EP3069835B1 - Lebensmittelaufschneidevorrichtung mit vorkühlungseinrichtung - Google Patents

Lebensmittelaufschneidevorrichtung mit vorkühlungseinrichtung Download PDF

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EP3069835B1
EP3069835B1 EP16160955.7A EP16160955A EP3069835B1 EP 3069835 B1 EP3069835 B1 EP 3069835B1 EP 16160955 A EP16160955 A EP 16160955A EP 3069835 B1 EP3069835 B1 EP 3069835B1
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EP
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temperature
food product
food
slicing
gripper
Prior art date
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Alexander Burk
Michael Knauf
Jochen Gerlach
Philip Kahl
Christian NIETSCH
Andreas Runkel
Thorsten Schneider
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Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
Original Assignee
Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
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Publication date
Application filed by Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach filed Critical Weber Maschinenbau GmbH Breidenbach
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    • B26D2210/00—Machines or methods used for cutting special materials
    • B26D2210/02—Machines or methods used for cutting special materials for cutting food products, e.g. food slicers

Definitions

  • the present invention relates to a food slicing apparatus for slicing food products, comprising a pre-chiller for chilling the food product prior to slicing, and a cutter having a cutting blade.
  • the invention further relates to a method of slicing a food product comprising pre-cooling the food product in a pre-cooler.
  • the food products are, in particular, food product bars such as sausage bars, cheese bars or ham bars, or naturally shaped food products such as bacon or prosciutto.
  • pre-cooling devices are used in food slicing devices. There, shortly before cutting, the products are strongly cooled down or even frozen at least in the edge region, for example in order to optimize the cutting quality in interaction with the cutting blade, or to reduce the deformation of the product.
  • DE 10 2008 019 776 A1 discloses a cutting device with a product sensor in the form of an infrared camera, with which the temperature of a product can be determined. Based on this measurement, parameters of the cutting device, such as the speed of the blade, the cutting gap, the feed rate, etc., can be adjusted.
  • Fluctuating product consistencies such as those present in naturally shaped food products, and fluctuating product temperatures, lead to a standstill
  • the technique often leads to significant differences in the cutting quality and affect the portion formation, in particular the storage behavior of the cutting blade, depending on the food product.
  • the object of the present invention is thus to further develop a food slicing device and a method for slicing a food product so that the quality of the slicing result that is as constant as possible can be achieved when slicing food products.
  • a food slicing device for slicing food products having a pre-cooling device for cooling the food product before slicing, and a cutting device with a cutting knife
  • a temperature detecting device for measuring the temperature of the food product, and a control unit are provided, wherein the control unit designed is, starting from the temperature measured by the temperature detection means, to calculate a default for the operation of the pre-cooling device, and wherein the pre-cooling device is controllable in dependence on this specification.
  • the pre-cooling device By detecting the temperature of the food product and calculating a default for the operation of the pre-cooling device can be ensured that, despite fluctuating product consistency and product temperatures upstream of the pre-cooling, an optimal default for the operation of the pre-cooling device can be calculated.
  • the food product can optimally pre-cooled the cutting device are supplied, and thus the cutting quality and cutting performance of the cutting device are standardized and improved.
  • the cutting device is in particular a slicer.
  • thermosensor As a temperature detecting device advantageously at least one temperature sensor is used. Temperature sensors that are brought into contact with the food product are advantageously isolated so that only their front area is exposed, and thus only the product temperature is detected, and ambient temperature influences are excluded as possible.
  • several temperature sensing devices or sensors along the transport direction of the food products from the pre-cooling device can be provided to the cutting blade, with their measurements give information about the time-temperature behavior of the food products.
  • the time-temperature behavior can be evaluated to calculate an optimal default for the operation of the precooler. If only one outer layer of a food product has been sufficiently cooled while the interior of the food product is still too warm, this is indicated by the time-temperature behavior because the outer layer heats up rapidly under the influence of the ambient temperature and internal temperature of the food product , As a countermeasure, the default for the operation of the pre-cooling device can be adjusted so that the food product is kept longer therein and thus the interior is sufficiently cooled.
  • the food products are often refrigerated from the food slicer from an upstream buffer store.
  • the temperature in this bearing is usually above the desired temperature for the cutting process and not dependent on the situation regulated, especially since the temperature of individual food products can not be adjusted as needed, depending on their properties.
  • the pre-cooling device is designed to adjust the residence time or throughput speed of the food product in the pre-cooling device and / or the cooling capacity or the predeterminable temperature as a function of the specification. This can ensure that the food product is pre-cooled to the desired temperature depending on its properties.
  • the default may be, in particular, a data set which contains the desired temperature in the pre-cooling device, and / or the cooling capacity of the pre-cooling device and / or the residence time or
  • Passing speed of the food product in the pre-cooling device comprises.
  • control unit can be designed to determine the distance of the measured temperature to a predefinable value for the specific freezing point of the food product.
  • the specific freezing point is a product-dependent value or a property that is stored in particular for different products in the control unit and can be retrieved from this.
  • the specific freezing point depends on the composition of the food product, for example the specific fat or salt content.
  • the pre-cooling device and the control unit are designed and connected such that automatic regulation of the pre-cooling device is performed by the control unit.
  • the temperature detection device, the control unit and the pre-cooling device advantageously form a control loop.
  • the default for the operation of the pre-cooling of an operator is displayed, which then controls in the case of a self-sufficient, not directly control technology integrated pre-cooling, the pre-cooling device in response to this specification manually.
  • the calculation of the specification can be carried out in particular via a mean value or limit value detection, which results from different successive measured values for the temperature of the food product.
  • the temperature sensing device is provided downstream of the cutting blade.
  • the temperature detection device is preferably provided close to the cutting device in order to detect the surface temperature of the cut surface of a cut portion of the food product, as soon as possible after the cutting operation on a portion deposit.
  • the temperature of the cut surface of the food product can be detected by a non-contact measuring method. Thus, information about the temperature distribution within the food product can be determined.
  • the temperature detection device may be contactless, for example an infrared temperature sensor, in particular an infrared camera, with which a thermographic evaluation of the cut surface or of the food product takes place can.
  • an infrared temperature sensor in particular an infrared camera
  • a thermographic evaluation of the cut surface or of the food product takes place can be used.
  • a pyrometer in particular a laser sensor for punctual measurements can be used.
  • Alternative temperature detectors can detect the temperature via infrared spectroscopy or ultrasound.
  • a contact temperature sensor which is provided for example on the portion storage of the cutting device.
  • the temperature sensing device may advantageously be arranged between the pre-cooling device and the cutting blade. This makes it possible to determine the temperature of the food product immediately before slicing.
  • the temperature detection device can be designed to be inserted into the food product and removed therefrom.
  • the temperature inside the food product can be determined.
  • Grooving into the food product can be axial or radial, i. from the peripheral surface or from an end surface of the food product.
  • the piercing of the temperature detection device takes place when gripping the food product.
  • the piercing is carried out in the end region of the food product, since this is not further processed and thus the product is not affected by the piercing.
  • the temperature detection device may alternatively or additionally be provided at other locations in the feed region of the cutting device, for example in a loading opening, or in the region of an upper tractor belt of the product feed. Providing the temperature detection device on the gripper receptacle allows the product to be run over with the temperature detection device.
  • the cutter includes a gripper configured to engage the upstream end of the food product at least at the end of the cutting of a food product, wherein the temperature detecting means is provided on the gripper.
  • the temperature detection device is provided on a gripper needle or gripper claw of the gripper, which is inserted into the food product for gripping.
  • the temperature detection device can be integrated in particular in the gripper needle.
  • the temperature detection device is associated with the gripper needle, that is arranged on the gripper needle.
  • the temperature detection device can also serve as a gripper needle itself.
  • the temperature detection device is in a standby position within a gripper needle and can be extended therefrom when the gripper needle has already been inserted into the food product.
  • the temperature detection device may be provided as an additional sensor element on the gripper, which is movable relative to the gripper in order to come into contact with the food product or to be pierced into the food product.
  • the temperature detection can be done.
  • the temperature sensing device only comes in contact with the food product, it is advantageously brought into contact with the surface of the end of the food product with a defined force to measure the surface temperature.
  • the temperature detection device can be inserted axially or radially into the product by its movement relative to the gripper. Axial piercing is similar in movement to movement of a tail ejector and may be combined with such. The piercing into the food product in the end piece gripped by the gripper is unproblematic for hygienic and optical reasons because the end piece is not utilized.
  • the temperature sensing device on the gripper may include or be battery powered to avoid electrical conduction. A transmission of the measurement signal to an associated controller can then be done by radio.
  • the measured value can be transferred in an end position of the gripper, that is, when the gripper is moved back for receiving a new food product, the temperature value of the already cut food product is queried or transmitted. This can be done via an electrical contact or by radio to a receiver in the gripper end position.
  • the provision of the temperature detection device on the gripper allows the surface and / or core temperature of food products to be sliced to be determined promptly before cutting.
  • the determined temperature in particular the core temperature, can be visualized in the control unit and, if appropriate, control technology can be used to optimize the cutting process or to automatically adapt machine parameters and product parameters, for example by pre-cooling.
  • control technology can be used to optimize the cutting process or to automatically adapt machine parameters and product parameters, for example by pre-cooling.
  • control unit has a device-specific and product-specific database whose data are taken into account in the calculation of the specification and / or predefinable parameters for the cutting operation.
  • product-specific database for example, the specific freezing points for various food products can be stored.
  • machine parameters such as, for example, feed rate, cutting knife speed, slice thickness, portion pattern, etc., for various food products, optionally in dependence on different cutting knives, can be stored in the database.
  • the database also has data relating to various device parameters, such as various cutting blades, gripper arrangements, etc. The data can each be taken into account in the calculation of the specification for the pre-cooling device. For example, based on the measured temperature and depending on the present cutting blade and the food product to be sliced, a suitable specification for the operation of the pre-cooling device can be determined.
  • control unit can be designed to update the data of the device and product-specific database as a function of the temperature measurements and system parameters after a cutting operation. If the measurement results indicate an insufficient cutting result, the appropriate specification for the operation of the precooling device can be adapted as required.
  • the invention further provides a method of slicing a food product, wherein the food product is precooled in a pre-cooler, wherein after pre-cooling and before or after slicing the food product, the temperature of the food product is measured, and the operation of the pre-cooler then adjusted as a function of the measured temperature of the food product.
  • the temperature of the food product can be optimally adjusted for the slicing, and thus an advantageous cutting result can be achieved.
  • a cutting device with a cutting blade used that is, the cutting is done by a slicer.
  • the specific freezing point of the product can be predetermined and the operation of the pre-cooling device is adjusted as a function of the difference between the measured temperature and the specific freezing point.
  • the operation of the pre-cooling device can be adjusted automatically or manually.
  • the automatic adaptation corresponds in particular to an automated regulation of the precooling device on the basis of the measured temperature.
