JP5604859B2

JP5604859B2 - 穀物選別装置

Info

Publication number: JP5604859B2
Application number: JP2009280319A
Authority: JP
Inventors: 陽理山口
Original assignee: Satake Corp
Current assignee: Satake Corp
Priority date: 2009-12-10
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: JP2011120997A

Description

本発明は、籾摺機で籾摺りした玄米を粒径により選別する米選機と、該米選機から屑米として取りだされたものを光学的に粒径選別する光学選別機とを組み合わせた穀物選別装置に関する。

籾摺り機で籾摺りした玄米には、粒径の小さい未熟米が混在していたり、籾摺り時の衝撃により穀粒の一部に破砕が生じた破砕粒が混在していたりする。このため、従来から、玄米から屑粒を除去する目的で粒径選別が行われる。このとき、回転可能に立設された選別網筒内に、揚穀用の螺旋スクリューを備えた縦型穀粒選別機は、設置スペースが少ないために農家等でよく利用されている。これにより、未熟米や破砕粒のない、粒径の大きなものだけが揃えられた、商品価値の高い玄米を出荷することができる。

しかしながら、近年においては、上記縦型穀粒選別機により選別して屑粒として取り出されたものを、例えば、網目が１．８ｍｍの選別網筒で再選別し、粒の幅又は厚みが１．８〜１．９ｍｍの、いわゆる中米（又は中間米）を取り出し、これを自家用米として利用するか又は用途別に市場へ流通させることが行われている。この傾向は、近年の異常気象に影響を受けていると思われる。すなわち、稲の登熟期（田植え後の２、３ヵ月後の６月から７月の時期）に気温が高い場合、稲に高温障害が引き起こされて、収穫期には、未熟粒が増加することが知られている。そして、このような未熟粒の多い収穫年であれば、農家等においても、屑米を再選別して中米を再利用する機運が高まってくると思われる。

ところで、屑米の再選別は、上記縦型穀粒選別機に専用の屑米再選別機（例えば、特許文献１）を接続するか、あるいは、屑米再選別機能を内蔵した縦型穀粒選別機（例えば、特許文献２）により行われることになる。しかしながら、縦型穀粒選別機から排出される屑米の屑米再選別機への供給流量が極端に少ないと、屑米の選別網筒で所定の充満度が得られず、屑米から中米の回収率が悪くなる、といった問題が生じる場合がある。特に、特許文献２のような揚送式の穀粒選別機では、選別率の悪化が顕著になる問題があった。また、上記粒径選別では、粒の長さを考慮していないため、中米の中に砕粒などが混入する問題があった。

特開２００９−９５７３２号公報特開２００９−２３３５２８号公報

本発明は上記問題点にかんがみ、屑米を再選別して中米を取り出す際に、屑米の供給流量の変動に影響を受けることなく選別精度を高度に維持することが可能であり、かつ、中米の中に砕粒の混入することのない穀物選別装置を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、籾摺り処理された玄米を粒径によって仕上げ選別すべく、回転可能に立設された選別網筒内に螺旋スクリューを内装して整粒の玄米と屑米とに粒径選別する縦型穀粒選別機と、該縦型穀粒選別機から屑米として取りだされたものを、光学的に選別して中米を抽出する光学選別機とを順次配設した穀物選別装置であって、前記光学選別機は、穀粒供給部となる一時貯留タンク、振動フィーダ及びシュートを設け、該シュートの下部には、光学検知部及び選別除去部を配設し、さらに、該光学検知部の信号から粒の長さを算出し、算出した粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ以上であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ以上であるものを屑米から抽出すべき中米と判断し、算出した粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ未満であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ未満であるものを屑米から除去すべき小粒、破砕粒又は糠玉と判別する制御手段を設け、該制御手段は、前記一時貯留タンクに貯留される屑米が減少すると、前記振動フィーダによる屑米の搬送を停止して選別作業を停止する制御を行う、という技術的手段を講じた。

