JPH06281430A - 粉粒体の精製、分級方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は経費、エネルギー、所要面積を少な
くして、選別又は精製の品質を改善することを目的とす
る。 【構成】 本発明は、穀粒、もみごめ、大豆、ひまわり
の種子、コーヒー豆のような粉粒体の形状の食品を精製
するために、予備洗浄６の次に、色彩及び又は大きさ及
び又は形状により選別することのできる１基の光学的分
級装置２４を使用し、各粒子はパラメータにより定めら
れた粒子等級に配分され、場合によっては各粒子は粉粒
体を輸送する担体からそれぞれの粒子等級用の収容範囲
４３、４４、４５に送られそして粉粒体を精製するため
に、果物及び粗悪な粒子が製品から選別除去され、製品
は場合によってはその等級に区分けされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は穀粒、もみごめ、大豆、
ひまわりの種子、コーヒー豆などのような粉粒体の形状
の食品を選別又は分級により精製する方法に関し、この
場合の精製と分級とはこれらの食品を更に加工するため
の準備工程の範囲で行われる。穀類は予備清浄と一次精
製の後で湿潤し、磨いてから粉砕機、好ましくは製粉用
ロールミルで粉砕して粉にする。もみごめの場合には予
備清浄の後に一次精製と精米が行われる。一次精製には
異物粒子の除去、もみすり工程、もみがらと望ましくな
い米粒の廃棄が含まれる。精白後のぬかを除いた米粒は
好ましくは幾つかの大きさの等級に区分される。大豆や
ひまわりの種子のような採油用種子は予備清浄後、一次
精製を行って、引き続き好ましくは製油の工程に送られ
る。ひまわりの種子の場合好ましくは脱殻工程の後に一
次精製を行ってここで異物と一緒に殻の部分を除去す
る。コーヒー豆の場合にも予備清浄の後で脱殻してから
一次精製を行い、続いてコーヒー豆を大きさと品質によ
り分級する。

【従来の技術】穀類、もみごめ、採油用種子、コーヒー
豆などは天産物として大量に収穫されるので、当然他の
物質が混じり込む。夾雑物としては例えば目的の産物よ
りも遥かに大きい金属、ガラス、木片、植物の一部、ひ
も、石などや、遥かに小さい粉塵、砂などがある。これ
らの異物は主として予備清浄の範囲で、例えば動揺ふる
い又は振動ふるい及び／又は回転ふるいのような分離用
のふるい装置を用いて除去する。一方夾雑物には更に、
目的の産物の粒子とほぼ同じ位の大きさの粒子、例えば
発育不良や虫食いの粒子及び／又は加工すべき産物の殻
並びに種子や石などが含まれる。このような夾雑物は一
次精製の範囲で一般に幾つかの機械を用いて選別除去さ
れる。この選別は製品と夾雑物とを区分する基準によっ
て行う。これらの基準とこの基準に従って分別する機械
は主として次の通りである。即ち、大きさはふるいによ
り、密度は風力分級機により、そして形状は穀類精選機
(trieur) により分別する。これらの種々の選別方法に
は勿論相当する数の機械類が必要であり、各選別基準に
対して場合によっては幾つかのそのような機械及び／又
は機械の組合せ、例えばふるい装置と吸引装置又は風力
分級機の組合せが設けられる。このことは単に設備投資
の大きな金額だけでなく、それだけ大きな運転エネルギ
ーの消費と必要面積とを意味する。粗悪な粒子と所望の
粒子との間の大きさ、密度及び形状の相違が小さい場合
には、大きな機械的費用を掛けても良い分離を得ること
はできない。例えばもみがらの残った、或いは黒い色の
付いた小さな米粒を籾殻を除いた玄米又は精白米から選
別することは不可能である。

