JP2019202278A - 籾摺調製設備 - Google Patents

Abstract

【課題】籾摺機の後工程に光学式選別機を接続してなる籾摺調製設備において、籾摺機の定常運転時に仕上玄米に籾米が混入した場合であっても、前記光学式選別機によって籾米を選別除去し続けることによる歩留まりの低下を生じることのない籾摺調製設備を提供することを目的とする。【解決手段】籾摺機の後工程に光学式選別機を接続してなる籾摺調製設備であって、前記籾摺機は、仕上玄米を前記光学式選別機へ向けて移送する排出側と、前記仕上玄米を機内に循環させる循環側とに切換える自動切換弁を設ける一方、前記光学式選別機は、前記籾摺機の定常運転時に移送される仕上玄米中の籾米を光学的に検出した場合、前記光学式選別機から前記籾摺機に送信される信号により前記籾摺機の自動切換弁を循環側に切換えるべく、前記籾摺機と光学式選別機の各運転制御部を無線又は有線により連絡する。【選択図】図１

Description

本発明は、収穫後の籾米の調製設備に係り、特に、乾燥後の籾米を籾摺機（もみすりき）で脱ぷして玄米にした後、光学式選別機によって、該玄米中に含まれる異色粒等の不良粒や異物を光学的に検出して選別・除去し、さらに、最終工程の選別計量機によって、整粒（完全粒）よりも小さい未熟粒や砕粒等の屑米を粒径選別して計量・袋詰めする一連の籾摺調製設備に関する。

従来、籾摺機、光学選別機及び選別計量機を一連的に接続するとともに、これらの各操作部を通信回線を通じて集中的に操作することが特許文献１等で知られている。
前記籾摺機は、運転開始時には、脱ぷロールを通過した混合米（玄米中に未脱ぷの籾米が一部混入したもの）が、ばねで吊設された混合米タンクに一定量溜まることにより該混合米タンクが沈み込むことによって、仕上玄米の循環・排出切換弁を「排出側」へ切換えるとともに、定常運転中であっても、何らかの原因で原料の籾米の供給量が減少したりすると、前記混合米タンクが軽くなって上昇することによって前記循環・排出切換弁が前記「排出側」から「循環側」へ切換わる自動切換弁を備えたものが知られている（特許文献２参照）。これにより、通信回線を使った操作指令が容易に実現可能となる。

しかしながら、前記定常運転中であっても、脱ぷロールの摩耗等により脱ぷ率が減少して混合米中の籾米の量が増えたり、混合米の揺動選別板の不適切な角度調節により選別不良となったりした場合、後工程の光学式選別機へ移送される仕上玄米中に籾米が混入してしまい、その結果、該籾米は前記光学式選別機によって選別・排除されるので、精品（整粒玄米）の歩留まりが低下するという問題があった。

特開２０１８−１４０５３号公報 特開２０１４−１６１７７３号公報

本発明は上記問題点にかんがみ、籾摺機の後工程に光学式選別機を接続してなる籾摺調製設備において、籾摺機の定常運転時に仕上玄米に籾米が混入した場合であっても、前記光学式選別機によって籾米を選別除去し続けることによる歩留まりの低下を生じることのない籾摺調製設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
籾摺機の後工程に光学式選別機を接続してなる籾摺調製設備であって、
前記籾摺機は、仕上玄米を前記光学式選別機へ向けて移送する排出側と、前記仕上玄米を機内に循環させる循環側とに切換える自動切換弁を設ける一方、前記光学式選別機は、前記籾摺機の定常運転時に移送される仕上玄米中の籾米を光学的に検出した場合、前記光学式選別機から前記籾摺機に送信される籾米信号により前記籾摺機の自動切換弁を循環側に切換えるべく、前記籾摺機と光学式選別機の各運転制御部を無線又は有線により連絡したことを特徴とする。

前記光学式選別機には籾米の検出回数をカウントするカウンターを設け、該カウンターによる一定時間の籾米のカウント数が所定値を超えた場合、前記光学式選別機から前記籾摺機に前記籾米信号を送信することが好ましい。

また、前記籾摺機は、前記光学式選別機からの前記籾米信号を受信したとき、注意喚起のメッセージを表示するタッチパネル画面を設けることができる。

本発明の籾摺調製設備によれば、オペレータによる常時監視がなくても、籾摺機の後工程に設けた光学式選別機により籾摺機から移送される仕上玄米中の籾米の選別除去数を検出し、これに基づいて籾摺機の自動切換弁を循環側に切換えるので、籾摺機から光学式選別機への仕上玄米の移送が停止され、光学式選別機によって仕上玄米中の籾米が除去され続けることがなく、精品の歩留まりが徒（いたずら）に低下することがなくなる。