請求項２記載の発明は、前記振動フィーダとシュートとの間に、屑米に混入している塵埃を吸引・除去するための吸塵管を臨ませたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記一時貯留タンクに貯留されている屑米が減少すると、前記制御手段が、前記吸塵管からの吸塵作業を停止する制御を行うことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、籾摺機により籾摺り処理された玄米は、仕上げ選別すべく選別網筒内に螺旋スクリューを内装した縦型穀粒選別機により、整粒の玄米と屑米とに粒径選別され、次に、屑米は光学選別機において、縦型穀粒選別機から屑米として取りだされたものから、光学的に粒径選別して中米が抽出される。このため、屑米を再選別して中米を取り出す際に、選別網筒を使用した選別機を使用せず、光学的に粒径選別する光学選別機を使用しているから、選別網筒内の所定の充満度が得られない、といった屑米の供給流量の変動に影響を受けることがなく、選別精度を高精度に維持することができる。
特に、光学検知部の信号から粒の長さを算出し、算出した粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ以上であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ以上であるものを屑米から抽出すべき中米と判断し、算出した粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ未満であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ未満であるものを屑米から除去すべき小粒、破砕粒又は糠玉と判別する制御手段を設け、前記制御手段が、一時貯留タンクに貯留される屑米が減少すると、前記振動フィーダによる屑米の搬送を停止して選別作業を停止するものであるから、従来技術のように、中米の中に砕粒などが混入するおそれがなく、選別精度が格段に向上し、さらに、光学選別機の選別率が極端に悪化するのを防止し、自動停止することもできる。

請求項２記載の発明によれば、振動フィーダとシュートとの間に、屑米に混入している塵埃を吸引・除去するための吸塵管を臨ませてあるから、光学選別前の屑粒から、籾殻の破片、藁屑、芒.及び頴などの塵埃が吸塵され、その結果、中米の品位を向上させることができる。

さらに、請求項３記載の発明によれば、一時貯留タンクに貯留される屑米が減少すると、吸塵作業を停止する制御を行うものであるから、光学選別機の選別率が極端に悪化するのを防止し、自動停止も可能となる。

本発明の実施の形態に係る選別作業工程図である。光学検知部及び選別除去部の詳細構造を示す概略図である。光学選別機へ供給される屑粒を撮像した画像データである。図２の中米、破砕粒、小粒及び糠玉をそれぞれ抽出した平面図とこれら各粒をａ−ａ線で破断したときの概略断面図である。光学検知部内におけるＣＣＤラインセンサの概略配置図である。光学選別機の振動フィーダと、シュートとの間に、屑粒に混入する塵埃を吸引・除去するための吸塵管を配置した概略図である。

本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る選別作業工程図である。

図１において、籾摺機１００の供給部１０１から供給される籾は、周速度を互いに異にした脱ぷロールの回転によって、せん断破壊により籾殻が脱離されて玄米にされる。そして、玄米は籾摺機１００に内蔵された風選部によって風選された後、籾摺機１００に内蔵された揺動選別部によって籾と玄米とに分離され、玄米のみが揚穀機１０３により揚穀されて精品排出管１０２から機外に排出されることになる。

籾摺機１００から機外に排出された玄米は、本発明の穀物選別装置２００に供給される。すなわち、穀物選別装置２００は、仕上げ選別すべく選別網筒内に螺旋スクリューを内装した縦型穀粒選別機２１０と、該縦型穀粒選別機２１０から屑米として取りだされたものを、光学的に粒径選別して中米を抽出する光学選別機２２０とから構成される。

籾摺機１００から機外に排出された玄米は、まず、縦型穀粒選別機２１０に供給される。玄米は、縦型穀粒選別機２１０背面部の投入ホッパーに投入され、螺旋スクリューを回転させることで、玄米が選別網筒内を上昇していく間に、選別網筒に形成された選別孔の大きさにより屑粒が除去され、整粒と屑粒とに分離される。

