DK171620B1 - Fremgangsmåde og anlæg til håndtering af prøver af partikulære materialer i anlæg, hvor der jævnligt fra flere kilder udtages sådanne prøver for tilbringning til en intern analysecentral - Google Patents

Description

DK 171620 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til håndtering af materialer i siloanlæg, blandestationer, procesanlæg eller generelt i anlæg til modtagelse, omsætning eller aflevering af materialer, hvor der jævnligt fra de for-5 skellige kilder udtages materialeprøver til kontrolanalyse i en analysecentral, navnlig i forbindelse med håndtering af materialer beregnet for dyre eller menneskeføde. Ansøgningen angår også et anlæg til udførelse af denne fremgangsmåde.

Ved fremstilling af foder eller levnedsmidler i industri-10 elle anlæg med f.eks. et større silobatteri for forskellige materialekomponenter er det af afgørende betydning, at der løbende eller i hvert fald så ofte som 15 muligt udtages prøver af de fra siloerne uddoserede komponenter, således at der så tidligt som muligt kan gribes ind med korrektioner i dose-15 ring eller materialevalg, hvis der sker væsentlige ændringer i komponenternes indhold af karakteristiske stoffer, f.eks. i fedt- eller proteinindholdet af en eller flere af råvarerne. Helt elementært kan dette foregå ved, at der ved afstrømningen fra en udvalgt silo tages en materialeprøve, som bæres 20 til et prøvelaboratorium, hvorfra der så efter kortere eller længere tid alt efter de benyttede analysefaciliteter kan meddeles et resultat af analysen, hvorefter man kan træffe beslutning om eventuelt ønsk værdige korrektioner. Der er dog efterhånden udviklet automatiske analyseudrustninger, som på 25 basis af en ganske lille prøve kan færdiggøre en relevant analyse på ganske få sekunder, og det kan derfor være en modsat yderlighed, at der ved hvert eneste af siloudløbene anbringes en sådan udrustning, som nærmest uafbrudt kan levere analyser af det pågældende materiale. Det vil dog være klart, 30 at et sådant arrangement er urealistisk bekosteligt.

Også i diverse andre håndterings- og procesanlæg kan det være væsentligt at opnå hurtige analyseresultater fra flere prøveudtagssteder, f.eks. for kvalitetsbaseret afregning for modtagne materialer eller for kontrollering eller varedekla-35 rering af udleverede materialer.

Det vil være en attraktiv løsning, at den hurtigt arbejdende analyseudrustning anbringes i analysecentralen og tilføres prøveportioner hurtigt efter hinanden fra de forskelli- DK 171620 B1 2 ge prøveudtagssteder, men i store anlæg kræver dette en meget kompliceret transportprocedure og er derfor ikke benyttet i praksis. Der er kendt et forslag om, at prøverne kan indfyldes i rørpostpatroner, som så kan sendes til analysecentralen 5 i et rørpostanlæg, men af flere grunde må dette anses for urealistisk; ganske vist kan selve transporten foregå rimeligt rationelt, men der vil være store problemer forbundet med materialehåndteringen ved fyldningen og tømningen af patronerne, og der vil optræde forureningsproblemer for selve 10 prøverne ved afleveringen af disse til analysecentralerne, hvor prøverne kan forurenes af rester fra forudgående prøver. Tilsvarende forureningsproblemer vil fremkomme i anlæg, hvor det er nødvendigt at findele i hvert fald nogle af de indgående materialekomponenter forud for analysen; en effektiv 15 findeling forudsætter en forholdsvis dyr udrustning, og hvis man skal undgå separate findelingsenheder ved de enkelte prøveudtagssteder, skal prøverne leveres til et centralt findelingsapparatur, der er forbundet med analysecentralen, hvorved det med basis i den kendte teknik vil være praktisk taget 20 umuligt at undgå en væsentlig forurening af de på hinanden følgende prøver.

Den foreliggende opfindelse har til formål at angive en fremgangsmåde og et tilhørende håndteringssystem, soro vil gøre det muligt på realistisk og fordelagtig måde at arbejde 25 med lokale prøveudtagninger i forbindelse med blot en enkelt eller i det højste nogle få analyseenheder.

Opfindelsen bygger på den betragtning, at det er forholdsvis enkelt at transportere materialeprøverne hele vejen til analyseringsenheden, når dette kan foregå ved pneumatisk 30 transport gennem et transportrør med prøven i fri og uembal-leret tilstand, idet det herved også vil være muligt - ligesom i det ovennævnte rørpostsystem - at gøre brug af visse fælles delstrækninger i transportsystemet for den endelige transport af prøverne til et enkelt afleveringssted. Når det 35 er muligt - og ønskeligt - at gøre brug af ganske små prøveportioner, vil imidlertid denne transportmåde for prøver være diskvalificeret på forhånd, fordi den nævnte prøveforurening vil blive særdeles udtalt. Ifølge opfindelsen modvirkes imid- 3 DK 171620 B1 lertid denne uheldighed derved, at man med overlæg gør brug af forholdsvis store prøveportioner, f.eks. adskillige hundrede gange større end den mængde, som er påkrævet for selve analysen, hvorved eventuelle rester af forud fremførte prøve-5 portioner, som befinder sig i de nævnte fælles transportørstrækninger, vil eller kan blive indblandet i den nye prøveportion med en sådan indblandingsmængde, som er tilstrækkeligt lav til at være fuldt acceptabel under hensyn til de forekommende krav til analyseringsnøjagtigheden. Der gøres 10 således ikke noget urealistisk forsøg på at rengøre transportstrækningerne, og i praksis vil den fornødne store portionsstørrelse være rimeligt moderat, f.eks. af størrelsesordenen 1-6 liter, fortrinsvis 3-5 liter.

