WO2014187799A1 - Vorrichtung und verfahren für einen optimierten getreidevermahlungsprozess sowie entsprechendes steuerungssystem für getreidemühlen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren für einen optimierten getreidevermahlungsprozess sowie entsprechendes steuerungssystem für getreidemühlen Download PDF

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WO2014187799A1
WO2014187799A1 PCT/EP2014/060298 EP2014060298W WO2014187799A1 WO 2014187799 A1 WO2014187799 A1 WO 2014187799A1 EP 2014060298 W EP2014060298 W EP 2014060298W WO 2014187799 A1 WO2014187799 A1 WO 2014187799A1
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WO
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parameters
flours
flour
yield
base
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/060298
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English (en)
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Inventor
Mukul Agarwal
Urs DÜBENDORFER
Original Assignee
Bühler AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C9/00—Other milling methods or mills specially adapted for grain
    • B02C9/04—Systems or sequences of operations; Plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

Definitions

  • Grain milling is a process whereby flour is made by crushing grains of grain. Depending on the application, dough and
  • the flour should have a different composition and other physical properties. Monitoring, control and optimization of the
  • Milling process is a non-trivial, complex process.
  • the operator who directs the grinding process, faces the problem of how he can achieve the different flour properties of the final flour product, inter alia, by mixing together different proportions of flour fractions of a mill.
  • he faces the problem of how he can technically maximize the profit and minimize the work and energy costs.
  • the exact course of the milling process can typically be measured in grain milling processes using analytical systems from raw material delivery to the finished product. Through detailed measurement information and the choice of suitable measurement parameters such as moisture, protein, ash, gluten, water absorption and other important parameters, the grinding process can be optimized and
  • the grain or other regrind of granular material is most effectively milled between grinding rolls in the mill roll of a mill, i. the regrind between the rolls of the
  • Crushed roller pair Other examples of milling devices or grinding plants for the milling process are e.g. Bell mills, disintegrators and / or
  • Planifter and roller mill also other devices such.
  • Griesewashing machines are used. In a modern grinder 14 passages and more common sizes. However, a different number of passages is also conceivable. By reducing the distances between the rollers of the individual passages, the millbase is finely ground. Endosperm particles which are less than 150 ⁇ are typically withdrawn directly as flour, larger particles are passed to the next passage. In the course of grinding, the greasy seedling is removed for reasons of durability from the flour, semolina are fed to the Griespflutzmaschine and shot are directed back to a passage.
  • Cereals can be ground to different fineness. Depending on the product, different quantities of meal, semolina, haze and bran are produced in addition to flour (co-production). Flours and grits can also
  • the nutrient content of the flour depends on the degree of grinding.
  • the flour In the milling process, the flour is separated into so-called fractions or components (fractionation) and the fractions are reunited in a suitable manner into a flour (reconstitution). Due to the composition of the flour fractions and their physical parameters, the properties of the end products, e.g. the baking behavior of wheat dough is changed. In the milling process, the optimization of the flour fractions is achieved
  • the flours obtained in the reconstitution of the fractions are capable of baking, but they do not usually have the desired properties of the flour.
  • wheat gluten may undergo irreversible changes on contact with water.
  • flour can be fractionated by non-aqueous solvents to obtain the native properties of the adhesive proteins.
  • Hess there is a process method according to Hess (see K. Hess, protein, gluten, and lipids in wheat grain and flour, colloid journal 136 (1954) pp. 84-98 or K.
  • the desired properties and the corresponding physical parameters of the flour depend in particular on its future use.
  • Flour is typically used as the basis of doughs for making baked goods or pasta.
  • the amount of flour in a dough serves as a mathematical basis for determining the remaining ingredients.
  • the amount of flour is used as a reference value of 100%.
  • the dough yield may vary with the addition of water depending on the ability of the flour to bind water, with the same flour having a softer dough having a higher dough yield than a solid Dough, the dough yield varies with different baked goods.
  • ascorbic acid binds the oxygen in the flour. It counteracts the oxygen-assisted degradation of the fatty acids contained in the flour and derived from the seedling. As the ascorbic acid is not heat resistant, it decomposes during the baking process.
  • ascorbic acid flour is only limited storable: (ii) amylases are biotechnologically from bacteria or. Mold fungus cultures produced. When the composition of the flour is low in starch-degrading enzymes, and thus its gas-forming ability is too low, they are used as a flour-treating agent. The amylases produce fermentable single and double sugars, which are then converted into yeast and yeast by yeasts in ethanol and carbon dioxide, thus allowing the dough to rise. In addition, the baked goods get a better tan after the treatment; (iii) Proteases are also biotechnologically derived from bacterial or
  • Mold fungus cultures produced are used as a flour treatment agent, if the adhesive structure of a wheat flour is too taut and the gluten set prevents sufficient rise of the dough. Proteases split the
  • Cysteine-treated flours are functionally similar to flours treated with proteinases. Doughs made from this flour soften compared to the untreated reference dough. Cystine-treated flours, on the other hand, are more like ascorbic acid-treated flours. The doughs made from this flour are firmer than
  • Wheat flour from approx. 59-72% carbohydrates (starch and mucilages, including 2.4-7% dietary fiber), 14-15% water, 10-12% proteins (of which 80% are gluten proteins) Gluten and 20% soluble proteins), 0.9-2.3% fat and 0.4-1.7% mineral salts (cf as state of the art eg Ternes, Täufel, Tunger, Zobel, Struktur-Lexikon, 4. A ., Behr's Verlag, 2005).
  • Flour with a high degree of milling is typically darker and richer in vitamins (especially B vitamins) and minerals, since a high proportion of the peel (or bran) is ground with it.
  • low-flour flour is lighter and rich in starch contained in the ground grain kernel.
  • the typical particle size of flour is below 180 ⁇ .
  • the Ausmahlungsgrad extract flour
  • wheat, spelled or rye can be standardized according to DIN 10355.
  • DIN typing the flour type indicates the mineral content in mg per 100 g dry matter.
  • a small amount of the flour can be burned at 900 ° C in a muffle furnace for typing.
  • the remaining (non-combustible) components, the so-called ash content of the flour essentially correspond to the amount of minerals in the flour.
  • Product resistance can be optimized, which in addition to the simple technical advantages such as durability also indirectly e.g. can offer new pricing options in marketing.
  • Another advantage of optimizing the grinding process or the process parameters is that, conversely, the payback period of the
  • ground flours with known or measured yields and properties
  • base flours which achieve the greatest economic benefit. It is therefore a technical process, a
  • Control or control module are proposed, by means of which the grinding process can be automatically or semi-automatically controlled, optimized and controlled. With the proposed method and control module should be the best possible
  • Process optimization in the grain milling process can be achieved and thereby also the yield and the profit can be maximized. It also aims to maximize efficiency by saving on raw material and consistent product quality be achieved.
  • the process aims at optimizing higher quality base flours (end meal products), improved energy use, and improved performance
  • the invention should automatically determine the best economic compromise.
  • the invention should not assume any known functionality between the flour prices and the flour properties.
  • Operating parameters flours are produced by comminuting ground material in the grinding plant by different flour streams are passed as passnuts based on the operating parameters based on the operating parameters on different path positions of the grinding plant comprising a plurality of passages with at least one grinding device and a visual and separation device, based on the
  • Passenger flours is separated and the passages meal according to determinable measurement and fraction parameters are mixed to determinable base flours that by means of a process simulation module yield and property parameters of
  • Passenger flours are detected for predefined passage operating parameters of the grinding plant, wherein the passage operating parameters at least rotational speed and / or gap and / or pressure of the grinding devices in the passages and sieve size of
  • Visual devices in the passages comprise that by means of the process simulation module travel position operating parameters for an operating combination of path positions of the grinding system are detected as start operating parameters and by means of a selected
  • Table element of a second memory table assigned to be stored wherein each table element of the second memory table includes the parameters of a specific, available commercial flour, that by means of
  • Process optimization module for each base flour of the selected table element of the first memory table based on the yield and property parameters of a base flour on yield, property, tolerance parameters and monetary value parameters of the trading flours of the second memory table is triggered, wherein by means of the process optimization module, the base flours of the selected table element of the first memory table respectively the commercial flour is assigned, which has the smallest deviation of the yield, property and tolerance parameters in conjunction with the highest monetary value parameter that by means of
  • Process optimization module based on yield and property parameters of the base flours and the trade flours of the selected table element of the first one associated with the yield, property, tolerance and monetary value parameters
  • Memory table a variable solution quality value at least as a function of a dynamically determined yield value based on the parameters of the basic flours and flours, an injury degree value of the yield and
  • Process optimization module or the process simulation module based on the parameters of the selected table element of the first memory table iteratively other table elements of the first memory table with different
  • Wegdessberiebsparameters be generated by means of an optimization module based on a generic iteration function, in particular a simulated annealing function, being generated for each additional table element of the first memory table by means of the process optimization module yield and property parameters of the resulting base flours and associated with the corresponding trading flours and wherein by means of the process simulation module the corresponding variable solution quality value is generated as a sequence of values, and that by means of the Process optimization module, the solution quality values are compared and if no further increase in solution quality values is achieved and / or a maximum number of iterations is reached, the operating parameters with the highest associated solution quality value as optimized operating parameters are transferred to the grinding plant, otherwise by means of the process optimization module, the iterative generation of furtherêtelmente the first memory table is continued.
  • a generic iteration function in particular a simulated annealing function
  • the flour end products or base flours associated with the selected table element can be maximized in terms of quantity (yield) and / or energy consumption of the grinding plant, for example by optimizing the grinding process.
  • the grinding plant may include at least one rolling mill and the rolling device at least one rolling mill, the passage operating parameters being number of passages through passages and / or gap spacing between rolls of a roll pair of a rolling mill and / or the speed ratio of the rolls and wherein the travel operating parameters include flap or pipe setting parameters for directing the pass Mehlstromes include.
  • Passage operating parameters optimized are likewise varied and optimized in accordance with the pathway operating parameters.
  • a dynamic or static tolerance range are assigned, which during the process of optimization of the
  • Wegmodus operating parameters within a definable tolerance range already optimized Weg eins sunnysparameter can be optimized. This can in certain cases provide additional stability during the optimization process
  • Grain milling process with the desired final flour products may e.g. to be associated with a data vector, wherein the data vector is varied within all data vectors allowed for waypoint operating parameters such that each varied data vector is subject to definable conditions, e.g. monotonically decreasing
  • Data vector is selected, its scalar product with a corresponding target vector assumes a maximum.
  • the respective passage the grist or cereal separated, and be screened by sieves such as wind screens, the cereal is separated at least according to particle sizes and according to the particle size of the
  • Grain grinding process deducted or fed to a next passage.
  • Endosperm particles smaller than a determinable size are withdrawn in the milling process, while larger ones are fed to the next passage, with semolina gobs being fed to a grinder and crushers being directed to a passage.
  • the measurement parameters can be at least moisture and / or protein and / or ash and / or gluten and / or
  • the fraction parameters can be at least the
  • Base flours include.
  • the optimized grain milling process e.g.
  • additionally flour treatment agent are mixed to the base meals as end meal products and optimized for the base flours.
  • the invention has i.a. the advantage that the grinding and mixing process can be controlled and controlled automatically or semi-automatically by the head miller.
  • the amounts of the individual fractions can be optimally mixed to form the desired base flours.
  • Control device will provide the best possible process optimization
  • Grain milling process is achieved, which also maximizes yield and profit. Also, by means of the optimized method, the greatest possible efficiency is achieved by saving raw material and consistent product quality. The process allows the optimization of higher quality
  • the invention also allows basic flours to be optimized, depending on their current stock market value, i.e. to optimize the grinding process dynamically based on the current market value of the flours without the intervention of Obermüller. This is not possible with any of the prior art systems.
  • the present invention works because by means of the invention for the optimization and corresponding economic assessment the information about the flours traded on the stock exchange can be used. This information does not derive any formula for the functionality between the flour prices and the flour properties. All that is known is the price of the particular flours, as well as the property limitations that a flour must fulfill in order to be sold as a particular flour. By means of the invention, any possible restrictions on the yields of the various commercial flours and on the routes to the various base flours can also be easily automated and determined without manual interaction by a user, such as a Obermüller.
  • the division of the flow between the passages by means of flaps which are made by means of the control device such that for optimizing the flow of a fraction divides accordingly and a
  • the division of the flow between the passages by means of flaps which are made by the control device during the grain grinding process such that for optimizing the flour flow of a fraction is completely or not assigned to a base flour.
  • This embodiment variant has the advantage that grinding systems or mills which do not allow any division of the flow can also be detected by the optimized method and can be controlled and controlled in an optimized manner by means of a control device.
  • the present invention by means of a single grain mixture (grist) in a mill 30 and more flour streams with different measurement and fraction parameters (eg, moisture, protein, ash, gluten, water absorption, etc.) are optimized to final flour products, ie base flours, with definable Subtract or mix parameters.
  • the invention allows the optimization of the base flours directly compared to the commercial flours.
  • the final flour products may comprise 5 or more products.
  • the system can decide for itself which flour streams have to be withdrawn, which final flour products can be produced as and how the flour streams, ie the fractions, can be measured to the desired final flour products.
  • a graphical user Interface to support the decision by displaying the maximized goal of mixing the fractions for the flour end products.
  • Embodiment while certain targets for flour end products can be specified, i. for the optimization process based on simulated annealing.
  • the optimization can be fully automatic by means of the
  • Control module done. Achievable objectives in the measurement and fraction parameters of the pans, fractions, as well as the base flours can be individually or in
  • Combination predefined, with at least one degree of freedom should be maintained for optimization.
  • Even less experienced Obermüller can supervise and control complex grain milling process independently.
  • Another advantage is that the decision for end-meal products can be dynamically adjusted at any time without losing control of the optimal process as a result of the changed parameters.
  • new grinding concepts can be tested quickly and easily, whether they have the prerequisites to deliver the desired final flour products.
  • Grain milling process relates.
  • FIG. 1 shows a block diagram, which is a schematic Embodiment for an inventive optimized
  • Grain 100 is produced in a roller mill 10/30, the ground cereal 100 being separated into fractions during the grinding process by means of plansifter, and the fractions or passages being determined in accordance with determinable measurement and analysis
  • Fraction parameters 200 to base flours as final flour products 900 with predefined properties and contents concentrations 200 are mixed.
  • FIG. 2 illustrates an example of a possible course of the variable solution quality value as a value sequence during the optimization by means of
  • Process optimization module Depending on the definition, the illustrated solution quality value is maximized or minimized. In this example, he strives for the most optimal solution against 0.
  • FIG. 3 shows a block diagram, which schematically shows a
  • Mahlstrom 10/30 by a flour flow of the ground material 100 based on the
  • the grinding plant 10/30 comprises at least one grinding device and a sighting and separating device. Based on the
  • Milling process by means of the visual and separation device separated into fractions and the fractions are according to determinable measurement and fraction parameters 200 based on Wegmodus operating parameters to predefinable Flour end products 900, ie base flours, with predefined properties and
  • Figure 1 illustrates an architecture that may be used to implement the invention.
  • the apparatus for optimized grain milling comprises a grinding plant 10 for comminuting grain or meal 100 into flour, i. Flour end products 900 or base flours.
  • End-meal products and basic flours are to be understood as synonyms in the following. Likewise, fractions, pea flours and flour streams are used as synonyms.
  • Grinding plant 10/30 can e.g. comprising at least one rolling mill and a rolling mill with a rolling mill.
  • the operating parameters thereby give e.g. the number
  • Roller pair of a rolling mill and / or the speed ratio of the rollers and / or flap or tube setting parameters for guiding the flow of flour before.
  • Distribution of the flow of flour between the passages can be accomplished by means of flaps which are provided by a control module during the grain milling process based on the travel operating parameters, the flour stream being divided accordingly and mixed to the desired base meals 900.
  • division of the flow between the passages can take place by means of flaps such that the flow of flour can only be assigned as a whole or not at all to another passage.
  • mixing is by means of the
  • the yields and the properties of the passages meal are assumed as given predetermined input parameters, which are detectable by the system.
  • path positions only those path operating parameters are understood that have no influence on the passages to have.
  • passage operating parameters that affect the yields and properties of the fillet flours, such as the speed, pressure and / or the gap in the grinder in each passage, the sieve sizes and the
  • Milling be forwarded to other passages.
  • the decrease in the millbase 100 is typically carried out in determinable units of measure, for example. by weighing. From the millbase 100 may further be e.g. Measuring samples are taken or measured directly by means of measuring device, on the basis of which
  • Yield quality parameters i.a. as a prerequisite for detecting / generating the below-mentioned passage parameters and / or Wegzansparameter can serve.
  • the millbase 100 comes into the mill chambers of Mahlanalage 10/30, the mill chambers typically a certain
  • the setting of the mixing ratio i.e. the starting operating parameters and passage parameters take place.
  • the cleaning of the grain can take place.
  • Cleaning machines may e.g. healthy, heavy wheat grains are separated from lighter grains, such as broken grains and / or of
  • Weed seeds In particular, it is also possible to filter out stones which have reached the grain crop in the course of harvesting.
  • the mixing can be filtered, for example, by means of a trieur whose working surface is designed so that the weed seeds and the broken grains stick in, the lighter ones healthy grains fail though.
  • Any byproducts can be further cleaned, for example, by a special helical screwdriver, and usable products can be returned to the mainstream of the grain.
  • by-products of cleaning can be ground in a common screw unit, and later blown under the bran.
  • the main product of the material to be ground 100 can be further processed, for example by means of a Enthülsungsmaschine, the outer shell of the material to be ground 100, eg the wheat grains, eg by grinding, scouring movements is removed, and the loosened and abraded shells in
  • Windshafts is selected. Further, in this process step, the determination of the degree of humidity can be made, which e.g. by means of a humidity device and corresponding measuring device. Typically, a longer rest storage ensures a uniform distribution of moisture in the material to be ground 100. From the resting storage, the material to be grounded 100 can e.g. by means of
  • the grains can be peeled again before the millbase 100, e.g. is directed to a sleeve-sucking chamber.
  • the small amount of moisture on the outer surface of the grains may be conducive to easier separation of the sleeve from the inner core.
  • the operation can e.g. controlled to this point.
  • Preparation and weighing / iron separation is done by grinding the wheat using a grinding machine 10/30, as described below.
  • flours When grinding by means of a grinding plant 10/30, ie mill, typically produce up to 6 or more flours, which are routed as mill output or flour end products in the storage silos.
  • Flour and flour end products are typically derived from cereals such as wheat, spelled, rye, oats, barley, millet, corn and rice. Baking, so suitable for making bread, the flours are wheat, spelled, emmer and rye (bread cereals).
  • the grinding plant 10 comprises a plurality of passages.
  • the grinding plant 10/30 can be realized for example by means of rolling mills. Such roller mills may include, for example, millstone devices for grinding, which carry out the grinding by means of rollers with a notched, simply roughened surface.
  • Such rollers rotate in pairs, opposite each other, in different speeds, whereby by means of this complex, cyclically repeating process, the inner core located in the wheat grain is to be ground in the highest possible ratio, that this, for example, only a minimal Sleeve portion shows and thus should be particularly white.
  • Such milling process typically consists of five main units: from the milling, the sieving, the wheat semolina cleaning, bran sputtering and flour blending.
  • grinding by means of the 10/30 grinding system should ensure stable grinding, which is why it is important to precisely optimize the operating parameters of the 10/30 grinding plant. Complete automation also contributes to the maximum utilization of the operating capacity.
  • the passages consist of at least a grinding device and a sighting and separating device. Passages are the different ones
  • the rolling apparatus consists of a rolling mill.
  • the vision and separation device may e.g. be realized by means of a Plansichter.
  • the millbase can usually be passed several times by means of corresponding path positions through such a passage, wherein in between classifications by views, such as e.g. Air classifying and separating, e.g. be carried out by sieving. Screening may e.g. be carried out by means of a flat screen.
  • the sieve function should have good efficiency and uniform grinding performance.
  • each passaged meal has a device (flap or swivel tube) whose setting directs this passages meal to a (single) base meal (in approx. 98% of the mills).
  • a dosing element can pass parts of a paste flour to the different base mills.
  • the present invention can be used for both systems.
  • the flour flow sifted and screened.
  • the flow of flour can be at least partially separated according to particle sizes and particles are deducted according to the particle size from the grain milling process or fed to a next passage.
  • the sighting device e.g.
  • Endospermp are smaller than a determinable size, in particular particles, e.g. less than 150 ⁇ , are. Endosperm calls that
  • the plan sifter may include means for acquiring measurement and fraction parameters 200.
  • the measurement parameters may include at least moisture and / or protein and / or ash and / or gluten and / or water absorption. In general, the measurement parameters can describe (flour) properties up to about 7 physical and chemical properties of the flours in the passages flours and in the base flours. Examples are ash content, moisture content, protein content, gluten content, color or whiteness, starch damage, as well as rheological properties in the
  • the measurement parameters are described by the property parameters and the yield parameters. With the yield, the amount or
  • wheat flour may contain about 59-72% carbohydrates (starch and mucilage, including 2.4-7% dietary fiber), 14- 15% water, 10-12% proteins (of which 80% gluten gluten and 20% soluble proteins), 0.9-2.3% fat and 0.4-1.7% mineral salts.
  • carbohydrates starch and mucilage, including 2.4-7% dietary fiber
  • 10-12% proteins of which 80% gluten gluten and 20% soluble proteins
  • rye and spelled for example, a common standard is typing according to DIN standard 10355 (Deutsches Institut für Normung).
  • DIN standard 10355 Deutsches Institut für Normung
  • the flour moisture can e.g. determined by ICC method 104/1 (see, for example, International Association for Cereal Science and Technology, Method 104/1, in ICCs Standards, 7th Suppl ed 2004, approval 1960, revision 1990, Moritz Schaefer: Detmold, 2004 .).
