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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Lebensmittelportionen mit einer Aufschneidevorrichtung, insbesondere einem Slicer, die aus mindestens einer Lebensmittelscheibe bestehen und die mit der Aufschneidevorrichtung von einem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelriegeln.
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Lebensmittelprodukte werden heutzutage oftmals in Portionen, die aus mehreren Lebensmittelscheiben bestehen, angeboten. Die Lebensmittelscheiben werden beispielsweise von einem Lebensmittelriegel abgeschnitten und dann oder dabei zu Portionen konfiguriert. Die Anzahl und die Dicke der Scheiben müssen dabei so gewählt werden, dass das in einer Verpackung befindliche Produkt zumindest dem auf der Packung angegebenen Nenngewicht entspricht. Um dies sicherzustellen wird von den Lebensmittelherstellern ein Sollgewicht vorgegeben, das über dem Nenngewicht liegt, so dass die Packungen meistens mehr Produkt enthalten als auf der Packung angegeben und somit sichergestellt ist, dass das Nenngewicht nicht unterschritten wird. Die Kosten für diesen s. g. „Giveaway” können von den Lebensmittelherstellern nicht an die Verbraucher weitergegeben werden, so dass seitens der Lebensmittelhersteller gewünscht wird, dass das Sollgewicht einer Aufschnittverpackung möglichst wenig über dem auf der Packung angegebenen Nenngewicht liegt, was jedoch nur mit einer Vorrichtung möglich ist, die das geforderte Sollgewicht innerhalb sehr geringer Toleranzen einhält.
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Gemäß dem Stand der Technik wird mit Bandwaagen nach der Schneidmaschine die Portion gewogen und mit Hilfe eines Reglers die Scheibendicke der nächsten Portion beeinflusst. Dabei sind heute Tendenz-, PDI-Regler, Fuzzy-Regler oder mathematische Modelle im Einsatz. Alle Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass die gewogene Portion bereits geschnitten ist und bei einem entsprechenden Fehlgewicht ausgeschieden oder komplettiert werden muss.
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Es gibt deshalb heutzutage Tendenzen, vor dem Schneiden Informationen über den jeweiligen Lebensmittelriegel zu erlangen. Beispielsweise wird gemäß dem Stand der Technik die äußere Kontur des Lebensmittelriegels optisch über eine Lichtschranke, ein Lichtgitter, feste oder bewegliche Scannsysteme oder über Kameras vermessen und damit das Volumen des Lebensmittelriegels bestimmt. Zusätzlich wird der Lebensmittelriegel gewogen und aus den Volumendaten und den Gewichtsdaten die durchschnittliche Dichte berechnet. Aufgrund der lokalen Volumendaten und der durchschnittlichen Dichte wird dann berechnet, wie viele Scheiben für die jeweilige Portion von dem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden müssen. Da die lokale Dichte des Lebensmittelriegels bei Wurst beispielsweise aufgrund sich ändernder Verhältnisse von Fleisch- zu Fettanteil und bei Käse aufgrund ungleichmäßiger Verteilung von Löchern sehr stark ändern kann, führt diese Vorgehensweise oftmals zu erheblichen Abweichungen des Portionsgewichts von dem gewünschten Gewicht. Des Weiteren haben all diese Verfahren den Nachteil, dass sie vergleichsweise aufwändig, vergleichsweise ungenau oder sehr stark verschmutzungsanfällig sind. Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 103 42 499 A1 , der
DE 101 49 492 A1 , der
DE 4410596 A1 , der
GB 2405081 A , der
US 4208 933 , der
WO 2004/1 06 020 A1 , der
WO 2004/0 00 512 A1 und der
WO 92/05 703 A1 sind außerdem Durchstrahlungsverfahren bekannt, mit denen die Struktur eines Lebensmittelriegels ermittelt werden kann. Die dort offenbaren Verfahren bzw. Vorrichtungen sind jedoch vergleichsweise aufwändig.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 13.
