(57)【要約】  半乾燥セラミックロッグを乾燥するためのマイクロ波乾燥プロセスにおける過渡温度変動を減じる方法が開示される。方法は、複数のアプリケータを有し、それぞれのアプリケータが可調量のマイクロ波電力を発生することができる、送出マイクロ波乾燥機を通してロッグを送る工程を含む。送出マイクロ波乾燥機の排出端における予測ロッグ出口温度を決定するため、マイクロ波乾燥プロセスパラメータに基づく過渡乾燥モデルが用いられる。それぞれのロッグの出口温度が測定される。過渡乾燥モデルは、印加されるマイクロ波電力の量を制御するために用いられ、予測ロッグ出口温度と測定されたロッグ出口温度の間の差に基づいて調整される。
2016504555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期温度ＴＩを有する半乾燥セラミックロッグを乾燥するためのマイクロ波乾燥プロセスにおける過渡温度変動を減じる方法において、
投入端、排出端及び複数のアプリケータを有し、前記複数のアプリケータのそれぞれが可調量のマイクロ波電力を発生することができる、少なくとも１基の送出マイクロ波乾燥機を通して前記ロッグを送る工程、
前記乾燥機排出端における予測ロッグ出口温度ＴＰＥを決定するため、マイクロ波乾燥プロセスパラメータに基づく過渡乾燥モデルを用いる工程、
前記少なくとも１基の送出マイクロ波乾燥機の前記排出端をそれぞれの前記ロッグが出る際に、前記それぞれのロッグの出口温度ＴＭを測定する工程、
第１の温度差ΔＴ＝ＴＰＥ−ＴＴＥを定めるため、前記予測ロッグ出口温度ＴＰＥに対して目標ロッグ出口温度ＴＴＥを比較する工程、
第２の温度差ｄＴ＝ＴＰＥ−ＴＭを定めるため、前記予測ロッグ出口温度ＴＰＥに対して前記測定された前記ロッグ出口温度ＴＭを比較する工程、及び
少なくとも１基の前記アプリケータによって与えられる前記マイクロ波電力の量を取出位置におけるロッグ温度ＴＲが目標温度ＴＴを囲む選ばれた温度帯内にとどまるように前記第１の温度差ΔＴ及び前記第２の温度差ｄＴに基づいて調節する工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記過渡乾燥モデルが前記マイクロ波乾燥プロセスにさらに密に対応するように前記測定されたロッグ出口温度ＴＭ及び前記予測ロッグ出口温度ＴＰＥに基づいて前記過渡乾燥モデルを調整する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記乾燥機が、前記少なくとも１基のマイクロ波乾燥機の前記排出端に隣接する最終アプリケータ及び前記最終アプリケータに隣接する最後から２番目のアプリケータを有し、前記マイクロ波電力の量を調節する工程が、前記最終アプリケータ及び前記最後から２番目のアプリケータに供給される前記マイクロ波電力の量を調節する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記半乾燥ロッグを形成するため、押出成形機からの湿ロッグに受入乾燥機を通過させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記マイクロ波乾燥プロセスパラメータが、前記アプリケータの入口に隣接する位置におけるロッグ温度、アプリケータ内部の最大受入可能負荷に対応する前記アプリケータの最大電力及び前記アプリケータ内部のロッグ数によって与えられる前記アプリケータ内部の負荷の内の１つ以上を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２０１２年１１月２７日に出願された米国特許出願第１３/６８６１７９号の米国特許法第１２０条の下の優先権の恩典を主張する。本明細書は上記特許出願の明細書の内容に依存し、上記特許出願の明細書の内容はその全体が参照として本明細書に含められる。
【技術分野】
【０００２】
本開示はセラミック品のマイクロ波乾燥に関し、特に、乾燥プロセスの立ち上がりを改善する適応マイクロ波乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
エンジン排気システム基板及びフィルタのような、あるタイプのセラミックベース品はセラミックバッチ材料の押出によって成形される。押し出されたセラミックバッチ材料は「ロッグ」と称される押出成形品をなす。押出機をでると、ロッグは高い水分含有量を有し、よって、ロッグをさらに処理して最終セラミックベース品を形成することができるようにロッグを乾燥させることが必要である。
【０００４】
ロッグを乾燥させる手法の１つはマイクロ波電力の使用を含む。この乾燥は通常、ロッグに一連のマイクロ波乾燥機または「アプリケータ」を通過させることで達成される。それぞれのアプリケータは、ロッグがアプリケータを入口側から出口側に通過する間にロッグを乾燥させるに必要であると考えられるマイクロ波電力を供給するように設定される。
【０００５】
しかし、押出プロセスの予測不能な変動により、あらかじめ定められたマイクロ波電力乾燥プロファイルが乾燥プロセス中、特に、電力プロファイルが乾燥されている製品に対してまだ最適化されていない、乾燥プロセスの立ち上がり時にロッグにおいてかなりの温度変動がしばしば生じ得る。そのような温度変動はロッグ内に望ましくない化学反応を誘起するだけでなく、ロッグ形状にも悪影響を与え、これらは続いて、作製されているセラミック品に悪影響を与える。特に、ロッグの形状変より、得られるセラミック品が形状許容限界外にはじき出されることがあり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、プロセスは、ロッグ全体にかけて温度が所望の目標温度のごく近傍にある安定状態に乾燥プロセスを到達させるため、試行錯誤によって手動調節されなければならない。この手動プロセスには、主に特定のセラミックバッチ組成及び作業者の経験に依存して、３０分から１５時間はかかり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は半乾燥セラミックロッグを乾燥させるためのマイクロ波乾燥プロセスにおける過渡温度変動を低減する方法である。本方法は、投入端、排出端及び複数のアプリケータを有し、それぞれのアプリケータが可調量のマイクロ波電力を発生することができる、少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機を通してロッグを送る工程を含む。本方法は可調量のマイクロ波電力をロッグに印加する工程も含む。本方法は少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機の排出端における予測ロッグ出口温度ＴＰＥを決定するため、マイクロ波乾燥プロセスパラメータに基づく過渡乾燥モデルを用いる工程をさらに含む。本方法は少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機の排出端をロッグが出る際のそれぞれのロッグの出口温度ＴＭを測定する工程をさらに含む。本方法は予測ロッグ出口温度ＴＰＥと測定された出口温度ＴＭの間の差に基づいてロッグに印加される可調マイクロ波電力の量を調節するために過渡乾燥モデルを調整する工程も含む。