  • the nitrogen content may e.g. be determined by means of the method according to Dumas by means of a nitrogen analyzer.
  • the protein content may e.g. from the nitrogen content by multiplying by a conversion factor (e.g., 5.7).
  • the mineral content can be determined by burning anhydrous samples.
  • the ash residue consists of the non-combustible minerals of the flour.
  • the fraction parameters can be at least the contents concentrations and / or mixing ratios of the flour fractions of the
  • Flour product include.
  • the ground cereal is separated into fractions by means of the plansifter.
  • the fractions or pits are grounded, based on the attitude parameters, to one or more base flours, i. Endmills 900 mixed with predefined properties and content concentrations based on determinable fraction and fraction parameters 200 of the fractions.
  • the optimized grain milling process to the flour flow of the passages based on the operating parameters additionally flour treatment agent to the base meals 900 are mixed.
  • the control device, the corresponding computer program product and corresponding control and control modules of the grinding plant 10/30 can be at least partially realized as software-based control modules, in any suitable programming language, i.
  • Control device for the optimized grist milling process are executed, wherein appropriate processors are controlled and controlled by the
  • control device can be the
  • Passage operating parameters optimize.
  • the desired amount may be constrained by linear or polynomial equations and / or inequalities.
  • control module uses the process optimization module for the economic yield, the degree of injury for the yield and property limitations of the base flours, and the
  • Weightings are used to combine the results into a single parameter by which to evaluate the solution quality of the given path positions (and in the alternative method of the given trade flour assignment) used in the process simulation module.
  • Standard flours are understood to mean the flours that are traded in trade, in particular in international trade and as options on international financial markets. This means,
  • the list of traded flours can be supplemented by further flours, whose prices and quality specifications (ie property restrictions) have been agreed with an end customer (eg a bakery). All flours in this list are referred to here as "commercial flours.”
  • the flours can be typified differently in different countries, for example, the DIN standards (standards of the German Institute for Standardization) are used in Germany
  • the flour type is the measure of the mineral content (formerly ash content) of the flour, which after incineration remains, and is closely related to the Ausmahlungsgrad. For example, the user may infer the suitability of the flour for various uses from the type number.
  • Milling degree is the amount of flour that is obtained from 100 parts by weight of the mill-ready grain.
  • type 405 wheat flour has the lowest degree of comminution. It consists of the first flours (max. 0-40). It is therefore also called extract flour, as it is "pulled out” from the center of the meal body.
  • Flours of the type 812 are called full flours. They contain the grain flour that can be harvested without larger peelings (degree of milling 0-73).
  • Flours of types 1050 and 1600 are referred to as rear flours (degree of milling 40-80). They do not contain the good baking flour from the middle of the grain (degree of milling 0-40).
  • the so-called aftermeats refer to flour types which, from the shell particles which have fallen behind during grinding, are ground flours and are only slightly bakeable, during the so-called baking grind (type 1 700) flour of the flour
  • Weghuss sessparameter a plant combination of path positions of the grinding system 10/30 detected. These may e.g. generated by a random module or read as a predefined start option from a corresponding data source. Next are as input parameters by means of a
  • Wegwolfs sesamparameter be stored by means of a table element of a first memory table of the process simulation module assigned.
  • Memory tables can be stored on a correspondingly assigned memory unit and has such a data structure that its table elements can be retrieved at least in accordance with an identification. This can be realized, for example, by an accessible lookuptable, a corresponding structured hash table or an incrementable stack, the stack elements each comprising a table element.
  • Path positions designate the settings of the grinding plant 10/30, by means of which each passage flour passes through the setting of a device (flap or swivel tube) to a (single) base flour (in about 98% of the mills).
  • a dosing element can pass parts of a paste flour to the different base mills.
  • the present invention can be used for both cases.
  • Positioning operating parameters as starting operating parameters of the grinding plant 10/30 may e.g. are filtered or selected from the stored in a data memory of a history module historical data, wherein in the data memory
  • stored historical attitude operational parameters are triggered based on yield and property parameters of Passenger Meads and resulting base Mills for maximizing predefined base Mills.
  • the table element with the start operating parameters is selected and based on the corresponding
  • Weghuss sesame the table element, that is, by means of defined by the Weghuss termeparameter parameters Wegwolfen the Mahlstrom 10/30 and the detected yield and property parameters of the passages meal, the resulting base orders generated.
  • the yield and property parameters of the resulting base flutes as well as an identification of the corresponding base flutes and, as an embodiment variant, also of the flank flours are selected
  • Weg eins Koreans parameters stored in the table element of the first memory table stored.
  • yield, property, tolerance and monetary value parameters of available trade flours are recorded.
  • Trade flours are stored associated with a table element of a second storage table of a storage unit, wherein each table element of the second storage table comprises the parameters of a particular commercial meal. For detecting the yield and / or property and / or tolerance and / or
  • Monetary value parameter of available trading flours can that Process optimization module eg include a network interface, wherein via the network interface by means of the process optimization module dynamically at least monetary value parameters of trading flours of financial market dependent
  • Network databases are accessed and transferred to the process optimization module.
  • the yield, property and tolerance parameters of the trade flours detected by means of the second storage table are triggered by means of a trigger unit of the process optimization module based on the yield and characteristic parameters of the corresponding base flour. That means that the
  • Process optimization module as input parameters at least the parameters of the trade flours recorded via the interface, as well as the output (yield and property parameters of the basic flours of the specific operating parameters) serves as input parameters. If a match is found between the parameters of a base meal and a commercial meal, the triggers are assigned to the corresponding basic meal in the first storage table. Under
  • Trade flour can be assigned by the process optimization module by means of the operating parameters, e.g. be combined into a single base flour. In the case where several base flours are assigned to the same commercial flour, it is also possible in particular for the assignment to be optimized as a boundary condition by the process optimization module.
  • the process optimization module For each of the table elements of the first memory table, the process optimization module based on yield and property parameters of the associated base flours and the yield, property, tolerance and
  • Monetary value parameter of the commercial flours assigned to the base flours generates a variable solution quality value.
  • the variable solution quality value is at least in
  • further table elements with deviating travel operating parameters for a different combination of travel positions of the grinding installation 10/30 are generated iteratively by means of the process optimization module.
  • the deviating or new Wegzans sesfeldparameter be generated by means of an optimization module based on a simulated annealing function, wherein for each additional table element of the first memory table by means of the
  • Process simulation module yield and property parameters of the resulting
  • Base flours are generated and assigned to the corresponding trade flours and wherein by means of the process simulation module of the corresponding variable
  • Solution quality value is generated as a sequence of values.
  • the optimization module uses the iterative method to achieve the highest solution quality. Based on the results of the current iteration and the results of the best iteration so far, the optimization module will generate a solution for the next iteration, i. it generates the path positions (and in the alternative method the trade flour assignment) to be used in the next iteration. This calculation is based as
  • the mentioned iteration can also be carried out on the basis of numerous other permissible optimization methods from the literature. For iteratively generating another table element with different ones
  • Process optimization modules may e.g. the Weg eins sunnysparameter one of the already generated table elements are converted into a bit sequence and by means of a random module controlled inverting at least one bit of the bit sequence the divergent table element, or the deviating
  • Wegwolfs sessamparameter be generated.
  • the inverting can be started from e.g. from the waypoint operational parameters of the last generated table element with additional constraints for accepting the generated one
  • Table elements are created for each of the table elements using the
  • the process optimization module then allocates the corresponding trade flours and the corresponding variable floats
  • Solution quality value generated The probability that, in the case of two successive solution quality values, the iteratively following table element is selected as a more optimized solution by means of the simulated annealing module, that is to say accepted by the system, can e.g. depending on the difference of the two solution quality values divided by a monotone decreasing sequence.
  • the iterated solution quality values are compared and if no further increase in solution quality values is achieved and / or a maximum number of iterations is reached, the path assignment operating parameters having the highest associated solution quality value as optimized pathway operation parameters for the grain milling process be transferred to the grinding system 10/30.
  • the base flutes 900 assigned to the transmitted and optimized travel mode operating parameters can be automatically maximized by means of the invention by optimizing the grinding process in terms of quantity and / or monetary value. This was previously not possible with the known systems in the prior art.
  • the yields and the properties of the Passagenmehle are detected as given predetermined input parameters, and determined with the Wegwolfen only those Wegmodus operating parameters that have no effect on the Passagemehle.
  • Passage flours affect, for example, the speed and the gap in the grinder in each passage, the sieve sizes and the vibration frequency in the classifier in each passage, the amount of water and the time with / during which the grain is conditioned before the first passage, and the Defining at the exit of each passage, which of the flour streams are diverted to the path positions for the base jets and which are forwarded to further passages for further milling.
  • These passage operating parameters are not determined with the present system. However, with the inventive idea this is also possible in principle, but the operation simulation module in this case would be correspondingly complex and expensive.
  • the passage operating parameters can also be connected upstream, for example, or separately by means of a method known in the art or in combination with the
  • Operational personnel can be done manually and iteratively (e.g., by trial-and-error) directly at the facility.
  • the method and system according to the invention can achieve this optimization of the passage operating parameters in this case, e.g. assist indirectly by making the best achievable in each attempt
  • the system and the method can be configured such that access to the financial market-dependent network databases is performed periodically by means of the process optimization module and the iteration is adapted dynamically based on the data transmitted by the financial market-dependent network databases.
  • the time interval for the periodic access may be e.g. be dynamically reduced, if the deviation of the monetary value parameters of the commercial flours with already transferred monetary value parameter exceeds a predefined amount value.
  • optimized operating parameters for a grain milling process with the base meals 900 after the optimization are additionally assigned to a data vector, the data vector being varied within all data vectors permissible for operating parameters such that each varied data vector satisfies the linear or polynomial conditions of a definable matrix and the data vector is selected, its scalar product having a corresponding target vector a maximum accepts.
  • Basic flour will be packed and delivered in a few days. The user estimates a price that is most likely to apply at that time; (iii) The basic flour is not directly packaged and sold but is first with others
  • Base meals also or predominantly from other cereal mixtures
  • additional additives are mixed, and this mixed end product is packed and sold.
  • the price of the base meal alone must then be adjusted according to this end product;
  • the user wants to maximize the yield of a particular base meal. He can enforce this by giving a very high, artificial price for this basic flour.
  • Flour properties The traits of the trade flours can be captured directly on the stock exchange through the system using the network interface.
  • Variant of execution can be implemented on the exchange specified property restrictions of the flours for the following reasons also changeable: (i) to enable special arrangement with a customer, (ii) claims from a final product to which the basic flour is mixed with, (iii) safety margin for compliance with trade restriction in the face of
  • Wegdianen The system also allows the user as an alternative embodiment for the following reasons to limit Wegzanen additionally: (i) A Passagenmehl should necessarily be routed to a certain base flour or certainly not be directed to certain base meals, because this is known to be safe on This may help the system according to the invention to search for a corresponding "best" solution. (ii) A passaged meal should necessarily be passed to a certain base meal or certainly not sent to certain base meals, because this is due to the flour considered by the user Properties not covered
  • the solution proposed above can be thought of as being composed of two technical parts: the process simulation module and the process optimization module.
  • the process simulation module computes, for given path positions (besides given yields and property values for all pass-through flours), the yields and the properties values of the base flours that would result.
  • the process simulation module can also define a formula that describes this non-linear behavior, which is determined in advance in the lab using the measured blend property values produced from different amounts of different flours
  • Process optimization module first assesses the result of the process simulation module. It compares the yields and the properties of the base flours with the given yield restrictions and traits limitations of the flours. The calculated base flours are in each case assigned to the commercial flour that is "closest" in this comparison, ie which has the smallest total violation of the yield and property restrictions and the highest price, whereby the yield, the properties, and the price normalized with weights. If multiple base flours are assigned to the same commercial flour, they are combined into a single base flour. In an alternative method, this assignment is regarded as predetermined in advance and is also optimized.
  • the process optimization module After the above mapping has been determined (or predetermined in the alternative method), the process optimization module generates the economic yield, the degree of injury to the yield and property constraints of the base floats, and the degree of injury to the pathways. With weights, these results are then combined into a single number that serves to evaluate the solution quality of the given path positions (used in the simulation module) (and in the alternative method of the given trade flour assignment).
  • the process optimization module uses the described iterative method to achieve the highest solution quality. Based on the results of the current iteration and the results of the best iteration so far, the module computes a solution for the next iteration, i. it computes the path positions (and in the alternative method the trade flour assignment) to be tried in the next iteration.
  • This calculation is based on a variation of the established simulated annealing method supplemented by a stochastic jump procedure to be able to rely on local optima. However, the calculation can also be carried out on the basis of numerous other valid optimization methods from the prior art. In particular, the use of deterministic annealing functions may be advantageous for certain embodiments.
  • the path positions generated for the next iteration are then used in the process simulation module to again calculate new base orders.
  • the result of the process simulation module serves the process optimization module as an input parameter for generating the appropriate solution quality and for
  • the system according to the invention has many advantages, in particular (i) the system is easy to operate and requires neither much experience nor much time from the user; (ii) The system also works for flour properties that do not "mix” linearly; (iii) The system works for pathways that have an overall
  • the system makes it possible to easily and flexibly enter all sorts of restrictions with respect to the waypoints and basic flour yields; (vi) The system automatically selects the most economical flours that should be produced; (vii) The system automatically determines the most economical compromise of the yields of the selected commercial flours; (viii) The system automatically displays the path settings necessary for the most economical solution.
  • the problem was solved such that an optimum can be generated by means of the method according to the invention or by means of the control device based on the method and / or a corresponding computer program product by means of simulated annealing.
  • this can comprise definable heuristic rules which support a variant of the embodiment and which are used to search for a switched solution in the vicinity of the optimum. If n is the number of ingredients, then the highest n divided per product flow
  • the system according to the invention can be used, in particular, to concretely demonstrate in advance the economic impact of certain investment investments so that it can be weighed more reliably against the investment costs.
  • Relevant investments are, for example, when (i) at a certain travel position of a device (flap or swivel tube) can be replaced by a metering element (screw or cell wheel), or vice versa; (ii) a particular route position may allow steering to additional or less or (partly) other base meals; and / or (iii) for a given base meal, the throughput performance of the transport path (or individual elements) from the path position to the storage silo can be changed.
  • a device overlap or swivel tube
  • a metering element screw or cell wheel

Abstract

System und Verfahren für einen Getreidevermahlungsprozess einer Mahlanlage (10/30) mit optimierten Betriebsparametern, bei welchem Mehle durch Zerkleinern von Mahlgut (100) in der Mahlanlage (10/30) entstehen, indem aus dem Mahlgut (100) unterschiedliche Mehlströme als Passagemehle basierend auf den Wegstellungsbetriebsparameter über unterschiedliche Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) geleitet werden. Mittels eines Prozesssimulationsmoduls werden basierend auf den mittels der Wegstellungsbetriebsparameters definierten Wegstellungen Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von resultierenden Basismehle generiert. Mittels des Prozessoptimierungsmoduls wird für jedes Basismehl basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter dynamisch erfasste Handelsmehle getriggert, wobei jeweils das Handelsmehl zugeordnet wird, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-, Eigenschafts- und Toleranzparameter in Verbindung mit dem höchsten Geldwertparameter aufweist. Basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Basismehle und der zugeordneten Handelsmehlen wird ein variabler Lösungsgütewert in Abhängigkeit von eine dynamisch veränderbaren Ertragswert, Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Wegstellungen generiert. Die Wegstellungsbetriebsparameter werden iterativ mittels eines Optimierungs-Modul optimiert, wobei die Lösungsgütewerte als Wertefolge realisiert sind, und für jede weitere Betriebsparameterkombination Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle und Handelsmehle mit zugeordnetem Lösungsgütewert generiert werden. Die Wegstellungsbetriebsparameter mit dem höchsten Lösungsgütewert werden als optimierte Wegstellungsbetriebsparameter für den Betrieb auf die Mahlanlage (10/30) übertragen.

Description

Vorrichtung und Verfahren für einen optimierten Getreidevermahlungsprozess sowie entsprechendes Steuerungssystem für Getreidemühlen
Technisches Gebiet und Stand der Technik
Getreidevermahlung ist ein Prozess, bei welchem Mehl durch die Zerkleinerung von Getreidekörnern entsteht. Je nach Anwendung, Teig und
Backrezeptur sollte das Mehl eine andere Zusammensetzung und andere physikalische Eigenschaften aufweisen. Monitoring, Steuerung und Optimierung des
Vermahlungsprozesses ist dabei ein nicht-trivialer, komplexer Vorgang. Dem Operator (sog. Obermüller), der den Vermahlungsprozess leitet, stellt sich dabei das Problem, wie er unter anderem durch miteinander Mischen verschiedener Anteile von Mehlfraktionen einer Mühle die verschiedenen Mehleigenschaften des Endmehlproduktes erreichen kann. Insbesondere stellt sich ihm auch das Problem, wie er technisch den Gewinn maximieren und den Arbeits- und Energieaufwand minimieren kann. Der genaue Verlauf des Vermahlungsprozesses lässt sich bei Getreidevermahlungsprozessen typischerweise mittels analytischen Systemen von der Rohstoffanlieferung bis hin zum fertigen Produkt erfassen. Durch detaillierte Messinformationen und die Wahl geeigneter Messparameter wie Feuchte, Protein, Asche, Gluten, Wasserabsorption und andere wichtige Parameter, lässt sich der Vermahlungsprozess optimieren und
Endprodukte mit gleichbleibender Qualität gewährleisten. Zur Vermahlung wird nach dem derzeitigen Stand der Technik das Getreide oder anderes Mahlgut aus körnigem Material am effektivsten zwischen Mahlwalzen im Walzenstuhl einer Mühle vermahlt, d.h. das Mahlgut zwischen den Walzen des
Walzenpaars zerkleinert. Andere Beispiele für Mahlvorrichtungen oder Mahlanlagen für den Vermahlungsprozess sind z.B. Glockenmühlen, Desintegratoren und/oder
Hammermühlen. In modernen Walzmühlen findet nach jeder Zerkleinerung eine
Siebung und Sichtung im sog. Plansichter statt, um die verschiedenen Partikelgrössen zu trennen. Diese Kombination aus Walzstuhl und Plansichter wird„Passage" genannt, von denen eine moderne Walzmühle eine Vielzahl aufweist. Um Mehl einer bestimmten Feinheit zu gewinnen, wird das Mahlgut typischerweise mehrmals durch eine derartige Passage geleitet werden, wobei zwischendurch Klassierungen durch Sichten wie z.B. Windsichten und Sieben durchgeführt werden. So lassen sich Mehle mit verschiedenen Feinheiten bzw. verschiedenem Mahlgrad gewinnen. Bei der Weizenvermahlung können in solchen Passagen zwischen
Plansichter und Walzenstuhl auch weitere Vorrichtungen wie z.B. Griessputzmaschinen verwendet werden. In einer modernen Mahlvorrichtung sind 14 Passagen und mehr gängige Grössen. Eine andere Anzahl von Passagen ist jedoch auch vorstellbar. Indem die Abstände zwischen den Walzen der einzelnen Passagen verringert werden, wird das Mahlgut feiner vermählen. Dabei werden Endospermpartikel, die kleiner als 150 μιτι sind, typischerweise direkt als Mehl abgezogen, grössere Teilchen werden zur nächsten Passage geführt. Im Zuge der Vermahlung wird der fetthaltige Keimling aus Gründen der Haltbarkeit aus dem Mehl entfernt, Griesse werden der Griessputzmaschine zugeführt und Schrote werden wieder auf eine Passage geleitet.
Getreide kann unterschiedlich fein gemahlen werden. Je nach Produktführung fallen ausser dem Mehl unterschiedliche Mengen an Schrot, Griess, Dunst und Kleie an (Kuppelproduktion). Mehle und Schrote können auch
durchgemahlen werden, d. h. es wird kein Mehl vorher herausgezogen. Dadurch entstehen die sog. Vollkornmehle und -schrote. Insbesondere der Nährstoffgehalt des Mehls hängt vom Mahlgrad ab.
Beim Vermahlungsprozess wird das Mehl in sog. Fraktionen oder Komponenten aufgetrennt (Fraktionierung) und die Fraktionen werden in geeigneter Weise wieder zu einem Mehl vereinigt (Rekonstitution). Durch die Zusammensetzung der Mehlfraktionen und ihre physikalischen Rahmenparameter können die Eigenschaften der Endprodukte wie z.B. das Backverhalten von Weizenteig verändert werden. Beim Vermahlungsprozess stellt die Optimierung der Mehlfraktionen zur Erreichung
bestimmter Eigenschaften des Endproduktes eine Schwierigkeit dar. Eine weitere Schwierigkeit liegt u.a. darin, vergleichbare Endprodukte mit einer genau definierten Zusammensetzung der rekonstituierten Mehle herzustellen. Bei den klassischen
Methoden der Mehlfraktionierung finden sich z.B. wässrige Systeme. Diese ergeben 4 Fraktionen: Lipide, lösliche Komponenten, Kleber und Stärke. Eine Darstellung des Standes der Technik findet sich z.B. in Finney, K. F.: Fractionating and reconstituting techniques as tools in wheat-flour research. - Cereal Chem. 20 ( 1943) S. 381 -396 oder in A. Graßberger, P. Schieberle, P. Koehler,: Fractionation and reconstitution of wheat flour - Effect on dough rheology and baking. - Eur. Food Res. Technol. 216 (2003) S. 204-21 1.
