DK177236B1 - Online prøveudtagningsapparat samt fremgangsmåde til online prøveudtagning - Google Patents

Abstract

Den foreliggende opfmdelse angår et apparat til online prøveudtagning fra en produkt- strøm, hvor prøveudtagningen sker løbende ved at en beholder med en åbning føres di rekte ind i en produktstrøm, hvor det strømmende produkt opsamles i den nævnte be holder for bestemmelse af et eller flere fysiske forhold, eksempelvis vægt i forhold til rumfang, fugtighed, størrelse og/eller farve. Apparatet omfatter i det mindste en for skydelig beholder samt midler til at forskyde denne beholder. Apparatet omfatter yder ligere et filterelement samt midler, hvormed filterelementet bringes i position i forhold til en åbning i den nævnte beholder, belufiningsmidler for beluftning af den udtagne prøve i beholderen, og yderligere omfatter i det mindste et sæt sensormidler for be stemmelse af tilstedeværelse af indhold og/eller fysiske forhold ved indholdet i beholde ren.

Description

DK 177236 B1 i

Titel: Online prøveudtagningsapparat samt fremgangsmåde til online prøveudtagning

Opfindelsens område 5 Den foreliggende opfindelse angår et apparat til online prøveudtagning fra en produktstrøm, hvor prøveudtagningen sker løbende ved at en beholder med en åbning føres direkte ind i en produktstrøm, hvor det strømmende produkt opsamles i den nævnte beholder for bestemmelse af et eller flere fysiske forhold, eksempelvis vægt i forhold til rumfang, fugtighed, størrelse og/eller farve. Apparatet omfatter i det mindste en for-10 skydelig beholder samt midler til at forskyde denne beholder. Opfindelsen angår endvidere en fremgangsmåde for anvendelse af et sådant apparat.

Beskrivelse af kendt teknik

Det er almindeligt kendt at foretage prøveudtagning, eksempelvis måling af vægtfylde 15 af produkter såsom eksempelvis ekspanderede og varmebehandlede produkter, men også af andre produkter, hvor produkterne under fremstillingsprocessen opstår med en vis porøsitet, og hvor produktet ønskes kontinuerligt vejet for dermed at kunne regulere de processer, der styrer ekspansionen og dermed porøsiteten af det udvejede produkt. Ligeledes kan der være ønske om at bestemme eksempelvis størrelse og farve på 20 et produkt i forbindelse med fremstilling eller transport i et rørsystem af produktet.

Vægtfyldemåling laves i dag på flere forskellige måder. Systemer baseret på en specifik defineret volumen, der er fyldt op med produkter og efterfølgende vejes, er den mest udbredte teknik. Ofte bliver denne teknik anvendt på et rent manuelt niveau, hvor en 25 procesoperatør manuelt fylder en tareret beholder med en kendt volumen op med produkter. Det samme gør sig i høj grad gældende for den måde, hvorpå øvrige forhold i de udtagne prøver bestemmes.

Under fremstillingen af disse forskellige produkter, som ofte foregår under høj tempe-30 ratur ved hjælp af en kompakterings- eller extruderingsmaskine, kan procesparametrene ændres således, at teksturen af det givne produkt ændres, hvilket også medfører en ændring af produktets vægtfylde. Ofte vil et givent produkt have en specificeret volumen, farve eller hårdhed som tilstræbes. Dette kan f.eks. være i forbindelse med embal- 2 DK 177236 B1 lering af et produkt, hvor der ønskes en given vægtfylde eller styrke i produktet for derved at kunne håndtere produktet på en optimal måde. Ved ændring af tilsætningen af enten energi i form af varme, fugtighed eller lignende øvrige procesparametre for fremstilling af et givent produkt, kan produktets karakteristik ændres og dermed også 5 produktets fysiske egenskaber.

Problemet med en manuel prøveudtagning er, at gentagelsesnøjagtigheden ikke er stor nok, og at vejeresultatet derfor kun kan benyttes som en indikation og ikke en fuldstændig retningsvisende værdi. Det skyldes, at en procesoperatør ikke er i stand til at 10 fylde en given prøveudtagningsbeholder på en ensartet måde. På baggrund af dette er der fremstillet automatiske systemer, som kan lave en kontinuerlig ensartet prøveudtagning samt vejning af produkterne. Disse systemer er for specifikke produkter og størrelser af produkter fyldestgørende, men i industrier som f.eks. fremstilling af snacks, morgenmadsprodukter samt foder til dyr er produkterne ofte relativt store lige-15 som de ofte er klæbrige som et resultat af den varmeproces, hvorved produktet bliver formet.

Den mest kendte teknik for prøveudtagning er baseret på en prøveudtagningskop, der er monteret på en arm, der kan horisontalforskydes og som er monteret på en vejecelle.

20 Prøveudtagningskoppen føres ind i en given produktstrøm, hvorved koppen (over)fyldes med produkt. Når koppen trækkes tilbage i vejeområdet skrabes prøveudtagningskoppen ren i toppen for derved at have en defineret volumen af det produkt, der skal vejes. Når prøven er vejet tømmes koppen ved at den vendes eller ved at bunden af koppen åbnes således, at produktet tømmes ud af prøveudtagningskoppen. En 25 sådan løsning kendes blandt andet fra WO 2009/092378.

Der er dog stadigvæk forhold i forbindelse med direkte prøveudtagning fra en strøm af produkter, der ønskes forbedret, idet ikke alle de forhold, der kontrolleres kan foretages med de kendte automatiske løsninger og derfor kan der i flere tilfælde heller ikke 30 foretages en løbende og hurtig regulering af en eller flere procesparametre.

Der er således betydelige forbedringer at gøre, når det eksempelvis kommer til bestemmelse af blandt andet farve, størrelse, opdrift og hårdhed på de produkter, der 3 DK 177236 B1 produceres. Det er derfor formålet med denne opfindelse at angive et online prøveudtagningsapparat til bestemmelse af et eller flere af de nævnte forhold. Det er endvidere også formålet at angive en fremgangsmåde, hvormed et sådant online prøveudtagningsapparat kan betjenes.

