DE10201094B4 - Single-grain analyzer and method for single-grain analysis - Google Patents

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Abstract

Einzelkornanalysator (10) mit
(a) einer Förder- und Separationseinheit (14), in der ein zu untersuchendes Korn (28) (Einzelkorn) aus einer Vielzahl von Körnern (Messgut) separiert und vereinzelt einem Spektrometer (16) zugeführt wird sowie
(b) einem Spektrometer (16) mit einer Messeinrichtung (34), an der das Korn (28) während der Messung vorbei gefördert wird und die eine auf das Korn (28) ausgerichtete Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung und einen die Reflektion der Strahlung vom Korn (28) oder die Transmission der Strahlung durch das Korn (28) erfassenden Detektor (42) umfasst.Single Grain Analyzer (10) with
(A) a conveying and separating unit (14) in which a grain to be examined (28) (single grain) from a plurality of grains (material to be measured) separated and isolated a spectrometer (16) is supplied and
(B) a spectrometer (16) having a measuring device (34) on which the grain (28) is conveyed during the measurement and the one directed to the grain (28) radiation source for electromagnetic radiation and a reflection of the radiation from the grain (28) or the transmission of the radiation through the grain (28) detecting detector (42).

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Description

Die Erfindung betrifft einen Einzelkornanalysator, ein dazugehöriges Verfahren zur Einzelkornanalyse sowie deren Verwendung zur Bestimmung der Homogenität der Endospermmodifikation insbesondre von Gersten und Malzen.The The invention relates to a single-grain analyzer, an associated method for single-grain analysis and their use for determining the homogeneity of the endosperm modification especially of barley and malts.

Seit Jahrtausenden dient Korn, sei es in verarbeiteten Zustand oder direkt als Rohprodukt, der Ernährung von Mensch und Tier. Zur Züchtung neuer Sorten war es seit jeher notwendig Körner mit den gewünschten Eigenschaften aus dem Gros des Ernteeintrags zu separieren. Dazu sind im Laufe der Zeit zahlreiche Verfahren entwickelt worden, die im wesentlichen auf physikalischen Trennverfahren und manuell-optischen Sortierverfahren beruhen. Informationen über den Gehalt eines oder mehrerer Inhaltsstoffe der einzelnen Körner können auf diese Weise allenfalls grob geschätzt werden. Eine genaue Bestimmung nach chemometrischen Methoden führt zur Zerstörung des Korns – was bei Züchtungsverfahren selbstverständlich unerwünscht ist. Zudem sind die bisher entwickelten Verfahren zur Selektion einzelner Körner sehr zeit- und damit kostenintensiv.since Grain is used for millennia, be it in processed condition or directly as a raw product, the diet of human and animal. For breeding new varieties have always been necessary grains with the desired To separate properties from the bulk of the crop entry. To In the course of time, numerous procedures have been developed which essentially on physical separation methods and manual-optical Sorting based. Information about the salary of one or more Ingredients of the individual grains can at most be roughly estimated in this way. An exact determination according to chemometric methods leads to destruction of the grain - what in breeding procedures Of course undesirable is. In addition, the previously developed methods for the selection of individual grains very time-consuming and thus cost-intensive.

Moderne industrielle Produktionsverfahren verlangen weiterhin den Einsatz von Rohstoffen, die nicht nur in ihren physikalisch-chemischen Analysedaten den Anforderungen entsprechen, sondern auch in großen einheitlichen Chargen zur Verfügung stehen. So ist beispielsweise die hohe und gleichbleibende Qualität der verwendeten Rohstoffe eine wesentliche Voraussetzung für die rationelle und kostengünstige Produktion hochwertiger Malze und Biere. Infolge der zunehmenden Technisierung und Automatisierung der Herstellungsprozesse von Malz und Bier und der Entwicklung zu immer größeren Produktionseinheiten haben sich die Anforderungen an die Qualität der Rohstoffe weiter erhöht und ihre Gewichtung verschoben. Inhomogene Gersten mit unterschiedlichen Verarbeitungseigenschaften sind nicht geeignet für einen industriellen Mälzungsprozess mit einem einheitlichen Mälzverfahren. Inhomogene Malze können in der Brauerei zu erheblichen technologischen Problemen führen. Sie erschweren und verteuern die Sudhaus-, Lager- und Filterkellerarbeit und beeinträchtigen die Qualität des Produktes Bier.modern industrial production processes continue to demand the use of raw materials not only in their physico-chemical analysis data meet the requirements, but also in large uniform Batches are available. For example, the high and consistent quality of the used Raw materials are an essential prerequisite for rational and cost-effective production high-quality malts and beers. As a result of increasing mechanization and automation of the production processes of malt and beer and the development to ever larger production units The demands on the quality of the raw materials have further increased and their weighting postponed. Inhomogeneous barley with different processing properties are not suitable for an industrial malting process with a uniform malting process. Inhomogeneous malts can lead to significant technological problems in the brewery. she complicate and make more expensive the brewhouse, warehouse and filter cellar work and affect the quality of the product beer.

Die Inhomogenität des Rohstoffes hat in der Regel zahlreiche Gründe. In der Praxis werden häufig Kornpartien mehrerer Handelspartner und unterschiedlicher Anbaugebiete zusammengeführt und gemeinsam verarbeitet (Verschneiden). Aber selbst bei identischer Herkunft von einer einzelnen Pflanze bestehen teils erhebliche Unterschiede, da auch die Konkurrenzsituation zwischen den Körnern innerhalb einer Ähre und zwischen den Ähren/Halmen einer Pflanze Auswirkungen zeigt. Für benachbarte Pflanzen innerhalb des gleichen Ackerschlages herrschen unterschiedliche Wachstumsbedingungen (Nährstoff- und Wasserversorgung, Krankheitsdruck u.a.). Zusätzliche Inhomogenitäten entstehen durch uneinheitliche Trocknung und variierende Lagerbedingungen sowie durch technologische Einflüsse während des Verarbeitungsprozesses (z.B. bei der Mälzung) infolge von Austrocknung, variierenden O2-/CO2-Konzentrationen, unterschiedlichen thermischen Bedingungen oder dergleichen.The inhomogeneity of the raw material usually has many reasons. In practice, grain lots from several trading partners and different growing areas are often combined and processed together (blending). However, even with an identical origin of a single plant, there are sometimes considerable differences, as the competition between the grains within an ear of corn and between the ears / stalks of a plant also has an effect. Adjacent plants within the same field impact are subject to different growth conditions (nutrient and water supply, disease pressure, etc.). Additional inhomogeneities arise from inconsistent drying and varying storage conditions, as well as from technological influences during processing (eg, malting) due to dehydration, varying O 2 - / CO 2 concentrations, different thermal conditions, or the like.

Die stärkere Einbeziehung der Homogenität in die Bewertung von Kornchargen ist eine wesentliche Voraussetzung für eine präzisere Vorhersage der Verarbeitbarkeit und für eine spürbare Verbesserung der Rohstoffqualität (Kontrollfunktion). Die wenigen bisher entwickelten Methoden zur Untersuchung der Homogenität sind zwar teilweise für Forschungszwecke gut geeignet, für die Anwendung in der Praxis sind sie jedoch zu kompliziert, zu zeitaufwendig, zu wenig reproduzierbar, zu teuer oder weisen andere schwerwiegende Nachteile auf. So haben beispielsweise die Ergebnisse der heute verfügbaren und empfohlenen Methoden der Malzanalyse den Charakter von Mittelwerten. Sie erlauben keine Rückschlüsse auf die Homogenität der Lösungseigenschaften innerhalb einer Charge und die tatsächlichen Verarbeitungseigenschaften eines Malzes unter den Bedingungen einer industriellen Bierherstellung. Auch die Einhaltung vereinbarter Spezifikationen und der darin enthaltenden Standard-Parameter bieten häufig keine Gewähr für eine problemlose Verarbeitung im Sudhaus. Nur durch eine verstärkte Einbeziehung von Homogenitätskriterien in die Bewertung von Gerste und Malz können präzisere Vorhersagen über die tatsächlichen Verarbeitungseigenschaften im Mälzungs- beziehungsweise Brauprozess und weitere spürbare Verbesserungen der Rohstoffqualität erreicht werden.The more Inclusion of homogeneity in the evaluation of grain batches is an essential requirement for one precise Prediction of processability and a noticeable improvement in the quality of the raw materials (control function). The few methods developed to date for the investigation of homogeneity are indeed partly for Research purposes well suited for However, in practice they are too complicated, too time-consuming, too little reproducible, too expensive or have other serious ones Disadvantages. For example, the results of today available and recommended methods of malt analysis the character of means. They do not allow conclusions to be drawn the homogeneity the solution properties within a batch and the actual processing characteristics of a malt under the conditions of an industrial beer production. Also compliance with agreed specifications and the content contained therein Standard parameters offer often no guarantee for one easy processing in the brewhouse. Only through increased involvement of homogeneity criteria in the assessment of barley and malt can make more precise predictions about the actual Processing properties in malting brewing process and other noticeable improvements in raw material quality become.