Beim Vermahlungsprozess sind neben den oben erwähnten Problemen auch komponenten- bzw. frak†ionen-eigenschaf†s†ypische Probleme zu beachten. So sind z.B. die bei der Rekonstitution der Fraktionen erhaltenen Mehle zwar backfähig, die gewünschten Eigenschaften des Mehls weisen sie jedoch meist nicht auf. Insbesondere der Weizenkleber kann bei Kontakt mit Wasser irreversible Veränderungen erfahren. Zur Lösung diese Problems bei Fraktionierungsprozessen gibt es verschiedene technische Ansätze. Zum Beispiel kann Mehl durch nicht-wässrige Lösungsmittel fraktioniert werden, um die nativen Eigenschaften der Kleberproteine zu erhalten. Im Stand der Technik findet sich dazu z.B. ein Prozessverfahren nach Hess (vergl. K. Hess, Protein, gluten, and lipide in wheat grain and flour, Kolloid-Zeitschrift 136 (1954) S. 84-98 oder K. Hess, The significance for dough, bread, and pastry of wedge-space protein and adhesive protein in wheat meal, Kolloid-Zeitschrift 141 (1955) S. 61 -76. Das Verfahren basiert auf einer physikalischen Trennung von Stärke und Protein aufgrund der Unterschiede in ihrer Dichte. Nach der Feinzerkleinerung des Mehles z.B. in einer Kugelmühle wird das Mehl in einem Gemisch aus Tetrachlorkohlenstoff und Benzol (Dichte p20 =1 ,37 g/ml) suspendiert und anschliessend zentrifugiert. Es scheiden sich eine Proteinfraktion an der Oberfläche ("Zwickelprotein") sowie eine proteinhaltige Stärkefraktion ("Haftprotein") als Sediment ab. Die Optimierung des Vermahlungsverfahrens kann also auch nicht- wässrige Fraktionierung von Weizenmehl und die damit erhaltenen Fraktionen hinsichtlich ihrer Ausbeute, ihres Proteingehaltes und ihrer Proteinzusammensetzung umfassen.
Die gewünschten Eigenschaften und die entsprechenden physikalischen Parameter des Mehls hängen insbesondere von dessen zukünftiger Verwendung ab. Mehl wird typischerweise als Basis von Teigen zur Herstellung von Backwaren oder Teigwaren verwendet. Die Mehlmenge in einem Teig dient dabei als rechnerische Basis zur Bestimmung der übrigen Zutaten. Dabei wird die Mehlmenge als Bezugsgrösse von 100 % herangezogen. Man spricht von„Ausbeuten", wenn das Teiggewicht auf das Mehlgewicht bezogen wird. Die Teigausbeute kann je nach Wasserzugabe variieren. Sie ist abhängig von der Fähigkeit des Mehls, Wasser zu binden. Bei gleichem Mehl besitzt ein weicher Teig eine höhere Teigausbeute als ein fester Teig; die Teigausbeute variiert somit bei unterschiedlichen Backwaren.
Die physikalischen Parameter des Mehls lassen sich durch
Mehlbehandlungsmittel wie z.B. L-Ascorbinsäure korrigieren. Es ist an dieser Stelle anzumerken, dass viele Behandlungsstoffe wie chemische Konservierungsstoffe oder Stoffe zum Bleichen von Mehlen oder Einfärben nach den meisten nationalen und regionalen Lebensmittelgesetzen nicht erlaubt sind. Zu den am häufigsten verwendeten Stoffen gehört: (i) Ascorbinsäure. Das Zusetzen von Ascorbinsäure (Vitamin C, auch E 300) zu Weizenmehlen (z.B. im Verhältnis 1-2 g/100 kg Mehl) hat meist technologische Gründe. Ascorbinsäure festigt die Kleberstruktur und sorgt damit für bessere
Backergebnisse. Als Antioxidans bindet Ascorbinsäure den Sauerstoff im Mehl. Sie wirkt dem durch Sauerstoff unterstützten Abbau der im Mehl enthaltenen und durch die aus dem Keimling stammenden Fettsäuren entgegen. Da die Ascorbinsäure nicht hitzebeständig ist, zersetzt sie sich während des Backprozesses. Ohne Ascorbinsäure ist Mehl nur begrenzt lagerfähig: (ii) Amylasen werden biotechnologisch aus Bakterienbzw. Schimmelpilzkulturen hergestellt. Wenn das Mehl in seiner Zusammensetzung arm an stärkeabbauenden Enzymen ist und damit seine Gasbildefähigkeit beim Backen zu gering ausgeprägt ist, werden sie als Mehlbehandlungsmittel eingesetzt. Durch die Amylasen entstehen vergärbare Einzel- und Doppelzucker, die bei der Gare durch Backhefepilze in Ethanol und Kohlendioxid umgewandelt werden und somit den Teig aufgehen lassen. Ausserdem erhalten die Gebäcke nach der Behandlung eine bessere Bräunung; (iii) Proteasen wird ebenfalls biotechnologisch aus Bakterien- bzw.
Schimmelpilzkulturen hergestellt. Sie werden als Mehlbehandlungsmittel eingesetzt, wenn die Kleberstruktur eines Weizenmehles zu straff ist und das Klebergerüst ein ausreichendes Aufgehen des Teiges verhindert. Proteasen spalten die
Aminosäureketten des Klebers auf und sorgen so dafür, dass der Kleber weicher und elastischer wird. Ausserdem spalten Proteasen endständige -NH2-Gruppen ab, was die Aromabildung im Gebäck verbessert; (iv) Bei den backtechnisch wirksamen
Aminosäuren unterscheidet man u.a. zwischen Cystein (E920) und Cystin. Mit Cystein behandelte Mehle wirken funktionell ähnlich wie mit Proteinasen behandelte Mehle. Aus diesem Mehl hergestellte Teige erweichen im Vergleich zum nicht behandelten Referenzteig. Mit Cystin behandelte Mehle wirken hingegen eher wie Ascorbinsäure behandelte Mehle. Die aus diesem Mehl hergestellten Teige sind straffer als
Referenzteige mit unbehandeltem Mehl. Für die unterschiedlichen Mehlsorten und Mehlarten bestehen länderspezifische Typisierungsvorgaben. Eine Optimierung des Vermahlungsprozesses hat sich insbesondere innerhalb dieser Normen zu halten. Zum Beispiel besteht
Weizenmehl aus ca. 59-72% Kohlenhydraten (Stärke und Schleimstoffe, darunter 2,4-7% Ballaststoffe), 14-15% Wasser, 10-12% Proteinen (davon wiederum 80 % Klebereiweiss Gluten und 20% lösliche Eiweisse), 0,9-2,3% Fett und 0,4-1 ,7% Mineralsalzen (vgl. als Stand der Technik z.B. Ternes, Täufel, Tunger, Zobel, Lebensmittel-Lexikon, 4. A., Behr's Verlag, 2005). Mehl mit hohem Ausmahlungsgrad ist typischerweise dunkler und reicher an Vitaminen (vor allem B-Vitaminen) und Mineralstoffen, da ein hoher Anteil der Schale (bzw. Kleie) mit gemahlen wird. Mehl mit niedrigem Ausmahlungsgrad ist hingegen heller und reich an Stärke, die im gemahlenen Getreidekern enthalten ist. Die typische Partikelgrösse von Mehl liegt unter 180 μιτι. Im Stand der Technik wird der Ausmahlungsgrad (Auszugsmehl) üblicherweise über die Helligkeit des Mehles typisiert. So kann z.B. Weizen, Dinkel oder Roggen standardisiert nach DIN 10355 typisiert werden. In der DIN-Typisierung gibt dabei der Mehltyp den Mineralstoffgehalt in mg je 100g Trockenmasse an. Technisch kann zur Typisierung z.B. unter Laborbedingungen eine geringe Menge des Mehls bei 900°C in einem Muffelofen verbrannt werden. Die verbleibenden (nichtbrennbaren) Bestandteile, der sogenannte Aschegehalt des Mehls, entsprechen im Wesentlichen der Mineralstoffmenge des Mehles. Eine kontrollierbare Optimierung der ob genannten
Vermahlungsprozessparameter und der Vermahlungssystemkomponenten bei der Vermahlung der meist teuren Weizenarten, insbesondere durch Inline-Prozessanalyse, Monitoring und Optimierung z.B. des Wasser- und Aschegehalts im Mehl können zu essentiellen Ertragssteigerungen führen. Gleichzeitig kann dadurch auch die
Produktbeständigkeit optimiert werden, was neben den einfachen technischen Vorteilen wie Haltbarkeit auch indirekt z.B. neue Preisoptionen bei der Vermarktung bieten kann. Weiterer Vorteil der Optimierung des Vermahlungsprozesses bzw. der Prozessparameter liegt darin, dass umgekehrt auch die Amortisationszeit der
Vermahlungssysteme verbessert wird. In modernen Mühlen entstehen bis über 70 verschiedene Fraktionen unterschiedlicher Zusammensetzungen. Proteingehalt, Aschegehalt, Gluten, Feuchte und auch die Farbe des Mehls sind die wesentlichen Merkmale der verschiedenen Fraktionen und der Zusammensetzung der gewünschten Endprodukte. Müllereibetriebe müssen also die technischen Voraussetzungen für Mehle mit solch unterschiedlichen Zusammensetzungen liefern können. Allgemein gilt, dass bei der Prozesssteuerung und -Optimierung selbst geringfügige technische Anpassungen zu beachtlichen Ertrags- und
Gewinnsteigerungen führen können. Die typischen Vorteile einer bestmöglichen Prozessoptimierung beim Getreidevermahlungsprozess liegen in der höheren Ausbeute und Gewinne durch: (i) Einsparung von Rohmaterial, (ii) Eine konsistente
Produktqualität; (iii) Qualitativ hochwertigere Endprodukte; (iii) Eine verbesserte
Energienutzung; (iv) Minimierung des Masses an möglichem Nacharbeiten.
Die heutigen Systeme des Standes der Technik erlauben meist das Optimieren von Mehlen nur aufgrund einer Grösse, typischerweise des Aschegehaltes. Eine Möglichkeit zur Bestimmung des Aschegehaltes wurde bereits weiter oben angegeben, wobei der Aschegehalt im Wesentlichen den Gehalt an Mineralstoffen widergibt. Müssen mehrere Grössen in dem Optimierungsprozess berücksichtigt werden, so übersteigt das Problem die menschlichen Fähigkeiten. Optimierungsprobleme sind im Stand der Technik bekannt. U.a. wegen seiner Komplexität und Vieldimensionalität basierend auf 70 und mehr zu synchronisierenden Klappen, ist es bis heute im Stand der Technik technisch nicht gelöst. Das Umformulieren des vorliegenden Mischproblems in ein Optimierungsproblem hilft da in erster Linie auch nicht weiter, da man damit das Problem der Auswahl von Fraktionen lediglich auf das Problem der Formulierung des Optimierungsproblems verschoben hat. Damit ist das vieldimensionale Auswahl- und Optimierungsproblem für den Obermüller oder Operator nicht gelöst.
Zusätzlich zum genannten Problematik des Mischproblems durch seine Vieldimensionalität, kommt ein weiteres technisches Problem. Im vorliegenden Fall sind selbst Mischungsprobleme mit nur 2 Dimensionen, das heisst nur zwei frei wählbaren Fraktionen meistens bereits komplex. Der Grund dafür liegt darin, dass Mischprobleme mit mehreren Inhaltsstoffen sich aufgrund starker Wechselwirkungen typischerweise nicht vorhersehbar verhalten. Der Obermüller hat deshalb kaum Informationen, was überhaupt möglich ist und wie sich die häufig etwas flexible Spezifikation eines Produkts auf die Möglichkeit, andere Produkte zu mischen, auswirkt. Müssen mehr als zwei Fraktionen gewählt werden, entzieht sich im die Lösung des Problems gänzlich.
Allgemein ist es mit den Systemen des Standes der Technik nicht oder kaum möglich, ohne manuelles Eingreifen die Betriebsparameter, d.h. die Einstellungen, wie die Passagenmehle (mit bekannten bzw. gemessenen Ausbeuten und Eigenschaften- Werten) zu den Basismehlen geleitet werden sollen, optimierte werden können, um den grössten wirtschaftlichen Nutzen zu erzielen. Da zwischen dem Mehl-Preis und Mehl- Eigenschaften keine eindeutige Funktionalität bekannt ist bzw. abgleitet werden kann, können die Systeme des Standes der Technik keine automatische Bestimmung der Lösung erreichen, sondern ermöglicht lediglich eine interaktive Suche durch den Obermüller nach einer Lösung. Mit anderen Worten wird die Beurteilung des
wirtschaftlichen Nutzens sowie die Einhaltung allfälliger Einschränkungen und Vorgaben im Stand der Technik während der interaktiven Suche stets durch den Benutzer
(Obermüller) manuell erledigt. Diese Systeme haben weiter insbesondere die Nachteile, dass (i) Die interaktive Suche vom Benutzer neben viel Erfahrung auch viel Zeit beansprucht; (ii) Indem das Tool interaktive Suche ermöglichen soll, ist es für diese komplexe Problematik zwangsmässig nicht einfach zu bedienen; (iii) Eine Erhöhung der Ausbeute des teuersten Basismehls ist oft auf Kosten der Ausbeute des zweitteuersten Basismehls möglich. Dabei den besten wirtschaftlichen Kompromiss zu finden ist selbst für einen erfahrenen Benutzer nicht einfach; und (iv) Solch interaktive Systeme setzt voraus, dass sich jede Mehleigenschaft linear„mischt", d.h. der Wert der Eigenschaft in einer Mehlmischung setzt sich linear zusammen aus den Werten der Eigenschaften in den einzelnen Mehlen, die gemischt werden. In der Praxis gibt es auch Eigenschaften, die sich nicht linear mischen. Nur manche dieser nicht linearen Eigenschaften lassen sich in eine mathematisch-fassbare, im Wesentlichen äquivalente, künstliche, lineare Parametrisierung umwandeln.
Technische Aufgabe Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Mahlvorrichtung mit optimierten
Betriebsparametern vorzuschlagen, welche die oben erwähnten Nachteile nicht aufweisen. Die Betriebsparameter sollen dabei dynamisch und/oder automatisiert (ohne manuelle Interaktion) optimierbar sein. Insbesondere soll Passagenmehle (mit bekannten bzw. gemessenen Ausbeuten und Eigenschaften-Werten) mittels der Mahlvorrichtung optimiert zu den Basismehlen gemahlen werden, die den grössten wirtschaftlichen Nutzen erzielen. Es soll deshalb ein technisches Verfahren, eine
Steuerung bzw. Steuermodul vorgeschlagen werden, mittels welchem der Mahlprozess automatisch oder halbautomatisch gesteuert, optimiert und kontrolliert werden kann. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren und Steuermodul soll die bestmögliche
Prozessoptimierung beim Getreidevermahlungsprozess erreicht werden und dadurch ebenfalls die Ausbeute und der Gewinn maximiert werden. Ebenfalls soll eine möglichst grosse Effizienz durch Einsparung von Rohmaterial und eine konsistente Produktqualität erreicht werden. Das Verfahren soll durch die Optimierung qualitativ hochwertigere Basismehle (Endmehlprodukte), eine verbesserte Energienutzung, sowie eine
Minimierung des Masses an möglichem Nacharbeiten erlauben. Insbesondere soll die Erfindung den besten wirtschaftlichen Kompromiss automatisch feststellen. Zu diesem Zweck soll die Erfindung keine bekannte Funktionalität zwischen den Mehlpreisen und den Mehleigenschaften voraussetzen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel insbesondere durch di< Elemente der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte
Ausführungsformen gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.
Insbesondere werden diese Ziele durch die Erfindung dadurch erreicht, dass für einen Getreidevermahlungsprozess einer Mahlanlage mit optimierten
Betriebsparametern Mehle durch Zerkleinern von Mahlgut in der Mahlanlage entstehen, indem aus dem Mahlgut unterschiedliche Mehlströme als Passagemehle basierend auf den Betriebsparametern über unterschiedliche Wegstellungen der Mahlanlage umfassend eine Vielzahl von Passagen mit mindestens einer Mahlvorrichtung sowie einer Sicht- und Trennvorrichtung geleitet werden, wobei basierend auf den
Betriebsparametern das Mahlgut mittels der Sicht- und Trennvorrichtung in
Passagemehle getrennt wird und die Passagemehle entsprechend bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter zu bestimmbaren Basismehlen gemischt werden, dass mittels eines Prozesssimulationsmoduls Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von
Passagemehle für vordefinierte Passagenbetriebsparameter der Mahlanlage erfasst werden, wobei die Passagenbetriebsparameter mindestens Drehzahl und/oder Spalt und/oder Druck der Mahlvorrichtungen in den Passagen und Siebgrösse der
Sichtvorrichtungen in den Passagen umfassen, dass mittels des Prozesssimulationsmoduls Wegstellungsbetriebsparameter für eine Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage als Startbetriebsparameter erfasst und mittels eines selektierten
Tabellenelementes einer ersten Speichertabelle des Prozesssimulationsmoduls zugeordnet abgespeichert werden, dass mittels des Prozesssimulationsmoduls basierend auf den erfassten Passagenbetriebsparametern und Wegstellungsbetriebsparameter der Mahlanlage Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert werden, wobei die Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle sowie eine Identifikation des entsprechenden Basismehls dem selektierten Tabellenelement der ersten Speichertabelle zugeordnet abgespeichert werden, dass mittels eines Prozessoptimierungsmoduls Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen erfasst und einem
Tabellenelement einer zweiten Speichertabelle zugeordnet abgespeichert werden, wobei jedes Tabellenelement der zweiten Speichertabelle die Parameter eines bestimmten, verfügbaren Handelsmehls umfasst, dass mittels des
Prozessoptimierungsmoduls für jedes Basismehl des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter eines Basismehls auf Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranzparameter und Geldwertparameter der Handelsmehle der zweiten Speichertabelle getriggert wird, wobei mittels des Prozessoptimierungsmoduls den Basismehle des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle jeweils das Handelsmehl zugeordnet wird, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-, Eigenschafts- und Toleranzparameter in Verbindung mit dem höchsten Geldwertparameter aufweist, dass mittels des
Prozessoptimierungsmoduls basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Basismehle und den Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter zugeordneten Handelsmehlen des selektierten Tabellenelementes der ersten
Speichertabelle ein variabler Lösungsgütewert mindestens in Abhängigkeit vom einem dynamisch bestimmten Ertragswert basierend auf dem Parametern der Basismehle und Handelsmehle, einem Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und
Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Kombination von Wegstellungen basierend auf den zugeordneten
Wegstellungsbetriebsparametern, generiert wird, dass mittels des
Prozessoptimierungsmoduls oder des Prozesssimulationsmoduls ausgehend von den Parametern des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle iterativ weitere Tabellenelemente der ersten Speichertabelle mit abweichenden
Wegstellungsbetriebsparameter einer abweichenden Kombinationen von
Wegstellungen der Mahlanlage generiert werden, wobei die
Wegstellungsberiebsparameter mittels eines Optimierungs-Moduls basierend auf einer generischen Iterationsfunktion, insbesondere einer Simulated Annealing Funktion generiert werden, wobei für jedes weitere Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des Prozessoptimierungsmoduls Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert und den entsprechenden Handelsmehle zugeordnet werden und wobei mittels des Prozesssimulationsmoduls der entsprechende variable Lösungsgütewert als Wertefolge generiert wird, und dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls die Lösungsgütewerte verglichen werden und falls keine weitere Erhöhung der Lösungsgütewerte erzielt wird und/oder eine maximale Anzahl von Iterationen erreicht ist, die Betriebsparameter mit dem höchsten zugeordneten Lösungsgütewert als optimierte Betriebsparameter auf die Mahlanlage übertragen werden, andernfalls mittels des Prozessoptimierungsmoduls die iterative Generierung weiterer Tabellenelmente der ersten Speichertabelle fortgesetzt wird. Das dem selektierten Tabellenelement zugeordneten Mehlendprodukte bzw. Basismehle können z.B. durch die Optimierung des Vermahlungsprozesses mengenmässig (Ausbeute) und/oder Energieverbrauch der Mahlanlage maximiert wird. Die Mahlanlage kann z.B. mindestens eine Walzmühle und die Walzvorrichtung mindestens einen Walzstuhl umfassen, wobei die Passagenbetriebsparameter Anzahl Durchgänge durch Passagen und/oder Spaltabstand zwischen Walzen eines Walzenpaares eines Walzstuhls und/oder dem Drehzahlverhältnis der Walzen und wobei die Wegstellungsbetriebsparameter Klappen- oder Rohreinstellungsparameter zum Leiten des Mehlstromes umfassen. Bei der Selektion eines weiteren Tabellenelements während des Prozess der Optimierung, insbesondere während des Prozess des Simulated Annealing, können die
Wegstellungsbetriebsparameter als Ausführungsvariante z.B. bereits optimierte
Wegstellungsbetriebsparameter unveränderbar in einem Speichermodul gehalten werden. In der vorliegenden Ausführungsvariante werden nur die
Wegstellungsbetriebsparameter für eine feste Kombination von
Passagenbetriebsparametern optimiert. In einer weiteren Ausführungsbvariante werden neben den Wegstellungsbetriebsparameter ebenfalls die Passagenbetriebsparametern entpsrechend variiert und optimiert. Als andere Ausführungsvariante kann z.B. bereits optimierten Wegstellungsbetriebsparameter einen Toleranzbereich dynamisch oder statisch zugeordnet werden, wobei während des Prozess der Optimierung die
Wegstellungsbetriebsparameter innerhalb eines definierbaren Toleranzbereichs bereits optimierten Wegstellungsbetriebsparameter optimierbar sein können. Dies kann in bestimmten Fällen zusätzliche Stabilität während des Optimierungsverfahren
ermöglichen. Mögliche Wegstellungsbetriebsparameter für einen
Getreidevermahlungsprozess mit den gewünschten Mehlendprodukte können z.B. einem Datenvektor zugeordnet werden, wobei der Datenvektor innerhalb aller für Wegstellungsbetriebsparameter zulässigen Datenvektoren so variiert wird, dass jeder variierte Datenvektor definierbaren Bedingungen, z.B. monoton fallender
Temperaturfunktion während des Simulated Annealings, genügt und dass der
Datenvektor selektiert wird, dessen Skalarprodukt mit einem entsprechenden Zielvektors ein Maximum annimmt. Beim Vermahlungsprozess kann z.B. nach jeder Zerkleinerung in der Passage mittels der Sicht- und Trennvorrichtung, wie z.B. einem Plansichter, der jeweiligen Passage das Mahlgut oder Getreidegut getrennt, und z.B. durch Sieben wie Windsieben, gesichtet werden, wobei das Getreidegut mindestens nach Partikelgrössen getrennt wird und entsprechend der Partikelgrösse aus dem
Getreidevermahlungsprozess abgezogen oder einer nächsten Passage zugeführt wird. Dabei können z.B. Endospermpartikel, die kleiner als eine bestimmbare Grösse sind, im Vermahlungsprozess abgezogen werden, während grössere zur nächsten Passage geführt werden, wobei Griesse einer Griessputzvorrichtung zugeführt werden und Schrote auf eine Passage geleitet werden. Die Messparameter können mindestens Feuchte und/oder Protein und/oder Asche und/oder Gluten und/oder
Wasserabsorption umfassen. Die Fraktionsparameter können mindestens die
Inhaltstoffkonzentrationen und/oder Mischverhältnisse der Mehlfraktionen der
Basismehle umfassen. Bei dem optimierten Getreidevermahlungsprozess können z.B. auch neben unterschiedlichen Fraktionen mittels der Steuervorrichtung oder eines entsprechenden Steuermoduls zusätzlich Mehlbehandlungsmittel zu den Basismehlen als Endmehlprodukte gemischt werden und für die Basismehle optimiert werden. Die Erfindung hat u.a. den Vorteil, dass der Mahl- und Mischprozess automatisch oder halbautomatisch vom Obermüller gesteuert und kontrolliert werden kann. Mittels der Steuervorrichtung lassen sich die Mengen der einzelnen Fraktionen optimiert zu den gewünschten Basismehlen mischen. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren und
Steuervorrichtung wird die bestmögliche Prozessoptimierung beim
Getreidevermahlungsprozess erreicht, wodurch ebenfalls die Ausbeute und der Gewinn maximiert werden. Ebenfalls wird mittels des optimierten Verfahrens eine möglichst grosse Effizienz durch Einsparung von Rohmaterial und eine konsistente Produktequalität erreicht. Das Verfahren erlaubt durch die Optimierung qualitativ hochwertigere
Endprodukte, eine verbesserte Energienutzung, sowie eine Minimierung des Masses an möglichem Nacharbeiten. Die Erfindung erlaubt zudem Basismehle in Abhängigkeit ihrer momentanen Börsenwertigkeit zu Optimieren, i.e. den Vermahlungsprozess dynamisch basierend auf dem aktuellen Marktwert der Handelsmehle zu optimieren, ohne dass der Obermüller einzugreifen hat. Dies ist mit keinem der Systeme des Standes der Technik möglich.