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Es war für den Fachmann überaus erstaunlich und nicht zu erwarten, dass es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt, Lebensmittelportionen zu erzielen, deren Gewicht innerhalb sehr geringer Toleranzen des Sollgewichtes liegt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Daten über das lokale Volumen des Lebensmittelriegels in Abhängigkeit von dessen Längsachse erhalten. Da das Produkt durchstrahlt wird, werden zusätzlich Daten über die lokale Struktur des Lebensmittelriegels erhalten. Daraus lässt sich eine spezifische, lokale Dichte ermitteln. Aufgrund der Kenntnis des lokalen Volumens und der lokalen Dichte kann auf das lokale Gewicht; d. h. das Gewicht jeder Lebensmittelscheibe geschlossen werden, ohne dass der Lebensmittelriegel gewogen wird. Die genaue Kenntnis des lokalen Gewichts erlaubt es Lebensmittelportionen zu erzielen, deren Gewicht innerhalb sehr geringer Toleranzen des Sollgewichtes liegt. Dadurch wird der „Give away” erheblich reduziert. Das Wiegen des Lebensmittelriegels kann vollständig entfallen, wodurch Zeit, Handlingkosten und ein Aggregat eingespart werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und kostengünstig durchzuführen. Mit den beim Durchstrahlen ermittelten Daten kann des Weiteren eine Klassierung der abgeschnittenen Lebensmittelscheiben erfolgen. Außerdem können die Daten dazu benutzt werden, ganz bestimmte Konfigurationen der Lebensmittelscheiben, wie beispielsweise geschindelte Portionen zu legen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann verhindert werden, dass Produkte, in denen sich Fremdkörper wie beispielsweise Clips, Knochenstücke oder dergleichen befinden, aufgeschnitten werden oder als Gutprodukt weiterverwendet werden. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass beispielsweise der Slicer beschädigt wird und/oder dass an den Konsumenten Produkte veräußert werden, in denen sich Fremdkörper befinden.
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Erfindungsgemäß werden die Lebensmittelriegel durchstrahlt. Durchstrahlt im Sinne der Erfindung bedeutet, dass der Lebensmittelriegel einem Prozess ausgesetzt wird, bei dem Erkenntnisse über sein äußeres Volumen aber auch seine innere Struktur erhalten werden. Dieses Durchstrahlen erfolgt mit Röntgenstrahlen. Beim Scannen mit Strahlen, wird der gesamte Lebensmittelriegel scheibenweise mit einem Röntgenstrahl, der beispielsweise eine Breite von 0,5 bis 1,5 mm aufweist, durchleuchtet und dabei Daten über den Lebensmittelriegel an der jeweiligen Stelle ermittelt und abgespeichert.
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Diese Daten sind beispielsweise Volumendaten, d. h. Daten, die die äußere Kontur des Lebensmittelriegels betreffen.
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Weiterhin bevorzugt werden Daten ermittelt, die die Lage, die Größe und/oder die Art von Fremdkörpern in dem Lebensmittelriegel bestimmen.
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Weiterhin bevorzugt werden Daten über die Produktstruktur ermittelt. Produktstruktur im Sinne der Erfindung betrifft Daten über die innere Struktur des Produktes, beispielsweise Hohlräume, Fettgehalt, Fleischgehalt, Fettanteil und/oder ungewollte Anteile wie beispielsweise sogenannte Bloodspots.
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Vorzugsweise werden diese Daten in Abhängigkeit von der Produktlänge ermittelt und abgespeichert, so dass alle Daten als lokale sogenannte spezifische Daten vorliegen. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass nicht mit über den gesamten Lebensmittelriegel gemittelten Werten gearbeitet werden muss. Der Verlauf der jeweiligen Werte in Abhängigkeit der Längsachse des Lebensmittelriegels wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt und falls notwendig gespeichert. Diese Daten können gegebenenfalls später auch für Qualitätsnachweise herangezogen werden, weil auch im Nachhinein noch nachvollziehbar ist, welcher Produktabschnitt in welche Portion geschnitten worden ist.
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Weiterhin bevorzugt werden die Daten insbesondere die Daten über das Volumen und die Strukturdaten zur Ermittlung der Gewichtsverteilung herangezogen. Diese Gewichtsdaten werden ebenfalls in Abhängigkeit von der Produktlänge ermittelt und abgespeichert. Vorzugsweise erfolgt die Ermittlung der Gewichtsverteilung; d. h. bei der Ermittlung des Gewichts in Abhängigkeit von der Längsachse des Produktes, indem die spezifische, lokale Dichte mit dem spezifischen, lokalen Volumen multipliziert wird. Beide Daten werden vorzugsweise beim Durchstrahlen des Lebensmittelriegels ermittelt.