また、籾摺機は、光学式選別機から送信される籾米信号を受信したとき、注意喚起のメッセージを表示するタッチパネル画面を設けたので、オペレータは、慌てることなく、選別板の角度調節や脱ぷロールの間隙調整等を行い、仕上玄米中の籾米混入の原因を取り除くことができる。

本発明の実施形態による籾摺調製設備における籾摺機と光学式選別機の全体像を示す正面図である。 前記籾摺機の内部構造の概略を破線で示した拡大正面図である。 前記光学式選別機の要部を示す概略図である。 本発明の実施形態における制御内容を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態による籾摺調製設備は、図１に示すように、籾摺機１の後工程に光学式選別機２を配置している。係る籾摺調製装置では、乾燥済みの籾米を前記籾摺機１において籾摺りし、未脱ぷの籾米を選別して玄米のみに調製した後、前記籾摺機１の後工程の前記光学選別機２において、前記玄米中に含まれる虫害粒、茶米、病害粒等の被害粒や死米、着色粒、異種穀粒及び石等の異物を光学的に検出してエアノズル（後述する噴風装置３８）からの圧縮空気によって噴風除去するよう構成される。
なお、図１では省略したが、通常、前記光学式選別機２の更に後工程には選別計量機が配置され、玄米中の砕米や屑米を粒径選別して計量・袋詰めされる。

次に、図２に基づいて前記籾摺機１について詳細に説明する。籾摺機１の一側に原料の籾米を投入する原料ホッパ３を設け、該原料ホッパ３の直下には、原料の籾米を籾摺りする一対の脱ぷロールを互いに異速度で内回転するように設けた籾摺部４を備える。前記籾摺部４の下方には振動コンベア５が振動可能に設けられる。該振動コンベア５の搬送終端部は開口して風選部６に臨ませてある。

前記風選部６は、機外上方へ突出した排塵ダクト７の下端に接続する排塵ファン（図示せず）を頂点とする略「く」の字状の風路によって形成され、前記風路の下部に前記振動コンベア５の搬送終端部（排出口）を位置させる。これにより、原料の籾米は前記籾摺部４の一対の脱ぷロールを通過して混合米（脱ぷされた玄米中に未脱ぷの籾米が１０〜２０％混ざった状態のもの）となって前記振動コンベア５から排出され、該混合米は、前記風選部６の下端に接続する混合米スクリュー８に流下する一方、軽量の籾殻は前記排塵ダクト７を介して機外へ搬送される。

前記混合米スクリュー８は、該籾摺機２の背面側に立設する混合米揚穀機（バケットエ
レベータ）９の下部供給口（図示せず）に接続される。前記混合米揚穀機９の上部吐出口
には前記混合米を一時貯留する混合米タンク１０がばね等によって吊設してある。前記混
合米揚穀機９の上部側面には、前記混合米タンク１０が上下動することによって該タンク
１０内に穀粒量が一定量貯留されたことを検知する貯留量センサ１０ａが設けられる。そ
して、該混合米タンク１０の排出口は、均分器１１を介して揺動選別部１２に連絡される
。該揺動選別部１２は、傾斜する複数の揺動選別板１２ａを多段状に重設し、揺動機構（
図示せず）によって一体に揺動可能に形成される。前記複数の揺動選別板１２ａの各排出
部には、揺動方向傾斜上位側に玄米仕切板１３を、同傾斜下位側に籾米仕切板１４を、そ
れぞれスライド調整可能に設ける。

前記籾米仕切板１４によって仕切られた籾米を受ける返り籾揚穀機（スロワ）１５が該籾摺機１の前面側に設けられ、該返り籾揚穀機１５上部の排出部は前記原料ホッパ３内に連絡される。一方、前記玄米仕切板１３によって仕切られた玄米は下方へ落下し、循環排出切換弁１６によって流路を切換えられ、前記原料ホッパ３側の反対側面に立設した玄米揚穀機（バケットエレベータ）１７の下部供給口に流下して揚穀されるよう構成される。
前記循環排出切換弁１６は、該弁１６の開閉を制御する循環排出用モータ１８によって切換作動可能とされ、電気信号によって前記切換弁１６の開閉を制御することができる。