Auch wenn keine eindeutige Funktionalität zwischen den Mehlpreisen und den Mehleigenschaften bekannt ist, funktioniert die vorliegende Erfindung, da mittels der Erfindung für die Optimierung und entsprechende wirtschaftliche Beurteilung die Informationen über die auf der Börse gehandelten Mehle verwendet werden kann. Diese Informationen lassen keine Formel für die Funktionalität zwischen den Mehlpreisen und den Mehleigenschaften ableiten. Bekannt müssen lediglich die Preise der bestimmten Handelsmehle sowie jeweils die Eigenschaften-Einschränkungen, die ein Mehl erfüllen muss sein, um als ein bestimmtes Handelsmehl verkauft werden zu können. Mittels der Erfindung lassen sich zudem allfällige Einschränkungen für die Ausbeuten der verschiedenen Handelsmehle sowie für die Wegstellungen zu den verschiedenen Basismehlen einfach automatisiert und ohne manuelle Interaktion durch einen Benutzer, wie z.B. einen Obermüller, bestimmen.
In einer Ausführungsvariante erflogt die Aufteilung des Stroms zwischen den Passagen mittels Klappen, welche mittels der Steuervorrichtung derart gestellt werden, dass zur Optimierung der Strom einer Fraktion entsprechend aufteilt und einem
Basismehl zuordnet. Diese Ausführungsvariante hat die gleichen Vorteile wie die vorhergehende.
In einer anderen Ausführungsvariante erflogt die Aufteilung des Stroms zwischen den Passagen mittels Klappen, welche mittels der Steuervorrichtung während des Getreidevermahlungsprozesses derart gestellt werden, dass zur Optimierung der Mehlstrom einer Fraktion ganz oder gar nicht einem Basismehl zugeordnet wird. Diese Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass auch Mahlanlangen oder Mühlen, die keine Aufteilung des Stroms erlauben, durch das optimierte Verfahren erfasst werden können und sich mittels Steuervorrichtung optimiert kontrollieren und steuern lassen.
Allgemein lassen sich mit der vorliegenden Erfindung mittels einer einzigen Kornmischung (grist) in einer Mühle 30 und mehr Mehlströme mit unterschiedlichen Mess- und Fraktionsparameter (z.B. Feuchte, Protein, Asche, Gluten, Wasserabsorption etc.) optimiert zu Mehlendprodukten, d.h. Basismehlen, mit definierbaren Parametern abziehen oder mischen. Zudem erlaubt die Erfindung die Optimierung der Basismehle direkt im Vergleich zu den Handelsmehlen. Die Mehlendprodukte können 5 und mehr Produkte umfassen. Das System kann selbständig entscheiden, welche Mehlströme abgezogen werden müssen, welche Mehlendprodukte, wie produziert werden können und wie die Mehlströme, d.h. die Fraktionen, zu den gewünschten Mehlendprodukten gemisst werden können. Als Ausführungsvariante kann mittels eines Graphischen User Interface die Entscheidung unterstützt werden, indem das maximierte Ziel bei der Mischung der Fraktionen für die Mehlendprodukte angezeigt wird. Als
Ausführungsvariante können dabei bestimmte Ziele für Mehlendprodukte vorgegeben werden, d.h. für den Optimierungsprozess basierend auf dem Simulated Annealing fixiert werden. Die Optimierung kann dabei jedoch vollautomatisch mittels des
Steuermoduls erfolgen. Zu erreichende Ziele bei den Mess- und Fraktionsparametern der Passagemehle, Fraktionen, wie auch der Basismehle können einzeln oder in
Kombination vordefiniert werden, wobei mindestens ein Freiheitsgrad zur Optimierung erhalten bleiben sollte. Mit der vorliegenden Erfindung können auch weniger erfahrene Obermüller komplexe Getreidevermahlungsprozess selbstständig betreuen und steuern. Ein weitere Vorteil ist, dass Entscheidung für Endmehlprodukte jederzeit sich dynamisch anpassen lassen, ohne das durch die veränderten Parameter die Kontrolle über den optimalen Prozess verloren wird. Ebenso lassen sich neue Mahlkonzepte einfach und rasch testen, ob sie die Voraussetzungen besitzen, die gewünschten Mehlendprodukte zu liefern.
An dieser Stelle soll festgehalten werden, dass sich die vorliegende Erfindung neben dem erfindungsgemässen Verfahren auch auf ein System zur
Ausführung dieses Verfahrens, ein entsprechendes Steuermodul sowie ein
entsprechendes Computerprogrammprodukt zur Steuerung der optimierten
Getreidevermahlungsprozesses bezieht.
Nachfolgend werden Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die begleitenden Zeichnungen bilden einen integrierten Bestandteil der Anmeldung und illustrieren verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung. Sie dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu
offenbaren. In den Zeichnungen zeigt:
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemässen optimierten
Getreidevermahlungsprozess zeigt, bei welchem Mehl durch Zerkleinern von
Getreidegut 100 in einer Walzmühle 10/30 entsteht, wobei beim Vermahlungsprozess das gemahlene Getreidegut 100 mittels Plansichter in Fraktionen getrennt wird und die Fraktionen bzw. Passagemehle entsprechend bestimmbarer Mess- und
Fraktionsparameter 200 zu Basismehlen als Mehlendprodukten 900 mit vordefinierten Eigenschaften und Inhaltstoffkonzentrationen 200 gemischt werden.
Figur 2 illustriert ein Beispiel eines möglichen Verlaufs des variable Lösungsgütewertes als Wertefolge während der Optimierung mittels
Prozessoptimierungsmodul. Je nach Definition wird der dargestellte Lösungsgütewert maximiert oder minimiert. In diesem Beispiel strebt er für die optimalste Lösung gegen 0.
Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm, welches schematisch ein
Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemässen optimierten
Getreidevermahlungsprozess basierend auf einer Variation des Simulated Annealing Verfahren unter Erweiterung durch stochastische Sprungprozeduren zeigt
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels beschrieben. Das Beispiel wird durch die beigelegte Figuren 1 bis 3 illustriert, die schematische das Verfahren und das System illustrieren. In dem Verfahren für einen Getreidevermahlungsprozess einer Mahlanlage 10/30 mit optimierten
Betriebsparametern entsteht Mehl durch Zerkleinern von Mahlgut 100 in der
Mahlanlage 10/30, indem ein Mehlstrom des Mahlgutes 100 basierend auf den
Betriebsparametern über eine Vielzahl von Passagen der Mahlanlage 10/30 geleitet und in Passagemehle aufgeteilt wird. Die Mahlanlage 10/30 umfasst mindestens eine Mahlvorrichtung sowie eine Sicht- und Trennvorrichtung. Basierend auf den
Passagenbetriebsparametern wird das Mahlgut 100 während des
Vermahlungsprozesses mittels der Sicht- und Trennvorrichtung in Fraktionen getrennt und die Fraktionen werden entsprechend bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter 200 basierend auf Wegstellungsbetriebsparametern zu vordefinierbaren Mehlendprodukten 900, i.e. Basismehlen, mit vordefinierten Eigenschaften und
Inhaltstoff konzentrationen gemischt.
Figur 1 illustriert eine Architektur, die zur Realisierung der Erfindung verwendet werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung für eine optimierte Getreidevermahlung eine Mahlanlage 10 zum Zerkleinern von Getreideoder Mahlgut 100 zu Mehl, d.h. Mehlendprodukten 900 bzw. Basismehlen.
Endmehlprodukte und Basismehle sind im Weiteren als Synonyme zu verstehen. Ebenso sind Fraktionen, Passagemehle und Mehlströme als Synonyme verwendet. Die
Mahlanlage 10/30 kann z.B. mindestens eine Walzmühle und eine Walzvorrichtung mit einem Walzstuhl umfassen. Die Betriebsparameter geben dabei z.B. die Anzahl
Durchgänge durch Passagen und/oder Spaltabstand zwischen Walzen eines
Walzenpaares eines Walzstuhls und/oder dem Drehzahlverhältnis der Walzen und/oder Klappen- oder Rohreinstellungsparameter zum Leiten des Mehlstromes vor. Die
Aufteilung des Mehlstroms zwischen den Passagen kann mittels Klappen erfolgen, welche mittels eines Steuermoduls während des Getreidevermahlungsprozesses basierend auf den Wegstellungsbetriebsparametern gestellt werden, wobei der Mehlstrom entsprechend aufteilt und zu den gewünschten Basismehlen 900 gemischt wird. Als Ausführungsvariante kann Aufteilung des Stroms zwischen den Passagen mittels Klappen derart erfolgen, dass der Mehlstrom nur als Ganzes oder gar nicht einer weiteren Passage zuordenbar ist. Ein Mischen ist jedoch mittels dem
erfindungsgemässen Verfahrens für entsprechende Mahlanlangen 10/30 ebenfalls möglich.
Im vorliegenden System wird prinzipiell unterschieden zwischen Passagenbetriebsparametern und Wegstellungsbetriebsparametern. Die
Passagenbetriebsparameter werden zur Optimierung der
Wegstellungsbetriebsparameter der Mahlanlage 10/30 mittels eines
Prozesssimulationsmoduls erfasst, ebenso wie die zugehörigen Ausbeute- und
Eigenschaftsparameter von entsprechenden Passagemehle für die erfassten
Passagenbetriebsparameter der Mahlanlage 10/30. Das heisst, dass beim
erfindungsgemässen Verfahren und System die Ausbeuten und die Eigenschaften der Passagenmehle als gegebene vorbestimmte Inputparameter angenommen werden, die durch das System erfassbar sind. Betreffend der Wegstellungen werden nur solche Wegstellungsbetriebsparameter verstanden, die keinen Einfluss auf die Passagenmehle haben. Es gibt zahlreiche Passagenbetriebsparameter, die die Ausbeuten und die Eigenschaften der Passagenmehle beeinflussen, z.B. die Drehzahl, Druck und/oder der Spalt in der Mahleinrichtung in jeder Passage, die Siebgrössen und die
Vibrationsfrequenz in der Sichter-Einrichtung in jeder Passage, die Wassermenge und die Zeit mit/während welcher das Getreide vor der ersten Passage konditioniert wird, und/oder die Auswahl der Mehlströme am Ausgang jeder Passage, welche zu den Wegstellungen für die Basismehle umgeleitet werden und welche für weitere
Vermahlung zu weiteren Passagen weitergeleitet werden. Obwohl auch mittels des erfindungsgemässen Verfahrens und Systems prinzipiell möglich, sollen solche
Passagenbetriebsparameter mit dem System nur als Ausführungsvriante bestimmbar sein, wie weiter detailliert ausgeführ ist.
Vorgängig zum Vermahlungsprozess in der Mahlanlgae 10/30 können u.a. zum Beispiel die folgenden Schritte zur vorbereitenden Verarbeitung des Mahlgutes 100 erfolgen. Beispielsweise kann zur gleichmäßigen Vermahlung die genaue Selektierung des Grundmaterials eine wichtige Rolle spielen. Die erfolgt vor dem eigentlichen
Vermahlungsprozess mittels der Mahlanlage 10/30. Die Abnahme des Mahlgutes 100 erfolgt typischerweise in bestimmbaren Mengeneinheiten z.B. mittels Abwiegen. Aus dem Mahlgut 100 können weiter z.B. Messproben entnommen werden oder mittels Messvorrichtung direkt gemessen werden, auf deren Grundlagen sich
Qualitätsparameter ergeben, die u.a. als Voraussetzung zum Erfassen/Generieren der weiter unten erwähnten Passagenparameter und/oder Wegstellungsparameter dienen können. Nach der Abnahme kommt das Mahlgut 100 in die Mühlenkammern der Mahlanalage 10/30, wobei die Mühlkammern typischerweise eine bestimmte
Speicherkapazität umfassen. Wie erwähnt, kann z.B. in Abhängigkeit der Kenntnis der Mahlgutqualität, z.B. der Weizenqualität, die Einstellung des Mischverhältnisses, i.e. der Startbetriebsparameter und Passagenparameter erfolgen. In diesem Prozessschritt kann auch die Reinigung des Getreides erfolgen. Dabei kann z.B. auch das Selektieren von Eisen, Staub- und Ährenanteile, sowie der Spreu vom Weizen, erfolgen. Mittels
Reinigungsmaschinen können z.B. gesunde, schwere Weizenkörner von leichteren Körnern getrennt werden, beispielsweise von zerbrochenen Körnern und/oder von
Unkrautsamen. Insbesondere kann dabei auch das Ausfiltern von im Laufe der Ernte in das Getreidegut gelangten Steine, Ackerschollenstücke erfolgen. Das Mischen kann z.B. mittels eines Trieur gefiltert werden, dessen Arbeitsfläche so ausgebildet ist, dass die Unkrautsamen und die zerbrochenen Körner darin hängen bleiben, die leichteren gesunden Körner jedoch durchfallen. Allfällige Nebenprodukt können z.B. durch einen speziellen schneckenförmigen Trieur weiter gesäubert werden, und nutzbaren Produkte in die Hauptströmung des Getreides zurückgeführt werden. Nebenprodukte der Reinigung können z.B. in einem gemeinsamen Schneckenwerk zermahlen, und später unter die Kleie geblasen werden. Das Hauptproduktes des Mahlgutes 100 kann z.B. mittels einer Enthülsungsmaschine weiter verarbeitet werden, wobei die äußere Schale der des Mahlgutes 100, z.B. der Weizenkörner, z.B. durch schleifende, scheuernde Bewegungen entfernt wird, und die gelockerten und abgeriebenen Schalen in
Windschächten selektiert wird. Weiter kann bei diesem Prozessschritt die Feststellung des Feuchtigkeitsgrades erfolgen, welcher z.B. mittels einer Feuchtigkeitsvorrichtung und entsprechendfer Messvorrichtung, eingestellt werden kann. Typischerweise wird durch eine längere Ruhelagerung eine gleichmässige Verteilung der Feuchtigkeit im Mahlgut 100 gewährleistet. Aus der Ruhelagerung kann das Mahlgut 100 z.B. mittels
fliessregulierenden Waagen weitertransferiert werden. Mittels eines Reinigungsband können die Körner erneut geschält werden, bevor das Mahlgut 100 z.B. zu einer hülsabsaugende Kammer geleitet wird. Hier kann die, auf die Außenfläche der Körner gelangte geringe Feuchtigkeitsmenge, bei der leichteren Trennung der Hülse vom inneren Kern förderlich sein. Mittels computerbasierter Prozessregelung kann der Betrieb z.B. bis hierher gesteuert werden. Nach der obenangeführten beispielhaften
Vorbereitung und Abwiegung/Eisenabtrennung erfolgt die Vermahlung des Weizens mittels Mahlanlage 10/30, wie im Folgenden beschrieben.
Bei der Vermahlung mittels einer Mahlanlage 10/30, i.e. Mühle, entstehen typischerweise bis zu 6 oder mehr Mehle, die als Mühlen-Output oder Mehlendprodukte in die Lager-Silos geleitet werden. Mehl und Mehlendprodukte werden typischerweise aus Getreidesorten wie Weizen, Dinkel, Roggen, Hafer, Gerste, Hirse, Mais und Reis gewonnen. Backfähig, also zur Brotherstellung geeignet, sind die Mehle aus Weizen, Dinkel, Emmer und Roggen (Brotgetreide). Die Mahlanlage 10 umfasst eine Vielzahl von Passagen. Die Mahlanlage 10/30 kann z.B. mittels Walzmühlen realisiert sein. Solche Walzmühlen können zur Vermahlung z.B. Mühlsteineinrichtungen umfassen, die die Vermahlung mittels Walzen mit eingekerbter, einfach angerauter Oberfläche durchführen. Solche Walzen drehen sich paarweise, einander gegenüber liegend, in voneinander abweichender Geschwindigkeit, wobei mittels dieses komplexen, sich zyklisch wiederholenden Prozesses der sich im Weizenkorn befindliche innere Kern im höchstmöglichen Verhältnis zu mahlen ist, dass dieser z.B. nur einen minimalen Hülsenanteil vorweist und somit besonders weiß sein soll. Derartige Vermahlungsprozess besteht typischerweise aus fünf Haupteinheiten: Aus der Vermahlung, der Siebung, der Weizengrießreinigung, Kleienschleuderung und Mehlvermischung. Allgemein sollte die Vermahlung mittels der Mahlanlage 10/30 eine stabile Vermahlung gewährleistet, weshalb eine präzise Optimierung der Betriebsparameter der Mahlanlage 10/30 wichtig ist. Eine komplette Automatisierung trägt zudem zur maximalen Ausnutzung der Betriebskapazität bei.
Die Passagen bestehen mindestens aus einem Mahlvorrichtung und einer Sicht- und Trennvorrichtung. Unter Passagen versteht man die verschiedenen
Zerkleinerungsstufen und die dabei anfallenden Mehle beim Vermahlprozess des Kornes. Bei Weizenvermahlung können beispielsweise 16 bis 20 Zerkleinerungsstufen anfallen. Allgemein können in Mühlen bis zu ca. 80 qualitativ unterschiedliche
Mehlströme anfallen. Entsprechend hoch ist die Anzahl der Passagemehle. Im Falle einer Walzmühle besteht die Walzvorrichtung aus einem Walzstuhl. Die Sicht- und Trennvorrichtung kann z.B. mittels eines Plansichter realisiert sein. Beim Vermählen des körnigen Mahlgutes in der Mahlvorrichtung wird im Falle eines Walzenstuhl das körnige Material zwischen den Walzen eines Walzenpaars zerkleinert. Um Mehl einer bestimmten Feinheit zu gewinnen, kann das Mahlgut in der Regel mehrmals mittels entsprechenden Wegstellungen durch eine derartige Passage geleitet werden, wobei zwischendurch Klassierungen durch Sichten, wie z.B. Windsichten und Trennen, wie z.B. mittels Sieben durchgeführt werden. Eine Siebung kann z.B. mittels eines Flächensiebes durchgeführt werden. Die Siebfunktion sollte einen guten Wirkungsgrad und eine gleichmäßigen Leistungsfähigkeit bei der Vermahlung aufweisen.
