JPH11146724A - 農産物貯蔵倉庫の調湿制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間にわたる玄米貯蔵倉庫において、湿度
センサを廃止しながら適正な加湿管理を実行する。 【構成】 農産物を貯蔵すべき倉庫内に冷却空気を供給
しながら低温貯蔵する農産物貯蔵倉庫において、庫内を
除湿する除湿手段と当該庫内を加湿する加湿手段とを備
え、貯蔵農産物の重量変動速度に基づいて目標庫内湿度
と庫内湿度との差を予測し、当該差を解消すべく加湿手
段又は除湿手段に動作指令する庫内制御手段を設け、ま
た、加湿手段や除湿手段で調湿される空気の温度を予め
設定する庫内温度に調節して供給するものとし、庫内に
設けた重量測定手段で重量変動速度を監視することによ
り、水分変動速度が予測され、ひいては目標とする理想
的な湿度と現在湿度との差を予測しながら、この差を解
消すべく、加湿手段や除湿手段を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、農産物貯蔵倉庫
の調湿制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】従来、例
えば玄米を荷受する玄米センターにおいては、荷受玄米
毎に選別調整作業を加えた後、フレコン袋に収容後、立
体自動倉庫などの玄米貯蔵庫にて所定雰囲気中で貯蔵し
ておき、需要に応じて当該倉庫から取り出すものであ
る。ところで、上記倉庫での貯蔵期間は長期にわたるた
め、低温での雰囲気中にあっては徐々に乾燥が進み、当
初の状態から外れる品位や内部品質となってしまう場合
がある。つまり、これら品質状況は荷受段階で把握され
るのが常であるから、貯蔵期間が長い場合には、注意を
要する。

【０００３】ところが、一般には温度による管理が主と
なって、湿度による管理が行なわれ難い。その原因は湿
度センサにあり、長期の使用に耐え信頼性を維持するの
が困難なためである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、この発明は、
農産物を貯蔵すべき倉庫内に冷却空気を供給しながら低
温貯蔵する農産物貯蔵倉庫において、庫内を除湿する除
湿手段と当該庫内を加湿する加湿手段とを備え、貯蔵農
産物の重量変動速度に基づいて目標庫内湿度と庫内湿度
との差を予測し、当該差を解消すべく加湿手段又は除湿
手段に動作指令する庫内制御手段を設けてなる農産物貯
蔵倉庫の調湿制御装置の構成とする。

【０００５】また、加湿手段や除湿手段で調湿される空
気の温度を予め設定する庫内温度に調節して供給するも
のとする。

【０００６】

【発明の作用及び効果】一般に農産物の鮮度保持のため
貯蔵庫内は低温とするが、冷却空気を供給する空調装置
の運転に伴って庫内湿度が低下すると、庫内の平衡含水
率が低下し、予め調質された農産物はこの含水率に近づ
こうとして乾燥が進んだり、あるいは逆に温度変化など
の要因で含水率が急に上昇するが、庫内に設けた重量測
定手段で重量変動速度を監視することにより、水分変動
速度が予測され、ひいては目標とする理想的な湿度と現
在湿度との差を予測しうるものであり、この差を解消す
べく、加湿手段や除湿手段を作動させることにより庫内
を適正湿度に維持しうるものである。従って、庫内に湿
度センサを設けずともよく、長期にわたる調湿制御を精
度高く実行できる。

【０００７】また、加湿手段や除湿手段で調湿される空
気の温度を予め設定する庫内温度に調節して供給する構
成とすると、加湿空気や除湿空気による温度変動を伴わ
ないため、理想の調湿条件に達し易い。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施例を図面に基づ
いて説明する。図は玄米荷受調製センターの概要を示
し、荷受設備１，玄米調製設備２，貯留設備３，均質化
設備４，計量設備５，自主検査設備６，その他設備から
なる。上記のうち、荷受設備１には、荷受毎に異なる荷
受ホッパ７，７で受けることができるように複数のホッ
パを備え、該ホッパ７，７の荷受玄米は、コンベア８を
介して荷受計量機９に供給される構成である。荷受計量
機９には、荷受計量機操作盤１０が接続され、計量デー
タがあらかじめ入力された荷受玄米毎に対応して記憶さ
れる構成としている。１１，１１は一時貯留タンクで、
計量後の玄米を一時貯留し、次工程の玄米調製設備２に
送られる構成としている。

