WO2011076265A1 - Anordnung und verfahren zur messung von schüttfähigen produkten - Google Patents

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Martin Hersche
Urs DÜBENDORFER
Martin Heine
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Bühler AG
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for measuring at least one property of a product stream, in particular ⁇ for inline NIR measurement of ingredients and quality parameters of bulk products, such.
  • a product stream in particular ⁇ for inline NIR measurement of ingredients and quality parameters of bulk products, such.
  • ⁇ for inline NIR measurement of ingredients and quality parameters of bulk products, such.
  • EP-B-0539537 discloses an in-line method in which ingredients are determined in the bulk material flow, wherein the product is passed in a vertically aligned tube as a dense stream to a transducer. The wavelength ranges of the reflected light are determined in a number of individual measurements for a spectrum.
  • the invention has the object of developing the known Anord ⁇ calculations and methods such that their disadvantages are overcome.
  • an arrangement and a method for measuring a property of a product stream, that is to be provided which allow a simpler passing the Pro ⁇ duktstroms at a measurement probe at the same time sufficient measurement quality.
  • the arrangement comprises at least one Strö ⁇ mung line, in which the product stream can be guided.
  • the flow line may be formed as a flow tube, in particular as a round or square tube.
  • the Anord ⁇ voltage comprises at least one measuring probe, which is designed and arranged such that at least one property of the flow line is guided in the product stream is measured by means of the measuring probe.
  • the arrangement can be designed in particular for NIR measurement, in particular for inline NIR measurement.
  • inline especially in connection with ei ⁇ ner inline measurement
  • process analytics, strategies and case studies from industry out ⁇ given by Rudolf W. Kessler (2006).
  • an inline measurement the measuring point at which the measuring probe is arranged is integrated in the product flow.
  • An inline measurement can therefore be used to obtain information about the process and product properties directly. In particular, a sampling can be avoided in this way.
  • the flow line is inclined at least in the region of the measuring probe relative to the horizontal by an angle of less than 75 °, preferably at most 70 °, more preferably at most 65 °, particularly preferably at most 60 ° in a Fischströ ⁇ flow direction downwards. So the product flows on ⁇ due to the installation position of the flow line with a downward vertical velocity component.
  • the flow and in particular the product flow direction are predetermined by the geometry of the flow line.
  • the product should flow past as compact as possible veil at the measuring probe ⁇ , especially at a measuring window of the probe.
  • the measurement quality is mainly influenced by the bulk density since the bulk density also changes the stray ⁇ clothes of light and thus the intensity of the reflectors ⁇ oriented light.
  • the bulk density is determined inter alia by the angle of the flow line relative to the horizontal.
  • the bulk density is also determined by the product mass flow and the product velocity, said Artsge ⁇ speed blocks in free-flowing product of the Einlaufstre- and depends on the angle.
  • the mini ⁇ male angle is in the range of 50 ° relative to the horizontal.
  • the tube is mounted flat, increases the risk that the per ⁇ domestic product remains are, and can cause hygiene problems or product storage ⁇ Ungen.
  • the flow line is inclined in particular for the measurement of flour at least in the region of the probe relative to the horizontal by an angle of at least 50 ° downwards.
  • the quality of the measurement critically depends on the fact that the thickness of the product layer, which is different in thickness depending on the product density, can be measured directly in front of the measuring window as a representative sample for the entire product flow. This is no problem for homogeneous products such as flour. However, if inhomogeneous products are to be measured, it must be ensured that this requirement is still met.
  • probes are known in which the probe or parts thereof are arranged to be movable, so that a cleaning can take place outside the product flow. Such arrangements are for example in WO 2007/088047, WO
  • the cleaning of the measuring window is si ⁇ cher réelle essentially alone by the subsequent product, so that a self-cleaning occurs.
  • the cleaning may also be effected by additional components, such as. As compressed air, a mechanical wiper or high-frequency vibrations.
  • the probe may be designed for measurement in diffuse reflection with or without direct product contact, or for transmission or transflection measurements.
  • the arrangement comprises staging means for generating a stagnation pressure in the flow line, which are arranged in the region of a measuring window of the measuring probe.
  • the product flow can be accumulated in the region of the measuring window, whereby at least locally a larger and thus more representative and homogeneous product quantity can be provided for the measurement.
  • the storage means are statically formed, so immovable rela ⁇ tive to the flow line. This allows a particularly simp ⁇ che and low-noise design.
  • an arrangement of the stowage means in the region of the measurement window means that the stowage means are arranged at a distance of at most 20 cm, preferably at most 10 cm, particularly preferably at most 5 cm, from the measurement window.
  • the storage means are arranged upstream of the measuring window.
  • the storage means are arranged downstream of the measuring window.
  • the backflow generated by the debris can also locally influence the product quantity in the measuring range of the measuring probe.
  • the storage means may be formed as a cross-sectional constriction of an inner wall of the flow line. This is also a simple construction.
  • the stowage means may be formed as at least one arranged in the flow line chicane, in particular as a jump.
  • the storage means in particular a jump, are at least partially formed by the measurement window itself. This also serves a simple structural design. If the product is diverted directly on the measuring window verbes ⁇ Also the self-cleaning effect sert.
  • the jump and / or the measuring window are arranged in a direction flatter to the product flow direction angle. This improves the product presentation by pushing the product onto the measurement window. Through this on ⁇ sharmlichen pressure also the self-cleaning effect is sert EXPANDING.
  • the preferred angle between the jump and / or the measurement window and the product flow direction depends on the product properties as well as the structure of the flow line. For many applications, it has proved favorable if this angle between the measuring window and the product flow is in the range from 0 ° to 30 °, preferably from 5 ° to 20 °, particularly preferably from 8 ° to 15 °.
  • the measuring window is therefore preferably arranged flush with the inner wall of the flow tube. So dead spaces are avoided in de ⁇ the product nen accumulate and may thereby cause about hygiene problems.
  • the surfaces which bound the interior of the flow line, at least in the region of a measuring window of the measuring probe substantially immobile.
  • These surfaces may be formed by or contain the inner walls of the flow conduit.
  • the surfaces may also comprise the surfaces of other components that protrude into the interior, such as the surfaces above chicanes.
  • the probe may be disposed in a region of the flowline in which the product flow direction changes.
  • the product flow direction is defined by the formation of the flow line and in particular the shape of the inner walls. Due to such ⁇ n ⁇ alteration of the product flow direction a local damming up of the product can be produced in the region of the measuring probe also, which in turn simplifies the measurement.
  • a change in the product flow direction can be achieved, for example, in that an inner wall of the flow conduit is not rectilinear in a certain sectional plane, in particular in an arcuate manner and / or has a kink, at least in the region of a measuring window of the measuring probe.
  • This sectional plane lies so that it contains at least the local Artsströ ⁇ flow direction or in parallel.
  • the flow line may have a bend, wherein the measurement window is arranged in the region of this bend.
  • the measuring probe is arranged such that the product stream flows directly along a measuring window of the measuring probe. This measure air inlet ⁇ circuits between the measuring window and the product stream can be avoided, which could affect the measurement.
  • the flow line and the measuring probe are designed and arranged such that at least a property of a product flow flowing freely in the flow line, in particular flowing or sliding, can be measured by means of the measuring probe.
  • a free-flowing product stream flows due to its own gravity and does not have to be driven by forced delivery, such as a discharge screw.
  • the flow line and the measuring probe can be designed and arranged such that at least one property in a main product flow can be measured by means of the measuring probe.
  • a branching off of a bypass product stream is therefore not absolutely necessary.
  • the flow line and the measuring probe are formed and arranged such that by means of the measuring probe min ⁇ least one property in a bypass product stream is measured.
  • the measuring window can be tempered.
  • the tempering can take place, for example, via at least one heating wire or a heating coil in the immediate vicinity of the measuring window.
  • tempering for example, it can be achieved that the temperature of the measuring window is above that of the product and thus no water condenses out on the measuring window. Condensed water would lead to contamination and possible measuring errors, as the mixture of water and product on the measuring Glue window and can not or only insufficiently removed by nachumbledes product.
  • the arrangement may comprise at least one evaluation device.
  • probe and evaluation unit may be angeord ⁇ net in a housing.
  • the arrangement preferably contains a plurality of measuring probes, which in particular can be arranged at different points in the product flow. For example, measure a property of a product stream of a final product, a property of a product stream of an input ⁇ achess, another probe a property of a product stream ⁇ an intermediate, and yet another probe, a measuring probe ⁇ .
  • a measuring probe in a laboratory area can be angeord ⁇ net. It need not necessarily be all probes of at ⁇ properly disposed in a region of an inclined flow line; Within the scope of the invention, this only has to be the case for at least one measuring probe.
  • the costs per measuring point can be greatly reduced compared to the previously used NIR measuring systems.
  • the evaluation unit can be connected or connectable to the probe (s) by at least one fiber optic cable.
  • the fiber optic cable can be designed for the transmission of light energy in the NIR range (780 - 2500 nm).
  • the use of fiber optic cables allows also the spatially separated arrangement of the evaluation of the probe or probes.
  • the arrangement may also comprise at least control cable, by means of which the evaluation device is connected or connectable to the probe (s).
  • the evaluation unit can also hold at least one spectrometer ent ⁇ which the decomposed for example by a fiber optic cable via ⁇ karte light and measures the intensities.
  • the spectro ⁇ meter can be for example a per se known diode array spectrometer. It is conceivable that different spectrometers are assigned to different probes.
  • the evaluation can also contain other components, such as other optical elements, an embedded PC with operating and operating software, the necessary electronics and / or a per se known optical multiplexer, if multiple probes are available.
