EP3142474A1 - Verfahren und vorrichtung zur einstellung eines bestimmten trocknungsgrades von saatgut während des beizvorgangs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur einstellung eines bestimmten trocknungsgrades von saatgut während des beizvorgangs

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Publication number
EP3142474A1
EP3142474A1 EP15721262.2A EP15721262A EP3142474A1 EP 3142474 A1 EP3142474 A1 EP 3142474A1 EP 15721262 A EP15721262 A EP 15721262A EP 3142474 A1 EP3142474 A1 EP 3142474A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pickling
seed
container
sound
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15721262.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Tosch
Lothar Schmidt
Reinhard Gross
Guido WENIG
Volker Michele
Carsten Conzen
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.)
Bayer CropScience AG
Original Assignee
Bayer CropScience AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer CropScience AG filed Critical Bayer CropScience AG
Publication of EP3142474A1 publication Critical patent/EP3142474A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A01C1/06Coating or dressing seed
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A01C1/08Immunising seed
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02845Humidity, wetness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2698Other discrete objects, e.g. bricks

Definitions

  • the invention relates to a method by which a certain degree of dryness of the seed can be adjusted during seed dressing.
  • the invention also relates to a device with which the method according to the invention can be carried out, and the use of this device.
  • this is placed in the container of a pickling device, the pickling tank, and an aqueous pickling solution and / or suspension, also called pickle, added, this container or a part of the container Pickling moves, preferably rotated.
  • the moving part of the container may be, for example, the bottom of the container.
  • this stain contains, among other things, agrochemical active substances such as, for example, neonicotinoids, which are intended to ensure that the seed and the plant resulting therefrom are protected against pests and fungi.
  • the stain may contain additives in dissolved or in particulate form. These may be dyes, auxiliaries such as polymeric binders, mineral fillers and other additives.
  • the pickling gas preferably air, which may have a higher temperature than the ambient air, that can be preheated, is passed into the container of the pickling device to accelerate the drying of the stain on the seed.
  • the pickling time for the optimum degree of drying is determined empirically.
  • the degree of dryness and the flowability of the seed are determined after various pickling times and from this the optimum pickling time for a certain degree of dryness is determined.
  • This method has the disadvantage that it is on the one hand by the necessary preliminary tests consuming and error-prone to another, since the pickling period depends strongly on variable and difficult to influence parameters such as the temperature of the seed and the ambient air and in particular the prevailing humidity. This can lead to the determined pickling time being too short or too long. In addition, even in the experiments to determine the pickling unnecessarily dust.
  • the degree of dryness of the seed in the pickling process is determined by connecting a dust measuring device to the pickling device, which controls the progress of the pickling process via dust generation and interrupts the pickling process for a given dust production.
  • the pickling process is regularly interrupted too late in this process, since only dust must occur before the pickling process is interrupted.
  • the seeds of the seed are batchwise differently moist in and of itself, for example, due to different origin and storage or because different locations of a storage container may be differently humid; This causes fluctuations from measurement to measurement, which can only be compensated by a high calibration effort incomplete.
  • the most accurate method known from the prior art for detecting the optimum degree of drying during pickling is the recognition of this degree of drying by a specialist by changing the noise development, that is also the change of the sound development, during the pickling process.
  • the different surface roughnesses of the dry unheated, wet pickled or pickled dried seed result in a change in the flow profile of the seed in the pickling device as well as the friction of the seeds with each other and with the wall. This is accompanied by a change in the sound development caused by the movement of the seeds in the pickling device during pickling.
  • this development of sound initially reduces drastically and increases again during drying.
  • the object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art.
  • the object of the present invention is to provide a device and a method with which the optimum degree of dryness of the seed can be set in a pickling process.
  • the object is achieved by a pickling device, with which the pickling process can be used to set the optimum degree of drying of the pickled seed, comprising a measuring and regulating device, and by a method with which this measuring and regulating device is used the optimum degree of dryness of the seed is set in a pickling process.
  • Examples of the measuring and control device according to the invention - without limiting the invention thereto - are: - a device comprising a unit for measuring the sound, in particular the sound level, of the pickling device and / or parts of this device and in the pickling device contained seed. a device comprising a unit for measuring the speed with which the seed moves when the container or a part of the container of the pickling device is moved. This speed measurement is preferably carried out by means of radar waves. a device comprising a unit for measuring the filling level of the seed, preferably on the container wall. a device comprising a unit for measuring the torque of the shaft, which moves the container or the moving part of the container of the pickling device. - A device comprising a unit for measuring the active power of the motor, which moves the container or the moving part of the container of the pickling device. ⁇
  • -4- a device comprising a unit for measuring the current consumption of the motor, which moves the container or the moving part of the container of the pickling device.
  • the measuring and control device comprises in addition to the measuring unit at least one converter, which converts the value of the measured variable (eg, sound, speed, level, torque, active power, power consumption) into an electrical or optical signal, an evaluation unit, and a signal output.
  • This signal output is connected to the pickling device, in particular its control, in such a way that the pickling method is interrupted by outputting a corresponding signal from the signal output.
  • the pickled seed of the pickling device can be removed.
  • the seed may be subjected to a further pickling operation in the same pickling apparatus, with a pickling of the same composition as in the previous pickling operation or with a pickling of a different composition as in the previous pickling operation and / or for further chemical and / or physical treatment.
  • the pickling device can also have a plurality of measuring and control devices which measure different measured variables, the value of which depends on the degree of dryness of the seed during the pickling process.
  • the measuring and control device comprises an electroacoustic device.
  • an electroacoustic device preferably comprises as a measuring unit a vibration sensor or an acceleration sensor, in particular a sound sensor.
  • the measuring unit and the converter form a unit in the form of a microphone, in particular a structure-borne sound microphone.
  • the transducer is positioned so that it can pick up the sound caused by the seeds in the pickling device.
  • the sound pickup is preferably attached to the pickling device, more preferably to a non-moving part of the pickling device, for example its outer wall. This has the advantage that the sound sensor is disturbed only slightly or not at all by sound or other vibrations or influences from the environment.
  • the sound pickup can also be positioned in the pickling tank. This has the advantage that the sound caused by the seed reaches the sound pickup with very high intensity.
  • the sound pickup can also be positioned in the vicinity of the pickling device. This has the advantage that no attachment to or in the pickling device has to be provided for the sound pickup.
  • the measurement and control device comprises one or more of the devices selected from the group of the following devices:
  • a device for measuring the speed with which the seed moves when the container or the moving part of the container of the pickling device is moved whereby the speed measurement preferably takes place by means of radar waves
  • a device for measuring the current consumption of the motor which moves the container or the moving part of the container of the pickling device.
  • Another object of the invention is a method for adjusting the optimum degree of dryness of seeds in pickling.
  • the optimum degree of dryness of the seed is determined continuously by means of a measuring and control device connected to the pickling device by measuring a measured variable whose value changes during the pickling process as a function of the degree of drying.
  • the optimum degree of drying is determined and the pickling process is interrupted when this optimum degree of drying is reached.
  • "continuously" in connection with the measuring and control device means that a process is repeated at least once every five seconds, preferably at least once every three seconds, more preferably at least once per second, and most preferably several times per second, in particular five - done up to ten times a second.
  • the evaluation unit of the measuring and control device measures the measured variable continuously and also has an algorithm that continuously evaluates the change in the measured variable as a function of time.
