DE102023136027B3

DE102023136027B3 - Process for processing a raw material, process for producing a workpiece, raw material processing plant, processing plant

Info

Publication number: DE102023136027B3
Application number: DE102023136027.2A
Authority: DE
Inventors: Moritz Herrmann; Jochen Kamm; Jonas Réssy; Matthias Graf
Original assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Current assignee: Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
Priority date: 2023-12-20
Filing date: 2023-12-20
Publication date: 2025-04-17
Anticipated expiration: 2043-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Rohmaterials (2), mittels einer Aufbereitungsanlage (1), umfassend die Prozessschritte:
A) Bereitstellen von Rohmaterial (2) in die Aufbereitungsanlage (1), wobei das Rohmaterial (2) eine Vielzahl von unterschiedlichen Bestandteilen aufweist;
B) Aufteilung des Rohmaterials (2) in eine Mehrzahl von Fraktionen (10, 11, 12);
C) Zuführen der Fraktionen (10, 11, 12) in eine Mehrzahl von Reinigungsvorrichtungen (18, 19, 20);
D) Reinigen der Fraktionen (10, 11, 12) in den Reinigungsvorrichtungen (18, 19, 20), wobei jeweils eine Menge an Störstoff als Störstoffmengenanteil (22, 23, 24) aus den Fraktionen (10, 11, 12) entfrachtet wird;
E) Ausbringen der Fraktionen (10', 11', 12') als aufbereitetes Ausgangsmaterial (48).
Es ist wesentlich, dass zumindest in einem der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) mindestens ein materialbezogener Prozessparameter erfasst und mittels eines Algorithmus auf Basis einer künstlichen Intelligenz ausgewertet wird und dass zumindest eine Stellgröße eines der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) in Abhängigkeit einer Aufbereitungszielgröße, welche zumindest von einem Durchsatz des aufbereiteten Ausgangsmaterials (48) und/oder einer Reinigungseffizienz der Aufbereitungsanlage (1) abhängig ist, verändert wird. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines plattenförmigen Werkstückes, eine Aufbereitungsanlage (1) sowie eine Verarbeitungsanlage. The invention relates to a method for processing a raw material (2) by means of a processing plant (1), comprising the process steps:
A) Providing raw material (2) into the processing plant (1), wherein the raw material (2) has a plurality of different components;
B) dividing the raw material (2) into a plurality of fractions (10, 11, 12);
C) feeding the fractions (10, 11, 12) into a plurality of cleaning devices (18, 19, 20);
D) cleaning the fractions (10, 11, 12) in the cleaning devices (18, 19, 20), whereby a quantity of impurities is removed from the fractions (10, 11, 12) as impurity quantity fractions (22, 23, 24);
E) Discharge of the fractions (10', 11', 12') as processed starting material (48).
It is essential that at least one material-related process parameter is recorded in at least one of the process steps A), B), C), D) or E) and evaluated using an algorithm based on artificial intelligence, and that at least one manipulated variable of one of the process steps A), B), C), D) or E) is changed as a function of a processing target variable, which is dependent at least on a throughput of the processed starting material (48) and/or a cleaning efficiency of the processing plant (1). The invention further relates to a method for producing a plate-shaped workpiece, a processing plant (1) and a processing plant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung eines Rohmaterials nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstückes nach Anspruch 12, eine Aufbereitungsanlage für Rohmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13 sowie eine Verarbeitungsanlage nach Anspruch 14.The invention relates to a method for processing a raw material according to the preamble of claim 1, a method for producing a workpiece according to claim 12, a processing plant for raw material according to the preamble of claim 13 and a processing plant according to claim 14.

Eine Aufbereitung von Rohmaterial kann für die Produktion zahlreicher Produkte erforderlich sein, um die gewünschten Eigenschaften besagter Produkte erreichen oder verbessern zu können. Hierbei werden insbesondere Störstoffe, die in dem Rohmaterial vorliegen, aus dem Rohmaterial entfrachtet. Zu den Störstoffen gehören typischerweise Fremdmaterialien, die beispielsweise aufgrund einer unerwünschten Stoffzusammensetzung, -geometrie oder -größe von dem Rohmaterial getrennt werden müssen. Eine solche Aufbereitung kann insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen aus Verbundmaterialien erfolgen, welche aus biogenen, also aus natürlich biologischen Quellen stammenden Materialien wie etwa Holz, oder jedoch aus synthetisch erzeugten Materialien, wie etwa Kunststoff, bestehen können. Insbesondere kann die Aufbereitung im Rahmen eines Recyclings, also einer Wiederverwertung, vormals in Umlauf gebrachter Produkte erfolgen.Raw material processing may be necessary for the production of numerous products in order to achieve or improve the desired properties of said products. In particular, impurities present in the raw material are removed from the raw material. Impurities typically include foreign materials that must be separated from the raw material, for example due to an undesirable material composition, geometry, or size. Such processing can be carried out in particular in the production of components made of composite materials, which can consist of biogenic materials (i.e. materials originating from naturally biological sources such as wood), or of synthetically produced materials (such as plastic). In particular, processing can take place as part of the recycling (i.e. reuse) of products previously put into circulation.

Die DE 10 2021 118 108 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von recyceltem Schrott, wobei aus einem zerkleinerten Materialgemisch Bestandteile auf Basis von detektierten Materialinformationen ausgesondert werden.The DE 10 2021 118 108 A1 discloses a method for producing recycled scrap, wherein components are separated from a shredded material mixture based on detected material information.

Typischerweise umfasst die Aufbereitung von Rohmaterial mehrere Verfahrensschritte, bei denen das Rohmaterial zunächst in einer Aufbereitungsanlage bereitgestellt wird, wobei das Rohmaterial eine Vielzahl von Teilen unterschiedlicher Größen aufweist. Das Rohmaterial wird in eine Vielzahl von Fraktionen aufgeteilt. Die Fraktionen werden einer Mehrzahl von Reinigungsvorrichtungen zugeführt und die Fraktionen gereinigt, wobei jeweils eine Menge an Störstoff entfrachtet wird. Anschließend wird das Rohmaterial in den Fraktionen als aufbereitetes Ausgangsmaterial ausgebracht und kann weiterverarbeitet werden. Die Fraktionen können anschließend wieder zusammengeführt werden, bleiben jedoch oftmals getrennt und können separat voneinander weiterbehandelt werden.Typically, the processing of raw material comprises several process steps, in which the raw material is first provided in a processing plant, with the raw material comprising a multitude of pieces of different sizes. The raw material is divided into a plurality of fractions. The fractions are fed to a plurality of cleaning devices, and the fractions are cleaned, with each fraction removing a certain amount of impurities. The raw material is then discharged into the fractions as processed starting material and can be further processed. The fractions can then be recombined, but often remain separate and can be further processed separately.

Eine Herausforderung bei der Durchführung vorstehend beschriebener Schritte besteht darin, dass das Rohmaterial eine sehr heterogene Zusammensetzung aufweisen kann. Insbesondere Holz oder andere natürlich vorkommende Materialien können sich je nach Ursprung und Aufbereitung von Lieferant zu Lieferant stark unterscheiden. Dies führt dazu, dass die Eigenschaften des Rohmaterials, welches sich in der Aufbereitungsanlage befindet, sich innerhalb der Betriebsdauer der Aufbereitungsanlage stark verändern können, oftmals innerhalb weniger Minuten oder auch mehrerer Stunden. In anderen Worten können die Fraktionen eines ersten Rohmaterials den Reinigungsvorrichtungen also in einem Verhältnis zugeführt werden, bei dem die Reinigungsvorrichtungen zwar in gewünschter Weise ausgelastet sind. Soll anschließend jedoch ein zweites Rohmaterial aufbereitet werden, das sich von dem ersten Rohmaterial unterscheidet, dessen Fraktionen aber nach den gleichen Kriterien gebildet werden, kann dies dazu führen, dass einzelne Reinigungsvorrichtungen überlastet und andere nicht hinreichend ausgelastet sind. Dies führt zu einer insgesamt verringerten Anlageneffizienz.One challenge when carrying out the steps described above is that the raw material can have a very heterogeneous composition. Wood or other naturally occurring materials in particular can vary greatly from supplier to supplier depending on their origin and processing. This means that the properties of the raw material in the processing plant can change significantly within the operating life of the processing plant, often within a few minutes or even several hours. In other words, if the fractions of a first raw material can be fed to the cleaning devices in a ratio that ensures the desired level of utilization of the cleaning devices. However, if a second raw material is then to be processed that differs from the first raw material but whose fractions are formed according to the same criteria, this can lead to individual cleaning devices being overloaded and others being underutilized. This leads to an overall reduction in plant efficiency.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Effizienz bei der Aufbereitung von Rohmaterial zu erhöhen.It is therefore an object of the invention to increase the efficiency in the processing of raw material.

Die Aufgabe wird gelöst mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 sowie mittels einer Aufbereitungsanlage nach Anspruch 13. Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Herstellverfahren nach Anspruch 12 sowie eine Verarbeitungsanlage nach Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstände abhängiger Ansprüche.The object is achieved by means of a method according to claim 1 and by means of a processing plant according to claim 13. Furthermore, the object is achieved by a manufacturing method according to claim 12 and a processing plant according to claim 14. Advantageous further developments are the subject matter of dependent claims.

Das Verfahren zur Aufbereitung von Rohmaterial umfasst in an sich bekannter Weise die folgenden Prozessschritte:

A) Bereitstellen von Rohmaterial in der Aufbereitungsanlage, wobei das Rohmaterial eine Vielzahl von unterschiedlichen Bestandteilen aufweist;
B) Aufteilung des Rohmaterials in eine Mehrzahl von Fraktionen;
C) Zuführen der Fraktionen in eine Mehrzahl von Reinigungsvorrichtungen;
D) Reinigen der Fraktionen in den Reinigungsvorrichtungen, wobei jeweils eine Menge an Störstoff als Störstoffmengenanteil aus den Fraktionen entfrachtet wird;
E) Ausbringen der aufbereiteten Fraktionen als aufbereitetes Ausgangsmaterial.

The process for processing raw material comprises the following process steps in a known manner:

A) Providing raw material in the processing plant, wherein the raw material has a plurality of different components;
B) Division of the raw material into a plurality of fractions;
C) feeding the fractions into a plurality of cleaning devices;
D) Cleaning the fractions in the cleaning devices, whereby a quantity of impurities is removed from the fractions as a proportion of impurities;
E) Application of the processed fractions as processed starting material.

