EP3723897A1 - Method and device for producing seed-like solid particles and computer program - Google Patents

Method and device for producing seed-like solid particles and computer program

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Publication number
EP3723897A1
EP3723897A1 EP18811706.3A EP18811706A EP3723897A1 EP 3723897 A1 EP3723897 A1 EP 3723897A1 EP 18811706 A EP18811706 A EP 18811706A EP 3723897 A1 EP3723897 A1 EP 3723897A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
starting substance
produced
parameter
detection system
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Withdrawn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
EP18811706.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Paul Meissner
David Scherr
Maik Klotzbach
Guido BAUCKE
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.)
K+S AG
Original Assignee
K+S 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 K+S AG filed Critical K+S AG
Publication of EP3723897A1 publication Critical patent/EP3723897A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
    • G01N15/0227—Investigating particle size or size distribution by optical means using imaging; using holography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/14—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic in rotating dishes or pans

Definitions

  • the invention relates to a method for producing granular solid particles from at least one starting substance, wherein the produced particles are optically detected with an optical detection system, wherein optically detected data of the produced particles are provided by the optical detection system, and from the optically acquired data of at least one particle produced
  • the invention also relates to a device for carrying out the method and to a computer program for carrying out the method.
  • Granular solid particles which are also referred to here for short as “particles”, are available in a wide variety of designs, for example in the form of pellets, granules, briquettes or similar bulk materials a powdery consistency is no longer expected.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned in that at least one parameter of the manufacturing process of further particles is automatically influenced due to the at least one determined from the optically acquired data of the produced particles characteristic, wherein the determined characteristic of the grain size or particle size distribution of the particles produced or a size determined therefrom.
  • the invention has the advantage that on the basis of the optical detection of the produced particles is actively intervened in the manufacturing process and this can be adapted to the extent that the waste is minimized. This is a complete departure from the prior art proposals, e.g. in US 8,833,566 B2, in which the variance of the manufacturing process and the waste produced thereby are easily accepted.
  • the present invention has a commercial benefit to the user, but it also benefits the protection of natural resources and environmental protection.
  • the invention is applicable to various manufacturing processes in which granular solid particles are produced, for example in the production of fertilizers, in the production of iron ore pellets, in the production of other scattering agents, in the production of
  • the at least one characteristic variable determined from the optically recorded data of the particles produced is the particle size or particle size distribution of the particles produced or a variable determined therefrom.
  • the grain size or at least on the grain size distribution, a statistical mean of the Grain size controlled by the method according to the invention and the production of further particles are adjusted accordingly.
  • the dso value can be determined. This indicates a mean diameter of the particles, for example, such that the diameter of the particles at 50% of the cumulative
  • the dso value refers to the particles at least as large as the dso value-related diameter, that is, 50% of the particles are smaller than the specified value.
  • One or more further variables can also be determined from the optically recorded data as the determined parameter, for example the particle number, the volume, represented as a derived diameter, for example as a Feret, area equivalent or hydraulic
  • a desired value is predetermined for the at least one parameter determined from the optically recorded data of the particles produced and the method is carried out in such a way that by influencing the at least one parameter of the
  • the other particles are produced with a substantially corresponding to the setpoint characteristic. In this way, a control can be performed on the setpoint.
  • This has the advantage that the method, for example, by methods of
  • Control technology can be realized, for example by using known in control technology controller types.
  • control is carried out at least by means of a primary control parameter, wherein the primary control parameter is the grain size or grain size distribution of the produced particles or a size determined therefrom.
  • the primary control parameter is the grain size or grain size distribution of the produced particles or a size determined therefrom.
  • control is carried out at least by means of a primary control parameter and a secondary control parameter, wherein the
  • Control parameter that is, the secondary control parameter
  • the control can react even more flexible to special situations in the production of the particles. For example, due to the
  • Secondary control parameters are carried out a rapid or abrupt change in the influenced by the control parameter of the manufacturing process.
  • the secondary control parameter is the particle number and / or the temporal change of the number of particles per time unit or a variable determined therefrom.
  • the particles of at least a first and one of them are provided that the particles of at least a first and one of them.
  • the particles produced can be made by mixing the two
  • the first starting substance may be a powdery substance
  • the second starting substance may be a liquid substance.
  • the optical detection system may include one or more optical sensors
  • Have sensors for example in the form of a line scan camera or a multi-dimensional photosensor, for example in the form of a
  • the produced particles are optically detected by means of at least one camera of the optical detection system. This allows a very precise and high-resolution optical detection of the particles.
  • the images generated by the camera can be subjected to a subsequent image processing, which in particular makes it possible to identify individual particles in the recorded image and to differentiate them from other particles.
  • Incident light method are illuminated by a light source of the optical detection system.
  • the optical detection system can be realized easily and reliably.
  • the parameter can be reliably determined from the optically acquired data.
  • the advantage of this type of lighting is a homogeneous illumination of the analyzer Range and - and above all - the minimization of temporally changing external light influences.
  • the lighting can be implemented with halogen light sources or - to save energy - with LEDs. When using LEDs, it is advantageous if an LED driver
  • a black plate e.g. made of PTFE as a substrate or background. Another advantage of the PTFE is that no caking forms, which could falsify the recordings.
  • Processing device for processing the at least one
  • Processing device exiting particles and with at least one control device, which is set up to control at least one parameter of the manufacturing process at least in response to at least one determined by the optical detection system characteristic, wherein the means for implementing a method of the type described above is set up.
  • the first raw material supply means serves to supply the first raw material to the processing means. Processing of the supplied first starting substance then takes place in the processing device. The processing device generates the produced particles. The whole process can be controlled by the controller, for example by the
  • Control device executes a computer program with which the inventive method is performed. For this, the
  • Control means comprise a computer, for example a personal computer (PC), a microprocessor or a microcontroller.
  • PC personal computer
  • microprocessor or a microcontroller.
  • the device has at least one second starting substance feed device for a second starting substance, wherein the second starting substance feed device has a valve arrangement with a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, through which the second starting substance is divided into different, from the valve actuation of the valves dependent Zumengung the
  • Processing device can be fed.
  • the second starting substance can be supplied to the processing device.
  • the plurality of switchable valves arranged in parallel branches have the advantage that the quantity of the second starting substance discharged can be adjusted in a simple manner regulated with sufficient fineness.
  • the equipment required for this is low, it can simple switchable valves such. pneumatic valves, solenoid valves or piezo valves are used.
  • the first starting substance supply means comprises a valve arrangement having a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, through which the first starting substance in different, depending on the valve actuation of the valves Zumengung of
  • Processing device can be fed. In this way, the supplied amount of the first starting substance can be adjusted in a simple manner.
  • the starting substances for example kieserite-M (ground ESTA kieserite) and kieserite-E (unground fine ESTA kieserite) are already detected before being fed to the processing device by means of an optical measurement of the grain size or grain size distribution (as described above). Since a later spraying of the first starting substance by a second starting substance (liquid) can take place, by determining the particle sizes or
  • Grain size distributions, the specific surface of the starting materials and from this the amount of liquid required for spraying at the same desired target grain size are calculated and by a valve control, the amount of liquid to be supplied can be adjusted.
  • Computer program can, for example, on a computer of the above-mentioned device or its
  • Control device are executed.
  • Figure 1 is a schematic representation of a device for
  • FIG. 2 is a flowchart of a flow in the optical one
  • FIG. 3 shows image data generated during the course of FIG. 4 shows a sequence of the regulation of the at least one parameter of the production process in a time diagram.
  • the device shown in FIG. 1 has a first starting substance feed device 1, 3.
  • This includes a storage container 1, in which a supply of a first starting substance 2 of the manufacturing process is present, and a conveyor 3. It is assumed that the first substance 2 has a powdery consistency.
  • Conveying device 3 for example - a screw, below the
  • Reservoir 1 is arranged.
  • the conveyor 3 promotes a feed stream 4 of the first starting substance 2 to a
  • the processing device 12 may be formed, for example, as a granulating or pelletizing plate, which is rotated. Due to the rotational movement, a buildup agglomeration of the supplied first starting substance 2, in combination with an additionally supplied second starting substance 6, takes place.
  • the granular solid particles 14 which are formed in this process are applied via a
  • Output device 15 for example, a chute or a conveyor belt, fed to another use.
