WO2023212830A1 - Autonome mühle und mahlverfahren - Google Patents

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WO2023212830A1
WO2023212830A1 PCT/CH2023/050012 CH2023050012W WO2023212830A1 WO 2023212830 A1 WO2023212830 A1 WO 2023212830A1 CH 2023050012 W CH2023050012 W CH 2023050012W WO 2023212830 A1 WO2023212830 A1 WO 2023212830A1
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WO
WIPO (PCT)
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grinder
mill
rollers
particles
control unit
Prior art date
Application number
PCT/CH2023/050012
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joël CHIAPPARELLI
Original Assignee
Drevolution Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to AU2023263589A priority patent/AU2023263589A1/en
Publication of WO2023212830A1 publication Critical patent/WO2023212830A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/02—Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28—Details
    • B02C4/32—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members

Definitions

  • the present invention relates to an autonomous mill for reducing the size of natural products and a grinding process.
  • the purpose of a mill is to crush coarse material into a fine-grained end product, whereby the size of the ground particles in many cases represents the decisive quality feature and thus the guiding variable of the grinding process.
  • the coarse material is usually conveyed between rollers arranged in pairs, with the rollers of a pair of rollers being spaced apart with a certain roller gap.
  • the particle size of the resulting ground material depends on the width of the roll gap and can be adjusted by combining or Separation of the rollers can be adjusted.
  • the ambient temperature, the temperature of the products to be ground, the pressure prevailing in the mill, the air humidity, the humidity of the products to be ground, the speed of the rollers, the roller temperature and those prevailing in the mill can also be taken into account Vibrations have an influence on the quality of the ground material or provide information about the performance of the mill.
  • Vibrations have an influence on the quality of the ground material or provide information about the performance of the mill.
  • To monitor and adjust the particle size ground material is typically pulled out of the mill using a sampling scoop, the sample is then analyzed in an external device and the mill settings are then adjusted depending on the measurement result.
  • FIGS. 2a-b Schematic representations of embodiment variants of the mill according to the invention, side views in section
  • the figures represent possible exemplary embodiments, which are explained in the following description.
  • the autonomous mill comprises an inlet 1 for products P to be ground, at least one grinder 2, an outlet 3 for the ground material M, at least one particle measuring probe 4, a control unit and means for adjusting the grinder 2 ( Figures la -b).
  • the at least one particle measuring probe 4 is arranged in the grinder 2 or between the grinder 2 and the outlet 3 and regularly measures the sizes of the particles passing it. The determined sizes are forwarded to the control unit, which uses these measured values to determine a size distribution.
  • the means for adjusting the grinder 2 are activated.
  • the means for adjusting the grinder 2 include, for example, drives with which the settings of the grinder 2 can be changed.
  • a setpoint or comparison value for the desired size distribution of the particles of the ground material M is stored in the control unit and the measured size distribution of the particles is compared with this information. If the size distribution determined does not match the desired value, the settings of the grinder 2 are adjusted accordingly.
  • the information about adjusting the settings is either in Depending on the existing measured values, they are stored as predefined values or as empirical values, or the settings are changed using the trial and error method until the desired size distribution of the particles is achieved.
  • the determination of the size distribution of the ground particles by the particle measuring probe 4 and the corresponding adjustment of the settings of the grinder 2 are preferably carried out continuously, automatically and in real time during the grinding process. This control enables immediate reaction to changes in particle size without manual or external intervention to ensure consistent output quality at all times.
  • the grinder 2 comprises at least one pair of rollers 21, which are spaced apart with a certain roller gap 22 (FIG. 1b). During the grinding process, the rollers 21 rotate against each other, so that the product P to be ground is conveyed through the roller gap 22 and ground into smaller particles.
  • the particle measuring probe 4 is arranged after the pair of rollers 21 and determines the size distribution of the resulting particles.
  • the width of the roller gap 22 depends on the measured size distribution of the ground Particles are dynamically adjusted by the control unit: If the particles are too large, the rollers 21 are moved together and the roller gap 22 becomes narrower - if the particles are too small, the rollers 21 are moved apart and the roller gap 22 becomes wider.
  • the means for adjusting the grinder 2 are used to move the rollers 21 together and apart and are controlled by the control unit.
  • a measuring unit can be provided which either directly measures the width of the roller gap 22 or the position of the axis of rotation of each roller 21.