  • the algorithm is started at the latest when all the seed has been filled into the pickling tank, it has moved and the other pickling equipment, such as the engine and air injection, has been put into operation.
  • the algorithm preferably also determines the then prevailing average value of the measured variable and determines it as a basic value for the determination of the optimum degree of drying, in particular as far as the measured variable the sound, in particular the sound level, the speed at which moves the seed when the container or the moving part of the container of the pickling device is moved, or the height of rise of the airfoil of the seed, while it is moved in the pickling device, have been selected as the measured variable.
  • the average fluctuation of the value of the measured variable is also determined. When adding the pickling, the value of the measured variable changes greatly.
  • the algorithm determines, for example, by comparing the values of a specific measured value of the measured variable with the values of the preceding values of the measured variable or by means of the first derivative of the smoothed curve of the measured variable over time, the minimum value of the measured variable after addition of the pickling.
  • a smoothed curve in the sense of this application, for example, a curve can be used in which a point of this curve represents the average of the N preceding points, where N is a positive integer in the range of 2 to 10, preferably in the range of 3 to 7, and 5 is particularly preferred.
  • the value of the measured variable increases again.
  • a value of the measured quantity which is a certain portion Q of the difference between the average value of the measurand before the addition of the stain and the minimum value of the measurand after the addition of the stain is greater than the minimum sound level after the addition of the stain the optimum degree of drying is achieved.
  • the algorithm then generates a signal through which the pickling process is interrupted via the signal output of the evaluation unit.
  • Q is determined by calibration.
  • Q depends on the pickling device, the nature of the seed, the type of pickling, the selected metric, the degree of drying, which is considered to be the optimum degree of drying, and whether the degree of dryness refers to the coating as a whole or only to the surface of the coating
  • Q is preferably in the range of 20 to 60%, preferably in the range of 30 to 50%, particularly preferably in the range of 35 to 45%.
  • Q is about 40% for the above-mentioned measured values (1) to (3).
  • the algorithm works on the measures (a) to (c) as follows:
  • the pickling process is preferably interrupted. Thereafter, the pickled seed of the pickling device can be removed. Alternatively, the seed may be subjected to a further pickling operation in the same pickling apparatus, with a pickling of the same composition as in the previous pickling operation or with a pickling of a different composition as in the previous pickling operation and / or for further chemical and / or physical treatment.
  • the time of addition of the stain may be applied to the measuring and control device by manual input, for example by pushing a button, by a signal from the control of the pickling device to the measuring and control device, for example when the stain is automatically added by the pickling device , be transmitted, or be determined by an algorithm of the measuring and- control device itself.
  • This algorithm can, for example, work in such a way that, in addition to the average value of the measured variable after complete addition of the seed, but also before addition of the pickling, it also determines the average fluctuation of the measured variable.
  • the value of the measured quantity decreases by an amount which is greater than twice, preferably as three times, more preferably four times, very particularly preferably five times the average variation of the measured quantity before the pickling is added.
  • the algorithm evaluates this as the addition of the stain. From the addition of the stain, regardless of how the measuring and control device obtains this information, the algorithm determines the minimum value of the measured variable after adding the stain.
  • the pickle addition timing algorithm may operate to view the absolute minimum of the first derivative of the smoothed curve of the measurement over time as that instant.
  • the method for setting a certain degree of dryness of seed in pickling processes comprises the following steps, if the measurement (a) of the sound, in particular the sound level caused by the pickling device and / or parts of this device and the seed contained in the pickling device, ( b) the rate at which the seed moves as the container or moving part of the pickling device container is moved, (c) the height of rise of the airfoil of the seed as it is moved in the pickling device, or a measurand is used, which behaves analogously to the abovementioned measured quantities during the pickling process:
  • the sound in particular the sound level, is preferably selected as the measured variable.
  • the temporal change of the sound curve is used to determine the end point (1st mathematical derivative) to determine a threshold value for the shutdown.
  • the minimum of the 1st derivative is searched for a time t1, this minimum being greater than twice, preferably as three times, more preferably as four times, very particularly preferably five times the average variation of the first derivative the measured quantity before adding the stain.
  • the time-related sound value is defined as the threshold value for the end point. This can be weighted by the factor F to initiate an earlier or later shutdown. After a time t2, the threshold value is compared with the current sound value.
  • the factor F is usually determined empirically in order to optimally adapt the algorithm to a specific combination of pickling device, seed and pickling solution.
  • F typically takes on values in the range between 0.7 and 1.3, but may well assume values in the range between 0.5 and 1.5. In individual cases, even more extreme values are possible to optimally manage the process. If a factor F is determined, according to the invention the threshold value is corrected by the multiplication by F.
  • the optimal end point is reached when the sound value is equal to or greater than the threshold value.
  • the threshold is redetermined with each process start. The algorithm can be applied without adjustment for different pickling devices.
  • This algorithm is particularly advantageous when the determination of the value Q from the above-described method is difficult. This may for example depend on the pickling apparatus used, the seed used or the pickling solution used.
  • the algorithm preferably evaluates the first derivative of the smoothed curve in cases (d) to (f).
  • the time of addition of the stain can thereby the measuring and control device by manual input, for example by pressing a button, by a signal of the control of the pickling device to the measuring and control device, for example when the pickling automatically added by the pickling device will be transmitted, or determined by an algorithm of the measuring and control device itself.
  • this algorithm may operate to determine the first derivative of the smoothed curve of the measurand over time.
  • the time of addition of the stain is then determined by a first maximum of the first derivative after complete addition of the seed, this maximum being greater than two times, preferably as three times, more preferably four times, most preferably five times the average Fluctuation of the first derivative of the measurand before adding the stain.
  • the algorithm evaluates this as the addition of the stain. After reaching this first maximum, the values of the first derivative of the smoothed curve of the measured variable decrease again over time, but remain higher than the values before addition of the mordant. In the case of highly advanced drying, the values of the first derivative of the smoothed curve of the measured variable rise again over time and form a second maximum after complete addition of the seed. When this second maximum is reached, the optimum degree of drying is achieved.
  • the algorithm works with the measured quantities (d) to (f) as follows: Determining the values of the first derivative of the smoothed curve of the values of the measured variable over the time of the pickling device in operation after adding the seed but before adding the pickle.
  • Detecting the time of addition of the pickle for example by manual input, by a signal of the control of the pickling device to the measuring and control device, for example, when the pickling is added automatically by the pickling device, or by determining the first maximum of the values first derivative of the smoothed curve of the measured value values over time after complete addition of the seed.
  • the pickling process is preferably interrupted, alternatively continued for a fixed or variable time and then interrupted. Thereafter, the pickled seed of the pickling device can be removed. Alternatively, the seed may be subjected to a further pickling operation in the same pickling apparatus, with a pickling of the same composition as in the previous pickling operation or with a pickling of a different composition as in the previous pickling operation and / or for further chemical and / or physical treatment.
  • the method for setting a certain degree of dryness of seed in pickling processes comprises the following steps, as measured variable (4), the torque of the shaft, which moves the container or the moving part of the container of the pickling device, (5) the active power of the motor, the (6) the current consumption of the motor which moves the container or the moving part of the container of the pickling device, or a measured variable is used, which behaves in the pickling analogous to the aforementioned parameters:
  • the effective power is preferably used as the measured variable.
