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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen.
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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.
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Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem dieser „give away“ pro Portion möglichst gering ist.
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Gelöst wird die Aufgabe mit einem Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen, wobei bei der Bildung der Portion der Gewichtsverlust des Lebensmittelriegels vor, während und/oder nach dem Aufschneiden berücksichtigt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Lebendmittelriegel in mehrere Portionen, die jeweils vorzugsweise aus mehreren Lebensmittelscheiben bestehen, aufgeschnitten. Um zu erreichen, dass das Gewicht dieser Portion möglich exakt einem vorgegebenen Sollgewicht entspricht wird berücksichtigt, dass sich das Gewicht des Lebensmittelriegels vorm, beim und/oder nach dem Aufschneiden reduziert. Beispielsweise wird Eis und/oder Kondensat und/oder Marinade und/oder Blut das sich an der Oberfläche des Lebensmittelriegels befindet oder im Produkt befindet, beim Transport des Lebensmittelriegels oder beim Aufschneiden von dem Lebensmittelriegel abgetrennt, wodurch sich dessen Gewicht verringert. Außerdem entsteht beim Aufschneiden Abrieb oder ein sonstiger Verlust an Material, der nicht zum Gewicht der jeweiligen Portion beiträgt. Wird dieser Gewichtsverlust nicht berücksichtigt, dann ist die resultierende Portion untergewichtig und muss stromabwärts von der Aufschneidevorrichtung um eine weitere Lebensmittelscheibe ergänzt werden, um eine verkaufsfähige Portion zu erzeugen, was erheblich zum Give away beiträgt.
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Bei der Länge, die von dem Lebensmittelriegel für eine Portion abgetrennt wird, wird der auftretende Gewichtsverlust von vorneherein einkalkuliert, d.h. es wird eine etwas größere Länge als ohne Gewichtsverlust von dem Lebensmittelriegel abgetrennt. Dadurch entspricht die abgeschnittene Portion zumindest dem nötigen Sollgewicht und muss nicht mehr um eine weitere Scheibe ergänzt werden. Dies reduziert den Aufwand zur Erzeugung von gewichtsgenauen Portionen erheblich.
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Vorzugsweise erfolgt diese Korrektur aufgrund von Erfahrungs- und/oder Literaturwerten. Erfahrungsdaten sind insbesondere Daten, die aufgrund von bereits aufgeschnittener Lebensmittelriegel gesammelt wurden.
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Die bereits gesammelten Daten, beispielsweise vom Vortag, können gespeichert und bei Schichtanfang als Korrekturwert berücksichtigt werden. Dadurch ist der Give away bereits bei dem ersten aufzuschneidenden Lebensmittelriegel minimiert.
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Gemäß einer bevorzugten oder erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens wird das ursprüngliche Gewicht des gesamten Lebensmittelriegel vor dessen Aufschnitt ermittelt. Dies kann mit jeder beliebigen, dem Fachmann geläufigen Waage erfolgen. Die Ermittlung des ursprünglichen Gewichtes ist aber nicht auf Wiegen beschränkt. Bei bekannter Dichte kann das ursprüngliche Gewicht auch aufgrund von Volumendaten beispielsweise eines Durchstrahlscanners ermittelt werden. Alternativ ist auch möglich, dass das ursprüngliche Gewicht des Lebensmittelriegels von einem Informationsträger, der an dem Lebensmittelriegel vorgesehen ist, ausgelesen wird.
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Dieses ursprüngliche Gewicht wird an eine Rechnereinheit übergeben, die den Gewichtswert vorzugsweise abspeichert. Ist das ursprüngliche Gewicht des Lebensmittelriegels bekannt, so kann es auch direkt, ohne vorheriges Wiegen oder sonstige Bestimmung, an die Rechnereinheit übergeben werden.
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Sodann wird der Lebensmittelriegel in Portionen aufgeschnitten, die aus vorzugsweise mehreren Lebensmittelscheiben besteht, wobei für jede Portion eine gewisse Länge von dem Lebensmittelriegel abgetrennt wird. Nach dem Aufschneiden werden alle Portionen, die einem Lebensmittelriegel entnommen worden sind, gewogen und die ermittelten Gewichte addiert und dieses tatsächliche Gewicht der aufgeschnittenen Portionen mit dem ursprünglichen Gewicht verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird dann beim Aufschneiden des nächsten oder einer der nächsten Lebensmittelriegel(s) berücksichtigt. Der Fachmann versteht, dass auch die Ergebnisse mehrerer Vergleiche herangezogen werden kann, um beispielsweise eine gemittelte Abweichung des tatsächlichen Gewichts der aufgeschnittenen Portionen von dem ursprünglichen Gewicht des Lebensmittelriegels zu ermitteln.
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Vorzugsweise wird ein Quotient des ursprünglichen Gewichts geteilt durch das tatsächliche Gewicht gebildet. Durch diesen Quotient, der kleiner 1 ist, kann dann beispielsweise die ursprünglich errechnete abzuschneidende Länge für eine Portion geteilt werden, um die tatsächlich abzuschneidende Länge zu berechnen.