  • the device has a second starting substance feed device 5, 7, 9.
  • This includes a second reservoir 5, in which, for example, the liquid second starting substance 6 is present, and lines 7, 9.
  • the second starting material 6 is supplied via the lines 7, 9 of the processing device 12, for example by the second starting substance 6 at the end of Line 9 is sprayed out. Via a further line 8, the second starting substance 6 can be supplied to a further application, for example for feeding into a mixer.
  • the device also has a control device 18, for example in the form of an electronic control device.
  • Control device can essentially be realized by a computer, if necessary supplemented by corresponding hardware extensions for interfaces to the components explained below.
  • the control device 18 is connected to a flowmeter 11. Via the flow meter 11, the mass flow of the feed stream 4 can be measured.
  • the controller 18 is also connected to an optical detection system 16, 17.
  • Detection system has a camera 16 which is aligned with the particles 14 to receive them and deliver appropriate images to the controller 18. In order to improve the quality of the images of the camera 16, the particles 14 are illuminated by light sources 17.
  • valve assembly 10 is further provided, through which the ejected from the line 9 amount of the second starting substance 6 can be influenced.
  • the valve assembly 10 may, for example, have a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, so that by selective switching on or off of one or more of these valves, the delivery of the second starting substance 6 can be completely switched off or set in different strengths.
  • the controller 18 reads that from the flow meter 11
  • control device 18 generates control data for the valve arrangement 10. Via the valve arrangement 10 and the corresponding control data, the at least one parameter of the production process of further particles 14 is generated influenced and thus realized the previously explained control process, which will be explained in more detail below with reference to the further figures.
  • FIG. 1 shows the processing of the images of the camera 16 in the
  • Control device 18 for example in the form of a
  • a step 20 an initialization of the computer program takes place.
  • the camera 16 is initialized.
  • the program sequence is determined. This also includes a holding pattern, e.g. is executed when at the
  • step 23 is first a
  • step 24 image conversion and calibration of the optical detection system are performed, that is, the magnitude scale is determined.
  • This step 24 must be performed once to set up the optical detection system.
  • step 25 further image adjustments can be made, for example a pre-filtering (Blur / Sharp). This step is optional. Furthermore, one is
  • Step 26 a black and white threshold is defined.
  • An image section to be edited is specified.
  • Step 27 the smallest particles in the image data are filtered out. There may be additional segmentation of the image data. Step 27 is also optional.
  • an algorithm is performed in step 28 for segmentation. Segmentation means that in the camera image by the mentioned algorithm, the individual particles are automatically detected, even if they partially overlap in the image recording of the camera 16. For example, in step 29, segmentation may be performed by calculating a distance map. The calculation can be done according to the Danielson method or the standard method. Alternatively, in step 30, segmentation may be performed by using a blur filter
  • a watershed analysis is performed.
  • the data generated here are in one
  • step 32 combined with the data generated in step 26 or in step 27, for example by means of pixel-by-pixel
  • a subsequent step 33 an overlay image is created, in which the image data generated in step 26 are superimposed with the image data generated in step 32. This step is only to better illustrate the process result and is usually disabled to optimize computation time.
  • characteristic quantities of the particles 14 are determined from the image data now generated, for example their grain size or
  • Grain size distribution in particular the dso value or another suitable percentile of the particle size distribution.
  • a subsequent step 35 further pass values and / or averages can be determined.
  • the data of the feed stream 4 are read from the optionally usable flow meter 11.
  • subsequent steps 37 and 38 preparations are made of the data thus obtained.
  • a step 39 a step
  • FIG. 3 shows with reference to FIG. 2 in some of the steps of FIG
  • Segmentation made a very good separation of the individual detected particles in the image data, so that in the image very close together arranged particles are not recognized as a single large particle, but can be automatically recognized and evaluated as individual particles.
  • FIG. 4 shows the dso values of the particles 14 in the curve 40 and the number of particles per unit time in the curve 41.
  • the produced particles 14 are to be produced with a particle size of, for example, 3.5 mm (dso value). This is thus a setpoint for the control. Because in the manufacturing process, no very exact compliance with this
  • the desired range is the range between the threshold values 51 and 53. If the dso value is in this range, the so-called normal mode is present. In this case, an amount allocated to the normal operation becomes the second one
  • a further improvement of the control can be achieved by taking into account the slope of the curve 41. Has the curve 41 only relatively short periods of time with increases and decreases of
  • the dso values form the primary control parameter, the particle number forms the secondary control parameter.
  • Primary control parameters always override the secondary control parameters, that is, the primary control parameter has priority in such cases in the control.

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Abstract

The invention relates to a method for producing seed-like solid particles from at least one, but typically two starting substances, wherein the produced particles are optically detected by means of an optical detection system, wherein data of the produced particles detected optically by the optical detection system is provided, and at least one, but typically two parameters of the produced particles are determined from the optically detected data of the produced particles, wherein at least one, but typically two optically determined parameters automatically synergetically influence the production process of further particles on the basis of the optically detected data of the produced particles. The invention further relates to a device for carrying out the method and a computer program for carrying out the method.

Description

VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON KÖRNERARTIGEN FESTSTOFF-PARTIKELN SOWIE  METHOD AND DEVICE FOR PREPARING GERMAN SOLID PARTICLES AND
COMPUTERPROGRAMM  COMPUTER PROGRAM
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von körnerartigen Feststoff-Partikeln aus wenigstens einer Ausgangssubstanz, wobei mit einem optischen Erfassungssystem die hergestellten Partikel optisch erfasst werden, wobei durch das optische Erfassungssystem optisch erfasste Daten der hergestellten Partikel bereitgestellt werden, und aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel wenigstens eine The invention relates to a method for producing granular solid particles from at least one starting substance, wherein the produced particles are optically detected with an optical detection system, wherein optically detected data of the produced particles are provided by the optical detection system, and from the optically acquired data of at least one particle produced
Kenngröße der hergestellten Partikel bestimmt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens sowie ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens. Characteristic of the particles produced is determined. The invention also relates to a device for carrying out the method and to a computer program for carrying out the method.
Körnerartige Feststoff-Partikel, die hier auch kurz als„Partikel" bezeichnet werden, gibt es in verschiedensten Ausführungen, zum Beispiel in Form von Pellets, Granulat, Briketts oder ähnlichem Schüttgut. Von dem Begriff der Partikel seien dabei beliebige Formen und Größen erfasst, wobei eine pulverartige Konsistenz nicht mehr hierzu gerechnet wird. Granular solid particles, which are also referred to here for short as "particles", are available in a wide variety of designs, for example in the form of pellets, granules, briquettes or similar bulk materials a powdery consistency is no longer expected.
Bei der Herstellung der Partikel ist in der Regel die Einhaltung bestimmter Formvorgaben und Größenvorgaben gewünscht. Bei vielen In the production of the particles, compliance with certain form specifications and size specifications is generally desired. In many
Herstellungsprozessen kann die exakte Einhaltung dieser Vorgaben aber nicht sichergestellt werden. Es werden daher auch Toleranzen zugelassen, wobei die Toleranzen nicht zu groß werden sollen, um eine gleichbleibende Produktqualität der Partikel zu gewährleisten. Es gibt bereits Vorschläge für eine optische Sortierung solcher Partikel, zum Beispiel in der US 8,833,566 B2. Hierbei wird automatisch der bei der Herstellung erzeugte Ausschuss aussortiert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Herstellungsprozess solcher körnerartigen Feststoff-Partikel effizienter und mit weniger Ausschuss zu gestalten. Manufacturing processes, the exact compliance with these requirements can not be ensured. It also tolerances are allowed, the tolerances should not be too large to ensure a consistent product quality of the particles. There are already proposals for an optical sorting of such particles, for example in US Pat. No. 8,833,566 B2. Here, the waste produced during production is automatically sorted out. The invention has for its object to make the production process of such granular solid particles more efficient and with less waste.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zumindest ein Parameter des Herstellungsprozesses weiterer Partikel automatisch aufgrund der wenigstens einen aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel ermittelten Kenngröße beeinflusst wird, wobei die ermittelte Kenngröße die Korngröße oder Korngrößenverteilung der hergestellten Partikel oder eine daraus ermittelte Größe ist. Die Erfindung hat den Vorteil, dass auf Grundlage der optischen Erfassung der hergestellten Partikel aktiv in den Herstellungsprozess eingegriffen wird und dieser dahingehend angepasst werden kann, dass der Ausschuss minimiert wird. Dies ist eine vollständige Abkehr von den Vorschlägen im Stand der Technik, wie z.B. in der US 8,833,566 B2 beschrieben, in denen die Varianz des Herstellungsprozesses und der dadurch erzeugte Ausschuss einfach hingenommen werden. Die This object is achieved in a method of the type mentioned in that at least one parameter of the manufacturing process of further particles is automatically influenced due to the at least one determined from the optically acquired data of the produced particles characteristic, wherein the determined characteristic of the grain size or particle size distribution of the particles produced or a size determined therefrom. The invention has the advantage that on the basis of the optical detection of the produced particles is actively intervened in the manufacturing process and this can be adapted to the extent that the waste is minimized. This is a complete departure from the prior art proposals, e.g. in US 8,833,566 B2, in which the variance of the manufacturing process and the waste produced thereby are easily accepted. The
vorliegende Erfindung hat daher nicht nur einen kommerziellen Nutzen für den Anwender, sondern kommt auch dem Schutz natürlicher Ressourcen und dem Umweltschutz zugute. Therefore, not only does the present invention have a commercial benefit to the user, but it also benefits the protection of natural resources and environmental protection.
