DE102009016096A1 - Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen.
  • Lebensmittelriegel, beispielsweise Wurst-, Käse- und/oder Schinkenriegel müssen für den Verkauf oftmals in Portionen aufgeschnitten werden, die aus mindestens einer, vorzugsweise mehreren Lebensmittelscheiben bestehen. Dieses Aufschneiden erfolgt in der Regel auf sogenannten Slicern, bei denen der jeweilige Lebensmittelriegel auf einer Auflage aufliegt, die ihn kontinuierlich oder intermittierend in Richtung eines Schneidmessers transportiert, das von dem vorderen Ende des Lebensmittelriegels Lebensmittelscheiben abtrennt. Die Dicke der jeweiligen Scheibe wird vorzugsweise durch die Geschwindigkeit des Vorschubs bestimmt. Die abgeschnittene(n) Scheibe(n) wird/werden portionsweise abtransportiert, wobei jede Portion ein bestimmtes Mindestgewicht aufweisen muss. Um dieses Mindestgewicht in keinem Fall zu unterschreiten, wird heutzutage jede Portion mit einem höheren Gewicht als dem Mindestgewicht ausgestattet. Dieses Zusatzgewicht ist dem Fachmann als „Give away” bekannt und ist unerwünscht, weil es die Rentabilität der Lebensmittelproduktion einschränkt.
  • Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem dieser „give away” pro Portion möglichst gering ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen, bei dem:
    • – das Gewicht (W) des Lebensmittelriegels (1) ermittelt wird,
    • – ein Durchstrahlscanner n Signale (pi,i=1-n) von n Scannscheiben mit einer Dicke (xi,i=1-n) ermittelt, die hintereinander entlang der Längsachse (x) des Lebensmittelriegels angeordnet sind,
    • – die Signale (pi,i=1-n) in einer Rechnereinheit gespeichert werden und deren Summe (P) gebildet und gespeichert wird,
    • – mit den Werten von W, P und pi,i=1-n sowie dem gewünschten Sollgewicht G der jeweiligen Portion die von dem Lebensmittelriegel jeweils abzutrennende Länge (xN) berechnet wird und
    • – diese Länge an eine Aufschneidemaschine übergeben wird, die die jeweilige Portion abschneidet.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Gewicht des gesamten Lebensmittelriegel vor dessen Aufschnitt ermittelt. Dies kann mit jeder beliebigen, dem Fachmann geläufigen Waage erfolgen. Die Ermittlung des Gewichtes im Sinne der Erfindung ist aber nicht auf Wiegen beschränkt. Bei bekannter Dichte kann das Gewicht auch aufgrund von Daten des Durchstrahlscanners ermittelt werden. Dieses Gewicht W wird an eine Rechnereinheit übergeben, die den Gewichtswert abspeichert. Ist das Gewicht des Lebensmittelriegels bekannt, so kann es auch direkt, ohne vorheriges Wiegen, an die Rechnereinheit übergeben werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Lebensmittelriegel scheibenweise mit einem Durchstrahlscanner durchleuchtet. Dieser Durchstrahlscanner, beispielsweise ein Röntgenscanner, weist eine Strahlenquelle und einen, beispielsweise fotosensitiven, Sensor auf, die sich auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Umfangs des Lebensmittelriegels befinden. Die Strahlenquelle sendet Strahlen aus, die auf einer Seite des Umfangs des Lebensmittelriegels eintreten, den Lebensmittelriegel durchdringen und auf der gegenüberliegenden Seite von dem Sensor empfangen werden. Dieser Sensor misst die Intensität der empfangenen Strahlen, die beim Durchstrahlen des Lebensmittelriegels