5

Beskrivelse af opfindelsen

Opfindelsen omhandler som nævnt indledningsvist et apparat samt en fremgangsmåde til online prøveudtagning fra en produktstrøm, hvor prøveudtagningen sker løbende ved, at en beholder med en åbning føres direkte ind i en produktstrøm. Apparatet om-10 fatter yderligere et filterelement samt midler, hvormed filterelementet bringes i position i forhold til en åbning i den nævnte beholder, beluftningsmidler for beluftning af den udtagne prøve i beholderen, og yderligere omfatter i det mindste et sæt sensormidler for bestemmelse af tilstedeværelse af indhold og/eller fysiske forhold ved indholdet i beholderen. Meningen med at filterelementet eller beholderen omfatter midler for juste-15 ring af filterelementet er, at filterelementets tæthed, dermed kan justeres. Eksempelvis kan filterelementet aktiveres og/eller indstilles således, at partikler af en vis størrelse bliver tilbage i beholderen efter endt beluftning. Når filterelementet er aktiveret kan produktet via beluftningen hvirvles rundt i beholderen, hvorved ”små” partikler passerer gennem filterelementet og ” store” partikler tilbageholdes i beholderen.

20

Samtidig kan metoden med et filterelement også anvendes til at sikre, at de produkter der er i beholderen afkøles og/eller fordeles i eksempelvist et jævnt lag i bunden af beholderen. Dette kan have stor indflydelse på muligheden for at bestemme de ønskede fysiske egenskaber ved produktet. Når filterelementet aktiveres sikres det, at produktet 25 ikke hvirvles ud af beholderen under køling af produktet med trykluft. Dette er særligt anvendeligt i forbindelse med produkter, der er fugtige og varme og som skal undersøges med sensorer, der er følsomme overfor damp, såsom et kamera med en linse, hvorpå damp fra produktet kan kondensere.

30 Filterelementet kan med fordel være indrettet således, at det virker ved at en spalte mellem eksempelvis beholderen og et låg kan tilpasses i størrelse. Det er således spalten der udgør filterelementet og størrelsen på spalten, der bestemmer hvor store partikler der skal tilbageholdes i beholderen. Spaltens størrelse kan tilpasses det specifikke be- 4 DK 177236 B1 hov og kan reguleres ved at justere den indbyrdes afstand mellem låg og beholderen.

Der kan dog også anvendes mere specifikke filterelementer med en given størrelse masker eller åbninger i en sold af metal eller af et andet egnet materiale, eksempelvis plast eller papir. En sådan variant kan med fordel være udstyret med flere forskellige maske-5 størrelser, hvormed filterelementet kan tilpasses flere forskellige behov

Som nævnt ovenfor kan et apparat til online prøveudtagning ifølge opfindelsen være indrettet således, at de omtalte midler, for positionering af filterelementet i forhold til beholderen, er justerbare og indrettet således, at afstanden mellem et filterelement/låg 10 og beholderen kan justeres.

I en foretrukken udførelse af et apparat til online prøveudtagning ifølge opfindelsen kan de nævnte beluftningsmidler omfatte i det mindste én åbning, hvorigennem der tilføres trykluft eller suges, hvor den nævnte mindst ene åbning er i direkte eller i indirekte for-15 bindelse med apparatets beholder eller med filterelementet. Den såkaldte beluftning kan have flere formål. Som allerede omtalt kan det være formålet at adskille små partikler fra store partikler og det kan være formålet at afkøle og/eller fordele de tilbageblevne produkter i beholderen. Dette kan med fordel ske ved at belufte med trykluft, som via en eller flere dyser tilføres i beholderen. En eller flere af sådanne dyser kan være arran-20 geret i selve filterelementet, men kan også være arrangeret i beholderen. Det er endvidere en mulighed, at dysen eller en luftstrøm tilføres via de åbninger, der er i filterelementet. På lige fod med tilførsel af luft eller lignende kan der foretages et sug. Et sug vil også kunne påvirke produkterne i en sådan grad, at de hvirvles rundt i beholderen og små partikler vil kunne fjerne fra beholderen. Der kan selvsagt også anvendes en 25 kombination af eksempelvis luft og sug.

En udtaget prøve kan således eksempelvis vejes, hvorefter prøven beluftes eller på anden vis hvirvles rundt i beholderen, hvorved små partikler Ijernes eller suges bort. Disse fjernede partikler kan opsamles og vejes eller underkastes andre analyser. De resteren-30 de store partikler kan efterfølgende eller samtidigt også underkastes yderligere analyser.

5 DK 177236 B1

Et apparat til online prøveudtagning ifølge opfindelsen kan med fordel omfatte midler for detektering af fedt-, protein- og/eller vandindhold, eksempelvis en IR (infrared) eller en NIR (near infrared) sensor.

5 I endnu en foretrukken udførelse af et apparat til online prøveudtagning ifølge opfindelsen kan apparatet omfatte midler for udøvelse af en mekanisk påvirkning på det produkt, der er udtaget fra produktstrømmen. Der kan eksempelvis være tale om midler for sønderdeling af udtaget produkt i beholderen, men det kan også være midler for påvirkning af produktet, som eksempelvis kan være på pilleform, hvorved hårdheden 10 kan bestemmes på baggrund af indholdet af store og mindre partikler i prøven. Med hensyn til sønderdeling af produktet med eksempelvis en roterende kniv, kan dette anvendes til at sikre en mere præcis måling, idet visse egenskaber i et produkt ikke umiddelbart lader sig detektere med sensorer, der måler på overfladen eller i det yderste lag på produktet. Det giver i visse tilfælde derfor en mere præcis måling, såfremt målingen 15 sker på et mere eller mindre pulveriseret produkt, hvilket er muligt efter at den udtagne prøve eller dele heraf er påvirket mekanisk til sønderdeling.

