JPS6033458B2 - 製茶粗揉方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な製茶粗榛方法に関する。

詳しくは、操乾室内に送られる熱風の温度を規定してい
る加熱機構の制御が茶温と茶温変化率の両者を指標とし
てなされるようにし、茶温をより一定に維持して上乾き
させることなく、できるだけ恒率的乾燥を行なわしめて
、色沢・香気・水色等の優れた荒茶を製造することがで
きるようにした新規な製茶粗榛方法を提供しようとする
ものである。操乾室内に送られる熱風の温度、熱風量、
綾手や後手が装着された主軸の回転数等、製茶粗操工程
における各制御要素をその工程の進行に従って順次推移
させながら１の粗榛工程を終了する製茶粗榛方法におい
て、従来、熱風温度を規定している加熱機構の制御は作
業者の経験と勘をたよりに熱風温度自体の目標値を数段
階設定してなされていたが、この方法では茶温の大きな
変動は避けようがなかった。このため、近時、茶温自体
を直接検出し、茶温を指標として加熱機構を制御する試
み、あるいはさらに進んで、操乾室内の絶対湿度と茶温
との相互の関係から加熱機構を制御しようとする発明（
特開昭５５−１６２９４１号）等が成されてきている。

しかし、これらの方法であっても、茶温で４℃前後の変
動は避けられないのが実情であった。これは、加熱機構
の制御に対して茶温の応答が遅れるのが原因であった。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、茶温
とともに、茶温変化率を加熱機構の制御の指標とするこ
とにより、前もって茶温の応答遅れを予想したさめ細か
な制御を行ない、茶温をより一定に維持して、上乾きさ
せることなく、できるだけ恒率的乾燥を行なわしめて、
色沢・香気・水色等の優れた荒茶を製造することができ
るようにしたものである。

以下に、本発明の詳細な説明をするが、はじめに、本発
明を実施するに適した製茶粗操機の一例について説明す
る。

第１図は製茶粗操機１の概略を示すものである。

２はこの製茶粗操機１に併設された熱風発生機である。

３は製茶粗操機のフレームであり、該フレーム３には榛
胴４と主軸駆動部５が戦暦されている。孫月同４は両端
が閉塞された樋状をなし、前面側下部に粗榛終了後の茶
葉を取り出すための開閉自在の取出扉６が形成されてい
る。榛月岡４内にはこれを軸方向に貫通して前記駆動部
５によって回転される主軸７が回転自在に設けられてお
り、該主軸７には多数の挨手８，８……と俊手９，９・
・・・・・とが取着されている。１０は操胴４の上端に
蓮穀された櫨散室であり、前面には開閉自在の窓１１が
設けられ、また、後面には熱風吹込ロー２が開設されて
いる。

１３は擬散室１０の上端排気口部に配置された蒸葉プー
ルで、この中には茶葉を所定重量になるまで投入し、下
側の扉（図示略）を開くと、プール１３内の茶葉が操且
同４と蝿散室１０とから構成される操乾室内に投入され
る。

尚、この蒸葉プール１３には、通常、茶葉の重量計測装
置が付設されている。１４は蝿散室１０の上端排気口部
を覆う金網である。

１５は榛且同４の底部に設けた茶温センサー、１６は目
標茶温を設定するための茶温設定ダイヤル、１７は後述
する制御をなす各種回路を内蔵した制御盤である。

１８は縄散室１０の後側に形成された熱風導でその一端
で熱風発生機２の熱風送出口１９と運速されている。

熱風発生機２は熱交換部２０と送気ファン２１とから成
る。

熱交換部２０は、ケーシング２２の中に炉筒２３とこれ
に連結された熱気路２４，２４・・・・・・とが配置さ
れて成り、炉筒２３にはバーナー２５が装着されていて
、バーナー２５によって炉筒２３内で発生した熱気がケ
ーシング２２内に迷路状に配置された熱気路を通って煙
突２６から排出される。バーナー２５は、燃料を炉筒２
３内へ贋霧するための気流を発生させるファン２７、火
花を発生させるための点火トランス２８、燃料を加圧す
るオイルポンプ２９とが付設されてなる。