abgeschwächt werden, wobei die Abschwächung von der lokalen Beschaffenheit des Lebensmittelriegels, beispielsweise dessen Dichte abhängt. Der Durchstrahlscanner ist vorzugsweise ortsfest vorgesehen und der Lebensmittelriegel wird, vorzugsweise entlang seiner Längsachse durch den Durchstrahlscanner transportiert. Dabei liegt der Lebensmittelriegel beispielsweise auf einem Transportband, das zwischen der Strahlenquelle und dem Sensor angeordnet ist, auf. Die Durchstrahlung des Lebensmittelriegels erfolgt scheibenweise, wobei die Scheiben vorzugsweise senkrecht zu der Längsmittelachse des Lebensmittelriegels angeordnet sind. Die gewünschte Dicke einer solchen Scheibe, die im folgenden als „Scannscheibe” bezeichnet wird, hängt von der gewünschten Messgenauigkeit ab. Vorzugsweise ist die Dicke der Scannscheibe jedoch kleiner als die von dem Lebensmittelriegel abzutrennende Lebensmittelscheibe. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Scannscheibe ≤ 1/5, besonders bevorzugt ≤ 1/10 der Dicke der tatsächlich abgeschnittenen Lebensmittelscheibe. Vorzugsweise ist die Dicke jeder Scannscheibe gleich. Der Durchstrahlscanner misst n Werte pi,i=1-n von n Scannscheiben. Die jeweils von dem Sensor gemessenen Werte werden, vorzugsweise in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Lage in Längsrichtung des Lebensmittelriegels in der Rechnereinheit abgespeichert. Die Rechnereinheit weis demnach vorzugsweise welcher Messwert an welcher Stelle entlang der Längsachse des Lebensmittelriegels ermittelt wurde. Für den Fall, dass nicht mit einheitlichen Scannscheibendicken gearbeitet wird, muss zusätzlich die jeweilige Dicke der Scannscheibe registriert und gespeichert werden.
  • Nachdem ein Lebensmittelriegel vollständig gescannt worden ist, wird die Summe P aller von dem Sensor ermittelten Werte gebildet. Für den Fall, dass die Dicken der Scannscheiben nicht einheitlich ist, kann es vorteilhaft sein, wenn eine mit der Scheibendicke gewichtete Summe gebildet wird. Die Summe wird ebenfalls in der Rechnereinheit hinterlegt.
  • Anschließend wird der Lebensmittelriegel in derselben Orientierung, in der er auch durchleuchtet wurde, an eine Aufschneidemaschine übergeben, die ihn in Portionen zerteilt. Pro Portion muss eine bestimmte Länge xN von dem Lebensmittelriegel abgetrennt werden, die dem gewünschten Sollgewicht G der jeweiligen Portion entspricht, wobei eine Portion mindestens eine, vorzugsweise mehrere Lebensmittelscheiben umfasst. Die Schnitte der Aufschneidemaschine erfolgen im wesentlichen parallel zu der Durchstrahlrichtung des Durchstrahlscanners und sind vorzugsweise im wesentlichen senkrecht zu der Längsmittelachse des Lebensmittelriegels angeordnet. Vorzugsweise entspricht die Anfangslage des Lebensmittelriegels beim Aufschneiden möglichst exakt der Anfangslage beim Scannen, damit die beim Scannen gespeicherten Längskoordinaten mit den Längskoordinaten beim Aufschneiden übereinstimmen.
  • Mit den Werten von W, P und pi,i=1-n sowie dem gewünschten Sollgewicht G der jeweiligen Portion wird die von dem Lebensmittelriegel jeweils abzutrennende Länge (xN) berechnet.
  • Vorzugsweise wird dazu zunächst einmal ein Faktor k berechnet, indem das Gewicht W des Lebensmittelriegels durch die Summe P aller gemessenen Signale der Scannscheiben dividiert wird.