  • Example 1 Pickling experiment with measurement of the sound level and determination of a threshold value (minimum first derivative of the sound level):
  • Corn seed was placed in the rotating mixing cone over a silo or by hand. There was a strong signal increase of the vibration sensor. The larger the drop height, the larger the amplitude of the vibration sensor. It can come to a delayed maximum amplitude when the engine does not directly reach the maximum speed or is slowed down by the load strong. During loading, the highest sound amplitude is expected.
  • FIG. 1 shows a diagram in which the profile (3) of the measured values of the sound level in m / s 2 over time during seed dressing is shown. It can clearly be seen that the sound level during filling of the seed (1) rises sharply in a short time and then remains at about the same level. With the addition of stain (4) then the sound level falls sharply in a short time and remains for a longer time at about the same level, before it rises again with increasing drying of the seed.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the course (7) of the measured values of the active power, indicated by a signal voltage in volts [V], over time is shown. It can clearly be seen that the measured quantity increases rapidly during filling of the seed (1) in a short time and then remains at approximately the same level. When the pickle (4) is added, the active power then rises again sharply, only to increase only slightly as the drying progresses. Only with strongly advanced drying does the measured quantity increase strongly again.
  • Fig. 3 shows a pickling device according to the invention. This includes: 9 pickling apparatus

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem bei der Beizung von Saatgut ein bestimmter Trocknungsgrad des gebeizten Saatguts eingestellt werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, und die Verwendung dieser Vorrichtung.

Description

„Verfahren und Vorrichtung zur Einstellung eines bestimmten Trocknungsgrades von Saatgut während des Beizvorgangs"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem bei der Beizung von Saatgut der ein bestimmter Trocknungsgrad des gebeizten Saatguts eingestellt werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, und die Verwendung dieser Vorrichtung.
Für die Beizung von Saatgut, in der Regel Samen, wird dieses in den Behälter einer Beizvorrichtung, den Beizbehälter, vorgelegt und eine wässrige Beizlösung und/oder -Suspension, kurz auch Beize genannt, hinzugegeben, wobei sich dieser Behälter oder ein Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, vorzugsweise rotiert. Der sich bewegende Teil des Behälters kann beispielsweise der Boden des Behälters sein. Durch die Bewegung des Beizbehälters bzw. Behälterteils verteilt sich die Beize etwa gleichmäßig auf die einzelnen Samen des Saatguts und bleibt an diesen haften. Diese Beize enthält neben Wasser unter anderem agrochemische Wirkstoffe wie beispielweise Neonicotinoide, die bewirken sollen, dass das Saatgut und die daraus hervorgehende Pflanze vor Schädlingen und Pilzen geschützt ist. Weiterhin kann die Beize Zusatzstoffe in gelöster oder in Partikelform enthalten. Dies können Farbstoffe, Hilfsstoffe wie polymer Binder, mineralische Füllstoffe und andere Zusatzstoffe sein. Während der Beizung wird Gas, bevorzugt Luft, die eine höhere Temperatur als die Umgebungsluft haben kann, also vorgewärmt sein kann, in den Behälter der Beizvorrichtung geleitet, um die Trocknung der Beize auf dem Saatgut zu beschleunigen.
Beizvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE4128258A1.
Es ist gewünscht, die Beizung einschließlich Trocknung, d.h. das Beizverfahren, möglichst genau dann zu beenden, wenn das gebeizte Saatgut so trocken ist, dass es gerade rieselfähig ist, die Samen also bei den jeweilig herrschenden Umgebungsbedingungen wie Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und Luftdruck gerade eben nicht mehr durch die Beize bedingt aneinander haften. Wird über diesen Trocknungsgrad - den optimalen Trocknungsgrad - hinaus getrocknet, so wird zum einen Zeit und Energie verschwendet, zum anderen entsteht durch das Reiben der trockenen, gebeizten Samen aneinander agrochemischer Wirkstoff enthaltender Staub, der ungewollt in die Umwelt gelangen und dort Schaden verursachen kann. Es kann aber auch gewünscht sein, andere Trocknungsgrade möglichst genau einzustellen, beispielsweise um die Festigkeit gegen Abrieb bei der Verarbeitung oder das Fließverhalten des Saatgutes zu verbessern. Diese gewünschten anderen Trocknungsgrade - die sich sowohl auf den Trocknungsgrad der Beschichtung als Ganzes oder auf den Trocknungsgrad der Oberfläche der Beschichtung beziehen können - werden nachfolgend ebenfalls als optimale Trocknungsgrade bezeichnet. „
-2-
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass die Beizdauer für den optimalen Trocknungsgrad empirisch ermittelt wird. Dabei wird nach verschiedenen Beizzeiten der Trocknungsgrad und die Rieselfähigkeit des Saatguts bestimmt und daraus die optimale Beizdauer für einen bestimmten Trocknungsgrad ermittelt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es zum einen durch die nötigen Vorversuche aufwändig und zum anderen fehleranfällig ist, da die Beizdauer stark von variablen und schwer zu beeinflussenden Parametern wie der Temperatur des Saatguts und der Umgebungsluft sowie insbesondere von der herrschenden Luftfeuchtigkeit abhängt. Dies kann dazu führen, dass die ermittelte Beizdauer zu kurz oder zu lang ist. Darüber hinaus entsteht schon bei den Versuchen zur Ermittlung der Beizdauer unnötig Staub. Aus dem Stand der Technik ist es außerdem bekannt, dass der Trocknungsgrad des Saatguts beim Beizverfahren dadurch bestimmt wird, dass an der Beizvorrichtung ein Staubmessgerät angeschlossen wird, das den Trocknungsfortschritt im Beizverfahren über die Stauberzeugung kontrolliert und das Beizverfahren bei einer bestimmten Stauberzeugung unterbricht. Allerdings wird das Beizverfahren bei diesem Verfahren regelmäßig zu spät unterbrochen, da erst Staubentwicklung auftreten muss, bevor das Beizverfahren unterbrochen wird.
Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, dass sich die Feuchte eines Saatgutes mit Hilfe von kapazitiven, Mikrowellen, fotometrischen oder spektroskopischen Feuchtemessverfahren bestimmen lässt. Diese Messverfahren haben mehrere Nachteile, unter anderem: sie machen eine Installation des Messgeräts oder zumindest wesentlicher Teile davon in der Beizeinrichtung notwendig;
sie erlauben keine direkte Messung der Oberflächenfeuchte, da die elektromagnetischen Wellen, die zur Messung eingesetzt werden, abhängig von der Frequenz einige Zehntel bis einige Millimeter in das Saatgut eindringen. Damit ist keine direkte Messung der für die Reibung maßgeblichen Oberflächeneigenschaften des gebeizten Saatgutes möglich.
- durch vorangegangene Beizprozesse kann eine Belegung des notwendigen sogenannten Messfensters, das für diese Messverfahren zum Einsatz kommt, zu einer Beeinflussung des Messwertes führen und den Fortschritt der Beizung und den Endpunkt fehlerhaft darstellen, die Samen des Saatguts sind chargenweise an und für sich unterschiedlich feucht, beispielsweise auf Grund unterschiedlicher Herkunft und Lagerung oder weil verschiedene Stellen eines Lagerbehälters unterschiedlich feucht sein können; dies bedingt Schwankungen von Messung zu Messung, die auch durch einen hohen Kalibrieraufwand nur unvollständig ausgeglichen werden können.
