CH702891B1 - Apparatus and method for sorting agricultural particles. - Google Patents

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CH702891B1
CH702891B1 CH4382010A CH4382010A CH702891B1 CH 702891 B1 CH702891 B1 CH 702891B1 CH 4382010 A CH4382010 A CH 4382010A CH 4382010 A CH4382010 A CH 4382010A CH 702891 B1 CH702891 B1 CH 702891B1
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Qualysense Ag
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3425Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain
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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.There will be provided an apparatus and method for classifying and sorting organic particles, e.g. Grains or seeds disclosed based on imaging spectroscopy. Particles are singulated from the batch and transported individually with a plurality of transport lines (31) to a separating mechanism (14, 15, 16). The separation mechanism simultaneously sorts a plurality of particles received from the transport lines into at least two different collection containers (19, 20, 21). An imaging spectrometer simultaneously records spatially resolved spectra of a plurality of particles while the particles move through measurement areas (10) of the transport lines. Based on these spectra, each particle is assigned a quality class, and particles belonging to the same quality class are sorted into the same collection bin. As a result, agricultural particles can be efficiently sorted into different quality classes on the basis of extended analytical properties, such as biochemical properties or a degree of contamination.

Description

Technisches GebietTechnical area

[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. The present invention relates to an apparatus and a method for sorting organic particles having mixed analytical properties, in particular agricultural particles such as grains or seeds, in two or more quality classes. A quality class contains particles with similar analytical properties, which may include sensory properties, biochemical properties or the level of contamination with contaminants or infectious substances. The invention can be used for a variety of applications, including, but not limited to, sorting grains, seeds and kernels of cereals such as wheat, barley, oats, durum wheat, corn, rice or millet. Other applications include sorting soybeans, cocoa beans, coffee beans, etc.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Das Sortieren von landwirtschaftlichen Partikeln wie Körner 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. The sorting of agricultural particles such as grains or seeds in quality classes may be advantageous for several reasons. Thus, e.g. different trading prices for different quality classes can be achieved, contaminated and / or infected components can be identified and rejected, safety standards can be guaranteed, higher quality product lines can be produced and quality control can be continuously ensured.

[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. The variation of certain analytical properties within grains or seeds of the same batch can be large. In the case of wheat, it is known that even within wheat grains harvested in the same field, large variations in protein content may occur. Such a variation can surprisingly be identified even in wheat grains belonging to the same plant. Therefore, the sorting of wheat grains in terms of their protein content can help the millers to produce higher quality flour, which in turn can be used to produce bread, pasta or any other wheat-based product with higher quality standards. In addition, the sorting of wheat grains can lead to large savings in additives used in flour production.

[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. Another example is the identification of contaminated or infected grains or seeds. Reliable removal of infected seeds or seeds can reduce the dose of insecticides, fungicides or herbicides during production, resulting in healthier and safer products.

[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. It is therefore apparent that the grading of grains or seeds in terms of analytical properties can lead to improved quality, safety and economic and health benefits.

[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. A number of methods and systems for sorting cores or granular material by various criteria have been proposed in the prior art. EP 0 719 598, US 6 078 018, US 4 454 029, US 4 699 273, US 5 638 961 and US 5 085 325 disclose methods and apparatus for sorting objects of small dimensions by color. US 6 635 840 discloses a method to sort seeds by their shape. US 2 015 400 discloses a method to sort grains by shape and size. US 5 429 248 discloses a method to sort grains in size and contaminants. U.S. 4,630,736 and U.S. 5,692,621 disclose methods for sorting grains for desirable / undesirable criteria or appearance. US 5,871,397, US 7,202,434 and US 6,845,326 to sort grains for organic properties (e.g., moisture, density, protein) or composition.

[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. Regardless of the analytical property used to distinguish and sort objects, most of the above methods and apparatuses have a common measurement setup. This structure includes a light source and a receiving sensor, with which the objects to be analyzed are examined individually. In particular, each receive sensor measures the signal reflected or transmitted by each sample being examined. For this purpose, different regions of the electromagnetic spectrum have been used, e.g. the UV, visible (VIS) or near-infrared (NIR) range.

