-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Eröffnung
von Eiern.
-
Derzeit
werden in der Agrar- und Nahrungsmittelindustrie zur Herstellung
von Produkten auf Eierbasis die Eier mechanisch aufgeschlagen, um
sie zu leeren und Eiermischungen in loser Schüttung herzustellen, die anschließend gefiltert
werden, um Verunreinigungen, insbesondere Schalenreste, zu eliminieren.
-
Wenn
man einzelne Portionen erhalten möchte, um zum Beispiel pochierte
Eier oder andere stückweise
Zubereitungen herzustellen, erfolgt die Eröffnung der Eier im Allgemeinen
manuell.
-
Es
ist jedoch wichtig, dass zu dem Zeitpunkt des Aufschlagens der Eier
keine Schalenstücke
mit dem Eiweiß oder
dem Eidotter mitgerissen werden.
-
Da
jedoch die Schalen eine mehr oder weniger regelmäßige Struktur haben, ist es
nicht möglich, so
geschickt der Ausführende
auch ist, die Eier rasch zu aufzuschlagen, ohne Gefahr zu laufen,
dass von Zeit zu Zeit ein Stück
Schale mit dem Inneren des Eis mitgerissen wird. Falls die aufgeschlagenen
Eier getrennt verarbeitet werden, um eine Portion in Form von Omelettes,
Rühreiern
oder pochierten Eiern zu bilden, erfordert das Vorhandenseins eines
Schalenstücks
in dem nach der Verarbeitung erzielten Produkt die Rücknahme
des Produkts, was manchmal zu sehr erheblichen Verlusten führt. So
kommt man derzeit unter den besten Bedingungen auf Verluste in der
Größenordnung
von mindestens 15%, was sehr erheblich ist.
-
Mit
der vorliegenden Erfindung soll ermöglicht werden, die Eröffnung der
Eier weitgehend zu automatisieren und gleichzeitig die Verluste
durch das Beimischen von Schalenstücken zum essbaren Produkt zu
reduzieren.
-
Laut
Dokument DD-291 417-A wurde bereits vorgeschlagen, die Eierschale
durch einen Laserstrahl zu schneiden, der während der Rotation des Eis,
die durch an seinen Enden angeordnete Saugnäpfe hervorgerufen wird, einen
Anriss bildet.
-
Dieses
Verfahren weist den Vorteil auf, dass es nicht verschmutzend ist,
da die beim Auftreffen freigesetzte Wärme sterilisierend wirkt und
da es keinen Kontakt mit Werkzeugen gibt.
-
Dank
des Anrisses, der in der Eierschale gebildet wird, die trotzdem
noch zusammen bleibt, gleich, wie lang der Anriss in der Eierschale
ist, ermöglicht
dieses Verfahren darüber
hinaus den Transport des Eis bis zu einer Station zur mechanischen Eröffnung der
Schale, die manuell erfolgen kann.
-
Wenn
das Ei nun aufgeschlagen wird, bricht dieses entlang der Bruchlinie,
was eine glatte Eröffnung
ohne auch nur teilweises Splittern der Schale ermöglicht.
-
Dies
ermöglicht
es, die Verluste erheblich zu reduzieren. Diese Verbesserung stellt
einen Fortschritt durch die Reduktion der physischen Verluste bei
den Endprodukten und durch eine Erhöhung der Produktivität der Produktionskette
dar.
-
Gemäß dieser
Vorveröffentlichung
wird jedoch ein glatter, durchgehender Anriss gebildet. Da man den
Anriss vorzugsweise über
die gesamte Bruchlinie vordefinieren will, ist zu vermeiden, dass der
Anriss de facto eine Schnittlinie darstellt, die die Eierschale
von einer Seite zur anderen durchquert, die dann nicht mehr die
notwendige Festigkeit aufweisen würde, um den Transport des Eis
bis zur Station zur mechanischen Eröffnung zu ermöglichen. Darüber hinaus
birgt die vollständige
Durchdringung der Schale durch den Laserstrahl die Gefahr, dass das
Innere des Eis erhitzt oder sogar teilweise verbrannt wird und einen
unangenehmen Geschmack erhält.
-
Zu
diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Eröffnung von
Eiern, dadurch gekennzeichnet, dass
- – die Schale
mit einem Impulslaserstrahl eingekerbt wird, um in der Schale einen
punktierten Anriss entlang einer Umfangslinie zu bilden, und anschließend
- – ie
Schale unter Verwendung des Anrisses geöffnet wird.