Das genaueste aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zur Erkennung des optimalen Trocknungsgrads bei der Beizung ist das Erkennen dieses Trocknungsgrads durch eine Fachperson durch Änderung der Geräuschentwicklung, das heißt auch der Änderung der Schallentwicklung, während des Beizverfahrens. Die unterschiedlichen Oberflächenrauigkeiten des trockenen ungeheizten, feuchten gebeizten oder gebeizten getrockneten Saatguts führen zur Änderung des Strömungsprofil des Saatguts in der Beizvorrichtung sowie der Reibung der Samen untereinander und mit der Wand. Damit einher geht eine Änderung der durch die Bewegung des Saatguts in der Beizvorrichtung verursachten Schallentwicklung während der Beizung. So reduziert sich diese Schallentwicklung bei Zugabe der Beize zunächst einmal drastisch und steigt bei der Trocknung wieder an. Dieses Verfahren ist jedoch einerseits stark vom Hörvermögen, der Erfahrung und auch der Tagesform dieser Fachperson abhängig und damit schlecht reproduzierbar, andererseits unbestreitbar sehr personal- und damit kostenintensiv. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem der optimale Trocknungsgrad des Saatguts bei einem Beizverfahren eingestellt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Beizvorrichtung, mit der bei einem Beizverfahren der optimale Trocknungsgrad des gebeizten Saatguts eingestellt werden kann, umfassend eine Mess-und-Regel- Vorrichtung, und durch ein Verfahren, mit dem unter Einsatz dieser Mess-und-Regel- Vorrichtung der optimale Trocknungsgrad des Saatguts bei einem Beizverfahren eingestellt wird.
Beispiele für die erfindungsgemäße Mess-und-Regel-Vorrichtung - ohne die Erfindung darauf einzuschränken - sind: - eine Vorrichtung umfassend eine Einheit zur Messung des Schalls, insbesondere des Schallpegels, der von der Beizvorrichtung und/oder Teilen dieser Vorrichtung und dem in der Beizvorrichtung enthaltenen Saatgut verursacht wird. eine Vorrichtung umfassend eine Einheit zur Messung der Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder ein Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird. Diese Geschwindigkeitsmessung erfolgt bevorzugt mittels Radarwellen. ein Vorrichtung umfassend eine Einheit zur Messung der Füllstandhöhe des Saatguts vorzugsweise an der Behälterwand. eine Vorrichtung umfassend eine Einheit zur Messung des Drehmoments der Welle, die den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt. - eine Vorrichtung umfassend eine Einheit zur Messung der Wirkleistung des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt. Λ
-4- eine Vorrichtung umfassend eine Einheit zur Messung der Stromaufnahme des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt.
Die Mess-und-Regel- Vorrichtung umfasst neben der Messeinheit mindestens noch einen Umwandler, der den Wert der gemessenen Messgröße (also beispielsweise Schall, Geschwindigkeit, Füllstandhöhe, Drehmoment, Wirkleistung, Stromaufnahme) in ein elektrisches oder optisches Signal umwandelt, eine Auswerteeinheit, und einen Signalausgang. Dieser Signalausgang ist mit der Beizvorrichtung, insbesondere deren Steuerung, derart verbunden, dass durch Ausgabe eines entsprechenden Signals aus dem Signalausgang das Beizverfahren unterbrochen wird. Danach kann das gebeizte Saatgut der Beizvorrichtung entnommen werden. Alternativ kann das Saatgut in derselben Beizvorrichtung einem weiteren Beizvorgang unterworfen werden, mit einer Beize gleicher Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang oder mit einer Beize mit anderer Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang und/oder zur einer weiteren chemischen und/oder physikalischen Behandlung.
Als Messgröße wird erfindungsgemäß eine solche gewählt, die sich beim Beizverfahren abhängig vom Trocknungsgrad ändert. So wurde überraschend festgestellt, dass beispielsweise
(a) der Schall, insbesondere der Schallpegel, der von der Beizvorrichtung und/oder Teilen dieser Vorrichtung und dem in der Beizvorrichtung enthaltenen Saatgut verursacht wird,
(b) die Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird, (c) die Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird,
(d) das Drehmoment der Welle, die den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt,
(e) die Wirkleistung des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, und
(f) die Stromaufnahme des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, sich beim Beizverfahren in einer Weise in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad des Saatguts ändern, dass damit der Trocknungsgrad des Saatgutes hinreichend genau bestimmt werden kann, um den optimalen Trocknungsgrad einstellen zu können. Jedoch können auch andere hier nicht ausdrücklich genannte Messgrößen gewählt werden, sofern sie sich beim Beizverfahren in der gleichen oder in analoger Weise in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad des Saatguts ändern wie die vorgenannten Messgrößen.
Die Beizvorrichtung kann auch mehrere Mess-und-Regelvorrichtungen aufweisen, die verschiedene Messgrößen messen, deren Wert vom Trocknungsgrad des Saatguts während des Beizverfahrens abhängt.
Bevorzugt umfasst die Mess-und-Regel- Vorrichtung eine elektroakustische Vorrichtung. Eine solche elektroakustischen Vorrichtung umfasst als Messeinheit vorzugsweise einen Schwingungsaufnehmer oder einen Beschleunigungsaufnehmer, insbesondere einen Schallaufnehmer. Vorzugsweise bilden bei der erfindungsgemäßen elektroakustischen Vorrichtung die Messeinheit und der Umwandler eine Einheit in Form eines Mikrofons, insbesondere eines Körperschallmikrofons.
Der Schallaufnehmer wird so positioniert, dass er den Schall aufnehmen kann, der durch das in der Beizvorrichtung befindliche Saatguts verursacht wird. So wird der Schallaufnehmer bevorzugt an der Beizvorrichtung, besonders bevorzugt auf einem nicht bewegten Teil der Beizvorrichtung, beispielsweise deren Außenwand, angebracht. Dies hat den Vorteil, dass der Schallaufnehmer nur gering oder gar nicht durch Schall oder sonstige Schwingungen oder Einflüsse aus der Umgebung gestört wird.
Der Schallaufnehmer kann erfindungsgemäß auch im Beizbehälter positioniert werden. Dies hat den Vorteil, dass der durch das Saatgut verursachten Schall den Schallaufnehmer mit sehr hoher Intensität erreicht.
Der Schallaufnehmer kann erfindungsgemäß auch in der Nähe der Beizvorrichtung positioniert werden. Dies hat den Vorteil, dass für den Schallaufnehmer keine Befestigung an oder in der Beizvorrichtung vorgesehen werden muss.