【０００８】
本開示の別の態様は、中間温度ＴＩを有する半乾燥セラミックロッグを乾燥させるためのマイクロ波乾燥プロセスにおける過渡温度変動を低減する方法である。本方法は、投入端、排出端及び、それぞれが可調量のマイクロ波電力を発生することができる、複数のアプリケータを有する少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機を通してロッグを送る工程を含む。本方法は、乾燥機排出端における予測ロッグ出口温度ＴＰＥを決定するため、マイクロ波乾燥プロセスパラメータに基づく過渡乾燥モデルを用いる工程も含む。本方法は少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機の排出端をロッグが出る際のそれぞれのロッグの出口温度ＴＭを測定する工程をさらに含む。本方法は第１の温度差ΔＴ＝ＴＰＥ−ＴＴＥを定めるために予測ロッグ出口温度ＴＰＥに対して目標ロッグ出口温度ＴＴＥを比較する工程をさらに含む。本方法は第２の温度差ｄＴ＝ＴＰＥ−ＴＭを定めるために予測ロッグ出口温度ＴＰＥに対して測定された出口温度ＴＭを比較する工程も含む。本方法は、取出位置におけるロッグ温度ＴＲが目標温度ＴＴを囲む選ばれた温度帯内にとどまるように、第１の温度差ΔＴ及び第２の温度差ｄＴに基づいてアプリケータの少なくとも１台によって与えられるマイクロ波電力の量を調節する工程をさらに含む。
【０００９】
本開示の別の態様は、半乾燥セラミックロッグを乾燥させるためのマイクロ波乾燥プロセスにおける過渡温度変動を低減する方法を含む。本方法は、投入端、排出端、最終アプリケータ及び最後から２番目のアプリケータを有し、それぞれのアプリケータが可調量のマイクロ波電力を発生することができる、少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機を通してロッグを送る工程を含む。本方法は最終アプリケータ及び最後から２番目のアプリケータの少なくとも一方を用いてロッグに可調量のマイクロ波電力を印加する工程を含み、可調量は最終アプリケータ及び最後から２番目のアプリケータに動作可能な態様で接続されたコントローラによって制御される。本方法は、少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機の排出端における予測ロッグ出口温度ＴＰＥを決定する、コントローラのコンピュータ読出可能媒体に収録された、マイクロ波乾燥プロセスパラメータに基づく過渡乾燥モデルを用いる工程も含む。本方法は、少なくとも１つの送出マイクロ波乾燥機の排出端をロッグが出る際のそれぞれのロッグの出口温度ＴＭを測定する工程及び、測定された出口温度ＴＭを表す温度測定値信号として、測定された出口温度をコントローラに与える工程をさらに含む。本方法はさらに、予測ロッグ出口温度ＴＰＥと測定された出口温度ＴＭの間の差を小さくするためのロッグに印加される可調マイクロ波電力量の変化を決定するためにコントローラ上で実行されている過渡乾燥モデルを調整する工程を含む。本方法は、コントローラを用いて、決定された量だけ可調マイクロ波電力量を変化させる工程も含む。
【００１０】
上述の全般的説明及び以下の詳細な説明が本開示の実施形態を表し、特許請求されるような本開示の本質及び特質を理解するための概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。添付図面は本開示のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。図面は本開示の様々な実施形態を示し、記述とともに、本開示の原理及び動作の説明に役立つ。
【００１１】
本開示のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面を含む、本明細書に説明されるように本開示を実施することによって認められるであろう。
【００１２】
以下に述べられるような特許請求の範囲は、以下に述べられる詳細な説明に組み入れられて、その一部をなす。
【００１３】
本開示のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、当業者にはその説明から容易に明らかであろうし、あるいは、特許請求の範囲及び添付図面とともに、本明細書に説明されるように本開示を実施することによって認められるであろう。
【００１４】
直交座標が参照のために図のいくつかに示されるが、方向または方位に関する限定は目的とされていない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、開示されるマイクロ波乾燥方法の実施に適する、一例のマイクロ波乾燥システムの略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、従来セラミック材料でつくられたロッグに対する、ロッグが従来のマイクロ波乾燥方法を用いて乾燥された場合の、測定されたロッグ温度ＴＬ（℃）対時間（時間）のプロットであり、プロットはロッグが安定ロッグ温度に達する前の乾燥過渡を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａとは別の、従来セラミック材料でつくられたロッグに対する、ロッグが従来のマイクロ波乾燥方法を用いて乾燥された場合の、測定されたロッグ温度ＴＬ（℃）対時間（時間）のプロットであり、プロットはロッグが安定ロッグ温度に達する前の乾燥過渡を示す。
【図３】図３は、本開示にしたがう、乾燥過渡を減じてロッグを乾燥するための一例の制御プロセスのシステム／フロー複合図である。
【図４】図４は図１のマイクロ波乾燥書ステムの一実施形態の略図であり、システムは並列で動作する２連のマイクロ波乾燥ラインを備え、２連の乾燥ラインは取出位置を共有する。
