DE4339285A1 - Verfahren zum Reinigen und Sortieren von Schüttgut - Google Patents
Verfahren zum Reinigen und Sortieren von SchüttgutInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting 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
- B07C5/34—Sorting according to other particular properties
- B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
- B07C5/3425—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour of granular material, e.g. ore particles, grain
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen durch Aus
lesen bzw. Sortieren von Schüttgut in der Form von Nahrungs
mitteln wie Getreidekörner, Reiskörner, Sojabohnen, Sonnen
blumenkerne, Kaffeebohnen u. dgl., wobei das Reinigen und
Sortieren im Rahmen der Vorbereitung dieser Nahrungsmittel
zur weiteren Bearbeitung vorgesehen ist. Getreidekörner wer
den nach einer Vorreinigung und einer ersten Reinigung be
netzt, gescheuert und anschließend in einer Mühle, vorzugs
weise mit einem Müllereiwalzenstuhl zu Mehl vermahlen. Bei
Reiskörnern ist nach einer Vorreinigung eine erste Reinigung
und anschließend ein Schleifschritt vorgesehen. Die erste
Reinigung umfaßt das Entfernen von Fremdteilen, einen Schäl
schritt und die Beseitigung von Schalenteilen und unerwünsch
ten Reiskörnern. Die geschliffenen und vom Schleifstaub be
freiten Reiskörner werden vorzugsweise in verschiedene Grös
senklassen aufgetrennt. Ölsaaten wie Sojabohnen und Sonnen
blumenkerne werden nach einer Vorreinigung einer ersten Rei
nigung unterzogen, um anschließend vorzugsweise Verfahrens
schritte zur Ölherstellung zu durchlaufen. Bei Sonnenblumen
kernen ist die erste Reinigung vorzugsweise nach einem Schäl
schritt vorgesehen, so daß dabei Fremdstoffe und Schalenteile
entfernt werden. Auch beim Kaffee ist nach einer Vorreinigung
eine an einen Schälschritt anschließende erste Reinigung
vorgesehen. Anschließend werden die Kaffeebohnen nach Größe
und Qualität sortiert.
Getreide, Reis, Ölsaaten, Kaffee u. dgl. werden in großen
Mengen als Naturprodukte geerntet, und sind somit naturgemäß
einer gewissen Verunreinigung durch Fremdstoffe unterworfen.
Die Verunreinigungen umfassen Fremdstoffe wie etwa Metall-,
Glas- Holz- und Pflanzenteile, sowie Schnüre und Steine mit
einer wesentlich größeren oder, im Falle von Staub und Sand
einer wesentlich kleineren Ausdehnung als die gewünschten
Produktteile. Diese Fremdstoffe sollten im wesentlichen in
der Vorreinigung durch den Einsatz von Trennsieben wie etwa
Schwing- bzw. Vibrations- und/oder Trommelsieben entfernt
werden. Anderseits umfaßt die Verunreinigung aber auch
verkümmerte oder von Schädlingen befallene Teilchen und/oder
Schalen des zu bearbeitenden Produktes, sowie Samen oder
Steine, welche etwa die gleiche Größe haben, wie die ge
wünschten Produktteilchen. Dieser Anteil der Verunreinigung
wird in der ersten Reinigung im allgemeinen mit mehreren Ma
schinen aussortiert. Eine Auslese erfolgt nach Kriterien, die
das Produkt von der Verunreinigung unterscheiden. Die Krite
rien und nach diesen Kriterien trennende Vorrichtungen sind
im wesentlichen folgende:
- Größe mittels Sieb
- Dichte mittels Windsichter
- Form mittels Trieure.
- Größe mittels Sieb
- Dichte mittels Windsichter
- Form mittels Trieure.
Den verschiedenen Auslesemethoden sind selbstverständlich
eine entsprechende Anzahl von Maschinen zugeordnet, wobei für
jedes Auslesekriterium gegebenenfalls auch mehrere solcher
Maschinen, und/oder Kombinationsmaschinen, die etwa Siebtren
nung und Aspiration oder Windsichtung kombinieren, vorgesehen
sind. Dies bedeutet nicht nur einen großen investitionsauf
wand, sondern auch einen entsprechenden Aufwand an Betriebs
energie und Raumbedarf. Sind die Größe Dichte- und Form
unterschiede zwischen Schlechtteilen und den gewünschten
Teilen nur klein, so kann auch mit einem großen maschinellen
Aufwand keine gute Trennung erfolgen. Beispielsweise können
kleine ungeschälte oder schwarz verfärbte Reiskörner nicht
aus den geschälten unverfärbten Reiskörnern ausgelesen wer
den. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kosten-,
Energie- und Raumaufwand zu vermindern und die Auslese- bzw.
Reinigungsqualität zu verbessern.
Dies gelingt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch,
daß das Schüttgut bei der ersten Reinigung und gegebenen
falls bereits bei der Vorreinigung einer optischen Sichtung
unterzogen wird, bei Ölsaaten allenfalls alternativ nach
dieser Reinigung.
Bei dieser optischen Sichtung wird mindestens eines der
Kriterien Farbe, Größe und Form erfaßt. Nach der Auswertung
der Farb-, Größen- und/oder Forminformation wird die Auslese
der Fremd- bzw. Schlechtteile und/oder die Sortierung in ver
schiedene Klassen vorgenommen. Die Reinigung von Schüttgut
und die optische Farbsortierung sind unabhangig voneinander
bekannt. Es zeigt sich nun aber, daß die Verwendung der
Farbsortierung zur Reinigung und insbesondere die Kombination
von Farbsortierung mit optischer Größen- und/oder Form-
Sortierung zur Reinigung einen wesentlichen Fortschritt
gegenüber den bekannten Verfahren bringt. Im Falle von Reis
ist beispielsweise eine Auftrennung bzw. Sortierung in
Reiskörner mit Schale, Reiskörner ohne Schale, Schalen,
Reiskörner mit schwarzen Stellen, Grünreis, Reisbruch und
Reiskörner verschiedener Größe sinnvoll und erst durch das
erfindungsgemäße Verfahren möglich.
Der erfindungsgeinäßen Lehre liegt die Erkenntnis zugrunde,
daß die Beurteilung mittels des menschlichen Auges sehr zu
verlässig ist und daher eine optische Erfassung zusammen mit
einer Auswerteeinrichtung, welche Größen- und/oder Form-
und/oder Farbinformationen ableitet und mit die Ausleseklas
sen charakterisierenden Werten vergleicht, die Reinigungs-
bzw. Sortieraufgabe qualitativ äußerst gut, gleichzeitig
aber auch mit geringerem Aufwand an Maschinen, Kosten, Ener
gie und Raum löst. In der Tat haben Versuche gezeigt, daß
sich durch optische Sortierung im wesentlichen alle Fremdkör
per, von Schädlingen befallene Produktteilchen und gegebenen
falls unerwünschte Anteile des Produktes, wie etwa Schalen
ausscheiden lassen.
Wenn alle Teilchen des Produktstromes zum Auslesen von Fremd
körpern optisch erfaßt werden, ist der Zusatzaufwand zum
Sortieren des gewünschten Produktes in Produktklassen anhand
der Größe und/oder Form und/oder Farbe sehr klein. So kann
das Produkt, wie bei Reis und Kaffee, in verschiedene Quali
tätsklassen aufgetrennt werden. Die optische Sortierung hat
den weiteren Vorteil, daß die scharfe Größensortierung zur
Verfahrensoptimierung eingesetzt werden kann. Beispielsweise
können Schälvorrichtungen für einen Teilbereich der Teilchen-
Größenverteilung optimal eingestellt werden und von der
optischen Sortiervorrichtung nur mit Teilchen gespiesen
werden, die in diesem Teilbereich liegen.
Eine optimale Trennung zwischen erwünschten und unerwünschten
Teilchen wird erreicht, wenn die Sortierung sowohl nach der
Farbe als auch nach der Größe und gegebenenfalls der Form
erfolgt. Die Größe wird vorzugsweise mit mindestens einem
Wert, der einer Teilchenausdehnung bzw. einem Teilchendurch
messer entspricht und/oder mindestens einem Wert, der einer
Teilchen-Schnittfläche bzw. Ansichtsfläche entspricht, cha
rakterisiert. Forminformationen umfassen mindestens eine
effektive Teilchenkontur und/oder mindestens eine abgeleitete
Größe, wie etwa das erste, das zweite und/oder das dritte
Flächenmoment einer Ansichtsfläche.
Die die Ausleseklassen bzw. die Teilchenklassen charakteri
sierenden Werte werden vorzugsweise im Rahmen eines Lern
laufes durch die Auswertung der Bildinformation mindestens
eines die jeweilige Teilchenklasse repräsentierenden Teil
chens erfaßt oder gegebenenfalls, im Falle von Größen
und/oder Formparametern, auch als Standardwerte mit Toleranz
bereichen eingegeben.
Da die optische Sortiervorrichtung üblicherweise eine Verein
zelungseinrichtung, eine die vereinzelten Teilchen tragende
bzw. haltende Unterlage und eine Auslese- bzw. Auswerfein
richtung umfaßt, welche Elemente für ein vorgegebenes Tei
chengrößen-Spektrum ausgelegt sind, darf das Produkt keine
Fremdteile enthalten, die außerhalb des vorgegebenen Spek
trums liegen. Enthält das Produkt Fremdstoffe, die nicht im
vorgegebenen Spektrum liegen, so muß das Produkt einer Vor
reinigung, vorzugsweise mit Vibrations- und/oder Trommelsie
ben, und/oder Windsichtern unterzogen werden, die die zu
großen und/oder die zu kleinen Teilchenanteile herausholt
und somit die Funktionsfähigkeit der optischen Sortiervor
richtung gewährt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß
die optische Sichtung mit mindestens einem optoelektronischen
Sensor, vorzugsweise mit einer Zeilen-, gegebenenfalls aber
einer Matrix-Farbfernsehkamera, vorgenommen wird, dessen bzw.
deren Ausgangssignal zur Bewertung der Qualität des Mahlgutes
einem elektronischen Datenverarbeitungsprozeß unterzogen
wird, der insbesondere ein Vergleichsprozeß zwischen den Pa
rametern mindestens eines Musterteilchens und jeweils einem
Teilchen aus dem Schüttgut oder gegebenenfalls eine Abfrage
einer Tabelleninformation ist und ein Resultatsignal verfüg
bar macht, das zur selbsttätigen Steuerung der Ausleseein
richtung für die Produktteilchen herangezogen wird. Durch
diese Schritte wird eine exakte Bewertung der Kriterien bzw.
Parameter im Hinblick auf die geforderte Qualität des Produk
tes bzw. der Teilchen ermöglicht. Für Bewertungskriterien,
die optische Teilcheneigenschaften umfassen, welche erst bei
der Bestrahlung mit und/oder beim Empfang von Strahlung außerhalb
des sichtbaren Bereiches, wie etwa Infrarot oder Ul
traviolet erkennbar sind, sind Strahlungsquellen und/oder Ka
meras im entsprechenden Wellenbereich vorzusehen.
Ein weiterer Vorteil der optischen Sortiervorrichtung gegen
über mechanischen, beispielsweise Sieben, oder, wie im Falle
von Trieuren, Produktteilchen aufnehmende Taschen, umfassende
Trenneinrichtungen, ist der deutlich kleinere Verschleiß.
Die Trennung mittels Sieben erfordert Bewegungen der Teilchen
über die Siebfläche, derart daß alle Teilchen mindestens
einmal direkt auf eine Sieböffnung zu liegen kommen. Die in
tensive Teilchenbewegung über die Siebfläche führt zum uner
wünschten Siebverschleiß und somit zu erhöhter Wartungsar
beit und bei Siebwechseln zu Betriebsunterbrüchen. Entspre
chend dem Siebverschleiß ist auch mit einem Produktver
schleiß und somit einer Beeinträchtigung der Produktequali
tät, sowie mit dem Entstehen von Produktestaub, der entfernt
werden muß, zu rechnen. Die optische Trennung ist eine das
Produkt schonende Trennung und kann somit auch bei empfindli
chen Produkten angewandt werden.