Mittels Sicht- und Trennvorrichtung lassen sich so mittels der Mahlanlage 10/30 Mehle mit verschiedenen Feinheiten bzw. verschiedenem Mahlgrad gewinnen. Für die Wegstellungen hat jedes Passagenmehl eine Vorrichtung (Klappe oder Schwenkrohr), deren Einstellung dieses Passagenmehl zu einem (einzigen) Basismehl leitet (in ca. 98% der Mühlen). In ca. 2% der Mühlen, kann ein Dosierelement (Schnecke oder Zellenrad) Teile eines Passagenmehls zu den verschiedenen Basismehlen leiten. Die vorliegende Erfindung kann für beide Systeme verwendete werden. Die
Mahlwirkung einer Passage hängt vorwiegend vom Spaltabstand zwischen den beiden Walzen eines Walzenpaares und dem Drehzahlverhältnis der Walzen ab. Es gibt aber auch andere Walzenstuhl-Betriebsparameter, welche die Mahlwirkung einer Passage beeinflussen. Es ist daher wichtig, eine Charakterisierung des Mahlgutes zu erhalten, das nach einer bestimmten Passage austritt, z.B. mittels Sichten des Mehlstroms. Wenn dabei eine Abweichung des Mahlguts von einer Mahlgut-Sollcharakteristik auftritt, kann ausgehend von dieser Abweichung eine Korrektur des Spaltabstands, des
Drehzahlverhältnisses oder ggf. weiterer Walzenstuhl-Betriebsparameter oder
Mahlanlage-Betriebsparameter durchgeführt werden, um die Abweichung wieder auszugleichen.
In der vorliegenden Ausführungsvariante wird mittels einer Sichtvorrichtung wie z.B. einem Plansichter beim Vermahlungsprozess nach jeder Zerkleinerung der jeweiligen Passage das Mehlstrom gesichtet und gesiebt. Dabei kann der Mehlstrom mindestens teilweise nach Partikelgrössen getrennt werden und Partikel entsprechend der Partikelgrösse aus dem Getreidevermahlungsprozess abgezogen oder einer nächsten Passage zugeleitet werde. Mit der Sichtvorrichtung können z.B.
Endospermpartikel abgezogen werden, die kleiner als eine bestimmbare Grösse sind, insbesondere Partikel, die z.B. kleiner als 150μιτι, sind. Endosperm bezeichnet das
Nährgewebe der Samen, das den Keimling umgibt. Es versorgt den Keimling, bis dieser zur autarken Ernährung als Pflanze fähig ist. Das Endosperm enthält die primären pflanzlichen Nährstoffe (Stärke und Zucker) und je nach Art unterschiedliche zusätzliche Ergänzungsstoffe. Grössere Partikel werden dann zur nächsten Passage geleitet, wobei Griesse zu einer Griessputzvorrichtung und Schrote auf eine Passage geleitet werden. Der Plansichter kann Mittel zum Erfassen von Mess- und Fraktionsparameter 200 umfassen. Die Messparameter können mindestens Feuchte und/oder Protein und/oder Asche und/oder Gluten und/oder Wasserabsorption umfassen. Allgemein können die Messparameter als (Mehl-) Eigenschaften bis zu ca. 7 physikalische und chemische Eigenschaften der Mehle in den Passagenmehlen und in den Basismehlen beschreiben. Beispiele sind - Aschegehalt, Feuchtegehalt, Proteingehalt, Glutengehalt, Farbe bzw. Weissheit, Stärkebeschädigung, sowie rheologische Eigenschaften in der
Teigherstellung. Die Messparameter werden durch die Eigenschaftenparameter und die Ausbeutenparameter beschrieben. Mit der Ausbeute wird die Menge bzw.
Durchflussrate eines Passagenmehls bzw. eines Basismehls, pro Einheit der Getreide- Mischung am Eingang der Mahllinie bezeichnet. Die Ausbeute wird durch die
Ausbeutenparameter beschrieben. Die Mehlarten können je nach Land unterschiedlich typisiert sein (siehe dazu weiter unten die Handelsmehle). Z.B. kann Weizenmehl aus ca. 59-72% Kohlenhydraten (Stärke und Schleimstoffe, darunter 2,4-7% Ballaststoffe), 14- 15 % Wasser, 10-12% Proteinen (davon wiederum 80% Klebereiweiß Gluten und 20% lösliche Eiweiße), 0,9-2,3% Fett und 0,4-1 ,7% Mineralsalzen bestehen. Für Weizen, Roggen und Dinkel ist z B. eine gängige Norm dazu die Typisierung nach DIN-Norm 10355 (Deutsches Institut für Normung). Aber auch andere Typisierungen schränken den Anwendungsbereich der Erfindung in keiner Weise ein.
Die Mehlfeuchte kann z.B. mittels der ICC- Methode 104/1 bestimmt werden (siehe z.B. International Association for Cereal Science and Technology. Method 104/1. In ICCs Standards, 7th Suppl. ed. 2004, approval 1960, revision 1990; Verlag Moritz Schaefer: Detmold, 2004.) . Der Stickstoffgehalt kann z.B. mittels der Methode nach Dumas mittels eines Stickstoffanalysator bestimmt werden. Der Proteingehalt kann z.B. aus dem Stickstoffgehalt durch Multiplikation mit einem Umrechnungsfaktor (z.B. 5,7) bestimmt werden. Im Weiteren kann der Mineralstoffgehalt durch Verbrennen wasserfreier Proben bestimmt werden. Der Ascherückstand besteht dabei aus den unverbrennbaren Mineralstoffen des Mehls. Die Fraktionsparameter können mindestens die Inhaltstoffkonzentrationen und/oder Mischverhältnisse der Mehlfraktionen des
Mehlproduktes umfassen. Mittels des Plansichters wird das gemahlene Getreideguts in Fraktionen getrennt. Mittels einer Steuervorrichtung der Mahlvorrichtung 10/30 werden die Fraktionen oder Passagemehle basierend auf den Wegstellungsparametern zu einem oder mehreren Basismehlen, d.h. Mehlendprodukten 900 mit vordefinierten Eigenschaften und Inhaltstoffkonzentrationen basierend auf bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter 200 der Fraktionen gemischt. Als Ausführungsvariante ist es weiter möglich, dass für den optimierten Getreidevermahlungsprozess zum Mehlstrom der Passagen basierend auf den Betriebsparametern zusätzlich Mehlbehandlungsmittel zu den Basismehlen 900 gemischt werden. Die Steuervorrichtung, das entsprechende Computerprogrammprodukt und entsprechende Kontroll- und Steuermodule der Mahlanlage 10/30 können mindestens teilweise als software-basierte Steuermodule realisiert sein, in irgendeiner geeigneten Programmiersprache, d.h. als ausführbarer Programcode, zum Beispiel Java (Java ist eine eingetragene Marke der Firma Sun Microsystems), und können z.B. auch ein oder mehrere Script-Module z.B. für eine konventionelle Spreadsheet-Application wie Microsoft Excel umfassen. Im Folgenden, Figur 1 sowie die übrigen Figuren können neben der Beschreibung ebenfalls vom Fachmann zur Realisierung der teilweise oder gänzlich software-basierten Module und Funktionen verwendet werden, die von der Mahlanlage 10/30 und/oder der
Steuervorrichtung für den optimierten Getreidemahlprozess ausgeführt werden, wobei entsprechende Prozessoren kontrolliert und gesteuert werden durch das
Computerprogramprodukt oder das Software-Module. Der Fachmann auf dem Gebiet versteht jedoch, dass die genannten software-basierten Module und Funktionen auch durch entsprechende Hardware-Realisierungen in der erfindungsgemässen Lösung verwendet werden können. Mittels der Steuervorrichtung lassen sich die
Getreidevermahlungsprozesse mittels eines generischen Optimierungs- und
Iterationsverfahrens, isnbesondere Simulated Annealing, über die Menge der gewünschten Mehlendprodukte 900 durch Varieren der Wegstellungsparameter, als spezielle Ausführungsvariante auch in Kombination mit den
Passagenbetriebsparametern, optimieren. Die gewünschte Menge kann durch lineare oder polynomiale Gleichungen und/oder Ungleichungen eingeschränkt sein. Bei der Realisierung des Simulated Annealing Optimierung oder eines entsprechenden implementierbaren Optimierverfahren, insbesondere eines generischen
Iterationsverfahrens, mittels des Optimierungs-Moduls verwendet das Steuermodul das Prozessoptimierungsmodul um den wirtschaftlichen Ertrag, den Verletzungsgrad für die Ausbeuten- und Eigenschaften-Einschränkungen der Basismehle, sowie der
Verletzungsgrad für die Wegstellungen zu generieren. Mit Gewichtungen werden die Resultate zu einem einzigen Parameter kombiniert, mittels welchem die Lösungsgüte der (im Prozesssimulations-Modul verwendeten) gegebenen Wegstellungen (und im Alternativ-Verfahren der gegebenen Handelsmehl-Zuordnung) zu beurteilen.
Als Handelsmehle (auch teilweise als Standartmehle bezeichnet) werde die Mehle verstanden, die im Handel, insbesondere im internationalen Handel und als Optionen an internationalen Finanzmärkten gehandelt werden. Das heisst,
Handelsmehle sind Mehle, die an der Mehlbörse aufgelistet sind. Jedes Handelsmehl hat einen aktuellen Preis, und ist durch einschränkende Angaben gewisser
Eigenschaften charakterisiert. Die Liste der Handelsmehle kann ergänzt werden durch weitere Mehle, deren Preise und Qualitätsvorgaben (sprich Eigenschaften- Einschränkungen) mit einem Endkunden (z.B. einer Bäckerei) vereinbart worden sind. Alle Mehle in dieser Liste werden hier als„Handelsmehle" genannt. Die Handelsmehle können in unterschiedlichen Ländern unterschiedliche typisiert sein. In Deutschland werden dazu beispielsweise die DIN-Normen (Normen des Deutschen Institut für Normung) verwendet. So dürfen etwa Mahlerzeugnisse aus Brotgetreide nach DIN 10355 nur nach bestimmten Typen gehandelt werden. Die Mehltype ist die Masszahl für den Mineralstoffgehalt (früher Aschegehalt) des Mehles, der nach Veraschung zurückbleibt, und steht in enger Beziehung zum Ausmahlungsgrad. Von der Typenzahl kann z.B. der Benutzer insbesondere auf die Eignung des Mehles für verschiedene Verwendungszwecke schließen. Bei der DIN-Typisierung bezeichnen tiefere DIN- Normen, wie z.B. DIN 405 oder 550 hellere Mehle aus der Mitte des Mehlkörpers vom Korn, während höhere DIN-Normen, wie z.B. DIN 1600 oder 1 700, auf dunklere Mehle aus den Randschichten des Korns schliessen lassen. Schliesslich spielt normalerwiese auch der Ausmahlungsgrad als Einschränkung bei der Typisierung eine Rolle. Als
Ausmahlungsgrad wird die Mehlmenge bezeichnet, die aus 100 Gewichtsteilen des mahlfertigen Getreides gewonnen wird. Bei der DIN-Typisierung hat beispielsweise Weizenmehl des Typus 405 den niedrigsten Ausmahlungsgrad. Es besteht aus den bei der Vermahlung zuerst angefallenen Mehlen (Ausmahlungsgrad 0-40). Es wird deshalb auch als Auszugsmehl bezeichnet, da es aus der Mitte des Mehlkörpers "ausgezogen" wird. Mehle des Typs 812 werden als Vollmehle bezeichnet. Sie enthalten das gewinnbare Mehl des Korns ohne grössere Schalenanteile (Ausmahlungsgrad 0-73). Mehle des Typen 1050 und 1600 werden als Hintermehle bezeichnet (Ausmahlungsgrad 40-80) . Sie enthalten das gut backfähige Mehl aus der Kornmitte (Ausmahlungsgrad 0- 40) nicht. Schliesslich bezeichnen die sog. Nachmehle Mehltypen, die aus den bei der Vermahlung als Rückstand angefallenen Schalenteilchen gemahlenen und nur gering backfähigen Mehle, während der sog. Backschrot (Typ 1 700) Mehle des
durchgemahlenen Korns bezeichnen, wobei der Keimling vorher entfernt wurde.
Zur Optimierung des Getreidevermahlungprozesses bzw. des Betriebes der Mahlanlage 10/30 basierend auf der Optimierung der Wegstellungsbetriebsparametern werden mittels eines Prozesssimulationsmoduls als Startbetriebsparameter
Wegstellungsetriebsparameter einer Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage 10/30 erfasst. Diese können z.B. mittels eines Random-Moduls generiert oder als vordefinierte Startmöglichkeit von einer entsprechenden Datenquelle eingelesen werden. Weiter werden als Inputparameter mittels eines
Prozesssimulationsmoduls Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von Passagemehle für vordefinierte Passagenbetriebsparameter der Mahlanlage 10/30 erfasst. Die
Wegstellungsbetriebsparameter werden mittels eines Tabellenelementes einer ersten Speichertabelle des Prozesssimulationsmoduls zugeordnet abgespeichert. Die
Speichertabellen sind auf einer entsprechend zugeordneten Speichereinheit speicherbar und besitzt eine derartige Datenstruktur, dass ihre Tableelemente mindestens entsprechend einer Identifikation wieder abgerufen werden können. Dies kann z.B. durch eine zugreifbaren Lookuptable, eine entsprechen strukturierte Hash Table oder einen inkrementierbaren Stack realisiert sein, wobei die Stackelemente jeweils ein Tableelement umfassen. Die Wegstellungsbetriebsparameter der
Wegstellungen bezeichnen die Einstellungen der Mahlanlage 10/30, mittels welchen jedes Passagenmehl durch die Einstellung einer Vorrichtung (Klappe oder Schwenkrohr) zu einem (einzigen) Basismehl leitet (in ca. 98% der Mühlen). In ca. 2% der Mühlen, kann ein Dosierelement (Schnecke oder Zellenrad) Teile eines Passagenmehls zu den verschiedenen Basismehlen leiten. Die vorliegende Erfindung kann für beide Fälle verwendet werden. Die mittels des Prozesssimulationsmoduls erfassten
Wegstellungsbetriebsparameter als Startbetriebsparameter der Mahlanlage 10/30 können z.B. aus den in einem Datenspeicher eines History-Modul gespeicherten historischen Daten gefiltert oder selektiert werden, wobei im Datenspeicher
gespeicherte historische Wegstellungsbetriebsparameter basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von Passagemehle und resultierenden Basismehle auf eine Maximierung vordefinierter Basismehle getriggert werden.
Mittels des Prozesssimulationsmoduls wird das Tabellenelement mit den Startbetriebsparametern selektiert und basierend auf den entsprechenden
Wegstellungsbetriebsparameter des Tabellenelementes, das heisst mittels der durch die Wegstellungsbetriebsparameter definierten Wegstellungen der Mahlanlage 10/30 und den erfassten Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Passagemehle, die resultierender Basismehle generiert. Die Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle sowie eine Identifikation der entsprechenden Basismehle und als Ausführungsvariante auch der Passagemehle werden den selektierten
Wegstellungsbetriebsparametern im Tabellenelement der ersten Speichertabelle zugeordnet abgespeichert.
Mittels eines Prozessoptimierungsmoduls werden Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen erfasst. Die erfassten Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter der
Handelsmehle werden einem Tabellenelement einer zweiten Speichertabelle einer Speichereinheit zugeordnet abgespeichert, wobei jedes Tabellenelement der zweiten Speichertabelle die Parameter eines bestimmten Handelsmehls umfasst. Zum Erfassen der Ausbeute- und/oder Eigenschafts- und/oder Toleranz- und/oder
Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen kann das Prozessoptimierungsmodul z.B. ein Netzwerkinterface umfassen, wobei über das Netzwerkinterface mittels des Prozessoptimierungsmodul dynamisch mindestens auf Geldwertparameter von Handelsmehlen von finanzmarktabhängige
Netzwerkdatenbanken zugegriffen und auf das Prozessoptimierungsmodul übertragen wird.
Für die Basismehle des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle werden mittels einer Triggereinheit des Prozessoptimierungsmoduls basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter des entsprechenden Basismehls Ausbeute-, Eigenschafts- und Toleranzparameter der mittels der zweiten Speichertabelle erfassten Handelsmehle getriggert. Das heisst, dass dem
Prozessoptimierungsmodul als Inputparameter mindestens die über das Interface erfassten Parameter der Handelsmehle, sowie jeweils der Output (Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Basismehle der spezifischen Betriebsparameter) als Inputparameter dient. Wird zwischen den Parametern eines Basismehls und eines Handelsmehls Übereinstimmung gefunden, wird dem entsprechenden Basismehl in der ersten Speichertabelle das getriggerte Handelsmehl zugeordnet. Unter
Übereinstimmung betreffend des Triggers wird das Handelsmehl verstanden, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-, Eigenschafts- und Toleranzparameter in
Verbindung mit dem höchsten Geldwertparameter zu den Parametern des entsprechenden Basismehls aufweist. Sollten mehrere Basismehle demselben
Handelsmehl zuordenbar sein, können sie durch das Prozessoptimierungsmoduls mittels der Betriebsparameter z.B. zu einem einzigen Basismehl kombiniert werden. Im Falle, dass mehrere Basismehle demselben Handelsmehl zugeordnet werden, ist es insbesondere auch möglich, dass die Zuordnung als Randbedingung durch das Prozessoptimierungsmodul mitoptimiert wird.
Für jedes Tabellenelemente der ersten Speichertabelle wird mittels des Prozessoptimierungsmoduls basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der zugeordneten Basismehle und den Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und
Geldwertparameter der den Basismehlen zugeordneten Handelsmehlen ein variabler Lösungsgütewert generiert. Der variabler Lösungsgütewert wird mindestens in
Abhängigkeit vom einem dynamisch durch das Prozessoptimierungsmodul bestimmten Ertragswert basierend auf dem Parametern der Basismehle und Handelsmehle, einem Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Kombination von Wegstellungen basierend auf den zugeordneten Wegstellungsbetriebsparametern generiert.
Ausgehend von den Parametern von mindestens einem Tabellenelemente der ersten Speichertabelle werden iterativ mittels des Prozessoptimierungsmoduls weitere Tabellenelemente mit abweichenden Wegstellungsbetriebsparameter für eine abweichende Kombinationen von Wegstellungen der Mahlanlage 10/30 generiert. Die abweichenden oder neuen Wegstellungsbetriebsparameter werden dabei mittels eines Optimierungs-Moduls basierend auf einer Simulated Annealing Funktion generiert, wobei für jedes weitere Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des
Prozesssimulationsmoduls Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden
Basismehle generiert und den entsprechenden Handelsmehle zugeordnet werden und wobei mittels des Prozesssimulationsmoduls der entsprechende variable
Lösungsgütewert als Wertefolge generiert wird. Das Optimierungs-Modul verwendet das iteratives Verfahren, um die höchste Lösungsgüte zu erreichen. Basierend auf den Resultaten der aktuellen Iteration und den Resultaten der bislang besten Iteration generiet das Optimierungs-Modul eine Lösung für die nächste Iteration, d.h. es erzeugt die Wegstellungen (und im Alternativ-Verfahren die Handelsmehl-Zuordnung), die in der nächsten Iteration zu verwenden sein sollen. Diese Berechnung basiert als
Ausführungsvariante auf einer Variation des bekannten Simulated Annealing Verfahrens ergänzt durch eine stochastische Sprung-Prozedur um lokale Optima wieder verlassen zu können. Die erwähnte Iteration kann aber ebenso anhand zahlreicher weiterer zulässiger Optimierungs-Methoden aus der Literatur durchgeführt werden. Zum iterativen Generieren eines weiteren Tabellenelementes mit abweichenden
Wegstellungsbetriebsparameter der Mahlanlage 10/30 mittels des
Prozessoptimierungsmoduls können z.B. die Wegstellungsbetriebsparameter eines der bereits erzeugten Tabellenelemente in eine Bit-Folge konvertiert werden und durch eine mittels eines Random-Moduls gesteuerten Invertierens mindestens eines Bits der Bit- Folge das abweichende Tabellenelement, bzw. die abweichenden
Wegstellungsbetriebsparameter erzeugt werden. Das Invertieren kann ausgehend z.B. von den Wegstellungsbetriebsparametern des zuletzt generierten Tabellenelementes mit zusätzlichen Randbedingungen für das Akzeptieren des erzeugten
Tabellenelementes erzeugt werden oder basierend auf einem anderen Verfahren für das iterative Erzeugen des nächsten Elementes während des Simulated Annealing Prozesses. Für die erzeugten Wegstellungsbetriebsparameter der weiteren
Tabellenelemente werden für jedes der Tabellenelement mittels des
Prozesssimulationsmoduls die entsprechenden Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle analog zu den Prozessschritten bei den
Startbetriebsparametern generiert. Mittels des Prozessoptimierungsmoduls werden dann die entsprechend Handelsmehle zugeordnet und der dazugehörigen variable
Lösungsgütewert generiert. Die Wahrscheinlichkeit, dass bei zwei aufeinanderfolgende Lösungsgütewerte das iterativ folgende Tabellenelement als optimiertere Lösung mittels des Simulated-Annealing-Modul selektiert wird, das heisst durch das System akzeptiert wird, kann z.B. in Abhängigkeit der Differenz der zwei Lösungsgütewerte dividiert durch eine monoton fallende Folge getriggert werden.
