DE69120268T2

DE69120268T2 - Vorrichtung für die vereinzelung von partikeln mit einem system zur schnellen kennzeichnung der einzelnen partikel

Info

Publication number: DE69120268T2
Application number: DE69120268T
Authority: DE
Inventors: Daniel L. Manhattan Ks 66502 Brabec; Charles R. Manhattan Ks 66502 Martin; Robert Manhattan Ks 66502 Rousser
Original assignee: US Department of Agriculture USDA; US Department of Commerce
Current assignee: US Department of Agriculture USDA; US Department of Commerce
Priority date: 1990-05-03
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1996-10-10
Anticipated expiration: 2011-04-23
Also published as: AU645572B2; AU7860991A; CA2081662C; DK0527191T3; CA2081662A1; WO1991016982A1; EP0527191A1; EP0527191B1; EP0527191A4; DE69120268D1

Description

Als Hilfe für Getreideinspektoren beim Sortieren von Getreide werden neue Technologien entwickelt, die die Vereinzelung von Saatkörnern zwecks objektiver Beurteilung voraussetzen. Beispiele für neue Technologien zur Bewertung einzelner Saatkörner beinhalten die rechnergestützte Analyse von Gewicht, Feuchtigkeit, Härte und digitalisierte Videobildmessungen. Getreidemarktproben sind häufig Gemische der gleichen Saatart aus unterschiedlichen Sorten und Wachstumsbedingungen. Saatgemische können große Unterschiede in Größe und Form aufweisen.
Hart- und Weichweizen müssen mit unterschiedlichen Mahlverfahren behandelt werden, und jede Klasse hat ihre eigene spezifische Marktnische besetzt, in Abhängigkeit von ihren Endanwendungs-Merkmalen. Die Kenntnis der Weizenklasse ist für die Mahloperation und zur Ausarbeitung der richtigen Marktstrategien wichtig. Derzeitige Methoden zur Klassifizierung des Weizens als Hartweizen oder Weichweizen gründen sich auf Farbe, Form und andere visuelle Kornmerkmale, die traditionell dem betreffenden Typ zugeordnet werden. Mit der Einführung neuerer Sorten wird die Zuordnung zwischen visuellen und Endanwendungs-Charakteristiken nicht mehr so eindeutig.
Massenhärtemessungen wurden als eine Lösungsmöglichkeit zum Klassifizieren der Weizenproben als hart oder weich eingesetzt. Jedoch liefert die Massenhärte keine Informationen, ob Weizensorten unterschiedlicher Härte gemischt wurden oder nicht. Ohne Mittel zum Abschätzen der Produktgleichmäßigkeit sind Sortierbestimmungen schwierig.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Gerät und ein Verfahren, das dazu dient, Saatkörner aus einer Probe, die aus einem Gemisch verschiedener Größen und Formen besteht, zu vereinzeln. Das Gerät und das Verfahren schicken die Saatkörner in richtiger Lage und in vorbestimmten Zeitabständen an ein vorbestimmtes Ziel. Die Erfindung würde besonders nützlich sein bei der Entwicklung von Technologien, die eine Einzelsaatkornmessung erfordern.
Ferner betrifft die Erfindung ein Gerät und ein Verfahren, das nützlich ist zum Bewerten individueller Getreidekörner nach Härte, und wahlweise auch nach Feuchtigkeitsgehalt und Korngröße. Das Gerät und Verfahren ermöglicht eine genaue Klassifizierung und Qualitätssortierung von Getreidekörnern, ohne ausschließlich auf Sichtmerkmale angewiesen zu sein. Die Erfindung wäre besonders nützlich für Getreideinspektoren des Federal Grain Inspection Service (FGIS) zum Sortieren des Weizens und auch zum Zweck der Beurteilung der unterschiedlichen Härtegrade innerhalb einer Probe.
Der jetzige Industriestandard zum Bestimmen der Weizenhärte ist das Verfahren 39-70 (1983) der American Association of Cereal Chemists (AACC), das den Reflexionsgrad nahe der Infrarotstrahlung (Near Infrared Reflectance - NIR) mißt. Gemäß diesem Verfahren wird der NIR von Weizenproben verglichen mit dem einer Reihe von Vergleichsweizensorten, die beim FGIS erhältlich ist. Zwar unterscheidet dieses Verfahren effektiv eine Weizenklasse von der anderen, jedoch erfaßt die NIR-Instrumentierung nicht Gemische unterschiedlicher Weizenklassen.
Lai et al. [Cereal Chem. 62(3): 178-184 (1985)] berichtet über die Anwendung verschiedener Zusatzgeräte zur "Instron Universal Testing Machine" zum Durchführen von Kompressions-, Scher- und Stichtests an Weizenproben und Inbezugsetzen der Ergebnisse zur Weizenhärte. Lai et al. zeigen ferner einen kontinuierlich automatisch arbeitenden Einzelkorn-Härtetester, der die Kompressionskräfte (Belastung) als Funktion der Zeit mißt. Die Vorrichtung verwendet einen im Strom wirksamen Druckmeßwertgeber, um ein Kompressionskraftprofil zu generieren, das sich aus dem Zerquetschen eines Weizenkorns zwischen einem nockengetriebenen Stab und einem feststehenden Amboß ergibt.
Pomeranz et al. [Cereal Chem. 65(2): 86-94 (1988)] zeigen ein Einzelkorn-Kompressionsinstrument mit einer halbautomatischen Zufuhrvorrichtung zum Bestimmen der Weizenhärte. Diese Vorrichtung ist ausgelegt zum Zerquetschen einzelner Körner zwischen zwei flachen Oberflächen. Die untere Quetschfläche ist nockengetrieben und die ober Fläche ist mit einer Meßdose verbunden zum Generieren von Daten über die Kerndicke, Kerngröße, Kerndeformierung und Kerndeformierungskraft.
Das halbautomatische Zufuhrsystem richtet jedes Korn so aus, daß die Naht nach unten liegt, indem es die Körner über Aktionsflächen gleiten läßt. Die Zufuhrvorrichtung zentriert die Körner unter der Meßdose während sie gleichzeitig die vorher zerquetschten Körner von der Quetschfläche bürstet.
JP-A-63-058244 offenbart ein Kornfeuchtigkeits-Meßgerät mit verbesserter Durchschnittsfeuchtigkeitswert- und -dispersionsgenauigkeit. Die Quetschzeit von Probenkörnern wird verglichen mit einer Bezugszeit. Das eliminiert die Messung des Feuchtigkeitsgehalts unnormaler Körner.
US-A-4703647 offenbart einen Kornhärtetester, der einzelne Körner in die Öffnungen einer rotierenden Platte schiebt, in der die Kerne durch eine Platte, der eine Meßdose und ein Mikroprozessor zugeordnet sind, geschert werden. Der Mikroprozessor gibt ein Schermuster aus, das ein Hinweis für die Kemhärte ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäßes Gerät zur Kennzeichnung von Getreidekörnern, enthaltend:
einen Rotor mit einer rauhen Außenfläche; und
ein Mittel zum Antreiben des Rotors; gekennzeichnet durch