尚、バーナー２５には図示していないが、発生熱量の異
なる２つのノズルが設けられ、また、それぞれのノズル
への配管途中には電磁弁３０，３１（図示略）が設けら
れており、この電磁弁を「開Ｊ「閉」し２つのノズルを
２つ点火、一方を点火、他方を点火、というように３つ
の態様で稼動させることによって、高燃焼・低燃焼の切
替が成し得るようになっている。エアーは送気ファン２
１によって外部から直接に又は適当なフィルターを経て
導入され、送気ファン２１とケリシング２２との間を蓮
通する送気口３２からケーシング２２内に入り、そして
熱風送出口１９から風導１８内に供給される。

そして、エアーはケーシング２２内を通過する際に、高
温化された炉筒２３や熱気路２４，２４・・・・・・の
表面と接触し加熱され熱風となる。そして、この熱風は
熱風導１８を経て熱風吹込口１２，１２・・・・・・か
ら榛乾室内に供給される。尚、送気ファン２１と送気□
３２との間には、図示してないが、制御モータ３３にに
よって開閉度が制御される熱風量調節用ダンパーが配置
されている。３４は制御モータ３３の回動位置により操
乾室内に送り込まれている熱風量を検出するポテンシオ
メ−夕である。

製茶粗操工程は以上のような製茶粗榛機によって、前工
程で蒸した茶葉をその含有残留水分が約５０％になるま
で乾燥するのであるが、単に含有残留水分を約５０％に
すれば良いというものではなく、茶葉の色沢・香気・水
色等の品質に劣化を与えないように行なわれなければな
らない。

そのためには、１の製茶粗操工程中操乾室内に送られる
熱風の温度、熱風量、主軸の回転数等の製茶粗榛工程に
おける各制御要素をその工程の進行に従って順次推移さ
せて行なわれる。たとえば、榛乾室内に送られる熱風の
量は、送気ファン２１と熱交換部２０の送気□３２との
間に配置されたダンパーの開閉度を調整することによっ
て制御される。

また、操乾室内に送られる熱風の温度はバーナー２５の
燃焼度を調整することによって為される。

この場合、熱風導１８の適当な箇所に温度センサーを配
置し、工程初期はこれによって、榛乾室内に吹き込まれ
る熱風の温度を検出し、この値と当刻時における目標値
との差によってバーナーの燃焼度を制御し、工程途中よ
り茶溢センサー１５によって操乾室内で現に裸み込まれ
ている茶葉の茶温を検出しこの値を目標茶温や目標茶温
変化率と比較してバーナーの燃焼度を制御する態様と、
工程当初から、茶温を検出し、この値を目標茶温や目標
茶温変化率と比較してバーナーの熱競度を制御する態様
等が考えられる。第２図は制御部のブロックダイヤグラ
ム、第３図は本発明を実施する際の手順を示すフローチ
ャートである。

第２図においてＣＰＵは中央処理装置であり、本発明方
法を実行するのに必要な各種の演算や処理を行なうもの
である。

ＥＰＲＯＭはＣＰＵもこ接続された消去書込可能謙取専
用メモリーで、ＣＰＵが行なう演算や各種処理の手順及
び各種制御要素の推移の指標となる既成パターンや目標
茶温変化率等が記憶されている。ＲＡＭはＣＰＵに接続
されたランダムアクセスメモリーであり、ＣＰＵが演算
や処理を行なうのに必要なデータ、例えばダイヤル１６
による目標茶温、茶温センサー１５で検出した現在茶温
、現在熱風量等を一時的に記憶しておくものである。Ａ
／Ｄはアナログ・デジタル変換器である。３５はＣＰＵ
に接続された入出力ボートであり、３６はゲート・ラツ
チ制御回路である。

茶温センサー１５、茶温設定ダイヤル１６、ポテシオメ
ータ３４は、アナログ・デジタル変換器を介し、さらに
ゲート・ラッチ制御回路３６からの信号によって開閉さ
れるそれぞれのゲート回路３７を介して入出力ボート３
５に接続されている。バーナー２５のファン２７をはじ
め、点火トランス２８、オイルポンプ２９、電磁弁３０
電磁弁３１はバーナー制御リレー３８，３９とゲート・
ラッチ制御回路３６により制御されるラッチ回路４０，
４０を介して入出力ボート３５と接続されている。尚、
熱風導１８の適当な箇所に温度センサーを配置し、これ
によって、操乾室内に吹き込まれる熱風の温度を検出し
、この値と当該時における目標値との差によってバーナ
ーの燃焼度を制御する構成については、従来公知であり
、しかも、本発明の要部ではないので省略する。