[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. Such a measurement setup is suboptimal for a number of reasons. To increase the throughput of these devices, multiple measurement stations and / or receiving sensors must be implemented and operated in parallel. If n objects are to be sorted in parallel, n receive sensors must be used and arranged so that they are operated in cooperation. The operation of a large number of receiving sensors will result in high cost and complexity and can reduce the performance and competitiveness of the device when integrated in a very demanding industrial processing environment. In addition, many of the prior art designs given above provide only very limited information about the material being tested.

[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. From US 5,956,413 a device is known to simultaneously examine a plurality of cereal grains by video imaging. The device comprises a vibrating conveyor belt having a plurality of transverse grooves. Grain cores are distributed in the grooves of the conveyor belt so that they form a single layer. A video camera produces digital still images of all cores on the conveyor. The nuclei are identified in the images, and for each nucleus, image signals are sent to a neural network. The neural network determines which class each core belongs to. A pneumatic separation mechanism allows all cores of a selected groove to be transferred to a separate container if the neural network has identified at least one of the cores in that groove as belonging to a particular class.

[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. While such a device may be capable of evaluating fast kernels based on the grain type and recognizing damaged kernels, the device is not suitable for detecting more specific analytical properties such as biochemical properties or the presence of infectious substances or contaminants on the kernels. Moreover, it is not possible to separate the cores individually, but only to separate the cores groove by groove, which prevents the cores are sorted individually into predetermined quality classes.

[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 hindurchbewegen, 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. US 7 111 740 discloses a method for sorting seeds wherein a line scan camera is used to photograph the seeds passing through an area below the line scan camera. Mismatched objects, e.g. black seeds, can be removed individually by pneumatic nozzles. This device is not suitable for detecting more specific analytical properties such as biochemical properties, the presence of infectious substances or contamination on the nuclei.

[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. WO 2007/041 755 discloses methods for determining the properties of samples of agricultural products, e.g. Grapes to be determined by near-infrared (NIR) reflectance spectroscopy. Such methods can be used to detect the presence of foreign substances on the samples, e.g. of infectious substances. However, no separation or sorting of the samples is performed, and the method can only be applied to one sample at a time, which results in such processes becoming very slow in processing whole batches.

[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 vorbeitransportiert, 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. WO 2006/054 154 discloses various embodiments of devices for sorting inorganic mineral particles using reflectance spectroscopy. In one embodiment, particles are fed to a longitudinally grooved conveyor belt and conveyed past a reflectance spectrometer, which in one version may be an imaging spectrometer which provides spatially resolved spectral information. Based on the spectral information obtained from the spectrometer, the mineral particles are classified and individually identified particles can be collected from the conveyor belt with a single pneumatic mini-cyclone. No applications for agricultural products or other organic particles are described. Due to the presence of only a single means for collecting individual particles from the belt, the device is only capable of picking a relatively small number of particles of interest from a large sample of particles; however, such a device is not well suited for sorting particles into different quality classes of similar size.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[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. In a first aspect, the present invention provides a sorter for agricultural particles, such as seeds or seeds, capable of efficiently and rapidly sorting into different quality classes on the basis of extended analytical properties, such as biochemical properties or the level of contamination with certain contaminants Substances or infectious substances allowed. In particular, the present invention provides a sorting apparatus according to claim 1. Further embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

[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. In particular, the present invention according to the first aspect of the invention provides a sorting apparatus for classifying and sorting organic, in particular agricultural, particles according to quality classes, the apparatus comprising: a dispensing mechanism for separating organic particles from an amount; a transport mechanism for receiving the separated particles from the delivery mechanism, the transport mechanism having a plurality of transport lines, each transport line configured to receive successively singulated particles one at a time while the transport lines are formed together to simultaneously receive a plurality of singulated particles to receive and transport; a separation mechanism for receiving the particles from the transport mechanism, the separation mechanism adapted to simultaneously sort a plurality of particles received from the plurality of transport lines into at least two different collection containers; at least one light source to illuminate a measurement area of each transport line; an imaging spectrometer for acquiring spatially resolved spectra of particles transported through the measurement areas, the imaging spectrometer having an image field covering a plurality of measurement areas such that each spatially resolved spectrum covers a plurality of measurement areas; a classification circuit operatively connected to the imaging spectrometer for associating each particle having passed through a measurement range based on the spatially resolved spectra of a quality class; and a drive circuit to drive the separation mechanism so that particles belonging to the same quality class are sorted into a corresponding collection vessel.

