特開 2024-70134 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラムおよびろ過システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024070134

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラムおよびろ過システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 25/12 20060101AFI20240515BHJP

【ＦＩ】

B01D25/12 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180546

(22)【出願日】2022-11-10

(71)【出願人】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】日立造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】森 一也

(72)【発明者】

【氏名】梅田 尚哉

【テーマコード（参考）】

4D116

【Ｆターム（参考）】

4D116AA02

4D116AA30

4D116CC02

4D116CC05

4D116CC12

4D116CC22

4D116CC28

4D116CC29

4D116CC30

4D116CC31

4D116CC35

4D116DD06

4D116FF13B

4D116KK05

4D116QA04C

4D116QA04E

4D116QA04F

4D116QA13C

4D116QA13E

4D116QC02

4D116QC03A

4D116QC18C

4D116QC22A

4D116QC26C

(57)【要約】

【課題】圧搾完了の判断の正確性を低コストで向上させる。
【解決手段】情報処理装置（１）は、第１ろ板に設けられた伸縮可能なダイアフラムシートと、第１ろ板と対向するように配置された第２ろ板との間に形成されるろ室内に注入された原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、第１ろ板とダイアフラムシートとの間に形成される圧搾室へ加圧流体を連続的に流入させるフィルタープレス装置において圧搾を管理する。情報処理装置（１）は、圧搾室への加圧流体の流入速度に基づいて固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する算出部（１０１）を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ろ板に設けられた伸縮可能な伸縮部材と、前記第１ろ板と対向するように配置された第２ろ板との間に形成されるろ室内に注入された原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、前記第１ろ板と前記伸縮部材との間に形成される圧搾室へ加圧流体を連続的に流入させるフィルタープレス装置において圧搾を管理する情報処理装置であって、
前記圧搾室への前記加圧流体の流入速度に基づいて、前記固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する算出部を備えていることを特徴とする情報処理装置。

【請求項2】

算出された前記圧搾進行度合に基づいて圧搾の完了を判断する判断部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項3】

前記判断部は、算出された前記圧搾進行度合が規定範囲に達すると圧搾の完了を判断することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記算出部は、前記流入速度に基づく前記加圧流体の積算流量の変化を直線近似し、近似した直線の傾きを前記圧搾進行度合として算出することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項5】

前記算出部は、前記傾きを前記ろ室の容積で除算した値を前記圧搾進行度合として算出することを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。

【請求項6】

前記ろ室の容積から前記圧搾室に流入した前記加圧流体の体積を減算することにより得られる前記固形物の体積から前記固形物の厚みを推定する厚み推定部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項7】

前記圧搾進行度合が前記規定範囲外の値を所定時間維持している場合に、前記伸縮部材の破損を推定する破損推定部をさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の情報処理装置と、
原液をろ過するとともに、ろ過後の残余の固形物が圧搾されるろ室と、
前記ろ室に設けられ、前記固形物を圧搾するように加圧流体が流入する圧搾室と、
前記加圧流体を前記圧搾室へ連続的に流入させる流入源と、を備えていることを特徴とするろ過システム。

【請求項9】

請求項１から７のいずれか１項に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、各部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。

【請求項10】

第１ろ板に設けられた伸縮可能な伸縮部材と、前記第１ろ板と対向するように配置された第２ろ板との間に形成されるろ室内に注入された原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、前記第１ろ板と前記伸縮部材との間に形成される圧搾室へ加圧流体を連続的に流入させるフィルタープレス装置において圧搾を管理する情報処理方法であって、
前記圧搾室への前記加圧流体の流入速度に基づいて、前記固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する算出工程を含んでいることを特徴とする情報処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルタープレス装置における圧搾を管理する情報処理装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

フィルタープレスは、固形物と液体とを含有する原液の固液分離を行う装置であり、原液をろ過し、脱水した後、固形物を排出する。装置の運転管理上、脱水の完了をいかにして見極めるかが重要な要素となっている。例えば、特許文献１には、原液濃度とろ液量の計測値とから算出したケーキ厚みおよび含水率がそれぞれの基準値に達した場合、脱水の完了を判断することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９０９９８０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実験室などでの小規模の装置で行われる少量のろ液量の計測については、比較的正確に行うことができる。しかしながら、生産現場における大規模の装置では、大量のろ液量を安定かつ連続した値として計測、数値化することが困難である。

【0005】

このため、脱水の完了をろ液量に基づいて判断することはやや正確性に欠ける。また、大規模の装置から排出される大量のろ液量を安定かつ連続した値として計測するには、大量のろ液を計量するための大掛かりな装置が必要となり、コストが嵩むという不都合がある。

【0006】

本発明の一態様は、圧搾完了の判断の正確性を低コストで向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、第１ろ板に設けられた伸縮可能な伸縮部材と、前記第１ろ板と対向するように配置された第２ろ板との間に形成されるろ室内に注入された原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、前記第１ろ板と前記伸縮部材との間に形成される圧搾室へ加圧流体を連続的に流入させるフィルタープレス装置において圧搾を管理する情報処理装置であって、前記圧搾室への前記加圧流体の流入速度に基づいて、前記固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する算出部を備えている。