En yderligere variant af et apparat til online prøveudtagning ifølge opfindelsen kan med fordel omfatte et væskefyldt kammer, og midler for anbringelse af den udtagne pro-20 duktprøve i det væskefyldte kammer og yderligere omfatte midler for bestemmelse af om en andel af produktet flyder i væsken efter et justerbart tidsinterval. De omtalte midler for anbringelse af produktprøven i vandet kan i alt sin enkelthed udgøres af en oplukkelig bund i prøveudtagningsbeholderen eller af mekaniske midler, der kan dreje beholderen således, at den udtagne prøve udtømmes af beholderen. Udtømningen sker 25 som nævnt ovenfor ned i et kammer, der er væskefyldt. Når produktet har været i vandet i et givent tidsinterval, foretages der en detektering af om der flyder produkt på eller nær overfladen af vandet. Denne detektering kan med fordel foretages med et eller flere kameraer og alt afhængig af om der forventes at være produkt i vandoverfladen eller ej kan resultatet af prøven anvendes til at regulere den foranliggende proces eller 30 som et acceptkriterium. Detekteringen kan foretages på flere forskellige måder og i en mulig variant kan der være tale om, at mekaniske midler bringes ind imellem vandoverfladen og bunden i det nævnte kammer og derved afgrænser et øvre kammer, hvorefter et kamera fra oven kan detektere om der er produkt i vandet. Denne metode kan i prin- 6 DK 177236 B1 cippet også anvendes efter, at vandet er lukket ud af dette øverste kammer, men hvor eventuelle produkter er tilbageholdt på bunden af kammeret. En anden mulig løsning er, at der anvendes et eller flere kameraer, som er monteret under vandoverfladen og som således ’’kigger” op under de eventuelle produkter, der flyder på overfladen, idet 5 øvrige produkter er sunket så meget, at de har passeret dette eller disse kameraer. Efter endt detektering kan prøven, der nu omfatter vand og produkter ledes ud af kammeret ved åbning af en bundventil. For at få en ensartet mængde vand ind i kammeret forud for tilførslen af produkt kan der med dertil indrettede midler foretages en afmåling af den rette mængde vand, som tilføres kammeret umiddelbart før eller på samme tid som 10 produktet tilføres. Med et sådant apparat kan der foretages den nødvendige løbende kontrol af produktets flyde- eller synkeevne samt synkehastighed og eventuelle justeringer af forskellige procesparametre kan finde sted.

Opfindelsen angår som nævnt ovenfor også en fremgangsmåde til online prøveudtag-15 ning fra en produktstrøm med et apparat ifølge opfindelsen, hvor prøveudtagningen sker løbende ved, at en beholder med en åbning føres direkte ind i en produktstrøm, hvor det strømmende produkt opsamles i den nævnte beholder for bestemmelse af et eller flere fysiske forhold, eksempelvis vægt i forhold til rumfang, fugtighed, størrelse og/eller farve. Det nye ved en fremgangsmåde ifølge opfindelsen er, at fremgangsmå-20 den i det mindste omfatter tre af de fire følgende trin: udtagning af prøve, arrangering af den udtagne prøve i et detekteringsområde, beluftning af prøve via trykluft eller sug og dermed filtrering af produktet, aktivering af sensor for bestemmelse af tilstedeværelse og/eller størrelse af produkter i beholderen. Med en sådan fremgangsmåde er det muligt at foretage en god og grundig løbende kontrol af det aktuelle produkt, således 25 at udvalgte egenskaber eller fysiske forhold ved produktet kan bestemmes.

En fremgangsmåde ifølge opfindelsen kan med fordel i det mindste omfatte ét af følgende trin: bestemmelse af vægt af enten det resterende eller af det frafiltrerede produkt, bestemmelse af størrelse på de resterende produkter, bestemmelse af antal af re-30 sterende produkter. Linder anvendelse af et eller flere af disse trin kan en god og tilstrækkelig kontrol udføres på en automatisk, hurtig og effektiv måde.

7 DK 177236 B1

Flere fordele og udførelsesformer af opfindelsen vil komme til udtryk i den detaljerede beskrivelse herunder.

Kort beskrivelse af tegningen 5 I det følgende beskrives udførelsesformer af opfindelsen under henvisningen til tegningen, hvor:

Fig. 1 viser et apparat til online prøveudtagning, hvor der detekteres store partikler i et pulver produkt.

Fig. 2 et apparat til online prøveudtagning, hvor der detekteres sorte partikler i et 10 hvidt pulver produkt.

Fig. 3 viser et apparat til online prøveudtagning, hvor størrelsen på enkelte produktemner opmåles.

Fig. 4 viser et apparat til online prøveudtagning, hvor der foretages en sønderdeling eller en formaling af produktet forud for undersøgelse med en NIR sensor.

15 Fig. 5 viser et apparat til online prøveudtagning, hvor der foretages test af produktets synke- eller flydeevne i et to kammer system.

Fig. 6 viser et apparat til online prøveudtagning, hvor der foretages test af produktets synke- eller flydeevne i et enkelt kammer Fig. 7 viser et apparat til online prøveudtagning, hvor der foretages test af produk-20 tets modstandskraft overfor en bestemt hårdhændet behandling, med efterføl gende analyse af resultatet.

Detaljeret beskrivelse af opfindelsen

Opfindelsen omhandler et apparat til online prøveudtagning, af et produkt fra en strøm 25 af produkter, hvor prøven udtages i en beholder og efterfølgende undergår en eller flere forskellige procestrin for bestemmelse af udvalgte egenskaber og forhold.

I fig. 1 ses et eksempel på en proces, hvor der med en kameraundersøgelse bestemmes om der er såkaldte store partikler i et pulverprodukt. I forbindelse med fremstilling af 30 produkter på pulverform anvendes der typisk en partikelreduktionsmaskine, det kan eksempelvis være en hammermølle. En sådan partikelreduktionsmaskine omfatter en perforeret plade, typisk en metalsold med åbninger, der tillader pulverpartikler at komme igennem, når de er reduceret til den ønskede størrelse. I sådanne anlæg er der, 8 DK 177236 B1 som i forbindelse med drift af så mange andre anlæg, rutiner for ofte serviceeftersyn.

Dette er nødvendigt for at sikre, at anlægget er optimalt, og at alt virker som det er tilsigtet. Det kan dog forekomme at eksempelvis den omtalte sold, på grund af slid eller ved overbelastning i form af at en lille sten utilsigtet er kommet ind i partikelredukti-5 onsmaskinen, går i stykker og derved tillader partikler, der har en for stor størrelse at trænge igennem, hvilket medfører, at nogle af partiklerne ikke er reduceret til den ønskede partikelstørrelse og derved bliver pulveret mere groft end tilsigtet.

