DE10124376A1 - Steuerverfahren für Maschinen zum Zerkleinern von Lebensmittel, insbesondere in Würfel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Optimierung und Zerkleinerung, bzw. Erhöhung der Qualität des zerkleinerten Verarbeitungsgutes von sogenannten Speck- oder Mehrzweckschneidern. Diese Maschinen zerkleinern Fleisch, Käse oder Gemüse in Streifen oder Würfel für die Weiterverarbeitung zu Konserven, Salaten oder Wurst. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorschubbewegung und Schnittfolge bei den gattungsgemäßen Zerkleinerungsmaschinen so zu steuern, dass das Verarbeitungsgut gering belastet, maximal ausgenutzt und annähernd vollständig in eine exakte Form zerkleinert wird. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird der Vorschub des Verarbeitungsgutes in der Anlaufphase mit dem Erreichen einer vorgegebenen Solllänge hinter dem Abschlagmesser kurzzeitig unterbrochen, die Stellung des Vorschubkolbens in dieser Phase gespeichert und aus der Länge des momentanen Verarbeitungsgutstranges und der vorgegebenen Abschnittlänge die Anzahl der Schnitte berechnet. Anschließend werden die Ablängschnitte ausgeführt, und danach die Restlänge des Verarbeitungsgutes vor dem Abschlagmesser gespeichert und bei der Berechnung der nächsten Charge berücksichtigt.

Description

Die Erfindung betrifft die Optimierung der Zerkleinerung, bzw. Erhöhung der Qualität des zerkleinerten Verarbeitungsgu­ tes von sogenannten Speck- oder Mehrzweckschneidern. Diese Maschinen zerkleinern Fleisch, Käse oder Gemüse in Streifen oder Würfel für die Weiterverarbeitung zu Konserven, Salaten oder Wurst. Die Mehrzweckschneider besitzen eine Kammer mit einem Vorschubkolben, in der das Verarbeitungsgut durch eine Öffnung gegen ein Gatter gepresst wird. Das Gatter besteht aus zwei hintereinander angeordneten, um 90° versetzten Rahmen mit mehreren parallelen Messern. Das Verarbeitungsgut wird durch das Gatter gedrückt, so dass zuerst Scheiben und danach diese in Streifen geschnitten werden. Zur Erleichte­ rung des Schneidens werden dabei die Gattermesser hin- und herbewegt. In bestimmten Arbeitstakten schneidet ein Ab­ schlagmesser die Streifen quer ab, so dass Würfel entstehen.

Stand der Technik

Da bei der Befüllung der Kammer mit Verarbeitungsgut Hohlräu­ me verbleiben, ist es üblich eine sogenannte Vorpressung vorzunehmen, wodurch das Verarbeitungsgut gleichmäßig ver­ dichtet wird. Dieses erfolgt überwiegend zweistufig. Durch eine Verschiebung einer Seitenwand der Kammer wird zuerst eine Seitenvorpressung vorgenommen. Anschließend fährt der Vorschubkolben gegen das Verarbeitungsgut und drückt dieses durch die stehenden Gattermesser oder gegen eine Gegenplat­ te/vorgeschwenktes Abschlagmesser bis zu einem voreingestell­ ten Druck. Hauptziel dieser Vorpressung ist die Minderung der Elastizität des Verarbeitungsgutes und der Vermeidung von Hohlräumen, die durch das unregelmäßig geformte Verarbei­ tungsgut bedingt sind. Damit wird bezweckt, dass der Aus­ trittsweg des Verarbeitungsgutes im wesentlichen mit dem Vorschubkolbenweg während der Zerkleinerung übereinstimmt. Diese Vorverdichtung besitzt aber auch Nachteile und das gewünschte Ergebnis wird nicht voll erreicht. Das Verarbei­ tungsgut wird durch die hohe Vorpressung teilweise gequetscht und die Gattermesser werden stark belastet. Weiterhin ver­ bleibt zu Beginn des Schneidprozesses ein restliches Un­ gleichgewicht zwischen den Vorschubbewegungen. Das ist durch eine Vielzahl von Faktoren bedingt wie:
Sinkender Schnittwiderstand durch beginnende Bewegung der Gattermesser, Messerschärfe, Temperatur des Verarbeitungsgu­ tes u. a.. Erst nach einem bestimmten Weg stellt sich das Gleichgewicht ein, bis dahin sind die geschnittenen Würfel aber ungleichmäßig. Unregelmäßige Würfel entstehen auch im Übergangsbereich zwischen der alten und neuen Charge des Verarbeitungsgutes, da dieses an den sich berührenden Flächen auseinander fällt.