Es ist wesentlich, dass zumindest in einem der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) mindestens ein materialbezogener Prozessparameter erfasst und mittels eines Algorithmus auf Basis einer künstlichen Intelligenz ausgewertet wird und dass zumindest eine Stellgröße eines der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) in Abhängigkeit einer Aufbereitungszielgröße, welche zumindest von einem Durchsatz des aufbereiteten Ausgangsmaterials und/oder einer Reinigungseffizienz der Aufbereitungsanlage abhängig ist, verändert wird.It is essential that at least in one of the process steps A), B), C), D) or E) at least one material-related process parameter is recorded and evaluated by means of an algorithm based on artificial intelligence and that at least one control variable of one of the process steps A), B), C), D) or E) is determined as a function of a processing target variable, which depends at least on a throughput of the processed starting material and/or which depends on the cleaning efficiency of the treatment plant.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es der Einsatz künstlicher Intelligenz ermöglicht, materialbezogene Prozessparameter zu berücksichtigen und zumindest einen der Prozessschritte bei der Durchführung des Aufbereitungsverfahrens zu steuern, um die Effizienz der Anlage verbessern zu können. Ebenso beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass der Durchsatz des aufbereiteten Ausgangsmaterials sowie die Reinigungseffizienz als Zielgrößen dienen können, von denen die Anlageneffizienz maßgeblich abhängig ist und dass diese Größen geeignet sind, um als Zielgrößen in den Algorithmus eingegeben zu werden und die oben genannten Prozessschritte steuern zu können. Es ist also ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, dass das Verfahren nicht nur gesteuert wird, um den Durchsatz und die Reinigungseffizienz zu maximieren. Vielmehr ist es möglich, derartige Zielgrößen bedarfsgerecht vorzugeben, sodass die Prozessschritte A), B), C), D) oder E) unter Berücksichtigung mindestens eines materialbezogenen Prozessparameters gesteuert werden können. The invention is based on the finding that the use of artificial intelligence makes it possible to take material-related process parameters into account and to control at least one of the process steps during the processing process in order to improve the efficiency of the plant. The invention is also based on the finding that the throughput of the processed starting material and the cleaning efficiency can serve as target variables on which the plant efficiency depends significantly, and that these variables are suitable for being entered into the algorithm as target variables and for controlling the aforementioned process steps. It is therefore an advantage of the method according to the invention that the method is not only controlled to maximize throughput and cleaning efficiency. Rather, it is possible to specify such target variables as needed, so that process steps A), B), C), D) or E) can be controlled taking into account at least one material-related process parameter.

Insbesondere kann das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Werkstücken, bevorzugt von plattenförmigen Werkstücken, besonders bevorzugt von Holzwerkstoffplatten verwendet werden.In particular, the starting material can be used for the production of workpieces, preferably plate-shaped workpieces, particularly preferably wood-based panels.

Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, ein Modell für den Algorithmus derart zu trainieren, das einen komplexen Zusammenhang zwischen zumindest einem materialbezogenen Prozessparameter und zumindest einer Stellgröße der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) sowie dem Durchsatz des aufbereiteten Ausgangsmaterials und/oder einer Reinigungseffizienz der Aufbereitungsanlage berücksichtigt. Im Unterschied zu einem analytischen Modell, können durch Verwendung eines Algorithmus auf Basis einer künstlichen Intelligenz also Umstände im Betrieb der Aufbereitungsanlage berücksichtigt werden, die nicht durch menschliche Annahmen bei der Modellbildung beeinflusst sind, die fehlerhaft sein können. Dies ist vorliegend besonders relevant, da der Durchsatz und/oder die Reinigungseffizienz der Anlage wirtschaftliche Kenngrößen sind, die in keinem direkten Verhältnis zu den technischen Größen der Aufbereitungsanlage oder dem Rohmaterial stehen, sodass beispielsweise ein analytisches Modell besonders fehleranfällig wäre. Nichtsdestotrotz besteht eine überraschende Erkenntnis darin, dass der Algorithmus derart ausgestaltet werden kann, dass die technischen Komponenten einer Aufbereitungsanlage mit Hilfe des Algorithmus in Abhängigkeit vorgebbarer wirtschaftlicher Kenngrößen gesteuert werden können.According to the invention, it can be provided to train a model for the algorithm in such a way that it takes into account a complex relationship between at least one material-related process parameter and at least one manipulated variable of the process steps A), B), C), D), or E), as well as the throughput of the processed starting material and/or a cleaning efficiency of the processing plant. In contrast to an analytical model, the use of an algorithm based on artificial intelligence can therefore take into account circumstances in the operation of the processing plant that are not influenced by human assumptions during model creation, which may be erroneous. This is particularly relevant in the present case, since the throughput and/or the cleaning efficiency of the plant are economic parameters that bear no direct relationship to the technical parameters of the processing plant or the raw material, so that, for example, an analytical model would be particularly prone to errors. Nevertheless, a surprising finding is that the algorithm can be designed in such a way that the technical components of a processing plant can be controlled with the aid of the algorithm depending on predeterminable economic parameters.

Unter einem Algorithmus auf Basis künstlicher Intelligenz wird insbesondere ein Algorithmus verstanden, der auf Verfahren basiert, die in der Entwicklung künstlicher Intelligenz eingesetzt werden. In vorteilhafter Weise umfasst oder basiert ein Algorithmus auf Basis künstlicher Intelligenz auf zumindest einer Methode oder eine Abwandlung hiervon aus den folgenden Gruppen: einfache Methoden, wie beispielsweise Linear Regression, Polynomal Regression, Functional Regression; und/oder fortgeschrittene Methoden wie beispielsweise Random Forest Regression, Support Vector Regression, K Nearest Neighbors Regression, Neural Networks, Recurrent Neural Networks, Convolutional Neural Networks, Residual Networks, Bayesian Networks und/oder klassifikations-basierte Methoden wie beispielsweise K Nearest Neighbors Classification, Decision Trees, Random Forests, Naive Bayes, Support Vector Machines.An algorithm based on artificial intelligence is understood, in particular, to be an algorithm based on methods used in the development of artificial intelligence. Advantageously, an algorithm based on artificial intelligence comprises or is based on at least one method or a modification thereof from the following groups: simple methods, such as linear regression, polynomial regression, functional regression; and/or advanced methods such as random forest regression, support vector regression, K nearest neighbors regression, neural networks, recurrent neural networks, convolutional neural networks, residual networks, Bayesian networks; and/or classification-based methods such as K nearest neighbors classification, decision trees, random forests, naive Bayes, support vector machines.

Unter einer einfachen Methode wie beispielsweise Linear Regression, Polynomal Regression, Functional Regression werden insbesondere weitverbreitete Verfahren verstanden, welche aus dem Bereich der Statistik stammen und zu Zwecken des Machine Learnings einsetzbar sind.A simple method such as linear regression, polynomial regression, functional regression refers to widely used procedures that originate from the field of statistics and can be used for machine learning purposes.

Unter einer fortgeschrittenen Methode wie beispielsweise Random Forest Regression, Support Vector Regression, K Nearest Neighbors Regression, Neural Networks, Recurrent Neural Networks, Convolutional Neural Networks, Residual Networks, Bayesian Networks werden insbesondere Verfahren verstanden, die fast ausschließlich in den Bereich der des Machine Learnings fallen und außerhalb dieser Domäne eine geringere Bedeutung haben. Auch klassifikations-basierte Methoden wie beispielsweise K Nearest Neighbors Classification, Decision Trees, Random Forests, Naive Bayes, Support Vector Machines können als eine Untergruppe der fortgeschrittenen Methoden angesehen werden.Advanced methods such as Random Forest Regression, Support Vector Regression, K Nearest Neighbors Regression, Neural Networks, Recurrent Neural Networks, Convolutional Neural Networks, Residual Networks, and Bayesian Networks are understood to be procedures that fall almost exclusively into the realm of machine learning and are of lesser importance outside of this domain. Classification-based methods such as K Nearest Neighbors Classification, Decision Trees, Random Forests, Naive Bayes, and Support Vector Machines can also be considered a subgroup of advanced methods.

Bevorzugt werden dem Algorithmus neben einer mathematischen Methode, insbesondere mit Abbildungsfunktionen und/oder Nachbarfunktionen, vorzugsweise Grenzen für bestimmte Parameter vorgegeben, in welchen sich der Algorithmus frei bewegen kann. Für eine Methode auf Basis neuronaler Netze werden beispielsweise eine oder mehrere Abbildungsschichten sowie Gewichtungsfaktoren vorgegeben.In addition to a mathematical method, particularly with mapping functions and/or neighboring functions, the algorithm is preferably given limits for certain parameters within which the algorithm can move freely. For a method based on neural networks, for example, one or more mapping layers and weighting factors are specified.

Vorzugsweise kommt als Algorithmus auf Basis künstlicher Intelligenz ein künstlich neuronales Netz zum Einsatz. Unter dem Einsatz eines künstlichen neuronalen Netzes verstehen man den Einsatz von Maschinenlernen, bei dem kein Modell auf Basis von physikalischen Werten zusammenhängend vorgegeben wird, dessen Modellparameter angepasst werden müssen, sondern den Einsatz eines informationsverarbeitenden Systems, das typischerweise aus Schichten aufgebaut ist und durch Trainingsverfahren definiert werden kann. In einem vorgelagerten Design-Schritt erfolgt also keine Modellbildung im eigentlichen Sinne. Vielmehr wird lediglich eine Rahmen-Struktur vorgegeben, deren Parameter mittels eines Optimierungsalgorithmus optimiert werden. Eine oder mehrere Schichten eines künstlich neuronalen Netzes können dadurch definiert und/oder erstellt werden und dabei insbesondere Startwerte für die Gewichtungsparameter aus den bisherigen Erfahrungen berücksichtigt werden. Der oben genannte Optimierungsalgorithmus benötigt bzw. hat keine Informationen über den Prozess, welcher nachgebildet wird und passt lediglich sämtliche Netzparameter so an, dass bei den Trainingsdaten die Ausgangsgrößen möglichst gut mit den vorgegebenen Zielgrößen übereinstimmen.Preferably, an artificial neural network is used as an algorithm based on artificial intelligence. The use of an artificial neural network refers to the use of machine learning in which no model is coherently specified based on physical values, whose model parameters must be adjusted, but rather the use of an information information processing system, which is typically made up of layers and can be defined using training procedures. In an upstream design step, no model is created in the true sense of the word. Rather, only a framework structure is specified, the parameters of which are optimized using an optimization algorithm. One or more layers of an artificial neural network can be defined and/or created in this way, and in particular, starting values for the weighting parameters from previous experience can be taken into account. The above-mentioned optimization algorithm does not require or has no information about the process being simulated and simply adjusts all network parameters so that the output variables in the training data match the specified target variables as closely as possible.

Im Rahmen der Erfindung kann es sich bei dem Rohmaterial, wie eingangs erwähnt, um biogenes Material, insbesondere ein Holzmaterial handeln. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere zur Aufbereitung von Rohmaterial für die Herstellung von Werkstücken durchgeführt werden oder jedoch zur Herstellung von Erzeugnissen, die anderweitig weiterverarbeitet oder verwertet werden, zum Beispiel als verfahrenstechnische Hilfsstoffe.Within the scope of the invention, the raw material, as mentioned above, can be biogenic material, in particular wood. The method according to the invention can be carried out in particular for the preparation of raw material for the production of workpieces or for the production of products that are further processed or utilized in other ways, for example, as process-engineering auxiliaries.