[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 Anspruch 11 angegeben. According to a second aspect, the present invention provides a corresponding sorting method which uses the same general principles as the sorting apparatus of the first aspect of the invention. Such a method is specified in claim 11.

[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. In particular, the present invention provides a method for classifying and sorting organic particles, in particular agricultural particles, with respect to quality classes, the method comprising: Separating the organic particles from an amount; Transporting the separated organic particles by means of a plurality of transport lines, each transport line receiving individual particles separated one after the other, the transport lines simultaneously receiving and transporting a plurality of separated particles together; Illuminating a measuring range of each transport line with at least one light source; Recording spatially resolved spectra of particles transported through the measurement areas, each spatially resolved spectrum relating to a plurality of measurement areas; Assigning each particle to a quality class based on the spatially resolved spectra; and simultaneously sorting a plurality of particles received from the plurality of transport lines into at least two different collection containers, thereby sorting particles belonging to the same quality class into the same collection container.

[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. Such an apparatus and method addresses several of the disadvantages of prior art apparatus and methods and overcomes these disadvantages by (a) ensuring high throughput with reduced measurement complexity, (b) reducing costs (c) if desired, allow the measurement of several analytical properties simultaneously, (d) allow the sorting of particles into quality classes, and (e) sort each particle individually. The prior art has not yet been able to combine all of these properties in a single device or method.

[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. The present invention provides a system and method based on imaging spectroscopy to analyze and sort particles such as grains or seeds in terms of their analytical properties. The present device can detect one or more analytical properties simultaneously by measuring spectral properties of the particles being studied (e.g., the dependence on certain optical properties such as reflectivity or transmission from the wavelength). The types of organic or agricultural particles which can be sorted by such a device and method include, but are not limited to: grains, seeds or kernels of cereals such as wheat, rye, oats, rice, corn or spelled ; Soybeans, cocoa beans and coffee beans and more. The types of analytical properties that can be studied include, but are not limited to, biochemical properties, the level of contamination with contaminants and / or infectious substances and / or other pathogenic substances, supplemented by geometric and sensory properties such as size, Shape and color. In particular, biochemical properties are to be understood as properties that reflect the structure, composition and chemical reactions of substances in living organisms. Biochemical properties include, but are not limited to, protein and / or amino acid content, moisture content, polysaccharide content, especially starch content or gluten content, fat or oil content or content of specific biochemical or chemical markers, e.g. Chemical degradation markers generally known in the art. Contaminating or infectious substances include harmful chemicals and microorganisms that can cause disease to the consumer and include, but are not limited to, fungicides, herbicides, insecticides, pathogens, bacteria and fungi.

[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. A large amount of agricultural particles can be sorted in terms of at least one such analytical property. The value of the selected analytical property can vary considerably within a large amount of particles. Analytical properties are determined by measuring the spectral properties of the particles. If a large number of particles is present, a large variance of analytical properties is correlated with a large dispersion of the measured spectral properties. When the measured values of the spectral properties are grouped together, a measurement distribution is obtained which can be characterized by its mean and standard deviation. If the measurement distribution is segmented into two or more areas, two or more quality classes can be formed. Each quality class contains particles whose spectral properties, and therefore also analytical properties, fall within a range of the original measurement distribution.

[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. In some embodiments, the present invention may be used to sort particles having mixed analytical properties into at least three quality classes: - medium quality: a class of particles characterized by an average of at least one selected analytical property, which average is close to the mean of the general measurement distribution; Low quality: a class of particles characterized by an average of at least one selected analytic property, this mean being less than the mean of the general measurement distribution; - high quality: a class of particles characterized by an average of at least one selected analytical property, this average being greater than the mean of the general measurement distribution.

[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. In such a case, the separation mechanism is suitable for sorting the particles into at least three different collection containers. The number of collection containers corresponds to the number of desired quality classes.

