DE102022003128A1 - Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaklosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung - Google Patents

Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaklosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102022003128A1
DE102022003128A1 DE102022003128.0A DE102022003128A DE102022003128A1 DE 102022003128 A1 DE102022003128 A1 DE 102022003128A1 DE 102022003128 A DE102022003128 A DE 102022003128A DE 102022003128 A1 DE102022003128 A1 DE 102022003128A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drying
drying device
individual samples
agricultural product
until
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102022003128.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Albert Esper
Matthias Bubser
Matthias Fischer
Philipp Schüle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innotech Ingenieurs GmbH
Original Assignee
Innotech Ingenieurs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innotech Ingenieurs GmbH filed Critical Innotech Ingenieurs GmbH
Publication of DE102022003128A1 publication Critical patent/DE102022003128A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/04Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour circulating over or surrounding the materials or objects to be dried
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
    • F26B9/066Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers the products to be dried being disposed on one or more containers, which may have at least partly gas-previous walls, e.g. trays or shelves in a stack

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung eines landwirtschaftlichen Produktes (2), mit einem Gehäuse (3), das einen Trockenraum (4) mit darin angeordnetem Trocknungsgut (2) umschließt, mit zumindest einem Gebläse (G) zur Förderung von Trocknungsluft (T) zu zumindest einer Seite des Trocknungsgutes (2), und mit zumindest einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (5) zur Steuerung von Prozess-Parametern der Trocknungsluft (T), wie Temperatur und/oder relative Luftfeuchte und/oder Taupunkttemperatur und/oder der Luftgeschwindigkeit der Trocknungsluft (T).Um eine Trocknungsvorrichtung zu schaffen, die die Gewinnung einer sehr großen Zahl an Daten während eines Trocknungsverfahrens, die einen signifikanten Zusammenhang von einer Mehrzahl an Qualitätsmerkmalen des landwirtschaftlichen Produktes mit einer Mehrzahl an Prozessparametern aufzuzeigen ermöglicht, um möglichst verlustlos Produkte herstellen zu können, deren Qualitätsmerkmale im Vorhinein von einem Kunden spezifizierbar sind, ist vorgesehen, daß das Trocknungsgut (2) in diskrete Einzelproben (6) in der Trocknungsvorrichtung (1) angeordnet ist und eine Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben (6) fortlaufender Reihenfolge in diskreten Zeitintervallen unter Trocknungsbedingungen vorgesehen ist.Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben (6) landwirtschaftlicher Produkte (2) in einer Trocknungsvorrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Trocknungsvorrichtung zur Trocknung eines landwirtschaftlichen Produktes, mit einem Gehäuse, das einen Trockenraum mit darin angeordnetem Trocknungsgut umschließt, mit zumindest einem Gebläse zur Förderung von Trocknungsluft zu zumindest einer Seite des Trocknungsgutes, und mit zumindest einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zur Steuerung von Prozess-Parametern der Trocknungsluft, wie Temperatur und/oder relativer Luftfeuchte und/oder Taupunkttemperatur und/oder der Luftgeschwindigkeit der Trocknungsluft, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung.
  • Die Trocknung landwirtschaftlicher Produkte oder Ernteprodukte, wie Körnerfürchte oder Gartenbau- Ernteprodukte, wie Gemüse, Obst oder auch von Arznei-, Drogen- und Gewürzpflanzen oder Pflanzenteilen, aber auch Produkte tierischen Ursprungs, ermöglicht eine Lagerstabilität des Trocknungsgutes bei gleichzeitiger Bewahrung der Produktqualität über einen ausreichend langen Zeitraum. Solche landwirtschaftlichen Produkte haben oft eine natürliche Anfangsfeuchte nach der Ernte von etwa 35% ihres Gewichtes oder mehr. Während für eine stabile Lagerfähigkeit die Feuchte zwischen 14% und 15% liegen sollte.
  • Bei Konvektionstrocknung mit Trocknungsvorrichtungen der genannten Art, wird Luft aus der Umgebung der Trocknungsvorrichtung mit Hilfe eines Gebläses angesaugt und über einen Wärmetauscher, der elektrisch, solar oder mittels eines Gas-Ölbrenners betrieben wird, geleitet und erwärmt. Meist wird dabei eine Prozesstemperatur vorgegeben. Dazu wird die Lufttemperatur der Trocknungsluft geregelt und über den Trocknungsprozess konstant gehalten.