Die Erfindung ist bei diversen Herstellungsprozessen anwendbar, bei denen körnerartige Feststoff-Partikel hergestellt werden, zum Beispiel bei der Dünger-Herstellung, bei der Herstellung von Eisenerzpellets, bei der Herstellung von sonstigen Streumitteln, bei der Herstellung von The invention is applicable to various manufacturing processes in which granular solid particles are produced, for example in the production of fertilizers, in the production of iron ore pellets, in the production of other scattering agents, in the production of
Trockenfutter für Tiere. Dry food for animals.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel ermittelte Kenngröße die Korngröße oder Korngrößenverteilung der hergestellten Partikel oder eine daraus ermittelte Größe ist. Auf diese Weise kann die Korngröße oder zumindest über die Korngrößenverteilung ein statistischer Mittelwert der Korngröße mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kontrolliert und die Herstellung weiterer Partikel entsprechend angepasst werden. Als According to the invention, it is provided that the at least one characteristic variable determined from the optically recorded data of the particles produced is the particle size or particle size distribution of the particles produced or a variable determined therefrom. In this way, the grain size or at least on the grain size distribution, a statistical mean of the Grain size controlled by the method according to the invention and the production of further particles are adjusted accordingly. When
Korngrößenverteilung kann beispielsweise der dso-Wert bestimmt werden. Dieser gibt einen mittleren Durchmesser der Partikel an, zum Beispiel derart, dass der Durchmesser der Partikel bei 50% der kumulativen Grain size distribution, for example, the dso value can be determined. This indicates a mean diameter of the particles, for example, such that the diameter of the particles at 50% of the cumulative
Verteilung angegeben wird. Anders gesagt, der dso-Wert bezieht sich auf die Partikel, die zumindest so groß sind wie der auf den dso-Wert bezogene Durchmesser, das heißt 50% der Partikel sind kleiner als der angegebene Wert. Als ermittelte Kenngröße können auch eine oder mehrere weitere Größen aus den optisch erfassten Daten bestimmt werden, zum Beispiel die Partikelanzahl, das Volumen, als abgeleiteter Durchmesser dargestellt zum Beispiel als Feret-, flächenäquivalenter oder hydraulischer Distribution is specified. In other words, the dso value refers to the particles at least as large as the dso value-related diameter, that is, 50% of the particles are smaller than the specified value. One or more further variables can also be determined from the optically recorded data as the determined parameter, for example the particle number, the volume, represented as a derived diameter, for example as a Feret, area equivalent or hydraulic
Durchmesser oder als Kennwerte welche die Form der Partikel hinsichtlich „Rundheit" und„Gleichförmigkeit" beschreiben. Diameter or characteristics that describe the shape of the particles in terms of "roundness" and "uniformity".
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass für die wenigstens eine aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel ermittelte Kenngröße ein Sollwert vorgegeben ist und das Verfahren im Sinne einer Regelung derart durchgeführt wird, dass durch die Beeinflussung des zumindest einen Parameters des According to an advantageous development of the invention, it is provided that a desired value is predetermined for the at least one parameter determined from the optically recorded data of the particles produced and the method is carried out in such a way that by influencing the at least one parameter of the
Herstellungsprozesses die weiteren Partikel mit einer im Wesentlichen dem Sollwert entsprechenden Kenngröße hergestellt werden. Auf diese Weise kann eine Regelung auf den Sollwert durchgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren beispielsweise durch Methoden der Manufacturing process, the other particles are produced with a substantially corresponding to the setpoint characteristic. In this way, a control can be performed on the setpoint. This has the advantage that the method, for example, by methods of
Regelungstechnik realisiert werden kann, zum Beispiel durch Einsatz von in der Regelungstechnik bekannten Reglertypen. Control technology can be realized, for example by using known in control technology controller types.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Regelung wenigstens mittels eines Primärregelparameters durchgeführt wird, wobei der Primärregelparameter die Korngröße oder Korngrößenverteilung der hergestellten Partikel oder eine daraus ermittelte Größe ist. Auf diese Weise kann die Korngröße der hergestellten Partikel zumindest im Mittel im Wesentlichen auf den gewünschten Sollwert geführt werden. Noch auftretende Toleranzen können minimiert werden. According to an advantageous development of the invention it is provided that the control is carried out at least by means of a primary control parameter, wherein the primary control parameter is the grain size or grain size distribution of the produced particles or a size determined therefrom. In this way, the grain size of the particles produced at least on average essentially be guided to the desired setpoint. Still occurring tolerances can be minimized.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Regelung wenigstens mittels eines Primärregelparameters und eines Sekundärregelparameters durchgeführt wird, wobei der According to an advantageous development of the invention it is provided that the control is carried out at least by means of a primary control parameter and a secondary control parameter, wherein the
Primärregelparameter Vorrang gegenüber dem Sekundärregelparameter hat. Dies hat den Vorteil, dass durch die Einführung eines weiteren Primary control parameter takes precedence over the secondary control parameter. This has the advantage that by introducing another
Regelparameters, das heißt des Sekundärregelparameters, die Regelung noch flexibler auf besondere Situationen bei der Herstellung der Partikel reagieren kann. So kann beispielsweise aufgrund des Control parameter, that is, the secondary control parameter, the control can react even more flexible to special situations in the production of the particles. For example, due to the
Sekundärregelparameters eine schnelle oder sprunghafte Veränderung des durch die Regelung beeinflussten Parameters des Herstellungsprozesses durchgeführt werden. Secondary control parameters are carried out a rapid or abrupt change in the influenced by the control parameter of the manufacturing process.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sekundärregelparameter die Partikelanzahl und/oder die zeitliche Veränderung der Partikelanzahl pro Zeiteinheit oder eine daraus ermittelte Größe ist. Dies hat den Vorteil, dass die hergestellten Partikel nicht nur hinsichtlich der Korngröße oder Korngrößenverteilung optimiert werden, sondern zudem auch hinsichtlich der Partikelanzahl und/oder deren zeitlicher Veränderung. Versuche haben gezeigt, dass in manchen Fällen über die Auswertung der Partikelanzahl und/oder deren zeitlicher According to an advantageous development of the invention, it is provided that the secondary control parameter is the particle number and / or the temporal change of the number of particles per time unit or a variable determined therefrom. This has the advantage that the particles produced are optimized not only in terms of grain size or particle size distribution, but also in terms of the number of particles and / or their temporal change. Experiments have shown that in some cases on the evaluation of the number of particles and / or their temporal
Veränderung besondere unerwünschte Tendenzen im Herstellungsprozess der Partikel schneller erkannt werden können als nur durch die Beurteilung der Korngröße oder Korngrößenverteilung. Change particular undesirable tendencies in the manufacturing process of the particles can be detected faster than just by assessing the grain size or grain size distribution.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Partikel aus zumindest einer ersten und einer davon According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the particles of at least a first and one of them
verschiedenen zweiten Ausgangssubstanz hergestellt werden und der zumindest eine Parameter des Herstellungsprozesses, der automatisch beeinflusst wird, das Mischungsverhältnis zwischen der ersten und der zweiten Ausgangssubstanz oder die Zumengung der ersten und/oder der zweiten Ausgangssubstanz zu dem Herstellungsprozess der Partikel ist. Die hergestellten Partikel können durch die Mischung der beiden different second starting substance are prepared and the at least one parameter of the manufacturing process, which is automatically influenced, the mixing ratio between the first and the second starting substance or the Zumengung of the first and / or the second starting substance to the manufacturing process of the particles. The particles produced can be made by mixing the two
Ausgangssubstanzen auch auf Basis eines chemischen Zusammenwirkens in ihren physikalischen Eigenschaften wie Härte verbessert werden. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Düngemittel effizient herstellen. Beispielsweise kann die erste Ausgangssubstanz eine pulverförmige Substanz sein, die zweite Ausgangssubstanz kann eine flüssige Substanz sein. Starting materials can also be improved based on a chemical interaction in their physical properties such as hardness. In this way, in particular fertilizers can be produced efficiently. For example, the first starting substance may be a powdery substance, the second starting substance may be a liquid substance.
