JPH08196264A - 固体培養装置における培養環境の制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体培養装置において、リアルタイムに培養
環境の制御ができて、設置、運用に柔軟性を有する制御
システムの柔軟性を安価に実現する。 【構成】 麹の培養等を自動的に行なう固体培養装置に
おいて、麹の培養状態を表す環境情報を収集するセンサ
と制御機構を個別又は連携して作動させるプログラマブ
ルコントローラとを接続して一定の培養環境を最適に維
持する監視系と、作業者によるデータの入出力が可能な
コンピュータと前記プログラマブルコントローラとを接
続して所定の培養環境を決定する設定系とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体培養装置、例えば
回転円盤製麹装置において、麹基質の最適な培養環境を
実現、維持するための培養環境の制御システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固体培養装置を代表する装置としては、
麹の培養を行なう回転円盤製麹装置がある。従来の回転
円盤製麹装置における培養環境の制御システムには、麹
の培養状態を表す環境情報を収集するセンサと制御機構
を個別又は連携して作動させるコンピュータとを接続し
た制御システム(図６)、前記センサと製麹装置各部に設
けた調節計とを接続又はセンサからの環境情報若しくは
内部タイマーに従い作動するプログラマブルコントロー
ラ(以下、PC)と制御機構とを接続した制御システム(図
７)があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】センサとコンピュータ
とを接続した制御システムは、収集した環境情報の処理
や制御機構の作動等をすべてコンピュータで行なうた
め、能力の高い高価なコンピュータが要求され、設備費
の高騰を招く。また、センサと調節計とを接続した制御
システムは、システム構築は安価になるが、調節計ごと
に環境条件を設定しなければならないという問題があっ
た。

【０００４】培養状態は時々刻々と変化し、この変化に
合わせて制御機構を逐次作動させなければ最適な培養状
態は望めず、また培養環境の急変に対応させるために
も、制御システムにコンピュータは必要である。しか
し、前述のとおり、コンピュータを用いた制御システム
は高価であり、運用面、設置面においてシステムが硬直
化する問題がある。そこで、リアルタイムに培養環境の
制御ができ、しかも制御システムの機能面、設置面の柔
軟性を実現する培養環境の制御システムを安価に実現す
るため、検討することとした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】検討の結果、開発したも
のが、麹や酵母等の培養等を自動的に行なう固体培養装
置において、麹の培養状態を表す環境情報を収集するセ
ンサと制御機構を個別又は連携して作動させるPCとを接
続して一定の培養環境を最適に維持する監視系と、作業
者によるデータの入出力が可能なコンピュータと前記PC
とを接続して所定の培養環境を決定する設定系とで構成
する培養環境の制御システムである。

【０００６】PCは、センサからの環境情報を収集し、調
節系を介して間接的に制御機構を作動させるようにして
もよい。この場合、PCと調節計との間は双方向でデータ
を送受する。PCは、センサから直接環境情報を得たり、
制御機構を直接作動させるようにしてもよい。また、コ
ンピュータとPCとの間も双方向でデータを送受する。

【０００７】

【作用】本発明の培養環境の制御システムは、条件設定
をしたコンピュータがPCを介してセンサによる監視、制
御機構による制御を行なう、すなわち監視系と設定系と
を区分することで、コンピュータの負担を減らし、能
力の低いコンピュータで必要十分な制御システムの構築
を実現し、通常はセンサ→(調節計→)PC→(調節計→)
制御機構という閉鎖した制御系で運用をさせる、という
柔軟な環境制御を可能にしている。このため、通常時に
コンピュータが不具合を起こしても、閉鎖した制御系だ
けでの環境制御が可能である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の培養環境の制御システムにつ
いて図を参照しながら説明する。図１は一組の閉鎖した
制御系で構成した制御システムの基本単位を表した図、
図２は具体的な制御システムとして回転円盤製麹装置１
に本発明の培養環境制御方法を適用した制御システムの
図であり、図３は図２における制御システムのブロック
図である。

【０００９】本発明の培養環境の制御システムは、図１
及び図２に見られるように、製麹装置１の環境情報をPC
２がセンサから直接又は調節計３を介して収集し、PC２
が直接又は調節計３を介して制御機構を作動させる。セ
ンサには、製麹装置１への送風に対する乾球温度センサ
４、湿球温度センサ５や湿度センサ、風速センサ６や送
風温センサ７、麹層に対する品温センサ８(図２参照)等
がある。各センサが収集する環境情報は、個別又は複数
の調節計へ随時送り、各調節計から環境情報をそれぞれ
に対応したPCへ送ってもよい。

【００１０】PC２は、内蔵するマイクロプロセッサで送
られてきた環境情報を処理し、定められた制御条件に従
って制御信号を調節計３へ送り返す。前記制御条件は、
コンピュータ９において作業者が設定し、PC２へ送られ
る。また、PC２は調節計３へ制御信号を送り返す一方、
環境情報と前記制御信号とをコンピュータ９へ送り、現
時点での製麹装置１における培養環境と制御状態とを記
録する。

【００１１】調節計３は、送られてきた制御信号又は内
部設定された制御信号に従って制御機構を作動させ、培
養環境の維持や調整を行なう。この制御機構には、例え
ば、空気調和装置10における培養環境の温度管理を行な
う排気ダンパ17、中間ダンパ18、吸気ダンパ19やフィン
クーラ20、湿度管理を行なう水、加圧エアーの弁11や空
気調和装置10のファンのモータ12(図２参照)等がある。
なお、こうした制御機構の作動については、PCが直接行
なってもよい。