einen Arm mit einem Drehpunkt und einer halbmondförmigen Innenfläche, deren Krümmung stärker ist als die der Außenfläche des Rotors, wobei der Arm im Verhältnis zum Rotor so positioniert ist, daß ein sich verjüngender Spalt gebildet wird, der ein breites Zuführende und ein enges Auslassende zwischen der Außenfläche des Rotors und der halbmondförmigen Innenfläche aufweist, wobei der Abstand zwischen den Flächen am engen Ende wesentlich kleiner ist als die Dicke der Getreidekörner;
ein Mittel zum Zuführen vereinzelter Getreidekörner in den Spalt; ein Mittel zum Messen der Bewegung des Arms um den Drehpunkt in der Zeit, als Funktion des physikalischen Widerstands, der von den Getreidekörnern auf die halbmondförmige Innenfläche ausgeübt wird; und
Mittel zum Korrelieren dieser Bewegung mit einem Wert, der die Kornhärte anzeigt.
Das neuartige Gerät charakterisiert Getreidekörner nach Härte und wahlweise nach Feuchtigkeitsgehalt und Korngröße. Eine Meßdose oder dergl. ist vorgesehen zum Messen der Bewegung des angelenkten Arms mit der Zeit als Funktion des physikalischen Widerstands, der vom Korn auf den Halbmond ausgeübt wird. Diese Bewegung wird mit einem Wert, der die Kornhärte angibt, in Zusammenhang gesetzt. Die Armbewegung kann auch mit der Korngröße in Beziehung gesetzt werden. Der Feuchtigkeitsgehalt wird bestimmt als Funktion der Konduktanz gemessen über das vereinzelte Korn, während es durch den Spalt zwischen Rotor und Halbmond geht.
Das Gerät kann auch als Teil eines Systems zum Feststellen von Gemischen verschiedener Weizenklassen in einer Schüttgut probe eingesetzt werden. Es läßt sich auch als analytisches Werkzeug zum Probenehmen des Schüttgutkorns einsetzen mit dem Zweck der Voraussage seiner funktionellen Eigenschaften bei der endgültigen Anwendung.
Das neuartige Gerät kann zusammen mit einer Zufuhrvorrichtung für vereinzelte Körner eingesetzt werden, wobei die Zufuhrvorrichtung beinhaltet:
eine Trommel, die so ausgelegt ist, daß sie eine Vielzahl Körner enthält und horizontal um ihre Achse rotiert und eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist, wobei die Innenfläche mit einer schraubenförmig verlaufenden Nut versehen ist, die sich wenigstens über einen Teil der Länge der Innenfläche erstreckt und in einer konzentrischen Nut an einem Ende der Trommel endet;
mindestens eine Öffnung in der konzentrischen Nut mit einer Abmessung, die im wesentlichen kleiner als die eines der Kerne ist;
ein Mittel zum Aufbringen eines Unterdrucks auf die Öffnung während der Zeit, in der diese Öffnung in einem kreisförmigen Pfad von einer ersten vorgegebene Position, die unterhalb der Achse der Trommel liegt, zu einer zweiten vorgegebenen Position, die über der ersten Position liegt, umläuft, wobei ein einziges Korn, das über der Öffnung liegt, während der Zeit, in der der Unterdruck angelegt ist, über der Öffnung festgehalten wird;
Mittel zum Abschalten des Unterdrucks, wenn die Öffnung in einer dritten vorgegebenen Position steht, die über der ersten Position liegt, wobei das einzige Korn von der Öffnung freigegeben wird; und
Mittel zum Führen des freigegebene Korns zum vorgegebenen Bestimmungsort.
Die Erfindung wird näher erläutert anhand der begleitenden Zeichnungen, in denen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Kornkennzeichnungsgeräts ist.
Fig. 2 ist eine Teilschnitt-Vorderansicht der Zufuhrvorrichtung.
Fig. 3 und 4 sind Schnittansichten entlang der Linien A-A bzw. B-B in Fig. 2.
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Rotors und des angelenkten Arms zum Zerquetschen der vereinzelten Kornproben.
Fig. 6 stellt eine detaillierte Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Rotoroberfläche dar.
Fig. 7 zeigt ein schematisches Schaltbild zum Messen der Konduktanz.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung des kompletten Einzelkorn-Getreidekennzeichnungssystems.
Fig. 9 zeigt die Zusammenhänge zwischen dem Ofenfeuchtigkeitsgehalt der drei Testweizensorten und dem Logarithmus des Konduktanz/Kraft Verhältnisses in Volt gemäß Bestimmung durch das erfindungsgemäße System.
Fig. 10 zeigt einen Graph der Härteprofile nach der Bestimmung durch das erfindungsgemäße System für zwei Bezugs-Hartweizen und einen Bezugs-Weichweizen als Funktion des Ofenfeuchtigkeitsgehalts.
Die erfindungsgemäße Zufuhrvorrichtung ist brauchbar zum Vereinzeln und Ausrichten unterschiedlicher Partikelmaterialien einschließlich Getreidekörner und sonstiges Saatgut. Sie ist ferner brauchbar für weitere, ganz allgemein gesagt, sphäroidische oder ellipsoide Partikel, insbesondere solcher mit einer hinreichend glatten Oberfläche, um mit der Vorrichtung eine Unterdruckdichtung auszubilden, wie noch beschrieben wird. Beispiele für solche Partikel sind u.a. Pillen, Kapseln, Insekteneier usw. Die Ausdrücke "Partikel" und "Material", die in der nachfolgenden Diskussion benutzt werden, sollen Material dieser Art bezeichnen.
Nehmen wir jetzt Bezug auf Fig. 8; die Hauptkomponenten des Kornkennzeichnungsprogramms sind u.a. die Kornquetschvorrichtung; ein Mittel zum Vereinzeln der Getreidekörner und Zufuhr derselben zum Quetschmechanismus; eine Schaltung zum Messen der Konduktanz, und ein Datenerfassungs- und Analysier-Untersystem zum Inbeziehungsetzen der Eingänge betreffend die Kornquetscheigenschaften, und wahlweise die Korngröße und Konduktanz mit der Kornhärte. Die Ausgänge sind Kraft- und Konduktanzprofile der Korncharakteristiken.
Zum schnellen und effizienten Betrieb des Systems ist das bevorzugte Mittel zum Vereinzeln und Zuführen der Getreidekörner als Probenahme zur Quetschvorrichtung die Zufuhrvorrichtung 1, die in Fig. 2-4 dargestellt wird. Diese Vorrichtung benutzt die im allgemeinen sphäroidische oder ellipsoide Form der Getreidekörner sowie ihre glatte Oberfläche, die das Ausbilden einer Unterdruckdichtung mit der Vorrichtung gemäß der nachstehenden, in weitere Einzelheiten gehenden Beschreibung ermöglicht.
Nehmen wir Bezug auf Fig. 1 und 2; die Zufuhrvorrichtung ist auf einen Rahmen 90 montiert und umfaßt im wesentlichen eine Trommel 2 mit zylindrischen Seitenwänden 3, einer Grundplatte 4, einer festen Planplatte 20 und einer festen Grundplatte 10. Die Achse der Trommel ist waagrecht angeordnet und die Trommel wird von einem Motor 18 um die waagrechte Achse gedreht. Die Motorwelle 19 erstreckt sich durch den Mittelpunkt der festen Grundplatte 10, die gegenüber dem Motor starr montiert ist, so daß die aufeinanderliegenden Flächen der Grundplatte 4 und der Platte 10 sehr enge Toleranzen haben. Ein Einfülltrichter 25 ist vorgesehen, um die Trommel mit dem zu vereinzelnden Komgut zu beschicken.