Bei einer optischen Trenn- bzw. Auslesevorrichtung ist eine
Änderung der Trenngrenzen sehr einfach, da keine Maschinen
teile ausgetauscht, sondern lediglich die die auszulesenden
Klassen charakterisierenden Größen- und/oder Form- und/oder
Farbwerte bzw. vorgängig angelegte Tabellen angegeben werden
müssen. Durch elektronische Kontrollmassnahmen, wie etwa Ab
gleiche und selbsttätige Korrekturen, kann eine Änderung der
Trenngrenzen während des Betriebs verhindert werden. Dies ga
rantiert auch über lange Betriebsphasen eine konstante Pro
duktequalität. Bei mechanischen Trenneinrichtungen ist das
Verstellen der Trenngrenzen mit dem Auswechseln von Sieben
und/oder Trieurteilen sowie, im Falle von Windsichtern, mit
dem Einstellen der richtigen Luftströmung verbunden. Die
richtige Wahl der die Trennung beeinflussenden Größen be
dingt eine erfahrene Bedienungsperson und gegebenenfalls
aufwendige Versuche. Zudem können sich die Trenngrenzen
während des Betriebs aufgrund einer zunehmenden Verunrei
nigung der Trennvorrichtungen durch Produktestaub verschie
ben.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Sortie
ren von Partikeln eines Schüttgutes oder eines ähnlichen
Massengutes, das auf einer Unterlage an einem Sensor einer
Bildanalyseeinrichtung aussortiert wird, wobei das Aussor
tieren durch über einen Aktor auf das auszusortierende Par
tikel aufgebrachte Energie vorgenommen wird und eine Aus
sortiervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der EP-A-475 121 ist eine Bildauswertungsschaltung be
schrieben, mit deren Hilfe körniges Gut nach Farben und/oder
nach Größe bzw. Form erkannt und mit Hilfe von Aktoren, wie
Blasdüsen, sortiert werden kann. In dieser Schrift ist davon
die Rede, daß in einem Arbeitsgang nach mehreren verschie
denen Kriterien sortiert werden soll, zu welchem Zwecke prak
tisch ebenso viel Aktoren vorgesehen sein müssen, als Aussor
tierungskriterien bestehen. Dies bedeutet einerseits einen
nicht unerheblichen Aufwand an Aktoren, anderseits aber auch
einen gewissen Platzaufwand. Dazu kommt, daß die von den
jeweiligen Aktoren auf das auszusortierende Teilchen aufge
brachte Energie im wesentlichen stets gleich groß ist. So
lange es sich um Teilchen mit geringen Größenunterschieden
und damit sehr geringen Massenunterschieden handelt, spielt
dies weniger eine Rolle. Wird aber eine solche bekannte Ein
richtung für Güter mit sehr unterschiedlichen Partikeln ein
gesetzt, ist nicht mehr gewährleistet, daß ein auszuschei
dendes Partikel an denselben Ort geworfen wird wie die ande
ren, wenn es eine stark unterschiedliche Masse besitzt. Dies
wird insbesondere bei der Reinigung noch ungeschälter Körner
früchte der Fall sein.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der genannten Art
und eine Aussortiervorrichtung zur Durchführung dieses Ver
fahrens so auszubilden, daß Partikeln von einem einzigen
Aktor je nach Befehl einer Auswertungsschaltung an verschie
dene Stellen aussortiert werden können und/oder Partikeln
sehr unterschiedlicher Masse jeweils mit ein und demselben
Aktor aussortierbar sind.
Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß die auf das aus
zusortierende Partikel aufzubringende Energie in Abhängigkeit
vom Resultat der Bildanalyse eingestellt wird. Hierdurch wird
erreicht, daß auch aus sehr unterschiedlichen Partikeln ge
bildetes körniges Gut zuverlässig sortiert werden kann, da
die Form, Masse usw. des Partikels berücksichtigt werden
kann. Durch die Verwendung von beispielsweise lediglich einem
oder nur wenigen Aktoren kann der bauliche Aufwand und somit
der Platz- und Raumbedarf gering gehalten werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß die auf das auszusortierende Partikel aufzubringende
Energie durch das Resultat der Bildanalyse in ihrer Größe
und/oder Zeitdauer eingestellt wird. Diese Maßnahme ermög
licht in einfacher Weise die Anpassung der aufzubringenden
Energie.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird vorgeschlagen, daß als Energie zum Aussortieren die
Energie eines vorzugsweise gasförmigen Mediums vorgesehen
ist, die in Form kurzzeitiger Energieimpulse auf das auszu
sortierende Partikel aufgebracht wird, wobei bei gegebenen
falls erforderlicher Energieerhöhung die Zeitdauer des Ener
gieimpulses verlängert wird, wodurch in einfachster Weise die
Aussortierungsenergie einstellbar ist.
Insbesondere wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung vorgesehen ist, daß die Aussor
tierungsenergie durch Blasluft auf das Partikel aufgebracht
wird, deren Luftdruck in Abhängigkeit vom Resultat der Bild
analyse verändert wird, kann ein sehr zuverlässiger Arbeits
prozeß erreicht werden, der die angestrebte Sortierqualität
sicherstellt.
Bei einer Aussortiervorrichtung zur Durchführung des Verfah
rens mit einem optoelektronischen Sensor, einer an diesen angeschlossenen
Bildanalyseeinrichtung, insbesondere zur Be
stimmung der Farbe und/oder Größe bzw. Form jedes Partikels,
und mit mindestens einem Aktor zur Aufbringung der Aussortie
rungsenergie auf auszusortierende Partikeln, wird gemäß der
Erfindung vorgeschlagen, daß an den Ausgang der Bildanalyse
einrichtung zumindest mittelbar eine Recheneinrichtung zur
Ermittlung der für das analysierte und zu entfernende Par
tikel erforderliche Aussortierungsenergie angeschlossen ist,
und daß der Ausgang der Recheneinrichtung mit einem Eingang
einer Energiesteuereinrichtung, vorzugsweise jedes Aktors
verbunden ist, wobei vorzugsweise der Recheneinrichtung ein
Eingabegerät für Energieparameter zugeordnet ist. Mit dieser
Vorrichtung ist das Verfahren in einfacher Weise wirkungsvoll
und kostengünstig durchführbar. Der bauliche bzw. konstruk
tive Aufwand kann gering gehalten werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Aussortiervorrichtung wird vorgeschlagen, daß als Energie
steuereinrichtung an einem pneumatischen Aktor, wie eine mit
Druckluft beaufschlagte Blasdüse, ein von der Recheneinrich
tung gesteuertes Proportionalventil vorgesehen ist. Hierdurch
kann feinfühlig und exakt über einen großen Bereich genau
jene Energie auf das auszusortierende Partikel aufgebracht
werden, die zu dessen Entfernung und gegebenenfalls auch zu
dessen Schleuderung in einen Vorratsbehälter od. dgl. erfor
derlich ist.
Ist es zeitweilig erforderlich, zusätzliche Energie aufzu
bringen, um beispielsweise bei Bedarf über die Grundeinstel
lung bzw. über den Grundeinstellungsbereich hinaus größere
Energie für die Aussortierung aufbringen zu können, wird nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor
geschlagen, daß ein durch eine Blasdüse gebildeter Aktor
sowohl über ein Rückschlagventil und über ein diesem nachge
ordnetes Schaltventil an eine Blasluftquelle als auch über
ein weiteres Ventil an einen Druckluftakkumulator angeschlos
sen ist, und das Schaltventil und das weitere Ventil von der
Recheneinrichtung steuerbar ist, wobei das weitere Ventil in
seinem Durchtrittsquerschnitt und/oder in seiner Öffnungs
dauer durch die Recheneinrichtung einstellbar ausgebildet
ist.
Werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in der Luft
zufuhr eines pneumatischen Aktors mehrere, vorzugsweise auf
unterschiedliche Druckwerte voreinstellbare Druckreduzier
ventile parallel geschalten vorgesehen, die durch die Rechen
einrichtung selektiv schaltbar und/oder steuerbar sind, so
kann durch die Öffnung und Schließung jedes einzelnen Ven
tiles in einfacher Weise eine gute Anpaßung der erforder
lichen Energie an den momentanen Bedarf vorgenommen werden.
Grundsätzlich können Aktoren auch anderer Bauart verwendet
werden. Mechanische Aktoren, wie beispielsweise Auswerfhämmer
oder elektrostatische Aktoren sind gut zur Aussortierung ver
wendbar.
Die später an Hand der Fig. 13 gezeigte Vorrichtung ist auch
unabhängig von der Anwendung in der Reinigung, wie sie oben
beschrieben wurde, von Vorteil, vor allem, wenn es sich um zu
sortierende Partikel stark unterschiedlicher Masse handelt,
wie etwa bei der Sortierung von Mineralien. Besonders vor
teilhaft aber ist die Anwendung dieser Vorrichtung für die
Reinigung von körnigen Früchten, wie Getreide, Soja, Kaffee,
Kakao usw. in der oben beschriebenen Weise.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der
nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen.
Fig. 1a Müllereianlage für Durum nach dem Stande der Tech
nik;
Fig. 1b Müllereianlage für Weichweizen nach dem Stande der
Technik;
Fig. 2 Müllereianlage mit optischer erster Reinigung;
Fig. 3 Reismüllerei nach dem Stande der Technik;
Fig. 4a Reismüllerei mit optischen Reinigungs- und Sor
tierabschnitten;
Fig. 4b Reismüllerei, bei der direkt nach der Schälung ein
Planausleser und eine optische Sortierung vorgese
hen sind;
Fig. 5 Sojaöl-Herstellung nach dem Stande der Technik;
Fig. 6 Sojaöl-Herstellung mit einer optischen Reinigung
bzw. Auslesung;
Fig. 7 Sonnenblumenöl-Herstellung nach dem Stande der
Technik;
Fig. 8 Sonnenblumenöl-Herstellung mit optischer
Reinigung;
Fig. 9 Sonnenblumenöl-Herstellung mit optischer Trennung
des Gutflusses vor der Entfernung der Schalen;
Fig. 10 Kaffeebehandlung nach dem Stande der Technik;
Fig. 11 Kaffeebehandlung mit optischer Reinigung;
Fig. 12 Kaffeebehandlung mit einer optischen Reinigung und
Klassierung; und
Fig. 13 eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung.
Fig. 1a zeigt schematisch das Beispiel einer mit einer Anzahl
von Reinigungsmaschinen bestückten Durummühle, um zu veran
schaulichen, welche Einsparungen die Erfindung zu schaffen im
Stande ist. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht
auf solche Mühlen beschränkt ist, sondern auch an anderen
Mühlentypen angewendet werden kann, wo möglicherweise eine
geringere Anzahl von Reinigungsmaschinen herkömmlicherweise
vorgesehen ist.
Die Fig. 1a ist rein optisch durch vier lediglich angedeutete
Elevatoren 2 bis 5 in einzelne Abschnitte unterteilt. An
stelle der Elevatoren 2 bis 5 kann selbstverständlich auch
jedes andere geeignete Transportmittel verwendet werden. Für
das angelieferte Getreide ist ganz links eine Gruppe von Ein
gangssilos 1 vorgesehen. In einem Vorreinigungsbereich 6 zwi
schen den Elevatoren 2 und 3 werden Behandlungsschritte zur
Entfernung von groben und feinen Fremdstoffen durchgeführt.
Die Behandlungsschritte einer ersten Reinigung sind in einem,
zwischen den Elevatoren 3 und 4 sowie zwischen den Elevatoren
4 und 5 angeordneten, ersten Reinigungsbereich 7 bzw. 7a und
7b dargestellt. Rechts vom Elevator 5 folgt ein Bearbeitungs
bereich 8 mit einer zweiten Reinigung, vorzugsweise in der
Form einer Scheuervorrichtung 21a, mit einer Benetzungs- und
Absetzvorrichtung 21b, 21c und mit einem Müllerei-Walzenstuhl
22.
Das angelieferte Gut aus den Eingangssilos 1 wird zunächst
einem Magnetabscheider 9 und anschließend einer Waage 10
zugeführt. Darauffolgt eine Siebvorrichtung 11, vorzugsweise
in der Form eines Vibrations-Klassiersiebes mit einem ersten
und einem zweiten Sieb. Das erste Sieb ist gegebenenfalls ein
sog. Schrollensieb und trennt grobe Fremdbestandteile, wie
Erdknollen, Holz- und Strohteile, sowie Steine etc. vom Ge
treide und den kleinen Fremdstoffen. Die kleinen Fremdstoffe,
wie etwa Sand, werden durch das zweite Sieb zumindest teil
weise aus dem Getreide ausgetragen. Zur Entfernung von Staub
anteilen wird das Getreide anschließend durch einen Luft
strom, vorzugsweise durch einen Windsichter 12, geführt. Die
se Vorreinigung muß bei hohen Schüttgutdurchsätzen durchge
führt werden und kann deshalb die Verunreinigungen nicht
scharf von den Getreidekörner trennen.
