EP1680237A2 - Verfahren und einrichtung zur abtrennung artfremder beimengungen aus einem produktstrom - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur abtrennung artfremder beimengungen aus einem produktstrom

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EP1680237A2
EP1680237A2 EP04791095A EP04791095A EP1680237A2 EP 1680237 A2 EP1680237 A2 EP 1680237A2 EP 04791095 A EP04791095 A EP 04791095A EP 04791095 A EP04791095 A EP 04791095A EP 1680237 A2 EP1680237 A2 EP 1680237A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conveyor belt
admixtures
product stream
width
belt conveyor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04791095A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Poller
Danny Kirsch
Jörg LUDWIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Select Ingenieurgesellschaft fur Optoelektronik Bilderkennung und Qualitatspruefung Mbh
Original Assignee
Select Ingenieurgesellschaft fur Optoelektronik Bilderkennung und Qualitatspruefung Mbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Select Ingenieurgesellschaft fur Optoelektronik Bilderkennung und Qualitatspruefung Mbh filed Critical Select Ingenieurgesellschaft fur Optoelektronik Bilderkennung und Qualitatspruefung Mbh
Publication of EP1680237A2 publication Critical patent/EP1680237A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/003—Separation of articles by differences in their geometrical form or by difference in their physical properties, e.g. elasticity, compressibility, hardness
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23N—MACHINES OR APPARATUS FOR TREATING HARVESTED FRUIT, VEGETABLES OR FLOWER BULBS IN BULK, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PEELING VEGETABLES OR FRUIT IN BULK; APPARATUS FOR PREPARING ANIMAL FEEDING- STUFFS
    • A23N12/00—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts
    • A23N12/02—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts for washing or blanching
    • A23N12/023—Machines for cleaning, blanching, drying or roasting fruits or vegetables, e.g. coffee, cocoa, nuts for washing or blanching for washing potatoes, apples or similarly shaped vegetables or fruit
    • A23N12/026—Stone-gatherers or cleaning devices for the washing machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
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    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/10—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/10—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects
    • B07B13/11—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects involving travel of particles over surfaces which separate by centrifugal force or by relative friction between particles and such surfaces, e.g. helical sorters
    • B07B13/116—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects involving travel of particles over surfaces which separate by centrifugal force or by relative friction between particles and such surfaces, e.g. helical sorters stratification of dry granular material on a continuously travelling surface, e.g. belt conveyor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B15/00—Combinations of apparatus for separating solids from solids by dry methods applicable to bulk material, e.g. loose articles fit to be handled like bulk material

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the separation of foreign admixtures from a product stream consisting in particular of steamed or abrasively peeled potatoes or other crops.
  • a product stream consisting in particular of steamed or abrasively peeled potatoes or other crops.
  • foreign admixtures have to be removed in order to meet the requirements for the purity of the end product and, above all, to prevent serious damage to the processing technology.
  • damage occurs, for example, on the knives of cutting devices in the French fries industry if stones get into the fast-running knives. The occurrence of such damage usually results in a longer loss of production as well as time-consuming and costly repairs to the expensive cutting devices.
  • a separation of admixtures is carried out in the swim-sink process, for example with water cyclones.
  • the differences in the specific weight between crop and admixtures cause the separation effect.
  • the separating effect is limited in the case of admixtures with the same or very similar specific weight or with admixtures with an external shape that create a buoyancy in the water flow and paralyze the sinking effect. 3.
  • electronic sorting machines are known which are used to sort by color and shape. X-ray systems that use the different penetration damping are also used.
  • the separating effect is limited, as there are foreign admixtures that are identical or very similar to the useful product in terms of color, shape and penetration damping, such as pumice, flint, certain types of pebble and limestone as well as long-term woody root pieces.
  • the known devices closest to the invention are sorting devices in the fields of agriculture and the food industry.
  • a device is known in which a discharge plate is provided in a crop to be sorted in a falling stream, which is controlled by a previous detection device and can thus be sorted into two fractions.
  • a similar sorting into two fraction streams is described in DE 27 09 905 A1, in which stones in particular have to be separated from harvested crops and in which a finger unit adjustable in two positions, for example, clears a way for the vertical diarrhea of stones.
  • Optoelectronic sorting machines bring a further improvement, as described, for example, in DE 41 27 903. Such expensive machines are mainly used as quality sorting and size sorters for crops such as potatoes, onions or carrots.
  • the principle of these selectors is that the products to be read are optoelectronically scanned individually, one after the other in a drop space by, for example, image converters arranged at 120 ° to one another. Products Damaged areas are recognized and, using suitable computer programs, an incorrectly identified product is separated from the material flow, for example by means of an air blast.
  • These sorting machines work for example with potatoes with throughput rates of up to 5000 kg / h. However, these machines are not suitable for the quality selection or size sorting of smaller-sized products in view of the throughputs required there.