  • a control of the cutting process or an adjustment of the cutting parameters depending on the measured temperature can be carried out.
  • the default regarding the advantageous operation of the precooling device is output on a display as a recommendation, and the operator can then adjust the operation of the precooling device accordingly.
  • a surface temperature of the food product when measuring the temperature of the food product, a surface temperature of the food product may be measured.
  • the surface temperature of the food product can only be determined at one position, at several positions, or along the entire axial extent of the usable range of the food product.
  • the entire edge or surface temperature can be detected areally, for example by the use of infrared cameras.
  • the measuring takes place in the feed area or loading area of the cutting device which cuts open the food product.
  • a core temperature of the food product can be measured. This may be done additionally or alternatively for measuring the surface temperature.
  • the core temperature can be determined, for example, by a temperature detection device which is inserted into the food product, then measures the temperature inside, and is finally removed again from the food product.
  • a temperature detection device may be provided on a gripper of the cutting device, which grips the end of the food product, which is at a distance from a cutting blade, at least temporarily.
  • the measurement of the temperature may be made by a consistency analysis, by measuring the deformation of the food product by a strain test body, or by measuring the penetration depth by a penetrant test piece.
  • the deformation test body or the Eindringprüf analyses thus each represent a temperature detection device in the form of a mechanical temperature measuring means. In this case, the penetration depth of the deformation test body or the deformation of the food product is measured.
  • a deformation test body can also serve a component of the present in the cutter conveyor, for example, a pinch roller, a test stamp with a pinch roller at the top, a conveyor belt or a tractor unit, especially in the feed, which presses with a defined pressure on the food product.
  • the deformation test body can also be a stop, the measurement of the deformation taking place in particular between two opposing stops.
  • two parallel side stops can be brought together towards the food product.
  • a single stop can be provided, from which then a deformation test body is driven out.
  • a mechanical temperature measuring means can be used as a temperature detecting device in particular before or during the pelleting process of a food product in a pelleting machine.
  • the measurement can be made by deformation of the food product before peeling off the pellet in the pelleting machine. Consequently, the deformation measurement of the food product for lack of direct contact from hygienic Do not disturb the view.
  • further measuring points are likewise advantageous, for example in the area of the feed and loading of the cutting device or also in the region of a scanner preceding the cutting device.
  • the temperature is measured only at the end of the slicing operation or at the end of the dwell time of the food product in the cutter.
  • the measurement of the temperature is timely close to the slicing of the food product, and an intermediate temperature change of the food product is considered to be low.
  • the slicing of the food products is performed in parallel in a plurality of tracks, wherein the measuring of the temperature is performed for each track, and the temperature measurements are evaluated jointly by a control unit.
  • a track-specific temperature measurement can be implemented, and the measurement results can be compared or summarized to an average. Not only do multiple measurements allow local deviations to be detected, they can also be used to detect faults, such as detecting a faulty sensor.
  • the ambient temperature can be measured in parallel. Based on the ambient temperature reading, a plausibility check of the temperature readings of the food product can be made. Additionally or alternatively, the ambient temperature input can be found in the calculation of the preselection for the pre-cooling device or be taken into account for adjusting the operation of the pre-cooling device.
  • the measuring of the ambient temperature is advantageously carried out by corresponding sensors in the cutting device and in particular at the gripper.
  • the temperature measured values of a plurality of measuring times or of a plurality of measuring points are stored on one or more food products, and processed and / or evaluated by a control unit.
  • the measured temperature profile over time can be taken into account for adjusting the operation of the pre-cooling device or for calculating the presetting for the pre-cooling device. That is, for example, not only the current temperature value but also the temperature gradient is considered.
  • the temperature profile give conclusions about the plausibility of the measurements over time so that, for example, defective sensors can be identified. By combining several temperature readings, either at different times or at different locations or food products, a more complete picture of the temperature of the food products or the function of the sensors can be obtained.
  • the measured values can moreover be stored in the device and product-specific database, as a result of which the control unit can take into account information relating to previous precooling and / or cutting operations, ie can be designed as an intelligent or "learning" system.
  • the invention further provides a food slicing apparatus for slicing food products having a cutting device with a cutting blade, and a gripper which at least temporarily engages the end of the food product facing away from the cutting blade during the cutting operation, wherein a temperature detecting device is provided on the gripper.
  • the gripper has a gripper needle, which is inserted into the food product to grasp it.
  • the temperature sensing device may be integrated into the gripper needle, associated with or attached to the gripper needle, e.g. below a curved gripper needle.
  • the temperature detection device itself can serve as a gripper needle or be attached to the gripper needle as an additional sensor element. This additional sensor element can in particular move axially into the product.
  • the additional sensor element can be mounted radially on the gripper and optionally move radially with respect to the gripper.
  • the temperature sensing device may be provided within the gripper needle and extended out of the gripper needle when the gripper needle has been pierced into the food product.
  • the temperature measured values recorded with the temperature detection device can be stored in the database, in particular for historization, in order to carry out, for example, a cutting process analysis, to achieve comparability of the product cooling quality, or to enable documentation of the cold chain.
  • FIG. 1 a food slicing apparatus 1 according to the invention is shown, in which food products 2 are cut into food portions 3.
  • the food slicing device 1 has at its upstream end a pre-cooling device 4, in which the food products 2 are pre-cooled in a controlled manner according to a specification.
  • the residence time or throughput speed of the food product 2 in the pre-cooling device 4 and / or the cooling capacity of the pre-cooling device 4 is adjustable.
  • the food products 2 pass through the pre-cooling device 4 on a conveyor belt 5.
  • a loading conveyor 6 is provided, which leads from the pre-cooling device 4 to a cutting device 7.
  • the loading conveyor 6 can serve primarily for transport, but also for buffering the pre-cooled food products 4.
  • the cutting device 7 has a feed conveyor 8, on which the food product 2 is fed to a cutting blade 9.
  • the feeding conveyor 8 is advantageously inclined with respect to the horizontal plane so that the movement of the food product 2 towards the cutting blade 9 is assisted by gravity.
  • the feed conveyor 8 can be aligned by a tilting movement with the loading conveyor belt 6 so that food products 2 can be transferred from the loading conveyor 6 to the feed conveyor 8.
  • the feed conveyor 8 may be a conveyor belt, but alternatively only a passive product support may be provided.
  • a gripper 10 can be provided, which can take the upstream of the cutting knife 9, the upstream end of the food product 2 at least temporarily during the slicing process.
  • the gripper 10 is in particular movable linearly in the feed direction in order to follow the movement of the food product 2.
  • the movability of the gripper 10 can be actively controlled by a gripper drive, so that the gripper 10 can control the supply of the food product 2.
  • the cutting blade 9 is in particular a rotating circular blade or sickle blade which is driven by a cutting blade motor 11.
  • the food slicing apparatus 1 has a plurality of temperature detection devices, namely the temperature sensors 12, 13 and the infrared camera 14. Another, not shown, temperature sensor may be provided in the gripper 10.
  • the measured values of the temperature detection devices 12, 13, 14 are transmitted to a control unit 15, which calculates a specification for the operation of the pre-cooling device 4 on the basis of these measured values.
  • this specification is transmitted via the control line 16 or a corresponding radio link directly to the pre-cooling device, which is thus regulated automatically. Consequently, continuous readjustment during operation can be carried out.
  • the control unit 15 further has information regarding the machine parameters, such as feed rate, rotational speed of the cutting blade, cutting gap, etc., and may include a device and product specific database.
  • the temperature measured values can be evaluated depending on the operating state and depending on stored parameters. Measurements and parameters from previous cutting processes and / or previous products or product batches may be stored in the database and used as input parameters for initial or default settings or reference values for subsequent calculations of the preselected operation preselector 4 or machine parameters.
  • the temperature detecting device 12 enables detection of the external temperature of the food product 2 near the precooling device 4.
  • the temperature detecting device 13 enables detection of the external temperature of the food product immediately before slicing.
  • a food product 2 having a relatively inhomogeneous temperature distribution experiences a faster change in temperature on the outside of the food product 2. This can be determined by comparing the temperature readings of the temperature detectors 12 and 13. If the temperature measured values deviate from each other by more than a predetermined tolerance value, the specification for the operation of the precooling device 4 can be adapted.
  • the residence time of the food product 2 in the pre-cooler 4 can be increased while reducing the cooling capacity to achieve a more even pre-cooling.
  • the infrared camera 14 can detect the temperature directly at the interface of the food product 2 and thus provide detailed information about the temperature inside the food product 2. However, it must be noted that the influence of the cutting blade 9, in particular the heat generated by friction, must be taken into account or, if necessary, eliminated.
  • the calculated default for the operation of the pre-cooling device 4 can be displayed to an operator as a suggestion on a display. The operator then manually adjusts the default of the pre-cooling device 4. This makes it possible, if appropriate, for the specification to be changed in accordance with experience values of the operator.
  • the operator may alternatively be given the opportunity to change the displayed default in the control unit, and then to acknowledge or release. After the release of the default, this is then automatically transmitted via the control line 16 to the pre-cooling device 4.
  • the specification specifies the cooling effect on the food products 2 in the precooling device 4.
  • the pre-cooler 4 may be temperature controllable, i. the pre-cooling device 4 is set to a desired temperature, which is then achieved or maintained via the regulation of the cooling power in a provided in the pre-cooling device 4 control loop.
  • the specification for the effect of cold on the food products 2 can be implemented by this predeterminable temperature or by direct access to the control of the cooling capacity. Additionally or alternatively, the specification for the cooling effect can be implemented by adjusting the passage and / or residence time.
  • the control unit 15 furthermore has a control line 17 for the cutting blade motor 11, a control line 18 for driving the feed conveyor 8 and a control line 19 for the gripper 10.
  • the control unit 15 can control the machine parameters of the cutting device, namely in particular the speed of the cutting blade 9, the feed rate of the food product 2, the cutting gap and the engagement of the gripper 10.
  • the cut by the cutting blades slices of food product 2 fall on a portion tray 20, where they form the portion 3.
  • the portion tray 20 may be configured as a storage conveyor, which allows the removal of the portions 3.
  • the portion tray 20 may be moved by the control unit 15 during the cutting operation to deposit the various slices according to a desired portion arrangement on the portion tray 20.
  • the control unit 15 is designed to detect interruptions in operation, such as batch change, maintenance, adjustment and cleaning, and to adapt the operation of the food slicing device and in particular the pre-cooling device accordingly. If a food product 2, for example due to a disruption in the slicing process, longer in the pre-cooler remains, the cooling capacity or temperature can be adjusted in the pre-cooler so that the temperature of the food product 2 remains in the desired range. Should the temperature of the food product 2 determined by the temperature detection device 12, 13, 14 still not be in the desired range after the pre-cooling device 4, the control specifications for the cutting process, that is to say in particular the blade speed and feed speed, can nevertheless be adapted to nevertheless achieve an advantageous cutting result.