【図５】図５は測定された出口温度ＴＥ（℃）対取出位置において測定された温度ＴＲ（℃）のデータのプロットを、データによる最適フィッティング直線とともに示す。
【図６】図６は、マイクロ波乾燥生産データに基づく測定されたロッグ出口温度ＴＥ及び過渡乾燥モデルによって予測されるような予測ロッグ出口温度ＴＲ（℃）を示す、ロッグ番号ｋ対温度Ｔ（℃）のプロットである。
【図７Ａ】図７Ａは、マイクロ波電力プロファイルの手動調節に基づいていてはいかにロッグ温度が目標帯で定められるような安定状態に決して到達しないかを示す、従来技術のマイクロ波乾燥プロセスに対する測定された取出ロッグ温度ＴＲ（℃）（左縦軸）及びマイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)（右縦軸）のプロットである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａと同じであるが、本明細書に開示される、乾燥プロセスを安定状態に迅速に至らせるためのロッグ乾燥プロセスのための過渡乾燥モデルに基づいてマイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)が自動的に調節される、モデルベース自動化マイクロ波乾燥プロセスに対するプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、第１乾燥機２０Ａ及び第２乾燥機２０Ｂを備える一例のマイクロ波乾燥システム（システム）１０の略図である。第１乾燥機２０Ａは投入端２２Ａ及び排出端２４Ａを有し、第２乾燥機２０Ｂは投入端２２Ｂ及び排出端２４Ｂを有する。第１乾燥機２０Ａは内室２６Ａ及び複数のアプリケータ３０Ａを有し、例として４台のアプリケータ３０Ａ１，３０Ａ２，３０Ａ３及び３０Ａ４が示されている。同様に、第２乾燥機２０Ｂは内室２６Ｂ及び複数のアプリケータ３０Ｂを有し、例として４台のアプリケータ３０Ｂ１，３０Ｂ２，３０Ｂ３及び３０Ｂ４が示されている。それぞれのアプリケータ３０Ａ及び３０Ｂは対応するマイクロ波４０Ａ（すなわち、４０Ａ１，４０Ａ２，４０Ａ３及び４０Ａ４）及び４０Ｂ（すなわち、４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｂ３及び４０Ｂ４）をそれぞれの内室２６Ａ及び２６Ｂ内に発生するように構成される。アプリケータ３０Ｂ３及び３０Ｂ４はそれぞれ、第２乾燥機２０Ｂの最後から２番目のアプリケータ及び最終アプリケータをなす。
【００１７】
システム１０において、第１乾燥機２０Ａは「受入」乾燥機と見なすことができ、第２乾燥機２０Ｂは「送出」乾燥機と見なすことができる。受入乾燥機２０Ａと送出乾燥機２０Ｂの間におかれる１基以上の「中間」乾燥機を備える構成のような、システム１０に対する別の乾燥機構成が考えられる。また、複数の受入乾燥機２０Ａを並列に動作するように配列し、複数の送出乾燥機２０Ｂを並列に動作するように配列することもできる。そのようなシステム１０の構成の一例が図４に示され、以下で論じられる。さらに、それぞれの受入乾燥機２０Ａ及び送出乾燥機２０Ｂにおける４台のアプリケータ３０の使用は例としてであって、より少ないかまたはより多いアプリケータをそれぞれの乾燥機に用いることができる。
【００１８】
システム１０は投入位置６０を有するコンベア５０を備える。コンベア５０は第１乾燥機２０Ａの内室２６Ａを通り、第２乾燥機２０Ｂの内室２６Ｂを通って排出／出口位置６２まで流れ、次いで取出位置６３まで流れる。コンベア５０は、押出成形された、セラミック材料で形成された、ロッグ１００を移動させるように構成される。ロッグ１００はトレイ１０２上に支持される。投入位置６０はトレイ１０２が押出機（図示せず）からロッグ１００を受け取る位置である。取出位置６３は以降の処理のために乾燥ロッグ１００”がコンベア５０から取り出される位置である。システム１０は、乾燥機２０Ａと２０Ｂの間の、コンベア５０に沿う、中間位置６１も有し、中間位置６１においてロッグは半乾燥状態にあり、そのようなロッグは参照数字１００’で表される。出口位置６２は乾燥ロッグ１００”が第２乾燥機２０Ｂの排出端２４Ｂをでる位置である。すなわち、コンベア５０は乾燥ロッグ１００”を出口位置６２から取出位置６３まで移動させる。この移動中に、乾燥ロッグ１００”の温度はロッグ出口温度ＴＥから取出位置温度ＴＲまで必ず下がる。
【００１９】
システム１０は第１，第２及び第３の温度センサ８０を備え、これらの温度センサは、一例において、それぞれ、アプリケータ３０Ｂ４への入口、受入乾燥機２０Ｂの排出端２４Ｂ（すなわち、出口位置６２）及び取出位置６３に配することができる。温度センサ８０の１つは中間位置６１に配することもできる（例えば図４参照）。第１の温度センサ８０はアプリケータ３０Ｂ４への入口における半乾燥ロッグ１００’の中間温度ＴＩを測定し、応答して、測定された中間温度を表す第１の温度信号ＳＩを発生する。アプリケータ３０Ｂ３または３０Ｂ２への入口に隣接する位置あるいは中間位置６１のような別の入口位置からの温度を用いることもできるから、これは一例であり、説明のために示される。同様に、第２の温度センサ８０は、乾燥ロッグ１００”が排出端２４Ｂに隣接する出口位置６２において乾燥機２０Ｂを出る際に、乾燥ロッグ１００”のロッグ出口温度ＴＥを測定する。第２の温度センサ８０は測定された出口温度ＴＥを表す温度信号ＳＥを発生する。第３の温度センサ８０は、取出位置６３における乾燥ロッグ１００”の上述した温度ＴＲを測定して、取出温度ＴＲを表す温度信号ＳＲを発生する。温度センサ８０の例は、レーザ利用パイロメータのような、パイロメータである。
【００２０】
システム１０は乾燥機２０Ｂのアプリケータ３０Ｂ及び温度センサ８０に動作可能な態様で接続されたコントローラ１５０をさらに備える。コントローラ１５０はアプリケータ３０Ｂ４及び３０Ｂ３の作用を、これらのアプリケータによって放射されるマイクロ波電力４０Ｂ１及び４０Ｂ２の量を制御する、それぞれの電力信号ＳＰ３及びＳＰ４によって制御するように構成される。
【００２１】
一例のコントローラ１５０は、プロセッサユニット（プロセッサ）１５２及びメモリユニット（メモリ）１５４を備え、システム１０の動作を制御するように構成された、（マイクロコンピュータのような）コンピュータである。一例において、コントローラ１５０はコンピュータであるかまたはコンピュータを含み、デバイス、例えば光ベースドライバ（図示せず）、または、フラッシュメモリ、光記憶デバイスまたは、ネットワークまたはインターネットのような、その他のデジタルソースのような、コンピュータ読取可能媒体から、または未だ開発途上のデジタル手段からも、命令及び／またはデータを読み込むためのイーサネット（登録商標）デバイス（図示せず）のようなネットワーク接続デバイスを含む、その他いずれかのデジタルデバイスを有する。コンピュータはファームウエアに格納された命令を実行する。
