-
Die Erfindung betrifft ein Produktionsoptimierungssystem für eine Kühlvorrichtung zur Kühlung von Gütern, insbesondere Lebensmittel wie Molkereiprodukte.
-
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Optimierung der Produktion.
-
Kühlvorrichtungen im Sinne der Erfindung sind z. B. Kühltunnel oder Schnellkühlplätze. Zum Kühlen der Produkte in einem Kühltunnel werden diese auf Paletten gestapelt und diese Produktstapel nacheinander auf einer Fördervorrichtung durch den Kühltunnel gefördert und dabei einem Kühlmittelstrom ausgesetzt, wobei der Kühlmittelstrom quer zur Förderrichtung der Produktstapel einer Seite der Produktstapel zugeführt wird, die Produktstapel durchdringt und auf der anderen Seite der Produktstapel abgesaugt wird.
-
Derartige Kühltunnelbehandlungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So wird in der
US 2,474,069 A ein Kühltunnel beschrieben, durch den zu kühlende Gegenstände, welche auf Paletten angeordnet sind und Produktstapel bilden, hindurchtransportiert werden. Die Strömung des Behandlungsmediums wird dabei mittels eines Austrittsgitters derart ausgerichtet, dass es im wesentlichen horizontal, sowie quer zur Transportrichtung, in den Produktstapel eingeblasen bzw. durch den Produktstapel hindurch geblasen und auf der anderen Seite der Produktstapel abgesaugt wird.
-
-
Beide Kühltunnel werden kontinuierlich betrieben, dabei werden die Produktstapel kontinuierlich auf einer Fördereinrichtung quer zum Kühlmittelstrom an den Austrittsgittern des Kühlmittelstroms vorbeitransportiert.
-
Bei kontinuierlichem Betrieb wird die Durchlaufzeit wie auch die Kühlmitteltemperatur und die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit so gewählt, dass der Produktstapel optimal gekühlt wird.
-
Die
EP 1 455 151 A1 offenbart dagegen einen Kühltunnel der nicht kontinuierlich sondern diskontinuierlich betrieben wird.
-
Wird ein Kühltunnel diskontinuierlich betrieben, werden die Produktstapel von einer Fördereinrichtung, die durch den Kühltunnel verläuft, auf einen Kühlplatz bzw. die Behandlungsposition umgesetzt und bei erfolgter Kühlung wieder auf die Transporteinrichtung zurückgesetzt und von dieser wieder aus dem Kühltunnel transportiert.
-
Derartige Kühltunnel haben allerdings alle den Nachteil, dass keine Überwachung der tatsächlich erreichten Temperatur erfolgt und das bei häufig wechselnden Produkten keine Anpassung der Kühlleistung erfolgt.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Produktionsoptimierungssystem und Verfahren vorzuschlagen, durch das/welches es möglich ist, die Produktivität der Kühlvorrichtung bei höchstmöglicher Einhaltung der zu erreichenden Produkttemperatur zu erhöhen.
-
Die Aufgabe wird mittels des Produktionsoptimierungssystems mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Gemäss einer ersten Idee der Erfindung ist vorgesehen, dass das Produktionsoptimierungssystem eine Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit und zumindest eine an zumindest einem Produkt angebrachte Datenspeichereinheit aufweist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass auf der zumindest einen Datenspeichereinheit spezifische Daten des Molkereiprodukts gespeichert sind oder speicherbar sind, und dass durch die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit unter Verwendung der spezifischen Daten eine Optimierung der Produktionsleistung durchführbar ist.
-
Gemäss der ersten Idee der Erfindung werden also spezifische Daten von Produkten, die für die Produktionsplanung relevant sind, beispielsweise Zusammensetzung des Produktes und/oder Produktionsdatum, auf einer Datenspeichereinheit gespeichert, die jeweils auf dem Produkt angebracht ist. Bei der Datenspeichereinheit kann es sich sowohl um eine Datenspeichereinheit handeln, die die Daten in elektronischer Form speichert als auch um eine, auf der die Daten in visueller Form bspw. in Form eines Strichcodes gespeichert sind.
