JP5631302B2 - 製粉設備において製粉物を特徴識別するためのシステムおよび方法 - Google Patents
製粉設備において製粉物を特徴識別するためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、製粉設備において製粉物を特徴識別するためのシステム、特に穀物製粉設備において穀物製粉製品から成る製粉物流内の粒子を特徴識別するためのシステムであって、該システムが、前記製粉物流の少なくとも一部を通過させるための照射区分を有しており、該照射区分が、前記製粉物流の前記少なくとも一部内の前記粒子に電磁放射線を照射するための少なくとも１つの照射手段を有しており；前記製粉物流の前記少なくとも一部を通過させるための検出区分を有しており、該検出区分が、前記製粉物流の、前記照射区分を通して搬送された部分の前記粒子によって放射された電磁放射線を検出するための少なくとも１つの検出手段を有している形式のものに関する。
さらに、本発明は、穀物製粉製品から成る製粉物流の少なくとも一部を照射区分を通して案内し、前記製粉物流の少なくとも一部内の粒子に電磁放射線を照射し；前記製粉物流の前記少なくとも一部を検出区分を通して案内し、前記製粉物流の、前記照射区分を通して搬送された部分の前記粒子によって放射されたかまたは反射された電磁放射線を検出して、製粉設備において製粉物を特徴識別するための方法、特に穀物製粉設備において穀物製粉製品から成る製粉物流内の粒子を特徴識別するための方法に関する。
通常、製粉物流は最初に純化段を通過する。この純化段では、夾雑物、不純物および品質的に好ましくない製粉物、たとえば破砕粒または感染した粒が、機械式、空気力学式かつ／または光学式の分離プロセスもしくは選別プロセスによって、純化したい製粉物から除去される。その際には、純化された製粉物の純度と歩留りとの間に妥協点が見つけられなければならない。篩および篩分けパラメータ、空気流れおよび／または光学的な分離基準は、純化時に「良質」な製粉物が可能な限り少なく除去され、それにもかかわらず、純化された製粉物の十分な品質が得られるように調整される。したがって、供給される製粉物、純化された製粉物および／または純化中に除去された製粉物を特徴識別することが所望されている。過度に多くの良質な製粉物が、除去された製粉物流内に存在しているかまたは製粉物品質が仕様を上回っている場合には、分離強度が低下させられ、純化後の製粉物品質が過度に低い場合には、措置が相応に逆転されている。供給される製粉物の特徴識別から、この供給される製粉物の品質を判別することができ、良好な分離断面を選択するために、予想を立てることができる。
粒状の材料、たとえば小麦を粉砕機、たとえばローラミルで製粉する場合には、粒状の材料がローラ対のローラの間で粉砕される。規定の粉末度および材料組成の穀粉を得るためには、製粉物が一般的に複数回このような工程を通過させられなければならない。その間、凝集体が衝突分解によって分割され、風力分級と篩分けとによる分級が実施される。こうして、それぞれ異なる粉末度もしくは製粉度を備えた穀粉を得ることができる。
１回の工程の製粉作用は、主として、１つのローラ対の両ローラの間のギャップ間隔と、ローラの回転数と、ローラの回転数比とに左右される。しかし、別のローラミル運転パラメータまたはローラミル特性、たとえば１回の工程の製粉作用に影響を与えるローラ表面のジオメトリおよび摩耗も考えられる。したがって、１回の規定の工程後に得られた製粉物の特徴識別を行うことが所望されている。この製粉物と製粉物目標特徴との間に偏差が生じた場合には、この偏差から出発して、この偏差を可能な限り迅速に再び補償するために、ギャップ間隔、回転数比または場合により別のローラミル運転パラメータの補正が実施されるようになっている。付加的には、たとえば過度に強く摩耗された一方のローラに基づき、目標特徴をもはや有利に達成することができない場合には、ローラミル構成要素の保守要求も認知されるようになっている。
国際公開第２００６／１１６８８２号パンフレットには、粒子流を特徴識別するためのシステムおよび方法が記載されている。このシステムおよび方法では、個々の粒子の形状、寸法または運動特性が検出される。そこでは、特に製粉物流の画像情報が得られる。これによって、製粉物流の粒度分布が規定される。その後、この粒度分布がローラミルの制御または調整のために使用されるようになっている。