Während der Iteration werden mittels des Simulated-Annealing-Moduls des Prozessoptimierungsmoduls die iterierten Lösungsgütewert verglichen und falls keine weitere Erhöhung der Lösungsgütewerte erzielt wird und/oder eine maximale Anzahl von Iterationen erreicht ist, die Wegstellungsbetriebsparameter mit dem höchsten zugeordneten Lösungsgütewert als optimierte Wegstellungsbetriebsparameter für den Getreidevermahlungsprozess auf die Mahlanlage 10/30 übertragen werden. Die den übertragenen und optimierte Wegstellungsbetriebsparameter zugeordnete Basismehle 900 können mittels der Erfindung durch die Optimierung des Vermahlungsprozesses mengenmässig und/oder geldbetragswertmässig automatisch maximiert werden. Dies war bis anhin mit den bekannten Systemen im Stand der Technik nicht möglich.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und System für einen optimierten Vermahlungsprozess basierend auf optimierten Wegstellungsbetriebsparametern, werden die Ausbeuten und die Eigenschaften der Passagenmehle als gegebene vorbestimmte Inputsparameter erfasst, und bestimmt mit den Wegstellungen nur solche Wegstellungsbetriebsparameter, die keinen Einfluss auf die Passagenmehle haben. Hingegen gibt es zahlreiche Betriebsparameter, isnbesondere die obenerwähnten Passagenbetriebsparameter, die die Ausbeuten und die Eigenschaften der
Passagenmehle beeinflussen, z.B. die Drehzahl und der Spalt in der Mahleinrichtung in jeder Passage, die Siebgrössen und die Vibrationsfrequenz in der Sichter-Einrichtung in jeder Passage, die Wassermenge und die Zeit mit/während welcher das Getreide vor der ersten Passage konditioniert wird, sowie die Festlegung am Ausgang jeder Passage, welche der Mehlströme zu den Wegstellungen für die Basismehle umgeleitet werden und welche für weitere Vermahlung zu weiteren Passagen weitergeleitet werden. Diese Passagenbetriebsparameter werden mit dem vorliegenden System nicht bestimmt. Mit der erfinderischen Idee ist dies aber grundsätzlich auch möglich, jedoch würde das Betriebssimulations-Modul in diesem Fall entsprechend komplex und aufwändig. Die Passagenbetriebsparameter können z.B. aber auch mittels eines im Stand der Technik bekannten Verfahren separat vorgeschaltet oder in Kombination mit dem
erfindungsgemässen System optimiert werden. Ein mögliches technisches Verfahren und System des Standes der Technik zur Optimierung der Passagenbetriebsparameter kann z.B. in der Referenz WO2010000816A 1 gefunden werden. Die Optimierung der Passagenbetriebsparameter kann aber als Ausführungsvariante z.B. vom
Betriebspersonal direkt an der Anlage manuell und iterativ (z.B. durch Versuch-und- Irrtum Prozedur (trial-and-error)) erfolgen. Das erfindungsgemässe Vefahren und System kann diese Optimierung der Passagenbetriebsparameter in diesem Falle aber z.B. indirekt unterstützen, indem es bei jedem Versuch die beste erreichbare
Wirtschaftlichkeit aufzeigt, ohne dass das Betreibspersonal, i.e. dem Benutzer der Anlage 10/30 jeweils auch noch die Wegstellungen selber festlegen müsste. Diese Unterstützung könnte das Betriebspersonal auch dazu motivieren, die Optimierung der Passagenbetriebsparameter angesichts Störfaktoren wie Getreideveränderungen und Anlagenverschleiss öfters zu aktualisieren. Als Ausführungsvariante kann des System und das Verfahren derart ausgebildet sein, dass der Zugriff auf die finanzmarktabhängige Netzwerkdatenbanken mittels des Prozessoptimierungsmodul periodisch durchgeführt und die Iteration dynamisch basierend auf den von den finanzmarktabhängigen Netzwerkdatenbanken übertragenen Daten angepasst wird. Der Zeitintervall für den periodischen Zugriff kann dabei z.B. dynamisch verkleinert werden, falls die Abweichung der Geldwertparameter der Handelsmehlen mit bereits übertragenen Geldwertparameter einen vordefinierten Betragswert überschreitet. Als Ausführungsvariante ist es auch vorstellbar, dass falls beim periodischen Zugriff auf die finanzmarktabhängigen Netzwerkdatenbanken die Abweichung der aktuellen Geldwertparameter der Handelsmehlen der
finanzmarktabhängigen Netzwerkdatenbanken mit früher erfassten
Geldwertparameter von Handelsmehlen einen vordefinierten Betragswert
überschreitet, die Optimierung der Betriebsparameter der Mahlanlage 10/30 erneut durchgeführt wird. Als weitere Ausführungsvariante können mögliche, optimierte Betriebsparameter für einen Getreidevermahlungsprozess mit den Basismehlen 900 nach der Optimierung zusätzlich einem Datenvektor zugeordnet werden, wobei der Datenvektor innerhalb aller für Betriebsparameter zulässigen Datenvektoren so variiert wird, dass jeder variierte Datenvektor den linearen oder polynomialen Bedingungen einer definierbaren Matrix genügt und dass der Datenvektor selektiert wird, dessen Skalarprodukt mit einem entsprechenden Zielvektors ein Maximum annimmt.
Über das Netzwerkinterface sind zudem allfällige Einschränkungen (insbesondere mögliche aktuelle Änderungen in den Einschränkungen) für die
Ausbeuten der verschiedenen Handelsmehle erfassbar und somit auch die
Konsequenten für eine optimiertere Betriebsparamtersetting der Mahlanlage 10/30, i.e. für die Wegstellungen zu den verschiedenen Basismehlen, dynamisch berücksichtigbar. Eine wichtige technische Herausforderung für die vorliegende Erfindung war daher die Berücksichtigung allerlei Vorgaben und Einschränkungen, die bei der Optimierung entscheidend sein können. Dazu gehören: 1. Die Mehl-Preise: Die aktuellen Mehlpreise an der Börse werden über das Netzwerkinterface z.B. über das Internet dynamisch erfasst. Als Ausführungsvariante kann der Benutzer diese aber auch ändern, z.B. aus folgenden Gründen: (i) Der Benutzer hat mit seinem Kunden einen anderen Preis vereinbart, z.B. mit Rabatt; (ii) Das heute gemischte und zu einem Silo geleitete
Basismehl wird erst in einigen Tagen verpackt und geliefert. Der Benutzer schätzt einen Preis, der mit höchster Wahrscheinlichkeit zu jenem Zeitpunkt gelten wird; (iii) Das Basismehl wird nicht direkt verpackt und verkauft, sondern wird zuerst mit anderen
Basismehlen (auch bzw. vorwiegend aus anderen Getreidemischungen) und allenfalls weiteren Zusätzen gemischt, und dieses gemischtes Endprodukt wird verpackt und verkauft. Der Preis des Basismehls alleine muss dann entsprechend diesem Endprodukt angepasst werden; (iv) Der Benutzer will neben dem wirtschaftlichen Ertrag auch die Ausbeute eines bestimmten Basismehls maximieren. Dies kann er erzwingen, indem er für dieses Basismehl einen sehr hohen, künstlichen Preis angibt. 2. Mehl-Eigenschaften: Die Eigenschaften-Einschränkungen der Handelsmehle können mittels des Systems mittels des Netzwerkinterfaces direkt an der Börse erfasst werden. Als
Ausführungsvariante können die auf der Börse vorgegebenen Eigenschaften- Einschränkungen der Handelsmehle aus folgenden Gründen auch änderbar implementiert sein: (i) Ermöglichen von Sondervereinbarung mit einem Kunden, (ii) Forderungen aus einem Endprodukt, zu welchem das Basismehl mit gemischt wird, (iii) Sicherheitsmarge für die Einhaltung der Handels-Einschränkung angesichts der
Unzuverlässigkeit der Labormessung einer Eigenschaft sowie der Betriebsschwankungen. 3. Mehl-Ausbeute: Mittels des Systems kann es dem Benutzer aus verschiedenen Gründen auch ermöglichet ein, Einschränkungen zu Ausbeuten der Basismehle vorzugeben: (i) Ein bestimmtes Handelsmehl soll unbedingt mit-produziert werden, (ii) Eine bestimmte Menge eines Handelsmehls muss einem Kunden geliefert werden, (iii) Für ein bestimmtes Basismehl gibt es nur noch beschränkten Platz in einem Silo oder in einem Lager, (iv) Für ein bestimmtes Basismehl hat der Transportweg (oder einzelne Elemente) von der Wegstellung zum Lager-Silo eine beschränkte Durchsatz- Leistung, (v) Nur eine bestimmte Menge eines Basismehls kann verkauft werden; (vi) Der Benutzer will ein bestimmtes Basismehl mit produzieren, aber mittelfristig im Lager aufbewahren, sodass dessen Preis im Voraus nicht angegeben werden kann. Die gewünschte Menge kann er dann als minimale Ausbeute angeben (Zusätzlich muss dann entweder der Preis auf Null oder bei einem beliebigen Preis die maximale
Ausbeute gleich minimale Ausbeute gesetzt werden.) . 4. Wegstellungen: Das System ermöglicht es dem Benutzer zudem als Ausführungsvariante aus folgenden Gründen Wegstellungen zusätzlich einschränken zu können: (i) Ein Passagenmehl soll unbedingt zu einem bestimmten Basismehl geleitet werden bzw. sicher nicht zu bestimmten Basismehlen geleitet werden, weil dies bekanntlich sicher am wirtschaftlichsten ist — dies kann dem erfindungsgemässen System helfen, eine entsprechende„beste" Lösung zu suchen, (ii) Ein Passagenmehl soll unbedingt zu einem bestimmten Basismehl geleitet werden bzw. sicher nicht zu bestimmten Basismehlen geleitet werden, weil dies aufgrund der durch die berücksichtigten Mehl-Eigenschaften nicht gedeckten
Qualitätsmerkmale bekanntlich so bedingt wird. Z.B. ein Passagenmehl mit grossen Partikeln mit hohem Aschegehalt (und dadurch sichtlich dunkel) soll nicht zu einem hochwertigen weissen Basismehl geleitet werden, selbst wenn die Einschränkung bzgl. Aschegehalt des Basismehls dabei eingehalten wird - diese Vorgabe ist dann deshalb notwendig, weil Partikelgrösse nicht explizit als eine Mehl-Eigenschaft mit berücksichtigt wird, (iii) Eine Wegstellung ist physisch so eingebaut, dass das entsprechende
Passagenmehl nicht zu allen Basismehlen gelenkt werden kann. 5. Gekoppelte
Vorgaben: Die obigen Vorgaben entsprechen in der Regel Minimum- und Maximum- Limiten für die Werte der Eigenschaften und Ausbeuten, Ja/Nein Angaben für die Wegstellungen, und nur Werte für Preise. Diese Vorgaben können aber durchaus gekoppelt sein, z.B.: (i) Ein Handelsmehl kann mehrere Preise (und unterschiedliche Ausbeute-Einschränkungen) haben für verschiedene Endprodukte, die verpackt werden, d.h. reines Handelsmehl, oder verschiedene Mischungen des Handelsmehls mit anderen Basismehlen, (ii) Die Summe oder das Verhältnis der Ausbeuten zweier Handelsmehle unterliegt einer Minimum- oder Maximum-Limite, (iii) Die Minimum- oder Maximum-Limite für eine Eigenschaft eines Handelsmehls hängt vom Wert einer anderen Eigenschaft ab. (iv) Die Einschränkung der Wegstellung eines Passagenmehls hängt von der Wegstellung eines anderen Passagenmehls ab. (v) Die Einschränkung der Wegstellung eines Passagenmehls hängt von den Eigenschaft-Werten der entsprechenden Basismehle ab; (vi) Der Benutzer will bei einem Basismehl den Wert einer Eigenschaft minimieren. Er kann dann einen (reellen oder künstlichen)
Zusammenhang zwischen dem Eigenschaft-Wert und dem Preis dieses Basismehls vorgeben, sodass mit tieferen Eigenschaft-Werten der Preis monoton zunimmt; (vii) Die Einschränkungen zweier Eigenschaften sind unterschiedlich wichtig bzw. streng; (viii) Ein wertvolleres Basismehl soll trotz gewisser Verletzung der Eigenschaft-Einschränkungen gegenüber einem weniger wertvollen Basismehl ohne solche Verletzung vorgezogen werden. Das erfindungsgemässe System die Berücksichtigung derartiger Vorgaben und Einschränkungen (wie oben erwähnt), was mit den Systemen des Standes der Technik nicht in dieser Art möglich ist. Die Berücksichtigung kann insbesondere vollständig automatisiert und/oder dynamisch durch das System bei der Optimierung der
Betriebsparameter erfolgen.
Im Wesentlichen kann somit die oben vorgeschlagene Lösung als zusammengesetzt in zwei technische Teilen angesehen werden: das Prozesssimulations- Modul und das Prozessoptimierungsmodul. Das Prozesssimulations-Modul berechnet, für gegebene Wegstellungen (neben gegebenen Ausbeuten und Eigenschaften-Werten für alle Passagenmehle), die Ausbeuten und die Eigenschaften-Werte der Basismehle, die resultieren würden. Für Eigenschaften, die sich nicht linear„mischen", kann im Prozesssimulations-Modul ebenso jeweils eine Formel definiert werden, die dieses nicht lineare Verhalten beschreibt. Eine solche nicht lineare Formel wird im Voraus im Labor bestimmt, anhand der gemessenen Eigenschaften-Werte für Mischungen, die aus verschiedenen Mengen unterschiedlicher Mehle erzeugt werden. Das
Prozessoptimierungs-Modul beurteilt zuerst das Resultat des Prozesssimulations-Moduls. Es vergleicht die Ausbeuten und die Eigenschaften-Werte der Basismehle mit den vorgegebenen Ausbeuten-Einschränkungen und Eigenschaften-Einschränkungen der Handelsmehle. Die berechneten Basismehle werden jeweils demjenigen Handelsmehl zugeordnet, der in diesem Vergleich„am nächsten" liegt, d.h. der insgesamt die kleinste Verletzung der Ausbeuten- und Eigenschaften-Einschränkungen und den höchsten Preis aufweist. Dabei werden die Ausbeute, die Eigenschaften, und der Preis mit Gewichten normiert. Falls mehrere Basismehle demselben Handelsmehl zugeordnet werden, werden sie zu einem einzigen Basismehl kombiniert. In einem Alternativ- Verfahren wird diese Zuordnung als im Voraus vorgegeben betrachtet und wird mitoptimiert. Nachdem die obige Zuordnung festgestellt (oder im Alternativ-Verfahren vorgegeben) ist, generiert das Prozessoptimierungs-Modul den wirtschaftlichen Ertrag, den Verletzungsgrad für die Ausbeuten- und Eigenschaften-Einschränkungen der Basismehle, sowie der Verletzungsgrad für die Wegstellungen. Mit Gewichtungen werden diese Resultate dann zu einer einzigen Zahl kombiniert, die dazu dient, die Lösungsgüte der (im Simulations-Modul verwendeten) gegebenen Wegstellungen (und im Alternativ-Verfahren der gegebenen Handelsmehl-Zuordnung) zu beurteilen.
Schliesslich verwendet das Prozessoptimierungs-Modul das beschriebene iterative Verfahren, um die höchste Lösungsgüte zu erreichen. Basiert auf die Resultate der aktuellen Iteration und die Resultate der bislang besten Iteration berechnet das Modul eine Lösung für die nächste Iteration, d.h. es berechnet die Wegstellungen (und im Alternativ-Verfahren die Handelsmehl-Zuordnung), die in der nächsten Iteration ausprobiert werden sollen. Diese Berechnung basiert auf eine Variation der etablierten Simulated Annealing Methode ergänzt durch eine stochastische Sprung-Prozedur um lokale Optima wieder verlassen zu können. Die Berechnung kann aber ebenso anhand zahlreicher weiterer zulässiger Optimierungs-Methoden aus dem Stand der Technik durchgeführt werden. Insbesondere kann für bestimmte Ausführungsvarianten die Verwendung deterministischer Annealing-Funktionen vorteilhaft sein. Bei der
Realisierung des erfindungsgemässen Systems mittels deterministischen Annealing Funktionen, ist die Struktur ähnlich wie beim Simulated Annealing. Im Gegensatz zu den Simulated Annealing Funktionen werden aber deterministische Regeln verwendet für das Akzeptieren neuer Betriebsparameter als optimiertere Lösung. Die Grundstruktur der Verwendung aller solcher Funktionen folgt den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche betreffend der Optimierung der Betriebsparameter bei Mahlanlagen 10/30 und kann im erfindungsgemässen System einfach integriert werden.. Die Realisierung der Optimierungsroutinen kann z.B. unter Berücksichtigung der im Stand der Technik bekannten Verfahren (siehe z.B. "The Vehicle Routing Problem" von Paolo Toth und Daniele Vigo, S. 129 - 156; von "Encyclopedia of GIS" von Shashi Shekhar und Hui Xiong, S. 979 - 986; oder 'A record-to-record travel algorithm for solving the heterogeneous fleet vehicle routing problem" von Feiyue Li, Bruce Golden und Edward Wasil; oder 'A record-†o-record travel algorithm for solving†he heterogeneous fleet vehicle routing problem" von Feiyue Li etc.) erfolgen.
Die für die nächste Iteration generierten Wegstellungen werden dann im Prozesssimulations-Modul verwendet, um wiederum neue Basismehle zu berechnen. Das Resultat vom Prozesssimulationsmodul dient wiederum dem Prozessoptimierungs-Modul als Inputparameter zu Generierung der entsprechenden Lösungsgüte und zum
Berechnen einer neuen Lösung für die nächste Iteration. Das Verfahren wird fortgesetzt bis keine weitere Erhöhung der Lösungsgüte zu erzielen ist bzw. bis eine maximale Anzahl von Iterationen erreicht ist. Wegen der grossen Anzahl Passagenmehle, deren Eigenschaften-Werte sich voneinander in der Regel nur graduell unterscheiden, ist es naheliegend, dass viele Lösungen beinahe die gleiche„beste" Lösungsgüte erreichen würden. Es ist anzufügen, dass die vom erfindungsgemässen System als Resultat verwendete Betriebsparameterkonfiguration kann daher zufällig irgendeine dieser vielen Lösungen sein und garantiert noch nicht, dass eine andere Lösung nicht eine geringfügig bessere Lösungsgüte haben könnte.
Das erfindungsgemässe System hat viele Vorteile, insbesondere ist (i) das System einfach zu bedienen und beansprucht vom Benutzer weder viel Erfahrung noch viel Zeit; (ii) Das System funktioniert auch für Mehl-Eigenschaften, die sich nicht linear „mischen"; (iii) Das System funktioniert für Wegstellungen, die einen gesamten
Passagenmehl-Strom zu einem einzigen Basismehl leiten, sowie für Wegstellungen, die einen Passagenmehl-Strom auf mehrere Basismehle verteilen; (iii) Das System erfasst die Börsen-Angaben (Preise und Eigenschaften-Einschränkungen) dynamisch, autonom von Benutzerinteraktion und direkt übers Netzwerk; (iv) Das System erlaubt
Sonderangabe von Mehlpreisen und Eigenschaften-Einschränkungen, die die Börsen- Angaben modifizieren, ersetzen, oder ergänzen; (v) Das System ermöglicht es, allerlei Einschränkungen bzgl. der Wegstellungen und Basismehl-Ausbeuten leicht und flexibel einzugeben; (vi) Das System wählt automatisch die wirtschaftlichsten Handelsmehle, die produziert werden sollten; (vii) Das System stellt automatisch den wirtschaftlichsten Kompromiss der Ausbeuten der gewählten Handelsmehle fest; (viii) Das System zeigt automatisch die für die wirtschaftlichste Lösung notwendigen Wegstellungen.
Dem manuellen Bestimmen der Betriebsparameter durch den Obermüller mit den oben erwähnten Festlegungen sind im Stand der Technik Grenzen gesetzt. Meist gehen die manuellen oder halbautomatisierten Optimierungen im Stand der Technik davon aus, dass eine Mühle über Klappen verfügt, die ein Aufteilen des Stroms erlaubt. Dies ist in vielen Mühlen nicht möglich, d.h. die Klappen können nur so gestellt werden, dass eine Fraktion komplett einem Produkt zugeordnet wird. Mathematisch entsteht dadurch ein 'Mixed Integer'-Problem, denn die Fraktionen müssen einem bestimmten Produkt, also Produkt 1 2 3 zugeordnet werden. Dies ist rechnerisch anspruchsvoll und kann technisch nicht in einem interaktiven Tool realisiert werden, da das Problem vom Obermüller nicht mittels des interaktiven Tool gelöst werden kann. In der erfindungsgemässen Lösung wurde das Problem so gelöst, dass mittels des erfindungsgemässen Verfahrens bzw. mittels der Steuervorrichtung basierend auf dem Verfahren und/oder einem entsprechenden Computerprogrammprodukt mittels Simulated Annealing ein Optimum generiert werden kann. Dies kann insbesondere als Ausführungsvariante unterstützende, definierbarer heuristische Regeln umfassen, mittels welchen eine geschaltete Lösung in der Nähe des Optimums gesucht wird. Ist n die Anzahl der Inhaltsstoffe so entstehen pro Produktstrom höchsten n aufgeteilte
Fraktionen. Es müssen somit für eine Lösung n Schaltstellungen von Ventilen gefunden werden. Anhand einer grossen Mühle, d.h. einer Mahlanlage 10/30 konnte z.B. gezeigt werden, dass mit Hilfe einer Optimierung mittels erfindungsgemässem
Getreidevermahlungsprozess und Steuervorrichtung die Ausbeute im Prozentbereich verbessert werden kann. Finanziell bedeutet dies eine Amortisation der
Entwicklungskosten innert weniger Monate.
