DE10220006A1

DE10220006A1 - Process to compress pre-frozen meat, fish or vegetable in accordance with the nature and temperature of the food and plunger pressure

Info

Publication number: DE10220006A1
Application number: DE2002120006
Authority: DE
Inventors: Franz Book
Original assignee: Nienstedt GmbH
Current assignee: Nienstedt GmbH
Priority date: 2002-05-03
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2022-05-04
Also published as: DE10220006B4

Abstract

In a process to treat deep-frozen food, the food is placed in a shaped void in which it is subjected to a plunger press. The press operation is modified especially in accordance with the measured temperature and weight of the frozen food.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Preßdruckes einer Umformpresse für tiefgefrorene Fleisch-, Fisch- oder Gemüse- Lebensmittelportionen mit einer einen Hohlraum bildenden Form, in die die tiefgefrorenen Lebensmittelportionen legbar sind, und mit einem Stempel, der in die Form eintaucht. The invention relates to a method for regulating the pressure of a Forming press for frozen meat, fish or vegetable Portions of food with a cavity-forming shape into which the frozen portions of food can be placed, and with a stamp that is in the shape dips.

Bei der Verformung von Lebensmittelportionen muss mit möglichst geringen Drücken gearbeitet werden, um die Zellstruktur weitestgehend zu erhalten und ein Ausfließen von Saft zu verhindern. Dennoch muss genügend stark gepreßt werden, um die gewünschte Verformung zu erhalten. Hierzu ist es bekannt Umformpressen für tiefgefrorene Lebensmittelportionen durch manuelle Eingaben zu steuern, wenn es sich zeigt, dass der Pressdruck zu hoch oder zu gering ist oder die Presszeit verändert werden muss, insbesondere eine bestimmte Nachpresszeit (Nachsetzzeit) erforderlich wird. Mit dieser manuellen Steuerung ist eine Bedienperson oft überfordert. When deforming food portions, the minimum possible Press to work as much as possible to maintain the cell structure to prevent juice from flowing out. Nevertheless, it must be pressed hard enough to obtain the desired deformation. It is known for this Forming presses for frozen food portions by manual Control inputs when it turns out that the baling pressure is too high or too is short or the pressing time has to be changed, especially one certain repressing time (repositioning time) is required. With this manual Control is often overwhelmed by an operator.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine exakte an die jeweilige Lebensmittelportion angepaßte Steuerung des Stempels erfolgt und hierbei die Lebensmittelportion bei ausreichender Verformung schonend behandelt wird. The object of the invention is a method of the type mentioned above improve that an exact to the respective food portion The stamp is controlled and the food portion is added sufficient deformation is treated carefully.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Temperatur und/oder das Gewicht der Lebensmittelportion gemessen und nach den gemessenen Werten der Druck des Stempels auf die Lebensmittelportion gesteuert wird. This object is achieved in that the temperature and / or the weight of the food portion measured and according to the measured values the pressure of the stamp on the food portion is controlled.

Eine solche an die jeweilige in Form, Gewicht, Art, Abmessung und Temperatur stets unterschiedliche Lebensmittelportion angepaßte Pressarbeit wird durch die vorab Erfassung von Meßwerten äußerst genau und schonend durchgeführt. Such to the respective in form, weight, type, dimensions and temperature Press work always adapted to different portions of food the pre-acquisition of measured values is extremely precise and gentle carried out.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Eine besonders genaue Steuerung und Regelung wird erreicht, wenn nach gemessenen Werten verschiedener Lebensmittelportionen die dazugehörigen Daten, insbesondere Kurven des optimalen Druckes und/oder Weges erfaßt und gespeichert werden, und diese gespeicherten Datensätze, insbesondere Kurven abrufbar sind je nach den aktuell gemessenen Werten der jeweiligen Lebensmittelportion. Hierdurch können sowohl vorab geschaffene Erfahrungswerte als auch kurz vor dem Pressen erfaßte Meßdaten in die Steuerung eingehen. Auch kann in dem Fall, in dem die aktuell gemessenen Werte der jeweiligen Lebensmittelportion zwischen den Werten gespeicherter Datensätze, insbesondere Kurven liegen, eine lineare Interpolation zwischen den gespeicherten Datensätzen/Kurven vorgenommen werden. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims listed. Particularly precise control and regulation is achieved if according to the measured values of different food portions the associated data, in particular curves of optimal pressure and / or Way are recorded and stored, and these stored records, In particular, curves can be called up depending on the currently measured values of the respective food portion. This allows both previously created Empirical values as well as measurement data recorded shortly before pressing into the Control. Also, in the case where the currently measured Values of the respective food portion between the values stored Data sets, especially curves, have a linear interpolation between them the saved data sets / curves.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben. Embodiments of the invention are described in more detail below.