Med et online prøveudtagningsapparat 1 ifølge opfindelsen er det muligt at foretage en 10 løbende kontrol af partikelstørrelsen, og således konstatere om der er fejl på eksempelvis en sold i en partikelreduktionsmaskine. Prøven 2 udtages på vanlig vis direkte fra produktstrømmen i en prøveudtagningsbeholder 3, der trækkes ud af produktstrømmen. Herefter dækkes beholderens åbning 4 med midler 5, der alene tillader partikler 6 med den acceptable størrelse at blive ført ud af beholderen 3. Partiklerne 6 kan eksem-15 pelvis påvirkes med trykluft 7 eller med et sug i en rørforbindelse 8, hvorved de hvirv les omkring og ud af beholderen 3 gennem de omtalte midler 5. Disse midler 5 kan eksempelvis være en sold eller en spalte 9 i et låg 10 eller lignende, som lægges over beholderens åbning 4. Efter at partikler 6 eller pulver er hvirvlet rundt i et passende tidsrum, standses tilførslen af trykluft 7 eller hvad der nu forårsager, at partiklerne 6 hvirv-20 les rundt. Herefter kontrolleres med et kamera 11 om der er et indhold i beholderen. Såfremt beholderen er tom foretages der ingenting, men såfremt der er partikler 6 i beholderen foretages der en passende handling. Det omtalte kamera 11 er elektronisk forbundet med elektronisk udstyr og software, hvormed det er muligt automatisk at bestemme om der er partikler 6 i beholderen 3 eller ej. Processen med prøveudtagelse og 25 bestemmelse af om der er store partikler 6 eller ej kan i det mindste omfatte følgende trin: Fig la og fig. Ib viser, hvordan en prøve udtages i en beholder 3 fra produktstrømmen. I fig. lc ses hvordan prøven 2 beluftes/hvirvles rundt samtidigt med, at en afstandsring, sold eller filterelement 5 sikrer, at kun små acceptable partikler 6 kan passere gennem filterlementet 5 og videre ud i en rørforbindelse 8, hvori der suges, hvor-30 ved kun store partikler 6 forbliver i beholderen 3.1 fig. Id kontrolleres prøven 2 med et kamera 11 og i tilfælde af, at der er partikler 6 i beholderen 3 foretages der en korrigerende handling. Endelig tømmes beholderen 3 for eventuelle partikler 6, hvilket ses i fig le.

9 DK 177236 B1 I fig. 2 ses et eksempel på en enkel, men vigtig testproces, nemlig en undersøgelse af en udtaget prøve 2 i en beholder 3, som kan have fokus på eksempelvis farveforskel, vægt og/eller vandindhold eller noget helt andet. Herunder angives der et eksempel på en situation, hvor en sådan løsning med fordel kan anvendes.

5 I en spraytørringsproces kan det forekomme, at der laves lokale forbrændinger af produktet, som eksempelvis kan være mælkepulver. Derved opstår en forurening af pulveret som gerne skal være helt hvidt og fri for brændte partikler. En udtaget prøve 2 fra en produktstrøm af mælkepulver kan med et apparat 1 til online prøveudtagning løben-10 de registreres for at bestemme, om der er fremmedlegemer i prøven 2. Dette sker ved, at den udtagne prøve 2 undersøges med en sensor, eksempelvis et kamera 11, hvorefter det optagne billede behandles under anvendelse af billedbehandlingssoftware. Med dette software kan billedet let og hurtigt analyseres automatisk for om der er partikler i med en farve, der afviger fra den ønskede farve eller som afviger fra den dominerende 15 farve i prøven 2.1 fig. 2a ses et apparat 1 til online prøveudtagning, hvor en beholder 3 er fyldt med en prøve 2, der er udtaget fra en produktstrøm. I fig. 2b ses prøven 2 anbragt under en sensor, der i den viste udførelsesform er et kamera 11, hvormed der kontrolleres om der er sorte partikler i det hvide pulver. Hvis det registreres, at der er mørke partikler i prøven 2, afgives en alarm og en korrigerende handling kan iværksæt-20 tes. I fig. 2c ses apparatet 1 umiddelbart efter, at beholderen 3 er tømt og i position i produktstrømmen for indsamling af en ny prøve 2.

Et apparat 1 som vist i fig. 2 kan som nævnt være udstyret med forskellige sensortyper og kan således også omfatte ét sensorhoved 11, der er sammensat af flere forskellige 25 sensorer for bestemmelse af forskellige forhold ved en prøve 2. I eksemplet ovenover anvendes der eksempelvist et kamera 11 og dette kamera 11 kan i visse tilfælde suppleres eller erstattes med andre sensorer 11.

Der kan i visse tilfælde være et ønske om at en prøveudtagning initieres med at foreta-30 ge en form for rengøring af beholderen 3. En sådan rengøring kan eksempelvis foretages ved at belyse en tom beholder 3 med ultraviolet lys (UV) fra en UV lyskilde 11, der med fordel kan være integreret med en eller flere øvrige sensorer i en sensorenhed 11.

UV lyset fjerner eller reducerer bakterier i beholderen 3 væsentligt, hvorved det sikres 10 DK 177236 B1 at kommende måleresultater ikke påvirkes af en tidligere kontamineret prøve 2 og dermed også af en kontamineret beholder 3. Ved at udsætte i det mindste beholderen 3 for ultraviolet belysning og i visse tilfælde måske også selve prøven 2, opnås der en større sikkerhed for at eventuelle bakterier fjernes eller begrænses. Det har hidtil været almin-5 deligt at foretage en sådan rengøring under anvendelse af rengøringsmidler, men med en løsning som beskrevet her, kan den grundige og manuelle rengøring undværes helt eller delvist, samtidigt med at sikkerheden med hensyn til risikoen for kontaminering af beholderen 3 og af selve produktet minimeres betragteligt. Anvendelse af UV lys i en beholder 3 kan med fordel ske forud for at en prøve 2 udtages og i visse tilfælde kan 10 det være en fordel, at anvende UV lys både umiddelbart forud for at en prøve 2 udtages, men også umiddelbart efter at en prøve 2 er tømt ud af beholderen 3, idet der kan være gode betingelser for bakterievækst i en beholder 3, hvori der eventuelt kan være mindre rester af prøven 2.