【０００９】玄米調製設備２は、粒選別機１２，１２…
と石抜機１３，１３…とからなり、このうち粒選別機１
２，１２…では、投入された玄米を受けて整粒と屑粒と
に選別分離する構成とし、粒選別機１２，１２…からの
整粒は各選別機１２毎に接続した石抜機１３に供給さ
れ、比重選別処理され整粒中に混在する石等の夾雑物を
除去するものとしている。一方粒選別機１１からの屑粒
は屑米計量機１４によって計量した後紙袋詰めされる構
成である。

【００１０】上記玄米調製設備２による調製後の整粒玄
米は一時貯留タンク１５からなる貯留設備３に移され
る。この貯留設備３でしばらく貯留され１ロット分に達
すると続く均質化装置４に供給される。均質化装置４
は、穀物混合を目的とするものであって、タンク部に投
入された玄米が所定量に達すると自動的に基部側に設置
した起振機構（図示せず）が作動し全体を振動しなが
ら、タンク部内の整粒玄米を混合処理する構成である。

【００１１】上記の均質化工程を経て、整粒玄米は計量
設備５の計量タンク１６，１６に供給案内される。計量
タンクの一方の排出口下方にはフレコンスケール１７を
のぞませ、他方には計量機構を備えた自動紙袋紐結束機
１８をのぞませる。１９はパレタイズロボットである。
自主検査設備６は、前記荷受計量機９の荷受玄米の一部
をサンプリングして取出し、図外サンプル粒選別機によ
って整粒と玄米とに分離し、夫々を計量して整粒歩留ま
りを測定する構成である。このうち整粒を図外粒判定器
に供給して着色粒、胴割粒等の所謂品位を測定し、等級
判定する構成としている。これらデータは前記荷受計量
機操作盤１０に送信される。

【００１２】２０は操作室で、前記荷受計量機操作盤１
０のほか、各部を運転制御する主操作盤２１、事務処理
装置、在庫管理装置等のための各種操作盤を備えてい
る。上記荷受設備１から自主検査設備６は建屋３０内に
納められるが、これら各設備とは荷捌スペース３１を隔
て、立体自動倉庫３２が設置されている。立体自動倉庫
３２は、フレコン乃至積み重ねられた紙袋を、予め設け
られた棚設備に、スタッカークレーンなどの積み上げ・
詰み降ろし装置にてパレット３３毎積み上げるもので、
倉庫３２内を前後に長い３室ａ，ｂ，ｃに仕切り、各室
にはスタッカークレーン３４，３４…を各２系列毎に設
け、これらスタッカークレーン３４，３４…には左右対
向すべく棚設備３５，３５…を構成している。スタッカ
ークレーンの載置台部３６は、各棚設備３５の入口で停
止し、適宜押出し機構の動作を伴って載置台部３６から
所定の棚設備３５に移される構成である。

【００１３】なお、前記計量設備５からのフレコンＦや
紙袋Ｐは、パレット積み状態でフォークリフト３８にて
荷捌きスペース３１を経由して所定の入口３９，３９に
移されると、ローラコンベア形態の分配移送コンベア４
０，４０にて荷受台４１，４１に移され、更に進んで上
記スタッカークレーン３４の載置台部３６に供給される
構成である。倉庫３２のｂ室正面側に設ける荷受台４
１，４１を通過してａ室又はｃ室への移送も可能に構成
され、中央１ケ所の荷受によって、各室入り口に待機す
るスタッカークレーン３４の載置台部３６に移した後、
各室入口近傍に配設したクレーン操作盤４２，４２…に
て所定棚設備を指定することによって、以後は自動的に
移送される構成である。

【００１４】なお、倉庫３２は前記のように、３室ａ，
ｂ，ｃに仕切られるが、夫々の室の奥側上方に空調装置
４３，４３…を備える。即ち、装置には冷凍ユニットが
組み込まれこれの運転に伴い冷却空気を発生し、庫内に
供給しうる構成である（冷却空気供給手段）。同時に、
冷凍ユニットは蒸発器４４，送風ファン４５などを有
し、送風空気を蒸発器４４によって冷却しその冷却空気
を送風ファン４５によって供給される構成であって、凝
縮器４６、圧縮器４７等を付随して冷媒循環を行なわせ
る所謂冷凍サイクルを構成し、導入空気は蒸発器４４の
通過に伴い冷媒が気化する際の吸熱によって除湿化され
（除湿手段）、その後凝縮器４６を通過し過熱蒸気であ
る冷媒は液化する。