In einen Teil der Innenfläche der Seitenwand 3 ist eine schraubenförmig verlaufenden Nut 6 geschnitten, die in eine konzentrische Nut 7 an der Planscheibe 20 ausläuft. Zur Erzielung der besten Ergebnisse ist der Querschnitt der Nute 6 und 7 U-förmig ausgebildet, und die Querabmessung sollte in etwa der des Materials entsprechen. Biaxial symmetrische Körner, wie Weizen und Reis, tendieren dabei innerhalb der Nut in Längsrichtung ausgerichtet zu werden. Schraubenförmige Nuten 6 erstrecken sich vorzugsweise über die volle Länge der Innenfläche, so daß alles Material, das durch den Trichter 25 in die Trommel gefüllt wird, letztlich zu der konzentrischen Nut 7 geführt wird. Hier ist anzumerken, daß der Drehsinn der Trommelrotation so gewählt wird, daß das Material in Richtung zur konzentrischen Nut vorgeschoben wird.
Die konzentrische Nut 7 ist versehen mit einer oder mehreren Öffnungen 8, die eine geeignete Größe in Bezug auf das zu vereinzelnde Material aufweisen, wie nachstehend noch näher beschrieben wird. Wenn eine Vielzahl von Öffnungen vorgesehen ist, können sie gleichmäßig beabstandet über den Umfang der Nut 7 verteilt sein, so daß die vereinzelten Körner von der Vorrichtung in regelmäßigen Intervallen ausgegeben werden. Jede Öffnung ist verbunden mit einer Bohrung 9, die sich durch die Seitenwand 3 und die Grundplatte 4 erstreckt.
Wie in Fig. 3 am besten ersichtlich, nimmt die Grundplatte 10 die Mittel zum Ventilieren eines Unterdrucks in den Bohrungen 9 auf. In einer bevorzugten Konstruktion wird Kanal 11 mit einer Unterdruckquelle 15 verbunden und ist so konfiguriert, daß er mit jeder Öffnung 8 beim Rotieren auf ihrem kreisförmigen Weg von einem ersten vorgegebenen Punkt unterhalb der Trommelachse zu einem zweiten vorgegebenen Punkt oberhalb der Trommelachse verbunden ist. Der Kanal 12 kommuniziert mit der Umgebung oder einer Überdruckquelle durch die Öffnung 13.
Der Kanal 12 ist vorzugsweise so konfiguriert, daß er mit jeder Öffnung 8 kommuniziert, wenn sie von einem dritten vorgegebenen Punkt über der Trommelachse zu einem vierten vorgegebenen Punkt zwischen dem dritten und dem ersten Punkt rotiert. So wird also beim Rotieren der Trommel 2 der Unterdruck abwechselnd an die Bohrungen 9 und die Öffnungen 8 angelegt und abgeschaltet. Eine Fettdichtung oder eine sonstige dichtsitzende Anordnung zwischen der Grundplatte 4 und der Grundplatte 10 ist erforderlich, um sicherzustellen, daß an der Öffnung jederzeit der richtige Druck herrscht.
Im Betrieb wird die Trommel 2 durch den Einfülltrichter 25 mit dem zu vereinzelnden Material beschickt. Die Menge Material soll nicht mehr als etwa 10-20% des Trommelvolumens füllen. Beim Rotieren der Trommel, richten sich die Kerne innerhalb der schraubenförmigen Nut 6 aus und werden zur konzentrischen Nut 7 geführt. Die Schwerkraft versucht, das Material am Boden der Trommel zu halten. Wenn in Nut 7 eine Öffnung unter Unterdruck unter einem Korn vorbeistreicht, hält die Saugkraft das Korn auf der Öffnung fest, das Korn wird dabei auf der Öffnung festgehalten, während sie um die Achse der rotierenden Trommel kreist, wobei die anderen Materialkörner innerhalb der Nut am Boden bleiben. Sobald eine Bohrung 9 in Verbindung mit Kanal 12 kommt, wird der Unterdruck gebrochen und das Material wird freigegeben.
Das von der Öffnung in der konzentrischen Nut freigegebene Material wird mittels einer Führung der nächsten Verarbeitungsstufe bzw. seinem Endbestimmungsort zugeführt. Die Führung kann jede beliebige einer Reihe von Konfigurationen aufweisen. Die Ausführungsform in Fig. 2 und 4 ist besonders konstruiert, um die Ausrichtung der im wesentlichen biaxialen symmetrischen Getreidekörner beizubehalten. Die Planscheibe 20 ist mit einer Öffnung 21 zum gebogenen Kanal 22 versehen. Die Öffnung liegt in nächster Nähe zum Freigabepunkt des Korns aus der Öffnung 8 in etwa in der gleichen Ebene, wie die konzentrische Nut 7. Der gebogene Kanal 22 weist eine Krümmung auf, die der natürlichen Fallbahn des freigegebenen Kerns entspricht, die sich aus dem Moment, das dem Korn von der Trommel erteilt wird, und der Schwerkraft ergibt. Wenn die horizontale Komponente der Fallbahn gegenüber der vertikalen Komponente unbedeutend wird, wird das Korn leicht zu einer anderen Platte oder einem Weg nach unten abgelenkt, wie durch den in den Fig. 2 und 4 gezeigten linearen Kanal 23 dargestellt wird.
Mit Hilfe der konstanten Drehzahl der Trommel 2 und des gleichmäßigen Abstands zwischen den Öffnungen 8 kann die Vorrichtung die vereinzelten Körner in regelmäßigen Abständen genau dosieren. In Versuchen wurden Weizenkörner bis zu 200 Körner die Minute vereinzelt. Die geeignete Auswahl der Nutgröße, der Öffnungsgröße des Unterdrucks und der Trommeldrehzahl je nach besonderer Anwendung gehören zum Kenntnisstand des Fachmanns.
Wie in Fig. 5 gezeigt wird, beinhalten die Quetschkomponenten der Vorrichtung 30 den Rotor 31 und den angelenkten Arm 40. Ferner ist, unter Bezugnahme auf Fig. 1, der Rotor an der Welle 32 befestigt, die ihrerseits mittels eines Lagers 35 auf jeder Seite des Rotors im Rahmen 90 gelagert ist. Die Lager sind mittels nichtleitender Buchsen 39 elektrisch gegen den Rahmen isoliert. Der Rotor wird angetrieben vom Motor 91 über das Getriebe 92 und die Übertragungszahnräder 93 und 94. Wahlweise kann ein elektronischer Drehzahlregler zum Regeln der Motordrehzahl eingesetzt werden. Das Zahnrad 94 ist aus nichtleitendem Material gefertigt und wirkt mit den isolierten Lagern 35 zusammen, um den Rotor elektrisch gegen das übrige System zu isolieren.
Die Außenfläche 33 des Rotors ist aus Messing oder einem anderen haltbaren Metall gefertigt und ist so texturiert, daß sie eine Greiffläche für das Korn aufweist. In einer erfindungsgemäßen, bevorzugten Ausführungsform wird die Textur durch Zähne vorgesehen, wie in Fig. 6 in Einzelheiten dargestellt ist. Die Höhe der einzelnen Zähne 34 sollte in einem gewissen Verhältnis zur Querabmessung 51 des Getreidekorns 50 stehen, und zwar in etwa 0,05:1 bis 0,5:1. Der Abstand zwischen den Zähnen muß in einem Verhältnis zur Längsabmessung 52 des Getreidekorns im Bereich von etwa 0,1:1 bis 0,8:1 stehen. Ein funktioneller Vorteil wird erreicht durch Ausformen der Zähne so, daß die Eintrittskanten radial liegen und die Austrittskanten etwa 15-25º zu den Eintrittskanten ausgerichtet sind. Diese Konstruktion ermöglicht es, daß die Körner mit wenig oder keinem Schlupf gefaßt werden und sich aufgebrochene Reste leicht von der texturierten Oberfläche 33 entfernen lassen.