  • the quality sorting of small-sized products is carried out according to the current state of the art in such a way that the products are placed on a conveyor belt at a distance from each other, where they are captured by optoelectronic image converters and at the end of the belt by appropriately controlled selection mechanisms defective products are separated from the crop flow.
  • the disadvantages of this approach are manifold. In this way, the products can overlap on the conveyor belt so that damaged products cannot be recognized at all. Products that have been identified as defective can experience a change in position as soon as they are recognized as a result of unsteady conveyor belts, so that they get into a different path and as a result are not discarded.
  • Damage points, deflection characteristics, angular momentum or the like are stored in individual, microprocessors or address areas when entering the approach zone and fed to a main coordinate processor, the output signals of which control the stepping motor and thus the separating element with different product-related directions of rotation and acceleration in such a way that a finger of the separating element hits the Product part to be sorted can be accelerated, can be braked briefly at the moment of touching the product part and can be acted upon immediately afterwards with a defined, variable, product-related acceleration.
  • a device is somewhat complex for the intended use intended for the present invention and for the throughputs and sorting tasks available here.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device for separating foreign admixtures from a product stream, which consists in particular of steamed or abrasively peeled potatoes or other crops, which, at high product throughputs, effectively separates foreign admixtures with a comparatively small amount Enable effort.
  • the invention is based on the discovery that, under certain conditions, all typically occurring admixtures of foreign species can be distinguished very clearly from the agricultural useful product in terms of sliding friction. It was found that, in particular in the case of potatoes peeled by steam or abrasive, significant differences in the sliding friction in the ratio of 1: 5 to 1:10 can be detected in comparison to all typically occurring foreign admixtures.
  • the essence of the invention is that a product stream containing admixtures is first introduced in a single layer and loosened onto a first moving conveyor belt and a second conveyor belt is arranged after the first conveyor belt at the discharge end, the direction of conveyance of which is determined essentially perpendicular to that of the first conveyor belt, whereby the transport speed of the second conveyor belt compared to the of the first conveyor belt is preferably increased and the width of the first conveyor belt is chosen to be less than the width of the second conveyor belt. Care must be taken to ensure that at least the second conveyor belt is given a certain minimum amount of humidification.
  • the separating effect according to the invention can also be observed with conveyor belts running at the same speed, but it is significantly improved and reaches a maximum if the transport speed of the second conveyor belt is increased to that of the first conveyor belt by a factor of 1.2-1.5 , Furthermore, the desired separation effect is increased if a sufficient distance is guaranteed on the second conveyor belt for the reduction of the sliding friction of foreign additives until the transition to static friction for these additives. This is achieved in that the width of the second conveyor belt is selected two to five times larger than the width of the first conveyor belt.
  • a prerequisite for achieving the desired goal according to the invention is that a single-layer and loosened occupancy density of the product stream on the first conveyor belt is maintained, which, based on a surface unit of the conveyor belt, does not amount to an area occupied by products and additives of 25% of the surface unit of the first conveyor belt significantly exceeds.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device according to the invention with its essential individual components in a side view
  • FIG. 2 shows a top view of an embodiment according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a special embodiment of a cascade-like arrangement.
  • a product stream K which consists of peeled and admixed potato stream, is applied in one layer and loosened to a conveyor belt in the form of a flat belt B- t which moves at speed v 1 .
  • the population density of the product stream K on the first conveyor belt B- ⁇ should, based on a surface unit 0 B ⁇ (cf. FIG. 2) of the conveyor belt Bj, be of the order of magnitude an area occupied by products and additives of 25% of a surface unit 0 B ⁇ des Conveyor belt B-, not significantly exceed.
  • the product stream is transferred to a downstream second flat belt B 2 , which is essentially offset by 90 degrees and moves at a speed v 2 .
  • the flat belt Bi moves at a speed vi between 1 - 2 m / s and the flat belt B 2 with v 2 between 2 - 4 m / s. It is advantageous within the scope of the invention if the speed of the second conveyor belt B 2 is chosen to be greater than that of the first conveyor belt Bi by a factor of 1.2-1.5.
  • the width b_ ⁇ of the first conveyor belt Bi less than the width b B2 of the second conveyor belt B 2 .
  • the width of the first conveyor belt B- ⁇ was 30 cm and that of the second conveyor belt B 2 was 100 cm
  • the foreign proportion of the total product mixture is usually in a range from 0.1 to a maximum of 3%.
  • alien admixtures in the order of magnitude of even 10% were completely selected with the device described above with two conveyor belts of the type described.
  • the two conveyor belts mentioned form an inclination angle with respect to one another or are arranged with an identical inclination, for example 0 °, to one another. Both bands can run horizontally. It is only necessary to ensure that the products pass from the first to the second belt without being braked. Furthermore, it was found that the second conveyor belt B 2 is to be given a certain minimum amount of humidification. In practice, this results automatically, at least after a certain start-up phase, since the product stream to be cleaned, in the described case of the preparation of steamed or abrasively peeled potatoes, is given up in the moist state.