Die Formpresse besteht aus einem muldenförmigen Unterteil mit einem Formhohlraum, dessen Formmulde an der Seite von einem zylindrischen Rand begrenzt wird. Die Form des Formhohlraums bestimmt die Form des gewünschten Endproduktes, zum Beispiel kann sie bei einer Fischportion die Form eines Fischfilets haben. Die Umformpresse umfaßt ferner einen Stempel mit flacher oder nur leicht profilierter Unterseite der in den Formhohlraum absenkbar ist. Der Stempel hat einen zylindrischen Außenrand, der in seinen Dimensionen dem Rand des Unterteils entspricht. Er kann deshalb paßgenau in den Formhohlraum abgesenkt werden. Diese Paßgenauigkeit gewährleistet, dass sich beim Umformen an den Rändern der Portion keine Stege bilden. Der Vor- und Rückhub des Stempels erfolgt mittels einer Zylindereinheit. Die Zylindereinheit besteht aus einem Doppelzylinder. Ein Zylinder weist einen doppelseitig mit Preßluft beaufschlagten Kolben auf, der unmittelbar auf den Stempel einwirkt. Ein anderer Zylinder besteht aus einem pneumatischen und hydraulischen Teil und ist als Übersetzer ausgebildet. Der pneumatische Teil weist in einem Zylinderraum einen doppelseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Kolben auf, der einen bis in den hydraulischen Teil reichende Kolbenstange trägt. Die Druckbeaufschlagung des Kolbens erfolgt über ein Umsteuerventil. Über eine sogenannte Luftfeder wird der Zylinderraum unter einem vorgegebenen Druck gehalten. Dieser Druck beaufschlagt einen zwischen dem pneumatischen Teil und dem hydraulischen Teil frei beweglichen Kolben, wie dies in der DE 198 06 391 beschrieben ist. Durch eine gesteuerte bzw. geregelte Druckquelle wird der Zylinderraum mit Druck beaufschlagt um den Stempel zu bewegen. The molding press consists of a trough-shaped lower part with a Mold cavity, the mold cavity on the side of a cylindrical edge is limited. The shape of the mold cavity determines the shape of the desired end product, for example, in a portion of fish Have the shape of a fish fillet. The forming press also includes a stamp with flat or only slightly profiled underside in the mold cavity is lowerable. The stamp has a cylindrical outer edge, which in its Dimensions corresponds to the edge of the lower part. It can therefore fit in perfectly the mold cavity are lowered. This accuracy of fit ensures that no ridges are formed on the edges of the portion when it is formed. The The ram is moved back and forth by means of a cylinder unit. The Cylinder unit consists of a double cylinder. A cylinder has one on both sides with compressed air loaded piston, which directly on the Stamp acts. Another cylinder consists of a pneumatic and hydraulic part and is trained as a translator. The pneumatic part has a double-sided pressurized air Piston on a piston rod reaching into the hydraulic part wearing. The piston is pressurized via a reversing valve. Using a so-called air spring, the cylinder space is under one predetermined pressure kept. This pressure acts between you pneumatic part and the hydraulic part freely movable piston, such as this is described in DE 198 06 391. Through a controlled or regulated pressure source, the cylinder chamber is pressurized by the Moving stamp.