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Die beim Durchstrahlen ermittelten Daten können in mannigfaltiger Art und Weise verwendet werden. Vorzugsweise werden die spezifischen Volumen- und/oder die spezifischen Gewichtsdaten zur Erzeugung von gewichtsgenauen Lebensmittelportionen, die aus mindestens einer Lebensmittelscheibe bestehen, und die von einem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden, herangezogen. Besonders bevorzugt wird mit den spezifischen Volumen- und/oder spezifischen Gewichtsdaten die jeweils pro Portion abzuschneidende Produktlänge (L) berechnet und diese Daten an die Aufschneidemaschine weitergegeben. Ausgehend von einer bestimmten Scheibenzahl pro Portion und/oder einer Mindestdicke pro Scheibe kann dann entweder die Sollscheibendicke oder die Sollscheibenanzahl berechnet werden.
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Vorzugsweise ist der Aufschneidemaschine eine Kontrollwaage nachgeordnet, mit der das Gewicht der jeweils erzeugten Portion überprüft wird. An für sich ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein anschließendes Wiegen der Portion nicht mehr nötig. Mit den Daten der Kontrollwaage können jedoch insbesondere die Auswertung der beim Durchleuchten ermittelten Daten verbessert werden; d. h. mit den Daten der Kontrollwaage kann die Durchleuchtung und/oder die Auswertung der Daten kalibriert werden.
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Weiterhin bevorzugt werden die ermittelten Daten, insbesondere die Strukturdaten und/oder die Fremdkörperdaten zur Produktklassierung herangezogen. Eine Klassierung kann dazu führen, dass Produkte, in dem vorliegenden Fall Lebensmittelscheiben, insgesamt ausgeschieden werden oder dass sie in Gruppen unterschiedlicher Qualität aufgeteilt werden. Ein Aussondern eines Produktes ist insbesondere dann angezeigt, wenn es beispielsweise Fremdkörper oder sogenannte Bloodspots, d. h. Blutansammlungen, aufweist. Ein weiterer Ausschlussgrund kann eine Scheibe mit zu vielen Hohlräumen, wie sie beispielsweise bei Käse auftreten, sein. Eine Aufteilung in Produkte unterschiedlicher Güteklasse ist beispielsweise bei unterschiedlichen Fettgehalten der jeweiligen Lebensmittelscheiben gegeben, wobei Lebensmittelscheiben mit einem geringen Fettanteil in eine höhere Güteklasse eingeordnet werden als Produkte mit einem höheren Fettanteil. Die Klassierung/Ausscheidung kann unmittelbar nach dem Aufschneiden auf einer entsprechenden Vorrichtung erfolgen.
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Des Weiteren können die Daten insbesondere die Volumendaten, d. h. Daten über die äußeren Abmessungen der jeweiligen Lebensmittelscheibe dazu herangezogen werden, bestimmte Konfigurationen von Lebensmittelscheiben wie beispielsweise Stapel, Schindel oder dergleichen zu legen.
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Erfindungsgemäß werden mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig durchstrahlt und die dabei ermittelten Daten werden zur individuellen Steuerung des nachfolgenden Aufschneidevorgangs bzw. der nachgeordneten Vorrichtungen herangezogen. Dabei besteht beim Durchstrahlen der jeweiligen Lebensmittelriegel ein gewisser Abstand zwischen den Lebensmittelriegeln.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in Lebensmittelscheiben gemäß Patentanspruch 13.