  • the second conveyor belt is to be given a certain minimum amount of humidification, for example by means of a separate spray device (not shown).
  • a separate spray device not shown.
  • Tests have shown that when the second conveyor belt is kept deliberately dry, it can happen that light stones, for example, spin or stumble when they hit the cross belt and require a longer separation path. If the Cross belt, which was in the prototype test at about 5 ⁇ m water level on the second conveyor belt, this effect can be stopped immediately and the stones hit a 90 degree hook with a very short separation path.
  • a deflection unit U see FIG. 3
  • the first conveyor belt is inclined at a slight angle of inclination ⁇ out of the plane, but this is not essential for the functionality of the invention.
  • FIG. 3 shows a special embodiment of a cascade-like arrangement in supervision.
  • three flat strips Bi, B 2 B 3 are used.
  • An extension to even more tapes is within the scope of the invention, but does not increase the desired separation effect if the parameters described for this example are observed.
  • relatively short conveyor belts are used.
  • the transport directions of the product flows and foreign admixtures are indicated by arrows in FIG. 3.
  • the second conveyor belt B 2 is assigned a deflection unit U, which also redirects the product stream K -, essentially separated from additives, onto the wider second conveyor belt B 2 in such a way that a lateral one Fractionation of admixtures K 2 and cleaned products K ⁇ causes in the conveying direction of the second conveyor belt B 2 .
  • the final separation of the cleaned product flow K- from the admixtures K 2 takes place in the example by means of the third conveyor belt B 3 , as can be seen from FIG. 3.
  • the third conveyor belt B 3 There are no gaps between the individual belts described, but rather slight overlaps or height differences, so that, due to the speeds of the belts, the products are each subject to throwing parabolas that the complete transfer of the products to the subsequent conveyor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Abtrennung artfremder Beimengungen aus einem Produktstrom, der insbesondere aus dampf- oder abrasiv geschälten Kartoffeln oder anderen Feldfrüchten besteht. Die Aufgabe, eine Lösung anzugeben, die bei hohen Produktdurchsätzen eine effektive Separation von artfremden Beimengungen bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Aufwand ermöglicht wird dadurch gelöst, dass zunächst der Beimengungen beinhaltende Produktstrom (K) einschichtig und aufgelockert auf ein erstes sich bewegendes Förderband (B1) aufgegeben wird und dem ersten Förderband (B1) im Abgabeende (B18) ein zweites Förderband (B2) nachgeordnet wird, dessen Förderrichtung im wesentlichen senkrecht zu der des ersten Förderbandes (B1) festgelegt wird, wobei, die Transportgeschwindigkeit des zweiten Förderbandes (B2) gegenüber der des ersten Förderbandes (B1) erhöht, die Breite (bB1) des ersten Förderbandes (B1) geringer als die Breite (bB2) des zweiten Förderbandes (B2) gewählt wird und zumindest dem zweiten Förderband (B2) eine gewisse Mindestbefeuchtung verliehen wird.

Description

Verfahren und Einrichtung zur Abtrennung artfremder Beimengungen aus einem Produktstrom
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Abtrennung artfremder Beimengungen aus einem Produktstrom, der insbesondere aus dampf- oder abrasiv geschälten Kartoffeln oder anderen Feldfrüchten besteht. Im Prozess der Verarbeitung von Kartoffeln oder anderen Feldfrüchten zu Nahrungsmittel-Endprodukten müssen artfremde Beimengungen entfernt werden, um die Forderungen an die Reinheit des Endproduktes zu erfüllen und vor allem um schwere Schäden an der Verarbeitungstechnik zu verhindern. Derartige Schäden entstehen nach dem gegenwärtigen Stand der Technik z.B. an den Messern von Schneideinrichtungen in der Pommes Frites Industrie, wenn Steine mit in die schnell laufenden Messer gelangen. Der Eintritt solcher Schäden bewirkt in der Regel einen längeren Produktionsausfall sowie zeit- und kostenintensive Reparaturen an den teuren Schneideinrichtungen. Zur Vermeidung derartiger Schäden werden weltweit nach dem bekannten Stand der Technik im Wesentlichen drei verschiedene Methoden zur Abtrennung von Beimengungen einzeln oder in Verbindung miteinander angewendet: 1 . Es erfolgt eine mechanische Absiebung während oder nach der Ernte. Diese sehr grobe Methode hat ihre Grenzen bei gleichen oder ähnlichen Größen von Erntegut und artfremden Beimengungen. Auch ist aus DE 34 18 489 A1 eine Vorrichtung zum Aussortieren maßhaltiger Bonbons bekannt, bei der eine Selektion nichtmaßhaltiger Bonbons über eine stufenartig ausgebildete Schüttkante erfolgt, die entsprechend eines "Siebes" mit variierender Maschenweite zu große von normgerechten und zu kleinen Bonbons trennt. Eine Selektion nach anderen Qualitätsmerkmalen, als der Größe der Bonbons, ermöglicht diese Vorrichtung nicht. 2. Es wird eine Abtrennung von Beimengungen im Schwimm-Sink- Verfahren durchgeführt, z.B. mit Wasserzyklonen. Dabei bewirken die Unterschiede im spezifischen Gewicht zwischen Erntegut und Beimengungen den Trenneffekt. Begrenzt wird die Trennwirkung allerdings bei Beimengungen mit gleichem oder sehr ähnlichem spezifischen Gewicht oder bei Beimengungen mit einer äußeren Form, die in der Wasserströmung einen Auftrieb erzeugen und den Sinkeffekt paralysieren. 3. Des weiteren sind elektronische Sortiermaschinen bekannt, mit Hilfe derer nach Farbe und Form sortiert wird. Ebenso gelangen auch Röntgenanlagen zum Einsatz, welche die unterschiedliche Durchtrittsdämpfung nutzen. Auch hier ist die Trennwirkung begrenzt, da es artfremde Beimengungen gibt, die sowohl in Farbe, Form und Durchtrittsdämpfung dem Nutzprodukt gleich oder sehr ähnlich sind, wie z.B. Bimsstein, Feuerstein, bestimmte Arten von Kiesel- und Kalkstein sowie auch langjährig verholzte Wurzelstücke.