Als bisher einzige chemometrische Methode zur Bestimmung der Homogenität konnte sich die spezifische Anfärbung hochmolekularer β-Glucane in den Zellwänden und Zellwandresten des Malzendosperms mittels Calcofluor etablieren. Obwohl die Entwicklung der Einzelkornanalytik auf der Basis der Calcofluor-Färbung zum Verständnis der Homogenität als einem wichtigen Kriterium der Malzqualität wesentlich beigetragen hat und durch die Entwicklung computergestützter, automatischer Bildanalysesysteme auch der Aufbau einer praktikablen und reproduzierbaren Routineanalytik möglich wurde, bleiben dennoch methodische Nachteile und Schwächen dieser Homogenitätsanalytik unübersehbar, die einer breiteren Anwendung entgegenstehen.When so far only chemometric method for the determination of the homogeneity could the specific staining high molecular weight β-glucans in the cell walls and establish cell wall residues of the malt endosperm by means of calcofluor. Although the development of single-grain analysis on the basis of Calcofluor staining for understanding homogeneity significantly contributed to an important criterion of malting quality and through the development of computer-aided automatic image analysis systems also the construction of a practicable and reproducible routine analysis possible still have methodological disadvantages and weaknesses homogeneity analysis unmissable, that oppose a wider application.

Eine zerstörungsfreie Analysemethode ist die Spektroskopie. Als Spektroskopie bezeichnet man allgemein die Wechselwirkung zwischen Licht und Materie. Bei der IR-Spektroskopie werden die Schwingungsfreiheitsgrade der bestrahlten Moleküle angeregt. Es kommt zu Absorptionsbanden im IR-Spektrum, deren Grundtöne im MIR-Bereich (mittlerer Infrarot-Bereich; 400–4000 cm–1) und die Kombinations- bzw. Obertöne im NIR-Bereich (naher Infrarot-Bereich; 4000–10000 cm–1) zu finden sind. Während man im MIR sehr scharfe Peaks beobachtet, sind die Banden im nahen Infrarot durch Überlagerung der Schwingungszustände deutlich verbreitert. Eine Zuordnung der Banden zu bestimmten Schwingungen im Molekül, wie im mittleren Infrarot, ist schwierig beziehungsweise nicht möglich.A nondestructive analysis method is spectroscopy. Referred to as spectroscopy in general, the interaction between light and matter. In IR spectroscopy, the vibration degrees of freedom of the irradiated molecules are excited. It comes to absorption bands in the IR spectrum, the fundamental tones in the MIR range (mid-infrared range, 400-4000 cm -1 ) and the combination or overtones in the NIR range (near infrared range, 4000-10000 cm - 1 ) can be found. While very sharp peaks are observed in the MIR, the bands in the near infrared are significantly broadened by superposition of the vibrational states. An assignment of the bands to certain vibrations in the molecule, such as in the mid-infrared, is difficult or impossible.

Trotz der genannten Problematik weist die NIR-Spektroskopie mehrere Vorteile auf, die in den letzten zwei Jahrzehnten zu einem ständig wachsenden Einsatzbereich geführt haben. So erweist es sich als vorteilhaft, dass die Reflektion der NIR-Lichtstrahlung wesentlich größer ist als die im MIR, d.h. trotz der geringen Intensität der Schwingungsobertöne können noch zufriedenstellende Spektren registriert werden. Des weiteren ist Quarz im NIR-Bereich weitestgehend durchlässig, was den Einsatz von Glasfaserleitungen ermöglicht. Dadurch ist es gerade in der In-Prozess-Kontrolle möglich, eine Trennung von Probenmessort und Spektrometerstandort vorzunehmen. Die Anwendung multivarianter Rechenverfahren, unterstützt durch die heute zur Verfügung stehenden Computerkapazitäten, erlaubt die quantitative Auswertung von NIR-Spektren nach vorhergehender Kalibrationserstellung innerhalb sehr kurzer Zeitspannen. Die grundsätzliche Eignung der Methodik wurde durch punktuelle NIR-mikroskopische Messungen in verschiedenen Bereichen halber Malzkörner belegt, die signifikante Unterschiede in den spektralen Eigenschaften gut gelöster und schlecht gelöster Bereiche des Malzendosperms zeigten (K. Uhlenkamp, Untersuchung von Gerstenmalz mittels N1R-Spektrometrie, Universität-Gesamthochschule Duisburg, Diplomarbeit, 1999).In spite of The problem mentioned, the NIR spectroscopy has several advantages on, which has been growing steadily over the last two decades Field of application led to have. So it proves to be advantageous that the reflection of the NIR light radiation is much larger than those in the MIR, i. despite the low intensity of the vibration overtones can still satisfactory spectra are registered. Furthermore, it is Quartz in the NIR range largely permeable, which allows the use of fiber optic cables. That's just how it is possible in in-process control, to separate the sample location and spectrometer location. The application of multivariable calculation methods, supported by available today standing computer capacities, allows the quantitative evaluation of NIR spectra after previous Calibration creation within a very short period of time. The fundamental Suitability of the methodology was assessed by selective NIR microscopic measurements occupied in different areas half malt grains, the significant Differences in the spectral properties well resolved and badly solved Areas of the malt endosperm showed (K. Uhlenkamp, Investigation of barley malt using N1R spectrometry, University of Applied Sciences Duisburg, Diploma thesis, 1999).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Einzelkornanalysator und ein dazugehöriges Verfahren zu schaffen, mit denen die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwunden werden können. Das Verfahren beziehungsweise der Einzelkornanalysator sollen es erlauben, eine große Anzahl an Körnern in kürzester Zeit zu untersuchen. Es sollen auf zerstörungsfreiem Wege Informationen über den Gehalt ausgewählter Inhaltsstoffe gewonnen werden und hieraus letztendlich die Homogenität der Korncharge genauer und reproduzierbarer bestimmt werden.task The present invention is a single grain analyzer and a related procedure to create, with which the aforementioned disadvantages of the state of the Technology overcome can be. The method or the single-grain analyzer should allow a large number on grains in no time Time to investigate. It should be in a non-destructive way information about the Salary of selected Ingredients are obtained and from this ultimately the homogeneity of the grain batch be determined more accurately and reproducibly.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Einzelkornanalysator mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen und das Verfahren zur Einzelkornanalyse nach Anspruch 27 gelöst. Dadurch, dass der Einzelkornanalysator

  • (a) eine Förder- und Separationseinheit, in der ein zu untersuchendes Korn aus einer Vielzahl von Körnern (Messgut) separiert und vereinzelt einem Spektrometer zugeführt wird sowie
  • (b) ein Spektrometer mit einer Messeinrichtung, an der das Korn während der Messung vorbeitransportiert wird und die eine auf das Korn ausgerichteten Strahlungsquelle vorzugsweise für den sichtbaren Bereich und den nahen Infrarot-Bereich (VIS/NIR) und einen die Reflektion vom Korn erfassenden Detektor vorzugsweise im spektralen Messbereich von 380 bis 2400 nm beinhaltet,
umfasst, können erstmalig in sehr kurzer Zeit und mit geringem Arbeitsaufwand Informationen über eine große Anzahl von Messobjekten gewonnen werden.According to the invention this object is achieved by the single-grain analyzer with the features mentioned in claim 1 and the method for single-grain analysis according to claim 27. As a result, the single-grain analyzer
  • (A) a conveying and separating unit, in which a grain to be examined from a plurality of grains (material to be measured) separated and occasionally fed to a spectrometer, and
  • (B) a spectrometer with a measuring device, on which the grain is transported during the measurement and the a grain-oriented radiation source, preferably for the visible and the near infrared region (VIS / NIR) and a reflection of the grain detecting detector preferably in the spectral measuring range from 380 to 2400 nm,
For the first time, information about a large number of DUTs can be obtained in a very short time and with little effort.

Die Messeinrichtung ist vorzugsweise eine Messzelle, durch die das Messgut einzeln hindurchgefördert wird. Strahlungsquelle und Detektor können auch so angeordnet sein, dass anstelle oder zusätzlich zur reflektierten Strahlung auch die Transmission der Strahlung gemessen wird. Insbesondere im Falle einer offenen Messeinrichtung anstelle einer geschlossenen Messzelle kann der Transport des Messgutes nahe an der Strahlungsquelle und dem Detektor vorbei auch mit Hilfe eines Förderbandes erfolgen.The Measuring device is preferably a measuring cell through which the material to be measured individually conveyed through becomes. Radiation source and detector can also be arranged that instead of or in addition to the reflected radiation and the transmission of radiation is measured. Especially in the case of an open measuring device Instead of a closed measuring cell, the transport of the material to be measured close to the radiation source and the detector also with help a conveyor belt done.

Eine bevorzugte Messzelle des Spektrometers umfasst vorzugsweise eine Probenzufuhr aus einen im Bereich der Strahlungsquelle und des Detektors NIR-transparenten Material. Als Probenzufuhr kann insbesondere ein Glasrohr aus Quarzglas verwendet werden. Der Detektor und die Strahlungsquelle werden auf diese Weise vor dem direkten Kontakt mit dem Korn geschützt, so das Verunreinigungen oder Beschädigungen vermieden werden können. Um den Start- und Endzeitpunkt für die Messung möglichst exakt festzulegen, ist es ferner vorteilhaft, wenn die Messzelle zwei Lichtschranken zur Detektion des Ein- und Austritts des Messobjektes umfasst.A preferred measuring cell of the spectrometer preferably comprises a Sample feed from one in the area of the radiation source and the detector NIR-transparent Material. In particular, a glass tube of quartz glass can be used as a sample feed be used. The detector and the radiation source are on this way protected from direct contact with the grain, so the impurities or damage can be avoided. At the start and end times for the measurement as possible To determine exactly, it is also advantageous if the measuring cell comprises two light barriers for detecting the entry and exit of the measurement object.

Alternativ oder zusätzlich kann die Messeinrichtung auch ein Laufband zum Transport des Messgutes umfassen.alternative or additionally The measuring device can also be a treadmill for transporting the material to be measured include.