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理方法は、第１ろ板に設けられた伸縮可能な伸縮部材と、前記第１ろ板と対向するように配置された第２ろ板との間に形成されるろ室内に注入された原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、前記第１ろ板と前記伸縮部材との間に形成される圧搾室へ加圧流体を連続的に流入させるフィルタープレス装置において圧搾を管理する情報処理方法であって、前記圧搾室への前記加圧流体の流入速度に基づいて、前記固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する算出工程を含んでいる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、圧搾完了の判断の正確性を低コストで向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態１に係る情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図2】上記情報処理装置を含むろ過システムの概要を示す図である。

【図3】上記ろ過システムに含まれるフィルタープレス装置の主要部の構成の一例を示す図である。

【図4】上記フィルタープレス装置におけるダイアフラムシートが加圧空気によって変形することにより、ろ室内の固形物を圧搾する状態の上記主要部を示す図である。

【図5】圧搾時間に対する、上記ろ室内に形成される圧搾室に流入する加圧空気の積算流量の変化を示すグラフである。

【図6】上記フィルタープレス装置の圧搾工程において、上記情報処理装置の制御部により行われる処理の手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

〔システム概要〕
本発明の一実施形態に係るろ過システム１００の概要を図２に基づいて説明する。図２は、ろ過システム１００の概要を示す図である。

【0012】

図２に示すように、ろ過システム１００は、ろ過対象の原液をろ過するシステムであり、情報処理装置１と、端末装置２と、フィルタープレス装置３と、タンク４と、ポンプ５と、圧縮機６（流入源）と、流量計７とを備えている。

【0013】

情報処理装置１は、フィルタープレス装置３が行う圧搾を管理する装置であり、圧搾工程において、圧搾に用いられる加圧流体の後述する圧搾室３７（図３参照）への流入速度に基づいて、圧搾の完了を判断する。また、情報処理装置１は、圧搾の完了を判断する指標となる、圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する。情報処理装置１は、算出した圧搾進行度合を圧搾の実施日時ごとに時系列に蓄積していくことにより、圧搾進行度合のデータベースを構築する。

【0014】

加圧流体の流量は、加圧流体の流入速度と、加圧流体が流通する配管の断面積との積で表される。それゆえ、情報処理装置１は、流入速度に代えて流量の時系列データを流量計７から取得できるように構成されていればよく、その配置は特に限定されない。例えば、情報処理装置１は、クラウド上に設置されたクラウドサーバであってもよい。クラウドサーバとして構成される情報処理装置１は、任意の通信ネットワークを介して流量の時系列データを取得する。また、情報処理装置１は、フィルタープレス装置３が設置されている施設内に設置されたエッジコンピュータであってもよい。この場合、流入速度の時系列データが施設外に出ることがないので、情報漏えいを防ぎやすい。

【0015】

端末装置２は、情報処理装置１が蓄積したデータを取得して、閲覧可能に表示する。また、端末装置２は、当該データに基づいて、グラフの作成、統計データの作成などの処理を行う。

【0016】

フィルタープレス装置３は、タンク４からポンプ５によって注入される原液を、複数のろ板３２の間に形成される後述のろ室３６（図３参照）においてろ過する装置である。原液は、タンク４に貯留されており、液体と分離される対象の固形物を含んでいる。また、フィルタープレス装置３は、原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、ろ室３６において形成される圧搾室３７（図３参照）へ、圧縮機６によって圧縮された加圧流体を連続的に流入させる。

【0017】

流量計７は、圧縮機６によって圧縮されてフィルタープレス装置３に供給される加圧流体の流量を計測する機器であり、例えば超音波流量計によって構成されている。流量計７は、加圧流体を流通させる配管の径と、原液が当該配管を流通する流速とから流量（体積流量）［Ｌ／ｓｅｃ．］を算出する。

【0018】

〔フィルタープレス装置の構成〕
フィルタープレス装置３のより詳細な構成を図２～図４に基づいて説明する。図３は、フィルタープレス装置３の主要部の構成の一例を示す図である。図４は、フィルタープレス装置３におけるダイアフラムシート３５が加圧空気によって変形することにより、ろ室３６内の固形物を圧搾する状態の主要部を示す図である。

【0019】

図２において、Ｘ方向は水平方向の１つであり、Ｙ方向はＸ方向に直交する水平方向の１つであり、Ｚ方向にＸ方向およびＹ方向に直交する鉛直方向の１つである。

【0020】

図２に示すように、フィルタープレス装置３は、原液を加圧下でろ過する装置である。フィルタープレス装置３は、支持フレーム３１と、複数のろ板３２と、ろ板開閉機構３３とを有している。

