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Verfahren zum Auslesen von Samen, Früchten und anderen pflanzlichen
Produkten Es ist bekannt, in der Natur vorkommende mineral:ische Gemenge, z. B.
aus Erzen und taubem Gestein, aus Schwefel und Quarz, aus Steinkohlenstaub und Silikaten
u. dgf-, auf Grund ihres verschiedenen Verhaltens im elektrischen Feld durch elektrostatischeAufbereitungsverfahren
zu trennen. Dabei handelt es sich jedoch stets um ganz verschiedenartige Teilchen,
die eine völlig verschiedene chemische Zusammensetzung haben und von denen daher
auch ein gänzlich -,verschiedenes Verhalten im elektrischen Feld von vornherein
zu erwarten war. Das gleiche gilt für einen bekannten Vorschlag, Gemenge aus Getreidlekörnern
und Verunreinigungen im elektrischen Feld zu trennen. Auch hier sind nämlich die
zu trennenden Anteile ungleichartig und von Natur aus chemisch durchaus verschieden,
so daß zu erwarten war, daß sie sich durch ein elektrostatisches Aufbereitungsverfahren
trennen ließen.
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Im Gegensatz zu derartigen heterogenen G-emengen, mit denen sich diese
bekannten Verfahren befassen, bezieht sich die Erfindung auf gleichartige Teilchen,
nämlich Samen oder Früchte derselben Pflanzenart oder andere einheitliche pflanzliche
Produkte. Solche Teilchen haben im wesentlichen jeweils die gleiche chemische Zusammensetzung
und werden auch im allgemeinen schon in ungefähr gleicher Teilchengröße und frei
von Fremdkörpern angeliefert. So werden z. B. bei Kaffeebohnen schon in den Erzeugungsländern
die Verunreinigungen weitgehend ausgeschieden und die Rohbohnen nach der Größe sortiert.
Trotzdem kommt es sehr häufig
vor, daß einzelne Teilchen minderwertig
sind. Diese minderwertigen Teilchen hat man bisher auf Grund von Farb- und Helligkeitsunterschieden
von den gesunden Teilchen zu trennen gesucht. Üblicherweise geschieht dies durch
mühevolles Auslesen von Hand. Außerdem sind Verfahren bekarmtgeworden, die sich
hierzu photoelektrischer Einrichtungen bedienen. Durch alle diese Verfahren werden
jedoch erfahrungsgemäß die minderwertigen Teilchen nur zu einem verhältnismäßig
kleinen Teil erfaßt. Worauf dieses unzulängliche Ergebnis beruht und welche schwerwiegenden
Folgen sich daraus ergeben, sei wiederum am Beispiel des Kaffees erläutert. Beim
Rohkaffee z. B. sind nur vergleichsweise wenige der schlechten Bohnen durch ihre
Farbe zu erkennen, während die meisten der rninderwertigen Teilchen weder durch
eine Verfärbung noch durch unterschiedliche Größe oder unterschiedliches Gewicht
gekennzeichnet sind. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei den anderen pflanzlichen
Produkten. Die bisher ausschließlich geübten Verfahren, das Auslesen von Hand und
die maschinellen photoelektrischen Methoden, führten daher nicht zum Ziel. Hinzu
kommt, daß siich z. B. beim Rohkaffee unter den so unerkannt gebliebenen minderwertigen
Teilchen außer sogenannten »Frostbohnen« sehr oft auch die besonders geschmacksverschlechternd
wirkenden »Stinkbohnen« befinden. Solche mindk--rwertigen Bohnen sind aber praktisch
in jeder Rohkaffeepartie vorhanden und verschlechtern den Geschmack und das Aroma.
des gerösteten Kaffees in unangenehmer Weise, ohne daß man Abhilfe schaffen konnte.
Den einzigen Ausweg sah man infolgedessen darin, Kaffee aus Pflanzungen oder aus
Gegenden, bei denen sich erfahrungsgenläß solche schleclite Bohnen in geringerem
Maße zeigen, zu bevorzugen und teurer zu bezahlen.
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Die Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis, daß die im Geschmack
und Aroma, minderwertigen Samen, Früchte u. dgl."insbesondere Kaffeebohnen, von
den guten gleichartigen Teilchen, noch ehe sich im Aussehen Unterschiede erkennen
lassen, schon in elektrisch-er Hinsicht so weit verschieden sind, daß diese Unterschiede
nachweisbar und für betriebsmäßige maschinelle elektrische Meßverfahren ausreichend
sind. Die Erfindung besteht daher in der Verwendung ein-es elektrischen Meßverfahrens
zum Auslesen der in bezug auf Größe, Form und Schwere gleichartigen, aber
minderwertigen pflanzlichen Teilchen, insbesondere Kaffeebohnen, auf Grund mindestens
einer von der normalen abweichenden elektrischen Eigenschaft.