Das optische Erfassungssystem kann einen oder mehrere optische The optical detection system may include one or more optical
Sensoren aufweisen, zum Beispiel in Form einer Zeilenkamera oder eines mehrdimensionalen Photosensors, zum Beispiel in Form einer Have sensors, for example in the form of a line scan camera or a multi-dimensional photosensor, for example in the form of a
Flächenkamera, mit welcher eine zweidimensionale Bildinformation bereitgestellt werden kann. Area camera, with which a two-dimensional image information can be provided.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die hergestellten Partikel mittels wenigstens einer Kamera des optischen Erfassungssystems optisch erfasst werden. Dies erlaubt eine sehr präzise und hoch auflösende optische Erfassung der Partikel. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the produced particles are optically detected by means of at least one camera of the optical detection system. This allows a very precise and high-resolution optical detection of the particles.
Vorteilhafterweise können die durch die Kamera erzeugten Bilder einer nachfolgenden Bildverarbeitung unterzogen werden, was es insbesondere ermöglicht, einzelne Partikel im aufgenommenen Bild zu identifizieren und von anderen Partikeln zu differenzieren. Advantageously, the images generated by the camera can be subjected to a subsequent image processing, which in particular makes it possible to identify individual particles in the recorded image and to differentiate them from other particles.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die hergestellten Partikel bei der optischen Erfassung mit der According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the particles produced in the optical detection with the
Auflichtmethode durch eine Lichtquelle des optischen Erfassungssystems beleuchtet werden. Hierdurch kann das optische Erfassungssystem einfach und zuverlässig realisiert werden. Die Kenngröße kann aus den optisch erfassten Daten zuverlässig bestimmt werden. Der Vorteil dieser Art der Beleuchtung ist eine homogene Ausleuchtung des zu analysierenden Bereichs sowie - und vor allem - die Minimierung von sich zeitlich ändernden Fremdlichteinflüssen. Umgesetzt werden kann die Beleuchtung mit Halogenlichtquellen oder - um Energie zu sparen - durch LEDs. Bei der Verwendung von LEDs ist es vorteilhaft, wenn ein LED Treiber Incident light method are illuminated by a light source of the optical detection system. As a result, the optical detection system can be realized easily and reliably. The parameter can be reliably determined from the optically acquired data. The advantage of this type of lighting is a homogeneous illumination of the analyzer Range and - and above all - the minimization of temporally changing external light influences. The lighting can be implemented with halogen light sources or - to save energy - with LEDs. When using LEDs, it is advantageous if an LED driver
vorgeschaltet ist, welcher eine Frequenz von mindestens 500 Hz bereit stellt, sodass kein Flimmern bei den Aufnahmen entsteht. Der mitgefilmte Untergrund oder Hintergrund kann ebenfalls angepasst werden. Um maximalen Kontrast zu den hergestellten z.B. gräulich/weißen Partikeln zu erzeugen, kann eine schwarze Platte z.B. aus PTFE als Untergrund oder Hintergrund eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil des PTFE ist, dass sich keine Anbackungen bilden, was die Aufnahmen verfälschen könnte. upstream, which provides a frequency of at least 500 Hz, so that no flicker occurs during recording. The filmed background or background can also be adjusted. For maximum contrast with the manufactured e.g. to produce grayish / white particles, a black plate e.g. made of PTFE as a substrate or background. Another advantage of the PTFE is that no caking forms, which could falsify the recordings.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine The object mentioned above is also achieved by a
Einrichtung zur Herstellung von körnerförmigen Feststoff-Partikeln aus wenigstens einer Ausgangssubstanz, mit wenigstens einer ersten Device for producing granular solid particles of at least one starting substance, with at least one first
Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung, wenigstens einer Starting substance supply device, at least one
Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der wenigstens einen Processing device for processing the at least one
Ausgangssubstanz und wenigstens einem optischen Erfassungssystem, das eingerichtet ist zur optischen Erfassung der aus der Starting substance and at least one optical detection system, which is adapted for the optical detection of the
Verarbeitungseinrichtung austretenden Partikel und mit wenigstens einer Steuerungseinrichtung, die zur Steuerung zumindest eines Parameters des Herstellungsprozesses zumindest in Abhängigkeit von wenigstens einer durch das optische Erfassungssystem ermittelten Kenngröße eingerichtet ist, wobei die Einrichtung zur Ausführung eines Verfahrens der zuvor erläuterten Art eingerichtet ist. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Die erste Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung dient dazu, die erste Ausgangssubstanz zur Verarbeitungseinrichtung zuzuführen. In der Verarbeitungseinrichtung erfolgt dann eine Verarbeitung der zugeführten ersten Ausgangssubstanz. Die Verarbeitungseinrichtung erzeugt die hergestellten Partikel. Der ganze Vorgang kann durch die Steuerungseinrichtung gesteuert werden, zum Beispiel indem die Processing device exiting particles and with at least one control device, which is set up to control at least one parameter of the manufacturing process at least in response to at least one determined by the optical detection system characteristic, wherein the means for implementing a method of the type described above is set up. This also makes it possible to realize the advantages explained above. The first raw material supply means serves to supply the first raw material to the processing means. Processing of the supplied first starting substance then takes place in the processing device. The processing device generates the produced particles. The whole process can be controlled by the controller, for example by the
Steuerungseinrichtung ein Computerprogramm ausführt, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Hierfür kann die Control device executes a computer program with which the inventive method is performed. For this, the
Steuerungseinrichtung einen Rechner aufweisen, zum Beispiel einen Personal-Computer (PC), einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller. Control means comprise a computer, for example a personal computer (PC), a microprocessor or a microcontroller.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung wenigstens eine zweite Ausgangssubstanz- Zuführeinrichtung für eine zweite Ausgangssubstanz aufweist, wobei die zweite Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung eine Ventilanordnung mit mehreren in parallelen Zweigen angeordneten schaltbaren Ventilen aufweist, durch die die zweite Ausgangssubstanz in unterschiedlicher, von der Ventilbetätigung der Ventile abhängiger Zumengung der According to an advantageous development of the invention, it is provided that the device has at least one second starting substance feed device for a second starting substance, wherein the second starting substance feed device has a valve arrangement with a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, through which the second starting substance is divided into different, from the valve actuation of the valves dependent Zumengung the
Verarbeitungseinrichtung zuführbar ist. Durch die zweite Processing device can be fed. By the second
Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung kann die zweite Ausgangssubstanz zur Verarbeitungseinrichtung zugeführt werden. Die mehreren in parallelen Zweigen angeordneten schaltbaren Ventile haben den Vorteil, dass die Menge der abgegebenen zweiten Ausgangssubstanz auf einfache Weise in ausreichender Feinheit geregelt eingestellt werden kann. Der hierfür erforderliche apparative Aufwand ist gering, es können einfache schaltbare Ventile wie z.B. pneumatische Ventile, Magnetventile oder Piezoventile eingesetzt werden. Starting substance supply device, the second starting substance can be supplied to the processing device. The plurality of switchable valves arranged in parallel branches have the advantage that the quantity of the second starting substance discharged can be adjusted in a simple manner regulated with sufficient fineness. The equipment required for this is low, it can simple switchable valves such. pneumatic valves, solenoid valves or piezo valves are used.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung eine Ventilanordnung mit mehreren in parallelen Zweigen angeordneten schaltbaren Ventilen aufweist, durch die die erste Ausgangssubstanz in unterschiedlicher, von der Ventilbetätigung der Ventile abhängiger Zumengung der According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first starting substance supply means comprises a valve arrangement having a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, through which the first starting substance in different, depending on the valve actuation of the valves Zumengung of
