{"id":380,"date":"2023-02-07T10:53:18","date_gmt":"2023-02-07T10:53:18","guid":{"rendered":"https:\/\/kunkel-systems.de\/?p=380"},"modified":"2025-03-28T09:48:38","modified_gmt":"2025-03-28T09:48:38","slug":"online-getreide-monitoring-mit-der-besatzmaschine","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/kunkel-systems.de\/?p=380","title":{"rendered":"Online Getreide-Monitoring mit der Besatzmaschine"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-group\"><div class=\"wp-block-group__inner-container is-layout-flow wp-block-group-is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-9d6595d7 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\" style=\"flex-basis:100%\">\n<div class=\"wp-block-file alignright\"><a href=\"https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Online-Getreide-Ueberwachung_Besatzmaschine.pdf\">Sie k\u00f6nnen <strong>hier <\/strong>den ganzen Artikel als PDF herunterladen:<\/a><a href=\"https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Online-Getreide-Ueberwachung_Besatzmaschine.pdf\" class=\"wp-block-file__button wp-element-button\" download>Herunterladen<\/a><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<p><\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<p>Die <a href=\"https:\/\/kunkel-systems.de\/?page_id=112\" data-type=\"page\" data-id=\"112\">Besatzmaschine<\/a> ist seit 2019 im Einsatz und wurde als Laborger\u00e4t urspr\u00fcnglich zur Fr\u00fcherkennung von Dunkelfleckigkeit und der Besatz-Untersuchung von Durumweizen entwickelt.<\/p>\n\n\n\n<p>Das System wurde st\u00e4ndig weiterentwickelt, technisch verbessert und in praktischen Anwendungsf\u00e4llen erprobt.<\/p>\n\n\n\n<p>So wurde z.B. die Erkennung von Weizen in Hafer umgesetzt, es erfolgte eine optische Trennung von Soja und Raps und es war uns sogar m\u00f6glich, auch ganz andere Produkte wie z.B. Kunststoff-Pellets mit dem System zu untersuchen und die Hand-Analysen zu ersetzen. Die Besatzmaschine kann im Labor optische Ver\u00e4nderungen und Besonderheiten am Grundprodukt erkennen. Man sch\u00fcttet lediglich eine Probe in den Trichter, eine Vibrorinne bef\u00f6rdert das Produkt, das dann von einer Industriekamera im freien Fall erfasst wird. Die Objekte werden separiert und mit der eigenes entwickelten Software in \u201eBesatzklassen\u201c und \u201eFehlerklassen\u201c einteilt. Kern der Untersuchung sind Parameter, die Aussagen \u00fcber die optische Zusammensetzung eines Objektes treffen und somit menschliche Analysen ersetzen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p>So ist es z.B. m\u00f6glich, Abweichungen in der Gr\u00f6\u00dfe, farbliche Texturen oder auch Form-Ver\u00e4nderung zu bestimmen. Abweichungen der Gr\u00f6\u00dfe sind n\u00fctzlich, um Bruchkorn oder Schmachtkorn zu bestimmen, die Texturen-Suche ist hingegen f\u00fcr die Detektion von Dunkelfleckigkeit vorgesehen. Farbver\u00e4nderungen am ganzen Objekt k\u00f6nnen durch Fremdbesatz, Krankheiten und Pilzbefall entstehen. Mit dem Algorithmus zur Pr\u00fcfung der Rundheit kann ein charakteristisch rundes Soja-oder Senf-Korn gut von anderen K\u00f6rnern abgegrenzt werden. Weil alle Getreideobjekte mit einem sehr hellen Licht durchleuchtet werden, ist es m\u00f6glich \u00fcber den Gelbwert Aussagen zur Mehligkeit oder Glasigkeit zu treffen.<\/p>\n\n\n\n<p>Diese Werte werden wiederum statistisch erfasst und mit zwei oder drei einstellbaren Grenzwerten in mehlig, halbglasig und glasig unterteilt. Die Ergebnisse wurden mit den manuell ermittelten Ergebnissen aus der Laborkontrolle verglichen und eingestellt. Die Besatz-Maschine wurde dabei von Anfang an auf gr\u00f6\u00dftm\u00f6gliche Flexibilit\u00e4t und Vielseitigkeit ausgelegt. S\u00e4mtliche \u201eKornklassen\u201c und Produkte k\u00f6nnen vom Anwender frei definiert werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Besatzmaschine wird am Anfang auf menschliche Labormethoden kalibriert, \u00fcbernimmt aber dann die weitere Kontrolle vollautomatisch und kann die Fehlerklassen eigenst\u00e4ndig bewerten und einordnen.