JPH03500208A - 製造物パラメータのオンライン検出のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 製造物パラメータのオンライン検出のための方法及び装置 本発明は搬送導管中を連続的に流れる製造物流動の２つまたはそれ以上の製造物 パラメータのオンライン検出のための方法及び装置に関する。

食物及び飼料の工業的加工は今日製造ラインの自動化率の工場のための強い要請 下にある。

技術水準は３つの条件によって特徴づけられる。

第１に製造物パラメータの連続的監視のために益々迅速かつ正確な労働分析装置 が使用される。これらの装置はその内部構造が、これら自体が最良に形成れた食 物化学者によっては最早理解されることができない程複雑化している。しかし他 方では装置の取扱は、誰しも特別な専門教育なしにこれらを許容できる程度に操 作することができる程度に簡゛単化されている。

第２には測定装置の構造における最も新しい進歩は特に装置全体の達成された強 靭性のためもあり、装置を製造プロセスのラフな条件において多く使用すること が行われる。

第３の点はいわば従来公知の開発全体の主要な弱点を集積する０食物化学者及び 実験助手並びに製粉業者全ての専門教育はその都度判断されるべき製造物量にと って代表的な小さい材料サンプルの取り出しの問題について常に大きな比重をも っている。典型的な構成は大抵容器、タンク、サイロ等中に入っている製造物量 、多かれ少なかれ流動する製造物流動から製造物サンプルの取り出しに著しく集 中している。

多（の製造物パラメータは食物では人によるセンサによって監視され、その際疑 いがある場合にサンプル取り出しが所望の結果が得られるまで繰り返され、この ことは直接製造ライン自体において行われる０本発明は、この部分がそのまま保 持され、少なくとも排除されるべきではないということから出発する。これに対 して、既に長い間装置により監視されたパラメータの大部分は時間的及び空間的 に製造から分離されて別に存在する実験室内で行われる。

自動化率の向上はそれによって著しく阻害される。

多くの場合、正しい調整を実施すること、即ち個所の前で測定しかつ直ちに生産 を修正することは不可能である。

本発明の目的は、実験室で測定される製造物パラメータが製造ライン自体におい てオンラインで検出することにあり、その際本発明の主要課題は、少な（とも２ つの製造物パラメータが同時に又は少な（とも同一の製造物試料から、製造物流 動を敏寥に阻害されることなしに測定することにある。装置的な実験工学は、こ の方法で加工品質の品質特性の安定の同時の向上の際に自動化の有効な向上を達 成するために、製造装置自体に設置されるべきである。

本発明による解決は、製造物搬送導管の部分が計量要素上に支持され、底閉鎖部 を有する容器内に形成され、容器内には試料取り出し器が組み込まれており、そ の際試料取り出し器は、製造物流動の方向又は試料取り出し器の方向において選 択的に開放可能であることにある。

先ず本発明は、従来の全ての研究では、正しい問題解決によれば問題解決は例外 なしに常に単一の全く特別な課題設定の瞬間角度から出発しており、その結果そ れぞれ相応して多（の特別な装置が開発されなければならないという認識を有す る。しかし本発明は、多くのファクタが相互作用するのみならず、これらが相互 に助成する傾向について知ることも測定結果の改良に役立つことから出発する。

ばらもの材料の計量のためにばらもの材料は計量容器中に堆積される。そして試 料が堆積中から取り出されると、最小可能な取り出しが行われる。管中に緩（落 下する製造物流動から何れかの個所で特別の逆流なしに製造物サンプルが集めら れる場合に、サンプル組成の大きな偏倚が生じることが知られている。更に製造 物品質が検出される製造ラインの底に中立個所があり、その隙間−の個所での自 動化の向上のために大抵挿入量も検出されるべきである。自動的に作動する製粉 運転装置は製造物挿入量の監視のために非常に高い精度を要求する、そのわけは 例えば５００　トンの一日の挿入量では±１％の偏倚が既に±５トンの差を意味 するからである（計量精度）。

多くの測定方法、例えば製造物湿度の容量的検出のために、ばらもの材料は均一 なばらもの材料密度にされるのみならず、ばらもの材料密度が測定される。この ためにも秤類似のシステムが使用される。