一方、該籾摺機１の機体前面側で前記原料ホッパ３の近傍には、前記原料ホッパ３の底部に設けた籾シャッタ弁（図示せず）の開閉操作と、前記揺動選別部１２の揺動機構の揺動クラッチ（図示せず）の「揺動入り／揺動切り」の切換操作と、前記循環排出切換弁１６の開閉操作とが、一つのレバーによって連動操作することが可能な操作レバー１９が設けられている。

また、該籾摺機１の機体前面中央には、画面上のアイコンやボタンをタッチして、籾摺機１の各種運転操作の実行の選択ができる表示手段となる大型の液晶タッチパネル２０と、電源スイッチやモバイルバッテリなどの電源部と、ＵＳＢなどのシリアスバス規格で接続が可能なインターフェースとを備えた制御部２１が配設されている。

次に、図１及び図３に基づいて、前記光学式選別機２について説明する。
該光学式選別機２は、前述したように、前記籾摺機１から移送された玄米（原料玄米）中に含まれる被害粒、異種穀粒、異物等を光学的に検出して選別するものであって、前記籾摺機１の後工程に配置される。
前記光学式選別機２は、上部に、機体背面下部に設けた原料ホッパ（図示せず）から揚穀された原料玄米を一時貯留する原料タンク３０と振動フィーダ３１とからなる原料供給部３２を有する。該原料供給部３２の下方には所定幅を有する傾斜状シュート３３が配置される。
前記原料供給部から供給された原料玄米は、前記傾斜状シュート３３上を幅方向に広がって連続状に自然流下した後、その下端から所定の落下軌跡に沿って空中に放出される。

前記所定の落下軌跡の前後には、前記傾斜状シュート３３の幅方向に平行に直線状に延びる検出位置０において原料粒子を撮像する一対の光学検出部３４ａ，３４ｂが対向して配設される。これらの各光学検出部３４ａ，３４ｂは、それぞれＣＣＤカメラ等の撮像手段３５ａ，３５ｂ、ＬＥＤ等からなる照明手段３６ａ，３６ｂ、及び前記原料粒子を撮像する際の背景となるバックグラウンド３７ａ，３７ｂ等から構成される。

また、前記検出位置０の下方には、被害粒等をエアの噴風により除去する噴風装置３８が配設される。前記噴風装置３８は、電磁バルブを複数並設して組み込んでなる噴風ノズルと、該噴風ノズルに圧縮エアを供給する圧縮エア供給装置を備え（いずれも図示せず）、前記各光学検出部３４ａ，３４ｂの検出結果に基づいて、前記傾斜状シュート３３の下端から放出される原料粒子を、該原料粒子の落下軌跡の幅方向各位置に対応して設けられる前記噴風ノズルの複数のノズル孔からの圧縮エアの噴射により吹き飛ばす。なお、前記電磁バルブは、駆動装置３９の駆動回路と電気的に接続される。

上記光学式選別機2において、前記傾斜状シュート３３を幅方向に広がって連続状に自然流下した後、その下端から所定の流下軌跡に沿って空中に放出される原料玄米は、前記検出位置０において前記各光学検出部３４ａ，３４ｂの撮像手段３５ａ，３５ｂにより撮像され、これら各原料玄米粒子ごとの撮像データは制御装置４０に送られる。該制御装置４０の信号処理部は前記撮像データを二値化処理し、前記粒子ごとに画素値（ＲＧＢ）を算出し、該算出画素値が、画素値の比率等によってあらかじめ定めた被害粒、着色粒、異物又は籾米等の各判定用の基準となる画素値の範囲内であれば、これらを除去すべき粒子として特定し、これらの排除信号を前記駆動装置３９に送る。

前記噴風装置３８は、前記駆動装置３９に送られる前記排除信号に基づいて前記複数の
電磁バルブを選択的に駆動し、前記噴風ノズルから圧縮エアを噴風する。そして、前記圧
縮エアの噴風により吹き飛ばされた被害粒や籾米等は、不良品排出口４１から機外に排出
される一方、噴風により吹き飛ばされることなく所定の落下軌跡をそのまま通過した整粒
は整粒排出口４２から回収された後、排出部４３から次工程に移送される。