Det er et hermed stærkt sammenhørende problem, hvorledes 15 der kan frembringes en repræsentativ prøve på nogle få gram fra disse forholdsvis store prøveportioner. De pågældende hurtigtvirkende analyseringsapparater virker på grundlag af det såkaldte NIR-princip (Near Infrared Reflection), hvor en materialeprøve med en tykkelse på 35 få millimeter udsættes 20 for et lavfrekvent lys. En isolering af en ganske lille prøve kunne opnås ved gentagne neddelinger af eller fra den store prøveportion, men dette er kompliceret, og der kan meget let opstå problemer m.h.t. den korrekte repræsentation af den neddelte prøve. Ved opfindelsen, jfr. krav 2, er det indset, 25 at der ikke er grund til at tænke på små prøveportioner, da hele den store portion kan opsamles i en beholder, som ved et lille overfladeområde kan give mulighed for operativ adgang til udførelse af den omtalte overfladebestråling af prøvematerialet. Det er tilstrækkeligt, at det bestrålede materiale-30 lag har en tykkelse på få millimeter, og det vil være uden indflydelse på analysen, om den samlede lagtykkelse er langt større, og af denne grund kan hele den store prøveportion blot opsamles i en simpel, stor beholder, hvori et hvilket som helst overfladeområde af materialet kan være repræsenta-35 tivt for prøven som helhed. Da der i det pneumatiske transportsystem vil forekomme betydelige turbulenser, vil efterladenskaberne fra de foregående prøveoverførsler ikke være tilbøjelige til at forekomme netop i overfladelaget af det op- DK 171620 B1 4 samlede materiale i beholderen; de pågældende rester vil snarere være jævnt fordelt i det nye prøvemateriale, og analyseresultatet kan derfor være fuldt pålideligt indenfor de benyttede tolerancer.

5 De nævnte, forholdsvis store prøveportioner på f.eks. 3-5 liter eller endda 2-10 liter vil dog mængdemæssigt være små-portioner, når prøvematerialet udtages fra et udløb af tonsvis af materiale; imidlertid er materialedoseringerne ofte langt mindre, og desuden sigtes der mod hyppige prøvetagnin-10 ger, således at de forholdsvis store prøveportioner i begge tilfælde dog vil repræsentere betydelige mængder af de pågældende materialer. Det er derfor fordelagtigt og både operativt og anlægsmæssigt gennemførligt at drage omsorg for, at prøverne så vidt det er muligt returneres til de respektive 15 udtagningsområder, således at de ikke går til spilde, jfr. det i krav 3 angivne.

Det vil være væsentligt, at de enkelte prøveportioner i den centrale analysestation kan håndteres og dermed også fjernes på hurtig måde, men det skal tages i betragtning, at 20 en tilhørende datamatbearbejdning af analyseresultatet kan tage nogen tid, omend ikke lang tid, og det kan være ganske vigtigt at kunne tilbageholde en prøve indtil det er fastslået, hvorvidt analyseresultatet stemmer med et forventeligt resultat, eller om det kunne være af særlig interesse for en 25 nærmere analyse, f.eks. for en rekalibrering eller en pålide-lighedskontrol af hele analysesystemet. Hvis prøven giver anledning til et afvigende, men dog forventeligt resultat, som skyldes rimeligt naturlige ændringer i materialeegenskaberne, kan det være relevant at lade et datamatsystem fremkalde en 30 korrektion i uddoseringen af materialet, henholdsvis i materialevalget eller en tilhørende afregning, men atypiske ændringer kan skyldes en ændring i kalibreringen af analyseringsindretningen, hvorfor det i så fald kan være ønskeligt at underkaste den pågældende prøve en nøjagtig kemisk analyse 35 for fremskaffelse af yderligere informationer til datamaten.

I sådanne tilfælde kunne hele materialeportionen isoleres ved selektiv udledning fra NIR-prøvebeholderen, men den forholdsvis store prøveportion ville være helt unødvendig stor for 5 DK 171620 B1 udførelse af en laboratorieanalyse, og i øvrigt kan det som nævnt være ønskeligt, at den store portion eller hovedparten deraf umiddelbart kan returneres til dens oprindelsesstad.

Ved den i krav 4 angivne udførelse kan det opnås, at en del-5 prøve med et passende lille volumen kan udtages fra prøveportionen i den pågældende atypiske situation, således at prøvebeholderen kan klargøres til modtagelse af næste prøveportion.

Det er for opfindelsen af afgørende betydning, at materi-10 alet i de prøver, som fra udtagningsstederne skal indføres i det pneumatiske transportsystem, skal være tilstrækkeligt findelt til at kunne transporteres uden at danne ansamlinger i transportsystemet, og det er en yderligere betingelse, at materialet skal være endnu mere findelt ved dets indførelse i 15 prøvebeholderen i NIR-analysecentralen, da en korrekt analyse er betinget af en meget vidtgående findeling af materialet.

Den findeling, som er påkrævet for selve transporten, kan udføres lokalt ved hjælp af aggregater til "grov findeling" anbragt ved alle indgange til transportsystemet, medens en 20 yderligere findeling af hensyn til analysen hensigtsmæssigt kan udføres i et centralt finsnitteapparat anbragt umiddelbart før analyseenheden.