  • Die Trocknungsluft nimmt Feuchte auf und kühlt ab, um anschließend über ein oder mehrere Abluftkanäle aus dem Trockenraum zu entweichen oder wieder von dem Gebläse in dem Strömungskanal und zu dem landwirtschaftlichen Produkt und Trocknungsgut gefördert zu werden.
  • Die wesentlichen Mechanismen des Wärme- und Stoffüberganges bei der Trocknung sind bekannt. Dabei kann der Transport von Feuchte im Trocknungsgut ein oder mehrere der folgenden Formen annehmen: Wenn die Trocknungstemperatur niedriger ist, wie die Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit findet Flüssigkeitsdiffusion statt. Dampfdiffusion findet statt, wenn die Flüssigkeit im Gut verdampft. Wenn die innere Verdampfungsrate höher ist wie die Dampftransportrate durch den Feststoff an der Oberfläche, liegt eine hygrostatische Druckdifferenz vor und wenn die Guttemperatur und der Umgebungsluftdruck sehr niedrig sind, findet die Knutsen'sche Diffusion statt.
  • Die DE 20 2019 000 739 U1 beschreibt eine Trocknungsvorrichtung, wobei eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung einen Trocknungsprozess mit vordefinierten Prozess- und Regeleinstellungen, betreffend die Temperatur und die Geschwindigkeit der Trocknungsluft am Trocknungsgut steuert.
  • Die DE 10 2005 047 524 A1 beschreibt ein Verfahren zum Optimieren des Betriebes von Trocknern für schüttfähiges Gut, wie landwirtschaftliche Produkte, etwa Getreide, Mais oder auch Leguminosen. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
    • Trocknen einer Gutprobe in einem Probentrockner und Messung des Gewichtsverlustes der Gutprobe in Abhängigkeit von der Trocknungszeit, wobei eine Probenmeßkurve als Abhängigkeit der Gutfeuchte über die Zeit erstellt wird,
    • die Probenmeßkurve wird mit einer Datensammlung von Referenzmeßkurven aus früheren Proben von in Guttrocknern getrockneter Güter verglichen,
    • aus der Datensammlung wird eine zu der am besten mit der Probenmeßkurve übereinstimmenden Referenzmeßkurve gehörender Datensatz entnommen, wobei der Datensatz alle Betriebsparameter des Guttrockners während der Trocknung beinhaltet,
    • der Datensatz dient dann zum Steuern eines Trockners, mit dem das zu trocknende Gut als Ganzes getrocknet werden soll.
  • Dies ermöglicht eine sichere Einstellung des Trockners und einen raschen Trocknungsbeginn, ohne aufwändiges Einjustieren der Betriebsparameter des Trockners während des Trocknungsvorganges und somit einen sparsamen Betrieb und ein sicheres Trocknungsergebnis. Während der Trocknung werden neue Datensätze gewonnen, die in die vorhandene Datensammlung eingepflegt werden.
  • Mit dem Probentrockner lassen sich auch die Gutfeuchten von landwirtschaftlichen Produkten, die noch nicht geerntet sind bestimmen.
  • Mit diesem Verfahren lässt sich nur die Produktfeuchte beherrschen, jedoch keine weiteren Qualitätsmerkmale des getrockneten Gutes.Das mit den bekannten Trocknungsvorrichtungen durchführbare Trocknungsverfahren läßt in Bezug auf die erzielbaren Qualitätsmerkmale und Stoffeigenschaften, wie die Farbe des Trocknungsgutes und dessen interessierenden Inhaltsstoffe noch Wünsche offen, da trotz jahrzehntelanger Forschung die Zusammenhänge zwischen den während des Ablaufes des Trocknungsverfahrens herrschenden Prozessparametern und den Qualitätsmerkmalen oder qualitätsbestimmenden Parametern insgesamt nur unzureichend erforscht sind. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge ist aber erforderlich, um eine Automatisierung der Verarbeitung landwirtschaftlicher Produkte vorantreiben zu können und Trocknungsprodukte mit genau vordefinierbaren Qualitätsmerkmalen überhaupt erst erzeugen zu können
  • Der Erfindung liegt, ausgehend von diesem Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, eine Trocknungsvorrichtung zu schaffen, die die Gewinnung einer sehr großen Zahl an Daten während eines Trocknungsverfahrens, die einen signifikanten Zusammenhang von einer Mehrzahl an Qualitätsmerkmalen des landwirtschaftlichen Produktes mit einer Mehrzahl an Prozessparametern auf zuzeigen ermöglicht, um möglichst verlustlos Produkte herstellen zu können, deren Qualitätsmerkmale im Vorhinein von einem Kunden spezifizierbar sind.