15 Fig. 3 viser et eksempel på et procesforløb, hvor der udtages en prøve 2 med et begrænset volumen, hvor de enkelte produkter 6 i prøven 2 analyseres med særligt hensyn til størrelse. I en ekstruderingsproces for fremstilling af for eksempel pilleformet dyrefoder til hunde, katte, fisk eller lignende, kan der være forhold omkring størrelsen på de enkelte piller 6, som medfører, at det er relevant at opmåle en udtage prøve 2 20 med piller 6. Det kan eksempelvis være med fokus på længde, diameter og areal af de enkelte piller 6. Med et apparat 1 til online prøveudtagning er det muligt at udtage en beskeden mængde piller 6. Pillemængden beluftes for dels at skille pillerne 6 ad, idet de kan være klæbrige samt for at udskille det damp 12, der måtte forekomme i prøven 2. Derefter tages et billede som efterfølgende undergår en elektronisk og automatisk bil-25 ledbehandling med dertil egnet software. I fig. 3a ses en beholder 3, der er skudt ind i en produktstrøm og som er med bunden 13 delvist åben. På denne måde sikres det, at der alene udtages en prøve 2, med et begrænset volumen. Når beholderen 3 trækkes tilbage i apparatet 1, lukkes bunden 13.1 fig. 3b ses den udtagne prøve 2 på bunden 13 af beholderen 3. Beholderen 3 er placeret under en beluftningsdyse 14, der her er for-30 bundet til trykluft, som kan ledes ned i beholderen 3. Dette ses i fig. 3 c, hvor luft ledes i beholderen 3, hvorved damp 12 fjernes fra pillerne 6 og beholderen 3. Beluftningsdy-sen 14 er arrangeret således, at den mere eller mindre kan dække åbningen 4 i beholderen 3 og således forhindre pillerne 6 i at blive blæst ud af beholderen 3. Samtidig med, 11 DK 177236 B1 at pillerne 6 beluftes sker der også en fordeling af disse på bunden 13 af beholderen 3.

Når pillerne 6 er fordelt mere eller mindre ensartet på bunden 13 af beholderen 3 arrangeres denne under en sensor, såsom et kamera 11, hvilket ses i fig. 3d, hvormed de enkelte piller 6 via et billedbehandlingsudstyr kan opmåles på baggrund af ét eller flere 5 billeder. I fig. 3 e ses det at den behandlede prøve 2 smides tilbage i processen.

I fig. 4 ses et eksempel på hvordan en prøve 2 udsættes for en mekanisk behandling, der i dette tilfælde er en formaling af produktet i den udtagne prøve. Efterfølgende foretages der en såkaldt NIR (near infrared) måling. NIR målinger af eksempelvis dyre-10 foder samt morgenmadsprodukter foretages ofte i en kontinuerlig produktstrøm, hvor NIR måleren 15 er placeret over eksempelvis et transportbånd. Når produktet 6 kører forbi NIR måleren 15 sendes der et infrarødt lys ud som reflekteres af produktet 6, hvorefter fedt, protein og vandindhold kan aflæses. Problemet med måling med NIR på specielt ekstruderede piller 6 er, at materialet i kernen af pillen 6 ikke er identisk med 15 materialet i periferien af pillen 6. Da NIR målingen kun foretages på overfladen af produktet 6, opnås der ikke brugbare måledata, da der er forskel på data målt på overfladen og data målt i midten af pillen 6. Samtidigt kan det være svært at kalibrere NIR måleren 15, da man i en kontinuerlig produktstrøm ikke kan garantere, at den prøve 2 man måler på svarer til den prøve, der bruges som reference. Et NIR instrument skal 20 kalibreres op imod en reference prøve. I fig. 4a ses et apparat ltil online prøveudtagning, hvor en beholder 3 er fyldt med en prøve 2 bestående af ekstruderede piller 6. I fig. 4b er prøven 2 trukket ind i apparatet 1 og arrangeret under et mekanisk værktøj 16, eksempelvis en roterende kniv 16. Denne roterende kniv 16 bringes i fig. 4c i kontakt med indholdet 2, 6 i beholderen 3, hvorved dette formales, sønderdeles eller kvær-25 nes til markant mindre partikler 17 end den oprindelige pilleform 6. I fig. 4d er beholderen 3 med prøven 2 ført i position under en NIR måler 15, hvormed visse egenskaber og forhold ved det formalede produkt 6, 17 kan bestemmes. Sluttelig tømmes beholderen 3 for produkt 6, 17 som det ses i fig. 4e.

30 I fig. 5 ses hvordan et apparat 1 til online prøveudtagning anvendes i forbindelse med kontrol af et produkts flydeegenskaber. Et apparat 1 ifølge opfindelsen kan med fordel anvendes i forbindelse med produktion af fiskefoder 6 af den type, der benyttes til forskellige former for opdræt i dambrug i søer såvel som i havet eller i dertil indrettede 12 DK 177236 B1 bassiner. Nogle fiskearter spiser i vandoverfladen mens andre arter spiser under vandoverfladen i en mere eller mindre præcis given dybde. For fisk, der spiser under vandoverfladen er det essentielt, at foderet 6 synker ned i vandet, når det bliver spredt ud i eksempelvis et havbrug. Hvis foderet flyder på eller meget nær vandoverfladen vil fo-5 deret 6 med stor sandsynlighed ikke blive spist. Og fiskene får således ikke den optimale mængde foder 6. Det modsatte gør sig gældende i forbindelse med fodring af fisk, der spiser i overfladen af vandet. I dette tilfælde er det vigtigt, at foderet 6 netop ikke synker mod bunden, men forbliver flydende så længe, at fiskene kan nå at spise det.

Der er derfor et ønske om, at man i slutningen af fremstillingsprocessen for fiskefoder 6 10 kan foretage en automatisk prøvning af om foderet 6 flyder, delvist flyder eller synker og med hvilken hastighed eller forsinkelse dette sker. Disse forhold kan med fordel afprøves i vand, hvor saltindhold og/eller andre parametre er justeret ind til de samme forhold som der, hvor foderet skal anvendes. Det er almindeligt kendt at udtage en prøve automatisk som herefter automatisk bliver hældt i et kar med vand, hvorefter det 15 manuelt kontrolleres om pillerne 6 flyder eller synker. Dette er som nævnt en manuel proces og det er ønskeligt, at man automatisk kan kontrollere synke- eller flydeevnen af foderet. Med et apparat 1 til online prøveudtagning ifølge opfindelsen udtages en prøve 2 automatisk og prøven 2 ledes ned i et rør 18 med vand 19. Vandet 19 er tilpasset de forhold, som foderet 6 er tiltænkt anvendt under. I fig. 5a ses et apparat 1, men en be-20 holder 3 indeholdende en prøve 2. På apparat et er der arrangeret en sensor 20, for bestemmelse af ikke nærmere definerede fysiske forhold ved produktet 6 i prøven 2.1 fig.