-
Die spezifischen Daten der Molkereiprodukte werden der Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit direkt oder indirekt, d. h. bspw. ausgewertet, zugeführt. Die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit ermittelt unter Verwendung der spezifischen Daten der verschiedenen Molkereiprodukte ein Optimum an Produktivität. Hierbei werden bei der Optimierung durch die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit bspw. empirische Prozessmodelle zugrunde gelegt, durch welche die einzelnen spezifischen Daten der einzelnen Produkte zueinander in Beziehung gesetzt werden.
-
Gemäss einer zweiten Idee der Erfindung ist vorgesehen, dass das Produktionsoptimierungssystem eine Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit und zumindest eine an zumindest einem Produkt angebrachte Sensoreinheit aufweist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass durch die zumindest eine Sensoreinheit relevante Eigenschaften des Produkts messbar sind und dass durch die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit unter Verwendung der gemessenen Eigenschaften eine Optimierung der Produktionsleistung durchführbar ist.
-
Gemäss der zweiten Idee der Erfindung werden also relevante Eigenschaften von Bauteilen, die für die Produktionsplanung relevant sind, bspw. die Temperatur, mittels einer jeweils auf dem Produkt angebrachten Sensoreinheit gemessen. Bei der Sensoreinheit kann es sich bspw. um einen piezoelektrischen oder um einen optischen Sensor handeln.
-
Die gemessenen relevanten Eigenschaften der relevanten Produkte werden der Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit direkt oder indirekt, d. h. bspw. ausgewertet, zugeführt. Die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit ermittelt unter Verwendung der relevanten Eigenschaften ein Optimum an Produktivität. Hierbei werden bei der Optimierung durch die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit bspw. empirische Prozessmodelle zugrunde gelegt, durch welche die einzelnen relevanten Eigenschaften der einzelnen z. B. Molkereiprodukte zueinander in Beziehung gesetzt werden.
-
Es gibt unterschiedliche Einflussfaktoren, die die Produktivität eines Kühltunnels bestimmen. Ein erster Einflussfaktor sind unterschiedliche Produkttemperaturen. Aus diesem Grund sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Optimierung der Produktivität durch Ermittlung der Produkttemperatur unter Verwendung der spezifischen Daten der Produkte und/oder unter Verwendung der gemessenen relevanten Eigenschaften der Produkte erfolgt.
-
Erfindungsgemäss wird eine Optimierung der Produktivität unter Verwendung von spezifischen Daten und/oder relevanter Eigenschaften der Produkte erzielt. Für die Optimierung können weitere Informationen herangezogen werden.
-
Gemäss einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Produktionsoptimierungssystem eine Auswerteeinheit umfasst, wobei die spezifischen Daten und/oder die gemessenen relevanten Eigenschaften von der zumindest einen Datenspeichereinheit bzw. der zumindest einen Sensoreinheit an die Auswerteeinheit ausgebbar sind und wobei von der Auswerteeinheit auf Basis der empfangenen spezifischen Daten und/oder gemessenen relevanten Eigenschaften Auswertedaten an die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit ausgebbar sind. Gemäss dieser Ausführungsform werden die spezifischen Daten und/oder die gemessenen relevanten Eigenschaften zuerst in einer Auswerteeinheit weiterverarbeitet, bevor die weiterverarbeiteten spezifischen Daten und/oder relevanten Eigenschaften in Form von Auswertedaten an die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit ausgegeben werden.
-
Nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Auswerteeinheit eine zur Kühlvorrichtung externe Einheit.
-
Des Weiteren sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Auswerteeinheit und die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit eine integrale Einheit bilden.