Nach der Vorreinigung gelangt das vorgereinigte Getreide in
Rohfruchtsilos 14 und steht dort nach Getreidesorten getrennt
zur weiteren Bearbeitung bereit. Die weitere Bearbeitung um
faßt vorzugsweise die erste Reinigung, ein erstes Benetzen
und Absetzen, eine zweite Reinigung und ein zweites Benetzen
und Absetzen sowie das Vermahlen. Bei der Erzeugung von Mehl
mischungen aus verschiedenen Getreidesorten werden unter
schiedliche Bearbeitungsweisen verwendet. Beispielsweise kann
die gewünschte Mischung aus verschiedenen Getreidesorten di
rekt nach den Rohfruchtsilos 14 erzeugt werden, so daß die
Getreidemischung weiter bearbeitet wird. Gegebenenfalls ge
langen die verschiedenen Getreidesorten getrennt durch die
erste Reinigung zum ersten Benetzen und werden nach dem
ersten Absetzen gemischt, oder es ist vorgesehen, daß die
verschiedenen Getreidesorten auch getrennt durch die zweite
Reinigung zum zweiten Benetzen und Absetzen geführt werden
und vorzugsweise vor dem Vermahlen, gegebenenfalls aber auch
erst nach dem Vermahlen, gemischt werden. Zur Bearbeitung
einer bestimmten Getreidemischung, werden die dazu nötigen
Getreidesorten den Silos 14 entnommen und mit Hilfe von den
Rohfruchtsilos 14 je zugeordneten Mengenreglern 15 gemischt
und über einen Förderer 16 einer das Gewicht der Mischung
bestimmenden Waage 10a zugeführt.
Die erste Reinigung schließt an die Waage 10a an und umfaßt
gegebenenfalls einen weiteren Magnetabscheider 9a, eine wei
tere Siebreinigungsvorrichtung 11a mit Windsichter 12a, einen
Steinausleser 17, mindestens einen Trieur 18, einen Wirbel
schicht-Steinausleser 19 und einen Leichtkornausleser 20. Die
Siebreinigungsvorrichtung 11a erreicht vorzugsweise mit zwei
Vibrationssieben eine Auftrennung in Getreidekörner und grös
sere und kleinere Fremdstoffe. Aufgrund des kleineren Durch
satzes und der engeren Trenngrenzen wird eine gegenüber der
Vorreinigung bessere Trennung erreicht. Der Steinausleser 17
ermöglicht aufgrund seiner Vibrationen einerseits eine Tren
nung nach dem spezifischen Gewicht, anderseits aufgrund der
darin erzeugten Wirbelschicht auch eine Trennung nach dem
Luftwiderstand. Von mindestens einem Rund- und/oder Spiral-
und/oder Scheibentrieur 18 wird eine Trennung nach Form und
Größe durchgeführt, indem mit entsprechend geformten raschen
gewünschte Körner weitergeführt werden. Ungewünschte Teil
chen, wie etwa verkümmerte Körner, Bruch, zu lange oder zu
runde Teilchen, werden ausgeschieden. Der Wirbelschicht-
Steinausleser 19 führt - ähnlich dem Steinausleser 17 - eine
Trennung nach spezifischem Gewicht durch, so daß schwerere
Bestandteile (z. B. Korngröße Steine) ausgeschieden werden.
Der Leichtkornausleser 20 ist zum Entfernen von schlecht ent
wickelten Körnern, Körnerbruch etc. vorgesehen.
Nach dieser ersten Reinigung in den Bereichen 7a, 7b gelangt
das Getreide durch eine Scheuervorrichtung 21a und eine Netz
vorrichtung 21b mit automatischer Feuchtigkeitsregulierung in
Abstehsilos 21c mit Auslass-Mengenreglern 21d. Das Scheuern
21a, das Benetzen 21b und das Konditionieren in den Abstehsi
los 21c wird vorzugsweise zweimal hintereinander vorgesehen,
bevor das Getreide vorzugsweise über eine Waage schließlich
einem Müllerei-Walzenstuhl 22 zugeführt wird. Dabei steht der
Walzenstuhl 22 für eine ganze Reihe von derartigen Stühlen,
wobei der erste Walzenstuhl 22 in bekannter Weise das Öffnen
des Getreidekornes besorgt, indem seine mit Riffeln ausge
statteten und einem vorbestimmten Abstand voneinander liegen
den Walzen 23 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit derart
angetrieben werden, daß die einer der Walzen 23 zugekehrte
Seite des jeweiligen Getreidekornes von der der anderen Walze
des Walzenpaares 23 zugekehrten Seite des Getreidekornes ab
getragen und damit der Inhalt des Getreidekornes, d.i. im
großen und ganzen das Mehl, freigelegt wird. Dieser Mehlan
teil wird dann in den weiteren Passagen von den Schalen abge
trennt bzw. je nach dem gewünschten Feinheitsgrade vermahlen.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß die für
die erste Reinigung benötigten Maschinen, insbesondere die
Siebreinigungsvorrichtung 11a mit Windsichter 12a, der Stein
ausleser 17, mindestens ein Trieur 18, der Wirbelschicht-
Steinausleser 19 und der Leichtkornausleser 20 mindestens zum
Teil ersetzt werden können, wenn anstelle dessen eine opti
sche Sortiereinrichtung verwendet wird. Eine solche Anordnung
ist beispielsweise der Fig. 2 zu entnehmen.
Da die in Fig. 1a dargestellte Durum-Bearbeitung eine äußerst
aufwendige erste Reinigung vorsieht, wird in einem
zweiten Beispiel in Fig. 1b die Bearbeitung von Weichweizen
gemäß dem Stande der Technik beschrieben. Ein Vergleich der
Fig. 1a und 1b zeigt, daß bei der ersten Reinigung von
Weichweizen weder ein Wirbelschicht-Steinausleser 19 noch ein
Leichtkornausleser 20 vorgesehen sind. Zudem werden zur
Weichweizenreinigung vorzugsweise Rund- und Spiraltrieure
18a, 18b verwendet. Ein weiterer Unterschied zwischen Fig. 1a
und Fig. 1b besteht darin, daß das zweimalige Durchlaufen
des Scheuerns, Benetzens und Konditionierens mit den Vorrich
tungen 21a bis 21d und 21a′ bis 21d′ zweimal dargestellt ist.
Wie aus einem Vergleich der Fig. 1a bzw. Fig. 1b mit Fig. 2
ersichtlich ist, fehlen in letzterer der Elevator 4, das Sieb
11a mit dem Windsichter 12a, sowie die Maschinen 17 bis 20
bzw. 17 und 18. Statt dessen ist ein im einzelnen dargestell
ter, besonders ausgestatteter optischer Sortierapparat 24
vorgesehen, der die Arbeit der weggelassenen Maschinen über
nimmt. Es sei jedoch daran erinnert, daß Fig. 2 lediglich
ein Beispiel veranschaulicht, und daß bei von der Fig. 1a
abweichenden Mühlendiagrammen die herkömmlicherweise dort
vorgesehenen Maschinen, insbesondere der ersten Reinigung 7,
durch die Vorrichtung 24 ersetzt werden können. Obwohl es an
sich möglich wäre, auch weitere Maschinen der Vorreinigungs
stufe 6 durch die optische Einrichtung 24 zu ersetzen, wird
dies im allgemeinen nicht tunlich sein.
Demnach gelangt über den Magnetabscheider 9a zugeführtes,
auszusortierendes Gut beispielsweise über einen Einlaß
schacht 25, der zweckmäßig ein Dosierorgan, z. B. in Form
einer den Schachtquerschnitt verändernden Klappe 26, auf
weist, zu einer Verteilvorrichtung 27. Die Anordnung kann da
bei in ähnlicher Weise getroffen sein, wie dies in den Fig.
10 bis 13 der US-PS 4 905 917 anhand der Einrichtung 30 und
einer nachgeschalteten Speisewalze 8 dargestellt ist, wobei
im Falle der vorliegenden Fig. 2 die Speisewalze 28 dem
Verteilrotor 27 unmittelbar nachgeschaltet ist.
Um Anhäufungen von Körnern zu vermeiden, ist zweckmäßig zur
Vorbereitung der Vereinzelung ein Vibrationsförderer 29 mit
einem Vibrationsantrieb 30 vorgesehen, wobei es vorteilhaft
ist, wenn der Vibrationsförderer 29 in Förderlängsrichtung
einzelne, zweckmäßig parallel zueinander verlaufende, Zu
fuhrkanäle 31 aufweist, die bereits einzelne Reihen von auf
einanderfolgenden Partikeln von einander abtrennen, indem die
Zuführkanäle 31 jeweils eine Breite besitzen, die einer Korn
breite entspricht. Auf diese Weise werden die Körner nicht
nur über die Breite des Vibrationsförderers 29 verteilt, son
dern auch jeweils hintereinander angeordnet, so daß dann nur
mehr der Vorgang der Anordnung der einzelnen Körner in eine
relativ zueinander genau vorgeschriebene Lage durchzuführen
ist.
Dieser Vorgang geschieht nun so, daß einzelne Körner in
nicht vorher bestimmten Abständen voneinander durch die nach
oben offenen Zufuhrkanäle 31 des Vibrationsförderers 29 bis
an dessen Ende gelangen. Im Bereiche dieses Endes, und zwar
hier direkt am Ende des Vibrationsförderers 29, gegebenen
falls aber auch an einem gesonderten Teil, befindet sich
zweckmäßig eine Beschleunigungseinrichtung 32 in Form einer
Bürstenwalze (oder mindestens einer Blasdüse), um die Körner
mindestens auf jene Geschwindigkeit zu bringen, die eine
nachgeschaltete Trommel 33 besitzt. Auf der Trommel 33 werden
die Körner an Saugöffnungen gehalten. Gegebenenfalls sind die
Saugöffnungen in Vertiefungen der Trommeloberfläche angeord
net. Anstelle der Trommel 33 kann auch ein zumindest teil
weise luftdurchlassiges Transportband vorgesehen werden.
Durch die Beschleunigungseinrichtung 32 wird vermieden, daß
sich im Anschluß an den Vibrationsförderer 29 wieder eine
ungleichmäßige Verteilung der Körner mit einzelnen Korn
anhäufungen ergibt. Vielmehr werden die Körner zweckmäßig
auf eine derartige Geschwindigkeit gebracht, daß sie über
die Oberfläche der Trommel verteilt werden und auf Saugöff
nungen liegen bleiben. Damit gelangen die Körner in der ge
zeigten Weise in relativ zueinander vorbestimmte Lagen vor
einer Überwachungseinrichtung, die zweckmäßig eine gegebe
nenfalls auch mehr als eine Fernsehkamera 34 mit Beleuch
tungseinrichtung 35 aufweist, gegebenenfalls aber auch von
einzelnen licht-elektrischen Wandlern gebildet sein könnte.
Diese Einrichtung befindet sich vorzugsweise in einem licht
dichtem Gehäuse 36, um den Einfluß von Fremdlicht auszu
schalten. Als Fernsehkamera 34 kann an sich jede beliebige
Videokamera, insbesondere eine Festkörperkamera, wie ein
Diodenarray bzw. eine CCD-Kamera, verwendet werden.
Es sei erwähnt, daß ein solcher Vibrationsförderer 27 mit
Zufuhrkanälen 31 zahlreichen Modifikationen unterworfen sein
kann, beispielsweise indem der Vibrationsantrieb weggelassen
wird, oder indem die Zufuhrkanäle 31, statt parallel zueinan
der, leicht divergierend in Förderrichtung ausgebildet sind.
Eine weitere Vereinzelungswirkung kann auch dadurch erreicht
werden, daß die Zuführkanäle 31 einzelne, quer zur Richtung
der Zuführkanäle 31 verlaufende Materialstreifen unterschied
licher Reibung aufweisen, die entweder gleichmäßig breit
sind oder auch in Förderrichtung eine zunehmende Breite be
sitzen. Ebenso kann das Beschleunigen auf verschiedene Weise
vorgenommen werden, etwa auch durch wenigstens einen den Vi
brationsförderer 29 über einen Teilbereich durchsetzende
Beschleunigungstrommel oder eine zu Beginn des Vibrations
förderers 29 bereits vorgesehene, die Körner tangential auf
den Vibrationsförderer 29 beschleunigende Schleuderscheibe
usw.
Sobald also die Körner von der Bürstenwalze 32 gegen die
Trommel 33 gebracht werden, beginnt im Bereiche von Vertie
fungen ein im Inneren der Trommel 33 angelegter Unterdruck zu
wirken und saugt lediglich im Bereiche der Vertiefung die
Körner an.
Die Trommel kann über ihren Umfang mit Vereinzelungsrippen
bzw. Kanälen, ähnlich den Zufuhrkanälen 31 des Vibrations
förderers 29, versehen sein, wobei eben in Abständen Sauglö
cher vorgesehen sind. An diesen Sauglöchern werden dann die
Körner festgehalten, befinden sich damit in einer vorbestimm
ten gegenseitigen Lage und werden der Überprüfungsvorrich
tung 34 innerhalb des Gehäuses 36 zugeführt. Zur Erzielung
des entsprechenden Unterdruckes ist wiederum eine Öffnung 38
vorgesehen, die einen hohlen Wellenstummel 37 durchsetzt.