Verarbeitungseinrichtung zuführbar ist. Hierdurch kann die zugeführte Menge der ersten Ausgangssubstanz auf einfache Weise eingestellt werden. Processing device can be fed. In this way, the supplied amount of the first starting substance can be adjusted in a simple manner.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass auch die Ausgangssubstanzen, beispielsweise Kieserit-M (gemahlener ESTA-Kieserit) und Kieserit-E (ungemahlener feiner ESTA- Kieserit), bereits vor der Zuführung zur Verarbeitungseinrichtung mittels einer optischen Messung der Korngröße bzw. Korngrößenverteilung (wie oben beschrieben) erfasst werden. Da eine spätere Bedüsung der ersten Ausgangssubstanz durch eine zweite Ausgangssubstanz (Flüssigkeit) erfolgen kann, kann durch die Bestimmung der Korngrößen bzw. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the starting substances, for example kieserite-M (ground ESTA kieserite) and kieserite-E (unground fine ESTA kieserite) are already detected before being fed to the processing device by means of an optical measurement of the grain size or grain size distribution (as described above). Since a later spraying of the first starting substance by a second starting substance (liquid) can take place, by determining the particle sizes or
Korngrößenverteilungen die spezifische Oberfläche der Ausgangsstoffe und hieraus die zur Bedüsung erforderliche Flüssigkeitsmenge bei gewünschter gleicher Zielkorngröße berechnet werden und durch eine Ventilregelung kann die zuzuführende Menge an Flüssigkeit eingestellt werden. Grain size distributions, the specific surface of the starting materials and from this the amount of liquid required for spraying at the same desired target grain size are calculated and by a valve control, the amount of liquid to be supplied can be adjusted.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein The object mentioned above is also achieved by a
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, eingerichtet zur Computer program with program code means, set up for
Durchführung des Verfahrens der zuvor erläuterten Art, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird. Das Implementation of the method of the type explained above, when the computer program is executed on a computer. The
Computerprogramm kann zum Beispiel auf einem Rechner der zuvor erläuterten Einrichtung beziehungsweise von dessen Computer program can, for example, on a computer of the above-mentioned device or its
Steuerungseinrichtung ausgeführt werden. Control device are executed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail by means of embodiments using drawings.
Es zeigen Show it
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Figure 1 is a schematic representation of a device for
Herstellung von körnerförmigen Feststoff-Partikeln und  Production of granular solid particles and
Figur 2 ein Flussdiagramm eines Ablaufs bei der optischen FIG. 2 is a flowchart of a flow in the optical one
Datenerfassung und  Data collection and
Figur 3 im Rahmen des Ablaufs der Figur 2 erzeugte Bilddaten Figur 4 einen Ablauf der Regelung des zumindest einen Parameters des Herstellungsprozesses in einem Zeitdiagramm. FIG. 3 shows image data generated during the course of FIG FIG. 4 shows a sequence of the regulation of the at least one parameter of the production process in a time diagram.
Die in Figur 1 dargestellte Einrichtung weist eine erste Ausgangssubstanz- Zuführeinrichtung 1 , 3 auf. Diese beinhaltet einen Vorratsbehälter 1 , in dem ein Vorrat einer ersten Ausgangssubstanz 2 des Herstellungsprozesses vorhanden ist, und eine Fördereinrichtung 3. Es sei angenommen, dass die erste Substanz 2 eine pulverförmige Konsistenz hat. Um diese The device shown in FIG. 1 has a first starting substance feed device 1, 3. This includes a storage container 1, in which a supply of a first starting substance 2 of the manufacturing process is present, and a conveyor 3. It is assumed that the first substance 2 has a powdery consistency. Around
pulverförmige erste Ausgangssubstanz 2 weiter zu fördern, ist die powdery first starting substance 2 to promote further, is the
Fördereinrichtung 3, zum Beispiel - eine Schnecke, unterhalb des Conveying device 3, for example - a screw, below the
Vorratsbehälters 1 angeordnet. Die Fördereinrichtung 3 fördert einen Zuführstrom 4 der ersten Ausgangssubstanz 2 zu einer Reservoir 1 is arranged. The conveyor 3 promotes a feed stream 4 of the first starting substance 2 to a
Verarbeitungseinrichtung 12. Die Verarbeitungseinrichtung 12 kann zum Beispiel als Granulier- oder Pelletierteller ausgebildet sein, der gedreht wird. Durch die Drehbewegung erfolgt eine Aufbauagglomeration der zugeführten ersten Ausgangssubstanz 2, in Kombination mit einer zusätzlich zugeführten zweiten Ausgangssubstanz 6. Die hierbei entstehenden körnerartigen Feststoff-Partikel 14 werden über eine Processing device 12. The processing device 12 may be formed, for example, as a granulating or pelletizing plate, which is rotated. Due to the rotational movement, a buildup agglomeration of the supplied first starting substance 2, in combination with an additionally supplied second starting substance 6, takes place. The granular solid particles 14 which are formed in this process are applied via a
Ausgabeeinrichtung 15, zum Beispiel eine Schurre oder ein Fließband, einer weiteren Verwendung zugeführt. Output device 15, for example, a chute or a conveyor belt, fed to another use.
Die Einrichtung weist eine zweite Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung 5, 7, 9 auf. Diese beinhaltet einen zweiten Vorratsbehälter 5, in dem die beispielsweise flüssige zweite Ausgangssubstanz 6 vorhanden ist, und Leitungen 7, 9. Die zweite Ausgangssubstanz 6 wird über die Leitungen 7, 9 der Verarbeitungseinrichtung 12 zugeführt, zum Beispiel indem die zweite Ausgangssubstanz 6 am Ende der Leitung 9 ausgesprüht wird. Über eine weitere Leitung 8 kann die zweite Ausgangssubstanz 6 einer weiteren Anwendung zugeführt werden, zum Beispiel zur Einspeisung in einen Mischer. Die Einrichtung weist ferner eine Steuereinrichtung 18 auf, zum Beispiel in Form einer elektronischen Steuereinrichtung. Die elektronische The device has a second starting substance feed device 5, 7, 9. This includes a second reservoir 5, in which, for example, the liquid second starting substance 6 is present, and lines 7, 9. The second starting material 6 is supplied via the lines 7, 9 of the processing device 12, for example by the second starting substance 6 at the end of Line 9 is sprayed out. Via a further line 8, the second starting substance 6 can be supplied to a further application, for example for feeding into a mixer. The device also has a control device 18, for example in the form of an electronic control device. The electronic
Steuereinrichtung kann im Wesentlichen durch einen Computer realisiert sein, gegebenenfalls ergänzt durch entsprechende Hardware- Erweiterungen für Schnittstellen zu den nachfolgend noch erläuterten Komponenten. Control device can essentially be realized by a computer, if necessary supplemented by corresponding hardware extensions for interfaces to the components explained below.
Die Steuereinrichtung 18 ist mit einem Durchflussmesser 11 verbunden. Über den Durchflussmesser 11 kann der Massenstrom des Zuführstroms 4 gemessen werden. Die Steuereinrichtung 18 ist außerdem mit einem optischen Erfassungssystem 16, 17 verbunden. Das optische The control device 18 is connected to a flowmeter 11. Via the flow meter 11, the mass flow of the feed stream 4 can be measured. The controller 18 is also connected to an optical detection system 16, 17. The optical
Erfassungssystem weist eine Kamera 16 auf, die auf die Partikel 14 ausgerichtet ist, um diese aufzunehmen und entsprechende Bilder an die Steuereinrichtung 18 abzugeben. Um die Qualität der Aufnahmen der Kamera 16 zu verbessern, werden die Partikel 14 durch Lichtquellen 17 beleuchtet. Detection system has a camera 16 which is aligned with the particles 14 to receive them and deliver appropriate images to the controller 18. In order to improve the quality of the images of the camera 16, the particles 14 are illuminated by light sources 17.