【００２２】
コントローラ１５０は、マイクロ波乾燥プロセスを制御するためのシステム１０の動作を含む、本開示に説明される機能を実行するためにプログラムすることができる。本明細書に用いられるように、技術用語「コンピュータ」または「コントローラ」は技術上コンピュータと称される集積回路だけに限定されず、広く、コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、特定用途集積回路及びその他のロジック回路を指し、これらの技術用語は本明細書において互換で用いられる。
【００２３】
ソフトウエアは、以下に説明されるように、回帰モデル、過渡乾燥モデル及び過渡乾燥モデル適応に関する計算の実行を含む、コントローラ１５０によって制御されるような、本明細書に開示される乾燥制御機能及び方法を実施できるかまたはそのような機能及び方法の実施において役立ち得る。ソフトウエアはコントローラ１５０またはプロセッサ１５２に動作可能な態様で実装することができる。ソフトウエア機能は、実行可能なコードを含む、プログラムを含むことができ、そのような機能は本明細書に開示される方法を実施するために用いることができる。そのようなソフトウエアコードは、汎用コンピュータによる、または以下に説明されるプロセッサユニットによる、実行が可能である。
【００２４】
動作において、コード及びおそらくデータレコードは、汎用コンピュータプラットフォーム内、プロセッサユニット内またはローカルメモリに格納される。しかし、別の場合には、ソフトウエアは他の場所に格納するか、または適切な汎用コンピュータシステムにロードするために輸送することができる。したがって、本明細書に論じられる実施形態は少なくとも１つの機械読取可能媒体によって運ばれる１つ以上のコードモジュールの形態の１つ以上のソフトウエア製品を含む。コンピュータシステムのプロセッサによるかまたはプロセッサユニットによるそのようなコードの実行は、本明細書に論じられ、示される、実施形態における態様と基本的に同じ態様において、プラットフォームによるカタログ及び／またはソフトウエアダウンロード機能の実施を可能にする。
【００２５】
コントローラ１５０は、例えば、どれだけのマイクロ波電力をそれぞれのアプリケータ３０が発生すべきかの決定を含む、実行のためのプロセッサへの命令の供与に関わるいずれの媒体も指す、コンピュータ読取可能媒体または機械読取可能媒体を用いることができる。メモリ１５４及びプロセッサ１５２はコンピュータ読取可能媒体を構成する。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体及び伝送媒体を含むがこれらには限定されない、多くの形態をとることができる。不揮発性媒体には、例えば、上で論じたサーバプラットフォームの１つとして動作するいずれかのコンピュータのいずれかの記憶デバイスのような、光ディスクまたは磁気ディスクがある。揮発性媒体には、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリのような、ダイナミックメモリがある。物理的伝送媒体には、コンピュータシステム内のバスを構成するワイアを含む、同軸ケーブル、銅線及び光ケーブルがある。
【００２６】
システム１０の一般動作において、コンベア５０は、ロッグ１００をある程度乾燥させるため、アプリケータ３０Ａ１〜３０Ａ４がマイクロ波電力４０Ａ１〜４０Ａ４を発生している第１乾燥機２０Ａを通してロッグ１００を移動させる。この結果、第１乾燥機２０Ａと第２乾燥機２０Ｂの間の中間位置６１に半乾燥ロッグ１００’が載ることになる。アプリケータ３０Ａ１〜３０Ａ４にコントローラ１５０を動作可能な態様で接続することができるが、これらのアプリケータは第２乾燥機２０Ｂのアプリケータ３０Ｂとは独立に動作することもでき、手動で調節することもできる。
【００２７】
半乾燥ロッグ１００’の温度ＴＩはアプリケータ３０Ｂ４の入り口に隣接する場所において第１の温度センサ８０を用いて測定される。対応する温度信号ＳＩがコントローラ１５０に送られる。コントローラ１５０は、以下でさらに詳細に説明されるように、それぞれの電力信号ＳＰ（すなわち、ＳＰ３及びＳＰ４）を介してマイクロ波電力４０Ｂ１及び４０Ｂ２の量を制御する。電力信号ＳＰは与えられたアプリケータ３０Ｂに対する電力プロファイルＰ(ｔ)を生成するために用いられる。
【００２８】
第２の温度センサ８０は出口位置６２におけるロッグ出口温度ＴＥを測定し、対応する温度信号ＳＥをコントローラ１５０に送る。温度信号ＳＥは、ロッグ１００”に対する予測出口温度ＴＰＥ及び目標ロッグ温度ＴＴを、また目標ロッグ温度を囲む上限温度ＴＵ及び下限温度ＴＬも含む。上限温度ＴＵと下限温度ＴＬは目標ロッグ温度ＴＴを囲む温度範囲δＴ＝ＴＵ−ＴＬを定める。
【００２９】
システム１０は、乾燥過渡を減じる態様で、半乾燥ロッグ１００’を第２乾燥機２０Ｂにおいて乾燥する方法を実施するように構成される。乾燥過渡は、マイクロ波乾燥中におこり、乾燥プロセスが安定になるまで、すなわち目標ロッグ温度ＴＴを囲む閾温度範囲内にロッグ温度をとどめさせるまでの時間を比較的長くする、ロッグ温度の変動である。
【００３０】
図２Ａは、セラミック材料でつくられたロッグ１００に対する、測定されたロッグ温度ＴＬ（℃）対時間（時間）のプロットであり、ロッグは従来技術のマイクロ波乾燥方法で乾燥されている。中心線は目標ロッグ温度ＴＴであり、上側の線及び下側の線は上限温度ＴＵ及び下限温度ＴＬである。
【００３１】
図２Ａのプロットは、ロッグ出口温度ＴＥが所望の目標温度ＴＴに近い、安定状態に達するまでに異常に長い時間がかかったことを示す。乾燥プロセスが安定状態に達する前のロッグ温度乾燥過渡は受容できないほど長く、安定状態乾燥への収束を大きく遅延させる。この結果、セラミック品の作製に望ましくない遅延が生じる。
【００３２】