-
Auf
interessant Weise wird der Anriss entlang einer Umfangslinie der
Schale in der Nähe
ihres Äquators
gebildet.
-
Gemäß der Erfindung
ist es besonders vorteilhaft, den Anriss nicht kontinuierlich zu
gestalten, um so mehr, als die Unregelmäßigkeit der Schale, vor allem
hinsichtlich der Dicke oder der Zusammensetzung, zu einem vollständigen Durchschneiden
bestimmter Schalen führen
könnte;
aus diesem Grund ist es besonders interessant, den Laserstrahl auf
impulsartige Weise zu steuern, damit der Anriss in der Eierschale
auf punktierte Weise gebildet wird.
-
Auf
besonders interessante Weise lässt
man schließlich
die zu öffnenden
Eier durchlaufen, indem man sie den Laserstrahl passieren und dabei
gleichzeitig um ihre Achse drehen lässt, wobei zwei Bewegungen
kombiniert werden, d. h. eine Translationsbewegung, um die Eier
unter dem Kopf zum Aussenden des Laserstrahls durchlaufen zu lassen,
und eine Drehbewegung, um das Ei unter dem Strahl um seine Polarachse
zu drehen. Auf diese Weise wird die gesamte Umfangsfläche oder
je nach Fall ein Teil derselben dem Laserstrahl ausgesetzt und erhält den Anriss.
-
Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Eröffnung von Eiern, insbesondere
zum Einsatz des Verfahrens, wie es oben definiert wurde. Diese Vorrichtung
umfasst:
- A. eine Förderstrecke, die die Eier aufnimmt,
um sie in einer Reihe zu befördern,
wobei ihre Achse in Bezug auf die Transportrichtung quer ausgerichtet
ist,
- B. eine Vorschneidestation mit
- – einem
Laser, der seinen Strahl auf die Förderstrecke richtet,
- – einem
Mittel, das die Eier während
ihres Durchlaufs durch den Laserstrahl in eine Drehbewegung um ihre
Achse versetzt,
- – einem
Steuerkreis, der die Ausstrahlung des Laserstrahls während des
Durchlaufs jedes Eis durch die Linie des Strahls steuert und die
Stärke des
Strahls regelt, um eine Einkerbung zu bilden, die nicht durch die
Schale dringt,
- C. eine Station zur Öffnung
der Eier.
-
Diese
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Laser mit Mitteln
zusammenarbeitet, die es ermöglichen,
ihn auf intermittierende Weise zu steuern, derart, dass ein Impulslaserstrahl
ausgesendet wird, der in der Schale einen punktierten Anriss entlang
einer Umfangslinie bildet.
-
Diese
Vorrichtung ist besonders einfach und kann leicht in eine Linie
zur Herstellung von Nahrungsmitteln integriert werden, wobei sie
am Eingang die Eier auf Unterlagen entgegennimmt, die sodann von
ihrer Unterlage genommen werden, um einzeln der unter dem Laserstrahl
verlaufenden Förderstrecke
zugeführt
zu werden, um den Anriss zu erhalten; anschließend werden die Eier zur Eröffnungsstation transportiert.
-
Es
ist besonders interessant, am Ausgang der Vorschneidestation, wo
der Anriss gebildet wird, die Eier auf ein Förderband zu transferieren,
das mit ovalen Ausschnitten versehen ist, die Aufnahmen bilden,
die jeweils ein Ei teilweise aufnehmen. Das Ei liegt mit seiner
Schale am Rand des Ausschnitts an, so dass das Ei, nachdem es einmal
in der Aufnahme platziert wurde, keinen besonderen Beanspruchungen
ausgesetzt ist, die einen Bruch entlang des Anrisses begünstigen
könnten.
Ein derartiges Förderband
am Ausgang ist besonders geeignet für den sehr zerbrechlichen Zustand,
in dem sich das Ei stromabwärts
von der Laser-Vorschneidestation befindet.
-
Auf
vorteilhafte Weise umfasst die Förderstrecke:
- – ein
Förderband,
das aus zwei parallelen, angetriebenen Endlosbändern gebildet ist, die durch frei
drehbare Zwischenstücke
miteinander verbunden sind, die so voneinander beabstandet sind,
dass jeweils zwischen zwei Zwischenstücken eine Wabe/Zelle gebildet
wird, die ein Ei aufnimmt,
- – ein
Antriebsmittel, das die Zwischenstücke wenigstens im Bereich der
Vorschneidestation in eine Drehbewegung um sich selbst versetzt.