In der Leitung 9 ist ferner eine Ventilanordnung 10 vorhanden, durch die die aus der Leitung 9 ausgesprühte Menge der zweiten Ausgangssubstanz 6 beeinflusst werden kann. Die Ventilanordnung 10 kann beispielsweise mehrere in parallelen Zweigen angeordnete schaltbare Ventile aufweisen, so dass durch wahlweises Ein- oder Ausschalten von einem oder mehreren dieser Ventile die Abgabe der zweiten Ausgangssubstanz 6 vollständig abgeschaltet werden kann oder in unterschiedlichen Stärken eingestellt werden kann. In line 9, a valve assembly 10 is further provided, through which the ejected from the line 9 amount of the second starting substance 6 can be influenced. The valve assembly 10 may, for example, have a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, so that by selective switching on or off of one or more of these valves, the delivery of the second starting substance 6 can be completely switched off or set in different strengths.
Die Steuereinrichtung 18 liest die von dem Durchflussmesser 11 The controller 18 reads that from the flow meter 11
abgegebenen Daten sowie die von der Kamera 16 abgegebenen Bilddaten ein und verarbeitet diese. Im Rahmen dieser Verarbeitung erzeugt die Steuereinrichtung 18 Ansteuerdaten für die Ventilanordnung 10. Über die Ventilanordnung 10 und die entsprechenden Ansteuerdaten wird der zumindest eine Parameter des Herstellungsprozesses weiterer Partikel 14 beeinflusst und damit der zuvor erläuterte Regelvorgang realisiert, was nachfolgend anhand der weiteren Abbildungen noch näher erläutert wird. outputted data as well as the output from the camera 16 image data and processes them. In the course of this processing, the control device 18 generates control data for the valve arrangement 10. Via the valve arrangement 10 and the corresponding control data, the at least one parameter of the production process of further particles 14 is generated influenced and thus realized the previously explained control process, which will be explained in more detail below with reference to the further figures.
Figur 2 zeigt die Verarbeitung der Bilder der Kamera 16 in der Figure 2 shows the processing of the images of the camera 16 in the
Steuerungseinrichtung 18, zum Beispiel in Form eines Control device 18, for example in the form of a
Computerprogramms, wobei hierbei aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel 14 die wenigstens eine Kenngröße der hergestellten Partikel 14 bestimmt wird. Diese Kenngröße wird dann für die weitere Regelung herangezogen. Computer program, in which case from the optically recorded data of the produced particles 14, the at least one characteristic of the produced particles 14 is determined. This parameter is then used for further regulation.
In einem Schritt 20 erfolgt eine Initialisierung des Computerprogramms. In einem darauffolgenden Schritt 21 erfolgt eine Initialisierung der Kamera 16. In einem Schritt 22 wird der Programmablauf festgelegt. Dies beinhaltet zudem eine Warteschleife, die z.B. ausgeführt wird, wenn bei der In a step 20, an initialization of the computer program takes place. In a subsequent step 21, the camera 16 is initialized. In a step 22, the program sequence is determined. This also includes a holding pattern, e.g. is executed when at the
Bildverarbeitung auf neue Ausgangsdaten gewartet werden muss. Image processing on new output data has to be maintained.
In einem auf den Schritt 22 folgenden Schritt 23 wird zunächst eine In a subsequent to the step 22 step 23 is first a
Überprüfung des Kamerabildes hinsichtlich Helligkeit und Bedeckung durchgeführt. Es handelt sich um eine zunächst durchgeführte Check the camera image for brightness and coverage. It is a first performed
Plausibilitätsprüfung der Bilddaten. Daraufhin werden im Schritt 24 eine Bildkonvertierung und eine Kalibrierung des optischen Erfassungssystems durchgeführt, das heißt der Größenmaßstab wird bestimmt. Dieser Schritt 24 muss einmal zur Einrichtung des optischen Erfassungssystems durchgeführt werden. In einem darauffolgenden Schritt 25 können weitere Bildanpassungen vorgenommen werden, zum Beispiel eine Vorfilterung (Blur/Sharp). Dieser Schritt ist optional. Des Weiteren ist ein Plausibility check of the image data. Subsequently, at step 24, image conversion and calibration of the optical detection system are performed, that is, the magnitude scale is determined. This step 24 must be performed once to set up the optical detection system. In a subsequent step 25 further image adjustments can be made, for example a pre-filtering (Blur / Sharp). This step is optional. Furthermore, one is
Weiß/Helligkeitsabgleich einmalig durchzuführen. In einem darauffolgenden Schritt 26 wird ein schwarz/weiß-Schwellwert definiert. Es wird ein zu bearbeitender Bildausschnitt festgelegt. In einem darauffolgenden Schritt 27 werden kleinste Partikel in den Bilddaten ausgefiltert. Es kann eine zusätzliche Segmentierung der Bilddaten erfolgen. Der Schritt 27 ist ebenfalls optional. Sodann wird ein Algorithmus im Schritt 28 zur Segmentierung durchgeführt. Segmentierung bedeutet, dass in dem Kamerabild durch den genannten Algorithmus automatisch die einzelnen Partikel erkannt werden, selbst wenn sie sich bei der Bildaufnahme der Kamera 16 teilweise überlagern. Es kann beispielsweise im Schritt 29 die Segmentierung durch Berechnung einer Distance-Map erfolgen. Die Berechnung kann nach der Danielson- Methode oder der Standard-Methode erfolgen. Alternativ kann im Schritt 30 eine Segmentierung durch Anwendung eines Unschärfefilters mit White / Brightness balance to be performed once. In a subsequent step 26, a black and white threshold is defined. An image section to be edited is specified. In a subsequent step 27, the smallest particles in the image data are filtered out. There may be additional segmentation of the image data. Step 27 is also optional. Then, an algorithm is performed in step 28 for segmentation. Segmentation means that in the camera image by the mentioned algorithm, the individual particles are automatically detected, even if they partially overlap in the image recording of the camera 16. For example, in step 29, segmentation may be performed by calculating a distance map. The calculation can be done according to the Danielson method or the standard method. Alternatively, in step 30, segmentation may be performed by using a blur filter
Kantenerhaltung durchgeführt werden. Es ist auch möglich, beide Edge preservation be performed. It is also possible, both
Segmentierungs-Algorithmen durchzuführen und die hierbei erzeugten Daten anschließend zu überlagern bzw. zu kombinieren. Perform segmentation algorithms and then superimpose or combine the data generated here.
In einem darauffolgenden Schritt 31 wird eine Watershed-Analyse durchgeführt. Die hierbei erzeugten Daten werden in einem In a subsequent step 31, a watershed analysis is performed. The data generated here are in one
darauffolgenden Schritt 32 mit den im Schritt 26 oder im Schritt 27 erzeugten Daten kombiniert, zum Beispiel mittels pixelweiser subsequent step 32 combined with the data generated in step 26 or in step 27, for example by means of pixel-by-pixel
Multiplizierung. In einem darauffolgenden Schritt 33 wird ein Overlay-Bild erstellt, in dem die im Schritt 26 erzeugten Bilddaten mit den im Schritt 32 erzeugten Bilddaten überlagert werden. Dieser Schritt dient nur zur besseren Veranschaulichung des Prozessergebnisses und ist in der Regel zur Optimierung der Rechenzeit deaktiviert. In einem darauffolgenden Schritt 34 werden aus den nun erzeugten Bilddaten Kenngrößen der Partikel 14 bestimmt, zum Beispiel deren Korngröße oder Multiplying. In a subsequent step 33, an overlay image is created, in which the image data generated in step 26 are superimposed with the image data generated in step 32. This step is only to better illustrate the process result and is usually disabled to optimize computation time. In a subsequent step 34 characteristic quantities of the particles 14 are determined from the image data now generated, for example their grain size or
Korngrößenverteilung, insbesondere der dso-Wert oder ein anderes geeignetes Perzentil der Kornverteilung. Grain size distribution, in particular the dso value or another suitable percentile of the particle size distribution.