Insbesondere kann das aufbereitete Ausgangsmaterial für die Herstellung plattenförmiger Werkstücke vorgesehen und benutzt werden, wozu bevorzugt Faserplatten, Spanplatten oder Oriented Strand Board (OSB)-Platten gehören. Diese plattenförmigen Werkstücke sind deshalb besonders relevant, da deren Rohmaterial typischerweise eine Vielzahl von Teilen unterschiedlicher Größen oder Strukturen aufweisen kann, etwa in Form von Fasern, Spänen, Hackschnitzeln oder Holzstücken. Des Weiteren kann das Rohmaterial Stroh, Getreide-Spelzen, Mais-Spelzen, Kunststoff, Papier oder einen Schaum, insbesondere Polyurethan-Schaum, enthalten.In particular, the processed raw material can be intended and used for the production of panel-shaped workpieces, which preferably include fiberboard, particleboard, or oriented strand board (OSB). These panel-shaped workpieces are particularly relevant because their raw material typically comprises a multitude of parts of different sizes or structures, such as fibers, chips, wood chips, or pieces of wood. Furthermore, the raw material can contain straw, grain husks, corn husks, plastic, paper, or a foam, especially polyurethane foam.

Neben plattenförmigen Werkstücken kann das aufbereitete Ausgangsmaterial auch für nicht-plattenförmige Werkstücke verwendet werden. Diese unterscheiden sich dadurch von plattenförmigen Werkstücken, dass sie quer zu einer Haupterstreckungsebene größere Abmessungen aufweisen und dabei insbesondere als Massivteile ausgestaltet sein können. Hierzu gehören beispielsweise Palettenklötze. Auch kann das aufbereitete Rohmaterial zur Herstellung von Paletten oder auch dreidimensional formgepressten Werkstücken dienen.In addition to plate-shaped workpieces, the processed raw material can also be used for non-plate-shaped workpieces. These differ from plate-shaped workpieces in that they have larger dimensions transverse to a main plane of extension and can, in particular, be designed as solid parts. These include, for example, pallet blocks. The processed raw material can also be used to manufacture pallets or three-dimensional compression-molded workpieces.

Ferner kann das aufbereitete Ausgangsmaterial mittels eines Folgeprozesses weiterverarbeitet werden. Dies ist insbesondere denkbar, wenn das Rohmaterial nicht zur Herstellung eines Werkstückes dient, sondern als Ausgangsprodukt zur Erzeugung eines weiteren Erzeugnisses genutzt werden soll, beispielsweise in der Herstellung von Bioethanol oder Methan. Das aufbereitete Ausgangsmaterial kann auch anderweitig verwertet werden, beispielsweise zur Wandlung thermischer Energie in elektrische Energie in Verbrennungsanlagen.Furthermore, the processed raw material can be further processed using a subsequent process. This is particularly conceivable if the raw material is not intended for the production of a workpiece, but rather as a starting material for the production of another product, for example, in the production of bioethanol or methane. The processed raw material can also be used for other purposes, for example, for the conversion of thermal energy into electrical energy in combustion plants.

Eine Fraktion kann im Rahmen der Erfindung als ein Teil des Rohmaterials angesehen werden, der sich durch ein charakteristisches Merkmal von einem anderen Teil des Rohmaterials, also einer anderen Fraktion, unterscheidet. Bei der Aufteilung des Rohmaterials kann dieses beispielsweise also in Abhängigkeit zuvor eingestellter Größenklassen gruppiert werden: Weist das Rohmaterial beispielsweise mehrere Bestandteile unterschiedlicher Größen auf, liegen diese typischerweise mit einer individuellen Häufigkeitsverteilung vor. Bei der Fraktionierung werden für diese Häufigkeitsverteilung Grenzen definiert, denen entsprechend die Gesamtmenge an Rohmaterial unterteilt wird. Dadurch entstehen bei diesem Beispiel mehrere Fraktionen, in denen das Rohmaterial nach Größe gruppiert vorliegt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Fraktionierung in Abhängigkeit einer grundsätzlich beliebigen Eigenschaft des Rohmaterials erfolgen kann, welche insbesondere auch ein materialbezogener Prozessparameter sein kann, der erfasst wird.Within the scope of the invention, a fraction can be viewed as a part of the raw material that differs from another part of the raw material, i.e., another fraction, by a characteristic feature. When dividing the raw material, it can, for example, be grouped depending on previously defined size classes: If, for example, the raw material has several components of different sizes, these typically have an individual frequency distribution. During fractionation, limits are defined for this frequency distribution, according to which the total amount of raw material is divided. In this example, this results in several fractions in which the raw material is grouped according to size. It is within the scope of the invention that fractionation can take place depending on any property of the raw material, which can in particular also be a material-related process parameter that is recorded.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Rohmaterial ohne weitere mechanische oder chemische Behandlung mit einer Verteilung vorliegt, dass es in die gewünschten Fraktionen unterteilt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, dass das Rohmaterial oder Teile davon vor Verfahrensschritt B) vorverarbeitet werden, um die Verteilung bedarfsgerecht anpassen zu können. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem eine Menge an grobkörnigem Rohmaterial zu einer Menge an feinkörnigem Material zerkleinert wird und der Aufbereitungsanlage erneut zugeführt wird.It is within the scope of the invention that the raw material is available in a distribution without further mechanical or chemical treatment, allowing it to be divided into the desired fractions. However, it is also possible for the raw material or parts thereof to be preprocessed before process step B) in order to adapt the distribution as needed. This can be achieved, for example, by crushing a quantity of coarse-grained raw material into a quantity of fine-grained material and then feeding it back into the processing plant.

Die Fraktionierung kann grundsätzlich mit einer beliebigen Fraktioniervorrichtung erfolgen. Bei der Fraktioniervorrichtung kann es sich zum Beispiel um eine Siebvorrichtung handeln, bei der das Rohmaterial entlang einer Zuführrichtung auf eine Siebfläche mit einer Vielzahl von Sieböffnungen unterschiedlicher Größen gegeben wird und Teile des Rohmaterials je nach Position auf der Siebfläche zurückgehalten oder von dem übrigen Rohmaterial getrennt werden. Unterhalb der Siebfläche können Sammelvorrichtungen angeordnet sein, mittels derer die Fraktionen räumlich voneinander getrennt gesammelt werden können. Durch Positionierung der Sammelvorrichtungen oder deren Zuführöffnungen kann also eingestellt werden, welchen Umfang die Fraktionen jeweils haben sollen, also welche Größe ein Teil des Rohmaterials aufweisen soll, der einer Fraktion zugeordnet wird.Fractionation can generally be carried out using any fractionation device. The fractionation device can, for example, be a screening device in which the raw material is fed along a feed direction onto a screen surface with a plurality of screen openings of different sizes, and parts of the raw material are retained or separated from the remaining raw material depending on their position on the screen surface. Collecting devices can be arranged below the screen surface, by means of which the fractions can be collected spatially separated from one another. By positioning the collecting devices or their feed openings, the size of the fractions can be adjusted, i.e., which Size of a part of the raw material that is assigned to a fraction.

In einem einfachen Beispiel wird das Rohmaterial in zumindest zwei Fraktionen aufgeteilt, wobei eine erste Fraktion einen ersten Anteil des Rohmaterials enthält, dessen Teile eine Größe haben, die unterhalb eines eingestellten Grenzwertes liegt, und wobei eine zweite Fraktion einen zweiten Anteil des Rohmaterials enthält, dessen Teile eine Größe haben, die oberhalb des eingestellten Grenzwertes liegt. Die Fraktionen können einen identischen Umfang an Teilen aufweisen oder unterschiedlich sein. Vorzugsweise kann der Grenzwert mittels des Algorithmus auf Basis der künstlichen Intelligenz festgelegt und insbesondere dynamisch angepasst sein.In a simple example, the raw material is divided into at least two fractions, wherein a first fraction contains a first portion of the raw material whose parts have a size below a set threshold, and wherein a second fraction contains a second portion of the raw material whose parts have a size above the set threshold. The fractions can have an identical number of parts or be different. Preferably, the threshold can be determined by means of the artificial intelligence-based algorithm and, in particular, can be dynamically adjusted.

Die Fraktionen werden den Reinigungsvorrichtungen zugeführt, mittels derer sie gereinigt und die Störstoffe entfrachtet werden. Insbesondere können die Reinigungsvorrichtungen je Fraktion eine oder mehrere Reinigungsmaschinen/-einrichtungen umfassen, die zusammenwirkend als eine Reinigungsvorrichtung angesehen werden können. Zu den Störstoffen gehören beispielsweise Mineralien, Glas, Eisenmetalle, Nicht-Eisenmetalle, organische Materialien, wie zum Beispiel Stroh, Kunststoffe oder ein anderes, im Wesentlichen frei definierbares Material. Die Reinigung kann auf grundsätzlich beliebige Weise erfolgen, vorzugsweise jedoch magnetisch, insbesondere mittels eines Magnetabscheiders, induktiv, insbesondere mittels eines Wirbelstromabscheiders, mechanisch, insbesondere mittels eines Trennsiebs, pneumatisch, insbesondere mittels Druckluftstößen oder Windsichtung, oder etwa chemisch, zum Beispiel mittels eines Lösemittels, mit dem das Rohmaterial durchsetzt wird. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass eine sensorbasierte Erfassung der Störstoffe erfolgt, damit diese entfrachtet werden können. Insbesondere kann hierfür ein akustisches Verfahren, ein optisches Verfahren, bevorzugt mittels Farb- und/oder Formerkennung, ein thermographisches Verfahren, ein radiographisches Verfahren, insbesondere mittels Röntgenstrahlung oder ein elektromagnetisches Verfahren, insbesondere mittels Nahinfrarotstrahlung zum Einsatz kommen. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, dass die genannten Reinigungen, insbesondere die sensorbasierten Reinigungen, selbst Kl-gesteuert sein können. Entsprechend Kl-gesteuerte Reinigungseinrichtungen/-maschinen können in die übergeordnete Steuerung der Aufbereitungsanlage eingebunden sein oder können davon getrennt betrieben werden.The fractions are fed to the cleaning devices, by means of which they are cleaned and the contaminants are removed. In particular, the cleaning devices can comprise one or more cleaning machines/devices for each fraction, which together can be regarded as a single cleaning device. Contaminants include, for example, minerals, glass, ferrous metals, non-ferrous metals, organic materials such as straw, plastics, or any other, essentially freely definable material. Cleaning can in principle be carried out in any desired manner, but preferably magnetically, in particular by means of a magnetic separator, inductively, in particular by means of an eddy current separator, mechanically, in particular by means of a separating sieve, pneumatically, in particular by means of compressed air bursts or air sifting, or chemically, for example by means of a solvent with which the raw material is permeated. It is also within the scope of the invention that sensor-based detection of the contaminants takes place so that they can be removed. In particular, an acoustic method, an optical method, preferably using color and/or shape recognition, a thermographic method, a radiographic method, in particular using X-rays, or an electromagnetic method, in particular using near-infrared radiation, can be used for this purpose. It is also within the scope of the invention that the aforementioned cleaning processes, in particular the sensor-based cleaning processes, can themselves be controlled by an AI system. Accordingly, AI-controlled cleaning devices/machines can be integrated into the higher-level control system of the processing plant or can be operated separately.