Die der Erfindung am nächsten kommenden bekannten Einrichtungen sind Sortiereinrichtungen auf den Gebieten der Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie. Aus DE 27 23 674 A1 ist eine Einrichtung bekannt, bei der in einem Fallstrom zu sortierenden Ernteguts eine Auswerfplatte vorgesehen ist, die eine Ansteuerung durch eine vorherige Detektionseinrichtung erfährt und so eine Sortierung in zwei Fraktionen durchführen kann. Eine ebensolche Sortierung in zwei Fraktionsströme beschreibt DE 27 09 905 A1 , bei der insbesondere Steine von Erntegut zu trennen sind und bei der eine in zwei Positionen verstellbare Fingereinheit bspw. einen Weg für den senkrechten Durchfall von Steinen freigibt. Eine weitere Verbesserung bringen optoelektronische Sortierautomaten, wie bspw. in DE 41 27 903 beschrieben. Vornehmlich werden solche teuren Automaten als Qualitätsverlese- und Größensortierer von Feldfrüchten, wie Kartoffeln, Zwiebeln oder Möhren eingesetzt. Das Prinzip dieser Selektoren besteht darin, dass die zu verlesenden Produkte einzeln, nacheinander in einem Fallraum durch bspw. in 120° zueinander versetzt angeordnete Bildwandler optoelektronisch abgetastet werden. Produkte mit Schadstellen werden dabei erkannt und mittels geeigneter Rechenprogramme wird bspw. über einen Luftstoß ein fehlerhaft erkanntes Produkt aus dem Gutstrom abgetrennt. Diese Sortierautomaten arbeiten z.B. bei Kartoffeln mit Durchsatzraten von bis zu 5000 kg/h. Für die Qualitätsverlese- oder Größensortierung kleinstückigerer Produkte sind diese Automaten im Hinblick auf die dort erforderlichen Durchsätze jedoch nicht geeignet. Die Qualitätsverlesesortierung kleinstückiger Produkte, wie z.B. Kartoffelchips, Pommes frites, Linsen oder vergleichbarer kleinstückiger Erzeugnisse erfolgt nach dem gegenwärtigen Stand der Technik derart, dass die Produkte möglichst voneinander beabstandet auf ein Transportband aufgegeben werden, dort von optoelektronischen Bildwandlern erfasst und am Bandende durch entsprechend angesteuerte Selektionsmechanismen schadhafte Produkte aus dem Gutstrom abgetrennt werden. Die Nachteile dieser Vorgehensweise sind vielgestaltig. So können sich die Produkte auf dem Förderband überlagern, so dass schadbehaftete Produkte gar nicht erkannt werden können. Schadhaft erkannte Produkte können infolge unruhig laufender Förderbänder nach ihrer Erkennung bis zum Abwurfende eine Lageveränderung erfahren, so dass sie in eine andere Bahn geraten und Folge dessen nicht ausgesondert werden. Den Bildwandlern abgewandte Produktteile, nämlich solche Oberflächen, die auf dem Förderband aufliegen, können überhaupt nicht erfasst werden. Diese Nachteile werden durch eine Lösung nach DE 196 46 753 C1 beseitigt, welche ebenfalls vermittels einer Druckluftdüseneinheit, als der derzeit bekannten schonendsten Selektiereinheit, lediglich eine Selektion des Produktstroms in zwei Fraktionen, nämlich einen Gut- und einen Mangelstrom vornehmen kann. Neben dem recht hohen Aufwand, der für die Steuerung der Druckluftdüseneinheiten betrieben werden muss, wirkt die mit ihnen erreichbare Impulsfolge begrenzend auf den erzielbaren Gesamtdurchsatz zu sortierender Produkte. Auch ist bei dieser Auswurflösung der Energieaufwand nicht unerheblich und die Lärmemission kann bis an 90 db heranreichen. Eine