  • Die Aufgabe wird mit einer Trocknungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und mit einer Einrichtung gemäß des nebengeordneten Anspruchs 20 gelöst.
  • Dadurch, daß das Trocknungsgut in diskrete Einzelproben in der Trocknungsvorrichtung angeordnet ist und eine Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben in fortlaufender Reihenfolge und in diskreten Zeitintervallen unter Trocknungsbedingungen vorgesehen ist, ist eine Trocknungsvorrichtung geschaffen, die zum Einen eine viel größere Zahl an Meßwerten ermitteln kann und die Meßwerte reproduzierbar und für einen üblichen Trocknungsvorgang in einer Trocknungsvorrichtung repräsentativ bereitstellen kann.
  • Die Vielzahl an Meßergebnissen und die KI-Methoden erst ermöglichen statistische Auswertemöglichkeiten und die Ermittlung von Korrelationen zwischen vielen Qualitätsmerkmalen und allen Prozessparametern eines Trocknungsverfahrens in einer Trocknungsvorrichtung.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung zur Gewinnung eines repräsentativen großen Stichprobenumfangs an Daten betreffend die Korrelation von Prozessparametern und den Qualitätsmerkmalen des landwirtschaftlichen Produktes ist fest oder lösbar an der Trocknungsvorrichtung angeordnet und die Einzelproben werden über die Trocknungsdauer mehrfach und iterativ in den Meßbereich der Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen gebracht.
  • Es sind nicht nur Einzelproben in der Trocknungsvorrichtung zur ständigen Analyse durch die Einrichtung angeordnet, sondern, um eine repräsentative Situation in einer Trocknungsvorrichtung während des Trocknungsvorganges zu schaffen, mithin repäsentative Luftfeuchtegehalte und Temperaturen in der Trocknungsvorrichtung während einer Trocknung zu erreichen, ist eine wesentlich größere Menge an Trocknungsgutes in der Trocknungsvorrichtung angeordnet, die mit den Einzelproben gleichzeitig getrocknet wird. Die Trocknungsvorrichtung entspricht somit einem Standard-Guttrockner nach dem Stand der Technik.
  • In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Trocknungsvorrichtung können die Einzelproben auch stationär angeordnet sein und es kann die Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen jeweils zu jeder Einzelprobe innerhalb eines Meßintervalles bewegt werden.
  • Zum einfacheren Aufbau der Trocknungsvorrichtung ist es besonders vorteilhaft, die Einzelproben auf einer im Trockenraum der Trocknungsvorrichtung horizontal angeordneten, vorzugsweise rotierenden Scheibe abzulegen. Jede Probe mit definiertem Abstand zur nächsten.
  • Jede Einzelprobe wird dabei durch eine Drehung der Scheibe um ein diskretes Bogenmaß in den Meßbereich der Einrichtung gedreht und verweilt in diesem eine definierte Zeit über die jeweilige Meßdauer.
  • Es können auch mehrere Scheiben übereinander angeordnet sein.
  • Unter oder über der jeweiligen Scheibe mit den Einzelproben lassen sich weitere Ablagen oder Hordenbleche für landwirtschaftliche Produkte anordnen, sodaß eine Trocknungsvorrichtung in der Art eines Guttrockners gebildet ist, die geeignet ist, zum Einen landwirtschaftliche Produkte zu trocknen und zum Anderen deren Qualitätsmerkmale in fortlaufender Weise über die Trocknungsdauer zu analysieren.
  • Bevorzugt bilden die Einzelproben jeweils ein Teilvolumen einer zu trocknenden Frucht oder eines landwirtschaftlichen Produktes und die Einzelproben in der Summe wiederum das Gesamtvolumen des jeweiligen landwirtschaftlichen Produktes. So können die Einzelproben z.B. bei einem landwirtschaftlichen Produkt in der Art eines Apfels oder einer Ananasfrucht aus Scheiben bestehen, die von unten nach oben durch Schneiden des Apfels oder des Ananas gebildet werden. Legt man alle Scheiben der jeweiligen Frucht wieder aufeinander, so ergibt sich die Gesamtfrucht in ihrer jeweiligen Gestalt wieder.
  • Dadurch lassen sich die unterschiedlichen Stoffeigenschaften eines jeweiligen landwirtschaftlichen Produktes über dessen Volumen bei der Trocknung berücksichtigen.
  • Bevorzugt ist die Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben an einer Außenwand der Trocknungsvorrichtung angeordnet, beispielsweise lösbar festgelegt und durch eine Öffnung in der Außenwand der Trocknungsvorrichtung werden die Messungen an den Einzelproben in dem Trockenraum der Trocknungsvorrichtung durchgeführt.