  • the corresponding ingredients (quan ⁇ titative and / or qualitative), quality parameters and / or other product properties can be determined and output as measured values within the evaluation device.
  • the calibration of the corresponding ingredients, quality parameters and / or product properties can advantageously be carried out using commercially available software which provides chemometric tools and can work with multivariate data sets.
  • the result of this calibration work are models which are loaded onto the evaluation unit.
  • the operation Soft ⁇ ware of the NIR system allows the assignment of different such models to the individual measuring points.
  • the evaluation unit and / or the operating software of Ausensege ⁇ Raets may be designed to filter out not suitable spectra, so that these spectra are not used for the determination of measured values.
  • Such unsuitable spectra can occur, for example, if the measuring window is not constantly covered to a sufficient extent by product or the bulk density is so low that too little diffuse reflected light is incident on the measuring probe for the evaluation.
  • Spectra of these states should preferably not be evaluated because they would give a wrong result. These states can he know ⁇ for example by a higher base line in the spectrum. By suitable selection of product-dependent limits and values, unsuitable spectra can be detected automatically.
  • the spectra can also be the basis of further mathematical characteristics that can evaluate and filter are calculated with the today ' ⁇ gen standard chemometric software tools.
  • a reference database is usually used which contains spectra and associated reference values (eg, ingredients or quality parameters).
  • the Referenzda ⁇ tenbank covers advantageously the entire area to be measured. In particular, different product temperatures and different product densities than the state of the art must be taken into account for measurements in the process. This allows the variations of product temperature and density compensated appropriately and in ⁇ terpretationsSystem avoided during operation.
  • the arrangement may also include a control unit and / or a control system.
  • the measured values can be transmitted to these.
  • the control unit or the control system can then take over the control of a higher-level process and / or a higher-level system.
  • the parent process may be about a grinding method, in which a product stream is processed, and the parent plant can be used for this purpose Mahlan ⁇ position.
  • the present invention also relates to a method for measuring at least one property of a product stream.
  • Insbeson ⁇ particular it may be a method for NIR measurement, especially for in-line NIR measurement.
  • the method can be carried out with a device according to the invention.
  • at least one property is measured in a flow ⁇ a line, in particular in a flow tube, out the product stream by means of a measuring probe.
  • the flow line is particularly before inclined, at least in the region of the measuring probe relative to the horizontal by an angle of less than 75 °, preferably at most 70 °, more preferably at most 65 °, ⁇ Trains t more than 60 ° in a product flow direction downwards.
  • spectra in the NIR range are recorded by means of at least one measuring probe.
  • the product stream flows directly to a measuring window of a measuring probe along ⁇ . This avoids trapped air between the measuring window and the product flow, which could affect the measurement.
  • the measurement is preferably carried out on a free-flowing product stream. So an elaborate back pressure of the pro ⁇ domestic product is not required.
  • the measurement is carried out in a main product stream.
  • the measurement is carried out in a bypass product stream.
  • measured data recorded by the measuring probe are transmitted to an evaluation unit, which is arranged in particular spatially separated therefrom .
  • the evaluation is in a sheltered place with a constant room temperature, such. In a control room or a measuring cabinet.
  • the housing of the evaluation device can be equipped with a temperature control.
  • other electronic components such as EMBED ded PC
  • the adverse process such as widely varying temperatures or vibrations
  • the arrangement of the evaluation unit outside the process ⁇ range It is also possible that the-housed by the measuring probe ⁇ NEN measurement data, in particular the calculated by means of models measured values and / or the spectra in the NIR region are transmitted to a control system and / or a control unit and processed there.
  • At least two measuring probes ⁇ can be interrogated sequentially.
  • the product stream may contain or consist of cereal grains and / or their constituents.
  • ingredients and / or quality parameters of the product stream can be measured using the method.
  • the product stream may be input products, intermediates
  • a manufacturing process for example a comminution process, such as a milling process.
  • the measurement is preferably carried out inline.
  • a measurement probe at a measuring point is ⁇ orders may be where it measures, for example in a recipe bread flour and in another recipe biscuit flour.
  • different calibration models are assigned or can be assigned to the measuring probes.
  • the assignment in connection with the recipe selection can take place automatically and / or the arrangement can carry out the assignment by means of class formation itself.
  • the respective models can be assigned to the recipes and then automatically used by the system. Further, it would also be conceivable that the measuring system automatically detects which product is thoroughlyge ⁇ leads on the probe and then automatically selects the appropriate models.
  • inventive arrangement relates to the use of an inventive arrangement.
  • inventive arrangement and the inventive method allow at ⁇ play, the measurement of ingredients and formulatesparame ⁇ tern or general product properties of bulk products during the product preparation and processing for the purpose of process monitoring (measuring, monitoring), and control and / or regulation of the plants and / or processes.
  • the invention relates to the use of an arrangement according to the invention in particular complete plants for the grain milling shop; Flour processing equipment for industrial bakeries; Installations for special milling, in particular for peeling and / or grinding soya, buckwheat, barley, oats, spelled, millet / sorghum, pseudocereals and / or legumes; Installations for the production of foodstuffs for pets and pets; ⁇ Special equipment for the production of feed for fish and
  • measured quantities can be determined with the aid of the device according to the invention and the method according to the invention.
  • the measured product properties can provide the plant operator with valuable information about the course of the process and, in a further step, can be used in a variety of ways for the plant or process regulations. So can z. B. for networks or recipes control loops are created. Likewise, the composition of mixtures can be analyzed and optionally readjusted.
  • the arrangement which is preferred for inline NIR measurement has a modular design and basically comprises at least one measuring probe and at least one evaluation unit.
  • the cost per measurement ⁇ stelle be as small as possible, several measuring probes should be connected to an evaluation unit.
  • the evaluation unit is arranged to achieve a greater independence of the often times ⁇ adverse process environment conditions spatially separated from the measuring ⁇ probes.
  • probes on-site probes with lighting unit, Op ⁇ tik and electronics
  • the defined conditions include, for example, a defined temperature and / or a defined air humidity, which in particular can be kept constant.
  • the probes are designed so that they can be integrated into various environments, machinery or equipment and are made from particular share from inexpensive single ⁇ . It is also advantageous if the measuring probes allow a continuous measuring operation.
  • Show 1 shows a schematic representation of an arrangement according to the invention for the in-line NIR measurement in a main flow, in a buffer section of a bypass flow and in a laboratory area;
  • FIG. 2 shows a section of the arrangement according to FIG. 1 with a measuring probe arranged in the region of a jump;
  • FIG 3 shows a further arrangement according to the invention for the measurement in a curved pneumatic tube.
  • the arrangement essentially consists of at least one, in an advantageous embodiment, several measuring probes 1 and one evaluating device 2.
  • the construction and the mode of operation of the measuring probes 1 should be adapted to the product 3 to be measured and the environmental conditions. So it has for powdery products 3 such. B. flour proven to perform the measurement in diffuse reflection.
  • the product 3 can be measured by contact, either with the inventive method in a trained as a downpipe 16 flow line within a drop section 4 or as usual in a jam section 5.
  • diffuse reflection also not touching, ie with a distance between the measuring window and the product to be measured 3, are measured.
  • This arrangement may be advantageous for other purposes, eg in measurements in a laboratory area 6 or via conveyor belts or the like.
  • measuring method such.
  • the above-mentioned measurement on a conveyor belt without direct product contact or the measurement of low-absorbing media in transmission or transflection can be integrated with designed measuring probes in any combination in the present arrangement and connected to the evaluation unit 2 or. Furthermore, it is in all measuring methods of Advantage, if the product 3 is moved continuously during the measurement, since thus a larger product volume recorded ⁇ who can.
  • the measuring probes 1 each contain at least one light source 7 which illuminates the product 3 to be measured in the spectral region of interest by a measuring window 8 which does not absorb much in the respective spectral range.
  • a measuring window 8 which does not absorb much in the respective spectral range.
  • NIR near infrared range
  • sapphire glass has proven to be a measuring window material in the process environment .
  • the light source 7 can be redundant.
  • the measuring probes 1 are connected by means of control cables 9 to the evaluation device 2.
  • This control wiring can be done as shown in Figure 1 via a star structure. but it is also possible a tree structure.
  • the measuring probes 1 are additionally connected via fiber optic cable 10 to the evaluation device 2.
  • This fiber optic cable 10 transportie ⁇ ren the diffusely reflected light from the product 3 ⁇ 1 to the processing unit 2 is integrated for the Be ⁇ operating with a plurality of probes 1, an optical multiplexer 11 from the Messson in the evaluation unit. 2 This allows the sequential passage of the light transported with the glass fibers 10.
  • the number of channels depends on the design of the multiplexer 11 and can be chosen arbitrarily per se.
  • the signal is transmitted from a measuring probe 1 to the spectrometer 12, which receives the light intensity as a function of the wavelength.
  • the diode array has proven to be a suitable spectrometer.
  • the recorded spectra are evaluated on an embedded PC 13.
  • the evaluation unit 2 necessary for the operation electronics 14 integrated.
  • the operation of the evaluation ⁇ device 2 and the visualization of the measured values can either directly on the Embedded PC 13 or via a control system 22 with ent ⁇ speaking operating or visualization elements 15 done. If the measured values are made available to the control system 22 or a control unit 24 such as a PLC (programmable logic controller), they can be used relatively easily for control and regulating tasks within the processes or installations.
  • PLC programmable logic controller
  • Fig. 2 the actual measuring arrangement for measuring pourable products 3 is shown in a trained as a downpipe 16 flow line.
  • the drop tube 16 normally has a diameter d of 120 mm or 150 mm in the grain and feed milling industry.