Anschließend werden die Fraktionen als aufbereitetes Ausgangsmaterial ausgebracht, wobei sie räumlich getrennt oder zusammengeführt vorliegen können.The fractions are then applied as processed starting material, where they can be spatially separated or combined.

Die Reinigungseffizienz kann als eine Kenngröße im Betrieb der Aufbereitungsanlage angesehen werden, die ein Verhältnis zwischen dem erreichten Reinheitsgrad des ausgebrachten Ausgangsmaterials und dem dafür erforderlichen Ressourcenaufwand beschreibt. Der Durchsatz kann ebenso als eine Kenngröße im Betrieb der Aufbereitungsanlage angesehen werden, die eine Menge des ausgebrachten Ausgangsmaterials oder eingebrachten Eingangsmaterials, also des Rohmaterials, je Zeiteinheit beschreibt.Cleaning efficiency can be viewed as a parameter in the operation of the processing plant, which describes the relationship between the achieved purity level of the output feedstock and the required resource expenditure. Throughput can also be viewed as a parameter in the operation of the processing plant, which describes the quantity of output feedstock or input material, i.e., the raw material, per unit of time.

Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass die materialbezogenen Prozessparameter während der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) einen entscheidenden Einfluss auf die Aufbereitungszielgrößen haben und für den Anlagenbetrieb berücksichtigt werden müssen, um die Prozessschritte A), B), C), D) oder E) durch Veränderung der Stellgrößen steuern oder regeln zu können. Die Erfindung ist grundsätzlich nicht darauf beschränkt, welche materialbezogenen Prozessparameter in den Prozessschritten A), B), C), D) oder E) erfasst werden. Vielmehr liegt eine entscheide Erkenntnis darin, dass der Algorithmus auf Basis der künstlichen Intelligenz im Stande ist, einen materialbezogenen Prozessparameter aus einem beliebigen Prozessschritt A), B), C), D) oder E) zu berücksichtigen, um zumindest einen Vorschlag zu generieren, welche Stellgröße in einem der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) verändert werden müsste, um die gewünschte Aufbereitungszielgröße zu erreichen. Es liegt also insbesondere im Rahmen der Erfindung, dass ein materialbezogener Prozessparameter in einem der Prozessschritte mess- oder prüftechnisch ermittelt wird und eine Stellgröße desselben und/oder eines anderen Prozessschrittes verändert wird.Investigations by the applicant have shown that the material-related process parameters during process steps A), B), C), D) or E) have a decisive influence on the treatment target values and must be taken into account for plant operation in order to be able to control or regulate process steps A), B), C), D) or E) by changing the manipulated variables. The invention is fundamentally not limited to which material-related process parameters are recorded in process steps A), B), C), D) or E). Rather, a crucial finding lies in the fact that the algorithm based on artificial intelligence is capable of taking into account a material-related process parameter from any process step A), B), C), D) or E) in order to generate at least a suggestion as to which manipulated variable would have to be changed in one of the process steps A), B), C), D) or E) in order to achieve the desired treatment target value. It is therefore particularly within the scope of the invention that a material-related process parameter is determined by measurement or testing in one of the process steps and a manipulated variable of the same and/or another process step is changed.

Bei dem materialbezogenen Prozessparameter kann es sich um eine Eigenschaft des Rohmaterials, einer der Fraktionen oder des Ausgangsmaterials handeln, die während der Durchführung eines der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) ermittelt werden. Insbesondere handelt es sich um die Größe, insbesondere eine Länge oder Dicke eines Rohmaterialbestandteils, Temperatur, Feuchte, Geometrie, Geschwindigkeit, Dichte, Gewicht, Materialart oder eine vergleichbare Eigenschaft des Rohmaterials, die erfasst und in dessen Abhängigkeit das Rohmaterial grundsätzlich fraktioniert werden kann.The material-related process parameter can be a property of the raw material, one of the fractions, or the starting material that is determined during one of the process steps A), B), C), D), or E). In particular, it is the size, especially the length or thickness of a raw material component, temperature, humidity, geometry, speed, density, weight, material type, or a comparable property of the raw material that is recorded and based on which the raw material can, in principle, be fractionated.

Vorzugsweise wird in Prozessschritt A) zumindest eine Materialeigenschaft des Rohmaterials, bevorzugt ein Verhältnis zwischen einem Feingutanteil und einem Grobgutanteil und/oder eine Feuchtigkeit und/oder eine Längenabmessung als ein erster materialbezogener Prozessparameter erfasst. Für den Fall, dass das Rohmaterial Holz umfasst, kann auch ein Verhältnis zwischen einem Massivholzanteil und einem Restholzanteil als erster materialbezogener Prozessparameter erfasst werden.Preferably, in process step A), at least one material property of the raw material, preferably a ratio between a fine material fraction and a coarse material fraction and/or a moisture content and/or a length dimension, is recorded as a first material-related process parameter. In the event that the raw material comprises wood, a ratio between a solid wood fraction and a residual wood fraction can also be recorded as the first material-related process parameters are recorded.

Die vorstehend genannten Materialeigenschaften des Rohmaterials können beispielsweise mittels einer optischen Messvorrichtung ermittelt werden. Hierfür kann die Aufbereitungsanlage eine oder mehrere Kameras aufweisen, die signaltechnisch mit einer Steuereinheit verbunden sind und die das optische Merkmal erfasst und an den Algorithmus ausgibt. Die Steuereinheit kann hierbei in die optische Messvorrichtung integriert sein und/oder Bestandteil einer übergeordneten Anlagensteuerung sein. Dementsprechend kann der Algorithmus teilweise in der optischen Messvorrichtung und/oder in der Anlagensteuerung implementiert sein. Die Feuchtigkeit kann mittels eines Feuchtesensors unmittelbar am Rohmaterial oder unmittelbar über eine sich einstellende Luftfeuchte in der Umgebung des Rohmaterials ermittelt werden.The aforementioned material properties of the raw material can be determined, for example, using an optical measuring device. For this purpose, the processing plant can have one or more cameras that are connected to a control unit via signal technology and that captures the optical feature and outputs it to the algorithm. The control unit can be integrated into the optical measuring device and/or be part of a higher-level plant control system. Accordingly, the algorithm can be partially implemented in the optical measuring device and/or in the plant control system. The moisture content can be determined using a humidity sensor directly on the raw material or directly via the resulting air humidity in the environment of the raw material.

Zusätzlich oder alternativ kann in Prozessschritt B) zumindest ein optisches Merkmal zumindest einer der Fraktionen oder eines Anteils des Rohmaterials als ein zweiter materialbezogener Prozessparameter erfasst wird.Additionally or alternatively, in process step B), at least one optical feature of at least one of the fractions or a portion of the raw material can be recorded as a second material-related process parameter.

Ein optisches Merkmal der Fraktionen kann beispielsweise eine Materialmenge und/oder eine Materialdichte sein, die ebenfalls mittels einer optischen Messvorrichtung ermittelbar ist. Sofern zur Aufteilung des Rohmaterials ein Sieb verwendet wird, kann die optische Messvorrichtung oberhalb der Siebfläche angeordnet sein. Diese Messvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, zu ermitteln, welche Mengen des Rohmaterials zurückgehalten werden bzw. von dem Rohmaterial getrennt werden. Mit dieser Information ist es möglich, darauf zu schließen, ob eine bestimmte Größenklasse bei der Fraktionierung auf Grund der Beschaffenheit des Rohmaterials über- oder unterrepräsentiert ist, was zu einer ungleichmäßigen Auslastung der Reinigungsvorrichtungen führen könnte. Es ist grundsätzlich denkbar, dass die Messvorrichtung in einer beliebigen Komponente der Aufbereitungsanlage integriert ist.An optical characteristic of the fractions can, for example, be a material quantity and/or a material density, which can also be determined using an optical measuring device. If a sieve is used to divide the raw material, the optical measuring device can be arranged above the sieve surface. This measuring device can be designed to determine which quantities of raw material are retained or separated from the raw material. With this information, it is possible to conclude whether a certain size class is over- or under-represented during fractionation due to the nature of the raw material, which could lead to uneven utilization of the cleaning devices. It is fundamentally conceivable for the measuring device to be integrated into any component of the processing plant.

Ferner kann zusätzlich oder alternativ in Prozessschritt C) zumindest ein Durchsatz der Fraktionen als ein dritter Prozessparameter erfasst werden.Furthermore, additionally or alternatively, in process step C) at least a throughput of the fractions can be recorded as a third process parameter.

Der Durchsatz der Fraktionen entspricht einer Fördermenge eines fraktionierten Rohmaterials je Zeiteinheit. In anderen Worten handelt es sich also um einen Strom an Rohmaterial einer Größenklasse, der nach der Fraktionierung einer Reinigungsvorrichtung zugeführt wird. Der Durchsatz kann mittels einer geeigneten Messvorrichtung ermittelt werden, wobei insbesondere ein gravimetrisches und/oder ein volumetrisches und/oder strahlungstechnisches Messgerät, insbesondere ein Röntgengerät, zum Einsatz kommen kann.The throughput of the fractions corresponds to the conveyed quantity of a fractionated raw material per unit of time. In other words, it is a flow of raw material of a certain size class that is fed to a purification device after fractionation. The throughput can be determined using a suitable measuring device, in particular a gravimetric and/or volumetric and/or radiation measuring device, in particular an X-ray device.

In Prozessschritt D) kann vorzugsweise zumindest ein entfrachteter Störmengenanteil bzw. ein Reinheitsgrad zumindest einer der Fraktionen als ein vierter Prozessparameter erfasst werden.In process step D), preferably at least one removed contaminant fraction or a purity level of at least one of the fractions can be recorded as a fourth process parameter.

