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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung
eines geformten Verzehrguts aus einer Fettmasse, insbesondere einer
kakaohaltigen bzw. schokoladeartigen Fettmasse.
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Bei
einem derartigen Verfahren werden eine Vielzahl Giessformen mit
der Fettmasse im fliessfähigen
temperierten Zustand gefüllt,
woraufhin die gefüllten
Giessformen abgekühlt
werden, damit die Fettmasse erstarrt. Anschliessend wird die geformte und
erstarrte Fettmasse aus den Giessformen entfernt, woraufhin diese
Schritte an den entleerten Giessformen erneut durchgeführt werden.
Die hierfür verwendeten
Anlagen umfassen eine Vielzahl Giessformen, die mit der Fettmasse
im fliessfähigen
temperierten Zustand befüllbar
sind, eine Kühleinrichtung
zum Abkühlen
der befüllbaren
Giessformen, sowie eine Verzehrgut-Entfernungseinrichtung zum Entfernen
von geformter und erstarrter Fettmasse aus den Giessformen.
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Die
Entfernung der geformten und erstarrten Fettmasse aus der jeweiligen
Giessform findet bei derartigen Prozessen zwar meistens vollständig und damit
zufriedenstellend statt, doch kann es mitunter vorkommen, dass Reste
der erstarrten Fettmasse nach dem Leeren der Giessformen im Innern
der Giessform zurückbleiben,
indem z.B. Bruchstücke
der geformten und erstarrten Fettmasse an der Innenfläche der
Giessform haften bleiben. Um eine Beeinträchtigung der Formbildung beim
erneuten Befüllen der
Giessform mit Fettmasse zu verhindern, werden die Giessformen einer
derartigen Anlage nach dem Giessvorgang einer Reinigung unterzogen.
Dabei werden aber zum Teil auch "nicht
verschmutzte", d.h. vollständig entleerte
Giessformen gereinigt. Bei zahlreichen Verfahren zur Herstellung
eines geformten Verzehrgutes aus einer Fettmasse ist aber nach dem Entleerungsschritt
bzw. Verzehrgut-Entfernungsschritt nur ein kleiner Anteil der Giessformen "verschmutzt" bzw. nicht vollständig entleert,
so dass eine Reinigung sämtlicher
Giessformen bei jedem Zyklus der oben genannten Schritte des Giessverfahrens
einen unnötigen
Reinigungsaufwand darstellt. Da das Reinigen einer verschmutzten
Giessform in der Regel mehr Zeit beansprucht als der eigentliche Produktionstakt
beim Giessverfahren, wirkt sich dieser unnötige Mehraufwand mitunter sehr
negativ auf die Produktivität
des eingangs beschriebenen Verfahrens aus.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs beschriebenen
gattungsgemässen Verfahren
den Reinigungsaufwand auf das nötige Mindestmass
zu begrenzen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Lehre der Ansprüche 1 und 2 verfahrensmässig und
durch die Lehre der Ansprüche
10 und 11 vorrichtungsmässig gelöst.
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Das
erfindungsgemässe
Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- – Entleeren,
insbesondere Ausschlagen, der Giessformen nach einem abgeschlossenen
Gießvorgang;
- – Erfassen
des Entleerungsgrades bzw. Entleerungszustandes der entleerten Formen;
- – direktes
Zurückführen der
entleerten Formen zu einem erneuten Gießvorgang, wenn die entleerten
Formen einen ersten Entleerungsgrad bzw. Entleerungszustand aufweisen,
oder
- – indirektes
Zurückführen der
entleerten Formen zu einem erneuten Giessvorgang, wenn die entleerten
Formen einen zweiten Entleerungsgrad bzw. Entleerungszustand aufweisen,
wobei die Formen mit dem zweiten Entleerungsgrad bzw. Entleerungszustand
vor dem Zurückführen einer Zwischenbehandlung
unterzogen werden, um an ihnen den ersten Entleerungsgrad bzw. Entleerungszustand
herbeizuführen.
