CH702891A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Sortieren von landwirtschaftlichen Partikeln. - Google Patents

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Klassifizieren und Sortieren von organischen Partikeln, z.B. Körnern oder Samen, offenbart, welche auf der Imaging-Spektroskopie beruhen. Partikel werden aus der Menge vereinzelt und einzeln mit einer Mehrzahl von Transportlinien (31) zu einem Trennmechanismus (14, 15, 16) transportiert. Der Trennmechanismus sortiert gleichzeitig eine Mehrzahl von Partikeln, die von den Transportlinien empfangen werden, in mindestens zwei unterschiedliche Sammelbehälter (19, 20, 21). Ein Imaging-Spektrometer zeichnet gleichzeitig räumlich aufgelöste Spektren einer Mehrzahl von Partikeln auf, während sich die Partikel durch Messbereiche (10) der Transportlinien bewegen. Anhand dieser Spektren wird jedes Partikel einer Qualitätsklasse zugewiesen, und Partikel, die zur selben Qualitätsklasse gehören, werden in denselben Sammelbehälter sortiert. Dadurch können landwirtschaftliche Partikel effizient anhand von erweiterten analytischen Eigenschaften, wie biochemischen Eigenschaften oder einem Kontaminationsgrad, in unterschiedliche Qualitätsklassen sortiert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sortieren von organischen Partikeln mit gemischten analytischen Eigenschaften, insbesondere landwirtschaftliche Partikel wie Körner oder Samen, in zwei oder mehr Qualitätsklassen. Eine Qualitätsklasse enthält Partikel mit ähnlichen analytischen Eigenschaften, wobei diese Eigenschaften sensorische Eigenschaften, biochemische Eigenschaften oder den Grad der Kontamination mit kontaminierenden Substanzen oder infektiösen Substanzen einschliessen können. Die Erfindung kann für eine Reihe von Anwendungen eingesetzt werden, einschliesslich, aber nicht beschränkt auf, das Sortieren von Körnern, Samen und Kernen von Getreidesorten wie Weizen, Gerste, Hafer, Hartweizen, Mais, Reis oder Hirse. Andere Anwendungen schliessen das Sortieren von Sojabohnen, Kakaobohnen, Kaffeebohnen usw. ein.

STAND DER TECHNIK

[0002] Das Sortieren von landwirtschaftlichen Partikeln wie Körnern oder Samen in Qualitätsklassen kann aus mehreren Gründen von Vorteil sein. So können z.B. unterschiedliche Handelspreise für unterschiedliche Qualitätsklassen erzielt werden, kontaminierte und/oder infizierte Bestandteile können identifiziert und zurückgewiesen werden, Sicherheitsstandards können garantiert werden, Produktlinien höherer Qualität können hergestellt werden und die Qualitätskontrolle kann kontinuierlich sichergestellt werden.

[0003] Die Variation von bestimmten analytischen Eigenschaften innerhalb von Körnern oder Samen derselben Charge kann gross sein. Im Falle von Weizen ist es bekannt, dass selbst innerhalb von Weizenkörnern, die auf demselben Feld geerntet wurden, grosse Schwankungen im Proteingehalt auftreten können. Solch eine Schwankung kann überraschend sogar in Weizenkörnern identifiziert werden, die zur selben Pflanze gehören. Daher kann das Sortieren von Weizenkörnern in Hinblick auf ihren Proteingehalt den Müllern helfen, Mehl mit höherer Qualität zu produzieren, welches wiederum verwendet werden kann, um Brot, Pasta oder irgendein anderes Weizen-basiertes Produkt mit höheren Qualitätsstandards zu produzieren. Ausserdem kann das Sortieren von Weizenkörnern zu grossen Einsparungen bei Additiven führen, die bei der Mehlproduktion eingesetzt werden.

[0004] Ein anderes Beispiel ist die Identifikation von kontaminierten oder infizierten Körnern oder Samen. Die zuverlässige Entfernung von infizierten Körnern oder Samen kann es erlauben, die Dosis von Insektiziden, Fungiziden oder Herbiziden während der Produktion zu reduzieren, was zu gesünderen und sichereren Produkten führt.

[0005] Es ist daher offensichtlich, dass das Sortieren von Körnern oder Samen in Hinblick auf analytische Eigenschaften zu verbesserter Qualität, Sicherheit und zu ökonomischen und gesundheitlichen Vorteilen führen kann.

[0006] Eine Anzahl von Verfahren und Systemen zum Sortieren von Kernen oder granulärem Material anhand von verschiedenen Kriterien wurden schon im Stand der Technik vorgeschlagen. EP 0 719 598, US 6 078 018, US 4 454 029, US 4 699 273, US 5 638 961 und US 5 085 325 offenbaren Verfahren und Vorrichtungen, um Objekte mit kleinen Abmessungen anhand ihrer Farbe zu sortieren. US 6 635 840 offenbart ein Verfahren, um Samen anhand ihrer Form zu sortieren. US 2,015,400 offenbart ein Verfahren, um Körner anhand von Form und Grösse zu sortieren. US 5 429 248 offenbart ein Verfahren, um Körner hinsichtlich Grösse und Verunreinigungen zu sortieren. US 4 630 736 und US 5 692 621 offenbaren Verfahren, um Körner hinsichtlich erwünschten/unerwünschten Kriterien oder hinsichtlich des Erscheinungsbilds zu sortieren. US 5 871 397, US 7 202 434 und US 6 845 326 ofenbaren Verfahren, um Körner hinsichtlich organischer Eigenschaften (z.B. Feuchtigkeit, Dichte, Protein) oder Zusammensetzung zu sortieren.

[0007] Unabhängig von der analytischen Eigenschaft, die verwendet wird, um Objekte zu unterscheiden und zu sortieren, weisen die meisten der oben genannten Verfahren und Vorrichtungen einen gemeinsamen Messaufbau auf. Dieser Aufbau schliesst eine Lichtquelle und einen Empfangssensor ein, mit denen die zu analysierenden Objekte einzeln untersucht werden. Insbesondere misst jeder Empfangssensor das Signal, das von jedem untersuchten Sample reflektiert oder durchgelassen wurde. Zu diesem Zweck sind unterschiedliche Bereiche des elektromagnetischen Spektrums eingesetzt worden, z.B. der UV, sichtbare (VIS) oder nah-infrarote (NIR) Bereich.

