이다. 구획판 (34) 으로 주통로 (31) 측에 분리된 가수곡물은 직접, 가수곡물 통로의 배출구 (35) 로 흘러내림과 동시에 배출되어, 다음 공정으로 보내진다. 구획판 (34) 으로 측정용 바이패스로 (32) 측에 분리된 가수곡물은, 측정에 따라 로터리 밸브 (37) 가 닫히고, 측정부 (36) 에 시간이 경과함에 따라 축적되어 간다. 시간의 경과에 따라 측정부 (36) 에 축적되어 가는 곡물이, 측정부 (36) 의 상부에 설치되는 만료센서 (38) 에 의해 그 만료상태가 검지되면, 에어실린더 (39) 에 힘이 가해져, 이 에어실린더의 선단에 설치된 셔터 (40) 가, 도면 중 실선으로 나타낸 위치까지 이동되고, 측정부 (36) 로의 가수곡물의 축적이 중단된다. 이와 같이 하여, 측정부 (36) 에 일정량 축적된 가수곡물은, 정지상태하에서, 마이크로파에 의거하는 마이크로웨이브치의 측정이 실시되게 된다.

상기 실시예 2 의 동작 플로우를 도 4 에 나타낸다. 도 2 에 나타낸 실시예 1 의 동작 플로우와, 도 4 의 실시예 2 의 동작 플로우의 상이점은, 먼저, 첫 번째로, 측정부 (36) 에 축적된 곡물의 양이, 마이크로웨이브치를 측정할 수 있는 상태인지의 여부를 판정하는 단계 (412) 및 단계 (414) 가 도 4 의 플로우에 가해지는 것이다. 이 첫 번째의 상이점은, 실시예 2 에서의 마이크로웨이브치의 측정이 배치식으로 실시되는 것에 의거한 것이다. 두 번째의 상이점은, 가수곡물의 존재를 판정하는 실시예 1 의 단계 (208) 가 본 실시에에서는 불필요한 것이다. 이 두 번째의 상이점은, 실시예 1 이 연속적인 마이크로웨이브치의 측정인 것에 대하여, 실시예 2 가 스포트 (spot) 적인 마이크로웨이브치의 측정에 기인하는 것에 의한다.

원료 곡물 투입개시의 단계 (205) 에서 곡물이 투입되어, 로터리 밸브 (37) 가 닫히면, 측정부 (36) 에 곡물이 축적된다. 축적된 곡물의 양이, 목표 마이크로웨이브치를 측정할 수 있는 상태인지의 여부를 단계 (412) 로 판정한다. 구체적으로는 만료센서 (38) 에서의 검출신호에 의거하여 판정된다. 만료센서 (38) 에 의해 만료가 검지되면, 목표 MW 치 측정의 단계 (206) 으로 진행되고, 목표 마이크로웨이브치가 판정된다. 그 후, 로터리 밸브 (37) 를 열어, 곡물은 배출구 (35) 로 흘러내림과 동시에 배출된다. 이후, 현재 마이크로웨이브치를 측정하기 위해, 새롭게 축적된 곡물의 양이, 현재 마이크로웨이브치를 측정할 수 있는 상태인지의 여부를 단계 (414) 에서 판정하고, 만료센서 (38) 에 의해 만료가 검지되면, 현재 MW 치 측정의 단계 (207) 로 진행되어 현재 마이크로웨이브치가 측정된다.

실시예 1 과 실시예 2 의 사이에서 상기 이외의 동작상의 차이는 없으며, 그 설명은 생략한다.

소맥으로의 가수량은, 소맥의 알곡 표면에 부착되는 정도의 수분첨가로 충분하고, 일반적으로 상상되는 가수와 같이, 보리 알곡에서 물방울이 떨어지는 것과 같은 확실하게 다량의 가수는 되지 않는다. 소맥이면 알곡 하나가 0.035 g 이라 하고, 원료소맥으로의 수분을 14％에서 17％ 로 3％ 가수하려고 하면, 알곡 하나의 가수량은 중량으로 0.00126 g 이며, 알곡의 표면이 축축해지는 정도로 생각하면 된다. 따라서, 종래의 마이크로웨이브치의 측정에서는, 이 표면의 수분도 알곡내의 수분으로서 측정하고, 여러 가지 보정을 가하여 곡물의 가수후의 수분치로써 산출하였다.

본 발명에서는 원료 곡물의 가수전의 수분을 기준으로 하여 가수량을 결정하고, 그 가수량에 따라 가수된 가수후의 곡물의 마이크로웨이브치를 가수 제어의 목표치로 하므로, 실측치가 기준으로 될 뿐만아니라, 예상 수분치를 구하는 바와 같은 어려운 보정은 필요없고, 현실적으로 측정할 수 있는 마이크로웨이브치가 목표치와 일치하도록, 동일 마이크로웨이브치의 비교로 제어해 가므로 측정정밀도는 향상되게 된다. 여기에서 마이크로웨이브치를 가수량으로의 환산은 기준 마이크로웨이브 테이블을 사용하지만, 예상 수분치를 위한 보정을 실시하지 않음으로써 동일 테이블에 의한 환산이 되는 것도 정밀도의 향상으로 이어진다.

본 발명은, 가수한 곡물의 예상 수분치를 측정하는 것이 아니라, 마이크로웨이브치를 측정한다. 즉, 종래와 같은 곤란한 가수후의 수분을 흡수한 곡물의 수분치를 예상하여 측정하지 않아도, 곡물의 주위에 부착된 수분도 함유하여 곡물과 그 주위의 마이크로웨이브치를 실측치로 측정하여, 곡물에 실시한 가수량이 적절하였는지의 여부를 확인할 수 있음과 동시에, 그것을 토대로 가수량을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의해 유효적인 곡물의 가수와 그 제어방법을 확립할 수 있다고 할 수 있다.