Visse prøveportioner kan bestå af et pulvermateriale, som ikke vil behøve yderligere findeling før indførelsen i analy-25 sebeholderen eller testkammeret, men de foreløbigt "grovfindelte" prøver kan selektivt føres gennem "fin-finde-lerenheden" inden denne indføring. Det er herved en fordel, at det kun er nødvendigt med en enkelt, dyr finsnitterindretning, men det er et tilhørende overordnet problem at finsnit-30 teenheden skal være i stand til at behandle materialet på en sådan måde, at der ikke i denne enhed vil blive efterladt væsentlige rester af de behandlede materialeportioner, da dette ville indebære en betydelig forurening af de følgende prøver. Allerede af denne grund vil sædvanlige findelere så som slag-35 lemøller være ubrugelige, og i stedet angives der ved opfindelsen et effektivt finsnitteapparat, som kan findele materialet vidtgående ved hjælp af et roterende knivsystem, således at 1) sønderdelingen af materialet vil være tilstrækkelig fin DK 171620 B1 6 for udførelse af en 30 NIR-analyse, 2) så at sige ingen rester af de successive prøveportioner vil efterlades i appara-tet, og 3) gennemstrømningshastigheden for de successive prøver vil være styrbar efter behov med henblik på at underkaste 5 prøverne individuelle grader af bearbejdning for opnåelse af den ønskede grad af finhed så hurtigt som muligt.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er en skematisk oversigtsplan over et anlæg ifølge 10 opfindelsen, fig. 2 et perspektivisk snitbillede af en prøveterminal, figs. 3-5 forskellige afbildninger af en prøvebeholder, fig. 6 et sidesnitbillede af en prøvefindeler, fig. 7 et ovenbillede af samme set i snit, og 15 fig. 8 et perspektivisk billede af et tilhørende NIR- analyseenhed.

I det i fig. 1 viste diagram er angivet et silobatteri 2 med enkeltsiloer 4, der er anbragt oven over en beholdervægt 6 og har uddoseringsorganer 8, ved hvis hjælp materialerne 20 fra de forskellige siloer kan føres til nedfald i eller på beholdervægtens nedre transportør 12, og når de enkelte portioner er blevet uddoseret successivt, aktiveres transportøren 12 til udbringning af alle portionerne til en ikke vist blandeindretning, som så kan aflevere den pågældende blan-25 dingsportion til en last- eller tankvogn eller til et relevant lagringssted for dette særlige blandingsmateriale. Nye råmaterialer kan tilføres til siloerne 4 fra en elevator 14, der foroven fører det tilførte materiale gennem et nedløb 16 til en transportør 18, som bringer materialet hen over silo-30 erne til en relevant nedstrømningsforbindelse 20, idet der øverst i disse individuelle forbindelser til siloerne er indskudt lukkespjæld 22, ved hvis hjælp der kan åbnes for ned-strømningen til netop den relevante silo.

Så vidt beskrevet er der tale om et almindeligt kendt an-35 læg til fremstilling af materialeblandinger, f.eks. foderstofblandinger, hvor forskellige formålsbestemte blandinger kan tilvirkes ved selektiv aktivering af udløbene 8,10. Det er herved også sædvanligt, at der fra tid til anden udtages 7 DK 171620 B1 prøver af materialerne for nærmere analyse, nemlig ved modtagelse af råmaterialerne eller når materialerne indfyldes i de enkelte siloer. Herved kan råmaterialerne og afregningen for samme undersøges og kontrolleres med reference til materia-5 lernes indhold af f.eks. vand og proteiner, og ved optrædende ændringer vil det være muligt at udføre nødvendige justeringer af blanderecepterne for opretholdelse af de væsentlige bestanddele i blandingsprodukterne. Disse analyser er imidlertid ikke alt for anvendelige, hvis deres tilhørende resul-10 tater ikke er til rådighed før indholdet i de enkelte siloer er brugt op.

Det er således langt fra tilstrækkeligt at udtage prøver fra leverancerne af råmaterialerne eller af det materiale, som indfyldes i hver enkelt silo, idet der snarere bør udta-15 ges hyppige prøver fra siloudløbene, hvilket blot hidtil har været anset for praktisk umuligt, da siloudløbene oven over beholdervægten 6 normalt er meget vanskeligt tilgængelige.

Ved opfindelsen tilstræbes det imidlertid at give mulighed for en hyppig automatisk prøveudtagning ved disse udløb 20 og for en hurtig fremføring af prøverne til en hurtigtvirkende analysestation, der er forbundet med en datamatudrustning til hurtig fastlæggelse af eventuelle nødvendige receptkorrektioner såvel som udførelse af disse korrektioner, alt på en sådan måde, at detekterede kvalitetsændringer kan udkom-25 penseres allerede i den næstfølgende blandingsportion eller i det mindste i de nært følgende blandingsportioner og om muligt allerede i samme portion som den, ved hvis frembringelse ændringen er blevet detekteret. Det tilstræbes at opnå en analyse omkring en gang i minuttet og at holde tidsrummet fra 30 en prøveudtagning til en deraf afledt receptændring så kort, at denne tid vil være af samme størrelsesorden som den nødvendige tid for tilberedelse af en enkelt blandingsportion af middelstørrelse, typisk ca. 6 minutter. Indenfor dette interval kan der således frembringes flere analyser af de forskel-35 lige anvendte råmaterialer.

Dette er i hovedsagen opnået ved fem forskellige foranstaltninger, omend med tilknyttede hjælpeforanstaltninger, nemlig 8 DK 171620 B1 1) at prøveudtagningen ved de mange siloudløb kan udføres automatisk ved hjælp af en forenkelt udtagerudrustning, som kan bestå af kun en enkelt eller blot nogle få, men bevægelige prøveudtagere, 5 2) at overføringen af prøverne til analysecentralen kan foregå automatisk gennem et pneumatisk og hurtigt virkende transportsystem, 3) at prøverne kan tilbringes til analyseringsenheden eller til få sådanne enheder på en måde, som er acceptabel fra 10 et industrielt synspunkt, altså med væsentligt forøget kapacitet i forhold til en laboratoriemæssig analysering og med sikkerhed for, at de successivt tilbragte prøver ikke vil efterlade aflejringer, som er i stand til analyseringsmæssigt at forurene den eller de efterfølgende prøveportioner, 15 4) at prøverne løbende findeles tilstrækkeligt til at kunne analyseres automatisk ifølge NIR-princippet eller tilsvarende principper, og 5) at analyseringsudrustningen er forbundet med et avanceret datamatsystem, som hurtigt kan udføre de fornødne ju-20 steringer af materialedoseringerne ved optrædende nødvendige receptændringer.