5b ses det, at apparatet 1 omfatter yderligere indretninger, som står i forbindelse med apparatets underside. Disse yderligere indretninger omfatter i det viste eksempel et lodret rør 18, som er indrettet med en bundventil 21 og en midterventil 22. Over midter-25 ventilen 22 munder et vandret rør 23 ud i det lodrette rør 18. Det vandrette rør 23 er ligeledes indrettet med ventiler, nemlig med en første ventil 24 og en anden ventil 25.

Via røret 23 ledes der vand 19 ind i mellem den første ventil 24 og den anden ventil 25, hvorved en passende mængde vand 19 afmåles ved, at ventilerne 24 og 25 lukkes. Den afmålte mængde vand 19 kan nu ledes til det lodrette rør 18, der er lukket ved bund-30 ventilen 21. Når der er tilført vand 19 til det lodrette rør 18 eller samtidig med at dette sker ledes den udtagne prøve 2 af foder 6 ligeledes ned i det lodrette rør 18. Efter en forudindstillet eller bestemt tid lukkes midterventilen 22, og der kan med sensoren 20, der kan være et kamera, foretages en detektering af om der er produkter 6 i vandet 13 DK 177236 B1 over midterventilen 22. Med en sådan indretning er det muligt at bestemme om et produkt 6 synker til bunds og hvor lang tid det tager. Efter endt detektering åbnes såvel bundventilen 21 som midterventilen 22 og vand 19 og produkt 6 ledes bort. Når man foretager detektering som vist i fig. 5 kan det være en fordel, at de indvendige overfla-5 der i det lodrette rør 18 og på midterventilen 22 er udført med en lys farve på overfladen, hvorved detektering med et kamera 20 gøres lettere.

I fig. 6a og i fig. 6b ses en anden variant af et apparat 1 til online prøveudtagning, der ligeledes egner sig til anvendelse i forbindelse med kontrol af et produkts flydeegen-10 skaber. Den overordnede forskel er, at midterventilen 22 som vist i fig. 5b er erstattet af et antal sensorer 26 eller kameraer 26, som ’’kikker” op under overfladen på vandet 19 og dermed op under eventuelle produkter 6 i vandoverfladen. Alt afhængig af hvilken tilstand produktet 6 er bestemt for, kan der på baggrund af detektering fortages en eventuel korrigerende handling.

15

Endelig ses i fig. 7 en variant af et apparat 1 til online prøveudtagning, hvor apparatet anvendes i forbindelse med en hårdhedstest af piller 6, hvor pillerne eksempelvis kan være fiskefoder. Specielt i forbindelse med produktion af ekstruderede piller 6, som er ekspanderet og derfor kan have en tendens til at være delvis skrøbelige er det alminde-20 ligt kendt, at det altid er nødvendigt at kontrollere hårdheden af produkterne 6 for derved at kunne bestemme om de efter pakning eller under videre transport vil gå i stykker. Da piller 6 med en utilstrækkelig hårdhed ikke kan anvendes optimalt er det vigtigt, at der foretages sådanne løbende kontroller, hvilket dog hidtil har bestået af meget manuelt betonet arbejde og samtidig er forbundet med en vis usikkerhed. Ved at an-25 vende opfindelsen er det muligt automatisk at kunne udtrække en prøve 2, der behandles mekanisk med en given påvirkning af de enkelte piller 6 i en prøve 2, hvorefter prøven kontrolleres for mængden af støv og fragmenter (stykker af pillerne). Dette resultat kan herefter anvendes i forbindelse med en automatisk definering af, hvor stærk pillen er. I fig. 7a ses et apparat 1 til online prøveudtagning, hvor en beholder 3 er fyldt med 30 en prøve 2, i dette tilfælde piller 6. Apparatet omfatter en vejeenhed 27 for bestemmelse af den samlede prøves vægt. Efter at prøven er vejet tømmes beholderen 3 og pillerne 6 ledes ned i et mekanisk påvirkningssystem 28. Dette mekaniske påvirkningssystem 28, kan med fordel være et apparat svarende til den type af apparater, der anvendes til 14 DK 177236 B1 at fordele foder i eksempelvis et dambrug. Der er typisk tale om et apparat, der er indrettet med roterende midler, hvormed foderet kastes ud over vandet. Det er i den forbindelse vigtigt, at foderet kan tåle denne behandling, uden at de enkelte piller går i stykker, da fiskene ikke spiser det smuld, der måtte være og da pillerne 6 ej heller ka-5 stes den forventede afstand, når de ikke er hele. Det er således vigtigt, at pillerne har den forventede hårdhed for dermed at leve op til kvalitetskravene. I fig. 7b ses et apparat 1 med en udtaget og vejet prøve 2, 6. Pillerne 6 i prøven 2 ledes ned i det mekaniske påvirkningssystem 28 og slynges videre i et rør 29 og opsamles sluttelig i en opsamlingsbeholder 30, hvor bunden 31 er med åbninger med en størrelse, hvormed hele 10 eller acceptable piller 6 tilbageholdes, mens mindre fragmenter, smuld og støv 32 opsamles i yderligere en beholder 33. Størrelsen på åbninger i bunden 31 er tilpasset de aktuelle piller og bunden 31 kan udskiftes med en anden bund, hvor åbningerne er enten større eller mindre alt efter behov. De fragmenter, smuld og det støv 32, der er opsamlet i beholderen 33 vejes med en vejeenhed 27 i et dertil indrettet apparat 34, hvor-15 ved det kan bestemmes om en for stor eller acceptabel andel af pillerne 6 er beskadiget under den udførte behandling. Afhængig af om resultatet er inden for de givne rammer eller ej kan der foretages korrigerende handlinger i fremstillingsprocessen.