마이크로파 검출장치로 가수곡물의 수분량에 비례한 마이크로웨이브치를 검출할 수 있도록 해두면 되므로, 곤란한 가수경과후의 곡물의 수분치를 구하기 위한 온도와 알곡의 두께 등의 보정을 실시하여 오차를 크게하는 일도 없고, 약간의 설정치와 목표치를 입력하면 되며, 곡물의 가수 제어장치로서 저렴하게 제조할 수 있다.

외부에서는 원료 곡물의 유량과 원료 곡물의 원료수분치와 목표 수분치를 입력 (설정) 해두는 것만으로 되며, 지금까지도 용이하게 얻어진 입력치로 제어가 가능해진다. 또, 알곡 입자로부터의 마이크로웨이브치를, 알곡 입자를 일정량 축적하여 정지상태에서 측정하는 배치식으로 함으로써, 보다 좋은 정밀도로 곡립의 수분치를 제어할 수 있게 된다.

Claims

원료 곡물에 첨가하는 가수량을 제어함으로써 곡물의 수분치를 목표 수분치로 하는 방법으로, 그 방법은,

원료 곡물의 가수전의 수분치를 측정하는 과정과,

가수장치에 공급되는 원료 곡물의 유량을 측정하는 과정과,

측정된 원료 곡물의 수분치와 유량 및 원하는 목표 수분치에 의거하여, 초기 가수량을 연산하는 과정과,

연산된 상기 초기 가수량에 의거하여 원료 곡물에 수분을 첨가하는 과정과,

가수곡물에 마이크로파를 조사하여, 가수장치로부터 최초로 배출되는 가수처리후의 곡물로부터 얻어지는 마이크로웨이브치를 측정하고, 상기 측정치를 비교의 기준으로 하기 위한 목표 마이크로위이브치로서 설정하는 과정과,

상기 목표 마이크로웨이브치의 설정 이후, 후속하는 가수처리후의 곡물로부터 얻어지는 마이크로웨이브치를 측정하고, 그 값을 상기 목표 마이크로웨이브치와 비교하여, 상기 마이크로웨이브치가 항상 상기 목표 마이크로웨이브치와 일치하도록 상기 가수장치에서의 가수량을 피드백 제어하는 과정을 갖는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어방법.
제 1 항에 있어서, 가수장치로부터 배출되는 가수곡물을 균일한 층으로 하여 반송하고, 상기 가수곡물의 곡층에 대하여 마이크로파를 조사함으로써 마이크로웨이브치를 연속적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어방법.
제 2 항에 있어서, 가수곡물의 곡층의 한쪽에서 마이크로파를 조사하여, 상기 곡층의 다른쪽에서 투과 마이크로파를 수신하는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어방법.
제 1 항에 있어서, 가수장치로부터 배출되는 가수곡물의 일부를 일정량 축적하여, 상기 축적 가수곡물에 대하여 마이크로파를 조사함으로써, 마이크로웨이브치를 간헐적으로 측정하는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어방법.
원료 곡물에 첨가하는 가수량을 제어함으로써 곡물의 수분치를 목표 수분치로 하는 곡물 가수 제어장치로써, 그 장치는,

원료 곡물에 수분을 첨가하는 가수장치와,

상기 가수장치에 의한 가수후의 곡물에 마이크로파를 조사하여 마이크로웨이브치를 측정하는 마이크로파 측정장치와,

원료 곡물의 가수전의 수분치와, 상기 가수장치에 공급되는 원료 곡물의 유량과, 원하는 목표 수분치에 의거하여 초기 가수량을 연산하고, 상기 초기 가수량에 의거하여 상기 가수장치에 의해 가수된 초기의 곡물로부터 얻어지는 마이크로웨이브치를 비교의 기준으로 하기 위해 목표 마이크로웨이브치로서 기억하고, 후속하는 가수곡물로부터 얻어지는 마이크로웨이브치와 상기 목표 마이크로웨이브치를 비교함과 동시에, 그 마이크로웨이브치가 상기 목표 마이크로웨이브치와 일치하도록 상기 가수장치의 가수량을 피드백 제어하는 연산제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어장치.
제 5 항에 있어서, 가수장치에 의해 가수된 곡물을 균일한 층으로 하여 연속적으로 상기 마이크로파로 공급하는 반송장치를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어장치.
제 6 항에 있어서, 가수곡물층의 한쪽에 마이크로파를 조사하는 송신부를 설치함과 동시에, 상기 층의 다른쪽에 투과 마이크로파를 수신하는 수신부를 설치하는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어장치.
제 7 항에 있어서, 가수된 곡물을 균일한 층으로 하기 위한 진동 피더를 상기 반송장치의 반송 개시 단부에 갖는 것을 특징으로 하는 곡물 가수 제어장치.
제 5 항에 있어서, 가수장치에 의해 가수된 곡물의 일부를 일정량 축적하여 간헐적으로 상기 마이크로파 측정장치로 공급하는 가수곡물 정량 축적장치를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 곡물가수 제어장치.
제 9 항에 있어서, 가수곡물 정량 축적장치는 상기 가수장치의 배출구에 접속된 반송로에 대하여 병렬적으로 설치된 바이패스로의 도중에 설치되고, 바이패스로 중을 통과하는 가수곡물의 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브수단과, 상기 밸브수단이 닫힘에 따라 축적되는 가수곡물이 일정량에 달한 것을 검지하는 검지수단과, 상기 검지수단의 검지신호에 의거하여 가수곡물의 축적을 중단하기 위하여 바이패스로를 차단하는 개폐수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 곡물가수 제어장치.