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Beim Aufschneiden von Lebensmittelriegeln entstehen oftmals jeweils ein Anschnitt und in der Regel jeweils ein Reststück, das nicht aufgeschnitten werden kann. Vorzugsweise werden dieser Anschnitt und/oder das Reststück bei der Ermittlung des tatsächlichen Gewichts mitberücksichtigt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Anschnitt und das Reststück gewogen oder das deren Gewicht auf eine andere Art und Weise bestimmt und/oder errechnet wird. Dieses Gewicht kann dann dem ermittelten Gewicht der Portionen hinzugerechnet werden, um das tatsächliche Gewicht des Lebensmittelriegels zu ermitteln.
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Vor dem Aufschneiden kann der Lebensmittelriegel scheibenweise mit einem Durchstrahlscanner durchleuchtet werden. 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 weiß 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.
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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 sind, kann es vorteilhaft sein, wenn eine mit der Scheibendicke gewichtete Summe gebildet wird. Die Summe wird ebenfalls in der Rechnereinheit hinterlegt.
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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.
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Mit den Werten von W, dem ursprünglichen Gewicht des Lebensmittelriegels, P und pi,i=1-n sowie dem gewünschten Sollgewicht G der jeweiligen Portion wird die von dem Lebensmittelriegel jeweils abzutrennende Länge (xN) berechnet, wobei die Abweichung des ursprünglichen Gewichts des Lebensmittelriegels von dem tatsächlichen Gewicht der aufgeschnittenen Portionen bei der Berechnung Eingang finden kann.
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Die Ermittlung des ursprünglichen Gewichts W des Lebensmittelriegels kann vor oder nach dem Scannen erfolgen.
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Vorzugsweise wird dazu zunächst einmal ein Faktor k berechnet, indem das Gewicht W des Lebensmittelriegels, vorzugsweise das korrigierte Gewicht durch die Summe P aller gemessenen Signale der Scannscheiben dividiert wird. Dieser Faktor k kann auch bereits eine Korrektur aufweisen, die dem oben erläuterten Gewichtsverlust des Lebensmittelriegels Rechnung trägt.
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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 weiß 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.
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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 weiß 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.
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Der Fachmann versteht, dass nicht nur vollständige Scannscheiben sondern auch Anteile von Scannscheiben berücksichtigt werden können. Wird das Zielgewicht einer Portion erreicht, indem ein gewisser Prozentsatz einer Scannscheibe hinzugezählt wird, so wird die restliche Scannscheibe der nächsten Portion zugerechnet. Die Aufschneidevorrichtung wird entsprechend gesteuert.
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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
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Alternativ wird eine bestimmte Dicke der Lebensmittelscheiben vorbestimmt. Die Rechnereinheit errechnet dann wie viele dieser Lebensmittelscheiben pro Portion von dem Lebensmittelriegel abgetrennt werden.
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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. Beispielsweise ist die Dicke der Scannscheibe das Ergebnis der Bandgeschwindigkeit, mit der der Lebensmittelriegel durch den Scanner transportiert wird und dem zeitlichen Abstand zwischen zwei Scannschüssen. Vorzugsweise wird die Länge des Produkts anhand der ermittelten Scannscheiben, die Produkt aufweisen, ermittelt.
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Die von dem Durchstrahlscanner ermittelten Werte pi,i=1-n können auch zur Bestimmung von Qualitätsmerkmalen herangezogen werden. Beispielsweise kann mit diesen Werten der 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 „Blood-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 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.
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Die Ergebnisse des Durchstrahlscanners können auch zur Ermittlung des Gewichts des Anschnitts bzw. des Reststücks herangezogen werden, um das tatsächliche Gewicht der abgeschnittenen Portionen zu ermitteln. In diesem Fall kann dann ein Wiegen dieser Stücke des Lebensmittelriegels ausbleiben.
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Vorzugsweise werden zwei oder mehr Lebensmittelriegel gleichzeitig gemeinsam gewogen. Besonders bevorzugt werden jedoch die aus dem Lebensmittelriegel resultierenden Portionen jeweils getrennt voneinander pro Lebensmittelriegel gemessen und aufaddiert. Dadurch kann beispielweise ein systematischer Fehler, der sich bei der Gewichtsverteilung zwischen den beiden Lebensmittelriegeln ergibt, berücksichtigt werden.