【0021】

支持フレーム３１は、フィルタープレス装置３の全体を支持しており、その一部として一対のサイドバー３１ａを含んでいる。一対のサイドバー３１ａは、ろ板３２を移動可能に支持するために、ろ板３２の移動方向に長く形成されている。

【0022】

ろ板３２は、板状の部材であり、両側部に水平方向に張り出すように設けられた突出部（図示せず）により、Ｙ方向に複数重なるようにサイドバー３１ａ上にＹ方向およびその逆方向に移動可能となるように支持されている。図３に示すように、ろ板３２は、第１ろ板３２１と、第２ろ板３２２との２種類が設けられており、それぞれがサイドバー３１ａ上に交互に並ぶように配置されている。

【0023】

第１ろ板３２１の第２ろ板３２２と対向する面は、ろ布３４により覆われるとともに、凹部３２１ａを有している。また、ろ布３４と凹部３２１ａとの間には、ダイアフラムシート（伸縮部材）が設けられている。

【0024】

ダイアフラムシート３５は、ほぼ矩形状に形成されており、少なくともその外周端部の複数箇所で凹部３２１ａの外周端部に嵌め込まれるなどの構造により固定されている。ダイアフラムシート３５は、天然ゴムを含むゴムなどの弾性材料により形成され、伸縮性を有している。

【0025】

凹部３２１ａとダイアフラムシート３５との間に形成される空間は、圧搾室３７を構成している。一方、第２ろ板３２２の第１ろ板３２１と対向する面は、ろ布３４により覆われるとともに、凹部３２１ａと同様な凹部３２２ａを有している。

【0026】

図３に示すように、第１ろ板３２１および第２ろ板３２２がそれぞれ対向する面同士で２つのろ布３４を介して密着する密着状態では、凹部３２１ａ，３２２ｂによってろ室３６が形成されとともに、上部に原液が注入される注入口３８が形成される。また、密着状態では、ろ室３６において、２つのろ布３４によるろ過空間が形成される。このろ過空間に注入口３８を介して高圧で原液が注入されることにより、原液がろ布３４によりろ過される。

【0027】

ろ布を通過したろ液は、第１ろ板３２１の下部に設けられた排出口３２１ｂと、第２ろ板３２２の下部に設けられた排出口３２２ｂとを介して外部に排出される。また、原液に含まれる固形物は、ろ布３４で濾し取られ、ろ布３４の内面に徐々に堆積することによりケーキ層を形成する。

【0028】

排出口３２１ｂは、図３において右側に第１ろ板３２１と隣接する図示しない第２ろ板３２２の排出口３２２ｂとつながる。また、排出口３２２ｂは、図３において左側に第２ろ板３２２と隣接する図示しない第１ろ板３２１の排出口３２１ｂとつながる。このようにして、隣接する排出口３２１ｂ，３２２ｂ同士がつながることにより、複数のろ板３２の全体で連続する排出口が形成される。

【0029】

また、第１ろ板３２１の上部には、凹部３２１ａから外部に通じる流入路３２１ｃが設けられている。圧搾室３７には、流入路３２１ｃを介して上述した圧縮機６からの加圧流体が流入する。これにより、図４に示すように、伸縮可能なダイアフラムシート３５が第２ろ板３２２の側に変形することで、ろ室３６において圧搾室３７の容積が増大する。この結果、２つのろ布３４の内面にケーキ層を形成するろ過後の固形物がダイアフラムシート３５によって凹部３２２ａ側に押し込まれることにより、固形物に含有されるろ液がさらに絞り出される。

【0030】

なお、図３および図４には示されていないが、第１ろ板３２１においては、凹部３２１ａが設けられた面と反対側の面（反対面）にも凹部３２１ａが設けられ、第２ろ板３２２においては、凹部３２２ａが設けられた面と反対側の面（反対面）にも凹部３２２ａが設けられている。これにより、第１ろ板３２１が、第１ろ板３２１の上記反対面側に配置された他の第２ろ板３２２とでろ室３６を形成し、第２ろ板３２２が、第２ろ板３２２の上記反対面側に配置された他の第１ろ板３２１とでろ室３６を形成する。

【0031】

絞り出されたろ液は、ろ過時のろ液と同じく、排出口３２１ｂ，３２２ｂを介して排出される。また、圧搾室３７に流入した加圧流体は、すべてが圧搾室３７に滞留する。なお、ダイアフラムシート３５に破損により孔や亀裂が生じた場合、当該破損個所より加圧流体が外部に流出する。

【0032】

ろ板開閉機構３３は、移動ヘッド３３ａと、固定ヘッド３３ｂと、進退機構３３ｃと有している。固定ヘッド３３ｂは、支持体３１ｂに固定されている。移動ヘッド３３ａは、固定ヘッド３３ｂと間隔をおいて、サイドバー３１ａ上を動くチェーンブロック（図示せず）によって移動可能となるように配置されている。ろ板開閉機構３３は、移動ヘッド３３ａおよび固定ヘッド３３ｂの間には、複数のろ板３２が挟まれるように配置されている。進退機構３３ｃは、例えば油圧シリンダによって構成されており、移動ヘッド３３ａをＹ方向およびその逆方向に移動させる。