<\/p>\n\n\n\n<p>Mittlerweile ist eine gro\u00dfe Datenbank vorhanden, mit der verschiedenste Anwendungsf\u00e4lle abgedeckt sind. Ein <em>Produkt <\/em>besteht aus mehreren Kornklassen, die wiederum eine oder mehrere Methoden der digitalen Bildverarbeitung beinhalten k\u00f6nnen. Die Klassen k\u00f6nnen wiederum kombiniert werden, um die Genauigkeit der Erkennung weiter zu verbessern.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Vorgang der digitalen Bildverarbeitung ist dabei immer gleich und durch den Algorithmus ist eine hohe Reproduzierbarkeit gegeben.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Die K\u00f6rner fallen im freien Fall an einer Bildaufnahmeeinheit (Kamera) vorbei<\/li>\n\n\n\n<li>Dank einer kurzen Verschlusszeit k\u00f6nnen die einzelnen Getreideobjekte als Bild \u201eerkannt\u201c werden<\/li>\n\n\n\n<li>Durch eine kurze Verschlusszeit werden die Getreideobjekte als unverzerrtes Bild erkannt<\/li>\n\n\n\n<li>Die Objekte werden vom Hintergrund freigestellt und vertikal ausgerichtet gedreht, um sie besser vergleichen zu k\u00f6nnen<\/li>\n\n\n\n<li>Ein \u201e<strong>Scoring-Algorithmus<\/strong>\u201c bestimmt nun, in welche Kornklasse das Objekt am besten passt, indem zur Echtzeit alle Analysemethoden angewandt werden<\/li>\n\n\n\n<li>F\u00e4llt ein Getreide-Objekt in eine bestimmte Kornklasse, erh\u00f6ht sich ein Z\u00e4hler und die Prozentanzeige der Klasse erh\u00f6ht sich dementsprechend<\/li>\n\n\n\n<li>Die Analyse kann also kontinuierlich und gewichtsunabh\u00e4ngig erfolgen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"854\" src=\"https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Besatzanalyse_Online-Monitoring-1024x854.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-381\" srcset=\"https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Besatzanalyse_Online-Monitoring-1024x854.jpg 1024w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Besatzanalyse_Online-Monitoring-300x250.jpg 300w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Besatzanalyse_Online-Monitoring-768x640.jpg 768w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Besatzanalyse_Online-Monitoring-1536x1280.jpg 1536w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Besatzanalyse_Online-Monitoring-2048x1707.jpg 2048w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Anforderung an die Online-Untersuchung<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p>F\u00fcr die Firma Kunkel war es nun naheliegend, die Maschine so zu erweitern, dass auch ein permanentes Getreide-Monitoring m\u00f6glich wird. Die ersten Kunden-Anfragen lagen vor und so haben wir uns Gedanken gemacht, wie wir auch den technischen Aufbau der Maschine an eine \u201eOnline-Besatzanalyse\u201c anpassen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p>Besonderes Augenmerk muss man auf den Betrieb in einer \u201eEx-Zone\u201c richten und die Laborsoftware an den automatischen Betrieb anpassen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"632\" src=\"https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Oberflaeche-2-1024x632.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-382\" srcset=\"https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Oberflaeche-2-1024x632.jpg 1024w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Oberflaeche-2-300x185.jpg 300w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Oberflaeche-2-768x474.jpg 768w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Oberflaeche-2-1536x948.jpg 1536w, https:\/\/kunkel-systems.de\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/Oberflaeche-2.jpg 1945w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Die Werte der Besatzanalyse werden fortlaufend \u00fcberwacht und in Prozent ausgegeben. Mit Hilfe von frei einstellbaren Min.- und Max.