【００１５】なお、各空調装置４３には送気ダクト４８
及び送気管４９を接続し、該送気管４９には通気孔を複
数設けて室の前後に亘って長く形成し、各棚設備３５の
高さ毎もしくは所定段数宛てに配設するものである。ま
た、この空調装置４３，４３…の前側下方には、加湿手
段としての超音波加湿器５０，５０…を設置している。
該超音波加湿器５０は従来周知のもので、貯水槽内に貯
められた水を振動子が発する超音波によって飛散させて
霧を発生させ、この生成霧を噴射ノズルから放出する構
成である。５１は送風ファンである。

【００１６】次いで調質制御手段５２について説明す
る。この制御手段５２の演算制御部５３には、入力装置
５４を介して、サンプル玄米の計量器５５検出信号，庫
内温度検出センサ５６の検出信号等を入力し、一方出力
装置５７を介して上記空調装置４３を運転停止する運転
信号，超音波加湿器５０の運転停止指令信号等を出力す
る。

【００１７】上記サンプル玄米の計量手段について、適
当容積を有して側面四周及び上面蓋部を通気網形態とな
したサンプル箱５８を上記計量器５５に載せて倉庫３２
各室に配置させておく。サンプル玄米は、前記自主検査
設備６の整粒玄米を一部サンプリングして準備するか、
前記計量設備５に至った玄米をサンプリングするなどに
よって確保するものである。計量信号は、所定時間間隔
毎に制御手段５２に送信される構成とする。

【００１８】上記調湿制御手段５２の演算制御部５３
は、上記の入力信号を受けると、予め設定記憶した運転
プログラムに基づいて冷却空気供給手段又は除湿手段と
しての空調装置４３あるいは加湿手段としての超音波加
湿器５０を起動し又は停止制御するものである。玄米搬
入前の準備段階では、空調装置４３により冷却空気供給
運転して庫内を所定温度Ｔに維持する（図５点線）。な
お、その管理は温度センサ５６の検出結果に基づく。

【００１９】さて、玄米が搬入されると、演算制御部５
５では、次式に基づく処理を行なう。即ち、 ∂Ｗ／∂θ＝Ｗ₀×∂Ｍ／∂θ （１） ∂Ｍ／∂θ＝κ（χ−χ_e）＝κΔχ （２） である。ここで、Ｍはサンプル玄米の含水率、Ｗはサン
プル玄米の重量、Ｗ₀はサンプル玄米の絶乾重量、χは
貯蔵庫内絶対湿度、χ_eは目標絶対湿度、κは乾燥速度
係数や平衡含水率の式から計算される定数、θは時間で
ある。

【００２０】サンプル玄米の重量変化を監視すると、上
記の式（１）のサンプル玄米の重量変動速度と含水率の
変動速度との関係から、含水率の変動速度が判り、次い
で式（２）より、Δχ、即ち庫内絶対湿度と目標絶対湿
度との差が求められる。そこで、この差Δχ（＝χ−χ
_e）を「０」に近づけるよう演算制御部５３は、除湿手
段としての空調装置４３及び加湿手段としての超音波加
湿器５０にＯＮ，ＯＦＦ信号を出力するものである。

【００２１】ここに、搬入された玄米（サンプル玄米も
同様）は施設持込み前に含水率値などの調質を実施済で
あって、目標の品位を備えるものとすべきであるから、
上記目標絶対湿度χは、庫内搬入時の玄米をそのまま、
例えば含水率を維持する平衡湿度に対応するものとす
る。上記Δχが正のときは除湿制御される。このまま庫
内雰囲気で放置すると玄米は吸湿して含水率が上昇する
ものと予測されるから、前記空調装置４３を運転して除
湿をはかる。ここで、蒸発器４４の下手側にはヒータ６
０を、その前後に温度センサ６１，６２を備えており、
上記Δχを解消するため、導入空気を冷却しつつ、庫内
供給直前では予め設定した目標温度Ｔに近い温度を確保
できるよう、上記温度センサ６１，６２の各検出値を比
較しながらヒータ６０制御するものである。仮にΔχ₁
（＞０）を解消する手順について、図５の湿り空気線図
に基づき説明すれば、蒸発器４４を通過する導入空気は
徐々に冷却され、飽和蒸気となり（イ）、更に冷却が続
くと高湿度を維持して冷却が進み（ロ）、次いでヒータ
６０によって加熱して所定庫内温度Ｔと略同等温度の除
湿空気を供給しうる（ハ）。演算制御部５５は、上記の
Δχ₁に見合う冷却程度である上記の点（ロ）を、温度
センサ６１で監視し、庫内温度に略等しい温度で供給し
うるか否かを温度センサ６２で監視しながら運転するも
のである（図５実線）。除湿運転の時間は、上記の要領
で発生した除湿空気が庫内に充満するまでとなり、庫内
容積Ｖ、送風ファン４５能力ｖ、及びその効率ηとか
ら、運転時間ｔ₁＝（Ｖ／ｖ）／ηによって決定する。

