NL1018940C1

NL1018940C1 - Werkwijze en inrichting voor het onderzoeken van eieren.

Info

Publication number: NL1018940C1
Application number: NL1018940A
Authority: NL
Inventors: Josse De Baerdemaeker; Bart De Ketelaere; Gerrit Hout
Original assignee: Food Processing Systems
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2002-03-13

Description

S Werkwijze en inrichting voor het onderzoeken van eieren.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking een werkwijze en inrichting voor het onderzoeken van eieren. In het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding 10 betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bepalen van eischaalkarakteristieken van eieren, waarbij de werkwijze omvat, - het positioneren van de te onderzoeken eieren, - het in trilling brengen van de te onderzoeken eieren waarbij trillingssignalen 15 voortgebracht worden, en - het detecteren van de door de eieren voortgebrachte trillingssignalen welke signalen een samenstel van trillingsdata bevatten.

De onderhavige uitvinding verschaft voorts een inrichting voor het onderzoeken van eieren, in het bijzonder voor het bepalen van eischaalkarakteristieken van eieren, 20 omvattende, - positioneringsorganen voor het positioneren van een ei, - een excitatie-orgaan om het ei in trilling te brengen, - een detectie-orgaan om de door de trilling van het ei afgegeven trillingssignalen te detecteren, en 25 - een verwerkingsorgaan om de trillingssignalen te verwerken tot trillingsdata.

Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bekend uit amerikaans octrooi US 5,696,325, waarin is beschreven hoe door eenmaal of meerdere malen aantikken van een op rollen gelegen ei, het daardoor in trilling brengen van het ei, en het vervolgens bepalen van trillingskarakteristieken van het ei, zowel de aanwezigheid van breuken 30 in de eischaal alsook verdere eigenschappen van de ei-inhoud vastgesteld kunnen worden.

1018940 2

Zoals algemeen bekend wordt in dit gebied van industriële bedrijvigheid, te weten het verwerken van voedselprodukten, hoe langer hoe meer van belang de kwaliteit van deze produkten vast te stellen. Terwijl nog niet geheel duidelijk is welke criteria of eigenschappen daarvoor uitgekozen zullen worden, is bijvoorbeeld bekend 5 uit “Assessment of some physical quality parameters of eggs based on vibration analysis.”, Peter Coucke, proefschrift Leuven, maart 1998, dat met name de fysische eigenschappen van de eischaal van betekenis kunnen zijn voor de kwaliteit van een dergelijk produkt. Geenszins wordt aangegeven op welke wijze de kwaliteit van eieren bepaald kan worden.

10 Reeds in het verleden, zie Peter Coucke hierboven, is gezocht naar een betrouwbaar criterium voor het bepalen van de kwaliteit van eieren. Zo wordt in pakstations voor eieren met name de schaalstijfheid beschouwd als een kwaliteitsparameter. Daartoe wordt voor elke partij eieren steekproefsgewijs, met behulp van een testbank, onder quasi-statische compressie, de schaalstijfheid of 15 veerconstante van de eischaal van een aantal eieren bepaald. Het zal duidelijk rijn, niet alleen dat een dergelijke testbank-meting enige tijd in beslag neemt, maar ook dat deze meting in het geheel niet op een sorteermachine waarmee vele tienduizenden eieren per uur gesorteerd dienen te worden, uitgevoerd kan worden.

Teneinde deze tekortkoming te verhelpén is de werkwijze volgens de 20 onderhavige uitvinding voorts gekenmerkt door, - het bepalen van de massa van de te onderzoeken eieren waarbij massadata verkregen worden, en - het bepalen van de afinetingen van de te onderzoeken eieren waarbij aimetingsgegevens verkregen worden, 25 waarbij de gegevens van de trillingen, van de massa, en van de afmetingen van elk ei samengesteld worden tot de waarde van tenminste één fysische eischaalkwaliteitsparameter van dat ei.

Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat een combinatie van metingen en van de daarop volgende bewerking volgens de werkwijze van de onderhavige 30 uitvinding tot groot voordeel kan leiden. Deze werkwijze kan ingezet worden zowel voor het testen van enkele eieren uit een grotere partij, alsook voor het invoeren van een nieuw selectiecriterium bij het sorteren van eieren op een eiersorteermachine.