-Werten kann eine Unter- oder \u00dcberschreitung von Zielwerten \u00fcberwacht werden. Auf der Benutzeroberfl\u00e4che stellen Kurven und Grenzwertlinien das Ergebnis sofort zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n\n\n\n<p>Mit den Grenzwerten kann dann auch eine weiterf\u00fchrende Aktion erfolgen, z.B. die Weitergabe der Signale als akustischer oder optischer Alarm oder zur Ver\u00e4nderung bzw. Abschaltung der Produktionslinie. Es ist auch denkbar, einen mechanischen \u201eSchieber\u201c anzusteuern, wenn z.B. erkannt wird, dass derzeit zuviel eines unerw\u00fcnschten Produktes \u00fcber die Anlage l\u00e4uft.<\/p>\n\n\n\n<p>Die mechanischen Anpassungen an den Ex-Betrieb sind etwas komplizierter und leider auch kostenintensiver. Wir haben mehrfach dar\u00fcber nachgedacht, wie wir nur einzelne Anlagenteile isolieren k\u00f6nnen oder den Prozess \u201ekapseln\u201c k\u00f6nnen. Nach R\u00fccksprache mit Experten aus der Ex-Zone sind wir aber zum Schluss gekommen, dass es am einfachsten und sinnvollsten ist, s\u00e4mtliche Bauteile der Maschine mit ex-konformen Elementen zu ersetzen. Dies betrifft also vor allem die Vibrorinnen, die Beleuchtung, die Kamera mit Geh\u00e4use und die Druckluftreinigung.<\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcber einen Bypass wird eine Teilmenge aus dem aktuellen Prozess an der Kamera vorbeigef\u00fchrt und anschlie\u00dfend dem Hauptstrom wieder zugef\u00fchrt. Eine Druckluftreinigung sorgt daf\u00fcr, dass sich die Beleuchtung und das Kamera-Schauglas nicht mit Staub zusetzen.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Welche Vorteile bietet das System gegen\u00fcber der Handausz\u00e4hlung?<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p>Die Vorteile gegen\u00fcber der Hand-Ausz\u00e4hlung liegen vor allem im Faktor Geschwindigkeit und Objektivit\u00e4t. Die Hand-Ausz\u00e4hlung von Getreide-K\u00f6rnern ist sehr zeitaufw\u00e4ndig. Zuerst muss die Gesamtmenge gewogen und notiert werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Jedes einzelne Korn muss mit der Pinzette aufgenommen werden und bei entsprechender Beleuchtung aus allen Richtungen betrachtet werden. Die Ausgangsbedingungen, wie z.B. Tageslicht, Kunstlicht oder Verfassung des Betrachters ver\u00e4ndern bereits das Ergebnis. Dann muss das Laborpersonal entscheiden, in welche \u201eKlasse\u201c dieses Korn rutscht. Ist es eher dem Bruchkorn, dem Schmachtkorn oder einem von Pilz befallenen Korn zuzuordnen?<\/p>\n\n\n\n<p>Nach der Einteilung und manuellen Analyse m\u00fcssen die einzelnen Besatz-Partien gewogen und in Prozentwerte umgerechnet werden. Hier f\u00e4ngt die Ungenauigkeit schon an, denn wenn sich ein Mitarbeiter etwas anders entscheidet als ein Kollege, kann dieselbe Probe ganz unterschiedliche Werte erzeugen. Die Zuordnung \u00fcber das Gewicht erzeugt weitere Ungenauigkeiten, wenn ein Getreideobjekt z.B. wesentlich mehr wiegt als ein anderes, aber beide der gleichen Klasse eingeordnet werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Auch das Ermitteln der Mehligkeit und Glasigkeit mit dem Kornschneider ist zwar eine bew\u00e4hrte Methode, aber auch eine, die viel Zeit und ein kr\u00e4ftiges Handgelenk ben\u00f6tigt. Beim Durchschneiden kann es passieren, dass die kleinen K\u00f6rner aus der Schablone rutschen oder am falschen Ende durchschnitten werden. Und was macht man, wenn das eine Korn auf der linken Seite zwar mehlig ist, aber auf der rechten Seite komplett glasig? Auch hier werden wiederum Entscheidungen ben\u00f6tigt, die fehleranf\u00e4llig und wenig objektiv sind.