In einem darauffolgenden Schritt 35 können weitere Durchgangswerte und/oder Mittelwerte bestimmt werden. In einem darauffolgenden Schritt 36 werden die Daten des Zuführstroms 4 aus dem optional verwendbaren Durchflussmesser 11 eingelesen. In darauffolgenden Schritten 37 und 38 erfolgen Aufbereitungen der auf diese Weise gewonnenen Daten. In einem Schritt 39 kann eine In a subsequent step 35 further pass values and / or averages can be determined. In a subsequent step 36, the data of the feed stream 4 are read from the optionally usable flow meter 11. In subsequent steps 37 and 38, preparations are made of the data thus obtained. In a step 39, a
Speicherung der erzeugten Daten sowie der Bilder der Kamera 16 erfolgen. Sodann wird wiederum mit dem Schritt 22 fortgefahren. Storage of the generated data and the images of the camera 16 done. Then, in turn, continue with step 22.
Die Figur 3 zeigt anhand der in einigen der Schritte der Figur 2 FIG. 3 shows with reference to FIG. 2 in some of the steps of FIG
angegebenen Ziffernkennungen beispielhafte Bilddaten vor und nach deren Verarbeitung. Durch die Multiplikationssymbole wird die Kombination der Daten im Schritt 32 symbolisiert. Wie man erkennt, kann durch die given numerical identifiers, exemplary image data before and after their processing. The multiplication symbols symbolize the combination of the data in step 32. As you can see, through the
Segmentierung eine sehr gute Trennung der einzelnen erfassten Partikel in den Bilddaten erfolgen, so dass im Bild sehr dicht zusammen angeordnete Partikel nicht wie ein einziger großer Partikel erkannt werden, sondern als einzelne Partikel automatisch erkannt und ausgewertet werden können. Segmentation made a very good separation of the individual detected particles in the image data, so that in the image very close together arranged particles are not recognized as a single large particle, but can be automatically recognized and evaluated as individual particles.
Die in den Schritten 34 und 35 gewonnenen Daten, die auf den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel beruhen, werden nun zur The data obtained in steps 34 and 35, which are based on the optically recorded data of the produced particles, will now become
Beeinflussung wenigstens eines Parameters des Herstellungsprozesses herangezogen, das heißt in diesem Fall zur Steuerung der Ventile der Ventilanordnung 10. Dies kann beispielsweise in der in Figur 4 Influencing at least one parameter of the manufacturing process used, that is in this case for controlling the valves of the valve assembly 10. This can for example in the in FIG
dargestellten Weise erfolgen. shown way.
Figur 4 zeigt in dem Kurvenverlauf 40 die dso-Werte der Partikel 14 und in dem Kurvenverlauf 41 die Partikelanzahl pro Zeiteinheit. Die hergestellten Partikel 14 sollen mit einer Partikelgröße von beispielsweise 3,5 mm (dso- Wert) hergestellt werden. Dies ist somit ein Sollwert für die Regelung. Da bei dem Herstellungsprozess keine ganz exakte Einhaltung dieses FIG. 4 shows the dso values of the particles 14 in the curve 40 and the number of particles per unit time in the curve 41. The produced particles 14 are to be produced with a particle size of, for example, 3.5 mm (dso value). This is thus a setpoint for the control. Because in the manufacturing process, no very exact compliance with this
Sollwerts möglich ist, werden Toleranzen zugelassen. Hierauf basierend werden zur Durchführung der Regelung und insbesondere zur Ansteuerung der Ventilanordnung 10 bestimmte Schwellwerte 50, 51 , 53, 54 bezüglich der dso-Werte (Kurvenverlauf 40) festgelegt. Abhängig von der Über- oder Unterschreitung bestimmter Schwellwerte durch den dso-Wert werden Ansteuermuster für die Ventile der Ventilanordnung 10 ermittelt. Wird bei dem Herstellungsprozess beispielsweise als erste Setpoint is possible, tolerances are allowed. Based on this, certain threshold values 50, 51, 53, 54 with respect to the dso values (curve 40) are determined for carrying out the control and in particular for controlling the valve arrangement 10. Depending on the exceeding or falling below of certain threshold values by the dso value, control patterns for the valves of the valve arrangement 10 are determined. Is in the manufacturing process, for example, as the first
Ausgangssubstanz Kieserit-M oder Kieserit-E oder eine Mischung aus beiden verwendet und als zweite Ausgangssubstanz eine MgS04-Lösung so muss bei der Regelung bei zu geringem dso-Wert eine größere Menge der zweiten Ausgangssubstanz 6 zugeführt werden als erforderlich ist, wenn der dso-Wert im erwünschten Bereich liegt. Steigt der dso-Wert zu stark an, muss die Zufuhr der zweiten Ausgangssubstanz 6 reduziert werden oder ganz abgeschaltet werden. Starting material kieserite-M or kieserite-E or a mixture of both used and as a second starting material MgS0 4 solution so in control at too low dso value, a larger amount of the second starting material 6 is supplied as required, if the dso Value is within the desired range. If the dso value increases too much, the supply of the second starting substance 6 must be reduced or switched off completely.
Bei dem Ablauf gemäß Figur 4 ist der gewünschte Bereich der Bereich zwischen den Schwellwerten 51 und 53. Befindet sich der dso-Wert in diesem Bereich, liegt der sogenannte Normalbetrieb vor. In diesem Fall wird eine dem Normalbetrieb zugeordnete Menge der zweiten In the sequence according to FIG. 4, the desired range is the range between the threshold values 51 and 53. If the dso value is in this range, the so-called normal mode is present. In this case, an amount allocated to the normal operation becomes the second one
Ausgangssubstanz 6 über die Leitung 9 und die Ventilanordnung 10 abgegeben. Wird der Schwellwert 51 überschritten, erfolgt eine erste Reduzierung der Menge an zugeführter zweiter Ausgangssubstanz 6. Wird der Schwellwert 50 überschritten, erfolgt eine noch stärkere Reduzierung der Zuführung der zweiten Ausgangssubstanz 6 oder eine Abschaltung der Zufuhr. Wird der Schwellwert 53 unterschritten, dann wird die zugeführte Menge der zweiten Ausgangssubstanz 6 erhöht. Wird der Schwellwert 54 unterschritten, wird die zugeführte Menge der zweiten Ausgangssubstanz 6 noch weiter erhöht. Output substance 6 via the line 9 and the valve assembly 10 delivered. If the threshold value 51 is exceeded, a first reduction of the amount of supplied second starting substance 6 takes place. If the threshold value 50 is exceeded, an even greater reduction of the supply of the second starting substance 6 or a shutdown of the supply takes place. If the threshold value falls below 53, then the supplied amount of the second starting substance 6 is increased. If the threshold value falls below 54, the supplied amount of the second starting substance 6 is increased even further.
Eine weitere Verbesserung der Regelung kann durch Berücksichtigung der Steigung des Kurvenverlaufs 41 erzielt werden. Weist der Kurvenverlauf 41 nur relativ kurze Zeitabschnitte mit Anstiegen und Abfällen des A further improvement of the control can be achieved by taking into account the slope of the curve 41. Has the curve 41 only relatively short periods of time with increases and decreases of
Kurvenverlaufs oder nur geringe Steigungen auf, wie zum Beispiel in den Zeiträumen 42 und 45, so ist die Regelung aufgrund des Curves or only small gradients, such as in the periods 42 and 45, the scheme is due to the
Primärregelparameters dso ausreichend. In den Zeiträumen 43, 46 und 48 ist aber ein zusätzlicher Eingriff erforderlich. Dieser erfolgt als positiver Boost derart, dass eine erhebliche Erhöhung der abgegebenen Menge der zweiten Ausgangssubstanz 6 über die Ventilanordnung 10 eingestellt wird. In den Zeiträumen 44, 47 erfolgt ein negativer Boost, das heißt in diesen Zeiträumen wird die abgegebene zweite Ausgangssubstanz ganz erheblich reduziert. Die Zeiträume für einen solchen negativen oder positiven Boost können in der Regelung auf einen vorbestimmten zeitlichen Grenzwert beschränkt sein, zum Beispiel auf 20 Sekunden. Primary control parameter dso sufficient. In the periods 43, 46 and 48 but an additional intervention is required. This is done as a positive boost such that a significant increase in the amount of the delivered second starting substance 6 is adjusted via the valve assembly 10. In the periods 44, 47 there is a negative boost, that is, in these periods, the emitted second starting substance is considerably reduced. The periods for such a negative or positive boost may be limited in regulation to a predetermined time limit, for example 20 seconds.