  • the product 3 to be measured flows freely, ie solely due to gravity, in the drop tube 16 and directly past a measuring window 8 of the measuring probe 1.
  • the drop tube 16 is inclined at an angle to the horizontal in the product flow direction R downwards. The angle may vary depending on the product 3 and installation situation. For the measurement of flour, 50 ° to 75 ° have proven effective for angles.
  • the measuring probe 1 with measurement window 8 is such ⁇ be formed and arranged so that the product stream 3 is measurable by the measuring probe ⁇ . 1
  • the product contacting part of the measuring ⁇ probe 1 has a diameter of 19 mm.
  • the measuring window 8 has a diameter of 13 mm.
  • the product layer 18 directly in front of the measurement window 8 has to have a certain minimum density of charge for a sufficient measurement quality, which, however, depends on how strongly the product 3 diffusely reflects the infrared radiation.
  • the drop tube 16 is shaped such that the measurement window is mounted ß 8 relative to the product stream 3 in an angle.
  • the measuring window 8 thus forms part of a jump 17, which form storage means for generating ei ⁇ nes back pressure. It is important to ensure that no Cavities arise, which can lead to product accumulation and thus to hygienic problems.
  • the jump 17 extends upstream over a distance b of at most 5 cm from the measuring window 8.
  • the jump 17 is immovably rela ⁇ tively to the downpipe 16 and simultaneously forms a cross-sectional constriction ⁇ the inner wall 20 of the drop tube 16th
  • the angle ⁇ is dependent on the product properties and on the structure of the drop tube 16. For the measurement of flour, it has been shown that good results are achieved with an angle ⁇ of 10 °.
  • the product stream 3 is deflected directly in front of the measuring window 8, which likewise leads to an increased contact pressure on the measuring window 8. This circumstance has an advantageous effect in that the cleaning effect of the measuring window is also improved by the trailing product 3.
  • Fig. 3 shows another embodiment.
  • the Strö ⁇ ment line is designed as a pneumatic line 23.
  • the measurement ⁇ probe 1 and the measurement window 8 are positioned in an area of the pneumatic line 23, in which an incoming Pro ⁇ dukt culinarycardi R 'changes due to the shape of the inner wall 20 of the pneumatic line 23 into an outgoing product conveying direction R, namely in the region of a pipe bend.
  • the inner wall 20 is thus in a region of the measurement window 8 is not ge ⁇ rectilinearly, but has in the plane which R is turned ⁇ rising product flow direction and contains the outgoing Artsströ ⁇ flow direction R ', a kink.
  • the pneumatic line 23 is flattened in the region of the flat Meßfens ⁇ age 8 and thus also forms a chicane, which leads to an additional back pressure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur kostengünstigen Inline-NIR-Messung, insbesondere zur kostengünstigen Inline-NIR-Messung von Inhaltsstoffen, Qualitätsparametern oder allgemein Produkteigenschaften von Getreidekörnern u. a. und deren Bestandteilen in Produktströmen (3) in Mehl- oder Futtermühlen oder dergleichen. Mit mindestens einer Messsonde (1) werden vorteilhaft an frei fliessendem Produkt (3) in einem Strömungsrohr die Reflexionsspektren aufgenommen und an eine räumlich hiervon getrennt angeordnete Auswertegerät (2) mit integriertem Spektrometer (12) übertragen. Die vom Auswertegerät (2) ermittelten Messwerte werden an eine Steuereinheit (24) oder an ein Leitsystem (22) übertragen und können dort zum Monitoring und/oder Regeln der Prozesse bzw. Anlagen benützt werden. Durch die einfache Produktpräsentation sowie die Mehrfachbenutzung der Auswertegerät können die Kosten pro Messstelle im Vergleich zu bis anhin eingesetzten NIR-Systemen stark gesenkt werden.

Description

Anordnung und Verfahren zur Messung von schüttfähigen Produkten
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung mindestens einer Eigenschaft eines Produktstroms, insbeson¬ dere zur Inline-NIR-Messung von Inhaltsstoffen und Qualitätsparametern von schüttfähigen Produkten, wie z. B. Getreidekörnern und deren Bestandteilen in Produktströmen in Mehl- oder Futtermühlen .
NIR-Messungen, also Messungen im nahen Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums, von Inhaltsstoffen in Getreidekörnern oder Bestandteilen von Getreidekörnern sind an sich bekannt. So offenbart die EP-B-0539537 ein Inline-Verfahren, bei dem Inhaltsstoffe im Schüttgutstrom ermittelt werden, wobei das Produkt in einem vertikal ausgerichteten Rohr als dichter Strom an einem Messwertaufnehmer vorbeigeführt wird. Die Wellenlängenbereiche des reflektierten Lichtes werden in einer Anzahl von Einzelmessungen für ein Spektrum ermittelt.
Für die dort beschriebene Anordnung ist ein dichter, homogener Schüttgutstrom zwingend erforderlich, um eine ausreichende Mess¬ genauigkeit zu garantieren. Zu diesem Zweck wird der Produkt¬ strom rückgestaut und im Rückstau gegenüber dem Messwertaufnehmer bewegt. Dies wird mit Hilfe einer Austragsschnecke sicherge¬ stellt, die für ein konstantes Absenken des Produktes im Messka¬ nal sorgt. Ein solcher Aufbau ist jedoch baulich aufwändig. Zu¬ dem muss die Austragsschnecke mit einer ganz bestimmten Drehzahl betrieben werden, damit ein konstantes Absenken erreicht werden kann .
Auch in WO 85/04957 ist eine Anordnung beschrieben, in der das Produkt angestaut, angehäuft oder verdichtet werden muss. Die baulichen Massnahmen hierfür sind ebenfalls sehr aufwändig. Ausserdem erlaubt diese Anordnung aufgrund der erforderlichen peri- odischen Anstauung und Weiterleitung des Produktes nur eine Messung in einem Bypass-Produktstrom.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Anord¬ nungen und Verfahren derart weiterzubilden, dass deren Nachteile überwunden werden. Insbesondere sollen also eine Anordnung und ein Verfahren zur Messung einer Eigenschaft eines Produktstroms bereitgestellt werden, die ein einfacheres Vorbeiführen des Pro¬ duktstroms an einer Messsonde bei gleichzeitiger ausreichender Messgüte ermöglichen.
Diese und weitere Aufgaben werden durch eine erfindungsgemässe Anordnung zur Messung mindestens einer Eigenschaft eines Pro¬ duktstroms gelöst. Die Anordnung umfasst mindestens eine Strö¬ mungsleitung, in welchem der Produktstrom führbar ist. Die Strömungsleitung kann als Strömungsrohr ausgebildet sein, insbesondere als Rund- oder Vierkantrohr. Weiterhin umfasst die Anord¬ nung mindestens eine Messsonde, welche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mindestens eine Eigenschaft des in der Strömungsleitung geführten Produktstroms mittels der Messsonde messbar ist.
Die Anordnung kann insbesondere zur NIR-Messung, insbesondere zur Inline-NIR-Messung ausgelegt sein. Hier und im Folgenden wird der Begriff „inline" (insbesondere im Zusammenhang mit ei¬ ner Inline-Messung) so verwendet wie in „Prozessanalytik, Strategien und Fallbeispiele aus der industriellen Praxis", heraus¬ gegeben von Rudolf W. Kessler (2006) . Demgemäss ist bei einer Inline-Messung die Messstelle, an der die Messsonde angeordnet ist, in den Produktstrom integriert. Eine Inline-Messung kann also dazu benutzt werden, um Informationen über die Prozess- und Produkteigenschaften direkt zu erhalten. Insbesondere kann hierdurch eine Probennahme vermieden werden. Erfindungsgemäss ist die Strömungsleitung zumindest im Bereich der Messsonde relativ zur Horizontalen um einen Winkel von weniger als 75°, bevorzugt höchstens 70°, weiter bevorzugt höchstens 65°, besonders bevorzugt höchstens 60° in einer Produktströ¬ mungsrichtung nach unten geneigt. Das Produkt strömt also auf¬ grund der Einbaulage der Strömungsleitung mit einer nach unten gerichteten vertikalen Geschwindigkeitskomponente. Die Strömung und insbesondere die Produktströmungsrichtung werden dabei von der Geometrie der Strömungsleitung vorgegeben.
Das Produkt sollte als möglichst kompakter Schleier an der Mess¬ sonde vorbeiströmen, insbesondere an einem Messfenster der Messsonde. Die Messgüte wird hauptsächlich durch die Schüttungsdich- te beeinflusst, da sich mit der Schüttungsdichte auch die Streu¬ ung des Lichtes ändert und damit auch die Intensität des reflek¬ tierten Lichtes. Die Schüttungsdichte wird unter anderem durch den Winkel der Strömungsleitung relativ zur Horizontalen bestimmt. Bei einem Strömungsrohr mit zylindrischer Innenwand, insbesondere bei Strömungsrohren in Getreide- oder Futtermühlen, wird die Schüttungsdichte ausserdem durch den Produktmassenstrom und die Produktgeschwindigkeit bestimmt, wobei die Produktge¬ schwindigkeit bei frei fliessendem Produkt von der Einlaufstre- cke und dem Winkel abhängt.
