Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von einem ein Lebensmittel in einer Haut beinhaltendem Produkt an einem Strang, wobei aufeinander folgende Produkte durch einen Abbindebereich voneinander getrennt werden, sowie eine Vorrichtung hierfür.

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Lebensmittelprodukten allgemein. Hierbei stehen vor allem flüssige Lebensmittelprodukte, wie Suppen, im Vordergrund. Bislang werden diese zum Beispiel in Beutel abgepackt und zur Aufbereitung in die Mikrowelle gegeben. Dabei erfordert das Abpacken dieser Lebensmittel einen erheblichen Zeitaufwand.

Herstellungsverfahren, die bislang zur Abfüllung von Würsten an einem Strang verwendet wurden, können nicht ohne weiteres allgemein auf Lebensmittel angewendet werden, da bei den meisten bekannten Verfahren zwischen den einzelnen Würsten ein Abdreh- oder Abbindebereich erzeugt wird, der durch einen metallischen Clips gesichert wird. Damit könnten diese Produkte bislang aber nicht in der Mikrowelle wiedererwärmt werden.

Abbindemaschinen der vorliegenden Art für Würste sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. Insbesondere wird auf die EP 0865732 B1 verwiesen. Bei der dort beschriebenen Abbindemaschine werden Würstchen mit einem konstanten Abstand abgebunden. Dabei wird mit einer sogenannten Doppel-Abbindung gearbeitet. Bei der Doppel-Abbindung arbeiten meistens zwei Paare von Verdränger-Zangen zusammen. Das erste Paar ist feststehend ausgebildet, während sich das zweite Paar auf einem Wagen befindet, sodass es entlang dem Abbindebereich beweglich ist. Dieser Wagen wird mittels eines Betätigungskolbens verschoben. Der Abbindebereich wird durch zwei Abbindestellen gebildet, wobei nach Erzeugung der ersten Abbindestelle ein Rotor zum Zuführen des Abbindefadens gestoppt werden muss, bis die Wurst in Förderrichtung weiter bewegt wurde und er dann die zweite Abbindestelle erzeugt.

Bei der EP 1 053 683 A2 wird das komplette Rotorgehäuse bewegt und so ein Abstand zwischen zwei Würsten gebildet. Die Axialbewegung findet ebenfalls durch einen Pneumatikzylinder statt. Bei der Axialbewegung von Rotorgehäuse ist der Rotor wiederum in seiner Drehbewegung gestoppt.

Durch dieses ständige Stoppen und Beschleunigen des Rotors wird ein hoher Verschleiss insbesondere bei den Antriebsriemen erzeugt, was die Produktionssicherheit beeinträchtigt und die laufenden Kosten erhöht.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass zwischen der ersten und der zweiten Abbindestelle im Abbindebereich Produktreste verbleiben, die nach einem Abschneiden der Würste erhebliche hygienische Probleme mit sich bringen. Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen und vor allem die Herstellung von Lebensmittelprodukten wesentlich zu beschleunigen und die Zubereitung dieser Lebensmittelprodukte zu vereinfachen.

Lösung der Aufgabe

Zur Lösung der Aufgabe führt, dass der Abbindebereich über seine Länge mehrfach von einem gespannten Faden umwickelt und dieser Faden von Produkt zu Produkt weitergeführt wird.

Abfüllmaschinen für Brät in einer Wursthaut können auch zum Abfüllen beliebiger Lebensmittel in eine andere Haut zum Herstellen dieses Lebensmittels an einem Strang verwendet werden. Vor allem ist dabei an das Abfüllen von Suppen gedacht, allerdings ist die Erfindung auf jedes andere fliessfähige Lebensmittel anwendbar.

Das Abbinden mit einem Faden, beispielsweise einem textilen Faden, hat den wesentlichen Vorteil, dass das Lebensmittel, abgebunden in der Haut, zum Beispiel in die Mikrowelle gelegt und dort erhitzt werden kann. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass der streng abgebundene Abbindebereich zwischen zwei Produkten zu einer ausreichenden Dichtheit führt. Zum Gebrauch des Lebensmittels muss der Benutzer dann nur den Faden an dem letzten Produkt ergreifen und daran ziehen, sodass sich der Faden von selbst aufdreht und der Produktinhalt zum Beispiel in ein Gefäss gegeben werden kann.