Gemäß dem Stand der Technik wird die geforderte Schnittlänge durch einen getakteten Vorschub erzielt, wobei in der Vor­ schubpause jeweils der Trennschnitt erfolgt. Der Vorschubweg wird indirekt eingestellt, in dem z. B. über einen einstell­ baren Druck bei konstantem Zeitraum der zurückgelegte Weg des Vorschubkolbens verändert wird (DE OS 31 40 463). Da viele bereits genannte sich ändernde Faktoren den Vorschubwider­ stand beeinflussen, ist in der Anlaufphase eine Nachregelung von der Bedienperson erforderlich. Die Maßhaltigkeit des verarbeiteten Gutes ist dementsprechend unbefriedigend. Für die Erzielung genauer Maße auch in der Anschnittphase sind Vorschläge bekannt (DE PS 33 14 762), die die oben beschrie­ benen Probleme aber nicht lösen.

Zur restlosen Aufteilung eines blockförmigen Nahrungsmittels wie Brot oder Wurst ist es auch bekannt, die Gesamtlänge zu erfassen und die Abtrennlänge als ein Bruchteil der Gesamt­ länge oder entsprechenden Kombinationen festzulegen(DE OS 4 4 31 808, GM 92 05 291.6).

Die restlose Zerteilung eines elastischen Verarbeitungsgutes mit variabler Gesamtlänge während der Zerkleinerung ist damit nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Vorschubbewegung und Schnittfolge bei den gattungsgemäßen Zerkleinerungsma­ schinen so zu steuern, dass das Verarbeitungsgut gering belastet, maximal ausgenutzt und annähernd vollständig in eine exakte Form zerkleinert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 und 3 sind besonders günstige Ausführungen erläutert.

Die Erfindung geht davon aus, keine größere "Vorpressung" als die unter Schnittbedingungen vorhandene Pressung anzuwenden und die Vorschubbewegung vom Vorschubkolben und Verarbei­ tungsgut maximal in Übereinstimmung zu bringen. Durch die Lösung wird ein annähernd identischer Vorschub von Vorschub­ kolben und Verarbeitungsgutstrang (Gleichgewicht) vom Schnitt­ beginn an erzielt und das Verarbeitungsgut geschont.

Weiterhin wird die Länge vom Verarbeitungsgutstrang mit der Schnittlänge verrechnet, dabei optimiert und die Restlänge der vorhergehenden Charge berücksichtigt. Die Erfassung der Länge des Verarbeitungsgutaustritts aus dem Schneidgatter sichert die Schnittlänge bereits beim Anschnitt. Der zum Anschnitt vorhandene Gleichlauf ist Voraussetzung für eine Aufrechnung der eingestellten Schnittlänge gegenüber dem vorhandenen Verarbeitungsgutstrang. Die Stellung des Vor­ schubkolbens wird elektronisch gespeichert und aus der Länge des Verarbeitungsgutstranges und der vorgegebenen Würfellänge wird die Anzahl der Schnitte berechnet. Eine bestehende Differenz kann gleichmäßig verteilt werden. Der normale Schneidprozess beginnt. Der Vorschubkolben wird taktweise um den berechneten Längenbetrag vorgeschoben und die Streifen in der Taktpause in entsprechende Würfel geschnitten. Die Vor­ schubbewegung erfolgt dabei erstmalig maßbezogen durch Ver­ gleich der momentanen Vorschubkolbenstellung mit einer Maß­ verkörperung durch eine entsprechende Steuerung. Der Schneid­ vorgang wird in Abhängigkeit von der eingestellten Würfellän­ ge und der vor dem Gatter in der Kammer verbleibende Restmen­ ge beendet, die Länge wird gespeichert und bei der nächsten Charge berücksichtigt.

Beispiele

Nachfolgend soll das Verfahren an einem Beispiel erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt die Schneidvorrichtung ohne Einzelheiten der Antriebe, Rahmen und Steuerung in der Seitenansicht im Schnitt, die Fig. 2 einen Querschnitt im Bereich der Schneidkammer.