1018940 3

Zo is bij verder onderzoek gebleken dat er nauwe correlaties bestaan tussen bijvoorbeeld deze schaalstijfheid en zowel de massa als de vorm van een ei, met in het bijzonder de lengte-breedte-verhouding voor de vorm van het ei. Meer in het bijzonder is gebleken dat deze correlatie in een kwantitatief verband kan worden 5 weergegeven.

Volgens een nadere uitvoering van de uitvinding heeft de werkwijze het kenmerk, dat de fysische eischaalkwaliteitsparameter de statische schaalstijfheid Ks is, waarbij Ks berekend wordt volgens

Ks = a + bKd + cD + dS, 10 met a, b, c en d als algemene constanten, Kd als dynamische stijfheid, D als dempingsparameter, en S als vormparameter voor dat ei.

In een verder kenmerk wordt voor de vormparameter S het quotiënt L/W van dat ei genomen, met L de lengte van de lange as en W de lengte van de korte as van dat ei.

15 Een dergelijke werkwijze is zeer geschikt om snel eenduidige uitkomsten te verkrijgen waardoor de kwaliteit van te onderzoeken of te sorteren eieren onmiddellijk vastgesteld kan worden.

Meer in het bijzonder kan de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding ten uitvoer gebracht worden in een inrichting, gekenmerkt door, 20 - een orgaan voor het bepalen van de massa van het ei waarbij een waarde voor de massa afgegeven wordt, en - een orgaan voor het bepalen van de afmetingen van het ei waarbij de maten van het ei vastgesteld worden, waarbij het verwerkingsorgaan de trillingsdata, alsmede de waarden voor de massa en de maten van het ei, samenstelt tot de waarde van 25 tenminste één fysische eischaalkwaliteitsparameter van dat ei.

Nadere uitvoeringen van de werkwijze en de inrichting van de onderhavige uitvinding zullen in detail beschreven worden aan de hand van de twee figuren, waarin figuur 1 een schema geeft van de werkwijze volgens de stand van de techniek, en 30 waarbij figuur 2 een schema laat zien van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

In figuur 1 is een schema getoond van de werkwijze volgens de stand van de techniek, waarin blok 1 het geheel van de stappen van positioneren, exciteren of aantikken, en detecteren van een door een ei voortgebracht excitatiesignaal betreft, en 1018940 « 4 waarin 2 het bepalen van de aanwezigheid of van de afwezigheid van één of meerdere breuken in de eischaal aanduidt. Volgens de stand van de techniek kan dit exciteren, dat wil zeggen in het trilling brengen, bestaan uit het meerdere malen aantikken van een, bijvoorbeeld, ondersteund ei, op meerdere verschillende plaatsen op de schaal 5 van dat ei. Dit exciteren kan mechanisch, bijvoorbeeld met een vallend kogeltje, of een aantikstaaf, of zelfs piëzo-elektrisch, maar kan ook met luchtdruk, geluidsgolven, of energierijke lichtpulsen zoals laserpulsen. Het is zelfs mogelijk het ei even te laten zweven tijdens het exciteren zodat het in geheel vrije toestand kan trillen. De trilling van een dergelijk ei zal gewoonlijk plaatsvinden volgens één van zijn trillingsmodes, 10 zie Peter Coucke hierboven. Deze trillingen kunnen eveneens op verschillende manieren gedetecteerd worden zoals aan elke deskundige bekend. Vaak wordt gekozen voor een microfoon wanneer de trillingen akoestisch van aard zijn, terwijl in een vacuum omgeving verplaatsingsmetingen met lasertechnieken toegepast kunnen worden. Voor de verwerking van de trillingssignalen wordt wederom verwezen naar 1 s het proefschrift van Peter Coucke. Met bekende signaalverwerkingstechnieken kunnen data zowel in het tijdsdomein als in het frequentiedomein verkregen worden. Het is mogelijk gebleken met deze data het optreden van scheurtjes of breuken in de eischaal vast te stellen.

In figuur 2 wordt met blok 1 eveneens het hiervoor besproken exciteren 20 aangegeven, alsmede het opnemen van trillingssignalen en het verwerken hiervan tot gegevens van het bijbehorende spectrum in het tijdsdomein of in het frquentiedomein. Blok 3 staat voor het bepalen van het gewicht van een ei, bijvoorbeeld door een algemeen bekende load-cel. Blok 4 staat voor het bepalen van de afmetingen van een ei. In het bijzonder wordt onder de afmetingen verstaan, de lengte L van de lange as 25 van het ei in samenhang met de lengte W van de korte as van het ei.