Dieser Faden wird so um den Abbindebereich gewickelt, dass er möglichst viel Lebensmittel, welches sich zwischen den beiden Abbindestellen befinden kann, verdrängt, bevor die zweite Abbindestelle erzeugt wird. Damit wird den wesentlich gestiegenen hygienischen Anforderungen Rechnung getragen. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird unter Faden jedes längliche Element verstanden, welches um den Abbindebereich gewickelt werden kann, gleich aus welchem Material und in welcher Struktur. Dabei soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch liegen, dass die Erzeugung der Abbindestellen getrennt von der Umwicklung des Abbindebereichs erfolgt. Dies könnte sogar durch unterschiedliche Fäden bewirkt werden, allerdings wird natürlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass die Abbindestellen und die Umwicklung des Abbindebereichs durch den gleichen Faden und den gleichen Rotor erfolgen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt jeder mögliche und denkbare Fadenzulieferer. Meist wird es sich dabei um einen aus dem Stand der Technik bekannten Rotor handeln, der den Faden um die Abbindestellen und den Abbindebereich wickelt. Dieser Fadenzulieferer wird an der ersten Abbindestelle auf maximale Geschwindigkeit beschleunigt und erzeugt die erste Abbindestelle, indem er den Faden mehrfach um den Abbindebereich wickelt. Danach wird das Produkt zur Erzeugung einer vorgegebenen Anzahl von Wicklungen entlang dem Abbindebereich in Förderrichtung weitergezogen, wobei dies mit einer Geschwindigkeit erfolgt, welche mit der Geschwindigkeit des Rotors des Fadenzulieferers synchronisiert ist, damit eine gewünschte Anzahl an Wicklungen erzielt werden kann. Dies kann dazu führen, dass der Rotor immer mit gleichbleibender hoher Geschwindigkeit dreht oder bei geringerer Vorschubgeschwindigkeit des Produkts die Drehzahl etwas verringert wird.

Bevorzugt geschieht das Ganze im Zusammenwirken mit zumindest einem, bevorzugt mit zwei Verdrängern, wobei meist ein Verdränger feststehend und ein zweiter Verdränger verschiebbar ist bzw. bei Beginn des Verfahrens die Flaut und danach ein bereits fertig gestelltes Produkt mit sich zieht. Der erste, feststehende Verdränger hat vor allem die Aufgabe, das Produkt vor der ersten Abbindestelle abzuschliessen und die Produktmasse gegen das Füllrohr hin zu verdrängen Zu diesem Zweck weist der Verdränger entsprechende Zangen oder dergleichen auf.

Der zweite Verdränger umschliesst den Abbindebereich nach der ersten Abbindestelle, was ebenfalls bevorzugt durch entsprechende Zangen geschieht. Er wird dann nach Erzeugung der ersten Abbindestelle in Förderrichtung des Strangs verfahren und nimmt dabei die Haut bzw. das erzeugte Produkt mit. Hierdurch wird der Abbindebereich erzeugt, wobei bei bevorzugt nicht ganz geschlossenem ersten Verdränger schon einiges Lebensmittel aus dem Abbindebereich zurück gegen das Füllrohr hin verdrängt wird. Bei Erreichen der ersten Abbindestelle wird der Abbindebereich wieder angehalten und die erste Abbindestelle erzeugt. Nun beginnt der Vorgang von vorn.

Die Bewegung des Wagens mit dem zweiten Verdränger erfolgt bevorzugt durch einen Servoantrieb, d.h., einen Antrieb, dessen Geschwindigkeit geregelt werden kann, wie dies beispielsweise bei einem Elektromotor der Fall ist. Der Servoantrieb kann beschleunigt, verlangsamt, gestoppt und wieder beschleunigt werden. Wie die Bewegung letztendlich auf den Wagen übertragen wird, ist von untergeordneter Bedeutung, vom Erfindungsgedanken wird sowohl ein Spindeltrieb, als auch ein entsprechendes Getriebe oder ein Linearantrieb umfasst. Ein derartiger Servoantrieb ermöglicht die nachfolgend beschriebene Synchronisierung zwischen der Drehbewegung des Rotors mit dem Abbindefaden und der Bewegung der Verdränger.

Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist, dass die Synchronisierung zwischen der Bewegung des Rotors mit dem Abbindefaden und der Verdrängerbewegung so ausgestaltet ist, dass gezielt eine gewünschte Fadensteigung zwischen den beiden Abbindestellen erzeugt werden kann, ohne dass der Rotor stoppt und erst dann die axiale Bewegung des zweiten Verdrängers stattfindet. Es findet auch kein Stopp zwischen der ersten und der zweiten Abbindung statt, sodass der Verschleiss reduziert und damit auch die laufenden Kosten verringert werden können. Ferner kann durch die Synchronisierung sowohl die Anzahl der Wicklungen um den Abbindebereich als auch die Stärke der Einschnürung des Abbindebereichs durch die Wicklung bestimmt werden. Ein besonderes Augenmerk der vorliegenden Erfindung ist auch auf die Berücksichtigung von zwei wichtigen Parametern, nämlich der Hautsorte und der Produktqualität, gerichtet. Zu berücksichtigen sind vor allem unterschiedliche Festigkeitswerte und Dehnungsverhalten bei den Häuten. In einem einfachen Ausführungsbeispiel ist an eine Klarsichtfolie gedacht, jedoch sollen im Rahmen der Erfindung alle Umhüllungen liegen, die für die Aufnahme von Lebensmittel geeignet sind.

Bei Lebensmitteln sind natürlich die Konsistenz, Zusammensetzung usw. zu berücksichtigen. Gemäss der vorliegenden Erfindung sollen für diese Parameter die Geschwindigkeit der axialen Bewegung des Verdrängers und auch die Beschleunigung des Rotors ermittelt und angepasst werden.

Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass z.B. im Bereich des Hauteinzugs am Rotorgehäuse eine Kamera installiert ist, welche Aufnahmen von der Haut macht und mit Hilfe einer künstlichen Intelligenz die Hautsorte erkennt. Die künstliche Intelligenz kann durch Bildvergleiche Objekte klar zuordnen. Auch die Produktqualität kann durch eine entsprechende künstliche Intelligenz ermittelt werden. Mit Hilfe der festgestellten Hautsorte und der Produktqualität erfolgt eine Basiseinstellung der Geschwindigkeit, Verlangsamung und Beschleunigung der Maschine für einzelne Lebensmittel und gegebenenfalls eines Zugs, der auf den Abbindefaden wirkt. Diese eingestellten Werte werden dann für jedes Lebensmittel gespeichert und können abgerufen werden. Figurenbeschreibung

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

Figur 1 eine Draufsicht auf drei Produkte in einem Produktstrang;

Figuren 2 bis 4 schematische Darstellungen der Erzeugung eines Abbindebereichs gemäss der vorliegenden Erfindung zwischen Produkten an einem Strang in verschiedenen Verfahrensstufen.

Ein Lebensmittel für Produkte 5.1 bis 5.3 gelangt aus einem Füllrohr 7 in eine Haut 8, welche ziehharmonikaartig auf das Füllrohr 7 aufgeschoben ist. Dabei wird die Haut 8 durch Bremslippen 9 auf dem Füllrohr 7 festgehalten. Vor dem Füllrohr 7 bildet sich eine Blase 10 mit Lebensmittel in der Haut 8.

In der Regel wird nun bei der Erstellung des Abbindebereichs zusätzlich mit zwei Paaren von zangenartigen Verdrängern 11 und 12 gearbeitet. Der vordere Verdränger 11 ist feststehend, während ein hinterer, beweglicher Verdränger 12 auf einem nicht näher gezeigten Wagen montiert ist, auf welchem dieser zur Erzeugung des Abbindebereichs 3 mittels einem hydraulisch oder pneumatisch betätigten Kolben verschoben werden kann, wobei er am Anfang der Herstellung die Haut 8 und darauf folgend auch ein bereits hergestelltes Produkt mitnimmt.