【本発明の解決しようとする課題】本発明の課題は、経
費、エネルギー、所要面積を少なくして、粉粒体の選別
又は精製の品質を改善することにある。

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、粉粒体
を一次精製の際及び場合によっては既に予備清浄の際
に、採油用種子に於いてはその代わりこれらの精製の後
で、光学的検査を実施する本発明の方法によって解決さ
れる。この光学的検査では色彩、大きさ及び形状の基準
の内の少なくとも一つが検出される。色彩、大きさ及び
／又は形状の情報を評価した後で異物又は粗悪な部分の
選別除去及び／又は種々の等級への分級を実施する。粉
粒体の精製と色彩による光学的分級とは相互に関係なく
公知であるが、ここでは、精製への色彩分級の適用、特
に精製のための色彩分級と大きさ及び／又は形状の光学
的分級との組合せが公知の方法に対して大きな進歩であ
ることを実証する。例えば米の場合に、もみがら付き、
もみがらなしの米粒、もみがら、黒点のある米粒、緑
米、砕米の選別分離と種々の大きさの米粒の分離又は分
級は有意義であり、これは本発明の方法により始めて可
能である。本発明の教示は、人間の眼による判定が非常
に信頼性があり、従って光学的検出装置と、大きさ及び
／又は形状及び／又は色彩の情報を引き出してこれを選
別すべき等級を特徴づける値と比較する評価装置との組
合せにより、精製又は分級の目的を品質的に極めて良好
に、同時に機械、経費、エネルギー及び面積の使用を少
なくして達成できると言う知見に基づいている。事実、
光学的分級により、実質的に全ての異物、虫食いの製品
及び場合によっては殻のような製品の不要部分を選別除
去できることが実験の結果明らかになった。異物を選別
除去するために製品の流れの全ての粒子を光学的に検査
すれば、大きさ及び／又は形状及び／又は色彩によって
所望の製品を製品等級に分級するために必要な追加経費
は非常に少なくて済む。こうして例えば米やコーヒー豆
の場合のように製品を異なる品質等級に区分できる。光
学的分級は更に、大きさの厳密な分級を精製方法の合理
化の目的に使用できる利点がある。例えば脱殻装置を粒
子の大きさの分布のある最適の範囲に調節して、光学的
分級装置からこの粒径範囲にある粒子だけを供給するこ
とができる。色彩と大きさとの両方と場合によっては形
状とにより分級を行えば、望ましい粒子を望ましくない
粒子から最適に分離できる。大きさは好ましくは粒子の
長さ又は直径に相当する少なくとも１個の値及び／又は
粒子の断面又は検査面に相当する少なくとも１個の値に
より特徴づけられる。形状情報には少なくとも１個の有
効な粒子輪郭及び／又は例えば検査面の一次、二次及び
／又は三次の断面モーメントのような少なくとも１個の
誘導量が含まれる。選別等級又は粒子等級を特徴づける
値は、好ましくは学習運転の範囲に於いてそれぞれの粒
子等級を代表する少なくとも１個の粒子の画像情報の評
価によって求めるか、或いは必要があれば大きさ及び／
又は形状のパラメータの場合にはこれらの値を許容範囲
付きの標準値として与えるようにする。普通光学的分級
装置は粒子を個別に分布する分布装置、分布した粒子を
運搬又は保持する担体、及び選別装置又は除去装置を含
み、その際各構成要素が予め設定された粒径スペクトル
に対して設計されているので、製品にはこのスペクトル
の範囲外の異物が含まれていてはならない。もし製品に
スペクトルの範囲外の異物が混入していれば、製品を好
ましくは振動ふるい及び／又は回転ふるい及び／又は風
力分級機により予備清浄して大きすぎる粒子及び／又は
小さすぎる粒子を除去してこの光学的分級装置の機能を
損なわないようにする必要がある。本発明の好ましい実
施態様によれば、光学的検査を少なくとも１個のオプト
エレクトロニクセンサ、好ましくはアレイカラーテレビ
カメラ、場合によってはマトリックスカラーテレビカメ
ラにより実施し、粉砕すべき材料の品質を評価するセン
サ又はカメラの出力信号を電子式データ処理プロセス、
特に少なくとも１個の見本粒子のパラメータと粉粒体か
らのその都度の粒子とを比較する比較プロセスか又は場
合によってはある表記載の情報の問合せとしてのデータ
処理プロセスで処理して、その結果の信号を処理した製
品粒子用の選別装置の自動制御を行うために使用する。
この処理工程により製品又は粒子の要求される品質に関
連して基準又はパラメータの正確な評価が可能になる。
評価基準は粒子の光学的特性を含み、これらの性質は可
視範囲外の光線、例えば赤外線または紫外線の照射によ
り又はその受光の際に認められるので、これらの評価基
準用に相当する波長の範囲の光源及び／又はカメラを設
ける必要がある。機械的の例えばふるい、又は種子選別
機の場合のような製品粒子を収容する袋を有する分離装
置に対して、光学的分級装置は更に摩耗が遙かに少ない
という利点がある。ふるいによる分離では、全ての粒子
が少なくとも１回は直接ふるいの目にあたるという、ふ
るい面の上での粒子の運動を必要とする。このふるい面
上の粒子の激しい運動によりふるいは不所望に摩耗し、
保全作業の増大とふるい交換による運転中断を招く。ふ
るいの摩耗に相当して製品も摩耗し、製品の品質が損な
われるだけでなく除去しなければならない製品粉末の発
生を覚悟する必要がある。光学的分離は製品を傷めない
分離方法の一つであり、傷みやすい製品の場合にも使用
することができる。光学的分離装置又は選別装置の場合
には、分離限界の変更は非常に簡単で、機械的部品を交
換する必要がなく、単に選別すべき等級を特徴づける大
きさ及び／又は形状及び／又は色彩の値乃至は予め設定
した表を与えるだけでよい。例えば位置合わせや自動修
正のような電子的制御手段により運転中の分離限界の変
化を防止でき、これで運転が長時間に及んでも製品の一
定の品質が保証される。機械的分離装置の場合分離限界
の変更にはふるい及び／又は選別機部品の交換か、風力
分級機では正しい気流の調節が必要である。分離に影響
を与える諸元を正しく選定するには熟練した操作員及び
場合によっては費用の掛かる実験を必要とし、更に運転
中に製品粉末による分離装置の汚染が増大して分離限界
が変動する可能性もある。更に本発明は、担体の上で画
像解析装置のセンサにより選別除去される、粉粒体又は
類似の材料の粉末を分級する方法並びにこの方法を実施
するための選別除去装置に関し、その際選別除去は１個
のアクチュエータを介して除去すべき粒子に作用するエ
ネルギーによって行う。欧州特許Ａ−４７５１２１に
は、粒子状材料を色彩及び／又は大きさ又は形状によっ
て認識し、圧縮空気ノズルのようなアクチュエータによ
り分別できる画像評価回路が記載してある。この書類に
よれば、１つの作業工程で幾つかの異なる基準により分
級するためには選別除去用の基準の数と実際に同数のア
クチュエータを必要とすると言う。これはアクチュエー
タの費用が少なくないだけでなく、そのためにかなりの
スペースを要する。更にそれぞれのアクチュエータによ
り選別除去すべき粒子に加えられるエネルギーは実質的
に常に一定である。粒子間の大きさの相違が僅かで質量
の差が極めて少ない場合にはこの点はあまり問題でない
が、このような公知の装置を非常に様々の粒子を含む材
料に使用した場合、質量に大きな差のある除去すべき粒
子を他の粒子と同じ場所に排除することはもはや保証で
きない。これは特に殻の残った粒状果実の場合に特に問
題となる。従って上述の種類の方法とこの方法を実施す
るための選別除去装置を、粒子を単一のアクチュエータ
により評価装置の指令に従って異なる場所に排除するこ
とができ、及び／又は質量の非常に異なる粒子をそれぞ
れ１個の同一のアクチュエータにより排除できるように
構成することも本発明の目的である。この目的は本発明
によれば、選別除去すべき粒子に作用するエネルギーを
画像解析の結果を基にして調節することによって達成さ
れる。この方法では粒子の形状、質量などが考慮される
ので、非常に異なる粒子から成る粒状材料でも確実に分
級することができる。１個又はごく少数のアクチュエー
タの使用により設備費用並びに所要スペースや設置面積
に対する要求が少なくなる。本発明のもう一つの形態で
は、選別除去すべき粒子に作用するエネルギーを画像解
析の結果によりその強さ及び／又は作用時間を調節す
る。この対策により作用するエネルギーを簡単に適応さ
せることが可能になる。もう一つの好ましい本発明の実
施態様によれば、選別除去するためのエネルギーが、短
時間のエネルギーパルスの形で選別除去すべき粒子に作
用する媒体、好ましくは気体のエネルギーであり、エネ
ルギーを高める必要があればエネルギーパルスの時間を
延長して、最も簡単に選別除去エネルギーを調節でき
る。特にもう一つの好ましい本発明の実施態様により、
選別除去エネルギーを圧縮空気流を用いて粒子に作用さ
せるようにし、その空気圧を前記画像解析の結果により
変更するようにすれば、目的とする分級の品質を確保で
きる信頼すべき作業プロセスが得られる。１個のオプト
エレクトロニクセンサと、特に各粒子の色彩及び／又は
大きさ或いは形状を測定する該センサに接続した１個の
画像解析装置と、選別除去すべき粒子に選別除去エネル
ギーを加える少なくとも１個のアクチュエータとを備え
た、前記方法を実施するための選別除去装置に於いて、
本発明は、前記画像解析装置の出力に少なくとも間接
に、解析の結果除去すべき粒子に必要な選別除去エネル
ギーを求める１基の計算装置を接続し、この計算装置の
出力をエネルギー制御装置の入力、好ましくは各アクチ
ュエータの入力に連結し、その際好ましくは前記計算装
置にエネルギーパラメータ用の入力機を配分することを
提案する。この装置により前記方法の有効な経済的な実
施が可能で、設備又は構造の費用を低く抑えることがで
きる。本発明の選別除去装置の一つの好ましい実施態様
によれば、エネルギー制御装置として、１個の空気圧ア
クチュエータ例えば圧縮空気を噴出する吹出しノズル
に、前記計算装置により制御される１個の比例弁を設け
ることが提案され、この方法で、粒子の除去及び場合に
よっては一つの貯槽への送り込みに必要なエネルギーを
鋭敏に正確に、且つ広い範囲にわたって正確に選別除去
すべき粒子に作用させることができる。例えば基本調整
又は基本調整の範囲を超えたエネルギーを選別除去用に
作用させることができるように、一時的にエネルギーを
追加する必要があれば、本発明の一つの好ましくは実施
態様によれば、１個の吹出しノズルにより形成された１
個のアクチュエータを、１個の逆止弁とこの逆止弁に後
置した１個の切換弁とを介して圧縮空気源と、更にもう
１個の弁を介して圧縮空気アキュムレータとの両方に接
続し、前記切換弁ともう１個の弁が制御可能で、その際
もう１個の弁をその断面積及び／又はその開放時間を前
記計算装置により調節するように形成した構成が提示さ
れている。本発明のもう一つ形態で、１個の空気圧アク
チュエータの空気の供給路に好ましくは異なる圧力に予
め調節可能の数個の減圧弁を並列に接続し、その際これ
らの減圧弁が前記計算装置により選択的に接続可能及び
／又は制御可能であれば、個々の各バルブの開閉により
必要なエネルギーを瞬間的要求に対して簡単に有効に適
合することができる。基本的には他の型式のアクチュエ
ータも使用できる。機械的アクチュエータ、例えば排出
ハンマや静電式アクチュエータも選別除去に充分使用可
能である。後述する図13に示した装置は、上述のような
精製への適用とは関係なく、特に鉱石を処理する場合の
ように分級すべき粒子の質量に著しい相違がある場合に
有効である。しかし又、穀類、大豆、コーヒー豆、カカ
オ豆のような粒状果実の精製に上述のようにこの装置を
使用すれば特に利点がある。