Als vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn der Messzelle Mittel zugeordnet sind, mit denen eine Fördergeschwindigkeit des Korns in der Messzelle und damit eine Messzeit beeinflusst werden kann. Diese Mittel können eine regelbare Druckluftzufuhr umfassen, durch deren erzeugte Luftströmung das Korn in definierter Weise mitgerissen wird. Denkbar ist auch, dass die Mittel mechanisch, elektromotorisch oder pneumatisch verstellbare Gelenke umfassen, mit denen ein Neigungswinkel der Messzelle veränderbar ist. So führt beispielsweise eine senkrechte Ausrichtung der Messzelle zu einer maximalen gravitatorischen Beschleunigung des Korns und eine Ausrichtung mit geringerer Neigung, aufgrund der entstehenden Reibung an den Wänden der Messzelle, zur Abbremsung des Korns.It has also proven to be advantageous if the measuring cell are assigned means with which a conveying speed of the grain in the measuring cell and thus a measuring time can be influenced. These means may comprise a controllable compressed air supply, through the generated air flow, the grain is entrained in a defined manner. It is also conceivable that the means mechanically, elek comprise tromagnetically or pneumatically adjustable joints, with which a tilt angle of the measuring cell is changeable. For example, a vertical orientation of the measuring cell leads to a maximum gravitational acceleration of the grain and an orientation with less inclination, due to the resulting friction on the walls of the measuring cell, for braking the grain.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der Detektor und die Strahlungsquelle auf Basis eines auf Glasfaseroptiken beruhenden Messvorsatzes realisiert. Dazu umfassen diese Komponenten Fasersonden aus einem lichtführenden Material, die die reflektierte Strahlung vom Messort zum Detektor (Detektorsonden), beziehungsweise die erzeugte Strahlung von der Strahlungsquelle zum Messort leiten (Strahlungssonden). Vorteilhafterweise ist die Messzelle aus einer oder mehreren Einzelsonden, die aus jeweils wenigstens einer Strahlungssonde und wenigstens einer Detektorsonde bestehen, aufgebaut. Hierbei können die Einzelsonden insbesondere aus einer mittig gelegenen Strahlungssonde und ringförmig darum angeordneten Detektorsonden bestehen.In a further advantageous embodiment of the invention the detector and the radiation source based on fiber optics realized measuring attachment implemented. These include these components Fiber probes from a light-guiding Material that reflects the reflected radiation from the site to the detector (Detector probes), or the generated radiation from the Route the radiation source to the measuring location (radiation probes). advantageously, is the measuring cell from one or more individual probes, the in each case at least one radiation probe and at least one detector probe exist, built up. Here you can the individual probes in particular from a centrally located radiation probe and annular therefore arranged detector probes exist.

Störende Einflüsse von Kornform, Korngröße oder der jeweiligen Ausrichtung der Körner können durch spezielle Anordnungen von zumindest zwei Einzelsonden in der Messzelle kompensiert werden. Dazu werden diese Einzelsonden so platziert, dass eine Messung simultan in quer zur Förderrichtung versetzen Bereichen des Korns (Messpunkte) erfolgt (transversale Einzelsonden- und Messpunktanordnung). Vorzugsweise sind die Messpunkte der zumindest zwei Einzelsonden in einer solchen transversalen Einzelsondenanordnung auf einer senkrecht zur Förderrichtung verlaufenden Ebene in einem etwa 90°-Winkel zueinander versetzt angeordnet. Denkbar ist es auch, mehrere Einzelsonden ringförmig um die Messzelle anzuordnen. Nach einer im folgenden noch näher erläuterten Lagebestimmung der Messpunkte auf dem Korn, können auf diese Weise ungeeignete Reflektionsspektren in der weiteren Auswertung ausselektiert werden und so die Genauigkeit und Flexibilität der Methode weiter verbessert werden.Disturbing influences of Grain shape, grain size or the respective orientation of the grains can by special arrangements of at least two individual probes in the Measuring cell to be compensated. These individual probes are so Placed that measurement simultaneously in transverse to the conveying direction offset areas of the grain (measuring points) takes place (transversal Single probe and measuring point arrangement). Preferably, the measuring points the at least two individual probes in such a transverse single probe arrangement on a perpendicular to the conveying direction extending plane offset in an approximately 90 ° angle to each other arranged. It is also conceivable, several individual probes ring around to arrange the measuring cell. After one explained in more detail below Orientation of the measuring points on the grain can be unsuitable in this way Reflection spectra are selected in the further evaluation thus further improving the accuracy and flexibility of the method become.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest zwei Einzelsonden derart in der Messzelle angeordnet sind, dass eine Messung an in Förderrichtung versetzten Messpunkten erfolgen kann (longitudinale Einzelsonden- und Messpunktanordnung). Hierdurch kann der in Längsrichtung unsymmetrische Aufbau des Korns kompensiert werden und dem Umstand Rechung getragen werden, dass die Verteilung von Inhaltsstoffen im Korn in der Regel ungleichmäßig ist. Mit der Erhöhung der Anzahl der Messpunkte ist es auch möglich, gezielt in verschiedenen Bereichen des Korns gleiche oder unterschiedliche Inhaltsstoffen ihrem Gehalt nach zu erfassen. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn 2 bis 20, insbesondere 8 bis 12, derartig unterscheidbarer Messpunkte in longitudinaler Anordnung vorgegeben sind.It has also proven to be advantageous if at least two individual probes are arranged in the measuring cell such that a measurement in the conveying direction offset measuring points (longitudinal individual probe and measuring point arrangement). As a result, the asymmetrical in the longitudinal direction Structure of the grain can be compensated and taken into account the circumstance Be that distribution of ingredients in the grain usually is uneven. With the increase The number of measuring points it is also possible to target in different Areas of grain same or different ingredients according to their salary. It has proved to be particularly favorable if 2 to 20, in particular 8 to 12, such differentiable measuring points are given in a longitudinal arrangement.

Der Detektor ist vorzugsweise ein Diodenarray-Detektor mit einer Photodiodenzeile und als Hochgeschwindigkeitsdetektor mit Messintervallen von 0,01 bis 50 ms, insbesondere 1 bis 10 ms, ausgelegt. Sein spektraler Messbereich beträgt vorzugsweise 350 bis 2000 nm, insbesondere 1000 bis 1700 nm. Durch die direkte Kopplung mit der Optik der Detektorsonden können Integrationszeiten von < 10 ms erzielt werden. Insgesamt dauert die Messung eines Einzelkorn etwa 0,5 s, so dass Tausende von Körner pro Stunde vermessen werden können.Of the Detector is preferably a diode array detector with a photodiode array and as a high-speed detector with sampling intervals of 0.01 to 50 ms, in particular 1 to 10 ms designed. His spectral Measuring range is preferably 350 to 2000 nm, in particular 1000 to 1700 nm the direct coupling with the optics of the detector probes can provide integration times of <10 ms become. Overall, the measurement of a single grain takes about 0.5 s, so that thousands of grains per Hour can be measured.

Die Förder- und Separationseinheit umfasst in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung frequenzgesteuerte Vibratoren oder Rotationsscheiben zur Sortierung der Körner (Rotationsvereinzelung) und ein Modul zur Vereinzelung der Körner (Linearvereinzelung). Die einzelnen Komponenten sollen eine weitere Automatisierung der Detektion ermöglichen und im Zusammenspiel mit der in wenigen Bruchteilen von Sekunden stattfinden eigentlichen spektralen Messung den Durchsatz von mehreren Hundert bis mehreren Tausend Körnern in sehr kurzen Zeiträumen ermöglichen.The conveying and separation unit comprises in a preferred embodiment the invention frequency-controlled vibrators or rotary disks for sorting the grains (Rotary separation) and a module for singling the grains (linear separation). The individual components are intended to further automate the Enable detection and in conjunction with that in just a few fractions of a second actual spectral measurement take the throughput of several hundred to several thousand grains in very short periods of time enable.

Weiterhin ist bevorzugt, dass der Messzelle eine Sortiereinheit nachgeschaltet ist, mit der die zuvor vermessenen Körner definiert abgelegt werden können. Mit einer solchen, aus dem Stand der Technik an sich bekannten Sortiereinheit kann beispielsweise Saatgut nach dem Gehalt bestimmter Inhaltsstoffe aufgetrennt werden. Daneben ist es auf diese Weise auch möglich, die durch das Verfahren ermittelten Gehalte an Inhaltsstoffen auf chemometrischen Wege zu überprüfen. Dies ist insbesondere bei der Erstellung neuer Referenzdaten für die Auswertung sinnvoll.Farther is preferred that the measuring cell downstream of a sorting unit is, with which the previously measured grains can be stored defined. With Such, from the prior art known per se sorting unit can, for example, seed according to the content of certain ingredients be separated. In addition, it is also possible in this way, the Content of contents determined by the method on chemometric Ways to check. This is in particular when creating new reference data for the evaluation meaningful.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Einzelkornanalysator eine Auswerteeinheit, in der die vom Spektrometer erfassten Spektren eines jeden Korns mit einem in einen Speichermedium hinterlegten Datensatz aus Referenzspektren auf Übereinstimmung verglichen werden (Korrelationsmodell). Durch die Integration der Auswerteeinheit in den Einzelkornanalysator kann die Auswertung automatisiert werden und auch bei niedriger Qualifikation der Mitarbeiter eine hohe Reproduzierbarkeit und Verfahrenssicherheit gewährleistet werden.In A preferred embodiment of the invention comprises the single-grain analyzer an evaluation unit in which the spectrums recorded by the spectrometer of each grain with a stored in a storage medium Data set from reference spectra to match (correlation model). By integrating the evaluation unit into the single-grain analyzer the evaluation can be automated and even at lower Qualification of employees a high reproducibility and process safety be guaranteed.