Aufgrund der erfindungsgemässen, von der Vertikalen um mehr als 15° abweichenden Neigung ergibt sich zumindest an der unteren Innenwand der Strömungsleitung ein homogener Produktstrom allein dadurch, dass das Produkt kontrolliert an dieser Innenwand ent¬ lang rutscht. Das Produkt muss also nicht mit aufwändigen Mass¬ nahmen rückgestaut werden, wie dies im Stand der Technik erforderlich ist. Die Anordnung ist hierdurch baulich wesentlich einfacher und auch deutlich weniger störanfällig. Je nach Anforderungen an die Messgenauigkeit und nach den jewei¬ ligen Produkteigenschaften kann der Winkel innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden. Für die Messung von Mehl hat sich gezeigt, dass bei flachen Winkeln um 50° gegenüber der Horizontalen bereits ab einem Produktmassenstrom von 50 kg/h verlässliche Messwerte erreicht werden. Der Mindestwinkel wird durch die Fliessfähigkeit des Produkts bestimmt. Für Mehle liegt der mini¬ male Winkel im Bereich von 50° gegenüber der Horizontalen. Wird das Rohr flacher montiert, erhöht sich die Gefahr, dass das Pro¬ dukt liegen bleibt und so hygienische Probleme oder Produktstau¬ ungen verursachen kann. Durch eine gewisse minimale Neigung kann also die Reinigung des Messfensters durch das nachkommende Pro¬ dukt sichergestellt werden, so dass eine Selbstreinigung ein¬ tritt. Bevorzugt ist die Strömungsleitung daher insbesondere für die Messung von Mehl zumindest im Bereich der Messsonde relativ zur Horizontalen um einen Winkel von mindestens 50° nach unten geneigt .
Demgegenüber haben Versuche mit Mehl gezeigt, dass selbst bei Rohrwinkeln von 75° gegenüber der Horizontalen noch verlässliche Messwerte erzielt werden können, sofern der Massenstrom in etwa > 200 kg/h ist. In einigen Fällen kann es nötig sein, dass die Einlaufstrecke bei Massenströmen in diesem Bereich jedoch nicht grösser als 2 m ist, da sonst das Produkt bereits zu stark in¬ nerhalb des Rohres verteilt sein kann, so dass sich keine homo¬ gene Schicht mehr vor dem Messfenster bildet.
Die Messgüte ist entscheidend davon abhängig, dass die je nach Produktdichte unterschiedlich dicke Produktschicht direkt vor dem Messfenster als repräsentatives Muster für den gesamten Produktstrom gemessen werden kann. Dies ist bei homogenen Produkten wie Mehl insofern kein Problem. Sollen aber inhomogene Produkte gemessen werden, so ist sicherzustellen, dass diese Anforderung immer noch erfüllt ist. Im Stand der Technik sind Messsonden bekannt, bei denen die Messsonde oder Teile davon beweglich angeordnet sind, damit eine Reinigung ausserhalb des Produktstromes stattfinden kann. Derartige Anordnungen sind beispielsweise in WO 2007/088047, WO
2007/009522 oder EP 1837643 beschrieben. Eine bewegliche Anordnung ist jedoch baulich äusserst aufwändig und störanfällig. Diese Nachteile werden durch die mit der vorliegenden Erfindung hervorgerufene Selbstreinigungswirkung überwunden.
In vorteilhafter Ausgestaltung wird die Reinigung des Messfensters im Wesentlichen allein durch das nachkommende Produkt si¬ chergestellt, so dass eine Selbstreinigung eintritt. In einigen Ausführungsformen kann die Reinigung auch durch zusätzliche Komponenten, wie z. B. Druckluft, einen mechanischen Wischer oder hochfrequente Vibrationen erfolgen.
Die Messsonde kann für die Messung in diffuser Reflexion mit oder ohne direkten Produktkontakt oder für Transmissions- oder Transflexionsmessungen ausgelegt sein.
Als Messsonde kann insbesondere ein in WO 2009/068022 beschrie¬ bener Spektrometermesskopf verwendet werden.
In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Anordnung Staumittel zur Erzeugung eines Staudrucks in der Strömungsleitung, welche im Bereich eines Messfensters der Messsonde angeordnet sind. Mit Hilfe solcher Staumittel kann der Produktstrom im Bereich des Messfensters angestaut werden, wodurch zumindest lokal eine grössere und damit repräsentativere und homogenere Produktmenge für die Messung bereitgestellt werden kann. Besonders bevorzugt sind die Staumittel statisch ausgebildet, also unbeweglich rela¬ tiv zur Strömungsleitung. Dies ermöglicht eine besonders einfa¬ che und störungsarme Bauweise. In bevorzugten Ausführungsformen bedeutet eine Anordnung der Staumittel im Bereich des Messfensters, dass die Staumittel in einem Abstand von höchstens 20 cm, bevorzugt höchstens 10 cm, besonders bevorzugt höchstens 5 cm vom Messfenster angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind die Staumittel stromaufwärts vom Messfenster angeordnet.
Es ist aber auch denkbar, dass die Staumittel stromabwärts vom Messfenster angeordnet sind. Der von den Staumitteln erzeugte Rückstau kann hierdurch ebenfalls lokal die Produktmenge im Messbereich der Messsonde beeinflussen.
Die Staumittel können als Querschnittsverengung einer Innenwand der Strömungsleitung ausgebildet sein. Hierbei handelt es sich ebenfalls um eine einfache Bauweise.
Alternativ oder zusätzlich können die Staumittel als mindestens eine in der Strömungsleitung angeordnete Schikane ausgebildet sein, insbesondere als Schanze.
Es ist möglich, dass die Staumittel, insbesondere eine Schanze, zumindest teilweise vom Messfenster selbst gebildet sind. Dies dient ebenfalls einer einfachen baulichen Ausgestaltung. Sofern das Produkt direkt auf dem Messfenster umgelenkt wird, verbes¬ sert sich auch die Selbstreinigungswirkung.
Vorteilhaft sind die Schanze und/oder das Messfenster in einem zur Produktströmungsrichtung flacheren Winkel angeordnet. Dadurch wird eine Verbesserung der Produktpräsentation erzielt, da das Produkt auf das Messfenster gedrückt wird. Durch diesen zu¬ sätzlichen Druck wird zudem die Selbstreinigungswirkung vergrös- sert .
Der bevorzugte Winkel zwischen der Schanze und/oder dem Mess¬ fenster und der Produktströmungsrichtung hängt von den Produkt- eigenschaften sowie vom Aufbau der Strömungsleitung ab. Für viele Anwendung hat es sich als günstig erwiesen, wenn dieser Winkel zwischen dem Messfenster und dem Produktfluss im Bereich von 0° bis 30°, bevorzugt von 5° bis 20°, besonders bevorzugt von 8° bis 15° liegt.
Es ist denkbar, die Messsonde und insbesondere das Messfenster im Zentrum der Strömungsleitung anzuordnen. Dies führt jedoch zu Produktansammlungen im Bereich des Messfensters und der Halterung der Messsonde, so dass diese regelmässig gereinigt werden müssen. Die oben genannten Patentanmeldungen WO 2007/088047, WO 2007/009522 oder EP 1837643 stellen zwar entsprechende bauliche Massnahmen zur Reinigung bereit, die jedoch äusserst aufwändig sind .
Das Messfenster ist daher bevorzugt bündig mit der Innenwand des Strömungsrohres angeordnet. So werden Toträume vermieden, in de¬ nen sich das Produkt ansammeln und hierdurch etwa hygienische Probleme verursachen kann.
Mit grossem Vorteil sind die Flächen, die den Innenraum der Strömungsleitung begrenzen, zumindest im Bereich eines Messfensters der Messsonde im Wesentlichen unbeweglich. Diese Flächen können von den Innenwänden der Strömungsleitung gebildet sein oder diese enthalten. Neben den Innenwänden der Strömungsleitung selbst können die Flächen aber auch noch die Oberflächen anderer Bauteile umfassen, die in den Innenraum hineinragen, wie beispielsweise die Oberflächen oben genannten Schikanen. Für den Zweck der Erfindung ist es nämlich nicht wesentlich, dass der Produktstrom durch eine Zwangsbewegung auf die Messsonde zugeführt wird. Der Verzicht auf bewegliche Bauteile verringert die Störanfälligkeit und den Wartungsaufwand. In einigen Ausführungsformen kann die Messsonde in einem Bereich der Strömungsleitung angeordnet sein, in welchem sich die Produktströmungsrichtung ändert. Die Produktströmungsrichtung wird dabei durch die Ausbildung der Strömungsleitung und insbesondere deren Form der Innenwände definiert. Aufgrund einer solchen Än¬ derung der Produktströmungsrichtung kann ebenfalls ein lokales Anstauen des Produktes im Bereich der Messsonde erzeugt werden, was wiederum die Messung vereinfacht.
Eine Änderung der Produktströmungsrichtung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Innenwand der Strömungslei¬ tung zumindest im Bereich eines Messfensters der Messsonde in einer gewissen Schnittebene nicht geradlinig ist, insbesondere bogenförmig ist und/oder einen Knick aufweist. Diese Schnittebene liegt dabei so, dass sie zumindest die lokale Produktströ¬ mungsrichtung enthält oder dazu parallel ist.
Beispielsweise kann die Strömungsleitung eine Biegung aufweisen, wobei das Messfensters im Bereich dieser Biegung angeordnet ist.
In vorteilhaften Ausführungsformen ist die Messsonde derart angeordnet, dass der Produktstrom direkt an einem Messfenster der Messsonde entlang strömt. Durch diese Massnahme können Luftein¬ schlüsse zwischen dem Messfenster und dem Produktstrom vermieden werden, die die Messung beeinträchtigen könnten.