【0033】

移動ヘッド３３ａをＹ方向に移動させることにより、複数のろ板３２は、固定ヘッド３３ｂに向かって押し込まれ、Ｙ方向に互いに密着する。また、移動ヘッド３３ａをＹ方向とは逆の方向に移動させることにより、ろ板３２の密着状態が解除される。

【0034】

〔情報処理装置の構成〕
情報処理装置１のより詳細な構成を図１および図５に基づいて説明する。図１は、情報処理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。図５は、圧搾時間に対する、圧搾室３７に流入する加圧空気の積算流量の変化を示すグラフである。

【0035】

図１に示すように、情報処理装置１は、制御部１０と、記憶部１１と、出力部１２とを有している。

【0036】

制御部１０は、圧搾の完了およびダイアフラムシート３５の破損の有無の判断の処理と、ケーキ層の厚みの推定に関する処理とを行う。制御部１０は、これらの処理を行うために、算出部１０１と、判断部１０２と、破損推定部１０３と、厚み推定部１０４とを有している。また、記憶部１１には、流量データと、圧搾進行度合データと、ケーキ厚みデータとが記憶される。流量データは、フィルタープレス装置３による圧搾工程において、流量計７によって連続的に計測されて出力される加圧流体の流量の計測値がデジタル化されたデータである。

【0037】

以降の説明では、加圧流体として加圧空気を用いる例について説明する。ただし、加圧流体は空気に限らず水であってもよいことは勿論である。

【0038】

圧搾が進行するに連れて、加圧空気が圧搾室３７に滞留する量が増大していくので、流入する流入速度が低下していく。このため、算出部１０１は、流入速度に基づいて、固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する。算出部１０１は、端末装置２による上述した処理に用いるために、算出した圧搾進行度合を圧搾進行度合データとして、算出するごとに記憶部１１に書き込む。

【0039】

流入速度は、瞬時値であるため、加圧流体の発生源、すなわち圧縮機６における圧力変動の影響を受けやすく、瞬時的に大きな変動を生じる可能性が高い。そこで、算出部１０１は、流入速度に基づく加圧流体の積算流量の変化を直線近似し、近似した直線の傾きを圧搾進行度合として算出する。

【0040】

ここで、流量は、加圧流体の流入速度と、加圧流体が流通する配管の断面積との積で表される。また、積算流量は、流量計７によって計測された体積流量（Ｌ／ｓｅｃ．）に圧搾開始からの時間（ｓｅｃ．）を乗じた値である。

【0041】

具体的には、算出部１０１は、図５に示すように、圧搾進行度合の算出点を起点とした所定時間（例えば１２０秒）前の積算流量から算出点での積算流量までの変化を直線近似する。図５において、黒い点が算出点を表し、黒い点に続く太い直線が近似された直線を表している。

【0042】

また、算出部１０１は、近似直線の傾きをろ室３６の容積で除算した値を圧搾進行度合として算出してもよい。フィルタープレス装置３の規模に応じて、ろ室３６の容積が異なる。このため、ろ室３６の容積の大小に応じて、近似曲線の傾きが異なる。そこで、算出部１０１は、近似直線の傾きをろ室３６の容積で除算することにより、ろ室３６の容積に関わらず、圧搾進行度合を単位容積当たりの値として求めることかできる。

【0043】

判断部１０２は、算出部１０１によって算出された圧搾進行度合が所定の閾値未満の規定範囲に達すると圧搾の完了を判断する。判断部１０２は、圧搾の完了を判断した結果を完了判断信号として出力することもできる。

【0044】

閾値は、例えば、実験データなどに基づいて０．１に設定されるが、この値には限定されない。例えば、フィルタープレス装置３の通常運転では、閾値を０．２に設定しておき、好ましい値として値を０．１に設定するというように、閾値を２段階に設定してもよい。

【0045】

破損推定部１０３は、圧搾進行度合が閾値以上の上記規定範囲外の値を所定時間維持している場合に、ダイアフラムシート３５の破損を推定する。破損推定部１０３は、破損を推定した結果を破損推定信号として出力することもできる。

【0046】

厚み推定部１０４は、ろ室３６の容積から圧搾室３７に流入した加圧空気の体積を減算することにより得られる固形物の体積から、ろ布３４に堆積した固形物の厚み、すなわちケーキ層の厚みを、所定の演算処理を行うことにより推定する。厚み推定部１０４は、端末装置２による上述した処理に用いるために、推定したケーキ層の厚みをケーキ厚みデータとして、推定するごとに記憶部１１に書き込む。

【0047】

出力部１２は、完了判断信号および破損判断信号を、任意の出力形態、例えば画像、印字、音声などの形態に変換し、これらを単独で出力し、またはこれらの組合せを出力する。また、出力部１２は、記憶部１１に記憶されている圧搾進行度合データおよびケーキ厚みデータを端末装置２が閲覧可能な形態で出力する。