Der angelenkte Arm 40 ist im Drehpunkt 41 am Rahmen 90 befestigt. Die halbmondförmige Innenfläche 42, nachstehend als Halbmond bezeichnet, weist eine Krümmung auf, die etwas stärker ist als die des Rotors 31. Die Innenfläche 42 ist glatt und gegenüber der texturierten Fläche 33 so positioniert, daß ein sich verjüngender, keilförmiger Spalt 36 zwischen ihnen entsteht. Das relativ breite Zufuhr-Ende 37 des Spalts liegt weg vom Drehpunkt, während das verhältnismäßig enge Auslaß-Ende 38 des Spalts zum Drehpunkt zu angeordnet ist. In der Ruhestellung ist der Arm 40 gegen den hin- und hergehenden Arm 49 mittels einer Klammer 44 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung vorgespannt. Die Verjüngung des Spalts sollte so sein, daß ein Korn durchschnittlicher Größe der zu testenden Kornprobe sowohl die texturierte Oberfläche 33 des Rotors als auch den Halbmond 42 in Stromrichtung vor dem Mittelpunkt des Spalts berührt. Danach muß sich der Spalt hinreichend verengen, um sicherzustellen, daß das Korn im wesentlichen aufgebrochen oder zerquetscht wird, bevor es am Auslaß-Ende 38 austritt.
Montiert auf dem Rahmen 90 ist ein Meßwertgeber 48 mit einem hin- und hergehenden Arm 49 in Berührung mit der Unterseite 43 des Arms 40, wenn der Arm 40 in seiner Ruhestellung steht. Der Meßwertgeber mißt einen Kraftvektor, der mit dem Aufbrechen des Korns in Zusammenhang steht, durch Generieren eines Signals, das der Auslenkung des Arms 40 (und auch des Arms 49) proportional ist. Die Armauslenkung ist ihrerseits eine Funktion der Widerstandskräfte, die vom Korn auf die einander gegenüberliegenden Flächen 33 und 42 ausgeübt werden. Hier ist anzumerken, daß das Korn bei der ersten Berührung mit den beiden einander gegenüberliegenden Flächen den angelenkten Arm 40 vom Rotor 31 weg drückt. Beim Vorschub des Korns durch den Spalt nimmt diese Auslenkung zu, bis die Druckkräfte, die von den einander gegenüberliegenden Flächen auf das Korn ausgeübt werden, dieses aufbrechen, was zu einem zeitweiligen Nachlassen der Spannung des angelenkten Arms führt. Dieser iterative Prozeß wiederholt sich, wenn das Korn und die zerbrochenen Teile desselben durch den Spalt bis zum Ende der Ausgangsöffnung 38 befördert werden.
Die aus dem Ende 38 austretenden Kornbruchstücke werden in einer Schale oder in einer geeigneten Kammer (nicht dargestellt) aufgefangen, die unterhalb des Rotors und der Baugruppe des angelenkten Arms angeordnet ist. Staub kann durch einen Ventilator (nicht dargestellt) abgezogen werden, der einen Unterdruck in der Vorrichtung erzeugt. Die durch den Spalt 36 strömende Luft kontrolliert nicht nur den Weg der in der Luft schwebenden Staubpartikel, sondern kühlt auch den Rotor und den Halbmond.
Wie in Fig. 7 gezeigt wird, wird die Leitfähigkeit durch das Korn 50 mittels einer Konduktanzschaltung 60 gemessen. Diese Schaltung legt eine Spannung aus der Spannungsquelle 61 über den Widerstand 62 mittels der Bürste 63 an die Rotorwelle 32. Wenn das Korn mit dem Rotor und dem geerdeten Halbmond in Berührung kommt, entsteht ein Stromdurchgang von der Spannungsquelle zur Erde. Die Größe des sich ergebenden Leitfähigkeitssignals ist eine Funktion des Feuchtigkeitsgehalts des Getreidekorns. In der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist das Signal über einen Kondensator 64 und den Widerstand 65 an den logarithmischen Verstärker 66 gekoppelt. Ebenfalls in den Verstärker 66 eingegeben wird das Kraftsignal, das über den Widerstand 67 vom Meßwertgeber 48 geliefert wird. Das Ausgangssignal ist proportional dem Logarithmus Leitwert/Kraft.
Die sich auf Kraft und Kerngröße beziehenden Signale (wie 15 nachstehend beschrieben) vom Meßwertgeber 48 und die sich auf die Konduktanz beziehenden Signale vom Verstärker 66 werden in einen Analog/Digitalwandler 82 (A/D) in der Datenerfassungs- und Analysiervorrichtung 80 zur weiteren Verarbeitung eingespeist (Fig. 8). Geeignet für diesen Zweck ist jeder Rechner mit einer geeigneten Software, der die digitalisierten Daten erfaßt, verarbeitet und speichert.
Die aus einer Korn-Probenahme gewonnenen Daten zeigen ein Kraftprofil, das mit einem auf ähnliche Weise generierten Kraftprofil von Bezugsproben von Körnern verglichen wird, deren Merkmale bekannt sind. Durch Kalibrieren des Systems auf Feuchtigkeitsstufen unter Benutzung bekannter Feuchtigkeitsgehalte lassen sich die Bestimmungen für die Testproben leicht erhalten. Die Feuchtigkeitskalibrierungsdaten sind auch nützlich zum Bestimmen der Auswirkungen der Feuchtigkeit auf Härteparameter und zum Festlegen von Feuchtigkeitskorrekturkonstanten für die Härtewerte.
Der Durchmesser eines Korns bestimmt den Punkt im Hohlraum, an dem zum ersten Mal ein Kontakt zwischen dem Halbmond und der Rotorfläche geschlossen wird. Größere Körner machen diesen Kontakt früher und durchlaufen einen größeren Kontaktbogen als kleinere Körner. Bei konstanter Drehzahl und Null Schlupf zwischen Rotor und Korn ist der Kontaktbogen proportional zur Kontaktzeit; die Kontaktzeit ist ihrerseits proportional zur Korngröße. Somit lassen sich Signale vom Meßwertgeber 48 auch als Eingang zur Analyse-Vorrichtung 80 für die Bestimmung der Korngröße benutzen. Daten bezüglich der Korngröße dienen der Sorten-Einstufung des Getreides. Zusätzlich dient eine statistische Größenkalibrierung der Durchführung der Korrektur der Härtemessungen in Bezug zur Korngröße der Testprobe.
Die hier beschriebene Vorrichtung wurde spezifisch für die Charakterisierung von Weizen entwickelt, voraussichtlich kann sie auch gleicherweise nützlich sein für die Charakterisierung jeder beliebigen Getreideart, einschließlich Reis, Gerste, Mais, Hafer, Hirse usw. Ferner ist die Erfindung voraussichtlich auch anwendbar auf die Charakterisierung von Nichtgetreidesaaten, insbesondere solche, die Form- und Härteeigenschaften ähnlich dem Weizen aufweisen. Die Erfindung kann auch eingesetzt werden für andere industrielle Verbundstoffe oder Materialien.
Die nachfolgenden Beispiele stellen lediglich eine weitere Illustration der Erfindung dar; ihnen kommt keine Einschränkung der Wesensart und des Bereichs der Erfindung zu, die in den nachstehenden Ansprüchen definiert werden.