そして、粒径により選別された屑粒は、屑粒排出樋２１１を介して機外へ排出される一方、粒径により選別された整粒は、一時貯留タンク２１２に一時貯留された後、整粒排出樋２１３を介して機外へ排出され、袋詰めなど行うことになる。

さらに、屑粒排出樋２１１から排出された屑粒は、光学選別機２２０の昇降部２２１の投入ホッパー２２２に投入され、昇降部２２１によって一旦揚穀された後、一時貯留タンク２２３に一時貯留される。該一時貯留タンク２２３には、貯留量を感知する穀粒センサ２２４が設けられる。前記光学選別機２２０は、いわゆるシュート式光学選別機であって、穀粒供給部となる振動フィーダ２２５及びシュート２２６が配置され、該シュート２２６の下部には、光学検知部２２７と、エジェクタノズルなどの選別除去部２２８とを配置する。

図２は、光学検知部２２７及び選別除去部２２８の詳細構造を示す概略図である。光学検知部２２７は、シュート２２６下部においてケースで覆われており、該ケース内には、流下方向Ｒの上流側の照明手段１０ａ、受光素子１１ａ、バックグラウンド１２ａと、下流側の照明手段１０ｂ、受光素子１１ｂ、バックグラウンド１２ｂとが内装されている。選別除去部２２８は、エジェクタノズル（空気噴射ノズル）などの流路変更手段を採用することができ、光学検知部２２７のさらに下流側の米粒の流下軌跡に近接して設置されている。そして、受光素子１１ａ，１１ｂは、信号線１３ａ，１３ｂを介して制御装置２２９に接続され、受光素子１１ａ，１１ｂの信号を受けて作動するよう制御装置２２９からは、信号線１４を介して選別除去部２２８に接続されている。

また、穀粒センサ２２４からは信号線１５を介して制御装置２２９に接続され、該穀粒センサ２２４の信号を受けて作動するよう制御装置２２９からは、信号線１６を介して振動フィーダ２２５及び後述の集塵用の吸引ファン４３に接続されている。

これにより、一時貯留タンク２２５に貯留された屑粒は、振動フィーダ２２５により一定流量でシュート２２６に供給され、該シュート２２６下部の光学検知部２２７及び選別除去部２２８により中米が抽出される。すなわち、制御装置２２９は、屑粒の粒径を基準にし、粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ以上（例えば、５ｍｍ以上）であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ以上（例えば、１．８ｍｍ以上）であるのものを中米と判断して選別除去部２２８を作動させずに良品として取り出し、粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ未満（例えば、５ｍｍ未満）であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ未満（例えば、１．８ｍｍ未満）のものを小粒、破砕粒又は糠玉と判断して選別除去部２２８を作動させ、不良品として流れから排除されることになる。

図３は、光学選別機２２０に供給される屑粒を撮像した画像データである。図３を参照すれば、屑粒中に比較的粒の整った中米１と、破砕粒２と、糠玉３と、小粒４とが混在していることが分かる。そして、図４は図３の中米１、破砕粒２、糠玉３及び小粒４をそれぞれ抽出したときの平面図とこれら各粒をａ−ａ線で破断したときの概略断面図である。図３及び図４を参照すれば、中米１と破砕粒２とは、粒の長径Ｌ（長さ）については明白に長さが異なるものである。一方で、粒の短径Ｗ（幅）又はＴ（厚さ）についてはほぼ同じであり、粒の長さを選別の対象としていない特許文献１及び特許文献２の選別機にあっては、中米の中に砕粒が混入する可能性がある。そして、本発明の光学選別機２２０であれば、粒の長径Ｌが一定長さ未満で、かつ、粒の短径Ｗが一定長さ未満のものを破砕粒２、糠玉３又は小粒４として中米から確実に除去されることになる。