Modularer Aufbau: Einzelkornmodul (Sondenmodul), Spektrometer (Messmodul), AuswertemodulModular structure: single-grain module (Probe module), spectrometer (measuring module), evaluation module

Ferner wird ein Modell für das Korn erstellt und im Speichermedium hinterlegt. Das Modell, in dem charakteristische spektrale Merkmale (Bezugsgrößen) für bestimmte Bereiche des Korns (modellierte Messpunkte) eingearbeitet sind, erlaubt eine Zuordnung der an einzelnen Messpunkten erfassten Spektren zu den modellierten Messpunkten (Lagezuordnung). Wenn ermittelt wurde, an welcher definierten Stelle des Korns das jeweilige Spektrum aufgenommen wurde, kann in Abhängigkeit von einer der Messung zugrundeliegenden Aufgabenstellung eine Selektion der Spektren erfolgen. Hierdurch lässt sich zum Einen der Rechenaufwand verringern und zum Anderen kann für jeden Messpunkt individuell festgelegt werden nach welchen Kriterien er auszuwerten ist. Neben einer örtlichen Selektierung der Spektren ist es auch denkbar, dass Spektren bestimmter Messpunkte, die eine vorgegebene Abweichung zur Bezugsgröße des Modells überschreiten, vor dem Vergleich mit den Referenzspektren aussortiert werden (qualitative Selektierung der Spektren). Die definierten Ausreißer (Leveragewert, Residualwerte) sind selbstverständlich für jedes Messgut vorab in das zugrundeliegende Kalibriermodell aufzunehmen. Wird der gesetzte Grenzwert überschritten, so wird dieses Spektrum nicht mehr zur weiteren Auswertung (z.B. Mittelung) herangezogen. Hiermit können insbesondere Leermessungen an der Optik unterdrückt werden.Further will be a model for the grain is created and deposited in the storage medium. The model, in which characteristic spectral features (benchmarks) for certain Areas of the grain (modeled measuring points) are incorporated, allows an assignment of the spectra recorded at individual measuring points to the modeled measuring points (position assignment). When determined was, at which defined point of the grain the respective spectrum was recorded, depending on from a task underlying the measurement a selection the spectra are done. This allows on the one hand the computational effort on the other hand, can be customized for each measuring point be determined according to which criteria it is to be evaluated. Next a local one Selecting the spectra, it is also conceivable that certain spectra Measuring points that exceed a given deviation from the reference value of the model, before being compared with the reference spectra (qualitative Selection of spectra). The defined outliers (leverage value, Residual values) are self-evident for each Measurements to be recorded in advance in the underlying calibration model. If the set limit is exceeded, so this spectrum is no longer for further evaluation (for example, averaging) used. Hereby can In particular, empty measurements on the optics are suppressed.

Mit Hilfe der nach dem Korrelationsmodell ermittelten Referenzspektren können Schätzwerte für den Gehalt an einen oder mehreren Inhaltsstoffen im Korn vorhergesagt werden. So ist es beispielsweise möglich den Gehalt an β-Glucanen in Malzen zu prognostizieren. Die Schätzwerte für die einzelnen Körner des Messguts werden in der Auswerteeinheit statistisch ausgewertet und können unter anderen ein Maß für die Homogenität des Messguts liefern.With Help of the reference spectra determined according to the correlation model can estimates for the Content of one or more ingredients in the grain predicted become. So it is possible, for example, the content of β-glucans in malts to forecast. The estimates for the single grains of the material to be measured are evaluated statistically in the evaluation unit and can among other things, a measure of the homogeneity of the material to be measured deliver.

Mit vorab geschildertem Einzelkornanalysator und der entwickelten praxistauglichen Methode zur Einzelkornanalyse wird insgesamt die Überprüfung qualitativer Eigenschaften des Messguts vereinfacht und eine genauere Voraussage über die Verarbeitungseigenschaften ermöglicht. Darüber hinaus bietet sie dem Pflanzenzüchter ein neues Instrument für eine zerstörungsfreie Selektion.With previously described single-grain analyzer and developed practical The method of single grain analysis will be overall qualitative Characteristics of the material to be measured simplified and a more accurate prediction of the Processing properties allows. About that It also offers to the plant breeder a new instrument for a non-destructive Selection.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, den Einzelkornanalysator und das dazugehörige Verfahren für die Vermessung von Gerste oder Malz zu verwenden. Die Messung kann insbesondere zur Ermittlung des Eiweißgehalts (besonders β-Glucane) des Malzes dienen und ein Maß für den Grad einer Endosperm-Umwandlung des Malzes liefern.It has proved to be particularly advantageous, the single-grain analyzer and the associated procedure for the Measurement of barley or malt to use. In particular, the measurement can be to determine the protein content (especially β-glucans) of the Serve malt and a measure of the degree an endosperm transformation of the malt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the device are the subject of the remaining dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine Blockschaltbild zur Funktionsweise eines Einzelkornanalysators; 1 a block diagram of the operation of a Einzelkornanalysators;

2 eine schematische Darstellung einer Messzelle des Einzelkornanalysators; 2 a schematic representation of a measuring cell of the single-grain analyzer;

3 eine Prinzipdarstellung zur Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit durch Änderung eines Neigungswinkels; 3 a schematic diagram for influencing the conveying speed by changing a tilt angle;

4 eine schematische Darstellung einer Einzelsonde; 4 a schematic representation of a single probe;

5 eine ringförmige, transversale Einzelsondenanordnung; 5 an annular, transverse single probe arrangement;

6 eine alternative transversale Einzelsondenanordnung; 6 an alternative transversal single probe arrangement;

7 eine longitudinale Einzelsondenanordnung; 7 a longitudinal single probe assembly;

8 eine longitudinale und transversale Messpunktanordnung auf einem Korn; 8th a longitudinal and transverse measuring point arrangement on a grain;

9 an den Messpunkten eines Korns erfasste Reflektionsspektren und 9 at the measuring points of a grain detected reflection spectra and

10 Reflektionsspektren von verschiedenen Körnern am gleichen Messpunkt. 10 Reflection spectra of different grains at the same measuring point.

Die 1 zeigt in einem Blockschaltbild den prinzipiellen Aufbau eines Einzelkornanalysators 10. In einem Vorratsbehälter 12 wird das zu untersuchende Messgut, hier eine Charge von Malzkörnern, bereitgestellt. Das Messgut kann je nach Auslegung des Einzelkornanalysators 10 aus mehreren Hundert bis mehreren Tausend einzelnen Körnern bestehen. In einer sich dem Vorratsbehälter 12 anschließenden Förder- und Separationseinheit 14 werden die Körner separiert, vereinzelt und in definierter Weise einem Spektrometer 16 zugeführt. Dazu umfasst die Förder- und Separationseinheit 14 beispielsweise ein Modul 18 zur Rotationsvereinzelung, bei dem die Auftrennung des Messguts über eine mit Öffnungen versehene, rotierende Scheibe erfolgt. In einem weiteren Modul 20 erfolgt eine Linearvereinzelung der Körner, wobei auch eine Ausrichtung der zu vermessenden Objekte möglich ist – insbesondere derart, dass eine Längsachse der Körner parallel zur Förderrichtung im Spektrometer 16 verläuft. Die einzelnen Körner haben einen definierten Abstand zueinander. Neben der Vereinzelung der Körner wird das Messgut in den Modulen 18, 20 von kleinen anhaftenden Partikeln gesäubert. Derartige Module 18, 20 sind seit langem aus dem Stand der Technik bekannt. Da sie in einem hohen Maße variabel den jeweiligen Erfordernissen anpassbar und austauschbar sind, wird auf eine weitergehende Erläuterung verzichtet. Festzuhalten bleibt an dieser Stelle, dass das Messgut in definierter Weise für die spektrale Vermessung bereitgestellt werden muss, wobei pro Stunde mehrere Hundert bis mehrere Tausend vereinzelte Körner aufgetrennt werden.The 1 shows a block diagram of the basic structure of a single-grain analyzer 10 , In a storage container 12 the test material to be examined, here a batch of malt grains, is provided. Depending on the design of the single-grain analyzer, the material to be measured may be 10 consist of several hundred to several thousand individual grains. In a reservoir 12 subsequent conveyor and separation unit 14 The grains are separated, isolated and in a defined manner a spectrometer 16 fed. This includes the conveying and separation unit 14 for example, a module 18 for rotational separation, in which the separation of the material to be measured takes place via an apertured, rotating disk. In another module 20 there is a linear separation of the grains, whereby an alignment of the objects to be measured is possible - in particular such that a longitudinal axis of the grains parallel to the conveyor direction in the spectrometer 16 runs. The individual grains have a defined distance from each other. In addition to the singling of the grains, the material to be measured is in the modules 18 . 20 cleaned from small adherent particles. Such modules 18 . 20 have long been known from the prior art. Since they are highly variable to the respective requirements customizable and interchangeable, a further explanation is omitted. It should be noted at this point that the material to be measured must be provided in a defined manner for the spectral measurement, with several hundred to several thousand individual grains being separated per hour.