  • interruptions in operation such as batch change, maintenance, adjustment and cleaning
  • FIG. 2 a further embodiment of a food slicing device according to the invention is shown.
  • the pre-cooling device 4 is arranged in the region of the feed conveyor 8, that is very close to the cutting blade 9.
  • the temperature sensor 13 is arranged between the pre-cooling device 4 and the cutting blade 9, directly in front of the cutting blade 9.
  • a temperature detection device is provided in the gripper 10. The temperature detecting device in the gripper 10 allows a measurement at the upstream end of the food product 2.
  • the gripper 10 engages in the food product 2 during the cutting process.
  • the measurement is advantageously carried out relatively late, since then there is sufficient time for the heat transfer from the food product 2 to the temperature detection device on the gripper 10.
  • the control device 15 calculates, inter alia, on the basis of the measured value of the temperature sensor 13 and the temperature detecting device in the gripper 10, a default for the operation of the pre-cooling device 4 and transmits this specification via the control line 16 to the pre-cooling device 4. Otherwise, the control device 15 is again designed over the control line 17 to control the cutting blade motor 11 and the control line 19, the gripper 10.
  • FIG. 3 a further embodiment of a food slicing device 1 according to the invention is shown, in which case the pre-cooling device 4 is arranged in the region of the loading conveyor belt 6.
  • the loading conveyor 6 is provided upstream of the feed conveyor 8. In FIG. 3 it is located in front of the feed conveyor 8. However, it is alternatively possible that the loading conveyor 6 is arranged parallel to the feed conveyor 8, and the food products 2 are pushed in the lateral direction from the loading conveyor 6 to the feed conveyor 8.
  • a punctual temperature measurement can be carried out directly before cutting, whereby a heating of the food product 2 after the pre-cooling device 4 can be considered.
  • a measured value should be used towards the end of the cutting process. Then, the heating of the food product 2 in the feed area of the cutting device 7 during slicing can be taken into account. That is, a temperature measurement is performed at the rear end of the food product 2.
  • the control unit 15 calculates, from the temperature value measured via the temperature detection device 13 and optionally other parameters or parameters, a specification for the operation of the pre-cooling device 4, which can be transmitted to the pre-cooling device 4 via the control line 16.
  • control unit 15 may be designed to store the product-specific temperature change rate as a parameter in a database and to incorporate it in the calculation of the specification for the precooling device 4.
  • the rate of change of temperature can in particular be determined by temperature measurements at different locations, namely in particular by different ones Temperature detection devices 12, 13, 14 or determined by temperature measurements at different times.
  • the temperature change rate depends not only on the temperature distribution in the food product 2, but also on the ambient temperature, which can consequently be measured, and on the type of product whose properties are therefore stored as a data record in the database.
  • the control unit 15, taking into account the ambient temperature and the characteristics of the respective product type, can calculate the specification for the pre-cooling device 4 in more detail.
  • the food slicing apparatus 1 shown can also be carried out the method according to the invention.
  • the specific freezing point for the product type of the food product 2 to be sliced is first read from a database in this method. Then, by means of one or more temperature detection means 12, 13, 14, a temperature value of the food product 2 is detected. The temperature value is evaluated by determining the distance of the measured temperature value to the specific freezing point. This distance serves as a control criterion or as a direct controlled variable, and can be transmitted as a default for the operation of the pre-cooling device 4 either automatically to the pre-cooling device 4 or proposed to an operator who then agrees to the default or adapts the operation of the pre-cooling device 4 based on this specification.
  • the marginal and cutting parameters of the cutting device and other corresponding system components can be adjusted taking into account the parameters stored in the machine control.
  • the measured values from previous cutting processes and / or from previous food products 2 or product batches can be stored in a database, wherein these values are accessed again if identical or similar conditions or food products 2 are present. Then these parameters can be used for the initial or basic adjustment of the food slicing device 1 and in particular of the pre-cooling device 4. The stored parameters can thus be used as reference values for the subsequent food products 2.
  • FIG. 4 a gripper 10 is shown in side view, the gripper needles 21 engage in an end piece of a food product 2. Furthermore, in FIG. 4 the cutting blade 9 arranged in the cutting plane 22 and a cutting edge 23 which is located at the front end of the feed conveyor 8 are shown.
  • the gripper needles 21 are pivotable with respect to a gripper needle joint 24 to be inserted into the end piece of the food product 2 substantially in the radial direction R, and to be moved out of this again.
  • a total of eight gripper needles are provided, of which two are mounted together in a gripper needle joint 24.
  • the temperature detection device 25 is provided directly on the gripper needle 21, in particular in the front region of the gripper needle 21.
  • the temperature detection device 25 is a contact temperature sensor, which may be provided in a recess in the gripper needle 21. Starting from the temperature sensor 25 extends an electrical line 27 with which the temperature reading can first be transmitted to the gripper body 28 and then to the controller 15.
  • the temperature detection device 25 or the gripper base body 28 may also be provided with a radio module with which the temperature measurement value can be transmitted by radio.
  • a sensor element 29 that can be extended in the axial direction A is provided, which has the temperature detection device 26 at its front end.
  • the sensor element 29 is sharpened at its front end, so that it can easily penetrate into the end piece of the food product 2 when it leaves the gripper base body 28.
  • the temperature detecting means 26 is disposed inside the tail of the food product 2, and can measure the local temperature.
  • the temperature measured values can be transmitted via an electrical line 30 to the gripper base body 28 and then to the control unit 15. Alternatively, a transmission by radio is also possible here.
  • FIG. 7 an embodiment of a gripper 10 is shown in the gripper needle 21, a linearly displaceable sensor element 31 is arranged.
  • the sensor element 31 has in its front region a temperature detecting device 32.
  • the sensor element 31 is in its retracted, dashed position shown.
  • the sensor element 31 by an adjusting means, in particular a pneumatic cylinder, linear motor or servomotor, in the in FIG. 7 shown extended front position so that the temperature sensing device 32 is disposed outside of the gripper needle 21 and within the food product 2.
  • the temperature measurement is carried out, wherein the temperature measured value is in turn transmitted to the control unit 15 by an electrical line, not shown, or via a radio link.
  • FIG. 8 an embodiment of a gripper 10 with a temperature detection device 33 is shown, which is arranged on the gripper needle 21.
  • the temperature detection device 33 is arranged in particular on the side of the gripper needle 21, which faces the gripper base body 28 in the closed state.
  • an electrical line 34 is provided, which first transmits the temperature value of the temperature detection device 33 to the gripper base body 28 and then to the control unit 15. Alternatively, a transmission by radio is provided.
  • the advantage of the use according to the invention of temperature sensing devices and the consideration of their measured values during operation of a precooling device is in particular that not only the machine parameters of the cutting device are adjusted depending on at least one property of the food product, but that an improved pre-cooling of the food product is achieved.
  • the cutting device thus optimally pre-cooled food products are supplied, which can be better cut. This achieves an improved cutting result, an increase in the portion quality and thus a better product yield.
  • the portions have a constant quality with respect to the cutting result, which is particularly evident in a visually better cutting quality.
  • operator errors of the operator can be avoided by the calculation of the default value for the precooling device, since the control is either carried out automatically or the operator receives clear default values. This enables safe operation management.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lebensmittelaufschneidevorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, die eine Vorkühlungseinrichtung zum Kühlen des Lebensmittelprodukts vor dem Aufschneiden, und eine Schneideinrichtung mit einem Schneidmesser aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelprodukts, umfassend das Vorkühlen des Lebensmittelprodukts in einer Vorkühlungseinrichtung.
  • Bei den Lebensmittelprodukten handelt es sich insbesondere um Lebensmittelproduktriegel, wie zum Beispiel Wurstriegel, Käseriegel oder Schinkenriegel, oder natürlich geformte Lebensmittelprodukte, wie zum Beispiel Bacon oder Rohschinken.
  • Beim Aufschneiden von derartigen Produkten wird ein niedriger Anteil von freiem Wasser in den Produkten angestrebt. Im Stand der Technik werden bei Lebensmittelaufschneidevorrichtungen Vorkühlungseinrichtungen eingesetzt. Dort werden die Produkte kurz vor dem Schneiden mindestens im Randbereich stark heruntergekühlt oder sogar gefroren, beispielsweise um die Schneidqualität im Zusammenspiel mit dem Schneidmesser zu optimieren, oder um die Verformung des Produkts zu reduzieren.
  • So wird in der gattungsgemäßen DE 10 2009 024 189 A1 eine Schneidvorrichtung für Lebensmittelprodukte mit einer Konditionierungsvorrichtung offenbart, in der ein Lebensmittelprodukt, insbesondere Schinken, gleichzeitig produktgeformt und gekühlt wird, bevor das Lebensmittelprodukt aufgeschnitten wird. Dafür wird die Andrückfläche der Konditioniereinrichtung auf eine geregelte Temperatur gekühlt.
  • In der DE 10 2008 019 776 A1 wird eine Schneidvorrichtung mit einem Produktsensor in Form einer Infrarotkamera offenbart, mit dem die Temperatur eines Produktes ermittelt werden kann. Basierend auf dieser Messung können Parameter der Schneidvorrichtung, wie beispielsweise die Drehzahl des Messers, der Schneidspalt, die Vorschubgeschwindigkeit, usw. angepasst werden.
  • Schwankende Produktkonsistenzen, wie sie insbesondere bei natürlich geformten Lebensmittelprodukten vorliegen, und schwankende Produkttemperaturen, führen im Stand der Technik aber oftmals zu deutlichen Unterschieden in der Schneidqualität und beeinflussen die Portionsbildung, insbesondere das Ablageverhalten am Schneidmesser, in Abhängigkeit des Lebensmittelprodukts.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, eine Lebensmittelaufschneidevorrichtung und ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelprodukts so weiterzubilden, dass beim Aufschneiden von Lebensmittelprodukten eine möglichst gleichbleibende Qualität des Schneidergebnisses erzielt werden kann.
  • Dies wird erreicht durch eine Lebensmittelaufschneidevorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten, mit einer Vorkühlungseinrichtung zum Kühlen des Lebensmittelprodukts vor dem Aufschneiden, und einer Schneideinrichtung mit einem Schneidmesser, wobei erfindungsgemäß eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Messen der Temperatur des Lebensmittelprodukts, und eine Steuerungseinheit vorgesehen sind, wobei die Steuerungseinheit ausgelegt ist, ausgehend von der mit der Temperaturfassungseinrichtung gemessenen Temperatur, eine Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung zu berechnen, und wobei die Vorkühlungseinrichtung in Abhängigkeit dieser Vorgabe steuerbar ist.