deutliche Verbesserung des bislang beschriebenen Standes der Technik bringt eine Lösung gemäß EP 1005398 B1. Dort ist eine Einrichtung zur merkmalsbezogenen Sortierung von Produkten beschrieben, bei der die zu sortierenden Produkte einzeln nacheinander einen Kanal passieren, wobei die Produkte eine erste Annäherungszone durchlaufen, danach in eine zweite Zone gelangen, in der ein vermittels eines Schrittmotors in Drehbewegungen versetzbares Trennelement vorgesehen ist, welches umfangsmäßig gleichbeabstandete Finger trägt, welches je nach Ansteuerung die zu sortierenden Produkte in mindestens drei weitere Zonen überführt, wobei ein Echtzeit-Bildverfolgungssystem derart vorgesehen ist, dass es den gesamten Weg der Produkte durch die einzelnen Zonen zu erfassen gestattet und jedem Einzelprodukt zuorden- und adressierbar Einzelproduktinformationen, wie einem oder mehrere Parameter, wie Volumen, Geschwindigkeit, Teilekontur, Massemittelpunkt,
Schadstellen, Ablenkcharakteristik, Drehimpuls o.a., in einzelnen , Mikroprozessoren bzw. Adressbereichen beim Eintritt in die Annäherungszone merkmalsbezogen ablegt und einem Hauptkoordinatenprozessor zuführt, dessen Ausgangssignale den Schrittmotor und damit das Trennelement mit einzelproduktbezogener unterschiedlicher Drehrichtung und Beschleunigung derart ansteuern, dass ein Finger des Trennelements auf das zu sortierende Produktteil hin beschleunigbar, im Moment der Produktteilberührung kurzzeitig abbremsbar und unmittelbar anschließend mit einer produktteilbezogenen definiert veränderbaren Beschleunigung beaufschlagbar ist. Für den mit vorliegender Erfindung angestrebten Verwendungszweck und bei den hier vorliegenden Mengendurchsätzen und Sortieraufgaben ist eine solche Vorrichtung jedoch etwas aufwendig.
Weiterhin, jedoch zur vorliegenden Erfindung in einem etwas abseitigeren Gebiet liegend, ist in US-PS 5,388,705 eine Vorrichtung beschrieben, bei der eine Aussortierung von durch eine Detektionsstation als kontaminiert oder in sonstiger Art als schadhaft eingestufter Kunststoffflaschen vermittels eines mit Druckluft betriebenen Auswerfers (Stößels) erfolgt. Voraussetzung bei dieser Lösung ist eine strenge seitliche Ausrichtung der Kunststoffflaschen einheitlicher Normgröße zwischen der Detektionsstation und dem Auswerfer. Bei dieser Lösung finden vier Reflexionslichtschranken Verwendung, die auf die Höhe der seriell auf einem Band eintreffenden Flaschenhälse gerichtet sind, welche lediglich als Positionsmelder dienen und einzig ein Ja/Nein-Signal liefern. Zur Lösung der Aufgabe vorliegender Erfindung ist diese Lehre nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Abtrennung artfremder Beimengungen aus einem Produktstrom, der insbesondere aus dampf- oder abrasiv geschälten Kartoffeln oder anderen Feldfrüchten besteht, anzugeben, die bei hohen Produktdurchsätzen eine effektive Separation von artfremden Beimengungen bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Aufwand ermöglichen.
Die vorstehend beschriebenen bekannten Methoden nutzen Unterscheidungsmerkmale zwischen Nutzprodukt und Beimengungen, wie: Teilegröße, spezifisches Gewicht, Farbe, Form und Durchtrittsdämpfung. Bei all diesen Methoden gibt es jedoch Überschneidungen, bei denen sich Beimengungen von den Nutzprodukten nicht unterscheiden lassen.