  • the grinder has 2 several pairs Has rollers 21, through which the product P to be ground is ground several times and into ever finer particles (Figure la).
  • the several pairs of rollers can, for example, be arranged one after the other or one above the other so that the product to be ground passes from one pair of rollers to the next pair of rollers.
  • the mill can be provided with a particle measuring probe 4 after each pair of rollers 21 to control the particle size and adjust each individual pair of rollers 21 ( Figure 2a).
  • a single particle measuring probe 4 can also be arranged after the last pair of rollers 21 or in the outlet 3 or between the grinder 2 and the outlet 3 (FIG. 2b). It can be expected that the ground end product M is already sufficiently mixed by the different pairs of rollers 21 or by conveyors arranged between them, so that this single particle measuring probe 4 can determine representative measurements.
  • the mill is provided with a suction device, which can take particle samples alternately from several different points of the grinder 2 using particle removal devices and transport them to a single particle measuring probe 4. This makes it possible to check the particle size at several points on the grinder 2 and to adjust each one Pair of rollers 21 without having to install several particle measuring probes 4 in the mill.
  • Temperature The temperature of the products P to be ground can be monitored using a temperature probe in the inlet 1. If necessary, preconditioning of the products P to be ground can be provided in order to bring them to a certain temperature before they reach the grinder 2. The preconditioning ensures that there are no quality-relevant deviations in the temperature of the material to be ground in the grinder 2. The temperature of the material to be ground can also be monitored during the grinding process in the grinder 2 or in the process 3. Controlled heating or cooling means can be provided to maintain the temperature of the ground material around a predetermined setpoint. Of course, the same applies to the ambient temperature, which should also be kept as uniform as possible.
  • Pressure in grinder 2 The pressure in grinder 2 can vary vary according to processed product P and during the
  • Moisture The moisture of the products P to be ground can be monitored using a moisture probe in the inlet 1. If necessary, preconditioning of the products P to be ground can be provided in order to bring them to a certain moisture level before they reach the grinder 2. The preconditioning ensures that there are no quality-relevant deviations in the moisture content of the ground material in the grinder 2. The moisture of the ground material can also be monitored during the grinding process in the grinder 2 or in the process 3. Controlled humidification or drying means can be provided to maintain the moisture of the ground material around a predetermined setpoint. The humidity inside the mill and outside can also be controlled accordingly and kept as stable as possible. In advantageous variants of the mill, parameters are also monitored that provide information about the performance of the mill:
  • Vibrations and roller temperature If the vibrations or the temperature of the rollers or the temperature of the roller coolant fluid change slowly and steadily for the same product, it can be assumed that the product is of poor quality or that the rollers are dirty. Heating is usually due to poorer heat dissipation due to dirt.
  • defects can be detected early and the necessary repairs to the grinder 2 can be planned in good time or the ideal time for roller cleaning or roller replacement can be calculated.
  • Contamination of the rolls can be compensated to a certain extent by regulating the roll gaps.
  • Control unit stored.
  • the mill is provided with an automatic roller cleaning system, which is automatically activated and controlled by the control unit when contamination of the rollers 21 is detected.
  • the rollers must still be cleaned or replaced. To do this, the rollers must be removed, cleaned or replaced. replaced and reinstalled. The distances between the rollers are then re-referenced. Ideally, an empirical value after cleaning or replacing the rollers can be used for the reference setting. In certain cases the rollers need to be recalibrated with a test run. After maintenance or cleaning has been carried out on the system, the original setpoints are restored.
  • a recipe is summarized in which one or more of the above-mentioned parameters, including at least the desired size distribution of the ground particles, be set as a target value. It is advantageous if recipe-specific tolerances are defined for each parameter in addition to the target value.
  • these parameters are measured and compared by the control unit with the specified target value according to the recipe. If all measured values are in the desired range, it can be assumed that the ground material M is produced with the desired and constant quality. If the measured values do not correspond to the set target values, the settings of the grinder 2 are adjusted by the control unit using the means for adjusting the grinder 2.
  • the determination of the size distribution of the ground particles by the particle measuring probe 4 and the corresponding adjustment of the settings of the grinder 2 are preferably carried out continuously, automatically and in real time during the grinding process.
  • the mill emits a signal during the grinding process which contains the measured values or triggers an alarm if the measured values do not correspond to the desired target values.
  • This signal can be, for example, a visual signal displayed on a screen.