Claims (10)

15 DK 177236 B1

1. Apparat (1) til online prøveudtagning fra en produktstrøm, hvor prøveudtagningen sker løbende ved, at en beholder (3) med en åbning (4) føres direkte ind i en 5 produktstrøm, hvor det strømmende produkt opsamles i den nævnte beholder (3) for bestemmelse af et eller flere fysiske forhold, eksempelvis vægt i forhold til rumfang, fugtighed, størrelse og/eller farve, apparatet (1) omfatter i det mindste en forskydelig beholder (3) samt midler til at forskyde denne beholder, kendetegnet ved, at apparatet (1) yderligere omfatter et filterelement (5) samt midler, hvormed filterelementet (5) 10 bringes i position i forhold til en åbning (4) i den nævnte beholder (3), beluftningsmid-ler for beluftning af den udtagne prøve (2) i beholderen (3), og yderligere omfatter i det mindste et sæt sensormidler (11) for bestemmelse af tilstedeværelse af indhold (6) og/eller fysiske forhold ved indholdet (6) i beholderen (3).

2. Apparat (1) til online prøveudtagning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de omtalte midler, for positionering af filterelementet (5) i forhold til beholderen (3), er justerbare og indrettet således, at afstanden mellem et filterelement (5)/låg (10) og beholderen (3) kan justeres.

3. Apparat (1) til online prøveudtagning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 og 2, kendetegnet ved, at de nævnte beluftningsmidler omfatter i det mindste én åbning hvorigennem der tilføres trykluft (7) eller suges (8), hvor den nævnte mindst ene åbning er i direkte eller i indirekte forbindelse med apparatets beholder (3) eller med filterelementet (5)/låget (10). 25

4. Apparat (1) til online prøveudtagning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at apparatet (1) omfatter en sensor i form af et kamera (11).

5. Apparat (1) til online prøveudtagning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 30 til 4, kendetegnet ved, at apparatet (1) omfatter midler (15) for detektering af fedt-, protein- og/eller vandindhold, eksempelvis en IR (infrared) eller en NIR (near infrared) sensor. DK 177236 B1 16

6. Apparat (1) til online prøveudtagning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at apparatet (1) omfatter midler (16, 28) for udøvelse af en mekanisk påvirkning på det produkt (6), der er udtaget fra produktstrømmen.

7. Apparat (1) til online prøveudtagning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 6, kendetegnet ved, at apparatet (1) omfatter midler (16) for sønderdeling af udtaget produkt (6) i beholderen.

8. Apparat (1) til online prøveudtagning ifølge et hvilket som helst af kravene 1 10 til 7, kendetegnet ved, at apparatet (1) omfatter et væskefyldt kammer (18) og midler for anbringelse af den udtagne produktprøve (2) i det væskefyldte kammer (18) og yderligere omfatter midler (20, 26) for bestemmelse af om en andel af produktet (6) flyder i væsken (19) efter et justerbart tidsinterval.

9. Fremgangsmåde til online prøveudtagning fra en produktstrøm med et apparat (1) ifølge et hvilket som helst af de ovennævnte krav, hvor prøveudtagningen sker løbende ved, at en beholder (3) med en åbning (4) føres direkte ind i en produktstrøm, hvor det strømmende produkt (6) opsamles i den nævnte beholder (3) for bestemmelse af et eller flere fysiske forhold, eksempelvis vægt i forhold til rumfang, fugtighed, stør-20 relse og/eller farve, kendetegnet ved, at fremgangsmåden i det mindste omfatter tre af de fire følgende trin: udtagning af prøve (2), arrangering af den udtagne prøve (2) i et detekteringsområde beluftning af prøve (2) via trykluft (7) eller sug (8) og dermed filtrering af 25 produktet (6) aktivering af sensor (11) for bestemmelse af tilstedeværelse og/eller størrelse af produkter (6) i beholderen (3). 30 17 DK 177236 B1