  • Mit dem Faktor k kann dann der gemessene Wert pi,i=1-n in das Gewicht wi,i=1-n jeder Scannscheibe umgerechnet werden. Diese Werte werden für jede Portion aufaddiert, bis das gewünschte Sollgewicht G der Portion erreicht ist. Aufgrund der Anzahl an addierten Scannscheiben multipliziert mit der Dicke der Scannscheiben weis die Rechnereinheit welche Länge xN für die jeweilige Portion von dem Lebensmittelriegel abzutrennen ist. Dieser Vorgang wird für jede Portion erneut durchgeführt, bis der Lebensmittelriegel aufgeschnitten ist. Die jeweiligen Werte werden von der Rechnereinheit an die Aufschneidemaschine übergeben, die aufgrund dieses Wertes gesteuert wird.
  • Alternativ kann auch berechnet werden, welche Messwertzahl pro Portion benötigt wird. Die Messwerte pi werden dann für jede Portion aufaddiert, bis das gewünschte Messwertzahl der Portion erreicht ist. Aufgrund der Anzahl an addierten Scannscheiben multipliziert mit der Dicke der Scannscheiben weis die Rechnereinheit welche Länge xN für die jeweilige Portion von dem Lebensmittelriegel abzutrennen ist. Dieser Vorgang wird für jede Portion erneut durchgeführt, bis der Lebensmittelriegel aufgeschnitten ist. Die jeweiligen Werte werden von der Rechnereinheit an die Aufschneidemaschine übergeben, die aufgrund dieses Wertes gesteuert wird.
  • Die von dem Lebensmittelriegel abzutrennende Länge (xN) kann in eine vorgegebene Anzahl an Lebensmittelscheiben aufgeschnitten werden. Daraus resultiert dann die Dicke der für die jeweilige Portion abzutrennenden Lebensmittelscheiben Alternativ wird eine bestimmte Dicke der Lebensmittelscheiben vorbestimmt. Die Rechnereinheit errechnet dann wie viele dieser Lebensmittelscheiben pro Portion von dem Lebensmittelriegel abgetrennt werden.
  • Für den Fall, dass die Scannscheiben alle dieselbe Dicke aufweisen, reicht es die Anzahl der pro Lebensmittelriegel ermittelten Messwerte zu zählen. Diese Summe wird dann durch eine gemessene Länge des Lebensmittelriegels geteilt und dadurch ermittelt, welche Dicke eine Scannscheibe hat. Die Dicke einer Scannscheibe kann aber auch auf jede andere dem Fachmann geläufige Art und Weise ermittelt werden.
  • Die von dem Durchstrahlscanner ermittelten Werte pi,i=1-n können auch zur Bestimmung von Qualitätsmerkmalen herangezogen werden. Beispielsweise kann mit diesen Wertender Bereich des Anfangs- und des Endstücks des Lebensmittelriegels ermittelt werden, in dem der Durchmesser der Scheiben geringer ist. Weiterhin können mit den Werten Werte pi,i=1-n Bereiche des Lebensmittelriegels mit einem sehr hohen Fettanteil, sehr großen Hohlräumen (Käse) und/oder sogenannte „Blond-Spots” ermittelt werden. Diese Bereiche mit einer verminderten Qualität können dann aussortiert werden und gelangen nicht in die aufgeschnittene Portion. Die Aussortierung erfolgt ebenfalls aufgrund der gemessenen Werte Werte pi,i=1-n und einer entsprechenden Steuerung der Aufschneidemaschine. Des Weiteren erlaubt die Durchstrahlung eine Fremdkörpererkennung in dem Lebensmittelriegel. Lebensmittelriegel mit Fremdkörpern werden zumindest nur teilweise aufgeschnitten, um das Messer nicht zu beschädigen bzw. weil sie als Lebensmittel ungeeignet sind.
  • Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von zwei Beispielen und der einzigen 1 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die in 1 dargestellten Abmesungen sind nicht maßstäblich.
  • Beispiel 1
    • 1) Es wird das Gewicht W des Lebensmittelriegels ermittelt (z. B.: 2.000 g). Des weiteren wird die Länge L des Lebensmittelriegels gemseen (z. B. 500 mm). Dafür wird beispielsweise eine Photozelle und Encoder verwendet, der den Vorschub des Bandes, auf dem sich der Lebensmittelriegel befindet, so lange misst wie das Signal der Photozelle unterbrochen ist.