【実施例】実施例の次の概略図を基にした説明により本
発明の詳細を更に明らかにする。図１０は多くの精製用
機械を備えた硬質小麦の製粉装置の一例の概略図で、本
発明によりどの程度の省略が可能かを示すための図であ
る。しかし勿論、本発明はこの種の製粉装置に限定され
るものではなく、従来の方式の精製用機械の数が上例よ
りも少ない他の形式の製粉装置にも適用可能である。図
１０の装置は、単に記号で示した４基のエレベータ２〜
５により純視覚的に個々の工程に区分される。勿論エレ
ベータ２〜５の代わりに他の適当な輸送手段を使用する
ことができる。搬入される穀類のため最左端に１組の受
入れサイロ１が設けてある。エレベータ２と３との間の
予備清浄範囲６で粗い異物、細かい異物を除去するため
の処理工程が行われる。一次精製の処理工程はエレベー
タ３と４との間並びにエレベータ４と５との間に配置さ
れた一次精製範囲７又は７ａと７ｂに示してある。エレ
ベータ５の右側に、好ましくは研削装置２１ａを用いた
二次精製と湿潤装置２１ｂと沈降装置２１ｃと製粉用ロ
ールミル２２とを備えた加工範囲８が続く。受入れサイ
ロ１からの材料は先ず磁気分離機９を通ってから秤量装
置１０に送られる。その次にふるい装置１１があり、こ
れは第１と第２のふるいを備えた振動分級ふるいの形式
が好ましい。第１のふるいは場合によっては所謂粗目ふ
るいで、ここで土塊、木片、わら或いは石などの粗い異
物が穀物と小さい異物から分離される。砂のような小さ
い異物は第２のふるいにより少なくともその一部が穀物
から除かれる。続いて塵埃を除去するため穀物を空気
流、好ましくは風力分離機１２の中を通す。この予備清
浄は粉粒体の処理量を大きくして実施しなければならな
いので、夾雑物を穀物の粒子から厳密には分離できな
い。予備清浄の後で処理された穀物は粗果実サイロ１４
に送られ、次の工程のために穀物の品種別に保管され
る。次の工程には好ましくは、一次精製、一次湿潤と沈
降、二次精製、二次湿潤と沈降、並びに粉砕が含まれ
る。種々の穀物の品種の混合粉末を製造するには色々の
加工方法があり、例えば所望の混合物を粗果実サイロ14
の直後で作って、この混合物を更に加工することもでき
る。場合によっては種々の穀物の品種を別々に一次精製
から一次湿潤へ送り、一次沈降の後で混合するか、或い
は二次精製から二次湿潤と沈降まで別々に行って好まし
くは粉砕の前に、場合によっては粉砕した後でも混合す
る方法もある。所定の穀類混合物を加工するには、必要
な穀物の品種を粗果実サイロ１４から取り出し、粗果実
サイロ１４にそれぞれ配置した数量調節装置15により混
合し、コンベヤ16により混合物の重量を測定する秤量装
置10a に送る。秤量装置１０ａの次が一次精製である。
これには場合によってはもう一つの磁気分離機９ａ、風
力分離機１２ａ付きのふるい精製装置１１ａ、除石装置
１７、少なくとも１基の穀類精選機１８、流動層式除石
装置１９、軽穀粒分離機２０が設けてある。ふるい精製
装置１１ａは２基の振動ふるいにより穀粒と大きい異物
及び小さい異物との分離を行う。予備清浄の場合よりも
処理量が少なく分離限界が狭いため良好な分離が得られ
る。除石装置１７はその振動により一方では比重による
分離、他方では形成した流動層での空気抵抗による分離
を実施する。少なくとも１個の円形及び／又は渦巻形及
び／又はディスク形の穀類精選機18は相当して形成した
袋により目的の穀粒を先に送ることによって形状及び大
きさの分離を行う。ここで発育不良の粒子、砕粒、長す
ぎる又は丸過ぎる粒子などの望ましくない粒子が除外さ
れる。流動層式除石装置１９−除石装置１７と同様に−
比重により分離を行って、重い成分（例えば穀粒の大き
さの石）を排除する。軽穀粒分離機２０は未熟の穀粒、
砕粒などを除くために設けてある。範囲７ａ、７ｂのこ
の一次精製の後で、穀物は研削装置２１a と自動湿度調
節装置付きの湿潤装置２１b を経て、出口数量調節装置
２１d 付きの中間サイロ２１c に入る。研削２１a 、湿
潤２１b 、中間サイロ２１c の中でのコンディショニン
グをこの順序で好ましくは２回行ってから、穀物は好ま
しくは秤量装置を経由して最後に製粉用ロールミル２２
に送られる。この図でロールミル２２はこの種の一連の
ロールミルの全体を代表しており、その際第１のロール
ミル２２が穀粒を開く、即ち波形起伏を有する一対のロ
ール２３を予め設定した間隔に並べて異なる速度で駆動
し、ロール２３の一方のロールに向いたそれぞれの穀粒
の側面を、一対のロール２３の他方のロールに向いた穀
粒の側面から取り除いて穀粒の中身、即ち穀粉の大部分
を露出する。この穀粉の部分が次々にロールの間を通過
する際に殻が除かれ、目的の細かさの程度に応じて粉砕
される。ここで本発明は、１基の光学的選別装置を使用
したならば、一次精製に必要な機械、特に風力分離機１
２a 付きのふるい精製装置１１a 、除石装置１７、少な
くとも１基の穀類精選機１８、流動層式除石装置１９、
軽穀粒分離機２０の少なくとも一部を前記光学的選別装
置で置き換えることがてきるという知見に基づいてい
る。このような配置を例えば図１に示す。図１０の硬質
小麦の処理は非常に費用の掛かる一次精製を採用してい
るので、図１１に従来技術の第２の例として軟質小麦の
加工装置を示す。図１０と図１１とを比較すれば判るよ
うに、軟質小麦の一次精製には流動層式除石装置１９、
軽穀粒分離機２０の両方が欠けている。これに対して軟
質小麦精製のために好ましくは円形又はスパイラル状の
穀類精選機が使用される。もう一つの相違は、図１１に
は装置２１a 〜２１d 及び２１a'〜２１d'による研削、
湿潤、コンディショニングの２回の工程が２度示してあ
る点である。図１０又は図１１と図１とを比較すれば判
るように、図１にはエレベータ４、風力分離機１２a 付
のふるい１１a 並びに機械１７〜２０又は１７と１８と
が無く、その代わり詳細に図示した付属設備付きの１基
の光学的分級装置２４が設けてあり、これが取り除いた
機械の作業を引き受ける。しかし前述のように図１は一
例を示したに過ぎず、図１０とは異なる製粉方式に於い
て従来の方法に従って使用されている機械、特に一次精
製７の機械は前記装置２４で置き換えることができる。
更に予備清浄段階６の機械を光学的装置２４により置き
換えることも可能ではあろうが、これは一般には勧めら
れない。次に分級すべき材料は磁気分離機９ａから例え
ば、好ましくは定量供給手段、例えば通路の断面積を変
えられるフラップ２６を備えた入口通路２５を通って分
配装置27に送られる。この配置の後に、米国特許４９０
５９１７の図１３及び図７〜９に装置３０と後置した供
給ロール８とにより示した配置を設けてもよいが、図１
の場合には分配ロール２７の直後に供給ロール２８が配
置してある。穀粒の滞積を避けるため、ここに分布の準
備手段として振動駆動装置３０を備えた振動コンベヤ２
９を配置するのが好ましく、この振動コンベヤ29に輸送
方向に好ましくは相互に平行に延びる複数の供給チャネ
ル３１を設け、これらの供給チャネル３１の幅をそれぞ
れ穀粒の幅に相当するようにして、列をなして送られて
くる粒子をここで区分するのが有効である。こうして穀
粒は振動コンベヤ２９の全幅にわたって分布するだけで
なく、それぞれ列をなして送られるので、その後の個々
の粒子を並べる工程では相互に比較的正確に予め定めた
位置に導くだけでよい。この過程で、それ迄相互に所定
の間隔を取っていなかった個々の粒子が振動コンベヤ２
９の上方に開放した供給チャネル３１を通ってその端部
まで送られる。この端部の範囲即ち振動コンベヤ２９の
直後に、場合によってはある別の部品の所に、ブラシロ
ール (又は少なくとも１個の吹出しノズル）の形の加速
装置３２があり、これで穀粒は後置のドラム３３の回転
速度と少なくとも同じ速度まで加速され、ドラム３３の
上で吸引口の所に保持される。場合によってはこの吸引
口はドラムの表面の窪みの中に配置してある。ドラム３
３の代わりに少なくともその一部が通気性のコンベヤベ
ルトを使用することもできる。この加速装置３２によ
り、振動コンベヤ２９の接続部で穀粒の分布が再び乱れ
て個々の粒子が滞積することが避けられる。反対に適当
な速度が与えられるので、穀粒はドラムの表面に分布し
て吸引口に保持され、こうして図示したように互いに予
め定められた位置を取って検査装置に送られる。この検
査装置には照明装置３５付の複数のテレビカメラ３４を
設けるのが好ましく、場合によっては個々の光電変換器
で構成してもよい。この装置は他の光の影響を避けるた
め、好ましくは光を通さないケーシング３６の中に入れ
る。テレビカメラ３４としてはそれ自体任意のビデオカ
メラ、特にソリッドステートカメラ、例えばダイオード
アレイ又はＣＤＤカメラが利用できる。付言するが、こ
の種の供給チャネル３１を備えた振動コンベヤ２７には
多くの変形が可能であり、例えば振動駆動装置を省略す
るか、或いは供給チャネル３１を平行でなく輸送方向に
いくらか広がるように形成してもよい。もう一つの分布
する方法として、供給チャネル３１に種々の摩擦係数を
有する帯状材料を供給チャネル３１に対して直角の方向
に個別に設け、それぞれの幅を同じにするか、或いは輸
送方向にその幅を増やすようにする。同様に加速にも種
々の方法が可能で、例えば振動コンベヤ２９の一部を貫
通する加速ドラムの使用や、振動コンベヤ２９の上に穀
粒を接線方向に加速する遠心ディスク等を振動コンベヤ
２９の始めの部分に設けるなどの方法がある。穀粒がブ
ラシロール３２によりドラム３３に送られると直ちに窪
みの範囲でドラム33の内部に加えられた減圧の作用が始
まり窪みの範囲に穀粒を吸引する。ドラムには、その円
周にわたって振動コンベヤ２９の供給チャネル３１に類
似の個別のリブ又はチャネルを設けることもでき、吸引
口は間隔を置いて配置する。穀粒はこの吸引口に保持さ
れ、即ち予め設定された相互の位置を取って、ケーシン
グ３６の中にある検査装置３４に送られる。所定の減圧
を作るために中空の短軸３７を貫く開口部38があり、ド
ラム３３の内部の仕切壁３９の上部を減圧にして、ドラ
ム３３が高速で回転しても穀粒を確実に保持する。更に
ケーシング４０が設けてあり、ここにも減圧は作用する
が、その中に配置したノズル４１、４２の噴射圧力が減
圧を上回った時にのみ粒子は押し出され、一方のノズル
が選別除去すべき粒子を一つの受け槽４３に、他方のノ
ズルがもう一つの受け槽又は溝４４に排除し、これに対
して仕切壁３９のシールによりこの壁３９の下側の範囲
には減圧の作用がなく、此処まで運ばれた良好と判定さ