  • This signal can also be acoustic, especially if it serves as an alarm.
  • the signal can also be electrical or be electromagnetic and sent by means of a cable or wirelessly to a separate electronic device, for example to a central control unit.
  • the mill can be provided with a user interface and/or it can receive an electrical or electromagnetic signal from a separate electronic device that contains the parameters, setpoints and tolerances.
  • the products P to be ground are either pre-weighed and dosed or the inlet 1 can be provided with an inline quantity measurement.
  • the mill ensures consistent quality thanks to immediate correction of the quality-relevant parameters in the event of deviations from the set target value.
  • the mill can be equipped with artificial intelligence, which can use machine learning to anticipate maintenance needs based on the measured parameters and plan them at the ideal time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mühle umfassend einen Einlauf (1) für zu mahlende Produkte (P), mindestens ein Mahlwerk (2), einen Auslauf (3) für das Mahlgut (M), mindestens eine Partikelmesssonde (4) zur Ermittlung der Grössen der daran vorbeilaufenden Partikeln, eine Steuereinheit und Mittel zur Einstellung des Mahlwerks (2). Die mindestens eine Partikelmesssonde (4) oder eine Partikelentnahmevorrichtung, welche über eine Absaugvorrichtung mit der Partikelmessonde (4) verbunden ist, ist im Mahlwerk (2) oder zwischen dem Mahlwerk (2) und dem Auslauf (3) angeordnet. Die Steuereinheit ist zur Steuerung der Mittel zur Einstellung des Mahlwerks (2) aufgrund von Informationen aus der mindestens einen Partikelmesssonde, insbesondere einer aufgrund von mehreren Messungen ermittelten Grössenverteilung, geeignet.

Description

Autonome Mühle und Mahl verfahren
Die vorliegende Erfindung betri f ft eine autonome Mühle zur Verkleinerung von Naturprodukten und ein Mahlverfahren .
Der Zweck einer Mühle ist das Zerkleinern von grobem Material in ein feinkörniges Endprodukt , wobei die Grösse der gemahlenen Partikeln in vielen Fällen das entscheidende Qualitätsmerkmal und somit die Führungsgrösse des Mahlprozesses darstellt . In der Mühle wird das grobe Material meistens zwischen paarweise angeordneten Wal zen befördert , wobei die Wal zen eines Wal zenpaars mit einem gewissen Wal zenspalt beabstandet sind . Die Partikelgrösse des resultierenden Mahlguts ist abhängig von der Breite des Wal zenspalts und kann durch ein Zusammen- bzw . Auseinanderf ahren der Wal zen eingestellt werden . Neben der Breite des Wal zenspalts können auch die Umgebungstemperatur, die Temperatur der zu mahlenden Produkte , der in der Mühle herrschende Druck, die Luftfeuchtigkeit , die Feuchtigkeit der zu mahlenden Produkte , die Drehzahl der Wal zen, die Wal zentemperatur und die in der Mühle herrschenden Vibrationen einen Einfluss auf die Qualität des Mahlgutes haben oder Hinweise auf die Leistung der Mühle geben . Zur Gewährleistung der gleichbleibenden Qualität des Mahlgutes und der Leistung der Mühle ist es im Stand der Technik bekannt , diese Parameter während des Mahlvorgangs zu messen und an einen vorgegebenen Sollwert anzupassen . Zur Überwachung und Einstellung der Partikelgrösse wird typischerweise Mahlgut mithil fe einer Probeentnahmeschaufel aus der Mühle gezogen, die Probe wird anschliessend in einem externen Gerät analysiert und die Mühleinstellungen werden dann j e nach Messresultat angepasst . Die Probeentnahme stellt j edoch einen erheblichen sich wiederholenden Aufwand und Materialverlust dar und der durch die externe Messung verursachte Zeitverzug ermöglicht keine ef fi ziente Regelung und Steuerung der Mühleinstellungen . Gewisse Mühlenhersteller haben also automatische Messsysteme zur Bestimmung und Regulierung der Kraftverteilung zwischen den Wal zen entwickelt , um die Partikelgrösse während des Mahlvorgangs kontinuierlich anzupassen . Jedoch wird bei dieser Methode nicht direkt die Partikelgrösse gemessen, sondern es wird davon ausgegangen, dass sich die Kraft proportional zum Mahlgrad, d . h . zur Partikelgrösse , verhält . Dies mag für synthetische Produkte wohl der Fall zu sein, aber sicherlich nicht für Naturprodukte , die üblicherweise sehr uneinheitliche Eigenschaften aufweisen . So kann beispielsweise die Härte von Kaf feebohnen oder Wei zenkörnern j e nach Pflanzensorte , Anbauort , Anbaubedingungen und/oder Trocknungsverfahren stark variieren, und entsprechend variiert dann auch die Grösse der durch die Wal zen gemahlenen Partikeln, auch mit identischer Kräfteverteilung zwischen den Wal zen . Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe , ein Mahlverfahren und eine autonome Mühle bereitzustellen, welche eine automatische , dynamische und feine Einstellung der Partikelgrösse des Mahlguts während des Mahlprozesses ermöglicht .