Der Störmengenanteil entspricht einem Anteil an Störstoff, der von einer verbleibenden Gutfraktion getrennt wird. Der Störmengenanteil kann hierbei bevorzugt als eine relative Kenngröße vorliegen, die die Menge an herausgetrenntem Störstoff gegenüber der verbleibenden Menge an Störstoff prozentual angibt. Der Störmengenanteil wird vorzugsweise anhand der abgeführten Menge an Störstoff einer Reinigungsvorrichtung bestimmt. Zusätzlich kann die zugeführte Menge an Rohmaterial einer Fraktion oder wahlweise die abgeführte Menge an aufbereitetem Ausgangsmaterial berücksichtigt werden, wobei die jeweilige Menge an Störstoff vor bzw. nach der Zufuhr der Fraktion in die Reinigungsvorrichtung ermittelt wird, um den Störmengenanteil zum Beispiel durch Differenzbildung bestimmen zu können. Der Reinheitsgrad kann einer Kenngröße entsprechen, die ein Verhältnis zwischen dem aufbereiteten Ausgangsmaterial einer Fraktion und einer nicht herausgelösten Menge an Störmaterial angibt.The impurity fraction corresponds to a proportion of impurity that is separated from a remaining good fraction. The impurity fraction can preferably be presented as a relative parameter that indicates the amount of impurity separated out compared to the remaining amount of impurity as a percentage. The impurity fraction is preferably determined based on the amount of impurity removed from a cleaning device. In addition, the amount of raw material fed into a fraction or, optionally, the amount of processed starting material removed can be taken into account, with the respective amount of impurity being determined before and after the fraction is fed into the cleaning device in order to be able to determine the impurity fraction, for example by taking the difference. The degree of purity can correspond to a parameter that indicates a ratio between the processed starting material of a fraction and the amount of impurity that has not been removed.

In Prozessschritt E) kann vorzugsweise zumindest ein Durchsatz des aufbereiteten Ausgangsmaterials einer Fraktion als ein fünfter Prozessparameter erfasst werden.In process step E), preferably at least a throughput of the processed starting material of a fraction can be recorded as a fifth process parameter.

Der Durchsatz des aufbereiteten Ausgangsmaterials einer Fraktion entspricht einer Fördermenge des aufbereiteten Ausgangsmaterials ohne den herausgelösten Störmengenanteil je Zeiteinheit. Es kann sich also um einen Strom an Rohmaterial einer bestimmten Größenklasse oder anderen zur Fraktionierung genutzten Eigenschaft des Rohmaterials handeln, der nach der Fraktionierung und Reinigung von der jeweiligen Reinigungsvorrichtung bereitgestellt wird. Der Durchsatz kann mittels einer geeigneten Messvorrichtung ermittelt werden, wobei insbesondere ein gravimetrisches und/oder ein volumetrisches Messgerät und/oder strahlungstechnisches Messgerät, insbesondere ein Röntgengerät, zum Einsatz kommen kann.
Die Erfindung ist darüber hinaus nicht darauf beschränkt, welche Stellgrößen in zumindest einem der Prozessschritte A), B), C), D) oder E) verändert wird.The throughput of the processed starting material of a fraction corresponds to the output of the processed starting material without the extracted impurity fraction per unit of time. It can therefore be a flow of raw material of a specific size class or other raw material property used for fractionation, which is provided by the respective purification device after fractionation and purification. The throughput can be determined using a suitable measuring device, in particular a gravimetric and/or volumetric measuring device and/or a radiation measuring device, in particular an X-ray device.
Furthermore, the invention is not limited to which manipulated variables are changed in at least one of the process steps A), B), C), D) or E).

Vorzugsweise wird jedoch in Prozessschritt A) eine Bereitstellungsmenge oder eine davon abhängige Größe des Rohmaterials als eine erste Stellgröße verändert.Preferably, however, in process step A), a provision quantity or a quantity of the raw material dependent thereon is changed as a first manipulated variable.

Die Bereitstellungsmenge kann zeitweise erhöht oder verringert werden, wodurch die zugeführte Menge an Rohmaterial je Zeiteinheit entsprechend erhöht oder verringert wird. Dies hat den Effekt, dass die Menge des Rohmaterials, das sich in der Aufbereitungsanlage befindet, entsprechend verändert wird, die Materialmengen in den Fraktionen erhöht, bzw. verringert werden und die Zuführ- und Abführraten zu bzw. von den Reinigungsvorrichtungen mittels des Algorithmus so angepasst werden können, dass der Störmengenanteil bedarfsweise verringert oder erhöht werden kann, vorzugsweise begrenzt durch einen maximal zulässigen Störstoffanteil.The supply quantity can be temporarily increased or decreased, thereby correspondingly increasing or decreasing the amount of raw material supplied per unit of time. This has the effect of changing the amount of raw material in the processing plant accordingly, increasing or decreasing the material quantities in the fractions, and adjusting the feed and discharge rates to and from the cleaning devices using the algorithm so that the impurity content can be increased or decreased as needed, preferably limited by a maximum permissible impurity content.

Ferner kann auch die Zusammensetzung der Bereitstellungsmenge als eine erste Stellgröße verändert werden. Liegt die Bereitstellungsmenge in unterschiedlichen Qualitäten vor, wobei Qualität etwa aber nicht nur das Verhältnis von Fein- zu Grobpartikeln oder Massivholz- zu Restholzpartikeln beschreiben kann, können diese Bereitstellungsmengen in einem Mischungsverhältnis bereitgestellt werden, welches die Aufbereitungsanlage optimal auslastet.Furthermore, the composition of the supply quantity can also be adjusted as a first control variable. If the supply quantity is available in different qualities, where quality can describe, for example, but not only, the ratio of fine to coarse particles or solid wood to residual wood particles, these supply quantities can be provided in a mixture ratio that optimally utilizes the processing plant.

Zusätzlich oder alternativ wird in Prozessschritt B) eine Fraktionskenngröße, insbesondere eine Fraktionsverteilung, Fraktionsaufteilung und/oder Fraktionseinteilung, als eine zweite Stellgröße zumindest einer Fraktion verändert.Additionally or alternatively, in process step B), a fraction characteristic, in particular a fraction distribution, fraction division and/or fraction classification, is changed as a second manipulated variable of at least one fraction.

Die Fraktionsverteilung kann das mengenmäßige, räumliche Vorliegen von Rohmaterial in den unterschiedlichen Fraktionen beschreiben. Die Fraktionsverteilung kann beispielhaft als Balkenhistogramm veranschaulicht werden, wobei die Balken jeweils eine Größenklasse repräsentieren und die Höhe der Balken die Menge an dem darin vorliegenden Rohmaterial angeben kann. Durch Veränderung der Fraktionsverteilung kann die Anzahl der Größenklassen in dem gesamten oder einem Teil aller vorliegenden Größen der Teile des Rohmaterials verändert werden. Am Beispiel des Balkenhistogramms würde dadurch also ein Balken des Histogramms in mehrere Balken aufgeteilt oder mehrere Balken zu einem Balken zusammengefasst werden, wodurch die Höhen der jeweiligen Balken sich verändern können. Dadurch ist es also möglich, die Größe einer Fraktion zu bestimmen und damit auch die Menge an Rohmaterial, die einer bestimmten Reinigungsvorrichtung zugeführt werden soll.The fraction distribution can describe the quantitative, spatial presence of raw material in the different fractions. The fraction distribution can be illustrated as a bar histogram, where each bar represents a size class and the height of the bar can indicate the amount of raw material present. By changing the fraction distribution, the number of size classes in all or part of all the available sizes of the parts of the raw material can be changed. Using the bar histogram as an example, this would mean that one bar of the histogram would be divided into several bars or several bars would be combined into one bar, which could change the heights of the respective bars. This makes it possible to determine the size of a fraction and thus also the amount of raw material that should be fed to a specific cleaning device.

Die Fraktionsaufteilung kann die Untergliederung der vorliegenden Größen des Rohmaterials in verschiedenen Größenklassen beschreiben. Hierbei gibt sie also an, welche Größen zu einer Größenklasse zusammengefasst werden. Bei Veranschaulichung durch das oben beschriebene Balkenhistogramm ist die Fraktionsaufteilung durch die Breite der Balken bestimmt.Fractional breakdown can describe the subdivision of the available raw material sizes into different size classes. It indicates which sizes are grouped into a size class. When illustrated by the bar histogram described above, the fractional breakdown is determined by the width of the bars.

Die Fraktionseinteilung kann die relative Lage der vorliegenden Größengrößenklassen zueinander beschreiben. In diesem Fall hängt also die Fraktionseinteilung von den Ober- und Untergrenzen einzelner Größenklassen ab. Am Beispiel des Balkenhistogramms äußert sich die Fraktionseinteilung also in der Lage der Balken relativ zueinander.The fractional classification can describe the relative position of the given size classes to each other. In this case, the fractional classification depends on the upper and lower limits of individual size classes. In the example of the bar histogram, the fractional classification is expressed in the position of the bars relative to each other.

Es liegt im Rahmen der vorteilhaften Weiterbildung, dass die Fraktionskenngröße nicht von den Größen der Teile des Rohmaterials abhängig ist, sondern von einem anderen Kriterium, zum Beispiel eines Feuchtigkeitsgrades oder einer anderen materialbezogenen Kenngröße.It is within the scope of the advantageous further development that the fraction parameter does not depend on the size of the parts of the raw material, but on another criterion, for example a degree of moisture or another material-related parameter.

In Prozessschritt C) kann eine Zuführrate zumindest einer der Fraktionen in die Reinigungsvorrichtungen als eine dritte Stellgröße verändert werden.In process step C), a feed rate of at least one of the fractions into the cleaning devices can be changed as a third control variable.

Die Zuführrate kann als Kenngröße angesehen werden, die eine Menge je Zeiteinheit angibt, mit der das Rohmaterial einer Fraktion einer Reinigungsvorrichtung zugeführt wird. Insbesondere liegt es im Rahmen der vorteilhaften Weiterbildung, dass eine Förderstrecke zwischen einer Fraktioniervorrichtung und einer der Reinigungsvorrichtungen einen Materialpuffer umfasst, welchem fraktioniertes Material mit einer ersten Rate zugeführt und in einer zweiten Rate abgeführt werden kann, wobei sich die erste und die zweite Rate voneinander unterscheiden können. Dadurch kann die Zuführrate in die Reinigungsvorrichtung unabhängig von den übrigen Förderraten in der Anlage variiert werden.The feed rate can be viewed as a parameter that indicates the amount per unit of time at which the raw material of a fraction is fed to a purification device. In particular, it is within the scope of the advantageous development that a conveyor line between a fractionation device and one of the purification devices comprises a material buffer to which fractionated material can be fed at a first rate and removed at a second rate, wherein the first and second rates can differ from one another. This allows the feed rate into the purification device to be varied independently of the other conveying rates in the system.

In Prozessschritt D) kann ferner ein Reinigungsparameter einer der Reinigungsvorrichtungen als vierte Stellgröße verändert werden.In process step D), a cleaning parameter of one of the cleaning devices can also be changed as a fourth manipulated variable.