れた粒子が受け槽又は溝４５の中に落下する。良好な粒
子と粗悪な粒子とを単に分離するだけならば、ノズル４
２はなくてもよいが、幾つかの粒子の等級に分級するに
は更にノズルを増やす必要がある。最も量の多い粒子の
等級を噴射の作用なしに溝45に落ちるようにするのが好
ましい。ビデオカメラ３４をその好ましい回路と共に図
示する。色彩信号を送るための従来のソリッドステート
カメラ又は真空管カメラは一般に６個の出力、即ち水平
偏向信号 (この表現にはソリッドステートカメラの相当
する信号も含まれるものとする) 用出力５７、垂直偏向
信号 (単なるアレイカメラ以外の場合）用出力５８、赤
色信号用出力５９、青色信号用出力６０、緑色信号用出
力６１、並びにY-信号 (明るさ) 用出力６２を有する。
この場合これらの出力に、これらの信号を所謂ＩＨＳシ
ステムに変換する１個の変換器段階６３を接続し、その
出力に明るさ信号用線路６４、彩度信号用線路６５、及
び色調信号用線路６６が形成されるようにすれば処理が
簡単になる。カメラ34が既に線路６４〜６６に相当する
出力を有するように構成されているか、又は信号評価に
必要なのは実質的に赤色、青色、緑色の信号である場合
には、勿論変換器段階63を省略することができる。ドラ
ム33の縁部の範囲に好ましくは色彩基準見本とドラム自
体の予め設定した位置にクロックマークを配置して、偏
向周期の間にビデオ信号の中のある特定の位置にこれら
の基準に相当する信号の部分が現れるようにし、この際
走査方向での画素による測定の変化を定めて、粒子の測
定を容易にするために、粒子の速度測定用のクロックマ
ークを測るか或いは各クロックパルス毎に１行を読み出
すようにする。従って線路５７、５８を切換段階６７に
連絡すれば、この切換段階がこの偏向信号によって、入
力した信号がそのような基準位置又はクロックマークか
らの信号か或いは他の位置からの信号かを確認する。そ
れに相当して切換段階により信号を分割し、即ち色彩基
準見本からの基準信号を基準記憶段階６８に、クロック
マーク信号以外のドラム表面からの信号を段階６９に送
り、クロックマーク信号の方は出力線路70に達する。段
階６８、６９の出力に比較段階７１の入力を接続する、
比較段階が背景の明るさに幾らかの不均一又は変化があ
ってもこれを減算により相殺するので、照明装置３５の
再調整は必ずしも必要ではない。回路の学習能力に基づ
くもう一つの減算を実施するのは有効である。即ち粉粒
体粒子に対して特定の色彩又は明るさが要求される場合
には、種々の方法をとることができる。最も簡単な方法
は、所望の明るさに対してあるしきい値を予め与えてお
き、この所望のしきい値に達しない場合には吹出しノズ
ル又は他の選別除去装置を操作して該当する粒子を排除
する方法である。色彩により分級する場合は、いくつか
の色彩チャネル（例えば線路５９〜６２又は６４〜６６
に相当) を設けてこれらのチャネルに相当するしきい値
発信器を配置する。ディジタルの方法はそれぞれの色彩
パラメータをキーボードに入力して行うが、この方法は
面倒なばかりでなく多くの錯誤の可能性があるので信頼
し難く、この場合にも他の方法を取る方がよい。即ち検
査すべき多量の粉粒体を選別除去する前に学習運転を実
施し、運転の始めに幾つかの穀粒（それ自体１個でよ
い）をビデオカメラ３４の前を通すか、−マトリックス
カメラ又は真空管カメラの場合には−その前に置くよう
にして、この基準穀粒の色彩を記憶させれば、後にこれ
を所望の色彩の基準値として使用することができる。こ
れには比較回路７１の出力 (従来の技術による背景制御
を優先したために比較回路がない場合には、カメラ３４
又は段階６９の出力) の所に１個の切換段階７２を設け
てもよい。この切換段階は本実施例では (必ずではない
が) 切換え可能の１個の制御入力７３を有し、その切換
えを１個のセレクタスイッチＳ１を介して１個の時限素
子７３により制御する。この時限素子は、基準見本の通
過に相当する時間の後で自動的に切換装置を正常運転に
切り換える。或いは切換えはセレクタスイッチＳ１の位
置により手動スイッチＳ１により手動でも行うことがで
き、その開閉によって段階７２の切換えが行われる。そ
のような手動スイッチは、時限素子好ましくは調節可能
の時限素子７４に対する時間が最初から正確には規定出
来ない場合 (例えば穀粒の見本が、これに相当して後で
選別除去ができるように数日前に届いた場合) に特に有
利である。切換段階７２の位置によって学習運転又は正
常運転が実施され、その際学習運転の場合には少なくと
も１個の記憶装置７５を接続する。この記憶装置は不揮
発性記憶装置 (例えばフレキシブルディスク) として形
成するのが好ましい。学習運転に於いては少なくとも１
個の粒子と背景、場合によっては種々の粒子等級を代表
する幾つかの粒子に就いて色彩認識を実施し、その結果
の値を記憶させる。それには選択可能のアクセス付きの
複数の記憶場所７５、即ち複数の別々の記憶装置か或い
はアクセス可能の複数の記憶場所を備えた充分の大きさ
の１個の記憶装置をカメラ３４又は比較段階７１の出力
信号に接続できるようにする。記憶装置７５を記憶装置
６８と連結すれば、その内容を色彩基準見本の照明色彩
によって必要ならば修正することができるので、これで
読出しの誤りを防ぐようにするのが望ましい。その代わ
り照明の色彩の値を常に一定に維持するような調節装置
を照明に設けることも考えられるが、両方の記憶装置６
８と７５との間の点線で図示した連結線路の方が必要な
修正のためのもっと簡単な方法である。切換段階７２を
−時限素子７４又はスイッチＳ２により制御して−正常
運転に切り換えれば、この段階が得られた信号を記憶装
置７５に並列に接続した中間記憶段階７６又は直接比較
制御段階７７の入力に送り、比較制御段階７７のもう一
つの入力は基準信号記憶装置７５の出力に接続してあ
る。こうして基準信号と検査した穀粒の実際値の信号と
の比較が常時実施できる。複数の粒子等級を指定した場
合にはそれに相当して記憶させた粒子の基準値及び背景
の基準値と比較する。この比較段階７７は調節可能で好
ましくは予め定めたしきい値に配分されていて、信号が
排除すべきでない粒子又は背景の許容範囲にある場合に
比較段階７７は決して出力信号を送らない。排除すべき
でない粒子は好ましくは最も数の多い粒子で、普通の場
合には良好な粒子である。しかし、比較段階７７は認識
した粒子等級に相当して１個の信号を出力８０から切換
段階７８に送る。この信号は、それぞれ１個の相当する
バルブを備えた好ましくは２基、場合によっては３基以
上の制御段階の一つ８１又は８２を、好ましくは２個、
場合によっては３個以上のノズルの一つ４１又は４２を
操作するためのアクチュエータとして制御するのに用い
られる。この操作を同期化するためにクロック信号線路
７０を比較制御段階７７に連絡する。場合によっては、
背景又は一つの粒子等級に属しているとは認められない
全てを異物として排出ノズルにより排出するように、排
出ノズルを制御する。幾つかの粒子等級が色彩ではなく
特に形状によって区分される場合には、色彩認識段階で
は全ての粒子等級の粒子を良好な粒子として処理し、ベ
クトル減算器７７が良好な粒子又は穀粒の場合に出力信
号を出さないようにするのが好ましい。しかし図示のよ
うに、線路８０は切換段階７８を直接制御するのではな
く、この線路８０には１個の形状プロセッサＦｐが接続
している。この形状プロセッサＦｐは好ましくは１個の
インバータ段階Ｉｖを介して減算器７７の出力信号を受
ける。即ち単に良好な粒子と粗悪な粒子とを区別する場
合には、形状プロセッサＦｐは良い色彩の穀粒の場合に
のみ、従ってベクトル減算器７７の出力信号のない場合
にのみインバータ段階Ｉｖを介して起動され、その運転
が (同様に可能な減算器と形状プロセッサの平行運転に
比べて) 簡単になる。段階７７とＦｐの出力には１個の
論理素子Ｌｏｇがあり、これは単にＯＲ接続として示し
てあるが、両方の段階７７とＦｐの信号に依存して切換
段階７８を操作する。このような配置の場合には、色彩
と大きさ及び／又は形状又は品質による選別除去が実施
できるように、一般に２個の排出ノズル４１、４２より
も多くのノズルを前後に並べて配置するが、場合によっ
ては色彩のみ、又は大きさ及び／又は形状のみの選別除
去で充分である。形状情報は有効な粒子輪郭及び／又は
例えば一次、二次及び／又は三次の断面モーメントのよ
うな少なくとも１個の誘導量を含む。学習運転に於いて
場合によっては少なくとも１個の粒子輪郭とその許容範
囲をある粒子等級の特徴として測定でき、そうすれば形
状プロセッサが実際の粒子輪郭をこの粒子等級の可能な
輪郭と比較することができる。本発明の範囲に於いて数
多くの変形は勿論可能である。例えば色彩及び／又は大
きさ及び／又は形状を認識する装置を備えていれば、公
知のすべての光学的分級装置が使用できる。ドラム３３
の形成する背景の色彩を前述のように保持してあれば、
不必要なノズルの吹出しが避けられる。従って除去すべ
き粒子は、『良好』でない粒子又は規定した粒子等級に
入らない穀粒が走査され、背景が走査されない場合にの
み認識される。背景は必要があれば偏向信号を介して計
算される。これは、穀粒を収容するための並列の開口部
は次々に常に同じ箇所を通過し、クロック信号により一
列の穀粒の存在も確認されるが、これは極めて不確実で
あり、特にドラムの開口部が空（従って背景の色彩とな
る）の場合も生ずるからである。記憶装置６８と７５と
の間に前述の点線で示した連結が存在するならば、記憶
装置７５の内部で実際に三次元の配列を再現する、色彩
信号ＩＨＳの座標システムの範囲内に、赤色用の基準信
号、青色用の基準信号、及び緑色用の基準信号を記憶さ
せることができる。これらの基準信号の点検を、それぞ
れ標準色彩見本からの色彩信号を有する記憶装置６８の
出力信号を呼び出し、赤色、青色、緑色に対して記憶し
た値と比較することにより、好ましくは少なくとも運転
の始めに、場合によっては周期的な時間間隔で実施す
る。照明の色調の変化により狂いが生じた場合には、全
ての色度を同じ程度に (三次元の座標軸十字の回転に相
当して) 修正し、基準値を照明が変化した場合にもそれ
に適合するようにする。図３に米の加工工程を図示す
る。もみごめ又はパーボイルドライス（ｐａｒｂｏｉｌ
ｅｄｒｉｃｅ）を受入れサイロ１０１からエレベータ１
０２、１０３、１０４によりそれぞれの加工工程に運
ぶ。エレベータ１０２、１０３、１０４の代わりに適当