[0008] Ein solcher Messaufbau ist aus einer Zahl von Gründen suboptimal. Um den Durchsatz von diesen Vorrichtungen zu erhöhen, müssen mehrere Messstationen und/oder Empfangssensoren implementiert und parallel betrieben werden. Wenn n Objekte parallel sortiert werden sollen, müssen n Empfangssensoren verwendet werden und so angeordnet werden, dass sie in Zusammenarbeit betrieben werden. Der Betrieb von einer grossen Zahl von Empfangssensoren wird zu hohen Kosten und einer hohen Komplexität führen und kann die Leistungsfähigkeit und Konkurrenzfähigkeit der Vorrichtung reduzieren, wenn diese in einer sehr anspruchsvollen industriellen Verarbeitungsumgebung integriert wird. Ausserdem liefern viele der oben angegebenen Entwürfe des Standes der Technik nur sehr begrenzte Informationen über das untersuchte Material.

[0009] Aus der US 5 956 413 ist eine Vorrichtung bekannt, um gleichzeitig eine Mehrzahl von Getreidekörnern durch Videobildgebung zu untersuchen. Die Vorrichtung umfasst ein vibrierendes Förderband, das eine Mehrzahl von transversalen Rillen aufweist. Getreidekerne werden in die Rillen des Förderbands verteilt, so dass sie eine einzige Schicht bilden. Eine Videokamera stellt digitale Standbilder von allen Kernen auf dem Förderband her. Die Kerne werden in den Bildern identifiziert, und für jeden Kern werden Bildsignale zu einem neuralen Netzwerk geschickt. Das neurale Netzwerk ermittelt, zu welcher Klasse jeder Kern gehört. Ein pneumatischer Trennmechanismus erlaubt es, alle Kerne einer ausgewählten Rille in einen separaten Behälter zu überführen, falls das neurale Netzwerk mindestens einen der Kerne in dieser Rille als zu einer bestimmten Klasse gehörig identifiziert hat.

[0010] Während eine solche Vorrichtung geeignet sein mag, Schnellkerne anhand des Getreidetyps zu evaluieren und beschädigte Kerne zu erkennen, eignet sich die Vorrichtung nicht dazu, spezifischere analytische Eigenschaften wie biochemische Eigenschaften oder die Anwesenheit von infektiösen Substanzen oder Kontaminationen auf den Kernen zu ermitteln. Ausserdem ist es nicht möglich, die Kerne individuell zu trennen, sondern nur die Kerne Rille für Rille zu trennen, was verhindert, dass die Kerne einzeln in vorbestimmte Qualitätsklassen sortiert werden.

[0011] US 7 111 740 offenbart ein Verfahren zum Sortieren von Samen, wobei eine Zeilenkamera eingesetzt wird, um die Samen, die sich durch einen Bereich unterhalb der Zeilenkamera hindurch bewegen, zu fotografieren. Nicht passende Objekte, z.B. schwarze Samen, können einzeln durch pneumatische Düsen entfernt werden. Diese Vorrichtung eignet sich nicht dazu, spezifischere analytische Eigenschaften wie biochemische Eigenschaften, die Anwesenheit von infektiösen Substanzen oder Kontaminationen auf den Kernen zu ermitteln.

[0012] WO 2007/041 755 offenbart Verfahren, um die Eigenschaften von Proben von landwirtschaftlichen Produkten, z.B. Trauben, mittels nah-infraroter (NIR) Reflexionsspektroskopie zu bestimmen. Solche Verfahren können eingesetzt werden, um die Anwesenheit von Fremdstoffen auf den Proben, z.B. von infektiösen Substanzen, zu ermitteln. Es wird jedoch keine Trennung oder Sortierung der Proben durchgeführt und das Verfahren kann nur auf jeweils eine Probe zur selben Zeit angewendet werden, was dazu führt, dass solche Verfahren bei der Verarbeitung von ganzen Chargen sehr langsam werden.

[0013] WO 2006/054 154 offenbart verschiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Sortieren von anorganischen mineralischen Partikeln unter Einsatz von Reflexionsspektroskopie. In einer Ausführungsform werden Partikel einem in Längsrichtung gerillten Förderband zugeführt und an einem Reflexionsspektrometer vorbei transportiert, welches in einer Version ein Imaging-Spektrometer sein kann, welches räumlich aufgelöste spektrale Informationen liefert. Anhand der spektralen Information, die von dem Spektrometer erhalten wird, werden die mineralischen Partikel klassifiziert, und individuell identifizierte Partikel können vom Förderband mit einem einzelnen pneumatischen Mini-Zyklon aufgesammelt werden. Es werden keine Anwendungen für landwirtschaftliche Produkte oder andere organische Partikel beschrieben. Aufgrund der Anwesenheit von nur einem einzigen Mittel zum Aufsammeln von individuellen Partikeln vom Band ist die Vorrichtung lediglich geeignet, eine relativ kleine Zahl von interessierenden Partikeln aus einer grossen Probe von Partikeln herauszupicken; jedoch eignet sich eine solche Vorrichtung nicht gut dafür, Partikel in unterschiedliche Qualitätsklassen von ähnlicher Grösse zu sortieren.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0014] In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Sortiervorrichtung für landwirtschaftliche Partikel wie Kerne oder Samen zur Verfügung, die ein effizientes und schnelles Sortieren in unterschiedliche Qualitätsklassen auf der Basis von erweiterten analytischen Eigenschaften wie biochemischen Eigenschaften oder dem Grad der Kontamination mit bestimmten kontaminierenden Substanzen oder infektiösen Substanzen erlaubt. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Sortiervorrichtung nach Anspruch 1 zur Verfügung. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0015] Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung eine Sortiervorrichtung zum Klassifizieren und Sortieren von organischen, insbesondere landwirtschaftlichen, Partikeln entsprechend von Qualitätsklassen zur Verfügung, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Abgabemechanismus, um organische Partikel aus einer Menge zu vereinzeln; einen Transportmechanismus, um die vereinzelten Partikel aus dem Abgabemechanismus zu empfangen, wobei der Transportmechanismus eine Mehrzahl von Transportlinien aufweist, wobei jede Transportlinie dazu ausgebildet ist, nacheinander vereinzelte Partikel einzeln zu empfangen, während die Transportlinien gemeinsam dazu ausgebildet sind, gleichzeitig eine Mehrzahl von vereinzelten Partikeln zu empfangen und zu transportieren; einen Trennmechanismus, um die Partikel aus dem Transportmechanismus zu empfangen, wobei der Trennmechanismus geeignet ist, gleichzeitig eine Mehrzahl von Partikeln, die aus der Mehrzahl von Transportlinien empfangen wurden, in mindestens zwei unterschiedliche Sammelbehälter zu sortieren; mindestens eine Lichtquelle, um einen Messbereich jeder Transportlinie zu beleuchten; ein Imaging-Spektrometer, um räumlich aufgelöste Spektren von Partikeln aufzunehmen, die durch die Messbereiche transportiert werden, wobei das Imaging-Spektrometer ein Bildfeld hat, das eine Mehrzahl von Messbereichen abdeckt, so dass jedes räumlich aufgelöste Spektrum eine Mehrzahl von Messbereichen abdeckt; einen Klassifikationsschaltkreis, der in Wirkverbindung mit dem Imaging-Spektrometer steht, um jedes Partikel, das einen Messbereich durchlaufen hat, basierend auf den räumlich aufgelösten Spektren einer Qualitätsklasse zuzuordnen; und einen Antriebsschaltkreis, um den Trennmechanismus so anzutreiben, dass Partikel, die zur selben Qualitätsklasse gehören, in ein entsprechendes Sammelgefäss sortiert werden.