Diese Aufgabe löst eine autonome Mühle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Mahlverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 . Weitere Merkmale und Aus führungsbeispiele gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert .
Die Zeichnungen zeigen :
Figur la Schematische Darstellung der erfindungsgemässen Mühle , Seitenansicht im Schnitt
Figur 1b Detailansicht des Wal zenspaltes eines
Wal zenpaars , Seitenansicht im Schnitt
Figur 1c Detailansicht des Wal zenspaltes eines
Wal zenpaars , Ansicht von unten
Figuren 2a-b Schematische Darstellungen von Aus führungsvarianten der erfindungsgemässen Mühle , Seitenansichten im Schnitt Die Figuren stellen mögliche Aus führungsbeispiele dar, welche in der nachfolgenden Beschreibung erläutert werden .
In der einfachsten Aus führungsvariante der Erfindung umfasst die autonome Mühle einen Einlauf 1 für zu mahlende Produkte P, mindestens ein Mahlwerk 2 , einen Auslauf 3 für das Mahlgut M, mindestens eine Partikelmesssonde 4 , eine Steuereinheit und Mittel zur Einstellung des Mahlwerks 2 ( Figuren la-b ) . Die mindestens eine Partikelmesssonde 4 wird im Mahlwerk 2 oder zwischen dem Mahlwerk 2 und dem Auslauf 3 angeordnet und misst regelmässig die Grössen der daran vorbeilaufenden Partikeln . Die ermittelten Grössen werden an die Steuereinheit weitergeleitet , welche mit diesen Messwerten eine Grössenverteilung bestimmt . Aufgrund dieser Informationen werden die Mittel zur Einstellung des Mahlwerks 2 angesteuert . Die Mittel zur Einstellung des Mahlwerks 2 umfassen beispielsweise Antriebe , mit welchen die Einstellungen des Mahlwerks 2 geändert werden können . Vorzugsweise ist in der Steuereinheit ein Sollwert oder Vergleichswert für die gewünschte Grössenverteilung der Partikeln des Mahlguts M hinterlegt und die gemessene Grössenverteilung der Partikeln wird mit diesen Angaben verglichen . Stimmt die ermittelte Grössenverteilung nicht mit dem gewünschten Wert überein, werden die Einstellungen des Mahlwerkes 2 entsprechend angepasst . Die Informationen zur Anpassung der Einstellungen sind entweder in Abhängigkeit der vorhandenen Messwerte als vordefinierte Werte oder als Erfahrungswerte hinterlegt, oder die Einstellungen werden mittels Trial and Error Methode verändert , bis die gewünschte Grössenverteilung der Partikeln erreicht ist . Die Ermittlung der Grössenverteilung der gemahlenen Partikeln durch die Partikelmesssonde 4 und die entsprechende Anpassung der Einstellungen des Mahlwerkes 2 erfolgt vorzugsweise laufend, automatisch und in Echtzeit während des Mahlprozesses . Diese Regelung ermöglicht die sofortige Reaktion auf Änderungen der Partikelgrösse ohne manuelle oder fremde Einwirkung, um eine gleichbleibende Ausgangsqualität j ederzeit sicherzustellen .