  • Durch die Erfassung der Temperatur des Lebensmittelprodukts und die Berechnung einer Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung kann gewährleistet werden, dass trotz schwankenden Produktkonsistenzen und Produkttemperaturen stromaufwärts der Vorkühlungseinrichtung, eine optimale Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung berechnet werden kann. Damit kann das Lebensmittelprodukt optimal vorgekühlt der Schneideinrichtung zugeführt werden, und somit die Schneidqualität und Schneidleistung der Schneideinrichtung vereinheitlicht und verbessert werden.
  • Dies gilt insbesondere für inhomogene Produkte wie Bacon oder Schinken, die bei gleichen Randbedingungen oft unterschiedliche Schneideigenschaften aufzuweisen. Verursacht wird dies unter anderem durch verschiedene Salz- und Fettgehalte. Beispielsweise beeinflusst der Salzgehalt direkt das Gefrierverhalten im Oberflächenbereich des Lebensmittelprodukts.
  • Bei der Schneideinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Slicer.
  • Als Temperaturerfassungseinrichtung wird vorteilhafterweise mindestens ein Temperatursensor verwendet. Temperatursensoren, die in Kontakt mit dem Lebensmittelprodukt gebracht werden, sind vorteilhafterweise so isoliert, dass lediglich ihr vorderer Bereich freiliegt, und somit ausschließlich die Produkttemperatur erfasst wird, und Umgebungstemperatureinflüsse möglichst ausgeschlossen sind.
  • Vorteilhafterweise können mehrere Temperaturerfassungseinrichtungen bzw. Sensoren entlang der Transportrichtung der Lebensmittelprodukte von der Vorkühlungseinrichtung bis zum Schneidmesser vorgesehen sein, wobei deren Messwerte Aufschluss über das Zeit-Temperatur-Verhalten der Lebensmittelprodukte geben. Das Zeit-Temperatur-Verhalten kann ausgewertet werden, um eine optimale Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung zu berechnen. Wenn bei einem Lebensmittelprodukt lediglich eine äußere Schicht ausreichend gekühlt wurde, während das Innere des Lebensmittelprodukts noch zu warm ist, ist dies durch das Zeit-Temperatur-Verhalten erkennbar, da die äußere Schicht sich unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur und der Innentemperatur des Lebensmittelprodukts schnell erwärmt. Als Gegenmaßnahme kann die Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung so angepasst werden, dass das Lebensmittelprodukt darin länger vorgehalten wird und somit auch das Innere ausreichend gekühlt wird.
  • Die Lebensmittelprodukte werden oftmals der Lebensmittelaufschneidevorrichtung aus einem vorgeschalteten Puffer-Lager gekühlt zugeführt. Allerdings ist die Temperatur in diesem Lager gewöhnlich über der gewünschten Temperatur für den Schneidvorgang und nicht situationsabhängig regelbar, insbesondere da nicht die Temperatur von einzelnen Lebensmittelprodukten bedarfsgemäß in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften angepasst werden kann.
  • Vorteilhafterweise ist die Vorkühlungseinrichtung ausgelegt, in Abhängigkeit der Vorgabe die Verweilzeit bzw. Durchlaufgeschwindigkeit des Lebensmittelprodukts in der Vorkühlungseinrichtung und/oder die Kühlleistung bzw. die vorgebbare Temperatur anzupassen. Damit kann sichergestellt werden, dass das Lebensmittelprodukt in Abhängigkeit von seinen Eigenschaften auf die gewünschte Temperatur vorgekühlt wird. Die Vorgabe kann insbesondere ein Datensatz sein, der die Soll-Temperatur in der Vorkühlungseinrichtung, und/oder die Kühlleistung der Vorkühlungseinrichtung und/oder die Verweilzeit bzw.
  • Durchlaufgeschwindigkeit des Lebensmittelprodukts in der Vorkühlungseinrichtung umfasst.
  • Insbesondere kann die Steuerungseinheit ausgelegt sein, den Abstand der gemessenen Temperatur zu einem vorgebbaren Wert für den spezifischen Gefrierpunkt des Lebensmittelproduktes zu bestimmen. Der spezifische Gefrierpunkt ist ein produktabhängiger Wert bzw. eine Eigenschaft, die insbesondere für verschiedene Produkte in der Steuerungseinheit hinterlegt ist und von dieser abgerufen werden kann. Insbesondere hängt der spezifische Gefrierpunkt von der Zusammensetzung des Lebensmittelproduktes ab, beispielsweise vom spezifischen Fett- oder Salzgehalt.
  • In einer Ausführungsform sind die Vorkühlungseinrichtung und Steuerungseinheit so ausgelegt und verbunden, dass eine automatische Regelung der Vorkühlungseinrichtung durch die Steuerungseinheit erfolgt. Die Temperaturerfassungseinrichtung, die Steuerungseinheit und die Vorkühlungseinrichtung bilden vorteilhafterweise einen Regelkreis. Alternativ wird die Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung einer Bedienperson angezeigt, die dann im Falle einer autarken, nicht direkt regeltechnisch eingebundenen Vorkühlungseinrichtung, die Vorkühlungseinrichtung in Abhängigkeit dieser Vorgabe manuell steuert.
  • Die Berechnung der Vorgabe kann insbesondere über eine Mittelwert- oder Grenzwerterfassung erfolgen, welche sich aus verschiedenen aufeinanderfolgenden Messwerten für die Temperatur des Lebensmittelprodukts ergibt.
  • In einer Ausführungsform ist die Temperaturerfassungseinrichtung stromabwärts des Schneidmessers vorgesehen. Dabei ist die Temperaturerfassungseinrichtung vorzugsweise nah an der Schneideinrichtung vorgesehen, um die Oberflächentemperatur der Schnittfläche einer geschnittenen Portion des Lebensmittelprodukts, möglichst kurz nach dem Schneidvorgang auf einer Portionsablage, zu erfassen. Alternativ kann die Temperatur der Schnittfläche des Lebensmittelprodukts über ein berührungsloses Messverfahren erfasst werden. Somit können Informationen über die Temperaturverteilung innerhalb des Lebensmittelprodukts ermittelt werden.
  • Vorteilhafterweise kann die Temperaturerfassungseinrichtung berührungslos sein, beispielsweise ein Infrarottemperatursensor, insbesondere eine Infrarotkamera, mit der eine thermographische Auswertung der Schnittfläche oder des Lebensmittelprodukt erfolgen kann. Weiterhin kann ein Pyrometer, insbesondere ein Lasersensor für punktuelle Messungen eingesetzt werden. Alternative Temperaturerfassungseinrichtungen können die Temperatur über Infrarotspektroskopie oder Ultraschall erfassen.
  • Alternativ kann als Temperaturerfassungseinrichtung ein Kontakttemperatursensor eingesetzt werden, der beispielsweise an der Portionsablage der Schneideinrichtung vorgesehen ist.
  • Die Temperaturerfassungseinrichtung kann vorteilhafterweise zwischen der Vorkühlungseinrichtung und dem Schneidmesser angeordnet sein. Damit ist es möglich, die Temperatur des Lebensmittelprodukts direkt vor dem Aufschneiden zu bestimmen.
  • Insbesondere kann die Temperaturerfassungseinrichtung ausgelegt sein, in das Lebensmittelprodukt eingestochen und daraus wieder entfernt zu werden. Somit kann bereits vor dem Aufschneiden die Temperatur im Inneren des Lebensmittelprodukts bestimmt werden. Das Einstechen in das Lebensmittelprodukt kann axial oder radial erfolgen, d.h. ausgehend von der Umfangsfläche oder von einer Endfläche des Lebensmittelprodukts. Insbesondere erfolgt das Einstechen der Temperaturerfassungseinrichtung beim Greifen des Lebensmittelprodukts. Vorteilhafterweise wird das Einstechen in den Endbereich des Lebensmittelprodukts durchgeführt, da dieser nicht weiterverarbeitet wird und somit das Produkt durch das Einstechen nicht beeinträchtigt wird.
  • Die Temperaturerfassungseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich an anderen Stellen im Zuführbereich der Schneideinrichtung vorgesehen werden, zum Beispiel in einer Beladeöffnung, oder im Bereich eines oberen Traktorbandes der Produktzuführung. Ein Vorsehen der Temperaturerfassungseinrichtung an der Greiferaufnahme ermöglicht ein Überfahren des Produkts mit der Temperaturerfassungseinrichtung.
  • In einer Ausführungsform weist die Schneideinrichtung einen Greifer auf, der ausgelegt ist, das stromaufwärtige Ende des Lebensmittelprodukts zumindest am Ende des Schneidvorgangs eines Lebensmittelprodukts zu ergreifen, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung am Greifer vorgesehen ist. Dies ist vorteilhaft, da der Greifer bei jedem Aufschneidevorgang in Produktnähe gebracht wird und sogar in das Produkt eingreift, und da der Greifer nur im Endbereich des Produkts angeordnet ist, in dem auch eine invasive Messung das Produkt nicht beeinträchtigt.
  • Insbesondere ist die Temperaturerfassungseinrichtung an einer Greifernadel bzw. Greiferkralle des Greifers vorgesehen, die in das Lebensmittelprodukt zum Ergreifen eingestochen wird.
  • Die Temperaturerfassungseinrichtung kann insbesondere in die Greifernadel integriert sein. Alternativ ist die Temperaturerfassungseinrichtung der Greifernadel zugeordnet, das heißt an der Greifernadel angeordnet. Die Temperaturerfassungseinrichtung kann auch selbst als Greifernadel dienen. Zudem ist es möglich, dass sich die Temperaturerfassungseinrichtung in einer Bereitschaftsposition innerhalb einer Greifernadel befindet und aus dieser ausgefahren werden kann, wenn die Greifernadel bereits in das Lebensmittelprodukt eingestochen wurde.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Temperaturerfassungseinrichtung als zusätzliches Sensorelement am Greifer vorgesehen sein, das bezüglich des Greifers beweglich ist, um mit dem Lebensmittelprodukt in Kontakt zu kommen oder in das Lebensmittelprodukt eingestochen zu werden. Somit kann unabhängig von der Position der Greifernadeln die Temperaturerfassung erfolgen. Wenn die Temperaturerfassungseinrichtung lediglich in Kontakt mit dem Lebensmittelprodukt kommt, wird sie vorteilhafterweise mit einer definierten Kraft in Anlage mit der Oberfläche des Endstücks des Lebensmittelprodukts gebracht, um dort die Oberflächentemperatur zu messen. Die Temperaturerfassungseinrichtung kann durch ihre Bewegung relativ zum Greifer axial oder radial in das Produkt eingestochen werden. Ein axiales Einstechen ähnelt in seiner Bewegung der Bewegung eines Endstück-Auswerfers und kann mit einem solchen kombiniert werden. Das Einstechen in das Lebensmittelprodukt in dem vom Greifer ergriffenen Endstück ist aus hygienischen und optischen Gründen unproblematisch, weil das Endstück nicht verwertet wird.