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So hat -es sich -z. B. gezeigt, daß normale gesunde Kaffeebohnen
hinsichtlich ihrer elektrischen Leitfähigkeit schon fast als elektrische Isolierstoffe
zu bezeichnen sind, während Rohkaffeebohnen, die irgendwie geschädigt sind, eine
beträchtlich höhere elektrische Leitfähigkeit besitzen. In ähnlicher Weise sind
auch die anderen elektrischen Eigenschaften der geschädigten Rohbohnen verändert.
Diese geschädigten Bohnen sind aber gerade diejenigen, welche den Geschmack und
das Aroma des Kaffees verschlechtern. Als Erklärung wurde durch Versuche festgestellt,
daß bei geschädigten Kaffeebohnen stets ein mehr oder minder großer Abbau der hochrnolekularenReservestoffe
derKotyledonen (Keimblätter) infolge Pilz- und Bakterienbefalls erfolgt. Es bilden
sich hierbei niedrigmolekulare Zersetzungsprodukte, z. B. Säuren, Salze" Pentosen,
Eiweißabbaustoffe, Glyzerin usw., welche das elektrische Verhalten gegenüber der
gesunden Ware grundlegend ändern. Durch die Anwesenheit niedrägmolekularer Zersetzungsprodukte
werden z. B. die elektrische Leitfähigkeit und die Dielektrizitätskonstante der
Teilchen, d. h. der einzelnen Bohnen, erhöht. Daraus ergeben sich wiederum
ein höherer Verlustwinkel und eine verringerte elektrische Durchschlagsfestigkeit
der geschädigten Teilchen. Infolgedessen kann die Auslese der schlechten Kaffeebohnen
mit Hilfe der von den normalen abweichenden elektrdschen Eigenschaften erfolgen,
beispielsweise auf Grund der elektrischen Leitfähigkeit, des dielektrischen Verlustfaktors,
des elektrischen Oberflächenwiderstandes, der elektrostatischen Aufladung bei Berührung
mit einem geladenen Leiter, der elektrischen Durchschlagsfestigkeit oder irgendeiner
sonstigen elektrischen Eigenschaft, hinsichtlich der die geschädigten Teilchen von
den gesunden abweichen.
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Für die praktische Durchführung der Auslese auf Grund der elektrischen
Eigenschaften können verschiedene Wege beschritten werden: Ausführungsbeispiel i
Die Rohkaffeebohnen werden mittels eines Förderbandes einer elektrischen Abtastvorrichtung
zugeführt, in welcher mittels zweier Elektroden ein elektrischer Strom durch die
einzelnen Bohnen geschickt wird. Mit Hilfe einer Elektronenröhre wird der Strom
verstärkt. Bei Überschreitung eines bestimmten einstellbaren Grenzwertes wird ein
Arbeitsstromkreis geschlossen, durch welchen elektromagnetisch eine Klappe betätigt
und die schlechte Kaffeebohne ausgesondert wird. Bei normalen, gesunden Bohnen spricht
die Auslesevorrichtung nicht an. Ausführungsbeispiel 2 Die zu sortierenden Bohnen
werden durch eine Spule hindurchgeführt, welche in einem hochfrequenten Schwingungskreis
liegt. Solange sich normale Bohnen unter der Einwirkung des hochfrequenten Feldes
befinden, treten nur mäßige Änderungen der Frequenz und nur eine geringe Dämpfung
auf. Sobald jedoch geschädigte Bohnen in das Hochfrequenzfeld gelangen, treten stärkere
Änderungen im Schwingungskreis auf, die in bekannter'Weise zur Anzeige gebracht
oder unmittelbar zur Aussonderung der schlechten Bohnen herangezogen werden. Ausführungsbeispiel
3
Die auszulesenden Kaffeebohnen werden einzeln mit einem elektrischen Leiter
kurzzeitig in Berührung gebracht, welcher an den einen Pol einer einstellbaren,
aber
im übrigen konstanten elektrostatischen Spannungsquelle angeschlossen ist. Je nach
den elektrischen Eigenschaften nehmen die einzelnen Bohnen eine mehr oder weniger
starke elektrische Ladung an. Dann werden die Bohnen durch ein elektrostatisches
Feld, bestehend aus zwei entgegengesetzt geladenen Platten, hindurch fallengelassen.
Vorzugsweise sind dabei die geladenen Platten derart angeordnet, daß die elektrischen
Feldlinien in waagerechter Richtung verlaufen. Bei positiver Ladung der Bohnen z.
B. werden diejenigen Bohnen, welche eine größere elektrische Ladung aufgenommen
haben, von der positiv geladenen Platte stärker abgestoßen und von der negativ geladenen
Platte stärker angezogen, so daß die Bohnen nach dem Durchgang durch das elektrische
Feld in mehrere Fraktionen getrennt werden können. Zweckmäßig werden die
unter den elekrostatischen Ablenkplatten angebrachten Auffangbehälter verschiebbar
eingerichtet, so daß je nach der vorliegenden Sorte, dem Feuchtigkeitsgehalt
des Rolikaffees usw. eine einstellbare Fraktion ausgeschieden werden kann. Auch
die Höhe der Lade-und Ablenkspannung und die Entfernung der Ablenkplatten werden
durch Vorversuche für die betreffende Rohkaffeepartie eingestellt.