In der bevorzugten Aus führungsvariante der Erfindung umfasst das Mahlwerk 2 mindestens ein Paar Wal zen 21 , die mit einem gewissen Wal zenspalt 22 beabstandet sind ( Figur 1b ) . Während des Mahlprozesses rotieren die Wal zen 21 gegeneinander, so dass das zu mahlende Produkt P durch den Wal zenspalt 22 befördert und in kleinere Partikeln zermahlen wird . Die Partikelmesssonde 4 wird nach dem Wal zenpaar 21 angeordnet und ermittelt die Grössenverteilung der resultierenden Partikeln . Da die Grösse der Partikeln eine steigende Funktion der Breite des Wal zenspalts 22 ist , wird die Breite des Wal zenspalts 22 j e nach der gemessenen Grössenverteilung der gemahlenen Partikeln durch die Steuereinheit dynamisch angepasst : Sind die Partikeln zu gross , werden die Wal zen 21 zusammengefahren und der Wal zenspalt 22 wird schmaler - sind die Partikeln zu klein, werden die Wal zen 21 auseinander gefahren und der Wal zenspalt 22 wird breiter . Die Mittel zur Einstellung des Mahlwerks 2 dienen dem Zusammen- und Auseinanderf ahren der Wal zen 21 und werden durch die Steuereinheit gesteuert . Zur Kontrolle der Bewegung der Wal zen 21 relativ zueinander und der Breite des Wal zenspaltes 22 kann eine Messeinheit vorgesehen werden, die entweder direkt die Breite des Wal zenspaltes 22 oder die Position der Drehachse j eder Wal ze 21 misst .
Aufgrund von Verschleiss oder Verschmutzung der Wal zen kann es zu einer Ungleichheit der Breite des Wal zenspalts 22 entlang der Wal zen 21 kommen, was zu einer uneinheitlichen Partikelgrösse des Mahlguts M führt . In einer vorteilhaften Aus führungsvariante der Erfindung sind daher mehrere Partikelmesssonden 4 entlang des Wal zenspaltes 22 angeordnet ( Figur 1c ) . Falls zu grosse Abweichungen der Partikelgrösse durch die Partikelmesssonden 4 entlang des Wal zenspaltes 22 festgestellt werden, kann mit den Mitteln zur Einstellung des Mahlwerks 2 die Ausrichtung der Wal zen 21 relativ zueinander automatisch angepasst werden, um den ungleichen Wal zenspalt 22 zu korrigieren .
Von Vorteil ist es , wenn das Mahlwerk 2 mehrere Paare Wal zen 21 aufweist , durch welche das zu mahlende Produkt P mehrmals und in immer feinere Partikeln zermahlen wird ( Figur la ) . Die mehreren Wal zenpaare können beispielsweise nacheinander oder übereinander angeordnet werden, damit das zu mahlende Produkt von einem Wal zenpaar zum nächsten Wal zenpaar gelangt . In diesem Fall kann die Mühle mit einer Partikelmesssonde 4 nach j edem Paar Wal zen 21 versehen werden, zur Kontrolle der Partikelgrösse und Justierung j edes einzelnen Wal zenpaars 21 ( Figur 2a ) . In einer einfachen Aus führungsvariante der Mühle kann auch eine einzige Partikelmesssonde 4 nach dem letzten Wal zenpaar 21 oder im Auslauf 3 oder zwischen dem Mahlwerk 2 und dem Auslauf 3 angeordnet werden ( Figur 2b ) . Es ist damit zu rechnen, dass das gemahlene Endprodukt M durch die verschiedenen Paare Wal zen 21 oder durch dazwischen angeordnete Förderer bereits genügend vermischt wird, so dass diese einzige Partikelmesssonde 4 repräsentative Messungen ermitteln kann .
In einer möglichen Aus führungsvariante ist die Mühle mit einer Absaugvorrichtung versehen, welche Partikelproben, mittels Partikelentnahmevorrichtungen, abwechslungsweise an mehreren verschiedenen Stellen des Mahlwerks 2 entnehmen und diese zu einer einzigen Partikelmesssonde 4 befördern kann . Dies ermöglicht die Kontrolle der Partikelgrösse am mehreren Stellen des Mahlwerks 2 und die Justierung j edes Wal zenpaars 21 , ohne dass mehrere Partikelmesssonden 4 in der Mühle eingebaut werden müssen .