Für die Regelung von Prozessen, insbesondere für die Regelung von Prozessen in der Getreide- und Futtermüllerei, genügen häu¬ fig bereits Informationen über den Trend der verschiedenen Messwerte, um den Prozess bzw. die Anlagen zu regeln. Es hat sich nun gezeigt, dass mit einer stark vereinfachten Produktpräsenta¬ tion eine für viele Anwendungen ausreichende Genauigkeit er¬ reicht werden kann. Günstigerweise sind die Strömungsleitung und die Messsonde derart ausgebildet und angeordnet, dass mindestens eine Eigenschaft eines in der Strömungsleitung frei strömenden, insbesondere fliessenden oder rutschenden Produktstroms mittels der Messsonde messbar ist. Ein frei strömender Produktstrom strömt aufgrund seiner eigenen Schwerkraft und muss nicht durch eine Zwangsförderung, wie beispielsweise eine Austragsschnecke angetrieben werden. Bevorzugt weist die Anordnung stromabseitig und in einem Abstand von 20 cm, bevorzugt 50 cm von der Messsonde keine Mittel zur Zwangsförderung des Produktstroms auf, wie beispielsweise eine Austragsschecke .
Da bei Verwendung der erfindungsgemässen Anordnung ein Rückstau des Produktes nicht notwendig ist, kann die Messung in einem Haupt-Produktstrom stattfinden. Demgemäss können die Strömungsleitung und die Messsonde derart ausgebildet und angeordnet sein, dass mittels der Messsonde mindestens eine Eigenschaft in einem Haupt-Produktstrom messbar ist. Ein Abzweigen eines By- pass-Produktstroms ist also nicht zwingend erforderlich. Natür¬ lich ist es trotzdem möglich und liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, dass die Strömungsleitung und die Messsonde derart ausgebildet und angeordnet sind, dass mittels der Messsonde min¬ destens eine Eigenschaft in einem Bypass-Produktstrom messbar ist .
Damit eine zuverlässige Messung garantiert ist, sollten Verun¬ reinigungen des Messfensters verhindert werden. Je nach Produkt kann es für das Reinigungsverhalten vorteilhaft sein, wenn das Messfenster temperierbar ist. Die Temperierung kann beispielsweise über mindestens einen Heizdraht oder eine Heizwicklung in unmittelbarer Nähe zum Messfenster erfolgen. Durch die Temperierung kann beispielsweise erreicht werden, dass die Temperatur des Messfensters über derjenigen des Produktes liegt und so kein Wasser am Messfenster auskondensiert. Auskondensiertes Wasser würde nämlich zu Verschmutzungen und möglichen Messfehlern führen, da sich das Gemisch von Wasser und Produkt auf dem Mess- fenster verkleben und durch nachkommendes Produkt nicht oder nur ungenügend entfernt werden kann.
Zur Auswertung der von der Messsonde aufgenommenen Messdaten kann die Anordnung mindestens ein Auswertegerät umfassen. Hierbei können Messsonde und Auswertegerät in einem Gehäuse angeord¬ net sein. Bevorzugt enthält die Anordnung allerdings mehrere Messsonden, die insbesondere an verschiedenen Stellen im Pro- duktfluss angeordnet sein können. Beispielsweise kann eine Mess¬ sonde auch eine Eigenschaft eines Produktstroms eines Eingangs¬ produkts, eine weitere Messsonde eine Eigenschaft eines Produkt¬ stroms eines Zwischenprodukts und noch eine weitere Messsonde eine Eigenschaft eines Produktstroms eines Endprodukts messen. Optional kann auch eine Messsonde in einem Laborbereich angeord¬ net sein. Es müssen dabei nicht zwingend alle Messsonden der An¬ ordnung in einem Bereich einer geneigten Strömungsleitung angeordnet sein; im Rahmen der Erfindung muss dies lediglich für mindestens eine Messsonde der Fall sein.
Durch die Verwendung kostengünstiger Einzelkomponenten, einer stark vereinfachten Produktpräsentation und eines optionalen Anschlusses von mehreren, bei Bedarf unterschiedlichen Messsonden an einem Auswertegerät können die Kosten pro Messstelle im Ver¬ gleich zu den bisher eingesetzten NIR-Messsystemen stark verringert werden.
Das Auswertegerät kann durch mindestens ein Glasfaserkabel mit der oder den Messsonden verbunden oder verbindbar sein. Über diese Glasfaserkabel kann das vom Produkt an den jeweiligen Messstellen reflektierte Licht von den Messsonden an das Auswertegerät übertragen werden. Insbesondere kann das Glasfaserkabel für die Übertragung von Lichtenergie im NIR-Bereich (780 - 2500 nm) ausgelegt sein. Die Verwendung von Glasfaserkabeln ermög- licht auch die räumlich getrennte Anordnung des Auswertegeräts von der oder den Messsonden.
Die Anordnung kann ebenfalls mindestens Steuerkabel umfassen, mittels welcher das Auswertegerät mit der oder den Messsonden verbunden oder verbindbar ist.
Das Auswertegerät kann ferner mindestens ein Spektrometer ent¬ halten, welches das beispielsweise über ein Glasfaserkabel über¬ mittelte Licht zerlegt und die Intensitäten misst. Das Spektro¬ meter kann beispielsweise ein an sich bekanntes Dioden-Array- Spektrometer sein. Dabei ist es denkbar, dass verschiedenen Messsonden verschiedene Spektrometer zugeordnet sind.
Zudem kann das Auswertegerät auch weitere Komponenten enthalten, wie beispielsweise weitere optische Elemente, einen Embedded PC mit Bedien- und Betriebssoftware, die notwendige Elektronik und/oder einen an sich bekannten optischen Multiplexer, falls mehrere Messsonden vorhanden sind.
Mit dieser Kombination von Spektrometer und Multiplexer ist in der Regel nur eine sequentielle Messung der verschiedenen Messstellen möglich, d.h. die Messsonden werden nacheinander abgefragt. Eine Anordnung, welche die parallele Abfrage der einzel¬ nen Sonden ermöglicht, ist bis dato nicht innerhalb eines in der Industrie üblicherweise geforderten Kostenrahmens bekannt. Sie kann jedoch realisiert werden, indem z.B. ein an sich bekannter „Pushbroom Imager" als Vielfachspektrometer verwendet wird. Ein solcher „Pushbroom Imager" tastet den Bildbereich mit einem zweidimensionalen Detektorarray ab, wobei gleichzeitig die spektrale Information jedes Punktes einer Linie aufgezeichnet wird. Für weitere Details zum „Pushbroom Imager" wird auf die Abschnitte 9.4.1 und 9.6.2.3 in „Prozessanalytik, Strategien und Fallbeispiele aus der industriellen Praxis", herausgegeben von Rudolf W. Kessler (2006), verwiesen.
Aus den vom Spektrometer aufgezeichneten Spektren können innerhalb des Auswertegeräts die entsprechenden Inhaltsstoffe (quan¬ titativ und/oder qualitativ), Qualitätsparameter und/oder weitere Produkteigenschaften ermittelt und als Messwerte ausgegeben werden. Die Kalibrierung der entsprechenden Inhaltsstoffe, Qualitätsparameter und/oder Produkteigenschaften kann vorteilhaft mit einer marktüblichen Software erfolgen, welche chemometrische Werkzeuge zur Verfügung stellt und mit multivariaten Datensätzen arbeiten kann. Das Ergebnis dieser Kalibrierarbeit sind Modelle, welche auf das Auswertegerät geladen werden. Die Betriebssoft¬ ware des NIR-Systems erlaubt die Zuordnung verschiedener solcher Modelle zu den einzelnen Messstellen.
Das Auswertegerät und/oder die Betriebssoftware des Auswertege¬ räts können zum Herausfiltern von nicht geeigneten Spektren ausgebildet sein, damit diese Spektren nicht für die Ermittlung von Messwerten verwendet werden. Derartige nicht geeignete Spektren können beispielsweise dann auftreten, wenn das Messfenster nicht ständig in genügendem Masse von Produkt bedeckt ist oder die Schüttungsdichte so gering ist, dass für die Auswertung zuwenig diffus reflektiertes Licht auf die Messsonde fällt. Spektren von diesen Zuständen sollen bevorzugt nicht ausgewertet werden, da sie ein falsches Ergebnis liefern würden. Diese Zustände lassen sich beispielsweise durch eine höhere Basislinie im Spektrum er¬ kennen. Durch geeignete Auswahl von produktabhängigen Grenzbereichen und -werten können so nicht geeignete Spektren automatisch erkannt werden. Alternativ lassen sich die Spektren auch anhand weiterer mathematischer Kennwerte, welche mit den heuti¬ gen gängigen Chemometrie-Softwaretools berechnet werden können, bewerten und filtern. Zur Modellerstellung wird üblicherweise eine Referenzdatenbank verwendet, welche Spektren und zugehörige Referenzwerte (z.B. Inhaltsstoffe oder Qualitätsparameter) enthält. Die Referenzda¬ tenbank deckt vorteilhafterweise den gesamten Bereich ab, der gemessen werden soll. Für Messungen im Prozess sind hier insbesondere auch unterschiedliche Produkttemperaturen und abweichend zum Stand der Technik auch unterschiedliche Produktdichten zu berücksichtigen. Hierdurch können die Variationen von Produkttemperatur und -dichte im Betrieb geeignet kompensiert und In¬ terpretationsfehler vermieden werden.