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at fremgangsmåden i det mindste omfatter ét af følgende trin: bestemmelse af vægt af enten det resterende eller af det frafiltrerede produkt (6), 5. bestemmelse af størrelse på de resterende produkter (6), bestemmelse af antal af resterende produkter (6). 10 i ? DK 177236 B1 / <........L rt, /' i % % i JLi 'm*- ' \::;ιλ| | " ·-c : ——— V''\|^ Λ g I J ^xx\xx\\\\\\\x<ssx<sss-xxsssssjp^s..sss·,· -%-%%? ί·: H^Jc. « ^ ^ C·/ ->N Μ I r * t I 111 I f- * ! II I η f....................*p ........r*..........U...............1 / * -------------------.................., \ *»* i i \: tp % i * 1 I X :<x· ««»·: :« : ϊ· i.................................................... >: \ .$ «: $ > νΛ I :¾ x >-J. V%* P ! * .......................jgjjkJ_ f"...............................................*..............* ΓΙ0. · I ir DK 177236 B1 l/Q &"Λ ..·* * v s <. * S ** * * ! , I - ^ ^ \ ^ i VV/N \*M m : § w=åily I f'V -s': >:.·.ν.·.·.·.·.ν.·.·.ν.·.·.ν.·.·.ν.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.ν.·.·.·.·.·.·.·.·.ν.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.ν.·.·.·..ν..·.ν..ν.^: r%. ;c Svj , r? ^..............[Y-^^ ! 5'“i \ / i I I I........-.......Xkm.....f~~~~~~ F«*. u '"X || ^ J ^ /" / i.-.;.·.-.·.·.'.'.·.'.·.'.·.'. \ ' s " $ $. S ::¾. .? X : I “ v\ I \_ ^""\ n ,- Φ· ^ i ^ l£. kJ DK 177236 B1 3/9 $ I ^^^^\\vNVjja|j|||||^ ^ i I I |xw<>>KW>wSi>x\^^w>>>iiX\^ IL..» li I S . ........ I ^\<<\\\^;<<<<<<<<<«;<«;<«X<<<<<\\\\\\\\v\\SSSvSSSSSSS^ v .' iv>v ·;·: :^\,^ , \ ' ^ ^ ΠΠΠΠΠΠΠΠΠ^Π .§=**· 1¾.- , t/t|* y.N'' *·:<> i ;^>>>>>>>>>^>^^||||||||||||^ ff—n ‘ { S « :« S: :SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS>SSx-S>>SS>S>xx^Sx\'>x^SxvXX<vXSXX-:>x-:-:->>>x-xxvX'X->x\'-:·:·:·:·:'.·'.··:· I I I ^^^^^^^^iiiiiiiiii^^piii^^iil I I I I S™”™""""""””™™"””"""*"^******8™ tssssj^^^ I ;fv'^> fcG DK 177236 B1 Γ 1 1 ,1 ...................../ JX"" """"* X' i#:' <#^ i & ί·^^χ-^χ·>χ-χ·^χ-χ·>χ·χ«χ·:·χ·χ·χ<\\χ^χ\χ·χ<·χ·χχνχ·χ^χ·χ·χ·χν:·: ^\\\^\\^\\\^\\\\\\\\\\X\\V>X\\\X^X\\\\X\X\^^ iT v '^ , --4^ v i Sxi. ... i ;ί'·-'ν ·>'^'' ν'·Η ;: j' ' ' \ / * \\\\^\\w 3Cr L f\ ‘‘Χ>.ί< •••w'X U ,· > ' · ί ί .;· i / -i * 1 \ »»» , ( \ ti I,',. ,.\' ‘‘v.yy.v. "'''' ·,: y s™m,m™,™™™WB™™™™™^^ i X:CV ^"C·· ^-- ΓΧ, '•N^ x~> »/9 DK 177236 B1 |i| —\ /” i: $ Γ'ί«ν '^α ^_wm s‘ ’W*i*Sw^^ vvv^VVW ^ (Λ*"\ : Γ" ^ ...............................I S ^ν\\\\\\\ν\ν\\\ν\χνν\\Ν\\χ.χ.χ^^ i" A: ,v·' . ..O.·.... .V. N^X.X.X.X.^X.^X.X^.X^.X.I.X^vivi^.^vXvXvvvvV'.Vy'.V'.VVW.WWWWWVVWWVNWWSWV.WV^1 Λ· i to ' ** I \ f ··· < t:a -a ,·'<. i \ Ϊ i^< ivto'to,, to· DK 177236 B1 .1 ; 1 ésf ................... :γ-ν *jm i felt · |—— ^-¾ ,,p^|p^—-/5' , \* '"" - - •A?!< i j| ^\\\\\\\\\\\^^^ * ** - H i - w—_mm v^y ^SSS88888SS88888^88S^^^^^^ . i .>«:<· ifi:'·*''-^^ |P^| ”& tf‘{ ^-N ^ ^ ^ ,. j’. I ^NSS>NSS>KNN’iSSfcS»»»»i5iS®i4ifi®!SSS^^ ^ ϊ I i ^X\X\S\v\\\\\\<\ssSSSvSSx<SSvSSSS>SSSSS<SnS>>->>>>SvS>>n>n>>-n>:->>>>xv^; ^ '-I! 11= i : I ^VsXXXXXXXXXX\sX<sssXXsXsXsssnxx<nsssxvSS.xvv<Sxxvvxxvxxx\^^^ Rjy^lC DK 177236 B1 ^\V^\\\\\\\<X\\\-^^\\^\nX·^ ξ: λ Ί I « |Μ1^^ I ^ S: ^ ^ ^N<<<<<XNVNNNVVWXn'X\>N\VN>\>>>>>'.X>\>>>>>>>>>V>VVV,>VV.V-V>VVV-VVv->>> wNSNNCSN’NSC-i·!*!^’^ rvx rv-y ϊ......|Ci, o$t "v\v'·' V'";. 1^¾¾¾¾¾^¾ i-i* iWWSS-W: :5¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾^ x\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\%^^^ \vvtovtov>| ^ ^ ^-. ^ .o' s \. :| ^ W»N«i»»!av«www^^ ^v»v«v\>vvv«vvvvvvvv- ,N.^ ^ %..·..>'> ί ^ννννν^^νν, ||nssssssssssw»^ é,-~—-^fj"^' '' '" Γ») Γ^~Ι κίΗ \,. '"1 |‘ t::: · i»« i Γ ¥q« t>ir DK 177236 B1 ,«·Ν /""" s*o ... i f"r"1—W't'l I 1 1 ^ «sJ I I ^ ^ ^ i i^v;viVVSwiSSSSSS<SS>SSSSSSSSSSS>SS>SS>>>SN>>>N>^^^ Γ'\- /' Γ\<::;.Γ OS. \> Λ, i :-'·^| 'C'" ' ν\^ <^>. < *»*«^«w^ ^i>>SwviSaSwSwNS>S>w 2Λ-, f \% /„,, 1 Γ I -i, ;'Q~I] v« if \ if \ iCi...........'35a~7n~ie> “I ty—" I tz| I x ifr f l\v.\\J ;r% ir · \ ^-Λν DK 177236 B1 9/9 y ^X>X\y\\>x\>vX>>>;>v^ I I #' «J i I ^ ssix;, I ^ ^ ^ - - f 3¾ ^ ^ | ν·\ν,ΐ / y<k y Λ·. s ;^x^¥£¥$i¥!$fc¥SJN¥N¥iX¥iSX*N¥¥^¥*¥^^^ | I i· I I ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^Χ^\\\\·.Χ\^\\ΧΝ·:Ν\\νΛ^^\\\\\\\\\ν.··ν.·ν.νΛ··ν.··ν..··Λν.ν.·.·.::: *................................'...'....................... ' v ¥ >:·>Χ·Χ;:·Χ·:·.·.·Λ,·.\·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.·.\\\·.·.\>·.\\\\\\ν.·.\ν\\ν.\\ν.ν.ν.\ν\ν.νν.ν.ν.\\\ννννν»ν.ν.;.;ν;.χ.;.ν I .·' '··;. ;:·: I ^:”;^;·Χ\\Χ\\\\\·:¥:\·:\ν·Χ\ν\\νΧ<:χ·χν:ν;·χ·χν\\<ν;·;ν\§: ,;·'\ i ^,^'' :- ·.; ;: :; s% ;:*ξ. -U λ,.'·' I--*' * . if* I s $ S[vS V / ¥ .' * S. ' -x4 ,V " "1 '····'' XVW