Schliesslich ist darauf hinzuweisen, dass das erfindugnsgemässe System insbesondere dazu verwendet werden kann, die wirtschaftliche Auswirkung gewisser Anlagen-Investitionen im Voraus konkret aufzuzeigen, damit diese gegenüber den Investitionskosten zuverlässiger abgewogen werden kann. Relevante Investitionen sind beispielsweise, wenn (i) bei einer bestimmten Wegstellung einer Vorrichtung (Klappe oder Schwenkrohr) durch ein Dosierelement (Schnecke oder Zellenrad) ersetzt werden kann, oder umgekehrt; (ii) eine bestimmte Wegstellung die Lenkung zu zusätzlichen oder weniger oder (teils) anderen Basismehlen ermöglichen kann; und/oder (iii) für ein bestimmtes Basismehl die Durchsatz-Leistung des Transportwegs (oder einzelner Elemente) von der Wegstellung zum Lager-Silo geändert werden kann. Wenn eine solche Investition erwogen wird, kann sie mittels des erfindungsgemässen Verfahrens und Systems einfach eingegeben und ausprobiert werden, um deren quantitativen Auswirkung im Voraus festzustellen. Auch dies ist so mit den bekannten Systemen des Standes der Technik nicht mögl
Liste der Bezugszeichen
10 Walzmühle
20 Smart ix
30 Walzmühle
40 SmartMix
50 PlantFlow
100 Getreidegut, Getreidekornmischung
200 Mühlen-Setting
300 Mehl Strom
400 Basis Mehle
500 Basis Mehle
600 End-Mehle
700 Andere Mühlen
800 Basis Mehle
900 Brot, Nudeln

Claims

Ansprüche
1. Verfahren für einen Gefreidevermahlungsprozess einer Mahlanlage (10/30) mit optimierten Betriebsparametern, bei welchem Mehle durch Zerkleinern von Mahlgut (100) in der Mahlanlage (10/30) entstehen, indem aus dem Mahlgut (100) unterschiedliche Mehlströme als Passagemehle basierend auf den Betriebsparametern über unterschiedliche Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) umfassend eine Vielzahl von Passagen mit mindestens einer Mahlvorrichtung sowie einer Sicht- und
Trennvorrichtung geleitet werden, wobei basierend auf den Betriebsparametern das Mahlgut (100) mittels der Sicht- und Trennvorrichtung in Passagemehle getrennt wird und die Passagemehle entsprechend bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter (200) zu bestimmbaren Basismehlen (900) gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Prozesssimulationsmoduls eine bestimmbare Betriebskombination von Passagenbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) erfasst werden, wobei die Passagenbetriebsparameter mindestens Drehzahl und/oder Spalt und/oder Druck der Mahlvorrichtungen in den Passagen und Siebgrösse der
Sichtvorrichtungen in den Passagen umfassen, dass mittels des Prozesssimulationsmoduls Wegstellungsbetriebsparameter für eine Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) als
Startbetriebsparameter erfasst und mittels eines selektierten Tabellenelementes einer ersten Speichertabelle des Prozesssimulationsmoduls zugeordnet abgespeichert werden, dass mittels des Prozesssimulationsmoduls basierend auf den erfassten Passagenbetriebsparametern und Wegstellungsbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert werden, wobei die Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden
Basismehle sowie eine Identifikation des entsprechenden Basismehls dem selektierten Tabellenelement der ersten Speichertabelle zugeordnet abgespeichert werden, dass mittels eines Prozessoptimierungsmoduls Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen erfasst und einem Tabellenelement einer zweiten Speichertabelle zugeordnet abgespeichert werden, wobei jedes Tabellenelement der zweiten Speichertabelle die Parameter eines bestimmten, verfügbaren Handelsmehls umfasst, dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls für jedes Basismehl des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter eines Basismehls auf Ausbeute-, Eigenschafts-,
Toleranzparameter und Geldwertparameter der Handelsmehle der zweiten
Speichertabelle getriggert wird, wobei mittels des Prozessoptimierungsmoduls den Basismehle des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle jeweils das Handelsmehl zugeordnet wird, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-,
Eigenschafts- und Toleranzparameter in Verbindung mit dem höchsten
Geldwertparameter aufweist, dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Basismehle und den Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter zugeordneten Handelsmehlen des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle ein variabler Lösungsgütewert mindestens in Abhängigkeit vom einem dynamisch bestimmten Ertragswert basierend auf dem Parametern der Basismehle und Handelsmehle, einem Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Kombination von Wegstellungen basierend auf den zugeordneten
Wegstellungsbetriebsparametern, generiert wird, dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls ausgehend von den Parametern des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle iterativ weitere Tabellenelemente der ersten Speichertabelle mit abweichenden
Wegstellungsbetriebsparameter einer abweichenden Kombinationen von
Wegstellungen der Mahlanlage ( 10/30) generiert werden, wobei die
Wegstellungsberiebsparameter mittels eines Optimierungs-Moduls basierend auf einer generischen Iterationsfunktion generiert werden, wobei für jedes weitere
Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des Prozesssimulationsmoduls Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert und mittels des Prozessoptimierungsmoduls den entsprechenden Handelsmehle zugeordnet werden und wobei mittels des Prozesssimulationsmoduls der entsprechende variable Lösungsgütewert als Wertefolge generiert wird, und dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls die Lösungsgütewerte verglichen werden und falls keine weitere Erhöhung der Lösungsgütewerte erzielt wird und/oder eine maximale Anzahl von Iterationen erreicht ist, die Betriebsparameter mit dem höchsten zugeordneten Lösungsgütewert als optimierte Betriebsparameter auf die Mahlanlage (10/30) übertragen werden, andernfalls mittels des
Prozessoptimierungsmoduls die iterative Generierung weiterer Tabellenelmente der ersten Speichertabelle fortgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die generische Iterationsfunktion basierend auf Simulated Annealing realisiert ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass falls mehrere Basismehle demselben Handelsmehl zugeordnet werde, sie durch das Prozessoptimierungsmoduls mittels der
Wegstellungsbetriebsparameter zu einem einzigen Basismehl kombiniert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung als Randbedingung durch das Prozessoptimierungsmodul mitoptimiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den übertragenen und optimierten Wegstellungsbetriebsparameter zugeordnete Basismehle (900) durch die Optimierung des Vermahlungsprozesses mengenmässig und/oder geldbetragswertmässig maximiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlanlage (10/30) eine Walzmühle und die Walzvorrichtung einen Walzstuhl umfasst, wobei die Passagenbetriebsparameter Anzahl Durchgänge durch Passagen und/oder Spaltabstand zwischen Walzen eines Walzenpaares eines Walzstuhls und/oder dem Drehzahlverhältnis der Walzen und die Wegstellungsbetriebsparameter Klappen- oder Rohreinstellungsparameter zum Leiten des Mehlstromes umfassen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass bei zwei aufeinanderfolgende Lösungsgütewerte das iterativ folgende Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des Simulated- Annealing-Modul als optimierfere Lösung selektiert wird, in Abhängigkeit der Differenz der zwei Lösungsgütewerte dividiert durch eine monoton fallende Folge getriggert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum iterativen Generieren eines weiteren Tabellenelementes mit abweichenden Betriebsparameter der Mahlanlage ( 10/30) die Wegstellungsbetriebsparameter eines der Tabellenelemente mittels des Prozessoptimierungsmoduls in eine Bit-Folge konvertiert werden und durch eine mittels eines Random-Moduls gesteuerten
Invertierens mindestens eines Bits der Bit-Folge die abweichenden
Wegstellungsbetriebsparameter des iterativ folgenden Tabellenelements erzeugt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Prozesssimulationsmoduls erfassten Startbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) aus den in einem Datenspeicher eines History-Modul gespeicherten historischen Daten gefiltert oder selektiert werden, wobei im Datenspeicher
gespeicherte historische Wegstellungsbetriebsparameter basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter gewünschter Basismehle getriggert werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen das Prozessoptimierungsmodul ein Netzwerkinterface umfasst, wobei mittels des Prozessoptimierungsmodul dynamisch mindestens auf Geldwertparameter von Handelsmehlen von finanzmarktabhängige
Netzwerkdatenbanken zugegriffen und auf das Prozessoptimierungsmodul übertragen wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriff auf die finanzmarktabhängige Netzwerkdatenbanken mittels des
Prozessoptimierungsmodul periodisch durchgeführt und die Optimierung dynamisch basierend auf den von den finanzmarktabhängigen Netzwerkdatenbanken
übertragenen Daten angepasst wird, wobei ein Zeitintervall für den periodischen Zugriff dynamisch verkleinert wird, falls die Abweichung der Geldwertparameter der
Handelsmehlen mit bereits übertragenen Geldwertparameter einen vordefinierten Betragswert überschreitet.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass falls beim periodischen Zugriff auf die finanzmarktabhängigen Netzwerkdatenbanken die Abweichung der aktuellen Geldwertparameter der
Handelsmehlen der finanzmarktabhängigen Netzwerkdatenbanken mit zuletzt verwendeten Geldwertparameter von Handelsmehlen einen vordefinierten Betragswert überschreitet, die Optimierung der Wegstelungsbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) erneut durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass mögliche Wegstellungsbetriebsparameter für einen
Getreidevermahlungsprozess mit den Basismehlen (900) nach der Optimierung zusätzlich einem Datenvektor zugeordnet werden, wobei der Datenvektor innerhalb aller für Wegstellungsbetriebsparameter zulässigen Datenvektoren so variiert wird, dass jeder variierte Datenvektor den linearen oder polynomialen Bedingungen einer definierbaren Matrix genügt und dass der Datenvektor selektiert wird, dessen
Skalarprodukt mit einem entsprechenden Zielvektors ein Maximum annimmt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass beim Vermahlungsprozess nach jeder Zerkleinerung mittels eine Sicht- und Trennvorrichtung, insbesondere mittels eines Plansichter, der jeweiligen Passage der Mehlstrom basierend auf den Wegstellungsbetriebsparametern gesichtet und getrennt wird, wobei der Mehlstrom mindestens nach Partikelgrössen getrennt wird und entsprechend der Partikelgrösse aus dem Getreidevermahlungsprozess
abgezogen oder einer nächsten Passage zugeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass Endospermpartikel, die kleiner als eine bestimmbare Grösse sind, im Vermahlungsprozess vom Mehlstrom abgezogen werden, während grössere zur nächsten Passage geführt werden, wobei Griesse einer Griessputzvorrichtung zugeführt werden, während Schrote auf eine Passage geleitet werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Messparameter (200) mindestens Feuchte und/oder Protein und/oder Asche und/oder Gluten und/oder Wasserabsorption umfassen.
1 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die Fraktionsparameter (200) mindestens die
Inhaltstoffkonzentrationen und/oder Mischverhältnisse der Mehlfraktionen des
Mehlproduktes umfassen.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Mehlstroms zwischen den Passagen mittels Klappen erfolgt, welche mittels eines Steuermoduls während des
Getreidevermahlungsprozesses basierend auf den Wegstellungsbetriebsparametern gestellt werden, wobei der Mehlstrom entsprechend geleitet und zu den gewünschten Basismehlen (900) gemischt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Stroms zwischen den Passagen mittels Klappen erfolgt, welche mittels eines Steuermoduls während des Getreidevermahlungsprozesses derart gestellt werden, dass der Mehlstrom als ganzes oder gar nicht einer weiteren Passage zuordenbar ist.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass für den optimierten Getreidevermahlungsprozess zum Mehlstrom der Passagen basierend auf den Betriebsparametern zusätzlich Mehlbehandlungsmittel zu den Basismehlen (900) gemischt werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mahlanlage (10/30) mindestens eine Walzmühle (10/30) und die Mahlvorrichtung mindestens einen Walzstuhl umfassen, wobei das Mahlgut über eine Vielzahl von Passagen umfassend einen Walzstuhl und eine Sicht- und
Trennvorrichtung geleitet wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch
gekennzeichnet, dass die Sicht- und Trennvorrichtung mindestens einen Plansichter zum Sichten und Trennen umfasst.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass der Mehlstrom in den Passagen durch Windsichten basierend auf den Passagenbetriebsparametern gesichtet wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass der Mehlstrom in den Passagen durch Sieben basierend auf den Passagenbetriebsparametern getrennt wird.
25. Mahlanlage (10/30) für einen optimierten Getreidevermahlungsprozess basierend auf veränderbaren Betriebsparametern, welche Mahlvorrichtungen zum Zerkleinern von Mahlgut zu Mehl umfasst, wobei die Mahlanlage (10/30) eine Vielzahl von Passagen umfassend mindestens eine Mahlvorrichtung sowie eine Sicht- und Trennvorrichtung zum Sichten und Trennen eines Mehlstroms in Passagemehle in der Passage umfasst und wobei mittels der Mahlanlange (10/30) die Passagemehle entsprechend bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter (200) zu bestimmbaren Basismehle (900) mischbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prozesssimulationsmoduls ein Interface zum Erfassen von
Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von Passagemehle für vordefinierte
Passagenbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) umfasst, wobei die
Passagenbetriebsparameter mindestens Drehzahl und/oder Spalt und/oder Druck der Mahlvorrichtungen in den Passagen und Siebgrösse der Sichtvorrichtungen in den Passagen umfassen, dass mittels des Prozesssimulationsmodul Wegstellungsbetriebsparameter einer Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) als
Startbetriebsparameter erfassbar sind, wobei das Prozesssimulationsmodul eine erste Speichertabelle mit Tabellenelementen zum zugeordnet Abspeichern der
Betriebsparameter umfasst, und wobei ein Tabellenelement jeweils eine mögliche Kombination von Wegstellungsbetriebsparameter für den Betrieb der Mahlanlage (10/30) umfasst, dass das Prozesssimulationsmoduls Mittel zum Selektieren eines Tabellenelementes mit den Startbetriebsparametern der ersten Speichertabelle umfasst und Mittel zum Generieren von Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von resultierenden Basismehle für die diese Betriebsparameter der Mahlanlage (10/30) basierend auf den mittels der Wegstellungsbetriebsparameters definierten
Wegstellungen der Mahlanlage (10/30), wobei die Ausbeute- und
Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle sowie eine Identifikation der entsprechenden Basismehle dem selektierten Tabellenelement der ersten
Speichertabelle zuordenbar sind, dass die Mahlanlage (10/30) ein Interface zum Erfassen von Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen und zum zugeordneten Abspeichern eines Tabellenelement einer zweiten Speichertabelle einer Speichereinheit umfasst, wobei jedes Tabellenelement der zweiten
Speichertabelle die Parameter eines bestimmten Handelsmehls umfasst, dass die Mahlanlage (10/30) eine Triggereinheit zum Triggern Ausbeute-, Eigenschafts- und Toleranzparameter der mittels der zweiten Speichertabelle erfassten Handelsmehle basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der
Basismehle des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle, wobei mittels des Prozessoptimierungsmoduls dem selektierten Basismehl in der ersten Speichertabelle jeweils das Handelsmehl zugeordnet ist, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-, Eigenschafts- und Toleranzparameter in Verbindung mit dem höchsten
Geldwertparameter aufweist, dass das Prozessoptimierungsmodul Mittel zum Generieren eines variabler
Lösungsgütewert umfasst, wobei für jedes Tabellenelemente der ersten Speichertabelle basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der zugeordneten Basismehle und den Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter der den Basismehlen zugeordneten Handelsmehlen ein variabler Lösungsgütewert generierbar sind, und wobei der variable Lösungsgütewert mindestens vom einem Ertragswert basierend auf dem Parametern der Basismehle und Handelsmehle, einem Verletzungsgradwert basierend auf einem Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und
Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Kombination von Wegstellungen basierend auf den zugeordneten Betriebsparametern abhängt, dass das Prozessoptimierungsmodul Mittel zum iterativen Generieren von weiteren Tabellenelementen mit abweichenden Wegstellungsbetriebsparameter umfasst, wobei die weiteren Tabellenelemente ausgehend von den
Wegstellungsbetriebsparameter von mindestens einem Tabellenelemente der ersten Speichertabelle generierbar sind, wobei die Wegstellungsbetriebsparameter mittels eines Optimierungs-Modul basierend auf einer generischen Iterationsfunktion mit den generierten variable Lösungsgütewerten als Wertefolge generierbar sind, und wobei für jedes weitere Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des
Prozesssimulationsmoduls die Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert und mittels des Prozessoptimierungsmoduls die entsprechend Handelsmehle zuordenbar sind und der entsprechende variable Lösungsgütewert generierbar ist, und dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls die Lösungsgütewerte vergleichbar sind und falls keine weitere Erhöhung des Lösungsgütewertes erzielt wird und/oder eine maximale Anzahl von Iterationen erreicht ist, die
Wegstellungsbetriebsparameter mit dem höchsten zugeordneten Lösungsgütewert als optimierte Wegstellungsbetriebsparameter auf die Mahlanlage (10/30) übertragbar sind.
26. Mahlanlage (10/30) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die generische Iterationsfunktion mittels einer Simulated Annealing Funktion realisiert ist.
27. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die den übertragenen und optimierte
Wegstellungsbetriebsparameter zugeordnete Basismehle (900) durch die Optimierung des Vermahlungsprozesses mengenmässig und/oder geldbetragswertmässig mittels des Prozessoptimierungsmoduls maximiert sind.
28. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlanlage (10/30) eine Walzmühle und die Walzvorrichtung einen Walzstuhl umfasst, wobei die Passagenbetriebsparameter Anzahl Durchgänge durch Passagen und/oder Spaltabstand zwischen Walzen eines Walzenpaares eines Walzstuhls und/oder dem Drehzahlverhältnis der Walzen und/oder Klappen- und die Wegs†ellungsbe†riebsparame†er Rohreinstellungsparameter zum Leiten des Mehlstromes umfassen.
29. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass bei zwei aufeinanderfolgende Lösungsgütewerte das das entsprechende folgende Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des Simulated-Annealing-Modul als optimiertere Lösung selektierbar ist, in Abhängigkeit der Differenz der zwei Lösungsgütewerte dividiert durch eine monoton fallende Folge triggerbar ist.
30. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zum iterativen Generieren eines weiteren Tabellenelementes mit abweichenden Wegstellungsbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) mittels des Prozessoptimierungsmoduls durch Konversion der Betriebsparameter in ein Bit-Folge und durch eine mittels eines Random-Moduls gesteuerten Invertieren mindestens eines Bits der Bit-Folge realisiert ist.
31. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozesssimulationsmodul ein History-Modul mit einem
Datenspeicher umfasst, wobei mittels des History-Modul gespeicherte historische Wegstellungsbetriebsparameter als Startbetriebsparameter filterbar sind, wobei zum Filtern die historischen Wegstellungsbetriebsparameter auf eine Maximierung vordefinierter Basismehle basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von Passagemehle und resultierenden Basismehle triggerbar ist.
32. Mahlanlage ( 10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und
Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen das Prozessoptimierungsmodul ein Netzwerkinterface zum dynamischen Zugreifen auf mindestens Geldwertparameter von Handelsmehlen auf finanzmarktabhängige Netzwerkdatenbanken und zum Übertragen der Daten auf das Prozessoptimierungsmodul.
33. Mahlanlage (10/30) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriff auf die finanzmarktabhängige Netzwerkdatenbanken mittels des
Prozessoptimierungsmodul periodisch durchführbar ist, wobei die Iteration dynamisch basierend auf den von den finanzmarktabhängige Netzwerkdatenbanken
übertragenen Daten anpassbar ist und wobei ein Zeitintervall für den periodischen Zugriff dynamisch verkleinerbar ist, falls die Abweichung der Geldwertparameter der Handelsmehlen mit bereits übertragenen Geldwertparameter einen vordefinierten Betragswert überschreitet.
34. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass falls beim periodischen Zugriff die Abweichung der
Geldwertparameter der Handelsmehlen mit bereits übertragenen Geldwertparameter einen vordefinierten Betragswert überschreitet, die Optimierung der
Wegstellungsbetriebsparameter einer Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) erneut durchführbar ist.
35. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die dem selektierten Tableelement zugeordnete Basismehle (900) durch die Optimierung des Vermahlungsprozesses mittels der Steuervorrichtung mengenmässig maximierbar ist.
36. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlanlage (10/30) eine Walzmühle und die Walzvorrichtung einen Walzstuhl umfasst, wobei die Passagenbetriebsparameter Anzahl Durchgänge durch Passagen und/oder Spaltabstand zwischen Walzen eines Walzenpaares eines Walzstuhls und/oder dem Drehzahlverhältnis der Walzen und/oder Klappen- und die Wegstellungsbetriebsparameterdie Rohreinstellungsparameter zum Leiten des
Mehlstromes umfassen.
37. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Selektion eines weiteren Tabellenelementes bereits optimierte Wegstellungsbetriebsparameter während des Prozess des Optimierens der Wegstellungsbetriebsparameter unverändert in einem Speicher fixiert bleiben für den durchgängigen Betrieb der Mahlanlage (10/30).
38. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuervorrichtung bereits optimierten
Wegstellungsbetriebsparameter einen Toleranzbereich dynamisch oder statisch zuordenbar ist, wobei während des Prozess der Optimierung der Betriebsparameter die bereits optimierten Wegstellungsbetriebsparameter innerhalb des Toleranzbereichs optimierbar sind.
39. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vermahlungsprozess nach jeder Zerkleinerung mittels der Sicht- und Trennvorrichtung der jeweiligen Passage der Mehlstrom basierend auf den Wegstellungsbetriebsparameter sichtbar und trennbar ist, wobei der Mehlstrom mindestens nach Partikelgrössen trennbar ist und entsprechend der Partikelgrösse aus dem Getreidevermahlungsprozess abziehbar oder einer nächsten Passage zuführbar ist.
40. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicht- und Trennvorrichtung Mittel zum Sichten und Trennen umfasst, wobei beim Vermahlungsprozess nach jeder Zerkleinerung mittels Sicht- und Trennvorrichtung der jeweiligen Passage das Mahlgut basierend auf der Sichtung siebbar ist, und wobei das Mahlgut mindestens nach Partikelgrössen trennbar und entsprechend der Partikelgrösse aus dem Getreidevermahlungsprozess abziehbar oder einer nächsten Passage zuleitbar ist.