Zusätzlich zur Partikelgrösse können während des Mahlprozesses auch noch weitere Parameter gemessen und gesteuert werden, die für die Qualität des Mahlguts M relevant sind :
• Temperatur : Die Temperatur der zu mahlenden Produkte P kann mittels einer Temperatursonde im Einlauf 1 überwacht werden . Falls nötig, kann eine Vorkonditionierung der zu mahlenden Produkte P vorgesehen werden, um diese auf eine bestimmte Temperatur zu bringen, bevor sie zum Mahlwerk 2 gelangen . Mit der Vorkonditionierung wird sichergestellt , das im Mahlwerk 2 keine qualitätsrelevante Abweichung der Temperatur des Mahlguts stattfindet . Die Temperatur des Mahlguts kann auch während des Mahlprozesses im Mahlwerk 2 oder im Ablauf 3 überwacht werden . Gesteuerte Hei z- oder Kühlmittel können vorgesehen werden, um die Temperatur des Mahlguts um einen vorbestimmten Sollwert zu halten . Entsprechendes gilt natürlich auch für die Umgebungstemperatur, welche ebenfalls möglichst einheitlich gehalten werden sollte .
Druck im Mahlwerk 2 : Der Druck im Mahlwerk 2 kann j e nach verarbeitetem Produkt P variieren und während des
Mahlprozesses steigen, wenn eine Ausgasung des Mahlgutes stattfindet . Der im Mahlwerk 2 herrschende Druck kann also überwacht werden und eine gesteuerte Luftabsaugung oder eine externe Luft Zuführung können für gleichbleibende Druckverhältnisse um einen vorbestimmten Sollwert sorgen .
• Feuchtigkeit : Die Feuchtigkeit der zu mahlenden Produkte P kann mittels einer Feuchtigkeitssonde im Einlauf 1 überwacht werden . Falls nötig, kann eine Vorkonditionierung der zu mahlenden Produkte P vorgesehen werden, um diese auf eine bestimmte Feuchtigkeit zu bringen, bevor sie zum Mahlwerk 2 gelangen . Mit der Vorkonditionierung wird sichergestellt , dass im Mahlwerk 2 keine qualitätsrelevante Abweichung der Feuchtigkeit des Mahlguts stattfindet . Die Feuchtigkeit des Mahlguts kann auch während des Mahlprozesses im Mahlwerk 2 oder im Ablauf 3 überwacht werden . Gesteuerte Befeuchtungsoder Trocknungsmittel können vorgesehen werden, um die Feuchtigkeit des Mahlguts um einen vorbestimmten Sollwert zu halten . Die Luftfeuchtigkeit im Innenraum der Mühle , sowie ausserhalb kann ebenfalls entsprechend kontrolliert und möglichst stabil gehalten werden . In vorteilhaften Aus führungsvarianten der Mühle werden auch Parameter überwacht , die Hinweise auf die Leistung der Mühle geben :
• Stromverbrauch der Wal zenmotore : Ändert sich der Stromverbrauch eines Wal zenmotors bei gleichbleibendem Produkt , kann von einer Verschmutzung oder Verschleiss der Wal ze 21 ausgegangen werden, weil die Reibungskraft zunimmt .
• Vibrationen und Wal zentemperatur : Ändern sich die Vibrationen oder die Temperatur der Wal zen oder die Temperatur der Wal zenkühlmittel flüssigkeit bei gleichem Produkt langsam und stetig, kann von einer schlechten Produktqualität oder von verschmutzen Wal zen ausgegangen werden . Eine Erwärmung ist meistens auf eine schlechtere Wärmeableitung aufgrund von Schmutz zurückzuführen .
Durch die Überwachung eines oder mehrerer dieser Parameter können Defekte frühzeitig erkannt und die nötige Reparatur des Mahlwerks 2 rechtzeitig geplant oder der ideale Zeitpunkt einer Wal zenreinigung oder einem Ersatz der Wal zen errechnet werden .
Eine Verschmutzung der Wal zen kann bis zu einem gewissen Mass durch die Wal zenspaltenregulierung kompensiert werden .
Aufgrund von Verschleiss oder Verschmutzung kann es zu einer allmählichen Veränderung des Sollwertes kommen .
Solche Änderungen werden vom System erkannt und als neue
Sollwerte direkt nach Ende des Prozesses in der
Steuereinheit hinterlegt .
In einer Aus führungsvariante der Erfindung ist die Mühle mit einem automatischen Wal zenreinigungssystem versehen, das durch die Steuereinheit automatisch aktiviert und gesteuert wird, wenn eine Verschmutzung der Wal zen 21 detektiert wird .