【0048】

〔制御部による処理〕
情報処理装置１が、圧搾の完了およびダイアフラムシート３５の破損の有無を判断する処理と、ケーキ厚みを推定する処理とを含む情報処理（情報処理方法）を図６に基づいて説明する。図６は、フィルタープレス装置３の圧搾工程において、情報処理装置１の制御部１０により行われる処理の手順を示すフローチャートである。

【0049】

まず、情報処理装置１は、流量計７から出力される流量の値を連続して記憶部１１に流量データとして書き込んでいく。図６に示すように、制御部１０の算出部１０１は、記憶部１１に記憶されている流量データを所定の周期で読み出して取得し（ステップＳ１）、流量データに基づいて圧搾進行度合を算出する（ステップＳ２，算出工程）。

【0050】

算出部１０１は、圧搾進行度合の算出において、流量データ（瞬時値）から加圧空気の積算流量を算出し、その積算流量の変化を直線に近似し、その直線の傾きをろ室３６の容積で除算する。なお、算出部１０１は、圧搾進行度合の算出において、算出した加圧空気の積算流量をろ室３６の容積で除算した後に、その除算値の変化を直線に近似してもよい。

【0051】

次いで、判断部１０２は、算出部１０１によって算出された圧搾進行度合が閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。判断部１０２は、ステップＳ３において圧搾進行度合が閾値未満であると判定すると（ＹＥＳ）、圧搾の完了を判断する（ステップＳ４）。

【0052】

圧搾室３７に流入する加圧空気のすべてが圧搾室３７に滞留するので、圧搾進行度合は、閾値未満に低下して、やがて０に達する。

【0053】

圧搾の完了が判断されると、厚み推定部１０４は、記憶部１１に記憶されている流量データのうち、圧搾の完了が判断されるために用いられた流量データを読み出し、当該流量データに基づいて、ケーキ厚みを推定して（ステップＳ５）、処理を終了する。厚み推定部１０４は、ケーキ厚みの推定において、図５に示すように、圧搾室３７に流入した加圧空気の体積（積算流量）を、単位時間について変化する前後の積算流量をそれぞれ上底および下底とする台形の面積と見なし、その台形の面積を算出する。厚み推定部１０４は、この算出により、圧搾室３７に流入した加圧空気の体積（積算流量）を算出し、ろ室３６の容積から当該積算流量を減算することにより得られる固形物の体積からケーキ層の厚みを推定する。

【0054】

また、破損推定部１０３は、ステップＳ３において圧搾進行度合が閾値未満でない、すなわち閾値以上であると判定すると（ＮＯ）、圧搾進行度合が閾値以上の値を所定時間維持しているか否かを判定する（ステップＳ６）。破損推定部１０３は、ステップＳ６において、圧搾進行度合が閾値以上の値を所定時間維持していると判定すると（ＹＥＳ）、ダイアフラムシート３５の破損を推定して通知する（ステップＳ７）。この場合、圧搾処理を持続することができない可能性が高いので、情報処理装置１は処理を終える。

【0055】

また、破損推定部１０３は、ステップＳ６において、圧搾進行度合が閾値以上の値を所定時間維持していないと判定すると（ＮＯ）、処理をステップＳ１に戻す。この場合は、ダイアフラムシート３５が破損していないことを判断できるので、圧搾処理が継続して行われる。

【0056】

ここで、ステップＳ５で行われるケーキ層の厚みの推定の原理について説明する。

【0057】

図５は、３つの領域Ａ１～Ａ３に区分することができる。領域Ａ１は、圧搾室３７に流入する加圧空気の積算流量が変化する曲線の下側の領域であり、圧搾室３７に流入する加圧空気の体積の変化を表している。領域Ａ２は、１５００Ｌより上の領域であり、原液に含まれる固形物の体積を表している。領域Ａ３は、領域Ａ１と領域Ａ２との間の領域であり、原液に含まれる水分の体積を表している。

【0058】

ろ室３６の容積を２８３３Ｌとすると、圧搾が完了する圧搾時間が９６０秒に達した時点では、領域Ａ３に示される水分の体積がほとんどない状態である。そこで、ろ室３６の容積から圧搾時間が９６０秒に達した時点での加圧空気の積算流量を減算することにより、固形物の体積を概算することかできる。

【0059】

厚み推定部１０４は、上記のようにして減算して得た固形物の体積を２つのろ布３４において固形物が堆積する部分の面積で除算することにより、全てのろ室３６の固形物の厚みの総和を算出する。厚み推定部１０４は、さらに当該厚みを１つのろ室３６当たりの値に換算することにより、１つのろ室３６に堆積した固形物により形成されるケーキ層の厚みを算出して推定する。厚み推定部１０４は、全てのろ室３６の固形物の厚みをろ室３６の数で除算することにより上記の換算を行う。あるいは、厚み推定部１０４は、全てのろ室３６の固形物の厚みを次式で表される値Ａで除算することにより上記の換算を行う。