図２Ｂは図２Ａと同様であり、排ガス後処理システムを作製するために用いられる別の例の従来セラミック材料組成に対して測定されたロッグ出口温度ＴＥをプロットしている。この場合も、乾燥プロセスが、ロッグ出口温度ＴＥは必ずしも所望の目標温度ＴＴに近くはないが、少なくとも安定で一貫している、安定状態動作に達するまでにやはり非常に長い時間がかかった。プロセスが安定状態に達する前のロッグ温度乾燥過渡は受容できないほど長く、安定状態乾燥への収束を大きく遅延させる。この結果、セラミック品の作製に望ましくない遅延が生じる。
【００３３】
図３は、半乾燥ロッグ１００’を乾燥させるための、一例の減過渡乾燥制御プロセス（制御プロセス）２００を示すシステム／フロー複合図である。制御プロセス２００は、回帰モデル２０６を含み（例えば実行し）、結果を乾燥プロセス２１０に帰還するとして制御プロセスに示される、コントローラ１５０によって管理される。乾燥プロセス２１０はアプリケータ３０Ｂ３及び３０Ｂ４によって実施される。アプリケータ３０Ｂ３及び３０Ｂ４によってそれぞれ発生されるマイクロ波電力４０Ｂ２及び４０Ｂ１の量はコントローラ１５０のアプリケータコントローラ１５６からの電力制御信号ＳＰ（すなわち、ＳＰ３及びＳＰ４）によって能動制御される。
【００３４】
乾燥プロセス２１０には、アプリケータ３０Ｂ４の入口に隣接する位置におけるロッグ温度ＴＩ，アプリケータ内部の最大許容負荷に対応するアプリケータ３０Ｂ４における最大電力、アプリケータ内部のロッグ１００の数で与えられる負荷のような、多くのプロセスパラメータＰＰも関連付けられている。プロセスパラメータＰＰは、信号ＳＰ内の測定関連雑音及びプロセス関連雑音を低減する、第１のフィルタ２２０を通過する。フィルタリングされたプロセスパラメータＰＰは次いで、予測ロッグ出口温度ＴＰＥを生成する過渡乾燥モデル２３０に入力される。その間に、乾燥プロセス２１０は、第２の温度センサ８０及び対応する温度信号ＳＥ（図１参照）を介して第２乾燥機２０Ｂの排出端２４Ｂにおける（すなわち、出口位置６２における）乾燥ロッグ１００”に対する実際に測定された出口温度ＴＭも生成する。この測定されたロッグ温度ＴＭは、信号ＳＥ内の測定関連雑音及びプロセス関連雑音を低減する、第２のフィルタ２２０を通過する。
【００３５】
フィルタリングされた、測定されたロッグ温度ＴＭは次いで、過渡乾燥モデル補正因子２５０に与えられる。過渡乾燥モデル補正因子２５０は過渡乾燥モデル２３０からの予測ロッグ出口温度ＴＰＥも受け取る。過渡乾燥モデル補正因子２５０は、測定されたロッグ温度ＴＭ対予測ロッグ出口温度ＴＰＥにおける誤差（すなわち、ロッグ温度ＴＭと予測ロッグ出口温度ＴＰＥの間の差）の大きさに基づく、乾燥プロセス中の、過渡乾燥モデル２３０の変更を可能にする、適応機構である。予測ロッグ出口温度ＴＰＥは、回帰モデル２０６によって決定されるような目標出口温度ＴＴＥとともに、コントローラ１５０のアプリケータコントローラ１５６に入力される。
【００３６】
制御プロセス２００の一般動作は、過渡乾燥モデル２３０を用いるロッグ出口温度ＴＰＥの予測及び温度差ΔＴを評価するための目標出口温度ＴＴＥに対する予測ロッグ出口温度ＴＰＥの比較に基づく。温度差ΔＴは次いで、測定されるロッグ出口温度ＴＭを目標ロッグ出口温度ＴＴＥにさらに近づけるためにアプリケータコントローラ１５６によって印加される必要がある、マイクロ波電力４０の量を決定するために用いられる。測定されたロッグ出口温度ＴＭを目標ロッグ出口温度ＴＴＥにさらに近づいていれば、回帰モデル２０６に基づいて、取出位置温度ＴＲも目標ロッグ温度ＴＴにさらに近づいているであろうことが保証され得る。過渡乾燥モデル２３０は以下に説明されるいくつかの仮定に基づいているから、実際に測定されたロッグ温度ＴＭと予測ロッグ出口温度ＴＰＥの間の誤差（差）に基づくいかなるモデル不正確さも考慮し、過渡乾燥モデルに必要な補正を与えるために、過渡乾燥モデル補正因子２５０が用いられる。
【００３７】
制御プロセス２００は、その目標の１つとして、システム１０の手動調節の必要を減じるかまたは排除するための、可能な限り高速でマイクロ波乾燥プロセスを安定動作に（すなわち、目標温度ＴＴを囲む上限温度ＴＵと下限温度ＴＬの間の実質的に一定な取出位置温度ＴＲに）至らせるという目標を有する。予測ロッグ出口温度ＴＰＥは中間ロッグ温度ＴＩ及びプロセスパラメータＰＰに基づく。マイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)への補正は、目標ロッグ温度ＴＴからの取出位置温度ＴＲの偏差を打ち消すに十分に早く施すことができる。
【００３８】
過渡乾燥モデル
過渡乾燥モデル２３０はセラミックベース押出成形ロッグ１００のマイクロ波乾燥の第一原理に基づく集中パラメータモデルである。過渡乾燥モデル２３０は、ロッグ温度自体を小数点以下まで追跡するのではなく、ロッグ温度の傾向を追跡することを目的としている。ロッグ１００内部の電力の保存に基づき、与えられたロッグ１００（第ｋロッグ）の温度Ｔ及び乾燥度Ｄの時間にともなう変化のマイクロ波乾燥プロセスモデルは：
【００３９】
【数１】
2016504555.tif 000003
【００４０】
及び：
【００４１】
【数２】
2016504555.tif 000004
【００４２】
と書くことができる。ここで、Ｔｋ及びＤｋはそれぞれロッグｋに対するロッグの温度及び乾燥度、ｐｋ_dissipatedはロッグｋに関するマイクロ波散逸電力、ｗｋはロッグｋの初期重量、Ｃｐ_wet及びＣp_dryはそれぞれ、ロッグｋが湿っているとき及び乾燥しているときの、ロッグｋの熱容量である。また、Ｈνは水蒸気の比潜熱であり、ＲＨ２Ｏは重量％でのバッチ水分率であり、Ｔｅは水の蒸発温度である。
【００４３】
過渡乾燥モデル２３０は以下の仮定：
１．水は特定の温度Ｔｅにおいて蒸発する；
２．ロッグとその周囲環境の間の熱伝導は無視できる；及び
３．乾燥機壁、コンベアベルト、隣接ロッグ、等のような、周囲環境へのマイクロ波電力の損失は無視できる；
に基づく。
【００４４】
本明細書に開示されるシステム１０及びシステム１０を用いる乾燥方法は、半乾燥ロッグ１００’が半乾燥状態から最終乾燥状態に移行して乾燥ロッグ１００”になる間の、式（２）が必要にならないような、ロッグ温度乾燥過渡の制御に向けられる。さらに、システム１０及びシステム１０が関わる方法は、最終（出口）ロッグ温度ＴＥを制御するために電力信号ＳＰを変えることによって、マイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)（すなわち、アプリケータ３０Ｂ３及び３０Ｂ４に対するマイクロ波電力４０Ｂの時間的推移、すなわち、Ｐ３(ｔ)及びＰ４(ｔ)）を調節しようとする。これにより、マイクロ波電力４０Ｂ１の増減はロッグ温度に直接に影響するから、半乾燥ロッグ１００’がアプリケータ３０Ｂ４に到達する時点までに十分に乾燥しているという仮定に基づいて式（１）の第３部の修正バージョンの使用が可能になる。すなわち、ロッグ１００’の温度は水蒸発温度より高い。これにより、乾燥プロセスの後半段階中の、例えば、第２（出口）乾燥機２０Ｂにおける、マイクロ波乾燥プロセスの制御が可能になる。別の例において、乾燥制御プロセスは複数の受入乾燥機または中間乾燥機に続く複数の送出乾燥機２０Ｂに適用される。