  • Die Temperaturerfassungseinrichtung am Greifer kann eine Batterie umfassen bzw. batteriebetrieben sein, um eine elektrische Leitung zu vermeiden. Eine Übertragung des Meßsignals an eine zugeordnete Steuerung kann dann per Funk erfolgen.
  • Der Messwert kann in einer Endposition des Greifers übergeben werden, das heißt wenn der Greifer für die Aufnahme eines neuen Lebensmittelproduktes zurückgefahren wird, wird der Temperaturwert des bereits aufgeschnittenen Lebensmittelproduktes abgefragt bzw. übertragen. Dies kann über einen elektrischen Kontakt oder per Funk an einen Empfänger im Bereich der Greifer-Endposition erfolgen.
  • Das Vorsehen der Temperaturerfassungseinrichtung am Greifer ermöglicht die Oberflächen- und/oder Kerntemperatur von aufzuschneidenden Lebensmittelprodukten zeitnah vor dem Schneiden zu ermitteln. Die ermittelte Temperatur, insbesondere die Kerntemperatur, kann in der Steuereinheit visualisiert werden und gegebenenfalls regelungstechnisch zur Optimierung des Schneidprozesses bzw. zur automatischen Anpassung von Maschinenparametern sowie Produktparametern, beispielsweise durch die Vorkühlung, verwendet werden. Damit kann eine gleichbleibende Qualität des Schneidergebnisses, und eine optisch bessere Schneid- und Portionsqualität erreicht werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerungseinheit eine vorrichtungs- und produktspezifische Datenbank auf, deren Daten bei der Berechnung der Vorgabe und/oder vorgebbarer Parameter für den Schneidbetrieb berücksichtigt werden. In der produktspezifischen Datenbank können beispielsweise die spezifischen Gefrierpunkte für verschiedene Lebensmittelprodukte hinterlegt sein. Weiterhin können in der Datenbank Maschinenparameter, wie beispielsweise Vorschubgeschwindigkeit, Schneidmessergeschwindigkeit, Scheibendicke, Portionsmuster, usw. für verschiedene Lebensmittelprodukte, gegebenenfalls in Abhängigkeit von verschiedenen Schneidmessern, hinterlegt sein. Die Datenbank weist weiterhin Daten bezüglich verschiedener Vorrichtungsparameter, beispielsweise bezüglich verschiedener Schneidmesser, Greiferanordnungen usw. auf. Die Daten können jeweils bei der Berechnung der Vorgabe für die Vorkühlungseinrichtung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann basierend auf der gemessenen Temperatur und in Abhängigkeit des vorliegenden Schneidmessers und des aufzuschneidenden Lebensmittelprodukts eine geeignete Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung bestimmt werden.
  • Insbesondere kann die Steuerungseinheit ausgelegt sein, die Daten der vorrichtungs- und produktspezifischen Datenbank in Abhängigkeit der Temperaturmessungen und Anlagenparameter nach einem Schneidvorgang zu aktualisieren. Sollten die Messergebnisse auf ein ungenügendes Schneidergebnis hinweisen, kann je nach Bedarf die geeignete Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung angepasst werden.
  • Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelprodukts bereit, bei dem das Lebensmittelprodukt in einer Vorkühlungseinrichtung vorgekühlt wird, wobei nach dem Vorkühlen und vor oder nach dem Aufschneiden des Lebensmittelprodukts die Temperatur des Lebensmittelprodukts gemessen wird, und der Betrieb der Vorkühlungseinrichtung dann in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur des Lebensmittelprodukts angepasst wird. Damit kann die Temperatur des Lebensmittelprodukts optimal für das Aufschneiden eingestellt werden, und somit ein vorteilhaftes Schneidergebnis erreicht werden.
  • Zum Aufschneiden des Lebensmittelprodukts kommt vorteilhafterweise eine Schneideinrichtung mit einem Schneidmesser zum Einsatz, das heißt das Aufschneiden erfolgt durch einen Slicer.
  • In einer Ausführungsform ist der spezifische Gefrierpunkt des Produkts vorgebbar, und der Betrieb der Vorkühlungseinrichtung wird in Abhängigkeit der Differenz zwischen der gemessenen Temperatur und dem spezifischen Gefrierpunkt angepasst. Durch die Berücksichtigung des spezifischen Gefrierpunkts kann in Abhängigkeit der Produktart ein optimiertes Schneid- und Portionsbildungsergebnis erzielt werden.
  • Der Betrieb der Vorkühlungseinrichtung kann automatisch oder manuell angepasst werden. Das automatische Anpassen entspricht insbesondere einer automatisierten Regelung der Vorkühlungseinrichtung auf Basis der gemessenen Temperatur. Zudem kann eine Regelung des Schneidprozesses bzw. eine Einstellung der Schneidparameter in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur erfolgen.
  • Beim manuellen Anpassen des Betriebs der Vorkühlungseinrichtung wird die Vorgabe bezüglich des vorteilhaften Betriebs der Vorkühlungseinrichtung auf einer Anzeige als Empfehlung ausgegeben, und die Bedienperson kann dann den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung entsprechend anpassen.
  • In einer Ausführungsform kann beim Messen der Temperatur des Lebensmittelprodukts eine Oberflächentemperatur des Lebensmittelprodukts gemessen werden. Die Oberflächentemperatur des Lebensmittelprodukts kann nur an einer Position, an mehreren Positionen, oder entlang der gesamten Axialerstreckung des nutzbaren Bereichs des Lebensmittelprodukts bestimmt werden. In manchen Ausführungsformen kann möglichst die gesamte Rand- bzw. Oberflächentemperatur flächig erfasst werden, beispielsweise durch den Einsatz von Infrarotkameras. Vorzugsweise erfolgt das Messen im Zuführbereich oder Ladebereich der Schneideinrichtung, die das Lebensmittelprodukt aufschneidet.
  • Insbesondere kann beim Messen der Temperatur des Lebensmittelprodukts eine Kerntemperatur des Lebensmittelprodukts gemessen werden. Dies kann zusätzlich oder alternativ zum Messen der Oberflächentemperatur durchgeführt werden. Die Kerntemperatur kann beispielsweise durch eine Temperaturerfassungseinrichtung bestimmt werden, die in das Lebensmittelprodukt eingestochen wird, dann im Inneren die Temperatur misst, und schließlich wieder aus dem Lebensmittelprodukt entfernt wird. Eine derartige Temperaturerfassungseinrichtung kann an einem Greifer der Schneideinrichtung vorgesehen sein, der das einem Schneidmesser beabstandete Ende des Lebensmittelprodukts zumindest zeitweise ergreift.
  • Weiterhin kann das Messen der Temperatur über eine Konsistenzanalyse, durch Messen der Verformung des Lebensmittelprodukts durch einen Verformungsprüfkörper oder durch Messen der Eindringtiefe durch einen Eindringprüfkörper erfolgen. Der Verformungsprüfkörper bzw. der Eindringprüfkörper stellen somit jeweils eine Temperaturerfassungseinrichtung in Form eines mechanischen Temperaturmessmittels dar. Dabei wird die Eindringtiefe des Verformungsprüfkörper bzw. die Verformung des Lebensmittelprodukts gemessen. Als Verformungsprüfkörper kann auch eine Komponente der in der Schneideinrichtung vorhandenen Fördertechnik dienen, zum Beispiel eine Andruckrolle, ein Prüfstempel mit einer Andruckrolle an der Spitze, ein Förderband oder eine Traktoreinheit, insbesondere im Zuführungsbereich, welche mit einem definierten Druck auf das Lebensmittelprodukt drückt. Weiterhin kann der Verformungsprüfkörper auch ein Anschlag sein, wobei das Messen der Verformung insbesondere zwischen zwei gegenüberliegenden Anschlägen erfolgt. Insbesondere können zwei parallele Seitenanschläge hin zum Lebensmittelprodukt zusammengefahren werden. Alternativ kann auch ein einzelner Anschlag vorgesehen sein, aus dem dann ein Verformungsprüfkörper hervor gefahren wird. Diese mechanischen Messverfahren werden vorzugsweise am Endstück des Lebensmittelprodukts ausgeführt, da dortige, möglicherweise sichtbare Druckstellen mangels Weiterverarbeitung des Endstücks irrelevant sind.
  • Ein mechanisches Temperaturmessmittel kann als Temperaturerfassungseinrichtung insbesondere vor oder beim Pellvorgang eines Lebensmittelprodukts in einer Pellmaschine eingesetzt werden. Damit kann die Messung durch Verformung des Lebensmittelprodukts vor dem Abziehen der Pelle in der Pellmaschine erfolgen. Folglich kann die Verformungsmessung das Lebensmittelprodukt mangels direkten Kontakts aus hygienischer Sicht nicht beeinträchtigen. Weitere Messstellen sind aber ebenfalls vorteilhaft, beispielsweise im Bereich der Zuführung und Beladung der Schneideinrichtung oder auch im Bereich eines der Schneideinrichtung vorgeordneten Scanners.
  • In einer Ausführungsform erfolgt das Messen der Temperatur erst am Ende des Aufschneidevorgangs oder am Ende der Verweilzeit des Lebensmittelprodukts in der Schneideinrichtung. Damit erfolgt das Messen der Temperatur zeitlich nahe am Aufschneiden des Lebensmittelprodukts, und eine zwischenzeitliche Temperaturveränderung des Lebensmittelprodukts ist als gering anzunehmen.
  • Vorteilhafterweise erfolgt das Aufschneiden der Lebensmittelprodukte in mehreren Spuren parallel, wobei das Messen der Temperatur für jede Spur durchgeführt wird, und die Temperaturmesswerte gemeinsam von einer Steuerungseinheit ausgewertet werden. Somit kann bei mehrspurigen Slicern ein spurindividuelles Temperaturmessen implementiert werden, und die Messergebnisse können miteinander verglichen oder zu einem Mittelwert zusammengefasst werden. Mehrere Messwerte ermöglichen dabei nicht nur, dass lokale Abweichungen erkannt werden können, sondern können auch zur Fehlererkennung genutzt werden, beispielsweise zur Erkennung eines defekten Sensors.
  • In einer Ausführungsform kann parallel die Umgebungstemperatur gemessen werden. Basierend auf dem Messwert der Umgebungstemperatur kann eine Plausibilitätsprüfung der Temperaturmesswerte des Lebensmittelprodukts erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Umgebungstemperatur Eingang in die Berechnung der Vorgabe für die Vorkühlungseinrichtung finden bzw. für das Anpassen des Betriebs der Vorkühlungseinrichtung berücksichtigt werden. Das Messen der Umgebungstemperatur erfolgt vorteilhafterweise durch entsprechende Sensoren in der Schneidvorrichtung und insbesondere an deren Greifer.
