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Title:
METHOD FOR OPERATING A PRODUCTION SYSTEM FOR PRODUCING GOODS MADE OF CHOCOLATE OR THE LIKE, AND A MOLD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/162436
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a production system for producing goods made of chocolate or the like in molds (3), in particular made of plastic. According to the invention, said molds (3) are subjected to thermal, mechanical, and/or chemical effects during the production process. The state thereof with respect to selected parameters, such as flexural, torsional, and tensile strength, notch toughness, surface, and/or material quality is examined during operation. Based on the determined state of said molds (3), a decision is made regarding the further use or duration of use thereof in the production process. A mold has preferably a plurality of integrated test elements that are easily removable from the mold and usable in place of the mold for testing purposes.

Inventors:
TRUTTMANN, Urs (Mitteldorfstrasse 59, 5033 Buchs, 5033, CH)
TEMPLIN, Jens (Aachiweg 4, 8566 Lippoldswilen, 8566, CH)
Application Number:
EP2017/055401
Publication Date:
September 28, 2017
Filing Date:
March 08, 2017
Export Citation:
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Assignee:
MAX RINER AG (Jurastrasse 25, 5102 Rupperswil, 5102, CH)
International Classes:
A23G1/22; A23G1/00; A23G3/02; A23G3/34
Domestic Patent References:
WO2009001250A12008-12-31
WO2009001250A12008-12-31
Foreign References:
EP2476320A12012-07-18
DE102004012580A12005-09-29
JPH04138235A1992-05-12
Attorney, Agent or Firm:
LUCHS, Willi (Luchs & Partner AG, PatentanwälteSchulhausstrasse 12, 8002 Zürich, 8002, CH)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage zum Herstellen von Waren aus Schokolade oder ähnlichem in Giessformen (3) insbesondere aus Kunststoff, die während des Herstellungsprozesses thermischen, mechanischen 'und/oder chemischen Einwirkungen ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass

im Betrieb der Zustand der Giessformen (3) hinsichtlich ausgewählter Parameter wie Biege-, Torsions- und Zugfestigkeit, Kerbschlagzähigkeit, Oberflächen- und/oder Materiaibeschaffenheit geprüft wird und aufgrund des ermittelten Zustandes der Giessformen (3) über deren weiteren Ein¬ satz bzw. Einsatzdauer im Produktionsprozess entschieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zu prüfenden Parameter der Giessformen (3) in Abhängigkeit der jeweils herzustellenden Produktsorten bestimmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass fortlaufende Prüfvorgänge in bestimmten Zeitabständen zwischen den in Abhängigkeit von Umfang und/oder Dauer der jeweils vorgesehenen Produktionssequenz festgelegt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

die Prüfung der Giessformen (3) nach jeder bzw. nach mehreren Produktionssequenzen, vorzugsweise nach Waschen (W) der Formen , durchgeführt wird .

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass

die Prüfung der Giessformen (3) selbsttätig nach einem programmierten Ablauf gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

die Giessformen paketweise überprüft werden, wobei die Prüfung auf nur einzelne Formen des Formenpakets beschränkt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass

die Prüfung der Giessformen (3) nach einem standardisierten Prüfprogramm durchgeführt wird, wobei nach Fertigstellung der Giessform eine vorzugsweise erfolgende Initialprüfung als Referenz für den Lebenszyklus derselben durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

die Giessformen (3) einzeln gekennzeichnet und entsprechend ihrer individuellen Kennzeichnung geprüft werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfergebnisse in einer vorzugsweise an einem zentralen Ort platzierten Datenbank gespeichert werden und dort jederzeit für die individuelle oder statistische Auswertung der Prüfergebnisse verfügbar sind.

10. Giessform zum Herstellen von Waren aus Schokolade oder ähnlichem, dadurch gekennzeichnet, dass

die Giessform (3) mit mindestens einem daran angebrachten Prüfkörper (9, 10) versehen ist, der den gleichen Einsatzbedingungen wie die Giessform ausgesetzt ist.

1 1. Giessform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper (9, 10) mittels eines bestimmten Werkzeugs von der Giessform (3) für die Prüfung trennbar ist.

12. Giessform nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass

mehrere zueinander beabstandete Prüfkörper (9, 0) auf der Rückseite der Giessform (3) vorstehend angeordnet sind.

13. Giessform nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass

die Prüfkörper (9, 10) als Stifte, Plättchen oder dergleichen geformt und entweder an der Giessform selbst ausgebildet oder an dieser befestigt sind.