な他の輸送手段を使用することもでき、又輸送手段の配
置とこれらの輸送手段により分けられた処理工程の区分
とはそれぞれの状況に応じて変更することも可能であ
る。図示の例では受入れサイロ１０１の直後に、主とし
て粗い異物を除去するためのふるい清浄装置１０５、例
えば回転ふるいと粉塵を除くための風力分離機１０６で
構成された予備清浄装置があり、場合によっては更に磁
気分離機を設ける。予備清浄を行ったもみごめは、一次
精製７又は７ａと７ｂの範囲の処理を行うためにもみご
めサイロ１０７に入り、そこから数量調節装置１５、コ
ンベヤ１６、秤量装置１０a を経てふるい装置１１a 、
好ましくは第１と第２のふるいを備えた振動ふるい機に
送られる。ふるい装置１１a が粉粒体から二つの分級
物、即ち大きい異物と小さい異物とを分離する。ふるい
装置１１a の直後に設けた風力分離機１２a が次に実質
的に粉粒体の中の粉塵を除く。残った粉粒体から乾式除
石機が、もみごめとは密度、形状又は空気作用面の異な
る異物を選別分離する。場合によっては乾式除石機１７
の後に更に磁気分離機を設ける。上述の一次精製の範囲
７ａ又は１１a,１２a,１７、９ａでは雑草の種子や他の
植物の種子、砂の塊、小石、小さな鉄片が除かれる。こ
れらの異物の他に、一次精製の範囲7bではもみすり装置
１０８によりもみごめからもみがらを除き、除いたもみ
がらは分離台１０９の空気流により排除する。もみがら
を除いた玄米ともみがらの他にもみがらの残ったもみご
めがもみすり装置１０８から発生するので、分離台１０
９はもみごめと玄米とを分ける必要があるが、この分離
は両者の相違が少ないため大きな手間を掛けても充分に
は実施できない。玄米の中に実質的にもみごめが残らな
いようにするには、もみごめを相当量の玄米と一緒に返
送ライン１１０とエレベータ１０３により再度もみすり
装置１０８に戻すことを覚悟する必要がある。未熟の米
又は緑米を分離するには、粒子の直径による分級を行う
高価な分級装置を使用する必要がある。図１２の装置で
はこれにドラム分級機１１１を用いた。機械の経費と米
の品質に対する要求が高いため、緑米の割合が少ない場
合には特に非能率な処理方法に頼らざるを得ない。一次
精製の後で玄米は場合によっては磁気分離機９ｂを通
る。二次精製に於いて玄米を例えば精米機１１２により
つき、研削機１１３により磨いて、生じたぬかを吸引装
置で除く。エレベータ１０４に後置した処理範囲８で
は、分布装置１１４により製品が選別台１１５の上に広
げられ、選別台により塊や細かい砕米が除かれ、実質的
に予め定めた最小の大きさを有する精白米だけがもう一
つの分布装置１１６から精選機117 に送られる。精選機
は白米を大きさの等級、好ましくは３／４〜１／１、１
／２〜３／４、１／４〜１／２の米粒及び砕米に分級す
る。分級した白米はそれぞれの大きさの等級のサイロ１
１７に収める。場合によっては黒い箇所のある米粒を除
くため分級した米の色彩検査を行う。本発明の解決方法
を図２に示す。この図で、一次精製の範囲７ａに設けた
乾式除石機１７と場合によっては磁気分離機９ａ (図１
２参照）の代わりに１基の光学的分級装置２４が設けて
ある。前述のようにこの分級装置に送られる粒子は既に
予め定めた幾つかの大きさの等級に配分し、それぞれの
粉粒体の部分流れに分けて分級することができる。ビデ
オカメラ３４と少なくとも１個の排除装置４２、４１と
に接続した評価制御電子装置１１４が、良好粒子と粗悪
粒子との区分の際に全ての粗悪粒子を受け槽４３又は溝
４４に確実に排除する。良好粒子は仕切壁３９により形
成された吸引作用のないドラムの範囲でドラム３３から
溝４５に落下する。良好粒子として認識されない全てを
一緒に排除する可能性に加えて、予め定めた色彩及び／
又は大きさ及び／又は形状の等級の異物粒子の全てをそ
のための排除装置４１により他の粗悪粒子から分けて選
別排除することができ、この方法は多量の他の種子を含
む粉粒体からこれらの種子を非生物学的物質と分けて、
場合によっては更に利用するために取り出したい場合に
興味がある。光学的分級装置は良好粒子と粗悪粒子とを
極めて厳密に分離することができるので、排除された粒
子の中の良好粒子の量や良好と認められた粒子の中の粗
悪粒子の量は僅かである。分離限界は、良好粒子を代表
する一組の値、場合によっては予め記憶させた一組の値
を単に与えることによって簡単に調節できる。この光学
的分級装置２４は又学習モードを有するので、例えば新
しい米の品種の場合には加工プロセスの前に等級を定め
るパラメータを把握するために目的の製品を光学的分級
装置に提示することができる。本発明の精製方法は実質
的に分級方法であるから、一次精製が遥かに効率よく実
施し得る可能性がある。例えば異物の他に充分洗浄して
いないもみごめや発育不良のもみごめをもみすり装置１
０８に入る前に除去できる。場合によっては良好なもみ
ごめを幾つかの大きさの等級に区分して、これをそれぞ
れ最適に調節したもみすり装置１０８により作業するこ
とも可能である。もみすり装置に続く一次精製の範囲７
ｂには光学的分級装置２４a の利用が有効なもう一つの
範囲があり、ここで従来使用された分離台１０９とドラ
ム分級機１１１とを置き換えることができる。分離台１
０９は大きく、上下運動の繰り返しにより作業するの
で、その容量と構造強度に就いての要求が厳しい。光学
的分級装置２４a を使用すればこのような要求はなくな
る。機械的、構造的経費の他にもみがらの残ったもみご
めの返送が合理化される。選別台１０９では玄米ともみ
ごめとを比重、衝撃特性及び透過性によって分離する
が、その相違が小さいため分離度がよくない。玄米の中
のもみごめの量を少なくするには、もみすり装置１０８
に戻す部分を等量の玄米ともみごめで構成する必要があ
り、従来のもみすり装置では返送量が約２０％にもなっ
た。もみごめ（Ｐａｄｄｙ）と玄米（Ｂｒａｕｎｒｉｃ
ｅ）とは大きさ (約５％)と色彩が異なるので、光学的
分級装置２４a によれば従来の選別台１０９に比べて遙
かに厳密な分離が保証され、もみすり装置１０８に返送
する玄米の量が最低になる。この光学的分級装置は良好
な玄米ともみごめとの分離の他に、好ましくは少なくと
も緑米、着色及び／又は変形した米などの他の等級や又
はその他の異物があればそれを選別分離する。それには
除去すべき等級に相当する数の排除装置４１, ４１',４
２を制御装置１１４により制御する。光学的分級装置２
４a による緑米の選別除去により経費の掛かるドラム分
級機１１１が不要になる。この例でも、色彩及び／又は
大きさ及び／又は形状の種々の等級に分級する機能を有
する精製装置には従来の分離装置に比べて遥かに多くの
利点があることが示される。所望の大きさの等級に分級
し、且つ場合によっては砕米又は異物を分離するため
に、選別台１１５と精選機１１７の代わりに１基の光学
的分級装置２４a を使用することができる。大きさの分
類と同時に色彩の分類、例えば黒く着色した米の選別除
去も実施でき、色彩分類を追加する必要はない。従来不
可能であった、或いは大きな経費のため実施価値のなか
った分離方法が、選別基準の組合せにより可能になっ
た。例えば追加の経費なしに黒く着色した砕米を色の着
いていない米から分離し得る。種々の夾雑物を分けて排
除すれば、これを最適に再利用でき、全体を廃棄物とみ
なす必要はない。光学的分級装置２４, ２４a,２４’の
本質的な長所は、任意の大きさ及び／又は形状及び／又
は色彩の特徴により相互に分離する可能性に基づく広範
な適用性にある。種々の精米所の精製及び分級に対する
要望はこの同じ装置で満たすことができる。図３の装置
には、もみすり装置１０８の後に処理量を増やすために
それぞれ１基の選別台１１８と光学的分級装置２４ａ’
との組合せが設けてある。選別台１１８が製品の流れ
を、もみごめ、もみごめと玄米の混合物、及び玄米の三
つの分級物に区分けし、次に光学的分級装置２４ａ’が
もみごめと玄米の混合物及び場合によっては緑米のよう
な粗悪粒子のみを分級する。図１３は大豆油製造用の従
来の大豆加工装置を示す。エレベータ２０２, ２０３、
２０４により加工範囲が区分される。受入れサイロ１か
らの大豆はエレベータ２０２により、秤量装置１０、ふ
るい装置１１、風力分離機１２、及び場合によっては磁
気分離機９を備えた予備清浄範囲６に送られる。この予
備清浄により土塊、木片、わら、石などの粗い異物が除
かれる。続いて塵埃を除去するために、大豆を空気流、
特に風力分離機１２に送る。この予備清浄は粉粒体の処
理量を大きくして実施されるので、大豆の大きさの範囲
の夾雑物は除去されない。予備清浄後の製品はエレベー
タ２０３から、風力分離機１２a を備えたもう１基のふ
るい精製装置１１a と除石機１７とを備えた一次精製の
範囲７に送られる。場合によっては、半分又は割れた大
豆を除くための斜めのベルトを設け、ここに割れた豆は
残るが完全な豆は落下する。大豆の破損した部分は細菌
が着き易いので、これを除去する必要がある。エレベー
タ２０４により大豆は範囲８に達し、ここで蒸気処理装
置２０５により加熱蒸気で処理され、次に粗砕ロールミ
ル２０６、振動ふるい２０７、フレーク用ロールミル２
０８で処理されてからオイル抽出機２０９に入る。図４
に示すように大豆の加工の際、一次精製に本発明の光学
的分級装置２４が用いられ、ふるい精製装置１１a と除
石機１７、場合によっては斜めのベルトを置き換える。
異物と破損した大豆は色彩及び／又は大きさ及び／又は
形状の特徴により認識され、好ましくは別々に排除され
る。更に光学的分級装置２４を用いて、色彩及び場合に
よっては形状により、細菌付着量の高い緑の未熟の大豆
を除去することも可能である。こうしてフレーキング後
に、人間の栄養になるＴＶＰ（テクスチャード植物性タ
ンパク質) の製造に用いられるホワイトフレークが得ら
れる。図１４は従来技術によるひまわりの種子の加工装
置の図である。範囲６のサイロと予備清浄は大豆の加工
の場合と同じである。異物と殻とを除くためのその後の
一次精製は衝撃ミル２１０による脱殻工程の後に設ける
のが好ましい。衝撃ミルから殻の他に殻付きと殻なしの
種子の混合物が得られる。一次振動ふるい装置２１１と
吸引装置２１３により殻の残った種子、殻の取れた種
子、並びに殻を分離する。殻付きの種子を含む第１の分
級物は全体の粉粒体の約１７％で、殻付きの種子４０％
と殻の取れた種子６０％から成る。この分級物はエレベ
ータ２０３により衝撃ミル２１０に返送される。分離度
が低いので、殻の取れた種子の返送により衝撃ミル２１
