KENKI DRYER / AI・IoTの技術を活用した自動制御と遠隔操作 -1 / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

どこもできない付着物、粘着物が乾燥できる KENKI DRYER は、日本 2件、海外7ケ国 9件 合計11件の特許を取得済み独自技術を持つ画期的な乾燥装置です。高含水率有機廃棄物乾燥機、汚泥乾燥機、スラリー乾燥機、メタン発酵消化液乾燥機及び廃棄物リサイクル乾燥機に是非 KENKI DRYER をご検討下さい。
日本、台湾、米国、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国 11件特許取得済。

KENKI DRYER の熱源である飽和蒸気の使用量は少ないため、新規にボイラー導入せず工場内余剰蒸気を利用することにより脱炭素、燃料費削減が可能です。

 

AIによるPLC自動制御

 

現在、高含水率汚泥乾燥機 KENKI DRYER はプログラムにより機械動作の制御を行う装置PLCで運転しているが、完全な無人運転ではなく、乾燥後の含水率に合わせ乾燥機の軸の回転数を人手で調整する必要があります。乾燥物の乾燥後の含水率をなるべく一定にするため乾燥物の含水率及び乾燥機内温度の変動に合わせ、乾燥機本体軸の回転数を熟練技術者が微調整する必要が出て来ます。
その熟練者の経験と勘の技術を、乾燥物の乾燥前後の含水率及び乾燥機内4ケ所の温度変化に合わせたAIプログラムへ取り入れ、乾燥機本体軸の回転数を人手を要せずに無人で的確に自動的に調整、変更できるようにします。このAIとは推定データを基にモデルを構築し自動制御を行いますが、多くの情報データを蓄積し利用することによりその推定データは常に変化しAIによる自動制御はより正確性が増します。そのためAIでの自動制御はIoTとのシステム連携が非常に重要で、それにより稼働後の自動制御はIoTにより蓄積されたデータをAIが推定利用することにより更に正確な自動制御を行えるようになります。これにより無人自動運転が実現し熟練技術者を雇用する必要はなく件費は発生しない上、設置現場での人との接触が避けられコロナ対策にもなります。

 

AI 解決 ヒートポンプ汚泥乾燥機 KENKI DRYER 2021.6.10

 

 

AIモデル構築の工程

 

AIモデル構築は、1)推定データの基盤整備、2)AIモデルの検証・開発、3)PLCへの組み込み、4)IoTシステムとの連携及び実証の4工程で行います。

 

AIモデル構築の工程 ヒートポンプ汚泥乾燥機 KENKI DRYER 2021.6.10

 

1. 推定データの基盤整備

 

AIモデルの開発に当たって、最初に推定データの基盤の整備を行います。AIシステムの設計の段階において、乾燥物の含水率をコントロールするために必要なデータは何であるか推定する工程が最も重要です。そのため、先ずAIベンダーと共同で取得でき得るデータの中よりコントロールに有用な情報を推定し、その推定されたデータの取得基盤を整えます。現状では既に蓄積された過去の実験データにより乾燥機の温度センサーのログデータにより乾燥物の乾燥データがコントロールされていると推測されるため、最初にこのログデータを取得する基盤を整えます。但し、現状のログデータは人手で30分毎に記録したものであるため、このデータの活用ではAIでの自動制御においては精度を出すのは困難です。そのため、IoT遠隔操作とのシステム連携により秒単位未満でのログデータを取得し、そのデータ活用による自動制御がより確実に進歩するデータ基盤構築を行います。

 

2. AIモデルの検証・開発

 

この工程では、高含水率汚泥乾燥機乾燥機 KENKI DRYER の制御を自動化するAIモデルを複数パターン構築し検証します。具体的には、多変量時系列解析モデルSARIMAや、ディープラーニングを用いた時系列予測モデルTransformerの構築を想定しています。これらのモデル以外にも一旦構築したモデルの稼働データを取得しその内容を検証した上で様々な実現方法を模索しながら開発を行います。このAIモデル構築の内容が現場熟練技術者の経験と勘の内容であり、熟練技術者に成り代わり乾燥機の無人自動運転を行います。

 

3. PLCへの組み込み

 

開発したAIモデルをプログラムにより機械動作の制御を行う装置PLCへの組み込みを行います。具体的には、ユーザー側の要望に合わせて対応できるように、制御盤に端末を設置しローカルで制御する方法と、AWS(アマゾンウェブサービス)等をクラウドのネット環境で実現する方法の2種類を想定しています。どちらの方法であっても開発したAIモデルの計算負荷により柔軟に対応ができます。PLCへ組み込んだ後は乾燥機に接続しAIモデルのみ単独での動作確認及び実証を行います。