Description:
Verfahren zum Betreiben einer Produktionsanlage zum Herstellen von Waren aus Schokolade oder ähnlichem, sowie eine Giessform

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Produktionsan- iage zum Herstellen von Waren aus Schokolade oder ähnlichem in Giessformen aus Kunststoff und dergleichen Werkstoffen , die während des Herstellungsprozesses thermischen, mechanischen und/oder chemischen Einwirkungen ausgesetzt sind. Die Erfindung betrifft auch eine für das Verfahren besonders geeignete Giessform.

Nach einem solchen Verfahren werden Tafelwaren, Pralinen oder Figuren aus Schokolade mit oder ohne Füllung hergestellt. Das Verfahren eignet sich aber auch generell zum Herstellen von Produkten aus Grundstoffen mit schokoladenähnlichen Eigenschaften. Derartige Produkte werden bekanntlich mittels wannenförmiger Giessformen aus Kunststoff hergestellt, in denen während des Herstellungsprozesses eine Vielzahl von Verfahrensschritten wie Wärmen, Glessen, Rütteln, Kühlen und Entformen der Waren stattfindet. Die Formen sind daher während des Produktionsprozesses wechselweise thermisch, mechanisch und/oder chemisch beansprucht. Das verursacht mit der Zeit eine zunehmende Abnutzung der Giessformen. Da diese verhältnismässig aufwendig zum Herstellen sind, ist man bestrebt, sie möglichst lang über mehrere Jahre zu benutzen. Nach einer mehr oder weniger langen Betriebsdauer sind sie aber am Ende durch die fortschreitende Abnutzung so stark beschädigt, dass sie für die weitere Produktion unbrauchbar sind.

Im Betrieb werden die Giessformen von Zeit zu Zeit mit blossem Auge geprüft und nach einer gewissen Betriebszeit endgültig ausrangiert. Das erfolgt allerdings auch zu früh, und damit wird die Verwendungsdauer der Giessform nicht voll ausgenützt. Andererseits ist es aber ebenso wichtig, dass die Giessformen nicht so lange im Betrieb bleiben, bis sie brüchig werden, weil dann die Gefahr besteht, dass Bruchstücke der Form in den erzeugten Produkten verbleiben und daraus hohe wirtschaftliche Schäden verursacht werden können, etwa dass deswegen tonnenweise Ware zurückgerufen werden muss.

Eine solche Gefahr entsteht hauptsächlich beim Abwaschen der Giessformen, weil der Abwaschvorgang hohen Temperaturen bzw. konzentriertem Waschmittel durchgeführt wird, welche die Formen stark schwächen können, beispielsweise wenn sie etwa wegen Betriebsstörungen in der Waschanlage zulange in dieser liegen bleiben.

Eine zu spät festgestellte Beschädigung der Formen kann somit dazu führen, dass die bereits hergestellten Produkte nicht vertrieben werden können. Schadhafte Giessformen können auch Maschinenstillstände o- der generell Produktionsausfälle verursachen.

Ein Produktionsverfahren der eingangs genannten Art ist in der WO 2009/1250 A1 geoffenbart. Das dort beschriebene Verfahren sieht u.a. vor, dass die verschiedenen Stationen der Produktionsanlage elektronisch mit einem System zum Überprüfen der Giessformen verbunden sind, das kontinuierlich ermittelt, ob bzw. welche Formen beschädigt sind, und die entsprechenden Informationen weiterleitet, um zu verhindern, dass die beschädigte Form weiterhin in Betrieb bleibt. Die Ausser- betriebnahme der Giessformen erfolgt infolgedessen erst nach einer Beschädigung der Form.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine bessere und während der Betriebsdauer laufend kontrollierte Ausnutzung des Einsatzpotentäals der Formen ohne grosse Aufwendungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Betrieb von Zeit zu Zeit der Zustand der Giessformen hinsichtlich ausgewählter Parameter wie Biege- Torsions- und/oder Zugfestigkeit, Kerbschlagzä- higkeit, Oberflächen- und/oder Materialbeschaffenheit geprüft wird und aufgrund des ermittelten Zustandes der Giessformen über deren weiteren Einsatz bzw. Einsatzdauer im Produktionsprozess entschieden wird.

Auf diese Weise ist es möglich, eine Produktionsanlage der eingangs genannten Art so zu betreiben, dass das Einsatzpotential der Giessformen optimal ausgenutzt wird, weil die laufende Überwachung des Formenzustands die Ausserbetriebnahme der Giessformen bei Erreichen eines kritischen Abnutzungszustandes rechtzeitig vor einer Beschädigung der Formen sicherstellt.