０の負荷が増大する。殻の部分は第２の分級物として吸
引装置２１３により除かれる。第３の分級物は殻の取れ
た種子と殻とから成り、第２の吸引装置２１４を備えた
第２の振動ふるい装置２１２に送られる。殻と一緒に吸
引装置に吸引された種子の部分は、後置の選別台２１５
によりできるだけ殻から選り分ける。第２の振動ふるい
装置２１２と選別台２１５とからの種子が好ましくはフ
レーク用ロールミルと搾油装置から成る加工装置２１６
に送られる。図５に示すように、本発明のひまわりの種
子の加工方法は一次精製用に１基の光学的分級装置２４
による光学的分級工程を用いる。衝撃ミル２１０に続い
て殻の除去装置、好ましくは吸引装置２１３を備えた振
動ふるい装置２１１がある。光学的分級装置が殻の一部
を除いた粉粒体を、色彩及び／又は大きさ及び／又は形
状の情報により殻の取れた種子、殻付きの種子、砕けた
種子, 及び殻に分離する。分級装置24は場合によっては
２個又はそれ以上のカメラによるビデオカメラシステム
３４を備え、種々の観点からの情報を提供する。この画
像情報の評価装置が各粒子に対して三次元の大きさ及び
／又は形状の情報を提供し、例えば殻と種子とは厚さの
差によって区別できる。分級装置２４の排除容量が非常
に大きければ、場合によっては振動ふるい装置２１１に
よる予備分類を省略できる。光学的分級の重要な特徴は
所望の等級への厳密な分離であり、殻付きの分級物には
実質的に殻や殻の取れた種子が含まれていないので衝撃
ミル２１０が殻の取れた種子を再度処理する必要がな
く、同じ能力で生産高が向上する。ひまわりの種子の加
工に於ける一次精製を合理化するために、図６の装置で
は衝撃ミル２１０の前に既に第１の光学的分級装置２４
a が設けてある。この分級装置は断面又は検査面の長さ
及び／又は幅及び／又は大きさのような設定可能の大き
さの特徴により実質的に製品の流れを大きさの異なる種
子の二つの流れに区分するためのもので、この区分され
た流れはそれぞれの粒子の大きさに調節した衝撃ミルで
殻を除かれる。個別の調節により小さすぎる粒子への粉
砕や殻の残った種子の多量の発生が避けられる。次に吸
引装置２１３により殻の大部分を除去するので、第２の
光学的分級機２４に於いては多くの殻を分ける必要はな
い。殻の付いた種子はエレベータ２０３で第１の分級装
置に返送される。第１の光学的分級装置２４a は脱殻工
程を合理化する利点の他に、石、軽い穀粒、雑草の種子
などの異物を選別除去できるもう一つの利点を有する。
図１５はコーヒー豆の精製、脱殻、分類用の公知の装置
を示す。乾燥したコーヒー核果又はペルガミノコーヒー
豆は、一次精製の第１の範囲7aに於いて、製品サイロ１
４から数量調節装置１５、コンベヤ１６、秤量装置１０
a を経由して吸引装置１２a を備えたふるい分離装置１
１a に送られる。分離装置１１a と１２a で粗い部分、
非常に細かい部分及び軽い異物がコーヒー豆から除かれ
る。後置の乾式除石機１７により、大きさはコーヒー豆
と同程度で重量が大きい異物又は場合によっては重量が
小さい異物が選別除去される。磁気分離機９とエレベー
タ３０２を通って乾燥したコーヒー核果は脱殻装置３０
５に、ペルガミノコーヒー豆の方は研削装置３０６に達
する。殻を除いた又は磨いた粉粒体を、実質的に殻、殻
を除いた豆、殻の残った豆の３分級物に分離するには、
振動ふるい３０７と風力分離機３０８を使用する。殻の
残った豆の分級物はエレベータ３０３により脱殻装置３
０５に返送される。殻の残った豆の割合の少ない場合、
好ましくはペルガミノコーヒー豆の加工に於いては回転
ふるい３０９からペルガミノコーヒーの等級を直接１個
の容器に移し、残りをエレベータ３１０により分類範囲
８’に送る。コーヒー核果の場合は殻の残ったコーヒー
豆の分級物は場合によってはエレベータ３０３により脱
殻装置３０５に返送される。殻を除いた、或いは磨いた
コーヒー豆はエレベータ３０４により分級範囲に送ら
れ、ここで振動ふるい装置３１０’と吸引装置３１１と
により異なる大きさの等級に区分され、砕けた豆が除か
れる。その後の処理工程で軽粒分離機３１２により、病
原菌汚染、変形、発育不良の豆、小さい核果、小さいペ
ルガミノコーヒー豆が選別除去される。最後の工程が色
彩分級装置３１３で、望ましくない色、主に黒い豆が排
除される。図７は、乾式除石機１７の代わりに光学的分
級装置２４を使用することにより一次精製が本発明でど
のように合理化されるかを示す。考えられる夾雑物から
コーヒー豆をはっきりと区別する色彩及び／又は大きさ
及び／又は形状の特徴に基づいて光学的分級装置は密度
の大きい異物や大きさの異なる異物ばかりでなく全ての
異物を選別除去できる。場合によってはコーヒー核果を
精製のために更に二つの大きさの等級に区分してから、
最適に調節した脱殻装置３０５に送る。この脱殻工程の
合理化を可能にするには、２列の脱殻ライン又は中間貯
蔵所を設ける必要がある。図８の装置には、殻を除いた
又は磨いたコーヒー豆から色彩及び／又は大きさ及び／
又は形状の特徴により、変色した (例えば黒色）、病原
菌で汚染した、変形した、砕けた、発育不良の、或いは
小さいコーヒー核果及び小さいペルガミノコーヒー豆を
選別除去し、更に良好のコーヒー豆を種々の大きさの等
級に区分するために、１基の第２、場合によっては第３
の光学的分級装置２４a が設けてある。第２の装置が全
ての所望の等級に区分できないときに第３の分級装置が
必要になる。望ましくないコーヒー豆の部分の選別除去
はその意味からして一次精製の第２の部分である。従来
技術ではこの精製工程は実質的に豆の分類の後で実施さ
れ、従って種々の製品等級に対して別々に大きな経費を
掛けて軽粒分離機３１２と色彩分級装置３１３との処理
を実施しなければならなかった。第２、場合によっては
第３の光学的分級装置２４a の使用により精製工程と分
類とを合理的に組み合わせて実施することが可能になっ
た。その際豆の光学的分類装置は、従来技術で使用され
た振動ふるい装置３１０’、吸引装置３１１、軽粒分離
機３１２、及び色彩分級装置３１３を置き換えるので、
装置、場所、エネルギーの経費が著しく軽減される。本
発明の方法を、粉粒体の形状の全ての食品の一次精製に
対して図示した実例に類似のやり方で適用できることは
言うまでもない。それぞれの予備清浄又は精製後の加工
は原料又は最終製品に相当して種々構成される。図９は
ビデオカメラ３４を備えた分級装置の概略図で、これに
全体を４０２で示した色彩評価回路 (図１参照）が接続
してある。更に図から明らかなように、この装置は、特
に精製又は場合によっては予備清浄に於ける質量の大き
く異なる粒子をそれぞれに合った排除エネルギーにより
除去する場合に特に適している。更にこのような装置が
分級技術の他の分野に対しても適用して効果のあること
は言うまでもない。先ず第一に、色彩評価回路４０２の
中で個々の粒子の色彩を基準見本の色彩と比較し、その
結果を出力信号として線路８０を介して利用又は検知で
きるようにする。この色彩評価回路４０２は欧州特許Ａ
Ｏ４７５１２１の図面とその説明に相当し、その内容は
この関連によって開示されたものと見なすべきである。
同様に公知の回路の構成部品が形状プロセッサＦｐで、
これはインバータ段階Ivを介して線路８０と接続してお
り、色彩評価回路４０２の出力段階７７から相当する信
号が送られた後で形状又は大きさを測定するために起動
される。この目的のために形状プロセッサＦｐは線路４
０３によりビデオ信号を受け、この信号は色彩処理のた
めに段階６９にも送られる。輪郭の測定と相当する面積
計算により個々の粒子の形状と大きさが得られる。これ
に関連した情報は例えばＯＲ論理ログを介してプロセッ
サ又は計算装置４０４に送られ、ここで得られた情報に
より、個々の粒子に対してその質量及び／又はその形状
により必要な、選別除去用エネルギーの強さが計算され
る。形状は空気の流動抵抗に影響して除去の際の投射放
物線を決めるので考慮を要する。入力装置４０５により
特定の粒子の種類に対する所望の排出エネルギーを計算
装置４０４に入力することができ、その際この入力を例
えば排出される粒子の受け器の設置又はその設置場所に
合わせるようにしてもよい。この図にはアクチュエータ
として吹出しノズル４１、４２、４０８が図示してある
がその全てが必ずしも必要であるわけではない。ここで
はこれらのノズル４１、４２、４０８を基にして、その
選択又は組合せにより実現可能な種々の考えられる実施
態様を説明する。単に矢印４０９で示した空気供給源
(例えば送風機) から供給を受ける吹出しノズル４１の
場合は、計算装置４０４が比例弁４１０を制御して、ノ
ズル４１より噴出する空気の強さ及び／又は時間に影響
を与えるようにする。弁４１０は一般にアナログ信号又
は段階的に変化するディジタル信号により制御される
が、ノズル４２の方の制御は、このノズルを空気供給源
４０９と１個の逆止弁４１１を介して接続することによ
り構成できる。この逆止弁の後に線路４１２が連結して
あり、これがそれ自体公知のアキュムレータ４０９’か
らの空気供給源に通じている。計算装置４０４は弁４１
０’を制御して４０９からノズル４２への空気の供給を
開放するか完全に遮断する。計算装置４０４の計算の結
果、弁４１０’に与えられた排出エネルギーの基本調節
が、排除すべき粒子を所定の場所に排除するには不十分
であることが判明すると、計算装置は更に弁４１３を操
作してノズル42をアキュムレータ４０９’と接続する。
弁４１３は所望の構成により、ディジタルで開閉する弁
或いはアナログで種々の位置を取ることのできる弁であ
ってもよい。最後にノズル４０８に示したような構成も
可能である。この場合の空気の供給４０９は幾つかの減
圧弁４１４、４１５、４１６、４１７を介して吹出しノ
ズル４０８に通じており、これらの弁４１４〜４１７は
それぞれ異なる圧力値に調節してある。アクチュエータ
としては吹出しノズルの使用が好ましいが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、前述のように機械的排出
器、静電的排出器などの各種のアクチュエータを使用す
ることが可能である。場合によっては、計算装置４０４
は色彩と形状を基にして排除すべき対象の種類（例えば
石）とその比重を求め、それから排出エネルギーを計算
することができる。更に選別除去を色彩のみ或いは形状
と大きさのみで行うことも考えられる。本発明により、
アクチュエータの費用を低減し及び／又は質量の大きく
異なる粒子を問題なく排出することが可能である。