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Mit
anderen Worten wird zwischen den Schritten des Entfernens der Fettmasse
aus den Giessformen und dem erneuten Beginn des Giessvorgangs der
Entleerungszustand der entleerten Giessformen erfasst. Die erneute
Durchführung
des Giessvorgangs erfolgt an einer entleerten Giessform unmittelbar,
wenn bei ihr ein erster Entleerungszustand erfasst wird. Hingegen
erfolgt die erneute Durchführung
des Giessvorgangs an einer entleerten Giessform erst nach einer
Zwischenbehandlung der Giessform, wenn bei dieser ein vom ersten
Entleerungszustand abweichender zweiter Entleerungszustand erfasst
wird. Während
dieser Zwischenbehandlung der Giessformen, die den zweiten Entleerungszustand aufweisen,
wird an diesen Giessformen der erste Entleerungszustand hergestellt.
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Das
erfindungsgemässe
Verfahren ermöglicht
eine vollkommene Automatisierung des Reinigungsprozesses und eine
schonende Behandlung der Formen (kaum noch manueller Eingriff).
Ausserdem kann insgesamt mit einer geringeren Formenanzahl im Prozess
gearbeitet werden (Just in Time Reinigung), wodurch eine beachtliche
Kosteneinsparung erzielt wird.
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Bei
dem Giessvorgang kann es sich um das Giessen massiver einstückiger Produkte
wie z.B. Schokoladentafeln, Schokoladenriegel oder Schokoladenfiguren
handeln. Es kann sich aber auch um einen aus mehreren Teil-Giessvorgängen bestehenden
Giessvorgang für
die Herstellung gefüllter
Produkte mit mehreren Teilschritten handeln. Typische Teilschritte
sind dabei Hülsenbildung
z.B. durch Hülsengiessen
und Hülsenkühlen oder
durch Kaltstempeln sowie Füllungsgiessen,
Füllungskühlen, Deckelgiessen
und Deckelkühlen,
wobei die Schritte Hülsenbildung
und Kaltstempeln während
eines Giessvorgangs durchaus mehrmals vorkommen können.
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Die
Giessformen können
sowohl sequentiell als auch parallel angeordnet sein und auch entsprechend
sequentiell und/oder parallel den verschiedenen Verfahrensschritten
ausgesetzt werden.
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Zweckmässigerweise
handelt es sich bei dem ersten Entleerungszustand einer Giessform
um einen Zustand, bei dem die Giessform vollständig entleert ist, und bei
dem zweiten Entleerungszustand einer Giessform um einen Zustand,
bei dem die Giessform nur unvollständig entleert oder anderweitig verschmutzt
ist.
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Der
Entleerungszustand der Giessformen kann durch optische Abbildung
des Innenbereichs der Giessformen, z.B. mittels einer Kamera, und
anschliessende Analyse des jeweiligen Bildes des Giessformenbereichs
erfolgen, wobei die Analyse der jeweiligen Giessformenbilder vorzugsweise
durch Vergleichen des jeweiligen Giessformenbildes mit dem Bild
einer leeren Giessform erfolgt.
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Bei
der bei Bedarf durchzuführenden
Zwischenbehandlung der Giessformen verwendet man vorzugsweise eine
Trockeneisreinigung.
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Die
erfindungsgemässe
Anlage besitzt eine Entleerungszustand-Erfassungseinrichtung zum
Erfassen des Entleerungszustands der entleerten Giessformen und
eine Behandlungseinrichtung zum Herstellen eines ersten Entleerungszustandes
bei einer Giessform, an der die Entleerungszustand-Erfassungseinrichtung
einen von dem ersten Entleerungszustand abweichenden zweiten Entleerungszustand erfasst
hat. Die Entleerungszustand-Erfassungseinrichtung ermöglicht es,
den Mehraufwand der Zwischenbehandlung nur bei Bedarf in Gang zu
setzen.
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Vorzugsweise
enthält
die Anlage eine Abbildungseinrichtung zur optischen Abbildung des
Innenbereichs der Giessformen und eine Analyseeinrichtung zur anschliessenden
Analyse des jeweiligen Giessformenbildes, wobei die Analyseeinrichtung dann
insbesondere einen Vergleich der jeweiligen Giessformenbilder mit
dem Bild einer leeren Giessform durchführen kann.