しかして、上記のような製茶粗裸機を用いての本発明製
茶粗操方法は以下のようにしてなされるが、熱風量や主
軸の回転数等の制御要素の推移の制御は従来と変わると
ころがなく、また、本発明の要部でないので、ここでは
バーナー２５の制御に関するフローについて詳細に説明
する。

の まず、熱風量調節用ダンパーの開閉度を制御する制
御モータ３３に付設したポテンシオメータ３４によって
現在裸乾室内に送り込まれている熱風量を間接的に読み
込む。

【ィ｝ 現在熱風量が第１表に示すいずれの風量城に該
当するか判断する。

第１表 この第１表は、製茶粗操機の容量や生茶葉の品種、摘孫
時期等により異なり経験的に得られたもので、これらの
値やその対応関係はすべてＥＰＲＯＭ内に記憶されてい
る。

｛ゥ）該当する風量域が前回読み込んだ風量城から変化
したか否かの判断を行ない、「イエス」つまり該当する
風量城が変化した場合は次へ進み、「ノー」の場合はの
へ進む。

Ｃ｝ 当該風量城における加熱サイクルの基本パターン
（高燃焼×秒・低燃焼Ｙ秒）を第１表より読み込む。

例えば、何で読み込んだ熱風量が８６の／ｍｉｎであれ
ば風量城はＡであり（Ｘ＝１０，Ｙ＝３０）がＲＡＭ内
に読み込まれる。

則 榛胴４の底部に設けた茶温センサー１５で現在擦り
込まれている茶葉の茶温を読み込む。

（力）茶温設定ダイヤル１６で設定した目標茶温を読み
込む。この目標茶温は通常３４〜３８００の範囲内で選
ばれる。（キ） 目標茶温から現在茶温を差し引いた値
がマイナスであるか否かを判断し、「ノー一であれば次
へ進み、「イエス」であれば（夕）へ進む。

（ク） 高燃焼×秒終了したか杏かを判断し、「ノー」
であれば次へ進み、「イエス」であれば（コ）へ進む。

（ケ） バーナ−制御リレー３８，３９に高燃焼指令信
号を出力し、仇へ戻る。つまり、バーナー２５のファン
２７、点火トランス２８、オイルポンプ２ ９をすべて
○Ｎし、電磁弁３０，３１を共に「開一としてのへ戻る
。

（コ） 低燃焼Ｙ秒終了したか否かを判断し、「ノー一
であれば次へ進み、「イエス」であれば（シ）へ進む。

（サ） バーナー制御リレー３８，３９に低燃焼指令信
号を出力し、‘刀へ戻る。たとえば、電磁弁３０を「開
一に３１を「開一になるように出力した後、坊へ戻るの
である。つまり、これまでのフローは風量城が変わった
当初であって現在茶温が目標茶温を割っている場合には
、第１回目の加熱サイクルは第１表に示すように、風量
城Ａでは高燃焼１の砂、低燃焼３０秒、風量域Ｂでは高
燃焼８秒、低燃焼３２秒、風量城Ｃでは高燃焼４秒、低
燃焼３競砂を基本パターンとし行なおうとするのである
。

（シ） １加熱サイクル（Ｘ＋Ｙ）秒間における茶温の
変化率を算出する。

（ス） ＥＰＲＯＭ内に前もって記憶されている日標茶
温変化率の許容誤差範囲内に入っているか否かを判断し
、「ノー」であれば次へ進み、「イエス」であれば｛刀
へ戻る。