Bestandteil des Einzelkornanalysator 10 ist eine Auswerteeinheit 22, die eine unmittelbare Auswertung der im Spektrometer 16 gemessenen Spektren erlaubt. Die Auswerteeinheit 22 beinhaltet gängige Komponenten zur elektronischen Datenverarbeitung, wie beispielsweise ein Speichermedium, Arbeitsspeicher, eine Prozessoreinheit, eine Tastatur, Geräte zur Informationswiedergabe und Schnittstellen zu weiteren Peripheriegeräten. Die Auswertung der Spektren wird im weiteren noch näher erläutert und liefert insbesondere Schätzwerte für den Gehalt bestimmter Inhaltsstoffe im Korn. Der Informationsfluss zwischen der Auswerteeinheit 22 und dem Spektrometer 16 und zwischen der Auswerteeinheit 22 und einer nachgeordneten Sortiereinheit 24 ist über die gestrichelten Pfeile angedeutet. Die Sortiereinheit 24 dient zur definierten Ablage der zuvor vermessenen Körner nach Kriterien, die durch die Auswerteeinheit 22 vorgegeben werden. Ein solches Vorgehen ist unter anderem dann sinnvoll, wenn zu Züchtungszwecken Körner mit bestimmten Gehalten an Inhaltsstoffen selektiert werden sollen. Die selektierten Körner können auch zu Kalibrierungszwecken oder zur Erstellung neuer Modelle für die zugrunde liegenden Auswertungen vorzugsweise chemometrisch oder alternativ mit anderen Referenzmethoden auf den 'tatsächlichen' Gehalt überprüft werden.Part of the single grain analyzer 10 is an evaluation unit 22 that provide an immediate evaluation of the in the spectrometer 16 measured spectra allowed. The evaluation unit 22 includes common components for electronic data processing, such as a storage medium, memory, a processor unit, a keyboard, devices for information reproduction and interfaces to other peripherals. The evaluation of the spectra will be explained in more detail below and in particular provides estimates of the content of certain ingredients in the grain. The flow of information between the evaluation unit 22 and the spectrometer 16 and between the evaluation unit 22 and a downstream sorting unit 24 is indicated by the dashed arrows. The sorting unit 24 serves for the defined storage of previously measured grains according to criteria determined by the evaluation unit 22 be specified. Such a procedure is useful, inter alia, if grains with certain content levels are to be selected for breeding purposes. The selected grains may also be checked for calibration purposes or to create new models for the underlying evaluations preferably chemometrically or alternatively with other reference methods to the 'actual' content.

Sortiereinheiten 24 für derartige Zwecke sind hinreichend bekannt, so dass auf eine weitere Beschreibung verzichtet wird.sorting units 24 for such purposes are well known, so that is dispensed with a further description.

Ein Teilbereich des Spektrometers 16 ist in 2 skizziert. Der dargestellte Bereich umfasst ein Glasrohr 26, in dem ein zu vermessendes Korn 28 transportiert wird, eine erste und zweite Lichtschranke 30, 32 und die eigentliche Messzelle 34 in der die spektrale Messung durchgeführt wird.A subrange of the spectrometer 16 is in 2 outlined. The illustrated area comprises a glass tube 26 in which a grain to be measured 28 is transported, a first and second photocell 30 . 32 and the actual measuring cell 34 in which the spectral measurement is performed.

Das Glasrohr 26 besteht aus Quarzglas und ist für elektromagnetische Strahlung im VIS/NIR-Bereich (380 bis 2400 nm) durchlässig. Der Rohrquerschnitt kann so gewählt werden, dass ein Verdrehen des Korns 28 in Förderrichtung – angedeutet durch die Pfeile – verhindert wird. Die Geschwindigkeit mit der sich das Korn 28 im Glasrohr 26 vorwärts bewegt, kann beispielsweise durch eine hier nicht dargestellte steuer- oder regelbare Druckluftzufuhr, die einen das Korn 28 mitreißenden Luftstrom erzeugt, beeinflusst werden. Alternativ ist denkbar, den Neigungswinkel α der Messzelle 34 und damit des Glasrohrs 26 an einem Gelenk 36 zu verstellen (3). Bei senkrechter Stellung fällt das Korn 28 ungebremst durch das Glasrohr 26 – wird der Neigungswinkel α jedoch verringert, so führt die resultierende Reibung des Korns 28 an den Wänden des Glasrohrs 26 zu einer Verringerung der Fördergeschwindigkeit. Das Gelenk 36 kann auf mechanischen, elektromotorischen oder pneumatischen Wege regel- oder ansteuerbar sein. Für die Regelung oder Steuerung der Fördergeschwindigkeit stehen Regelgrößen wie ein Korngewicht oder die mit Hilfe der Lichtschranken 30, 32 bestimmte Fördergeschwindigkeit bei vorhergehenden Messungen, zur Verfügung.The glass tube 26 consists of quartz glass and is permeable to electromagnetic radiation in the VIS / NIR range (380 to 2400 nm). The pipe cross-section can be chosen so that twisting of the grain 28 in the conveying direction - indicated by the arrows - is prevented. The speed with which the grain 28 in the glass tube 26 moved forward, for example, by a not shown here controllable or adjustable compressed air supply, the one the grain 28 entraining airflow generated be influenced. Alternatively, it is conceivable, the inclination angle α of the measuring cell 34 and with it the glass tube 26 at a joint 36 to adjust ( 3 ). When vertical, the grain falls 28 unbraked through the glass tube 26 However, if the inclination angle α is decreased, the resulting friction of the grain will result 28 on the walls of the glass tube 26 to a reduction of the conveying speed. The joint 36 can be regulated or controlled by mechanical, electromotive or pneumatic means. For the regulation or control of the conveying speed are controlled variables such as a grain weight or with the help of the light barriers 30 . 32 certain conveying speed in previous measurements available.

Die Lichtschranken 30, 32 dienen zur Erfassung des Ein- und Austritts des Korns 28 aus dem Spektrometer 16. Wenn das Korn 28 die erste Lichtschranke 30 passiert oder gegebenenfalls mit einer vorgebbaren Verzögerung, wird die Messung gestartet und beim Durchlaufen der zweiten Lichtschranke 32 beendet.The photocells 30 . 32 serve to detect the entry and exit of the grain 28 from the spectrometer 16 , If the grain 28 the first photocell 30 happens or optionally with a predetermined delay, the measurement is started and when passing through the second light barrier 32 completed.

In der 2 sind zwei Einzelsonden 38 der Messzelle 34 dargestellt, die zur Einspeisung der Messstrahlung und Messung der Reflektion am Korn 28 dienen. Die Einzelsonden 38 wiederum sind aus einzelnen Fasersonden – basierend auf einem lichtleitenden Material – zusammengesetzt und ermöglichen die vom Ort der Messung distanzierte Anordnung von Strahlungsquelle 40 und Detektor 42 (4). Im vorliegenden Beispiel bilden sechs ringförmig um eine Strahlungssonde 46 angeordnete Detektorsonden 44 eine Einzelsonde 38. Mehrere Einzelsonden 38 können in später noch erläuterter Weise in der Messzelle 34 angeordnet werden. Insgesamt sind alle Detektorsonden 44 auf den zentralen Detektor 42, beziehungsweise alle Strahlungssonden 46 auf die zentrale Strahlungsquelle 40, zusammen geschaltet.In the 2 are two single probes 38 the measuring cell 34 shown, for feeding the measuring radiation and measuring the reflection on the grain 28 serve. The single probes 38 in turn are composed of individual fiber probes - based on a light-conducting material - and allow the distance from the location of the measurement arrangement of radiation source 40 and detector 42 ( 4 ). In the present example, six form a ring around a radiation probe 46 arranged detector probes 44 a single probe 38 , Several individual probes 38 can in later described manner in the measuring cell 34 to be ordered. Overall, all detector probes 44 on the central detector 42 , or all radiation probes 46 to the central radiation source 40 , switched together.

Die Strahlungsquelle 40 stellt eine Messstrahlung im nahinfraroten Spektralbereich bereit. Um Integrationszeiten < 10 ms zu erreichen, wird als Detektor 42 ein polychromatischer Hochgeschwindigkeits-Diodenarray-Detektor mit 256 Photodiodenzeilen eingesetzt (beziehbar u.a. über die Firma Carl Zeiss Jena GmbH, Deutschland). Der Detektor 42 ist mit einer InGaAs-Diodenzeile ausgestattet, die Messintervalle von 1 bis 10 ms erlaubt und sich durch eine sehr gute Wellenlängenstabilität und eine sehr hohe Empfindlichkeit im nahinfraroten Spektralbereich von 400 bis 2400 nm auszeichnet. Der Detektor 42 ist durch seine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Erschütterung und Temperaturänderung für die verschiedensten Anwendungsbereiche geeignet und bietet deutliche Vorteile gegenüber der Filter- und Monochromatortechnik. Die Messung erfolgt mit einer Auflösung von 0,5 nm, wobei etwa 280 Messungen pro Sekunde durchgeführt werden. Pro Korn beträgt die Gesamtmesszeit etwa 0,5 s.The radiation source 40 provides a measuring radiation in the near-infrared spectral range. In order to achieve integration times <10 ms, the detector is 42 a polychromatic high-speed diode array detector with 256 photodiode lines used (available, inter alia, the company Carl Zeiss Jena GmbH, Germany). The detector 42 is equipped with an InGaAs diode array, which allows measurement intervals of 1 to 10 ms and is characterized by a very good wavelength stability and a very high sensitivity in the near-infrared spectral range of 400 to 2400 nm. The detector 42 is due to its high resistance to vibration and temperature change for the ver suitable fields of application and offers clear advantages over the filter and monochromator technology. The measurement is carried out with a resolution of 0.5 nm, whereby about 280 measurements per second are performed. Per grain, the total measurement time is about 0.5 s.