上記制御装置２２９における粒の長径Ｌ（長さ）、粒の短径（幅Ｗ又は厚さＴ）の算出方法を説明する。まず、米粒の長径Ｌ（長さ）の算出方法であるが、米粒がシュート２２６(図２参照)に刻設された溝にそって長径方向に整列して流下されると仮定する場合は、光学検知部２２７内の上流側と下流側との受光素子１１ａ，１１ｂ間の距離Ｈが予め分かっているから、受光素子１１ａ，１１ｂ間を通過する際の立ち上がり時間差を算出すれば米粒の長径Ｌ（長さ）を算出することができる（例えば、特許第3317420号公報参照）。

次に、米粒の短径（幅Ｗ又は厚さＴ）の算出方法であるが、光学検知部２２７内の上流側と下流側にＣＣＤラインセンサ又はＣＣＤエリアイメージセンサを配設するのが好ましい。すなわち、図５に示すように光学検知部２２７の上流側にＣＣＤラインセンサ３０が設けられ、同じく下流側にＣＣＤラインセンサ３１を設ける。該ラインセンサ３０，３１には、水平方向に多数の画素Ｇが配列された構成となっており、米粒１が流下方向Ｒに流下すると、ＣＣＤラインセンサ３０又は３１の各画素Ｇに電荷が発生して蓄積されることになる。このとき、各画素のサイズは予め分かっているから、制御装置２２９が、電荷を発生した隣接する各画素を累計することで、米粒の幅Ｗが算出されることになる。

図６は、前記光学選別機２２０の振動フィーダ２２５と、シュート２２６との間に、屑粒に混入する塵埃を吸引・除去するための吸塵管４０を配置した概略図である。

前記光学選別機２２０の振動フィーダ２２５と、シュート２２６との間には、屑粒に混入する塵埃を吸引・除去するための吸塵管４０を臨ませ、該吸塵管４０には、連通管４１を介して集塵用のサイクロン４２に接続する。該サイクロン４２には、その上部に吸引ファン４３を設置するとともに、下部にはロータリバルブ４４を介して塵埃排出管４５を設置する。

以下、上記構成の穀物選別装置２００の作用を説明する。図１に示す籾摺機１００の精品排出管１０２から排出される玄米は、穀物選別装置２００の縦型穀粒選別機２１０背面部の投入ホッパーに投入される。縦型穀粒選別機２１０では、螺旋スクリューを回転させることで、玄米が選別網筒内を上昇していく間に、選別網筒に形成された選別孔の大きさにより屑粒が除去され、整粒と屑粒とに分離される。そして、整粒は一時貯留タンク２１２に一時貯留された後、整粒排出樋２１３を介して機外へ排出されて袋詰めなどが行われる。一方、屑粒は屑粒排出樋２１１を介して、次工程の光学選別機２２０の昇降部２２１の投入ホッパー２２２に投入される。

投入ホッパー２２２に投入された屑粒は、昇降部２２１によって一旦揚穀された後、一時貯留タンク２２３に一時貯留される。そして、振動フィーダ２２５により一定流量でシュート２２６に供給されることになる。このとき、振動フィーダ２２5とシュート２２５との間に、屑粒に混入する塵埃を吸引・除去するための吸塵管４０が臨ませてあり、かつ、吸引ファン４３による吸引力が作用しているから、屑粒から籾殻の破片、藁屑、芒.及び頴などの塵埃が吸塵され、その結果、中米の品位を向上させることができる。

そして、塵埃が除去された屑粒がシュート２２５上を滑走し、シュート２２５下部の光学検知部２２7で中米の基準となるか否かが判別され、選別除去部２１ｈにより中米の基準から外れたものが除去されることになる。すなわち、制御装置２２９は、屑粒の粒径を基準にし、粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ以上（例えば、５ｍｍ以上）であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ以上（例えば、１．８ｍｍ以上）であるのものを中米と判断して選別除去部２２８を作動させずに良品として取り出し、粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ未満（例えば、５ｍｍ未満）であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ未満（例えば、１．８ｍｍ未満）のものを小粒、破砕粒又は糠玉と判断して選別除去部２２８を作動させ、不良品として流れから排除されることになる。