本発明の課題は、製粉設備において製粉物流の一層広範囲にわたる精密な特徴識別、特に穀物製粉設備において穀物完全粒、穀物製粉中間製品および穀物最終製品から成る製粉物流内の粒子の精密な特徴識別が可能となるシステムおよび方法を提供することである。
この課題を解決するために本発明に係るシステムでは、前記検出手段が、結像系とカラー画像センサとを有しており、前記粒子が、該粒子によって放射された前記電磁放射線により前記カラー画像センサに結像可能であるように、前記結像系と前記カラー画像センサとが形成されており、該カラー画像センサが、センサ画素を有しており、該センサ画素が、該センサ画素に結像された前記電磁放射線をスペクトル選択的に検出するために形成されているようにした。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記照射区分の搬送下流側に、前記製粉物流内の製粉物凝集体を解凝集するための解凝集区分が設けられている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出区分が、前記製粉物流の方向に沿って前記照射区分の下流に配置されている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出区分と前記照射区分とが、前記製粉物流の方向に沿って同一の箇所に配置されている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出区分が、互いに向かい合って位置する２つの壁を有しており、両壁の間にギャップが形成されており、該ギャップを通って前記製粉物流の前記少なくとも一部が通過可能である。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出手段が、前記ギャップに向けられている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出区分の、互いに向かい合って位置する前記壁が、前記カラー画像センサによって検出可能な前記電磁放射線に対して透過性である。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出区分の、互いに向かい合って位置する前記両壁のうち、第１の壁が、前記カラー画像センサによって検出可能な前記電磁放射線に対して透過性であり、第２の壁が、前記カラー画像センサによって検出可能な前記電磁放射線に対して不透過性であると共に製粉物粒子よりも強く吸収性である。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出手段が、前記ギャップの一方の側において、透過性の前記壁の、前記ギャップと反対の側に配置されており、前記照射手段が、前記ギャップの同一の側において、透過性の前記壁の、前記ギャップと反対の側に配置されており、これによって、前記製粉物流の、前記ギャップを通して搬送される前記粒子に前記電磁放射線が照射されるようになっている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記第２の壁のギャップ側の表面が、前記照射手段によって発せられた前記電磁放射線の、前記製粉物流の前記粒子の表面よりも強い吸収作用を有している。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、互いに向かい合って位置する前記両壁にそれぞれ１つの浄化装置が対応配置されており、該浄化装置によって、互いに向かい合って位置する前記両壁または単に透過性の前記壁から、該壁に付着している前記製粉物粒子が除去されるようになっている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記浄化装置が、振動源、特に超音波源であり、該振動源が、互いに向かい合って位置する前記両壁にそれぞれ固く結合されており、これによって、前記両壁が振動させられるようになっている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記浄化装置が、振動源、特に超音波源であり、該振動源によって、互いに向かい合って位置する前記両壁の間のガス状の媒体が振動させられるようになっている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記照射区分と前記検出区分とが、前記製粉設備の粉砕ユニットの下流にかつ／または分別ユニットの下流にかつ／または純化ユニットの下流に配置されている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記粉砕ユニットがローラミルである。