[0016] Gemäss einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Sortierverfahren zur Verfügung, welches dieselben allgemeinen Prinzipien wie die Sortiervorrichtung des ersten Aspekts der Erfindung einsetzt. Ein solches Verfahren ist in Ansprach 11 angegeben.

[0017] Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Klassifizieren und Sortieren von organischen Partikeln, insbesondere landwirtschaftlichen Partikeln, bezüglich Qualitätsklassen zur Verfügung, wobei das Verfahren aufweist: Vereinzeln der organischen Partikel aus einer Menge; Transportieren der vereinzelten organischen Partikel mittels einer Mehrzahl von Transportlinien, wobei jede Transportlinie nacheinander vereinzelte Partikel einzeln empfängt, wobei die Transportlinien gemeinsam gleichzeitig eine Mehrzahl von vereinzelten Partikeln empfangen und transportieren; Beleuchten eines Messbereichs jeder Transportlinie mit mindestens einer Lichtquelle; Aufnehmen von räumlich aufgelösten Spektren von Partikeln, die durch die Messbereiche transportiert werden, wobei jedes räumlich aufgelöste Spektrum sich auf eine Mehrzahl von Messbereichen bezieht; Zuordnen jedes Partikels zu einer Qualitätsklasse basierend auf den räumlich aufgelösten Spektren; und gleichzeitiges Sortieren einer Mehrzahl von Partikeln, die aus der Mehrzahl von Transportlinien empfangen wurden, in mindestens zwei unterschiedliche Sammelbehälter, wodurch Partikel, die zur selben Qualitätsklasse gehören, in denselben Sammelbehälter sortiert werden.

[0018] Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren befassen sich mit mehreren der Nachteile von Vorrichtungen und Verfahren aus dem Stand der Technik und überwinden diese Nachteile, indem sie (a) einen hohen Durchsatz mit verringerter Komplexität der Messung sicherstellen, (b) Kosten reduzieren, (c) falls erwünscht, die Messung von mehreren analytischen Eigenschaften gleichzeitig erlauben, (d) das Sortieren von Partikeln in Qualitätsklassen erlauben, und (e) jedes Partikel einzeln sortieren. Der Stand der Technik konnte bisher nicht all diese Eigenschaften in einer einzigen Vorrichtung oder einem einzigen Verfahren kombinieren.

[0019] Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren auf der Basis von Imaging-Spektroskopie zur Verfügung, um Partikel wie Körner oder Samen in Hinblick auf ihre analytischen Eigenschaften zu analysieren und zu sortieren. Die vorliegende Vorrichtung kann eine oder mehrere analytische Eigenschaften gleichzeitig ermitteln, indem sie spektrale Eigenschaften der untersuchten Partikel (z.B. die Abhängigkeit von bestimmten optischen Eigenschaften wie Reflektivität oder Transmission von der Wellenlänge) misst. Die Arten von organischen oder landwirtschaftlichen Partikeln, die mit einer solchen Vorrichtung und einem solchen Verfahren sortiert werden können, schliessen, ohne darauf beschränkt zu sein, ein: Körner, Samen oder Kerne von Getreide wie Weizen, Roggen, Hafer, Reis, Mais oder Dinkel; Sojabohnen, Kakaobohnen und Kaffeebohnen und vieles mehr. Die Arten von analytischen Eigenschaften, die untersucht werden können, sind, ohne darauf beschränkt zu sein, biochemische Eigenschaften, der Grad der Kontamination mit kontaminierenden Substanzen und/oder infektiösen Substanzen und/oder anderen pathogenen Substanzen, ergänzt durch geometrische und sensorische Eigenschaften wie Grösse, Form und Farbe. Insbesondere sollen biochemische Eigenschaften hier als Eigenschaften verstanden werden, die die Struktur, die Zusammensetzung und die chemischen Reaktionen von Substanzen in lebenden Organismen widerspiegeln. Biochemische Eigenschaften schliessen ein, ohne darauf beschränkt zu sein: Protein- und/oder Aminosäuregehalt, Feuchtigkeitsgehalt, Polysaccharidgehalt, insbesondere Stärkegehalt oder Glutengehalt, Fett- oder Ölgehalt oder Gehalt an spezifischen biochemischen oder chemischen Markern, z.B. Markern für chemische Degradierung, wie sie allgemein im Stand der Technik bekannt sind. Kontaminierende oder infektiöse Substanzen schliessen schädliche Chemikalien und Mikroorganismen ein, die beim Konsumenten Krankheiten verursachen können und umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Fungizide, Herbizide, Insektizide, Pathogene, Bakterien und Pilze.

[0020] Eine grosse Menge von landwirtschaftlichen Partikeln kann hinsichtlich mindestens einer solchen analytischen Eigenschaft sortiert werden. Der Wert der ausgewählten analytischen Eigenschaft kann innerhalb einer grossen Menge von Partikeln erheblich schwanken. Analytische Eigenschaften werden ermittelt, indem spektrale Eigenschaften der Partikel gemessen werden. Wenn eine grosse Zahl von Partikeln vorhanden ist, ist eine grosse Streuung von analytischen Eigenschaften mit einer grossen Streuung der gemessenen spektralen Eigenschaften korreliert. Wenn die gemessenen Werte der spektralen Eigenschaften zusammen gruppiert werden, wird eine Messverteilung erhalten, die durch ihren Mittelwert und ihre Standardabweichung charakterisiert werden kann. Wenn die Messverteilung in zwei oder mehr Bereiche segmentiert wird, können zwei oder mehr Qualitätsklassen gebildet werden. Jede Qualitätsklasse enthält Partikel, deren spektrale Eigenschaften, und somit auch analytische Eigenschaften, in einen Bereich der ursprünglichen Messverteilung fallen.