【0060】

Ａ＝Ｔ×｛１－（Ｄ／Ｃ）｝
ここで、上式において、Ｔは１つのろ室３６の厚み（ｍｍ）であり、Ｄは加圧空気の積算流量であり、Ｃはフィルタープレス装置３におけるろ過の総処理容積（複数あるろ室３６のすべての容積）である。

【0061】

ところで、ろ布３４が新しい状態と、ろ布３４が目詰まりした状態とでは、図５における圧搾時間が９６０秒に達した時点での積算流量の傾き、すなわち圧搾進行度合が異なる。具体的には、ろ布３４が新しい状態では傾きが小さく（圧搾進行度合が小さい）、ろ布３４が目詰まりした状態では傾きが大きい（圧搾進行度合が大きい）。このため、ろ布３４が目詰まりした場合には、圧搾時間をさらに延長することにより、傾きを小さくすることができる。圧搾時間を延長しても傾きが変化しない場合は、積算流量が増大しているのに傾きが小さくならないので、ダイアフラムシート３５が破損していると推定することができる。

【0062】

なお、ろ布３４が目詰まりしていない新しい状態では、通常、圧搾時間が９６０秒に達した時点で傾きが小さくなるので、上記のように圧搾時間を延長しても傾きが変化しない場合、ダイアフラムシート３５が破損していると推定することができる。

【0063】

続いて、ステップＳ７で行われるダイアフラムシート３５の破損を推定する原理について説明する。

【0064】

ダイアフラムシート３５が正常な状態では、上述したように、加圧空気のすべてが圧搾室３７に滞留するため、圧搾進行度合は閾値まで低下して、やがて０に達する。これに対し、ダイアフラムシート３５に孔、亀裂といった破損が生じることにより、加圧空気が破損箇所から排出口３２１ｂを通じて漏出する場合、加圧空気の流出速度が流入速度以上に高まると、圧搾進行度合が閾値まで低下しないことがある。また、破損が大きくなると加圧空気の流出速度がより高くなるため、圧搾進行度合が大きくなる。

【0065】

そこで、所定時間を経過しても圧搾進行度合が閾値未満の規定範囲に達していない場合には、特別な手段を用いることなく破損推定部１０３によってダイアフラムシート３５が破損していると推定することができる。それゆえ、フィルタープレス装置３の外観上ではわからないダイアフラムシート３５の破損を圧搾進行度合に基づいて推定することができる。したがって、その推定に基づいてダイアフラムシート３５の状態を点検することにより、ダイアフラムシート３５のメンテナンスを容易に行うことができる。

【0066】

以上のように、情報処理装置１は、算出部１０１を備えることにより、加圧空気の流入速度と密接に関連する積算流量に基づく圧搾進行度合を算出する。判断部１０２は、算出された圧搾進行度合により、圧搾の完了を判断することができる。また、加圧空気は圧搾室３７に流入し続けるので、加圧空気の流入速度は連続した値として計測される。これにより、圧搾進行度合を連続的な値として取得することができる。したがって、圧搾完了の判断の正確性を向上させることができる。

【0067】

算出部１０１は、加圧空気の積算流量の変化を直線近似し、近似した直線の傾きを圧搾進行度合として算出すること、すなわち、近似した直線の傾きから圧搾進行度合を推定することにより、流入速度の瞬時的な変動の影響を軽減することができる。これにより、判断部１０２による判断の正確性をより向上させることができる。さらに、算出部１０１は、近似した直線の傾きをろ室の容積で除算した値を圧搾進行度合として算出することにより、フィルタープレス装置３の規模に応じて異なるろ室３６の容積に関わらず、圧搾進行度合を単位容積当たりの値として求めることができる。

【0068】

また、情報処理装置１は、判断部１０２を備えることにより、閾値を適宜設定することで、圧搾の完了を容易に判断することができる。また、破損推定部１０３は、圧搾進行度合が閾値以上の値を所定時間維持している場合に、ダイアフラムシート３５の破損を推定することにより、上述したように、ダイアフラムシート３５のメンテナンスを容易に行うことができる。

【0069】

ところで、特許文献１に記載されているように、従来、圧搾後のケーキ層の厚みは、原液の濃度に基づいて算出される。原液濃度の計測には、高価な濃度計が用いられるため、費用対効果の観点から実用性が低い。

【0070】

これに対し、情報処理装置１は、厚み推定部１０４を備えることにより、加圧空気が圧搾室３７に流入した体積に基づいてケーキ層の厚みが推定される。これにより、比較的安価に入手できる流量計７を用いてケーキ層の厚みを推定することができる。それゆえ、ケーキ層の厚みの推定についての費用対効果を向上させることができる。したがって、ケーキ層が、排出されるために必要な厚みを有しているか否かを安価に推定することができる。

【0071】

〔変形例〕
続いて、本実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る情報処理装置は、次のように構成されていてもよい。