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記ローラミルの第１の軸方向の端部の領域に第１の照射・検出区分が配置されており、前記ローラミルの第２の軸方向の端部の領域に第２の照射・検出区分が配置されている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記システムが、前記カラー画像センサから生成された画像を処理するための画像処理システムを有している。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記システムが、特に組み込まれた演算ユニットを有しており、該演算ユニットによって、画像情報が連続的に評価可能であり、得られた個別粒子情報または統計が、特に規定された期間内でプロセスまたは機械の監視装置、制御装置、調整装置および／またはデータメモリに伝送可能である。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出区分が、少なくとも１つの照明手段または組み合わされた照明手段を有しており、前記製粉物粒子が、特にテレセントリック入射光によって検出可能であるように、前記照明手段が形成されていて、配置されている。
本発明に係るシステムの有利な態様によれば、前記検出区分が、少なくとも１つの照明手段または組み合わされた照明手段を有しており、前記製粉物粒子が、組み合わされた透過光と入射光とによって検出可能であるように、前記照明手段が形成されていて、配置されており、前記入射光が、特に鋭角を成して前記製粉物流に方向付けられている。
さらに、前述した課題を解決するために本発明に係る方法では、前記粒子を、該粒子によって放射された前記電磁放射線によりカラー画像センサに結像し、該カラー画像センサによって、前記電磁放射線を前記カラー画像センサのセンサ画素においてスペクトル選択的に検出するようにした。
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記製粉物流の前記少なくとも一部を前記検出区分を通して搬送する前にかつ／または搬送する間に、前記製粉物流内の製粉物凝集体の解凝集を行う。
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記製粉物流の前記少なくとも一部を前記検出区分を通して搬送する間にかつ／または搬送した後に、前記カラー画像センサに結像された画像の処理を行う。
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記粒子への前記電磁放射線の照射と、前記粒子によって放射された前記電磁放射線の検出と、前記カラー画像センサに結像された前記画像の処理とを連続的に行う。
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記粒子への前記電磁放射線の照射をストロボスコープ式に一連の閃光によって行う。
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記製粉物流の前記少なくとも一部の、前記カラー画像センサに結像された前記画像を、前記製粉設備の制御または調整のために使用する。
本発明に係る方法の有利な態様によれば、前記製粉物流の前記少なくとも一部の、前記カラー画像センサに結像された前記画像を、前記製粉設備の粉砕ユニットおよび／または分別ユニットの調整のために使用する。
製粉設備において製粉物を特徴識別するための本発明に係るシステムは、（１．）製粉物流の少なくとも一部内の粒子に電磁放射線を照射するための照射手段を備えた、製粉物流の少なくとも一部を通過させるための照射区分と；（２．）製粉物流の、照射区分を通して搬送された部分の粒子によって放射された電磁放射線を検出するための検出手段を備えた、製粉物流の少なくとも一部を通過させるための検出区分とを有している。本発明によれば、検出手段が、結像系とカラー画像センサとを有しており、これによって、粒子が、この粒子によって反射されたかまたは放射された電磁放射線によりカラー画像センサに結像される。このカラー画像センサはセンサ画素を有している。このセンサ画素は、このセンサ画素に結像された電磁放射線をスペクトル選択的に検出するために形成されている。