  • In einer Ausführungsform werden die Temperaturmesswerte von mehreren Messzeitpunkten bzw. von mehreren Messstellen an einem oder mehreren Lebensmittelprodukten gespeichert, und durch eine Steuerungseinheit verarbeitet und/oder ausgewertet. Der gemessene Temperaturverlauf über die Zeit kann für das Anpassen des Betriebs der Vorkühlungseinrichtung bzw. für die Berechnung der Vorgabe für die Vorkühlungseinrichtung berücksichtigt werden. Das heißt, es wird beispielsweise nicht nur der aktuelle Temperaturwert, sondern auch der Temperaturgradient berücksichtigt. Weiterhin kann der Temperaturverlauf über die Zeit Rückschlüsse auf die Plausibilität der Messungen geben, sodass beispielsweise defekte Sensoren identifiziert werden können. Durch eine Kombination von mehreren Temperaturmesswerten, die entweder zu verschiedenen Zeitpunkten oder an verschiedenen Orten bzw. Lebensmittelprodukten ermittelt wurden, kann ein umfassenderes Bild bezüglich der Temperatur der Lebensmittelprodukte bzw. bezüglich der Funktion der Sensoren erhalten werden. Die Messwerte können zudem in der vorrichtungs- und produktspezifischen Datenbank hinterlegt werden, wodurch die Steuerungseinheit Information bezüglich vorangegangener Vorkühl- und/oder Schneidvorgänge berücksichtigen kann, also als intelligentes bzw. "lernendes" System ausgestaltet werden kann.
  • Die Erfindung stellt weiterhin eine Lebensmittelaufschneidevorrichtung zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten bereit, die eine Schneideinrichtung mit einem Schneidmesser aufweist, und einen Greifer, der zumindest zeitweise während des Schneidvorgangs das dem Schneidmesser abgewandte Ende des Lebensmittelprodukts ergreift, wobei an dem Greifer eine Temperaturerfassungseinrichtung vorgesehen ist. Der Greifer weist insbesondere eine Greifernadel auf, die zum Ergreifen des Lebensmittelprodukts in dieses eingestochen wird. Die Temperaturerfassungseinrichtung kann in die Greifernadel integriert, der Greifernadel zugeordnet oder an diese angebaut sein, z.B. unterhalb einer gekrümmten Greifernadel. Weiterhin kann die Temperaturerfassungseinrichtung selbst als Greifernadel dienen oder als zusätzliches Sensorelement an der Greifernadel angebracht sein. Dieses zusätzliche Sensorelement kann sich insbesondere axial in das Produkt bewegen. Weiterhin kann das zusätzliche Sensorelement radial am Greifer angebracht sein und gegebenenfalls sich radial bezüglich des Greifers bewegen. In einer Ausführungsform kann die Temperaturerfassungseinrichtung innerhalb der Greifernadel vorgesehen sein und aus der Greifernadel ausgefahren werden, wenn die Greifernadel in das Lebensmittelprodukt eingestochen wurde.
  • Die mit der Temperaturerfassungseinrichtung aufgezeichneten Temperaturmesswerte können insbesondere für eine Historisierung in der Datenbank abgelegt werden, um damit beispielsweise eine Schneidprozessanalyse durchzuführen, eine Vergleichbarkeit der Produktkühlungsqualität zu erreichen, oder eine Dokumentation der Kühlkette zu ermöglichen.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsformen erläutert, die in den folgenden Figuren dargestellt sind.
    • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lebensmittelaufschneidevorrichtung mit einer der Schneideinrichtung vorgeschalteten Vorkühlungseinrichtung,
    • Figur 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lebensmittelaufschneidevorrichtung mit einer in den Zuführbereich der Schneideinrichtung integrierten Vorkühlungseinrichtung,
    • Figur 3 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lebensmittelaufschneidevorrichtung mit einer in den Beladebereich der Schneideinrichtung integrierten Vorkühlungseinrichtung,
    • Figur 4 zeigt eine Ausgestaltung eines Greifers in der Seitenansicht,
    • Figur 5 zeigt eine Ausgestaltung eines Greifers in der Vorderansicht,
    • Figur 6 zeigt eine Ausgestaltung eines Greifers, der mit einer Temperaturerfassungseinrichtung versehen ist,
    • Figur 7 zeigt eine Ausgestaltung eines Greifers, dessen Greifernadel mit einer Temperaturerfassungseinrichtung versehen ist, und
    • Figur 8 zeigt eine Ausgestaltung eines Greifers, an dessen Greifernadel eine Temperaturerfassungseinrichtung angebracht ist.
  • In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Lebensmittelaufschneidevorrichtung 1 dargestellt, in der Lebensmittelprodukte 2 zu Lebensmittelportionen 3 aufgeschnitten werden. Die Lebensmittelaufschneidevorrichtung 1 weist an ihrem stromaufwärtigen Ende eine Vorkühlungseinrichtung 4 auf, in der die Lebensmittelprodukte 2 gemäß einer Vorgabe gesteuert vorgekühlt werden.
  • Die Verweilzeit bzw. Durchlaufgeschwindigkeit des Lebensmittelprodukts 2 in der Vorkühlungseinrichtung 4 und/oder die Kühlleistung der Vorkühlungseinrichtung 4 ist einstellbar. Insbesondere durchlaufen die Lebensmittelprodukte 2 die Vorkühlungseinrichtung 4 auf einem Förderband 5.
  • Nach der Vorkühlungseinrichtung 4 ist ein Beladeförderband 6 vorgesehen, das von der Vorkühlungseinrichtung 4 zu einer Schneideinrichtung 7 führt. Das Beladeförderband 6 kann vornehmlich zum Transport, aber auch zu einer Pufferung der vorgekühlten Lebensmittelprodukte 4 dienen.
  • Die Schneideinrichtung 7 weist einen Zuführförderer 8 auf, auf dem das Lebensmittelprodukt 2 einem Schneidmesser 9 zugeführt wird. Um die Zuführbewegung des Lebensmittelprodukts 2 zum Schneidmesser 9 zu ermöglichen, ist der Zuführförderer 8 vorteilhafterweise gegenüber der horizontalen Ebene geneigt, sodass die Bewegung des Lebensmittelprodukts 2 hin zum Schneidmesser 9 durch die Schwerkraft unterstützt wird. Der Zuführförderer 8 kann durch eine Kippbewegung mit dem Beladeförderband 6 ausgerichtet werden, damit Lebensmittelprodukte 2 vom Beladeförderband 6 auf den Zuführförderer 8 übergeben werden können.
  • Bei dem Zuführförderer 8 kann es sich um ein Förderband handeln, alternativ kann aber auch lediglich eine passive Produktauflage vorgesehen sein. Weiterhin kann ein Greifer 10 vorgesehen sein, der das dem Schneidmesser 9 abgewandte, stromaufwärtige Ende des Lebensmittelprodukts 2 zumindest zeitweise während des Aufschneidevorgangs ergreifen kann. Der Greifer 10 ist insbesondere linear in Zuführrichtung verfahrbar, um der Bewegung des Lebensmittelprodukts 2 zu folgen. Weiterhin kann die Verfahrbarkeit des Greifers 10 aktiv durch einen Greiferantrieb gesteuert werden, sodass der Greifer 10 die Zuführung des Lebensmittelprodukts 2 steuern bzw. regeln kann. Das Schneidmesser 9 ist insbesondere ein rotierendes Kreismesser oder Sichelmesser, das von einem Schneidmessermotor 11 angetrieben wird.
  • Die Lebensmittelaufschneidevorrichtung 1 gemäß Figur 1 weist mehrere Temperaturerfassungseinrichtungen auf, nämlich die Temperatursensoren 12, 13 und die Infrarotkamera 14. Ein weiterer, nicht dargestellter Temperatursensor kann im Greifer 10 vorgesehen sein.
  • Die Messwerte der Temperaturerfassungseinrichtungen 12, 13, 14 werden an eine Steuerungseinheit 15 übermittelt, die ausgehend von diesen Messwerten eine Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 berechnet. Vorzugsweise wird diese Vorgabe über die Steuerleitung 16 oder eine entsprechende Funkverbindung direkt an die Vorkühlungseinrichtung übermittelt, die somit automatisch geregelt wird. Es kann folglich ein beständiges Nachregeln im laufenden Betrieb durchgeführt werden.
  • Die Steuerungseinheit 15 verfügt weiterhin über Information bezüglich der Maschinenparameter, beispielsweise Vorschubgeschwindigkeit, Drehgeschwindigkeit des Schneidmessers, Schneidspalt usw., und kann eine vorrichtungs- und produktspezifische Datenbank aufweisen. Somit können die Temperaturmesswerte betriebszustandsabhängig und in Abhängigkeit von hinterlegten Parametern ausgewertet werden. Messwerte und Parameter von vorangegangenen Schneidprozessen und/oder vorangegangenen Produkten bzw. Produktchargen können in der Datenbank abgelegt werden, und als Eingangsparameter für Erst- oder Grundeinstellungen oder Bezugswerte für nachfolgende Berechnungen der Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 oder der Maschinenparameter verwendet werden.
  • Die Temperaturerfassungseinrichtung 12 ermöglicht eine Erfassung der äußeren Temperatur des Lebensmittelprodukts 2 nahe der Vorkühlungseinrichtung 4. Die Temperaturerfassungseinrichtung 13 hingegen ermöglicht eine Erfassung der äußeren Temperatur des Lebensmittelprodukts direkt vor dem Aufschneiden. Durch Vergleich der Temperaturmesswerte der Temperaturerfassungseinrichtungen 12 und 13 können auch Rückschlüsse auf die Temperaturverteilung im Inneren des Lebensmittelprodukts 2 getroffen werden. Ein Lebensmittelprodukt 2 mit einer relativ inhomogenen Temperaturverteilung erfährt eine schnellere Änderung der Temperatur auf der Außenseite des Lebensmittelprodukts 2. Dies kann durch den Vergleich der Temperaturmesswerte der Temperaturerfassungseinrichtungen 12 und 13 ermittelt werden. Sollten die Temperaturmesswerte um mehr als einen vorbestimmten Toleranzwert voneinander abweichen, kann die Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 angepasst werden. Sollte sich die Außentemperatur des Lebensmittelprodukts 2 zwischen den Temperaturerfassungseinrichtungen 12 und 13 um mehr als einen Toleranzwert erhöhen, kann beispielsweise die Verweildauer des Lebensmittelprodukts 2 in der Vorkühlungseinrichtung 4 erhöht werden bei gleichzeitiger Reduzierung der Kühlleistung, um eine gleichmäßigere Vorkühlung zu erreichen.
  • Die Infrarotkamera 14 kann die Temperatur direkt an der Schnittfläche des Lebensmittelprodukts 2 erfassen und somit detaillierte Informationen über die Temperatur im Inneren des Lebensmittelprodukts 2 bereitstellen. Es muss allerdings beachtet werden, dass der Einfluss des Schneidmessers 9, insbesondere die Wärmeerzeugung durch Reibung, beachtet bzw. gegebenenfalls herausgerechnet werden muss.