[0021] In einigen Ausführungsformen kann die vorliegende Erfindung eingesetzt werden, um Partikel mit gemischten analytischen Eigenschaften in mindestens drei Qualitätsklassen zu sortieren: MITTLERE QUALITÄT: Eine Klasse von Partikeln, die durch einen Mittelwert mindestens einer ausgewählten analytischen Eigenschaft charakterisiert sind, wobei dieser Mittelwert nahe dem Mittelwert der allgemeinen Messverteilung liegt; NIEDRIGE QUALITÄT: Eine Klasse von Partikeln, die durch einen Mittelwert mindestens einer ausgewählten analytischen Eigenschaft charakterisiert sind, wobei dieser Mittelwert kleiner als der Mittelwert der allgemeinen Messverteilung ist; HOHE QUALITÄT: Eine Klasse von Partikeln, die durch einen Mittelwert mindestens einer ausgewählten analytischen Eigenschaft charakterisiert sind, wobei dieser Mittelwert grösser als der Mittelwert der allgemeinen Messverteilung ist.

[0022] In einem solchen Fall ist der Trennmechanismus geeignet, die Partikel in mindestens drei unterschiedliche Sammelbehälter zu sortieren. Die Zahl der Sammelbehälter entspricht der Zahl der erwünschten Qualitätsklassen.

[0023] Als Beispiel kann eine grosse Zahl von Weizenkörnern, deren Proteingehalt zwischen etwa 12% und 14% schwankt, in drei Qualitätsklassen sortiert werden: eine <12,5%-Klasse (NIEDRIGE QUALITÄT), eine 12,5%-13,5%-Klasse (MITTLERE QUALITÄT), und eine >13,5%-Klasse (HOHE QUALITÄT). Die Grenzen dieser Klassen können selbstverständlich auch anders definiert sein.

[0024] Die analytischen Eigenschaften der Partikel werden durch Imaging-Spektroskopie ermittelt. Eine grosse Zahl von Partikeln wird parallel über eine Serie von Transportlinien, z.B. schrägen Rinnen, die als Rutschen wirken, verteilt, wo die Partikel anfangen, aufgrund der Schwerkraft zu wandern. Es können auch andere Arten von Transportlinien eingesetzt werden. Die Partikel erreichen einen Messbereich jeder Transportlinie. Eine oder mehrere Lichtquellen beleuchten alle Körner oder Samen im Messbereich der unterschiedlichen Transportlinien zur selben Zeit. Optische Eigenschaften der Partikel werden in einer spektral aufgelösten Weise über einen Wellenlängenbereich mit Hilfe eines Imaging-Spektrometers mit einem Empfangssensor gemessen, wobei die Eigenschaften über eine grosse Zahl von räumlichen Positionen in einer oder zwei Dimensionen aufgelöst sind. Ein einziges Bild ist ausreichend, um die interessierenden spektralen Eigenschaften sämtlicher Partikel in den Messbereichen der unterschiedlichen Transportlinien aufzuzeichnen und dann mit der Klassifikation und dem Sortieren fortzufahren, z.B. indem die gemessenen spektral aufgelösten optischen Eigenschaften mit den analytischen Eigenschaften, die die erwünschte Qualitätsklasse bilden, korreliert werden.

[0025] Eine Mikroprozessoreinheit kann eingesetzt werden, um jedem Partikel ein Qualitätssignal zuzuordnen, insbesondere unter Verwendung von Kalibrationskurven, die vorher in Nachschlagetabellen abgelegt wurden. Nachschlagetabellen können mehrere Kalibrationskurven enthalten, so dass mehrere Klassifikationen gleichzeitig durchgeführt werden können. Während die Partikel vom Messbereich zum Trennmechanismus wandern, kann dieselbe oder eine andere Mikroprozessoreinheit den Trennmechanismus in einer solchen Weise aktivieren, dass alle Partikel derselben Qualitätsklasse in einem entsprechenden Behälter gelagert werden. Auf diese Weise kann eine grosse Zahl von Partikeln gleichzeitig sortiert werden.

[0026] Die spektralen Eigenschaften, die untersucht werden können, schliessen Transmission, Absorption, Reflexion oder diffuse Reflexion (Streuung) bei unterschiedlichen Wellenlängen ein.

[0027] Die Transportlinien können statisch sein (zum Beispiel im Fall von Rinnen), oder sie können sich selbst bewegen (wie im Fall eines Förderbands). In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Transportlinien statisch, und jede Transportlinie umfasst eine Rinne oder Schiene, die relativ zur horizontalen Ebene geneigt ist, so dass die Partikel unter der Wirkung ihres eigenen Gewichts entlang den Rinnen oder Schienen transportiert werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Transportlinien beschränkt, und es kann auch vorgesehen sein, dass die Transportlinien ebenso gut durch eines oder mehrere Förderbänder gebildet werden. Insbesondere ist es vorstellbar, dass im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein in Längsrichtung gerilltes Förderband verwendet wird, wie es allgemein aus dem Stand der Technik bekannt ist, wobei jede Rille des Förderbands eine Transportlinie darstellt.

[0028] Um die Beleuchtung zu erleichtern, kann in jeder Transportlinie im Messbereich ein mindestens teilweise transparenter oder transluzenter Bereich ausgebildet sein. Die Lichtquelle kann so angeordnet sein, dass sie die Partikel durch diesen mindestens teilweise transparenten oder transluzenten Bereich hindurch beleuchtet. Im Falle von statischen Transportlinien, wie Rinnen oder Schienen, kann der transparente oder transluzente Bereich zum Beispiel einfach durch eine oder mehrere Öffnungen in jeder Transportlinie oder durch ein transparentes oder transluzentes Fenster in jeder Transportlinie gebildet sein. Im Fall einer Transportlinie, die sich entlang der Transportrichtung bewegt, wie einem Förderband, erstreckt sich der transparente oder transluzente Bereich verzugsweise über die gesamte Länge der Transportlinie.

[0029] Insbesondere kann das Imaging-Spektrometer derart angeordnet sein, dass es Licht entlang einer Detektionsrichtung delektiert, welche aus Blickrichtung der Lichtquelle betrachtet vom jeweiligen Messbereich weg weist. Insbesondere kann die Lichtquelle derart angeordnet sein, dass sie den Messbereich von unterhalb der Transportlinien her beleuchtet, und der Detektor kann oberhalb der Transportlinien angeordnet sein.