Beispiel 1

Ein Korneinstufungssystem wurde im U.S. Grain Marketing Laboratory in Manhattan, KS, zusammengebaut und diente spezifisch für die Charakterisierung von Weizen nach Kornhärte, -größe und -feuchtigkeitsgehalt. Dieses Versuchssystem wird als "ROLL2." bezeichnet.

Einzelkorn-Zufuhrvorrichtung

Eine Präzisionskornzufuhrvorrichtung, im wesentlichen wie in Fig. 2-4 dargestellt, wurde konstruiert, uni der Quetschvorrichtung einzelne Körner aus einer Massenprobe zuzuführen, die in die waagrecht liegende, mit 30 U/min rotierende Trommel 1 (8,5 cm Durchm. x 5 cm) einfüllt wurde. Die konzentrische Nut 7 weist sechs gleichmäßig beabstandete Öffnungen 8 auf, die mit dem Unterdruckventilmechanismus kommunizieren.
Die Quetschvorrichtung wurde, im wesentlichen wie in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellt, konstruiert. Ein 127 mm Messingrotor 31 ist mit Zähnen versehen, die 0,38 mm hoch, an der Fußfläche 0,89 mm breit, mit einer 20º Schrägung an der Austrittskante versehen und im Abstand von 3,54 mm angeordnet sind. Der Rotor wird angetrieben durch einen 0,186 kW Gleichstrom-Getriebemotor mit elektronischer Drehzahlregelung.
Ein Edelstahl-Dreharm 40 ist als Hebel konstruiert mit einem Last-Kraft-Verhältnis 2:1 zwischen dem Punkt der häufigsten Kernberührung und dem Punkt des Kernausgangs. Diese Konstruktion vergrößert auf mechanischem Weg die ursprüngliche Berührungskraft mit dem Zweck der verstärkten Signalerfassung und erhöhten Empfindlichkeit im Stadium des ersten Bruchs.
Dieser angelenkte Arm wird gehalten von einer linear variablen Differentialtransformator-Lastmeßdose 48 (Daytronic 152A-100, 100 lb Nennlastbereich) angeschlossen an einen Erreger- und Signalkonditionierungskreis (Schaevitz LPM-210). Die Kalibriereinstellung für die Lastmeßdose ist 108,3 N (Newton) je Volt, was einen Ausgang von 0,02696 N per A/D Zählimpuls in einem A/D-Wandler (12 Bit Auflösung, 10 v Vollausschlag) ergibt.
Der Spalt 36 zwischen Rotor und Halbmond hat eine nichtlineare Keilform mit einer Breite von 4,370 mm am Eingang (um große weiße und Glasweizenkörner aufnehmen zu können). Dieser Spalt nimmt ab über 93º Halbmondbogen auf 0,508 mm am Ausgang (Messungen Zahnspitze zu Halbmond). Bei einer Rotordrehzal von 120 U/min werden die Körner mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 mm/s deformiert.
Die beim Quetschen der Körner entstehenden Nebenprodukte, Wärme von der Reibung am Halbmond und Staub aus den gequetschten Körnern, werden von einem Luftstrom kontrolliert. Ein Ventilator (60 Kubikfuß/Minute) erzeugt einen Unterdruck in der Maschine, der einen Luftstrom zum Kühlen des Halbmonds und zum Steuern des Wegs der in der Luft schwebenden Staubpartikel bewirkt.