【発明の効果】本発明によれば、担体の上で画像解析装
置のセンサにより選別除去される、粉粒体を分級、精製
する方法並びにこの方法を実施するための選別除去装置
によって、粉粒体の精製、分級が従来技術による装置の
大幅な省略により経費、エネルギーを節約し、所要スペ
ース及び所要床面積を少なくして、選別又は精製の品質
を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学的一次精製部を備えた製粉装
置の図である。

【図２】本発明による光学的精製工程と分級工程とを有
する精米装置の図である。

【図３】本発明によるもみすり装置の直後に選別台と光
学的分級装置を備えた精米装置の図である。

【図４】本発明による光学的精製又は分級による大豆油
製造の図である。

【図５】本発明による光学的精製部を備えたひまわり油
製造の図である。

【図６】本発明による殻を除く前の材料流れを光学的分
離部を備えたひまわり油製造の図である。

【図７】本発明による光学的精製部を備えたコーヒー豆
処理の図である。

【図８】本発明による光学的精製部と分類とを備えたコ
ーヒー豆処理の図である。

【図９】本発明による分級装置の特に好ましい実施態様
の図である。

【図１０】従来技術による硬質小麦の製粉装置の図であ
る。

【図１１】従来技術による軟質小麦の製粉装置の図であ
る。

【図１２】従来技術による精米装置の図である。

【図１３】従来技術による大豆油製造の図である。

【図１４】従来技術によるひまわり油製造の図である。

【図１５】従来技術によるコーヒー豆処理の図である。

【符号の説明】

７ 精製範囲 ７ａ 精製範囲 ２１ａ 脱穀装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 9/087