  • Weiterhin können alle gemessenen und eingestellten Werte dokumentiert und den betreffenden Lebensmittelprodukten 2 bzw. Chargen zugeordnet werden. Diese gespeicherten Werte können dann als Referenzwerte für spätere Aufschneidevorgänge zur Verfügung stehen. Weiterhin kann eine Plausibilitätsprüfung im Hintergrund durchgeführt werden. Somit wird eine anlagenspezifische Datenbank eingesetzt, die neben dem Verhalten der Vorkühlungseinrichtung auch Werte bezüglich der Lagertemperaturen der Produkte, der Umgebungstemperaturen, der Länge der Förderstrecke sowie der Fördergeschwindigkeiten ablegt, die alle einen deutlichen Einfluss auf die Produkttemperatur im Schneidbereich haben, und deswegen bei der Berechnung der Vorgabe berücksichtigt werden können.
  • Die berechnete Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 kann einer Bedienperson als Vorschlag auf einem Display angezeigt werden. Die Bedienperson passt dann manuell die Vorgabe der Vorkühlungseinrichtung 4 an. Das ermöglicht, dass die Vorgabe gegebenenfalls noch im Einklang mit Erfahrungswerten der Bedienperson geändert werden kann.
  • Der Bedienperson kann alternativ auch die Möglichkeit gegeben werden die angezeigte Vorgabe in der Steuerungseinheit zu verändern, und dann zu quittieren bzw. freizugeben. Nach der Freigabe der Vorgabe wird diese dann automatisch über die Steuerleitung 16 an die Vorkühlungseinrichtung 4 übermittelt.
  • Die Vorgabe gibt die Kältewirkung auf die Lebensmittelprodukte 2 in der Vorkühlungseinrichtung 4 vor. Insbesondere kann die Vorkühlungseinrichtung 4 temperaturregelbar sein, d.h. der Vorkühlungseinrichtung 4 wird eine gewünschte Temperatur vorgegeben, die dann über die Regelung der Kühlleistung in einem in der Vorkühlungseinrichtung 4 vorgesehenen Regelkreis erreicht bzw. gehalten wird. Die Vorgabe für die Kältewirkung auf die Lebensmittelprodukte 2 kann durch diese vorgebbare Temperatur oder durch direkten Zugriff auf die Regelung der Kühlleistung umgesetzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorgabe für die Kältewirkung durch eine Anpassung der Durchlauf- und/oder Verweilzeit umgesetzt werden.
  • Die Steuerungseinheit 15 weist weiterhin eine Steuerleitung 17 zum Schneidmessermotor 11, eine Steuerleitung 18 zum Antrieb des Zuführförderer 8 und eine Steuerleitung 19 zum Greifer 10 auf. Somit kann die Steuerungseinheit 15 die Maschinenparameter der Schneideinrichtung steuern, nämlich insbesondere die Geschwindigkeit des Schneidmessers 9, die Vorschubgeschwindigkeit des Lebensmittelprodukts 2, den Schneidspalt und den Eingriff des Greifers 10.
  • Die durch das Schneidmesser abgeschnittenen Scheiben des Lebensmittelprodukts 2 fallen auf eine Portionsablage 20, wo sie die Portion 3 bilden. Die Portionsablage 20 kann als Ablageförderband ausgestaltet sein, das den Abtransport der Portionen 3 ermöglicht. Die Portionsablage 20 kann durch die Steuerungseinheit 15 während des Schneidvorgangs verfahren werden, um die verschiedenen Scheiben gemäß einer gewünschten Portionsanordnung auf der Portionsablage 20 abzulegen.
  • Die Steuerungseinheit 15 ist ausgelegt, Betriebsunterbrechungen, wie Chargenwechsel, Wartung, Einstellung und Reinigung zu erfassen, und den Betrieb der Lebensmittelaufschneidevorrichtung und insbesondere der Vorkühlungseinrichtung entsprechend anzupassen. Wenn ein Lebensmittelprodukt 2, zum Beispiel bedingt durch eine Störung im Aufschneideverfahren, länger in der Vorkühlungseinrichtung verbleibt, kann die Kühlleistung bzw. Temperatur in der Vorkühlungseinrichtung angepasst werden, damit die Temperatur des Lebensmittelprodukts 2 im Soll bereich bleibt. Sollte die durch die Temperaturerfassungseinrichtung 12, 13, 14 ermittelte Temperatur des Lebensmittelprodukts 2 dennoch nach der Vorkühlungseinrichtung 4 nicht im Sollbereich sein, können die Steuervorgaben für den Schneidprozess, das heißt insbesondere die Messergeschwindigkeit und Vorschubgeschwindigkeit angepasst werden, um dennoch ein vorteilhaftes Schneidergebnis zu erreichen.
  • In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lebensmittelaufschneidevorrichtung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Vorkühlungseinrichtung 4 im Bereich des Zuführförderers 8 angeordnet, das heißt sehr nahe am Schneidmesser 9. Der Temperatursensor 13 ist zwischen der Vorkühlungseinrichtung 4 und dem Schneidmesser 9, direkt vor dem Schneidmesser 9 angeordnet. Zudem ist eine Temperaturerfassungseinrichtung im Greifer 10 vorgesehen. Die Temperaturerfassungseinrichtung im Greifer 10 ermöglicht eine Messung am stromaufwärtige Ende des Lebensmittelprodukts 2. Der Greifer 10 greift während des Schneidvorgangs in das Lebensmittelprodukt 2 ein. Die Messung wird vorteilhafterweise aber relativ spät durchgeführt, da dann ausreichend Zeit für den Wärmeübergang vom Lebensmittelprodukt 2 auf die Temperaturerfassungseinrichtung am Greifer 10 besteht.
  • Die Steuerungseinrichtung 15 berechnet unter Anderem auf der Basis des Meßwerts des Temperatursensors 13 und der Temperaturerfassungseinrichtung im Greifer 10 eine Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 und übermittelt diese Vorgabe über die Steuerleitung 16 an die Vorkühlungseinrichtung 4. Ansonsten ist die Steuerungseinrichtung 15 wiederum ausgelegt, über die Steuerleitung 17 den Schneidmessermotor 11 und über die Steuerleitung 19 den Greifer 10 zu steuern.
  • In Figur 3 ist eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Lebensmittelaufschneidevorrichtung 1 dargestellt, wobei hier die Vorkühlungseinrichtung 4 im Bereich des Beladeförderbands 6 angeordnet ist. Das Beladeförderband 6 ist stromaufwärts des Zuführförderers 8 vorgesehen. In Figur 3 ist es vor dem Zuführförderer 8 angeordnet. Es ist allerdings alternativ möglich, dass das Beladeförderband 6 parallel neben dem Zuführförderer 8 angeordnet ist, und die Lebensmittelprodukte 2 in seitlicher Richtung vom Beladeförderband 6 auf den Zuführförderer 8 geschoben werden.
  • In der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist lediglich ein Temperatursensor 13 vorgesehen, der direkt vor dem Schneidmesser 9 angeordnet ist. Damit kann eine punktuelle Temperaturmessung direkt vor dem Aufschneiden erfolgen, wodurch eine Erwärmung des Lebensmittelprodukts 2 nach der Vorkühlungseinrichtung 4 berücksichtigt werden kann. Für die Berechnung der Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 sollte insbesondere ein Messwert gegen Ende des Schneidprozesses verwendet werden. Dann kann die Erwärmung des Lebensmittelprodukts 2 im Zuführbereich der Schneideinrichtung 7 während des Aufschneidens berücksichtigt werden. D.h. es wird eine Temperaturmessung am hinteren Ende des Lebensmittelprodukts 2 durchgeführt.
  • Die Steuerungseinheit 15 berechnet wiederum aus dem über die Temperaturerfassungseinrichtung 13 gemessenen Temperaturwert und gegebenenfalls anderen Größen bzw. Parametern eine Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4, die an die Vorkühlungseinrichtung 4 über die Steuerleitung 16 übermittelt werden kann.
  • In allen Ausführungsformen kann die Steuerungseinheit 15 ausgelegt sein, die produktspezifische Temperaturänderungsgeschwindigkeit als Parameter in einer Datenbank zu hinterlegen und in die Berechnung der Vorgabe für die Vorkühlungseinrichtung 4 einfließen zu lassen. Die Temperaturänderungsgeschwindigkeit kann insbesondere durch Temperaturmessungen an verschiedenen Orten, nämlich insbesondere durch verschiedene Temperaturerfassungseinrichtungen 12, 13, 14 oder durch Temperaturmessungen zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmt werden. Die Temperaturänderungsgeschwindigkeit ist nicht nur von der Temperaturverteilung im Lebensmittelprodukt 2 abhängig, sondern auch von der Umgebungstemperatur, die folglich gemessen werden kann, und von der Produktart, deren Eigenschaften deswegen als Datensatz in der Datenbank hinterlegt werden. Die Steuerungseinheit 15 kann unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur und der Eigenschaften der jeweiligen Produktart die Vorgabe für die Vorkühlungseinrichtung 4 genauer berechnen.
  • Mit den in Figuren 1 bis 3 dargestellten Lebensmittelaufschneidevorrichtungen 1 kann auch das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei diesem Verfahren zunächst der spezifische Gefrierpunkt für die Produktart des aufzuschneidenden Lebensmittelprodukts 2 aus einer Datenbank ausgelesen. Dann wird mittels einer oder mehreren Temperaturerfassungseinrichtungen 12, 13, 14 ein Temperaturwert des Lebensmittelprodukts 2 festgestellt. Der Temperaturwert wird ausgewertet, indem der Abstand des gemessenen Temperaturwertes zum spezifischen Gefrierpunkt bestimmt wird. Dieser Abstand dient als Regelkriterium oder als direkte Regelgröße, und kann als Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 entweder automatisch an die Vorkühlungseinrichtung 4 übermittelt werden oder einer Bedienperson vorgeschlagen werden, die dann der Vorgabe zustimmt oder den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung 4 anhand dieser Vorgabe anpasst. Zudem können beim erfindungsgemäßen Verfahren die Rand- und Schneidparameter der Schneideinrichtung und anderer korrespondierender Anlagenkomponenten unter Berücksichtigung der in der Maschinensteuerung hinterlegten Parameter eingestellt werden.
  • Insbesondere können die Messwerte aus vorangegangenen Schneidprozessen und/oder von vorangegangenen Lebensmittelprodukten 2 bzw. Produktchargen in einer Datenbank abgelegt werden, wobei auf diese Werte wieder zugegriffen wird, wenn gleiche oder ähnliche Bedingungen bzw. Lebensmittelprodukte 2 vorliegen. Dann können diese Parameter für die Erst- oder Grundeinstellung der Lebensmittelaufschneidevorrichtung 1 und insbesondere von deren Vorkühlungseinrichtung 4 eingesetzt werden. Die gespeicherten Parameter können somit als Bezugswerte für die nachfolgenden Lebensmittelprodukte 2 verwendet werden.
