EP3827907A1 - Anordnung zum brechen von hülsenfrüchten, insbesondere kakaobohnen, und zur separation von schalen - Google Patents

Anordnung zum brechen von hülsenfrüchten, insbesondere kakaobohnen, und zur separation von schalen Download PDF

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EP3827907A1
EP3827907A1 EP20208773.0A EP20208773A EP3827907A1 EP 3827907 A1 EP3827907 A1 EP 3827907A1 EP 20208773 A EP20208773 A EP 20208773A EP 3827907 A1 EP3827907 A1 EP 3827907A1
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EP
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arrangement
image recording
arrangement according
recording device
pulses
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EP20208773.0A
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French (fr)
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Dr. Tobias Lohmüller
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Hamburg Dresdner Maschinenfabriken Verwaltungsgesellschaft Mbh
Original Assignee
Hamburg Dresdner Maschinenfabriken Verwaltungsgesellschaft Mbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
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    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for breaking pulses, in particular cocoa beans, and for separating the pods and nibs of the pulses, with a housing arrangement which has at least one breaker arrangement and an air separator arrangement, the air separator arrangement at least one vibrating screen arrangement movable by means of a drive device and at least one suction device having at least one blower for sucking off shell parts of the legumes.
  • the object of the invention is therefore to avoid the above-mentioned disadvantage in the simplest and most cost-effective way possible.
  • this object is achieved in that at least one image recording device is provided at least for capturing shells in the area of the wind sighting arrangement in such a way that it is possible to determine the quality of the separation in terms of volume.
  • the separating process can be monitored in a particularly simple manner in order, if necessary, to adapt a speed of the conveyor sieve arrangement and / or the air flow of the suction device.
  • the conveyor screen arrangement is preferably designed as a vibrating screen arrangement, in which case the vibration speed can also be adapted.
  • the at least one image recording device is a camera, for example with a CCD sensor, CMOS sensor, etc., a laser sensor, or the like.
  • the at least one image recording device can be arranged on the housing arrangement in such a way that at least a partial area of a screen surface of the conveyor screen arrangement can be detected. This also enables differences in the raw material in particular to be recognized quickly. It is particularly advantageous here if the at least one image recording device is arranged on the housing arrangement in such a way that a layer thickness of the nibs-shell mixture can be detected. If the layer thickness is too high, then, for example, the volume throughput of the crusher arrangement can be reduced.
  • a display device which shows the quality of the separation.
  • a sample device In order to enable a classic, manual check of the quality, a sample device can be provided.
  • a particularly advantageous embodiment is characterized in that a control device is provided which is connected in terms of control technology to the at least one image recording device as well as the crusher arrangement and / or the wind sifting arrangement and / or the conveyor screen arrangement.
  • a control device is provided which is connected in terms of control technology to the at least one image recording device as well as the crusher arrangement and / or the wind sifting arrangement and / or the conveyor screen arrangement.
  • the control device is connected in terms of data technology to a server for evaluating the recorded data, the arrangement can also be monitored and, if necessary, adapted in a decentralized manner.
  • the single figure shows a schematic side view of an arrangement 2 for breaking and separating legumes.
  • a housing arrangement 4 is provided, which in the present case is essentially designed as a frame arrangement and on which all essential components of the arrangement 2 are provided.
  • the reference number 6 denotes a crusher arrangement in which cocoa beans 8 are broken in the present exemplary embodiment.
  • This crusher arrangement is formed here by two single-roller reflex crushers, but can also be formed by a centrifugal or multi-roller crusher.
  • the cocoa beans 8 broken into so-called nibs 10 and shells 12 are guided in a known manner to a conveyor screen assembly 14, which in the present exemplary embodiment consists of five vibrating screens 16, 18, 20, 22, 24 arranged in a cascade. These vibrating sieves 16, 18, 20, 22, 24 seven small nibs 10 or pieces thereof as well as shells 12 or pieces thereof in a known manner so that they fall onto the closest vibrating sieve 16, 18, 20, 22, 24, the vibrating sieves 16, 18, 20, 22, 24 are driven by a drive device not shown, for example an electric motor.
  • the vibrating screens 16, 18, 20, 22, 24 each have a screen surface 26, 28, 30, 32, 34 on which several layers of nibs 10 and shells 12 can lie.