    • 2) Der Lebensmittelriegel wird durch einen Röntgenscanner transportiert. Der Röntgenscanner macht eine Spaltaufnahme des Lebensmittelriegels z. B. alle 0,1 mm. Die Breite des Spaltes wird beispielsweise durch die Geschwindigkeit, mit der der Lebensmittelriegel durch den Röntgenscanner und/oder die Frequenz der Aufnahmen eingestellt.
    • 3) Der Röntgenscanner ermittelt z. B, n = 5000 Daten pi,i=1-n. Die ermittelten Werte pi,i=1-n hängen von der lokalen Röntgenabsorption des Lebensmittelriegels ab und betragen z. B. p1 = 83,234, p2 = 83,334, p3 = 83,244. Die Werte werden individuell und als Funktion ihrer Position entlang der Längsachse des Lebensmittelriegels in einer an den Röntgenscanner angeschlossenen Rechnereinheit abgespeichert.
    • 4) Alle 5000 Werte werden sodann addiert (z. B. 416325)
    • 5) Aus dieser Summe P und dem Gewicht W des Lebensmittelriegels wird der Gewichtsfaktor k ermittelt 2000 g/416325 = 0,004805728
    • 6) Mit diesem Gewichtsfaktor k lässt sich das Gewicht jedes Scanwertes pi,i=1-n d. h. jeder Scannscheibe berechnen z. B. w1 = 83,234·K = 0,399999 g Das ist das Gewicht w1 von 0,1 mm Produkt an der Stelle i = 1.
    • 7) Basieren auf dem Sollgewicht der Portion (z. Bi. 150 g) wird die Anzahl der Scannscheiben berechnet, die zur Erlangung des Sollgewichtes für diese Portion von dem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden müssen. Dafür werden die Gewichtswerte wi solange aufaddiert, bis das gewünschte Sollgewicht zumindest erreicht ist (z. B. 375 Scannscheiben). Dies entspricht einer realen Produktlänge von 37,5 mm, die für diese Portion von dem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden muss.
    • 8) Unter der Voraussetzung, dass die Portion in dem vorliegenden Fall 15 Lebensmittelscheiben aufweisen soll, ergibt sich eine Lebensmittelscheibendicke von 2,5 mm.
    • 9) Demnach wird die Aufschneidemaschine 15 Lebensmittelscheiben mit einer Dicke von jeweils 2,5 mm von dem Lebensmittelriegel abschneiden.
    • 10) Die Schritte 7–9 werden wiederholt, bis der Lebensmittelriegel aufgeschnitten ist.
  • Beispiel 2
    • 1) Es wird das Gewicht W des Lebensmittelriegels ermittelt (z. B.: 2.000 g). Des weiteren wird die Länge L des Lebensmittelriegels gemseen (z. B. 500 mm). Dafür wird beispielsweise eine Photozelle und Encoder verwendet, der den Vorschub des Bandes, auf dem sich der Lebensmittelriegel befindet, so lange misst wie das Signal der Photozelle unterbrochen ist.
    • 2) Der Lebensmittelriegel wird durch einen Röntgenscanner transportiert. Der Röntgenscanner macht eine Spaltaufnahme des Lebensmittelriegels z. B. alle 0,1 mm. Die Breite des Spaltes wird beispielsweise durch die Geschwindigkeit, mit der der Lebensmittelriegel durch den Röntgenscanner und/oder die Frequenz der Aufnahmen eingestellt.
    • 3) Der Röntgenscanner ermittelt z. B, n = 5000 Daten pi,i=1-n. Die ermittelten Werte pi,i=1-n hängen von der lokalen Röntgenabsorption des Lebensmittelriegels ab und betragen z. B. pi = 83,234, p2 = 83,334, p3 = 83,244. Die Werte werden individuell und als Funktion ihrer Position entlang der Längsachse des Lebensmittelriegels in einer an den Röntgenscanner angeschlossenen Rechnereinheit abgespeichert.
