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WO2003032291A2 - Verfahren und vorrichtung zum automatisierten, industriellen untersuchen und/oder klassifizieren von nahrungsmitteln sowie nahrungsmittel - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum automatisierten, industriellen untersuchen und/oder klassifizieren von nahrungsmitteln sowie nahrungsmittel Download PDF

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WO2003032291A2
WO2003032291A2 PCT/EP2002/011260 EP0211260W WO03032291A2 WO 2003032291 A2 WO2003032291 A2 WO 2003032291A2 EP 0211260 W EP0211260 W EP 0211260W WO 03032291 A2 WO03032291 A2 WO 03032291A2
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WO
WIPO (PCT)
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food
measuring
foodstuffs
meat
foods
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PCT/EP2002/011260
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Günter KRÜGER
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Original Assignee
Individual
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G—PHYSICS
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    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
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    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N15/147—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle the analysis being performed on a sample stream
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    • G01N15/10—Investigating individual particles
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    • G01N15/1468—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle
    • G01N2015/1472—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry with spatial resolution of the texture or inner structure of the particle with colour

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for automated, industrial examination and / or classification of foods. Likewise, the invention relates to foodstuffs or food fractions produced or obtained accordingly.
  • the conventional methods also have the disadvantage that examinations of the products are carried out only in the form of random samples, usually as samples from mixing plants, shortly before the end or at the end of the manufacturing process. Prevention in the sense of preventive consumer protection is therefore not possible in order to prevent the addition of unsuitable raw materials or due to contamination, pus, contamination or other undesirable or even dangerous components or Reduce risks caused by additives by detecting and sorting out the corresponding product pieces.
  • WO 97/26533 discloses determining the ratio of lean to fat portions in pieces of meat by means of microwave spectrometry.
  • US Pat. No. 5,428,657 describes using Rayleigh and Compton scattering of X-rays to detect undesirable pieces of material in, for example, bone-free pork by type and location.
  • WO 00/21376 it is known from WO 00/21376 to cut pieces of meat into cubes, to record them with optical recording devices and then to separate them.
  • the term “food” means foodstuffs or nutrients and foodstuffs and / or their constituents, such as, for example, connective tissue and / or mixtures containing connective tissue, and mixtures thereof.
  • the term “food” is furthermore to be understood as a single food or a plurality of foods, which in the latter case are processed together.
  • the term food not only includes food, but also animal feed. According to the invention, gases and / or liquids which are foreign to foodstuffs are withdrawn during the feeding and / or in the measuring section itself, so that they cannot influence the measuring process.
  • gases and / or liquids mentioned could otherwise lead to measurement falsifications and thus to inaccurate results or classifications.
  • meat of various preparation and comminution stages can be considered as foodstuffs.
  • foodstuffs include, for example, cereal grains, rice, coffee, vegetable fruits (e.g. peas) or a mixture of, for example, bread, dough, yogurt or similar mixtures of different foods.
  • the foods preferably fill the measuring section, which is preferably designed as a measuring chamber, essentially completely, so that there is no space for the gases and / or liquids that are foreign to the food.
  • the foodstuffs are preferably compressed (this can also be done by suction), with gas in particular being pressed outward from their interspaces in order to then preferably suck it off.
  • the food also adheres better with such compression, so that a subsequent comminution process is facilitated.
  • the compression or the pushing together of the food naturally depends on its consistency.
  • these substances can also be removed — for example sucked off or pumped out — in such a way that a vacuum to vacuum is present in the measuring section.
  • the gaseous inclusions, any non-food liquids, etc. are at least partially removed from the material to be measured before entering the measuring chamber. It makes sense here to remove these gases and / or liquids during the conveyance, that is to say on the conveying path, and to transport the foodstuffs into the measuring unit in this state.
  • Both the conveying device which compresses the food and thus displaces the gas or the liquids, and also the vacuum apparatuses mentioned, represent the means for at least partially removing gases and / or liquids which are foreign to foodstuffs according to the invention.
  • the measurements and analyzes can advantageously be based on all hitherto used, but also on new so-called in-line analysis methods.
  • Examples of usable measurement and analysis methods are devices that use microwaves, X-rays, infrared light (for so-called fast near-infrared spectrometry (NIRS) and / or infrared spectrometry), ultrasound, magnetic resonance, electron Magnetic resonance or other suitable technology based.
  • Electromagnetic waves are particularly suitable, and their reflection, transmission or transflexion can be measured.
  • Inductive, conductive and capacitive measuring methods can also be used with advantage.
  • other suitable physical, chemical and / or biochemical measurement and analysis methods can be used, which are used in the method according to the invention for analysis and for in-line scanning and thus in particular for control purposes. tion and segregation of unwanted product parts can be used.
  • the measuring unit or the in-line scanner works according to a continuously or discontinuously operating measurement and analysis technique with which the properties and / or the composition of the product stream or individual or several product fractions can be recorded, analyzed and evaluated.
  • the foodstuffs are preferably irradiated with light from the visible spectrum and / or the ultraviolet wavelength range (UV) - optionally also alone or additionally with infrared light (IR) - and the reflection spectrum is measured by means of at least one color sensor.
  • UV ultraviolet wavelength range
  • IR infrared light
  • the reflection spectrum is measured by means of at least one color sensor.
  • several color sensors with sensitivities in different wavelength ranges are preferably used, which are advantageously arranged in a measuring housing.
  • White light is preferably radiated onto the foodstuffs.
  • Photodectors are advantageously used as color sensors, which are preceded by filters with transmission sensitivities, for example in the red, green or blue spectral range.
  • the passband of the color filter can vary. In an advantageous variant, the passbands are in the blue, green or red wavelength range and span a range of 20-100 nm, for example.
  • the measuring range is advantageously between 190 nm and 2400 nm and in a preferred embodiment between 400 nm and 700 nm. Wavelengths smaller than 400 nm are also possible (UV or near UV range).
  • Such a sensor arrangement which makes use of the reflection spectra evaluated with the aid of the color filter characteristic, can be used, for example, to precisely recognize types or tissue compositions of pieces of meat.