赤外線による蛋白質測定のために再生可能なばらもの材料密度かつ（られねばな らず、このことは測定結果の充分な再生可能性を得るために同様に機械的な追加 装置によって行われる。

これに対して本発明は最も簡単な手段、即ち装置によって必要な基本的条件、即 ち溜の形成、均一な密度、堰止めされた製造物流動からの試料取り出しの均等性 等を創造することを可能にする。得られた試料から第２の又は各々任意の他の測 定値が検出されることができ、このことは組み込まれた試料取り出し器を備えた 計量器の中心部によって行われる。

多くの場合、この方法で全ての測定が、各追加の測定のために高さに渡って分配 された他の製造物取り出し部分を必要とする公知の解決に対して水平面内におい て実施される。実際に製造物落下管では自由な高さには充分には存在せず、その 結果測定装置の後からの組み込みでは特に測定装置は製造物サンプルの取り出し に関して非常に問題の多い個所に組み込まれなければならなかった。

物パラメータが測定され、製造物パラメータから計量された製造物サンプルが選 び出される。しかしそれによって追加の根本的なサンプル取り出し調整がいわば コストをかけずに充足される。多くの量（にｇ）の代表的な試料が製造物から得 られかつそれから実験サンプルが引き出される。他の無視できない利点は、各地 の製造物パラメータが所定の挿入量に対して明確な関係にあることにある０例え ば穀物は１３．５％の湿度と１４％の蛋白質含有量を有しかつこれに属する瞬間 的挿入量は３５０℃の製造物温度で４２トン／時間であった。そのような関係は 、製造物の瞬間的な品質又は工作機械の必要な修正についての同時に正しい帰納 的推論を可能とする。

次に示すように、本発明は一連の追加の全く特別な有利な構成をも可能にする。

試料取り出し器は好ましくは何方に、少なくとも容器の高さ寸法の実質的な部分 に渡って配設されている。それによって試料は層範囲全体から、充填の間に生ず る試料取り出し高さに渡る材料から形成される。試料自体は容器の充填の相応し た時間に渡る混合物である。

最も簡単な解決は、試料取り出し器がシェル半休から形成されており、シェルは 選択的に開放した又は閉鎖した個所において製造物流動にもたらすことができる ことにある。開放した個所において製造物流動は試料取り出し器を貫流しかつ自 浄機能を生ずる。

他の構成では測定装置は試料取り出し器に付設されており、その際測定装置は容 器と固着されることができ、即ちその都度−緒に計量され又は計量技術的に分離 されることができる。特に試料自体から最小の試料が製造されなければならない 場合に、好ましくは試料取り出し器は閉鎖可能な開口を介して試料排出導管又は 計量技術的に分離された試料受容装置と連結され、その際試料受容装置は追加の 試料分配器を有することができる。

製造物流動のための試料の代表性に関する試料の特別に高い均一性が必要とされ る場合、試料取り出し器は容器の傾斜した側壁に配設されている。この方法で容 器高さに渡って貯蔵された種々の製造動部分が集められるのみならず、内方から 外方へ種々の横断面地帯も試料形成に関与される。

更に試料取り出し器に搬送スクリューから成ることができかつ場合によっては計 量容器上に支持されることができる機械的な強制的な最小試料取り出し装置を付 設することが可能である。

流動的であるが、しかしさらさらとはしていない粉のような製造物を考慮して、 試料取り出し器は好ましくは製造物流動の方向において並びに閉鎖された個所に おいて製造物流動に対して垂直な面要素のみを有し又は、容器中の製造物流動に おいて阻止されずにかつ容器からの製造物の流通の間自浄されるように急峻であ る。

試料取り出し器が回転運動可能である場合には、特別に合理的であり、その際試 料は製造物流動から分離された位置においてかつ測定後試料流動中に分離された 位置においてかつ測定後試料流動中にもどされることができる。

本発明は更に製造物流動の挿入量の検出のためにそれ自体公知の方法で貫流針量 容器中に堰き止められかつ溜から計量容器中への挿入量の測定の間に又は測定の 直後に機械的に製造物試料が取り出されかつ第２の又は他の製造物パラメータの 検出のために製造物流動から分離可能であることによって特徴つけられる連続的 なばらもの材料流動の２つまたはそれ以上の製造物パラメータのオンライン検出 のための方法に関する。