Alternativ umfasst die Mess-und-Regel- Vorrichtung eine oder mehrere der Vorrichtungen ausgewählt aus der Gruppe der folgender Vorrichtungen:
- eine Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird, wobei die Geschwindigkeitsmessung bevorzugt mittels Radarwellen geschieht,
- eine Vorrichtung zur Messung der Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird, wobei diese Messung bevorzugt optisch erfolgt,
- eine Vorrichtung zur Messung des Drehmoments der Welle, die den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, r
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- eine Vorrichtung zur Messung der Wirkleistung des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt,
- eine Vorrichtung zur Messung der Stromaufhahme des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung des optimalen Trocknungsgrads von Saatgut bei Beizverfahren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der optimale Trocknungsgrad des Saatgut kontinuierlich mittels einer mit der Beizvorrichtung verbundenen Mess-und-Regel- Vorrichtung über die Messung einer Messgröße ermittelt, deren Wert sich beim Beizverfahren abhängig vom Trocknungsgrad ändert. Dabei wird der optimale Trocknungsgrad bestimmt und das Beizverfahren bei Erreichen dieses optimalen Trocknungsgrads unterbrochen. Dabei heißt „kontinuierlich" im Zusammenhang mit der Mess-und-Regel- Vorrichtung, dass ein Vorgang mindestens einmal pro fünf Sekunden, bevorzugt mindestens einmal pro drei Sekunden, besonders bevorzugt mindestens einmal pro einer Sekunde und ganz besonders bevorzugt mehrmals pro Sekunde, insbesondere fünf- bis zehnmal pro Sekunde erfolgt.
Die Auswerteeinheit der Mess-und-Regel- Vorrichtung misst die Messgröße kontinuierlich und verfügt darüber hinaus über einen Algorithmus, der kontinuierlich die Änderung des Messgröße in Abhängigkeit von der Zeit auswertet. Der Algorithmus wird spätestens gestartet, wenn das gesamte Saatgut in den Beizbehälter eingefüllt ist, dieser sich bewegt und auch die anderen Einrichtungen der Beizvorrichtung, beispielsweise Motor und Lufteinblasung, in Betrieb genommen wurden. Der Algorithmus ermittelt vorzugsweise auch den dann herrschenden durchschnittlichen Wert der Messgröße und bestimmt diesen als Grundwert für die Bestimmung des optimalen Trocknungsgrads, insbesondere soweit als Messgröße der Schall, insbesondere der Schallpegel, die der Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird, oder der Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird, als Messgröße gewählt wurden. Vorzugsweise wird dabei auch die durchschnittliche Schwankung des Werts der Messgröße ermittelt. Bei Zugabe der Beize verändert sich der Wert der Messgröße stark.
So sinkt beispielsweise bei Messung
(a) des Schalls, insbesondere des Schallpegels, der von der Beizvorrichtung und/oder Teilen dieser Vorrichtung und dem in der Beizvorrichtung enthaltenen Saatgut verursacht wird,
(b) der Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird,
(c) der Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird, der Wert der Messgröße stark ab. Der Algorithmus ermittelt auch, beispielsweise durch Vergleich der Werte eines bestimmten Messwerts der Messgröße mit den Werten der vorhergehenden Werte der Messgröße oder durch mittels der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Messgröße über der Zeit, den minimalen Wert der Messgröße nach Zugabe der Beize. Als geglättete Kurve im Sinne dieser Anmeldung kann beispielsweise eine Kurve dienen, bei der ein Punkt dieser Kurve den Mittelwert der N vorhergehenden Punkte darstellt, wobei N eine positive, ganze Zahl im Bereich von 2 bis 10, bevorzugt im Bereich von 3 bis 7, und besonders bevorzugt 5 ist. Mit zunehmender Trocknung des Saatguts nimmt der Wert der Messgröße wieder zu. Wenn ein Wert der Messgröße erreicht ist, der einem bestimmten Anteil Q der Differenz zwischen dem durchschnittlichen Wert der Messgröße vor der Zugabe der Beize und dem minimalen Wert der Messgröße nach der Zugabe der Beize größer ist als der minimale Schallpegel nach der Zugabe der Beize, ist der optimale Trocknungsgrad erreicht. Der Algorithmus erzeugt daraufhin eine Signal, durch das über den Signalausgang der Auswerteeinheit das Beizverfahren unterbrochen wird.
Anstatt einer Messgröße selbst, kann auch deren 1. oder 2. Ableitung ermittelt werden. Mit den daraus erhaltenen Werten wird - soweit nötig nach mathematischer Transformation - im Rahmen der vorliegenden Erfindung wie mit den Werten einer Messgröße verfahren, somit auch nicht zwischen beiden unterschieden.
Q wird durch Kalibration ermittelt. Q ist beispielsweise abhängig von der Beizvorrichtung, der Art des Saatguts, der Art der Beize, der gewählten Messgröße, des Trocknungsgrads, der als optimaler Trocknungsgrad betrachtet wird, und ob sich der Trocknungsgrad auf die Beschichtung als Ganzes oder nur auf die Oberfläche der Beschichtung bezieht. Q liegt vorzugsweise im Bereich von 20 bis 60 %, bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 %, besonders bevorzugt im Bereich von 35 bis 45 %. Für den Fall, dass als optimaler Trocknungsgrad der Trocknungsgrad gewünscht ist, bei dem das Saatgut gerade rieselfähig ist, beträgt Q für die oben genannten Messgrößen (1) bis (3) etwa 40 %. Zusammengefasst arbeitet der Algorithmus bei den Messgrößen (a) bis (c) wie folgt:
(i) Ermittlung des durchschnittlichen Werts der Messgröße der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung nach Zugabe des Saatguts aber vor Zugabe der Beize.
(ii) Ermittlung des minimalen Werts der Messgröße nach Zugabe der Beize zum in der in Betrieb befindlichen Beizvorrichtung befindlichen Saatgut. (iii) Ermittlung eines Werts der Messgröße, der einem bestimmten Anteil Q der Differenz zwischen dem durchschnittlichen Wert der Messgröße vor der Zugabe der Beize und dem minimalen Wert der Messgröße nach der Zugabe der Beize größer ist als der minimale Wert der Messgröße nach der Zugabe der Beize. (iv) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens mit Erreichen des Werts der Messgröße nach (iii).
Durch die Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens mit Erreichen des Werts der Messgröße nach (iii) wird das Beizverfahren vorzugsweise unterbrochen. Danach kann das gebeizte Saatgut der Beizvorrichtung entnommen werden. Alternativ kann das Saatgut in derselben Beizvorrichtung einem weiteren Beizvorgang unterworfen werden, mit einer Beize gleicher Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang oder mit einer Beize mit anderer Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang und/oder zur einer weiteren chemischen und/oder physikalischen Behandlung. Der Zeitpunkt der Zugabe der Beize kann der Mess-und-Regel- Vorrichtung durch manuelle Eingabe, beispielsweise durch Knopfdruck, durch ein Signal der Steuerung der Beizvorrichtung an die Mess-und-Regel- Vorrichtung, beispielsweise wenn die Beize automatisch durch die Beizvorrichtung zugegeben wird, übermittelt werden, oder durch einen Algorithmus der Mess-und- Regelvorrichtung selbst ermittelt werden. Dieser Algorithmus kann beispielsweise so arbeiten, dass er neben dem durchschnittlichen Wert der Messgröße nach vollständiger Zugabe des Saatguts aber vor Zugabe der Beize auch die durchschnittliche Schwankung der Messgröße ermittelt. Bei Zugabe der Beize sinkt der Wert der Messgröße um einen Betrag, der größer ist als das Zweifache, bevorzugt als das Dreifache, besonders bevorzugt als das Vierfache, ganz besonders bevorzugt um das Fünffache der durchschnittlichen Schwankung des Messgröße vor Zugabe der Beize. Wird die Absenkung um diesen Betrag erreicht, wertet der Algorithmus dies als die Zugabe der Beize. Ab der Zugabe der Beize, unabhängig davon, wie die Mess-und-Regel- Vorrichtung diese Information erlangt, ermittelt der Algorithmus den minimalen Wert der Messgröße nach Zugabe der Beize. Alternativ kann der Algorithmus zur Bestimmung des Zeitpunkts der Zugabe der Beize so arbeiten, dass er das absolute Minimum der ersten Ableitung der geglätteten Kurve des Messwerts über der Zeit als diesen Zeitpunkt ansieht.