【００１２】本発明の制御システムでは、設定系である
コンピュータ９において環境条件の設定を行なう。この
場合、モニタによるリアルタイムな培養環境をビジュア
ル的に確認しながら行なえるので、製麹装置１の状態を
把握しやすく、また条件設定も容易に行なえる利点があ
る。また、従来の調節計だけを用いた制御システムに比
べて、コンピュータ９上で一括して条件設定できるの
で、便利である。

【００１３】以上のような培養環境の制御システムを回
転円盤製麹装置に適用すると、図２のようになる。製麹
装置１は、上室13と下室14とに挾まれた製麹多孔円盤15
からなり、前記各室を連通するダクト16に空気調和装置
10を設けている。この制御システムでは１体のコンピュ
ータ９に１体のPC２を接続し、このPC２に調節計３、セ
ンサ、そして制御機構である空気調和装置のモータ12、
ダクト16の排気ダンパ17、中間ダンパ18、吸気ダンパ19
やフィンクーラ20等を接続している。なお、各センサは
センサ信号を変換器21でPC２の処理に適した信号に変換
している。

【００１４】この制御システムは、図３のブロック図に
見られるように、PC２を挾んで製麹装置１側に培養環境
の監視系があり、コンピュータ９側は環境条件の設定系
となる。設定条件には、個々の制御機構の作動条件を
定めるもの(これを特に設定条件と呼ぶ)と、製麹装置の
手入パターン、円盤回転パターン、風量切換パターン、
加湿パターン、風温パターン、品温パターン等、PC２を
介して制御機構(又は製麹装置自体)を作動させる制御手
順がある。また、コンピュータ９はPC２を介して環境情
報を逐次入手し、モニタに表示させるほか、プリンタ出
力や磁気記録等を可能にしている。

【００１５】この制御システムの運用フローを図４に示
す。この運用フローは、制御システムに含まれる閉鎖さ
れた各制御系に対応している。主に「START」から「制御ス
タート？」に至るまでのフローが設定系の作業で、主に
「制御スタート？」から「END」に至るまでのフローが監視
系が機能するが、コンピュータは制御システム全体を監
視する役割を有するため、運用フロー全体にわたって機
能する。通常は、制御システム起動時に設定系で条件設
定を終えれば、以後「制御終了？」が確認されるまで監視
系により培養環境が制御され、コンピュータは環境情報
の収集を行なう。そして、異常が発生した場合のみ、コ
ンピュータがその異常を外部へ警告するようにしてい
る。システム稼動中の条件変更は、コンピュータから行
なう。

【００１６】手入れパターンを例に挙げると、まずコン
ピュータ９からPC２へ制御条件を送り、PC２は前記条件
に従って内部タイマーに基づく手入れ作業時間に至れば
手入れ機22の作動開始の制御信号を出力して、手入れ工
程(図５参照)に従った手入れを実施する。また、風温パ
ターンを例に挙げれば、コンピュータ９はPC２を介して
プログラム温度調節計３へ風温パターンを送り、送風温
センサ７からの環境情報に基づいて、PID制御による各
ダンパ17,18,19の開度を調整したり、フィンクーラ20の
冷水制御を行なう。このように、本発明の制御システム
は、各制御系が個別に機能することから、分散型の制御
システムであると言える。

【００１７】

【発明の効果】本発明の固体培養装置における培養環境
の制御システムは、例えばパソコン等の安価なコンピュ
ータを中核に据え、様々な培養環境に即時対応できる柔
軟な制御システムとして構築できる。制御システム全体
が、設定系と監視系とに区分されているので、培養装置
の変更に合わせて制御システムの改変が容易であり、制
御システムの設置に関しても柔軟性を発揮することがで
きる。これらは、より高度な分散型の制御システムへ移
行しやすいことを意味している。

【００１８】また、個々の制御はPCが行ない、環境条件
のみをコンピュータで扱うようにしたので、複雑な制
御も容易に行なうことができ、また条件設定も簡易であ
り、培養環境の変化に対し、コンピュータによる直接
制御に比べて反応速度を上げられるほか、コンピュー
タの不具合においても、制御システム自体の停止が回避
できる利点を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】一組の閉鎖した制御系で構成した制御システム
の基本単位を表した図である。

【図２】回転円盤製麹装置に培養環境制御方法を適用し
た制御システムの図である。

【図３】図２における制御システムのブロック図であ
る。

【図４】図２における制御システムの運用フローの図で
ある。

【図５】手入機による麹層表面の均しについての運用フ
ローの図である。

【図６】センサとコンピュータとを接続した従来の制御
システムの図である。

【図７】センサと調節計又はPCとを接続した制御システ
ムの図である。

【符号の説明】

１ 回転円盤製麹装置 ２ プログラマブルコントローラ(PC) ３ 調節計 ９ コンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 麹の培養等を自動的に行なう固体培養装
   置において、麹の培養状態を表す環境情報を収集するセ
   ンサと制御機構を個別又は連携して作動させるプログラ
   マブルコントローラとを接続して一定の培養環境を最適
   に維持する監視系と、作業者によるデータの入出力が可
   能なコンピュータと前記プログラマブルコントローラと
   を接続して所定の培養環境を決定する設定系とで構成す
   る培養環境の制御システム。