  • This conveyor screen arrangement 14 is part of an air sifter arrangement 36 known per se, the five air sifters 38, 40, 42, 44, 46, their respective side discharge channels 48, 50, 52, 54, 56 on the end of the respective screen surface 26, 28, 30, 32 , 34 of vibrating sieves 16, 18, 20, 22, 24 attacks, has and sucks off light nibs 10 and shells 12.
  • the shells 12 are then separated and the light nibbing parts 10 are returned again.
  • the suction devices used are with fans per se are known and are only indicated schematically with the reference numerals 58, 60.
  • cocoa beans 8 which have not been broken by the first sieve surface 26 are returned to a loading arrangement 64 via a return line 62, in order then to be returned to the crusher arrangement 6 via a feed arrangement 66 together with fresh cocoa beans 8.
  • nibs 10 or pieces thereof and, in the optimal case, a proportion of shells 12 in the amount of 5% are sieved out and collected in a container 68.
  • a sample device 70 is provided on the container 68.
  • five image recording devices 72, 74, 76, 78, 80 in the form of cameras with a CCD sensor are arranged on the housing arrangement 4 in such a way that a partial area of each sieve surface 26, 28, 30, 32, 34 can be detected.
  • the cameras 72, 74, 76, 78, 80 are arranged at an angle to the screen surface 26, 28, 30, 32, 34 so that a layer thickness of the nibs-shell mixture 10, 12 can be detected.
  • image recording devices 72, 74, 76, 78, 80 can also be provided on the housing arrangement 4 in the area of one or more shell extraction ducts 48, 50, 52, 54, 56 of the air sifting arrangement 36, so that at least a partial area of a volume flow of the evacuated Shells 12 is detectable.
  • a display device 82 is provided on which, in the simplest case, images of the image recording devices 72, 74, 76, 78, 80 can be called up.
  • a control device 84 is also provided which, in terms of control technology, with the Cameras 72, 74, 76, 78, 80 and the crusher arrangement 6, the wind sifting arrangement 36 and the vibrating screen arrangement 14 is connected.
  • the control device has an evaluation unit 86 which processes the information from the cameras 72, 74, 76, 78, 80 and, if there is a risk of the portion of the shells 12 deviating too much from a preset value, the crusher arrangement 6 and / or the wind sifting arrangement 36 and / or controls the vibrating screen arrangement 14 in such a way that the preset value is maintained again.
  • the metering in of cocoa beans 8, the crusher settings, the setting of the vibrating sieves 16, 18, 20, 22, 24 or also the fan settings of the air separator arrangement 36 can be varied.
  • control device 84 can also be connected in terms of data technology to a server 88 which enables an even more detailed evaluation by means of comparisons, databases, etc.
  • a handheld 90 with a camera for example a smartphone, can also be provided, which photographs samples taken with the sample device 70 and sends them to the server 88 for evaluation via a data connection.

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Abstract

Anordnung zum Brechen von Hülsenfrüchten, insbesondere Kakaobohnen (8), und zur Separation von Schalen (12) und Nibs (10) der Hülsenfrüchte, mit einer Gehäuseanordnung (4), die mindestens eine Brecheranordnung (6) und eine Windsichtanordnung (36) aufweist, wobei die Windsichtanordnung (36) mindestens eine mittels einer Antriebseinrichtung bewegbare Fördersiebanordnung (14) und mindestens eine Absaugeinrichtung (58, 60) mit mindestens einem Gebläse zum Absaugen von Schalenteilen der Hülsenfrüchte aufweist, wobei mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung (72, 74, 76, 78, 80) zumindest zur Erfassung von Schalen (12) im Bereich der Windsichtanordnung (36) vorgesehen ist, derart, dass eine Bestimmung der volumenmäßigen Qualität der Separation möglich ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Brechen von Hülsenfrüchten, insbesondere Kakaobohnen, und zur Separation von Schalen und Nibs der Hülsenfrüchte, mit einer Gehäuseanordnung, die mindestens eine Brecheranordnung und eine Windsichtanordnung aufweist, wobei die Windsichtanordnung mindestens eine mittels einer Antriebseinrichtung bewegbare Rüttelsiebanordnung und mindestens eine Absaugeinrichtung mit mindestens einem Gebläse zum Absaugen von Schalenteilen der Hülsenfrüchte aufweist.