Nach dem Beschicken der Schneidkammer mit Verarbeitungsgut wird durch das Vorschieben des Quermessers die Schneidkammer geschlossen und anschließend eine Vorpressung durch Vorschieben der Seitenwand vorgenommen. Mit der anschließend beginnenden Vorschubbewegung des Vorschubkolbens werden auch die Gattermesser in Betrieb gesetzt. Dadurch erfolgt nur noch eine geringfügige Verdichtung. Nach einer kurzen Zeitphase befindet sich die Bewegung des Vorschubkolbens und des Verarbeitungsgutstranges in Übereinstimmung, die Bedingungen entsprechen dem lfd. Schnittvorgang. Die Vorschubbewegung wird fortgesetzt, bis das Verarbeitungsgut eine Abtasteinheit berührt. Diese kann auch durch einen nichtmechanischen Sensor realisiert werden. Der Vorschub wird unterbrochen und die Länge des gesamten Stranges des Verarbeitungsgutes durch eine Steuer-Rechnereinheit ermittelt und gespeichert. Nun erfolgt eine Berechnung der möglichen Anzahl der Schnitte, die für die nachfolgenden Bewegungen des Vorschubkolbens gespeichert werden. Dabei wird die Restmenge die im Bereich der Vorderwand und der Schneidgatter verbleibt berücksichtigt. Zur Optimierung der Restlänge können Grenzen der Abweichung von der gewünschten idealen Schnittlänge vorgegeben werden. Nach dem Ausschwenken der Abtasteinheit wird der erste Schnitt ausgeführt. Die weiteren Schnitte erfolgen entsprechend den berechneten Werten, wobei der Vorschubkolben maßbezogen vorgeschoben wird. Nach dem letzten Schnitt verbleibt eine berechnete Länge x des Verarbeitungsgutes in den Schneidgattern, der Vorderwand und der Schneidkammer. Nach dem Rückzug des Vorschubkolbens erfolgt eine neue Beschickung, Vorpressung und Vorschubbewegung bis das Verarbeitungsgut wieder die eingeschwenkte Abtasteinrichtung berührt. Der Strang wird wiederum gemessen und die Aufteilung berechnet. Im Gegensatz zur ersten Charge wird das davon verbliebene Verarbeitungsgut bei der Berechnung gesondert berücksichtigt. Dieser Längenabschnitt wird nach der Berechnung im ersten Zyklus mit den alten Abschnittlängen geschnitten. Dadurch liegt ein Schnitt im Berührungsbereich zwischen altem und neuen Verarbeitungsgut. Ein Zerfall der geschnittenen Würfel in diesem Bereich wird damit minimiert. Der Strang des neuen Verarbeitungsgutes wird anschließend nach der neuen Berechnung geschnitten. Alle weiteren Zyklen verlaufen entsprechend, bis das Verarbeitungsgut gewechselt oder die Maschine gereinigt wird.

Die Steuerung und Berechnung der Abläufe erfolgen durch eine bekannte Steuerung in Verbindung mit einer Recheneinheit.

Claims (7)

1. Steuerverfahren für Maschinen zum Zerkleinern von Lebens­ mittel, insbesondere in Würfel, bei dem nach der Füllung der Schneidkammer das Verarbeitungsgut mittels eines Vorschubkol­ bens taktweise durch vor der Schneidkammer angeordnete Gat­ termesser geschoben und in der Taktpause durch ein Abschlag­ messer auf eine voreingestellte Länge abgeschnitten wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorschub des Verarbeitungsgutes in der Anlaufphase mit dem Erreichen einer vorgegebenen Solllänge hinter dem Abschlagmesser kurzzeitig unterbrochen,
die Stellung des Vorschubkolbens in dieser Phase gespeichert und aus der Länge des momentanen Verarbeitungsgutstranges und der vorgegebenen Abschnittlänge die Anzahl der Schnitte berechnet wird,
die Ablängschnitte ausgeführt, und danach die Restlänge des Verarbeitungsgutes vor dem Abschlagmesser gespeichert und bei der Berechnung der nächsten Charge berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Berechnung der Anzahl der Schnitte aus der vorgegebenen Abschnittlänge und der Länge des Verarbeitungsgutstranges sich ergebende Überschusslänge bis zu einer vorgegebenen Größe auf die Abschnittlängen verteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Anzahl der Schnitte aus der Länge des Verarbeitungsgutstranges ohne die Restlänge der vorhergehen­ den Verarbeitungsgutcharge erfolgt, die Ablängschnitte für die Restlänge mit der vorhergehenden Abschnittlänge erfolgt und erst danach mit der neu berechneten Abschnittlänge abge­ teilt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Füllung der Kammer mit Verarbeitungsgut und der bekannten Seitenvorpressung mit Beginn des Vorschubes die Schneidgatter in Bewegung gesetzt werden und der Vorschub kontinuierlich bis zur Signalisierung der Erreichung der Abschneidlänge erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschub des Verarbeitungsgutes mit dem Erreichen eines hinter den Gattermessern angeordneten einstellbaren Sensors oder Anschlages gestoppt, gegebenenfalls der Anschlag aus dem Verarbeitungsgutweg verschwenkt und die Ablängschnitte ausgeführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit in Verbindung mit einer Recheneinheit, einem Sensor zur Erfassung der Austrittslänge des Verarbeitungsgutes und einer Wegmessung des Vorschubkolbens die Arbeitsschritte steuert.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Vorschubkolbens über eine Wegmesseinrichtung nach vorgegebenen Weglängen gesteuert wird.