【００２２】一方、前記Δχが負のときは、加湿制御が
行われ、超音波加湿器５０を運転する。なお、この加湿
器５０と送風ファン５１との間にヒータ６３を備えてい
る。よって、仮にΔχ₂（＜０）とすると、絶対湿度を
現在位置（ａ）から空気温度を変えないでΔχ₂分上げ
ればよいから（ｂ）、庫内容積Ｖとから、必要な加湿水
量Ｗ_w（＝Δχ₂・Ｖ）が算出できる。さらに超音波加湿
器５０の能力Ｗ_bにて、加湿時間ｔ₂（＝Ｗ_w／Ｗ_b）が算
出され、当該時間上記ヒータ６３も通電しておく。温度
センサ６４を設け、庫内温度Ｔに略等しい温度の加湿空
気が供給されるよう通電制御する。なお、ヒータ６３の
通電時間は、厳密には加湿前後の空気のエンタルピ差に
より決定されるが、加湿水量が判明しているので、蒸発
潜熱により決定してもよい（図５の２重線）。

【００２３】玄米サンプル計量手段について、上記実施
例では、サンプル箱５８を設ける形態としたが、このサ
ンプル箱５８に収容される玄米が薄層となって雰囲気温
度に馴染み易いものとすると重量変動が的確に把握でき
て精度を高くなる。なおこのサンプル箱５８に代えて、
フレコンＦを載せるパレット部をロードセルで支え、フ
レコンＦ重量の変動を直接監視することにより前記サン
プル重量Ｗとしてもよい。この場合には、サンプルを採
取するための行程を要しないため、構成の簡素化がはか
れ、然もフレコン重量をそのまま計量できるため、実態
に即した重量変動を得られて湿度制御の精度が高い。な
お、ロードセルは適当な箇所のみに設けてもよく、全体
に設けてもよい。

【００２４】また、加湿手段として、上例では超音波加
湿器５０を用いたが、そのた蒸気型加湿器を用いてもよ
い。上記の調湿制御について、図６のフローチャートに
基づき説明する。先ず庫内適正温度Ｔを５℃〜１５℃の
範囲で図外入力手段によって、適宜温度Ｔ_Sに選択設定
する。サンプル玄米をサンプル箱５８に収容し計量器５
５に載せて、倉庫内３２に置くと、その計量信号は所定
タイミング、例えば１時間おきで演算制御部５５に送ら
れる。２４時間経過の時点で、演算制御部５５では、重
量変動速度（∂Ｗ／∂θ）よりΔχが算出される。Δχ
＞０では除湿手段が、逆にΔχ＜０では加湿手段が夫々
の場合に従って所定時間作動される。

【００２５】ここで、Δχ＝Δχ₁＞０のとき、空調装
置４３は運転され、除湿運転に入る。上記のように蒸発
器の作用によって温度が下がり、蒸発器下手側の温度セ
ンサ６１の検出値が、目標とする絶対湿度χ相当の温度
となると、ヒータ６０がＯＮする。このヒータ６０の作
用によって温度センサ６２の検出値が、上記庫内設定温
度Ｔ_Sになると、送風ファン４５をＯＮして庫内に供給
される。送風ファン４５による除湿空気の前記供給時間
ｔ₁はタイマによって管理される。