[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. As an example, a large number of wheat grains whose protein content varies between about 12% and 14% can be sorted into three quality classes: a <12.5% grade (low quality), a 12.5% -13, 5% (medium quality), and> 13.5% (high quality). Of course, the boundaries of these classes can be defined differently.

[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. The analytical properties of the particles are determined by imaging spectroscopy. A large number of particles are transported in parallel over a series of transport lines, e.g. sloping channels, which act as slides, where the particles start to migrate due to gravity. Other types of transport lines can be used. The particles reach a measuring range of each transport line. One or more light sources illuminate all grains or seeds in the measuring range of the different transport lines at the same time. Optical properties of the particles are measured in a spectrally resolved manner over a range of wavelengths using an imaging spectrometer with a receiving sensor, the characteristics being resolved over a large number of spatial positions in one or two dimensions. A single image is sufficient to record the spectral properties of interest of all particles in the measurement areas of the different transport lines and then proceed with the classification and sorting, e.g. by correlating the measured spectrally resolved optical properties with the analytical properties that form the desired quality class.

[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. A microprocessor unit can be used to assign a quality signal to each particle, in particular using calibration curves previously stored in look-up tables. Lookup tables can contain multiple calibration curves so that multiple classifications can be performed simultaneously. As the particles migrate from the measuring area to the separating mechanism, the same or another microprocessing unit may activate the separating mechanism in such a manner that all particles of the same quality class are stored in a corresponding container. In this way, a large number of particles can be sorted simultaneously.

[0026] Die spektralen Eigenschaften, die untersucht werden können, schliessen Transmission, Absorption, Reflexion oder diffuse Reflexion (Streuung) bei unterschiedlichen Wellenlängen ein. The spectral properties that can be examined include transmission, absorption, reflection or diffuse reflection (scattering) at different wavelengths.

[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. The transport lines may be static (for example in the case of gutters) or they may move themselves (as in the case of a conveyor belt). In a preferred embodiment, the transport lines are static, and each transport line comprises a channel or rail which is inclined relative to the horizontal plane, so that the particles are transported along the channels or rails under the effect of their own weight. However, the present invention is not limited to such transport lines, and it may also be provided that the transport lines are equally well formed by one or more conveyor belts. In particular, it is conceivable that in the context of the present invention, a longitudinally grooved conveyor belt is used, as is generally known in the art, wherein each groove of the conveyor belt constitutes a transport line.

[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 vorzugsweise über die gesamte Länge der Transportlinie. In order to facilitate the lighting, an at least partially transparent or translucent area can be formed in each transport line in the measuring area. The light source may be arranged to illuminate the particles through this at least partially transparent or translucent region. For example, in the case of static transport lines, such as gutters or rails, the transparent or translucent area may simply be formed by one or more openings in each transport line or by a transparent or translucent window in each transport line. In the case of a transport line which moves along the transport direction, such as a conveyor belt, the transparent or translucent area preferably extends over the entire length of the transport line.

[0029] Insbesondere kann das Imaging-Spektrometer derart angeordnet sein, dass es Licht entlang einer Detektionsrichtung detektiert, 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. In particular, the imaging spectrometer may be arranged such that it detects light along a detection direction, which, viewed from the viewing direction of the light source points away from the respective measuring range. In particular, the light source can be arranged such that it illuminates the measuring area from below the transport lines, and the detector can be arranged above the transport lines.

[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. In a preferred embodiment, the separation mechanism comprises: a plurality of pivotable wings, each wing associated with a transport line; and a plurality of pivoting mechanisms, each pivoting mechanism being associated with a wing, each pivoting mechanism receiving drive signals from said drive circuit and being adapted to pivot the associated wing between a plurality of predetermined orientations in accordance with the drive signals, such as each particle coming from each wing is received, to divert into a selected collection container.

[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. The wings may be coated with a shock absorbing layer to dampen the impact of the particles on the wings. The wings can be straight or curved. The pivoting mechanism may comprise an electric motor, in particular an electric stepping motor. Alternatively, it is conceivable that the pivot mechanism is pneumatically operated, for example. Of course, other types of separation mechanisms may be used, such as fully pneumatic separators or other types of mechanical separation devices known per se in the art.