Die Anordnung kann ausserdem eine Steuereinheit und/oder ein Leitsystem umfassen. An diese können die Messwerte übertragen werden. Die Steuereinheit oder das Leitsystem kann dann die Regelung eines übergeordneten Prozesses und/oder einer übergeordneten Anlage übernehmen. Der übergeordnete Prozess kann etwa ein Mahlverfahren sein, in dem ein Produktstrom verarbeitet wird, und die übergeordnete Anlage kann die hierfür verwendete Mahlan¬ lage sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Messung mindestens einer Eigenschaft eines Produktstroms. Insbeson¬ dere kann es sich um ein Verfahren zur NIR-Messung und speziell zur Inline-NIR-Messung handeln. Das Verfahren kann mit einer er- findungsgemässen Vorrichtung durchgeführt werden. In dem Verfahren wird mindestens eine Eigenschaft eines in einer Strömungs¬ leitung, insbesondere in einem Strömungsrohr, geführten Produktstroms mittels einer Messsonde gemessen. Erfindungsgemäss ist die Strömungsleitung zumindest im Bereich der Messsonde relativ zur Horizontalen um einen Winkel von weniger als 75°, bevorzugt höchstens 70°, weiter bevorzugt höchstens 65°, besonders bevor¬ zugt höchstens 60° in einer Produktströmungsrichtung nach unten geneigt. Bei der Ausführung des Verfahrens ergeben sich die Vor- teile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemässen Vorrichtung beschrieben wurden.
Bevorzugt werden mittels mindestens einer Messsonde Spektren im NIR-Bereich aufgenommen.
Ebenso bevorzugt strömt der Produktstrom direkt an einem Mess¬ fenster einer Messsonde entlang. Hierdurch können Lufteinschlüsse zwischen dem Messfenster und dem Produktstrom vermieden werden, die die Messung beeinträchtigen könnten.
Weiterhin bevorzugt wird die Messung an einem frei strömenden Produktstrom durchgeführt. Eine aufwändige Rückstauung des Pro¬ dukts ist also nicht erforderlich.
Bevorzugt wird die Messung in einem Haupt-Produktstrom durchgeführt. Es ist jedoch auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Messung in einem Bypass-Produktstrom durchgeführt wird .
In einigen Ausführungsformen werden von der Messsonde aufgenommenen Messdaten, insbesondere Spektren im NIR-Bereich, an ein insbesondere räumlich hiervon getrennt angeordnetes Auswertege¬ rät übertragen. Vorteilhaft befindet sich das Auswertegerät an einem geschützten Ort mit möglichst konstanter Raumtemperatur, wie z. B. in einer Messwarte oder einem Messschrank. Hierdurch kann ein allfälliger temperaturabhängiger Drift bei der Aufzeichnung der Spektren durch das Spektrometer des Auswertegeräts vermieden werden. Alternativ kann das Gehäuse des Auswertegeräts mit einer Temperaturregelung ausgestattet sein. Daneben sind durch die Anordnung des Auswertegerätes ausserhalb des Prozess¬ bereiches auch andere elektronische Komponenten (wie z.B. Embed- ded PC) nicht den widrigen Prozessbedingen (wie etwa stark unterschiedliche Temperaturen oder Vibrationen) ausgesetzt. Es ist weiterhin möglich, dass die von der Messsonde aufgenomme¬ nen Messdaten, insbesondere die mittels der Modelle errechneten Messwerte und/oder die Spektren im NIR-Bereich, an ein Leitsystem und/oder eine Steuereinheit übertragen und dort verarbeitet werden .
Bei der Durchführung des Verfahrens können mindestens zwei Mess¬ sonden nacheinander abgefragt werden.
In dem Verfahren kann der Produktstrom Getreidekörner und/oder deren Bestandteile enthalten oder daraus bestehen.
Mit Hilfe des Verfahrens können beispielsweise Inhaltsstoffe und/oder Qualitätsparameter des Produktstroms gemessen werden, wie beispielsweise die Stärkebeschädigung.
Der Produktstrom kann Eingangsprodukte, Zwischenprodukte
und/oder Endprodukte eines Herstellungsverfahrens enthalten, beispielsweise eines Zerkleinerungsverfahrens, wie etwa eines Mahlverfahrens .
Bevorzugt wird die Messung inline durchgeführt.
In einer Mühle werden häufig verschiedenen Rezepte zur Verarbeitung unterschiedlicher Getreidesorten oder Herstellung unterschiedlicher Mehltypen oder Mehlmischungen auf derselben Anlage gefahren. So kann etwa eine Messsonde an einer Messstelle ange¬ ordnet sein, an der sie beispielsweise bei einem Rezept Brotmehl misst und bei einem anderen Rezept Biskuitmehl. In möglichen Ausgestaltungen ist daher vorgesehen, dass den Messsonden verschiedene Kalibriermodelle zugeordnet oder zuordenbar sind oder werden. Insbesondere kann dabei die Zuordnung im Zusammenhang mit der Rezeptauswahl automatisch erfolgen und/oder kann die Anordnung die Zuordnung mittels Klassenbildung selbst vornehmen. Hierdurch ist es möglich, dass bei zwei verschiedenen Mehlen un- terschiedliche Modelle verwendet werden oder bei einem Mehl zu¬ sätzliche Parameter gemessen werden. Die jeweiligen Modelle können den Rezepten zugeordnet und dann vom System automatisch verwendet werden. Weiter wäre es auch denkbar, dass das Messsystem automatisch erkennt, welches Produkt an der Messsonde vorbeige¬ führt wird und dann automatisch die entsprechenden Modelle auswählt .
Schliesslich betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung die Verwendung einer erfindungsgemässen Anordnung. Die erfindungsgemäs- se Anordnung und das erfindungsgemässe Verfahren erlauben bei¬ spielsweise die Messung von Inhaltsstoffen und Qualitätsparame¬ tern oder allgemein Produkteigenschaften von schüttfähigen Produkten während der Produktaufbereitung und -Verarbeitung zum Zweck der Prozessüberwachung (Messen, Monitoring) sowie Steuerung und/oder Regelung der Anlagen und/oder Prozesse.
Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung einer erfin- dungsgemässen Anordnung in insbesondere kompletten Anlagen für die Getreidemüllerei; Anlagen für die Mehlaufbereitung für industrielle Bäckereien; Anlagen für die Spezialmüllerei , insbesondere für das Schälen und/oder Vermählen von Soja, Buchweizen, Gerste, Hafer, Dinkel, Hirse/Sorghum, Pseudocerealien und/oder Hülsenfrüchten; Anlagen zur Herstellung von Futter für Nutz- und Haustiere; ^ Spezialanlagen zur Herstellung von Futter für Fische und
Krustentiere ;
Premix- und Konzentrate-Anlagen zur Herstellung von Wirkstoffmischungen;
Anlagen zur Ölgewinnung aus Ölsaaten;
Anlagen zur Behandlung von Extraktionsschroten und White Fla- kes ; Anlagen zur Verarbeitung von Biomasse und Herstellung von Energiepellets ;
Anlagen für die Ethanol-Herstellung;
insbesondere komplette Reisprozessanlagen;
^ Sortieranlagen für Lebensmittel, Saatgut und Kunststoffe;
Anlagen für das Getreide- und Soj a-Handling;
Anlagen für das Entladen und/oder Beladen von Schiffen, LKW und Bahnen über die Lagerung bis zum Austrag von Getreide, Ölsaaten und Derivaten;
^ Siloausrüstungen für vertikale Stahl- und Betonsilos sowie Flachlager;
mechanischen und pneumatischen Schiffsentladern und Schiffsbeiadern;
industriellen Mälzerei- und Schroterei-Anlagen;
Maschinen und Anlagen zur Verarbeitung von Kakaobohnen, Nüssen und Kaffeebohnen;
Maschinen und Anlagen zur Herstellung von Schokolade sowie Füll- und Überzugsmassen;
Maschinen und Anlagen zur Einformung von Schokoladeartikeln; Anlagen zur Herstellung von Teigwaren, insbesondere Langwaren, Kurzwaren, Nidi, Lasagne, Couscous und Spezialitäten- Teigwaren;
^ Systemen und Anlagen zum Extrudieren (Kochen und Formen) von Frühstücks-Cerealien, Food- und Feed-Ingredients, Petfood, Aquafeed und Pharmaprodukten;
Anlagen zur Herstellung von Farben, Lacken und Dispersionen; Maschinen und Prozess-Ausrüstungen zur Herstellung von Druckfarben, Coatings und Partikeldispersionen für die Kosmetik-, Elektronik- und Chemische Industrie;
Anlagen zur Wärmebehandlung von Polymeren (PET) ;
Anlagen für die Herstellung von Flaschen-PET ; ^ SSP- und Konditionierungs-Anlagen für die Behandlung von PET und anderen Kunststoffen;
Anlagen für Bottle-to-bottle-Recycling;
Anlagen zur Herstellung von gebrauchsfertigen Nanopartikel- Dispersionen;
Anlagen für die Isolation und Charakterisierung von Aleuron aus Kleie, insbesondere Weizenkleie;
Anlagen für die Reisfortifizierung .
Mit der erfindungsgemässen Anordnung und der erfindungsgemässen Verfahren insbesondere zur Inline-NIR-Messung können vielfältige Messaufgaben erfüllt werden. In der Getreidemüllerei werden insbesondere folgende Messgrössen angestrebt: für die Ganzkorn-Messung:
Wassergehalt;
Proteingehalt;
Aschegehalt (Mineralstoffe) ;
für die Messung von Mehlen bzw. Mahlzwischenprodukten:
Wassergehalt;
Proteingehalt;
Aschegehalt (Mineralstoffe) ;
Stärkebeschädigung;
für die Messung von Nebenprodukten:
Wassergehalt;
^ Reststärkegehalt.