  • the recorded entire spectrum can be correlated with the individual sensor characteristics in order to obtain a partial spectrum from the entire spectrum for each of the color sensors.
  • the individual sensor characteristics On the basis of these partial spectra or individual curve profiles, more precise statements can be made about the differentiability of the individual food components. If three color sensors are used, three individual spectral ranges can be used to determine the components.
  • each sensor integrally senses the signal intensity in its respective spectral range, i.e. the area under the trace of each color sensor.
  • the differentiation of the different food components is best if the components have their own spectral characteristics in each measured spectral range.
  • the differentiability in a single spectral range can also be sufficient for a reliable determination.
  • the foodstuffs to be examined are preferably pressed directly against a glass surface made of quartz or another material, behind which the light source and the color sensors are arranged. In this way, undesirable or disruptive influences of light refraction on ambient gases or liquids, absorption or the like can be avoided. turn off.
  • the spatial resolution in the measurements is expediently chosen to be large, e.g. also to record small accumulations of risk material. It is advisable to adapt the speed of the flow of food through the measuring section to the measuring conditions accordingly. If the foodstuffs have to remain in the measuring section for a certain time, for example a few seconds, they can also be conveyed quasi-continuously, i.e. with a short break.
  • the measurements of the reflection spectra are advantageously combined with ultrasound measurements or conductive or inductive measurements in order to be able to compensate for any inaccuracies in the respective other measurement method or to expand the measurement options.
  • Conductive or resistance measurements or inductive measurements can advantageously be used to infer moisture distributions, moisture concentrations, etc., in particular water, in the food.
  • the measuring unit can be designed in such a way that it can be moved back and forth above or below the material to be measured, for example in the form of a portal, in order in this way to scan or measure the foodstuffs which are then expediently stationary or also moving. Alternatively, the measuring unit is stationary and the food is conveyed continuously or discontinuously.
  • the measurements are not carried out on the complete product stream, but only on a part branched off from this main stream.
  • These so-called bypass measurements are used less for sorting individual food components, but rather for an approximate and preferably continuous determination of percentages in the food batches, for example fat and lean meat in the batches.
  • the at least one conveying device preferably takes over both the transport of this expediently relatively small portion of food to the measuring section and the conveyance of the main flow.
  • a screw conveyor which leads the main product stream past the branch, can push some of the food into this side arm up to the measuring section.
  • one or more valves can be arranged in front of the measuring section.
  • the conveying device can convey the foodstuffs into a mixing section, for example a mixing chamber, from which the partial product stream to be measured is branched off, for example by means of a suction piston, into a separate measuring section.
  • the suction piston is part of the conveying device, and the measuring section can also be arranged in the region of the piston.
  • the measured part of the food can be returned to the main part of the food in the same or a different way.
  • the measuring unit can also be arranged directly on a housing of a mixing system, a bypass chamber or a comminution device, for example a cutter, in order to radiate light onto the foodstuffs therein and to measure their reflection spectra.
  • the housing or container wall of the mixing plant or the comminution device preferably has a glass window made of quartz or another suitable material through which the incident and preferably also the reflected light rays pass.
  • the glass window can also be arranged in the bottom of the container.
  • the container can be rotatable. Alternatively or additionally, the mixing or cutting tools rotate in the container.
  • the measured values - if appropriate after suitable signal or data processing, in particular analog-to-digital conversion - are preferably obtained from a computer using suitable algorithms with reference values compared, which were previously stored in an electronic memory.
  • measured values which were measured in measurements of individual meat or food components by means of UV, visible and / or IR light, are compared with target values which determine the transmission, reflection and / or transflexion of a meat fraction with a predetermined proportion of a certain histological component (e.g. nerve tissue).
  • the computer can then give an actuator the command based on the detected deviations, for example to eject contaminated material after the measuring section via an ejection opening.
  • the means for removing the non-food gases and / or liquids are also used to separate out undesirable additives or components of the food.
  • pus-shaped inclusions can be broken up and extracted by compressing meat.
  • the at least one conveying device which preferably conveys the food continuously, is expediently adapted to the special requirements.
  • a screw conveyor can be used for this.
  • a vacuum conveyor is used.
  • a pump device which is designed, for example, as a vane cell delivery device. This can be used individually or in combination with at least one other suitable conveyor, for example a vacuum conveyor.
  • Any other suitable conveying device for transporting the product in the direction of the measuring section can also be used, for example a vibrating device or a conveyor belt.
  • the product parts, in particular meat, emerging from a conveying device are guided in such a defined manner that they are cut into large slices on the end face continuously or quasi-continuously, exactly and largely without damaging the material, at low pressure loads.
  • the product parts can preferably be conveyed through a rectangular or gate-shaped opening of a final shaping disc of a meat grinder, an extruder or a pump and are cut transversely into slices before or after the opening.
  • the panes are preferably deposited flat as far as possible in one layer. The slices can then be measured further, for example by measuring their reflection spectrum.
  • the cutting tool of the disc cutter particularly preferably moves in a horizontal plane, with the food being fed in from above.
  • the slice thickness is preferably predefined by a horizontally extending limit arranged downstream of the slitter cutter at a defined vertical distance, against which the batch of material or the strand of material comes to rest. The distance between the cutting tool and said boundary surface defines the disk thickness and at the same time prevents the pressing material strand or product stream from falling apart without guidance.
  • the cutting process can be carried out precisely even with a very wide product flow and, moreover, largely avoided that the product strand twists during cutting or parts of the product mixture are shifted or swirled.
  • the disc cutter according to the invention can have single-edged or double-edged knives or saw blades. It can also be a single-edged or double-sided oscillating knife or
  • a cutting edge on both sides has the partly that a quasi-continuous cutting of the product stream is possible.
  • Further advantageous configurations include a cutting wire, a rotating band knife or band saw knife, a liquid jet cutting unit, a CO 2 jet cutting unit, an ultrasonic cutting unit and / or a laser beam cutting unit.