[0030] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Trennmechanismus auf: eine Mehrzahl von schwenkbaren Flügeln, wobei jeder Flügel einer Transportlinie zugeordnet ist; und eine Mehrzahl von Schwenkmechanismen, wobei jeder Schwenkmechanismus einem Flügel zugeordnet ist, wobei jeder Schwenkmechanismus Antriebssignale von besagtem Antriebsschaltkreis empfängt und dazu ausgebildet ist, den zugeordneten Flügel zwischen einer Mehrzahl von vorbestimmten Orientierungen entsprechend den Antriebssignalen zu verschwenken, um so jedes Partikel, das von jedem Flügel empfangen wird, in einen ausgewählten Sammelbehälter abzulenken.

[0031] Die Flügel können mit einer stossabsorbierenden Schicht beschichtet sein, um den Aufprall der Partikel auf die Flügel abzudämpfen. Die Flügel können gerade oder gebogen sein. Der Schwenkmechanismus kann einen elektrischen Motor, insbesondere einen elektrischen Schrittmotor, umfassen. Alternativ ist es denkbar, dass der Schwenkmechanismus zum Beispiel pneumatisch betrieben wird. Selbstverständlich können andere Arten von Trennmechanismen verwendet werden, wie zum Beispiel vollpneumatische Trennvorrichtungen oder andere Arten von mechanischen Trennvorrichtungen, wie sie an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind.

[0032] Das Imaging-Spektrometer kann in mindestens einem der folgenden Bereiche des elektromagnetischen Spektrums betreibbar sein: UV, VIS und NIR. Die Lichtquelle ist dann selbstverständlich dazu ausgebildet, Licht in mindestens demselben Bereich auszusenden, in dem das Imaging-Spektrometer betrieben wird. Geeignete Imaging-Spektrometer und Lichtquellen sind ohne weiteres kommerziell erhältlich und einem Fachmann bekannt. Beispiele werden zum Beispiel in der WO 2007/041 755 angegeben, deren Inhalt hierin vollständig durch Verweis aufgenommen wird, da dieses Dokument geeignete Imaging-Spektrometer und Lichtquellen offenbart.

[0033] Das Imaging-Spektrometer gibt seine Daten generell in digitaler Form eines sogenannten Datenwürfels, d.h. eines dreidimensionalen Datenfelds, ab, dessen erste Dimension die räumliche Information entlang einer ersten räumlichen Pachtung darstellt, dessen zweite Dimension direkt oder indirekt die räumliche Information entlang einer zweiten, linear unabhängigen räumlichen Richtung darstellt, und dessen dritte Dimension spektrale Information (im allgemeinen Wellenlänge oder Wellenzahl) darstellt. Die zweite Dimension kann räumliche Information entlang der zweiten Richtung auf indirekte Weise darstellen, in dem sie zeitliche Information darstellt, d.h. Spektren, die zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommen wurden, während sich die Partikel durch den Messbereich bewegen. Jedes Objekt des Felds wird im Allgemeinen eine ganze Zahl oder Fliesskommazahl sein, die die Intensität des Lichts darstellt, welche durch den Empfänger an einem bestimmten räumlichen Ort und bei einer bestimmten Wellenlänge/Wellenzahl aufgenommen wurde. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird daher vorzugsweise einen ersten Speicher aufweisen, um eines oder mehrere solche Datenfelder zu speichern, welche dann durch den Klassifikationsschaltkreis ausgelesen werden können.

[0034] Der Klassifikationsschaltkreis wird im Allgemeinen als digitaler Schaltkreis implementiert sein, entweder in der Form eines entsprechend programmierten Universalrechners oder als dedizierte digitale Signalverarbeitungseinrichtung. Der Schaltkreis wird daher im Allgemeinen einen Mikroprozessor und einen zweiten Schaltkreis umfassen, wobei der zweite Speicher mindestens eine Nachschlagetabelle aufweist, um mindestens eine analytische Eigenschaft aus den vom Imaging-Spektrometer aufgenommenen Spektren abzuleiten. Der Klassifikationsschaltkreis ist dann dazu ausgebildet, Daten aus dem ersten Speicher auszulesen, mindestens eine analytische Eigenschaft aus diesen Spektren unter Verwendung von Information, die im zweiten Speicher gespeichert ist, abzuleiten, und jedes Partikel anhand der mindestens einen analytischen Eigenschaft einer Qualitätsklasse zuzuordnen. Der erste und zweite Speicher können selbstverständlich im selben oder in unterschiedlichen Speicherchips physisch implementiert sein.

[0035] Geeignete Algorithmen, um die Partikel den Qualitätsklassen zuzuordnen, sind dem Fachmann bekannt. Beispiele für geeignete Datenverarbeitungsalgorithmen sind zum Beispiel in der WO 2007/041 755 oder WO 2006/054 154, die schon oben genannt wurden, angegeben, und der Inhalt dieser Dokumente wird hierin durch Verweis vollständig aufgenommen, da diese Dokumente derartige Algorithmen offenbaren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0036] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, welche lediglich dem Zweck dienen, die vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zu illustrieren, und nicht dazu dienen, die Erfindung zu beschränken. In den Zeichnungen zeigt: <tb>Fig. 1<sep>eine Darstellung eines Bildspektralwürfels, welcher die Kerndatenstruktur hinter der Klassifikations- und Sortierprozedur darstellt; <tb>Fig. 2<sep>eine stark schematische Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels; und <tb>Fig. 3<sep>eine stark schematische perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.