本発明によれば、製粉物流の粒子を特徴識別するために、製粉物流の粒子が、この粒子によって放射された電磁放射線によりカラー画像センサに結像され、その後、このカラー画像センサがそのセンサ画素において電磁放射線をスペクトル選択的に検出することによって、「カラー情報」の使用が可能となる。ここで、「カラー情報」とは、本発明の範囲内では、狭義での色だけでなく、可視スペクトルを越えるスペクトル情報、特にＵＶ範囲およびＩＲ範囲におけるスペクトル情報も意味している。
こうして、粒度分布による特徴識別をカラー情報に基づく特徴識別の別の次元によって精密化することができる。このことは、穀物の製粉結果の判別時に特に有利である。なぜならば、１つの穀物粒の種々異なる領域から生成された破砕片が、種々異なる色を有しているかもしくは規定の電磁放射線（ＩＲ、可視光、ＵＶ）の放散に対して種々異なる放射特性を有しているからである。したがって、たとえば胚乳から生成された穀物粒破砕片もしくは製粉製品は明色、どちらかといえば、白色ないし黄色を呈し、穀物粒の胚芽の部分は、黄色ないし緑色を呈し、皮領域から生成された穀物粒破砕片は暗色、どちらかといえば、褐色を呈す。
小麦の製粉時には、たとえば小麦粒全体が、胚乳または皮部分からしか成っていない過度に小さな粒子もしくは胚乳／皮部分混合粒子である過度に小さな粒子に見境なく粉砕されることがしばしば阻止されなければならない。それどころか、小麦粒または別の穀物粒を選択的に粉砕し、これによって、純粋な胚乳粒子が主にもしくは平均的に小さく、ほぼ「ボール形状」または「ブロック形状」を有しており、皮部分が主にもしくは平均的に大きく、ほぼ「プレート形状」を有していることが目標とされている。このような選択的な粉砕によって、続く分別ステップでの製粉物の分別が容易になる。これによって、全ての製粉プロセス、すなわち、粉砕と、これに続く、穀物破砕片のサイズにも形状にも準じた一層簡単な選別／分別とをより効率よく行うことができる。これによって、種々異なる最終製品、たとえばふすま、セモリナ、穀粉または胚芽の製造だけでなく、たとえば繊維含量、無機質含量、タンパク質含量および／または脂肪含量に関する最終製品組成における変更も可能となる。
粒度情報と粒子カラー情報との本発明による使用によって、粉砕工程および／または分離工程の選択性を、単に粒度情報を使用する場合よりも良好に判別することができる。
すでに述べた小麦の粉砕の例に対して、これが意味するところは、粉砕工程の選択性が高い場合には、実際、単に純粋な胚乳粒子と、ほんの僅かしか胚乳が付着していない皮部分とが提供されるのに対して、選択性が低い場合には、多くの胚乳／皮部分混合粒子と、ほんの僅かな純粋な胚乳粒子と、ほんの僅かしか胚乳が付着していない僅かな皮部分とが提供されるということである。
小麦粉砕に対して、粒度スペクトルにおいて、小さな粒子が明色もしくは白色ないし黄色を呈し（胚乳分別）、大きな粒子が暗色もしくは灰色ないし褐色を呈す（皮部分）場合には、本発明につき高い選択性が証明される。
カラー情報を用いて、画像処理によって粒子の量的な組成を推測することができる。カラー情報は粒度情報に結び付けることができる。これによって、純粋な皮部分（暗色もしくは灰色ないし褐色）の粒度分布と、規定の割合の成分を備えた混合部分の粒度分布と、純粋な胚乳部分の粒度分布とを得ることができる。この結び付けられた情報は、カラー情報と粒度情報との結合を成していて、プロセスの制御および／または調整のために使用することができる。たとえば混合部分の割合が増加するかまたは皮部分のサイズが低下すると、その原因として、製粉箇所のギャップ幅、穀物の湿分の変化またはローラの表面の摩耗が考えられる。過去に蓄積された測定データの評価と、粒子カラー情報と粒度との協働に関する測定データの評価とによって、誤差原因を著しく限定することができる。また、別の粒子特性、たとえば粒子表面積、粒子輪郭特性、粒子形状係数および粒子速度をカラー情報に結び付け、これによって、製品と、機械または設備の運転状態とについて詳細に証言することも可能となる。カラー画像センサは、誘導測定法および／または容量測定法を使用するために、別の測定法、たとえばＮＩＲ（近赤外線）測定、ＭＩＲ（中赤外線）測定、ＩＲ測定またはＵＶ測定と組み合わせることもできる。