Oberhalb einer Abdichtungswand 39 im Inneren der Trommel 33
herrscht somit ein entsprechender Unterdruck, der die Anlage
der Körner an der Trommel 33 auch bei hohen Geschwindigkeiten
sichert, wobei ein weiteres Gehäuse 40 so ausgebildet ist,
daß der Unterdruck beispielsweise auch dort wirken kann und
Körner nur dann ausgeschleudert werden, wenn der Unterdruck
durch den Blasdruck von darin angeordneten Düsen, 41, 42
überwunden wird, wovon die eine die auszusortierenden Teile
in einen Trog 43, die andere in einen Trog oder eine Rinne 44
abwirft, wogegen eine Abdichtung an der Abdeckwand 39 dafür
sorgt, daß im Bereich unterhalb dieser Wand 39 der Saugdruck
nicht zur Wirkung kommt und daher die für gut befundenen
Teile in einen Trog oder eine Rinne 45 fallen. Wird lediglich
in Gut- und Schlechtteilchen unterschieden, so kann bei
spielsweise die Düse 42 weggelassen werden. Zum Sortieren in
mehrere Teilchenklassen können dagegen weitere Düsen vorgese
hen werden. Vorzugsweise gelangt die umfangreichste Teilchen
klasse ohne Ausblaswirkung in die Rinne 45.
Die Videokamera 34 ist mit ihrer bevorzugten Schaltung darge
stellt. Eine solche herkömmliche Festkörper- oder Röhren
kamera für die Abgabe von Farbsignalen besitzt im allgemeinen
sechs Ausgänge, nämlich einen Ausgang 57 für das Horizontal
ablenkungssignal (dieser Ausdruck soll auch das entsprechende
Signal einer Festkörperkamera umfassen), einen Ausgang 58 für
das Vertikalablenksignal (falls es sich nicht bloß um eine
Zeilenkamera handelt), einen Ausgang 59 für das Rotsignal,
einen Ausgang 60 für das Blausignal, und einen Ausgang 61 für
das Grünsignal. Hinzu kommt noch ein Ausgang 62 für das Y-Si
gnal (Helligkeit). Es ist nun für die Verarbeitung einfacher,
wenn an diese Ausgänge eine Konverterstufe 63 angeschlossen
ist, die diese Signale in das sog. IHS-System umformt, so
daß sich an deren Ausgang eine Leitung 64 für das Hellig
keitssignal, eine Leitung 65 für das Farbsättigungssignal und
eine Leitung 66 für das Farbtonsignal ergibt. Natürlich kann
die Konverterstufe 63 entfallen, wenn die Kamera 34 bereits
an sich derart ausgebildet ist, daß sie den Leitungen 64 bis
66 entsprechende Ausgänge besitzt, oder aber wenn die Signal
auswertung im wesentlichen die Rot-, Blau- und Grünsignale
benötigt.
Im Bereiche der Ränder der Trommel 33 ist vorzugsweise ein
Farbreferenzmuster, und an der Trommel selbst sind Taktmar
kierungen an vorbestimmten Stellen angeordnet, so daß wäh
rend einer Ablenkperiode an einer ganz bestimmten Stelle in
nerhalb des Videosignales die diesen Referenzen entsprechen
den Signalabschnitte auftauchen werden, wobei die Taktmar
kierung zur Bestimmung der Teilchengeschwindigkeit dient bzw.
mit jedem Taktimpuls eine Zeile ausgelesen wird, um die Aus
lösung des Bildpunktes in Bewegungsrichtung zu definieren und
das Vermessen der Teilchen zu erleichtern. Wenn daher die
Leitungen 57, 58 einer Umschaltstufe 67 zugeführt werden, so
kann diese anhand dieser Ablenksignale feststellen, ob das
eingehende Signal von einer solchen Referenzstelle bzw. einer
Taktmarkierung stammt oder von einer anderen Stelle. Dement
sprechend werden von der Umschaltstufe die Signale aufge
teilt, und zwar wird das vom Farbreferenzmuster stammende
Referenzsignal in eine Referenzspeicherstufe 68 abgegeben,
das von der Trommelfläche stammende Signal, mit Ausnahme der
Taktmarkierungssignale, an eine Stufe 69, wogegen die Takt
markierungssignale an eine Ausgangsleitung 70 gelangen.
An die Ausgänge der Stufen 68, 69 sind die Eingänge einer
Vergleichsstufe 71 angeschlossen, die durch Differenzbildung
etwaiger Ungleichmäßigkeiten bzw. Veränderungen der Hel
ligkeit des Hintergrundes ausgleicht, so daß eine Nach
regelung der Beleuchtungseinrichtungen 35 nicht unbedingt
erforderlich ist. Es ist vorteilhaft, wenn eine weitere
Differenzbildung vorgenommen wird, die auf der Lernfähigkeit
der Schaltung beruht.
Wenn nämlich eine bestimmte Farbe bzw. Helligkeit für die
Schüttgutpartikel gefordert wird, so kann man auf verschie
dene Weise vorgehen. Der einfachste Weg ist der, einen
Schwellwert für eine gewünschte Helligkeit vorzugeben und bei
Nichterreichen dieser gewünschten Helligkeitsschwelle das be
treffende Partikel durch Betätigen einer Ausblasdüse oder
einer anderen Aussortiereinrichtung auszuscheiden. Will man
jedoch nach Farbe sortieren, so könnte man analog hierzu meh
rere Farbkanäle (etwa entsprechend den Leitungen 59 bis 62
oder 64 bis 66) vorsehen und in diesen Kanälen entsprechende
Schwellwertgeber vorsehen. Auf digitalem Weg erreicht man
dies durch Eingabe der jeweiligen Farbparameter in ein
Tastenfeld, was aber einerseits mühsam und anderseits wegen
der vielen Irrtumsmöglichkeiten unzuverlässig ist. Auch hier
wird zweckmäßig ein anderer Weg beschritten.
Wenn man nämlich vor dem Aussortieren einer zu überprüfenden
Schüttgutmenge einen Lernlauf startet, indem man zu Beginn
des Betriebes eine Anzahl von Körnern (an sich genügt ein
einziges) an der Videokamera 34 vorbeilaufen oder - im Falle
einer Matrix- oder Röhrenkamera - stehen läßt, so kann die
Farbe dieses Referenzkornes eingespeichert werden, um später
als Bezugswert für die gewünschte Farbe zu dienen. Hierzu mag
am Ausgang der Vergleichsschaltung 71 (oder, wenn diese nicht
vorgesehen ist, weil man eine Hintergrundregelung nach dem
Stande der Technik vorzieht, am Ausgange der Kamera 34 bzw.
der Stufe 69) eine Umschaltstufe 72 vorgesehen sein. Diese
Umschaltstufe besitzt im vorliegenden Ausführungsbeispiel
(jedoch nicht notwendigerweise) einen umschaltbaren
Steuereingang 73, so daß ihre Umschaltung über einen Wahl
schalter S1 von einem Zeitglied 74 gesteuert werden kann, das
nach einer dem Vorüberlaufen der Referenzprobe entsprechenden
Zeit automatisch die Umschalteinrichtung auf Normalbetrieb
umschaltet, oder die Umschaltung kann, je nach der Stellung
des Wahlschalters S1, auch manuell durch einen Handschalter
S2 vorgenommen werden, durch dessen Öffnen oder Schließen
die Umschaltung der Stufe 72 bewirkt wird. Eine solche Hand
schaltung ist besonders dann von Vorteil, wenn sich die Zeit
für das, vorzugsweise einstellbare, Zeitglied 74 von vorn
herein nicht genau bestimmen läßt (z. B. eine Probe von Kör
nern wird einige Tage vorab zugesandt, um später dement
sprechend aussortieren zu können).
Je nach der Stellung der Umschaltstufe 72 wird ein Lernbe
trieb oder der Normalbetrieb durchgeführt, wobei für den er
steren Fall mindestens ein Speicher 75 angeschlossen ist, der
vorzugsweise als nichtflüchtiger Speicher (z. B. Diskette)
ausgebildet ist. Im Lernbetrieb wird mindestens ein Teilchen
und der Hintergrund, gegebenenfalls aber mehrere, verschie
dene Teilchenklassen repräsentierende Teilchen einer Farber
kennung unterzogen und die dabei resultierende Werte werden
gespeichert. Dazu werden mehrere Speicherplätze 75 mit wahl
weisem Zugriff, d. h. entweder mehrere gesonderte Speicher
oder ein einziger, entsprechend größerer Speicher 75 mit
adressierbaren Speicherplätzen mit dem Ausgangssignal der Ka
mera 34 bzw. der Vergleichsstufe 71 verbindbar gemacht. Es
ist zweckmäßig, wenn der Speicher 75 mit dem Speicher 68
verbunden ist, um seinen Inhalt in Abhängigkeit von der Be
leuchtungsfarbe des Farb-Referenzmusters allenfalls korrigie
ren zu können und so Auslesefehler zu vermeiden. Zwar wäre es
alternativ auch denkbar, der Beleuchtung eine derartige
Regeleinrichtung zuzuordnen, daß deren Farbwerte stets
konstant gehalten werden, doch bildet die strichliert ge
zeichnete Verbindungsleitung zwischen den beiden Speichern 68
und 75 den einfacheren Weg zu einer entsprechenden Korrektur.
Wenn die Umschaltstufe 72 - gesteuert durch das Zeitglied 74
oder den Schalter S2 - auf Normalbetrieb umschaltet, so lie
fert sie die erhaltenen Signale an eine zum Speicher 75 pa
rallel liegende Zwischenspeicherstufe 76 oder unmittelbar an
den einen Eingang einer Vergleichs- und Steuerstufe 77, deren
anderer Eingang mit dem Ausgange des Referenzsignalspeichers
75 verbunden ist. Dadurch kann ständig ein Vergleich zwischen
einem Referenzsignal und dem IST-Signal von den überprüften
Körnern durchgeführt werden. Im Falle von mehreren definier
ten Teilchenklassen wird der Vergleich mit den entsprechen
den, gespeicherten Teilchen- und Hintergrundwerten durchge
führt. Die Vergleichsstufe 77 wird einstellbare, und zweck
mäßig vorbestimmte, Schwellwerte besitzen, so daß sie kei
nerlei Ausgangssignal für den Fall liefert, daß das Signal
innerhalb des Toleranzfeldes für die nicht auszuwerfenden
Teilchen oder den Hintergrund liegt. Die nicht auszuwerfenden
Teilchen sind vorzugsweise jene, die zahlenmäßig am häufig
sten sind, also im Normalfall die Gutteilchen. Die Ver
gleichsstufe 77 wird jedoch entsprechend der erkannten Teil
chenklasse ein Signal über einen Ausgang 80 an eine Umschalt
stufe 78 liefern. Das zugeführte Signal wird dazu benützt, um
eine von vorzugsweise zwei, gegebenenfalls aber auch mehr als
zwei, Ansteuerstufen 81 oder 82 mit jeweils einem entspre
chenden Ventil als Stellglied für die Betätigung einer der
vorzugsweise zwei, gegebenenfalls aber auch mehr als zwei,
Düsen 41 oder 42 zu steuern. Zur Synchronisierung dieser Be
tätigung ist die Taktsignalleitung 70 mit der Vergleichs- und
Steuerstufe 77 verbunden. Gegebenenfalls ist eine Auswurfdüse
so gesteuert, daß sie alles, was nicht als Hintergrund oder
als in eine Teilchenklasse gehörig erkannt wurde, mittels
einer Auswurfdüse als Fremdteil auswirft.
Falls sich die verschiedenen Teilchenklassen vor allem durch
die Form und nicht durch die Farbe unterscheiden, wird vor
zugsweise vorgesehen, daß im Farberkennungsschritt Teilchen
aller Teilchenklassen als Gutteilchen behandelt werden und
der vektorielle Differenzbildner 77 bei guten Teilchen bzw.
Körnern keinerlei Ausgangssignal liefert. Es ist nun aber er
sichtlich, daß die Leitung 80 die Umschaltstufe 78 nicht un
mittelbar steuert, sondern daß mit der Leitung 80 auch ein
Formprozessor Fp verknüpft ist. Dieser Formprozessor Fp er
hält das Ausgangssignal des Differenzbildners 77, zweckmäßig
über eine Invertstufe Iv. Wenn nämlich lediglich Gut- und
Schlechtteilchen unterschieden werden, wird der Formprozessor
Fp über den Inverter Iv nur im Falle von Körnern guter Farbe
und somit bei einem verschwindenden Ausgangssignal des vekto
riellen Differenzbildner 77 in Tätigkeit gesetzt, was seinen
Betrieb (im Vergleich zu einem etwa ebenfalls möglichen
Parallelbetrieb von Differenzbildner und Formprozessor)
vereinfacht.