[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. The imaging spectrometer may be operable in at least one of the following ranges of the electromagnetic spectrum: UV, VIS and NIR. The light source is of course designed to emit light in at least the same area in which the imaging spectrometer is operated. Suitable imaging spectrometers and light sources are readily available commercially and known to those skilled in the art. Examples are given, for example, in WO 2007/041 755, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety, as this document discloses suitable imaging spectrometers and light sources.

[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 Richtung 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, indem 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. The imaging spectrometer generally outputs its data in digital form of a so-called data cube, i. E. a three-dimensional data field, whose first dimension represents the spatial information along a first spatial direction, whose second dimension directly or indirectly represents the spatial information along a second, linearly independent spatial direction, and whose third dimension spectral information (generally wavelength or wavenumber ). The second dimension may indirectly represent spatial information along the second direction by representing temporal information, i. Spectra acquired at different times as the particles move through the measurement range. Each object of the field will generally be an integer or floating point number representing the intensity of the light received by the receiver at a particular spatial location and at a particular wavelength / wavenumber. The apparatus of the present invention will therefore preferably include a first memory for storing one or more such data fields which may then be read out by the classification circuit.

[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. The classification circuit will generally be implemented as a digital circuit, either in the form of a suitably programmed general-purpose computer or as a dedicated digital signal processor. The circuit will therefore generally comprise a microprocessor and a second circuit, the second memory having at least one look-up table for deriving at least one analytical property from the spectra taken by the imaging spectrometer. The classification circuit is then configured to read data from the first memory, derive at least one analytic property from those spectra using information stored in the second memory, and assign each particle to a quality class based on the at least one analytic property. Of course, the first and second memories may be physically implemented in the same or different memory chips.

[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. Suitable algorithms for assigning the particles to the quality classes are known to the person skilled in the art. Examples of suitable data processing algorithms are given, for example, in WO 2007/041 755 or WO 2006/054 154, which have already been mentioned above, and the content of these documents is incorporated herein by reference in their entirety, as these documents disclose such algorithms.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0036] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im 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.Preferred embodiments of the invention will now be described with reference to the drawings, which are for the purpose of illustrating the present preferred embodiments of the invention only and are not intended to limit the invention. In the drawings shows: <Tb> FIG. 1 <sep> is an illustration of an image spectral cube representing the core data structure behind the classification and sorting procedure; <Tb> FIG. 2 <sep> is a highly schematic side view of a preferred embodiment; and <Tb> FIG. 3 <sep> is a highly schematic perspective view of a preferred embodiment.

[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. While the invention is susceptible to various modifications and alternative embodiments, a particular embodiment of the invention will be shown by way of example in the drawings and will be described in detail below. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular form disclosed herein, but that, by contrast, the invention is to include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims Claims is intended to include.

Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments

[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, w2w3, …, 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 Sl, ..., Si, ..., Sm bezeichnet. 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. Referring first to the drawings, and more particularly first to FIG. 1, a basic data structure of the measurement scheme will first be described. In Fig. 1, a typical image taken by an imaging spectrometer is shown schematically and is referred to herein as an image spectral cube. An image spectral cube is a three-dimensional data structure that has two spatial dimensions and one spectral dimension. The first spatial dimension x contains a number of pixels which correspond to the image field of the sensor: the second spatial dimension y is determined by the relative movement of the target relative to the sensor and has a number of pixels that are the number of images per unit of time be included corresponds. The spectral dimension w of the image spectral cube (i.e., the third dimension) contains the responses of the target to a plurality of quasi-monochromatic light excitations; the number of pixels w1, w2w3, ..., wn in the w-dimension depends on the number of dispersing channels of the imaging spectrometer, each channel containing the measured optical property with respect to a quasi-monochromatic light excitation. A section of the image spectral cube performed in the xy plane is referred to herein as a layer. A section of the image spectral cube performed in the xw plane is referred to herein as a frame. Each layer contains an optical response of the recorded scene to a quasi-monochromatic light excitation. As an example, the optical property may be reflection or transmission. A pixel profile extracted along the w direction of the image spectral cube contains a large number of values of the measured optical property, each value corresponding to a quasi-monochromatic light excitation; this profile is called the spectral signature Sl, ..., Si, ..., Sm. For example, the spectral signature of a pixel represents the reflection or transmission spectrum of the material that was present in that particular pixel. Such a spectrum contains a wavelength-dependent optical property of the material located in the corresponding pixel. The optical properties of each particle in the captured scene can be correlated with one or more biochemical properties and thereby the particles can be classified.