 

4. IoTシステムとの連携及び検証

 

前工程 3)での無人自動運転動作確認後にIoTとのシステム連携を実証、検証を行います。
IoT遠隔操作の実証、検証後にAIとIoTのシステム連携を行い、乾燥機での動作確認及び実証を行います。このシステム連携が今後のAIモデルの確実性を左右するため非常に重要な工程であり乾燥機を実稼働させ動作確認の実証、検証を行います。

 

 

 

AI コンピューターで人間の知識と同じようにモデル化されたソフトウエアやそのシステム。人口知能とも呼ばれる。
IoT 情報伝達機能をモノに組み込み、インターネットでつなぐことで、モノからデータ取得したりモノそのものを遠隔操作する仕組み。
PLC シーケンス(順番)を制御するためのコントローラー。

 

 

AI (人口知能)について / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

AIとIoTとPLC / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

KENKI DRYER AI自動化及びIoT遠隔操作の背景 / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

KENKI DRYER AI自動化及びIoT遠隔操作の課題 / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

 

 


■ セルフクリーニング Steam Heated Twin Screw technology
SHTS technology)

 

乾燥装置 KENKI DRYER の国際特許技術の一つが Steam Heated Twin Screw technology (SHTS technology)でセルフクリーニング機構です。この機構によりどこもできないどんなに付着、粘着、固着する乾燥対象https://kenkidryer.jp/products/patents/物でも独自の構造で機械内部に詰まることなく乾燥できます。
例えば乾燥対象物が羽根に付着したとしても、その付着物を乾燥機内の左右の羽根が強制的に剥がしながら回転します。どんなに付着、粘着、固着性がある乾燥物でも左右の羽根が剥がしながら回転するため羽根に付着することなく、そして停止することなく羽根は常に回転し続け、剥がし、撹拌、加熱乾燥を繰り返しながら搬送されます。又、常に羽根の表面は更新され綺麗なため羽根よりの熱は遮るものなく乾燥物にいつも直接伝えることができます。どこも乾燥ができない付着、粘着性が強い物あるいは原料スラリー等の液体状に近い状態で投入したとしてもこのテクノロジーで全く問題なく確実に乾燥ができます。このSHTSテクノロジーは約7年以上を経て完成させており国内はもとより海外でも特許を取得、出願しております。

日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。

セルフクリ-ニング

 

■ 乾燥機構
KENKI DRYERは乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風対流伝熱併用での他にはない画期的な乾燥方式での乾燥機と言えます。

 

乾燥装置 KENKI DRYER の特徴ある独自の乾燥の機構も国際特許技術です。粉砕乾燥、撹拌乾燥、循環乾燥そして間接乾燥 と言った4つの乾燥機構が同時に乾燥対象物に対し加熱乾燥動作を絶え間なく繰り返し行われることにより乾燥対象物の内部まで十分に乾燥され乾燥後の製品の品質が一定です。乾燥対象物投入時から乾燥後排出まで乾燥対象物の乾燥が不十分になりやすい塊化を防ぎ、乾燥対象物の内部まで熱が十二分に行き渡るよう様々な工夫がなされており常に安定した加熱乾燥が行われています。
熱源が飽和蒸気のみの伝導伝熱式での乾燥方式でありながら、外気をなるべく取り入れない他にはない独自の機構で乾燥機内の温度は、外気温度に影響されず常に高温で一定に保たれています。それは外気を取り入れない特徴ある独自の乾燥機構で内部の空気をブロワ、ファンで吸い込み乾燥機内部の上部に設置されている熱交換器で加熱し、その加熱された空気熱風をせん断、撹拌を繰り返しながら加熱搬送されている乾燥対象物へ吹き付け当てています。わざわざ熱風を起こしそれを乾燥対象物へ吹き付け当てているのですが、外気を取り入れそれを加熱するのではなく乾燥機内部の高温の空気をさらに加熱しながら乾燥対象物へ当て乾燥を促進しています。洗濯物が風でよく乾くという乾燥機構を取り入れ熱風対象物に熱風を当てることによる熱風乾燥です。今内容により、KENKI DRYERは乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風対流伝熱併用での他にはない画期的な乾燥方式での乾燥機と言えます。

日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。

乾燥機構

 

■ 熱源 飽和蒸気

 