  • panes can be produced continuously or quasi-continuously with the aforementioned method than with previous technology, in particular with a thickness in the range from 2 mm to 100 mm. Gradations of the slice thicknesses in the range of about 0.5 mm are possible.
  • One or more sorts are preferably carried out in different parallel and / or successive production steps.
  • the method according to the invention and the device according to the invention can in each case be used, if appropriate with suitable modifications according to the respective size and / or consistency and / or composition of the foodstuffs of the individual production stages.
  • one or more predetermined physical, chemical and / or biochemical variables are preferably measured, analyzed and advantageously sorted out or assigned in different production levels in order to obtain the desired end fractions.
  • a flow-freezer i.e. isolated
  • a vertical channel, a channel, a conveyor belt or one are fed to other conveying devices which pass through the pieces of meat one after the other or are conveyed by them.
  • a sorting device for example a blow-out nozzle - via a control unit if the value is exceeded or not reached of a threshold value to remove the corresponding pieces of meat from the guiding device, for example to blow them out.
  • the meat is cut into cubes, these can be optically sighted on a belt or in free fall or flight in channels or tubes and sorted into a lean and / or fat fraction and a remaining mixed fraction according to predetermined parameters.
  • the mixed fraction can then be further separated into a fraction with almost exclusively lean meat particles and a second fraction with almost exclusively fat particles as well as separately separated hard connective tissue particles and / or risk material particles.
  • the optical measurements mentioned can be carried out after gas or liquid withdrawal or without such a previous step.
  • the mixing fractions just mentioned can advantageously be further separated into largely pure lean meat pellets and fat pellets as well as possibly smaller connective tissue particles in an additional sieve press process step.
  • larger pieces of connective tissue are advantageously removed before the subsequent sorting step and the remaining pieces of meat are optically or gravimetrically, i.e. by gravity screening, sorted into a first fraction with almost exclusively lean meat pellets and a second fraction with almost exclusively fat pellets, and possibly into a third fraction with risk material.
  • an in-line scanning according to the invention gas and / or liquid withdrawal before measurement
  • a known manner for example according to WO 00/21366 for the purpose of setting the recipes can advantageously be followed by one or more sorting devices ,
  • the fatty tissue and / or connective tissue particles sorted out in the previous process steps can be broken down into a fraction consisting essentially of proteins (with possible fat portions) and a fraction consisting essentially of fat (with possible protein portions) are separated.
  • the proteins are contained, for example, in the connective tissue or in muscle cells and / or are cell proteins.
  • a predominantly protein phase, a predominantly fat phase and optionally a third aqueous phase can be obtained, for example, by processing or disintegrating in aqueous, fatty, fat-soluble and / or fat-dissolving volatile media.
  • the proteins contained therein can advantageously be obtained from the aqueous phase by means of precipitation.
  • fat-soluble volatile media such as supercritical carbon dioxide or propane, possibly under pressure
  • fat or unwanted substances similar to fat e.g. cholesterol, triglycerides
  • Protein fractions remain, which moreover advantageously do not need to be frozen due to the low temperatures generated by the carbon dioxide, if used.
  • the fat dispersed therein and the protein fraction can be centrifuged or decanted. If the pieces of meat essentially contain fat, the use of oil as a dispersing agent, for example, is also an option in order to achieve better separation at low temperatures.
  • a creamy, fat dispersion (corresponding to a very fine comminution of the fat) is created in the oil, which can then also be centrifuged or decanted.
  • the above-described aspects of the invention and the associated special embodiments can be combined to form a number of successive process stages, so that, for example, the slice-like products mentioned after being cut in a cube cutter or the particles already cut in the meat grinder are optically viewed and hereinafter mixed fraction learn a further sorting from this sorting.
  • This can be done by means of a screen press device and subsequent optical or gravity sorting, as well as a subsequent fat separation in a volatile solvent.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment according to the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a second embodiment with a disk cutter, which is preceded by a measuring section;
  • Figure 3 is a schematic representation of a third embodiment with an alternative disk cutter and also upstream measuring section;
  • Figure 4 is a schematic representation of a fourth embodiment with a measuring section downstream of the disk cutter
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a fifth embodiment with a measuring section in which acoustic and optical measurements are carried out
  • Figure 6 is a schematic representation of a mixing plant with a parallel measuring chamber for bypass measurements.
  • a device according to the invention is shown schematically in FIG.
  • a filling funnel 1 foodstuffs N (indicated by the arrow along the transport path of the foodstuffs) are fed into a conveyor device 2a, which in the present case is designed as a screw conveyor 2a.
  • the screw conveyor 2a is connected via a ventilation line 3 to a vacuum pump 4, which degasses the transport space of the screw conveyor 2a.
  • the foodstuffs N are thus conveyed with a negative pressure into a measuring section 7a, which in the present case is designed as a measuring chamber 7a.
  • the foodstuffs N are measured in the measuring chamber 7a, for example, by means of a combined optical and conductive measuring method. Other measuring methods - e.g.
  • the food N can be compressed and compressed with the appropriate consistency by means of the conveyor 2a so that gaseous and / or liquid inclusions foreign to the food can be conveyed to the outside and pumped out by the vacuum pump 4.
  • both the conveying device 2a and the vacuum pump 4 represent the means for at least partially removing gases and / or liquids that are foreign to foodstuffs according to the invention.
  • FIG. 2 which likewise has a filling funnel 1, a conveying device 2a and a vacuum pump 4, the food N falls at the end of the conveying path into a shaft 6, in which a measuring section 7b with a measuring unit 10 is provided.
  • FIG. 2 which likewise has a filling funnel 1, a conveying device 2a and a vacuum pump 4
  • the measuring unit 10 is designed as a risk material scanner and comprises an ultrasound transmitter 8 and an ultrasound receiver 9, which detects the ultrasound waves reflected or scattered by the foods N.
  • a plurality of ultrasound transmitters 8 and a plurality of ultrasound receivers 9 can also be provided, the assignment and arrangement of which can also differ from the arrangement shown only schematically in FIG.