Der Erfindung liegt die Entdeckung zugrunde, dass alle typisch vorkommenden artfremden Beimengungen sich vom agrarischen Nutzprodukt im Merkmal Gleitreibung unter bestimmten Voraussetzungen sehr deutlich unterscheiden lassen. Es wurde gefunden, dass insbesondere bei dampf- oder abrasiv geschälten Kartoffeln im Vergleich zu allen typisch vorkommenden artfremden Beimengungen signifikante Unterschiede in der Gleitreibung im Verhältnis von 1 :5 bis 1 :10 nachweisbar sind.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass zunächst ein Beimengungen beinhaltender Produktstrom einschichtig und aufgelockert auf ein erstes sich bewegendes Förderband aufgegeben wird und dem ersten Förderband im Abgabeende ein zweites Förderband nachgeordnet wird, dessen Förderrichtung im wesentlichen senkrecht zu der des ersten Förderbandes festgelegt wird, wobei die Transportgeschwindigkeit des zweiten Förderbandes gegenüber der des ersten Förderbandes bevorzugt erhöht und die Breite des ersten Förderbandes geringer als die Breite des zweiten Förderbandes gewählt wird. Dabei ist dafür Sorge zu tragen, dass zumindest dem zweiten Förderband eine gewisse Mindestbefeuchtung verliehen wird. Grundsätzlich ist der erfindungsgemäße Trenneffekt auch bei mit gleichlaufender Geschwindigkeit laufenden Förderbändern zu beobachten, jedoch wird er deutlich verbessert und erreicht ein Maximum, wenn die Transportgeschwindigkeit des zweiten Förderbandes zu der des ersten Förderbandes um einen Faktor von 1 ,2 - 1 ,5 vergrößert gewählt wird. Weiterhin wird der angestrebte Trenneffekt erhöht, wenn auf dem zweiten Förderband eine ausreichende Wegstrecke für den Abbau der Gleitreibung artfremder Beimengungen bis zum Übergang zur Haftreibung für diese Beimengungen gewährleistet wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die Breite des zweiten Förderbandes zwei- bis fünfmal größer als die Breite des ersten Förderbandes gewählt wird. Voraussetzung zur Erreichung des angestrebten erfindungsgemäßen Ziels ist, dass eine einschichtige und aufgelockerte Besetzungsdichte des Produktstroms auf dem ersten Förderband eingehalten wird, die, bezogen auf eine Oberflächeneinheit des Förderbandes, größenordnungsmäßig einen mit Produkten und Beimengungen belegten Flächenanteil von 25% der Oberflächeneinheit des ersten Förderbandes nicht wesentlich übersteigt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Einheit senkrecht zueinander angeordneter und in ihrer Transportgeschwindigkeit unabhängig voneinander steuerbarer zweier Förderbänder mehrfach in Form von Kaskaden vorzusehen. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, Umlenkeinheiten vorzusehen, die den von Beimengungen im Wesentlichen getrennten Produktstrom auf das breitere zweite Transportband derart mit umlenken, dass eine laterale Fraktionierung von Beimengungen und gereinigten Produkten in Förderichtung des zweiten Transportbandes erzielt wird. Vorteilhaft wird bei einer solchen Ausbildung der Erfindung zusätzlich auf dem zweiten Förderband ein Trennkeil T vorgesehen. Die Erfindung soll nachstehend anhand schematischer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausbildungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung mit ihren wesentlichen Einzelkomponenten in seitlicher Ansicht, Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Ausführungsform nach Fig. 1 und Fig. 3 eine spezielle Ausführungsform einer kaskadenartigen Anordnung.
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit ihren erfindungswesentlichen Merkmalen in einer seitlichen Ansicht und in Figur 2 in Aufsicht schematisch dargestellt. Im Beispiel wird ein Produktstrom K, der aus geschälten und mit Beimengungen behafteten Kartoffelstrom besteht, einschichtig und aufgelockert auf ein Förderband in Form eines Flachbands B-t, das sich mit Geschwindigkeit v1 bewegt, aufgebracht. Die Besetzungsdichte des Produktstroms K auf dem ersten Förderband B-\ sollte dabei, bezogen auf eine Oberflächeneinheit 0Bι (vgl. Fig. 2) des Förderbandes B-j, größenordnungsmäßig einen mit Produkten und Beimengungen belegten Flächenanteil von 25% einer Oberflächeneinheit 0Bι des Förderbandes B-, nicht wesentlich übersteigen. Am Abgabeende B1e wird der Produktstrom auf ein nachgeordnetes, im Wesentlichen um 90 Grad versetzt angeordnetes zweites Flachband B2 übergeben, das sich mit einer Geschwindigkeit v2 bewegt. Das Flachband B-i bewegt sich im Beispiel mit einer Geschwindigkeit v-i zwischen 1 - 2 m/s und das Flachband B2 mit v2 zwischen 2 - 4 m/s. Es ist im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit des zweiten Förderbandes B2 um einen Faktor 1 ,2 - 1 ,5 größer als die des ersten Förderbandes B-i gewählt wird. Die unter einem flachen Winkel auf das 90 Grad quer verlaufende Flachband B2 auftreffenden geschälten Kartoffeln werden wegen ihrer 5 bis 10fach niedrigeren Gleitreibung nicht oder nur sehr gering aus ihrer, durch die Förderrichtung des ersten Transportbandes B-i vorgegebenen Einspeisrichtung abgelenkt, überqueren infolge ihrer kinetischen Energie das Flachband B2 vollständig und können als gereinigter Produktstrom K<\ abgenommen werden. Wohingegen die auf das 90 Grad quer laufende Flachband B2 auftreffenden artfremden Beimengungen K2, wegen ihrer 5 bis 10fach höheren Gleitreibung, sehr stark aus ihrer Einspeisrichtung abgelenkt und bereits nach kurzer Gleitstrecke in Transportrichtung des zweiten Flachbands B2 ausgetragen werden.