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Es war für den Fachmann überaus erstaunlich und nicht zu erwarten, dass es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt, Lebensmittelportionen zu erzielen, deren Gewicht innerhalb sehr geringer Toleranzen des Sollgewichtes hegt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Daten über das lokale Volumen des Lebensmittelriegels in Abhängigkeit von dessen Längsachse erhalten. Da das Produkt durchstrahlt wird, werden zusätzlich Daten über die lokale Struktur des Lebensmittelriegels erhalten. Daraus lässt sich eine spezifische, lokale Dichte ermitteln. Aufgrund der Kenntnis des lokalen Volumens und der lokalen Dichte kann auf das lokale Gewicht; d. h. das Gewicht jeder Lebensmittelscheibe geschlossen werden, ohne dass der Lebensmittelriegel gewogen wird. Die genaue Kenntnis des lokalen Gewichts erlaubt es Lebensmittelportionen zu erzielen, deren Gewicht innerhalb sehr geringer Toleranzen des Sollgewichtes liegt. Dadurch wird der „Give away”” erheblich reduziert. Das Wiegen des Lebensmittelriegels kann vollständig entfallen, wodurch Zeit, Handlingkosten und ein Aggregat eingespart werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach und kostengünstig herzustellen und zu betreiben. Mit den beim Durchstrahlen ermittelten Daten kann des Weiteren eine Klassierung der abgeschnittenen Lebensmittelscheiben erfolgen. Außerdem können die Daten dazu benutzt werden, ganz bestimmte Konfigurationen der Lebensmittelscheiben, wie beispielsweise geschindelte Portionen zu legen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann verhindert werden, dass Produkte, in denen sich Fremdkörper wie beispielsweise Clips, Knochenstücke oder dergleichen befinden, aufgeschnitten werden oder als Gutprodukt weiterverwendet werden. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass beispielsweise der Slicer beschädigt wird und/oder dass an den Konsumenten Produkte veräußert werden, in denen sich Fremdkörper befinden.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung ein Durchstrahlungsmittel auf. Durchstrahlungsmittel im Sinne der Erfindung bedeutet jedes Mittel, das einen Sender aufweist, der Strahlen oder Wellen aussendet die den Lebensmittelriegel durchdringen und von einem Empfänger empfangen werden. Aufgrund der Veränderung der ausgesendeten Strahlen oder Wellen lassen sich Erkenntnisse über das äußere Volumen aber auch die innere Struktur des Lebensmittelriegels erhalten. Erfindungsgemäß basiert das Durchstrahlungsmittel auf Röntgenstrahlung.
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Das Durchstrahlungsmittel kann eine separate Einheit sein, die beispielsweise vor der Aufschneidevorrichtung angeordnet wird. Das Durchstrahlungsmittel kann aber auch Teil der Aufschneidevorrichtung und so angeordnet sein, dass es die Daten unmittelbar vor dem Aufschneiden des Lebensmittelriegels, vorzugsweise während des Aufschneidens ermittelt. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass keine Bestimmung der Nullpunktslage erforderlich ist.
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Die Übertragung der Daten zwischen dem Durchstrahlungsmittel und der Aufschneidevorrichtung kann durch ein beliebiges Interface erfolgen. Vorzugsweise werden die Daten zwischen Durchstrahlungsmittel oder einer dem Durchstrahlungsmittel nachgeordneten Vorrichtung, insbesondere der Aufschneidevorrichtung, über einen Bus übertragen.
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Weiterhin bevorzugt erfolgt die Ermittlung der Daten und das Aufschneiden mehrspurig.
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Vorzugsweise ist der Aufschneidevorrichtung ein Portionsleger nachgeordnet, der besonders bevorzugt mit den beim Röntgenscannen ermittelten Daten gesteuert wird.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 5 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
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1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt einen Lebensmittelriegel.
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3 zeigt Details über eine Portion.
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4 zeigt unterschiedliche Strukturen von Lebensmittelscheiben.
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5 zeigt eine gestapelte Portion.
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1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Lebensmittelriegel 8 wird mit einem Zuführband durch den Scanner 3 gefördert. In dem Scanner wird das Produkt scheibenweise abgescannt, wobei die Dicke einer Scheibe ungefähr 0,8 mm beträgt. Beim Scannen werden zum einen das Volumen des Lebensmittelriegels, d. h. dessen äußere Kontur als auch Daten über die Struktur, beispielsweise den Fettgehalt, den Fleischanteil, Fremdkörper, Hohlräume und dergleichen pro Scheibe ermittelt und diese Daten pro Scheibe an eine zentrale Steuereinheit übertragen und dort gespeichert. Aufgrund dieser Daten wird der Dichteverlauf in Abhängigkeit der Längsachse des Lebensmittelriegels berechnet. Nachdem der Lebensmittelriegel röntgengescannt worden ist, wird er mittels des Zuführförderbandes 4 in den Slicer 5 geladen. Der Aufschneidevorgang in dem Slicer wird nun anhand der beim Röntgenscannen ermittelten Daten gesteuert. Beispielsweise wird in Kenntnis der lokalen Dichte und des lokalen Volumens gesteuert, welche Produktlänge L pro Portion, in wie vielen Scheiben von dem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden soll. Des Weiteren werden Lebensmittelscheiben, deren Struktur unerwünschte Bestandteile aufweist, aussortiert und Lebensmittelscheiben unterschiedlicher Qualität in unterschiedliche Produktgruppen klassiert. Nach dem Aufschneiden werden die jeweiligen Lebensmittelportionen an eine Wiegevorrichtung 6 übergeben und dort überprüft, ob das gewünschte Sollgewicht eingehalten worden ist. Diese Daten werden zur Kalibrierung der Datenauswertung des Röntgenscanners herangezogen. Der Fachmann erkennt, dass der Röntgenscanner auch innerhalb der Aufschneidevorrichtung 5, beispielweise im Bereich der Produktzufuhr angeordnet sein kann.