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Die
Anlage kann eine Reinigungseinrichtung, insbesondere eine Trockeneis-Reinigungseinrichtung
aufweisen, in der unvollständig
entleerte oder anderweitig verschmutzte Giessformen insbesondere
durch Trockeneisreinigung gereinigt werden können. Die Verwendung von Trockeneis
als Reinigungsmedium ist besonders vorteilhaft, da nach dem Reinigen
ein leichter Fettfilm auf der Formenoberfläche erhalten bleibt, der in
einem folgenden Produktionsprozess ein leichteres Entleeren der
Formen ermöglicht,
wie z.B. leichteres Austafeln nach dem Abtafeln oder leichteres
Ausschlagen nach dem Kaltstempeln.
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Bei
der erfindungsgemässen
Anlage kann die Reinigungseinrichtung in die Gesamtanlage integriert
sein (interne Reinigung).
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Bei
einer alternativen Ausführung
ist die Reinigungseinrichtung ausserhalb der Gesamtanlage angeordnet
(externe Reinigung). Eine derartige Anlage arbeitet z.B. nach folgendem
Schema:
- – Formen
werden Ausstaplern in einem kompletten Magazin entnommen;
- – Formen
werden einer Reinigungsstation in einem kompletten Magazin zugeführt;
- – die
Reinigungsstation separiert, reinigt und stapelt die Formen automatisch;
- – Formen
werden der Reinigungsstation in einem kompletten Magazin entnommen;
- – Formen
werden Einstaplern in einem kompletten Magazin übergeben.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, wobei:
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1 eine
schematische Ansicht eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemässen
Anlage von oben ist; und
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2 eine
schematische Ansicht eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemässen
Anlage von der Seite ist.
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Ein
Teil eines ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemässen
Anlage zur Durchführung des
erfindungsgemässen
Verfahrens ist in 1 in einer Draufsicht schematisch
dargestellt. Die (nicht dargestellten) Formen, bei denen es sich
insbesondere um mit flüssiger
Schokoladenmasse zu befüllende
Giessformen handelt, werden sequentiell durch die Anlage zur Herstellung
der Schokoladenartikel bewegt. Die an einer (nicht gezeigten) Befüllungsstation
mit flüssiger
Schokoladenmasse befüllten,
danach an einer (nicht gezeigten) Kühleinrichtung abgekühlten und
schliesslich bei einer (nicht gezeigten) Verzehrgut-Entfernungseinrichtung,
z.B. in Form einer Ausschlagmaschine, entleerten Formen werden an
einer Entleerungszustand-Erfassungseinrichtung 1 sequentiell
vorbeibewegt, mit der erfasst wird, ob eine Form vollständig entleert
ist oder ob sie "verschmutzt", d.h. nicht vollständig entleert
ist. Die Entleerungszustand-Erfassungseinrichtung 1 umfasst
z.B. eine Abbildungseinrichtung bzw. eine Kamera (nicht gezeigt)
und eine Analyseeinrichtung bzw. ein Bildverarbeitungsmodul (nicht
gezeigt). Mittels des Bildverarbeitungsmoduls kann dann durch Vergleich
des vorzugsweise abgespei cherten Bildes einer sauberen, d.h. vollständig entleerten
Form mit dem Bild der jeweils erfassten Form erkannt werden, ob
die gerade erfasste Form verschmutzt, d.h. nicht vollständig entleert
ist oder nicht. Die Analyseeinrichtung bzw. das Bildverarbeitungsmodul
sind einem Steuerungselement (nicht gezeigt) zugeordnet, das je
nach dem Zustand der gerade erfassten Form diese Form entweder zum
Zwecke der Reinigung entlang einer Transportvorrichtung 5 nach
links oder zur weiteren Verwendung im Herstellungsverfahren nach rechts
weiterbewegt, und zwar zu der (nicht gezeigten) Befüllungsstation,
der (nicht gezeigten) Kühleinrichtung
und der (nicht gezeigten) Verzehrgut-Entfernungseinrichtung bzw.
der Ausschlagmaschine und zurück
zu der Entleerungszustand-Erfassungsmaschine 1.