Der Reinigungsparameter kann von der Art der Reinigungsvorrichtung abhängig sein. Sofern die Reinigungsvorrichtung auf einem magnetischen Wirkprinzip beruht, kann der Reinigungsparameter eine magnetische Kenngröße sein, insbesondere eine magnetische Feldstärke, oder eine davon abhängige Kenngröße sein. Im Falle eines induktiven Reinigungsprinzips kann der Reinigungsparameter eine elektrische Kenngröße sein, insbesondere eine Stromstärke oder Spannung, oder eine davon abhängige Kenngröße. Bei einer mechanischen Reinigungsvorrichtung kann der Reinigungsparameter eine mechanischen Kenngröße sein, zum Beispiel einer Kraft oder eine Geschwindigkeit, oder davon abhängig sein. Bei einer pneumatischen Reinigungsvorrichtung kann es sich entsprechend um eine pneumatische Kenngröße handeln, zum Beispiel ein Druck oder Luft-Volumenstrom, oder die Kenngröße davon abhängig sein. Bei einer chemischen Reinigungsvorrichtung kann der Reinigungsparameter eine chemische Aggressivität oder ein Verfahrensparameter, zum Beispiel Temperatur oder Druck angeben. Wie oben bereits erwähnt, liegt es auch im Rahmen der Erfindung, dass eine sensorbasierte Erfassung der Störstoffe erfolgt, damit diese entfrachtet werden können. Insbesondere kann hierfür ein akustisches Verfahren, ein optisches Verfahren, bevorzugt mittels Farb- und/oder Formerkennung, ein thermographisches Verfahren, ein radiographisches Verfahren, insbesondere mittels Röntgenstrahlung oder ein elektromagnetisches Verfahren, insbesondere mittels Nahinfrarotstrahlung zum Einsatz kommen.The cleaning parameter may depend on the type of cleaning device. If the cleaning device is based on a magnetic operating principle, the cleaning parameter may be a magnetic parameter, in particular a magnetic field strength, or a parameter dependent thereon. In the case of an inductive cleaning principle, the cleaning parameter may be an electrical parameter, in particular a current or voltage, or a parameter dependent thereon. In a mechanical cleaning device, the cleaning parameter may be a mechanical parameter, for example a force or a speed, or be dependent thereon. In a pneumatic cleaning device, it may accordingly be a pneumatic parameter, for example a pressure or air volume flow, or The characteristic variable may depend on this. In a chemical cleaning device, the cleaning parameter may indicate chemical aggressiveness or a process parameter, for example, temperature or pressure. As already mentioned above, it is also within the scope of the invention for the contaminants to be detected using sensors so that they can be removed. In particular, an acoustic method, an optical method, preferably using color and/or shape recognition, a thermographic method, a radiographic method, in particular using X-rays, or an electromagnetic method, in particular using near-infrared radiation, can be used for this purpose.

Vorzugsweise wird vor der Durchführung der Prozessschritte A), B), C), D), E) ein Referenzrohmaterial in der Aufbereitungsanlage bereitgestellt und ein materialbezogener Prozessparameter des Referenzrohmaterials mittels eines Referenzmesssystems erfasst und mittels eines Referenzalgorithmus ausgewertet. Der Algorithmus wird mittels der Erfassungsdaten des Referenzmesssystems und der Auswertedaten des Referenzalgorithmus trainiert.Preferably, before performing process steps A), B), C), D), and E), a reference raw material is provided in the processing plant, and a material-related process parameter of the reference raw material is recorded using a reference measurement system and evaluated using a reference algorithm. The algorithm is trained using the recorded data from the reference measurement system and the evaluation data from the reference algorithm.

Bei dem Referenzrohmaterial kann es sich um ein Material handeln, dessen Eigenschaften vor Durchführung der Prozessschritte A), B), C), D), E) hochgenau ermittelt werden, um eine Vergleichsgrundlage für das Training des Algorithmus zu schaffen. Das Referenzmesssystem kann insbesondere identisch sein zu demjenigen Messsystem, das in den Prozessschritten A), B), C), D), E) dazu verwendet wird, um einen materialbezogenen Prozessparameter zu ermitteln. Der Referenzalgorithmus muss nicht zwangsläufig ebenfalls auf dem Einsatz einer künstlichen Intelligenz beruhen. Stattdessen kann ein analytisches Verfahren dazu verwendet werden, die materialbezogenen Prozessparameter zu ermitteln und eine Messgröße auszugeben. Die dabei ermittelten Daten können anschließend benutzt werden, um den Algorithmus zu trainieren. In diesem Fall dient der Algorithmus also nicht nur zur Steuerung der Aufbereitungsanlage, sondern auch zur Ermittlung materialbezogener Prozessparameter.The reference raw material can be a material whose properties are determined with high precision before carrying out process steps A), B), C), D), E) in order to create a basis for comparison for training the algorithm. The reference measuring system can in particular be identical to the measuring system used in process steps A), B), C), D), E) to determine a material-related process parameter. The reference algorithm does not necessarily have to be based on the use of artificial intelligence. Instead, an analytical method can be used to determine the material-related process parameters and output a measured variable. The data determined in this way can then be used to train the algorithm. In this case, the algorithm serves not only to control the processing plant, but also to determine material-related process parameters.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren oder eine seiner vorteilhaften Weiterbildungen zur Herstellung eines Werkstückes durchgeführt, wobei nach Verfahrensschritt E) das aufbereitete Ausgangsmaterial zu dem Werkstück verarbeitet wird. Insbesondere kann vor Verfahrensschritt A) das Rohmaterial zumindest teilweise durch Recycling gewonnen werden.Preferably, the method according to the invention or one of its advantageous developments is carried out to produce a workpiece, wherein after method step E), the prepared starting material is processed into the workpiece. In particular, the raw material can be at least partially obtained by recycling before method step A).

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Aufbereitungsanlage mit einem Bereitstellungsmittel, welches dazu vorgesehen ist, ein Rohmaterial, insbesondere für die Herstellung eines Werkstückes mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Bestandteilen zu fördern. Die Anlage umfasst auch eine Fraktioniervorrichtung, welche derart angeordnet ist, um das Rohmaterial von dem Bereitstellungsmittel aufzunehmen und welche dazu ausgebildet ist, das Rohmaterial in eine Vielzahl an Fraktionen aufzuteilen. Außerdem weist die Anlage eine Mehrzahl an Fördermitteln und Reinigungsvorrichtungen auf, wobei die Fördermittel dafür vorgesehen sind, die Fraktionen den Reinigungsvorrichtungen zuzuführen, und wobei die Reinigungsvorrichtungen jeweils dafür vorgesehen sind, Störstoffe als Störstoffmengenanteil aus den Fraktionen zu entfernen. Ein Ausbringungsmittel ist dafür vorgesehen, die aufbereiteten Fraktionen als aufbereitetes Ausgangsmaterial von den Reinigungsvorrichtungen aufzunehmen und auszubringen.The object is also achieved by a processing plant with a supply means which is intended to convey a raw material, in particular for the production of a workpiece with a plurality of different components. The plant also comprises a fractionating device which is arranged to receive the raw material from the supply means and which is designed to divide the raw material into a plurality of fractions. In addition, the plant has a plurality of conveying means and cleaning devices, wherein the conveying means are intended to feed the fractions to the cleaning devices, and wherein the cleaning devices are each intended to remove impurities as an impurity quantity proportion from the fractions. An output means is provided to receive the processed fractions from the cleaning devices as processed starting material and to discharge them.

Es ist wesentlich, dass die Aufbereitungsanlage zumindest eine Messvorrichtung aufweist, welches dazu eingerichtet ist, bei dem in der Aufbereitungsanlage aufgenommenen Rohmaterial einen materialbezogenen Prozessparameter zu erfassen. Eine Steuervorrichtung ist signaltechnisch mit der zumindest einen Messvorrichtung, dem Bereitstellungsmittel, der Fraktioniervorrichtung, den Fördermitteln und den Reinigungsvorrichtungen verbunden und ist dazu eingerichtet, um mittels eines Algorithmus auf Basis einer künstlichen Intelligenz den materialbezogenen Prozessparameter auszuwerten und zumindest eine Stellgröße der Aufbereitungsanlage in Abhängigkeit einer Aufbereitungszielgröße, welche zumindest von einem Durchsatz des aufbereiteten Ausgangsmaterials und/oder einer Reinigungseffizienz der Aufbereitungsanlage abhängig ist, zu verändern.It is essential that the processing plant has at least one measuring device configured to detect a material-related process parameter for the raw material received in the processing plant. A control device is connected via signaling to the at least one measuring device, the supply means, the fractionating device, the conveying means, and the cleaning devices and is configured to evaluate the material-related process parameter using an algorithm based on artificial intelligence and to change at least one manipulated variable of the processing plant as a function of a processing target variable, which is dependent at least on a throughput of the processed starting material and/or a cleaning efficiency of the processing plant.

Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Aufbereitungsanlage gelten die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren sowie seiner vorteilhaften Weiterbildungen entsprechend. Insbesondere ist die Aufbereitungsanlage dazu ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine vorteilhafte Weiterbildung davon durchzuführen.With regard to the processing plant according to the invention, the statements regarding the method according to the invention and its advantageous developments apply accordingly. In particular, the processing plant is designed to carry out the method according to the invention or an advantageous development thereof.

Vorzugsweise ist die Aufbereitungsanlage Bestandteil einer Verarbeitungsanlage, die zur Herstellung eines Werkstückes aus dem aufbereiteten Ausgangsmaterial vorgesehen ist. Insbesondere kann es sich hierbei um eine Holzverarbeitungsanlage zur Herstellung plattenförmiger Holzwerkstücke handeln, welche bevorzugt zumindest eine Presse zur Herstellung des plattenförmigen Holzwerkstückes umfasst.Preferably, the processing plant is part of a processing plant intended for producing a workpiece from the processed starting material. In particular, this can be a wood processing plant for producing panel-shaped wooden workpieces, which preferably comprises at least one press for producing the panel-shaped wooden workpiece.

Einige Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die einzige 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aufbereitungsanlage für die Aufbereitung von Rohmaterial zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten.Some advantages of the invention are explained below using an exemplary embodiment. The only 1 shows a schematic representation of a processing plant for the processing of raw material for the production of wood-based panels.

