EP2414140A2 - Verfahren zum aufschneiden eines lebensmittelriegels in gewichtsgenaue portionen - Google Patents

Verfahren zum aufschneiden eines lebensmittelriegels in gewichtsgenaue portionen

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EP2414140A2
EP2414140A2 EP10714184A EP10714184A EP2414140A2 EP 2414140 A2 EP2414140 A2 EP 2414140A2 EP 10714184 A EP10714184 A EP 10714184A EP 10714184 A EP10714184 A EP 10714184A EP 2414140 A2 EP2414140 A2 EP 2414140A2
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EP
European Patent Office
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food bar
food
slicing machine
bar
scanner
Prior art date
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EP10714184A
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English (en)
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EP2414140B1 (de
EP2414140B2 (de
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Rainer Maidel
Silvio Quaglia
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GEA Food Solutions Germany GmbH
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CFS Buehl GmbH
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Publication date
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    • Y10T83/647—With means to convey work relative to tool station

Definitions

  • the present invention relates to a method for slicing a food bar into weight-accurate portions. Furthermore, the present invention relates to a slicer and a food bar.
  • Food bars such as sausage, cheese and / or ham bars must often be cut for sale in portions, which consist of at least one, preferably several food slices.
  • This slicing is usually done on so-called slicers, in which the respective food bar rests on a support that transports him continuously or intermittently in the direction of a cutting knife, which separates food slices from the front end of the food bar.
  • the thickness of the respective disc is preferably determined by the speed of the feed in relation to the rotational speed of the cutting blade.
  • the cut slice (s) is / are transported in portions, whereby the weight of the packaging must correspond to the prepackaging regulation.
  • the packages in particular on average, must be equipped with a higher weight than the stated minimum weight. For example, this additional weight is known to the skilled person as a "give away" and is undesirable or minimized because it limits the profitability of food production.
  • the object is achieved with a method for slicing a food bar into weight-accurate portions, in which:
  • This length is passed to a slicer, which cuts off the respective portion.
  • a food bar is preferably a sausage, cheese or ham bar. These food bars often have a substantially constant cross section. In general, the food bars, such as a sausage, are elongated, i. their cross-section is much smaller than their length. As a rule, the food slices are separated perpendicular to the longitudinal axis. The food bar may also be a natural ham.
  • the weight of the entire food bar is determined prior to its slicing according to an alternative. This can be done with any, familiar to the expert scale.
  • the determination of the weight according to the invention is not limited to weighing. With known density, the weight can also be determined on the basis of data from the fürstrahlscanners, for example, this provides data about the outer shape of the product.
  • This weight W is transferred to a computer unit which stores the weight value. If the weight of the food bar is known, it can also be transferred directly to the computer unit without weighing beforehand.
  • the food bar is screened by a disk scanner with a fürstrahlscanner.
  • This transmission scanner for example an X-ray scanner, has a radiation source and a sensor, for example a photosensitive sensor, which is located on opposite sides of the circumference of the food bar. This sensor is, for example, a line scan camera.
  • the radiation source emits jets which enter on one side of the periphery of the food bar, penetrate the food bar over its entire width and are received on the opposite side from the sensor.
  • This sensor measures the intensity of the received rays, which are attenuated as it passes through the food bar, the attenuation depending on the local nature of the food bar, for example its density.
  • the radiation is carried out over the entire width of the product.
  • the fürstrahlscanner is preferably provided stationary and the food bar is preferably transported along its longitudinal axis by the fürstrahlscanner. In this case, the food bar is, for example, on a conveyor belt, which is arranged between the radiation source and the sensor on.
  • the irradiation of the food bar is done slice by disc, the discs are preferably arranged perpendicular to the longitudinal center axis of the food bar.
  • the desired thickness of such a disk hereinafter referred to as “scanning disk” depends on the desired measuring accuracy, but preferably the thickness of the scanning disk is smaller than the food slice to be separated from the food bar Preferably, the thickness of each scanning disk is the same
  • the values measured in each case by the sensor are stored in the computer unit, preferably as a function of their respective position in the longitudinal direction of the food bar
  • the computer unit can take place in the penetrating scanner or in a downstream slicer or in another CPU sp Insurance can be done as individual values.
  • a curve is laid by the measured values and this curve is stored. Furthermore, it is also possible in each case between two values to interpolate.
  • the computer unit therefore preferably knows which measured value has been determined at which point along the longitudinal axis of the food bar. In the event that one does not work with a uniform scanning disc thickness, in addition the respective thickness of the scanning disc must be registered and stored or taken into account in the determination of the curve.
  • the sum P of all the values determined by the sensor is formed.
  • the thicknesses of the scanning discs are not uniform, it may be advantageous if a sum weighted with the slice thickness is formed. The sum is also saved.
  • the food bar in the same orientation in which it was also illuminated passed to a slicer, which divides it into portions.
  • a certain length X N must be separated from the food bar, which corresponds to the desired target weight G of the respective portion, wherein a portion comprises at least one, preferably several food slices.
  • the cuts of the slicing machine take place substantially parallel to the transmission direction of the transmission scanner and are preferably arranged substantially perpendicular to the longitudinal central axis of the food bar. If this is not the case, a mathematical correction of the respective data record must be made.
  • the initial position of the food bar when cutting as exactly as possible corresponds to the initial position during scanning, so that the stored during scanning longitudinal coordinates match the longitudinal coordinates when slicing.
  • the length (XN) to be separated from the food bar is calculated.
  • the computer unit knows which length XN for the respective portion is to be separated from the food rack. This process is repeated for each serving until the food bar is cut open.
  • the respective values are transferred by the computer unit to the slicing machine, which is controlled on the basis of this value.
  • the person skilled in the art understands that the calculation of the product length to be separated per portion can also take place in a computer unit assigned to the slicer or another CPU which receives data from the Duchstrahlscanner and transmits data to the slicer.
  • the measured values are connected to a curve.
  • the desired weight of the respective portion is specified and determined with the integral, which length (XN) is to be separated from the food bar.
  • the entire calculation is done for all portions of a food bar before it is cut.
  • the length to be separated from the food bar (XN) can be cut into a predetermined number of food slices. This then results in the thickness of the food slices to be separated for the respective portion
  • a certain thickness of the food slices is predetermined.
  • the computer unit then calculates how many of these food slices are separated from the food bar per serving.
  • the scanning disks all have the same thickness, it is sufficient to count the number of measured values determined per food bar. This sum is then divided by a measured length of the food bar, thereby determining what thickness a scanning disc has.
  • the thickness of a scanning disk can also be determined in any other manner known to those skilled in the art.
  • the transmission scanner has a transport means, preferably a conveyor belt, with which the food bar is transported along the transmitter and receiver.
  • the transmission scanner has a means, preferably a detection means, which detects at least one point of the beginning of the food bar on the conveyor belt.
  • the detection means may be located upstream or downstream of the transmission scanner.
  • This detection means preferably starts the transmission scanner and / or the recording of the measured values of the transmission scanner.
  • the measured values are preferably detected as a function of the longitudinal axis of the product.
  • the conveyor belt has a transmitter, which transmits the movement of the belt, in particular the path of the belt to a data acquisition unit and / or the conveyor belt moves at a constant, known transport speed.
  • the time is recorded and integration can be used to determine the distance traveled by the product.
  • the values of the scanning scanner and the way the food bar has traveled are stored as value pairs or as a curve.
  • An interpolation can also be calculated in each case between two or more values and preferably stored.
  • the means also preferably starts the detection of the relative movement between the scanner and the food bar and / or the conveyor belt.
  • the transmission scanner can also be movable while the product is stationary. In this case, the movement of the X-ray scanner must be detected.
  • the time interval and / or the path that the product detects between the detection by the detection means and the reaching of the scanning plane, which preferably extends perpendicular to the transport direction of the food bar, is detected.
  • this distance / path usually corresponds to the physical distance between the detection means and the scanning plane. In the case of natural products such as ham in particular, however, this distance will generally deviate from the physical distance.
  • this distance / path is forwarded to the slicing machine or a corresponding control unit / CPU, so that this value can be used to synchronize the measured values with the slicing process, in particular with the movement of the food bar within the slicing apparatus.
  • several food bars are at least temporarily irradiated simultaneously with a transmission scanner.
  • the food bars are juxtaposed and are preferably scanned along their longitudinal axis.
  • the scanner according to the invention preferably has only one transport means, preferably a conveyor belt.
  • the transmission scanner has only one transmitter and one receiver whose longitudinal axis preferably extends perpendicular to the longitudinal axis of the product to be scanned.
  • the length of the longitudinal axis of the transmitter and / or receiver substantially corresponds to Width of the means of transport.
  • the scanner per food latch on a means, preferably a detection means, which detects the beginning of the respective food bar on the conveyor belt.
  • a reference point is individually determined from each food bar and transmitted to a slicing machine and / or another control unit / CPU. This reference point may be different for each food bar.
  • the distance between the means and the reference point is determined per food latch and transferred to the slicer or to another control unit / CPU.