Til udførelse af disse funktioner omfatter systemet ifølge opfindelsen en automatisk prøveudtagningsindretning, som ikke skal beskrives detaljeret i nærværende beskrivelse, og 25 en analyseringsstation 24 med en analyseringsenhed 26, der fortrinsvis er af den nævnte NIR-type, der allerede er velkendt og derfor ikke skal beskrives nærmere her. Enheden 26 har et detektorhoved 28, som skal bringes i nær lysstrålekontakt med materialeprøverne, hvorefter enheden 26 hurtigt vil 30 frembringe et analyseresultat. Dette resultat kan indlæses i en datamatudrustning 30, som vil tjene til at udføre de nødvendige justeringer af blandingsrecepterne, såfremt der ved analyserne afsløres ændringer i råmaterialernes kvaliteter.

I det viste anlæg indgår et antal prøvemodtageterminaler, 35 der alle er vist med samme signatur og er betegnet med 34. Disse terminaler er tilsluttet et system af pneumatiske transportrør 36, der løber sammen til et fælles sugerør 38, som er tilsluttet sugeindgangen på en cyklon 40 anbragt nær 9 DK 171620 B1 analysecentralen 24. Cyklonen har en øvre luftafgang 42 til en sugeblæser 44, og rundt om det tilhørende centrale luftafgangsrør i cyklonen er anbragt et cylindrisk filter 46. Det i cyklonen udskilte materiale forlader denne gennem et afstrøm-5 ningsspjæld 48 ned til en føderenhed 50, ved hvis bund der er anbragt en tværgående transportsnegl 52, der kan aktiveres selektivt til udføring af materialet til enten den ene eller den anden side. Når materialet udledes mod højre føres det til en ledning 54, der er forbundet til en sugeledning 58, 10 som fører til en anden cyklon 60 opbygget på samme måde som cyklonen 40 og tilsluttet til en separat sugeblæser 62. Dennes luftafgang 64 er afgrenet dels til det fri gennem en ventil 66 og dels til en tilbageførende trykledning 68, hvis funktion forklares nærmere nedenfor. Materialeafgangen fra 15 cyklonen 60 er gennem et lukkespjæld 70 ført til en prøvebeholder 72, som er anbragt i direkte tilslutning til NIR-analyseenheden 26, og som har en nedre afstrømningsledning 74, der gennem et lukkespjæld 76 fører til en gennemstrømningsbeholder 78, hvori der er anbragt en prøvetager 80, 20 hvorfra en opsamlet prøve kan udsuges gennem en ledning 82 til et pakkeapparat 84 til individuel poseemballering af prøverne. Hovedparten af materialet vil strømme gennem beholderen 78 til en kort transportsnegl 86, hvorfra det afleveres til en udslusningsbeholder 88, der ved bunden er forbundet 25 med trykledningen 68 fra blæseren 62, samt med en videreførende pneumatisk transportledning 90, der gennem omskifterventiler 92 er udgrenet i et system af returførende pneumatiske transportrør 94, gennem hvilke de successivt tilførte prøver kan returneres til de respektive udtagningsområder.

30 Som nævnt nedenfor vil de prøvematerialer, som fremføres gennem det pneumatiske transportsystem til analyseringsstationen 24, allerede være sønderdelt i en sådan grad, at de kan transporteres på sikker måde, hvilket er opnåeligt ved hjælp af forholdsvis billige og grove sønderdelingsindretninger ved 35 hver af prøveterminalerne 34. For en hurtig og pålidelig NIR-analyse er det imidlertid væsentligt, at prøvematerialet føres til prøvebeholderen 72 med en høj grad af findeling, og til opnåelse heraf er der i analysestationen eller i tilslut- 10 DK 171620 B1 ning dertil anbragt et finsnitteapparat 67, der kan modtage materialet fra opsamlingsbeholderen 50, når sneglen 52 aktiveres til udledning af materialet mod venstre; det fintsnit-tede materiale vil forlade apparatet gennem en ledning 59, 5 der er forbundet med sugerøret 58 gennem en spærreventil. En tilsvarende ventil er anbragt i ledningsdelen 54.

Under normal drift vil de successive prøvematerialeportioner føres gennem finsnitteren 57 for aflevering 25 til cyklonen 60 og til prøvebeholderen 72 i en udpræget fintsnittet 10 tilstand, og en fremførsel gennem ledningen 52, der går udenom finsnitteren 57, udvirkes kun i så danne tilfælde, hvori det er direkte uønsket, at materialet passerer finsnitteren.

En anden og mere vægtig grund til at lede materialet udenom finsnitteren vil være en konstatering af, at der i 15 prøveportionen forekommer metaldele. Finsnitteren, der skal være udført på en sådan måde, at den kan findele materialet vidtgående uden at tilbageholde små rester af materialet, vil være en højt udviklet enhed med et meget hurtigt roterende knivsystem, som kan behandle de sædvanlige prøvematerialer 20 yderst effektivt, men som så også vil være ganske sårbar overfor metaldele, der optræder i materialet. Større metaldele og andre store fremmedlegemer i materialet kan tilbageholdes ved brug af gitterelementer i prøveterminalerne 34, men en nødvendig detektering af mindre metaldele kan udføres cen-25 trait, f.eks. umiddelbart ved eller før indledningen af prøvematerialet i opsamlingsbeholderen 50. Dette kan på enkel måde opnås ved hjælp af en metaldetektor 96 anbragt i forbindelse med sugeledningen 38.