  • Derartige Anordnungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. So offenbart die europäische Patenschrift EP 0 455 023 B1 eine als Wurfbrecher ausgebildete Brecheranordnung mit der Hülsenfrüchte gebrochen werden, um in einer nachfolgenden, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 42 18 318 A1 bekannten Windsichtanordnung gereinigt zu werden, wobei insbesondere die Schalen der Hülsenfrüchte von den Nibs separiert werden. Hierbei werden in mehreren Schritten die Schalen mittels eines Luftstromes von einem oder mehreren Fördersieben abgesogen. Die gereinigten Nibs dürfen hierbei am Ende einen bestimmten Prozentsatz, beispielsweise 5%, an Schalen aufweisen, der nicht überschritten werden darf, um die geforderte Qualität nicht zu gefährden, aber auch nicht zu weit unterschritten werden sollte, da hierdurch die produzierte Menge an "Nibs" zu sehr verringert würde. Um sicher gehen zu können, dass eine optimale Menge an Schalen in den Nibs verbleiben, werden regelmäßig Poben gezogen, um die Einstellungen des Windsichters regelmäßig anzupassen, was zeitaufwendig und daher teuer ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, den oben genannten Nachteil auf möglichst einfache und kostengünstige Weise zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung zumindest zur Erfassung von Schalen im Bereich der Windsichtanordnung vorgesehen ist, derart, dass eine Bestimmung der volumenmäßigen Qualität der Separation möglich ist.
  • Hierdurch kann der Separiervorgang besonders einfach überwacht werden, um gegebenenfalls eine Geschwindigkeit der Fördersiebanordnung und/oder der Luftstrom der Absaugeinrichtung angepasst zu werden. Hierbei wird angemerkt, dass die Fördersiebanordnung vorzugsweise als Rütttelsiebanordnung ausgebildet ist, wobei dann auch die Vibrationsgeschwindigeit angepasst werden kann.
  • In besonders vorteilhafter Weise ist die mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung eine Kamera, bspw. mit CCD-Sensor, CMOS-Sensor, etc, ein Lasersensor, oder ähnliches.
  • Um gegebenenfalls noch schneller die Qualität der Brecheranordnung bewerten zu können, kann die mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung derart an der Gehäuseanordnung angeordnet sein, dass zumindest ein Teilbereich einer Siebfläche der Fördersiebanordnung detektierbar ist. Auch können hierdurch insbesondere Unterschiede im Rohmaterial schnell erkannt werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung derart an der Gehäuseanordnung angeordnet ist, dass eine Schichtdicke der Nibs-Schalen-Mischung detektierbar ist. Bei einer zu hohen Schichtdicke kann dann beispielsweise der Volumendurchsatz der Brecheranordnung verringert werden.
  • Um eine besonders einfach auf Änderungen im Brech- bzw. Separationsprozess reagieren zu können, kann eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sein, die die Qualität der Separation anzeigt.
  • Um eine klassische, manuelle Überprüfung der Qualität zu ermöglichen, kann eine Probenvorrichtung vorgesehen sein.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die mit der mindestens einen Bildaufnahmeeinrichtung sowie der Brecheranordnung und/oder der Windsichtanordnung und/oder der Fördersiebanordnung steuerungstechnisch verbunden ist. Hierdurch kann auf einfache Weise eine automatische Anpassung der Anordnung vorgenommen werden, um ein optimales Produktergebnis zu erzielen. Wenn hierbei die Steuervorrichtung datentechnisch mit einem Server zur Auswertung der erfassten Daten verbunden ist, kann eine Überwachung und gegebenenfalls Anpassung der Anordnung auch dezentral erfolge. Zudem ist es auf einfache Weise möglich die Daten zu speichern, um diese später analysieren zu können. Dadurch, dass ein Handheld mit einer Kamera, wie zum Beispiel ein Smartphone, vorgesehen ist, das datentechnisch mit dem Server verbunden ist, können beispielsweise auch auf einfache Weise manuelle Proben überprüft werden.
  • Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzige Figur in einer schematischen Seitenansicht eine Anordnung zum Brechen von Hülsenfrüchten, insbesondere Kakaobohnen, und zur Separation von Schalen und Nibs der Hülsenfrüchte zeigt.
  • Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Anordnung 2 zum Brechen und Separieren von Hülsenfrüchten. Hierbei ist eine Gehäuseanordnung 4 vorgesehen, die im vorliegenden Fall im Wesentlichen als Rahmenanordnung ausgebildet ist und an der alle wesentlichen Bestandteile der Anordnung 2 vorgesehen sind.