【0072】

制御部１０は、図示はしないが、算出部１０１に代わる算出部と、判断部１０２に代わる圧搾進行度合推定部と、破損推定部１０３に代わる破損推定部と、厚み推定部１０４に代わる厚み推定部と、出力部１２に代わる出力部とを備えている。圧搾進行度合推定部、破損推定部および厚み推定部は、新たに推定部を構成している。また、本情報処理装置は、記憶部１１に代わる記憶部を備えている。記憶部は、流量計７から取得した流量データと、各種演算データとを記憶する。

【0073】

算出部は、積算流量算出部と、近似傾き算出部とを有している。積算流量算出部は、上述した算出部１０１と同じく、記憶部１１に記憶されている流量データに基づいて加圧流体の積算流量を算出する。近似傾き算出部は、積算流量算出部により算出された加圧流体の積算流量に基づいて、上述した算出部１０１と同じく、積算流量の変化を直線近似する計算を行う。

【0074】

圧搾進行度合推定部は、近似傾き算出部により近似された直線の傾きに基づいて、圧搾進行度合を推定する。破損推定部は、破損推定部１０３と同じく、圧搾進行度合が閾値以上の値を所定時間維持している場合に、ダイアフラムシート３５の破損を推定する。厚み推定部は、厚み推定部１０４と同じく、ろ室３６の容積から、積算流量算出部により算出された加圧流体の積算流量、すなわち圧搾室３７に流入した加圧空気の体積を減算することにより得られる固形物の体積から、ケーキ層の厚みを推定する。

【0075】

出力部は、圧搾進行度合推定部、破損推定部および厚み推定部による推定結果を各種演算データとして記憶部１１に書き込む。また、出力部は、記憶部の流量データおよび各種演算データを読み出して端末装置２に出力する。あるいは、端末装置２は、流量データおよび各種演算データを記憶部から直接取得してもよい。

【0076】

なお、図１に示す情報処理装置１および本変形例に係る情報処理装置は、フィルタープレス装置３に比較的近い場所に設置されることを想定して設けられており、流量計７からの流量データを、信号線を介して直接取得する。これに対し、情報処理装置１および本変形例に係る情報処理装置は、フィルタープレス装置３から離れた場所、例えばクラウドサーバなどに設けられていてもよく、流量計７からの流量データを、インターネットなどを介して取得してもよい。

【0077】

〔ＳＤＧsへの貢献〕
上述の実施形態の構成によれば、ろ過システム１００は、情報処理装置１を備えることにより、圧搾の完了の時期をより適正に判断することができる。これにより、圧搾の過不足をより少なくすることで、圧搾を効率的に行うことができる。したがって、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「産業と技術革新の基盤をつくろう（インフラ、システム整備等）」の達成に貢献できる。

【0078】

〔ソフトウェアによる実現例〕
情報処理装置１の機能は、情報処理装置１としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムにより実現することができる。情報処理プログラムは、情報処理装置１の各制御ブロック（特に制御部１０に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

【0079】

情報処理装置１は、情報処理プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と、上述した記憶部１１を構成する少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）とを有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記実施形態で説明した各機能が実現される。

【0080】

情報処理プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、情報処理装置１が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、情報処理プログラムは、クラウドなどの情報処理装置１と離れた場所に設けられており、有線または無線の任意の伝送媒体を介して情報処理装置１に供給されてもよい。また、情報処理装置１がフィルタープレス装置３の制御盤に組み込まれる場合、情報処理プログラムが情報処理装置１に格納されていてもよい。

【0081】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0082】

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0083】

〔まとめ〕
以上のように、本発明の態様１に係る情報処理装置は、第１ろ板に設けられた伸縮可能な伸縮部材と、前記第１ろ板と対向するように配置された第２ろ板との間に形成されるろ室内に注入された原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、前記第１ろ板と前記伸縮部材との間に形成される圧搾室へ加圧流体を連続的に流入させるフィルタープレス装置において圧搾を管理する情報処理装置であって、前記圧搾室への前記加圧流体の流入速度に基づいて前記固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する算出部を備えている。

【0084】

加圧流体が圧搾室に流入していくに連れて、圧搾室に流入した加圧流体の量が増大する。そして、固形物が加圧流体で圧搾されることにより絞り出される液体の量が少なくなると、固形物を圧搾しにくくなるため、加圧流体の流入速度が低下する。それゆえ、上記構成によれば、流入速度に基づく圧搾進行度合により、圧搾の完了を判断することができる。また、加圧流体は圧搾室に流入し続けるので、加圧流体の流入速度は連続した値として計測される。これにより、圧搾進行度合を連続的な値として取得することができる。したがって、圧搾完了の判断の正確性を向上させることができる。