熱源である飽和蒸気の使用量は少ないため、新規にボイラー導入せず工場内余剰蒸気を利用することにより脱炭素、燃料費削減が可能です。

KENKI DRYERの乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風併用で他にはない画期的な乾燥方式を取り入れ安全衛生面で優れ、安定した蒸気を熱源とするため乾燥後の乾燥物の品質は均一で安定しています。蒸気圧力は最大0.7MpaGまで使用可能で、乾燥条件により蒸気圧力の変更つまり乾燥温度の調整は簡単に行なえます。飽和蒸気は一般の工場では通常利用されており取り扱いに慣れた手軽な熱源だと言えます。バーナー、高温の熱風を利用する乾燥と比較すると、飽和蒸気はパイプ内を通し熱交換で間接乾燥させる熱源であることから、低温で燃える事はなく安全衛生面、ランニングコスト面で優れています。
飽和蒸気には特有の特徴があります。蒸気圧力の変更に伴い蒸気温度が変わるため、乾燥温度の調整が簡単に行なます。又、凝縮熱、潜熱を利用できるため温水、油等の顕熱利用と比較すると熱量が2~5倍で乾燥に最適な熱源と言えます。
飽和蒸気は乾燥後ドレンとなりますがそれは回収ができ蒸気発生装置ボイラーへの供給温水として利用すれば燃料費等のランニングコストは安価で済みます。

 

 

熱源 蒸気

KENKI DRYER 熱源蒸気とヒートポンプについて / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

 

 


昨今、KENKI DRYER に求められる内容に二酸化炭素CO2 の削減があります。ヒートポンプ自己熱再生乾燥機 KENKI DRYER であれば、二酸化炭素CO2 が大量に削減ができる上、燃料費も大幅な削減が可能になるでしょう。
どこもできない付着物、粘着物が乾燥できる KENKI DRYER は、日本 2件、海外7ケ国 9件の特許を取得済み独自技術を持つ画期的な製品です。高含水率有機廃棄物乾燥機、汚泥乾燥機、スラリー乾燥機、メタン発酵消化液乾燥機及び廃棄物リサイクル乾燥機に是非 KENKI DRYER をご検討下さい。

 

■ ヒートポンプの工程

 

ヒートポンプの工程 ヒートポンプ汚泥乾燥機 スラリー乾燥機 kenki dryer 2020.7.9

 


■ ヒートポンプ自己熱再生乾燥機 KENKI DRYER について

 

蒸気(飽和蒸気)でのヒートポンプ自己熱再生乾燥機 KENKI DRYER とは、乾燥熱源である蒸気を利用した自己熱再生乾燥システムです。
蒸気ヒートポンプの工程は、KENKI DRYER で加熱乾燥に利用した蒸気を膨張弁での断熱膨張により圧力は低下し、蒸気内の水分は蒸発、気化し周辺の熱を吸収し蒸気温度は下降します。その蒸気を次の工程の熱交換器で熱移動することによりさらに蒸発、気化させ蒸気圧力を低下させます。十分に蒸発、気化が行われ圧力が下げられた蒸気は次の圧縮工程へ進みます。
圧縮工程の圧縮機で蒸気を断熱圧縮を行うことで、圧力は上昇しそれに伴い凝縮、液化し温度は上昇します。その蒸気の水分を除去した上で KENKI DRYER へ投入します。KENKI DRYER はその投入された蒸気を熱源として利用、加熱乾燥という熱移動を行うことで、蒸気はさらに十分に凝縮、液化され膨張弁へ進みます。この工程を繰り返します。

 

ランニングコスト削減 二酸化炭素排出量削減 ヒートポンプ乾燥機 汚泥乾燥機 2020.6.15

 

ヒートポンプ乾燥機

 

どこもできない付着物、粘着物及び液体状の乾燥に是非KENKI DRYER をご検討下さい。
国際特許技術の簡単な構造でイニシャル、ランニング、メンテナンスコストが安価です。
汚泥乾燥では乾燥機械代金を産廃費削減約2、3年での償却を目指しています。
原料スラリー乾燥では箱型棚段乾燥の置き換えで人手がいらず乾燥の労力が大幅に減ります。
有機廃棄物乾燥では燃料、肥料、土壌改良剤、飼料等へ再資源化リサイクル利用ができます。

 

熱分解装置 Biogreen
火気を一切使用しない国際特許技術の熱分解装置
https://biogreen-jp.com
会社サイト
もう悩みません。コンベヤ、産業環境機械機器
https://kenki-corporation.jp