Zu bestimmten Zeitpunkten muss dennoch eine Wal zengrundreinigung oder eine Wal zenersatz vorgenommen werden . Dazu müssen die Wal zen ausgebaut , gereinigt bzw . ersetzt und wieder eingebaut werden . Anschliessend werden die Abstände der Wal zen neu ref erenziert . Im Ideal fall kann für die Referenzeinstellung auf einen Erfahrungswert nach der Reinigung oder dem Ersatz der Wal zen zurückgegri f fen werden . In gewissen Fällen müssen die Wal zen mit einem Testlauf neu geeicht werden . Nach einer durchgeführten Wartung oder Reinigung an der Anlage werden die ursprünglichen Sollwerte wiederhergestellt .
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass vor dem Mahlprozess ein Rezept zusammengefasst wird, in welchem ein oder mehrere der oben erwähnten Parameter, darunter mindestens die gewünschte Grössenverteilung der gemahlenen Partikeln, als Sollwert festgelegt werden . Von Vorteil ist es , wenn für j eden Parameter neben dem Sollwert auch rezeptspezi fische Toleranzen definiert werden . Während des Mahlprozesses werden diese Parameter gemessen und durch die Steuereinheit mit dem festgelegten Sollwert gemäss Rezept verglichen . Befinden sich alle gemessenen Werte im gewünschten Bereich, kann davon ausgegangen werden, dass das Mahlgut M mit gewünschter und konstanter Qualität erzeugt wird . Falls die gemessenen Werte nicht den festgelegten Sollwerten entsprechen, werden die Einstellungen des Mahlwerks 2 durch die Steuereinheit mithil fe der Mittel zur Einstellung des Mahlwerks 2 angepasst . Die Ermittlung der Grössenverteilung der gemahlenen Partikeln durch die Partikelmesssonde 4 und die entsprechende Anpassung der Einstellungen des Mahlwerkes 2 erfolgt vorzugsweise laufend, automatisch und in Echtzeit während des Mahlprozesses .
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante gibt die Mühle während des Mahlprozesses ein Signal aus , welches die gemessenen Werte enthält oder einen Alarm auslöst , wenn die gemessenen Werte nicht den gewünschten Sollwerten entsprechen . Dieses Signal kann beispielsweise ein visuelles Signal sein, das auf einem Bildschirm angezeigt wird . Dieses Signal kann auch akustisch sein, insbesondere wenn es als Alarm dient . Das Signal kann auch elektrisch oder elektromagnetisch sein und mittels eines Kabels oder kabellos an ein separates elektronisches Gerät gesandt werden, beispielsweise an eine zentrale Kontrolleinheit . Zur Eingabe der zu überwachenden Parameter und der entsprechenden Sollwerte und Toleranzen kann die Mühle mit einer Benutzeroberfläche versehen werden, und/oder sie kann ein elektrisches oder elektromagnetisches Signal eines separaten elektronischen Geräts entgegennehmen, das die Parameter, Sollwerte und Toleranzen enthält .
Von Vorteil ist es , wenn gewisse oder sämtliche gemessenen Werte während des Mahlprozesses in einer Datenbank gespeichert und zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden . Anhand der gesammelten Daten können Prozesse j ederzeit nachträglich oder live analysiert werden . Dies ermöglicht eine lückenlose Prozessverfolgung und Kontrolle, sowie eine präzisere Festlegung von Sollwerten .
Von Vorteil ist es , wenn die zu mahlenden Produkte P entweder vorgewogen und dosiert werden oder der Einlauf 1 kann mit einer Inlinemengenmessung versehen werden .
Zusammenfassend werden eine neue Mühle und ein neues Mahlverfahren vorgestellt , die erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweisen :
Die Mühle funktioniert praktisch ohne menschliches Eingrei fen;
• Sämtliche Abweichungen der qualitätsrelevanten Prozessparameter werden umgehend erkannt und direkt behoben oder gemeldet ; • Die Messung der Partikelgrösse erfolgt in einem geschlossenen System, ohne Verluste oder Risiken durch unnötige Probeentnahmen;
• Die Mühle sorgt für gleichbleibende Qualität dank unverzüglicher Korrektur der qualitätsrelevanten Parameter bei Abweichung vom festgelegten Sollwert .
Dadurch können selbst Naturprodukte kontrolliert und gleichbleibend gemahlen werden;
• Stillstände während des Prozesses sind dank der zahlreichen Überwachungen und Datenpunkte praktisch ausgeschlossen;
• Die Mühle kann mit einer künstlichen Intelligenz versehen werden, die aufgrund der gemessenen Parameter durch Machine Learning Wartungsbedürfnisse anti zipiert und zum idealen Zeitpunkt planen kann .