【００４５】
システム１０で実施されるマイクロ波乾燥プロセスにおいてそれぞれのアプリケータ３０Ｂによって印加されるマイクロ波電力４０Ｂの量は、それぞれのアプリケータに与えられる負荷の関数である。負荷は第２乾燥機２０Ｂ内のロッグ１００’の、寸法、形状、数、重量、水含有量及び化学組成によって定められる。与えられたアプリケータ３０Ｂに与えられる負荷がその最大値にある場合、印加されるマイクロ波電力４０Ｂは電力プロファイル計算によって決定されるような最大電力設定点（Ｐｍａｘ）にある。
【００４６】
与えられたアプリケータ３０Ｂの負荷は変化するから、それぞれのアプリケータ３０Ｂによって印加されるマイクロ波電力４０Ｂの量は最大電力設定点Ｐｍａｘの一部分である。したがって、それぞれのロッグ１００’によって吸収される電力は間接的に最大電力設定点Ｐｍａｘの関数である。この関数の最も単純な近似は：
【００４７】
【数３】
2016504555.tif 000005
【００４８】
の形の線形関数である。ここで、ｋ’及びｋ”は最適化手法に基づいて決定される定数である。
【００４９】
式（１）の第３部に式（３）を代入して、乾燥機２０Ｂのアプリケータ３０Ｂ４の入口から出口までロッグ１００’が通過するにかかる時間にわたって積分すれば：
【００５０】
【数４】
2016504555.tif 000006
【００５１】
が得られる。ここで、Ｔｋｅｘｉｔは第ｋロッグの出口温度（ＴＥ）、Ｔｋｉｎｉｔｉａｌは第ｋロッグの初期温度（ＴＩ）、ｈはロッグが乾燥機２０Ｂのアプリケータ３０Ｂ４を通過するにかかる時間である。
【００５２】
式（４）の項を書き換えると、下記の式：
【００５３】
【数５】
2016504555.tif 000007
【００５４】
が得られる。
【００５５】
パラメータＫ１は、マイクロ波ロッグ乾燥履歴データを用い、与えられた最大電力設定点Ｐｍａｘの変化に対するロッグ温度差の変化を分析して、得られる。しかし、パラメータＫ’１は得ることが困難であり得る。したがって、過渡乾燥モデル２３０は：
【００５６】
【数６】
2016504555.tif 000008
【００５７】
と近似される。ここで、
2016504555.tif 000009
【００５８】
はロッグｋに対する予測出口温度（ＴＰＥ）、Ｔｋｉｎｉｔｉａｌはロッグｋが最終アプリケータ３０Ｂ（例えば、３０Ｂ４）に入る前のロッグｋの初期温度、Ｐｍａｘは最終アプリケータに対する最大電力設定点である。パラメータＫ２はモデル補正因子であり：
【００５９】
【数７】
2016504555.tif 000010
【００６０】
と定められる。ここで、ｑはサンプル番号、Ｔｍｅａｓは乾燥ラインの出口において測定されたロッグ温度（ＴＥ）、ｎは平均するロッグ１００’の数、Ｋ’２は定数である。
【００６１】
過渡乾燥モデル２３０には、第１及び第２の温度センサ８０からの初期温度測定値ＴＩ及び出口温度測定値ＴＥに対する正確な評価が必要である。一例において、温度センサ測定誤差は、系統誤差及び偶然誤差の、２つの部類に分けることができる。系統誤差は簡明な態様で対処することができるが、偶然誤差の対処には問題が多い。すなわち、上の式（６）及び（７）はパイロメータ測定値における系統誤差を考慮するために以下のように修正される。
【００６２】
式（６）から、第１ロッグの出口温度ＴＥは：
【００６３】
【数８】
2016504555.tif 000011
【００６４】
と定めることができる。式（６）から式（８）を差し引くと、以下の式：
【００６５】
【数９】
2016504555.tif 000012
【００６６】
が得られる。ここで：
【００６７】
【数１０】
2016504555.tif 000013
【００６８】
である。
【００６９】
式（９）及び式（１０Ａ）〜（１０Ｃ）は発展形過渡乾燥モデル２３０を定める。パラメータＫ１はセラミック品形成のための生産プロセス中に得られたマイクロ波ロッグ乾燥についての履歴データを用いて得られる。式（９）から、Ｋ１は最大電力設定点における単位変化に対するロッグ出口温度ＴＥの変化と定義することができる。本出願に対し、Ｋ４は１に等しく、選ばれるｎは５に等しい。
【００７０】
パラメータＫ１を得るため、生産履歴データを分析した。パラメータＫ３は過渡乾燥モデル補正因子２５０（図３参照）を定める。過渡乾燥モデル補正因子２５０は生産履歴データに反映されるような生産実体に対するいかなるモデル不正確性も考慮するために過渡乾燥モデル２３０を修正するための組込適応機構である。
【００７１】
下の表１は異なる製品ファミリー（すなわち、セラミックバッチ材料）についてのパラメータＫ１の値の例を示す。
【００７２】
【表１】
2016504555.tif 000014
【００７３】
回帰モデル
図４は、システムが並列に動作する２基の受入乾燥機２０Ａ（すなわち、２０Ａａ及び２０Ａｂ）及び並列に動作する２基の送出乾燥機２０Ｂ（すなわち、２０Ｂａ及び２０Ｂｂ）を備えることを除いて図１と同様の、一例のシステム１０の略図である。コンベア５０が投入位置６０においてロッグ１００を受け取り、２基の受入乾燥機２０Ａａと２０Ａｂの間でロッグを分配する。２基の受入乾燥機２０Ａａ及び２０Ａｂをそれぞれの中間位置６１において出た半乾燥ロッグ１００’は次いで２基の送出乾燥機２０Ｂａ及び２０Ｂｂに搬送され、２基の送出乾燥機の間で分配される。２基の送出乾燥機２０Ｂａ及び２０Ｂｂをそれぞれの排出端２４Ｂにおいて出た排出乾燥ロッグ１００”は対応する出口位置６２から取出位置６３に搬送される。すなわち、システム１０は２つの乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２を備え、乾燥ラインＤＬ１は受入乾燥機２０Ａａ及び送出乾燥機２０Ｂａで構成され、乾燥ラインＤＬ２は受入乾燥機２０Ａｂ及び送出乾燥機２０Ｂｂで構成されている。
【００７４】