ここで、該光学式選別機２の機体前面中央には、画面上のアイコンやボタンをタッチし
て、該光学式選別機２の各種運転操作の実行の選択ができる表示手段となる大型の液晶タ
ッチパネル４４と、電源スイッチやモバイルバッテリなどの電源部と、ＵＳＢなどのシリ
アスバス規格で接続が可能なインターフェースとを備えた前記制御装置４０が配設され、
無線ＬＡＮ又は有線ＬＡＮで前記籾摺機１の制御部２１に通信可能に構成されている。
また、前記光学式選別機２の前記制御装置４０には、原料玄米中に混入する籾米の検出
数をカウントするカウンター４０ａを備えており、該カウンター４０ａが所定時間に所定の籾米検出値以上を検出した場合、前記籾摺機１の制御部２１に籾米信号を送信するよう構成される。そして、前記籾摺機１の制御部２１は、前記籾米信号を受けると循環排出用モータ１８を駆動させ、前記循環排出切換弁１６を循環側へ切換えることにより、前記籾摺機１からの玄米の排出を一時的に停止させる。このとき、前記籾摺機１の液晶タッチパネル２０には、「異常」や「籾混入」等の表示を行うようにするとよい。

以下、図４に基づいて、本実施の形態の具体的なフローチャートについて説明する。
籾摺機１の原料ホッパ３に乾燥済みの籾米を投入し、該籾摺機１及び光学式選別機２の運転を開始する（Ｓ１）。籾摺機１の操作レバー１９を１段階回動操作させると、揺動選別部１２の揺動機構が駆動するとともに前記原料ホッパ３底部の籾シャッタ弁が開き、原料籾米は籾摺部４の一対の脱ぷロールを通過し、混合米となって混合米揚穀機９によって揚送され、混合米タンク１０から均分器１１を経由して揺動選別部１２の各揺動選別板１２ａへ均等に供給され、籾米と玄米とが揺動作用により分離され、籾米は返り籾揚穀機１５によって前記原料ホッパ３へ還流し、玄米は機外へ排出されるのであるが、このとき、循環排出切換弁１６は「循環」側であるので、前記玄米は混合米とともに混合米揚穀機９によって混合米タンク１０に戻される。こうして前記混合米タンク１０に混合米が一定量貯留されると、該混合米タンク１０が、ばねに抗して自重で下降し、これを前記貯留量センサ１０ａが検知すると、前記原料ホッパ３底部の前記籾シャッタ弁が閉じて原料籾米の前記脱ぷ部４への供給が規制される。この時点で、前記操作レバー１９をもう１段階回動操作することにより前記循環排出切換弁１６が循環排出用モータ１８の駆動によって「排出」側に切換わり、仕上げ玄米が玄米揚穀機１７から排出され、次工程の光学式選別機２へ搬送される。

一方、前記光学式選別機２においては、上述したように、機体背面下部に設けた原料ホッパから揚穀された原料玄米を前記原料供給部３２から前記傾斜状シュート３３上を幅方向に広がって連続状に自然流下した後、その下端から所定の落下軌跡に沿って空中に放出される。そして、互いに対向して設けた前記光学検出部３４ａ，３４ｂによって各種被害粒や異物等とともに籾米も検出され、これらは前記噴風装置３８によって不良粒排出口４１から機外へ選別・排除される。

こうして前記籾摺機１から前記光学式選別機２への玄米の移送開始から１０分が経過すると（Ｓ３）、前記光学式選別機２の制御装置４０において、前記カウンター４０ａによる籾米の検出回数のカウントが開始される（Ｓ４）。該カウント時間は、例えば３０秒間とし、この３０秒間に、例えば５回以上籾米を検出した場合は（Ｓ５）、前記制御装置４０から前記籾摺機１の制御部２１に籾米信号が送信され、これにより、前記籾摺機１の循環排出用モータ１８が駆動し、前記循環排出切換弁１６を「循環」側へ切換える（Ｓ６）よう作動する。前記循環排出切換弁１６を「循環」側へ強制的に切換えることにより、仕上げ玄米の機外への排出が停止され、光学式選別機２への搬送が一時中断するので、前記光学式選別機２での籾米の検出及び選別・排除も行われず、籾米が徒に除去されることがなくなる。