Opsamlingsbeholderen 50 bør kunne optage en fuldstændig 30 prøveportion før denne sendes videre til finsnitteren, nemlig til sikring af, at hele portionen kan føres uden om finsnitteren 57, når som helst metaldetektoren 96 afslører tilstedeværelsen af metal i nogen del af den ankommende prøveportion. En prøveportion, der er forurenet på den måde, kunne derefter 35 udmærket fraføres til opsamling som direkte affald, da den vil være uegnet til at blive analyseret allerede som følge af, at den ikke er blevet finsnittet, men det er fundet mere praktisk blot at lade sådanne prøveportioner blive ført vide- 11 DK 171620 B1 re gennem det beskrevne system, eventuelt for returnering af prøveportionen til dennes udtagningsområde eller til skrotsiloen, hvorved det blot skal påses, at hverken analyseenheden 26 eller den underliggende prøve udtager 80 aktiveres ved 5 fremkomsten af en prøve af denne type.

Det er i fig. 1 vist, at der langs en opadførende del af det centrale sugerør 38, hvilken del kan bestå af et rør 98 af glas eller et andet umagnetisk materiale, kan være anbragt en langstrakt magnet 100, som vil virke tilbageholdende på 10 jerndele i den fremførte materialestrøm, således at i det mindst et vist antal jernforurenede prøver vil nå at blive renset tilstrækkeligt til derefter at være uskadelige overfor finsnitteren 57 og til ikke at give anledning til et forvrænget analyseringsresultat. Magneten kan anbringes på en sådan 15 måde, at den kan tilbagetrækkes fra rørdelen 98, f.eks. ved hjælp af en cylinder 102, hvorved de opfangede jerndele på indersiden af røret 98 fra tid til anden kan udløses fra det magnetiske holdeindgreb og dermed falde ned gennem røret til en nedre udslusningsventil 104.

20 Til anlægget kan høre et antal "løse" prøveterminaler 34', f.eks. som vist øverst til venstre i et laboratorium eller lignende og eventuelt i et færdigvarelager 106, hvorfra der i forbindelse med udkørsel kan tages prøver, der manuelt hældes i prøveterminalen 341. Disse terminaler har ikke noget 25 fast tilknyttet udtagningsområde, som prøverne efter analysen kan returneres til, og i stedet kan så netop disse prøver føres til et spildopsamlingssted, f.eks. en såkaldt skrotsilo 107 i forbindelse med silobatteriet 2.

I fig. 1 er det imellem færdigvarelageret 106 og silobat-30 teriet 2 vist, at der i anlægget kan forekomme diverse procesudstyr 108 med afløb 110, hvori der findes prøveudtagere 112, som afleverer prøverne til en fast tilkoblet prøveterminal 34. Nogle af de pågældende indretninger kan som antydet være egnet til at modtage prøvematerialet retur fra ledningen 35 90,94, medens andre af indretningerne ikke er egnede dertil.

Nederst til venstre er vist et færdigvarelager 114 med automatiske prøveudtag 116, som afleverer prøverne til tilhørende prøveterminaler 34.

12 DK 171620 B1 I forbindelse med beholdervægten 6,12 er arrangeret et særligt prøvetagningsudstyr, der er bevægeligt langs rækken af udløb 10 fra siloerne 4, således at det er i stand til at udtage en prøve fra ethvert af udløbene og bringe prøven til 5 en eller flere tilhørende prøveterminaler 34. Man kan herved undgå at arbejde med mange separate prøveudtag, og det vil være muligt at tilbageføre de analyserede prøver til de siloer, hvorfra prøverne er udtaget, eller til skrotsiloen, gennem de viste tilførselsenheder 120.

10 For en sikker transport af prøverne gennem det pneumati ske system er det vigtigt, at prøveportioner af groft materiale findeles, og det er derfor foretrukket, at de af prøveterminalerne 34 og 34', som kan udsættes for at modtage prøvemateriale af grov art, er udført som eller med en sønderde-15 lingsindretning for materialet, og i praksis foretrækkes det, at samtlige prøveterminaler er udført på denne måde. I forbindelse med opfindelsen er udviklet en speciel sønderdelingsenhed, som yderligere er virksom til kontrolleret indslusning af materialet i den nedre del af prøveterminalerne, 20 hvorfra materialet indsuges i transportsystemet 36,38, hvilken 'terminal sønderdeler' er vist i fig. 2.

Den i fig. 2 viste prøveterminal 34 omfatter et hus med en øvre modtageåbning 121 ovenover en svingbar lukkeplade 122, der kan svinges til en punkteret vist opretstående stil-25 ling, hvori den afdækker prøvsamlingskammer 123, der har en skrå bundplade 124, som fører ned til en nedre havlcylindrisk bunddel 125. I denne bunddel 20 er anbragt et roterende cylinder 126, som er forsynet med udragende knivelementer 126' og med fremstående, aksialt forløbende pladeribber 127 udfor-30 met med indhak 128. Ovenover midten af rotorcylinderen 126 er anbragt en vægdel 129, som har en nedre forlængelse 130, til hvilken der er fastgjort en række af opretstående fladjernsstykker, der strækker sig nedad mod cylinderen 126 på en sådan måde, at de kan passeres af indhakkene 128 i pladeribber-35 ne 127 og også passeres af knivelementerne 126' i mellemrummene mellem fladjernsstykkerne 131.