回帰モデル２０６により、２つの乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２のシステム１０による弁別が可能になる。回帰モデル２０６は乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２のそれぞれの排出端２４Ｂ（すなわち、出口位置６２）における目標温度ＴＴＥを定めるために用いられる。回帰モデル２０６は取出位置６３における目標ロッグ温度ＴＴＲと乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２のそれぞれの出口位置６２における目標ロッグ温度ＴＴＥの間の関係を定める。
【００７５】
２つの乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２の出口位置６２における乾燥ロッグ１００”の温度測定値は特定の乾燥ラインのロッグ出口温度ＴＥを定める。回帰モデル２０６は：
【００７６】
【数１１】
2016504555.tif 000015
【００７７】
の形をとる。ここで、Ｔｅｘｉｔｔａｒｇｅｔは乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２のそれぞれの出口位置６２における目標温度（ＴＴＥ）、Ｔｐａｃｋ−ｏｆｆｔａｒｇｅｔは取出位置６３における所望の目標温度（ＴＴ）、Ｋ’及びＫ”はモデルパラメータである。生産履歴データはモデルパラメータＫ’及びＫ”を決定するために用いられる。
【００７８】
図５は出口位置６２における乾燥ロッグ１００”のロッグ出口温度ＴＥ（℃）対取出位置６３における乾燥ロッグ１００”の温度ＴＲ（℃）のプロットである。点間を通る実線は、ＴＥ＝(１.０６８１)・ＴＲ−１０.６１で定められ、Ｒ２値が０.７２２１であるような、最適フィッティング直線である。回帰モデル２０６は取出位置６３における目標ロッグ温度ＴＴを、送出乾燥機２０Ｂの排出端２４Ｂにおける目標ロッグ温度ＴＴＥに変換するためだけに用いられる。したがって、回帰モデル２０６におけるいかなる誤差も制御プロセス２００において一度だけと見なされる。
【００７９】
回帰モデル２０６におけるいかなる誤差の影響もさらに軽減するために、一例の実施形態において、制御プロセス２００は測定されるロッグ取出位置温度ＴＲを、正確に目標温度にするのではなく、目標ロッグ温度ＴＴを囲む特定の温度帯内に入れるように構成される。図５のプロットにおいてＲ２値が小さい理由の１つはロッグ１００”に対する温度センサ８０の位置である。出口位置６２及び取出位置６３にある温度センサ８０はロッグ１００”の異なる位置におけるロッグ温度を測定する。測定位置と対応する温度センサ８０の位置が実質的に同じであること保証することで、さらに良い（さらに小さい）Ｒ２値を得ることができる。
【００８０】
下の表２は異なる製品ファミリー（バッチ材料）及び異なる乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２についてのＫ’及びＫ”の値の例を示す。
【００８１】
【表２】
2016504555.tif 000016
【００８２】
コントローラ
一例において、コントローラ１５０はロッグ取出位置温度ＴＲを、所望の目標温度ＴＴを中心とする、幅ΔＴの許容帯内に入れるように構成される。回帰モデル２０６を用いて、取出位置６３における目標ロッグ温度ＴＲが乾燥ラインＤＬ１の出口位置６２における目標ロッグ温度ＴＴＥに変換される。ロッグ出口温度ＴＥがプロセスパラメータＰＰ及び過渡乾燥モデル２３０を用いて予測される。この予測ロッグ出口温度ＴＰＥが測定されたロッグ出口温度ＴＭと比較され、測定されたロッグ出口温度と予測ロッグ出口温度の間の誤差（差）ｄＴが過渡乾燥モデル補正因子１５０の入力として用いられる。
【００８３】
アプリケータコントローラ１５６の出力は予測ロッグ出口温度ＴＰＥと目標ロッグ出口温度ＴＴＥの間の誤差（差）ΔＴを補償するためにマイクロ波電力４０Ｂが調節されなければならない量である。ある実施例において、アプリケータコントローラ１５６は、比例コントローラとして動作する。アプリケータコントローラ１５６をこの態様で動作させることには２つの主要な利点がある。第１は保守が簡単であることである。第２は過渡乾燥モデル２３０のパラメータＫ１が印加されるマイクロ波電力４０Ｂの単位変化に対するロッグ温度の変化を決定することである。よって、Ｋ１の逆数がロッグ温度の単位変化を得るために必要なマイクロ波電力４０Ｂの量を決定する。したがって、過渡乾燥モデル２３０のパラメータＫ１の逆数はアプリケータ１５６の比例ゲインとして用いられる。
【００８４】
したがって、一例のアプリケータコントローラ１５６は：
【００８５】
【数１２】
2016504555.tif 000017
【００８６】
の形をとる。モデル予測ロッグ出口温度ＴＰＥと目標ロッグ出口温度ＴＴＥの間の予測温度誤差（差）ΔＴに、予測温度誤差（差）ΔＴを補償するに必要な印加マイクロ波電力４０Ｂの変化量を得るため、アプリケータコントローラ１５６の比例コントロールが乗じられる。アプリケータコントローラ１５６を保存態様で動作させるために、一例の実施形態において、アプリケータコントローラ１５６によって出力される電力信号ＳＰは送出乾燥機２０Ｂの最後の２つのアプリケータ３０Ｂ４及び３０Ｂ３に均等に分配される。これは、送出乾燥機２０Ｂの最終アプリケータ３０Ｂ４に到達する前に、ロッグ１００’がほとんど乾燥しているという仮定のいかなる悪影響も軽減するためになされる。
【００８７】
図６はロッグ番号ｋ対温度Ｔ（℃）のプロットであり、生産データについて、予測ロッグ出口温度ＴＰＥを測定されたロッグ出口温度ＴＥとともに示す。複数の検証データセットに基づけば、過渡乾燥モデル２３０の予測値と測定値の間の平均誤差（差）は約３.５℃に過ぎない。これは、システム１０のマイクロ波乾燥プロセスを一層自動化し、したがって、構造化し、一貫性及び信頼性を高めるための、制御プロセス２００における過渡乾燥モデル２３０の使用を支持する。
【００８８】