  • Another object of the present invention is a slicing machine with a cutting knife, which separates food slices from the front end of a food bar, wherein the food bar is transported by a means of transport in the direction of the cutting blade and having means for determining the position of the food bar on the conveyor belt whose direction of transport is detectable and traceable.
  • the transport means are preferably one or more conveyor belts, wherein the food bar preferably rests on a conveyor belt and at least in sections of a further conveyor belt, which is located above the food bar, guided and / or transported.
  • this means comprises a sensor or a stop.
  • the agent may detect a starting point, an initial line or an initial surface of the product. Both the line and the surface can be curved. Based on this data, the position of the product can be determined on the conveyor of the slicer. Furthermore, with this data a
  • Adaptation / synchronization of the longitudinal coordinates determined during scanning to the path of the food bar in the slicing machine preferably takes place without the food bar being appreciably elongated or shortened.
  • the food bar is fixed in the slicing device so that it can possibly perform a small relative movement to the transport.
  • the means of transport comprises an encoder, for example an incremental encoder or a similar means, with which the movement, in particular the path traveled by the conveyor belt, can be detected, so that a controller knows at each point in time where the beginning of the product is located and / or / or which longitudinal section of the product is being cut straight.
  • an encoder for example an incremental encoder or a similar means, with which the movement, in particular the path traveled by the conveyor belt, can be detected, so that a controller knows at each point in time where the beginning of the product is located and / or / or which longitudinal section of the product is being cut straight.
  • the slicing machine comprises a plurality of transport means. This makes it possible to cut several food bars at the same time.
  • the means of transport are preferably independently drivable and thus can be operated at different speeds.
  • Each means of transport preferably has a means by which its movement, in particular its distance covered, can be detected.
  • This means may be an encoder, such as an incremental encoder or other means.
  • each means of transport is provided with a means with which the position of the food bar on the respective means of transport can be detected and tracked in its transport direction.
  • the agent recognizes the beginning of the respective food bar.
  • the agent is a sensor.
  • the means is a stop against which the beginning of the food bar strikes before it is cut open.
  • the food bar is in a clearly defined initial position and his way can be clearly traced, for example, with the donor of the conveyor belt, once the stopper has been removed.
  • the agent may detect a starting point, an initial line or an initial surface of the product. Both the line and the surface can be curved.
  • each means of the slicing machine detects the beginning of the food bar in the same area as the means of the naturalstrahlscanners.
  • the means / are arranged at the same height above the transport means.
  • the means are arranged on the same latitude coordinate so that they detect the beginning of the food bar at the same location as the means on the scanner.
  • the slicing machine has a means, preferably per transport means, with which the orientation of the food bar on the conveyor belt can be determined.
  • This agent can be the same means by which the beginning of the product is identified. By this means it can be determined whether the bar was placed in the correct orientation in the slicer; i.e. whether the beginning of the food bar during scanning is also the beginning of the food bar when slicing and / or if the food bar also rests with the same area on the means of transport of the Slicers, with which he has also listed during scanning. This is advantageous for slicing the food bar in portions and / or classifying the sliced food slices.
  • the slicing machine has a means by which the respective food bar can be customized.
  • This preferred embodiment makes it possible, in particular automatically possible, to associate the respective food batch with the respective scan data record.
  • the slicing machine recognizes which food bar is involved and loads the associated data needed to portion the food bar by weight.
  • the food bar can have a transponder or a barcode that is read out by the slicing machine.
  • This agent may be the same agent that identifies the beginning of the product and / or determines the orientation of the product.
  • the path of a food bar is traced between the penetrant scanner and the slicer and / or within the slicer, preferably electronically. This can be done for example in the form of an electronic shift register.
  • This preferred embodiment has the advantage that each data record can be uniquely assigned to the respective food bar.
  • the slicing machine preferably has a controller which automatically assigns a scan data record to the respective food bar. This ensures that the respective food bar is portioned with exact weight. This preferred embodiment is also advantageous when several food bars are cut simultaneously. The operator then does not have to pay attention to the order in which he inserts the food bars into the slicing machine. The order in the X-ray scanner does not have to correspond to the order of cutting.
  • the slicing machine preferably has a gripper which grips the food bar at its end remote from the slicing surface and stabilizes the food bar in its position, in particular when the food bar has already been largely cut open.
  • the gripping of the food bar takes place only when the cold cut of the food bar has already begun.
  • the food bar is driven and / or guided so that it does not compress the food bar during gripping and / or during subsequent holding of the end of the food bar. This preferred embodiment ensures that the longitudinal coordinates, which are determined during scanning, also coincide with the longitudinal coordinates when slicing.
  • the data determined by the transmission scanner can also be used to determine quality features. For example, these values can be used to determine the area of the beginning and the end of the food bar in which the diameter of the slices is smaller. Furthermore, with the data areas of the food bar with a very high Fat content, very large cavities (cheese) and / or so-called "Blood Spots" are determined These areas with a reduced quality can then be sorted out and do not get into the cut portion. The sorting is also based on the measured data and a corresponding control In addition, the irradiation allows a foreign body detection in the food bar .. Food bars with foreign bodies are at least only partially cut open in order not to damage the knife or because they are unsuitable as food.
  • This analysis preferably takes place via an image analysis.
  • This image analysis analyzes, preferably each, scanning disk over its entire width; i.e. transverse to the transport direction of the food bar.
  • the transmission scanner or a connected CPU via an image recognition software.
  • the analysis is based on a comparison, i. the data within a scan disk, the data before two or more scan disks or the data from one or more scan disks and stored comparison data are compared with each other. As a result, local structural changes, foreign bodies can be detected.
  • FIG. 1 shows a cutting line
  • FIG. 2 shows the transmission scanner
  • FIG. 3 shows the curve of the signal of the transmission scanner
  • FIG. 4 shows the transmission scanner
  • FIG. 5 shows the curve of the signal of the transmission scanner
  • FIG. 6 shows the slicing machine according to the invention
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the invention
  • FIG. 8 shows the food bar according to the invention
  • FIG. 9 shows the food bar according to the invention on the fürstrahlscanner or Aufschneidemaschine
  • FIG. 1 shows a slicing line in which food slices are cut into food slices and portions which are as accurate as possible in weight are thereby produced.
  • a food bar 1 is conveyed by a feed belt through the through-beam scanner 4, preferably an X-ray scanner. Before or after scanning, the food bar is weighed, for example with the scale 10. However, the weight of the respective food bar can already be known. In the scanner, the product is scanned slice by slice. The execution of the scanning will be explained in more detail with reference to FIGS. 2-5. After the food bar has been scanned, it is loaded into the slicer 12 by means of the feed conveyor 11. This feed belt may also include a buffer in which already scanned food bars are waiting to be sliced.
  • the data determined by the transmission scanner are either transferred directly to the slicing device or to another control unit / CPU, where they are further processed as needed.
  • the slicing process in the slicing apparatus is now controlled on the basis of the data determined during scanning in such a way that portions which are as accurate as possible in terms of weight are produced. Furthermore, food slices whose structure has undesirable components are sorted out and food slices of different quality are classified into different product groups. After cutting, the respective food portions can be transferred to a weighing device 13 in order to check whether the desired target weight has been maintained.
  • This data can be used to calibrate the data evaluation of the transmission scanner and / or to control the slicing process.
  • the scanner can also be arranged within the slicing device 12, for example in the region of the product feed. In the slicing device several food bars can be cut simultaneously.
  • FIG. 2 shows a transmission scanner which has a conveyor belt 5 on which the food bar 1 to be analyzed is located.
  • the conveyor belt 5 has, for example, a drive 20 with a transmitter, so that the feed of the belt and / or its speed can be detected at any time. If the conveyor belt is operated at a constant, known speed, the path of the conveyor belt can also be determined therefrom.
  • the transport direction of the conveyor belt is shown by the arrow.
  • the transmission scanner has a detection means 6, for example a photocell, which detects a point or a line ⁇ of the beginning of the product.
  • the detection means 6 is arranged at a distance ⁇ from the transmission scanner 4.
  • the detection means may be located upstream or downstream of the transmission scanner. This consists of a radiation source 4 ' and a receiver 4 " , which span a scanning plane 22.
  • the receiver 4 " is preferably a line chamber, or any other means with which the food bar can be analyzed slice by slice.
  • the weight of the entire food bar is determined prior to its slicing. This can be done with any, familiar to the expert scale.
  • the determination of the weight according to the invention is not limited to weighing. With known density, the weight can also be determined on the basis of data from the transmission scanner. This weight W is transferred to a computer unit which stores the weight value. If the weight of the food bar is known, it can also be transferred directly to the computer unit without weighing beforehand. But it may also be sufficient only to determine the length of the food bar.
  • the food bar is screened by a disk scanner with a fürstrahlscanner.
  • This X-ray scanner for example an X-ray scanner, has a radiation source 4 ' and a, for example photosensitive, sensor 4 " located on respectively opposite sides of the circumference of the food bar 1.