-
Es
ist besonders interessant, dass die Zwischenstücke die Form doppelkegeliger
Rollen aufweisen. Auf diese Weise passt sich die Zelle oder der Raum,
der zwischen zwei Zwischenstücken
in Form doppelkegelige Rollen definiert wird, dem Umfang des Eis
an und erleichtert seine Haftung und Zentrierung. Da auf interessante
Weise das Mittel zum Antreiben in eine Drehbewegung die Drehung
jedes Eis so steuert, dass es während
des Durchlaufs durch den Laserstrahl wenigstens einen Bruchteil
einer Umdrehung ausführt,
ist es auch möglich,
die Drehung des Eis um seine Achse weit vor dem Durchlauf des Eis
durch den Laserstrahl zu beginnen. Diese Drehung des noch nicht
durch den Anriss geschwächten
Eis um seine Achse begünstigt
die Positionierung des Eis auf seiner Symmetrieachse, während es
am Eingang des Förderbandes
relativ beliebig in der Zelle oder Wabe positioniert sein kann,
die durch zwei benachbarte doppelkegelige Rollen gebildet wird.
Diese Drehung des Eis um sich selbst sorgt automatisch für die Positionierung
der Eiachse quer zur Durchlaufrichtung und parallel zur Drehachse
der Zwischenstücke
in Form doppelkegeliger Rollen.
-
Um
einen Dauerbetrieb des Lasergenerators zu vermeiden und um vor allem
zu verhindern, dass dieser die Zwischenstücke beschädigt, ist es interessant, das
Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Eis in der Zelle nachzuweisen,
die durch zwei benachbarte doppelkegelige Rollen gebildet wird,
um bei entsprechendem Nachweis den Einsatz des Schneidelasers zu
dem Zeitpunkt zu befehlen, zu dem diese Zelle bei der Schusslinie
des Lasers eintrifft. Der Eianwesenheitsdetektor kann sich einige Schritte
stromaufwärts
der Laser-Schneidelinie befinden, denn die Elektronik ermöglicht es,
jede Zelle zu identifizieren, die Zeit zu berechnen, die die Zelle zum
Zurücklegen
der Strecke bis zur Aktionslinie des Lasers benötigt, und sodann den Laser
zu betätigen, wenn
tatsächlich
ein Ei in der Zelle ist, oder seinen Betrieb zu verbieten, wenn
eine leere Zelle unter dem Schneidelaser durchläuft. Es ist auch interessant,
die Vorschneidestation mit einem Gas- und Staubextraktor zu versehen,
der im Bereich der Aktionszone des Laserstrahls angeordnet ist,
um direkt die Verbrennungs- und Sublimationsprodukte zu entfernen,
die durch die Einwirkung des Laserstrahls auf die Eierschale während des
Vorschneidens freigesetzt werden.
-
Auf
besonders interessante Weise funktioniert dieser Extraktor wie ein
Venturirohr mit einem trichterförmigen
Ausgang, in dem eine Düse
bläst, die
einen Luftstrahl in den Kegel richtet, um die Gase und Stäube, die
durch die Bildung des Vorschnittes in der Schale mit dem Laser freigesetzt
wurden, durch Unterdruck zu bewegen.
-
Die
vorliegende Erfindung soll im Folgenden mit Hilfe der beiliegenden
Zeichnungen genauer beschrieben werden, wobei:
-
1 eine
schematische Darstellung der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist,
-
2 eine
vergrößerte Ansicht
des in einer Eierschale gebildeten Anrisses ist,
-
3 ein
teilweiser, blockförmiger
Aufriss einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Eröffnung von
Eiern ist,
-
4 eine
Draufsicht ist, die einem Teil von 3 entspricht,
-
5 schematisch
eine Aufeinanderfolge von Schritten zum Vorschneiden eines Eis in
der Vorschneidevorrichtung zeigt.
-
Wie
in 1 dargestellt ist, betrifft die Erfindung ein
Verfahren zur Eröffnung
von Eiern, bei dem die Schale eines Eis O mit Hilfe eines Laserstrahls
F eingekerbt wird, um in der Schale einen Anriss AR zu bilden. Auf
vorteilhafte Weise wird dieser Anriss AR entlang einer Umfangslinie
am Äquator
gebildet, indem das Ei um seine Achse X gedreht wird, während es
dem Laserstrahl F ausgesetzt wird. Das Ei O bewegt sich auch in
Richtung des Pfeils A. Die Drehung des Eis unter dem Laserstrahls
ermöglicht
es, einen Vorschnitt oder eine Einkerbung zu bilden, die dieser Drehung
entspricht, deren Ausmaß je
nach der Art der stromabwärts
zur Eröffnung
des Eis verwendeten Mittel einen Bruchteil einer Umdrehung oder
eine vollständige
Umdrehung und mehr beträgt.