Somit umfasst das Verfahren zur Einstellung eines bestimmten Trocknungsgrads von Saatgut bei Beizverfahren folgende Schritte, wenn als Messgröße (a) der Schalls, insbesondere der Schallpegel, der von der Beizvorrichtung und/oder Teilen dieser Vorrichtung und dem in der Beizvorrichtung enthaltenen Saatgut verursacht wird, (b) die Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird, (c) die Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird, oder eine Messgröße verwendet wird, die sich beim Beizverfahren analog den vorgenannten Messgrößen verhält:
(I) Messung der Messgröße und Ermittlung der durchschnittlichen Messgröße der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung nach Zugabe des Saatguts aber vor Zugabe der Beize. (II) Messung der Messgröße und Ermittlung der minimalen Messgröße nach Zugabe der Beize zum in der in Betrieb befindlichen Beizvorrichtung befindlichen Saatgut.
(III) Ermittlung des Werts einer Messgröße, der einem bestimmten Anteil Q der Differenz zwischen dem durchschnittlichen Wert der Messgröße vor der Zugabe der Beize und der minimalen Messgröße nach der Zugabe der Beize größer ist als die minimale Messgröße nach der Zugabe der Beize.
(IV) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens mit Erreichen des Schallpegels nach (III).
Unterbrechen des Beizverfahrens.
Vorzugsweise wird als Messgröße der Schall, insbesondere der Schallpegel, gewählt.
Alternativ wird zur Bestimmung des Endpunkts die zeitliche Veränderung der Schallkurve genutzt (1. mathematische Ableitung), um einen Schwellenwert für die Abschaltung zu bestimmen. Nach Zugabe der Beize wird für eine Zeit tl nach dem Minimum der 1. Ableitung gesucht, wobei dieses Minimum größer ist als das Zweifache, bevorzugt als das Dreifache, besonders bevorzugt als das Vierfache, ganz besonders bevorzugt um das Fünffache der durchschnittlichen Schwankung der ersten Ableitung der Messgröße vor Zugabe der Beize.. Der zeitlich zugehörige Schallwert wird als Schwellenwert für den Endpunkt definiert. Dieser kann mittels des Faktors F gewichtet werden, um eine frühere oder spätere Abschaltung einzuleiten. Nach einer Zeit t2 wird der Schwellenwert mit dem aktuellen Schallwert vergleichen. Der Faktor F wird üblicherweise empirisch bestimmt, um den Algorithmus an eine bestimmte Kombination aus Beizgerät, Saatgut und Beizlösung optimal anzupassen. F nimmt typischerweise Werte im Bereich zwischen 0,7 und 1,3 an, kann aber auch durchaus Werte im Bereich zwischen 0,5 und 1,5 annehmen. Im Einzelfall sind auch extremere Werte möglich, um den Prozess optimal zu führen. Sofern ein Faktor F bestimmt wird, wird erfindungsgemäß der Schwellenwert durch die Multiplikation mit F korrigiert.
Der optimale Endpunkt ist erreicht, wenn der Schallwert gleich oder größer dem Schwellenwert ist. Der Schwellenwert wird mit jedem Prozessstart neu bestimmt. Der Algorithmus kann ohne Anpassungen für verschiedene Beizgeräte angewendet werden.
Zusammengefasst arbeitet der Algorithmus bei den Messgrößen (a) bis (c) wie folgt:
(i) Ermittlung des minimalen durchschnittlichen Werts der zeitlichen Ableitung des Schalls, insbesondere des Schallpegels, der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung ermittelt nach vollständiger Zugabe des Saatgutes und der Beize
(ii) Festlegung des Schwellenwertes des Schallwertes, welcher der zugehörige Schallwert zum Minimum des Schallwertes aus (i) ist
(iii) Messung des Schallwertes und Vergleich dieses Wertes mit dem Schwellenwert bis der gemessene Schallwert gleich oder größer als der Schwellenwert ist.
(iv) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens mit Erreichen des Werts der Messgröße nach (iii).
Dieser Algorithmus ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Bestimmung des Wertes Q aus dem oben dargestellten Verfahren schwierig ist. Das kann beispielsweise abhängig sein von der verwendeten Beizapparatur, dem verwendeten Saatgut oder der eingesetzten Beizlösung.
Dieser Algorithmus wird in Figur 4 beispielhaft beschrieben. Im Gegensatz zum Schall, der von der Beizvorrichtung und/oder Teilen dieser Vorrichtung und dem in der Beizvorrichtung enthaltenen Saatgut verursacht wird, der Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird, und der Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird, steigt beispielsweise bei der Messung
(d) des Drehmoments der Welle, die den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt,
(e) der Wirkleistung des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, und (f) der Stromaufnahme des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, die Messgröße bei Zugabe der Beize stark an. Danach, mit fortschreitender Trocknung, ist ein weiterer Anstieg der Messgröße zu verzeichnen, jedoch ist dieser Anstieg zunächst geringer als unmittelbar nach der Zugabe der Beize. Erst bei stark fortgeschrittener Trocknung steigt die Messgröße wieder stark an. Der Algorithmus wertet in den Fällen (d) bis (f) vorzugsweise die erste Ableitung der geglätteten Kurve aus. Der Zeitpunkt der Zugabe der Beize kann der Mess-und- Regel- Vorrichtung dabei durch manuelle Eingabe, beispielsweise durch Knopfdruck, durch ein Signal der Steuerung der Beizvorrichtung an die Mess-und-Regel- Vorrichtung, beispielsweise wenn die Beize automatisch durch die Beizvorrichtung zugegeben wird, übermittelt werden, oder durch einen Algorithmus der Mess-und-Regelvorrichtung selbst ermittelt werden. Dieser Algorithmus kann beispielsweise so arbeiten, dass er die erste Ableitung der geglätteten Kurve der Messgröße über der Zeit ermittelt. Der Zeitpunkt der Zugabe der Beize wird dann durch ein erstes Maximum der ersten Ableitung nach vollständiger Zugabe des Saatguts bestimmt, wobei dieses Maximum größer ist als das Zweifache, bevorzugt als das Dreifache, besonders bevorzugt als das Vierfache, ganz besonders bevorzugt um das Fünffache der durchschnittlichen Schwankung der ersten Ableitung der Messgröße vor Zugabe der Beize. Wird dieses erste Maximum nach vollständiger Zugabe des Saatguts ermittelt, wertet der Algorithmus dies als die Zugabe der Beize. Nach Erreichen dieses ersten Maximums fallen die Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Messgröße über der Zeit wieder ab, bleiben aber höher als die Werte vor Zugabe der Beize. Bei stark fortgeschrittener Trocknung steigen die Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Messgröße über der Zeit wieder an und bilden ein zweites Maximum nach vollständiger Zugabe des Saatguts. Bei Erreichen dieses zweiten Maximums ist der optimale Trocknungsgrad erreicht.
Zusammengefasst arbeitet der Algorithmus bei den Messgrößen (d) bis (f) wie folgt: Ermittlung der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung nach Zugabe des Saatguts aber vor Zugabe der Beize.