有利には、照射区分の搬送下流側に、つまり、粒子の搬送方向で見て照射区分の下流側に、製粉物流内の製粉物凝集体を解凝集するための解凝集区分が設けられている。これによって、複数の製粉物粒子から成る凝集体が誤って大きな製粉物粒子として検出され、認識されることが阻止される。有利には、粒子が解凝集区分において空気流れ内で加速させられ、この場合に発生させられる流れ機械的な剪断力によって個別化される。理想的には、穀物製粉中間・最終製品が検出区分に１０ｍ／ｓよりも高い速度で供給され、穀物完全粒が検出区分に１〜１０ｍ／ｓの速度で供給される。
検出区分は製粉物流の方向に沿って照射区分の下流に配置されていてよい。このことは、粒子への設定されたスペクトルの照射後にある程度の遅れを伴って初めて、粒子によって放射されるスペクトルの著しい相違が生じるかまたは設定された周波数（もしくは波長）が生じる場合に特に有利である。したがって、たとえば暗色の皮部分は、可視光の照射後、明色の胚乳粒子よりもＩＲにおいて強く放射する傾向にある。
検出区分と照射区分とは製粉物流の方向に沿って同一の箇所に配置されていてもよい。これによって、本発明における装置のコンパクトな構造が可能となる。
有利には、検出区分が、互いに向かい合って位置する２つの壁を有しており、両壁の間にギャップが形成されており、このギャップを通って製粉物流の少なくとも一部が通過可能である。この態様では、互いに向かい合って位置する両壁が、有利には互いに平行に配置された扁平な面状体である。有利には、検出手段がギャップに向けられている。
有利には、検出区分の、互いに向かい合って位置する壁が、カラー画像センサによって検出可能な電磁放射線に対して透過性である。したがって、カラー画像センサを選択的にギャップの各側で一方の壁の背後に配置することができる。付加的には、検出区分のギャップの両側への照射ユニットの取付け時に、入射光照明と透過光照明との組合せによって、両照明方法の利点を組み合わせることができる。透過光での製粉物の、有利にはテレセントリック照射によって、小さな製粉物粒子の陰影の輪郭も正確にカラー画像センサに結像されるのに対して、垂線に対して、有利には少なくとも４５゜の角度を成して斜めに入射する入射光によって、相応の粒子カラー情報が検出される。これによって、純粋な入射光照明に比べて、より鮮明な輪郭を検出することができるものの、それにもかかわらず、純粋な透過光照明と異なり、カラー情報を検出することができる。
有利には、検出区分の、互いに向かい合って位置する両壁のうち、第１の壁が、カラー画像センサによって検出可能な電磁放射線に対して透過性であるのに対して、第２の壁は、カラー画像センサによって検出可能な電磁放射線に対して不透過性であると共に製粉物粒子よりも強く吸収性である。この配置態様では、カラー画像センサが、ギャップの一方の側において、透過性の壁の、ギャップと反対の側に配置されており、カラー画像センサによって検出可能な電磁放射線に対する電磁放射線源、特に光源が、ギャップの同一の側において、透過性の壁の、ギャップと反対の側に配置されている。これによって、製粉物試料の、ギャップを通して搬送される製粉物に電磁放射線を照射することができ、製粉物試料の粒子の散乱光もしくは反射光がカラー画像センサの視野に到達する。有利には、この配置態様では、テレセントリック対物レンズがテレセントリック照射と共に使用され、これによって、製粉物粒子を全被写界深度範囲内で縮尺通りに検出することができる。
有利には、検出手段が、ギャップの一方の側において、透過性の壁の、ギャップと反対の側に配置されており、照射手段が、ギャップの同一の側において、透過性の壁の、ギャップと反対の側に配置されており、これによって、製粉物流の、ギャップを通して搬送される粒子に電磁放射線が照射される。
有利には、第２の壁のギャップ側の表面が、照射手段によって発せられた電磁放射線の、製粉物流の粒子の表面よりも強い吸収作用を有している。これによって、ギャップ側の表面の前方で運動させられる反射性の製粉物粒子と、壁によって反射された電磁放射線との間に十分に多くのコントラストが存在し、これによって、結像された製粉物粒子の容易な検出を行うことができ、続く画像処理が著しく容易になる。これによって、画像処理時の費用および時間のかかるフィルタプロセスが省略される。