Da sich das Ei im Fall einer vollständigen Umdrehung um seine Achse
dreht, bildet der Laser einen Anriss in Form einer geschlossenen
Schleife.
-
2 ist
eine sehr schematische und vergrößerte Darstellung
des in der Schale des Eis O gebildeten Anrisses AR. Dieser relativ
unregelmäßige Anriss
ist vorzugsweise punktiert. Er lässt
eine Dicke (e) bestehen, damit die beiden Teile C1, C2 der Schale, die
durch die Linie des Anrisses AR voneinander getrennt sind, trotzdem
miteinander verbunden bleiben, so dass sie dem Ei die mechanische
Festigkeit lassen, die für
nachfolgende Manipulationen notwendig ist, d. h. den Transport zur
Eröffnung
der Schale, die nicht an dem Ort erfolgen kann, wo das Vorschneiden durchgeführt wird.
-
Indem
man die Leistung des Laserstrahls F regelt und indem man insbesondere
den Strahl impulsartig arbeiten lässt, wird ein Anriss AR gebildet, der
Vertiefungen in Form einer „Punktierung" entspricht. Anders
ausgedrückt,
besteht die Erfindung darin, die Definition der Punktierung (Länge und
Tiefe der ausgeschnittenen Teile, Länge der intakten Teile) durch
die Verwendung eines Impulsgenerators oder jedes anderen Verfahrens
und durch die Steuerung der Translations- und Rotationsgeschwindigkeit
des Eis zu kontrollieren.
-
3 und 4 zeigen
schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens, und 5 dient
dazu, die Bewegung eines Eis im Bereich des Laserstrahls zu erklären.
-
Die
Vorrichtung zur Eröffnung
von Eiern umfasst eine Förderstrecke 1,
die die Eier O an dem zum Beispiel links angeordneten Einlass aufnimmt, um
sie zu einer Vorschneidestation 5 zu befördern und
sie schließlich
zu der nicht dargestellten Eröffnungsstation
hin abzutransportieren.
-
Der
Einlass für
die Eier O ist schematisch durch die Vorrichtung 2 dargestellt.
Diese Eier gelangen auf die Förderstrecke 1,
die durch ein Förderband
mit zwei Bändern 101 gebildet
wird, die auf zwei Ritzeln 102, 103 laufen, die
für den
Antrieb der beiden Bänder
sorgen. Diese beiden Förderbänder sind durch
Zwischenstücke 104 in
Form doppelkegeliger Rollen miteinander verbunden, die so voneinander beabstandet
sind, dass zwischen zwei Zwischenstücken eine Wabe/Zelle oder Aufnahme 105 gebildet wird,
die ein Ei Oaufnimmt.
-
Die
Zwischenstücke 104 in
Form doppelkegeliger Rollen sind um ihre Achse in Bezug auf die Förderbänder senkrecht
zur Ebene von 3 frei drehbar. Die Förderstrecke 1 läuft in Richtung
des Pfeils A von links nach rechts. Jedes Zwischenstück 104 umfasst
ein gezahntes Ritzel 1041, das in ein Mittel zum Antreiben
in eine Drehbewegung eingreift, das durch einen auf beiden Seiten
gezahnten Riemen 106 gebildet wird, der auf zwei Scheiben 107, 108 läuft. Dieser
Riemen wird in der Richtung A angetrieben, so dass die Eier, die
eine Translationsbewegung von links nach rechts ausführen, sich
im Uhrzeigersinn drehen.
-
Tatsächlich verleiht
die doppelkegelige Form der Zwischenstücke 104 den Zellen 105 eine
Ellipsenform mit querverlaufender Achse, so dass sich unter der
Einwirkung der Drehung, die den Eiern O durch die Zwischenstücke 104 vermittelt
wird, die Eier automatisch so ausrichten, dass ihre Achse ebenfalls
quer in Bezug auf die Laufrichtung A verläuft und so dass sie sich vor
allem um ihre Achse drehen.