Am Ausgange der Stufen 77 und Fp liegt ein logisches Glied
Log, das hier einfach als ODER-Verknüpfung dargestellt ist,
und das die Umschaltstufe 78 in Abhängigkeit von den Signalen
beider Stufen 77 und Fp betätigt. Bei einer solchen Ausfüh
rung werden dann im allgemeinen mehr als nur zwei Ausschleu
derdüsen 41, 42 hintereinander angeordnet sein, um eine Aus
sortierung nach Farben und Größen und/oder Formen bzw. Qua
litäten durchführen zu können, wobei unter Umständen eine
Aussortierung nur nach Farbe oder nur nach Größe und/oder
Form genügt. Forminformationen umfassen mindestens eine ef
fektive Teilchenkontur und/oder mindestens eine abgeleitete
Größe, wie etwa das erste, das zweite und/oder das dritte
Flächenmoment. Im Lernvorgang kann gegebenenfalls mindestens
eine Teilchenkontur und ein dazugehöriger Toleranzbereich als
Merkmal einer Teilchenklasse bestimmt werden, so daß der
Formprozessor die aktuelle Teilchenkontur mit den möglichen
Konturen dieser Teilchenklasse vergleichen kann.
Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung zahlreiche Va
rianten denkbar sind; beispielsweise können alle herkömm
lichen optischen Sortiereinrichtungen eingesetzt werden, so
fern sie mit Farb- und/oder Größen- und/oder Formerkennungs
einrichtungen ausgerüstet sind.
Unnötiges Ausblasen wird vermieden, wenn die Farbe des von
der Trommel 33 gebildeten Hintergrundes, wie bereits oben er
wähnt, festgehalten wird. Ein auszuscheidendes Partikel liegt
nur dann vor, wenn kein "gutes" bzw. kein einer definierten
Teilchenklasse zugehöriges Korn und auch nicht der Hinter
grund abgetastet wird.
Der Hintergrund ließe sich notfalls auch über die Ablenksig
nale errechnen, denn die nebeneinander liegenden Öffnungen
zur Aufnahme der Körner werden sukzessive wohl stets am glei
chen Ort vorüberziehen, und über Taktsignale läßt sich auch
das Vorliegen einer Reihe von Körnern feststellen, doch ist
dies mit zu großen Ungenauigkeiten verbunden, zumal es ja
auch vorkommen kann, daß eine Trommelöffnung gar nicht be
setzt ist (und dann wohl eine Hintergrundfarbe abgibt).
Besteht die oben erwähnte, strichliert angedeutete Verbindung
zwischen den Speichern 68 und 75, so läßt sich innerhalb des
Achsensystems der Farbsignale IHS, das praktisch eine dreidi
mensionale Ordnung innerhalb des Speichers 75 wiedergibt
auch das Referenzsignal für Rot, das Referenzsignal für Blau
und das Referenzsignal für Grün einspeichern. Diese Referenz
signale können dann, zweckmäßig wenigstens zu Beginn des Be
triebes, gegebenenfalls aber auch in periodischen Zeitab
ständen, überprüft werden, indem das Ausgangssignal des Spei
chers 68, in dem das jeweilige dem Standard-Farbmuster ent
nommene Farbsignal vorliegt, abgerufen und mit dem gespei
cherten Wert für Rot, Blau und Grün verglichen wird. Ergibt
sich infolge einer eingetretenen Farbtonänderung der Beleuch
tung eine Abweichung, so werden alle Farbwerte im selben Ausmaße
korrigiert (entspricht einer Drehung des dreidimen
sionalen Achsenkreuzes), so daß die Bezugswerte - auch bei
veränderter Beleuchtung - dieser angepaßt werden.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Reisbearbeitung, bei der Paddy-
oder Parboiled-Reis von Eingangssilos 101 mittels Elevatoren
102, 103, 104 jeweils in weitere Behandlungsabschnitte trans
portiert wird. Anstelle der Elevatoren 102, 103, 104 kann je
des andere geeignete Transportmittel verwendet werden, und
die Anordnung der Transportmittel sowie die Aufteilung in
durch diese getrennte Behandlungsabschnitte kann den jeweili
gen Verhältnissen entsprechend je verschieden sein.
Im dargestellten Beispiel umfaßt die direkt an die Eingangs
silos 101 anschließende Vorreinigung im wesentlichen eine
Siebreinigungsmaschine 105, beispielsweise ein Trommelsieb,
zur Entfernung von groben Fremdstoffen und einen Windsichter
106 zur Entfernung von Staub. Gegebenenfalls wird auch ein
Magnetabscheider vorgesehen. Das vorgereinigte Produkt wird
in Reissilos 107 für die weitere Bearbeitung in einem Bereich
der ersten Reinigung 7 bzw. 7a und 7b bereit gehalten und ge
langt über Mengenregler 15, einen Förderer 16 und eine Waage
10a zu einer Siebvorrichtung 11a, vorzugsweise einer Vibra
tionssiebmaschine mit einem ersten und einem zweiten Sieb.
Die Siebvorrichtung 11a trennt aus dem Schüttgut insbesondere
zwei Fraktionen ab, nämlich größere und kleinere Fremdstof
fe. Ein direkt an die Siebvorrichtung 11a anschließender
Windsichter 12a beseitigt im wesentlichen den im Schüttgut
befindlichen Staub. Aus dem verbleibenden Schüttgut werden
mit einem Trockenstein-Ausleser Fremdstoffe mit von den Reis
körnern abweichenden Dichten und Formen bzw. Luftangriffsflä
chen ausgelesen. Gegebenenfalls ist nach dem Trockensteinaus
leser 17 ein weiterer Magnetabscheider vorgesehen.
Im oben beschriebenen Teil der ersten Reinigung 7a bzw. 11a,
12a, 17, 9a werden Unkraut- bzw. Fremdgesäme, Sandklumpen,
Steine und kleine Eisenteile ausgeschieden. Nebst diesen
Fremdteilen wird nun im Bereich 7b mit einer Schälvorrichtung
108 die Schale vom Reiskorn gelöst und im Luftstrom von
Tischseparatoren 109 ausgeschieden. Da nebst geschälten Reis
körnern und Schalen auch ungeschälter Reis aus der Schälvor
richtung 108 austritt, müssen die Tischseparatoren 109 auch
ungeschälten Reis von geschältem trennen. Diese Trennung ist
aufgrund des kleinen Unterschiedes nur mit großem Aufwand
und auch dann nur ungenügend erreichbar. Um sicherzustellen,
daß im wesentlichen keine ungeschälten Reiskörner mit den
geschälten weitergeführt werden, muß in Kauf genommen wer
den, daß mit den ungeschälten Körnern ein großer Anteil ge
schälter Körner über eine Rückführlinie 110 und den Elevator
103 nochmals zur Schälvorrichtung 108 gelangen.
Zur Entfernung von unreifen Körnern bzw. Grünreis muß eine
aufwendige Sortiereinrichtung zur Durchführung einer Dicken
sortierung eingesetzt werden. Dazu werden in der Anlage ge
mäß Fig. 3 Trommelsortierer 111 verwendet. Sowohl der Ma
schinenaufwand als auch die Beanspruchung der guten Reiskör
ner ist hoch, was bei einem kleinen Grünreisanteil zu einem
besonders ineffizienten Behandlungsschritt führt. Am Ende der
ersten Reinigung durchläuft der Reis eventuell einen Magnet
abscheider 9b.
In einer zweiten Reinigung wird der Reis beispielsweise mit
tels Ringschleifmaschinen 112 geschliffen und mittels Polier
maschinen 113 poliert und mittels Aspiration vom Staub be
freit.
In einem auf den Elevator 104 folgenden Behandlungsbereich 8
wird das Produkt durch eine Verteilvorrichtung 114 auf Plan
sichter 115 verteilt. Vom Plansichter werden Klumpen und
Feinbruch ausgetragen, so daß im wesentlichen nur Reiskörner
mit einer vorgegebenen Mindestgröße über eine weitere Ver
teilvorrichtung 116 in Trieure 117 gelangen. Die Trieure sor
tieren den Reis in vorgegebene Größenklassen. Vorzugsweise
wird eine Einteilung in 3/4 bis 1/1 , 1/2 bis 3/4 und 1/4 bis
1/2 Körner durchgeführt. Der sortierte Reis gelangt in ent
sprechende Größenklassen-Silos 117. Eventuell werden die
sortierten Reiskörner noch einer Farbkontrolle unterzogen, um
Körner mit schwarzen Stellen auszuscheiden.
Eine erfindungsgemäße Lösung sieht nun gemäß Fig. 4a vor,
daß anstelle des im Bereich 7a der ersten Reinigung vorgese
henen Trockenstein-Auslesers 17 und gegebenenfalls auch des
Magnetabscheiders 9a (vgl. Fig. 3) eine optische Sortierein
richtung 24 vorgesehen ist. Wie bereits vorne beschrieben,
können die der Sortiereinrichtung zugeführten Teilchen ver
schiedenen vorbestimmten Teilchenklassen zugeordnet und da
nach sortiert in entsprechende Schüttgut-Teilströme aufge
teilt werden. Eine mit der Videokamera 34 und mit mindestens
einer Ausschleudervorrichtung 42, 41 verbundene Auswerte- und
Steuerelektronik 114 stellt sicher, daß bei einer Aufteilung
in Gut- und Schlechtteilchen alle Schlechtteilchen in den
Trog 43 oder in die Rinne 44 ausgeschleudert werden. Die Gut
teilchen fallen im durch die Abdeckung 39 gebildeten Trommel
bereich ohne Saugwirkung von der Trommel 33 in die Rinne 45.
Nebst der Möglichkeit, alles, was nicht als Gutteilchen er
kannt wird, zusammen auszuscheiden, kann auch vorgesehen wer
den, daß alle Fremdteilchen einer vordefinierten Farb-
und/oder Größen- und/oder Formklasse durch eine entspre
chende Ausschleudervorrichtung 41 getrennt von den anderen
Schlechtteilchen ausgelesen werden. Dies kann dann von
Interesse sein, wenn aus Schüttgut mit einem hohen Anteil von
Fremdgesäme dieses vom nicht biologischen Material getrennt,
gegebenenfalls für eine weitere Verwendung, ausgetragen wer
den soll.
Die optische Sortiereinrichtung ermöglicht eine äußerst
scharfe Trennung von Gut- und Schlechtteilchen, so daß in den
ausgeschiedenen Teilchen nur wenig Gutteilchen und in den für
gut befundenen Teilchen nur wenig Schlechtteilchen zu finden
sind. Die Trenngrenze läßt sich einfach verstellen, indem
beispielsweise lediglich ein anderer, die Gutteilchen reprä
sentierender, gegebenenfalls vorgängig gespeicherter Werteset
angegeben wird. Da die optische Sortiervorrichtung 24 auch
einen Lernmodus umfaßt, kann beispielsweise für eine neue
Reissorte vor dem Beginn des Bearbeitungsprozesses das ge
wünschte Produkt zur Erfassung der klassenbestimmenden Para
meter der optischen Sortiervorrichtung vorgelegt werden. Da
die erfindungsgemäße Reinigung im wesentlichen ein Sortier
vorgang ist, eröffnen sich Möglichkeiten, durch welche die
erste Reinigung deutlich effizienter wird. Beispielsweise
können nebst Fremdteilen auch nicht genügend ausgewachsene
oder mißgebildete Reiskörner vor der Schälvorrichtung 108
ausgelesen werden. Gegebenenfalls können auch Gutteilklassen
verschiedener Korngröße getrennt werden, um anschließend in
optimal eingestellten Schälvorrichtungen 108 geschält zu wer
den.