本実施例の場合、目標茶温変化率は０．１５ｏｏ／４の
砂、許容誤差範囲は０．１５土０．０３℃／４の砂とし
てある。

尚、この値も前述の第１表と同様に経験的に得られたも
のである。

（セ） （シ）で算出した茶溢変化率から目標茶温変化
率を差し引き誤差を算出する。

（ソ） 誤差に対応する補正値（△×，△Ｙ）を第２表
から読み出し、（×，Ｙ）を補正し、高燃焼・低燃焼の
比率を変更してのへ戻る。

第２表 第２表も、第１表同様経験的に得られたもので、ＥＰＲ
ＯＭ内に前もって記憶されている。

例えば、高燃焼１の沙、低燃焼３硯砂の加熱サイクルを
行なったところ、その間の茶温変化率が−０．１３０ｏ
／４硯砂・だつたとすると、目標茶温変化率との誤差は
（一０．１ｙｏ／４の砂）−（０．１５０ｏ／４硯砂）
＝−０．２８００／４０秒となり、第２表から（△Ｘ＝
＋９，△Ｙ＝−９）と読み出され、Ｘ＝１０十９、Ｙ＝
３０−９と補正され、高燃焼１９秒、低燃焼２１秒のパ
ターンに変更される。これを第４図について説明すると
、区間４１，４２が補正前の加熱サイクルであり、区間
４３，４４が補正後の加熱サイクルで、高燃焼区間は４
１の１の砂から４３の１現物こ、低熱焼区間は４２の３
の砂から４４の２１秒にと、加熱サイクルのパターンが
変更されている。つまり、（シ）から（ソ）までのフロ
ーは、現在茶温が目標茶温を割っている場合、高燃焼と
低燃焼を交互に繰り返す加熱サイクルを１加熱サイクル
毎における茶温の変化率を監視しながらその次の加熱サ
イクルのパターンを変更していこうとするのである。

（夕） 現在熱風量がいずれの風量城に該当するか判断
し、Ａであれば次へ進みＢかＣであれば（ツ）へ進む。

（チ） バーナー制御リレー３８，３９に低燃焼指令信
号を出力し、何へ戻る。つまり、現在茶温が目標茶温を
越えたときには、バーナーは低燃焼をして茶温を降下さ
せる体制に入る。

そして、低燃焼は茶温が目標茶温を割るまで続けられる
こととなる。これを風量城Ａにおける茶温とバーナーの
燃焼状態の関連を表わした第４図について説明すると、
区間４５が上述の低燃焼が行なわれている時間に相当す
る。

尚、風量城Ａに該当する熱風量が操乾室内に送り込まれ
ているときは、茶葉はまだ相当の水分を持っているため
、バーナー２５を全く停止してしまうと茶温が急激に降
下してしまうため、低燃焼をさせて除々に降下させよう
とするのである。

（ッ）１０秒カウンターをセットし、セット時の茶温を
読み込む。

尚、１の砂カウンターは一種のタイマーであり、本実施
例ではソフト的に構成したが詳細は省す。（テ）１０秒
カウンターがカウントアップしたか否かを判断し、「ノ
ー」であれば次へ進み、「ィヱス」であれば（ナ）へ進
む。

（ト） バーナー制御リレー３８，３９にポストパージ
指令信号を出力し、何へ戻る。

つまり、バーナー２６のファン２７は回転させたまま、
電磁弁３０，３１を共に「閉」にして、炉筒２３内の熱
気を強性的に排出し炉筒２３を冷却して茶葉に与える熱
量を最４・限にし、茶温の上昇を防ごうとするのである
。

（ナ）１０秒カウンターがカウントアップした時の茶温
を読み込む。

（ニ） １０秒カウンターセット時の茶温からカウント
アップ時の茶温を差し引いた値が０かマイナスであるか
杏かを判断し、「ノー」であれば次へ進み、「イエス」
であれば（ネ）へ進む。

（ヌ）１０秒カウンターをリセットし、仇へ戻る。（ネ
） バーナー制御リレー３８，３９に作動停止指令信号
を出力し、抗へ戻る。

つまり、現在茶温が目標茶温を越えているときであって
操乾室内へ送り込まれている熱風量がＢかＣの風量域に
該当する場合には、（ッ）から（ネ）までのフローで、
茶温が降下し始めるまで１の砂毎のポストパージを繰り
返し行なって与える熱量を最４・限として茶温の上昇を
早期に押え、茶温が降下し始めたらポストパージをやめ
、今度は冷却された炉筒の余熱で熱められた熱風を送り
込んで茶溢の過剰な降下を防ごうとするのである。