Die dso-Werte bilden dabei den Primärregelparameter, die Partikelanzahl bildet den Sekundärregelparameter. Bei Auftreten der entsprechenden Schwellwert-Kriterien der Schwellwerte 50 bis 54 kann der The dso values form the primary control parameter, the particle number forms the secondary control parameter. Upon occurrence of the corresponding threshold criteria of the thresholds 50 to 54, the
Primärregelparameter immer den Sekundärregelparameter überschreiben, das heißt der Primärregelparameter hat in solchen Fällen Priorität bei der Regelung.  Primary control parameters always override the secondary control parameters, that is, the primary control parameter has priority in such cases in the control.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von körnerartigen Feststoff-Partikeln aus wenigstens einer Ausgangssubstanz (2, 6), wobei mit einem 1. A process for the preparation of granular solid particles from at least one starting substance (2, 6), wherein with a
optischen Erfassungssystem (16, 17) die hergestellten Partikel (14) optisch erfasst werden, wobei durch das optische Erfassungssystem (16, 17) optisch erfasste Daten der hergestellten Partikel (14) bereitgestellt werden, und aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel (14) wenigstens eine Kenngröße der  optical detection system (16, 17) the produced particles (14) are optically detected, wherein by the optical detection system (16, 17) optically acquired data of the prepared particles (14) are provided, and from the optically recorded data of the produced particles (14 ) at least one characteristic of the
hergestellten Partikel (14) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Parameter des Herstellungsprozesses weiterer Partikel automatisch aufgrund der wenigstens einen aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel (14) ermittelten Kenngröße beeinflusst wird, wobei die ermittelte Kenngröße die Korngröße oder Korngrößenverteilung der hergestellten Partikel (14) oder eine daraus ermittelte Größe ist.  produced particles (14) is determined, characterized in that at least one parameter of the manufacturing process of further particles is automatically influenced due to the at least one of the optically detected data of the produced particles (14) determined characteristic, wherein the determined characteristic of the grain size or grain size distribution of the produced Particle (14) or a size determined therefrom.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für die wenigstens eine aus den optisch erfassten Daten der hergestellten Partikel (14) ermittelte Kenngröße ein Sollwert (52) vorgegeben ist und das Verfahren im Sinne einer Regelung derart durchgeführt wird, dass durch die Beeinflussung des zumindest einen Parameters des Herstellungsprozesses die weiteren Partikel mit einer im Wesentlichen dem Sollwert (52) entsprechenden Kenngröße hergestellt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that for the at least one from the optically recorded data of the produced particles (14) determined characteristic value is a setpoint (52) is predetermined and the method is carried out in the sense of a regulation such that by influencing of the at least one parameter of the production process, the further particles are produced with a parameter that essentially corresponds to the desired value (52).
3. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass die 3. The method according to claim, characterized in that the
Regelung wenigstens mittels eines Primärregelparameters (40) durchgeführt wird, wobei der Primärregelparameter (40) die Korngröße oder Korngrößenverteilung der hergestellten Partikel (14) oder eine daraus ermittelte Größe ist. Control is performed at least by means of a primary control parameter (40), wherein the primary control parameter (40) the Grain size or grain size distribution of the produced particles (14) or a size determined therefrom.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch 4. The method according to any one of claims 2 to 3, characterized
gekennzeichnet, dass die Regelung wenigstens mittels eines  characterized in that the control at least by means of a
Primärregelparameters (40) und eines Sekundärregelparameters (41) durchgeführt wird, wobei der Primärregelparameter (40) Vorrang gegenüber dem Sekundärregelparameter (41) hat.  Primary control parameter (40) and a secondary control parameter (41) is performed, wherein the primary control parameter (40) takes precedence over the secondary control parameter (41).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der 5. The method according to claim 4, characterized in that the
Sekundärregelparameter (41) die Partikelanzahl und/oder die zeitliche Veränderung der Partikelanzahl pro Zeiteinheit oder eine daraus ermittelte Größe ist. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch  Secondary control parameter (41) is the number of particles and / or the time variation of the number of particles per unit time or a size determined therefrom. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized
gekennzeichnet, dass die Partikel aus zumindest einer ersten und einer davon verschiedenen zweiten Ausgangssubstanz (2, 6) hergestellt werden und der zumindest eine Parameter des  in that the particles are produced from at least one first and one second starting substance (2, 6) different therefrom and the at least one parameter of the
Herstellungsprozesses, der automatisch beeinflusst wird, das  Manufacturing process that is automatically affected, the
Mischungsverhältnis zwischen der ersten und der zweiten  Mixing ratio between the first and the second
Ausgangssubstanz (2, 6) oder die Zumengung der ersten und/oder der zweiten Ausgangssubstanz (2,  Starting substance (2, 6) or the concentration of the first and / or the second starting substance (2, 6)
6) zu dem Herstellungsprozess der Partikel ist. 6) to the manufacturing process of the particles.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized
gekennzeichnet, dass die hergestellten Partikel (14) mittels  characterized in that the particles produced (14) by means of
wenigstens einer Kamera (16) des optischen Erfassungssystems (16, 17) optisch erfasst werden.  at least one camera (16) of the optical detection system (16, 17) are optically detected.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized
gekennzeichnet, dass die hergestellten Partikel (14) bei der optischen Erfassung mit der Auflichtmethode durch eine Lichtquelle (17) des optischen Erfassungssystems (16, 17) beleuchtet werden. characterized in that the particles produced (14) in the optical Detection by the incident light method by a light source (17) of the optical detection system (16, 17) are illuminated.
9. Einrichtung zur Herstellung von körnerförmigen Feststoff-Partikeln aus wenigstens einer Ausgangssubstanz (2, 6), mit wenigstens einer ersten Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung (1 , 3), wenigstens einer Verarbeitungseinrichtung (12) zur Verarbeitung der wenigstens einen Ausgangssubstanz (2, 6) und wenigstens einem optischen 9. Device for producing granular solid particles from at least one starting substance (2, 6), with at least one first starting substance feed device (1, 3), at least one processing device (12) for processing the at least one starting substance (2, 6) and at least one optical one
Erfassungssystem (16, 17), das eingerichtet ist zur optischen  Detection system (16, 17), which is set up for optical
Erfassung der aus der Verarbeitungseinrichtung (12) austretenden Detecting the emerging from the processing device (12)
Partikel (14) und mit wenigstens einer Steuerungseinrichtung (18), die zur Steuerung zumindest eines Parameters des Particles (14) and with at least one control device (18) for controlling at least one parameter of the
Herstellungsprozesses zumindest in Abhängigkeit von wenigstens einer durch das optische Erfassungssystem ermittelten Kenngröße eingerichtet ist, wobei die Einrichtung zur Ausführung eines  Manufacturing process is set up at least in response to at least one determined by the optical detection system characteristic, the means for performing a
Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.  Method according to one of the preceding claims.
10. Einrichtung nach dem Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens eine zweite Ausgangssubstanz- Zuführeinrichtung (5, 7, 9) für eine zweite Ausgangssubstanz (6) aufweist, wobei die zweite Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung (5, 7, 9) eine Ventilanordnung (10) mit mehreren in parallelen Zweigen angeordneten schaltbaren Ventilen aufweist, durch die die zweite Ausgangssubstanz (6) in unterschiedlicher, von der Ventilbetätigung der Ventile abhängiger Zumengung der Verarbeitungseinrichtung (12) zuführbar ist. 10. Device according to claim 9, characterized in that the device comprises at least a second starting substance feed means (5, 7, 9) for a second starting substance (6), wherein the second starting substance feed means (5, 7, 9) a Valve arrangement (10) having a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, through which the second starting substance (6) can be fed in different, depending on the valve actuation of the valves Zumengung the processing means (12).
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgangssubstanz-Zuführeinrichtung (1 , 3) eine 11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that the first starting substance supply means (1, 3) a
Ventilanordnung mit mehreren in parallelen Zweigen angeordneten schaltbaren Ventilen aufweist, durch die die erste Ausgangssubstanz (2) in unterschiedlicher, von der Ventilbetätigung der Ventile abhängiger Zumengung der Verarbeitungseinrichtung (12) zuführbar ist. Valve arrangement comprising a plurality of switchable valves arranged in parallel branches, through which the first starting substance (2) in different, dependent on the valve actuation of the valves Zumengung the processing device (12) can be fed.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird. Computer program with program code means, set up for carrying out the method according to one of claims 1 to 8, when the computer program is executed on a computer.
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