  • Um in möglichst kurzer Zeit einen sehr große Stichprobenumfang zu erhalten, kann es vorteilhaft sein, an der Außenwand der Trocknungsvorrichtung eine Vielzahl an Einrichtungen zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben vorzusehen.
  • Durch jede einer solchen Einrichtung kann eine Meßmethode angewandt werden, und ein Qualitätsmerkmal bestimmt werden, die von einer jeden weiteren Einrichtung verschieden sind.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, jeweils zwei Einrichtungen zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen an der Trocknungsvorrichtung vorzusehen, die eine gleiche Meßmethode anwenden, um so die Meßergebnisse plausibilisieren und verifizieren zu können.
  • Nachdem der Zusammenhang der sich durch die jeweiligen Versuchsparameter bzw. Prozessparameter einstellenden Qualitätsmerkmale in Form der ermittelten Daten vorliegt, muss deren Zusammenhang ermittelt werden.
  • Um den Zusammenhang der Prozessparameter mit den Qualitätsmerkmalen eruieren zu können, werden innovative Methoden der künstlichen Intelligenz (KI-Methoden) unter u.a. der Einsatz von Machine-learning-Methoden angewandt. Dies kann durch eine zu der Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen gehörigen Recheneinheit oder auch durch ein oder mehrere Recheneinheiten, die separat von der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung betrieben sind, erfolgen.
  • Es kann auch eine Vielzahl an Einrichtungen oder Recheneinheiten und der erhobenen Daten herangezogen werden um, diesen Korrelationsanalysen unter Anwendung von KI-Methoden zu unterziehen.
  • Insgesamt resultiert aus der Versuchsarbeit mit der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung ein oder mehrere, auf ein jeweils landwirtschaftliches Produkt abgestimmte Regelkonzepte zur optimalen Regelung der Prozessparameter bei einem jeweiligen Trocknungsverfahren, dessen Resultat in Form getrockneter landwirtschaftlicher Produkte auch von einem jeweiligen Kunden spezifisch im Rahmen des Möglichen vorgebbar ist.
  • Es ist dann auch denkbar und vorteilhaft, die gewonnenen Daten und Regelkonzepte zur Prozessführung von einer Vielzahl von Trocknungsvorrichtungen heranzuziehen.
  • Beispielsweise durch die Messung der Farbe des landwirtschaftlichen Produktes kann somit auf viele der oben erwähnten Qualitätsmerkmale qualitativ und quantitativ sehr exakt geschlossen werden.
  • Möglichkeiten der zerstörungsfreien Überwachung von interessierenden Produkteigenschaften, die mit der Veränderung der Farbe des landwirtschaftlichen Produktes eng korrelieren, bieten optische Methoden, wobei mit Kamerasystemen unterschiedlicher Bauart Produkteigenschaften erfaßt werden können. Mit diesen Kamerasystemen lassen sich optisch meßbare Änderungen von Farbspektren während des Trocknungsverlaufes untersuchen.
  • Es lassen sich so mit Versuchen und den daraus gewonnenen Meßdaten, die ohne die Trocknung unterbrechen zu müssen, kontinuierlich und kontaktlos gewonnen werden können, für das jeweilige zu trocknende landwirtschaftliche Produkt optimale Prozessparameter und deren Führung über den Trocknungszeitraum ermitteln.
  • Die Messung des Farbabstandes kann als Indikator für den Vitamin-C-Gehalt, für den Gehalt an verschiedenen Zuckern und an gesamtlöslichen Feststoffen herangezogen werden. Zudem kann der pH-Wert, als Indikator für das Vorhandensein von Säuren in dem landwirtschaftlichen Produkt bestimmt werden.
  • Mit der Trocknungsvorrichtung besteht die Möglichkeit in einem relativ kurzen Versuchszeitraum aufgrund der kontinuierlichen Messung der Farbe und der Farbabstände den Einfluß der Prozessparameter Temperatur der Trocknungsluft, Luftfeuchte und Luftgeschwindigkeit der Trocknungsluft, sowie die Produktfeuchte zu Beginn des Trocknungsverlaufes auf die Qualität des Trockenproduktes einzeln und gut reproduzierbar zu schließen.
  • Mit Hilfe eines Infrarot-Thermometers läßt sich dabei stetig die Oberflächentemperatur des landwirtschaftlichen Produktes kontaktlos überwachen. Es kann dabei ein repräsentativer Stichprobenumfang von beispielsweise 10 Proben des landwirtschaftlichen Produktes je Versuch realisiert werden. Die Proben sind nummeriert und daher in Bezug auf die von ihnen gewonnenen Meßwerte fehlerfrei, reproduzierbar indentifizierbar.