Gebleken is dat de in 1,3, en 4 verkregen gegevens samengesteld kunnen worden tot een waarde van een fysische eischaalkwaliteitsparameter. Meer in het bijzonder is deze fysische eischaalkwaliteitsparameter de statische schaalstijfheid Ks. Volgens de onderhavige uitvinding kan Ks in een verdere verwerkingsstap, 30 aangegeven met een blok 5, bepaald worden volgens

Ks = a+bKd + cD + dS, met a, b, c en d als algemene constanten, Kd als dynamische stijfheid, D als dempingsparameter en S als vormparameter voor dat ei, waarbij de onderhavige stijfheidsparameter wordt uitgedrukt in eenheden N/m. In het bijzonder wordt volgens 1018940 5 de uitvinding S = L/W genomen. Voor deze constanten, welke zijn afgeleid uit de gebleken correlaties, zijn de volgende waarden vastgesteld: a = - 0.047; b = + 0.85; c = + 0.40; d = + 0.48 (deze constanten zijn genormeerde waarden en uitgedrukt in bijbehorende eenheden). Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat de beide 5 stijfheidsparameters als fysische grootheden uitgedrukt kunnen worden in de massa en trillïngsdata, terwijl de demping een functie is van eveneens trillingsdata.

In een verdere uitvoering van de onderhavige uitvinding is de fysische eischaalkwaliteitsparameter de dikte T van de eischaal. Ook deze dikte wordt beschouwd als een aanduiding voor de kwaliteit van een ei. Op soortgelijke wijze als 10 boven aangegeven, kan T bepaald worden, weer schematisch aan te duiden met een blok 5, nu met andere soortgelijke correlaties volgens T — a + pKd + yD + 5S, met α, β, γ en δ als algemene constanten, en Kd, D en S weer de boven aangegeven parameters, waarbij T is uitgedrukt in eenheden pm. Voor deze constanten, welke zijn 15 afgeleid uit de gebleken correlaties, zijn de volgende waarden vastgesteld: α = + 0.002; β = + 0.95; γ = + 0.46; δ = + 0.57 (deze constanten zijn genormeerde waarden en uitgedrukt in bijbehorende eenheden).

In nog een andere uitvoering van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is de fysische eischaalkwaliteitsparameter de breukkracht Ffr van de 20 eischaal. Op soortgelijke wijze als boven aangegeven, kan Ffr bepaald worden, weer schematisch aan te geven met een blok 5, nu als gevolg van weer andere correlaties volgens

Ffr = a + bKd + cD, met a, bene als algemene constanten, en Kd en D de weer als hierboven aangegeven 25 parameters, waarin Ffr is uitgedrukt in eenheden N. Voor deze constanten welke zijn afgeleid uit de gebleken correlaties, zijn de volgende waarden vastgesteld: a - - 0.004; b - + 0.6; c = + 0.25 (deze constanten zijn genormeerde waarden en uitgedrukt in bijbehorende eenheden). Voor iedereen zal duidelijk zijn dat hiermee op zeer geschikte wijze de breukkracht op niet-destructieve manier kan worden bepaald. 30 De hiervoor toegelichte werkwijze kan worden uitgevoerd zowel op een desk top unit als in een sorteermachine voor eieren. Dergelijke sorteermachines zijn algemeen bekend, bijvoorbeeld zoals beschreven in Europees octriischrift EP 845414. Zoals hierboven aangegeven kan voorzien worden in organen voor het aantikken of 1018940 6 exciteren van eieren, in het detecteren van de trillingssignalen, en het verwerken hiervan. Het bepalen van de massa van elk ei vindt op algemeen bekende wijze plaats met behulp van load-cellen.

Het bepalen van de afmetingen van een ei, in het bijzonder de genoemde lengtes L en 5 W, kan met een scan-orgaan, bijvoorbeeld een barcode-scanner uitgevoerd worden. Wanneer gescand in de lengterichting, te weten evenwijdig aan de lange as van het ei, kunnen L en W op eenvoudige wijze uit de scanlengtes afgeleid worden.

Voor elke deskundige zal duidelijk zijn dat de tegenwoordige autoxnatiserings-en rekentechnieken het eenvoudig toelaten naast het verwerken van de 10 trillingssignalen eveneens het samenstellen van deze data met de massagegevens en de waarden voor de afmetingen uit te voeren. Bijvoorbeeld kunnen deze bewerkingen met daarvoor geschikte software op een PC, of ook op de bij de sorteermachine behorende computer, uitgevoerd worden.