[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. Referring to Figures 2 and 3, a preferred embodiment of the present invention will now be illustrated. A bunker 1 receives a large number of particles, hereinafter referred to as grains or seeds, for simplicity, with mixed analytical properties, and supplies them to a dispensing mechanism 2. The discharge mechanism 2 arranges a plurality of grains or seeds on a series of inclined rails 31 constituting a transporting mechanism 3 so that the grains or seeds are aligned with each other. Because of their weight, the grains or seeds slide down the rails 31 and reach the measuring regions 10. At this stage, a plurality of grains or seeds are aligned with each other and arranged in the image field 9 of an imaging spectrometer 8. As the grains or seeds move through the image field 9 of the imaging spectrometer 8, the imaging spectrometer 8 captures frames and forms the image spectral cube for these grains or seeds in a manner to be described in more detail below.

[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. In each measuring area 10, a small opening 22 is present in each rail 31, so that the grain or the seed can be illuminated with a light source 4, which is mounted below the rail 31 at a certain distance from the rails 31, and Although relatively close to the measuring areas 10. The light source 4 emits light of different wavelengths in the UV, VIS or NIR spectral range or in a combination of these areas. The emitted light propagates through a series of fiber optic lines 5 and is collimated onto the small apertures 22 by means of a small collimating mirror or lens. All openings 22 are illuminated simultaneously and uniformly. In other words, the grains or seeds in the measurement areas 10 are simultaneously illuminated from below. A photodiode 6 is used to monitor and correct the stability and uniformity of the light excitation 4; with the aid of the photodiode 6, the dependence of the measurement results of any instability of the light source is minimized.

[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. An imaging spectrometer 8 with a light receiver 81 is mounted at a distance above the plane containing the rails 31. The imaging spectrometer 8 records the light signal of the grains or seeds in the measuring regions 10 and breaks this light into a large series of wavelength components by means of a dispersing element, e.g. with the help of a prism or a grid element.

[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 Körnern 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. The image field 9 of the imaging spectrometer 8 is selected so that a plurality of grains or seeds in multiple measuring ranges 10 is simultaneously spectrally and spatially mapped. This is a major advantage over prior art methods because only a single sensor 8 is used to simultaneously measure the optical properties of a plurality of grains or seeds. The imaging spectrometer 8 records the light transmitted by the illuminated grains or seeds in a large number of adjacent spectral channels and in multiple spatial positions as the grains or seeds move across the rails. In this way, an image spectral cube is formed and the spectral signatures of all imaged grains or seeds are recorded. The image spectrum cube is then transmitted to a processing unit 11 having an analysis circuit 11a and a drive circuit 11b.

[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 einem 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. The analysis circuit 11a analyzes the image spectral cube in the following manner: (a) first, the dark signal is removed from each frame; (b) a pattern recognition algorithm identifies the spatial locations of the grains or seeds and assigns them to a predefined spatial grid; (c) finally, a quality flag is assigned to each grain or seed in the measurement area. Quality flags are assigned by correlating the measured optical properties with analytical properties stored as calibration curves in look-up tables. The look-up tables may contain multiple calibration curves.

[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. These look-up tables have previously been generated by calibration procedures which aim to correlate the optical properties of the grains or seeds with one or more analytical properties. It is obvious that such an imaging approach allows the simultaneous measurement of different categories of analytical properties.

[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. While the analyzing circuit 11a assigns quality flags to the inspected grains or seeds, the grains or seeds continue to move toward the end of the rails 31 where they jump down with a certain speed and acceleration. Before the end of the rail is reached, the analysis circuit 11a transmits the results of its analysis to a drive circuit 11b which activates and controls a separation mechanism so that the seeds or seeds are stored in the proper containers 19, 20, 21.