Herved vil rotorcylinderen 126 virke både som en sønderdeler og som et udslusningselement, der vil føre det sønder- 13 DK 171620 B1 delte materiale til bunddelen 125. Denne del har en nedre rendedel 132, som ved sin ene ende er forbundet til sugegren-ledningen 36 i det pneumatiske transportsystem, medens den ved den anden ende eller side af prøveterminalen er åben mod 5 atmosfæren. Røret 36 er forsynet med en magnetventil 133, der styres fra det overordnede styresystem.

Når en prøve er klar til aflevering til terminalen påvirkes ikke viste aktiveringsorganer til at åbne overpladen 122, og hele prøven føres så ned i opsamlingskammeret 123, hvoref-10 ter pladen 122 lukkes. Når derefter styresystemet kalder på den pågældende prøve for aflevering til transportsystemet, åbnes ventilen 133 og rotoren 126 startes, hvorved prøvematerialet hakkes ned i opsamlingsrenden og successivt trækkes ind i røret 36 ved hjælp af den luftstrøm, som gennemstrømmer 15 renden. Materiale, der falder ned på den lukkede topplade, vil skride nedad og udad gennem en slids 134 i en vægdel af terminalen.

De forholdsvis store prøveportioner tilføres således her til transportsystemet på en fremadskridende måde, således at 20 de hver især på kontinuerlig måde kan føres bort ved hjælp af den luft, som allerede strømmer gennem opsamlingsrenden. Dette kræver imidlertid en eller anden form for aktiv indslusning i luftstrømmen, da den pneumatiske transport ikke kan påbegyndes, hvis luftgennemgangen er helt blokeret af trans-25 portmateriale. I visse prøvebeholdere kan det være unødvendigt at gøre brug af en snitter, og det kunne i disse tilfælde så være ønskeligt helt at undgå det motordrevne system. Dette vil også og især gælde i sådanne tilfælde, hvor det kunne være ønskeligt at kombinere en prøvetager direkte med 30 en prøvebeholder, f.eks. en prøvetager, der bevæges tværs over en materialestrøm og har sin beholderdel forbundet med transportsystemet gennem en bøjelig slange. I mange tilfælde vil det foretrækkes at aktivere prøvetageren på et givet tidspunkt, nemlig når der forekommer en materialestrøm til 35 prøvetagning, og at forsinke afleveringen af prøven til transportsystemet indtil det er relevant at føre prøven til analyseringsenheden, så både her og ved stationære prøvebe 14 DK 171620 B1 holdere kunne det være ønskeligt at påbegynde indsugningen fra en allerede fyldt prøvebeholder.

I fig. 3-5 er vist et eksempel på en prøvetager, som er beregnet til dette formål. Den består af et rørlegeme 200 ud-5 formet med en langsgående øvre slids 202 og med en opstående midtervæg 204, der deler det indre rum i to halvdele 206 og 208. Rummet 208 er ved sin ene ende forbundet med en slange 210, der fører til transport systemet gennem en ikke vist magnetventil, medens de to rum ved den modsatte ende er ind-10 byrdes forbundet ved hjælp af et halvkugleformet endedæksel 212. Ved den modstående ende af rummet 206 findes en luftindtagsåbning 214. Omkring røret 200 er anbragt en delcylindrisk dækrør 206, som er drejelig mellem en lukket og en åben stilling i forhold til topslidsen 202. På skillevæggen 204 er an-15 bragt en par modstående pladevinger 218, der strækker sig ud-ad-nedad over en del af bredden af røret 200. På rørkappen 216 kan der modsat dennes åbne slidse være anbragt et udragende trekantet prellegeme 220.

Når denne prøvetager anbringes i eller bevæges gennem en 20 faldende strøm af materiale, hvorfra en prøve skal udtages, kan røret 200 blive fyldt op med materiale, således som det er vist i fig. 4. På grund af vingerne 218 vil der imidlertid blive efterladt åbne luftkanaler 222 nedenunder disse vinger, hvori det nedfaldende materiale ikke kan trænge ind. Disse 25 kanaler kan ved begge sider af skillevæggen 204 danne en ubrudt luftpassage mellem sugeslangen 210 og luftindtagsåbning en 214, og når der sættes sug på slangen 210 er det således muligt at frembringe en luftstrøm gennem prøve materialet og derved få påbegyndt og snart derefter afsluttet udsug-30 ningen af materialet. Dette kan dog naturligvis kræve, at slidsen 202 lukkes ved hjælp af kapperøret 216.

Tilsvarende luftkanaler 222 kunne alternativt frembringes nedenunder vinger eller andre hovedsageligt vandrette skærmorganer, der strækker sig indad fra en ydre sidedel af behol-35 derrøret 200, ligesom dette udmærket kunne være stationært.

Analyseenheden 26 kan være indrettet på en sådan måde, at den kan bevirke de nødvendige justeringer indenfor visse grænser for afvigende materialeegenskaber, medens det for 15 DK 171620 B1 helt atypiske afvigelser kan være ønskeligt at udføre en nærmere og traditionel kemisk analyse, der også vil indebære en kontrol af, hvorvidt det kan være analyseenheden, der frembringer forkerte resultater. Den automatiske styring kan her-5 ved være således indrettet, at prøvetageren 80 i gennemstrømningskammeret 78 aktiveres, hvorved en lille del af det pågældende prøvemateriale kan isoleres og føres til emballeringsenheden 84 for opsamling i en pose, der derefter kan bringes til et specialiseret analyselaboratorium. Emballe-10 rings- eller posefylderenheden 84 kan være forsynet med datamatstyrede midler til identifikationsmærkning af prøverne.