Die in 1 gezeigte Aufbereitungsanlage 1 dient zur Aufbereitung eines recycelten Rohmaterials 2 für die Herstellung einer Holzwerkstoffplatte. Das Rohmaterial 2 liegt als Schüttgut vor und enthält ligozellulosehaltiges Material, insbesondere Holzteile, unterschiedlicher Größen sowie Störstoffe in Form von Metall- (Eisen- und Nicht-Eisenmetalle), Inertmaterialien (Glas, Steine, Keramik), Gummi, Mineralik, oder Kunststoffreste, welche im Rahmen des Recyclings eines Ausgangsmaterial zu einem Rohmaterial 2 bereits vorhanden waren oder diesem zugegeben wurden. Bevor das Rohmaterial 2 für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten verwendet werden kann, sollten diese Störstoffe zu einem vorgegebenen Grad aus dem Rohmaterial 2 entfernt werden, damit sie die Produktqualität der herzustellenden Holzwerkstoffplatte nicht in unerwünschter Weise beeinträchtigen. Hierbei kann es gewünscht sein, die Störstoffe vollständig oder nur teilweise aus dem Rohmaterial 2 zu entfernen.The 1 The processing plant 1 shown is used to process a recycled raw material 2 for the production of a wood-based panel. The raw material 2 is in bulk and contains ligocellulose-containing material, in particular wood pieces, of various sizes, as well as impurities in the form of metal (ferrous and non-ferrous metals), inert materials (glass, stones, ceramics), rubber, minerals, or plastic residues, which were already present or added to a raw material 2 during the recycling of a starting material. Before the raw material 2 can be used for the production of wood-based panels, these impurities should be removed from the raw material 2 to a predetermined degree so that they do not undesirably impair the product quality of the wood-based panel to be manufactured. In this case, it may be desirable to remove the impurities completely or only partially from the raw material 2.

Die Aufbereitungsanlage 1 umfasst ein Bereitstellungsmittel 3 in Gestalt eines endlos umlaufenden und angetriebenen Förderbandes, welches dazu vorgesehen ist, das Rohmaterial 2 für die Herstellung von plattenförmigen Werkstücken mit einer Vielzahl an Anteilen aufzunehmen und für die Aufbereitungsanlage 1 über ein Bereitstellungsmittel 3 in Form eines Förderbandes bereitzustellen. Alternativ könnte es sich hierbei auch um eine Vibrationsrinne oder vergleichbares Fördermittel handelnThe processing plant 1 comprises a supply means 3 in the form of a continuously rotating and driven conveyor belt, which is intended to receive the raw material 2 for the production of plate-shaped workpieces with a plurality of components and to provide it to the processing plant 1 via a supply means 3 in the form of a conveyor belt. Alternatively, this could also be a vibrating chute or similar conveying means.

Von dem Bereitstellungsmittel 3 gelangt das Rohmaterial 2 in eine Fraktioniervorrichtung 4, die in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel einen Rollenbett 5 umfasst, dessen Rollen entlang der Förderachse in zunehmenden Abständen angeordnet sind. Die auf dem Rollenbett 5 befindlichen Teile des Rohmaterials 2 werden in Abhängigkeit der Abstände der Rollen sowie der Größe der Teile entweder zurückgehalten oder fallen infolge von Schwerkraft zwischen den Rollen hindurch. Dadurch wird das Rohmaterial 2 der Größe nach räumlich sortiert. Unterhalb des Rollenbettes 5 befinden sich mehrere trichterartige Sammelvorrichtungen 6, 7, 8, 9. Durch Verstellung der Trennwände der Sammelvorrichtungen 6, 7, 8, 9 kann eingestellt werden, welche Größenordnungen des Rohmaterials 2 von den Sammelvorrichtungen 6, 7, 8, 9 jeweils aufgenommen werden sollen, wodurch das Rohmaterial 2 in mehrere Fraktionen 10, 11, 12, 13 aufgeteilt und den Fördermitteln 14, 15, 16, 17 zugeführt wird. Dies kann ebenfalls durch die Einstellung der Fördergeschwindigkeit des Rollenbettes 5 erreicht werden.From the supply means 3, the raw material 2 passes into a fractionating device 4, which is in the 1 The embodiment shown comprises a roller bed 5, the rollers of which are arranged at increasing distances along the conveyor axis. The pieces of raw material 2 located on the roller bed 5 are either held back or fall between the rollers due to gravity, depending on the distances between the rollers and the size of the pieces. This spatially sorts the raw material 2 according to size. Below the roller bed 5 there are several funnel-like collecting devices 6, 7, 8, 9. By adjusting the dividing walls of the collecting devices 6, 7, 8, 9 it is possible to set which sizes of raw material 2 are to be received by the collecting devices 6, 7, 8, 9, whereby the raw material 2 is divided into several fractions 10, 11, 12, 13 and fed to the conveying means 14, 15, 16, 17. This can also be achieved by adjusting the conveying speed of the roller bed 5.

Die Fördermittel 14, 15, 16 dienen dazu, die Fraktionen 10 bzw. 11 bzw. 12 den Reinigungsvorrichtungen 18, 19, 20 zuzuführen. Das Fördermittel 17 dient hingegen dazu, die Fraktion 13, welche im Wesentlichen Übergrößen und Konglomerate umfasst, einem Nachzerkleinerer 21 zuzuführen.The conveying means 14, 15, 16 serve to feed the fractions 10, 11, and 12, respectively, to the cleaning devices 18, 19, 20. The conveying means 17, on the other hand, serves to feed the fraction 13, which essentially comprises oversizes and conglomerates, to a secondary shredder 21.

Mittels der Reinigungsvorrichtungen 18, 19, 20 werden die Fraktionen 10, 11, 12 von Störstoffen befreit, welche jeweils als Störmengenanteil 22, 23, 24 entfrachtet und über die Entfrachtförderer 25, 26, 27 aus der Aufbereitungsanlage 1 geführt werden. Die aufbereiteten Fraktionen 10', 11', 12' werden anschließend zusammengeführt und als aufbereitete Ausgangsmaterial 48 für die Weiterverarbeitung bereitgestellt. Alternativ können auch die einzelnen aufbereiteten Fraktionen 10', 11', 12' separat einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden.By means of the cleaning devices 18, 19, 20, the fractions 10, 11, 12 are freed of impurities, which are then removed as impurity fractions 22, 23, 24 and conveyed out of the processing plant 1 via the removal conveyors 25, 26, 27. The processed fractions 10', 11', 12' are then combined and provided for further processing as processed starting material 48. Alternatively, the individual processed fractions 10', 11', 12' can also be separately processed.

Eine typische Herausforderung im Betrieb derartiger Aufbereitungsanlagen 1 besteht darin, dass das Rohmaterial 2 sehr heterogen vorliegen kann und seine Eigenschaften je nach Ursprung stark variieren können. Dies kann dazu führen, dass die Materialverteilung zwischen den Fraktionen 10, 11, 12 ungleichmäßig vorliegt und die Reinigungsvorrichtungen 18, 19, 20 entsprechend ungleichmäßig ausgelastet sind. Um die Anlageneffizienz der Aufbereitungsanlage 1 zu steigern, ist eine Steuereinheit 28 vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, einen Algorithmus auf Basis einer künstlichen Intelligenz auszuführen und die Aufbereitungsanlage 1 zu steuern.A typical challenge in the operation of such processing plants 1 is that the raw material 2 can be highly heterogeneous and its properties can vary greatly depending on its origin. This can lead to uneven material distribution between the fractions 10, 11, 12 and correspondingly uneven utilization of the cleaning devices 18, 19, 20. To increase the plant efficiency of the processing plant 1, a control unit 28 is provided, which is configured to execute an algorithm based on artificial intelligence and to control the processing plant 1.

Die Steuereinheit 28 weist eine Vielzahl an Signaleingängen und eine Vielzahl an Signalausgängen auf. Über die Signaleingänge ist die Steuereinheit 28 mit mehreren Messvorrichtungen verbunden, mit denen verschiedene materialbezogene Prozessparametern in der Aufbereitungsanlage 1 erfasst und in die Steuereinheit 28 eingegeben werden. Die eingegebenen Prozessparameter werden mittels der künstlichen Intelligenz ausgewertet. Über die Signalausgänge werden Steuersignale ausgegeben, um eine oder mehrere der oben beschriebene Vorrichtungen der Aufbereitungsanlage 1 zu steuern. Anhand von 1 ist ein Unterschied zwischen Signaleingängen und Signalausgängen anhand von Pfeilrichtungen angedeutet.The control unit 28 has a plurality of signal inputs and a plurality of signal outputs. Via the signal inputs, the control unit 28 is connected to several measuring devices, with which various material-related process parameters in the processing plant 1 are recorded and input into the control unit 28. The input process parameters are evaluated using artificial intelligence. Control signals are output via the signal outputs in order to control one or more of the above-described devices of the processing plant 1. Based on 1 A difference between signal inputs and signal outputs is indicated by arrow directions.

Das Bereitstellungsmittel 3 ist mit einer optischen Messvorrichtung 29 ausgerüstet, welche dazu ausgebildet ist, die Bestandteile des Rohmaterials 2 sowie deren Größenverteilung zu erfassen. Diese werden über die Signaleingabe 30 in die Steuereinheit 28 eingegeben. Zusätzlich oder alternativ könnte auch eine andere Messvorrichtung 29 zum Einsatz kommen, zum Beispiel auf Basis eines Nahinfrarotverfahrens.The supply means 3 is equipped with an optical measuring device 29, which is designed to detect the components of the raw material 2 and their size distribution. These are input to the control unit 28 via the signal input 30. Additionally or alternatively, another measuring device 29 could also be used, for example, based on a near-infrared method.

Die Fraktioniervorrichtung 4 umfasst vorliegend zwei optische Messvorrichtungen 31, welche dazu dienen, eine Mengenverteilung des Rohmaterials 2 auf dem Rollenbett 5 zu erfassen und über die Signaleingaben 32 in die Steuereinheit 28 einzugeben.The fractionating device 4 comprises two optical measuring devices 31, which serve to record a quantity distribution of the raw material 2 on the roller bed 5 and to enter it into the control unit 28 via the signal inputs 32.

Die Fördermittel 14, 15, 16, 17 weisen jeweils eine gravimetrische Messvorrichtung auf, mittels derer es möglich ist, den Durchsatz der Fraktionen 10, 11, 12, 13 zu erfassen und über die Signaleingaben 33, 34, 35, 36 in die Steuereinheit 28 einzugeben.The conveying means 14, 15, 16, 17 each have a gravimetric measuring device by means of which it is possible to record the throughput of the fractions 10, 11, 12, 13 and to input it into the control unit 28 via the signal inputs 33, 34, 35, 36.

Die Entfrachtförderer 25, 26, 27 weisen ebenfalls eine gravimetrische Messvorrichtung auf, mittels derer es möglich ist, den Durchsatz der entfrachteten Störstoffmenge der Störmengenanteile 22, 23, 24 aus den Fraktionen 10, 11, 12 zu ermitteln und über die Signaleingaben 37, 38, 39 in die Steuereinheit 28 einzugeben.The de-contaminant conveyors 25, 26, 27 also have a gravimetric measuring device by means of which it is possible to determine the throughput of the de-contaminant quantity of the contaminant fractions 22, 23, 24 from the fractions 10, 11, 12 and to input this data into the control unit 28 via the signal inputs 37, 38, 39.