  • the radiation source emits radiation on one side of the circumference of the food bar penetrate the food bar and are received on the opposite side of the sensor
  • the food bar is irradiated over its entire width, which extends perpendicular to the paper plane.
  • the sensor measures 4 " Intensity of the received rays, which are attenuated when irradiating the food bar, wherein the attenuation depends on the local nature of the food bar, for example its density.
  • the naturalstrahlscanner is preferably provided stationary and the food bar is preferably transported along its longitudinal axis by the fürstrahlscanner.
  • the irradiation of the food bar is done slice by disc, the discs are preferably arranged perpendicular to the longitudinal center axis of the food bar.
  • n of n scan slices the respectively measured by the sensor values preferably as a function
  • the computer unit may be assigned to the transmission scanner, the slicing machine or another control unit / CPU.
  • the position of the scanning values in the longitudinal direction is determined by the encoder on the Determine conveyor belt elt.
  • the computer unit therefore has which measured value was determined at which point along the longitudinal axis of the food bar.
  • the respective thickness of the scanning disc must be registered and stored.
  • the scan values can be determined as a function of (as a function of) the thickness of the food bar. For the weight-accurate portioning of the food bar, however, it is generally sufficient if the measured scan values per scan disk are integrated over the thickness of the food product, ie one value per scan disk is sufficient.
  • the food bar in the same orientation in which it was also illuminated passed to a slicer, which in portions divided. Per portion of a certain length I must be separated from the food bar, which corresponds to the desired target weight G of the respective portion, wherein a portion comprises at least one, preferably several food slices.
  • the cuts of the slicing machine take place substantially parallel to the transmission direction of the transmission scanner and are preferably arranged substantially perpendicular to the longitudinal central axis of the food bar. In the event that this is not the case, then the scan values must be corrected mathematically.
  • the slicing machine also has a detector (see Figures 6 and 7), which preferably determines the same reference point / line ß of food bar as the detector 6 of the transmission scanner. The signal of this detector is used to determine the position of the food bar in the slicing device and / or to synchronize the data of the scanning process exactly with the slicing operation of the product.
  • the values determined by the transmission scanner can additionally be used to determine quality features. For example, these values can be used to determine the area of the beginning and the end of the food bar in which the diameter of the slices is smaller. Furthermore, the data can be used to determine areas of the food bar with a very high fat content, very large cavities (cheese) and / or so-called "blood spots.” These areas with a reduced quality can then be sorted out and do not reach the cut portion. The sorting also takes place on the basis of the measured values and a corresponding control of the slicing machine, and the irradiation allows a foreign body detection in the food bar .. Food bars with foreign bodies are at least partially cut open in order not to damage the knife or because they are unsuitable as food.
  • the data determined per scanning slice are preferably analyzed as a function of the thickness (perpendicular to the plane of the paper), ie in this case an integral viewing per scanning slice is generally not sufficient stage analysis, which is performed for example by an image recognition software.
  • the analysis of the data collected may lead to the total or partial discarding of a food bar.
  • the separation of parts of the food bar can be done during or after cutting.
  • the remainder can then be processed into "good portions.”
  • the classifying can also be carried out during or after the slicing, and the classification is preferably based on predetermined quality characteristics.
  • FIG. 3 shows the signal of the transmission scanner as a function of the signal of the transmitter from the conveyor belt 4.
  • the signal can also be plotted as a function of time.
  • the scanner 4 After a distance / time interval of ⁇ , the distance / time difference between the detection of the product start by the X-ray scanner 4 and the detection of the reference point ß by the detector 6, the scanner 4 first of all detects the initial area 1 'of the foodstuff 1. In the event that the detector 6 is located downstream of the X-ray scanner, the scanner first detects the initial area 1 'of the food bar 1 before the detector 6 detects the food bar.
  • ⁇ corresponds exactly to the distance ⁇ between the detector 6 and the scanner 4.
  • ⁇ will probably not be.
  • ⁇ ⁇ will be because the product tip is leading the reference point ⁇ .
  • the value ⁇ is passed on to the slicing machine and serves to synchronize the scanned values with the movement of the food bar in the slicing machine.
  • the reference point is used to recalculate the correct product start. Since the food bar in the present case is curved in the present case, the measured values increase slowly.
  • a value is determined as a function of its position within the food bar.
  • the measured values are summarized as curve 8. It is also possible to interpolate between two or more measured values. Each measured value of the curve represents an integral over the thickness and the width of the respective scanning disc.
  • the scanner detects the further structure of the food bar. Its length can be determined with the scan signal and the relative movement between the transmission scanner and the food bar become.
  • the food bar is divided into portions each having a length I such that the desired weight of the portion is obtained in each case. Those skilled in the art will recognize that this length I per serving may be different.
  • FIG. 4 essentially shows the arrangement according to FIG. 2, wherein in the present case the food bar has a vertically arranged initial position. End region 1 'has. Accordingly, the measurement signal shown in FIG. 5 has a very steep start or end edge. In this case, the reference point ß coincides with the product start. In this case, ⁇ and ⁇ are the same
  • FIG. 6 shows the slicing machine according to the invention.
  • This has a transport means 16, with which a food bar 1 is transported in the direction of a rotating cutting blade 14.
  • the means of transport preferably has an encoder with which the movement of the transport means and thus of the food bar can be tracked.
  • This cutting blade 14 separates from the food latch food slices, which are configured to portions of several food slices and then transported away.
  • the slicing machine according to the invention receives the data determined by the transmission scanner 4, as shown for example in FIGS. 3 and 5, in order to divide the food bar into portions which are as accurate as possible in weight or to classify the food slices.
  • this also has a detection means 15 which is at a distance Y from the cutting blade.
  • this detection means detects the beginning of the food bar 1
  • the apparatus can calculate when the beginning of the food bar 1 will be in the cutting plane of the cutting blade 14 and then correlate this time with the data transmitted by the scanner.
  • the value ⁇ is preferably transmitted to the slicing machine. It is important that the detection means 15 detects the same area / point ß of the front end of the food as the detection means 6 of the transmission scanner. Preferably, therefore, the two detection means 6, 15 are arranged at the same height h, so that they recognize the food bar at the same height.
  • the detection means 6, 15 must be provided on the same width coordinate. An at least almost identical arrangement of the detection means 6, 15 ensures that the slicing and the associated data are exactly correlated.
  • the slicing machine can also have a stop against which the front end of the food bar rests, preferably without being compressed. As a result, the position of the food bar in the slicing machine is clearly defined and its further way can be clearly traced. A control unit knows when the front end of the food bar will be in the cutting plane and will synchronize the detected scan data accordingly.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the slicing machine according to the invention.
  • the slicing machine according to the invention has a plurality of conveyor belts 16, with which the food bars can be transported at different speeds in the direction of the cutting knife. In the cutting plane of the cutting blade 14, the food bars are cut into food slices.
  • each transport 16 has a donor, with which the feed of each means of transport can be determined in each case.
  • each transport means 16 has a detection means 15 with which the beginning of the respective food bar can be determined. Otherwise, we refer to the comments on Figure 6.
  • FIG. 8 shows the food bar according to the invention, which has its starting area in the middle 17.
  • the transport direction of the food bar is represented by the arrow marked "z."
  • this means can be an orientation means with which it can be determined whether the product start 7 is actually arranged in the transport direction in front It is possible to assign the respective data record to the respective food bar and this information can also be used to track the production, so that you know which portion of which food bar has been cut open.
  • the means 17 is preferably removed from the food bar before slicing.
  • the means 17 also allows to determine whether the food bar 1 during scanning and / or slicing on the correct peripheral surface, here the peripheral surface 18 "" rests. This may be particularly important if the food bar has an internal structure that is to be detected during scanning.
  • the weight W of the food bar is determined (e.g., 2,000g).
  • the food bar is transported by an X-ray scanner.
  • the X-ray scanner makes a gap-taking of the food bar e.g. every 0.1 mm.
  • the width of the gap is set, for example, by the speed with which the food bar is adjusted by the X-ray scanner and / or the frequency of the images.
  • the determined values Pi, i 1.
  • the values are stored individually and as a function of their position along the longitudinal axis of the food bar in a computer unit connected to the X-ray scanner.
  • the number of scan discs is calculated which must be cut from the food bar to obtain the target weight for that portion.
  • the weight values Wj are added up until at least the desired target weight has been reached (eg 375 scanning disks). This corresponds to a real product length of 37.5 mm cut off the food bar for this portion got to.
  • the slicing machine 15 will cut food slices each 2.5 mm thick from the food bar.
  • the weight W of the food bar is determined (e.g., 2,000g).
  • the food bar is transported by an X-ray scanner.
  • the X-ray scanner makes a gap-taking of the food bar e.g. every 0.1 mm.
  • the width of the gap is set, for example, by the speed with which the food bar is adjusted by the X-ray scanner and / or the frequency of the images.
  • the values are stored individually and as a function of their position along the longitudinal axis of the food bar in a computer unit connected to the X-ray scanner.
  • the slicing machine 15 will cut food slices each 2.5 mm thick from the food bar. 8) Repeat steps 5-7 until the food bar is cut open.