  • In Figur 4 ist ein Greifer 10 in Seitenansicht dargestellt, dessen Greifernadeln 21 in ein Endstück eines Lebensmittelprodukts 2 eingreifen. Weiterhin ist in Figur 4 das in der Schneidebene 22 angeordnete Schneidmesser 9 und eine Schneidkante 23 dargestellt, die sich am vorderen Ende des Zuführförderers 8 befindet. Die Greifernadeln 21 sind bezüglich eines Greifernadelgelenks 24 verschwenkbar, um in das Endstück des Lebensmittelprodukts 2 im Wesentlichen in Radialrichtung R eingestochen zu werden, und aus diesem wieder herausgefahren zu werden.
  • Wie in Figur 5 erkannt werden kann, sind insgesamt acht Greifernadeln vorgesehen, von denen jeweils zwei gemeinsam in einem Greifernadelgelenk 24 gelagert sind.
  • In Figur 6 sind nun zwei mögliche Anordnungen von Temperaturerfassungseinrichtungen 25, 26 am Greifer 10 dargestellt. Die Temperaturerfassungseinrichtung 25 ist direkt an der Greifernadel 21, insbesondere im vorderen Bereich der Greifernadel 21 vorgesehen. Die Temperaturerfassungseinrichtung 25 ist ein Kontakttemperatursensor, der in einer Vertiefung in der Greifernadel 21 vorgesehen sein kann. Ausgehend vom Temperatursensor 25 erstreckt sich eine elektrische Leitung 27 mit der der Temperaturmesswert zunächst zum Greifergrundkörper 28 und dann zur Steuerungseinrichtung 15 übermittelt werden kann. Alternativ kann die Temperaturerfassungseinrichtung 25 oder der Greifergrundkörper 28 auch mit einem Funkmodul versehen sein, mit dem der Temperaturmesswert per Funk übertragen werden kann.
  • Am Greifergrundkörper 28 ist ein in Axialrichtung A ausfahrbares Sensorelement 29 vorgesehen, das an seinem vorderen Ende die Temperaturerfassungseinrichtung 26 aufweist. Das Sensorelement 29 ist an seinem vorderen Ende angespitzt, sodass es beim Ausfahren aus dem Greifergrundkörper 28 einfach in das Endstück des Lebensmittelprodukts 2 eindringen kann. Wenn das Sensorelement 29 in seiner in Figur 6 ausgefahrenen Position ist, ist die Temperaturerfassungseinrichtung 26 im Inneren des Endstücks des Lebensmittelprodukts 2 angeordnet, und kann die dortige Temperatur messen. Die Temperaturmesswerte können über eine elektrische Leitung 30 an den Greifergrundkörper 28 und dann an die Steuerungseinheit 15 übermittelt werden. Alternativ ist auch hier eine Übertragung per Funk möglich.
  • In Figur 7 ist eine Ausgestaltung eines Greifers 10 dargestellt, in dessen Greifernadel 21 ein linear verschiebliches Sensorelement 31 angeordnet ist. Das Sensorelement 31 weist in seinem vorderen Bereich eine Temperaturerfassungseinrichtung 32 auf. Während des Einstechens der Greifernadel 21 in das Lebensmittelprodukt 2 ist das Sensorelement 31 in seiner zurückgefahrenen, strichliert dargestellten Position. Sobald die Greifernadel 21 im Lebensmittelprodukt 2 angeordnet ist, wird das Sensorelement 31 durch ein Stellmittel, insbesondere einen Pneumatikzylinder, Linearmotor oder Servomotor, in die in Figur 7 dargestellte vordere Position ausgefahren, sodass die Temperaturerfassungseinrichtung 32 außerhalb der Greifernadel 21 und innerhalb des Lebensmittelprodukts 2 angeordnet ist. Dann erfolgt die Temperaturmessung, wobei der Temperaturmesswert wiederum durch eine nicht dargestellte elektrische Leitung oder über eine Funkverbindung zur Steuerungseinheit 15 übermittelt wird.
  • In Figur 8 ist eine Ausgestaltung eines Greifers 10 mit einer Temperaturerfassungseinrichtung 33 dargestellt, die auf der Greifernadel 21 angeordnet ist. Die Temperaturerfassungseinrichtung 33 ist insbesondere auf der Seite der Greifernadel 21 angeordnet, die im geschlossenen Zustand dem Greifergrundkörper 28 zugewandt ist. Ausgehend von der Temperaturerfassungseinrichtung 33 ist eine elektrische Leitung 34 vorgesehen, die den Temperaturwert der Temperaturerfassungseinrichtung 33 zunächst an den Greifergrundkörper 28 und dann an die Steuerungseinheit 15 übermittelt. Alternativ ist eine Übertragung per Funk vorgesehen.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Einsatzes von Temperaturerfassungsvorrichtungen und der Berücksichtigung von deren Messwerten beim Betrieb einer Vorkühlungseinrichtung ist insbesondere, dass nicht nur die Maschinenparameter der Schneideinrichtung in Abhängigkeit wenigstens einer Eigenschaft des Lebensmittelprodukts angepasst werden, sondern dass eine verbesserte Vorkühlung des Lebensmittelprodukts erreicht wird. Der Schneideinrichtung werden somit optimal vorgekühlte Lebensmittelprodukte zugeführt, die besser aufgeschnitten werden können. Dadurch werden ein verbessertes Schneidergebnis, eine Erhöhung der Portionsqualität und damit eine bessere Produktausbeute erreicht. Die Portionen weisen eine gleichbleibende Qualität bezüglich des Schneidergebnisses auf, die sich insbesondere in einer optisch besseren Schneidqualität zeigt. Zudem können durch die Berechnung des Vorgabewerts für die Vorkühlungseinrichtung Bedienfehler der Bedienperson vermieden werden, da die Regelung entweder automatisch durchgeführt wird, oder die Bedienperson eindeutige Vorgabewerte angezeigt bekommt. Dies ermöglicht eine sichere Betriebsführung.

Claims (17)

  1. Lebensmittelaufschneidevorrichtung (1) zum Aufschneiden von Lebensmittelprodukten (2), umfassend:
    eine Vorkühlungseinrichtung (4) zum Kühlen des Lebensmittelprodukts (2) vor dem Aufschneiden, und
    eine Schneideinrichtung (7) mit einem Schneidmesser (9),
    gekennzeichnet durch
    eine Temperaturerfassungseinrichtung (12, 13, 14, 25, 26, 32, 33) zum Messen der Temperatur des Lebensmittelprodukts (2), und
    eine Steuerungseinheit (15), die ausgelegt ist, ausgehend von der mit der Temperaturerfassungseinrichtung (12, 13, 14, 25, 26, 32, 33) gemessenen Temperatur, eine Vorgabe für den Betrieb der Vorkühlungseinrichtung (4) zu berechnen,
    wobei die Vorkühlungseinrichtung (4) in Abhängigkeit dieser Vorgabe steuerbar ist.
  2. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorkühlungseinrichtung (15) ausgelegt ist, in Abhängigkeit der Vorgabe die Verweilzeit bzw. Durchlaufgeschwindigkeit des Lebensmittelprodukts (2) in der Vorkühlungseinrichtung (4) und/oder die Kühlleistung anzupassen.
  3. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (15) ausgelegt ist, den Abstand der gemessenen Temperatur zu einem vorgebbaren Wert für den spezifischen Gefrierpunkt des Lebensmittelprodukts (2) zu bestimmen.
  4. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorkühlungseinrichtung (4) und Steuerungseinheit (15) so ausgelegt und verbunden sind, dass eine automatische Regelung der Vorkühlungseinrichtung (4) durch die Steuerungseinheit (15) erfolgt.
  5. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (14) stromabwärts des Schneidmessers vorgesehen ist.
  6. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (12, 13, 14, 25, 26, 32, 33) zwischen Vorkühlungseinrichtung (4) und Schneidmesser (9) vorgesehen ist.
  7. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (25, 26, 32, 33) ausgelegt ist, in das Lebensmittelprodukt (2) eingestochen und wieder entfernt zu werden.
  8. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schneideinrichtung (7) einen Greifer (10) aufweist, der ausgelegt ist, das stromaufwärtige Ende des Lebensmittelprodukts (2) zumindest am Ende des Schneidvorgangs zu ergreifen, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung am Greifer vorgesehen ist.
  9. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (25, 26, 32, 33) an einer Greifernadel (21) des Greifers (10) vorgesehen ist, die in das Lebensmittelprodukt (2) zum Ergreifen eingestochen wird.
  10. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Temperaturerfassungseinrichtung (26) als zusätzliches Sensorelement (29) am Greifer (10) vorgesehen ist, das bezüglich des Greifers (10) beweglich ist, um mit dem Lebensmittelprodukt (2) in Kontakt zu kommen oder in das Lebensmittelprodukt (2) eingestochen zu werden.
  11. Lebensmittelaufschneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (15) eine vorrichtungs- und produktspezifische Datenbank aufweist, deren Daten bei der Berechnung der Vorgabe und/oder vorgebbarer Parameter für den Schneidbetrieb berücksichtigt werden.
  12. Verfahren zum Aufschneiden eines Lebensmittelprodukts (2), umfassend:
    Vorkühlen des Lebensmittelprodukts (2) in einer Vorkühlungseinrichtung (4), und
    gekennzeichnet durch
    Messen der Temperatur des Lebensmittelprodukts (2), nach dem Vorkühlen und vor oder nach dem Aufschneiden des Lebensmittelprodukts (2),
    Anpassen des Betriebs der Vorkühlungseinrichtung (4) in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur des Lebensmittelprodukts (2).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der spezifische Gefrierpunkt des Lebensmittelprodukts (2) vorgebbar ist, und der Betrieb der Vorkühlungseinrichtung (4) in Abhängigkeit der Differenz zwischen gemessener Temperatur und spezifischem Gefrierpunkt angepasst wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei beim Messen der Temperatur des Lebensmittelprodukts (2) eine Oberflächentemperatur und/oder eine Kerntemperatur des Lebensmittelprodukts (2) gemessen wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Messen der Temperatur erst am Ende des Aufschneidevorgangs oder am Ende der Verweilzeit des Lebensmittelprodukts (2) in der Schneideinrichtung (7) erfolgt.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Aufschneiden der Lebensmittelprodukte (2) in mehreren Spuren parallel erfolgt, und das Messen der Temperatur für jede Spur durchgeführt wird, wobei die Temperaturmesswerte gemeinsam von einer Steuerungseinheit (15) ausgewertet werden.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Temperaturmesswerte von mehreren Messzeitpunkten bzw. mehreren Messstellen an einem oder mehreren Lebensmittelprodukten (2) gespeichert werden, und durch eine Steuerungseinheit (15) verarbeitet und/oder ausgewertet werden.
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