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Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der 1 und 2 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
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1 zeigt eine Linie 3, mit der Lebensmittelriegel aufgeschnitten werden, wobei der Lebensmittelriegel 1 von rechts nach links bewegt wird. Zunächst wird das ursprüngliche Gewicht jedes Lebensmittelriegels ermittelt. Dies erfolgt in dem vorliegenden Fall durch eine Waage 5. Der Fachmann versteht, dass dieses Gewicht aber auch auf eine andere Art und Weise ermittelt werden kann. Beispielsweise kann dem Lebensmittelriegel ein Informationsträger anhaften, der Daten über das Gewicht des Lebensmittelriegels enthält. Danach kann der Lebensmittelriegel einen Scanner 4 durchlaufen, der die äußere und/oder die innere Struktur des Lebensmittelriegels ermittelt, um möglichst gewichtsgenaue Portionen aufzuschneiden. Die Daten werden vorzugsweise als Funktion der Länge des Lebensmittelriegels in Transportrichtung an eine Rechnereinheit übergeben und dort beispielsweise abgespeichert. Anhand dieser Daten kann die nachfolgende Aufschneidevorrichtung gesteuert werden, um gewichtsgenaue Portionen aufzuschneiden. Eine optional vorhandene Transportvorrichtung 5 transportiert den Lebensmittelriegel zu dem Slicer.
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Die Aufschneidevorrichtung weist ein Messer auf, das den Lebensmittelriegel in Lebensmittelscheiben schneidet. Dazu wird jeder Lebensmittelriegel mit einem Fördermittel, beispielsweise zwei Förderbändern, kontinuierlich oder intermittierend in Richtung der Schneidebene des Messers transportiert. Das Schneidmesser ist an einer sich drehenden Messeraufnahme befestigt und wirkt mit einer Schneidkante schneidend zusammen, die gemeinsam die Schneidebene definieren. Nach dem Abschneiden fallen die Lebensmittelscheiben in der Regel auf einen Ablagetisch 8, der vorzugsweise mit Transportmitteln versehen ist, auf dem sie zu jeweils einer Portion 2, hier einem Stapel, konfiguriert werden. Diese Portionen 2 werden sodann aus dem Schneidmesserbereich abtransportiert und danach verpackt. Der Fachmann erkennt, dass mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig aufgeschnitten werden können, wobei die jeweiligen Lebensmittelriegel mit jeweils unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten in Richtung des Messers transportiert werden können. Die Scheibenstärke ergibt sich aus der Vorschubstrecke des Lebensmittelriegels zwischen zwei Schnitten. Bei konstanter Messerdrehgeschwindigkeit erfolgt die Regelung der Scheibenstärke über die Vorschubgeschwindigkeit des Lebensmittelriegels.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Lebensmittelriegel im Laufe seiner Bearbeitung vor, während und/oder nach dem Aufschneiden an Gewicht verliert und dass dieser Gewichtsverlust bei der Erzeugung von gewichtsgenauen Portionen berücksichtigt werden muss. Deshalb wird nach dem Aufschneiden jede Portion gewogen, um ihr Gewicht festzustellen und das Gewicht aller aus einem Lebensmittelriegel aufgeschnittenen Portionen und gegebenenfalls das Gewicht des Anschnitts und/oder des Reststücks werden addiert um das tatsächliche Gewicht des Lebensmittelriegels zu ermitteln. Dieses tatsächliche Gewicht wird dann bei dem Aufschnitt des und/oder der nächsten Lebensmittelriegel(s) herangezogen. Beispielsweise wird ein Quotient oder eine Differenz zwischen dem tatsächlichen und dem ursprünglichen Gewicht des Lebensmittelriegels gebildet. Vorzugsweise werden die ermittelten Daten werden vorzugsweis nach Produkt, Hersteller und/oder Aggregatzustand gespeichert und können zum Aufschneiden von zukünftigen Lebensmittelriegeln herangezogen werden. Beim Aufschneiden mehrerer Lebensmittelriegel gleichzeitig kann das tatsächliche Gewicht für jeden Lebensmittelriegel individuell oder für eine Gruppe von mehreren Lebensmittelriegeln ermittelt werden.
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2 zeigt ein Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gezeigt ist ein Lebensmittelriegel. Gemäß dem Stand der Technik wurde der Lebensmittelriegel 1 in Portionen 2 aufgeteilt, deren Lange L durch die durchgezogenen Linien dargestellt ist. Die gestrichelte Linie zeigt die Länge L´, die aufgrund der Korrektur durch den Gewichtsverlust des Lebensmittelriegels aufgeschnitten werden muss, um eine gewichtsgenaue und nicht eine untergewichtige Portion aufzuschneiden. Diese Korrektur wurde anhand von Erfahrungswerten, die man beim Aufschneiden mindestens eines bereits aufgeschnittenen Lebensmittelriegels gesammelt hat, vorgenommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lebensmittelriegel
- 2
- Lebensmittelscheiben, Portion
- 3
- Linie
- 4
- Scanner
- 5
- Waage
- 6
- Fördermittel
- 7
- Aufschneidevorrichtung
- 8
- Ablagetisch
- L
- Länge des abzutrennenden Abschnitts für eine Portion gemäß dem Stand der Technik
- L´
- Länge des abzutrennenden Abschnitts für eine Portion nach der Korrektur