  • L of the food bar e.g., 500 mm
  • a photocell and encoder is used, which measures the advance of the tape on which the food bar is located, as long as the signal of the photocell is interrupted.
  • the food bar is transported by an X-ray scanner.
  • the X-ray scanner makes a gap-taking of the food bar e.g. every 0.1 mm.
  • the width of the gap is set, for example, by the speed with which the food bar is adjusted by the X-ray scanner and / or the frequency of the images.
  • the values are stored individually and as a function of their position along the longitudinal axis of the food bar in a computer unit connected to the X-ray scanner.
  • the target weight of the portion e.g., 150g
  • the slicing machine 15 will cut food slices each 2.5 mm thick from the food bar.
  • the weight W of the food bar is determined (e.g., 2,000g).
  • the food bar is transported by an X-ray scanner.
  • the X-ray scanner makes a gap-taking of the food bar e.g. every 0.1 mm.
  • the width of the gap is set, for example, by the speed with which the food bar is adjusted by the X-ray scanner and / or the frequency of the images.
  • the values are stored individually and as a function of their position along the longitudinal axis of the food bar in a computer unit connected to the X-ray scanner.
  • an integral is calculated below the curve and calculated which length I for the particular portion must be separated from the food bar. This calculation is preferably independent of the thickness of the scanning disks.
  • Step 6 is repeated until the food bar is completely divided into portions.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Aufschneidemaschine und einen Lebensmittelriegel.

Description

Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels in gewichtsgenaue Portionen. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Aufschneidemaschine und einen Lebensmittelriegel.
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 in Relation zu der Drehzahl des Schneidmessers bestimmt. Die abgeschnittene(n) Scheibe(n) wird/werden portionsweise abtransportiert, wobei das Gewicht der Verpackungen der Fertigverpackungsverordnung entsprechen muss. Dadurch müssen die Packungen, insbesondere im Mittel, mit einem höheren Gewicht als dem angegebenen Mindestgewicht ausgestattet sein. Dieses Zusatzgewicht ist dem Fachmann beispielsweise als „Give away" bekannt und ist unerwünscht oder möglichst minimal zu halten, weil es die Rentabilität der Lebensmittelproduktion einschränkt.
Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem/der 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) oder die Länge (L) des Lebensmittelriegels (1 ) ermittelt wird,
- ein Durchstrahlscanner n Signale (pi, -, = 1 . n) von n Scannscheiben mit einer Dicke (Xi1 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 pι, -, = 1. n oder L, P und pi, \ = 1 . n und 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.
Ein Lebensmittelriegel ist vorzugsweise ein Wurst-, Käse oder Schinkenriegel. Diese Lebensmittelriegel weisen oftmals einen im wesentlichen konstanten Querschnitt auf. In der Regel sind die Lebensmittelriegel, wie eine Wurst, länglich, d.h. ihr Querschnitt ist wesentlich kleiner als ihre Länge. In der Regel werden die Lebensmittelscheiben senkrecht zur Längsachse abgetrennt. Bei dem Lebensmittelriegel kann es sich aber auch um einen Naturschinken handeln.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gemäß einer Alternative 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, in dem dieser beispielweise Daten über die äußere Form des Produktes liefert. 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 einer zweiten Alternative ist es ausreichend die Gesamtlänge des Produktes zu kennen. Diese Vorgehensweise führt insbesondere dann zu befriedigenden Ergebnissen, wenn die durchschnittliche Dichte des Produktriegels bekannt ist. Diese kann aufgrund von vorhandenen Daten bekannt sein und/oder der Wert der durchschnittlichen Dichte kann anhand einer rückwärtsgerichteten Regelung immer wieder aktualisiert werden. Diese Länge kann gemessen werden oder bekannt sein, weil sie beispielsweise bei Käse im immer Wesentlichen konstant ist. 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, der sich auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Umfangs des Lebensmittelriegels befindet. Dieser Sensor ist beispielsweise eine Zeilenkamera. Die Strahlenquelle sendet Strahlen aus, die auf einer Seite des Umfangs des Lebensmittelriegels eintreten, den Lebensmittelriegel auf dessen gesamter Breite 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. Die Durchstrahlung erfolgt über die gesamte Breite des Produktes. 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 pι, i = -i - n von n Scannscheiben, wobei für die gewichtsgenaue Portionierung der jeweilige Wert vorzugsweise ein Integral der über Breite des Produktes darstellt. Die jeweils von dem Sensor gemessenen Werte werden, vorzugsweise in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Lage in Längsrichtung des Lebensmittelriegels in der Rechnereinheit abgespeichert. Die Rechnereinheit kann in dem Durchstrahlscanner oder in einem nachgeordneten Slicer oder in einer sonstigen CPU erfolgen. Diese Speicherung kann als Einzelwerte erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch durch die Messwerte eine Kurve gelegt und diese Kurve gespeichert. Weiterhin bevorzugt ist es auch möglich jeweils zwischen zwei Werten zu interpolieren. Die Rechnereinheit weis demnach vorzugsweise welcher Messwert an welcher Stelle entlang der Längsachse des Lebensmittelriegels ermittelt wurde. Für den Fall, dass nicht mit einer einheitlichen Scannscheibendicke gearbeitet wird, muss zusätzlich die jeweilige Dicke der Scannscheibe registriert und gespeichert werden bzw. bei der Ermittlung der Kurve berücksichtigt 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 gespeichert.
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. Ist dies nicht der Fall, muss eine mathematische Korrektur des jeweiligen Datensatzes erfolgen. 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, ι = 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 pit i = ^ . n in das Gewicht Wj, j = 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. Der Fachmann versteht, dass die Berechnung der pro Portion abzutrennenden Produktlänge auch in einer dem Slicer zugeordneten Rechnereinheit oder einer sonstigen CPU, die von dem Duchstrahlscanner Daten empfängt und dem Slicer Daten übermittelt, erfolgen kann.
Alternativ kann auch berechnet werden, welche Messwert-Zahl 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. Der Fachmann versteht, dass die Berechnung der pro Portion abzutrennenden Produktlänge auch in einer dem Slicer zugeordneten Rechnereinheit oder einer sonstigen CPU, die von dem Duchstrahlscanner Daten empfängt und dem Slicer Daten übermittelt, erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Messwerte zu einer Kurve verbunden. Um zu ermitteln, welche Länge (XN) für die jeweilige Portion von dem Lebensmittelriegel abzutrennen ist, werden insbesondere mehrere Integrale unter der Kurve errechnet. Dabei wird das gewünschte Gewicht der jeweiligen Portion vorgeben und mit dem Integral ermittelt, welche Länge (XN) dafür von dem Lebensmittelriegel abzutrennen ist. Ganz besonders bevorzugt erfolgt die gesamte Berechnung für alle Portionen eines Lebensmittelriegels, bevor dieser aufgeschnitten 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.
Vorzugsweise weist der Durchstrahlscanner ein Transportmittel, vorzugsweise ein Transportband auf, mit dem der Lebensmittelriegel entlang des Senders und Empfängers transportiert wird.
Vorzugsweise weist der Durchstrahlscanner ein Mittel, vorzugsweise ein Detektionsmittel auf, das mindestens einen Punkt des Anfangs des Lebensmittelriegels auf dem Transportband erfasst. Das Detektionsmittel kann stromaufwärts oder stromabwärts von dem Durchstrahlscanner angeordnet sein. Dieses Detektionsmittel startet vorzugsweise den Durchstrahlscanner und/oder die Aufzeichnung der Messwerte des Durchstrahlscanners. Die Messwerte werden vorzugsweise in Abhängigkeit von der Längsachse des Produktes erfasst. Dafür muss die Bewegung des Lebensmittelriegels relativ zu dem Scanner und/oder die Bewegung des Scanners relativ zu dem Lebensmitteilriegel bekannt sein. Beispielsweise weist das Transportband einen Geber auf, der die Bewegung des Bandes insbesondere den Weg des Bandes an eine Datenerfassungseinheit übermittelt und/oder das Transportband bewegt sich mit einer konstanten, bekannten Transportgeschwindigkeit. In diesem Fall wird die Zeit erfasst und über eine Integration lässt sich der von dem Produkt zurückgelegte Weg ermitteln. Die Werte des Durchstrahlscanners und der Weg den der Lebensmittelriegel zurückgelegt hat, werden als Wertepaare oder als Kurve gespeichert. Es kann auch eine Interpolation jeweils zwischen zwei oder mehreren Werten errechnet und vorzugsweise abgespeichert werden. Das Mittel startet vorzugsweise auch die Erfassung der Relativbewegung zwischen dem Scanner und dem Lebensmittelriegel und/oder dem Transportband. Der Fachmann versteht, dass der Durchstrahlscanner auch beweglich sein kann, während das Produkt stationär ist. In diesem Fall muss die Bewegung des Durchstrahlscanners erfasst werden.