[0037] Während die Erfindung verschiedenen Modifikationen und alternativen Ausgestaltungen zugänglich ist, wird eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung in den Zeichnungen beispielhaft gezeigt und wird im Folgenden detailliert beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die besondere, hier beschriebene Form zu beschränken, sondern dass im Gegenteil die Erfindung sämtliche Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die in den Geist und Bereich der Erfindung fallen, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert ist, umfassen soll.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0038] Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und insbesondere zunächst auf die Fig. 1, wird zunächst eine grundlegende Datenstruktur des Messschemas beschrieben. In der Fig. 1ist ein typisches Bild, das durch ein Imaging-Spektrometer aufgenommen wurde, schematisch dargestellt und wird hier als Bildspektralwürfel bezeichnet. Ein Bildspektralwürfel ist eine dreidimensionale Datenstruktur, welche zwei räumliche Dimensionen und eine spektrale Dimension aufweist. Die erste räumliche Dimension x enthält eine Anzahl von Pixeln, die dem Bildfeld des Sensors entsprechen: die zweite räumliche Dimension y wird durch die Relativbewegung des Targets relativ zum Sensor bestimmt und weist eine Anzahl von Pixeln auf, die der Anzahl der Bilder, die pro Zeiteinheit aufgenommen werden, entspricht. Die spektrale Dimension w des Bildspektralwürfels (d.h. die dritte Dimension) enthält die Antworten des Targets auf eine Mehrzahl von quasi-monochromatischen Lichtanregungen; die Anzahl von Pixeln w1, w2, w3, ..., wn in der w-Dimension hängt von der Zahl von dispergierenden Kanälen des Imaging-Spektrometers ab, wobei jeder Kanal die gemessene optische Eigenschaft bezüglich einer quasi-monochromatischen Lichtanregung enthält. Ein Schnitt des Bildspektralwürfels, der in der xy-Ebene durchgeführt wird, wird hier als eine Schicht bezeichnet. Ein Schnitt des Bildspektralwürfels, der in der xw-Ebene durchgeführt wird, wird hier als Einzelbild bezeichnet. Jede Schicht enthält eine optische Antwort der aufgenommenen Szene auf eine quasi-monochromatische Lichtanregung. Als Beispiel kann die optische Eigenschaft die Reflexion oder Transmission sein. Ein Pixelprofil, das entlang der w-Richtung des Bildspektralwürfels extrahiert wurde, enthält eine grosse Anzahl von Werten der gemessenen optischen Eigenschaft, wobei jeder Wert einer quasimonochromatischen Lichtanregung entspricht; dieses Profil wird als spektrale Signatur S1, ..., Si, ..., Smbezeichnet. Beispielsweise verkörpert die spektrale Signatur eines Pixels das Reflexions- oder Transmissionsspektrum des Materials, das in diesem bestimmten Pixel vorhanden war. Ein solches Spektrum enthält eine wellenlängenabhängige optische Eigenschaft des Materials, das sich in dem entsprechenden Pixel befindet. Die optischen Eigenschaften jedes Partikels in der aufgenommenen Szene können mit einer oder mehreren biochemischen Eigenschaften korreliert werden, und dadurch können die Partikel klassifiziert werden.

[0039] Unter Bezugnahme auf die Fig. 2und 3 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert. Ein Bunker 1 empfängt eine grosse Zahl von Partikeln, die im Folgenden aus Gründen der Einfachheit als Körner oder Samen bezeichnet werden, mit gemischten analytischen Eigenschaften, und führt diese einem Abgabemechanismus 2 zu. Der Abgabemechanismus 2 ordnet eine Mehrzahl von Körnern oder Samen auf einer Serie von geneigten Schienen 31 an, die einen Transportmechanismus 3 bilden, so dass die Körner oder Samen zueinander ausgerichtet sind. Wegen ihres Gewichts rutschen die Körner oder Samen entlang den Schienen 31 nach unten und erreichen die Messbereiche 10. In diesem Stadium sind eine Vielzahl von Körner oder Samen zueinander ausgerichtet und im Bildfeld 9 eines Imaging-Spektrometers 8 angeordnet. Während sich die Körner oder Samen durch das Bildfeld 9 des Imaging-Spektrometers 8 bewegen, nimmt das Imaging-Spektrometer 8 Einzelbilder auf und bildet den Bildspektralwürfel für diese Körner oder Samen auf eine Weise, die nachstehend noch näher beschrieben wird.

[0040] In jedem Messbereich 10 ist in jeder Schiene 31 eine kleine Öffnung 22 vorhanden, so dass das Korn oder der Samen mit einer Lichtquelle 4 beleuchtet werden kann, welche unterhalb der Schiene 31 in einem bestimmten Abstand zu den Schienen 31 angebracht ist, und zwar relativ nahe zu den Messbereichen 10. Die Lichtquelle 4 emittiert Licht verschiedener Wellenlängen im UV-, VIS- oder NIR-Spektralbereich oder in einer Kombination dieser Bereiche. Das emittierte Licht pflanzt sich durch eine Serie von faseroptischen Leitungen 5 fort und wird auf die kleinen Öffnungen 22 mit Hilfe eines kleinen Kollimationsspiegels oder einer Linse kollimiert. Alle Öffnungen 22 werden gleichzeitig und gleichmässig beleuchtet. In anderen Worten werden die Körner oder Samen in den Messbereichen 10 gleichzeitig von unten her beleuchtet. Eine Fotodiode 6 wird dazu verwendet, die Stabilität und Gleichmässigkeit der Lichtanregung 4 zu überwachen und zu korrigieren; mit Hilfe der Fotodiode 6 wird die Abhängigkeit der Messergebnisse von irgendwelchen Instabilitäten der Lichtquelle minimiert.

[0041] Ein Imaging-Spektrometer 8 mit einem Lichtempfänger 81 ist in einem Abstand oberhalb der Ebene, die die Schienen 31 enthält, angebracht. Das Imaging-Spektrometer 8 zeichnet das Lichtsignal der Körner oder Samen in den Messbereichen 10 auf und zerlegt dieses Licht in eine grosse Serie von Wellenlängenkomponenten mit Hilfe eines dispergierenden Elements, z.B. mit Hilfe eines Prismas oder eines Gitterelements.

[0042] Das Bildfeld 9 des Imaging-Spektrometers 8 ist so gewählt, dass eine Vielzahl von Körnern oder Samen in mehreren Messbereichen 10 gleichzeitig spektral und räumlich abgebildet wird. Dies stellt einen Hauptvorteil gegenüber Verfahren aus dem Stand der Technik dar, weil lediglich ein einziger Sensor 8 verwendet wird, um die optischen Eigenschaften einer Mehrzahl von Körnern oder Samen gleichzeitig zu messen. Das Imaging-Spektrometer 8 zeichnet das Licht, das von den beleuchteten Körner oder Samen durchgelassen wird, in einer grossen Zahl von aneinander angrenzenden spektralen Kanälen und an mehreren räumlichen Positionen auf, während sich die Körner oder Samen über die Schienen bewegen. Auf diese Weise wird ein Bildspektralwürfel gebildet, und die spektralen Signaturen aller abgebildeten Körner oder Samen werden aufgezeichnet. Der Bildspektralwürfel wird dann an eine Verarbeitungseinheit 11 übertragen, welche einen Analyseschaltkreis 11a und einen Antriebsschaltkreis 11b aufweist.