互いに向かい合って位置する両壁には、それぞれ１つの浄化装置が対応配置されていてよく、この浄化装置によって、互いに向かい合って位置する両壁から、これらの壁に付着している製粉物粒子を除去することができる。浄化装置は、振動源、特に超音波源であってよく、この振動源は、互いに向かい合って位置する両壁にそれぞれ固く結合されており、これによって、両壁を振動させることができる。これによって、静止している過度に多くの製粉物粒子、すなわち、一方の壁または他方の壁に付着している過度に多くの製粉物粒子がカラー画像センサに結像されないようになっている。壁に付着している製粉物粒子の粒度分布は、通常、製粉物流内で一緒に案内される製粉物粒子と異なる粒度分布である。したがって、製粉物流画像情報を検出しかつ処理する際に、静止している製粉物粒子と運動させられる製粉物粒子との間の識別を省略したい場合には、壁に付着している粒子を「振り落とす」ために、このような壁浄化が規則的に実施されることが望ましい。浄化装置として、互いに向かい合って位置する両壁の間のガス状の媒体を振動させることができる振動源、特に超音波源が考慮される。
有利には、照射区分と検出区分とが、製粉設備の粉砕ユニットの下流にかつ／または分別ユニットの下流に配置されている。この態様では、粉砕ユニットが、特にローラミルである。有利には、この事例では、ローラミルの第１の軸方向の端部の領域に第１の照射・検出区分が配置されており、ローラミルの第２の軸方向の端部の領域に第２の照射・検出区分が配置されている。これによって、ローラ対に沿った軸方向の位置の関数として製粉度に関する情報を得ることができる。ローラ対に沿った非対称的な製粉物特徴または特にローラ通路の左側の端領域と右側の端領域との間の非対称的な製粉物特徴の事例では、ローラ対のローラの誤った方向付けを推測することができ、補正により影響を与えることができる。
有利には、システムが、カラー画像センサから生成された画像を処理するための画像処理システムを有している。この画像処理システムは、有利には、カラー画像センサによって（特に反射光モードまたは透過光モードで）結像されて検出された製粉物粒子において、運動させられる製粉物粒子と、壁に付着している製粉物粒子との間の識別を行うための手段を有している。このためには、たとえば１つの粒子の２回の検出によって１つの画像または２つの連続する画像において粒子の速度が検出されてよい。択一的には、２つの画像の少なくとも最後の画像の分析によって、静止している粒子が認識されてもよい。この場合、壁に付着している静止している製粉物粒子は、画像処理時の評価中に考慮されないままであり、これによって、運動させられる製粉物粒子しか評価のために使用されない。これによって、製粉物の粒度分布の悪化が回避される。
有利には、製粉物流の少なくとも一部を検出区分を通して搬送する前にかつ／または搬送する間に、製粉物流内の製粉物凝集体の解凝集が行われる。有利には、製粉物流の少なくとも一部を検出区分を通して搬送する間にかつ／または搬送した後に、カラー画像センサに結像された画像の処理が行われる。粒子への電磁放射線の照射と、粒子によって放射された電磁放射線の検出と、カラー画像センサに結像された画像の処理とは連続的に行われてよい。この態様では、特に粒子への電磁放射線の照射をストロボスコープ式に一連の閃光によって行うことができる。
カラー画像センサに結像された画像の連続的な処理を可能にするためには、システムが、理想的には、特に組み込まれた演算ユニット、たとえばＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌｅｒ Ｓｉｇｎａｌｐｒｏｚｅｓｓｏｒ）および／またはＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）を有しており、これによって、１秒あたり、有利には１５画像よりも高い画像速度を処理することもできる。演算ユニットは、カラー画像センサによって検出されるデータ量を減少させ、このデータ量を、測定された粒子特性、たとえば粒子カラー割合、粒度、粒子輪郭、粒子形状および／または粒子速度に関して、統計的に重要な情報を表すヒストグラムで分類する。その後、この情報が、有利には１秒〜５分の測定時間にわたって累積され、その後、プロセス監視、制御または調整のための装置にもしくはデータメモリに伝送される。