I fig. 6 og 7 er vist en findeler 57, som er specielt udviklet i tilknytning til opfindelsen. Der er tale om en snit-temølle med en hurtigt roterende knivrotor 135, som har fast 15 anbragte radialknive 136, der roterer i et cylindrisk hus 137, der har et øvre sideindløb 138 og et tangentielt bundudløb 139. Rotoren drives af en ikke vist motor og omfatter en kerne 140 med en udvidet øvre del 142 og med pladeflanger 144, som er indbyrdes adskilt i aksial retning. På fire ste-20 der er anbragt rektangulære stålstænger 146, der strækker sig aksialt over hele rotorens højde gennem tilsvarende rektangulære huller i delene 142 og 144, og i rummene mellem disse dele er der på disse stænger anbragt en række af indbyrdes adskilte knive 132, der hver har et rektangulært hul til op-25 tagelse af stangen 146 på en sådan måde, at disse knive er monteret med en meget høj grad af stivhed på rotoren, hvilket er usædvanligt for et apparat af denne type. Formålet er at tilvejebringe et apparat, som er højeffektivt med hensyn til kapacitet og snittefinhed, og af hensyn hertil bør rotoren 30 drives meget hurtigt, f.eks. ved 3000-6000 omdrejninger pr. minut, ligesom knivenderne bør feje langs indersiden af huset 134 i meget kort afstand derfra, i praksis med en afstand på 1-1,5 mm. Disse betingelser tilsammen stiller meget høje kvalitetskrav for opnåelse af høj driftssikkerhed, og det er på 35 denne baggrund, knivene er fastmonterede, ligesom rotoren er fastholdt i lejer ved begge ender.

Huset 137 kan have en åbnelig sidedel for inspektion af knivene, og de nævnte stænger 146 kan være indrettet til at 16 DK 171620 B1 løftes op gennem et hul 148 i topdækslet 15 af huset, når knivene er anbragt ud for den åbnede sidedel, således at knivene kan udskiftes uden at rotoren behøver at udtages fra huset.

5 Det er væsentligt at kunne kontrollere materialestrømmen gennem apparatet. Dette kunne gøres ved hjælp af trykluftdyser anbragt til nedblæsning af materialet, men der er i fig.

6 illustreret et foretrukket udførelse, ved hvilken det snittede materiale udsuges fra det nedre udløb 138 ved hjælp af 10 en sugeblæser 150 og udskilles ved hjælp af en cyklon 152, hvorfra det leveres 25 til analysestationen. Sugeluften indføres i huset 135 gennem det øvre indløb 136, hvori der er udformet et hul 154, hvori der som vist med en pil vil frembringes en luftstrøm, som generelt er nedadrettet langs in-15 dersiden af huset, hvorved materialet føres nedad medens det bearbejdes gennem knivene. Ved påtrykning af et større eller mindre sug på afgangen er det således muligt at styre gennemstrømningstiden for de enkelte prøveportioner med henblik på minimering af tiden for frembringelse af et tilstrækkeligt 20 finsnittet materiale.

Det er ønskværdigt at arbejde med ekstremt skarpe knive 132, hvilket kunne nødvendiggøre en bekostelig bearbejdning af knivene. Det er imidlertid konstateret, at man ved brug af ensartede knivlegemer af indsatshærdet fladjern ikke behøver 25 at udføre en skærpning af knivene, fordi der efter en forholdsvis kort indkøringsperiode vil være sket det, at kanten af det mellemste lag i knivlegemerne vil være mærkbart slidt, medens de ydre overfladelag er praktisk taget uslidte, således at der automatisk dannes meget skarpe kantdele langs med 30 over- og undersiden af de udragende knivlegemer.

Der kan som nævnt benyttes luftdyser inde i huset 134, med fortrinsvis for udførelse af en hurtig udblæsning af enhver behandlet materialeportion samt for en efterfølgende luftskylning af det indre af huset. Sådanne dyser er vist ved 35 156 i fig. 6, hvor dyserne er vist indragende i huset, men da dyserne derved kan samle materiale ved deres oversider, er de fortrinsvis anbragt på en sådan måde, at de som vist ved den nederste dyse kan trækkes udad f.eks. ved hjælp af en cylin 17 DK 171620 B1 der 158, således at de kan holdes udtrukne under funktionsperioderne.

Det er allerede nævnt, at der ved opfindelsen kan være et andet specielt problem, nemlig rensningen af området ud for 5 detektorhovedet 28, og én af de nævnte løsninger af dette problem er illustreret i fig. 8, hvor det nævnte sidehul i prøvebeholderen 72 er benævnt med 160. Analyseenheden 26 er vist trukket bort fra dette hul, men normalt kan de pågældende enheder forblive tæt sammenstillet. Hen over ydersiden af 10 hullet 160 er placeret en rullefilm 161 bestående af et passende transparent materiale såsom Teflon, der ikke har nogen væsentlig indflydelse på måleresultaterne; denne film frem-trækkes på automatisk måde trinvis forbi hullet 160, fra en afviklingsspole 162 til en opviklingsspole 164. Inde i behol-15 deren 72 er anbragt et stempel 166, som kan forskydes i tværretningen ved hjælp af en trykcylinder 168, således at stemplet kan presse det løse materiale i beholderen frem mod hullet 160 for muliggørelse af en korrekt analysering. Trykket vil optages af dækskiven på detektorhovedet 28, men med fil-20 men 161 som en skilleflade, der fysisk vil isolere materialet fra dækskiven.