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Die
Formen, bei denen eine Verschmutzung festgestellt wurde, werden
nach links in eine "Reinigungsschleife" übergeben, die im wesentlichen
der Reihe nach aus der Transportvorrichtung 5, einer Quertransportvorrichtung 6,
einer weiteren Transportvorrichtung 7 und einer weiteren
Quertransportvorrichtung 8 besteht. Die Vorrichtungen 6 und 8 dienen
zum Quertransport der Formen von der Transportvorrichtung 5 zu
der Transportvorrichtung 7 bzw. umgekehrt.
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Ein
wesentliches Element dieser "Reinigungsschleife" ist eine Reinigungseinheit 3,
die zur Reinigung der verschmutzten Formen dient. Als Reinigungseinheit
verwendet man vorzugsweise eine Trockeneis-Reinigungseinrichtung,
in der die verschmutzen Formen mit Hilfe von Trockeneis gereinigt werden.
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Die
Reinigungsschleife enthält
ausserdem einen ersten Speicher 2 für verschmutze Formen und einen
zweiten Speicher 4 für
gereinigte Formen. Der erste Speicher 2 für die verschmutzten
Formen befindet sich förderaufseitig
von der Reinigungseinheit 3 und ist notwendig, da der Reinigungsprozess
ggf. eine längere
Zeit benötigen
kann als der eigentliche Anlagentakt (Formenleistung der Anlage).
Der zweite Speicher 4 für
die gereinigten Formen befindet sich förderabseitig von der Reinigungseinheit 3 und
ist notwendig, da die gereinigten Formen erst dann wieder in den
Produktionsprozess (Befüllen,
Kühlen, Ausschlagen)
zurückgegeben
werden können,
wenn eine verschmutzte Form aus dem Produktionsprozess in den Reinigungsprozess
herausgeführt
worden ist. Die Position der Elemente 2–4 kann an jeder beliebigen
Stelle der Transportvorrichtun gen 5–8 sein, um einen
bestmöglichen
Produktionsprozess zu erhalten. Die erwähnten Speicher dienen sozusagen
zur "Pufferung". Der Rücktransport
der gereinigten Formen in den Produktionsprozess erfolgt über die
Quertransportvorrichtung 6, die Transportvorrichtung 7 und
die Quertransportvorrichtung 8, die eine "Schnittstelle" zwischen der "Reinigungsschleife" und der "Produktionsschleife" darstellt.
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Mit
anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Ausführungsbeispiel
um eine Ausführung,
bei der der Reinigungsbereich in die Gesamtanlage integriert ist,
wobei das erfindungsgemässe
Verfahren insbesondere nach folgendem Schema abläuft:
- – Eine Kamera 1 erkennt,
dass eine Form verschmutzt ist. Nach dieser Information wird die Form
entweder der Reinigung (Beförderung
nach links) oder der Weiterverwendung (Beförderung nach rechts) übergeben.
- – Die
Formen werden in einem Stapler 2 gespeichert, da der Reinigungsprozess
eine längere
Zeit benötigt
als der eigentliche Anlagentakt.
- – Die
Formen werden mittels Trockeneis bei 3 gereinigt.
- – Die
Formen werden in einem Stapler 4 gespeichert, da Formen
erst wieder an der Schnittstelle 8 in den Produktionsprozess
integriert werden können,
wenn eine Form aus dem Produktionsprozess herausgebracht worden
ist, d.h. dem Reinigungsprozess übergeben
worden ist.
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Ein
Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemässen
Anlage zur Durchführung des
erfindungsgemässen
Verfahrens ist in 2 in einer Seitenansicht schematisch
dargestellt. Die in dieser Seitenansicht dargestellten Elemente
entsprechen im wesentlichen den auf der Transportvorrichtung 5 des
ersten Ausführungsbeispiels
angeordneten Elementen 2, 3, 4 der Reinigungsschleife 5, 6, 7, 8 (siehe 1).
Alle weiteren, nicht gezeigten Elemente dieses zweiten Ausführungsbeispiels
entsprechen den weiteren, ebenfalls nicht gezeigten Elementen des
ersten Ausführungsbeispiels.