【００２６】一方、Δχ＝Δχ₁＜０のときは、超音波
加湿器５０とヒータ６３とを運転し加湿運転に入る。温
度センサ６４が庫内設定温度Ｔ_Sになると送風ファン５
１はＯＮして庫内に加湿空気が前記ｔ₂時間供給され
る。上記実施例では、目標湿度と庫内湿度との差Δχを
式（２）によって予測する形態としたが、稼働初期には
湿度センサのデータを基準として調湿制御を行なう方が
好ましい場合もある。即ち、玄米の吸湿、放湿の速度は
極めて緩やかであるため、庫内雰囲気による玄米の平衡
含水率と目標含水率（＝初期含水率）とが極端に相違し
ていてもその判別に長時間を要し、加湿の時期を逸する
こととなる。ところが稼働初期に湿度センサを用意し当
該センサの出力値をもって加湿の要否や時期を判断する
ことにより、当該稼働初期の作動遅れを防止できる。

【００２７】荷受設備１に持ちこまれた原料玄米は、順
次玄米調製、均質化などの行程を経て、フレコンＦある
いは紙袋Ｐの複数段積み状にしてパレット３３に載せら
れ、立体自動倉庫３２に入る。同時に、自主検査設備６
にて品位判定され、ここでの用済サンプル整粒をサンプ
ル箱５８に詰め替え、上記フレコンＦあるいは紙袋Ｐ状
態で搬入された倉庫３２の３室のうち共通のａ，ｂ又は
ｃ室適所に静置する。

【００２８】調湿制御手段５２の図外起動スイッチをＯ
Ｎすると、図６のフローチャートに従って除湿手段や加
湿手段が制御され玄米は搬入当時の含水率値を維持すべ
く環境制御されることとなる。こうして全数出荷搬出さ
れるまで庫内は適正湿度と温度に維持しうる。なお、倉
庫３２は３室ａ，ｂ，ｃに仕切られており、各室では、
搬出時期の相違や、品位による等級等によって調質の内
容を異ならせて設定でき、顧客の需要に応じた玄米貯蔵
管理を実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】施設全体フロー図である。

【図２】施設全体平面図である。

【図３】要部の装置概念図である。

【図４】制御ブロック図である。

【図５】湿り空気線図である。

【図６】フローチャートである。

【符号の説明】

１…荷受設備、２…玄米調製設備、３…貯留設備、４…
均質化設備、５…計量設備、６…自主検査設備、７…ホ
ッパ、８…コンベア、９…荷受計量機、１０…荷受計量
機操作盤、１１…一時貯留タンク、１２…粒選別機、１
３…石抜機、１４…屑米計量機、１５…一時貯留タン
ク、１６…計量タンク、１７…フレコンスケール、１８
…自動紙袋紐結束機、１９…パレタイズロボット、２０
…操作室、２１…主操作盤、３０…建屋、３１…荷捌ス
ペース、３２…立体自動倉庫、３３…パレット、３４，
３４，３４…スタッカークレーン、３５，３５，３５…
棚設備、３６…載置台部、３８…フォークリフト、３９
…入口、４０…分配移送コンベア、４１…荷受台、４
２，４２，４２…クレーン操作盤、４３，４３，４３…
空調装置（冷却空気供給手段及び除湿手段）、４４…蒸
発器、４５…送風ファン、４６…凝縮器、４７…圧縮
器、４８…送気ダクト、４９…送気管、５０，５０，５
０…超音波加湿器（加湿手段）、５１…送風ファン、５
２…調質制御手段、５３…演算制御部、５４…入力装
置、５５…計量器、５６…庫内温度検出センサ、５７…
出力装置、５８…サンプル箱、６０…ヒータ、６１，６
２…温度センサ、６３…ヒータ、６４…温度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 農産物を貯蔵すべき倉庫内に冷却空気を
   供給しながら低温貯蔵する農産物貯蔵倉庫において、庫
   内を除湿する除湿手段と当該庫内を加湿する加湿手段と
   を備え、貯蔵農産物の重量変動速度に基づいて目標庫内
   湿度と庫内湿度との差を予測し、当該差を解消すべく加
   湿手段又は除湿手段に動作指令する庫内制御手段を設け
   てなる農産物貯蔵倉庫の調湿制御装置。
2. 【請求項２】 動作指令によって作動する加湿手段又は
   除湿手段の調湿空気の温度を予め設定する庫内温度に調
   節して供給すべく構成してなる請求項１記載の農産物貯
   蔵倉庫の調湿制御装置。