Da die Giessformen häufig für die Herstellung unterschiedlicher Produkte eingesetzt werden, ist es zweckmässig, wenn die zu prüfenden Parameter in Abhängigkeit von den jeweils herzustellenden Produktsorten bestimmt werden. Entsprechendes gilt auch für die Prüfsequenz der einzelnen Giessformen. In diesem Fall ist es im Sinne einer optimalen Überwachung des Formenzustandes zweckmässig, wenn die Zeitabstände zwischen den Prüfvorgängen in Anhängigkeit von Umfang und/oder Dauer der jeweils vorgesehenen Produktionssequenz festgelegt werden.

Um die Überwachung des Formenzustandes zu optimieren, sieht die Erfindung vor, dass die Prüfung der Giessformen nach jeder oder nach einer gewissen Anzahl von Produktionssequenzen, vorzugsweise nach dem Waschen der Formen, durchgeführt wird.

Insbesondere bei komplexen Produktionsanlagen, die für die Herstellung zahlreicher variabler Warensorten bestimmt sind, ist es im Sinne eines möglichst automatischen Betriebsablaufes vorteilhaft, wenn die Prüfung der Giessformen selbsttätig nach einem programmierten Ablauf gesteuert wird.

Bei Produktionsanlagen, in denen gleichartige Giessformen in verhältnismässig grossen Mengen eingesetzt werden, besteht die Möglichkeit, die Giessformen paketweise zu überprüfen, wobei die Prüfung auf nur einzelne Formen des Formenpakets beschränkt wird.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Prüfung der Giessformen nach einem standardisierten Prüfprogramm durchgeführt wird, wobei nach Fertigstellung der Giessform eine vorzugsweise durch den Formenhersteller erfolgende Initialprüfung als Referenz für den Lebenszyklus der Form durchgeführt wird. Dadurch können die späteren Prüfergebnisse von Anfang an auf die Prüfwerte der Form in neuen Zustand bezogen werden.

Um die automatische Steuerung der Prüfvorgänge zu ermöglichen, ist es zweckmässigerweise vorgesehen, dass die Giessformen einzeln gekennzeichnet sind und entsprechend ihrer individuellen Kennzeichnung geprüft werden. Diese Kennzeichnung ist auch für die automatische Auswertung der Prüfergebnisse hilfreich.

Hierzu ist überdies vorgesehen, dass die Prüfergebnisse in einer vorzugsweise in einem zentralen Ort platzierten Datenbank gespeichert werden und dort jederzeit für die individuelle oder statistische Auswertung der Prüfergebnisse verfügbar sind. Zum Durchführen des vorgeschlagenen Prüfverfahrens ist es besonders vorteilhaft, wenn die Giessformen mit mindestens einem daran angebrachten Prüfkörper versehen sind, der den gleichen Einsatzbedingungen wie die Giessform ausgesetzt ist. Auf diese Weise können zerstörende Prüfverfahren, wie z.B. Kerbschlagbiegeversuche oder Zugversuche durchgeführt werden, ohne dass die Giessform selbst zerstört wird. Sind in jeder Giessform mehrere solcher Prüfkörper vorgesehen, ist es dann auch möglich, mehrere zustandsrelevante Parameter gleichzeitig zu überprüfen bzw. mehrere zeitlich versetzte Prüfungen durchzuführen.

Es ist dabei verfahrenstechnisch von Vorteil, wenn der oder die Prüfkörper mittels eines vorzugsweise genormten Werkzeugs von der Giessform trennbar sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Produktionsanlage mit dem Betriebszyklus der Giessformen, schematisch dargestellt,

Fig. 2 ein standardisiertes Prüfprogramm für die Giessformen, schematisch dargestellt,

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Rückseite einer Giessform, und

Fig. 4 eine um 90° versetzte perspektivische Teüansicht der Rückseite der Giessform nach Fig. 3.

Die in der Fig. 1 gezeigte Produktionsanlage 1 dient zum Herstellen von Süsswaren, insbesondere aus Schokolade, die entsprechend der ver- wendeten Formen 3, wie quadratische, runde oder sonstige Süsswaren, vornehmlich aus Schokolade, hergestellt werden.

Die Herstellung erfolgt dabei mittels an sich bekannten wannenförmigen Giessformen aus Kunststoff oder ähnlichen Werkstoffen, in weiche die Schokolade direkt eingegossen und durch Abkühlen verfestigt wird. Es existieren Giessformen in einer Vielzahl von Grössen und technischen Ausprägungen, passend auch zu den verschiedenen Typen von Anfagen. Üblicherweise sind die flachen Giessformen mit einer Anzahl von reihenweise angeordneten Öffnungen versehen, welche jeweils der zu giessenden Form der Süssware als Negativ entsprechen.