  • the measurement signals - possibly after signal amplification (not shown) - are passed on from the receiver 9 to a computer 11, in which the signals from the receiver 9 are analyzed and compared with reference values which were previously stored in the computer 11. These reference values preferably represent different risk materials and / or the foods to be measured.
  • the computer 11 issues a control command to a sorting or separating unit 12a - for example a blow-out device - which then separates the risk material from the product stream (indicated by arrow 13).
  • the food is N pieces of meat, e.g. Pieces of meat with egg inclusions or other undesirable constituents are ejected by the separating unit 12a in accordance with their histological nature, their particle size or other criteria.
  • a conveyor 2b or 2c is arranged (indicated as an impeller), each of which ensures a continuous or quasi-continuous product flow. If that If the material to be measured has to remain in the measuring section for a certain time, the conveyance is interrupted for this short period (quasi-continuous conveyance).
  • the main product flow of the foods N is conveyed by means of the conveying device 2c to a downstream shaping device 15, which in the embodiment shown schematically forms the food strand through a rectangular, gate-shaped opening 16 into a strand with a width of, for example, 5-50 mm.
  • a downstream shaping device 15 Downstream of the opening 16 is a disk cutter 17a with a horizontally arranged cutting knife 18a which rotates about a vertical axis 19 (see arrow).
  • the disk cutter 17 ⁇ cuts the product stream into slices or strips.
  • the embodiment according to FIG. 3 largely corresponds to that of FIG. 2.
  • One difference is that not only the interior of the screw conveyor 2, but also the shaft section is vacuumed shortly before the measuring section 7b. This is indicated by the line 3b, which also goes from the vacuum pump 4. It is also possible that a second vacuum pump is used for this. It is also possible that only the shaft section 6 and / or the measuring section 7b are sucked directly, i.e. in this case not the transport space of the screw conveyor 2.
  • the disk cutter 17b Another difference can be found in the design of the disk cutter 17b.
  • this has a horizontally oscillating cutting knife 18b with a cutting edge on both sides (see double arrow).
  • a boundary surface 20 is provided below the cutting knife 18b, against which the material to be cut comes to rest before cutting. Following the cutting process, the Material block or the disc Ns in the direction of arrow 22 transported away from a conveyor belt 21.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the measurements follow a comminution process - here again a disk cutting process - after gases and / or liquids that are foreign to foodstuffs have been removed or drawn off beforehand.
  • no measuring unit is arranged between the screw conveyor 2a or the shaft 6 and the disk cutter 17b (although there may also be one).
  • the slices Ns falling on the conveyor belt 21 are conveyed by the latter to a measuring section 7c in which they are measured with regard to physical, biological and / or chemical properties. Downstream of the measuring section 7c is a separating unit 12b, which - as in FIGS. 2 and 3 - receives a control command from the computer 11 when disks Ns for separating are recognized (see arrow 13).
  • FIG. 5 shows a special measuring method in which ultrasound measurements are combined with optical reflection measurements.
  • the transport path of a screw conveyor 2a is again sucked in before the foodstuffs N are transported into a measuring section 7d, which is divided into two successive subsections 7d ', 7d " Section.
  • each ultrasound receiver 9a being assigned to each transmitter 8a.
  • the ultrasonic waves emitted by the transmitters 8a are scattered or reflected on the food and received by the receivers 9a (see dashed arrows).
  • the measurement signals allow conclusions to be drawn about the composition of the food, local quality differences, risk materials, etc.
  • Arranged in the downstream subsection 7d is a light source 8b which, for example, emits white light onto the food N.
  • the light reflected from the food N (see dashed arrows) reaches three color sensors 9b, the respective spectral sensitivity of which is in blue, green or red Wavelength range.
  • the foodstuffs N are subsequently transported to the measuring unit 10 by an expulsion unit or conveying device for further processing.
  • the measurement signals of the two measurement subunits are in turn evaluated by a computer (not shown here) in order to control any setting processes for comminuting and / or separating and / or sorting food components.
  • FIG. 6 schematically shows a mixing system 30 which is fed via a feed line 33, which in turn is fed with foodstuffs Ni and N 2 from feed lines 31 and 32, respectively.
  • the conveyors for requesting food Ni and N 2 are not shown in detail.
  • the foodstuffs Ni, N 2 are mixed with a stirrer 34 (or a paddle, a spiral or the like), the stirrer 34 being shown only schematically.
  • a secondary line 35 branches off from the mixing chamber to a measuring chamber 7e, food N being transported or sucked from the mixing chamber to this measuring chamber 7e by means of a suction piston 2e (direction of movement indicated by a double arrow) and measured there.
  • the measuring chamber 7e can be suctioned. Gases and / or liquids that are foreign to food can also be removed in the mixing system 30 or in the feed lines 31, 32 or 33 or beforehand.
  • the measuring unit, the computer and the setting units are not shown separately in FIG. 6.
  • the foodstuffs are fed back to the main product stream (see arrow 38), which can be regulated with an optional control valve 37.
  • Lines leading to a separate measuring chamber for carrying out bypass measurements can also branch off from a conveyor line for a main product stream.
  • the housing of the mixing chamber can have a glass window, through which light is in particular irradiated and the reflected light beams are measured in order to record the reflection spectra mentioned.