Eine spezielle Anordnung mehrerer Einzelsonden 38 in der Messzelle 34 soll die Aussagekraft der Messung erhöhen und eine größere Flexibilität bei der Messung mit sich bringen. Es hat sich als sinnvoll erwiesen, quer zur Förderrichtung zumindest zwei Einzelsonden 38 anzuordnen, denn hierdurch können die auf der unregelmäßigen Kornform oder einer unterschiedliche Kornausrichtung beruhenden Messunterschiede im Rahmen der Auswertung kompensiert werden. Für eine solche transversale Einzelsonden- und daraus resultierende Messpunktanordnung auf dem Korn 28 zeigen die 5 und 6 zwei Alternativen auf. Nach einer ersten Variante (5) werden drei oder mehr Einzelsonden 38 ringförmig, mit einem geeigneten Abstand um das Glasrohr 26 angeordnet und ermöglichen die Messung an entsprechend vielen Messpunkten auf dem Korn 28. Wenn aus baulichen Gründen eine solche Vielfachanordnung nicht möglich ist, können nach einer zweiten Variante (6) zwei Einzelsonden 38 in einer senkrecht zur Förderrichtung verlaufenden Ebene in einem Winkel von etwa 90° zueinander am Glasrohr 26 angebracht werden. Die 8 zeigt beispielhaft sieben Messpunktpaare (a/a' bis g/g') die sich aus einer transversalen Einzelsondenanordnung mit je zwei Einzelsonden 38 ergeben. In der Auswerteeinheit 22 werden die Spektren der Messpunktpaare verglichen und bei bestehenden Unterschieden anhand eines weiter unten noch beschriebenen Modells die zur weiteren Auswertung geeigneten Spektren ausgewählt.A special arrangement of several individual probes 38 in the measuring cell 34 should increase the validity of the measurement and bring greater flexibility in the measurement with it. It has proven to be useful, transverse to the conveying direction at least two individual probes 38 to arrange, because this can be compensated based on the irregular grain shape or a different grain orientation measurement differences in the evaluation. For such a transverse single probe and resulting measurement point arrangement on the grain 28 show the 5 and 6 two alternatives. After a first variant ( 5 ) become three or more single probes 38 annular, with a suitable distance around the glass tube 26 arranged and allow the measurement at correspondingly many measuring points on the grain 28 , If, for structural reasons, such a multiple arrangement is not possible, according to a second variant ( 6 ) two single probes 38 in a direction perpendicular to the conveying direction plane at an angle of about 90 ° to each other on the glass tube 26 be attached. The 8th shows by way of example seven measuring point pairs (a / a 'to g / g') which consist of a transverse single probe arrangement with two individual probes each 38 result. In the evaluation unit 22 the spectra of the measuring point pairs are compared and, given existing differences, the spectra suitable for further evaluation are selected on the basis of a model which will be described below.

Es ist auch möglich mit einzelnen Fasern erfasste Strahlung in einer einzigen Faser zusammenzuführen, so dass sich ein mittleres Spektrum, dass dem Detektor zugeführt wird.It is possible, too radiation detected with single fibers in a single fiber combine, so that there is a middle spectrum that is fed to the detector.

Da das Korn 28 auch in Längsrichtung inhomogen aufgebaut ist und die daraus resultierenden Ungenauigkeiten bei der Messung signifikant sein können, hat sich eine Mehrfachanordnung von Einzelsonden 38 auch in Förderrichtung als vorteilhaft erwiesen. In 7 sind exemplarisch fünf Einzelsonden 38 für eine derartige longitudinale Einzelsondenanordnung dargestellt, deren Abstand zueinander selbstverständlich auf die Dimensionen des Korns 28 abgestimmt sein muss. Die sich ergebende longitudinale Messpunktanordnung für sieben Einzelsonden 38 ist der 8 zu entnehmen (Messpunkte a bis g beziehungsweise a' bis g'). In der Praxis haben sich besonders Anordnungen mit 8 bis 12 Messpunkten in longitudinaler Erstreckung bewährt. Auch diese longitudinal unterschiedlichen Spektren können zu einem Mittelwertspektrum zusammengeführt werden.Because the grain 28 Also in the longitudinal direction is constructed inhomogeneous and the resulting inaccuracies in the measurement can be significant, has a multiple arrangement of individual probes 38 also proved advantageous in the conveying direction. In 7 are exemplary five individual probes 38 for such a longitudinal single probe arrangement, the distance of which, of course, to the dimensions of the grain 28 must be coordinated. The resulting longitudinal measuring point arrangement for seven individual probes 38 is the 8th to take (measuring points a to g or a 'to g'). In practice, arrangements with 8 to 12 measuring points in longitudinal extent have proved particularly suitable. These longitudinally different spectra can also be combined to form an average spectrum.

Für ein konkretes Malzkorn ergeben sich aus einer solchen Messung die in 9 aufgezeigten Spektren. Es wird deutlich, dass die Reflektion an verschiedenen Messpunkten a bis g unterschiedlich geformte Spektren liefert. Zur Bestimmung der absoluten Lage der einzelnen Messpunkte – das Korn 28 kann ja in zweierlei Richtungen ins Glasrohr 26 eingespeist werden – wird auf ein in der Auswerteeinheit 22 hinterlegtes Modell für Malzkörner zurückgegriffen. Ein solches Modell kann beispielsweise derart erstellt werden, dass Malzkörner zunächst spektroskopisch an den in Frage kommenden Messpunkten vermessen werden und die gewonnenen Daten durch chemometrische Bestimmungen oder alternative Referenzmethoden quantitativen Gehalten an bestimmten Inhaltsstoffen zugeordnet werden. Das Verhältnis der einzelnen Messpunkte zueinander ist aufgrund der Inhomogenität des Kornaufbaus charakteristisch für den Längsaufbau des Korns und liefert daher eine Bezugsgröße für die Lagebestimmung von Messpunkten mit unbekannter Orientierung des Korns 28.For a concrete malt grain resulting from such a measurement in 9 indicated spectra. It becomes clear that the reflection at different measuring points a to g provides different shaped spectra. To determine the absolute position of the individual measuring points - the grain 28 can indeed in two directions in the glass tube 26 be fed - is on one in the evaluation unit 22 deposited model for malt grains used. Such a model can, for example, be prepared in such a way that malt grains are first measured spectroscopically at the measuring points in question, and the data obtained are assigned to specific contents by chemometric determinations or alternative reference methods. Due to the inhomogeneity of the grain structure, the ratio of the individual measuring points to one another is characteristic for the longitudinal structure of the grain and therefore provides a reference for the orientation of measuring points with unknown orientation of the grain 28 ,

Unter bestimmten Umständen ist eine weitere Selektion der nun konkreten Messpunkten zugeordneten Spektren notwendig. So kann beispielsweise der Gehalt eines für die Reflektion verantwortlichen Inhaltsstoffes in einem bestimmten Bereich besonders charakteristisch sein und/oder es sollen bei einer Messung Bereiche mit abweichenden Reflektionsverhalten infolge der Anwesenheit von unterschiedlichen Inhaltsstoffen voneinander getrennt werden. Mit vorab beschriebener Lagebestimmung ist eine örtliche Selektierung besonders einfach, indem bei der jeweiligen Auswertung nur vorher festgelegte Messpunkte berücksichtigt werden. Ferner ist es sinnvoll, auch qualitative Kriterien bei der Auswahl der Spektren für die weitere Auswertung mit einfließen zu lassen. Durch Vorgabe von Grenzwerten für eine Abweichung von den im Modell hinterlegten Bezugsgrößen können Leermessungen unterdrückt werden.Under certain circumstances is another selection of the now concrete measurement points assigned Spectra necessary. For example, the content of one for the reflection particular ingredient in a particular area be characteristic and / or it should be at a measurement areas with different reflection behavior due to the presence of different ingredients are separated. With previously described orientation is a local selection especially simply by only predetermined in the respective evaluation Taken into account measuring points become. Furthermore, it makes sense to include qualitative criteria in the Selection of spectra for to incorporate the further evaluation. By default of limits for one Deviation from the reference values stored in the model can lead to empty measurements be suppressed.