これを風量域Ｂ，Ｃにおける茶温とバーナーの燃焼状態
の関連を表わした第５図について説明すると、区間４６
が１硯砂毎のポストパージが繰り返し行なわれている時
間に相当し、区間４７がバーナーの作動を完全に停止し
炉筒の余熱のみで加熱しようとする時間に相当する。

尚、風量城Ｂ又はＣに該当する熱風量が榛乾室内に送り
込まれているときは、茶葉はもうかなりの水分を発散し
てしまっており、供給熱量に対して茶温が敏感に反応す
るので、低燃焼を続けたら茶溢はさらに上昇してしまう
し、いきなりバーナーの作動を停止させても熱い炉筒の
余熱でやはり上昇してしまう。

そこで、ポストパージをして炉筒を冷却して与える熱量
を最小限とするのであるが、茶温が目標茶温を割るまで
ポストパージを続けると今度は炉筒が冷え過ぎて茶温が
降下し過ぎるので、ポストパージは茶温を降下し始める
まで１０秒毎の繰り返しとし、後はその冷却された炉筒
の余熱で熱められた熱風を送り込んで茶温の過剰な降下
を防ごうとしたのである。尚、第一発明においては加熱
機構への燃料の供給量を直接制御する他の実施例も考え
られるが、以上の説明で容易に類推ができるのでその詳
細は略す。

上述の実施例では１つの目標茶温を加熱機構の制御の指
標としたが、次に上下２つの目標茶温を指標とする他の
実施例について説明する。

まず、茶温設定ダイヤル１６で１つの目標茶温を設定す
るとその値より低い値が自動的に設定されるようにする
が、２つの茶温設定ダイヤルで上下２つの目標茶温を設
定するかして、上方目標茶温と下方目標茶温がＲＡＭ内
に書き込まれるようにする。

そして、一番最初に測定した初期現在茶温が下方目標茶
温を割っているときはフラグを立て、それ以外のときは
フラグを立てないようにし、その後は、現在茶温が下方
目標茶溢を割った時点でフラグを立て上方目標茶温を越
えた時点でフラグを消すようにし、フラグが立っている
ときは下方目標茶温を指標とし、フラグが立っていない
ときは上方目標茶温を指標とするようにフローを構成す
る。

これを第６図について説明すると、初期現在茶温がポイ
ント４８であればフラグが立てられ下方目標茶温が加熱
機構の制御の指標となる。

もし、初期現在茶温がポイント５０や５４であればフラ
グは立てられず上方目標茶溢がその指標となる。茶溢が
ポイント４８でスタートすると現在茶温は目標茶温を割
っているので高燃焼・低燃焼を繰り返す加熱サイクルが
行なわれ、茶温はポイント４９へ至る。ポイント４９の
時点ではフラグが立つたままなので下方目標値を越える
と低燃焼あるいはポストパージ等の冷却サイクルが行な
われ、ポイント５０を経由し上方目標値を越え・ずに茶
温は降下しポイント５１へ至る。ポイント５１の時点で
もフラグが立ったままなので下方目標茶温を割ると加熱
サイクルが再開される。その後、茶温が上昇しポイント
５２で再び下方目標茶温を越し冷却サイクルが開始され
る。

そして、その後も茶温が上昇しポイント５３に至ると、
それまでずっと立つていたフラグが消される。しかし、
フラグが消されても冷却サイクルはそのまま続けられ、
茶温はポイント５４を経由して降下し、ポイント５５へ
至る。ポイント５５の時点ではフラグが立っていないの
で上方目標茶温が制御の指標となっており、これより加
熱サイクルが再開されていくこととなる。そしてポイン
ト５６で下方目標茶温を割るので再びフラグが立てられ
ることとなる。このように目標茶温を上方と下方に設け
、これを適宜切り替えるようにすれば、茶温の応答遅れ
をさらに前もって是正することができ、茶溢は一層一定
に維持することができる。