  • Die in der Trocknungsvorrichtung verwendeten Prozessparameter können vorzugsweise eine Luftfeuchte von 10 % bis 80 %, eine Lufttemperatur von 50° C bis 70° C und eine Luftgeschwindigkeit von 0,5 m/s bis 1,5 m/s sein.
  • Die ermittelten Versuchsdaten können mit geeigneten Programmen, wie Tabellenkalkulationsprogrammen mit Statistikfunktionen oder mit dem erwähnten MATLAB-Programm zusammengefaßt und graphisch dargestellt werden.
  • Mit Hilfe von Regressionsanalysen und dergleichen lassen sich dann bis zu drei Prozessparameter in ihrem Einfluß auf den Trocknungsverlauf und die Qualität des Endproduktes darstellen.
  • Es können anhand der Meßwerte dann auch Trocknungsmodelle errechnet und verifiziert werden. So können Qualitätseigenschaften von Trocknungsprodukten errechnet und vorhergesagt werden.
  • Dies betrifft insbesondere die aus der jeweiligen Lufttemperatur, der relativen Luftfeuchte, der Trocknungsdauer, der Oberflächentemperatur des landwirtschaftlichen Produktes und der gemessenen Farbabstände errechenbaren Produktfeuchten zu jedem Zeitpunkt des in der Trocknungsvorrichtung verwendeten Verfahrens.
  • Durch die Trocknungsvorrichtung lassen sich bei einer vergleichbaren Zeitdauer des Trocknungsverfahren ein wesentlich größerer Stichprobenumfang und Meßwerteumfang erreichen, wie dies bei den bisherigen, zum Teil sehr aufwändigen und nicht immer repräsentativen Trocknungsvorrichtungen gemäß des Standes der Technik der Fall ist.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, die Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte als separat handhabbare Einheit zum Nachrüsten bestehender Trocknungsvorrichtungen zu produzieren, wobei dieser dann eine entsprechende Steuer- und/oder Regelungseinrichtung zur Steuerung von Prozessparametern der Trocknungsluft zugeordnet sein kann oder Teil der Einrichtung sein kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben und anhand der Zeichnung erläutert.
  • Es zeigt:
    • 1 eine schematische, nicht maßstäbliche perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung unter Weglassung von einzelnen Seitenwänden ihres Gehäuses,
    • 2 eine schematische, nicht maßstäbliche, perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Trocknungsvorrichtung.
  • In 1 ist in einer schematischen, nicht maßstäblichen, perspektivischen Ansicht eine Trocknungsvorrichtung 1 zur Trocknung landwirtschaftlicher Produkte 2, wie Ernteprodukte, Fleisch oder Heilpflanzen gezeigt. Das landwirtschaftliche Produkt 2 sei hier in der Art von Apfelscheiben angenommen. Die Trocknungsvorrichtung 1 dient zur Erforschung der möglichen Korrelation ihrer Prozessparameter, wie die Temperatur der Trocknungsluft T oder der relativen Luftfeuchte und/oder der Taupunkttemperatur oder der Luftgeschwindigkeit der Trocknungsluft mit Qualitätsparametern des landwirtschaftlichen Produktes 2, wie beispielsweise dessen Farbe oder bestimmter Inhaltsstoffe.
  • Die Trocknungsvorrichtung 1 weist ein kubusförmiges Gehäuse 3 auf, welches typischerweise aus mit einem Isolierschaum kaschierten Blechwänden gebildet ist. Das Gehäuse 3 definiert einen einzigen Trockenraum 4. In Blickrichtung auf 1 und 2 im rechten unteren Gehäuseteil ist ein Gebläse G in der Art eines Tangentialgebläses angeordnet, das über die gesamte Breite des Gehäuses 3 Trocknungsluft T in den Trockenraum 4 von unten nach oben fördert.
  • Eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung 5 steuert alle Prozessparameter, also insbesondere das Gebläse G und eine nicht gezeigte Heizeinrichtung zur Erwärmung der Trocknungsluft T.
  • Das landwirtschaftliche Produkt 2 in Form von Trocknungsgut 2 ist auf fünf Gitterflächen 9 in der Art von Horden abgelegt. Die Gitter 9 sind mit Abstand b zueinander angeordnet. Die Trocknungsluft T überströmt die Gitter 9 mit dem Trocknungsgut 2 von links nach rechts in Blickrichtung auf 1.