前記循環排出切換弁１６が「循環」側へ切換った後、例えば５分間経過すると（Ｓ７）、前記循環排出切換弁１６を「排出」側へ切換え（Ｓ８）、前記籾摺機１から玄米の排出を再開するとともに、前記籾摺機１の制御部２１から前記光学式選別機２の制御装置４０への信号送信により、前記光学式選別機２における籾米の検出回数のカウントを開始する（Ｓ９）。そして、前述と同様に、３０秒間ごとの籾米の検出回数が５回以上になったときは（Ｓ１０）籾米信号を送信して、再度、前記籾摺機１の前記循環排出切換弁１６を「循環」側へ切換え（Ｓ１１）、前記籾摺機１からの玄米の排出を停止する。

前記籾摺機１の定常運転時に、前記循環排出切換弁１６の「循環」側への切換え状態が連続して生じる場合、すなわち、前記光学式選別機２において籾米の検出値が所定値以上の状態が継続する場合は、前記籾摺機１のタッチパネル２０に「籾米混入」と異常表示させるとともに（Ｓ１２）、「選別板角度を調整してください」とか「ロール間隙を調整してください」といった注意喚起のメッセージを表示することもできる。これらのメッセージ表示は、オペレータが前記タッチパネル２０に触れないと表示し続けるようにすると効果的である。
なお、本実施形態においては、３０秒間に５回以上の籾米の検出を籾米信号送信の基準としたが、籾米を１回でも検出した場合は前記籾摺機１へ籾米信号を送信するようにしてもよい。

さらに、例えば５分間経過後（Ｓ１３）、前記循環排出切換弁１６を「排出」側へ切換え（Ｓ１４）、以後、上記同様に、光学式選別機２における一定時間の籾米の検出回数のカウントを繰り返し、籾米の検出回数が一定回数以上の場合は前記籾摺機１の玄米の排出を一時停止して前記光学式選別機２からの籾米の排除をなくして歩留まりの低下を防ぐとともに、籾摺機１の異常の解消を促す。
なお、前記籾摺機１の運転終了時には残留米排出のため前記循環排出切換弁１６を「循環」側へ切換える動作があるため（Ｓ１５）、運転開始時と同様に、前記光学式選別機２による籾米のカウントは行わない。

本発明は、比較的大規模な乾燥調製施設から一般農家の籾摺調製設備において採用することで精品の高歩留まりが確保できて有用である。

１ 籾摺機
２ 光学式選別機
３ 原料ホッパ
４ 籾摺部
５ 振動コンベア
６ 風選部
７ 排塵ダクト
８ 混合米スクリュー
９ 混合米揚穀機
１０ 混合米タンク
１１ 均分器
１２ 揺動選別部
１３ 玄米仕切板
１４ 籾米仕切板
１５ 返り籾揚穀機
１６ 循環排出切換弁
１７ 玄米揚穀機
１８ 循環排出用モータ
１９ 操作レバー
２０ 液晶タッチパネル
２１ 制御部
３０ 原料タンク
３１ 振動フィーダ
３２ 原料供給部
３３ 傾斜状シュート
３４ａ 光学検出部
３４ｂ 光学検出部
３５ａ 撮像手段
３５ｂ 撮像手段
３６ａ 照明手段
３６ｂ 照明手段
３７ａ バックグラウンド
３７ｂ バックグラウンド
３８ 噴風装置
３９ 駆動装置
４０ 制御装置
４１ 不良品排出口
４２ 整粒排出口

Claims (3)

1. 籾摺機の後工程に光学式選別機を接続してなる籾摺調製設備であって、
   前記籾摺機は、仕上玄米を前記光学式選別機へ向けて移送する排出側と、前記仕上玄米を機内に循環させる循環側とに切換える自動切換弁を設ける一方、前記光学式選別機は、前記籾摺機の定常運転時に移送される仕上玄米中の籾米を光学的に検出して選別除去した回数をカウントするカウンターを設け、該カウンターによる一定時間の籾米のカウント数が所定値を超えた場合、前記光学式選別機から前記籾摺機に送信される籾米信号により前記籾摺機の前記自動切換弁を循環側に切換えるべく、前記籾摺機と光学式選別機の各運転制御部を無線又は有線により連絡したことを特徴とする籾摺調製設備。
2. 前記光学式選別機には籾米の検出回数をカウントするカウンターを設け、該カウンターによる一定時間の籾米のカウント数が所定値を超えた場合、前記光学式選別機から前記籾摺機に前記籾米信号を送信してなる請求項１の籾摺調製設備。
3. 前記籾摺機は、前記光学式選別機からの前記信号送信を受信したとき、注意喚起のメッセージを表示するタッチパネル画面を設けるてなる請求項１又は２の籾摺調製設備。

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