Diese Messgrössen können mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem erfindungsgemässen Verfahren bestimmt werden. Die gemessenen Produkteigenschaften können für den Anlagenbetreiber wertvolle Informationen über den Prozessverlauf liefern und können in einem weiteren Schritt in vielfältiger Weise für die Anlagen- bzw. Prozessregelungen eingesetzt werden. So können z. B. für Netzungen oder Rezepte Regelkreise erstellt werden. Ebenso kann die Zusammensetzung von Mischungen analysiert und gegebenenfalls nachgeregelt werden.
Die für die Inline-NIR-Messung bevorzugte Anordnung ist modular aufgebaut und umfasst grundsätzlich mindestens eine Messsonde sowie mindestens ein Auswertegerät. Damit die Kosten pro Mess¬ stelle möglichst gering werden, sollten mehrere Messsonden mit einem Auswertegerät verbunden werden. In vorteilhafter Ausgestaltung wird das Auswertegerät räumlich getrennt von den Mess¬ sonden angeordnet, um eine grössere Unabhängigkeit von den oft¬ mals widrigen Prozessumgebungsbedingungen zu erreichen.
Mehrere Messsonden (Vor-Ort-Sonden mit Beleuchtungseinheit, Op¬ tik und Elektronik) können in einer Anlage wie folgt angeordnet werden : für die Messung von Eingangs-/Rohprodukten;
für die Messung von Zwischenprodukten;
für die Messung von Endprodukten;
für die Messung von Einzelproben im Laborbereich unter definierten Bedingungen.
Die definierten Bedingungen schliessen beispielsweise eine definierte Temperatur und/oder eine definierte Luftfeuchtigkeit ein, die insbesondere konstant gehalten werden können.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind die Messsonden so gestaltet, dass sie in verschiedene Umgebungen, Maschinen oder Anlagen integrierbar sind und aus insbesondere aus kostengünstigen Einzel¬ teilen bestehen. Weiter ist es günstig, wenn die Messsonden einen kontinuierlichen Messbetrieb ermöglichen.
Die Erfindung wird nachfolgende anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäs- sen Anordnung für die Inline-NIR-Messung in einem Hauptstrom, in einer Staustrecke eines Bypassstroms und in einem Laborbereich;
Fig. 2: einen Ausschnitt der Anordnung gemäss Figur 1 mit einer im Bereich einer Schanze angeordneten Messsonde ;
Fig. 3: eine weitere erfindungsgemäss Anordnung für die Mes¬ sung in einem gekrümmten pneumatischen Rohr.
Gemäss der Darstellung in besteht die Anordnung im Wesentlichen aus mindestens einer, in vorteilhafter Ausführung mehreren Messsonden 1 und einem Auswertegerät 2. Dabei soll der Aufbau und die Funktionsweise der Messsonden 1 auf das zu messende Produkt 3 und die Umgebungsbedingungen angepasst sein. So hat es sich für pulverige Produkte 3 wie z. B. Mehl bewährt, die Messung in diffuser Reflexion durchzuführen. Dabei kann das Produkt 3 berührend gemessen werden, entweder mit dem erfindungsgemässen Verfahren in einer als Fallrohr 16 ausgebildeten Strömungsleitung innerhalb einer Fallstrecke 4 oder wie bisher üblich in einer Staustrecke 5. Weiterhin kann in diffuser Reflexion auch nicht berührend, d. h. mit einem Abstand zwischen Messfenster und dem zu messenden Produkt 3, gemessen werden. Diese Anordnung kann für andere Zwecke vorteilhaft sein, z.B. bei Messungen in einem Laborbereich 6 oder über Förderbändern oder dergleichen. Auch weitere, in Fig. 1 nicht dargestellte Messverfahren, wie z. B. die bereits genannte Messung über einem Förderband ohne direkten Produktkontakt oder die Messung von wenig absorbierenden Medien in Transmission oder Transflexion, können mit dafür ausgelegten Messsonden in beliebiger Kombination in die vorliegende Anordnung integriert und mit dem Auswertegerät 2 verbunden sein oder werden. Weiterhin ist es bei allen Messverfahren von Vorteil, wenn das Produkt 3 während der Messung kontinuierlich bewegt wird, da somit ein grösseres Produktvolumen erfasst wer¬ den kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung beinhalten die Messsonden 1 jeweils mindestens eine Leuchtquelle 7, welche das zu messende Produkt 3 im interessierenden Spektralbereich durch ein im jeweiligen Spektralbereich wenig absorbierendes Messfenster 8 beleuchtet. Für Messungen im nahen Infrarotbereich (NIR) hat sich Saphirglas als Messfensterwerkstoff in der Prozessumgebung be¬ währt. Aus Gründen der Prozesssicherheit kann die Leuchtquelle 7 redundant ausgeführt werden.
Für die Steuerung und Energieversorgung sind die Messsonden 1 mittels Steuerkabeln 9 mit dem Auswertegerät 2 verbunden. Diese Steuerverkabelung kann wie in Fig. 1 gezeigt über eine Sternstruktur erfolgen; es ist aber auch eine Baumstruktur möglich. Die Messsonden 1 sind zusätzlich über Glasfaserkabel 10 mit dem Auswertegerät 2 verbunden. Diese Glasfaserkabel 10 transportie¬ ren das vom Produkt 3 diffus reflektierte Licht von den Messson¬ den 1 zum Auswertegerät 2. Im Auswertegerät 2 ist, für den Be¬ trieb mit mehreren Messsonden 1, ein optischer Multiplexer 11 integriert. Dieser ermöglicht die sequentielle Durchleitung des mit den Glasfasern 10 transportierten Lichtes. Die Anzahl der Kanäle ist von der Bauart des Multiplexers 11 abhängig und kann an sich beliebig gewählt werden. Mithilfe des Multiplexers 11 wird das Signal von einer Messsonde 1 auf das Spektrometer 12 übertragen, welches die Lichtintensität in Funktion der Wellenlänge aufnimmt. Für den Einsatz in Getreide- und Futtermühlen hat sich die Dioden-Zeile als geeignetes Spektrometer bewährt. Die aufgezeichneten Spektren werden auf einem Embedded PC 13 ausgewertet. Weiter ist im Auswertegerät 2 die für den Betrieb notwendige Elektronik 14 integriert. Die Bedienung des Auswerte¬ gerätes 2 sowie die Visualisierung der Messwerte kann entweder direkt am Embedded PC 13 oder über ein Leitsystem 22 mit ent¬ sprechenden Bedien- bzw. Visualisierungselementen 15 erfolgen. Werden die Messwerte dem Leitsystem 22 oder einer Steuereinheit 24 wie z.B. einer SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) zur Verfügung gestellt, können sie relativ einfach für Steuer- und Regelaufgaben innerhalb der Prozesse bzw. Anlagen benutzt werden .
In Fig. 2 wird die eigentliche Messanordnung zur Messung von schüttfähigen Produkten 3 in einer als Fallrohr 16 ausgebildeten Strömungsleitung dargestellt. Das Fallrohr 16 hat in der Getreide- und Futtermüllerei normalerweise einen Durchmesser d von 120 mm oder 150 mm. Das zu messende Produkt 3 fliesst dabei frei, d. h. einzig aufgrund der Erdanziehung, in dem Fallrohr 16 und direkt an einem Messfenster 8 der Messsonde 1 vorbei. Das Fallrohr 16 ist dazu unter einem Winkel gegenüber der Horizontalen in Produktströmungsrichtung R nach unten geneigt. Der Winkel kann je nach Produkt 3 und Einbausituation unterschiedlich sein. Für die Messung von Mehl haben sich 50° bis 75° für Winkel bewährt. Die Messsonde 1 mit Messfenster 8 ist derart ausge¬ bildet und angeordnet, dass der Produktstrom 3 mittels der Mess¬ sonde 1 messbar ist. Der das Produkt berührende Teil der Mess¬ sonde 1 hat einen Durchmesser von 19 mm. Das Messfenster 8 hat einen Durchmesser von 13 mm.
Die Produktschicht 18 direkt vor dem Messfenster 8 muss für eine ausreichende Messgüte eine gewisse minimale Schüttungsdichte aufweisen, welche jedoch abhängig davon ist, wie stark das Produkt 3 die Infrarotstrahlung diffus reflektiert. Um die Schüt¬ tungsdichte vor dem Messfenster 8 zu erhöhen, ist das Fallrohr 16 so geformt, dass das Messfenster 8 gegenüber dem Produktstrom 3 in einem Winkel ß montiert ist. Das Messfenster 8 bildet damit einen Teil einer Schanze 17, welche Staumittel zur Erzeugung ei¬ nes Staudrucks bilden. Dabei ist darauf zu achten, dass keine Hohlräume entstehen, welche zu Produktansammlungen und damit zu hygienischen Problemen führen können. Die Schanze 17 erstreckt sich stromaufwärts über einen Abstand b von höchstens 5 cm vom Messfenster 8. Je kleiner dieser Abstand gewählt wird, desto ausgeprägter ist Selbstreinigungswirkung am Messfenster 8 durch das nachströmende Produkt. Die Schanze 17 ist unbeweglich rela¬ tiv zum Fallrohr 16 und bildet gleichzeitig eine Querschnitts¬ verengung der Innenwand 20 des Fallrohrs 16.