  • Eine nicht gezeigte Heizeinrichtung sorgt für eine definierte Erwärmung und eine definierte relative Luftfeuchtigkeit der Trocknungsluft T, die hier als Prozessparameter bezeichnet sein soll. Die Trocknungsluft T überströmt alle Gitter 9 und die darauf angeordneten landwirtschaftlichen Produkte 2
  • Eine Scheibe 8 ist über den Stapel von Gittern 9 angeordnet und rotierbar an einer Außenwand 10 des Gehäuses 3 gelagert. Ihre Rotation kann ein nicht gezeigter Schrittmotor übernehmen. Auf der Scheibe 8 sind Einzelproben 6, hier in Form von Apfelscheiben mit diskreter Dicke und gleicher Herkunft mit etwa gleichen chemischen und physikalischen Ausgangs-Stoffeigenschaften angeordnet. Die sich im Laufe der Trocknung ändernden Qualitätsmerkmale der Einzelproben 6, wie etwa deren Farbe, Gewicht, Oberflächengröße und - Beschaffenheit, sowie deren Feuchtegehalt sollen ermittelt werden.
  • Hierzu sind sechs Einrichtungen 7 vorgesehen, die zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben 6 dienen.
  • Diese Einrichtungen 6 messen in fortlaufender, iterativer Weise und in diskreten Zeitintervallen die interessierenden Qualitätsparameter, in direkter Weise oder indirekt, indem eine Kenngröße der Einzelproben 6, wie etwa deren Farbe, in ihrer Korrelation mit den sich verändernden chemischen oder physikalischen Eigenschaften durch nachfolgende, zerstörende Meßverfahren insgesamt gesetzt werden. Dazu werden immer an jeder Einzelprobe alle Prozessparameter ermittelt.
  • Bei jeder Rotationsbewegung der Scheibe 8 gelangt eine einzelne Probe 6 in den jeweiligen Meßbereich A einer Einrichtung 7.
  • Jede der gezeigten sechs Einrichtungen 7 wendet eine Meßmethodik an, die von der jeweiligen anderen Einrichtung 7 verschieden ist. So kann eine Einrichtung 7 einen Feuchtesensor zur Bestimmung der Trocknungsgut-Feuchte aufweisen, eine weitere Einrichtung 7 einen Temperatursensor zur Messung der aktuellen Produkttemperatur oder einen bildgebenden Sensor, mit Hilfe dessen beispielsweise Farbwerte der Einzelprobe 6 oder deren Schrumpfung während des Trocknungsprozesses gemessen werden können, aufweisen. Eine weitere Einrichtung 7 kann ein Spektroskop zur Bestimmung von qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffen aufweisen.
  • Mit den durch die Einrichtungen 7 gemessenen Daten und auch mit Daten aus nach der Trocknung durchgeführten zerstörenden Analysemethoden und den während der Trocknung aufgezeichneten Verläufen der Prozessparameter lassen sich unter Zuhilfenahme von Machine-learning-Techniken Algorithmen entwickeln, die geeignet sind, Trocknungsvorrichtungen ohne diese Meßmethoden und ohne die Einrichtungen 7 in ihrem Verlauf der Prozessparameter zu steuern. Dies mit Datensätzen, die aus den errechneten Algorithmen alleine stammen.
  • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trocknungsvorrichtung 1 in schematischer, perspektivischer Ansicht, wobei die Einrichtungen 7 relativ zu dem Gehäuse 3 rotierbar auf einer Plattform angeordnet sind, während die Einzelproben 6 in dem Trockenraum 4 der Trocknungsvorrichtung fix angeordnet sind. Die Einrichtungen 7 messen durch Öffnungen in der Außenwand 10 des Gehäuses 3. Im Übrigen gelten für dieselben Bauteile dieselben Bezugszeichen wie in 1
  • Die auf diese Weise optimierten Prozessabläufe, deren Resultate auch von einem Kunden genau vorherbestimmt werden können, lassen sich reproduzierbar wählen. Nur mit der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung 1 lassen sich dabei in einem vertretbaren Zeitaufwand so große Datenmengen schaffen.