Erfassen des Zeitpunkts der Zugabe der Beize, beispielsweise durch manuelle Eingabe, durch ein Signal der Steuerung der Beizvorrichtung an die Mess-und-Regel- Vorrichtung, beispielsweise wenn die Beize automatisch durch die Beizvorrichtung zugegeben wird, oder durch Bestimmung des ersten Maximums der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit nach vollständiger Zugabe des Saatguts.
Ermittlung des zweiten Maximums der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der
Werte der Messgröße über der Zeit nach vollständiger Zugabe des Saatguts.
(iv) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens bei Ermittlung des zweiten Maximums nach (iii).
Durch die Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens wird das Beizverfahren vorzugsweise unterbrochen, alternativ für eine festgelegte oder variable Zeit weiter fortgeführt und dann unterbrochen. Danach kann das gebeizte Saatgut der Beizvorrichtung entnommen werden. Alternativ kann das Saatgut in derselben Beizvorrichtung einem weiteren Beizvorgang unterworfen werden, mit einer Beize gleicher Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang oder mit einer Beize mit anderer Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang und/oder zur einer weiteren chemischen und/oder physikalischen Behandlung. Somit umfasst das Verfahren zur Einstellung eines bestimmten Trocknungsgrads von Saatgut bei Beizverfahren folgende Schritte, wenn als Messgröße (4) das Drehmoments der Welle, die den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, (5) die Wirkleistung des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, (6) der Stromaufnahme des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, oder eine Messgröße verwendet wird, die sich beim Beizverfahren analog den vorgenannten Messgrößen verhält:
(I) Ermittlung der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung nach Zugabe des Saatguts aber vor Zugabe der Beize. (II) Erfassen des Zeitpunkts der Zugabe der Beize, beispielsweise durch manuelle Eingabe, durch ein Signal der Steuerung der Beizvorrichtung an die Mess-und-Regel- Vorrichtung, beispielsweise wenn die Beize automatisch durch die Beizvorrichtung zugegeben wird, oder durch Bestimmung des ersten Maximums der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit nach vollständiger Zugabe des Saatguts.
(III) Ermittlung des zweiten Maximums der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit nach vollständiger Zugabe des Saatguts. (IV) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens bei Erreichen des zweiten Maximums nach (III).
(V) Unterbrechen des Beizverfahrens.
Vorzugsweise wird als Messgröße die Wirkleistung verwendet.
Weitere Gegenstände dieser Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäße Beizvorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Einstellung des optimalen Trocknungsgrads von Saatgut. Dazu wird das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Einstellung des optimalen Trocknungsgrads von Saatgut bei Beizverfahren mit der erfindungsgemäßen Beizvorrichtung durchgeführt.
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele, Zeichnungen und Diagramme sollen die Erfindung verdeutlichen, ohne sie darauf zu beschränken.
Beispiel 1 Beizexperiment unter Messung des Schallpegels und unter Bestimmung eines Schwellenwertes (minimale erste Ableitung des Schallpegels):
Saatgutbehandlung mit einen CBT25
1. Stufe: Leerlauf
Im Leerlauf befand sich noch kein Saatgut im Mischkegel. Der Motor lief mit konstanter Umdrehungszahl. Es traten nur wenige Schwingungen auf, so dass der Körperschall sehr gering war.
2. Stufe: Beladung mit Saatgut
Über ein Silo oder von Hand wurde Maissaatgut in den rotierenden Mischkegel gegeben. Es kam zu einem starken Signalanstieg des Schwingungssensors. Je größer die Fallhöhe ist, umso größer ist die Amplitude des Schwingungssensors. Es kann zu einer verzögerten maximalen Amplitude kommen, wenn der Motor nicht direkt die maximale Drehzahl erreicht bzw. durch die Beladung stark abgebremst wird. Bei der Beladung wird die höchste Schall- Amplitude erwartet.
3. Stufe: Zugabe von Suspension/ Beizmittel
Mit Beginn der Zugabe der Suspension wurde ein signifikanter Abfall des Körperschalls gemessen. Der Zeitpunkt der Zugabe des Beizmittels wurde als Start- Parameter für die spätere Verarbeitung in den Auswertealgorithmen verwendet. 4. Stufe: Trocknung
Sobald sich die Suspension mit dem Saatgut homogen vermischt hat, wurde ein annähernd konstantes Messsignal angezeigt. Das Beizmittel fing auf der Oberfläche Saatgutes an zu trocknen, dabei wurde ein Anstieg des Körperschalls gemessen. 5. Stufe: Ausschleusen des Saatgutes/ Zu spätes Ausschleusen
Durch das Ausschleusen des Saatgutes wurde nochmals ein hoher Körperschall erzeugt. Aus diesem Grund war noch ein kurzer, steiler Anstieg zu erkennen. Mit zunehmendem Trocknungsfortschritt beobachtete man wieder eine Verringerung des Messwertes.
Der Verlauf des Schallpegels wird in Figur 4 gezeigt.
Fig. 1 zeigt ein Diagramm, in dem der Verlauf (3) der Messwerte des Schallpegels in m/s2 über der Zeit bei einer Beizung von Saatgut dargestellt ist. Es ist deutlich zu sehen, dass der Schallpegel bei Einfüllen des Saatguts (1) in kurzer Zeit stark ansteigt und dann auf in etwa gleichem Niveau verbleibt. Bei Zugabe der Beize (4) fällt dann der Schallpegel in kurzer Zeit stark ab und verbleibt längere Zeit auf etwa gleichem Niveau, bevor er mit zunehmender Trocknung des Saatguts wieder ansteigt.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem der Verlauf (7) der Messwerte des Wirkleistung, angegeben durch eine Signalspannung in Volt [V], über der Zeit dargestellt ist. Es ist deutlich zu sehen, dass die Messgröße bei Einfüllen des Saatguts (1) in kurzer Zeit stark ansteigt und dann auf in etwa gleichen Niveau verbleibt. Bei Zugabe der Beize (4) steigt dann die Wirkleistung wieder stark an, um dann mit fortschreitender Trocknung nur gering weiter anzusteigen. Erst bei stark fortgeschrittener Trocknung steigt die Messgröße wieder stark an.
In Fig. 1 und Fig. 2 bedeuten die Bezugszeichen dabei Folgendes: 1 Zeitpunkt des Einfüllens des Saatguts
2 1. Ableitung der geglätteten Kurve des Verlauf der Messwerte des Schallpegels über der Zeit
3 Verlauf der Messwerte des Schallpegels über der Zeit
4 Zeitpunkt der Zugabe der Beize
5 geglättete Kurve des Verlauf der Messwerte des Schallpegels über der Zeit
6 Zeitpunkt, an dem die optimale Trocknung erreicht ist
7 Verlauf der Messwerte der Wirkleistung über der Zeit
8 erstes Maximum der 1. Ableitung der geglätteten Kurve des Verlauf der Messwerte der Wirkleistung über der Zeit nach vollständiger Zugabe des Saatguts, schematische Darstellung
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Beizvorrichtung. Diese umfasst: 9 Beizapparatur
10 Einfüllöffnung für Saatgut
11 Auslassöffnung
12 Schallaufnehmer
13 rotierender Teil der Apparatur
14 statischer Teil der Apparatur
15 Motor
16 Leistungsaufnehmer
17 Auswerte- und Steuereinheit
18 Einfüllöffnung für Beize
Fig. 4 zeigt die Messung des Schallpegels sowie die Auswertung gemäß Beispiel 1
1 Beschleunigung in m/s2 aus piezoelektrischem Sensor (Schallwert)
2 1. Ableitung der geglätteten Kurve des Verlauf der Messwerte des Schallpegels über der Zeit
3 Schwellenwert der Schallkurve

Claims

Patentansprüche
1. Beizvorrichtung, mit der bei einem Beizverfahren der Trocknungsgrad des gebeizten Saatguts und der optimale Trocknungsgrad eingestellt werden kann, umfassend eine Mess-und-Regel- Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-und-Regel- Vorrichtung eine Messgröße misst, deren Wert vom Trocknungsgrad des Saatguts während eines
Beizverfahrens abhängt.
Beizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messgröße ausgewählt ist aus:
(a) dem Schall der von der Beizvorrichtung und/oder Teilen dieser Vorrichtung und dem in der Beizvorrichtung enthaltenen Saatgut verursacht wird,
(b) der Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird,
(c) der Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird,
(d) dem Drehmoment der Welle, die den Behälter oder einen Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, und
(e) die Wirkleistung des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt,
(f) der Stromaufnahme des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt,
oder die Messgröße eine solche ist, die sich beim Beizverfahren in der gleichen oder in analoger Weise in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad des Saatguts ändert wie die Messgrößen (a) Schall, (b) Geschwindigkeit, (c) Steighöhe des Strömungsprofils, (d) Drehmoment der Welle, (e) Wirkleistung des Motors oder (f) Stromaufnahme des Motors.
3. Beizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-und-Regel- Vorrichtung einen Umwandler, der den Wert der gemessenen Messgröße in ein elektrisches oder optisches Signal umwandelt, eine Auswerteeinheit, und einen Signalausgang umfasst.
4. Beizvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-und-Regel- Vorrichtung mit der Beizvorrichtung derart verbunden ist, dass durch Ausgabe eines entsprechenden Signals aus dem Signalausgang das Beizverfahren unterbrochen wird.
5. Verfahren zur Einstellung eines bestimmten Trocknungsgrads von Saatgut bei Beizverfahren umfassend folgende Schritte:
(I) Messung der Messgröße und Ermittlung der durchschnittlichen Messgröße der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung nach Zugabe des Saatguts aber vor Zugabe der Beize.
(II) Messung der Messgröße und Ermittlung der minimalen Messgröße nach Zugabe der Beize zum in der in Betrieb befindlichen Beizvorrichtung befindlichen Saatgut.
(III) Ermittlung einer Messgröße, der einem bestimmten Anteil Q der Differenz zwischen der durchschnittlichen Messgröße vor der Zugabe der Beize und der minimalen Messgröße nach der Zugabe der Beize größer ist als die minimale Messgröße nach der
Zugabe der Beize.
(IV) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens mit Erreichen des Schallpegels nach (III).
(V) Unterbrechen des Beizverfahrens,
wobei die Messgröße ausgewählt ist aus:
(a) dem Schall der von der Beizvorrichtung und/oder Teilen dieser Vorrichtung und dem in der Beizvorrichtung enthaltenen Saatgut verursacht wird,
(b) der Geschwindigkeit, mit der sich das Saatgut bewegt, wenn der Behälter oder der bewegte Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt wird, und
(c) der Steighöhe des Strömungsprofils des Saatguts, während es in der Beizvorrichtung bewegt wird,
oder die Messgröße eine solche ist, die sich beim Beizverfahren in der gleichen oder in analoger Weise in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad des Saatguts ändert wie die Messgrößen (a) Schall, (b) Geschwindigkeit oder (c) Steighöhe des Strömungsprofils.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil Q im Bereich von 10 bis 80 %, bevorzugt im Bereich von 20 bis 60 %, besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 %, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 35 bis 45 % liegt.
7. Verfahren zur Einstellung eines bestimmten Trocknungsgrads von Saatgut bei Beizverfahren umfassend folgende Schritte: (I) Ermittlung der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung nach Zugabe des Saatguts aber vor Zugabe der Beize.
(II) Erfassen des Zeitpunkts der Zugabe der Beize, beispielsweise durch manuelle Eingabe, durch ein Signal der Steuerung der Beizvorrichtung an die Mess-und-Regel-
Vorrichtung, beispielsweise wenn die Beize automatisch durch die Beizvorrichtung zugegeben wird, oder durch Bestimmung des ersten Maximums der Werte der ersten Ableitung der geglätteten Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit nach vollständiger Zugabe des Saatguts.
(III) Ermittlung des zweiten Maximums der Werte der ersten Ableitung der geglätteten
Kurve der Werte der Messgröße über der Zeit nach vollständiger Zugabe des Saatguts.
(IV) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens bei Erreichen des zweiten Maximums nach (III).
(V) Unterbrechen des Beizverfahrens
wobei die Messgröße ausgewählt ist aus:
(d) dem Drehmoment der Welle, die den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt,
(e) der Wirkleistung des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des Behälters der Beizvorrichtung bewegt, und
(f) der Stromaufnahme des Motors, der den Behälter oder den bewegten Teil des
Behälters der Beizvorrichtung bewegt,
oder die Messgröße eine solche ist, die sich beim Beizverfahren in der gleichen oder in analoger Weise in Abhängigkeit vom Trocknungsgrad des Saatguts ändert wie die Messgrößen (d) Drehmoment der Welle, (e) Wirkleistung des Motors oder (f) Stromaufnahme des Motors.
8. Verfahren zur Einstellung eines bestimmten Trocknungsgrads von Saatgut bei Beizverfahren umfassend folgende Schritte:
Ermittlung des minimalen durchschnittlichen Werts der zeitlichen Ableitung des Schalls, insbesondere des Schallpegels, der im Betrieb befindlichen Beizvorrichtung ermittelt nach vollständiger Zugabe des Saatgutes und der Beize (ii) Festlegung des Schwellenwertes des Schallwertes, welcher der zugehörige Schallwert zum Minimum des Schallwertes aus (i) ist
(iii) Messung des Schallwertes und Vergleich dieses Wertes mit dem Schwellenwert bis der gemessene Schallwert gleich oder größer als der Schwellenwert ist.
(iv) Ausgabe des Signals zum Unterbrechen des Beizverfahrens mit Erreichen des Werts der Messgröße nach (iii).
Verfahren nach Anspruch 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Saatgut nach der Unterbrechung des Beizverfahrens der Beizvorrichtung entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Saatgut nach der Unterbrechung des Beizverfahrens in derselben Beizvorrichtung einem weiteren Beizvorgang unterworfen wird, mit einer Beize gleicher Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang oder mit einer Beize mit anderer Zusammensetzung wie beim vorherigen Beizvorgang und/oder zu einer weiteren chemischen und/oder physikalischen Behandlung.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Einstellung optimalen Trocknungsgrads von Saatgut bei einem Beizverfahren.
Verfahren zum Beizen von Saatgut unter Verwendung einer Beizvorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 4.
EP15721262.2A 2014-05-12 2015-05-11 Verfahren und vorrichtung zur einstellung eines bestimmten trocknungsgrades von saatgut während des beizvorgangs Withdrawn EP3142474A1 (de)

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