なお、前記制御装置２２９は、前記一時貯留タンク２２３に貯留される屑粒が減少して前記穀粒センサ２２４の検出位置を下回ると、該穀粒センサ２２４の検出信号を前記振動フィーダ２２５に与えて屑粒の搬送を停止し、選別作業を停止するとともに、塵埃を吸引・除去するための吸引ファン４３を停止するように制御すると、前記光学選別機２２0の選別率が極端に悪化するのを防止し、自動停止することが可能となる。

以上のように、屑米を再選別して中米を取り出す際に、選別網筒を使用した選別機を使用せず、光学的に粒径選別する光学選別機を使用しているから、選別網筒内の所定の充満度が得られない、といった屑米の供給流量の変動に影響を受けることがなく、選別精度を高精度に維持することができる。また、粒の長さを考慮した選別を行っているため、中米の中に砕粒などが混入するおそれがない。

さらに、前記光学選別機の穀粒供給部である振動フィーダとシュートとの間に、屑粒に混入する塵埃を吸引・除去する吸塵管を配置してあるから、光学選別前の屑粒から、籾殻の破片、藁屑、芒.及び頴などの塵埃が吸塵され、その結果、中米の品位を向上させることができる。

屑米を再選別して中米を取り出す際に、屑米の供給流量の変動に影響を受けることなく選別精度を高度に維持することが可能であり、中米を自家用米として利用するか又は用途別に市場へ流通させることができる。

１中米
２破砕粒
３糠玉
４小粒
１０照明手段
１１受光素子
１２バックグラウンド
１３信号線
１４信号線
１５信号線
１６信号線
３０ＣＣＤラインセンサ
３１ＣＣＤラインセンサ
４０吸塵管
４１連通管
４２サイクロン
４３吸引ファン
４４ロータリバルブ
４５塵埃排出管
１００籾摺機
１０１供給部
１０２精品排出管
１０３揚穀機
２００穀物選別装置
２１０縦型穀粒選別機
２１１屑粒排出樋
２１２一時貯留タンク
２１３整粒排出樋
２２０光学選別機
２２１昇降部
２２２投入ホッパー
２２３一時貯留タンク
２２４穀粒センサ
２２５振動フィーダ
２２６シュート
２２７光学検知部
２２８選別除去部
２２９制御装置

Claims

籾摺り処理された玄米を粒径によって仕上げ選別すべく、回転可能に立設された選別網筒内に螺旋スクリューを内装して整粒の玄米と屑米とに粒径選別する縦型穀粒選別機と、該縦型穀粒選別機から屑米として取りだされたものを、光学的に選別して中米を抽出する光学選別機とを順次配設した穀物選別装置であって、前記光学選別機は、穀粒供給部となる一時貯留タンク、振動フィーダ及びシュートを設け、該シュートの下部には、光学検知部及び選別除去部を配設し、さらに、該光学検知部の信号から粒の長さを算出し、算出した粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ以上であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ以上であるものを屑米から抽出すべき中米と判断し、算出した粒の長径Ｌ（長さ）が一定長さ未満であり、かつ、粒の短径Ｗ（幅Ｗ又は厚さＴ）が一定長さ未満であるものを屑米から除去すべき小粒、破砕粒又は糠玉と判別する制御手段を設け、該制御手段は、前記一時貯留タンクに貯留される屑米が減少すると、前記振動フィーダによる屑米の搬送を停止して選別作業を停止する制御を行うことを特徴とする穀物選別装置。
前記振動フィーダとシュートとの間に、屑米に混入している塵埃を吸引・除去するための吸塵管を臨ませてなる請求項１記載の穀物選別装置。
前記制御手段は、前記一時貯留タンクに貯留される屑米が減少すると、前記吸塵管からの吸塵作業を停止する制御を行う請求項２記載の穀物選別装置。