Die Lebensmittelportion kann aus Rohlingen bestehen, die aus einem gefrorenen Block durch schrittweises Aufschneiden entstanden sind. Dieser Block kann aus Geflügel, Rind, Schwein, Lamm oder Fisch oder Gemüse bestehen. Sie kann aber auch aus Muskelfleisch bestehen, das in seiner natürlichen Form eingefroren wurde. The food portion can consist of blanks that consist of one frozen block have been created by gradually cutting it open. This Block can be made from poultry, beef, pork, lamb or fish or vegetables consist. But it can also consist of muscle meat, which in his natural shape was frozen.

Die tiefgefrorene Lebensmittelportion wird in die Mulde der Pressform gelegt, die eine größere Länge als Breite und eine geringere Höhe als Breite besitzt, wobei die Ecken abgerundet sind und ein Ende der länglichen Form eine andere Rundungsform besitzt als das gegenüberliegende Ende. Damit hat die Mulde eine etwa natürliche Form mit leicht gewölbter Ober- und Unterseite. The frozen portion of food is placed in the mold cavity, which is longer than width and less than width, with the corners rounded and one end of the elongated shape one has a different shape than the opposite end. With that, the Trough has an approximately natural shape with a slightly curved top and bottom.

Nachdem die Lebensmittelportion in die Form gelegt wurde, wird von oben der Stempel in die Form gedrückt und damit auf die Lebensmittelportion ein Druck ausgeübt, der das Material in seinem gefrorenen Zustand so weit presst, dass das Material die gesamte Form ausfüllt und hierbei die Fasern zueinander verschoben werden. Hierbei bleibt das Endprodukt formstabil. After the food portion has been placed in the mold, the Stamp pressed into the mold and thus a pressure on the food portion that presses the material in its frozen state so far that the material fills the entire form and the fibers to each other be moved. The end product remains dimensionally stable.

Die Eingangstemperatur der Portionen beträgt vorzugsweise -5°C bis -20°C. Das dem Verformungsprozess unter Druckanwendung zugrunde liegende Verfahren ist an sich aus den Patentschriften DE 198 06 391 A1 und DE 197 32 206 C1 bekannt. Die Beschickung der Mulden geschieht manuell oder automatisch. Das Verfahren ist nicht von der speziellen Geometrie des Eingangsmaterials, wie dies zum Beispiel bei aus Tiefkühlblöcken gesägten Rohlingen der Fall ist, abhängig. Es ist lediglich erforderlich, dass die Lebensmittelportionen in die der Verformung dienenden Mulde in für den Prozess geeigneter Weise hineinpassen, das heißt, dass insbesondere ihr Querschnitt nicht größer als der der Mulde ist. Dies kann vorzugsweise durch geeignetes Einfrieren der Portionen unter geometrischen Restriktionen (wie beispielsweise in geeigneten Behältnissen) geschehen, wobei keine Druckanwendung erforderlich sein muss. Die Eingangsware kann also unter Atmosphärendruck eingefroren werden. The inlet temperature of the portions is preferably -5 ° C to -20 ° C. The basis of the deformation process under pressure The method is known from the patents DE 198 06 391 A1 and DE 197 32 206 C1 known. The troughs are loaded manually or automatically. The process is not of the special geometry of the Input material, such as sawn from frozen blocks Blanks the case is dependent. It is only necessary that the Portions of food in the depression serving for the deformation Process fit appropriately, that is, in particular you Cross section is not larger than that of the trough. This can preferably be done by suitable freezing of the portions under geometric restrictions (such as for example in suitable containers), but none Pressure application must be required. The incoming goods can therefore under Freeze atmospheric pressure.

Die zu verformenden Portionen sind vorzugsweise ganze Stücke oder Zusammenfassungen gestückelter Ware. Sie können unbehandelt oder zubereitet (zum Beispiel gewürzt, mariniert, mit Lebensmittelzusatzstoffen versehen) bzw. vorbehandelt (zum Beispiel durch Injizieren, Bearbeitung in Tumblern) sein. The portions to be deformed are preferably whole pieces or Summaries of fragmented goods. They can be left untreated or prepared (for example seasoned, marinated, with food additives provided) or pretreated (for example by injecting, processing in Tumblers).