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Mit
anderen Worten handelt es sich dem zweiten Ausführungsbeispiel um eine Ausführung, bei
der der Reinigungsbereich nicht in die Gesamtanlage integriert ist,
d.h., man sammelt die Formen in der Gesamtanlage (Formenausstapler)
und bringt sie dann zum Reinigungsbereich. Das erfindungsgemässe Verfahren
läuft hier
insbesondere nach folgendem Schema ab:
- – Eine Kamera
(nicht dargestellt) im Produktionsprozess erkennt, dass eine Form
verschmutzt ist. Nach dieser Information wird die Form entweder zur
Reinigung in einem Stapler (nicht dargestellt) gespeichert oder
der Weiterverwendung übergeben.
- – Gestapelte
Formen werden manuell in dem (den) Stapler(n) 2', 2'' der Reinigungseinheit gelagert.
- – Die
Formen werden mittels Trockeneis bei 3' gereinigt.
- – Die
Formen werden in dem (den) Stapler(n) 4', 4'' gespeichert.
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Die
aus dem Produktionszyklus entnommenen und in die Reinigungsschleife übergebenen
verschmutzten Formen (nicht gezeigt) werden vor ihrer Reinigung
in der Reinigungseinheit 3' in
einem ersten Speicher 2' gespeichert.
Der erste Speicher 2' kann als
Magazin oder Stapler ausgebildet sein, in dem die Formen gestapelt
werden. Über
die Transportvorrichtung 5' werden
die verschmutzen Formen in die Reinigungseinheit 3' transportiert,
wo sie vorzugsweise mit Trockeneis gereinigt werden. Nach der Reinigung werden
die gereinigten Formen über
die Transportvorrichtung 5' in
einen zweiten Speicher 4' transportiert,
der ebenfalls als Magazin oder Stapler ausgebildet sein kann. Wie
schon anhand des ersten Ausführungsbeispiels
erklärt,
dienen der erste Speicher 2' und
der zweite Speicher 4' als
Zwischenspeicher bzw. Puffer für
Formen, die aus dem Produktionszyklus in den Reinigungszyklus abgezweigt
werden bzw. für
Formen, die nach der Reinigung in den Produktionszyklus zurückgegeben
werden.
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Bei
Bedarf kann ein weiterer Speicher 2'' für verschmutzte
Formen förderaufseitig
von dem ersten Speicher 2' vorgesehen
sein (gestrichelt dargestellt). Ebenso kann förderabseitig von dem zweiten
Speicher 4' ein
weiterer Speicher 4'' für gereinigte
Formen vorgesehen sein (gestrichelt dargestellt). Mit diesen weiteren
Speichern 2'' und 4'' ist eine Kapazitätserweiterung
der Anlage ohne weiteres möglich.
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Selbstverständlich dienen
die beiden gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich zur
Veranschaulichung der Erfindung und sind nicht einschränkend aufzufassen.
So kann z.B. die "Architektur" und die Arbeitsweise
der zufassen. So kann z.B. die "Architektur" und die Arbeitsweise
der Anlage von der dargestellten Transport- und Speicheranordnung
abweichen. So kann z.B. die Anlage kontinuierlich oder nicht-kontinuierlich
betrieben werden. Des weiteren können
die Formen entweder zu den jeweiligen Stationen (Befüllen, Kühlen, Ausschlagen,
Speichern; Reinigen) bewegt werden, wie dies beschrieben wurde,
oder es können
umgekehrt die jeweiligen Stationen zu den Formen bewegt werden.
Auch Kombinationen aus bewegten Formen und bewegten Stationen sind
im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich.
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- 1
- Entleerungszustand-Erfassungseinrichtung
/ Kamera
- 2
- Speicher
für verschmutzte
Formen / Stapler
- 3
- Reinigungseinheit
- 4
- Speicher
für gereinigte
Formen / Stapler
- 5
- Transportvorrichtung
für Formentransport
- 6
- Quertransportvorrichtung
für Formenquertransport
- 7
- Transportvorrichtung
für Formentransport
- 8
- Quertransportvorrichtung
für Formenquertransport
/ Schnittstelle
- 2'
- Speicher
für verschmutzte
Formen / Stapler (Magazin)
- 2''
- Speicher
für verschmutzte
Formen / Stapler (Magazin)
- 3'
- Reinigungseinheit
- 4'
- Speicher
für gereinigte
Formen / Stapler (Magazin)
- 4''
- Speicher
für gereinigte
Formen / Stapler (Magazin)
- 5'
- Transportvorrichtung