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Abstract

Es wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum automatisierten, industriellen Untersuchen und/oder Klassifizieren von Nahrungsmitteln, beispielsweise Fleisch oder anderen Lebensmitteln, vorgestellt. Erfindungsgemäß werden die Nahrungsmittel von mindestens einer Fördereinrichtung zu einem Meßabschnitt gefördert, in dem die Nahrungsmittel nach zumindest teilweisem Entfernen von nahrungsmittelfremden Gasen und/oder Flüssigkeiten hinsichtlich physikalischer, biologischer und/oder chemischer Eigenschaften vermessen werden. Hierdurch lassen sich hochpräzise und schnell beispielsweise Kontaminationen erkennen, die anschließend aussortiert werden können. Gleichfalls ist eine präzise Sortierung von Nahrungsmittel entsprechend ihrer Bestandteile möglich.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum automatisierten, industriellen Untersuchen und/oder Klassifizieren von Nahrungsmitteln sowie Nahrungsmittel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten, industriellen Untersuchen und/oder Klassifizieren von Nahrungsmitteln. Ebenso betrifft die Erfindung entsprechend hergestellte bzw. erhaltene Nah- rungsmittel oder Nahrungsmittelfraktionen.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise Fleisch manuell in Stücke unterschiedlicher histologischer Konsistenz und damit Qualität zu sortieren. Die sich hierbei zwangsläufig ergebenden Schwankungen in der Qualität innerhalb der einzelnen Fleischqualitätsstufen bedingen, daß zum einen gesetzlich vorgegebene Richtwerte für die Fettgehalte der Produkte nur ungenau vorherbestimmt und eingehalten werden können. Zum anderen kann eine solche manuelle Sortierung nicht sicherstellen, daß unerwünschte oder die Gesundheit der Verbraucher gefährdende Stoffe und Beimengungen (Risikomaterial, Krankheitserreger, bakterielle Verunreinigungen, farbliche Veränderungen) vorab erkannt und ausgesondert werden können. Diese Manipulationen können vielmehr zur Erhöhung des Kontaminationsrisikos beitragen.
Die herkömmlichen Verfahren weisen zudem den Nachteil auf, daß Untersuchungen der Produkte nur in Form von Stichproben, meist als Proben aus Mischanlagen, kurz vor Beendigung oder am Ende des Herstellungsprozesses durchgeführt werden. Damit ist keine Prävention im Sinne des vorbeugenden Verbraucherschutzes möglich, um die Zugabe ungeeigneter Roh- Stoffe zu verhindern oder die durch Verschmutzungen, Eiter, Kontaminationen oder andere unerwünschte oder sogar gefährliche Bestandteile oder Beimengungen hervorgerufenen Risiken durch Detektion und Aussortieren der entsprechenden Produktstücke zu reduzieren.
In der WO 97/26533 ist offenbart, das Verhältnis von Mager- zu Fettanteilen bei Fleischstücken mittels Mikrowellenspektrometrie zu bestimmen. In der US 5,428,657 ist beschrieben, mit Hilfe von Rayleigh- und Compton- Streuung von Röntgenstrahlen unerwünschte Materialstücke in beispielsweise knochenfreiem Schweinefleisch nach Art und Ort zu detektieren. Weiterhin ist aus der WO 00/21376 bekannt, Fleischstücke in Würfel zu schneiden, diese mit optischen Aufnahmegeräten zu erfassen und anschließend zu trennen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Untersuchung und Klassifizierung bei der industriellen Verarbeitung von Nahrungsmitteln, insbesondere Fleisch und andere Lebensmittel, möglichst hinsichtlich Genauigkeit und Kosteneffizienz zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 25 gelöst. Ebenso wird die Aufgabe bei Nahrungsmitteln oder Nahrungsmittelbestandteilen durch die Merkmaie des Anspruchs 48 gelöst.
Unter dem Begriff Nahrungsmittel sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Nahrungsstoffe bzw. Nährstoffe und Lebensmittel und/oder deren Be- standteile, wie z.B. Bindegewebe und/oder bindegewebehaltige Gemenge, sowie deren Mischungen zu verstehen. Im Rahmen der Erfindung sind weiterhin unter dem Begriff Nahrungsmittel ein einziges Nahrungsmittel oder mehrere Nahrungsmittel zu verstehen, die im letzteren Fall zusammen verarbeitet werden. Weiterhin beinhaltet der Begriff Nahrungsmittel nicht nur Le- bensmittel, sondern auch Futtermittel. Erfindungsgemäß werden bei der Zuführung und/oder im Meßabschnitt selbst nahrungsmittelfremde Gase und/oder Flüssigkeiten entzogen, damit diese den Meßvorgang nicht beeinflussen können. Hierzu gehören beispielsweise Gasblasen oder mit Luft oder anderen Gasen bzw. Gasmischun- gen oder Flüssigkeiten gefüllte Kompartimente bzw. Raumabschnitte, die in den Nahrungsmitteln eingeschlossen und/oder um diese herum verteilt sind. Die genannten Gase und/oder Flüssigkeiten könnten ansonsten zu Meßverfälschungen und damit zu ungenauen Ergebnissen bzw. Klassifizierungen führen. Insbesondere bietet es sich an, gasförmige Einschlüsse vor den Messungen teilweise oder weitgehend zu entziehen, um beispielsweise bei Ultraschallmessungen und/oder optischen Messungen den Einfluß der Gaspartikel auszuschließen, die sich beispielsweise in Intensitätsverlusten, Signalverbreiterungen oder ähnlichem zeigen könnten.
Als Nahrungsmittel kommt insbesondere Fleisch verschiedenster Vorberei- tungs- und Zerkleinerungsstufen, aber auch schüttfähige oder fließfähige Nahrungsmittel in Betracht. Hierzu zählen beispielsweise Getreidekörner, Reis, Kaffee, Gemüsefrüchte (z.B. Erbsen) oder Gemenge von beispielsweise Brot, Teigen, Joghurt oder ähnlichen Gemengen unterschiedlicher Nah- rungsmittel.
Vorzugsweise füllen die Nahrungsmittel den bevorzugt als Meßkammer ausgebildeten Meßabschnitt im wesentlichen vollständig aus, so daß kein Raum für die nahrungsmittelfremden Gase und/oder Flüssigkeiten vorhanden ist. Die Nahrungsmittel werden bevorzugt komprimiert (dies kann auch mittels Ansaugung erfolgen), wobei insbesondere Gas aus deren Zwischenräumen nach außen gepreßt wird, um dieses dann vorzugsweise abzusaugen. Auch haften die Nahrungsmittel bei einer solchen Komprimierung besser zusammen, so daß ein nachfolgender Zerkleinerungsprozeß erleichtert wird. Die Komprimierung bzw. das Ineinanderschieben der Nahrungsmittel hängt selbstverständlich von deren Konsistenz ab. Alternativ zu einem vollständigen Verdrängen der genannten Gase und/oder Flüssigkeiten durch die Nahrungsmittel können diese Substanzen auch derart entfernt - beispielsweise abgesaugt oder abgepumpt - werden, daß ein Unterdruck bis hin zum Vakuum in dem Meßabschnitt vorhanden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die gasförmigen Einschlüsse, eventuelle nahrungsmittelfremde Flüssigkeiten etc. zumindest teilweise schon vor Eintritt in die Meßkammer dem Meßgut entzogen. Es bietet sich hierbei an, diese Gase und/oder Flüssigkeiten während der Förde- rung, also auf dem Förderweg, zu entfernen und die Nahrungsmittel in diesem Zustand in die Meßeinheit zu transportieren.