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 穀粒、もみごめ、大豆、ひまわりの種
   子、コーヒー豆などのような粉粒体の形状の食品を選別
   又は分級により精製する方法にして、その際精製を予備
   清浄の後で加工の前に一次精製として実施し、且つ粉粒
   体粒子の大きさ及び／又は形状による少なくとも一段の
   選別を含む精製方法に於いて、一つの光学的検査（２
   ４）を実施し、その際粉粒体粒子の色彩、大きさ、及び
   形状の判定基準の少なくとも１個の基準を検出し且つこ
   の１個又は数個の判定基準の評価に基づいて粒子の分級
   又は選別を行うことを特徴とする前記粉粒体の精製方
   法。
2. 【請求項２】 前記光学的検査（２４）を少なくとも１
   個のオプトエレクトロニクセンサ、好ましくは少なくと
   も１個のカラーテレビカメラ（３４）、特に１個のＣＣ
   Ｄカメラ、例えばアレイカメラにより実施し、各粉粒体
   粒子を分類するための該センサ又は該カメラの出力信号
   を電子式データ処理プロセス、特に粒子等級を特徴づけ
   るパラメータとその都度の分類すべき粉粒体粒子との間
   の比較プロセスであるデータ処理プロセスで処理し、そ
   の結果の信号を分類した粒子用の分級装置（２４、４
   １、４２）の自動制御を実施するために使用できるよう
   にしたことを特徴とする請求項１の方法。
3. 【請求項３】 粒子等級を特徴づけるパラメータを一つ
   の学習運転の範囲に於いてそれぞれの粒子等級を代表す
   る少なくとも１個の粒子の画像情報の評価によって把握
   するか、或いは必要があれば好ましくは大きさ及び／又
   は形状のパラメータの場合に前記パラメータを許容範囲
   を付けた標準値として与えることができるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１又は２の方法。
4. 【請求項４】 粉粒体粒子の大きさの情報が好ましくは
   粒子の長さ又は粒子の直径に相当する少なくとも１個の
   値、及び／又は粒子の断面又は検査面に相当する少なく
   とも１個の値を含み、且つ形状情報が少なくとも１個の
   有効な粒子輪郭及び／又は例えばある検査面の一次、二
   次又は三次の断面モーメントのような少なくとも１個の
   誘導量を含むことを特徴とする請求項１、２又は３の方
   法。
5. 【請求項５】 粗い夾雑物を除去するための予備清浄範
   囲（６）と精製後に少なくとも１基の加工装置に供給可
   能の加工原料の脱殻を含むその後の精製用の精製範囲
   （７；７ａ）とを備えた、請求項１の方法を実施するた
   めの装置に於いて、前記精製範囲（７；７ａ）に、もみ
   ごめを含む穀類の場合には脱殻の前に、採油用種子の場
   合には殻や表面の不純物を除去するための少なくとも１
   個の脱殻装置（２１ａ；１０８；２１０；３０５、３０
   ６）の後に、又コーヒー豆の場合には上述の両方の箇所
   の少なくとも片方に、少なくとも１基の光学的分級装置
   (24)が設けてあることを特徴とする前記装置。
6. 【請求項６】 穀類を加工するために、品種及び／又は
   品質によって選別した予備清浄後の製粉原料を収容する
   粗果実サイロ(14)と、粗果実サイロからの製粉材料を精
   製するための一次精製範囲（７）と、中間サイロ（２１
   ｃ）を備えた製粉材料のコンディショニング用湿潤装置
   （２１ｂ）と、場合によっては精製した材料用の少なく
   とも１基の研削装置（２１ａ）と、コンディショニング
   した製粉原料を粉砕する少なくとも１基の製粉用ロール
   ミル（２２）とを有し、前記一次精製範囲（７）に異物
   及び／又は発育不良又は変形した穀粒及び／又は砕粒を
   選別除去するための１基の光学的分級装置（２４）を備
   えていることを特徴とする請求項５の装置。
7. 【請求項７】 もみごめを加工するために、一つの予備
   清浄範囲（６）と、少なくとも１基のもみごめ用サイロ
   （１０７）と、一次精製の第１と第２の範囲（７ａ、７
   ｂ）と、この第２の範囲（７ｂ）に配置した１基のもみ
   すり装置（１０８）とその後のもみがらを除いた玄米と
   もみがらの残ったもみすり装置（１０８）に返送すべき
   もみごめともみがらと場合によっては異物とを分離する
   ための１基の分離装置と、１基の精米装置及び／又は研
   削装置（１１２、１１３）と、場合によっては精白米を
   砕米及び種々の、好ましくは３種の大きさの等級に分け
   るための分類装置とを備え、且つ次の特徴ａ）〜ｄ）； a) 一次精製の第１の範囲（７ａ）に１基の光学的分級
   装置（２４）と、その前に場合によっては好ましくは米
   粒に対して明らかに大きい異物と明らかに小さい異物と
   を選り分ける１基のふるい精製装置（１１ａ）と更に特
   に粉塵を除去する１基の吸引装置（１２ａ）とが配置し
   てあり、前記光学的分級装置（２４）は異物及び／又は
   発育不良又は変形した米粒及び／又は砕米を選別除去す
   ること、 b) 前記もみすり装置（１０８）に後置した分離装置が
   １基の光学的分級装置（２４ａ）を有すること、 c) 前記分類装置が、場合によっては大きさによる分類
   の他に色彩による分類を行う１基の光学的分級装置（２
   ４ｂ）を有すること、 d) 前記もみすり装置（１０８）に後置した分離装置が
   前記光学的分級装置（２４ａ’）に前置した１基の選別
   台（１１８）を有し、これが製品を三つの分級物、即ち
   もみがらの残ったもみごめともみがらを除いた玄米とそ
   の混合分級物とに区分けし、該混合分級物を１個の連絡
   管路により前記選別台（１１８）から前記光学的分級装
   置（２４ａ’）に供給し、こうして前記光学的分級装置
   （２４ａ’）は前記もみすり装置（１０８）からの製品
   の一部のみを分級すること、のうちの少なくとも１つを
   有することを特徴とする請求項５の装置。
8. 【請求項８】 大豆を加工するために、一つの予備清浄
   範囲（６）と、一次精製の一つの範囲（７）と、場合に
   よってはそれぞれ少なくとも１基の加熱蒸気処理装置
   （２０５）と粗砕ロールミル（２０６）と振動ふるい
   （２０７）とフレーク用ロールミル（２０８）と場合に
   よっては油抽出機（２０９）とを備えた一つの加工範囲
   （８）とを有し、前記一次精製の範囲（７）に異物、砕
   けた大豆及び場合によっては緑の未熟の大豆を選別除去
   するための１基の光学的分級装置(24)を備えていること
   を特徴とする請求項５の装置。
9. 【請求項９】 採油用種子例えばひまわりの種子を加工
   するために、一つの予備清浄範囲（６）と、それに後置
   して、少なくとも１基の脱殻装置（２１０）と殻を除い
   た種子と殻付きの種子と殻とを分離する少なくとも１基
   の分離装置とを有し、その際殻付きの種子を一次精製範
   囲（７）の始めの部分に返送するために分離装置に連結
   した１基の返送装置とを有する一次精製の一つの範囲
   （７）と、一次精製に於いて異物と殻とを除いた種子を
   加工する一つの加工範囲（２１６）とを備え、かつ、 a) 一次精製範囲（７）に少なくとも１基の脱殻装置の
   後に１基の光学的分級装置（２４）と、その直前に場合
   によっては１基の機械的分離装置（２１１）及び／又は
   １基の吸引装置（２１３）と、場合によっては b) 一次精製の範囲（７）に少なくとも１基の脱殻装置
   （２１０）の前に、殻付きのひまわりの種子を少なくと
   も２種の大きさの等級に区分し、これを別々の脱殻装置
   （２１０）に送り、更に場合によっては異物を選別除去
   するための１基の光学的分級装置（２４ａ）とを備えて
   いることを特徴とする請求項５の装置。
10. 【請求項１０】 コーヒー核果又はペルガミノコーヒー
    を加工するために、一次精製の第１と第２の範囲（７
    ａ、７ｂ）とを備え、第１の範囲に異物を選別除去する
    １基の第１の分離装置と第２の範囲に１基の脱殻装置
    （３０５）又は１基の研削装置（３０６）及び第２の分
    離装置とを配置し、第２の分離装置は生産物を殻を除い
    た豆と殻付きの豆と殻とに分離し、殻付きの豆の脱殻装
    置への返送には場合によっては１基の返送装置を使用
    し、更にコーヒー豆を種々の大きさ及び品質の等級に区
    分けするための一つの分類範囲（８’）を備え、且つ a) 一次精製の第１の範囲（７ａ）に１基の第１の光学
    的分級装置（２４）と、場合によってはその直前に１基
    の機械的分離装置（１１ａ）及び／又は１基の吸引装置
    （１２ａ）と、場合によっては b) 前記分類範囲（８’）には１基の第２の光学的分級
    装置（２４ａ）とを備えていることを特徴とする請求項
    ５の装置。
11. 【請求項１１】 粉粒体又は類似の大量材料の粒子を、
    色彩及び／又は大きさ或いは形状を評価するために１基
    の画像解析装置の１個のセンサの前を通過させて、その
    際の画像解析装置の信号に相当して選別除去し、その選
    別除去を１個のアクチュエータを介して排除すべき粒子
    に作用するエネルギーによって行う、特に請求項１の方
    法或いは請求項５の装置の場合に使用する、粒子を分級
    する方法に於いて、選別除去すべき粒子に作用するエネ
    ルギーを画像解析の結果に基づいて調節し、且つ好まし
    くは次の方法段階ａ）及びｂ）； a) 選別除去すべき粒子に作用するエネルギーを画像解
    析の結果によりその強さ及び／又は作用時間を調節する
    こと、 b) 選別除去するためのエネルギーとしては、短時間の
    エネルギーパルスの形で選別除去すべき粒子に作用する
    媒体、好ましくは気体のエネルギーであり、エネルギー
    を高める必要があればエネルギーパルスの時間を延長
    し、この場合好ましくは選別除去エネルギーを圧縮空気
    流を用いて粒子に作用させるようにし、その空気圧を前
    記画像解析の結果により変更することのうち少なくとも
    一つを実施することを特徴とする粒子を分級する前記方
    法。
12. 【請求項１２】 １個のオプトエレクトロニクセンサ
    と、特に各粒子の色彩及び／又は大きさ或いは形状を測
    定する該センサに接続した１個の画像解析装置と、選別
    除去すべき粒子に選別除去エネルギーを加える少なくと
    も１個のアクチュエータとを備えた、請求項１１の方法
    を実施するための選別除去装置に於いて、前記画像解析
    装置（４０２、Ｉｖ、Ｆｐ）の出力に少なくとも間接
    に、解析の結果除去すべき粒子に必要な選別除去エネル
    ギーを求める１基の計算装置（４０４）が接続してあ
    り、且つ該計算装置（４０４）の出力はエネルギー制御
    装置（４１０、４１０’、４１４〜４１７）の入力、好
    ましくは各アクチュエータ（４１、４２、４０８）の入
    力に連結してあり、その際好ましくは前記計算装置（４
    ０４）にエネルギーパラメータ用の１基の入力機（４０
    ５）が配置してあり、且つ好ましくは次の特徴ａ）〜
    ｃ）； a) エネルギー制御装置として、１個の空気圧アクチュ
    エータ例えば圧縮空気を噴射する吹出しノズル（４１）
    に、前記計算装置（４０４）により制御される１個の比
    例弁（４１０）が設けてあること、 b) １個の吹出しノズル（４２）により形成された１個
    のアクチュエータが、１個の逆止弁（４１１）と該逆止
    弁に後置した切換弁（４１０’）とを介して圧縮空気源
    （４０９）と、更にもう１個の弁（４１３）を介して圧
    縮空気アキュムレータ（４０９’）との両方に接続して
    あり、前記切換弁（４１０’）ともう１個の弁（４１
    ３）は前記計算装置（４０４）により制御可能で、その
    際もう１個の弁（４１３）はその断面積及び／又はその
    開放時間を前記計算装置（４０４）により調節されるよ
    うに形成されていること、 c) １個の空気圧アクチュエータ（４０８）の空気の供
    給路に好ましくは異なる圧力に予め調節可能の数個の減
    圧弁（４１４〜４１７）を並列に接続し、これらの減圧
    弁は前記計算装置（４０４）により選択的に接続可能及
    び／又は制御可能であることのうちの少なくとも一つを
    有することを特徴とする前記選別除去装置。