Bevor die Lebensmittelportion in die Form gelegt wird, kann sie beschnitten werden, um das gewünschte Gewicht bzw. das gewünschte Volumen zu erhalten, das für die betreffende Form erforderlich ist. In der Regel handelt es sich hierbei aber nur um wenige Schnitte am Rand der Lebensmittelportion. Im übrigen bleibt die Lebensmittelportion in ihrer natürlichen Form. Before the food portion is placed in the mold, it can be trimmed to the desired weight or volume received, which is required for the shape in question. As a rule, it acts but only a few cuts at the edge of the food portion. in the the rest of the food portion remains in its natural form.

Der schonende Umgang mit dem Lebensmittelprodukt ist bei der erfindungsgemäßen Umformpresse dadurch optimiert, dass rezepturspezifische Daten, die als gespeicherte Datensätze der SPS verfügbar gemacht werden, in Sollwerte der den Umformprozess determinierenden Parameter umgewandelt werden, die bei Änderung der Randbedingungen dynamisch angepasst werden können. The careful handling of the food product is part of the Forming press according to the invention optimized in that recipe-specific Data that are made available to the PLC as stored data records in Setpoints of the parameters determining the forming process are converted that are dynamically adjusted when the boundary conditions change can.

Unter Rezeptur ist dabei ein die Randbedingungen des Umformens bestimmender Datensatz (mit einer bestimmten Datenmenge, insbesondere einer Datenkurve) zu verstehen, der insbesondere Angaben über die spezifische Form, die Belegung der Form mit Rohlingen, die Ausformbarkeit, die Art der Rohware, die Geometrie/Masse der Rohlinge, die Temperatur der Rohlinge, die maximale Eintauchtiefe des Stempels enthält. Weitere Angaben können bei Bedarf hinzugenommen werden. The recipe is one of the boundary conditions for forming determining data record (with a certain amount of data, in particular a data curve) to understand, in particular information about the specific form, the assignment of the form with blanks, the formability, the type of raw material, the geometry / mass of the blanks, the temperature of the Blanks, which contains the maximum immersion depth of the stamp. More information can be added if necessary.

Diese Rezepturen werden zusammen mit den aus Erfahrungswerten (meist experimentell) gewonnenen Umformparametern, die sich insbesondere auf Pressdruck, Vordruck der Pneumatik, Nachsetzzeit, aber auch andere wichtige Parameter erstrecken können, als gelernte Werte in einer Datenbank gespeichert, die der SPS verfügbar gemacht wird. In Abhängigkeit von den Randbedingungen wird vor dem Umformprozess der richtige Datensatz aus der Datenbank geholt. Liegt für die speziellen Randbedingungen (zum Beispiel für eine spezifische Rohlingtemperatur) kein solcher Datensatz vor, so ist es möglich, entweder den nächst besten Datensatz auszuwählen, oder zwischen benachbarten Datensätzen (bzw. Kurven) zu interpolieren. These recipes are combined with those from empirical values (mostly experimentally) obtained forming parameters, which in particular on Press pressure, pre-pressure of the pneumatics, follow-up time, but also other important ones Parameters can extend as learned values in a database saved, which is made available to the PLC. Depending on the Boundary conditions the correct data set from the Fetched database. Is for the special boundary conditions (for example for a specific blank temperature) no such data record, it is possible to choose either the next best record or between to interpolate neighboring data sets (or curves).