Während des Produktionsverfahrens P durchlaufen die Giessformen 3 verschiedene Stationen, in welchen die mit einzelnen Verfahrensschritte A bis E, nämlich Wärmen A, Glessen B, Rütteln C, Kühlen D und Entformen E stattfinden. Nach einer jeweiligen Produktionssequenz werden die Giessformen aus der Produktionsanlage entfernt. Danach erfolgt der Waschvorgang W in der Waschanlage 2, anschliessend der Prüfvorgang T in der Prüfvorrichtung 4 und abschliessend das Lagern L der gewaschenen Giessformen.

Sowohl während dem Produktionszyklus als auch beim Waschvorgang sind die Formen thermisch, mechanisch und/oder chemisch beansprucht und sind damit einer gewissen Alterung ausgesetzt. Der Grad der Alterung wird erfindungsgemäss im Verfahrensschritt T des Produktionsverfahrens regelmässig überwacht, indem der Zustand der Giessformen hinsichtlich ausgewählter Parameter wie Biege- Torsions- und/oder Zug- festigkeit, Kerbschlagzähigkeit, Oberflächen- und/oder Materiaibeschaf- fenheit geprüft wird.

Die Prüfung der Giessformen wird zweckmässigerweise nach einem standardisierten Prüfprogramm mit einer ebenfalls vorzugsweise standardisierten Prüfeinrichtung durchgeführt.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, erfolgt die Initialprüfung p1 unmittelbar nach Fertigstellung f der Giessform. Sie wird vorzugsweise vom Formenproduzenten selbst ausgeführt und gilt als Referenz für den Lebenszyklus der Giessform. Dieselbe Prüfprozedur p2 bis pn wird mehrmals während des Lebenszyklus (Produktionssequenzen s1 bis sn) der verwendeten Giessformen durchgeführt. Die Prüfung kann je nach Verfügbarkeit der Prüfeinrichtung entweder durch den Süsswarenproduzen- ten oder durch den Formenhersteller durchgeführt werden.

Das Prüfprogramm kann sich z.B. aus folgenden Komponenten zusammensetzen:

> Biegeprüfung der Form

Torsionsprüfung der Form

> Kerbschlagbiegeversuch an einem Probestab von der Form

> Zugversuch an einem Probestab von der Form

> Bestimmen der Schmelze-Massefliessrate (MFR) mitteis Probestab von einer Form,

Glanzmessung der Form

> Rasterelektronenmikroskopische (REM) Untersuchung an einem Probestab einer Form > Spektroskopie (FT-IR, UVVIS, AAS/AEP, iCP, XRF etc.) an einem Probestab von einer Form, wobei genau spezifizierte Prüfkomponenten und Prüfparameter für die verschiedenen Prüfungen verwendet werden. Da die Abnutzung der Giessformen von der jeweils zu produzierenden Warensorte abhängig ist, werden Anzahl und Art dieser Parameter ebenfalls abhängig von der jeweiligen Warensorte festgelegt.

Mit Hilfe des erfindungsgemässen Prüfsystems kann der aktuelle Abnutzungsgrad der verwendeten Formen ermittelt werden. Werden dabei kritische Abnutzungsgrenzwerte überschritten, kann die Form vor der Entstehung eines Schadens entsorgt werden.

Die Giessformen sind üblicherweise mit individuellen Identifizierungsmitteln versehen, mit denen die automatische Steuerung des Produktionsprozesses möglich ist. Derartige Mittel, wie ein Strichcode, ein QR-Code oder ein integrierter RFID-Chip, dienen auch zum automatischen Steuern des erfindungsgemässen Verfahrens zum Überprüfen der Giessformen. Sie ermöglichen auch die elektronische Auswertung und Speicherung der ermittelten Prüfdaten in einer zentralen Datenbank oder dergleichen zwischen der Prüfstation und der Steuerungsstation der Prüfeinrichtung.

Gemäss Fig. 3 bzw. Fig. 4 besteht die teilweise dargestellte Giessform 3 aus einer Vielzahl von reihenweise angeordneten Öffnungen, von denen von einigen die rückseitigen Vertiefungen 7 an der Bodenwandung 8 ersichtlich sind. Zudem sind ebenfalls auf der Hinterseite die Giessform 3 versteifende Rippenwände 4, 5 vorhanden, welche gitterförmig verteilt angeordnet sind.