  • Mit dem Bezugszeichen 6 ist eine Brecheranordnung bezeichnet, in der im vorliegenden Ausführungsbeispiel Kakaobohnen 8 gebrochen werden. Diese Brecheranordnung ist hier durch zwei Einwalzen-Reflex-Brecher ausgebildet, kann jedoch auch durch einen Zentrifugal- oder Mehrwalzenbrecher ausgebildet sein.
  • Von der Brecheranordnung 6 werden die zu sogenannten Nibs 10 und Schalen 12 aufgebrochenen Kakaobohnen 8 auf bekannte Weise zu einer Fördersiebanordnung 14 geführt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus fünf kaskadenförmig angeordneten Vibrationssieben 16, 18, 20, 22, 24 besteht. Diese Vibrationssiebe 16, 18, 20, 22, 24 sieben auf bekannte Weise kleine Nibs 10 oder auch Stücke davon sowie Schalen 12 oder Stücke davon aus, sodass diese auf das nächstgelegene Vibrationssieb 16, 18, 20, 22, 24 fallen, wobei die Vibrationssiebe 16, 18, 20, 22, 24 durch eine nicht weiter dargestellte Antriebseinrichtung, beispielsweise einen Elektromotor, angetrieben werden. Die Vibrationssiebe 16, 18, 20, 22, 24 besitzen jeweils eine Siebfläche 26, 28, 30, 32, 34, auf der mehrere Lagen von Nibs 10 und Schalen 12 liegen können.
  • Diese Fördersiebanordnung 14 ist Teil einer an sich bekannten Windsichtanordnung 36, die fünf Windsichter 38, 40, 42, 44, 46, deren jeweiliger Seitenabzugskanal 48, 50, 52, 54, 56 auf das Ende der jeweiligen Siebfläche 26, 28, 30, 32, 34 der Vibrationssiebe 16, 18, 20, 22, 24 angreift, aufweist und leichte Nibs 10 und Schalen 12 absaugt. Im jeweiligen, darauffolgenden Windsichter 38, 40, 42, 44, 46 werden dann die Schalen 12 getrennt und die leichten Nibsteile 10 wieder zurückgeführt. Auch hier sind die eingesetzten Absaugeinrichtungen mit Gebläsen an sich bekannt und sind lediglich schematisch mit den Bezugszeichen 58, 60 bezeichnet. Anzumerken ist noch das von der ersten Siebfläche 26 nicht zerbrochene Kakaobohnen 8 über eine Rückführleitung 62 zu einer Beladeanordnung 64 zurückgeführt werden, um dann über eine Zuführanordnung 66 zusammen mit frischen Kakaobohnen 8 wieder zur Brecheranordnung 6 geführt zu werden.
  • Auf diese Weise werden Nibs 10 oder Stücke davon und im optimalen Fall ein Anteil an Schalen 12 in Höhe von 5% ausgesiebt und in einem Behälter 68 aufgefangen. Um die Qualität der Separation überprüfen zu können, ist am Behälter 68 eine Probenvorrichtung 70 vorgesehen.
  • Um nun eine gleichbleibend gute Qualität, auch bei sich änderndem Rohmaterial, zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass fünf Bildaufnahmevorrichtungen 72, 74, 76, 78, 80 in Form von Kameras mit einem CCD-Sensor derart an der Gehäuseanordnung 4 angeordnet sind, dass von jeder Siebfläche 26, 28, 30, 32, 34 ein Teilbereich detektierbar ist. Zudem sind die Kameras 72, 74, 76, 78, 80 angewinkelt zur Siebfläche 26, 28, 30, 32, 34 angeordnet, sodass eine Schichtdicke Nibs-Schalen-Mischung 10, 12 detektierbar ist. Zusätzlich oder auch alternativ können Bildaufnahmeeinrichtungen 72, 74, 76, 78, 80 auch derart an der Gehäuseanordnung 4 im Bereich eines oder mehrerer Schalenabzugskanäle 48, 50, 52, 54, 56 der Windsichtanordnung 36 vorgesehen sein, sodass zumindest ein Teilbereich eines Volumenstromes der abgesaugten Schalen 12 detektierbar ist.