Im an die Schälvorrichtung anschließenden Bereich 7b der er
sten Reinigung besteht ein weiterer vorteilhafter Anwendungs
bereich für eine optische Sortiervorrichtung 24a. Sie kann
dort die gemäß dem Stand der Technik vorgesehenen Tischse
paratoren 109 und die Trommelsortierer 111 ersetzen. Die
Tischausleser 109 sind groß und basieren auf dem reziproken
Hubbewegungsprinzip, so daß große Ansprüche an das Bauvolu
men und die Gebäudestärke gestellt werden. Diese Ansprüche
verschwinden mit dem Einsatz der optischen Sortiervorrichtung
24a. Nebst der Verringerung des Maschinen- und Gebäudeaufwan
des ergibt sich eine Optimierung der Rückführung ungeschälter
Reiskörner. Mit den Tischauslesern 109 werden geschälte und
ungeschälte Reiskörner nach spezifischem Gewicht, Prallver
halten und Sickerfähigkeit getrennt, wobei die Trennschärfe
aufgrund der kleinen Unterschiede schlecht ist. Um den Anteil
von ungeschältem Reis im geschälten klein zu halten, muß in
Kauf genommen werden, daß sich die zur Schälvorrichtung 108
rückgeführte Fraktion zu gleichen Teilen aus geschältem und
ungeschältem Reis zusammensetzt und bei den bekannten Schäl
vorrichtungen etwa einen Rücklauf von 20% ergibt.
Da sich der ungeschälte (Paddy) und der geschälte Reis
(Braunreis) in der Größe (ca. 5%) und in der Farbe unter
scheiden, kann die optische Sortiervorrichtung 24a eine ge
genüber dem bekannten Tischausleser 109 deutlich schärfere
Trennung gewährleisten, so daß der Anteil zur Schälvorrich
tung 108 rückgeführten geschälten Reises minimal wird. Die
optische Sortiervorrichtung wird nebst den Klassen des ge
schälten guten und des ungeschälten Reises vorzugsweise min
destens eine weitere Klasse, wie Grünreis, verfärbten und/
oder verformten Reis oder gegebenenfalls Fremdteile separat
auslesen. Dazu wird eine der Anzahl auszuschleudernder Klas
sen entsprechende Anzahl Ausschleudervorrichtungen 41, 41′,
42 von der Steuerung 114 gesteuert. Durch das Auslesen von
Grünreis mit der optischen Sortiervorrichtung 24a werden auch
die aufwendigen Trommelsortierer 111 überflüssig. Es zeigt
sich wiederum, daß eine Reinigung, die als Sortierung in
verschiedene Farb- und/oder Größen- und/oder Formklassen
funktioniert, gegenüber einer herkömmlichen Trenneinrichtung
wesentliche Vorteile aufweist.
Anstelle der Plansichter 115 und der Trieure 117 kann eine
optische Sortiervorrichtung 24b eingesetzt werden, um die ge
wünschten Größenklassen und gegebenenfalls Bruch oder Fremd
teile zu sortieren. Gleichzeitig mit der Größenklassierung
kann eine Farbklassierung, beispielsweise zum Auslesen von
schwarz verfärbtem Reis, durchgeführt werden, so daß keine
zusätzliche Farbklassierung mehr nötig ist. Kombinierte Aus
lesekriterien eröffnen Trennmöglichkeiten, die bis anhin
nicht möglich, oder aufgrund eines zu großen Aufwandes nicht
sinnvoll waren. Beispielsweise kann ohne Zusatzaufwand
schwarz verfärbter Reisbruch von unverfärbtem getrennt wer
den. Durch das getrennte Auslesen verschiedener Verunreini
gungen können diese optimal weiterverwendet werden und müssen
nicht gesamthaft als Abfall beseitigt werden. Ein wesentli
cher Vorteil der optischen Sortiervorrichtung 24, 24a, 24′
ist ihre universelle Einsetzbarkeit aufgrund der Möglichkeit,
Teilchenklassen mit beliebigen Größen- und/oder Form- und/
oder Farbmerkmalen von einander zu trennen. Die Reinigungs-
und Sortier-Ansprüche verschiedener Reismüllereien können
somit durch dieselbe Vorrichtung befriedigt werden.
Eine Ausführung gemäß Fig. 4b sieht anschließend an die
Schälvorrichtung 108 zur Erhöhung des Durchsatzes eine Kombi
nation eines Planauslesers 118 mit einer optischen Sortier
vorrichtung 24a′ vor. Der Planausleser 118 trennt den Pro
duktstrom in folgende drei Fraktionen, ungeschälter Paddy
reis, Mischung aus ungeschältem und geschältem Reis und ge
schälter Reis. Die optische Sortiervorrichtung 24a′ trennt
anschließend nur die Mischfraktion in ungeschälten und ge
schälten Reis und gegebenenfalls in Schlechtteilchen, wie
etwa Grünreis, auf.
Fig. 5 zeigt eine herkömmliche Bearbeitung von Sojabohnen zur
Ölherstellung. Durch Elevatoren 202, 203 und 204 werden ver
schiedene Bearbeitungsbereiche voneinander abgetrennt. Aus
Eingangssilos 1 gelangen die Sojabohnen vorzugsweise über
einen Elevator 202 in einen Vorreinigungsbereich 6 mit einer
Waage 10, einer Siebvorrichtung 11, einem Windsichter 12 und
gegebenenfalls einem Metallabscheider 9. Durch die Vorreini
gung werden sowohl grobe Fremdbestandteile, wie Erdknollen,
Holz- und Strohteile, sowie Steine etc., als auch Feinteile
ausgeschieden. Zur Entfernung von Staubanteilen wird das Ge
treide anschließend durch einen Luftstrom, vorzugsweise
durch einen Windsichter 12, geführt. Diese Vorreinigung muß
bei hohen Schüttgutdurchsätzen durchgeführt werden und kann
deshalb die Verunreinigungen im Größenbereich der Getrei
dekörner nicht austragen.
Das vorgereinigte Produkt gelangt über den Elevator 203 zur
ersten Reinigung in einen Bereich 7 mit einer weiteren
Siebreinigungsvorrichtung 11a mit Windsichter 12a und einem
Steinausleser 17. Gegebenenfalls ist zum Abtrennen von halben
bzw. gespaltenen Sojabohnen ein Schrägband so vorgesehen,
daß die Bohnenteile liegen bleiben, die ganzen Sojabohnen
aber hinunterfallen. Die Bruchstücke von Sojabohnen sollen
abgeschieden werden, weil sie einen erhöhten Bakterienbefall
aufweisen. Über den Elevator 204 gelangen die Sojabohnen in
den Bereich 8, wo sie in einer Dampfbehandlungseinrichtung
205 mit Heißdampf behandelt werden und anschließend durch
ein Schrotwalzwerk 206, ein Vibrationssieb 207 und eine
Flockierwalze 208 zu einem Ölextraktor 209 gelangen.
Gemäß Fig. 6 wird bei der Bearbeitung von Sojabohnen für die
erste Reinigung erfindungsgemäß eine optische Sortiervor
richtung 24 vorgesehen. Sie ersetzt die Siebreinigungsvor
richtung 11a und den Steinausleser 17, sowie gegebenenfalls
das Schrägband. Fremdstoffe und Sojabruchstücke werden auf
grund von Farb- und/oder Größen- und/oder Formmerkmalen er
kannt und vorzugsweise getrennt ausgeworfen. Zusätzlich be
steht die Möglichkeit, mit der optischen Sortiervorrichtung
24 aufgrund der Farbe und gegebenenfalls der Form auch die
grünen und unausgereiften Sojabohnen, deren Bakteriengehalt
groß ist, zu entfernen. Dadurch erhält man nach der Flockie
rung White-Flakes, die auch zur Herstellung von TVP (textured
vegetable protein) für die menschliche Ernährung verwendet
werden können.
Fig. 7 zeigt schematisch die Bearbeitung von Sonnenblumenker
nen gemäß dem Stand der Technik auf. Die Silos und die Vor
reinigung im Bereich 6 sind gleich wie bei der Bearbeitung
von Sojabohnen. Die daran anschließende erste Reinigung zur
Entfernung von Fremd- und Schalenteilen ist vorzugsweise nach
einem Schälvorgang in einem Prallschäler 210 vorgesehen. Im
Prallschäler 210 entsteht ein Gemisch aus Schalen sowie ge
schälten und ungeschälten Kernen. Mittels einer ersten Vibra
tionssiebvorrichtung 211 und einer Aspirationsvorrichtung 213
wird versucht, eine Aufteilung in ungeschälte Körner, ge
schälte Körner und Schalen durchzuführen. Eine erst Fraktion
mit den ungeschälten Kernen macht ca. 17% der gesamten
Schüttgutmenge aus und setzt sich etwa aus 40% ungeschälten
und 60% geschälten Kernen zusammen. Über den Elevator 203 ge
langt diese Fraktion wieder zur Prallmühle 210. Die schlechte
Trennschärfe führt zu einer großen Belastung des Prallschä
lers 210 mit rückgeführten geschälten Kernen. Ein Teil der
Schalen wird als zweite Fraktion über die Aspirationsvorrich
tung 213 ausgeschieden. Eine dritte Fraktion, bestehend aus
geschälten Kernen und Schalen, wird einer zweiten Vibrations
siebvorrichtung 212 mit einer zweiten Aspirationsvorrichtung
214 zugeführt. Die Kernteile, welche mit den Schalen in die
Aspirationsvorrichtung gelangen, werden anschließend mit
Plansichtern 215 so gut wie möglich von den Schalen getrennt.
Die Kerne aus der zweiten Siebvorrichtung 212 und die Kern
teile aus den Plansichtern 215 gelangen in eine Verarbei
tungsvorrichtung 216, welche vorzugsweise Flockierwalzen und
eine Verpreßvorrichtung umfaßt.
Nach Fig. 8 ist vorgesehen, daß ein erfindungsgemäßes Ver
fahren zur Bearbeitung von Ölsaaten, insbesondere von Son
nenblumenkernen, für die erste Reinigung eine optische Sor
tierung mittels einer optischen Sortiervorrichtung 24
umfaßt. Anschließend an den Prallschäler 210 ist eine
Vorrichtung zum Entfernen von Schalen, vorzugsweise eine
Vibrationssiebvorrichtung 211 mit einer Aspirationsvor
richtung 213 vorgesehen. Die optische Sortiervorrichtung
trennt das von einem Teil der Schalen befreite Schüttgut mit
tels Farb- und/oder Größen- und/oder Forminformationen in
ungeschälte Kerne, geschälte Kerne sowie Kernteile und Scha
len auf. Die Sortiervorrichtung 24 umfaßt gegebenenfalls ein
Videokamerasystem 34 mit zwei oder mehr Kameras, die Informa
tionen aus verschiedenen Perspektiven liefern. Die Auswertung
dieser Bildinformationen liefert zu jedem Teilchen eine drei
dimensionale Größen- und/oder Forminformation, so daß bei
spielsweise Schalen und Kerne aufgrund unterschiedlicher Dic
ken unterschieden werden können. Falls die Sortiervorrichtung
24 eine sehr hohe Auswurf-Kapazität hat, kann gegebenenfalls
auf die Vorklassierung durch die Vibrationssiebvorrichtung
211 verzichtet werden. Ein wesentlicher Vorteil der optischen
Sortierung ist die scharfe Trennung in die gewünschten Klas
sen. Die Fraktion mit den ungeschälten Kernen umfaßt im we
sentlichen weder Schalen noch geschälte Kerne, so daß der
Prallschäler 210 nicht unnötig durch geschälte Kerne belastet
wird und bei gleicher Leistung einen höheren Produktedurch
satz erreicht.
Zur Optimierung der ersten Reinigung bei der Bearbeitung von
Sonnenblumenkernen sieht die Ausführung gemäß Fig. 9 bereits
vor den Prallschälern 210 eine erste optische Sortiervorrich
tung 24a vor. Mit dieser Sortiervorrichtung soll mittels
festlegbarer Größenmerkmale, wie Länge und/oder Breite und/
oder Größe der Querschnitts- bzw. Ansichtsfläche, im wesent
lichen der Produktstrom in zwei Teilströme mit unterschied
lich großen Kernen aufgeteilt werden. Diese Teilströme wer
den in den auf die jeweilige Teilchengröße eingestellten
Prallschälern 210 geschält. Durch die individuelle Einstel
lung kann das Zertrümmern in zu kleine Teilchen als auch ein
großer Anteil von ungeschälten Kernen vermieden werden. Die
anschließende Aspirationsvorrichtung 213 trennt einen großen
Anteil der Schalen ab, so daß die Klassierung in einem
zweiten optischen Sortierer 24 nicht unnötig viele Schalen
teile ausschleudern muß. Die ungeschälten Kerne werden über
den Elevator 203 wieder der ersten Sortiervorrichtung zuge
führt. Nebst dem optimierten Schälvorgang hat die erste opti
sche Sortiervorrichtung 24a den weiteren Vorteil, daß auch
das Auslesen von Fremdteilen, wie Steinen, Leichtkörnern, Un
krautgesämen u. dgl., möglich ist.