Vorzugsweise wird der zeitliche Abstand und/oder der Weg, den das Produkt zwischen der Erfassung durch das Detektionsmittel und dem Erreichen der Scannebene, die sich vorzugsweise senkrecht zu der Transportrichtung des Lebensmittelriegels erstreckt, erfasst. Bei Produkten, deren vorderes Ende eben und senkrecht zur Transportrichtung ausgerichtet ist, entspricht dieser Abstand/Weg in der Regel dem physischen Abstand zwischen dem Detektionsmittel und der Scannebene. Insbesondere bei Naturprodukten, wie Schinken, wird dieser Abstand in der Regel jedoch von dem physischen Abstand abweichen. Vorzugsweise wird dieser Abstand/Weg an die Aufschneidemaschine oder eine entsprechende Steuereinheit /CPU weitergeleitet, damit mit diesem Wert eine Synchronisation der Messwerte mit dem Aufschneidevorgang, insbesondere mit der Bewegung des Lebensmittelriegels innerhalb der Aufschneidevorrichtung erfolgen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mehrere Lebensmittelriegel zumindest zeitweise gleichzeitig mit einem Durchstrahlscanner durchstrahlt. Vorzugsweise liegen die Lebensmittelriegel nebeneinander und werden vorzugsweise entlang ihrer Längsachse gescannt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung der vorliegenden Erfindung ist deshalb ein Durchstrahlscanner mit dem zumindest zeitweise parallel mehrere Lebensmittelriegel durchstrahlt werden können. Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Scanner lediglich ein Transportmittel, vorzugsweise ein Transportband, auf. Vorzugsweise weist der Durchstrahlscanner nur einen Sender und einen Empfänger auf, deren Längsachse sich vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des zu scannenden Produktes erstreckt. Vorzugsweise entspricht die Länge der Längsachse des Senders und/oder Empfängers im Wesentlichen der Breite des Transportmittels. Vorzugsweise weist der Scanner pro Lebensmittelriegel ein Mittel auf, vorzugsweise ein Detektionsmittel auf, das den Anfang des jeweiligen Lebensmittelriegels auf dem Transportband erfasst.
Vorzugsweise wird von jedem Lebensmittelriegel individuell ein Referenzpunkt ermittelt und an eine Aufschneidemaschine und/oder eine sonstige Steuereinheit/CPU übermittelt. Dieser Referenzpunkt kann pro Lebensmittelriegel unterschiedlich sein.
Weiterhin bevorzugt wird pro Lebensmittelriegel der Abstand zwischen dem Mittel und dem Referenzpunkt ermittelt und an den Slicer oder an eine sonstige Steuereinheit/CPU übergeben.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Aufschneidemaschine mit einem Schneidmesser, das von dem vorderen Ende eines Lebensmittelriegels Lebensmittelscheiben abtrennt, wobei der Lebensmittelriegel von einem Transportmittel in Richtung des Schneidmessers transportiert wird und sie Mittel aufweist, mit dem die Lage des Lebensmittelriegels auf dem Transportband in dessen Transportrichtung feststellbar und nachverfolgbar ist.
Bei dem Transportmittel handelt es sich vorzugsweise um ein oder mehrere Transportbänder, wobei der Lebensmittelriegel vorzugsweise auf einem Transportband aufliegt und zumindest abschnittweise von einem weiteren Transportband, das sich oberhalb des Lebensmittelriegels befindet, geführt und/oder transportiert wird.
Vorzugsweise umfasst dieses Mittel einen Sensor oder einen Anschlag. Das Mittel kann einen Anfangspunkt, eine Anfangslinie oder eine Anfangsfläche des Produktes erfassen. Sowohl die Linie als auch die Fläche können gekrümmt sein. Aufgrund dieser Daten kann die Lage des Produktes auf dem Fördermittel des Aufschneiders bestimmt werden. Des Weiteren kann mit diesen Daten eine
Anpassung/Synchronisation der beim Scannen ermittelten Längskoordinaten auf den Weg des Lebensmittelriegels in der Aufschneidemaschine erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Erfassung der Lage des Lebensmittelriegels in der Aufschneidemaschine ohne dass der Lebensmittelriegel dabei nennenswert gelängt oder gekürzt wird.
Vorzugsweise wird der Lebensmittelriegel in der Aufschneidevorrichtung so fixiert, dass er allenfalls eine geringe Relativbewegung zu dem Transportmittel durchführen kann.
Vorzugsweise umfasst das Transportmittel einen Geber, beispielsweise einen Inkrementalgeber oder ein ähnliches Mittel, mit dem die Bewegung, insbesondere der von dem Transportband zurückgelegte Weg erfasst werden kann, so dass eine Steuerung zu jedem Zeitpunkt weiß wo sich der Anfang des Produktes befindet bzw. und/oder welcher Längsabschnitt des Produktes gerade aufgeschnitten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Aufschneidemaschine mehrere Transportmittel. Dadurch ist es möglich mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig aufzuschneiden. Die Transportmittel sind vorzugweise unabhängig voneinander antreibbar und können somit mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden. Jedes Transportmittel weist vorzugsweise ein Mittel auf, mit dem seine Bewegung insbesondere sein zurückgelegter Weg feststellbar ist. Dieses Mittel kann ein Geber, beispielsweise ein Inkrementalgeber oder ein sonstiges Mittel sein. Erfindungsgemäß ist jedes Transportmittel ist mit einem Mittel versehen, mit dem die Lage des Lebensmittelriegels auf dem jeweiligen Transportmittel in dessen Transportrichtung feststellbar und nachverfolgbar ist.
Vorzugsweise erkennt das Mittel den Anfang des jeweiligen Lebensmittelriegels. Beispielsweise ist das Mittel ein Sensor.
In einer anderen Bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel ein Anschlag, gegen den der Anfang des Lebensmittelriegels anschlägt bevor dieser aufgeschnitten wird. Dadurch befindet sich der Lebensmittelriegel in einer klar definierten Anfangslage und sein Weg kann, beispielsweise mit dem Geber des Transportbandes, eindeutig nachverfolgt werden, sobald der Anschlag entfernt worden ist. Das Mittel kann einen Anfangspunkt, eine Anfangslinie oder eine Anfangsfläche des Produktes erfassen. Sowohl die Linie als auch die Fläche können gekrümmt sein.
Vorzugsweise erfasst jedes Mittel der Aufschneidemaschine den Anfang des Lebensmittelriegels im selben Bereich wie das Mittel des Durchstrahlscanners. Vorzugsweise sind das/die Mittel auf derselben Höhe oberhalb des Transportmittels angeordnet. Bevorzugt oder besonders bevorzugt sind das/die Mittel auf derselben Breitenkoordinate angeordnet, so dass sie den Anfang des Lebensmittelriegels an derselben Stelle detektieren wie das Mittel an dem Scanner.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Aufschneidemaschine ein Mittel, vorzugsweise pro Transportmittel, auf, mit dem die Orientierung des Lebensmittelriegels auf dem Transportband feststellbar ist. Dieses Mittel kann dasselbe Mittel sein, mit dem der Anfang des Produktes identifiziert wird. Durch dieses Mittel ist feststellbar, ob der Riegel in der richtigen Orientierung in den Slicer gelegt wurde; d.h. ob der Anfang des Lebensmittelriegels beim Scannen auch der Anfang des Lebensmittelriegels beim Slicen ist und/oder ob der Lebensmittelriegel auch mit derselben Fläche auf dem Transportmittel des Slicers aufliegt, mit der er auch beim Scannen aufgelegen hat. Dies ist für ein gewichtsgenaues Aufschneiden des Lebensmittelriegels in Portionen und/oder ein Klassieren der aufgeschnittenen Lebensmittelscheiben vorteilhaft.
Vorzugsweise weist die Aufschneidemaschine ein Mittel auf, mit dem der jeweilige Lebensmittelriegel individualisierbar ist. Durch diese bevorzugte Ausführungsform ist möglich, insbesondere automatisch möglich dem jeweiligen Lebensmittelriegel den jeweiligen Scann-Datensatz zuzuordnen. Die Aufschneidemaschine erkennt um welchen Lebensmittelriegel es sich handelt und lädt die dazugehörigen Daten, die zum gewichtsgenauen Portionieren des Lebensmittelriegels benötigt werden. Beispielsweise kann der Lebensmittelriegel einen Transponder oder einen Barcode aufweisen, der von der Aufschneidemaschine ausgelesen wird. Dieses Mittel kann dasselbe Mittel sein, mit dem der Anfang des Produktes identifiziert wird und/oder mit dem die Orientierung des Produktes festgestellt wird. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird der Weg eines Lebensmittelriegels zwischen dem Durchstrahlscanner und der Aufschneidevorrichtung und/oder innerhalb der Aufschneidevorrichtung, vorzugsweise elektronisch, verfolgt. Dies kann beispielsweise in Form eines elektronischen Schieberegisters erfolgen. Diese bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, dass jeder Datensatz dem jeweiligen Lebensmittelriegel eindeutig zugeordnet werden kann.