  • Um es nun dem Nutzer zu ermöglichen die Qualität der Separation schnell zu erfassen ist eine Anzeigevorrichtung 82 vorgesehen, auf der im einfachsten Falle Bilder der Bildaufnahmevorrichtungen 72, 74, 76, 78, 80 abrufbar sind. Im vorliegenden Fall ist jedoch auch noch eine Steuervorrichtung 84 vorgesehen, die steuerungstechnisch mit den Kameras 72, 74, 76, 78, 80 sowie der Brecheranordnung 6, der Windsichtanordnung 36 und der Rüttelsiebanordnung 14 verbunden ist. Die Steuervorrichtung besitzt hierbei eine Auswerteeinheit 86 die die Informationen der Kameras 72, 74, 76, 78, 80 verarbeitet und bei der Gefahr einer zu großen Abweichung des Anteils der Schalen 12 von einem voreingestellten Wert die Brecheranordnung 6 und/oder die Windsichtanordnung 36 und/oder die Rüttelsiebanordnung 14 derart ansteuert, dass der voreingestellte Wert wieder eingehalten wird. Hierzu können beispielsweise die Zudosierung von Kakaobohnen 8, die Brechereinstellungen, die Einstellung der Vibrationssiebe 16, 18, 20, 22, 24 oder auch die Gebläseeinstellungen der Windsichtanordnung 36 variiert werden.
  • Um die Auswertung und gegebenenfalls Wartung nochmals zu vereinfachen, kann die Steuervorrichtung 84 datentechnisch auch mit einem Server 88 verbunden sein, der durch Vergleiche, Datenbanken, etc. eine noch detailliertere Auswertung ermöglicht. Zusätzlich kann auch noch ein Handheld 90 mit einer Kamera, zum Beispiel ein Smartphone, vorgesehen sein, das Proben, die mit der Probenvorrichtung 70 gezogen wurden, fotografiert und über eine datentechnische Verbindung zum Server 88 zur Auswertung schickt.

Claims (10)

  1. Anordnung zum Brechen von Hülsenfrüchten, insbesondere Kakaobohnen (8), und zur Separation von Schalen (12) und Nibs (10) der Hülsenfrüchte, mit einer Gehäuseanordnung (4), die mindestens eine Brecheranordnung (6) und eine Windsichtanordnung (36) aufweist, wobei die Windsichtanordnung (36) mindestens eine mittels einer Antriebseinrichtung bewegbare Fördersiebanordnung (14) und mindestens eine Absaugeinrichtung (58, 60) mit mindestens einem Gebläse zum Absaugen von Schalenteilen der Hülsenfrüchte aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung (72, 74, 76, 78, 80) zumindest zur Erfassung von Schalen (12) im Bereich der Windsichtanordnung (36) vorgesehen ist, derart, dass eine Bestimmung der volumenmäßigen Qualität der Separation möglich ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung (72, 74, 76, 78, 80) eine Kamera, bspw. mit CCD-Sensor, CMOS-Sensor, etc, ein Lasersensor, Infrarotsensor oder ähnliches ist.
  3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung (72, 74, 76, 78, 80) derart an der Gehäuseanordnung (4) angeordnet ist, dass zumindest ein Teilbereich einer Siebfläche (26, 28, 30, 32, 34) der Fördersiebanordnung (14) detektierbar ist.
  4. Anordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung (72, 74, 76, 78, 80) derart an der Gehäuseanordnung (4) angeordnet ist, dass eine Schichtdicke der Nibs-Schalen-Mischung detektierbar ist.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die mindestens eine Bildaufnahmeeinrichtung (72, 74, 76, 78, 80) derart an der Gehäuseanordnung (4) im Bereich eines Schalenabzugskanals (48, 50, 52, 54, 56) der Windsichtanordnung (36) vorgesehen ist, dass zumindest ein Teilbereich eines Volumenstromes der abgesaugten Schalen (12) detektierbar ist.
  6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Anzeigevorrichtung (82) vorgesehen ist, die die Qualität der Separation anzeigt.
  7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Probenvorrichtung (70) vorgesehen ist.
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Steuervorrichtung (84) vorgesehen ist, die mit der mindestens einen Bildaufnahmeeinrichtung (72, 74, 76, 78, 80) sowie der Brecheranordnung (6) und/oder der Windsichtanordnung (36) und/oder der Rüttelsiebanordnung (14) steuerungstechnisch verbunden ist.
  9. Anordnung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuervorrichtung (84) datentechnisch mit einem Server (88) zur Auswertung der erfassten Daten verbunden ist.
  10. Anordnung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Handheld (90) mit einer Kamera, wie zum Beispiel ein Smartphone, vorgesehen ist, das datentechnisch mit dem Server (88) verbunden ist.
EP20208773.0A 2019-11-29 2020-11-19 Anordnung zum brechen von hülsenfrüchten, insbesondere kakaobohnen, und zur separation von schalen Pending EP3827907A1 (de)

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