Fig. 10 zeigt eine bekannte Anlage zum Reinigen, Schälen und
Klassieren von Kaffeebohnen. Getrocknete Kaffeekirschen oder
Pergamino-Kaffee gelangen in einem ersten Bereich 7a der er
sten Reinigung von Produktesilos 14 über Mengenregler 15,
einen Förderer 16 und eine Waage 10a in eine Siebtrennvor
richtung 11a mit einer Aspirationsvorrichtung 12a. In der
Trennvorrichtung 11a, 12a werden grobe, ganz feine und leich
te Fremdteile aus dem Kaffee ausgelesen. Im daran anschließenden
Trockensteinausleser 17 werden Fremdteile von der
Größe der Kaffeebohnen aber mit einem größeren und ge
gebenenfalls auch solche mit einem kleineren Gewicht ausge
schieden. Über einen Magnetabscheider 9 und einen Elevator
302 gelangen die getrockneten Kaffeekirschen in eine Schäl
vorrichtung 305 und der Pergamino-Kaffee in eine Poliervor
richtung 306. Die Trennung des geschälten bzw. polierten
Schüttgutes in drei Fraktionen, nämlich im wesentlichen Scha
len, geschälter sowie ungeschälter Kaffee, erfolgt in einem
Vibrationssieb 307 und in Windsichtern 308. Die Fraktion mit
ungeschältem Kaffee kann über den Elevator 303 wieder zur
Schälvorrichtung 305 gebracht werden. Im Falle eines kleinen
ungeschälten Anteiles, vorzugsweise bei der Bearbeitung von
Pergamino-Kaffee, wird in einem Trommelsieb 309 bereits eine
Klasse von Pergamino-Kaffee in einen Behälter geführt und der
Rest über einen Elevator 310 einem Klassierbereich (8) zuge
führt. Im Falle von Kaffeekirschen wird gegebenenfalls eine
Fraktion mit ungeschälten Kaffeebohnen über den Elevator 303
zur Schälvorrichtung 305 geführt.
Die geschälten bzw. polierten Kaffeebohnen gelangen über
einen Elevator 304 in einen Sortierbereich, in welchem die
Bohnen mittels Vibrationssiebvorrichtungen 310′ und Aspira
tionstrennvorrichtungen 311 in verschiedene Größenklassen
aufgetrennt und von Bruch gereinigt werden. In einem weiteren
Behandlungsschritt werden mittels Leichtkornauslesern 312 in
fizierte, deformierte, verwachsene Bohnen, sowie kleine Kir
schenbohnen und kleiner Pergaminokaffee ausgelesen. In einem
letzten Schritt werden mit Farbsortiervorrichtungen 313 farb
lich unerwünschte, hauptsächlich schwarze Bohnen, ausgeschie
den.
Fig. 11 zeigt, wie die erste Reinigung erfindungsgemäß durch
den Einsatz einer optischen Sortiervorrichtung 24, die an die
Stelle des Trockensteinauslesers 17 tritt, optimiert wird.
Aufgrund von die Kaffeebohnen eindeutig von möglichen Verun
reinigungen abgrenzenden Farb- und/oder Größen- und/oder
Formmerkmalen kann die optische Sortiervorrichtung nicht nur
Fremdteile mit größerer Dichte und von den Kaffeebohnen ab
weichender Größe, sondern im wesentlichen alle Fremdteile
auslesen.
Gegebenenfalls werden die Kaffeekirschen zusätzlich zur Rei
nigung in zwei Größenklassen eingeteilt, welche getrennt in
optimal eingestellte Schälvorrichtungen 305 gelangen. Um
diese Optimierung des Schälprozesses zu ermöglichen, müssen
zwei Schällinien oder Zwischenlagerzellen vorgesehen werden.
Gemäß Fig. 12 ist mindestens eine zweite, gegebenenfalls
auch eine dritte optische Sortiervorrichtung 24a vorgesehen,
um aus den geschälten bzw. polierten Kaffeebohnen mittels
Farb- und/oder Größen- und/oder Formmerkmalen verfärbte
(z. B. schwarze), infizierte, deformierte, zerbrochene, ver
wachsene, kleine Kirschen- und kleine Pergamino- Bohnen aus
zulesen, sowie die guten Kaffeebohnen in verschiedene Grös
senklassen aufzuteilen. Eine dritte Sortiervorrichtung ist
dann nötig, wenn die zweite nicht alle gewünschten Bohnen
klassen trennen kann. Das Auslesen des unerwünschten Kaffee
anteils ist sinngemäß der zweite Teil der ersten Reinigung.
Gemäß dem Stande der Technik wurde dieser Reinigungsschritt
im wesentlichen erst nach der Bohnen-Klassierung durchgeführt
und mußte deshalb für verschiedene Produktklassen getrennt
mit einem großen Aufwand an Leichtkornauslesern 312 und
Farbsortiervorrichtungen 313 erfolgen. Durch den Einsatz der
zweiten und gegebenenfalls dritten optischen Sortiervorrich
tung 24a können der Reinigungsschritt und die Klassierung
funktionell optimal zusammen erfolgen. Die optische Bohnen
klassierung ersetzt dabei die gemäß dem Stande der Technik
verwendeten Vibrationssiebvorrichtungen 310′, die Aspirati
onstrennvorrichtungen 311, die Leichtkornausleser 312 und die
Farbsortiervorrichtungen 313, was einem wesentlich geringeren
Geräte-, Platz- und Energieaufwand entspricht.
Es versteht sich, daß erfindungsgemäße Verfahrensschritte
für die erste Reinigung aller Nahrungsmittel in Form von
Schüttgut analog zu den dargestellten Beispielen vorgesehen
werden können. Die jeweilige Vorreinigung bzw. die weitere
Bearbeitung sind je verschieden dem Eingangs- bzw. dem Aus
gangsprodukt entsprechend ausgestaltet.
In Fig. 13 ist schematisch eine Sortiervorrichtung mit der
Videokamera 34 dargestellt, an welche die insgesamt mit 402
bezeichnete Farbauswerteschaltung (vgl. Fig. 2) angeschlossen
ist. Wie noch ersichtlich wird, ist diese Vorrichtung beson
ders dafür geeignet, Partikel stark unterschiedlicher Masse,
wie sie besonders in der Reinigung bzw. gegebenenfalls auch
in der Vorreinigung vorkommen, mit jeweils angepaßten Aus
werfenergien auszusortieren. Desungeachtet versteht es sich
aber auch, daß eine solche Vorrichtung auch für andere Be
reiche der Sortiertechnik mit Vorteil anwendbar ist.
Im wesentlichen wird in der Farbauswerteschaltung 402 ein
Farbvergleich der einzelnen Partikeln mit einem Soll-Muster
durchgeführt, dessen Ergebnis als Ausgangssignal über die
Leitung 80 verfügbar bzw. abgreifbar ist. Diese Farbaus
werteschaltung 402 entspricht der Zeichnung und Beschreibung
der EP-A-0 475 121, deren Inhalt durch diese Bezugnahme als
geoffenbart gelten soll.
Ebenso Bestandteil der bekannten Schaltung ist der Formpro
zessor Fp, der mit der Leitung 80 über eine Inverterstufe IV
derart verbunden ist, daß er nach Abgabe der entsprechenden
Signale aus der Ausgangsstufe 77 der Farbauswerteschaltung
402 zur Bestimmung von Form bzw. Größe in Tätigkeit gesetzt
wird. Zu diesem Zweck erhält der Formprozessor Fp über eine
Leitung 403 das Videosignal, das zur Farbverarbeitung auch
der Stufe 69 zugeleitet wird. Aus der Ermittlung der Konturen
und den entsprechenden Flächenberechnungen wird nun Form und
Größe des einzelnen Partikels ermittelt. Die diesbezüglichen
Informationen werden, z. B. über eine ODER-Logik Log, an einen
Prozessor oder Rechner 404 abgegeben, der anhand der erhalte
nen Informationen die Stärke der Aussortierungsenergie be
rechnet, die für das einzelne Partikel aufgrund seiner Masse
und/oder seiner Form erforderlich ist. Denn auch die Form be
stimmt ja insoferne die sich ergebende Wurfparabel, als sie
den Strömungswiderstand der Luft beeinflußt. Über ein Ein
gabegerät 405 läßt sich dabei dem Rechner 404 die jeweils
gewünschte Aussortierungsenergie für eine bestimmte Partikel
art eingeben, wobei sich diese Eingabe beispielsweise nach
der Aufstellung von Aufnahmebehältern für die aussortierten
Partikeln bzw. deren Aufstellungsort richten mag.
In der Zeichnung sind als Aktoren jeweils die Blasdüsen 41,
42 sowie 408 dargestellt, die aber nicht alle verwirklicht
sein müssen. Vielmehr seien anhand dieser Blasdüsen 41, 42, 408
verschiedene denkbare Ausführungsformen dargestellt, die
alternativ oder kumulativ verwirklicht sein mögen.
So steuert der Rechner 404 im Falle der Blasdüse 41, die von
einer lediglich durch einen Pfeil 409 angedeuteten Luftzufuhr
(z. B. ein Gebläse) beliefert wird, ein Proportionalventil
410, durch das die Stärke und/oder die Dauer des durch die
Düse 41 geführten Luftstoßes beeinflußt werden kann.
Während das Ventil 410 im allgemeinen mit einem Analogsignal
oder mit einem stufenförmig veränderbaren Digitalsignal, ge
steuert wird, kann die Steuerung im Falle der Düse 42 derart
gestaltet sein, daß diese mit der Luftzufuhr 409 über ein
Rückschlagventil 411 verbunden ist. Hinter diesem Rückschlag
ventil mündet eine Leitung 412 ein, die zu einer Luftzufuhr
in Form eines an sich bekannten Akkumulators 409′ führt. Der
Rechner 404 steuert nun ein Ventil 410′, das den Weg von der
Luftzufuhr 409 zur Blasdüse 42 ganz freigibt oder völlig
schließt. Sollte die Berechnung des Rechners 404 ergeben,
daß die durch das Ventil 410′ gegebene Grundeinstellung für
die Aussortierungsenergie nicht ausreicht, um ein bestimmtes
auszusortierendes Partikel an einem bestimmten Ort auszuwer
ten, so steuert der Rechner zusätzlich ein Ventil 413 an, das
die Düse 42 mit dem Akkumulator 409′ verbindet. Das Ventil
413 kann ein digital öffnendes oder schließendes Ventil oder
ein analog in verschiedene Stellungen bringbares Ventil sein,
je nach der gewünschten Ausbildung.
Schließlich ist auch eine Ausgestaltung möglich, wie sie
anhand der Düse 408 gezeigt ist. Dabei ist die Luftzufuhr 409
über mehrere Druckreduzierventile 414, 415, 416 und 417 mit
der Blasdüse 408 verbunden, wobei jedes dieser Ventile 414
bis 417 auf einen anderen Druckwert eingestellt ist.
Obwohl die Verwendung von Blasdüsen als Aktoren bevorzugt
ist, ist die Erfindung doch nicht darauf beschränkt, vielmehr
schon in der erwähnten Weise auf verschiedene Arten von Akto
ren, wie mechanische Auswerfer, elektrostatische Auswerfer
u. dgl. anwendbar.
Aufgrund von Farbe und Form kann der Rechner 404 gegebenen
falls auch die Art des Gegenstandes (z. B. Stein) und sein
spezifisches Gewicht bestimmen, um danach die Aussortierungs
energie zu ermitteln. Ferner ist es denkbar, die Aussortie
rung nur nach Farbe oder nur nach Form und Größe durchzufüh
ren. Durch die Erfindung wird es möglich, den Aufwand an Ak
toren herabzusetzen und/oder Partikel sehr großen Massen
unterschiedes einwandfrei zu sortieren.
Claims (12)
1. Verfahren zum Reinigen durch Auslese bzw. Sortieren
von Schüttgut in der Form von Nahrungsmitteln, wie Getreide
körner, Reiskörner, Sojabohnen, Sonnenblumenkerne, Kaffeeboh
nen und dergleichen, wobei das Reinigen als erste Reinigung
nach einer Vorreinigung und vor einer Verarbeitung vorgesehen
ist und zumindest eine Auslese nach Größe und/oder Form der
Schüttgutteilchen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine
optische Sichtung (24) vorgesehen ist, wobei eine Erfassung
mindestens eines der Kriterien Farbe, Größe und Form der
Schüttgutteilchen durchgeführt wird, und daß nach Auswertung
dieses Kriteriums bzw. dieser Kriterien, die Sortierung bzw.
die Auslese von Teilchen vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die optische Sichtung (24) mit mindestens einem opto
elektronischen Sensor, vorzugsweise mit mindestens einer
Farbfernsehkamera (34), insbesondere einer CCD-Kamera, z. B.
einer Zeilenkamera, vorgenommen wird, dessen bzw. deren Aus
gangssignal zur Klassierung jedes Schüttgutteilchens einem
elektronischen Datenverarbeitungsprozeß unterzogen wird, der
insbesondere ein Vergleichprozeß zwischen den eine Teilchen
klasse charakterisierenden Parametern und jeweils einem zu
klassierenden Schüttgutteilchen ist und ein Resultatsignal
verfügbar macht, das zur selbsttätigen Steuerung der Sortier
einrichtung (24,41,42) für die klassierten Teilchen herange
zogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die die Teilchenklassen charakterisierenden
Parameter im Rahmen eines Lernlaufes durch die Auswertung der
Bildinformation mindestens eines die jeweilige Teilchenklasse
repräsentierenden Teilchens erfaßt oder gegebenenfalls vor
zugsweise im Falle von Größen- und/oder Formparametern auch
als Standartwerte mit Toleranzbereichen eingegeben werden
können.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Größeninformation eines Schüttgutteil
chens vorzugsweise mindestens einen Wert, der einer Teilchen
ausdehnung bzw. einem Teilchendurchmesser entspricht und/oder
mindestens einen Wert, der einer Teilchen-Schnittfläche bzw.
