Karlsruhe Scannen, rütteln, keltern

Um Schüttgut nach Qualität und Größe zu ordnen, muss es aufwendig sortiert werden. So auch im Weinbau: Denn soll ein Spitzenwein erzeugt werden, sind nicht nur günstiges Wetter und die Arbeit des Winzers im Weinberg wichtig, sondern auch, dass die Trauben bei und nach der Ernte gewissenhaft verarbeitet werden. Zwar sind teure Bandsortieranlagen auf den Weingütern der Südpfalz bislang nur sporadisch im Einsatz, doch das könnte sich ändern. Denn Wissenschaftler aus Karlsruhe haben jetzt ein System entwickelt, mit dem es möglich ist, Schüttgüter sehr viel schneller, kostengünstiger und sorgfältiger zu sortieren als bisher. „Das Optimierungspotenzial ist gewaltig, es könnten enorme Ressourcen eingespart werden“, sagt Professor Uwe Hanebeck vom Lehrstuhl für Intelligente Sensor-Aktor-Systeme (ISAS) am KIT. „Der wirtschaftliche Nutzen dieses Projekts ist kaum zu überschätzen“. Angesichts Zehntausender Bandsortieranlagen, die zwischen Elbe und Isar ratterten, könne die neue Technologie Milliarden Euro einsparen, schätzt er. Sie kann aufgrund des Bewegungsverhaltens der zu sortierenden Objekte eine wesentlich genauere Klassifizierung vornehmen als herkömmliche Sortiersysteme. „Klassische Bandsortieranlagen scannen das zu sortierende Material mit einer Kamera, ungewollte Teile werden mit Druckluftdüsen herausgeblasen“, erklärt Georg Maier vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB). Das Problem: Die heute eingesetzten Kameras erfassen die Objekte nur auf einem kurzen Abschnitt des Bandes, was nur eine grobe Klassifizierung zulässt. Die Folge ist: Oft sind mehrere Sortierdurchläufe notwendig, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen. Im Weinbau etwa müssen „unerwünschte Rebenbestandteile wie Blätter aussortiert werden“, sagt Andreas Köhr vom Bauern- und Winzerverband Rheinland-Pfalz Süd in Mainz. Denn diese könnten zu Fehltönen, also ungewollten Geschmacks- oder Geruchsausprägungen im Wein führen. Eine erste Sortierung gebe es üblicherweise schon bei der Ernte im Weinberg entweder per Hand oder durch den Vollernter, der Blätter aussortiert und die Beeren vom Stielgerüst trennt. Wolle ein Winzer optimales Lesegut für einen Spitzenwein erhalten, werde im Weingut zusätzlich nochmals nachsortiert, erläutert Köhr. Entweder per Hand auf Sortiertischen – was einen beträchtlichen Aufwand bedeutet – oder über automatische Sortierbänder. Das Nachsortieren trägt zur weiteren Qualitätssteigerung bei, so Köhr. Das nun von KIT und Fraunhofer IOSB entwickelte System arbeitet mit Kameras, die das Schüttgut nicht mehr nur aus einer, sondern mehreren Perspektiven genauer erfassen. So können Objekte unterschiedlicher Klassen besser unterschieden werden. Darüber hinaus kann auf Basis der Bilder vorausgesagt werden, wie sich die Objekte auf dem Band bewegen werden. Fremdkörper lassen sich so deutlich zielsicherer aussortieren. Die Vorteile des neuen Sortiersystems verdeutlicht Benjamin Noack vom ISAS am Beispiel von Kugeln und Halbkugeln: „Von oben sehen sie zwar gleich aus. Während Halbkugeln aber im Regelfall auf dem Band liegenbleiben, verhalten sich Kugeln unruhig, was den Sortiervorgang zusätzlich erschwert. Von der Seite betrachtet hingegen, lassen sich Kugeln und Halbkugeln unterscheiden also auch ordnen.“ Zusätzlich könne das System jetzt deren jeweiliges Verhalten vorhersehen und seinen Betrieb optimal danach ausrichten, so Noack weiter. Bei der Weinlese funktioniert das so: Die Beeren rutschen über einen Rüttelförderer mit einer Rutsche auf ein Band. Sind die Beeren dann vereinzelt, fahren sie unter der Kamera entlang. Diese scannt die Früchte und erkennt Fremdkörper. „Fallen die Früchte am Ende des Bandes herab, blasen Druckluftdüsen dann die unerwünschten Teile heraus“, erläutert Professor Thomas Längle, Projektverantwortlicher am IOSB. |fex