-
Um den Verkabelungsaufwand bei der Installation des erfindungsgemässen Produktionsoptimierungssystems zu reduzieren und um freie Wahl bei der relativen Anordnung zwischen der Auswerteeinheit und der zumindest einen Datenspeichereinheit und/oder der zumindest einen Sensoreinheit zu haben, ist es sinnvoll, wenn die Auswerteeinheit mit der zumindest einen Datenspeichereinheit und/oder der zumindest einen Sensoreinheit drahtlos kommunizieren kann. Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist deshalb das Produktionsoptimierungssystem zumindest eine erste Sende-Empfangseinheit und eine zweite Sende-Empfangseinheit auf, wobei die zumindest eine erste Sende-Empfangseinheit mit einer Datenspeichereinheit und/oder einer Sensoreinheit verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit mit der zweiten Sende-Empfangseinheit verbunden ist und wobei die beiden Sende-Empfangseinheiten miteinander drahtlos kommunizieren.
-
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, wie die drahtlose Kommunikation zwischen den beiden Sende-Empfangseinheiten von statten gehen kann. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die drahtlose Kommunikation durch RFID-Technik oder nach dem Bluetooth Standard erfolgt.
-
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die zumindest eine Datenspeichereinheit und die erste Sende-Empfangseinheit integraler Bestandteil eines Chip. Bei der RFID(Radio Frequency Identification)-Technik handelt es sich bspw. um eine Hochfrequenz-Funk-Technik mit einem wieder programmierbaren Transponderchip.
-
Der Transponderchip bildet hierbei eine integrale Einheit aus einer ersten Sende-Empfangseinheit und einer Datenspeichereinheit in Form eines in eine geschlossene kompakte Geometrie eingebetteten Mikrochips mit Antenne.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein stationäres oder ein mobiles Umgebungsgerät mit Eingabeeinheit vorgesehen ist, und dass die zweite Sende-Empfangseinheit und die Auswerteeinheit integraler Bestandteil des Umgebungsgeräts sind.
-
Nach einer werteren Ausgestaltung der Erfindung ist der zumindest eine Datenspeicher mittels der Eingabeeinheit programmierbar. Somit ist es möglich den Datenspeicher wiederholt neu zu programmieren. Dies kann sinnvoll sein, wenn die Datenspeichereinheit bspw. wieder verwendet werden soll.
-
Vorteilhafterweise ist die Sensoreinheit als eine piezoelektrische Sensoreinheit ausgebildet.
-
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Optimierung der Prozessleistung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung von Produkten, insbesondere verpackte Lebensmittel wie Molkereiprodukte sind folgende Schritte vorgesehen:
- – speichern von spezifischen Daten eines Produktes auf einer am Produkt angebrachten Datenspeichereinheit und/oder
- – messen von relevanten Eigenschaften des Produkts mittels einer am Produkt angebrachten Sensoreinheit,
- – ausgeben der spezifischen Daten und/oder der gemessenen relevanten Eigenschaften an eine Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit,
- – Optimierung der Prozessleistung mittels der Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit unter Verwendung spezifischer Daten und/oder der gemessenen Eigenschaften des Produkts.
-
Ausführungsbeispiel:
-
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der folgenden Zeichnungen weiter erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zur Kühlung von Produkten wie Molkereiprodukten,
-
2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Produktionsoptimierungssystems
-
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung, hier ein Kühltunnel 1, zur Kühlung von Produkten 10 wie Molkereiprodukten. Zum Kühlen der Produkte 10 in dem Kühltunnel 1 werden diese auf Paletten 5 gestapelt und diese Produktstapel 4 nacheinander auf einer Fördervorrichtung 2 durch den Kühltunnel 1 gefördert und dabei einem Kühlmittelstrom ausgesetzt, wobei der Kühlmittelstrom quer zur Förderrichtung der Produktstapel 4 einer Seite der Produktstapel 4 zugeführt wird, die Produktstapel 4 durchdringt und auf der anderen Seite der Produktstapel 4 abgesaugt wird.
-
An mindestens ein Produkt 10 des Produktstapels 4 ist ein Transponderchip 11 angebracht. Der Transponderchip 11 umfasst eine Datenspeichereinheit 7 und eine erste Sende-Empfangseinheit 8. Die Datenspeichereinheit 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als elektronisches Speichermedium ausgebildet. In der Datenspeichereinheit 7 werden spezifische Daten des Produktes 4 gespeichert, die bspw. Auskunft über Inhalt und/oder Gewicht und/oder Produktionsdatum und/oder Temperatur des Produktes geben.