Erfindungsgemäss ist die jeweilige Giessform 3 so gestaltet, dass von ihr Materialproben zu ihrer Untersuchung entnommen werden können, ohne ihre Funktionsfähigkeit zu beeinträchtigen. Zu diesem Zweck sind an dieser Giessform 3 rückseitig vorzugsweise mehrere Prüfkörper 9, 10 angebracht, die unterschiedliche Formen aufweisen können. Vorliegend sind die nebeneinander stehenden Prüfkörper 9, 10 zum einen als zylindrische Stifte und zum andern als Plättchen geformt, wobei letztere gegenüberliegend der Vertiefungen 7 senkrecht stehend ausgerichtet sind. Die Prüfkörper 9, 10 sind unmittelbar am Boden 8 der Giessform so angebracht, dass sie im Betrieb den gleichen Belastungen wie die Form selbst ausgesetzt sind.

Diese Prüfkörper 9, 10 mit den entsprechenden Formen ermöglichen die Durchführung von zerstörenden Prüfverfahren wie beispielsweise Zugversuche oder Kerbschlagbiegeversuche, ohne dass die Giessform nach Entfernen einzelner Prüfkörper Schaden nimmt. Zu diesem Zweck können die Prüfkörper 9, 10 mittels entsprechender Werkzeuge von der Giessform abgetrennt werden. Sie werden wie die Giessformen ebenfalls mit einer individuellen Codierung oder ähnlichem versehen, mit Hilfe derer ihre Zuteilung zu den zugehörigen Formen bzw. Formpaketen möglich ist.

Der Hersteller der Giessformen und der Produzent der Süsswaren verfügen vorzugsweise über je eine genormte Prüfeinrichtung, welche die Durchführung von z.B. mechanischen oder chemischen Untersuchungen ermöglicht. Die Giessformen sind ihrerseits so ausgerüstet und gestaltet, dass sie die Entnahmen von Materialproben für die Untersuchungen ermöglichen, ohne die Funktion der Giessformen im Produktionsprozess zu beeinträchtigen.

Die aus Kunststoff bestehenden Giessformen werden üblicherweise durch ein Spritzgussverfahren in entsprechende Negativformen als Werkzeuge eingegossen. Vorteilhaft werden diese Prüfkörper 9, 10 dabei ebenfalls bei dem Werkzeug vorgesehen und sind dann zusammen mit der Giessform aus einem Guss hergestellt.

Im Prinzip könnten diese Prüfkörper 9, 10 aber auch an die Giessform 3 befestigt werden, zum Beispiel durch Kleben, oder durch eine lösbare Befestigung, wie durch Einrastmittel oder dergleichen.

Die ursprüngliche Qualität der neuen Giessformen wird durch den Formenhersteller bei Auslieferung mittels der Prüfeinrichtung ermittelt, dokumentiert und als Referenzwert dem Süsswarenproduzenten mitgeteilt.

Die Giessformen respektive die daraus entnommenen Prüfkörper werden nach definierten Belastungs- und/oder Zeitintervallen mit der Prüfeinrichtung untersucht, und die ermittelten Prüfdaten werden anschliessend mit den initialen Referenzdaten des Formenherstellers verglichen, wobei bei Feststeilung signifikanter Veränderungen des Formenzustandes die Form als schadhaft markiert wird und aussortiert werden kann. Die ermittelten Prüfdaten werden in der zentralen Datenbank 3 gespeichert und dort für statistische Zwecke entsprechend aufbereitet. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiei wird der Prüfvorgang jeweils am Ende der Produktionssequenzen durchgeführt. Die Zettabstände zwischen den Prüfvorgängen können von Fall zu Fall in Abhängigkeit von der herzustellenden Ware sowie von Umfang und/oder Dauer der jeweiligen Produktionssequenzen variieren.

Auch die zu prüfenden Parameter können abhängig von der herzustellenden Ware und/oder den eingesetzten Giessformen variieren. Bei Verwendung von Giessformen mit mehreren Prüfkörpern können gleichzeitig mehrere Parameter geprüft werden.

Es ist auch im Rahmen der Erfindung möglich, die Giessformen paketweise zu überprüfen, und die Prüfung auf nur einzelne Formen ais Stichproben der Formenpakete zu beschränken.

Im Prinzip können die Giessformen durch Messmethoden, wie Uitraschall oder ähnlichem, überprüft werden, welche keine Materialbeschädigung derselben bewirken. Es könnten auch einzelne Giessformen ohne solcher Prüfkörper verwendet werden, indem diese für die Prüfung beschädigt und danach entsorgt werden.