Konduktanzschaltung

Eine geregelte -90 v dc Quelle (Analogmodulmodell 521, Longwood, FL) ist über einen 1 MΩ Widerstand an den Rotor angeschlossen. Das Konduktanzsignal, welches im Bereich zwischen 0,002 und 2,0 µS für einzelne Kerne mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 10 und 17% liegt, wird über einen 0,05 µF Kondensator an einen logarithmischen Verstärker gelegt, der ein Ausgangssignal erzeugt, das proportional ist dem Logarithmus(Konduktanz) - Logarithmus (Kraft), d.i. Logarithmus(Konduktanz/Kraft). Das Ausgangssignal, 1,5 bis 8,5 v, wird dem A/D-Wandler eingegeben.

Datenerfassung

Eine Multifunktions-Hochgeschwindigkeits-Analog/Digital-E/A- Erweiterungskarte (Metrabyte Dash-16), die in einen Erweiterungsschlitz eines IBM PC/AT kompatiblen Personalcomputer gesteckt ist, wird zur Datenerfassung benutzt. Der Datenerfassungszyklus beginnt damit, daß das A/D-System das Kraftsignal verfolgt, um den Korneingang zu erfassen. Bei Erfassen des Korneingangs beginnt das System die schnelle Aufnahme der Verhältnisdaten Konduktanz/Kraft und auch der Kraftdaten in 0,25 ms Intervallen und speichert die den zwei Profilen entsprechenden Daten im Computerspeicher ab. Die Datenerfassung fährt fort in 125 ms Intervallen und speichert die Daten, die die 125 ms Intervalle repräsentieren, wobei die effektive Quetschzeit im Bereich zwischen 50 und 100 ms liegt. Bei einer Korndurchlaufrate von drei in der Sekunde stehen 208 ms CPU-Zeit für Datenverarbeitung, Speichern und Initialisieren des Systems für das nächste Korn zur Verfügung.

Maschinendaten-Summenparameter

Das Einzelkorn-Quetschsystem generiert für jedes bearbeitete Korn insgesamt 1000 Einzelmessungen. Einzelkommessungen wurden zu einer kleinen Anzahl Summenparameter zusammengefaßt. Am Ausgangspunkt der Roll2-Bewertung wurde ein Anfangsdatensatz für Proben von Weich- und Hartweizen mit etwa 12,5% Feuchtigkeitsgehalt erfaßt. Anstiegswerte (DY), gemessen in A/D-Zählungen über das 0,25 ms Intervall wurden aus den Daten berechnet, die das Kraftprofil repräsentieren. Eine Häufigkeitsverteilung der DY-Zählungen wurde vorgenommen, um das Verhältnis zwischen der Probenhärte und den DY-Werten festzustellen.
Da Weichweizen beim Mahlen eine größere Anzahl kleinerer Partikel erzeugt als Hartweizen, wurde postuliert, daß die Anzahl der positiven Anstiege über das digitalisierte Intervall in einem Kraftprofil proportional der Größe der Partikel sein könnte, die durch das Quetschen erzeugt wurden. Diese Voraussetzung ermöglichte die Entwicklung einer Härtemessung auf der Grundlage der positiven Anstiegswerte vom digitalisierten Kraft-Zeit-Profil. Aus dem anfänglichen Datensatz wurden 13 Maschinendaten-Summenparameter ausgewählt als Datengrundlage für Körner, die vom Roll2-System bearbeitet wurden. Nach der Kalibrierung nach Feuchtigkeit und Größe reduzierten sich die Summenparameter auf diejenigen, die in Tabelle I gezeigt werden.

Quetschprofile

Weichweizen erzeugt glatte, niedrige Profile mit "fließenden" oder sanften Anstiegen, wenn die Körner in eine Vielzahl kleiner Partikel zerfallen. Hartweizen zeigt beim Zerquetschen der Körner in immer kleinere Partikel gezackte Profile mit multiplen Spitzen und schärferen Anstiegen.
Die Häufigkeitsverteilung der DY-Zählungen zeigt, daß weiche Körner mehr DY-Zählungen zwischen 1 und 8 aufweisen als harte Körner, während harte Körner mehr DY-Zählungen über 8 haben als weiche Körner. In Roll2 drückt sich eine DY-Zählung von 8 in etwa 275 N Kilogramm per mm an der 30 mm/s Deformationsrate aus. TABELLE I. MASCHINENDATEN-SUMMENPARAMETER Definition Beabsichtigte Beziehung Feuchtigkeitssignal, A/D-Zählung Spitzenkraft, A/D-Zählung Anzahl der DY> 0 Summe 1/DY, für alle DY> 0, A/D-Zählung Feuchtigkeitsbezogener Parameter; Logarithmus des Verhältnisses Konduktanz/Kraft. Benutzt zum Auswählen der Datenpunkte zum Bestimmen des Feuchtigkeitsmaßes. Parameter für die Größe in Beziehung zur Zeit, in der ein Korn eine Kraft auf den Halbmond ausübt. Ein Parameter, der proportional der Härte ist. Weichweizenkörner ergeben einen größeren Wert; Hartzeizen-körner ergeben einen kleineren Wert. Ein Parameter, der proportional der Härte ist. Ein Parameter, der mit de Arbeit zum Zerquetschen eines Korns in Bezziehung steht.

Größenkalibrierung

Eine statistische Größenkalibrierung wurde entwickelt die Anzahl der Zeitintervalle verwendet, in denen ein Korn eine Kraft auf den angelenkten Arm ausübt (Anzahl der positiven DY-Werte im Kraftsignal). Ein Größenalgorithmus aus 253 Proben, die die fünf hauptsächlichen Weizenklassen repräsentieren, wurde für Härtemessungskorrekturen in Bezug auf die Kerngröße benutzt. Die Korngröße wurde bestimmt durch das Komgewicht jeder ausgesiebten Fraktion, die durch Sieben abgetrennt wurde. Ein Durchschnitt aus acht Körnern je ausgesiebter Fraktion vor dem Zerquetschen wurde bestimmt. Wenn die gesiebte Fraktion weniger als 16 Körner umfaßte, wurde sie bei der Größenkalibrierung nicht berücksichtigt. Die Kontaktzeit bei kleineren Körnern war kürzer als die Kontaktzeit bei größeren Körnern Der erste Kornkontakt kann an der Zahnspitze erfolgen oder im Zahngrund des Rotors (Steg), was einen Maßunterschied von 0,38 mm ausmacht. Im Laufe der Deformierung kann das Korn vom Zahn abrutschen und in den Zahngrund gleiten, oder aber in zwei Teile zerteilt werden, wobei die Teile durch einen Zahn getrennt sind. Beim Teilen oder Rutschen reduziert sich die vom Korn auf den Halbmond ausgeübte Kraft für einen Augenblick, was häufig zu negativen DY-Werten führt. Teilen und Gleiten führen eine zufalisbedingte Maschinenreaktion auf die Größenmessung ein, die die Rotor-Halmond-Kontaktzeit benutzt. Es wurde beobachtet, daß harte Körner zum Durchlaufen durch das Instrument eine etwas länger Zeit brauchen als weiche Körner der gleichen Größe. Das kann das Ergebnis zweier Ursachen sein: 1) Beim harten Korn kommt es beim Quetschen häufiger zum Gleiten als beim weichen Korn, und 2) eine größere Verlangsamung der Rotation des Rotors tritt ein, weil beim Zerquetschen von harten Körnern ein stärkeres Drehmoment gefordert wird als bei weichen Körnern.
Roll2 Größenmessungen für die gesiebten Größengruppen ergaben eine hervorragende Zuordnung zur durchschnittlichen Körnergröße (r² = 0,916, N = 754). Die Auswirkungen der Härte auf die Größenmessung waren jedoch augenfällig, weil die meisten der Punkte unterhalb der Regressionslinie Hartweizen waren während die meisten Punkte oberhalb der Linie Weichweizen waren.