Weiterhin wurde gefunden, dass es vorteilhaft ist, die Breite b_ι des ersten Förderbandes Bi geringer als die Breite bB2 des zweiten Förderbandes B2 zu wählen. Im erprobten Beispiel, ohne die Erfindung darauf zu beschränken, betrug die Breite des ersten Förderbandes B-ι 30 cm und die des zweiten Förderbandes B2 100 cm, wobei die Geschwindigkeit v-i des ersten Förderbandes Bi zu v-i = 1 ,5 m/s und die des zweiten Förderbandes B2 zu v2 = 2,0 m/s gewählt wurde. Üblicher Weise liegt der artfremde Beimengungsanteil am gesamten Produktgemisch in einem Bereich von 0,1 bis maximal 3 %. Jedoch wurden zu Versuchszwecken gewählte artfremde Beimengungen in der Größenordnung von selbst 10 % mit der vorstehend beschriebenen Einrichtung bereits mit zwei Förderbändern der beschriebenen Art vollständig selektiert. Dabei ist es im Wesentlichen unerheblich, ob die genannten zwei Förderbänder zueinander einen Neigungswinkel einschließen oder mit identischer Neigung, bspw. 0°, zueinander angeordnet sind. Beide Bänder können horizontal verlaufen. Es ist lediglich zu gewährleisten, dass die Produkte ungebremst vom ersten auf das zweite Band gelangen. Weiterhin wurde gefunden, dass dem zweiten Förderband B2 eine gewisse Mindestbefeuchtung zu verleihen ist. Diese ergibt sich in der Praxis, zumindest nach einer gewissen Anlaufphase, von allein, da der zu reinigende Produktstrom, im beschrieben Fall der Aufbereitung von dampf- oder abrasiv geschälten Kartoffeln, im feuchten Zustand aufgegeben wird. Sollte dies nicht der Fall sein, ist zumindest dem zweiten Transportband, neben einer geforderten Robustheit gegen Abrieb, eine gewisse Mindestbefeuchtung, bspw. durch eine gesonderte, nicht näher dargestellte Sprüheinrichtung, zu verleihen. Versuche zeigten, dass im bewusst trocken gehaltenen Zustand des zweiten Transportbandes es vorkommen kann, dass z.B. leichte Steine beim Auftreffen auf das Querband ins Trudeln/Stolpern geraten und einen längeren Trennweg benötigen. Bei leichtem Befeuchten des Querbandes, die im Prototypenversuch zu ca. 5 μm Wasserstandshöhe auf dem zweiten Förderband lag, ist dieser Effekt sofort unterbindbar und die Steine schlagen einen 90 Grad-Haken mit sehr kurzem Trennweg. Zusätzlich, unabhängig davon, ob eine Umlenkeinheit U (vgl . Fig. 3) vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, einen Trennkeil T (vgl. Fig . 2) auf dem zweiten Förderband vorzusehen. Im Beispiel ist das erste Förderband in einem leichten Neigungswinkel α aus der Ebene geneigt, was für die Funktionsfähigkeit der Erfindung jedoch nicht wesentlich ist.
In Figur 3 ist eine spezielle Ausführungsform einer kaskadenartigen Anordnung in Aufsicht näher dargestellt. Im Beispiel gelangen drei Flachbänder Bi, B2 B3 zum Einsatz. Eine Erweiterung auf noch mehr Bänder liegt im Rahmen der Erfindung, steigert den angestrebten Trenneffekt jedoch bei Einhaltung der für dieses Beispiel beschriebenen Parameter nicht. Im Beispiel kommen relativ kurze Transportbänder zum Einsatz. In Aufsicht weisen die Bänder folgende Bemaßungen auf: Band B-i: 100 cm lang, bB1 = 30 cm; Band B2: 150 cm lang, bB2 = 100 cm und Band B3: 150 cm lang, bB3 = 100 cm. Die Transportrichtungen der Produktströme und artfremden Beimengungen sind in Fig. 3 durch Pfeile angedeutet. Im Beispiel sind die Geschwindigkeiten, mit denen die einzelnen Flachbänder bewegt werden wie folgt: v-j = 1 ,5 bis 2 m/s; V2 « 2,5 m/s und v3 « 2,5 m/s. In diesem Beispiel ist, um der gesamten Einrichtung eine kompakte Bauform zu verleihen, dem zweiten Förderband B2 eine Umlenkeinheit U zugeordnet, die den von Beimengungen im Wesentlichen getrennten Produktstrom K-, auf das breitere zweite Transportband B2 derart mit umlenken, dass eine laterale Fraktionierung von Beimengungen K2 und gereinigten Produkten K^ in Förderichtung des zweiten Transportbandes B2 bewirkt. Die endgültige Trennung des gereinigten Produktstroms K-, von den Beimengungen K2 erfolgt im Beispiel vermittels des dritten Transportbandes B3, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Zwischen den beschriebenen einzelnen Bändern bestehen keine Zwischenräume, sondern geringfügige Überlappungen, respektive Höhenunterschiede, so dass, bedingt durch die Geschwindigkeiten der Bänder, die Produkte jeweils Wurfparabeln unterworfen sind, die die vollständige Übergabe der Produkte auf das jeweils sich anschließende Band bewirken.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezuqszeichenliste
Bi - erstes Transportband
B2 - zweites Transportband