Voorts zal het voor eenieder die deskundig is in dit gebied van de techniek l s duidelijk zijn dat de genoemde eischaalkwaliteitsparameters ook uit andere grootheden, bijvoorbeeld afgeleid van de boven genoemde, met bijpassende constanten, samengesteld kunnen worden. Bovendien kunnen grootheden welke ook een duidelijke correlatie met deze eischaalkwaliteitsparameters vertonen aan de vergelijking toegevoegd worden. Verder is voor deskundigen in dit vakgebied 20 duidelijk dat andere organen en mogelijkheden voor het bepalen van de massa en de afmetingen toegepast kunnen worden zonder daarmee buiten het bereik van deze uitvinding te komen.

25 30 1018940

Claims

1. Werkwijze voor het onderzoeken van eieren, in het bijzonder voor het bepalen van eischaalkarakteristieken van eieren, waarbij de werkwijze omvat, 5. het ondersteunen van de te onderzoeken eieren, - het in trilling brengen van de te onderzoeken eieren waarbij trillingssignalen voortgebracht worden, en - het detecteren van de door de eieren voortgebrachte trillingssignalen welke signalen een samenstel van trillingsdata bevatten, 10 gekenmerkt, doordat de werkwijze voorts omvat, - het bepalen van de massa van de te onderzoeken eieren waarbij massadata verkregen worden, en - het bepalen van de afmetingen van de te onderzoeken eieren waarbij 15 afinetingsgegevens verkregen worden, waarbij de gegevens van de trillingen, van de massa, en van de afmetingen van elk ei samengesteld worden tot de waarde van tenminste één fysische eischaalkwaliteitsparameter van dat ei.

2. Werkwijze volgens conclusiel, met het kenmerk, dat de fysische eischaalkwaliteitsparameter de statische schaalstijfheid Ks is, waarbij Ks berekend wordt volgens Ks — a + bKd + cD + dS, met a, b, c en d als algemene constanten, Kd als dynamische stijfheid, D als 25 dempingsparameter, en S als vormparameter voor dat ei.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de fysische eischaalkwaliteitsparameter de dikte T is, waarbij T bepaald wordt volgens

30 T — oc + pKd + yD + 5S, met a, β, γ en 5 als algemene constanten, Kd de dynamische schaalstijfheid, D als dempingsparameter, en S als vormparameter voor dat ei. miRQ40

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de fysische eischaalkwaliteitsparameter de breukkracht Ffr is, waarbij Fa bepaald wordt volgens Fa = a + óKd + cD, 5 met a, bene als algemene constanten, Kd als dynamisege stijfheid en D als dempingsparameter voor dat ei.

5. Werkwijze volgens één van de conclusie 2 of 3, 10 met het kenmerk, dat voor de afmetinsparameter S het quotiënt L/W genomen wordt, met L de lengte van de lange as en W de lengte van de korte as van dat ei.

6. Inrichting voor het onderzoeken van eieren, in het bijzonder voor het bepalen van eischaalkarakteristieken van eieren, omvattende, - steunorganen voor het ondersteunen van een ei, - een excitatie-orgaan om het ei in trilling te brengen, - een detectie-orgaan om de door de trilling van het ei afgegeven trillingssignalen te 20 detecteren, en - een verwerkingsorgaan om de trillingssignalen te verwerken tot trillingsdata, gekenmerkt door, - een orgaan voor het bepalen van de massa van het ei waarbij een waarde voor de massa afgegeven wórdt, en 25. een orgaan voor het bepalen van de afmetingen van het ei waarbij de maten van het ei vastgesteld worden, waarbij het verwerkingsorgaan de trillingsdata alsmede de waarden voor de massa en de maten van het ei samenstelt tot een fysische eischaalkwaliteitsparameter van het ei. 30 1 018940

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de organen ingebouwd zijn in een desk-top unit.

8. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, 5 dat de organen deel uitmaken van een sorteermachine voor eieren.

9. Inrichting volgens één van de conclusies 6-8, met het kenmerk, dat het orgaan voor het bepalen van de afmetingen van het ei een barcode-scanner is.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de barcode-scanner de eieren scant in de lengterichting van het ei. 15 1018940