Härtekalibrierung

Die Härte wurde bestimmt aus dem Kraftprofil, das vom A/D- Wandler im Rechnerspeicher gespeichert war. Am Ende der Datenerfassung von einem Korn summiert der Rechner mit der zugehörigen Verarbeitungssoftware über die Frequenz der spezifischen Anstiegwerte, die über die Zeitintervalle des A/D-Wandlers gemessen wurden (0,25 ms) und speichert Gesamtparameter im Speicher ab. Nachdem alle Körner einer Probe zerquetscht sind, werden die Gesamtparameter vom Rechner und der Software weiter verarbeitet, um die Härtewerte, berichtigt nach Feuchtigkeit und Größe je Korn, zu berechnen.
Muster aus einem Bezugssatz von 17 Weizenproben der NWHS (National Wheat Hardness Survey) wurden zur Härtekalibrierung und Bestimmung der optimalen Größen-Korrekturkoeffizienten benutzt.
Zur Roll2-Härtekalibrierung wurden die Schuppungskonstanten (Anstieg und Schnittpunkt) bestimmt, so daß die fünf Weich- und zehn Hartweizen-Durchschnittshärtewerte 25 bzw. 75 betrugen. Das Überlappen zwischen Hart- und Weichweizen- Härtewerten kann dargestellt werden durch den Absolutwert der Differenz der Hart- und Weichmittelwerte, geteilt durch die Summe der Hart- und Weich-Standardabweichungen. Dieses Verhältnis stellt die Anzahl oder eine Vielfaches der Standardabweichungen, wo Überlappen zwischen Hart- und Weichweizen- Härtewerten vorkommt, in einer Normalverteilung dar und wurde als Index der Klassifizierungseffizienz benutzt. Je größer der Index desto größer die Klassifizierungseffizienz, und ein Index-Wert Drei bedeutet nur eine sehr kleine Überlappung.
Optimale Größenkorrekturkonstanten wurden bestimmt durch Auswählen der Werte&sub1; die die größte Klassifizierungseffizienz (Kreuzüberlappung) zwischen Weich- und Hartweizensorten im NWHS-Bezugssatz ergaben. Die Auswahl wurde getroffen nach verschiedenen iterativen Versuchen, angefangen mit keiner Größenkorrektur und Erhöhen der Größenkorrektur, bis eine maximale Klassifizierungseffizienz beobachtet wurde.
Eine Glättmethode, die sowohl die Klassifizierungseffizienz als auch die Stabilität des Roll2 verbessert, wurde durch Verwendung von zwei Härtefunktionen entwickelt in einer Strategie zum Reduzieren der Unterschiedlichkeit von Korn zu Korn. Durch Auswählen von einem von zwei Härtewerten für jedes Korn, die dem Probenmittelwert der beiden Härtewerte am nächsten lagen, wurde die Unterschiedlichkeit von Korn zu Korn reduziert. Die Unterscheidung zwischen Hartweizen und Weichweizen wurde jedoch beibehalten, weil jeder Härtealgorithmus unabhängig Hartweizen und Weichweizen auf nahezu die gleiche Art und Weise unterschied.
Roll2 Härtemessungen gründeten sich auf die Gesamtparametersumme 1/DY> 0 und eine Kombination der Gesamtparameter #DY> 0 und #DY> 8. Die Probendurchschnittswerte der zwei Härtefunktionen waren stark korreliert (r² = 0,97, N = 253) über die Proben der fünf Weizenhauptklassen: Glasweizen, HRS, HRW, Winterweizen (WW) und SRW. Die starke Korrelation deutet darauf hin, daß die zwei Härtealgorithmen ähnliche Korneigenschaften messen. Härtewerte auf der Grundlage der Summenparameter 1/DY> 0 wurden auf einen Bezugswert von 12% Feuchtigkeit und Roll2 Korngrößenwert 35 wie folgt berichtigt:
H1 = b1 + a1 x [Summe 1/DY> 0 + (12 - MC) x mc1 + (35 - SZ) x sz1]
Härtewerte auf der Grundlage von #DY> 0 und #DY> 8 wurden nach Feuchtigkeit und Größe berichtigt wie folgt:
H2 = b2 + a2 x [100 x #DY> 8/(#DY> 0 x SZ0,5) + (12 - MC) x mc2 + (35 - SZ) x sz2].
Dabei sind:
a = 50/(durchsch. HRW & HRS Werte - durchschn. SRW & WW Werte)
b = 75 - durchschn. HRW & HRS Werte x a,
MC = Roll2 Feuchtigkeitsgehalt, %,
SZ = Roll2 Kerngröße,
mc1 = 2,69 für Summe1/DY> 0,
mc2 = 6,75 für #DY> 8 Funktion,
sz1 0,30 für Summe 1/DY> 0,
sz2 = 0,05 für #DY> 8 Funktion.
Unter Benutzung der Schuppungs- und Feuchtigkeitskonstanten, die aus einer Kalibrierung im März erhalten wurden, wurden einzelne Kornhärtewerte für jede Probe im NWHS-Bezugssatz berechnet, wenn der durchschnittliche Feuchtigkeitsgehalt des Satzes 11,6, 12,3 und 13,3 Prozent im März, Mai bzw. Juli betrug. Die Zusammenfassung in Tabelle II zeigt. Daß die Roll2 Durchschnittshärtewerte der HRS-Weizen größer waren als der HRW-Weizen, die WW-Weizen lagen zwischen den HRW- und SRW-Weizen und die SRW-Weizen waren kleiner als die WW- Weizen.