B3 - weiteres Transportband bBι - Breite des ersten Transportbandes bB2 - Breite des zweiten Transportbandes bB3 - Breite des weiteren Transportbandes
Ble Abwurfende des ersten Transportbandes
K Produktstrom (mit Beimengungen)
Ki - gereinigter Produktstrom κ2 - ausgesonderte Beimengungen
0Bι - Oberflächeneinheit
T Trenn keil
U Umlenkeinheit α Neigungswinkel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Abtrennung artfremder Beimengungen aus einem Produktstrom, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Beimengungen beinhaltende Produktstrom (K) einschichtig und aufgelockert auf ein erstes sich bewegendes Förderband (Bi) aufgegeben wird und dem ersten Förderband (B-,) im Abgabeende (B1e) ein zweites Förderband (B2) nachgeordnet wird, dessen Förderrichtung im wesentlichen senkrecht zu der des ersten Förderbandes (B-ι) festgelegt wird, wobei - die Transportgeschwindigkeit des zweiten Förderbandes (B2) gegenüber der des ersten Förderbandes (B-i) erhöht und - die Breite (b_ι) des ersten Förderbandes (Bi) geringer als die Breite (bB2) des zweiten Förderbandes (B2) gewählt wird, - und zumindest dem zweiten Förderband (B2) eine Mindestbefeuchtung verliehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr des Produktstroms auf das erste Förderband (Bi) so gesteuert wird, dass eine einschichtige und aufgelockerte Besetzungsdichte des Produktstroms (K) auf dem ersten Förderband (B-ι) eingehalten wird, die, bezogen auf eine Oberflächeneinheit (0_ι) des Förderbandes (Bi), größenordnungsmäßig einen mit Produkten und Beimengungen belegten Flächenanteil von 25% der Oberflächeneinheit (0Bι) des Förderbandes (Bi) nicht wesentlich übersteigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (bB2) des zweiten Förderbandes zwei- bis fünfmal größer als die Breite (bB1) des ersten Förderbandes gewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des zweiten Förderbandes (B2) um einen Faktor 1 ,2 - 1 ,5 größer als die des ersten Förderbandes (B-i) gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeiten (v1) des ersten Förderbandes (B-i) zwischen 1 - 2 m/s und die Geschwindigkeiten (v2) des zweiten Förderbandes (B2) jeweils etwas höher eingestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeiten (v2) des zweiten Förderbandes (B2) zwischen 2 - 4 m/s und die Geschwindigkeiten (v-i) des ersten Förderbandes (B-i) jeweils etwas niedriger eingestellt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestbefeuchtung des zweiten Förderbandes (B2) durch den in Feuchte auftreffenden Produktstrom (K) realisiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestbefeuchtung des zweiten Förderbandes (B2) durch eine gesonderte Befeuchtungseinrichtung realisiert wird.
9. Einrichtung zur Abtrennung artfremder Beimengungen aus einem Produktstrom, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung eines Beimengungen beinhaltenden Produktstroms (K) zumindest zwei unabhängig voneinander in der Geschwindigkeit steuerbare Förderbänder (B-i; B2) vorgesehen sind, wobei das dem ersten Förderband (B-i) im Abgabeende (B1e) nachgeordnete zweite Förderband (B2) in seiner Förderrichtung im wesentlichen senkrecht zu der des ersten Förderbandes (B^ angeordnet ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (bB2) des zweiten Förderbandes (B2) zwei- bis fünfmal größer als die Breite (bB1) des ersten Förderbandes festgelegt ist.
1 1 . Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zueinander im Wesentlichen jeweils senkrecht angeordnete Förderbänder vorgesehen sind, die kaskadenartig aufeinander folgen.
12. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich auf dem, dem ersten Beimengungen beinhaltenden Produktstrom nachgeordneten zweiten Förderband (B2) Umlenkeinheiten (U) vorgesehen sind, die den von Beimengungen im Wesentlichen getrennten Produktstrom (Ki) auf das breitere zweite Transportband derart mit umlenken, dass eine laterale Fraktionierung von Beimengungen (K2) und gereinigten Produkten (K- in Förderichtung des zweiten Transportbandes (B2) vorliegt.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem zweiten Förderband (B2) ein drittes Förderband (B3) nachgeordnet ist, dessen Förderrichtung im wesentlichen senkrecht zu der des zweiten Förderbandes (B2) festgelegt ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Trennung von gereinigtem Produktstrom und Beimengungsstrom zusätzlich auf dem zweiten Förderband ein Trennkeil (T) vorgesehen ist.
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