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2 zeigt schematisch einen Lebensmittelriegel 8, dessen Längsachse mit x gekennzeichnet ist. Das Produkt wird entlang dieser Längsachse durch den Scanner gefördert und in Abschnitten von Δx, in dem vorliegenden Fall 0,8 mm, gescannt. Die dabei erzielten Daten (beispielsweise lokales Volumen, lokale Strukturdaten) werden in Abhängigkeit der x-Achse abgespeichert und zur Berechnung von Daten, beispielweise dem Dichteverlauf in Abhängigkeit der x-Achse herangezogen. Anhand der ermittelten Daten kann beispielsweise die Dicke L einer Portion ermittelt werden. Der Fachmann versteht, dass die Dicke L aufgrund des unterschiedlichen Volumens und ggf. der unterschiedlichen Struktur des Produktes von Portion zu Portion variiert, wenn jeweils Portionen mit nahezu identischem Gewicht erzielt werden sollen.
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3 zeigt Details über die in 2 gekennzeichnete Portion 7. In dem vorliegenden Fall ist eine bestimmte Scheibendicke vorgegeben. Daraus errechnet eine CPU die in dem Slicer oder in einer Steuereinheit angeordnet ist, die Anzahl der daraus resultierenden Scheiben, die in dem vorliegenden Fall 9 beträgt. Diese Scheiben unterscheiden sich alle in ihrer Ausdehnung in Y und in Z-Richtung.
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4 zeigt beispielhaft drei Scheiben 10 der Portion 7 gemäß 3. Es ist zunächst einmal zu erkennen, dass alle Scheiben 10 unterschiedliche Ausdehnungen in z- und y-Richtung aufweisen. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Struktur der Scheiben jeweils unterschiedlich ist, wobei der Fettanteil 9 schraffiert, Bloodspots 12 dunkel dargestellt und Hohlräume mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet sind. Die übrige Fläche der jeweiligen Scheibe ist der Fleischanteil. Während die im oberen Teil der 4 gezeigten Lebensmittelscheiben 10 aufgrund der Bloodspots 12 aussortiert werden müssen, handelt es sich bei der im unteren Teil gezeigten Lebensmittelscheibe um eine sogenannte Gutscheibe, weil sie lediglich Hohlräume 13 aufweist.
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In 5 ist dargestellt, wie die Volumendaten, d. h. insbesondere die Daten über die Ausdehnung der Lebensmittelscheiben in x und y-Richtung zur Erzeugung von bestimmten Portionsmustern herangezogen werden können. In dem vorliegenden Fall soll die Portion als sogenannter Stapel ausgebildet werden, d. h. die Mittelpunkte der jeweiligen Lebensmittelscheiben sollen übereinander liegen. Mit den Y- und Z-Daten der jeweiligen Lebensmittelscheibe wird ein Portionierband so gesteuert, dass das gewünschte Portionsbild erzeugbar ist. Der Fachmann erkennt, dass nicht notwendigerweise Stapel gebildet werden müssen, sondern dass die beim Röntgenscannen ermittelten Daten auch zur Erzeugung von Schindeln oder dergleichen herangezogen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Zuführband zum Scanner
- 3
- Röntgenscanner
- 4
- Zuführband zum Slicer
- 5
- Aufschneidemaschine, Slicer
- 6
- Prozesswaage
- 7
- Portion
- 8
- Lebensmittelriegel
- 9
- Fettanteil
- 10
- Lebensmittelscheibe
- 12
- Blutansammlung, Bloodspot
- 13
- Hohlraum
- 14
- Produktzufuhr