Claims

Patentansprüche
1. Mühle umfassend einen Einlauf (1) für zu mahlende Produkte (P) , mindestens ein Mahlwerk (2) , einen Auslauf
(3) für das Mahlgut (M) , mindestens eine Partikelmesssonde
(4) zur Ermittlung der Grössen der daran vorbeilaufenden Partikeln, eine Steuereinheit und Mittel zur Einstellung des Mahlwerks (2) , wobei die mindestens eine Partikelmesssonde (4) oder eine Partikelentnahmevorrichtung, welche über eine Absaugvorrichtung mit der Partikelmessonde (4) verbunden ist, im Mahlwerk (2) oder zwischen dem Mahlwerk (2) und dem Auslauf (3) angeordnet ist, und die Steuereinheit zur Steuerung der Mittel zur Einstellung des Mahlwerks (2) aufgrund von Informationen aus der mindestens einen Partikelmesssonde, insbesondere einer aufgrund von mehreren Messungen ermittelten Grössenverteilung, geeignet ist.
2. Mühle gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit ein Sollwert für die gewünschte Grössenverteilung der Partikeln des Mahlguts (M) hinterlegt ist und die Steuereinheit zum Vergleich der gemessenen Grössenverteilung der Partikeln mit diesem Sollwert geeignet ist.
3. Mühle gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerk (2) mindestens ein Paar Walzen (21) umfasst, die mit einem Walzenspalt (22) beabstandet sind.
4. Mühle gemäss Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Partikelmesssonden (4) entlang des Walzenspaltes (22) angeordnet sind.
5. Mühle gemäss Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlwerk (2) mehrere Paare Walzen (21) aufweist.
6. Mühle gemäss Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Mühle eine einzige Partikelmesssonde (4) aufweist, die nach dem letzten Walzenpaar (21) oder im Auslauf (3) oder zwischen dem Mahlwerk (2) und dem Auslauf (3) angeordnet ist .
7. Mühle gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Mühle mehrere Partikelentnahmevorrichtungen an mehreren Stellen des Mahlwerks (2) aufweist, wobei durch die Absaugvorrichtung Partikelproben abwechslungsweise an diesen mehreren Stellen des Mahlwerks (2) entnehmbar sind und zu einer einzigen Partikelmesssonde 4 beförderbar sind.
8 . Mahlverfahren mit der Mühle gemäss Anspruch 1 , gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte :
• zuerst wird ein Rezept zusammengefasst , in welchem mindestens die gewünschte Grössenverteilung der Partikeln des Mahlgutes (M) als Sollwert festgelegt wird;
• während des Mahlprozesses wird die Grössenverteilung der Partikeln des Mahlgutes (M) gemessen und durch die Steuereinheit mit dem festgelegten Sollwert gemäss Rezept verglichen;
• entspricht die gemessene Grössenverteilung der Partikeln des Mahlgutes (M) nicht dem festgelegten Sollwert , werden die Einstellungen des Mahlwerks 2 durch die Steuereinheit mithil fe der Mittel zur Einstellung des Mahlwerks 2 angepasst .
9 . Mahlverfahren gemäss Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass :
• das Rezept neben einem Sollwert für die Grössenverteilung der Partikeln auch Sollwerte für einen oder mehrere der folgenden Parameter enthält : Umgebungstermperatur ; Temperatur der zu mahlenden Produkte ( P ) ; Temperatur des Mahlgutes (M) ;
Feuchtigkeit der zu mahlenden Produkte ( P ) ; Feuchtigkeit des Mahlgutes (M) ; Luftfeuchtigkeit;
Druck im Mahlwerk (2) ; Stromverbrauch der Walzenmotore; Vibrationen des Mahlwerks (2) ; Temperatur der Walzen (21) ; • während des Mahlprozesses wird ein oder mehrere dieser
Parameter gemessen und durch die Steuereinheit mit dem festgelegten Sollwert gemäss Rezept verglichen.
10. Mahlverfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Überwachung des Stromverbrauchs der Walzenmotore und/oder der Vibrationen des Mahlwerks (2) und/oder der Temperatur der Walzen (21) eine Verschmutzung oder ein Defekt des Mahlwerks (2) erkannt wird.
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