[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. The stepper motor comprises a series of rotary microstepping motors 15. Each stepper motor is equipped with a small shaft 14 which holds a small pivotable wing 16 made of a very light material. This small wing 16 is covered with a thin layer of material whose function is to dampen the impact of the grain or seed. The microstep motor 15, activated by the drive circuitry, can position the small wing 16 at an angle relative to the rail 31. The number of possible angles is at least 3. At each angle, the grain or seed strikes the thin layer covering the wing 16, which layer absorbs the impact and places the grain or seed in a container 19, 20, 21 dropping. Each container 19, 20, 21 collects all the grains or seeds of the same quality class or, in other words, all the grains or seeds corresponding to the same quality flag.

[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. At least three containers 19, 20, 21 are used: a first container 19 receives all grains or seeds of low quality, a second container 20 receives all grains or seeds of medium quality, and a third container 21 takes all grains or seeds high quality.

[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 dem gemessenen Korn oder dem 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. The processing unit 11 controls all the micro-stepping motors 15 simultaneously. The processing unit 11 activates the microstep motors which orient the wings at an angle relative to the rails such that a grain or seed of the same measured quality can be stored in the proper container 19, 20, 21. For example, if the processing unit has assigned the label "low quality protein content" to the measured grain or seed, the vane 16 is positioned at an angle of 90 ° relative to the end of the rail 31 (position A) and the grain or seed falls into corresponding container 19; if the processing unit has assigned the label "medium grade protein content" to the measured grain or seed, the vane is positioned at an angle of 45 ° relative to the end of the rail 31 and the grain or seed falls into the corresponding container 20 (position B) ); if the processing unit has assigned the label "high quality protein" to the measured grain or seed, the vane 16 is positioned at an angle of 0 ° relative to the end of the rail 31 and the grain or seed falls into the corresponding container 21 (FIG. Position C). However, if more than three quality classes are needed, smaller angles are used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[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[0049] <Tb> 1 <sep> Bunker <Tb> 2 <sep> delivery mechanism <Tb> 3 <sep> transport mechanism <Tb> 31 <sep> rail <Tb> 4 <sep> Light Source <tb> 5 <sep> fiber optic cable <Tb> 6 <sep> photodiode <tb> 8 <sep> Imaging Spectrometer <Tb> 9 <sep> field <Tb> 10 <sep> Range <Tb> 11 <sep> processing unit <Tb> 11 <sep> Analysis Unit <Tb> 11b <sep> drive unit <Tb> 14 <sep> wave <Tb> 15 <sep> Engine <Tb> 16 <sep> wings <tb> 19, 20, 21 <sep> collection container