Um den Prozess des Umformens zu steuern und zu optimieren, werden während jedes Zyklus relevante Ist-Werte gemessen und mit den vorgegebenen Soll-Werten verglichen. Zu den Ist-Werten gehören dabei insbesondere die beim Pressvorgang erreichte Kraft, der minimale Pneumatikdruck während des Hubes, der Pneumatikdruck unmittelbar nach Ablauf der Nachsetzzeit, die Eintauchteife des Stempels, die Eingangstemperatur der Rohlinge. Andere Werte (zum Beispiel die über Wägen erhaltene Masse individueller Rohlinge und FIFO-Verarbeitung der Wägedaten) können nach Bedarf hinzugefügt werden. Über die gemessenen Ist-Werte können Informations- oder Warnmeldungen ausgelöst werden, wenn ausgewählte Werte (zum Beispiel die Rohling-Temperatur) außerhalb ihrer vorgegebenen Toleranz liegen. Auch ein Abschalten der Anlage kann in ausgewählten Fällen (zum Beispiel Überschreiten der maximalen Eintauchtiefe des Stempels) ausgelöst werden. Aus Erfahrung lassen sich bei kritischen Ist- Werten einzelner Parameter oder einer Kombination von Parametern Rückschlüsse auf Fehler und Störungen der Anlage oder der externen Versorgung (z. B. Druckluft, Rohware) ziehen, die in entsprechende Warnhinweise münden. Die gemessenen Ist-Werte können aber auch für eine Optimierung des Umform-Prozesses genutzt werden, indem bei Abweichungen von den Soll-Werten (z. B. Rohling-Temperatur) ein neuer, besser geeigneter Rezeptur-Datensatz geladen wird. Dadurch wird der Umformprozess automatisch an sich ändernde Randbedingungen adaptiert und optimiert. To control and optimize the process of forming relevant actual values measured during each cycle and compared with the predetermined target values compared. The actual values include in particular the force achieved during the pressing process, the minimum Pneumatic pressure during the stroke, the pneumatic pressure immediately after Expiry of the repositioning time, the immersion time of the stamp, the Entry temperature of the blanks. Other values (for example those about weighing received mass of individual blanks and FIFO processing of the weighing data) can be added as needed. About the measured actual values information or warning messages can be triggered if selected values (for example the blank temperature) outside of them predetermined tolerance. The system can also be switched off selected cases (e.g. exceeding the maximum immersion depth of the stamp) are triggered. Experience shows that critical actual Values of individual parameters or a combination of parameters Conclusions about faults and malfunctions of the system or the external Draw supply (e.g. compressed air, raw material) into the corresponding Warnings open. The measured actual values can also be used for one Optimization of the forming process can be used by deviations from the target values (e.g. blank temperature) a new, more suitable one Recipe data record is loaded. This is the forming process automatically adapted and optimized to changing boundary conditions.

Die Datenbank der Rezepturdatensätze lässt sich jederzeit um neue Datensätze erweitern. Datensätze können auch geändert werden, wenn sich neue Erkenntnisse ergeben. Die Maschine lernt dadurch, sich den gegebenen Randbedingungen immer besser anzupassen. The database of recipe data records can be updated at any time Extend records. Records can also be changed if provide new insights. The machine learns by doing so Boundary conditions better and better to adapt.

Claims

1. A method for regulating the pressing pressure of a forming press for deep-frozen meat, fish or vegetable food portions with a cavity-forming shape in which the deep-frozen food portions can be placed, and with a stamp which is immersed in the mold, characterized in that the temperature and / or the weight of the food portion is measured and the pressure of the stamp on the food portion is controlled according to the measured values.

2. The method according to claim 1, characterized in that according to the measured Values the path of the stamp is controlled depending on the time.

3. The method according to claim 1 or 2 characterized in that according to the measured Values a follow-up time (postpress time) is controlled during the the stamp the pressure on the portion of food that had been generated up to that point holds or during which the pressure is further increased before the stamp is reversed on return stroke.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a further measured value Type of food material can be entered.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a further measured value Type, in particular the dimensions of the shape forming the cavity can be entered.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a further measured value pressing force reached during the pressing process can be entered.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a further measured value Immersion depth of the stamp in the form can be entered.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when a Measured value to a critical area the press is switched off.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that according to measured values the corresponding data from different portions of food, in particular curves of the optimal pressure and / or path detected and are stored, and these stored records, in particular Curves can be called up depending on the currently measured values of the respective food portion.

10. The method according to claim 9, characterized in that in the case where the currently measured values of the respective food portion between the values of stored data records, in particular curves, are one linear interpolation between the stored data sets / curves is made.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a further measured value pressure reached during the pressing process is detected by the resistance the food portion is created.