Sobald die Selektierung abgeschlossen ist und die Lage der Messpunkte bestimmt ist, können die Spektren von mehreren Körnern 28 am gleichen Messpunkt gegenübergestellt werden. Beispielhaft zeigt 10 einen solchen Vergleich für sieben Malzkörner am Messpunkt d. Schon hier ist ersichtlich, dass erhebliche Unterschiede bestehen. Bei Malzkörnern ist die gemessene Reflektion ein Maß für den Gehalt an β-Glucanen und damit ein Anhaltspunkt für den Stand der Endosperm-Umwandlung. Aus den Intensitäten der einzelnen Spektren können demnach Schätzwerte für den Gehalt an β-Glucanen bestimmt werden. Da die Intensität der einzelnen Spektren im in Frage kommenden Spektralbereich vom Lambert-Beer'schen Gesetz abweichen kann, sollte zunächst auf chemometrischen Wege eine Kalibrierungsfunktion ermittelt werden. Mit Hilfe der in der Auswerteeinheit 22 hinterlegten Kalibrierungsfunktion lassen sich dann in der Praxis gut mit den tatsächlichen Gehalten übereinstimmende Schätzwerte bestimmen. Nach einem einfacheren Korrelationsmodell können die erfassten Spektren aber auch gleich mit einem im Speichermedium hinterlegten Datensatz an Referenzspektren auf Übereinstimmung verglichen werden und so aussagekräftige Schätzwerte liefern. Die gewonnenen Daten lassen sich in bekannter Weise statistisch auswerten und ermöglichen aufgrund der in kurzer Zeit erhältlichen großen Zahl an Einzelmessungen (> 7000 Messungen pro h) eine zuverlässige Abschätzung der Homogenität des Messgutes.Once the selection is complete and the location of the measurement points is determined, the spectra of several grains 28 be compared at the same measuring point. Exemplary shows 10 such a comparison for seven malt grains at the measuring point d. Even here it can be seen that there are considerable differences. In the case of malt grains, the measured reflectance is a measure of the β-glucan content and thus an indication of the state of endosperm transformation. Accordingly, estimates of the β-glucan content can be determined from the intensities of the individual spectra. Since the intensity of the individual spectra in the relevant spectral range can deviate from Lambert-Beer's law, First, a calibration function should be determined chemometrically. With the help of the in the evaluation unit 22 stored calibration function can then be determined in practice well with the actual contents corresponding estimates. However, according to a simpler correlation model, the acquired spectra can also be compared with a data set of reference spectra stored in the storage medium for agreement and thus provide meaningful estimates. The data obtained can be statistically evaluated in a known manner and, due to the large number of individual measurements (> 7000 measurements per h) available in a short time, allow a reliable estimation of the homogeneity of the material to be measured.

Der hier beanspruchte und beschriebene Einzelkornanalysator ist beispielsweise auch als Einzelstückanalysator z.B. zur Analyse von pharmazeutischen Erzeugnissen wie Pillen oder anderen Proben einsetzbar.Of the here claimed and described single-grain analyzer is, for example also as a single piece analyzer e.g. for the analysis of pharmaceutical products such as pills or can be used for other samples.

1010
EinzelkornanalysatorEinzelkornanalysator
1212
Vorratsbehälterreservoir
1414
Förder- und SeparationseinheitPromotional and separation unit
1616
Spektrometerspectrometer
1818
Modul für die Rotationsvereinzelungmodule for the rotary separation
2020
Modul für die Linearvereinzelungmodule for the linear separation
2222
Auswerteeinheitevaluation
2424
Sortiereinheitsorting unit
2626
Glasrohrglass tube
2828
Korngrain
3030
erste Lichtschrankefirst photocell
3232
zweite Lichtschrankesecond photocell
3434
Messzellecell
3636
Gelenkjoint
3838
EinzelsondeSingle Lead
4040
Strahlungsquelleradiation source
4242
Detektordetector
4444
Detektorsondendetector probes
4646
Strahlungssondenradiation probes

Claims (39)