  • Bezugszeichenliste
  • (1)
    Trocknungsvorrichtung
    (2)
    Produkt, landwirtschaftlich
    (3)
    Gehäuse
    (4)
    Trockenraum
    (5)
    Steuer- und/oder Regelungseinrichtung
    (6)
    Einzelprobe
    (7)
    Einrichtung
    (8)
    Scheibe
    (9)
    Gitter
    (10)
    Außenwand
    (T)
    Trocknungsluft
    (A)
    Meßbereich
    (b)
    Abstand
    (G)
    Gebläse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202019000739 U1 [0007]
    • DE 102005047524 A1 [0008]

Claims (20)

  1. Trocknungsvorrichtung zur Trocknung eines landwirtschaftlichen Produktes (2), mit einem Gehäuse (3), das einen Trockenraum (4) mit darin angeordnetem Trocknungsgut (2) umschließt, mit zumindest einem Gebläse (G) zur Förderung von Trocknungsluft (T) zu zumindest einer Seite des Trocknungsgutes (2), und mit zumindest einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (5) zur Steuerung von Prozess-Parametern der Trocknungsluft (T), wie Temperatur und/oder relative Luftfeuchte und/oder Taupunkttemperatur und/oder der Luftgeschwindigkeit der Trocknungsluft (T), dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknungsgut (2) in diskrete Einzelproben (6) in der Trocknungsvorrichtung (1) angeordnet ist und eine Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben (6) fortlaufender Reihenfolge in diskreten Zeitintervallen unter Trocknungsbedingungen vorgesehen ist.
  2. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben (6) an der Trocknungsvorrichtung (1) angeordnet ist und die Einzelproben (6) in den Meßbereich (A) der Einrichtung (7) bewegt sind.
  3. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelproben (6) stationär in dem Trockenraum (4) angeordnet sind und die Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen jeweils zu jeder Einzelprobe (6) bewegt ist.
  4. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelproben (6) auf einer sich in jeweiligem Meßintervall rotierenden Scheibe (8) abgelegt sind und in diskreten Zeitintervallen in den Meßbereich (A) der Einrichtung (7) bewegt sind und über die Meßdauer der Einzelproben-Messung dort verbleiben.
  5. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelproben (6) auf übereinander und mit Abstand (b) zueinander angeordneten Scheiben (8) oder Gittern (9) abgelegt sind.
  6. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelproben (6) jeweils einen Volumenabschnitt des landwirtschaftlichen Produktes (2) abbilden und die Einzelproben (6) in der Summe das Gesamtvolumen des jeweiligen landwirtschaftlichen Produktes (2) bilden.
  7. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibenanzahl größer fünf in dem Trockenraum (4) der Trocknungsvorrichtung (1) vorgesehen ist.
  8. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben (6) an einer Außenwand (10) der Trocknungsvorrichtung (1) angeordnet ist und durch eine Öffnung in der Außenwand (10) die Messung an den Einzelproben (6) in dem Trockenraum (4) der Trocknungsvorrichtung (1) durchgeführt sind.
  9. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von zwei oder mehr Einrichtungen (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben (6) an der Trocknungsvorrichtung (1) vorgesehen ist.
  10. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch jede Einrichtung (7) eine Meßmethodik angewandt ist, die von einer jeden weiteren Einrichtung (7) angewandten Meßmethodik verschieden ist.
  11. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest durch zwei oder mehrere Einrichtungen (7) dieselbe Meßmethodik angewandt ist.
  12. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Einzelproben (6) Daten gesammelt sind, die als Grundlage für KI-Methoden die zur Ermittlung der Korrelation der Qualitätsmerkmale mit den Prozessparametern dienen, herangezogen sind.
  13. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten als Grundlage für die Steuerung von Prozessparametern von einer Vielzahl von Trocknungsvorrichtungen (1) herangezogen sind.
  14. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Qualitätsmerkmale und Prozess-Parameter fortlaufend von den Einrichtungen (7) und Sensoren der Steuer- und/oder Regelungseinrichtung (5) gemessen sind.
  15. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen die Farbe des landwirtschaftlichen Produktes (2) gemessen ist.
  16. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbe des landwirtschaftlichen Produktes (2) durch eine Dreibereichsmessung (Farbvalenz) oder durch ein hyperspektrales Kamerasystem oder durch ein Punktspektrometer oder durch eine multispektrale Flächenkamera gemessen ist.
  17. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen der Vitamin-C-Gehalt des landwirtschaftlichen Produktes (2) oder auch Fette, Zucker und Allergene gemessen ist.
  18. Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vitamin-C-Gehalt an der Oberfläche des landwirtschaftlichen Produktes (2) gemessen ist und durch die Einrichtung (7) auf den Gesamt-Vitamin-C-Gehalt des landwirtschaftlichen Produktes (2) rückgerechnet ist.
  19. Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einrichtung (7) die Oberflächentemperatur des landwirtschaftlichen Produktes (2) gemessen ist.
  20. Einrichtung (7) zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben (6) landwirtschaftlicher Produkte (2) in einer Trocknungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19.