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.A sorting apparatus for classifying and sorting organic particles according to quality classes, the apparatus comprising: a discharge mechanism (2) for separating organic particles from an amount; a transporting mechanism (3) for receiving the separated particles from the delivery mechanism (2), the transporting mechanism (3) having a plurality of transporting lines (31), each transporting line (31) adapted to receive successively separated particles one by one ; a separation mechanism (14, 15, 16) for receiving the particles from the transport mechanism (3), wherein the separation mechanism (14, 15, 16) is adapted to simultaneously receive a plurality of particles received from the plurality of transport lines (31) were to be sorted into at least two different collection containers (19, 20, 21); at least one light source (4, 5) for illuminating a measuring area (10) of each transport line (31); an imaging spectrometer (8) for acquiring spatially resolved spectra of particles transported through the measurement areas (10), the imaging spectrometer having an image field covering a plurality of measurement areas; a classification circuit (11a) operatively connected to the imaging spectrometer for associating each particle having passed through a measurement region (10) based on the spatially resolved spectra of a quality class; and a drive circuit (11b) for driving the separation mechanism (14, 15, 16) so that particles belonging to the same quality class are sorted into a corresponding collection vessel (19, 20, 21). 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.2. Sorting apparatus according to claim 1, wherein each transport line (31) has an at least partially transparent or translucent area in its associated measuring area (10), and wherein the light source (4, 5) is arranged such that it at least partially through the particles illuminated through transparent or translucent area. 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.3. The sorting apparatus according to claim 2, wherein the imaging spectrometer (8) is arranged to detect light along a detection direction facing away from the light source (4, 5), in particular, the light source (4, 59) is arranged to illuminate the measuring area from below the transport lines, and wherein the detector (81) is arranged above the transport lines. 4. Sortiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Imaging-Spektrometer (8) spezifisch dazu ausgebildet ist, mindestens eine Art von Spektrum ausgewählt aus diffusen Reflexionsspektren, Reflexionsspektren und Transmissionsspektren aufzunehmen.4. The sorting device according to one of the preceding claims, wherein the imaging spectrometer (8) is designed specifically to record at least one type of spectrum selected from diffuse reflection spectra, reflection spectra and transmission spectra. 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.5. Sorting device according to one of the preceding claims, wherein the separating mechanism (14, 15, 16) is adapted to sort the particles in at least three different collecting container (19, 20, 21). 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.A sorter according to any one of the preceding claims, wherein the transport mechanism (3) comprises a plurality of troughs inclined relative to a horizontal plane, each trough forming a transport line (31). 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.7. A sorter according to any one of the preceding claims, wherein the separation mechanism (14, 15, 16) comprises: a plurality of pivotable wings (16), each wing associated with a transport line (31); and a plurality of pivotal mechanisms (14,15), each pivoting mechanism being associated with a wing (16), each pivoting mechanism receiving drive signals from the drive circuit (11b) and being adapted to pivot the associated wing (16) between a plurality of predetermined orientations (A B, C) in accordance with the drive signals to deflect each particle received from the respective wing (16) into a selected collection bin (19, 20, 21). 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.8. The sorting device according to claim 1, wherein the imaging spectrometer (8) is designed to record spectra in at least one region selected from the UV, visible and near-infrared regions of the electromagnetic spectrum, and wherein the light source (4) is adapted to emit light in such a range. 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 Datenfelds spektrale Information darstellt.A sorter according to any one of the preceding claims, comprising a first memory having a data structure for storing at least one three-dimensional array of data received from the imaging spectrometer (8), wherein first and second dimensions (x, y) of the data field represents spatial information along two linearly independent spatial directions, and wherein a third dimension (w) of the data field represents spectral information. 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.A sorter as claimed in any one of the preceding claims, wherein the classification circuit (11a) comprises a microprocessor and a second memory, the second memory having at least one look-up table for deriving at least one analytic property from the spectra, the classification circuit being adapted to each Assign particles of a quality class based on the at least one analytical property. 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.11. A method for classifying and sorting organic particles with respect to quality classes, the method comprising: Separating the organic particles from an amount; Transporting the separated organic particles by means of a plurality of transport lines (31), each transport line receiving successively separated particles one at a time; Illuminating a measuring area (10) of each transport line (31) with at least one light source (4); Recording spatially resolved spectra of particles carried by the measurement regions (10), each spatially resolved spectrum relating to a plurality of measurement regions; Assigning each particle to a quality class based on the spatially resolved spectra; and simultaneously sorting a plurality of particles received from the plurality of transport lines (31) into at least two different collection containers (19, 20, 21), thereby sorting particles belonging to the same quality class into the same collection container. 12. Sortierverfahren nach Anspruch 11, wobei die organischen Partikel landwirtschaftliche Partikel sind, die aus Getreidekörnern, Getreidesamen, Getreidekernen, Sojabohnen, Kakaobohnen, Kaffeebohnen und Nüssen ausgewählt sind.The sorting method according to claim 11, wherein the organic particles are agricultural particles selected from cereal grains, cereal seeds, cereal kernels, soybeans, cocoa beans, coffee beans and nuts. 13. Sortierverfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Messbereiche (10) durch einen teilweise transparenten oder transluzenten Bereich jeder Transportlinie hindurch beleuchtet werden.The sorting method according to claim 11 or 12, wherein the measurement areas (10) are illuminated through a partially transparent or translucent area of each transport line. 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.14. A sorting method according to any one of claims 11 to 13, comprising: Deriving at least one analytical property of each particle from the spectra; and Assign each particle to a quality class based on the at least one analytical property. 15. Sortierverfahren nach Anspruch 14, wobei die analytischen Eigenschaften ausgewählt sind aus biochemischen Eigenschaften, kontaminierenden Substanzen, infektiösen Substanzen und Beschädigungen.15. The sorting method according to claim 14, wherein the analytical properties are selected from biochemical properties, contaminants, infectious substances and damage.
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