Vorzugsweise weist die Aufschneidemaschine eine Steuerung auf, die dem jeweiligen Lebensmittelriegel automatisch einen Scann-Datensatz zuordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass der jeweilige Lebensmittelriegel gewichtsgenau portioniert wird. Diese bevorzugte Ausführungsform ist auch vorteilhaft, wenn mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig aufgeschnitten werden. Der Bediener muss dann nicht auf die Reihenfolge achten, in der er die Lebensmittelriegel in die Aufschneidemaschine einlegt. Die Reihenfolge im Durchstrahlungsscanner muss nicht der Reihenfolge beim Aufschneiden entsprechen.
Vorzugsweise weist die Aufschneidemaschine einen Greifer auf, der den Lebensmittelriegel an seinem der Aufschneidefläche abgewandten Ende ergreift und den Lebensmittelriegel in seiner Lage stabilisiert, insbesondere dann, wenn der Lebensmittelriegel schon weitgehend aufgeschnitten ist. Vorzugsweise erfolgt das Ergreifen des Lebensmittelriegels erst dann, wenn der Aufschnitt des Lebensmittelriegels bereits begonnen hat. Vorzugsweise wird der Lebensmittelriegel so angetrieben und/oder geführt, dass er beim Ergreifen und/oder beim anschließenden Halten des Ende des Lebensmittelriegels den Lebensmittelriegel nicht komprimiert. Durch diese bevorzugte Ausführungsform wird sichergestellt, dass die Längskoordinaten, die beim Scannen ermittelt werden, auch mit den Längskoordinaten beim Aufschneiden übereinstimmen.
Die von dem Durchstrahlscanner ermittelten Daten 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 Daten 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 Daten 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.
Diese Analyse erfolgt vorzugsweise über eine Bildauswertung. Diese Bildauswertung analysiert, vorzugsweise jede, Scannscheibe über deren gesamte Breite; d.h. quer zur Transportrichtung des Lebensmittelriegels. Vorzugsweise verfügt deshalb der Durchstrahlscanner oder eine angeschlossene CPU über eine Bilderkennungssoftware. Vorzugsweise erfolgt die Analyse aufgrund eines Vergleichs, d.h. die Daten innerhalb einer Scannscheibe, die Daten vor zwei mehreren Scannscheiben oder die Daten von einer oder mehreren Scannscheiben und hinterlegten Vergleichsdaten werden miteinander verglichen. Dadurch lassen sich lokale Strukturveränderungen, Fremdkörper erkennen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von drei Beispielen und den Figuren 1-9 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein. Die Erläuterungen gelten für alle Erfindungsgegenstände gleichermaßen.
Figur 1 zeigt eine Aufschneidelinie
Figur 2 zeigt den Durchstrahlscanner
Figur 3 zeigt die Kurve des Signals des Durchstrahlscanners
Figur 4 zeigt den Durchstrahlscanner
Figur 5 zeigt die Kurve des Signals des Durchstrahlscanners
Figur 6 zeigt die erfindungsgemäße Aufschneidemaschine
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Aufschneidemaschine
Figur 8 zeigt den erfindungsgemäßen Lebensmittelriegel Figur 9 zeigt den erfindungsgemäßen Lebensmittelriegel auf dem Durchstrahlscanner bzw. der Aufschneidemaschine
Figur 1 zeigt eine Aufschneidelinie, in der Lebensmittelriegel in Lebensmittelscheiben aufgeschnitten werden und dabei möglichst gewichtsgenaue Portionen erzeugt werden. Ein Lebensmittelriegel 1 wird mit einem Zuführband durch den Durchstrahlscanner 4, vorzugsweise einem Röntgenscanner, gefördert. Vor oder nach dem Scannen wird der Lebensmittelriegel gewogen, beispielsweise mit der Waage 10. Das Gewicht des jeweiligen Lebensmittelriegels kann jedoch auch bereits bekannt sein. In dem Scanner wird das Produkt scheibenweise gescannt. Die Durchführung des Scannens wird näher anhand der Figuren 2 - 5 erläutert. Nachdem der Lebensmittelriegel gescannt worden ist, wird er mittels des Zuführförderbandes 11 in den Slicer 12 geladen. Dieses Zuführband kann auch einen Puffer umfassen, in dem bereits gescannte Lebensmittelriegel auf das Aufschneiden warten. Die von dem Durchstrahlscanner ermittelten Daten werden entweder direkt an die Aufschneidevorrichtung oder an eine sonstige Steuereinheit/CPU übergeben, wo sie bedarfsweise weiterverarbeitet werden. Der Aufschneidevorgang in der Aufschneidevorrichtung wird nun anhand der beim Scannen ermittelten Daten so gesteuert, dass möglichst gewichtsgenaue Portionen entstehen. Des Weiteren werden Lebensmittelscheiben, deren Struktur unerwünschte Bestandteile aufweist, aussortiert und Lebensmittelscheiben unterschiedlicher Qualität in unterschiedliche Produktgruppen klassiert. Nach dem Aufschneiden können die jeweiligen Lebensmittelportionen an eine Wiegevorrichtung 13 übergeben werden, um zu überprüfen, ob das gewünschte Sollgewicht eingehalten worden ist. Diese Daten können zur Kalibrierung der Datenauswertung des Durchstrahlscanners und/oder zur Steuerung des Aufschneidevorgangs herangezogen werden. Der Fachmann erkennt, dass der Scanner auch innerhalb der Aufschneidevorrichtung 12, beispielweise im Bereich der Produktzufuhr angeordnet sein kann. In der Aufschneidevorrichtung können mehrere Lebensmittelriegel gleichzeitig aufgeschnitten werden.
Figur 2 zeigt einen Durchstrahlungsscanner, der ein Förderband 5 aufweist, auf dem sich der zu analysierende Lebensmittelriegel 1 befindet. Dieser ist in dem vorliegenden Fall zylindrisch, wie beispielsweise eine Salami und weist abgerundete Enden 1 ' auf. Das Förderband 5 weist beispielsweise einen Antrieb 20 mit einem Geber auf, so dass der Vorschub des Bandes und/oder dessen Geschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt feststellbar ist. Wird das Transportband mit einer konstanten, bekannten Geschwindigkeit betrieben, kann daraus auch der Weg des Transportbandes ermittelt werden. Die Transportrichtung des Transportbandes ist durch den Pfeil dargestellt. Des Weiteren weist der Durchstrahlungsscanner ein Detektionsmittel 6, beispielsweise eine Photozelle, auf, die einen Punkt oder eine Linie ß des Anfangs des Produktes erfasst. Das Detektionsmittel 6 ist in einem Abstand δ von dem Durchstrahl-Scanner 4 angeordnet. Das Detektionsmittel kann stromaufwärts oder stromabwärts von dem Durchstrahlscanner angeordnet sein. Dieser besteht aus einer Strahlungsquelle 4'und einem Empfänger 4", die eine Scannebene 22 aufspannen. Bei dem Empfänger 4" handelt es sich vorzugsweise um eine Zeilenkammera, oder um jedes andere Mittel, mit dem der Lebensmittelriegel scheibenweise analysiert werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wahlweise 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. Es kann aber auch ausreichend sein lediglich die Länge des Lebensmittelriegels zu ermitteln.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Lebensmittelriegel scheibenweise mit einem Durchstrahlscanner durchleuchtet. Dieser Durchstrahlscanner, beispielsweise ein Röntgenscanner, weist eine Strahlenquelle 4' und einen, beispielsweise fotosensitiven, Sensor 4" auf, die sich auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Umfangs des Lebensmittelriegels 1 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. Der Lebensmittelriegel wird über seine gesamte Breite, die sich senkrecht zur Papierebene erstreckt durchstrahlt. Der Sensor 4" 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. Andere Parameter, die mit dem Durchstrahl-Scanner ermittelt werden können, sind weiter unten beschrieben. Der Durchstrahlscanner ist vorzugsweise ortsfest vorgesehen und der Lebensmittelriegel wird, vorzugsweise entlang seiner Längsachse durch den Durchstrahlscanner transportiert. 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 pι, \ = 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, ganz besonders bevorzugt als Messwertkurve, abgespeichert. Die Rechnereinheit kann dem Durchstrahlscanner, der Aufschneidemaschine oder einer sonstigen Steuereinheit/CPU zugeordnet sein. Die Lage der Scann-Werte in Längsrichtung wird durch den Geber an dem Transportband ermittelt. Die Rechnereinheit weist demnach welcher Messwert an welcher Stelle entlang der Längsachse des Lebensmittelriegels ermittelt wurde. Für den Fall, dass nicht mit einer einheitlichen Scannscheibendicke gearbeitet wird, muss zusätzlich die jeweilige Dicke der Scannscheibe registriert und gespeichert werden. Die Scann-Werte können in Abhängigkeit (als Funktion) von der Dicke des Lebensmittelriegels ermittelt werden. Für die gewichtsgenaue Portionierung des Lebensmittelriegels ist es aber in der Regel ausreichend, wenn die gemessenen Scann-Werte pro Scannscheibe über die Dicke des Lebensmittelproduktes integriert werden, d.h. es genügt ein Wert pro Scannscheibe.