-
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kommunizieren die Sensoreinheit 9 und die Datenspeichereinheit 7 jeweils mit der ersten Sende-Empfangseinheit 8.
-
Die erste Sende-Empfangseinheit 8 gibt dann die in der Datenspeichereinheit 7 gespeicherten spezifischen Daten sowie die Messwerte von relevanten Eigenschaften an eine externe Auswerteeinheit 13 (dargestellt in 2) aus.
-
Die 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Produktionsoptimierungssystems.
-
Das Produktionsoptimierungssystem wird in der vorliegenden Ausführungsform durch folgende Komponenten gebildet: Ein Produkt 10, z. B. Joghurtbecher, mit aufgebrachten oder integriertem Transponder 11 mit Datenspeichereinheit 7 und erster Sende-Empfangseinheit 8 sowie einer am Produkt angebrachte Sensoreinheit 9, ein Umgebungsgerät 14 mit integrierter zweiten Sende-Empfangseinheit 13, Eingabeeinheit 15 und Auswerteeinheit 16; eine Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit 24.
-
Die erste Sende-Empfangseinheit 8 kommuniziert mit der Datenspeichereinheit 7 und der Sensoreinheit 9 bidirektional, d. h. es ist ein Datenaustausch in beide Richtungen möglich.
-
Die erste Sende-Empfangseinheit 8 übermittelt per Funk 12 spezifische Daten und Messwerte relevanter Eigenschaften des Produktes 10 an die zweite Sende-Empfangseinheit 13 des Umgebungsgeräts 14.
-
Die Sende-Empfangseinheit 13 übermittelt die empfangenen Daten und Messwerte an die Auswerteeinheit 16. Die Auswerteeinheit 16 erzeugt aus den empfangenen Daten und Messwerten ein Auswertesignal 27 und übermittelt das Auswertesignal 27 an die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit 24, welche eine Optimierung der Prozessleistung/Produktivität unter Verwendung spezifischer Daten und/oder der Messwerte des Produktes 10 vornimmt und entsprechende Steuersignale 28 ausgibt.
-
Die Produktivität kann hierbei durch exakte und bedarfsgerechte Ermittlung des Kühlbedarfs und/oder durch Ermittlung und Koordination der Reihenfolge der zu kühlenden Produktstapel gesteigert werden. Ebenso kann die Produktivität durch Optimierung von Prozessparametern gesteigert werden.
-
Bei den Datenspeichereinheiten 7 handelt es sich um wieder programmierbare Datenspeicher. Die neuen spezifischen Daten 12 können dann bspw. über die Eingabeeinrichtung 15 des Umgebungsgeräts 14 eingegeben werden und per Funk an die jeweiligen Datenspeichereinrichtungen 7 übermittelt werden.
-
Wahlweise kann ein oder mehr Produkte 10 je Produktstapel 4 mit einem Transponder 11 ausgerüstet sein.
-
Vorteile der vorliegenden Erfindung sind:
- – Energieeinsparung, da Produkte nicht unterkühlt werden
- – verbesserte Produktqualität
- – Qualitätssicherung
- – Sicherstellung der Kühlkette
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kühltunnel
- 2
- Transportvorrichtung
- 3
- Eingang
- 4
- Produktstapel
- 5
- Palette
- 6
- Ausgang
- 7
- Datenspeichereinheiten
- 8
- Sende-Empfangseinheit
- 9
- Sensoreinheit
- 10
- Produkt
- 11
- Transponderchip
- 12
- Übertragung von Daten
- 13
- Auswerteinheit
- 14
- Umgebungsgerät
- 15
- Eingabeeinheit
- 16
- Auswerteinheit
- 24
- Übertragung von Daten
- 25
- Steuereinheit
- 26
- Informationen
- 27
- Prozessparameter
- 28
- Auswertsignal
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2474069 A [0004]
- DE 10017408 A1 [0005]
- EP 1455151 A1 [0008]