Der abgeschlossene Abbindebereich 3 wird im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine erste Abbindestelle 1 und durch eine zweite Abbindestelle 2 erzeugt. Dies geschieht mittels eines Fadens 4, der mittels eines nicht gezeigten Rotors um den Abbindebereich 3 gewickelt wird. Dabei erfolgt eine feste Einschnürung an den Abbindestellen 1 und 2und auch entlang dem Abbindebereich 3. Der Verfahrensablauf ist folgender:

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun gemäss Figur 2 die Abbindestelle 1 bei maximaler Geschwindigkeit des Rotors und mit gespanntem Faden 4 erzeugt. Der Verdränger 12 entfernt sich dann gemäss Figur 3 von dem feststehenden Verdränger 11 , zieht das Produkt mit und bildet den Abbindebereich 3, wobei Lebensmittel, welches sich in dem Abbindebereich 3 befindet, durch die geschlossenen Zangen des Verdrängers 11 in Richtung des Pfeils P gemäss Figur 3 in die Blase 10 verdrängt wird. Dies geschieht bevorzugt bei gleichbleibender Umwickelgeschwindigkeit des Rotors und bestehender Fadenbremse. Auf diese Weise wird der Abbindebereich definiert umwickelt, was bedeutet, dass eine vorbestimmte Anzahl von Wicklungen 4A um den Abbindebereich 3 gelegt wird.

Danach erfolgt gemäss Figur 4 die Fierstellung der zweiten Abbindestelle 2 bei bevorzugt gleichbleibender Geschwindigkeit des Fadenrotors und Abbremsung des Fadens, damit die Spannung erhalten bleibt.

Nach der Erstellung der zweiten Abbindestelle 2 wird der Verdränger 11 geöffnet und das Produkt beispielsweise von dem Verdränger 12 nach links gezogen, so dass das Füllrohr 7 die Flaut 8 mit Lebensmittel für das nächste Produkt füllen kann. Gleichzeitig ist die Fadenbremse geöffnet, sodass sich kein Faden um das neu gebildete Produkt legt, sondern der Faden an diesem Produkt entlang geführt wird. Bei Erreichen der gewünschten Länge des Produkts wird der Verdränger 11 wieder geschlossen, der Verdränger 12 geöffnet und in seine Ausgangslage gemäss Figur 2 zurückgefahren.

Die Bewegung des zweiten Verdrängers 12 auf seinem Wagen erfolgt durch einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder. Der Hub zwischen zwei Endlagen entspricht in etwa dem Abstand S. Bei dieser Bewegung nimmt der zweite Verdränger 12 den Zipfel der Wursthaut 8 nach der ersten Abbindestelle 1 bzw. die Wurst in Förderrichtung mit. Alle Bewegungen des Rotors sowohl zur Erzeugung der Abbindestellen 1 und 2 als auch des Abbindebereichs 3 und auch gegebenenfalls die Bewegung/en des/der Verdränger 11 und 12 werden durch Servoantriebe erzeugt, wodurch sowohl Rotor als auch Verdränger exakt beschleunigt bzw. abgebremst werden können. Das bedeutet, dass erfindungsgemäss der Rotor immer mit maximaler Geschwindigkeit drehen kann und zwar bei Erzeugung der beiden Abbindestellen 1 und 2 und bei Erzeugung der Wicklungen 4 A.

Denkbar ist aber auch, dass die erste Abbindestelle 1 mit maximaler Geschwindigkeit des Rotors erzeugt wird, danach der Rotor entlang dem Abbindebereich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und gegebenenfalls geringerer Drehzahl bewegt und dann erst zur Erzeugung der zweiten Abbindestelle 2 der Rotor auf maximale Geschwindigkeit erhöht wird. Die Geschwindigkeit, mit der der Rotor den Abbindefaden zur Erzeugung der Abbindestellen um den Abbindebereich wickelt, kann eine andere sein, als diejenige, mit der die Wicklungen 4A entlang dem Abbindebereich erzeugt werden. Bei Erreichen der zweiten Abbindestelle 2 braucht der Rotor auch nicht gestoppt zu werden, lediglich die Wickelgeschwindigkeit wird erhöht.

Durch ein Synchronisieren der Rotorbewegung mit Abbindefaden und der Verdrängerbewegung entlang dem Abbindebereich 3 wird so gezielt die Fadensteigung zwischen den beiden Abbindestellen 1 und 2 festgelegt, ohne dass der Rotor stoppt und erst dann die axiale Bewegung des zweiten Verdrängers entlang der Abdrehstelle erfolgt. Damit wird ein ständiges Stoppen und Beschleunigen des Rotors deutlich reduziert, was zu einem wesentlich geringeren Verschleiss und damit einhergehenden laufenden Kosten führt. Bezugszeichenliste