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 I 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 Durchstrahl-Scanners und sind vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Längsmittelachse des Lebensmittelriegels angeordnet. Für den Fall, dass dies nicht gegeben ist, müssen die Scann-Werte entsprechend mathematisch korrigiert werden. Vorzugsweise weist die Aufschneidemaschine ebenfalls einen Detektor (vgl. Figuren 6 und 7) auf, der vorzugsweise denselben Referenzpunkt/Linie ß des Lebensmittelriegels ermittelt wie der Detektor 6 des Durchstrahlscanners. Das Signal dieses Detektors wird dazu eingesetzt, die Lage des Lebensmittelriegels in der Aufschneidevorrichtung zu bestimmen und/oder die Daten des Scannvorgangs exakt mit dem Aufschneidevorgang des Produktes zu synchronisieren.
Die von dem Durchstrahlscanner ermittelten Werte können zusätzlich zur Bestimmung von Qualitätsmerkmalen herangezogen. 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 Daten 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 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. Für die Bestimmung derartiger Qualitätsmerkmale werden vorzugsweise die pro Scannscheibe ermittelten Daten als Funktion der Dicke (senkrecht zur Papierebene) analysiert, d.h. in diesem Fall reicht eine integrale Betrachtung pro Scannscheibe in der Regel nicht aus. Hier ist in der Regel eine Graustufenanalyse vonnöten, die beispielsweise von einer Bilderkennungssoftware durchgeführt wird. Die Analyse der ermittelten Daten kann dazu führen, dass ein Lebensmittelriegel insgesamt oder teilweise verworfen wird. Das Aussondern von Teilbereichen des Lebensmittelriegels kann beim oder nach dem Aufschneiden erfolgen. Der Rest kann dann zu „Gutportionen" verarbeitet werden. Auch das Klassieren kann während oder nach dem Aufschneiden durchgeführt werden. Das Klassieren erfolgt vorzugsweise anhand von vorgegebenen Qualitätsmerkmalen.
In Figur 3 ist das Signal des Durchstrahl-Scanners als Funktion des Signals des Gebers von dem Transportband 4 dargestellt. Bei einer konstanten Transportgeschwindigkeit des Transportbandes kann das Signal auch als Funktion der Zeit aufgetragen werden. Nach einem Weg-/Zeitintervall von α, der Weg- /Zeitdifferenz zwischen der Erkennung des Produktanfangs durch den Röntgen- Scanner 4 und der Erkennung des Referenzpunktes ß durch den Detektor 6, erfasst der Scanner 4 zunächst einmal den Anfangsbereich 1 ' des Lebensmittels 1. Für den Fall, dass das Detektor 6 stromabwärts von dem Röntgen-Scanner angeordnet ist, erfasst der Scanner erst den Anfangsbereich 1 'des Lebensmittelriegels 1 , bevor der Detektor 6 den Lebensmittelriegel detektiert. Bei einem Produkt, bei dem der Produktanfang eben und senkrecht zur Transportrichtung ausgerichtet ist oder für den Fall, dass der Detektor zufällig die vorderste Spitze des Produktes erfasst, entspricht α genau dem Abstand δ zwischen dem Detektor 6 und dem Scanner 4. Bei dem in Figur 2 dargestellten Produkt wird dies vermutlich nicht der Fall sein. Hier wird, wiedargestellt α < δ sein, weil die Produktspitze dem Referenzpunkt ß vorauseilt. Der Wert α wird an die Aufschneidemaschine weitergegeben und dient zur Synchronisation der Scannwerte mit der Bewegung des Lebensmittelriegels in der Aufschneidemaschine. Insbesondere dient der Referenzpunkt zur Rückrechnung des korrekten Produktbeginns. Da der Lebensmittelriegel in dem vorliegenden Fall in dem vorliegenden Fall gekrümmt ist, steigen die Messwerte langsam an. Pro Scannscheibe 9 wird ein Wert in Abhängigkeit seiner Lage innerhalb des Lebensmittelriegels ermittelt. Die Messwerte werden als Kurve 8 zusammengefasst. Es kann auch eine Interpolation jeweils zwischen zwei oder mehreren Messwerten erfolgen. Jeder Messwert der Kurve stellt ein Integral über die Dicke und die Breite der jeweiligen Scannscheibe dar. Sodann erfasst der Scanner die weitere Struktur des Lebensmittelriegels. Mit dem Scannsignal und der Relativbewegung zwischen dem Durchstrahlscanner und dem Lebensmittelriegel kann dessen Länge ermittelt werden. Aufgrund des gemessenen Gewichts und/oder der Länge L und der gemessenen Signale wird der Lebensmittelriegel in Portionen jeweils mit einer Länge I so aufgeteilt, dass jeweils das gewünschte Gewicht der Portion erhalten wird. Der Fachmann erkennt, dass diese Länge I pro Portion unterschiedlich sein kann.
Figur 4 zeigt im Wesentlichen die Anordnung gemäß Figur 2, wobei in dem vorliegendem Fall der Lebensmittelriegel einen senkrecht angeordneten Anfangsbzw. Endbereich 1' aufweist. Dementsprechend weist das in Figur 5 dargestellte Messsignal eine sehr steile Anfangs- bzw. Endflanke auf. In diesem Fall stimmt der Referenzpunkt ß mit dem Produktanfang überein. In diesem Fall sind α und δ gleich
Figur 6 zeigt die erfindungsgemäße Aufschneidemaschine. Diese weist ein Transportmittel 16 auf, mit dem ein Lebensmittelriegel 1 in Richtung eines rotierenden Schneidmessers 14 transportiert wird. Das Transportmittel weist vorzugsweise einen Geber auf, mit dem die Bewegung des Transportmittels und damit des Lebensmittelriegels verfolgt werden kann. Dieses Schneidmesser 14 trennt von dem Lebensmittelriegel Lebensmittelscheiben ab, die zu Portionen aus mehreren Lebensmittelscheiben konfiguriert und so dann abtransportiert werden. Die erfindungsgemäße Aufschneidemaschine erhält die von dem Durchstrahl Scanner 4 ermittelten Daten, wie sie beispielsweise in den Figuren 3 und 5 dargestellt sind, um den Lebensmittelriegel in möglichst gewichtsgenaue Portionen aufzuteilen bzw. um eine Klassierung der Lebensmittelscheiben vorzunehmen. Um die von dem Scanner übermittelten Daten mit der Bewegung des Lebensmittelriegels in der Aufschneidemaschine zu synchronisieren, weist dieser ebenfalls ein Detektionsmittel 15 auf, das in dem Abstand Y von dem Schneidmesser entfernt ist. Sobald dieses Detektionsmittel den Anfang des Lebensmittelriegels 1 detektiert, kann die Vorrichtung berechnen, wann sich der Anfang des Lebensmittelriegels 1 in der Schneidebene des Schneidmessers 14 befinden wird und sodann diesen Zeitpunkt mit den vom Scanner übermittelten Daten korrelieren. Dafür wird an die Aufschneidemaschine vorzugsweise der Wert α übermittelt. Wichtig ist, dass das Detektionsmittel 15 denselben Bereich/Punkt ß des vorderen Endes des Lebensmittels detektiert wie das Detektionsmittel 6 des Durchstrahlscanners. Vorzugsweise sind die beiden Detektionsmittel 6, 15 deshalb in derselben Höhe h angeordnet, so dass sie in derselben Höhe den Lebensmittelriegel erkennen. Für den Fall, dass die Detektion von Oben erfolgt, müssen die Detektionsmittel 6, 15 auf derselben Breitenkoordinate vorgesehen sein. Durch eine zumindest nahezu identische Anordnung der Detektionsmittel 6, 15 wird sichergestellt, dass das Aufschneiden und die dazu gehörigen Daten exakt korreliert sind. Der Fachmann erkennt, dass die Aufschneidemaschine auch einen Anschlag aufweisen kann, an dem das vordere Ende des Lebensmittelriegels anliegt, vorzugsweise ohne dabei komprimiert zu werden. Dadurch ist die Lage des Lebensmittelriegels in der Aufschneidmaschine eindeutig festgelegt und sein weiterer Weg kann eindeutig nachverfolgt werden. Eine Steuereinheit weiß wann sich das vordere Ende des Lebensmittelriegels in der Schneidebene befinden wird und wird die ermittelten Scanndaten entsprechend synchronisieren.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufschneidemaschine. In dem vorliegendem Fall, können mehrere Lebensmittelriegel 1 gleichzeitig aufgeschnitten werden. Dafür weist die erfindungsgemäße Aufschneidemaschine mehrere Transportbänder 16 auf, mit denen die Lebensmittelriegel mit jeweils unterschiedlichen Geschwindigkeiten in Richtung des Schneid messers transportiert werden können. In der Schneidebene des Schneidmessers 14 werden die Lebensmittelriegel in Lebensmittelscheiben aufgeschnitten. Auch hier weist jedes Transportmittel 16 ein Geber auf, mit dem der Vorschub jedes Transportmittels jeweils ermittelt werden kann. Des Weiteren weist jedes Transportmittel 16 ein Detektionsmittel 15 auf, mit dem der Anfang des jeweiligen Lebensmittelriegels ermittelt werden kann. Ansonsten wir auf die Ausführungen zu Figur 6 verwiesen.