その際計量は伝統的な方法で、容器の充填、供給の閉鎖及び短い休止後に内容の 計量によって行われる。容器内容の排出の直前にこの場合製遺物試料は分離され た。

しかし第２の場合挿入物は充填の間も計量要素によって検出されかつ計量容器中 の充分な充填状態の達成後に製造物試料が分離されることができる。この場合計 量過程は基本的に阻害されない、そのわけは分離された製造物試料も計量された 容器内容物であるからである。

しかし製造物流動が計量容器中において短時間にストツブされかつ試料のみ及び 残りの計量容器内容の時間的に分離された排出によってばらもの材料の密度が検 出される、そのわけはは製造物取り出し器の容積は一定であるからである。

本発明による方法は非常に多数の方法う可能にする。試料から湿度及び又はたい ばつ室含有量及び又は輝度及び又は灰含有量及び又は粒度等が測定されることが できる。

次に本発明を実施例に基づいて詳しく説明する。

第１図は原理の横断面図、第２図は試料分割器の拡大図、第３ａ図、第３ｂ図、 第３ｃ図は試料取り出し器のシェル半休の３つの回転位置における第１図の■− ■線に沿う断面図、第４ａ図、第４ｂ図、第４ｃ図はそれぞれ異なる試料処理部 を備えた相異なる３つの測定個所を示す図、第５ａ図、第５ｂ図、第５ｃ図は測 定値検出のための２つのステップ、そして第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ図はいわ ゆるネガテブ計量部を備えた本発明の適用を示す図である。

第１図、第２図及び第３図を順に参照する。装置は供給管１、計量部分２並びに 排出管３とから成る、計量部分２は正しい計量器として形成されておりその際計 量容器４は電子的重量測定値記録部５上に支持されておりかつ底閉鎖キャンプ６ を有する。計量容器４は可撓性のカラ一部７を介して位置固定の装置部分から計 量技術的に分離されている。

装置の全機能は相応してプログラム可能なコンピュータ８によって制御される０ 本発明の固有の核心は、計量部分２が同時に試料収容の機能又は試料測定のため の装置１０を存することにある。この装置１０は測定技術的に計量部分と完全に −ユニ７）であり得る。中心的思想は、このことが部分的には通常のプラクシス のように、簡単に試料が計量されるばかりでなく、計量装置が主製造物流動のた めの主製造物導管の部分として設けられており、その結果真のオンライン検出が 挿入量の計量精度を以て決定可能であり、そして同様な装置によって他のパラメ ータ、例えばばらもの材料密度、湿度、蛋白質含有量、灰含有量、粒度分析等が 製造物流動からの代表的な測定試料の形成によって決定可能である。その際落下 する製造物流動の正しい計量に必要な溜が試料準備のために利用される。ユニの 場合に、計量容器中の製造物分解物の付着を回避するために、計量容器４の入口 範囲に渡ってそれ自体公知の流動体、いわゆる拡散皿１１を設けることが必要で ある。同様に、少なくとも計量器の校正のために入口スライダ９を設けることが 有利で有り得る。