以上、記載したところから明らかなように、本発明製茶
粗操方法によれば、加熱機構の制御が目標茶温と目標茶
温変化率の両者を指標としてなされるようにして茶温の
応答遅れを前もって是正できるようにしたので、茶温は
極めて一定に維持することができ、その変化も非常に滑
らかでありひいては、茶藁表面水分の蒸発速度と茶葉内
部水分の表面への移行速度を均衡化した恒率的乾燥がで
き、色沢、香気、水色等の優れた荒茶を製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施の一例を示すもので、第１図は粗探
機の全体を示す一部切欠斜視図、第２図は主要制御部の
ブロックダイヤグラム、第３図はフローチャート、第４
図は大風量城における茶温とバーナーの燃焼状態の関連
を表わした図、第５図は小風量域における茶温とバーナ
ーの燃焼状態の関連を表わした図、第６図は目標茶温が
２つ設定された場合の指標の切り替えを説明するための
図である。 １・・・・・・製茶粗操機、２・・・・・・熱風発生機
、４・・・・・・裸胴、７・・・・・・主軸、８・・・
・・・操手、９・・・・・・汝手、１０…・・・凝敵室
、１５・・・・・・茶溢センサー、１６・…・・茶温設
定ダイヤル、２１・・・・・・送気ファン、２３・・・
・・・炉筒、２５・・・・・・バーナー、２７・・・・
・・ファン、３３…・・・制御モータ、３４…・・・ポ
テンシオメータ、３５……入出力ボート、３６・・・・
・・ゲート・ラッチ制御回路、３７・・・・・・ゲート
回路、３８，３９・・・・・・バーナ制御リレー、４０
……ラッチ回路、ＲＡＭ，ＥＰＲＯＭ・・・・・・メモ
リ、ＣＰＵ・・…・中央処理装置。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 揉乾室内に送られる熱風の温度、熱風量、揉手や浚
   手が装着された主軸の回転数等、製茶粗揉工程における
   各制御要素をその工程の進行に従つて順次推移させなが
   ら１の粗揉工程を終了する製茶粗揉方法において、熱風
   温度を規定している加熱機構の制御は茶温と茶温変化率
   の両者を指標としてなされるようにしたことを特徴とす
   る製茶粗揉方法。 ２ 揉乾室内に送られる熱風の温度、熱風量、揉手や浚
   手が装着された主軸の回転数等、製茶粗揉工程における
   各制御要素をその工程の進行に従つて順次推移させなが
   ら１の粗揉工程を終了する製茶粗揉方法において、マイ
   クロプロセツサを中核とするいわゆるマイクロコンピユ
   ータを用意してそれによつて熱風温度を規定している加
   熱機構が、現在茶温が目標茶温を越えているときは冷却
   サイクルを行ない、目標茶温を割つているときは高燃焼
   と低燃焼を交互に繰り返す加熱サイクルを行なうととも
   に１加熱サイクル毎における茶温の変化率と目標茶温変
   化率との誤差に応じて高燃焼・低燃焼の比率を補正する
   よう制御されることを特徴とする製茶粗揉方法。 ３ 冷却サイクルは低燃焼で行なうこととした、特許請
   求の範囲第２項記載の製茶粗揉方法。 ４ 冷却サイクルはポストパージした後加熱機構を作動
   停止して行なうこととした、特許請求の範囲第２項記載
   の製茶粗揉方法。 ５ 揉乾室内に送られる熱風の温度、熱風量、揉手や浚
   手が装着された主軸の回転数等、製茶粗揉工程における
   各制御要素をその工程の進行に従つて順次推移させなが
   ら１の粗揉工程を終了する製茶粗揉方法において、マイ
   クロプロセツサを中核とするいわゆるマイクロコンピユ
   ータを用意してそれによつて熱風温度を規定している加
   熱機構が、現在茶温が目標茶温を越えているときであつ
   て多風量の熱風が送り込まれている場合には低燃焼して
   冷却サイクルを行ない、目標茶温を越えているときであ
   つて少風量の熱風が送り込まれている場合にはポストパ
   ージした後作動停止して冷却サイクルを行ない、目標茶
   温を割つているときは高燃焼と低燃焼を交互に繰り返す
   加熱サイクルを行なうとともに、１加熱サイクル毎にお
   ける茶温の変化率と目標茶温変化率との誤差に応じて高
   燃焼・低燃焼の比率を補正するよう制御されることを特
   徴とする製茶粗揉方法。 ６ 上下２つの温度が適時切り替えられて目標茶温とな
   るようにした、特許請求の範囲第１項乃至第５項記載の
   製茶粗揉方法。