Sowohl die die Nahrungsmittel komprimierende und damit das Gas bzw. die Flüssigkeiten verdrängende Fördereinrichtung als auch die genannten Vaku- umapparaturen stellen die Mittel zum zumindest teilweisen Entfernen von nahrungsmittelfremden Gasen und/oder Flüssigkeiten gemäß der Erfindung dar.
Die Messungen und Analysen können vorteilhafterweise auf allen bisher üb- liehen, aber auch auf neuen sog. In-Line-Analyse-Verfahren basieren. Beispielhaft für einsetzbare Meß- und Analyse-Methoden sind Geräte, die auf der Verwendung von Mikrowellen, Röntgenstrahlen, Infrarotlicht (für die sogenannte schnelle Nah-Infrarot-Spektrometrie (NIRS) und/oder die Infrarot- Spektrometrie), Ultraschall, Magnetresonanz, Elektronen-Magnetresonanz oder sonstiger geeigneter Technik basieren. Insbesondere eignen sich elektromagnetische Wellen, wobei deren Reflexion, Transmission bzw. Transflexion gemessen werden kann. Auch induktive, konduktive und kapazitive Meßmethoden sind mit Vorteil anwendbar. Alternativ können andere geeignete physikalische, chemische und/oder biochemische Meß- und Analyse- methoden eingesetzt werden, welche im erfindungsgemäßen Verfahren zur Analyse und zum In-Line-Scanning und somit insbesondere für die Steue- rung und Absonderung unerwünschter Produktanteile verwendet werden können.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet die Meßeinheit bzw. der In-Line-Scanner nach einer kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Meß- und Analysetechnik, mit welcher kontinuierlich oder diskontinuierlich, punktuell, rasterförmig oder integral die Eigenschaften und/oder die Zusammensetzung des Produktstromes bzw. einzelner oder mehrerer Produktfraktionen erfaßt, analysiert und ausgewertet werden können.
Bei einer bevorzugten Vermessung werden die Nahrungsmittel vorzugsweise mit Licht des sichtbaren Spektrums und/oder des ultravioletten Wellenlängenbereichs (UV) - ggf. auch allein oder zusätzlich mit infrarotem Licht (IR) - bestrahlt und mittels mindestens eines Farbsensors deren Reflexionsspek- trum gemessen. Für eine präzisere Klassifizierung bzw. Untersuchung werden bevorzugt mehrere Farbsensoren mit Empfindlichkeiten in verschiedenen Wellenlängenbereichen eingesetzt, die vorteilhafterweise in einem Meßgehäuse angeordnet sind.
Vorzugsweise wird weißes Licht auf die Nahrungsmittel eingestrahlt. Als Farbsensoren werden mit Vorteil Photodektoren verwendet, denen Filter mit Durchlaßempfindlichkeiten beispielsweise im roten, grünen bzw. blauen Spektralbereich vorgeschaltet sind. Der Durchlaßbereich der Farbfilter kann variieren. In einer vorteilhaften Variante liegen die Durchlaßbereiche im blau- en, grünen bzw. roten Wellenlängenbereich und spannen hierbei beispielsweise jeweils einen Bereich von 20 - 100 nm auf. Der Meßbereich liegt vorteilhafterweise zwischen 190 nm und 2400 nm und in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 400 nm und 700 nm. Auch kleinere Wellenlängen als 400 nm sind möglich (UV- bzw. naher UV-Bereich). Mittels einer solchen Sensoranordnung, die sich die mit Hilfe der Farbfiltercharakteristik bewerteten Reflexionsspektren zu Nutze macht, lassen sich beispielsweise Gewe- betypen oder Gewebezusammensetzungen von Fleischstücken präzise erkennen.
Bei der Auswertung kann das aufgenommene Gesamtspektrum mit den ein- zelnen Sensorcharakteristiken korreliert werden, um aus dem gesamten Spektrum für jeden der Farbsensoren ein Teilspektrum zu erhalten. Anhand dieser Teilspektren bzw. Einzelkurvenverläufe können genauere Aussagen zur Differenzierbarkeit der einzelnen Nahrungsmittelbestandteile getroffen werden. Bei einem Einsatz von drei Farbsensoren können somit jeweils drei einzelne Spektralbereiche zur Bestimmung der Bestandteile herangezogen werden.
Vorzugsweise erfaßt jeder Sensor in seinem jeweiligen Spektralbereich die Signalintensität integral, d.h. die Fläche unter der Meßkurve jedes Farbsen- sors. Die Unterscheidbarkeit der verschiedenen Nahrungsmittel-Bestandteile ist am besten, wenn die Bestandteile in jedem vermessenen Spektralbereich eine eigene spektrale Charakteristik aufweisen. Es kann aber auch die Unterscheidbarkeit in einem einzigen Spektralbereich für eine sichere Bestimmung ausreichen.
Neben den genannten Flächenmessungen lassen sich noch weitere Kriterien für die Bestimmung bestimmter Bestandteile der zu untersuchenden Nahrungsmittel anhand des aufgenommenen Gesamtspektrums aufstellen. Zu diesen gehören insbesondere lokale Minima oder Maxima im Funktionsver- lauf, wenn die gemessene Intensität gegen die Wellenlänge aufgetragen wird. Weiterhin kann der Verlauf eines Teils oder der gesamten, normierten Spektrumskurve charakteristisch sein.