Beispiel 3

Zehn-Gramm-Proben von drei HRS-, drei HRW- und drei SRW- Sorten mit 10, 11, 12,5, 14 und 17% Feuchtigkeitsgehalt (Ofenmethode) wurden ausgewertet durch das kalibrierte Roll2 System, das in den Beispielen 1 und 2 beschrieben ist. Die Ergebnisse bestätigten, daß der Logarithmus des Verhältnisses Konduktanz/Kraft eng mit dem Ofen-Feuchtigkeitsgehalt korreliert war und daß eine Kalibrierung für Weizen dieser unterschiedlichen Sorten akzeptierbar war. Die Graphen Härte gegen Feuchtigkeitsgehalt in Fig. 10 bestätigen, daß das System bei der Unterscheidung der Weizenklassen über den vollen Bereich des getesteten Feuchtigkeitsgehalt effektiv ist. Tabelle II. ROLL2 HÄRTEWERTE UND KLASSIFIZIERUNGSEFFIZIENZ FÜR DEN NWHS-PROBENSATZ BEI DREI FEUCHTIGKEITSHÖHEN Probensatz Feuchttigkeit, % Durchschn. 300 Körner durchschn. Härtewert Glazeizen Klassifiz.-Effizienz-Index * Ohne Glasweizen

Claims

1. Gerät zur Charakterisierung von Getreidekörnern, mit einem Rotor (31) mit einer rauhen Außenfläche (33); und Mitteln (91, 92, 93, 94) zum Antreiben des Rotors;

gekennzeichnet durch

einen Arm (40) mit einem Drehpunkt (41) und einer halbmondförmigen Innenfläche (42), deren Krümmung stärker ist als die der Außenfläche des Rotors, wobei der Arm im Verhältnis zum Rotor so positioniert ist, daß ein sich verjüngender Spalt (36) gebildet wird, der ein breites Zuführende (37) und ein enges Auslassende (38) zwischen der Außenfläche des Rotors und der halbmondförmigen Innenfläche aufweist, wobei der Abstand zwischen den Flächen am engen Ende wesentlich kleiner ist als die Dicke der Getreidekörner;

ein Mittel (1) zum Zuführen vereinzelter Getreidekörner in den Spalt;

ein Mittel (48) zum Messen der Bewegung des Arms um den Drehpunkt in der Zeit, als Funktion des physikalischen Widerstands, der von den Getreidekörnern auf die halbmondförmige Innenfläche ausgeübt wird; und Mittel (80) zum Korrelieren dieser Bewegung mit einem Wert, der die Kornhärte anzeigt.

2. Ein Gerät gemäß Anspruch 1, in dem die rauhe Außenfläche des Rotors eine Vielzahl von Zähnen (34) aufweist, deren jeder sich in Querrichtung über die Breite des Rotors erstreckt und eine hinreichende Höhe aufweist, um die vereinzelten Körner zu erfassen, wobei der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Zähnen kleiner ist als die Länge der Körner.

3. Ein Gerät gemäß Anspruch 1, in dem das Mittel zum Messen ein Meßwertgeber ist und an einem Punkt, der zwischen dem Drehpunkt und dem Zuführende liegt, mit dem Arm in Berührung steht.

4. Ein Gerät gemäß Anspruch 1, in dem das Mittel zum Korrelieren ein Rechner-Softwareprogramm beinhaltet, das das Quetschprofil einer Versuchsprobe der vereinzelten Kerne mit dem Quetschprofil eines oder mehrerer Bezugsproben der vereinzelten Kerne vergleicht.

5. Ein Gerät gemäß Anspruch 4, in dem das Rechnersoftwareprogramm auch eine Beziehung zwischen der obigen Bewegung und der Korngröße herstellt.

6. Ein Gerät gemäß Anspruch 1, das ferner ein Mittel zum Messen der Leitfähigkeit des vereinzelten Korns aufweist und das die Leitfähigkeit zum Feuchtigkeitsgehalt in Beziehung setzt.

7. Ein Gerät gemäß Anspruch 6, in dem sowohl der Rotor als auch der Arm elektrisch isoliert sind und der Leitwert über das Korn zwischen dem Rotor und dem Arm gemessen wird.

8. Ein Gerät gemäß Anspruch 7, in dem das Mittel zum Zuführen vereinzelter Kerne in den Spalt beinhaltet:

eine Trommel, die so ausgelegt ist, daß sie eine Vielzahl Körner enthält und horizontal um ihre Achse rotiert und eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist, wobei die Innenfläche mit einer schraubenförmig verlaufenden Nut versehen ist, die sich wenigstens über einen Teil der Länge der Innenfläche erstreckt und in einer konzentrischen Nut an einem Ende der Trommel endet;

mindestens eine Öffnung in der konzentrischen Nut mit einer Abmessung, die im wesentlichen kleiner als die eines der Kerne ist;

ein Mittel zum Aufbringen eines Vakuums auf die Öffnung während der Zeit, in der diese Öffnung in einem kreisförmigen Pfad von einer ersten vorgegebene Position, die unterhalb der Achse der Trommel liegt, zu einer zweiten vorgegebenen Position, die über der ersten Position liegt, umläuft, wobei ein einziges Korn, das über der Öffnung liegt, während der Zeit, in der das Vakuum angelegt ist, über der Öffnung festgehalten wird;

Mittel zum Abschalten des Vakuums, wenn die Öffnung in einer dritten vorgegebenen Position steht, die über der ersten Position liegt, wobei das einzige Korn von der Öffnung freigegeben wird;

Mittel zum Führen des freigegebenen Korns zum Spalt.

9. Eine Zufuhrvorrichtung zum Vereinzeln von Getreidekörnern oder kornähnlichen Materials und zur Zufuhr der vereinzelten Körner zu einem vorgegebenen Bestimmungsort, enthaltend: eine Trommel, die so ausgelegt ist, daß sie eine Vielzahl Körner enthält und horizontal um ihre Achse rotiert und eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist, wobei die Innenfläche mit einer schraubenförmig verlaufenden Nut versehen ist, die sich wenigstens über einen Teil der Länge der Innenfläche erstreckt und in einer konzentrischen Nut an einem Ende der Trommel endet;

Mittel zum Führen des freigegebene Korns zum vorgegebenen Bestimmungsort.

10. Eine Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 9, die ferner einen Trichter zum Einführen der Körner in die Trommel aufweist.

11. Eine Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 9, in der das Mittel zum Aufbringen eines Vakuums und das Mittel zum Abschalten des Vakuums ein Vakuumventil ist, wobei die Öffnung in Verbindung mit einer Vakuumquelle steht, wenn sie an oder zwischen der ersten und der zweiten vorgegebenen Position steht, und die Öffnung in Verbindung mit der Umgebung steht, wenn sie an oder zwischen der dritten und einer vierten vorgegebenen Position steht.

12. Eine Zufuhrvorrichtung gemäß Anspruch 9, in der das Mittel zum Führen des freigegebenen Kerns eine Führungsvorrichtung ist, die eine Form hat, die mit der natürlichen Bewegungsbahn der freien Körner übereinstimmt, die diesen von der rotierenden Trommel gegeben wird.