41. Mahlanlage (10/30) nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Passage Mittel zum Abziehen von Endospermpartikel, die kleiner als eine bestimmbare Grösse sind, umfasst sowie Transportmittel zum Zuführen grösserer Partikel zur nächsten Passage, wobei Griesse zu einer Griessputzvorrichtung und Schrote auf eine Passage leitbar sind.
42. Mahlanlage ( 10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messparameter (200) mindestens Feuchte und/oder Protein und/oder Asche und/oder Gluten und/oder Wasserabsorption umfassen.
43. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionsparameter (200) mindestens die
Inhaltstoffkonzentrationen und/oder Mischverhältnisse der Mehlfraktionen der
Basismehle (900) umfassen.
44. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlanlage (10/30) zur Aufteilung des Stroms zwischen den Passagen steuerbare Klappen umfasst, welche mittels der Steuervorrichtung derart steuerbar sind, dass zum Getreidevermahlungsprozess der Strom einer Fraktion oder Passagemehls entsprechend leited und/oder aufteilt und einem Basismehl (900) zuordenbar ist.
45. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Mahlanlage (10/30) zur Aufteilung des Stroms zwischen den Passagen steuerbare Klappen umfasst, welche mittels der Steuervorrichtung während des Getreidevermahlungsprozesses derart steuerbar sind, dass der Strom einer Fraktion oder Passagemehls ganz oder gar nicht einem Basismehl (900) zugeordnet ist.
46. Mahlanlage (10/30) nach einem der Ansprüche 25 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass für den optimierten Getreidevermahlungsprozess die Mahlanlage (10/30) zusätzlich Klappen zum Beimischen von Mehlbehandlungsmittel zu den
Basismehlen (900) umfasst.
47. Steuervorrichtung zur Steuerung einer Mahlanlange ( 10/30) für einen optimierten Getreidevermahlungsprozess mit optimierten Betriebsparametern, wobei in der Mahlanlage (10/30) Mehl durch Zerkleinern von Mahlgut (100) entsteht, wobei mittels der Steuervorrichtung aus dem Mahlgut ( 100) unterschiedliche Mehlströme basierend auf den Betriebsparametern über eine Vielzahl von Passagen der
Mahlanlage (10/30) umfassend mindestens eine Mahlvorrichtung sowie eine Sicht- und Trennvorrichtung leitbar sind, und mittels der Steuervorrichtung basierend auf den Betriebsparametern das Mahlgut ( 100) mittels der Sicht- und Trennvorrichtung in Passagemehle trennbar und die Passagemehle entsprechend bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter (200) zu bestimmbare Basismehlen (900) mischbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ausführbarer Programmcode umfasst, wobei mittels der Steuervorrichtung der Mehlstroms und/oder der Passagemehle des
Mehlstroms zu den vordefinierbaren Basismehlen (900) mischbar ist und mittels der Steuervorrichtung basierend auf den Wegstellungsbetriebsparameter steuerbarer Klappen und/oder gesteuert umleitbare Passagen die Mahlanlage (10/30), insbesondere mittels Rohre, steuerbar sind, wobei die Klappen mittels der
Steuervorrichtung entsprechend offenbar und schliessbar sind und/oder die Rohre entsprechend positionierbar sind, dass die Steuervorrichtung ausführbarer Programmcode umfasst, wobei mittels der Steuervorrichtung Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von Passagemehle für vordefinierte Passagenbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) erfassbar sind, wobei die Passagenbetriebsparameter mindestens Drehzahl und/oder Spalt und/oder Druck der Mahlvorrichtungen in den Passagen und Siebgrösse der Sichtvorrichtungen in den Passagen umfassen, dass die Steuervorrichtung ein Prozesssimulationsmodul mit einer Regellogik zum Erfassen von Wegstellungsbetriebsparameter einer Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage ( 10/30) als Startbetriebsparameter umfasst, wobei die Regellogik eine erste Speichertabelle mit Tabellenelementen zum zugeordnet
Abspeichern der Wegstellungsbetriebsparameter umfasst, wobei die Regellogik die erste Speichertabelle als ausführbarer Programmcode einer Regeldatenbank umfasst und wobei ein Tabellenelement jeweils eine mögliche Kombination von
Wegstellungsbetriebsparameter für den Betrieb der Mahlanlage (10/30) umfasst, dass die Steuervorrichtung Selektionsmittel zum Selektieren eines Tabellenelementes mit den Startbetriebsparametern der ersten Speichertabelle umfasst und Mittel zum Generieren von Ausbeute- und Eigenschaftsparameter von
resultierenden Basismehle für die diese Betriebsparameter der Mahlanlage (10/30) basierend auf den mittels der Wegstellungsbetriebsparameter des Tabellenelementes definierten Wegstellungen der Mahlanlage (10/30), wobei die Ausbeute- und
Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle sowie eine Identifikation der entsprechenden Basismehle dem selektierten Tabellenelement der ersten
Speichertabelle zuordenbar sind, dass die Mahlanlage (10/30) ein Interface umfasst, wobei mittels der Steuervorrichtung über das Interface Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und
Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen erfassbar sind und wobei die Regellogik eine zweite Speichertabelle mit Tabellenelementen zum zugeordnet Abspeichern der Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter der verfügbaren Handelsmehlen umfassf und wobei jedes Tabellenelemenf der zweiten Speichertabelle die Parameter eines bestimmten Handelsmehls umfasst, dass die Steuervorrichtung mittels des ausführbaren Programmcodes eine Triggereinheit zum Triggern Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter parameter der mittels der zweiten Speichertabelle erfassten Handelsmehle basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Basismehle des selektierten
Tabellenelementes der ersten Speichertabelle steuert, wobei mittels des
Prozessoptimierungsmoduls dem selektierten Basismehl in der ersten Speichertabelle jeweils das Handelsmehl zugeordnet ist, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-, Eigenschafts- und Toleranzparameter in Verbindung mit dem höchsten
Geldwertparameter aufweist, dass mittels des ausführbaren Programmcodes der Steuervorrichtung eine variabler Lösungsgütewert generierbar ist, wobei mittels des ausführbaren
Programmcodes für jedes Tabellenelemente der ersten Speichertabelle basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der zugeordneten Basismehle und den
Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter der den Basismehlen zugeordneten Handelsmehlen ein variabler Lösungsgütewert generierbar sind, und wobei der variable Lösungsgütewert mindestens vom einem Ertragswert basierend auf dem Parametern der Basismehle und Handelsmehle, einem Verletzungsgradwert basierend auf einem Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und
Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Kombination von Wegstellungen basierend auf den zugeordneten
Wegstellungsbetriebsparameter abhängt, dass mittels des ausführbaren Programmcodes der Steuervorrichtung iterativ weitere Tabellenelemente mit abweichenden Betriebsparameter generierbar sind, wobei die weiteren Tabellenelemente ausgehend von den Parametern von mindestens einem Tabellenelemente der ersten Speichertabelle generiert sind, wobei die
Wegstellungsbetriebsparameter mittels eines Optimierungs-Modul basierend auf einer Simulated Annealing Funktion und/oder entsprechenden Optimierungsfunktion der Regellogik mit den generierten variable Lösungsgütewerten als Wertefolge generierbar sind, und wobei für jedes weitere Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des Prozesssimulationsmoduls die Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert und mittels des Prozessoptimierungsmoduls die entsprechend Handelsmehle zuordenbar sind und der entsprechende variable
Lösungsgütewert generierbar ist, und dass der Betrieb der Mahlanlage ( 10/30) für den
Getreidevermahlungsprozess basierend auf den optimierten
Wegstellungsbetriebsparameter mittels der Steuervorrichtung steuerbar ist, wobei der eingehende Mehlstrom mittels entsprechender Steuerung der Mahlanlage (10/30) durch die Steuervorrichtung in die den optimierten Wegstellungsbetriebsparameter entsprechenden Basismehle (900) vermahlbar und aufteilbar ist.
48. Steuervorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vermahlungsprozess nach jeder Zerkleinerung mittels der Sicht- und
Trennvorrichtung, insbesondere mittels eines Plansichters, der jeweiligen Passage das Mahlgut siebbar und sichtbar ist, wobei mittels des Steuermoduls mittel zum steuerbaren Trennen des Mahlgutes mindestens nach Partikelgrössen und Mittel zum Abziehen entsprechend der Partikelgrösse aus dem Getreidevermahlungsprozess oder zum Zuführen zu einer nächsten Passage umfasst.
49. Steuervorrichtung nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuermoduls die Mahlvorrichtung (10/30) basierend auf den
Betriebsparameter derart steuerbar ist, dass Endospermpartikel, die kleiner als eine bestimmbare Grösse sind, im Vermahlungsprozess abziehbar sind, und grössere zur nächsten Passage zuleitbar sind, wobei Griesse einer Griessputzvorrichtung zuführbar, während Schrote auf eine Passage führbar sind.
50. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuermoduls mindestens die Messparameter (200) Feuchte und/oder Protein und/oder Asche und/oder Gluten und/oder
Wasserabsorption erfassbar sind.
51. Steuermodul nach einem der Ansprüche 47 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuermoduls mindestens die Fraktionsparameter (200) Inhaltstoffkonzentrationen und/oder Mischverhältnisse der Mehlfraktionen der Passagemehle und der Basismehle erfassbar sind.
52. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 51 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung des Mehlstroms zwischen den Passagen mittels Klappen und/oder mechanisch entsprechend steuerbarem Mehlstrom basierend auf den Wegstellungsbetriebsparameter erfolgt.
53. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 47 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuermoduls für den optimierten
Getreidevermahlungsprozess neben unterschiedlichen Passagemehle oder Fraktionen zusätzlich Mehlbehandlungsmittel zu den Basismehlen (900) gemischt werden.
54. Computerprogrammprodukt umfassend: ein computerlesbares Medium mit darin enthaltenen Computerprogrammcodemitteln zur Steuerung eines oder mehrerer Prozessoren einer Steuervorrichtung einer Mahlanlage (10/30) für einen Getreidevermahlungsprozess mit optimierten Wegstellungsbetriebsparameter, bei welchem Mehl durch Zerkleinern von Mahlgut (100) in der Mahlanlage (10/30) entsteht, indem ein Mehlstrom basierend auf den Wegstellungsbetriebsparameter über eine Vielzahl von Passagen der Mahlanlage (10/30) umfassend mindestens eine
Mahlvorrichtung sowie eine Sicht- und Trennvorrichtung geleitet wird, und basierend auf den Betriebsparameter das Mahlgut (100) mittels der Sicht- und Trennvorrichtung in Passagemehle getrennt wird und die Passagemehle entsprechend bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter (200) zu bestimmbaren Basismehlen (900) gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt weitere
Computerprogrammcodemittel umfasst, die die Prozessoren der Mahlanlage (10/30) und/oder einer Steuervorrichtung zur Steuerung des Getreidemahlprozesses in der Mahlanlage (10/30) derart steuern, dass mittels der Steuervorrichtung der Mehlstrom und/oder Passagemehle zu den vordefinierbaren Basismehlen (900) basierend auf den
Wegstellungsbetriebsparameter mittels steuerbarer Klappen und/oder gesteuert umleitbare Passagen der Mahlanlage (10/30), insbesondere mittels Rohre, mischbar sind, wobei die Klappen mittels der Steuervorrichtung entsprechend offenbar und schliessbar sind und/oder die Rohre entsprechend positionierbar sind, dass mittels einer Regellogik Wegstellungsbetriebsparameter einer
Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) als S†ar†be†riebsparame†er erfassbar sind, wobei die Regellogik eine erste Speicherfabelle mit Tabellenelemenfen zum zugeordnet Abspeichern der
Wegsfellungsbetriebsparamefer umfassf, wobei die Regellogik die erste Speichertabelle als ausführbarer Programmcode einer Regeldafenbank umfassf und wobei ein
Tabellenelemenf jeweils eine mögliche Kombination von
Wegsfellungsbetriebsparamefer für den Betrieb der Mahlanlage (10/30) umfassf, dass mittels Selektionsmiftel ein Tabellenelemenf mit den
Sfartbefriebsparametern der ersten Speichertabelle selekfierbar und Ausbeute- und Eigenschaffsparameter von resultierenden Basismehle für die diese
Wegsfellungsbetriebsparamefer der Mahlanlage (10/30) basierend auf den mittels der Wegstellungsbefriebsparameter des Tabellenelemenfes definierten Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) generierbar sind, wobei die Ausbeute- und Eigenschaffsparameter der resultierenden Basismehle sowie eine Identifikation der entsprechenden Basismehle dem selektierten Tabellenelement der ersten Speichertabelle zuordenbar sind, dass mittels eines Interfaces Ausbeute-, Eigenschaffs-, Toleranz- und
Geldwertparamefer von verfügbaren Handelsmehlen erfassbar sind und wobei die Regellogik eine zweite Speichertabelle mit Tabellenelementen zum zugeordnet Abspeichern der Ausbeute-, Eigenschaffs-, Toleranz- und Geldwerfparameter der verfügbaren Handelsmehlen umfassf und wobei jedes Tabellenelement der zweiten Speichertabelle die Parameter eines bestimmten Handelsmehls umfassf, dass mittels einer Triggereinheit Ausbeute-, Eigenschaffs- und
Toleranzparameter der mittels der zweiten Speicherfabelle erfassten Handelsmehle basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaffsparameter der Basismehle des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle friggerbar sind, wobei mittels des Prozessoptimierungsmoduls dem selektierten Basismehl in der ersten Speicherfabelle jeweils das Handelsmehl zugeordnet ist, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-, Eigenschaffs- und Toleranzparameter in Verbindung mit dem höchsten
Geldwerf parameter aufweist, dass mittels der Steuervorrichtung ein variabler Lösungsgütewerf generierbar ist, wobei für jedes Tabellenelemenfe der ersten Speichertabelle basierend auf Ausbeute- und Eigenschaffsparameter der zugeordneten Basismehle und den Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter der den Basismehlen zugeordneten Handelsmehlen ein variabler Lösungsgütewert generierbar sind, und wobei der variable Lösungsgütewert mindestens vom einem Ertragswert basierend auf dem Parametern der Basismehle und Handelsmehle, einem Verletzungsgradwert basierend auf einem Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und
Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Kombination von Wegstellungen basierend auf den zugeordneten
Wegstellungsbetriebsparameter abhängt, dass mittels der Steuervorrichtung iterativ weitere Tabellenelemente mit abweichenden Wegstellungsbetriebsparameter generierbar sind, wobei die weiteren Tabellenelemente ausgehend von den Parametern von mindestens einem
Tabellenelemente der ersten Speichertabelle generiert sind, wobei die
Wegstellungsbetriebsparameter mittels eines Optimierungs-Modul basierend auf einer Simulated Annealing Funktion und/oder entsprechenden Optimierungs-Funktion mit den generierten variable Lösungsgütewerten als Wertefolge generierbar sind, und wobei für jedes weitere Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des Prozesssimulationsmoduls die Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Passagemehle und resultierenden Basismehle generiert und mittels des Prozessoptimierungsmoduls die entsprechend Handelsmehle zuordenbar sind und der entsprechende variable Lösungsgütewert generierbar ist, und dass der Betrieb der Mahlanlage ( 10/30) für den
Getreidevermahlungsprozess basierend auf den optimierten
Wegstellungsbetriebsparameter mittels der Steuervorrichtung steuerbar ist, wobei der eingehende Mehlstrom mittels entsprechender Steuerung der Mahlanlage (10/30) durch die Steuervorrichtung in die den optimierten Wegstellungsbetriebsparameter entsprechenden Basismehle (900) vermahlbar und aufteilbar ist.
55. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 54, dadurch
gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt weitere
Computerprogrammcodemittel umfasst, die die Prozessoren der Vorrichtung derart steuern, dass Endospermpartikel, die kleiner als eine bestimmbare Grösse sind, im Vermahlungsprozess abgezogen werden, während Grössere zur nächsten Passage geführt werden, wobei Griesse einer Griessputzvorrichtung zugeführt werden und Schrote auf eine Passage geleitet werden.
56. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 54 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt weitere
Computerprogrammcodemittel umfasst, die die Prozessoren der Vorrichtung derart steuern, dass die Messparameter (200) mindestens Feuchte und/oder Protein und/oder Asche und/oder Gluten und/oder Wasserabsorption umfassen.
57. Computerprogrammprodukt nach einem der Ansprüche 54 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt weitere
Computerprogrammcodemittel umfasst, die die Prozessoren der Vorrichtung derart steuern, dass die Fraktionsparameter (200) mindestens die Inhaltstoffkonzentrationen und/oder Mischverhältnisse der Passagemehle oder Mehlfraktionen des Mehlproduktes umfassen.
58. Computerprogrammprodukt, welches in den internen Speicher eines digitalen Computers ladbar ist und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die
Schritte gemäss einem der Ansprüche 1 bis 24 durchführbar sind, wenn das Produkt auf einem Computer läuft, wobei die Vorrichtung mindestens teilweise softwaremässig und/oder hardwaremässig generierbar ist.
59. Verfahren für einen Getreidevermahlungsprozess einer Mahlanlage (10/30) mit optimierten Betriebsparametern, bei welchem Mehle durch Zerkleinern von Mahlgut (100) in der Mahlanlage (10/30) entstehen, indem aus dem Mahlgut (100) unterschiedliche Mehlströme als Passagemehle basierend auf den Betriebsparametern über unterschiedliche Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) umfassend eine Vielzahl von Passagen mit mindestens einer Mahlvorrichtung sowie einer Sicht- und
Trennvorrichtung geleitet werden, wobei basierend auf den Betriebsparametern das Mahlgut (100) mittels der Sicht- und Trennvorrichtung in Passagemehle getrennt wird und die Passagemehle entsprechend bestimmbarer Mess- und Fraktionsparameter (200) zu bestimmbaren Basismehlen (900) gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, dass für ein bestimmte Betriebskombination von
Passagenbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) mittels des Prozesssimulationsmoduls Wegstellungsbetriebsparameter für eine Betriebskombination von Wegstellungen der Mahlanlage (10/30) als Startbetriebsparameter erfasst und mittels eines selektierten Tabellenelementes einer ersten Speichertabelle des
Prozesssimulationsmoduls zugeordnet abgespeichert werden, wobei die
Passagenbetriebsparameter mindestens Drehzahl und/oder Spalt und/oder Druck der Mahlvorrichtungen in den Passagen und Siebgrösse der Sichtvorrichtungen in den Passagen umfassen, dass mittels des Prozesssimulationsmoduls basierend auf den erfassten Wegstellungsbetriebsparameter der Mahlanlage (10/30) Ausbeute- und
Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert werden, wobei die Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle sowie eine Identifikation des entsprechenden Basismehls dem selektierten Tabellenelement der ersten Speichertabelle zugeordnet abgespeichert werden, dass mittels eines Prozessoptimierungsmoduls Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter von verfügbaren Handelsmehlen erfasst und einem Tabellenelement einer zweiten Speichertabelle zugeordnet abgespeichert werden, wobei jedes Tabellenelement der zweiten Speichertabelle die Parameter eines bestimmten, verfügbaren Handelsmehls umfasst, dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls für jedes Basismehl des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle basierend auf den Ausbeute- und Eigenschaftsparameter eines Basismehls auf Ausbeute-, Eigenschafts-,
Toleranzparameter und Geldwertparameter der Handelsmehle der zweiten
Speichertabelle getriggert wird, wobei mittels des Prozessoptimierungsmoduls den Basismehle des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle jeweils das Handelsmehl zugeordnet wird, das die kleinste Abweichung der Ausbeute-,
Eigenschafts- und Toleranzparameter in Verbindung mit dem höchsten
Geldwertparameter aufweist, dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls basierend auf Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der Basismehle und den Ausbeute-, Eigenschafts-, Toleranz- und Geldwertparameter zugeordneten Handelsmehlen des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle ein variabler Lösungsgütewert mindestens in Abhängigkeit vom einem dynamisch bestimmten Ertragswert basierend auf dem Parametern der Basismehle und Handelsmehle, einem Verletzungsgradwert der Ausbeuten- und Eigenschaftenparameter der Basismehle, sowie einem Verletzungsgradwert der Kombination von Wegstellungen basierend auf den zugeordneten
Wegstellungsbetriebsparametern, generiert wird, dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls ausgehend von den Parametern des selektierten Tabellenelementes der ersten Speichertabelle iterativ weitere Tabellenelemente der ersten Speichertabelle mit abweichenden
Wegstellungsbetriebsparameter einer abweichenden Kombinationen von
Wegstellungen der Mahlanlage ( 10/30) generiert werden, wobei die
Wegstellungsberiebsparameter mittels eines Optimierungs-Moduls basierend auf einer generischen Iterationsfunktion generiert werden, wobei für jedes weitere
Tabellenelement der ersten Speichertabelle mittels des Prozesssimulationsmoduls Ausbeute- und Eigenschaftsparameter der resultierenden Basismehle generiert und mittels des Prozessoptimierungsmoduls den entsprechenden Handelsmehle zugeordnet werden und wobei mittels des Prozesssimulationsmoduls der entsprechende variable Lösungsgütewert als Wertefolge generiert wird, und dass mittels des Prozessoptimierungsmoduls die Lösungsgütewerte verglichen werden und falls keine weitere Erhöhung der Lösungsgütewerte erzielt wird und/oder eine maximale Anzahl von Iterationen erreicht ist, die Betriebsparameter mit dem höchsten zugeordneten Lösungsgütewert als optimierte Betriebsparameter auf die Mahlanlage (10/30) übertragen werden, andernfalls mittels des
Prozessoptimierungsmoduls die iterative Generierung weiterer Tabellenelmente der ersten Speichertabelle fortgesetzt wird.
60. Verfahren nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass die generische Iterationsfunktion basierend auf Simulated Annealing realisiert ist.
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