Unter Umständen lassen sich genauere Ergebnisse erzielen, wenn sehr schmalbandige Filter in denjenigen Spektralbereichen eingesetzt werden, in denen die zu untersuchenden Bestandteile relativ stark voneinander abweichende Intensitäten zeigen. Dies können z.B. relative Extrema (Minima und/oder Maxima in den Reflexionsspektren sein). Auf diese Weise ist es - unter Umständen sogar mit einem einzigen Filter - möglich, ohne größeren Rechenaufwand Bestandteile präzise zu unterscheiden. Es muß also nicht jeweils das gesamte Reflexionsspektrum vermessen werden; es genügt u.U. die Messung eines oder mehrerer kleiner Ausschnitte. Wenn im Rahmen der vorliegenden Darstellung von der Messung von Reflexionsspektren die Rede ist, ist hiermit auch jeweils die Messung von lediglich Teilen bzw. Ausschnitten dieser Spektren umfaßt.
Bei den Messungen der Reflexionsspektren werden die zu untersuchenden Nahrungsmittel vorzugsweise direkt gegen eine Glasfläche aus Quarz oder einem anderen Material gepreßt, hinter der die Lichtquelle und die Farbsensoren angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise unerwünschte bzw. störende Einflüsse von Lichtbrechung an Umgebungsgasen oder Flüssigkeiten, Absorptionen o.a. ausschalten.
Die Ortsauflösung bei den Messungen wird zweckmäßigerweise groß gewählt, um z.B. auch kleinere Ansammlungen von Risikomaterial zu erfassen. Es bietet sich hierzu an, die Geschwindigkeit des Nahrungsmittelflusses durch den Meßabschnitt den Meßbedingungen entsprechend anzupassen. Falls die Nahrungsmittel eine bestimmte Zeit, beispielsweise einige Sekunden, in dem Meßabschnitt verbleiben müssen, können sie auch quasi- kontinuierlich gefördert werden, d.h. mit kurzer Unterbrechung.
Vorteilhafterweise werden die Messungen der Reflexionsspektren mit Ultraschall-Messungen oder konduktiven oder induktiven Messungen kombiniert, um evtl. Ungenauigkeiten des jeweils anderen Meßverfahrens ausgleichen zu können oder die Meßmöglichkeiten zu erweitern. Mit konduktiven bzw. Widerstandsmessungen oder induktiven Messungen läßt sich vorteilhafter- weise auf Feuchtigkeitsverteilungen, Feuchtigkeitskonzentrationen etc., insbesondere Wasser, in den Nahrungsmitteln schließen. Die Meßeinheit kann derart ausgebildet sein, daß sie über - oder unter - dem Meßgut hin- und herbewegbar ist, beispielsweise in Form eines Portals, um auf diese Weise die dann zweckmäßigerweise ruhenden oder auch bewegten Nahrungsmittel zu scannen bzw. zu vermessen. Alternativ ist die Meßeinheit stationär ausgebildet und die Nahrungsmittel werden kontinuierlich oder diskontinuierlich angefördert.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Messungen nicht am vollständigen Produktstrom durchgeführt, sondern nur an einem aus diesem Hauptstrom abgezweigten Teil. Diese sog. Bypass- Messungen dienen hierbei weniger einer Sortierung einzelner Nahrungsmittelbestandteile, sondern eher einer näherungsweisen und vorzugsweise kontinuierlichen Bestimmung prozentualer Anteile in den Nahrungsmittelgemengen, beispielsweise von Fett und Magerfleisch in den Gemengen.
Die mindestens eine Fördereinrichtung übernimmt vorzugsweise sowohl den Transport dieses zweckmäßigerweise relativ kleinen Nahrungsmittelanteils zu dem Meßabschnitt als auch die Förderung des Hauptstroms. Beispielsweise kann ein Schneckenförderer, der den Hauptproduktstrom an der Ab- zweigung vorbeiführt, einen Teil der Nahrungsmittel in diesen Seitenarm bis zum Meßabschnitt schieben. Falls es notwendig ist, daß das Meßgut während der Messung eine bestimmte Zeit unbewegt bleiben muß, können ein oder mehrere Ventile vor dem Meßabschnitt angeordnet sein.
Auch ist es möglich, daß die Fördereinrichtung die Nahrungsmittel in einen Mischabschnitt - z.B. eine Mischkammer - fördert, aus welcher der zu vermessende Teilproduktstrom z.B. mittels eines Saugkolbens in einen separaten Meßabschnitt abgezweigt wird. In diesem Fall ist der Saugkolben Teil der Fördereinrichtung, wobei auch der Meßabschnitt im Bereich des Kolbens angeordnet sein kann. Der vermessene Teil der Nahrungsmittel kann auf gleichem oder einem anderen Weg zum Hauptteil der Nahrungsmittel zurückgefördert werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Meßeinheit auch direkt an einem Gehäuse einer Mischanlage, einer Bypass-Kammer oder einer Zerkleinerungseinrichtung, beispielsweise einem Cutter, angeordnet sein, um Licht auf die darin befindlichen Nahrungsmittel zu strahlen und deren Reflexionsspektren zu messen. Hierzu weist die Gehäuse- bzw. Behälterwand der Mischanlage oder der Zerkleinerungseinrichtung bevorzugt ein Glasfenster aus Quarz oder einem anderen geeigneten Material auf, durch das die einfallenden und vorzugsweise auch die reflektierten Lichtstrahlen fallen. Das Glasfenster kann auch im Boden des Behälters angeordnet sein. Der Behälter kann drehbar ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich drehen sich die Misch- oder Schneidwerkzeuge im Behälter.