DE102022003128.0A 2021-08-31 2022-08-26 Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaklosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung Withdrawn DE102022003128A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202021002854.4 2021-08-31
DE202021002854.4U DE202021002854U1 (de) 2021-08-31 2021-08-31 Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022003128A1 true DE102022003128A1 (de) 2023-03-02

Family

ID=78827476

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202021002854.4U Active DE202021002854U1 (de) 2021-08-31 2021-08-31 Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung
DE102022003128.0A Withdrawn DE102022003128A1 (de) 2021-08-31 2022-08-26 Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaklosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202021002854.4U Active DE202021002854U1 (de) 2021-08-31 2021-08-31 Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE202021002854U1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047524A1 (de) 2004-10-06 2006-04-13 Böckelmann, Markus, Dipl.-Ing. Verfahren zum Optimieren des Betriebes von Trocknern für schüttfähiges Gut
DE202019000739U1 (de) 2018-07-19 2019-07-26 Innotech Ingenieursgesellschaft Mbh Trocknungsvorrichtung für landwirtschaftliche Produkte

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047524A1 (de) 2004-10-06 2006-04-13 Böckelmann, Markus, Dipl.-Ing. Verfahren zum Optimieren des Betriebes von Trocknern für schüttfähiges Gut
DE202019000739U1 (de) 2018-07-19 2019-07-26 Innotech Ingenieursgesellschaft Mbh Trocknungsvorrichtung für landwirtschaftliche Produkte

Also Published As

Publication number Publication date
DE202021002854U1 (de) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1956301B1 (de) Verfahren zum Führen eines Garprozesses
DE69723622T2 (de) Infrarote Temperaturerfassung für Trommeltrocknersteuerung
EP2026632B1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Kerntemperatur eines Garguts und Gargerät zur Durchführung solch eines Verfahrens
EP3375931B1 (de) Haushaltsgerät mit einer trocknungsfunktion und mit einer vorrichtung zur erfassung einer feuchte, sowie verfahren zum erfassen einer feuchte
DE102007057107A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Kerntemperatur eines Garguts und Gargerät zur Durchführung solch eines Verfahrens
DE102008036683B4 (de) Gargerät und Verfahren zum Steuern eines Garprozesses
DE19609116A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Garen von Nahrungsmitteln
DE10335295B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern
DE202007010358U1 (de) Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern
DE102018207557A1 (de) Bestimmung eines Dehnungsgrades von Haar mit einem NIR-Sensor
DE102022003128A1 (de) Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaklosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung
DE102021004464B4 (de) Verfahren zur Regelung eines Trocknungsverlaufes eines landwirtschaftlichen Produktes
DE102021004463B4 (de) Trocknungsvorrichtung und Einrichtung zur kontaktlosen Messung von Qualitätsmerkmalen von Einzelproben landwirtschaftlicher Produkte in einer Trocknungsvorrichtung
DE102021000618B4 (de) Verfahren zur Regelung eines Trocknungsverlaufes eines Produktes in einem Trockner
DE102005047524A1 (de) Verfahren zum Optimieren des Betriebes von Trocknern für schüttfähiges Gut
DE112019001834T5 (de) System zum Messen der Rauchabsorption in Lebensmittelprodukten und Verfahren zum Herstellen des Systems
WO2009039930A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kalibration eines sensors mittels einer trocknungswaage
DE102021001259A1 (de) Trocknungsvorrichtung
DE102008035925A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Trockensubstanzanteils in einem Futtermittel sowie Verfahren zu deren Betrieb
EP3707725A1 (de) Anordnung zum ermitteln von körperoberflächeneigenschaften mittels mehrfach-ortsaufgelöster reflektionsspektroskopie (msrrs)
DE202021002992U1 (de) Trocknungsvorrichtung
DE102020004618A1 (de) Trocknungsvorrichtung
DE102022128498A1 (de) Nahrungsmittelreifungsvorrichtung, Verwendung der Nahrungsmittelreifungsvorrichtung zur Durchführung eines Nahrungsmittelreifungsprozesses und Computerprogrammprodukt
DE102021206044A1 (de) Überwachung der produktion von werkstoffplatten, insbesondere holzwerkstoffplatten, insbesondere unter verwendung einer selbstorganisierenden karte
DE3721511C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Wasseraktivitaetswertes von Fleischerzeugnissen

Legal Events

Date Code Title Description
R086 Non-binding declaration of licensing interest
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F26B0003020000

Ipc: F26B0009060000

R120 Application withdrawn or ip right abandoned