試料採取のための装置１０は第２図中拡大して示されている。その際図示の実施 例は計量容器４の側方に凹部１２を有しく第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図）、そ の際外方へ向かって拡張された室１３（水平ハンチングを施された）は相応した 半円状の壁拡張部１４によって形成されている。壁拡大部と形状同一に室１３中 にシェル半体１５が位置し、シェルは垂直軸線のまわりに回動可能である。第３ ａ図は計量容器４に向かって開いた位置におけるシェル半休を示す、計量容器４ は水平−垂直ハツチングを施された室１３だけ拡張されている。室１３は位置第 ３ａ図において同様に測定物を充填される。室１３中に測定物が充填されると、 シェル半体１５の回動によって測定試料がいわば切断される（第３ｂ図）、シェ ル半体１５が１８０１回動された後に（第３Ｃ図）、それによって計量容器４中 に位置する材料の前方の部分は測定試料室中に分離される（垂直及び斜めのハツ チングを施されている）、安全な機能のために、第２図において認められるよう に、試料室は計量容器内に向かって延在し、計量容器４の剛固な壁部分を形成す る対抗シェル半体１７によって形成される。シェル半体１５はここでは上方及び 下方へそれぞれ１つの円錐状の端１８又は１９を有するが、これは第３ａ図、第 ３ｂ図及び第３Ｃ図に示されるように、個々にかつ独立して垂直軸線のまわりを 回動可能である。試料室１６は試料排出ダクト２２に解放され又は閉鎖されるこ とができ、その際会ての運動機能は共通のコンピュータ８によって相応した伝導 手段を介して調整可能又は制御可能である。非常に分解の傾向の強い取扱難い製 造物では試料取り出しのための装置が取りつけられている容器壁部分は斜めに位 置する。計量容器４が同時に下方へ収縮している場合、斜めに位置する試料取り 出し器によって横断面に渡っても大きな範囲に渡って試料用製造物が取り出され る。軸線２０は同様に斜めである。

第４ａ図〜第４ｃ図は本発明による機能方法の３つの可能な基本位置について示 す、第４ａ図において装置全体は測定部なしに自由に貫流され同時に洗浄される 。その際勿論計量装置は例えば国際出願−０８５／　０１５７７又は国際出願− ０８５／　０５８７５に従って形成され、その際両前記明細書を併合したものが 本発明である、国際出願ＷＯ３６１０５８７５は計量容器中に一定の流動が保持 されるが、それは溜によって計量容器４中に保持される。第４ｂ図に示す第２の 基本位置から認められるようにここでは運動する落下製遺物流動からサンプル取 り出しが行われる。このために特別に形成された出口キャップ３０が計量信号を 介してそれぞれ正しい位置にもたらされる。充填状態を高めようとすれば、下方 での流下は上方での流下よりも小さくされなければならない、充填状態を低下さ せようとすれば走行は反転されなければならない、それによって同時に計量信号 の発生に伴って他の製造物パラメータの測定のための試料が製造される０例えば 赤外線、容量測定装置又はマイクロ波による例えば湿度又は蛋白質含有量の決定 のための測定装置３１は直接計量容器の壁部分に付設され又は底に固定されて計 量が行われることができる。しかし更に追加的に又は択一的に計量装置の測定装 置３２を付設することが可能であり、例えばこのことは特に、粒度分析がオンラ インで行われるべき場合又は測定装置で小さい試料が処理されることができる場 合に該当する。

このために、試料搬出ダクト２２が一緒に計量されない分離された小さい試料の 分割器３３に通じる場合に有利である。小さい試料分割器３３からこの方法で主 製造物流動に関して１％又は１％０又はもっと小さい試料が製造されることがで きる。小さい試料分割器３３は公知の方法で構成されかつスクリュー３８の形の 試料取り出し器によって形成されている。この解決は粉のような流動性があるが さらさらしていない製造物に好適である。第４ａ図による実施形態は前もって穀 類粒又は細粒状の製造物のために特定されている。測定後試料は戻りダクト３４ 又は３５を経て主流動に戻される。

第４ｃ図は装置の位置を示し、装置では他のパラメータの測定のための試料は分 離され、その際分離は測定が終了するまでの間正しく保持される。主製造物流動 は全装置を通して阻止されずに流れることができる。矢印３６によって、測定装 置３１が例えば測定過程のためにのみ試料室１６に対して動かされることができ ることを示す、試料分配器３７を介して他の目的、例えば品質監視、製造物サン プルの貯蔵のため、万一の場合の後の検査のために各任意の試料量が完全に排出 されることができる。

第５ａ図は捕捉された試料、第５ｂ図は試料製遺物流動中の試料の直接の戻し案 内を示す。

第６ａ図〜第６ｃ図において本発明の他の興味ある使用着想が示される。いわゆ るネガテブ計量である。

充填された計量容器（第６ａ図）では挿入スライダ９が閉鎖される。計量は流入 する製造物流動から最早阻害されない、出口スライダ６は同様に閉鎖されている 。この状態において材料の全量（風袋÷材料）が計量される（第６ａ図）。それ から測定試料（第６ｂ図）が排出され、そのためにスライダ２１が開く、後に残 る重量が、即ち計量容器÷測定試料を除く内容物が計量される。それから底出口 ６が開放され、全ての製造物が排出されそして空の計量部分（風袋）が計量され る。それから試料重量＝　６ａ−６ｂが決定され、そして試料重量から試料のば らもの材料密度が計算され、このことは例えば容量又はマイクロ波測定の、多（ の正確な測定中間部材決定のために重要である。