[0043] Der Analyseschaltkreis 11a analysiert die Bildspektralwürfel auf die folgende Weise: (a) zunächst wird das Dunkelsignal aus jedem Einzelbild entfernt; (b) ein Mustererkennungsalgorithmus identifiziert die räumlichen Orte der Körner oder der Samen und weist diese einen vordefinierten räumlichen Gitter zu; (c) schliesslich wird jedem Korn oder jedem Samen im Messbereich eine Qualitätsflagge zugeordnet. Qualitätsflaggen werden zugeordnet, indem die gemessenen optischen Eigenschaften mit analytischen Eigenschaften, die als Kalibrationskurven in Nachschlagetabellen gespeichert sind, korreliert werden. Die Nachschlagetabellen können mehrere Kalibrationskurven enthalten.

[0044] Diese Nachschlagetabellen wurden zuvor durch Kalibrationsprozeduren generiert, welche darauf abzielen, die optischen Eigenschaften der Körner oder Samen mit einer oder mehreren analytischen Eigenschaften zu korrelieren. Es ist offensichtlich, dass ein solcher Bildgebungsansatz die simultane Messung von unterschiedlichen Kategorien von analytischen Eigenschaften erlaubt.

[0045] Während der Analyseschaltkreis 11a den untersuchten Körnern oder Samen Qualitätsflaggen zuordnet, bewegen sich die Körner oder Samen weiter in Richtung des Endes der Schienen 31, wo sie mit einer gewissen Geschwindigkeit und Beschleunigung herunterspringen. Bevor das Ende der Schiene erreicht wird, überträgt der Analyseschaltkreis 11a die Ergebnisse seiner Analyse an einen Antriebsschaltkreis 11b, welcher einen Trennmechanismus aktiviert und steuert, so dass die Körner oder Samen in den richtigen Behältern 19, 20, 21 gelagert werden.

[0046] Der Trennmechanismus umfasst eine Serie von rotatorischen Mikroschrittmotoren 15. Jeder Schrittmotor ist mit einer kleinen Welle 14 ausgestattet, welche einen kleinen schwenkbaren Flügel 16 hält, der aus einem sehr leichten Material gefertigt ist. Dieser kleine Flügel 16 ist mit einer dünnen Schicht eines Materials bedeckt, dessen Funktion es ist, die Aufpralleinwirkung des Korns oder Samens zu dämpfen. Der Mikroschrittmotor 15 kann, aktiviert durch den Antriebsschaltkreis, den kleinen Flügel 16 in einem Winkel relativ zur Schiene 31 positionieren. Die Anzahl von möglichen Winkeln ist mindestens 3. In jedem Winkel schlägt das Korn oder der Samen auf der dünnen Schicht auf, die den Flügel 16 bedeckt, wobei diese Schicht den Aufprall absorbiert und das Korn oder den Samen in einen Behälter 19, 20, 21 fallen lässt. Jeder Behälter 19, 20, 21 sammelt alle Körner oder Samen derselben Qualitätsklasse oder, in anderen Worten, alle Körner oder Samen, die derselben Qualitätsflagge entsprechen, auf.

[0047] Mindestens drei Behälter 19, 20, 21 werden verwendet: ein erster Behälter 19 nimmt alle Körner oder Samen niedriger Qualität auf, ein zweiter Behälter 20 nimmt alle Körner oder Samen mittlerer Qualität auf, und ein dritter Behälter 21 nimmt alle Körner oder Samen hoher Qualität auf.

[0048] Die Verarbeitungseinheit 11 steuert alle Mikroschrittmotoren 15 gleichzeitig. Die Verarbeitungseinheit 11 aktiviert die Mikroschrittmotoren, welche die Flügel derart in einem Winkel relativ zu den Schienen orientieren, dass ein Korn oder Samen derselben gemessenen Qualität im richtigen Behälter 19, 20, 21 gelagert werden kann. Falls beispielsweise die Verarbeitungseinheit dem gemessenen Korn oder Samen die Kennzeichnung «Proteingehalt geringer Qualität» zugewiesen hat, wird der Flügel 16 in einem Winkel von 90° relativ zum Ende der Schiene 31 (Position A) positioniert, und das Korn oder der Samen fällt in den entsprechenden Behälter 19; falls die Verarbeitungseinheit dem gemessenen Korn oder Samen die Kennzeichnung «Proteingehalt mittlere Qualität» zugewiesen hat, wird der Flügel in einem Winkel von 45° relativ zum Ende der Schiene 31 positioniert, und das Korn oder der Samen fällt in den entsprechenden Behälter 20 (Position B); falls die Verarbeitungseinheit den gemessenen Korn oder Samen die Kennzeichnung «Proteingehalt hoher Qualität» zugewiesen hat, wird der Flügel 16 in einem Winkel von 0° relativ zum Ende der Schiene 31 positioniert, und das Korn oder der Samen fällt in den entsprechenden Behälter 21 (Position C). Falls jedoch mehr als drei Qualitätsklassen benötigt werden, werden kleinere Winkel verwendet.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0049] <tb>1<sep>Bunker <tb>2<sep>Abgabemechanismus <tb>3<sep>Transportmechanismus <tb>31<sep>Schiene <tb>4<sep>Lichtquelle <tb>5<sep>faseroptische Leitung <tb>6<sep>Photodiode <tb>8<sep>Imaging Spektrometer <tb>9<sep>Bildfeld <tb>10<sep>Messbereich <tb>11<sep>Verarbeitungseinheit <tb>11a<sep>Analyseeinheit <tb>11b<sep>Antriebseinheit <tb>14<sep>Welle <tb>15<sep>Motor <tb>16<sep>Flügel <tb>19, 20, 21<sep>Sammelbehälter

Claims (15)

1. Sortiervorrichtung zum Klassifizieren und Sortieren von organischen Partikeln entsprechend von Qualitätsklassen, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Abgabemechanismus (2), um organische Partikel aus einer Menge zu vereinzeln; einen Transportmechanismus (3), um die vereinzelten Partikel aus dem Abgabemechanismus (2) zu empfangen, wobei der Transportmechanismus (3) eine Mehrzahl von Transportlinien (31) aufweist, wobei jede Transportlinie (31) dazu ausgebildet ist, nacheinander vereinzelte Partikel einzeln zu empfangen; einen Trennmechanismus (14, 15, 16), um die Partikel vom Transportmechanismus (3) zu empfangen, wobei der Trennmechanismus (14, 15, 16) geeignet ist, gleichzeitig eine Mehrzahl von Partikeln, die aus der Mehrzahl von Transportlinien (31) empfangen wurden, in mindestens zwei unterschiedliche Sammelbehälter (19, 20, 21) zu sortieren; mindestens eine Lichtquelle (4, 5), um einen Messbereich (10) jeder Transportlinie (31) zu beleuchten; ein Imaging-Spektrometer (8), um räumlich aufgelöste Spektren von Partikeln aufzunehmen, die durch die Messbereiche (10) transportiert werden, wobei das Imaging-Spektrometer ein Bildfeld hat, das eine Mehrzahl von Messbereichen abdeckt; einen Klassifikationsschaltkreis (11a), der in Wirkverbindung mit dem Imaging-Spektrometer steht, um jedes Partikel, das einen Messbereich (10) durchlaufen hat, basierend auf den räumlich aufgelösten Spektren einer Qualitätsklasse zuzuordnen; und einen Antriebsschaltkreis (11b), um den Trennmechanismus (14, 15, 16) so anzutreiben, dass Partikel, die zur selben Qualitätsklasse gehören, in ein entsprechendes Sammelgefäss (19, 20, 21) sortiert werden.

2. Sortiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Transportlinie (31) einen mindestens teilweise transparenten oder transluzenten Bereich im ihrem zugeordneten Messbereich (10) aufweist, und wobei die Lichtquelle (4, 5) derart angeordnet ist, dass sie die Partikel durch den mindestens teilweise transparenten oder transluzenten Bereich hindurch beleuchtet.

3. Sortiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Imaging-Spektrometer (8) derart angeordnet ist, dass es Licht entlang einer Detektionsrichtung, die von der Lichtquelle (4, 5) weg weist, detektiert, insbesondere, wobei die Lichtquelle (4, 59 derart angeordnet ist, dass sie den Messbereich von unterhalb der Transportlinien beleuchtet, und wobei der Detektor (81) oberhalb der Transportlinien angeordnet ist.

4. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Imaging-Spektrometer (8) spezifisch dazu ausgebildet ist, mindestens eine Art von Spektrum ausgewählt aus diffusen Reflexionspektren, Reflexionspektren und Transmissionspektren aufzunehmen.

5. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Trennmechanismus (14, 15, 16) dazu ausgebildet ist, die Partikel in mindestens drei unterschiedliche Sammelbehälter (19, 20, 21) zu sortieren.

6. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Transportmechanismus (3) eine Mehrzahl von Rinnen aufweist, die relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt sind, wobei jede Rinne eine Transportlinie (31) bildet.

7. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Trennmechanismus (14, 15, 16) aufweist: eine Mehrzahl von schwenkbaren Flügeln (16), wobei jeder Flügel einer Transportlinie (31) zugeordnet ist; und eine Mehrzahl von Schwenkmechanismen (14, 15), wobei jeder Schwenkmechanismus einem Flügel (16) zugeordnet ist, wobei jeder Schwenkmechanismus Antriebssignale vom Antriebsschaltkreis (11b) empfängt und dazu ausgebildet ist, den zugeordneten Flügel (16) zwischen einer Mehrzahl von vorbestimmten Orientierungen (A, B, C) entsprechend den Antriebssignalen zu verschwenken, um jedes Partikel, das vom jeweiligen Flügel (16) empfangen wird, in einen ausgewählten Sammelbehälter (19, 20, 21) abzulenken.

8. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Imaging-Spektrometer (8) dazu ausgebildet ist, Spektren in mindestens einem Bereich ausgewählt aus dem UV-, sichtbaren und nah-infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufzunehmen, und wobei die Lichtquelle (4) dazu ausgebildet ist, Licht in einem solchen Bereich zu emittieren.

9. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend einen ersten Speicher, der eine Datenstruktur zum Speichern von mindestens einem dreidimensionalen Datenfeld, das vom Imaging-Spektrometer (8) empfangen wird, aufweist, wobei eine erste und eine zweite Dimension (x, y) des Datenfelds räumliche Informationen entlang zweier linear unabhängiger räumlicher Richtungen darstellt, und wobei eine dritte Dimension (w) des Datenfels spektrale Information darstellt.

10. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klassifikationsschaltkreis (11a) einen Mikroprozessor und einen zweiten Speicher aufweist, wobei der zweite Speicher mindestens eine Nachschlagetabelle aufweist, um mindestens eine analytische Eigenschaft aus den Spektren abzuleiten, wobei der Klassifikationsschaltkreis dazu ausgebildet ist, jedes Teilchen einer Qualitätsklasse aufgrund der mindestens einen analytischen Eigenschaft zuzuweisen.

11. Verfahren zum Klassifizieren und Sortieren von organischen Partikeln bezüglich Qualitätsklassen, wobei das Verfahren aufweist: Vereinzeln der organischen Partikel aus einer Menge; Transportieren der vereinzelten organischen Partikel mittels einer Mehrzahl von Transportlinien (31), wobei jede Transportlinie nacheinander vereinzelte Partikel einzeln empfängt; Beleuchten eines Messbereichs (10) jeder Transportlinie (31) mit mindestens einer Lichtquelle (4); Aufnehmen von räumlich aufgelösten Spektren von Partikeln, die durch die Messbereiche (10) transportiert werden, wobei jedes räumlich aufgelöste Spektrum sich auf eine Mehrzahl von Messbereichen bezieht; Zuordnen jedes Partikels zu einer Qualitätsklasse basierend auf den räumlich aufgelösten Spektren; und gleichzeitiges Sortieren einer Mehrzahl von Partikeln, die aus der Mehrzahl von Transportlinien (31) empfangen wurden, in mindestens zwei unterschiedliche Sammelbehälter (19, 20, 21), wodurch Partikel, die zur selben Qualitätsklasse gehören, in denselben Sammelbehälter sortiert werden.

12. Sortierverfahren nach Anspruch 11, wobei die organischen Partikel landwirtschaftliche Partikel sind, die aus Getreidekörnern, Getreidesamen, Getreidekernen, Sojabohnen, Kakaobohnen, Kaffeebohnen und Nüssen ausgewählt sind.

13. Sortierverfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Messbereiche (10) durch einen teilweise transparenten oder transluzenten Bereich jeder Transportlinie hindurch beleuchtet werden.

14. Sortierverfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, aufweisend: Ableiten mindestens einer analytischen Eigenschaft jedes Partikels aus den Spektren; und Zuordnen jedes Partikels zu einer Qualitätsklasse aufgrund der mindestens einen analytischen Eigenschaft.

15. Sortierverfahren nach Anspruch 14, wobei die analytischen Eigenschaften ausgewählt sind aus biochemischen Eigenschaften, kontaminierenden Substanzen, infektiösen Substanzen und Beschädigungen.