製粉物流の少なくとも一部の、カラー画像センサに結像された画像は、製粉設備の調整、しかも、特に製粉設備の粉砕ユニットおよび／または分別ユニットの調整のために使用されてよい。
本発明によって、粒度、粒子形状および場合により別の特性、たとえば粒子速度に対して付加的に、穀物粒の主成分から成る種々異なる粒子の色の違いを識別することが可能となる。これによって、穀物粒の色の異なる主成分（胚乳、皮、胚芽）に対して、色特有の各粒度分布を規定することが可能となる。これによって、１回の製粉過程における１回の粉砕ステップもしくは分別ステップの粉砕・分別結果が精密に認識され、これによって、製粉プロセスをオンライン最適化することができ、それぞれ異なる原料および周辺条件に対して最適な運転状態を調整することができる。
照射区分１つにつき２つまたはそれ以上の検出手段を使用することによって、十分に正確な粒度統計を獲得するための時間を著しく短縮することができる。検出手段は、有利には、それぞれ異なる大きさの画像区分を有している。１つまたはそれ以上の検出手段に対して１つの照射手段を使用することができる。
本発明を以下に概略図につき説明する。なお、本発明の対象は、概略図に示した実施の形態に限定されるものではない。
図１には、穀物完全粒１と、穀物破砕粒２と、感染した穀物粒３と、夾雑物４とが示してある。穀物粒の皮部分は暗色（灰色ないし褐色）であるのに対して、胚乳は明色（白色ないし黄色）である。このことは、穀物破砕粒２の破砕縁部に図示してある。粒の感染は暗色である。
図２には、典型的な粉砕製品が概略的に示してある。この粉砕製品：つまり、純粋な皮部分４ならびに胚乳５と場合により胚芽７とがまだ付着している皮部分：は、穀物粒の製粉時に得られる。有利な製粉製品は、ボール状のまたはブロック状の純粋な胚乳粒子６である。
図３には、穀物製粉設備において穀物製粉製品から成る製粉物流内の粒子を特徴識別するための本発明に係るシステムの実施の形態が概略的に示してある。この実施の形態では、製粉物流が通過するギャップの同じ高さに照射区分と検出区分とが配置されている。種々異なる製粉製品（４，５；６）がギャップを通過する。また、種々異なる製粉製品（４，５；６）には、照射ユニット８を介して電磁放射線（ここでは透過光）が照射される。このように電磁放射線が照射された製粉製品（４，５；６）は自体さらに電磁放射線を放射する。この電磁放射線はレンズまたはレンズ系１１を介してカラー画像センサ１０に案内され、このカラー画像センサ１０によって検出される。（照射ユニット８によって発生させられた）透過光と、入射光との組合せが特に有利である。この入射光は鋭角を成して製粉物流に方向付けられている。このことは、照明ユニット９によって図示してある。
１ 穀物完全粒
２ 穀物破砕粒
３ 感染した穀物粒
４ 夾雑物
５ 胚乳
６ 胚乳粒子
７ 胚芽
８ 照射ユニット
９ 照明ユニット
１０ カラー画像センサ
１１ レンズ系
２ 穀物破砕粒
３ 感染した穀物粒
４ 夾雑物
５ 胚乳
６ 胚乳粒子
７ 胚芽
８ 照射ユニット
９ 照明ユニット
１０ カラー画像センサ
１１ レンズ系
Claims (14)
- 穀物製粉設備において穀物製粉製品から成る製粉物流内の粒子を特徴識別するための製粉物特徴識別システムであって、該製粉物特徴識別システムが、
前記製粉物流の少なくとも一部を通過させるための照射区分を有しており、該照射区分が、前記製粉物流の前記少なくとも一部内の前記粒子に電磁放射線を照射するための少なくとも１つの照射手段を有しており；
前記製粉物流の前記少なくとも一部を通過させるための検出区分を有しており、該検出区分が、前記製粉物流の、前記照射区分を通して搬送された部分の前記粒子によって放射された電磁放射線を検出するための少なくとも１つの検出手段を有しており、
前記検出手段が、結像系とカラー画像センサとを有しており、前記粒子が、該粒子によって放射された前記電磁放射線により前記カラー画像センサに結像可能であるように、前記結像系と前記カラー画像センサとが形成されており、該カラー画像センサが、センサ画素を有しており、該センサ画素が、該センサ画素に結像された前記電磁放射線をスペクトル選択的に検出するために形成されている形式のものにおいて、前記検出区分が、少なくとも１つの照明手段または組み合わされた照明手段を有しており、前記粒子が、組み合わされた透過光と入射光とによって検出可能であるように、前記照明手段が形成されていて、配置されており、前記特徴識別が、粒度分布による特徴識別を含んでおり、前記製粉物特徴識別システムが、演算ユニットを有しており、該演算ユニットによって、画像情報が連続的に評価可能であり、得られた個別粒子情報または統計が、プロセスまたは機械の監視装置、制御装置、調整装置および／またはデータメモリに伝送可能であることを特徴とする、製粉物特徴識別システム。 - 前記検出区分が、互いに向かい合って位置する２つの壁を有しており、両壁の間にギャップが形成されており、該ギャップを通って前記製粉物流の前記少なくとも一部が通過可能である、請求項１記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記検出手段が、前記ギャップに向けられている、請求項２記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記検出区分の、互いに向かい合って位置する前記壁が、前記カラー画像センサによって検出可能な前記電磁放射線に対して透過性である、請求項２または３記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記照射区分と前記検出区分とが、前記製粉設備の粉砕ユニットの下流にかつ／または分別ユニットの下流にかつ／または純化ユニットの下流に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記粉砕ユニットがローラミルである、請求項５記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記ローラミルの第１の軸方向の端部の領域に第１の照射・検出区分が配置されており、前記ローラミルの第２の軸方向の端部の領域に第２の照射・検出区分が配置されている、請求項６記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記演算ユニットが、組み込まれた演算ユニットである、請求項１から７までのいずれか１項記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記個別粒子情報または前記統計が、規定された期間内で前記プロセスまたは前記機械の前記監視装置、前記制御装置、前記調整装置および／または前記データメモリに伝送可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の製粉物特徴識別システム。
- 前記照明手段または前記組み合わされた照明手段は、前記製粉物粒子が、テレセントリック入射光によって検出可能であるように形成されていて、配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の製粉物特徴識別システム。
- 請求項１から１０までのいずれか１項記載の少なくとも１つの製粉物特徴識別システムを有する穀物製粉設備。
- 穀物製粉製品から成る製粉物流の少なくとも一部を照射区分を通して案内し、前記製粉物流の少なくとも一部内の粒子に電磁放射線を照射し；
前記製粉物流の前記少なくとも一部を検出区分を通して案内し、前記製粉物流の、前記照射区分を通して搬送された部分の前記粒子によって放射されたかまたは反射された電磁放射線を検出し、
前記粒子を、該粒子によって放射された前記電磁放射線によりカラー画像センサに結像し、該カラー画像センサによって、前記電磁放射線を前記カラー画像センサのセンサ画素においてスペクトル選択的に検出して、穀物製粉設備において穀物製粉製品から成る製粉物流内の粒子を特徴識別するための製粉物特徴識別法において、前記粒子を、組み合わされた透過光と入射光とによって検出し、前記特徴識別が、粒度分布による特徴識別を含んでおり、画像情報を連続的に評価し、得られた個別粒子情報をプロセスまたは機械の監視装置、制御装置、調整装置および／またはデータメモリに伝送することを特徴とする、製粉物特徴識別法。 - 前記製粉物流の前記少なくとも一部の、前記カラー画像センサに結像された前記画像を、前記製粉設備の制御または調整のために使用する、請求項１２記載の製粉物特徴識別法。
- 前記製粉物流の前記少なくとも一部の、前記カラー画像センサに結像された前記画像を、前記製粉設備の粉砕ユニットおよび／または分別ユニットの調整のために使用する、請求項１３記載の製粉物特徴識別法。
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