Der Winkel ß ist von den Produkteigenschaften sowie vom Aufbau des Fallrohrs 16 abhängig. Für die Messung von Mehl hat sich gezeigt, dass mit einem Winkel ß von 10° gute Ergebnisse erzielt werden. Der Produktstrom 3 wird direkt vor dem Messfenster 8 umgelenkt, was ebenfalls zu einer erhöhten Anpressung auf das Messfenster 8 führt. Dieser Umstand wirkt sich insofern vorteilhaft aus, dass auch der Reinigungseffekt des Messfensters durch das nachkommende Produkt 3 verbessert wird.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform. Hierbei ist die Strö¬ mungsleitung als pneumatische Leitung 23 ausgebildet. Die Mess¬ sonde 1 und das Messfenster 8 sind in einem Bereich der pneumatischen Leitung 23 angeordnet, in dem sich eine eingehende Pro¬ duktförderrichtung R aufgrund der Form der Innenwand 20 der pneumatischen Leitung 23 in eine ausgehende Produktförderrichtung R' ändert, nämlich im Bereich eines Rohrbogens. Die Innenwand 20 ist damit in einem Bereich des Messfensters 8 nicht ge¬ radlinig, sondern weist in der Zeichenebene, welche die einge¬ hende Produktströmungsrichtung R und die ausgehende Produktströ¬ mungsrichtung R' enthält, einen Knick auf. Hierdurch wird das Produkt aufgrund von Zentrifugalkräften an das Messfenster 8 gedrückt. Dies erhöht auch die Selbstreinigungswirkung am Messfenster 8. Die pneumatische Leitung 23 ist im Bereich des ebenen Messfens¬ ters 8 abgeflacht und bildet damit ausserdem eine Schikane, die zu einem zusätzlichen Staudruck führt.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur Messung, insbesondere zur NIR-Messung, insbesondere zur Inline-NIR-Messung, mindestens einer Eigenschaft eines Produktstromes (3) , umfassend
- mindestens eine Strömungsleitung, insbesondere ein Strö¬ mungsrohr (16), in welchem der Produktstrom (3) führbar ist,
- mindestens eine Messsonde (1), welche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mindestens eine Eigenschaft des in der Strömungsleitung geführten Produktstroms (3) mittels der Messsonde messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsleitung zumindest im Bereich der Messsonde (1) relativ zur Horizontalen um einen Winkel ( ) von weniger als 75°, bevorzugt höchstens 70°, weiter bevorzugt höchstens 65°, besonders bevorzugt höchstens 60° in einer Produktströmungs¬ richtung (R;R') nach unten geneigt ist.
2. Anordnung gemäss Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsrichtung zumindest im Bereich der Messsonde (1) relativ zur Horizontalen um einen Winkel ( ) von mindestens 50° nach unten geneigt ist.
3. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
insbesondere statische Staumittel zur Erzeugung eines Stau¬ drucks in der Strömungsleitung, welche im Bereich eines Messfensters (8) der Messsonde (1) angeordnet sind.
4. Anordnung gemäss Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Staumittel in einem Abstand (b) von höchstens 20 cm, be¬ vorzugt höchstens 10 cm, besonders bevorzugt höchstens 5 cm vom Messfester (8) angeordnet sind.
5. Anordnung gemäss einem der Ansprüche 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Staumittel als Querschnittsverengung einer Innenwand (20) der Strömungsleitung ausgebildet sind.
6. Anordnung gemäss einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Staumittel als mindestens eine in der Strömungsleitung angeordnete Schikane, insbesondere als Schanze (17) ausgebil¬ det sind.
7. Anordnung gemäss einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Staumittel, insbesondere eine Schikane, insbesondere eine Schanze (17), zumindest teilweise vom Messfenster (8) gebil¬ det sind.
8. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die den Innenraum der Strömungsleitung begrenzenden Flächen, insbesondere eine Innenwand (20) der Strömungsleitung, zumin¬ dest im Bereich eines Messfensters (8) der Messsonde (1) im Wesentlichen unbeweglich sind.
9. Anordnung zur Messung, insbesondere zur NIR-Messung, insbesondere zur Inline-NIR-Messung, mindestens einer Eigenschaft eines Produktstromes (3) , insbesondere Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anordnung umfasst: - mindestens eine Strömungsleitung, insbesondere ein Strö¬ mungsrohr (16), in welchem der Produktstrom (3) führbar ist,
- mindestens eine Messsonde (1), welche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass mindestens eine Eigenschaft des in der Strömungsleitung geführten Produktstroms (3) mittels der Messsonde messbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messsonde (1), insbesondere ein Messfenster (8) der Mess¬ sonde (1), in einem Bereich der Strömungsleitung angeordnet ist, in welchem sich die durch die Strömungsleitung definierte Produktströmungsrichtung (R;R') ändert, insbesondere aufgrund der Form der Innenwand (20) .
10. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Innenwand (20) der Strömungsleitung zumindest im Bereich eines Messfensters (8) der Messsonde (1) in einer Schnittebe¬ ne nicht geradlinig ist, insbesondere bogenförmig ist
und/oder einen Knick aufweist, wobei die Schnittebene die lo¬ kale Produktströmungsrichtung (R;R') enthält oder dazu parallel ist.
11. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messsonde (1) derart angeordnet ist, dass der Produkt¬ strom (3) direkt an einem Messfenster (8) der Messsonde (1) entlang strömt.
12. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsleitung und die Messsonde (1) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass mindestens eine Eigenschaft eines in der Strömungsleitung frei strömenden, insbesondere fliessenden oder rutschenden Produktstroms (3) mittels der Mess¬ sonde (1) messbar ist.
13. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie stromabseitig und in einem Abstand von 20 cm, bevorzugt 50 cm von der Messsonde (1) keine Mittel zur Zwangsförderung des Produktstroms (3) aufweist, wie beispielsweise eine Aus- tragsschecke .
14. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsleitung und die Messsonde (1) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass mittels der Messsonde (1) mindes¬ tens eine Eigenschaft in einem Haupt-Produktstrom messbar ist .
15. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsleitung und die Messsonde (1) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass mittels der Messsonde (1) mindes¬ tens eine Eigenschaft in einem Bypass-Produktstrom messbar ist .
16. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Messfenster (8) der Messsonde (8) temperierbar ist, insbesondere mittels eines Heizdrahts und/oder einer Heizwick¬ lung .
17. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
mindestens ein Auswertegerät (2), welches durch mindestens ein Steuerkabel (9) und/oder durch mindestens ein Glasfaser- kabel (10) mit der Messsonde (1) verbunden oder verbindbar ist .
18. Anordnung gemäss Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auswertegerät (2) ein integriertes Spektrometer (13) auf¬ weist.
19. Anordnung gemäss einem der Ansprüche 17 und 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messsonde (1) vom Auswertegerät (2) räumlich getrennt ist .
20. Anordnung gemäss einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auswertegerät (2) mit einer Steuereinheit (24) und/oder einem Leitsystem (22) verbunden oder verbindbar ist.
21. Anordnung gemäss einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auswertegerät (2) zum Herausfiltern von nicht geeigneten Spektren ausgebildet ist.
22. Anordnung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
mindestens eine weitere Messsonde (1), welche in einem Labor¬ bereich (6) angeordnet ist, insbesondere unter definierten Bedingungen .
23. Verfahren zur Messung, insbesondere zur NIR-Messung, insbesondere zur Inline-NIR-Messung, mindestens einer Eigenschaft eines Produktstromes (3) , insbesondere mit einer Vorrichtung gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Eigenschaft eines in einer Strömungsleitung, insbesonde¬ re in einem Strömungsrohr (16), geführten Produktstroms (3) mittels einer Messsonde (1) gemessen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strömungsleitung zumindest im Bereich der Messsonde (1) relativ zur Horizontalen um einen Winkel ( ) von weniger als 75°, bevorzugt höchstens 70°, weiter bevorzugt höchstens 65°, besonders bevorzugt höchstens 60° in einer Produktströmungs¬ richtung (R;R') nach unten geneigt ist.
24. Verfahren gemäss Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer Mess¬ sonde (1) Spektren im NIR-Bereich aufgenommen werden.
25. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 und 24,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Produktstrom (3) direkt an einem Messfenster (8) einer Messsonde (1) entlang strömt.
26. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messung an einem frei strömenden Produktstrom (3) durchgeführt wird.
27. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messung in einem Haupt-Produktstrom (3) durchgeführt wird .
28. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, dass
die insbesondere von der Messsonde (1) aufgenommenen Messda¬ ten, insbesondere Spektren im NIR-Bereich, an ein insbesondere räumlich hiervon getrennt angeordnetes Auswertegerät (2) übertragen werden.
29. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, dass
die von der Messsonde (1) aufgenommenen Messdaten, insbesondere die mittels der Modelle errechneten Messwerte und/oder die Spektren im NIR-Bereich, an ein Leitsystem (22) und/oder eine Steuereinheit (24) übertragen und dort verarbeitet wer¬ den .
30. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens zwei Messsonden (1) verwendet werden, welche nach¬ einander abgefragt werden.
31. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Produktstrom (3) Getreidekörner und/oder deren Bestandteile enthält oder daraus besteht.
32. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 31,
dadurch gekennzeichnet, dass
Inhaltsstoffe und/oder Qualitätsparameter des Produktstroms (3) gemessen werden.
33. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Produktstrom (3) Eingangsprodukte, Zwischenprodukte und/oder Endprodukte eines Herstellungsverfahrens, insbeson¬ dere eines Zerkleinerungsverfahrens, insbesondere eines Mahl¬ verfahrens enthält.
34. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 33,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messung inline durchgeführt wird.
35. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 23 bis 34,
dadurch gekennzeichnet, dass
den Messsonden (1) verschiedene Kalibriermodelle zugeordnet oder zuordenbar sind oder werden, wobei insbesondere die Zu¬ ordnung in Zusammenhang mit Rezepten automatisch erfolgt und/oder die Anordnung die Zuordnung mittels Klassenbildung selbst vornimmt.
36. Verwendung einer Anordnung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 22, insbesondere in einer Mehl- oder Futtermühle.
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