Die ausgebrachte Menge an aufbereitetem Rohmaterial 48 wird ebenfalls über eine Messvorrichtung erfasst und über die Signaleingabe 40 in die Steuereinheit 28 eingegeben.The applied quantity of processed raw material 48 is also recorded by a measuring device and input into the control unit 28 via the signal input 40.

In den Fördereinrichtungen 25, 26, 27 können auch weitere Messungen erfolgen. Zum Beispiel kann der Holzanteil in einer Störstofffraktion gemessen werden. In den Fördereinrichtungen 10,11,12 kann ferner auch der Reststörstoffgehalt bestimmt werden. Darüber lassen sich Informationen über die Effizienz der vorhergeschalteten Reinigungsvorrichtungen ermitteln.Additional measurements can also be performed in conveyor systems 25, 26, and 27. For example, the wood content in a contaminant fraction can be measured. Furthermore, the residual contaminant content can be determined in conveyor systems 10, 11, and 12. This provides information about the efficiency of the upstream cleaning devices.

Wie oben erläutert, ist der auf der Steuereinheit 28 implementierte Algorithmus auf Basis künstlicher Intelligenz dazu ausgebildet, die vorstehend beschriebenen Signaleingaben 30, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 auszuwerten und eine oder mehrere Vorrichtungen der Aufbereitungsanlage 1 zu steuern. Es ist besonders vorteilhaft, dass die Steuerung 28 der einzelnen Vorrichtungen nicht allein in Abhängigkeit ihrer eigenen Prozessparameter erfolgen kann, sondern, dass die künstliche Intelligenz in der Lage ist, anlagenübergreifend eine der Vorrichtungen in Abhängigkeit des Prozessparameters einer anderen Vorrichtung zu regeln. Darüber hinaus ist es entscheidend, dass die Regelung der Aufbereitungsanlage (1) in Abhängigkeit einer oder mehrerer vorgebbaren Zielgröße erfolgen kann, insbesondere einer Reinigungseffizienz der Aufbereitungsanlage (1) und einem Ausbringungsdurchsatz.As explained above, the artificial intelligence-based algorithm implemented on the control unit 28 is designed to evaluate the above-described signal inputs 30, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 and to control one or more devices of the processing plant 1. It is particularly advantageous that the control 28 of the individual devices can be carried out not only as a function of their own process parameters, but that the artificial intelligence is capable of controlling one of the devices across all plants as a function of the process parameters of another device. Furthermore, it is crucial that the control of the processing plant (1) can be carried out as a function of one or more predeterminable target variables, in particular a cleaning efficiency of the processing plant (1) and an output throughput.

Über die Steuereingabe 41 kann damit die Förderrate des Bereitstellungsmittels 3 bedarfsweise verändert werden.The delivery rate of the supply means 3 can thus be changed as required via the control input 41.

Die Steuereingaben 42, 43 und 44 dienen dazu, eine Unterteilung des aufzubereitenden Rohmaterials 2 in die Fraktionen 10, 11, 12, 13 einzustellen, indem die Trennwände der Elemente 6, 7, 8, 9 verstellt werden. Dadurch können die Fraktionen 10, 11, 12 so vorliegen, dass die Reinigungsvorrichtungen 18, 19, 20 mit bedarfsgerecht eingestellten Mengen an zu reinigendem Rohmaterial (2) bzw. zu reinigenden Fraktionen (10, 11, 12) versorgt werden können. Über die Steuereingaben 45, 46, 47 können die Reinigungsparameter der Reinigungsvorrichtungen 18, 19, 20 angepasst werden, um einen gewünschten Reinigungsgrad einstellen zu können.Control inputs 42, 43, and 44 are used to adjust the division of the raw material 2 to be processed into fractions 10, 11, 12, and 13 by adjusting the partition walls of elements 6, 7, 8, and 9. This allows fractions 10, 11, and 12 to be arranged such that the cleaning devices 18, 19, and 20 can be supplied with the required quantities of raw material (2) or fractions (10, 11, and 12) to be cleaned. Control inputs 45, 46, and 47 can be used to adjust the cleaning parameters of the cleaning devices 18, 19, and 20 to achieve a desired degree of cleaning.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Aufbereitungsanlageprocessing plant
22: RohmaterialRaw material
33: BereitstellungsmittelProvision means
44: FraktioniervorrichtungFractionation device
55: RollenbettRoller bed
66: SammelvorrichtungCollection device
77: SammelvorrichtungCollection device
88: SammelvorrichtungCollection device
99: SammelvorrichtungCollection device
10, 10'10, 10': Fraktionfraction
11, 11'11, 11': Fraktionfraction
12, 12'12, 12': Fraktionfraction
1313: Fraktionfraction
1414: FördermittelFunding
1515: FördermittelFunding
1616: FördermittelFunding
1717: FördermittelFunding
1818: ReinigungsvorrichtungCleaning device
1919: ReinigungsvorrichtungCleaning device
2020: ReinigungsvorrichtungCleaning device
2121: Nachzerkleinerersecondary shredder
2222: StörmengenanteilDisturbance quantity share
2323: StörmengenanteilDisturbance quantity share
2424: StörmengenanteilDisturbance quantity share
2525: EntfrachtfördererUnloading conveyor
2626: EntfrachtfördererUnloading conveyor
2727: EntfrachtfördererUnloading conveyor
2828: SteuereinheitControl unit
2929: Messvorrichtungmeasuring device
3030: SignaleingabeSignal input
3131: Messvorrichtungmeasuring device
3232: SignaleingabeSignal input
3333: SignaleingabeSignal input
3434: SignaleingabeSignal input
3535: SignaleingabeSignal input
3636: SignaleingabeSignal input
3737: SignaleingabeSignal input
3838: SignaleingabeSignal input
3939: SignaleingabeSignal input
4040: SignaleingabeSignal input
4141: SteuereingabeTax input
4242: SteuereingabeTax input
4343: SteuereingabeTax input
4444: SteuereingabeTax input
4545: SteuereingabeTax input
4646: SteuereingabeTax input
4747: SteuereingabeTax input
4848: Ausgangsmaterial (aufbereitetet)Source material (processed)
4949: AusbringungsmittelApplication agent

Claims

A method for processing a raw material (2) using a processing plant (1), comprising the process steps: A) providing raw material (2) in the processing plant (1), wherein the raw material (2) has a plurality of different components; B) dividing the raw material (2) into a plurality of fractions (10, 11, 12). C) feeding the fractions (10, 11, 12) to a plurality of cleaning devices (18, 19, 20); D) cleaning the fractions (10, 11, 12) in the cleaning devices (18, 19, 20), wherein in each case a quantity of impurity is removed from the fractions (10, 11, 12) as an impurity quantity fraction (22, 23, 24); E) Discharge of the fractions (10', 11', 12') as processed starting material (48); characterized in that in at least one of the process steps A), B), C), D) or E) at least one material-related process parameter is recorded and evaluated by means of an algorithm based on artificial intelligence and in that at least one manipulated variable of one of the process steps A), B), C), D) or E) is changed as a function of a processing target variable which is dependent at least on a throughput of the processed starting material (48) and/or a cleaning efficiency of the processing plant (1).

Procedure according to Claim 1 in which in process step A) at least one material property of the raw material (2), in particular an optical feature, preferably a ratio between a fine material portion and a coarse material portion and/or a ratio between a solid wood portion and a residual wood portion, and/or a moisture content, is recorded as a first material-related process parameter.

Procedure according to Claim 1 or 2 in which in process step B) at least one optical feature of at least one of the fractions (10, 11, 12), in particular a quantity distribution of the fractionated raw material (2), is recorded as a second process parameter.

Method according to one of the preceding claims, in which in process step C) at least one throughput of the fractions (10, 11, 12) is recorded as a third process parameter.

Method according to one of the preceding claims, in which in process step D) at least one removed impurity fraction (22, 23, 24) or a degree of purity of at least one of the fractions (10, 11, 12) is recorded as a fourth process parameter.

Method according to one of the preceding claims, in which in process step E) at least one throughput of the processed starting material (48) of a fraction (10', 11', 12') is recorded as a fifth process parameter.

Method according to one of the preceding claims, in which in process step A) a provision quantity or a variable of the raw material (2) dependent thereon is changed as a first manipulated variable.

Method according to one of the preceding claims, in which in process step B) a fraction characteristic variable, in particular a fraction distribution, fraction division and/or fraction classification, is changed as a second manipulated variable of at least one fraction (10, 11, 12).

Method according to one of the preceding claims, wherein in process step C) a feed rate of at least one of the fractions (10, 11, 12) into the cleaning devices (18, 19, 20) is changed as a third manipulated variable.

Method according to one of the preceding claims, in which in process step D) a cleaning parameter of one of the cleaning devices (18, 19, 20) is changed as a fourth manipulated variable.

Method according to one of the preceding claims, in which, before carrying out the process steps A), B), C), D), E), a reference raw material is provided in the processing plant (1) and a material-related process parameter of the reference raw material is recorded by means of a reference measuring system and evaluated by means of a reference algorithm and the algorithm is trained by means of the recording data of the reference measuring system and the evaluation data of the reference algorithm.

Method for producing a workpiece, comprising a method for preparing a raw material (2) according to one of the Claims 1 until 11 , wherein before process step A) the raw material (2) is preferably obtained at least partially by recycling; and after process step E) the processed starting material (48) is processed into the workpiece.

Treatment plant (1), in particular for carrying out a process of one of the Claims 1 until 11 , with a supply means (3) which is provided for conveying a raw material (2) with a plurality of different components, a fractionating device (4) which is arranged in such a way as to receive the raw material (2) from the supply means (3) and which is designed to divide the raw material (2) into a plurality of fractions (10, 11, 12), a plurality of conveying means (14, 15, 16, 17) and cleaning devices (18, 19, 20), wherein the conveying means (14, 15, 16) are provided for feeding the fractions (10, 11, 12) to the cleaning devices (18, 19, 20), and wherein the cleaning devices (18, 19, 20) are each provided for separating impurities as impurity quantity fractions (22, 23, 24) from the fractions (10, 11, 12), and with an output means (49) which is provided for receiving and discharging the processed fractions (10, 11, 12) as processed starting material (48) from the cleaning devices (18, 19, 20), characterized by at least one measuring device (29, 31) which is designed to detect a material-related process parameter for the raw material (2) received in the processing plant (1), and by a control device (28) which is connected by signal technology to the measuring device (29, 31), the provision means (3), the fractionating device (4), the conveying means (14, 15, 16, 17) and the cleaning devices (18, 19, 20) and is designed to evaluate the material-related process parameter by means of an algorithm based on artificial intelligence and to adjust at least one control variable of the processing plant (1) as a function of a processing target variable which depends at least on a throughput of the processed starting material (48) and/or a cleaning efficiency of the processing plant (1).

Processing plant for the production of a workpiece with a processing plant according to Claim 13 .