Ansichtsfläche entspricht, umfaßt; und daß die Forminforma
tionen mindestens eine effektive Teilchenkontur und/oder min
destens eine abgeleitete Größe, wie etwa das erste, das
zweite und/oder das dritte Flächenmoment einer Ansichtsfläche
umfaßt.
5. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, mit einem Vorreinigungsbereich (6) zur
Reinigung von Grobverunreinigungen, einem Reinigungsbereich
(7; 7a) zur weiteren Reinigung inklusive des Schälens des
Verarbeitungsgutes, das anschließend mindestens einer
Bearbeitungsvorrichtung zuführbar ist, dadurch gekennzeich
net, daß im Reinigungsbereich (7; 7a) im Falle von Getreide,
inklusive Reis, vor dem Schälen, im Falle von Ölsaaten nach
mindestens einer Schälvorrichtung zum Entfernen von Schalen
oder Oberflächenverunreinigungen (21a; 108;; 210; 305, 306)
und im Falle von Kaffee an mindestens einer der beiden vorge
nannten Stellen mindestens eine optische Sortiervorrichtung
(24) vorgesehen ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Bearbeitung von Getreide, mit Rohfruchtsilos (14) zur
Aufnahme von nach Sorten und/oder Qualitäten selektiertem,
vorgereinigtem Mahlgut, mit einem ersten Reinigungsbereich
(7) zum Reinigen des aus den Rohfruchtsilos kommenden
Mahlgutes, mit mindestens einer Netzvorrichtung (21b) mit
Abstehsilos (21c) zum Konditionieren des Mahlgutes und ge
gebenenfalls mindestens einer Scheuervorrichtung (21a) für
das gereinigte Gut, sowie mit mindestens einem das konditio
nierte Mahlgut vermahlenden Müllereiwalzenstuhl (22), im
Bereich der ersten Reinigung (7) eine optische Sortiervor
richtung (24) vorgesehen ist, welche Fremdteile und/oder
verkümmerte bzw. verformte Körner und/oder Bruch aussortiert.
7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Bearbeitung von Reis, mit einem Vorreinigungsbereich
(6), mit mindestens einem Reissilo (107), mit einem ersten
und einem zweiten Bereich der ersten Reinigung (7a, 7b), wobei
im zweiten Bereich (7b) eine Schälvorrichtung (108) und daran
anschließend eine Trenneinrichtung zum Trennen von geschäl
ten Reiskörnern, ungeschälten zur Schälvorrichtung (108)
rückführbaren Reiskörnern und Schalen, sowie gegebenenfalls
Fremdkörpern vorgesehen sind, mit einer Schleif- und/oder Po
liervorrichtung (112,113) und gegebenenfalls mit einer Klas
siervorrichtung zum Aufteilen der Reiskörner in Bruch und
verschiedene, vorzugsweise drei Größenklassen, und daß
mindestens eines der folgenden Merkmale vorgesehen ist,
- a) im ersten Bereich der ersten Reinigung (7a) sind eine optische Sortiervorrichtung (24) und dieser vorge schaltet gegebenenfalls eine Siebreinigungsvorrich tung (11a), welche vorzugsweise gegenüber den Reis körnern deutlich größere und deutlich kleinere Fremdteile ausliest, sowie insbesondere eine Staub abziehende Aspirationsvorrichtung (12a) angeordnet, wobei die optische Sortiervorrichtung (24) Fremdteile und/oder verkümmerte bzw. verformte Körner und/oder Bruch aussortiert;
- b) die an die Schälvorrichtung (108) anschließende Trennvorrichtung umfaßt eine optische Sortiervor richtung (24a); und
- c) die Klassiervorrichtung ist eine optische Sortiervor richtung (24b), die gegebenenfalls nebst der Größen klassierung auch eine Farbklassierung durchführt;
- d) die an die Schälvorrichtung (108) anschließende Trennvorrichtung einen der optischen Sortiervorrich tung (24a′) vorgeschalteten Planausleser (118) umfaßt, der das Produkt in drei Fraktionen, nämlich ungeschälte Reiskörner, geschälte Reiskörner und eine Mischfraktion aufteilt, wobei die Mischfraktion über eine Verbindungsleitung vom Plansichter (118) der op tischen Sortiervorrichtung (24a′) zugeführt wird und die optische Sortiervorrichtung (24a′) somit nur einen Teil des aus der Schälvorrichtung (108) kommen den Produktes sortiert.
8. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Bearbeitung von Sojabohnen, mit einem Vorreinigungs
bereich (6), einem Bereich der ersten Reinigung (7) und einem
Bearbeitungsbereich (8) mit gegebenenfalls je mindestens
einer Vorrichtung zur Heißdampfbehandlung (205), einem
Schrotwalzwerk (206), einem Vibrationssieb (207), einer
Flockierwalze (208) und gegebenenfalls einem Ölextraktor
(209), im Bereich der ersten Reinigung (7) eine optische Sor
tiervorrichtung (24) zum Auslesen von Fremdstoffen, Soja
bruchstücken und gegebenenfalls grünen unausgereiften
Sojabohnen vorgesehen ist.
9. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Bearbeitung von Ölsaaten, wie Sonnenblumenkernen, mit
einem Vorreinigungsbereich (6), daran anschließend einem Be
reich der ersten Reinigung (7), welcher Bereich mindestens
eine Schälvorrichtung (210) sowie mindestens eine Trennein
richtung zum Trennen in geschälte, ungeschälte Kerne und
Schalen umfaßt, wobei eine Rückführvorrichtung für unge
schälte Kerne an die Trenneinrichtung anschließt und zum Be
ginn des ersten Reinigungsbereiches (7) führt, und einem Ver
arbeitungsbereich (216) für die in der ersten Reinigung von
Fremdteilen und Schalen getrennten Kerne, und daß
- a) im Bereich der ersten Reinigung (7) nach der min destens einen Schälvorrichtung eine optische Sortier vorrichtung (24) und dieser direkt vorgeschaltet ge gebenenfalls eine mechanische Trennvorrichtung (211) und/oder eine Aspirationsvorrichtung (213), und gege benenfalls
- b) im Bereich der ersten Reinigung (7) vor der minde stens einen Schälvorrichtung (108) eine optische Sortiervorrichtung (24a), welche die ungeschälten Sonnenblumenkerne in mindestens zwei Größenklassen auftrennt und diese getrennten Schälvorrichtungen (210) zuführt und gegebenenfalls Fremdteile ausliest, vorgesehen ist.
10. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Bearbeitung von Kaffeekirschen bzw. Pergaminokaffee,
mit einem ersten und einem zweiten Bereich der ersten Reini
gung (7a, 7b), wobei im ersten Bereich eine erste Trennvor
richtung zum Auslesen von Fremdteilen und im zweiten eine
Schälvorrichtung (305) bzw. eine Poliervorrichtung (306), so
wie eine zweite Trennvorrichtung vorgesehen ist, die das
Produkt in geschälte Kaffeebohnen, ungeschälte Kaffeebohnen,
zu deren Rückführung zur Schälvorrichtung gegebenenfalls eine
Rückführvorrichtung eingesetzt wird, und Schalen trennt, und
mit einem Klassierereich (8′) zum Auftrennen der Kaffeebohnen
in verschiedene Größen- bzw. Qualitätsklassen, und daß
- a) im ersten Bereich der ersten Reinigung (7a) eine erste optische Sortiervorrichtung (24) und gegebenenfalls dieser direkt vorgeschaltet eine mechanische Trennvorrichtung (11a) und/oder eine Aspirationsvorrichtung (12a); und gege benenfalls
- b) im Klassierbereich (8′) eine zweite optische Sortiervorrichtung (24a) vorgesehen sind.
11. Verfahren zum Sortieren von Partikeln eines Schütt
gutes oder eines ähnlichen Massengutes, das an einem Sensor
einer Bildanalyseeinrichtung zur Auswertung von Farbe und/
oder Größe bzw. Form vorbeibewegt und dann entsprechend den
Signalen der Bildanalyseeinrichtung aussortiert wird, wobei
das Aussortieren durch über einen Aktor auf das auszusortie
rende Partikel aufgebrachte Energie vorgenommen wird, insbe
sondere für ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 bzw.
eine Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die auf das auszusortierende Partikel
aufzubringende Energie in Abhängigkeit von Resultat der
Bildanalyse eingestellt wird,
und daß vorzugsweise wenigstens einer der folgenden Verfah rensschritte durchgeführt wird:
und daß vorzugsweise wenigstens einer der folgenden Verfah rensschritte durchgeführt wird:
- a) die auf das auszusortierende Partikel aufzubringende Energie wird durch das Resultat der Bildanalyse in ihrer Große und/oder Zeitdauer eingestellt;
- b) als Energie zum Aussortieren ist die Energie eines, vorzugsweise gasförmigen, Mediums vorgesehen, die in Form kurzzeitiger Energieimpulse auf das auszusortierende Partikel aufgebracht wird, wobei bei gegebenenfalls erforderlicher Energieerhöhung die Zeitdauer des Energieimpulses verlängert wird, wobei bevorzugt die Aussortierungsenergie durch Blas luft auf das Partikel aufgebracht wird, deren Luftdruck in Abhängigkeit vom Resultat der Bildanalyse verändert wird.
12. Aussortiervorrichtung zur Durchführung des Verfah
rens nach Anspruch 11, mit einem optoelektronischen Sensor,
einer an diesen angeschlossenen Bildanalyseeinrichtung, ins
besondere zur Bestimmung der Farbe und/oder Größe bzw. Form
jedes Partikels, und mit mindestens einem Aktor zur Aufbrin
gung der Aussortierungsenergie auf auszusortierende Parti
keln, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang der Bild
analyseeinrichtung (402, IV, Fp) zumindest mittelbar eine
Recheneinrichtung (404) zur Ermittlung der für das analysier
te und zu entfernende Partikel erforderlichen Aussortierungs
energie angeschlossen ist, und daß der Ausgang der Rechen
einrichtung (404) mit einem Eingang einer Energiesteuerein
richtung (410, 410′, 413 bis 417), vorzugsweise jedes Aktors
(41, 42, 408) verbunden ist, wobei, vorzugsweise, der Rechen
einrichtung (404) ein Eingabegerät (405) für Energieparameter
zugeordnet ist,
und daß vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Merkmale
vorgesehen ist:
- a) als Energiesteuereinrichtung ist an einem pneumati schen Aktor, wie einer mit Druckluft beaufschlagten Blasdüse (41), ein von der Recheneinrichtung (404) gesteuertes Propor tionalventil (410) vorgesehen;
- b) ein durch eine Blasdüse (42) gebildeter Aktor ist sowohl über ein Rückschlagventil (411) und über ein diesem nachgeordnetes Schaltventil (410′) an eine Blasluftquelle (409), als auch über ein weiteres Ventil (413) an einen Druckluftakkumulator (409′) angeschlossen, und das Schalt ventil (410′) und das weitere Ventil (413) ist von der Re cheneinrichtung (404) steuerbar, wobei das weitere Ventil (413) in seinem Durchtrittsquerschnitt und/oder in seiner Öffnungsdauer durch die Recheneinrichtung (404) einstellbar ausgebildet ist;
- c) in der Luftzufuhr eines pneumatischen Aktors (408) sind mehrere, vorzugsweise auf unterschiedliche Druckwerte voreinstellbare, Druckreduzierventile (414 bis 417) parallel geschalten vorgesehen, die durch die Recheneinrichtung (404) selektiv schaltbar und/oder steuerbar sind.
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DE19934339285 DE4339285A1 (de) | 1992-12-02 | 1993-11-18 | Verfahren zum Reinigen und Sortieren von Schüttgut |
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