Figur 8 zeigt den erfindungsgemäßen Lebensmittelriegel, der in seinem Anfangsbereich in Mitte 17 aufweist. Die Transportrichtung des Lebensmittelriegels ist durch den mit „z" gekennzeichneten Pfeil dargestellt. Dieses Mittel kann zum einen ein Orientierungsmittel sein, mit dem festellbar ist, ob der Produktanfang 7 tatsächlich in Transportrichtung nach vorne angeordnet ist. Des Weiteren kann das Mittel 17 eine Information erhalten, die eine Identifikation des jeweiligen Lebensmittelriegels erlaubt. Dadurch ist es möglich dem jeweiligen Lebensmittelriegel den jeweiligen Datensatz zuzuordnen. Diese Information kann auch zur Nachverfolgung der Produktion verwendet werden, so dass man weiß welche Portion aus welchem Lebensmittelriegel aufgeschnitten worden ist. Das Mittel 17 wird vor dem Aufschneiden vorzugsweise von dem Lebensmittelriegel entfernt.
Wie Figur 9 entnommen werden kann, erlaubt das Mittel 17 auch festzustellen, ob der Lebensmittelriegel 1 beim Scannen und/oder beim Slicen auf der richtigen Umfangsfläche, hier die Umfangsfläche 18"" aufliegt. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn der Lebensmittelriegel eine innere Struktur aufweist, die beim Scannen erkannt werden soll.
Beispiel 1
1) Es wird das Gewicht W des Lebensmittelriegels ermittelt (z.B.: 2.000g).
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 = -i - 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) 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 pι, j = 1. n d.h. jeder Scannscheibe berechnen z.B. w1=83,234*K= 0,399999 g Das ist das Gewicht Wi von 0,1 mm Produkt an der Stelle i=1.
7) Basieren auf dem Sollgewicht der Portion ( z.B. 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 Wj 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.: 2.000g).
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 pit j = 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) 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 pι 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.
Beispiel 3
1 ) Es wird die Länge L des Lebensmittelriegels gemessen (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, \ = 1. π . 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) Basieren auf dem Sollgewicht der Portion ( z.B. 150 g) und einer bekannten durchschnittlichen Dichte, wird zunächst errechnet welche Länge Ij pro Portion (beispielsweise 50 mm) abgetrennt werden muss und welche Messwertsumme dies entspricht diesem Gewicht entspricht = 416325*50/500. 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. 9) Das reale Gewicht der Packung kann sodann ermittelt und gegebenenfalls der abgenommene Wert der Dichte korrigiert werden.
Beispiel 4
1 ) Es wird das Gewicht W des Lebensmittelriegels ermittelt (z.B.: 2.000g).
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 p,, , = 1 . n • Die ermittelten Werte p,, , = 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) Die Scannwerte werden als Kurve P11 1 = I - 0 (x) aufgetragen) )
5) Alle 5000 Werte werden sodann addiert ( z.B.. 416325) oder das Integral unter der gesamten Kurve errechnet.
6) Basieren auf dem Sollgewicht der Portion ( z.B. 150 g) wird ein Integral unter der Kurve errechnet und berechnet, welche Länge I für die jeweilige Portion von dem Lebensmittelriegel abgetrennt werden muss. Diese Berechnung ist vorzugsweise unabhängig von der Dicke der Scannscheiben.
7) Der Schritt 6 wird wiederholt, bis der Lebensmittelriegel vollständig in Portionen aufgeteilt ist.
8) Danach erfolgt der Aufschnitt des Lebensmittelriegel entsprechend den errechneten Vorgaben. Bezugszeichenliste:
1 Lebensmittelriegel r Enden des Lebensmittelriegels
1 " Längsachse des Lebensmittelriegels
2 Lebensmittelscheiben
3 Portion
4 Sensormittel, Durchstrahlscanner
4' Quelle, Empfänger
4" Empfänger, Quelle
5 Transportmittel des Scanners
6 Detektionsmittel
7 Anfang des Lebensmittelriegels
8 Messwertkurve
9 Scannscheibe
10 Waage
11 Transportmittel, Transportband
12 Slicer, Aufschneidemaschine
13 Portionierband
14 Schneidmesser
15 Sensor/Anschlag
16 Transportmittel, Transportband des Slicers
17 Orientierungsmittel
18'- 18"" Umfangfläche
19 Aufschneidelinie
20 Antrieb
21 Fremdkörper, Bluterguss
22 Scannebene
L Länge des Lebensmittelriegels
I Länge einer Portion i Index der jeweiligen Scannscheibe, i= 1 - n
G gewünschtes Gewicht der Portion 3 h Abstand zwischen Transportmittel und Detektionsmittel 6, 15 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
Wj Gewicht der einzelnen Scannscheibe
Xi Dicke der einzelnen Scannscheibe xN Dicke der abgeschnittenen Portion α Räumlicher Abstand zwischen dem Detektionmittel 6 des und dem
Referenzpunkt ß Referenzpunkt der Messung
Y Abstand zwischen Detektionsmittel und Schneidmesser δ Abstand zwischen Detektionsmittel und Sensormittel

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelriegels (1 ) in gewichtsgenaue Portionen (3), dadurch gekennzeichnet, dass:
- das Gewicht (W) oder die Länge (L) des Lebensmittelriegels (1 ) ermittelt wird,
- ein Durchstrahlscanner n Signale (pj, i = 1. n) von n Scannscheiben mit einer Dicke (Xj, i =1 - n) ermittelt, die hintereinander entlang der Längsachse (x) des Lebensmittelriegels angeordnet sind,
- die Signale (pif -, = 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 oder L, P und ps, i = 1 - n und 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 Wj anhand der Formel Wj=p*W/P ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Werten (ws) die Anzahl der abzutrennenden Scannscheiben berechnet wird.
5. . Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der pro jeweilige Portion abzutrennenden Messwert-Zahl berechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der pro Portion abzutrennenden Messwert-Zahl anhand der Formel G*P/W ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 -6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der abzutrennnenden Scannscheiben in die 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.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (4), vorzugsweise ein Detektionsmittel, das mindestens einen Referenzpunkt (ß) des Anfangs (7) des Lebensmittelriegels (1 ) auf dem Transportband (5) erfasst, die Aufzeichnung der Messwerte und/oder die Erfassung des Vorschubs des Transportbandes startet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (α) zwischen dem Referenzpunkt (ß) und einer Scannebene (22) ermittelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (α) an die Aufschneidemaschine übermittelt wird.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lebensmittelriegel zumindest zeitweise gleichzeitig mit einem Durchstrahlscanner (4) durchstrahlt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass von jedem Lebensmittelriegel individuell der Referenzpunkt (ß) ermittelt und an eine Aufschneidemaschine übermittelt wird.
15. Aufschneidemaschine mit einem Schneidmesser (14), das von dem vorderen Ende (7) eines Lebensmittelriegels (1 ) Lebensmittelscheiben abtrennt, wobei der Lebensmittelriegel (1 ) von einem Transportmittel (16) in Richtung des Schneidmessers (14) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (15) aufweist, mit dem die Lage des Lebensmittelriegels auf dem Transportband in dessen Transportrichtung feststellbar und nachverfolgbar ist.
16. Aufschneidemaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel einen Sensor (15) oder einen Anschlag umfasst.
17. Aufschneidemaschine nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass Transportmittel (16) einen Geber umfasst.
18. Aufschneidemaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Transportmittel (16) umfasst, wobei jedes Transportmittel mit einem Mittel (15) versehen ist, mit dem die Lage des Lebensmittelriegels auf dem Transportband in dessen Transportrichtung feststellbar und nachverfolgbar ist.
19. Aufschneidemaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportgeschwindigkeit jedes Transportmittels (16) individuell einstellbar ist.
20. Aufschneidemaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (15) den Anfang des Lebensmittelriegels (1 ) erkennt.
21. Aufschneidemaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (15) den Anfang des Lebensmittelriegels (1 ) im selben Bereich wie das Mittel (4) erfasst.
22. Aufschneidemaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mittel (15), vorzugsweise pro Transportmittel (16), aufweist, mit dem die Orientierung des Lebensmittelriegels auf dem Transportband feststellbar ist.
23. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mittel (15) aufweist mit dem der jeweilige Lebensmittelriegel (1) individualisierbar ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuerung aufweist, die dem jeweiligen Lebensmittelriegel einen Scanndatensatz zuordnet.
25. Lebensmittelriegel, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Mittel (17) aufweist, mit dem die Orientierung des Lebensmittelriegels feststellbar ist.
26. Lebensmittelriegel nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des Anfangs (7) des Lebensmittelriegels (1) mit dem Mittel (17) feststellbar ist.
27. Lebensmittelriegel nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage einer Fläche (18' - 18"") feststellbar ist.
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