Efter udførelse af analysen og tilbagetrækning af stemplet 166 og fjernelse af materialet fra beholderen 72 føres filmen 161 et skridt fremad for fjernelse af det huldækkende 25 område, og for fremførsel af et nyt og totalt rent filmstykke, således at næste prøve kan analyseres uden at der forekommer noget spor af den forrige materialeprøve. Filmstrimmelen 161 kan evt. erstattes med en roterende skive, som kan tilføre nye og eventuelt successivt rengjorte filmområder til 30 hullet 160, idet de huldækkende dele af en sådan skive kan føres gennem en ydre enhed, hvori der findes midler til automatisk rengøring af skivematerialet.

Filmen 161 og spolerne 162 og 164 kan hensigtsmæssigt være anbragt i en kassette til muliggørelse af en let udskift-35 ning, når filmen er brugt op.

Claims (11)

18 DK 171620 B1

1. Fremgangsmåde til håndtering af partikulære prøvematerialer i siloanlæg, blandestationer, procesanlæg eller i almindelighed i anlæg til modtagelse, behandling eller levering 5 af materialer, hvor der jævnligt fra flere kilder udtages materialeprøver, som føres til en intern analysestation (24,26), kendetegnet ved, at prøverne udtages successivt ved forskellige steder og overføres til et pneumatisk transportsystem (36,38), hvori prøverne i uemballeret til-10 stand successivt føres til analysestationen gennem transportrørlængder, hvoraf nogle er fælles for prøveoverførslen fra flere prøveudtagningssteder, idet prøverne udtages og transporteres i tilstrækkeligt stort volumen til at rester af forud transporterede prøver i transportsystemet ved indbland-ing 15 i den følgende prøveportion kun vil forurene denne i acceptabel grad.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at prøveportionerne opsamles successivt i en tilhørende 20 stor prøvebeholder (72) i analysestationen, og at analysen udføres efter et overfladebestrålingsprincip såsom NIR med anvendelse af et detektorhoved (28), der bringes til at samvirke med en overfladedel af prøvematerialet i beholderen (72), fortrinsvis ved et passende præpareret sidevægsområde 25 af denne.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at prøveportioner i relevante tilfælde efter at være analyseret transporteres fra prøvebeholderen (72) tilba- 30 ge gennem et selektivt styrbart pneumatisk transportsystem (90) til de respektive områder, hvorfra prøverne stammer.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at prøverne efter at være analyseret udledes fra prøve- 35 beholderen (72) gennem et prøvetagningskammer (78), hvori en prøvetager (80) efter en udført atypisk analyse aktiveres for udtagning af en lille kontrolprøve til brug for en følgende 19 DK 171620 B1 nærmere analyse, idet kontrolprøven fortrinsvis føres til en emballeringsenhed (84) for emballering, identifikationsmærkning og aflevering af den således emballerede kontrolprøve.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, ved hvilken prøvemateria let findeles inden det analyseres, kendetegnet ved, at prøvematerialet ved hvert relevant prøvetagningssted føres fra prøvetageren til transportsystemet gennem en tilhørende sønderdeler (126), som kan sønderdele materialet til-10 strækkeligt til at gøre dette transporterbart, og at materialet føres til analysestationen fra transportsystemet gennem en findeler (57), som findeler materialet yderligere for klargøring til analysen.

6. Blandings-, lagrings- eller procesanlæg til udførelse af fremgangsmåden ifølge krav l, omfattende et antal materialekilder (2), f.eks. siloer, der har midler (8,10) til styret udledning af materialerne derfra, og midler (112,118) til udtagning af prøver fra udløbsstrømmene og midler (26) til ana-20 lysering af disse prøver, kendetegnet ved, at prøvetagningsmidlerne er indrettet til successivt at aflevere prøveportioner i uemballeret tilstand til respektive indførselssteder (34) i et forgrenet pneumatisk transportsystem (36,38), som udmunder i en central analysestation (24), hvori 25 der findes midler (26) til automatisk analysering af de successivt modtagne prøver, idet prøvetagningsmidlerne (112,118) udtager prøveportioner af tilstrækkelig stor størrelse, nemlig fortrinsvis mere end 1 liter, til at prøveportionerne ved blanding med de restmængder af prøvemateriale, som forekommer 30 i transportsystemet fra forud transporterede prøver, kun vil forurenes i en for analyseresultaterne acceptabel grad.

7. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at analysestationen (24) omfatter en prøvebeholder (72) til suc-35 cessiv modtagelse af i det mindste en væsentlig del af hver af de fremførte prøveportioner og en analyseringsudrustning (26,28) af en sådan type, som kan analysere materialet ved bestråling af et overfladeområde deraf, hvilken udrustning DK 171620 B1 20 samvirker med et afgrænset overfladeområde af den opsamlede prøveportion, fortrinsvis gennem et vindue i en sidevæg af prøvebeholderen (72).

8. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at afgangsenden af prøvebeholderen (72) er forbundet med et returførende transportsystem (90), hvorigennem prøverne returneres til deres respektive startområder.

9. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at der i forbin delserne mellem prøvetagningsmidlerne (112,118) og de respektive prøveindførselssteder (34) i transportsystemet er anbragt sønderdelingsenheder (126), som kan sønderdele materialerne tilstrækkeligt til at gøre dem sikkert transportable i 15 det pneumatiske transportsystem.

10. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at der i det pneumatiske transportsystem (38) og i tilslutning til analysestationen (24) er anbragt en central findelingsen- 20 hed (57) til yderligere findeling af materialet på i øvrigt kendt måde i de successivt modtagne prøver forud for analyseringen af disse.

11. Anlæg ifølge krav 6, kendetegnet ved, at 25 der i forbindelse med det pneumatiske transportsystem forekommer prøveindførselssteder i form af modtageterminaler (34,34'), hvoraf nogle (34) er operativt koblet til respektive prøvetagningsmidler (112,118), medens andre (34') er frit tilgængelige. 30 35