<\/p>\n\n\n\n<p>Alles in allem f\u00fchrt das dazu, dass auch in einem Gro\u00dfbetrieb h\u00e4ufig nur kleine und stichprobenartige Mengen von z.B. 25 bis 100 Gramm \u201egezogen\u201c und analysiert werden. Eine weitere Absch\u00e4tzung \u00fcber ein Laborsieb oder ein einfaches \u201eDr\u00fcbergucken\u201c ist dann h\u00e4ufig die endg\u00fcltige Einsch\u00e4tzung, mit der ganze LKW- oder Schiffsladungen angenommen werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Besatzmaschine bietet hingegen eine Analysegeschwindigkeit von ca. 100 Gramm pro Minute. F\u00fcr die gleiche Menge w\u00fcrde ein geschultes Laborpersonal mind. eine halbe Arbeitsstunde investieren m\u00fcssen. Je nach Aufwand und gew\u00fcnschter Genauigkeit kann die maschinelle Analysedauer also 30 bis 45 mal schneller sein als die herk\u00f6mmliche Untersuchung.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><strong>Anwendungsgebiete<\/strong><\/h4>\n\n\n\n<p>Die Anwendungsgebiete einer optischen Kontrolle von Sch\u00fcttg\u00fctern im Lebensmittelbereich sind sehr vielseitig.<\/p>\n\n\n\n<p>Wichtig ist vor allem die Kontrolle der Eingangsware auf Besatz bei M\u00fchlen. Ist einwandfreies Getreide in der Ware oder ist der Anteil von Dunkelfleckigkeit, Bruchkorn oder Schmachtkorn zu hoch? Moderne Warenwirtschaftssysteme sind \u00fcberall vorhanden und f\u00fchren die Daten \u00fcber die Qualit\u00e4t zentral zusammen. Je mehr Daten ein Betrieb hat, desto st\u00e4rker ist seine Position bei Preisverhandlungen und desto mehr Sicherheit gibt es im Rahmen der Kontrollkette.<\/p>\n\n\n\n<p>Im Verarbeitungsprozess selbst k\u00f6nnen weitere Parameter \u00fcberwacht werden, z.B. der Sch\u00e4lgrad bei Ackerbohnen, der eine ver\u00e4nderte Farbe zur Folge hat. \u00c4ndert der Prozess seine Linie, ist es wichtig zu wissen, welche Fraktion gerade \u00fcber die Anlage l\u00e4uft und wie das Personal die Maschinen einstellen muss.<\/p>\n\n\n\n<p>Aber auch f\u00fcr den Landhandel kann es n\u00fctzlich sein, eine fr\u00fche Aussage \u00fcber die Zusammensetzung der Ware zu haben. Gelangt ein verunreinigtes oder minderwertiges Produkt erstmal in den Waren-Kreislauf, k\u00f6nnen im schlimmsten Falle Reklamationen oder Preisabschl\u00e4ge f\u00e4llig werden. In Zeiten von gestiegenen Energiepreisen, knappen Ressourcen und teuren Arbeitskr\u00e4ften kann ein maschinelles System helfen, die Produktivit\u00e4t und Qualit\u00e4t eines Betriebes zu sichern. <br><br><strong>Im Vergleich zu den Kosten, die bei Reklamationen und den Image-Verlust entstehen, sind die Anschaffungskosten einer technischen L\u00f6sung vergleichsweise gering.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Die Besatzmaschine kann dabei helfen, die \u00dcberwachung von kritischen Fraktionen und gesetzlichen Grenzwerten zu gew\u00e4hrleisten. Das trifft z.B. auf genver\u00e4nderte Ware wie Soja oder Mais zu, die nur in bestimmten Mengen oder gar nicht vorhanden sein darf oder die \u00dcberwachung von glutenhaltigem und nicht glutenhaltigem Getreide. Aber auch die Kontrolle von dunklen, und klar erkennbaren Fremd-Objekten wie Mutterkorn bleibt nach wie vor wichtig.<\/p>\n\n\n\n<p>Verr\u00e4terische Fremdsamen, die in der Ware Tropanalkaloide erzeugen und im schlimmsten Falle zu einem Produktr\u00fcckruf f\u00fchren, k\u00f6nnen mit einer permanenten \u00dcberwachung der Ausgangsprodukte besser gefunden werden. Senfsaaten hingegen ver\u00e4ndern den Geschmack negativ und die Wanzenstichigkeit f\u00fchrt \u00fcber Backverhalten zu einer v\u00f6lligen Unbrauchbarkeit der Ware.<\/p>\n\n\n\n<p>Gerade weil Getreide ein Naturprodukt ist, ist eine genaue und gezielte \u00dcberwachung der riesigen Umschlagsmengen wichtig.<\/p>\n\n\n\n<p>Die n\u00f6tige Objektivit\u00e4t, Geschwindigkeit und Kontrolldichte kann man nur mit einer automatischen L\u00f6sung erreichen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die Besatzmaschine ist seit 2019 im Einsatz und wurde als Laborger\u00e4t urspr\u00fcnglich zur Fr\u00fcherkennung von Dunkelfleckigkeit und der Besatz-Untersuchung von Durumweizen entwickelt. Das System wurde st\u00e4ndig weiterentwickelt, technisch verbessert und in praktischen Anwendungsf\u00e4llen erprobt. 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