特表平３−５００２０８（６） 国際調査報告 国際ｙＪ査報告 ＣＭ　８９０００７６ Ｓ＾　２１ｉ１０６

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．搬送導管中を連続的に流動する製造物流動の２つ又はそれ以上の製造物パラ メータのオンライン検出のための装置において、 製造物搬送導管の部分は計量要素上に支持された、底閉鎖部を有する容器として 形成されており、容器内には試料取り出し器が組み込まれており、その際試料取 り出し器は流下する製造物流動の方向に又は試料取り出しのための製造物流動の 方向と反対方向に選択的に開放可能であることを特徴とする前記装置。
2. ２．試料取り出し器が側方に、少なくとも容器の高さ寸法の実質的部分に渡って 配設されている、請求項１記載の装置。
3. ３．試料取り出し器が製造物流動に対して選択的に開放状態又は閉鎖状態にもた らされることができる２つのシェル半体から形成されている、請求項１又は２記 載の装置。
4. ４．測定装置が直接試料取り出し器に付設されている、請求項１から３までのう ちのいずれか−記載の装置。
5. ５．試料取り出し器が閉鎖可能な開口を介して分離された試料排出導管又は計量 技術的に分離された試料受容装置と連結している、請求項１から４までのうちの いずれか−記載の装置。
6. ６．試料受容装置が追加の試料分割器を有する、請求項５記載の装置。
7. ７．容器が試料取り出し器が配設されている、傾斜した側壁を有する、請求項１ から６までのうちのいずれか−記載の装置。
8. ８．試料取り出し器に機械的な強制的最小試料取り出し装置が付設されている、 請求項１から７までのうちのいずれか−記載の装置。
9. ９．強制的最小試料取り出し装置が搬送スクリューである、請求項８記載の装置 。
10. １０．強制的最小試料取り出し装置が計量容器上に支持されている、請求項８又 は９記載の装置。
11. １１．試料取り出し器が製造物流動の方向に閉鎖されまた開放された状態におい て製造物流動に対して垂直である平面要素を有し、又は容器中の製造物流動を阻 止しない程の勾配を有し、一方容器からの製造物の流出で自動的に洗浄される、 請求項１から１０までのうちのいずれか−記載の装置。
12. １２．試料取り出し器が回転運動可能であり、その際試料は製造物流動から分離 された状態においてかつ測定後製造物流動中に戻されることができる、請求項１ から１１までのうちのいずれか−記載の装置。
13. １３．試料室自体が例えば製造物湿度又は材料の蛋白質含有量の測定のための測 定室として形成されている、請求項１から１２までのうちのいずれか−記載の装 置。
14. １４．計量要素を備えた容器が連続的及び又はポジテブ及び又はネガテブ計量と して形成されている請求項１から１３までのうちのいずれか−記載の装置。
15. １５．請求項１記載の連続的なばらもの材料流動の２つまたはそれ以上の製造物 パラメータのオンライン検出のための方法において、挿入量の検出のために製造 物流動がそれ自体公知の方法で貫流計量容器中に堰き止められそして挿入量の測 定の間又は直後に容器中の溜から機械的に製造物試料が取り出されかつ第２又は それ以外の製造物パラメータの検出のために製造物流動から分離可能であること を特徴とする、前記方法。
16. １６．計量容器中への製造物供給は短時間停止されかつ試料のみの及び残りの計 量容器内容物の時間的に分離された排出によってばらもの材料の密度が検出され る、請求項１５記載の装置。
17. １７．試料から湿度及び又は試料含有量及び又は照度及び又は灰含有量及び又は 粒度が測定される、請求項１５又は１６記載の方法。
18. １８．計量容器の内容が排出されかつ試料の重量が別々に測定される、請求項１ ６記載の装置。