    • 4) Alle 5000 Werte werden sodann addiert (z. B.. 416325)
    • 5) Basieren auf dem Sollgewicht der Portion (z. B. 150 g) wird zunächst errechnet welche Scanwertzahl diesem Gewicht entspricht = 416325·150/2000. Danach wird die Anzahl der Scannscheiben berechnet, die zur Erlangung des Sollwertes für eine Portion von dem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden müssen. Dafür werden die Scannwerte pi solange aufaddiert, bis der gewünschte Sollwert zumindest erreicht ist (z. B. 375 Scannscheiben). Dies entspricht einer realen Produktlänge von 37,5 mm, die für diese Portion von dem Lebensmittelriegel abgeschnitten werden muss.
    • 6) Unter der Voraussetzung, dass die Portion in dem vorliegenden Fall 15 Lebensmittelscheiben aufweisen soll, ergibt sich eine Lebensmittelscheibendicke von 2,5 mm.
    • 7) Demnach wird die Aufschneidemaschine 15 Lebensmittelscheiben mit einer Dicke von jeweils 2,5 mm von dem Lebensmittelriegel abschneiden.
    • 8) Die Schritte 5–7 werden wiederholt, bis der Lebensmittelriegel aufgeschnitten ist.
    • 1
    Lebensmittelriegel
    2
    Lebensmittelscheiben
    3
    Portion
    L
    Länge des Lebensmittelriegels Index der jeweiligen Scannscheibe, i = 1 – n
    G
    gewünschtes Gewicht der Portion 3
    k
    Faktor (k = W/P)
    n
    Anzahl der Scannscheiben
    N
    Anzahl der pro Portion geschnittenen Scheiben
    P
    Summe der gemessenen Signale, insbesondere Pixel
    pi
    gemessenes Signal der einzelnen Scannscheibe
    W
    Gewicht des gesamten Lebensmittelriegels
    wi
    Gewicht der einzelnen Scannscheibe
    xi
    Dicke der einzelnen Scannscheibe
    xN
    Dicke der abgeschnittenen Portion

Claims (9)

  1. Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels (1) in gewichtsgenaue Portionen (3), dadurch gekennzeichnet, dass: – das Gewicht (W) des Lebensmittelriegels (1) ermittelt wird, – ein Durchstrahlscanner n Signale (pi,i=1-n) von n Scannscheiben mit einer Dicke (xi,i=1-n) ermittelt, die hintereinander entlang der Längsachse (x) des Lebensmittelriegels angeordnet sind, – die Signale (pi,i=1-n) in einer Rechnereinheit gespeichert werden und deren Summe (P) gebildet und gespeichert wird, – mit den Werten von W, P und pi,i=1-n sowie dem gewünschten Sollgewicht G der jeweiligen Portion die von dem Lebensmittelriegel jeweils abzutrennende Länge (xN) berechnet wird und – diese Länge an eine Aufschneidemaschine übergeben wird, die die jeweilige Portion abschneidet.
  2. Verfahren nach Patenanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht (wi) jeder Scannscheibe berechnet und gegebenenfalls abgespeichert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wi anhand der Formel wi = pi·W/P ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Werten (wi) die Anzahl der abzutrennenden Scannscheiben berechnet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der pro jeweilige Portion abzutrennende Pixelanzahl berechnet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe anhand der Formel G·P/W ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 die Anzahl der abzutrennnenden Scannscheiben in abzutrennende Länge (xN) umgerechnet wird.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abzutrennende Länge (XN) in eine vorgegebene Anzahl von Lebensmittelscheiben (2) aufgeschnitten wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der jeweiligen Scheibe vorbestimmt wird.
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