図７Ａ及び７Ｂは、ロッグ取出温度ＴＲ（℃）及び印加マイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)（ｋＷ）対時間のプロットである。図７Ａはマイクロ波電力４０を手動で変える従来技術の方法を示し、図７Ｂは本明細書に開示されるコントローラ１５０及び減過渡乾燥制御プロセス２００を用いてマイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)を自動的に変える方法を示す。２つのデータセットは、図４に示されているような、２つの乾燥ラインＤＬ１及びＤＬ２を有するシステム１０についてのデータセットである。目標温度ＴＴが、温度（許容帯）δＴを定める、目標温度を囲む上限温度ＴＵ及び下限温度ＴＬとともに示される。高温ロッグ限界ＨＬＬ及び湿ロッグ限界ＷＬＬも示され、欠陥温度限界を定める。ＪＣと表示された矢印、はデータの一時的断絶を生じさせた「作業変更」を表す。電力プロファイルＰ(ｔ)に対して２本の破線の曲線及び２本の点線の曲線があり、２本の破線は送出乾燥機２０Ｂの１つ（例えば、２０Ｂａ）の最終アプリケータ及び最終の１つ手前のアプリケータに対する電力プロファイルを示し、２本の点線は他方の送出乾燥機（例えば、２０Ｂｂ）の最終アプリケータ及び最終の１つ手前のアプリケータに対する電力プロファイルを示している。いくつかの場合に、破線の電力プロファイルと点線の電力プロファイルが重なり合うことに注意されたい。
【００８９】
図７Ａは、マイクロ波電力４０を手動で変える従来技術の方法では、取出位置６３におけるロッグ温度ＴＲが、安定状態に達することはなく、欠陥限界の１つを定める高温ロッグ限界に非常に近づいていることを示す。マイクロ波電力４０は、ロッグ取出温度ＴＲを若干下げるため、約２.５時間後に手動で減じられている。
【００９０】
図７Ｂは、取出ロッグ温度ＴＲが図７Ａの手動プロセスにおけるよりかなり早く目標温度ＴＴに到達することを示し、目標帯δＴ内にとどまることも示す。これは主として、過渡乾燥モデル２３０が温度過渡を減じるかまたは排除する電力調節量を計算するという事実による。複数の検証試行に基づけば、手動方法と比較して、コントローラ１５０の自動化動作下にあるシステム１０は、与えられた半乾燥ロッグ１００’が安定状態乾燥温度に到達するにかかる時間を平均で約３６％減じることができる。また、実験運転では、製造エラーによるロッグ損失数が、完全手作業マイクロ波乾燥プロセス中に発生する損失に比較して約４３％までだけ低減され得ることが示された。
【００９１】
ハイブリッド制御プロセス
本明細書に開示されるシステム及び方法の一例において、マイクロ波乾燥プロセスの過渡制御はマイクロ波乾燥プロセスの安定状態領域に結び付けられる。これは以下のようにして達成され得る。初めに、減過渡乾燥制御プロセス２００が上述したように実装されている、システム１０において乾燥プロセスが開始される。マイクロ波乾燥プロセスがまだ安定状態に到達していない時間中に、減過渡乾燥制御プロセス２００は、プロセスが手動で管理されている場合よりも速いレートでプロセスを安定状態にするため、送出乾燥機２０Ｂの少なくとも終りの２つのアプリケータ３０Ｂについてマイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)を修正する。
【００９２】
乾燥プロセスが安定状態に到達すると、コントローラ１５０は、マイクロ波乾燥プロセスの安定状態動作状況を監視する、ハイブリッド制御プロセスを開始する。制御アルゴリズムの監視レイヤーが送出乾燥機２０Ｂの初めの２つのアプリケータ３０Ｂのマイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)になされるいかなる変更についても間断なく監視する。変更がなければ、プロセスは送出乾燥機２０Ｂの最後から２番目のアプリケータ３０Ｂに３ｋＷより大きいいずれかのマイクロ波電力プロファイル変更があったか否かを決定する。そのような変更があれば、ハイブリッド制御プロセスはリセットされ、プロセスは減過渡乾燥制御プロセス２００開始直後のポイントに戻る。同様に、送出乾燥機２０Ｂの初めの２つのアプリケータ３０Ｂに対してマイクロ波電力プロファイルＰ(ｔ)への変更がなされていれば、ハイブリッド制御システムはリセットされて、減過渡乾燥制御プロセス２００開始直後のポイントに戻る。ハイブリッド制御は、減過渡乾燥制御プロセス２００が乾燥プロセスを安定状態動作状況にした後にだけ、再び開始される。
【００９３】
ハイブリッド制御プロセスは主としてマイクロ波乾燥プロセスの安定状態動作状況を制御するために用いられる。ハイブリッド制御プロセスはファジー論理ベースフィードフォワード制御と第一原理モデルベースフィードバック制御の組合せを取り入れている。ハイブリッド制御プロセスはマイクロ波乾燥プロセスの安定状態動作中の負荷及び組成の変化を補償する。ハイブリッド制御システムの主目的は安定状態プロセス変動及び安定状態プロセス損失を低減することである。
【００９４】
特定の態様及び特徴を参照して実施形態を本明細書に説明したが、これらの実施形態が所望の原理及び応用の例示に過ぎないことは当然である。したがって、添付される特許請求の範囲の精神及び範囲を逸脱することなく、例示実施形態に数多くの改変がなされ得ること及び他の構成が案出され得ることは当然である。
【符号の説明】
【００９５】
１０    マイクロ波乾燥システム
２０Ａ，２０Ｂ    乾燥機
２２Ａ，２２Ｂ    乾燥機投入端
２４Ａ，２４Ｂ    乾燥機排出端
２６Ａ，２６Ｂ    乾燥機内室
３０Ａ，３０Ｂ    アプリケータ
４０Ａ，４０Ｂ    マイクロ波
５０    コンベア
６０    投入位置
６１    中間位置
６２    排出／出口位置
６３    取出位置
８０    温度センサ
１００    ロッグ
１００’    半乾燥ロッグ
１００”    乾燥ロッグ
１０２    トレイ
１５０    コントローラ
１５２    プロセッサユニット（プロセッサ）
１５４    メモリユニット（メモリ）
１５６    アプリケータコントローラ
２００    減過渡乾燥制御プロセス（制御プロセス）
２０６    回帰モデル
２１０    乾燥プロセス
２２０    フィルタ
２３０    過渡乾燥モデル
２５０    過渡乾燥モデル補正因子
【図１】
2016504555.tif 000018
【図２Ａ】
2016504555.tif 000019
【図２Ｂ】
2016504555.tif 000020
【図３】
2016504555.tif 000021
【図４】
2016504555.tif 000022
【図５】
2016504555.tif 000023
【図６】
2016504555.tif 000024
【図７Ａ】
2016504555.tif 000025
【図７Ｂ】
2016504555.tif 000026
【国際調査報告】
2016504555.tif 000027
2016504555.tif 000028
2016504555.tif 000029