Einzelkornanalysator (10) mit (a) einer Förder- und Separationseinheit (14), in der ein zu untersuchendes Korn (28) (Einzelkorn) aus einer Vielzahl von Körnern (Messgut) separiert und vereinzelt einem Spektrometer (16) zugeführt wird sowie (b) einem Spektrometer (16) mit einer Messeinrichtung (34), an der das Korn (28) während der Messung vorbei gefördert wird und die eine auf das Korn (28) ausgerichtete Strahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung und einen die Reflektion der Strahlung vom Korn (28) oder die Transmission der Strahlung durch das Korn (28) erfassenden Detektor (42) umfasst.Single-grain analyzer ( 10 ) with (a) a conveying and separating unit ( 14 ), in which a grain to be examined ( 28 ) (Single grain) separated from a large number of grains (measured material) and separated into a spectrometer ( 16 ) and (b) a spectrometer ( 16 ) with a measuring device ( 34 ), where the grain ( 28 ) is conveyed past the measurement and the one on the grain ( 28 ) directed radiation source for electromagnetic radiation and a reflection of the radiation from the grain ( 28 ) or the transmission of the radiation through the grain ( 28 ) detecting detector ( 42 ). Einzelkornanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle elektromagnetische Strahlung zumindest in einem spektralen Bereich zwischen 350 und 2400 nm abgibt und dass der Detektor einen Messbereich von 350 bis 2400 nm umfasst.Single-grain analyzer according to claim 1, characterized in that that the radiation source at least electromagnetic radiation in a spectral range between 350 and 2400 nm and delivers the detector comprises a measuring range of 350 to 2400 nm. Einzelkornanalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Messzelle (34) aus einen im Bereich der Strahlungsquelle (40) und des Detektors (42) NIR-transparenten Material umfasst.Einzelkornanalysator according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring device is a measuring cell ( 34 ) from one in the area of the radiation source ( 40 ) and the detector ( 42 ) NIR-transparent material. Einzelkornanalysator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (34) ein als Probenzufuhr dienendes Glasrohr (26), insbesondere aus Quarzglas, umfasst.Single-grain analyzer according to claim 3, characterized in that the measuring cell ( 34 ) a sample tube serving as a glass tube ( 26 ), in particular of quartz glass. Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzelle (34) Mittel zugeordnet sind, mit denen eine Fördergeschwindigkeit des Korns (28) in der Messzelle (34) und damit eine Messzeit beeinflusst werden kann.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring cell ( 34 ) Means are associated with which a conveying speed of the grain ( 28 ) in the measuring cell ( 34 ) and thus a measuring time can be influenced. Einzelkornanalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit eine regel- oder steuerbare Druckluftzufuhr umfassen.Single-grain analyzer according to claim 5, characterized in that that the means for influencing the conveying speed have a regular or controllable compressed air supply include. Einzelkornanalysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beeinflussung der Fördergeschwindigkeit mechanisch, elektromotorisch oder pneumatisch verstellbare Gelenke (38) umfassen, mit denen ein Neigungswinkel α der Messzelle (34) veränderbar ist.Einzelkornanalysator according to claim 6, characterized in that the means for influencing the conveying speed mechanically, electromotively or pneumatically adjustable joints ( 38 ), with which an angle of inclination α of the measuring cell ( 34 ) is changeable. Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (34) zwei Lichtschranken (30, 32) zur Detektion des Ein- und Austritts des Korns (28) umfasst.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 7, characterized in that the measuring cell ( 34 ) two light barriers ( 30 . 32 ) for detecting the entry and exit of the grain ( 28 ). Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (42) Fasersonden aus einem lichtführenden Material umfasst, die die reflektierte oder die transmittierte Strahlung vom Messort zum Detektor (42) leiten (Detektorsonden (44)).Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 8, characterized in that the detector ( 42 ) Comprises fiber probes of a light-guiding material, which transmits the reflected or transmitted radiation from the measuring location to the detector ( 42 ) (detector probes ( 44 )). Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (40) Fasersonden aus einem lichtführenden Material umfasst, die die erzeugte Strahlung von der Strahlungsquelle (40) zum Messort leiten (Strahlungssonden (46)).Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 9, characterized in that the radiation source ( 40 ) Comprises fiber probes of a light-conducting material which absorb the generated radiation from the radiation source ( 40 ) to the measuring point (radiation probes ( 46 )). Einzelkornanalysator nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (34) eine oder mehrere Einzelsonden (38) aus jeweils wenigstens einer Strahlungssonde (46) und wenigstens einer Detektorsonde (44) umfasst.Single-grain analyzer according to claims 9 and 10, characterized in that the measuring cell ( 34 ) one or more individual probes ( 38 ) from in each case at least one radiation probe ( 46 ) and at least one detector probe ( 44 ). Einzelkornanalysator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelsonden (38) aus einer mittig gelegenen Strahlungssonde (46) und ringförmig darum angeordneten Detektorsonden (44) bestehen.Single-grain analyzer according to claim 11, characterized in that the individual probes ( 38 ) from a centrally located radiation probe ( 46 ) and ring-shaped detector probes ( 44 ) consist. Einzelkornanalysator nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einzelsonden (38) derart in der Messzelle (34) angeordnet sind, dass eine Messung simultan in quer zur Förderrichtung versetzen Bereichen des Korns (28) (Messpunkte) erfolgen kann (transversale Einzelsonden- und Messpunktanordnung).Single-grain analyzer according to claims 11 or 12, characterized in that at least two individual probes ( 38 ) in the measuring cell ( 34 ) are arranged such that a measurement simultaneously in transverse to the conveying direction areas of the grain ( 28 ) (Measuring points) can take place (transversal single probe and measuring point arrangement). Einzelkornanalysator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpunkte der zumindest zwei Einzelsonden (38) für die transversale Einzelsondenanordnung in einem etwa 90°-Winkel zur Förderrichtung zueinander liegen.Single-grain analyzer according to claim 13, characterized in that the measuring points of the at least two individual probes ( 38 ) are at an approximately 90 ° angle to the conveying direction to each other for the transverse single probe assembly. Einzelkornanalysator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einzelsonden (38) für die transversale Einzelsondenanordnung ringförmig um die Messzelle (34) angeordnet sind.Single-grain analyzer according to claim 13, characterized in that a plurality of individual probes ( 38 ) for the transversal single probe arrangement in a ring around the measuring cell ( 34 ) are arranged. Einzelkornanalysator nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Einzelsonden (38) derart in der Messzelle (34) angeordnet sind, dass eine Messung in Förderrichtung versetzen Bereichen des Korns (28) (Messpunkte) erfolgen kann (longitudinale Einzelsonden- und Messpunktanordnung).Single-grain analyzer according to claims 11 or 12, characterized in that at least two individual probes ( 38 ) in the measuring cell ( 34 ) are arranged such that a measurement in the conveying direction offset areas of the grain ( 28 ) (Measuring points) (longitudinal individual probe and measuring point arrangement). Einzelkornanalysator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das 2 bis 20 in longitudinaler Anordnung unterscheidbare Messpunkte durch die longitudinale Einzelsondenanordnung vorgegeben sind.Single-grain analyzer according to claim 16, characterized in that that the 2 to 20 in longitudinal arrangement distinguishable measuring points are predetermined by the longitudinal single probe arrangement. Einzelkornanalysator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das 8 bis 12 in longitudinaler Anordnung unterscheidbare Messpunkte durch die longitudinale Einzelsondenanordnung vorgegeben sind.Single-grain analyzer according to claim 17, characterized in that that the 8 to 12 in longitudinal arrangement distinguishable measuring points are predetermined by the longitudinal single probe arrangement. Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (42) ein Hochgeschwindigkeitsdetektor mit Messintervallen von 0,01 bis 50 ms ist.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 18, characterized in that the detector ( 42 ) is a high-speed detector with measurement intervals of 0.01 to 50 ms. Einzelkornanalysator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (42) ein Hochgeschwindigkeitsdetektor mit Messintervallen von 1 bis 10 ms ist.Single-grain analyzer according to claim 19, characterized in that the detector ( 42 ) is a high-speed detector with measurement intervals of 1 to 10 ms. Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der spektrale Messbereich des Detektors (42) 400 bis 2000 nm beträgt.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 20, characterized in that the spectral measuring range of the detector ( 42 ) Is 400 to 2000 nm. Einzelkornanalysator nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der spektrale Messbereich des Detektors (42) 1000 bis 1700 nm beträgt.Einzelkornanalysator according to claim 21, characterized in that the spectral measuring range of the detector ( 42 ) Is 1000 to 1700 nm. Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (42) ein Diodenarray-Detektor mit einer Photodiodenzeile ist.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 22, characterized in that the detector ( 42 ) is a diode array detector with a photodiode array. Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- und Separationseinheit (14) frequenzgesteuerte Vibratoren zur Sortierung des Korns (28) umfasst.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 23, characterized in that the conveying and separating unit ( 14 ) Frequency-controlled vibrators for sorting the grain ( 28 ). Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Förder- und Separationseinheit (14) ein Modul zur Vereinzelung des Korns (28) umfasst.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 24, characterized in that the conveying and separating unit ( 14 ) a module for separating the grain ( 28 ). Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzelle (34) eine Sortiereinheit (24) nachgeschaltet ist, mit der die zuvor vermessenen Körner (28) definiert abgelegt werden können.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 25, characterized in that the measuring cell ( 34 ) a sorting unit ( 24 ), with which the previously measured grains ( 28 ) can be stored defined. Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Einzelkornanalysator (10) eine Auswerteeinheit (22) umfasst, in der die vom Spektrometer (16) erfassten Spektren eines jeden Korns (28) mit einem in einen Speichermedium hinterlegten Datensatz aus Referenzspektren verglichen werden.Single-grain analyzer according to one of claims 1 to 26, characterized in that the single-grain analyzer ( 10 ) an evaluation unit ( 22 ), in which the spectrometer ( 16 ) recorded spectra of each grain ( 28 ) are compared with a stored in a storage medium record of reference spectra. Verfahren zur Einzelkornanalyse, bei dem in einem Einzelkornanalysator (10) (a) ein zu untersuchendes Korn (28) (Einzelkorn) aus einer Vielzahl von Körnern (Messgut) in einer Förder- und Separationseinheit (14) separiert und vereinzelt einem Spektrometer (16) zugeführt wird sowie (b) das Korn (28) während der Messung durch eine Messeinrichrtung (34) eines Spektrometers (16) transportiert wird und durch eine auf das Korn (28) ausgerichteten Strahlungsquelle (40) vorzugsweise im sichtbaren Bereich und den nahen Infrarot-Bereich (VIS/NIR) bestrahlt wird und die Reflektion vom oder die Transmission durch das Korn (28) durch einen Detektor (42) vorzugsweise im spektralen Messbereich von 380 bis 2400 nm erfasst wird.Method for single-grain analysis, in which a single-grain analyzer ( 10 ) (a) a grain to be examined ( 28 ) (Single grain) from a plurality of grains (measured material) in a conveying and separating unit ( 14 ) separated and separated a spectrometer ( 16 ) and (b) the grain ( 28 ) during the measurement by a measuring device ( 34 ) of a spectrometer ( 16 ) and transported by one to the grain ( 28 ) aligned radiation source ( 40 ) is irradiated preferably in the visible range and the near infrared range (VIS / NIR) and the reflection from or the transmission through the grain ( 28 ) by a detector ( 42 ) is detected preferably in the spectral measuring range of 380 to 2400 nm. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Spektrometer (16) erfassten Spektren eines jeden Korns (28) in einer Auswerteeinheit (22) mit einem in einen Speichermedium hinterlegten Datensatz aus Referenzspektren auf Übereinstimmung verglichen werden (Korrelationsmodell).Method according to claim 28, characterized in that the spectrometer ( 16 ) recorded spectra of each grain ( 28 ) in an evaluation unit ( 22 ) are compared with a stored in a storage medium record of reference spectra to match (correlation model). Verfahren nach den Ansprüchen 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Speichermedium hinterlegtes Modell für das Korn (28) erstellt wird, in dem charakteristische spektrale Merkmale (Bezugsgrößen) für bestimmte Bereiche des Korns (28) (modellierte Messpunkte) eingearbeitet sind und eine Zuordnung der an einzelnen Messpunkten erfassten Spektren zu den modellierten Messpunkten erfolgt (Lagezuordnung).Method according to claims 28 or 29, characterized in that a model stored in the storage medium for the grain ( 28 ) in which characteristic spectral features (reference quantities) for certain areas of the grain ( 28 ) (modeled measuring points) are incorporated and an assignment of the spectra recorded at individual measuring points to the modeled measuring points takes place (position assignment). Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Spektren bestimmter Messpunkte nach der Lagezuordnung in Abhängigkeit von einer der Messung zugrundeliegenden Aufgabenstellung ausgewählt werden und diese Spektren mit den Referenzspektren verglichen werden (örtliche Selektierung der Spektren).Method according to claim 30, characterized in that that the spectra of certain measuring points according to the position allocation in dependence be selected from a task underlying the measurement and these spectra are compared with the reference spectra (local Selection of spectra). Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass Spektren bestimmter Messpunkte, die eine vorgegebene Abweichung zur Bezugsgröße des Modells überschreiten, vor dem Vergleich mit den Referenzspektren aussortiert werden (qualitative Selektierung der Spektren).Method according to claim 30, characterized in that that spectra of certain measuring points that have a given deviation exceed the reference size of the model, before being compared with the reference spectra (qualitative Selection of spectra). Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass den nach dem Korrelationsmodell ermittelten Referenzspektren Schätzwerte für den Gehalt an einen oder mehreren Inhaltsstoffen im Korn (28) zugeordnet werden.Method according to one of Claims 29 to 32, characterized in that the reference spectra determined according to the correlation model are estimated values for the content of one or more ingredients in the grain ( 28 ) be assigned. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzwerte für die einzelnen Körner (28) des Messguts statistisch ausgewertet werden und ein Maß für die Homogenität des Messguts liefern.Method according to claim 33, characterized in that the estimated values for the individual grains ( 28 ) of the material to be measured are statistically evaluated and provide a measure of the homogeneity of the material to be measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzelle (34) Mittel zugeordnet sind, mit denen eine Fördergeschwindigkeit des Korns (28) in der Messzelle (34) beeinflusst werden kann und eine Messzeit pro Korn (28) durch Vorgabe einer bestimmten Fördergeschwindigkeit eingestellt wird.Method according to one of claims 28 to 34, characterized in that the measuring cell ( 34 ) Means are associated with which a conveying speed of the grain ( 28 ) in the measuring cell ( 34 ) and one measuring time per grain ( 28 ) is set by specifying a certain conveying speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (34) zwei Lichtschranken (30, 32) zur Detektion des Ein- und Austritts des Korns (28) umfasst und mit Eintritt des Korns (28) die Messung gestartet beziehungsweise mit Austritt des Korns (28) die Messung beendet wird.Method according to one of claims 28 to 35, characterized in that the measuring cell ( 34 ) two light barriers ( 30 . 32 ) for detecting the entry and exit of the grain ( 28 ) and with entry of the grain ( 28 ) started the measurement or with exit of the grain ( 28 ) the measurement is ended. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Förder- und Separationseinheit (14) eine Ausrichtung des Korns (28) in der Messzelle (34) erfolgt.Method according to one of claims 28 to 36, characterized in that by the conveying and separating unit ( 14 ) an orientation of the grain ( 28 ) in the measuring cell ( 34 ) he follows. Verwendung einer Einzelkornanalysator nach einem der Ansprüche 1 bis 27 und/oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgut Gerste oder Malz ist.Using a single-grain analyzer after one the claims 1 to 27 and / or the method according to one of claims 28 to 37, characterized in that the measured material is barley or malt. Verwendung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung zur Ermittlung des Eiweißgehalts (β-Glucane) des Malzes dient und ein Maß für den Grad einer Endosperm-Umwandlung des Malzes liefert.Use according to claim 38, characterized that the measurement serves to determine the protein content (β-glucans) of the malt and a measure of the degree an endosperm transformation of the malt.
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