-
Die
Vorrichtung umfasst auch einen Anwesenheitsdetektor 3,
der auf der Förderstrecke 1 in
unmittelbarer Nähe
der Vorschneidestation die Gegenwart oder die Abwesenheit eines
Eis in der Zelle 105 erkennt.
-
Ist
kein Ei vorhanden, wird die Zelle dem Steuerkreis 4 der
Vorrichtung angezeigt, damit dieser den Betrieb entsprechend steuert.
Nur bei Gegenwart eines Eis unter dem Fokussierungskopf wird das Aussenden
eines Laserstrahls zugelassen.
-
Die
Vorschneidestation 5 umfasst einen Laser 50, der
seinen Strahl 51 zur Förderstrecke 1 hin richtet.
Dieser Laser 5 wird auf intermittierende und impulsartige
Weise gesteuert: Der Laser sendet seinen Strahl 51 aus,
wenn sich ein Ei O in dem (durch ein gestricheltes Rechteck angezeigten)
Vorschneidebereich 52 befindet, um sicher zu sein, dass
der Laserstrahl 51 eine Eierschale antrifft. Der Steuerkreis 4 sorgt
auch für
einen impulsartigen Betrieb des Lasers 5, damit während der
Zeit der Behandlung einer Eierschale der ausgesendete Laserstrahl 51 impulsartig
ist, um einen gepunkteten Anriss in der Schale zu bilden.
-
Die
Vorschneidestation umfasst im Vorschneidebereich 52 auch
einen Extraktor, der aus einem Trichter 61 und einer Düse 62 gebildet
wird, die einen Strahl in den Trichter 61 richtet, um die
Gase, Dämpfe
und Stäube
mitzuführen,
die bei der Bildung des Anrisses freigesetzt werden.
-
Schließlich umfasst
die Vorrichtung ein Antriebsmittel 7, um die Bewegung der
Förderstrecke 1 und
ihrer verschiedenen Zubehörteile
zu steuern.
-
Am
Ausgang ist die Förderstrecke 1 mit
einer Fördereinrichtung 8 verbunden,
welche die Eier mit ihrem Anriss OA aufnimmt, um sie zu der nicht
dargestellten Station zur mechanischen Eröffnung zu transportieren. Die
Fördereinrichtung 8 ist
ein Förderband,
das mit ovalen Öffnungen
versehen ist, deren Querschnitt deutlich kleiner als derjenige eines
Eis ist, um die vorgeschnittenen Eier aufzunehmen, die am Rand der Öffnungen
anliegen.
-
4 ist
eine schematische Draufsicht der Förderlinie, die teilweise die
verschiedenen Mittel zeigt, die bereits oben beschrieben wurden.
-
5 setzt
sich aus einer Reihe von Schemata zusammen, die übereinander angeordnet und in
Bezug auf die vertikale Aktionslinie 51 des Laserstrahls
ausgerichtet sind.
-
In 5A sind
die Eier O dargestellt, die in den Wabe/Zellen 105 zwischen
den Zwischenstücken 104 in
Form doppelkegeliger Rollen angeordnet sind und in eine Translationsbewegung
in Richtung des Pfeils A von links nach rechts durch die Aktionslinie 51 des
Laserstrahls sowie in eine Drehbewegung um ihre Achse in der Richtung
A' versetzt werden.
-
5B zeigt
die Ankunft eines Eis O, das bei der Linie 51 eintrifft.
-
Sobald
das Ei Odie in 5C dargestellte Position erreicht,
wird der Laserstrahl F betätigt,
und dieser greift die Schale C des Eis O an. Während dieser Zeit dreht sich
das Ei um seine Achse XX, wobei es sich gleichzeitig so bewegt,
dass es zumindest eine vollständige
Umdrehung ausführt,
während
die Achse XX des Eis die Distanz L durchläuft (5D, 5E).
Am Ende dieser Drehbewegung befindet man sich in 5E,
und der Anriss wurde über
den gesamten Umfang des Eis gebildet.
-
Es
ist auch möglich,
das Ei rascher um seine Achse zu drehen, um es zum Beispiel eine
Drehbewegung im Ausmaß von
mehr als einer Umdrehung ausführen
zu lassen.
-
Je
nach der Art des zu bildenden Anrisses ist auch das Gegenteil möglich.
-
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführte Versuche haben gezeigt,
dass mit einem Laser mit einer Leistung von 200 W Anrisse mit einem
Takt von 2 Eiern pro Sekunde gebildet werden können. Vorherige Studien ergaben,
dass eine Energie von 100 Joule pro vollständig geschnittenem Ei nötig ist.