【0085】

本発明の態様２に係る情報処理装置は、上記態様１において、算出された前記圧搾進行度合に基づいて圧搾の完了を判断する判断部をさらに備えてもよい。

【0086】

上記構成によれば、圧搾の完了を判断するための要素として圧搾進行度合を用いることにより、圧搾の完了を容易に判断することができる。

【0087】

本発明の態様３に係る情報処理装置は、上記態様２において、前記判断部が、算出された前記圧搾進行度合が規定範囲に達すると圧搾の完了を判断してもよい。

【0088】

上記構成によれば、規定範囲を適宜設定することにより、圧搾の完了を容易に判断することができる。

【0089】

本発明の態様４に係る情報処理装置は、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記算出部が、前記流入速度に基づく前記加圧流体の積算流量の変化を直線近似し、近似した直線の傾きを前記圧搾進行度合として算出してもよい。

【0090】

流入速度は、瞬時値であるため、加圧流体の発生源における圧力変動の影響を受けやすく瞬時的に大きな変動を生じる可能性が高い。これに対し、上記構成によれば、圧搾進行度合が積算流量の変化を近似した直線の傾きで表されるので、流入速度の瞬時的な変動の影響を軽減することができる。これにより、判断部による判断の正確性をより向上させることができる。

【0091】

本発明の態様５に係る情報処理装置は、上記態様４において、前記算出部が、前記傾きを前記ろ室の容積で除算した値を前記圧搾進行度合として算出してもよい。

【0092】

上記構成によれば、フィルタープレス装置の規模に応じて異なるろ室の容積に関わらず、圧搾進行度合を単位容積当たりの値として求めることができる。

【0093】

本発明の態様６に係る情報処理装置は、上記態様１から５のいずれかにおいて、前記ろ室の容積から前記圧搾室に流入した前記加圧流体の体積を減算することにより得られる前記固形物の体積から前記固形物の厚みを推定する厚み推定部をさらに備えていてもよい。

【0094】

従来、圧搾後の固形物の厚みは、原液の濃度に基づいて算出される。原液濃度の計測には、高価な濃度計が用いられるため、費用対効果の観点から実用性が低い。これに対し、上記構成によれば、加圧流体が圧搾室に流入した体積に基づいて固形物の厚みが推定される。加圧流体の体積を計測するために用いられる流量計は、比較的安価に入手できる。これにより、固形物の厚みの推定についての費用対効果を向上させることができる。したがって、固形物が、排出されるために必要な厚みを有しているか否かを安価に推定することができる。

【0095】

本発明の態様７に係る情報処理装置は、上記態様３おいて、前記圧搾進行度合が前記規定範囲外の値を所定時間維持している場合に、前記伸縮部材の破損を推定する破損推定部をさらに備えていてもよい。

【0096】

加圧流体が圧搾室に流入しているにも関わらず、所定時間を経過しても圧搾進行度合が規定範囲に達せずに規定範囲外の値を維持している場合は、加圧流体が伸縮部材から漏れ出ている可能性が高い。上記の構成によれば、所定時間を経過しても圧搾進行度合が規定範囲に達していない場合には、特別な手段を用いることなく判断部の判断によって伸縮部材が破損していると推定することができる。したがって、その推定に基づいて伸縮部材の状態を点検することにより、伸縮部材のメンテナンスを容易に行うことができる。

【0097】

本発明の態様８に係るろ過システムは、上記態様１から７のいずれか１つの情報処理装置と、原液をろ過するとともに、ろ過後の残余の固形物が圧搾されるろ室と、前記ろ室に設けられ、前記固形物を圧搾するように加圧流体が流入する圧搾室と、前記加圧流体を前記圧搾室へ連続的に流入させる流入源と、を備えている。

【0098】

上記構成によれば、ろ過システムにおいて、圧搾の完了の時期をより適正に判断することができる。これにより、圧搾の過不足をより少なくすることができる。したがって、圧搾を効率的に行うことができる。

【0099】

本発明の態様９に係る情報処理装置は、コンピュータによって実現されてもよい。この場合には、コンピュータを前記情報処理装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させる。これにより、前記情報処理装置をコンピュータにて実現させる情報処理装置の情報処理プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

【0100】

本発明の態様１０に係る情報処理方法は、第１ろ板に設けられた伸縮可能な伸縮部材と、前記第１ろ板と対向するように配置された第２ろ板との間に形成されるろ室内に注入された原液がろ過された残余の固形物を圧搾するように、前記第１ろ板と前記伸縮部材との間に形成される圧搾室へ加圧流体を連続的に流入させるフィルタープレス装置において圧搾を管理する情報処理方法であって、前記圧搾室への前記加圧流体の流入速度に基づいて前記固形物の圧搾が進行する度合である圧搾進行度合を算出する算出工程を含んでいる。

【0101】

これにより、態様１に係る情報処理装置と同じく、圧搾進行度合を連続的な値として取得することができる。したがって、圧搾完了の判断の正確性を向上させることができる。

【0102】

〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。また、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0103】

１ 情報処理装置
６ 圧縮機（流入源）
３５ ダイアフラムシート（伸縮部材）
３６ ろ室
３７ 圧搾室
１００ ろ過システム
１０１ 算出部
１０２ 判断部
１０３ 破損推定部
１０４ 厚み推定部
３２１ 第１ろ板
３２２ 第２ろ板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】