Für eine Analyse der Meßwerte zum Zwecke der anteilsmäßigen Zuordnung der Nahrungsmittel zu bestimmten Qualitäten oder Kategorien werden die Meßwerte - ggf. nach geeigneter Signal- bzw. Datenaufbereitung, insbesondere Analog-zu-Digital-Konvertierung - bevorzugt von einem Computer anhand von geeigneten Algorithmen mit Referenzwerten verglichen, die zuvor in einem elektronischen Speicher abgelegt wurden. Beispielsweise werden Meßwerte, die bei Messungen einzelner Fleisch- bzw. Lebensmittelbestandteile mittels UV-, sichtbarem und/oder IR-Licht gemessen wurden, mit Sollwerten verglichen, welche der Transmission, Reflexion und/oder Transflexion einer Fleischfraktion mit einem vorgegebenen Anteil einer bestimmten histologischen Komponente (z.B. Nervengewebe) entsprechen. Der Computer kann dann einem Stellglied aufgrund der festgestellten Abweichungen den Befehl geben, beispielsweise kontaminiertes Material im Anschluß an den Meßabschnitt über eine Auswurföffnung auszuwerfen. Normales bzw. unproblematisches Material kann auf dem normalen Förderweg weitergeführt werden. Somit können ungewünschte Produktfraktionen gezielt und sicher mit Hilfe von Aussondereinheiten - wie der genannten Auswurföffnung - ausgesondert werden. Dementsprechend ist ein Vorteil der Erfindung, daß beispielsweise größere Fleischstücke weitestgehend schon vor einer maschinellen und automatischen Zerkleinerung schnell, genau, kostengünstig und kontinuierlich auf unerwünschte Beimengungen und Risikomaterial untersucht werden können, ohne diese vorab - wie bisher - in kleinere Stücke aufzutrennen. Somit kann die Gefahr von Kontaminationen mit unerwünschten Fleisch- und Lebensmittelbestandteilen vom Beginn der Produktion an bis zum Ende der Aufbereitung der Lebensmittel-Rohstoffe verkleinert bzw. ganz vermieden werden. Die Sicherheit der Produktion und der Lebensmittel ist damit von Anfang an bedeutend besser und einfacher zu gewährleisten als bisher.
In einer speziellen Variante der Erfindung werden die Mittel zum Entfernen der nahrungsmittelfremden Gase und/oder Flüssigkeiten auch eingesetzt, um unerwünschte Beimengungen oder Bestandteile der Nahrungsmittel auszu- sondern. Beispielsweise können eiterförmige Einschlüsse durch Komprimierung von Fleisch aufgebrochen und abgesaugt werden.
Die mindestens eine Fördereinrichtung, welche die Nahrungsmittel vorzugsweise kontinuierlich fördert, ist zweckmäßigerweise den speziellen Anforde- rungen angepaßt. Es kann hierzu beispielsweise eine Schnecken- Fördereinrichtung eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich wird eine Vakuum-Fördereinrichtung verwendet. Auch kann mit Vorteil eine Pumpenvorrichtung verwendet werden, die beispielsweise als Flügelzellen- Fördereinrichtung ausgebildet ist. Diese kann einzeln oder in Kombination mit mindestens einer anderen geeigneten Fördereinrichtung, beispielsweise einer Vakuum-Fördereinrichtung, eingesetzt werden. Die Aufzählung der genannten Fördereinrichtungen ist nicht abschließend. Auch jede andere geeignete Fördereinrichtung zum Transport des Produkts in Richtung zum Meßabschnitt ist einsetzbar, beispielsweise eine Rütteleinrichtung oder ein Förderband. In einem unabhängigen Teilaspekt der Erfindung werden die von einer Fördereinrichtung austretenden Produktteile, insbesondere Fleisch, derart definiert geführt, daß diese unter geringer Druckbelastung stirnseitig kontinuierlich bzw. quasi-kontinuierlich exakt und weitestgehend materialschonend in große Scheiben geschnitten werden. Die Produktteile können hierzu vorzugsweise durch eine rechteckige oder gatterförmige Öffnung einer abschließenden Formungsscheibe eines Fleischwolfes, eines Extruders oder einer Pumpe gefördert werden und werden vor oder nach der Öffnung quer in Scheiben geschnitten. Vorzugsweise werden im Anschluß daran die Scheiben weitestgehend einschichtig flach abgelegt. Die Scheiben können dann weiter vermessen werden, beispielsweise durch Messung ihres Reflexionsspektrums.
Besonders bevorzugt bewegt sich das Schneidwerkzeug des Scheiben- Schneiders in einer Horizontalebene, wobei die Nahrungsmittel von oben zugeführt werden. Die Scheibendicke wird vorzugsweise durch eine dem Scheibenschneider in einem definierten vertikalen Abstand nachgeordnete, horizontal verlaufende Begrenzung vorgegeben, gegen welchen das Stoffgemenge bzw. der Materialstrang zur Anlage kommt. Der Abstand zwischen dem Schneidwerkzeug und der besagten Begrenzungsfläche definiert die Scheibendicke und verhindert gleichzeitig, daß der nachdrückende Materialstrang bzw. Produktstrom ungeführt zerfallen kann.
Mittels dieser Anordnung kann der Schneidvorgang auch bei sehr breitem Produktstrom präzise durchgeführt und zudem weitestgehend vermieden werden, daß der Produktstrang sich beim Schneiden verwindet oder Teile des Produktgemenges verschoben bzw. verwirbelt werden.
Der erfindungsgemäße Scheibenschneider kann einschneidig oder zwei- schneidig ausgebildete Messer bzw. Sägemesser aufweisen. Auch kann es als einschneidig oder beidseitig schneidendes oszillierendes Messer bzw.
Sägemesser ausgebildet sein. Eine beidseitige Schneidekante hat den Vor- teil, daß ein quasi-kontinuierliches Schneiden des Produktstroms möglich ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen umfassen einen Schneiddraht, ein umlaufendes Bandmesser bzw. Bandsägemesser, eine Flüssigkeitsstrahl- Schneideeinheit, eine CO2-Strahl-Schneideeinheit, eine Ultraschall- Schneideeinheit und/oder eine Laserstrahl-Schneideeinheit.
Mit dem genannten Verfahren sind größere Scheiben als mit bisheriger Technologie, insbesondere mit einer Dicke im Bereich von 2 mm bis 100 mm, kontinuierlich bzw. quasi-kontinuierlich herstellbar. Dabei sind Abstufun- gen der Scheibendicken im Bereich von etwa 0,5 mm möglich.
Bevorzugt werden eine oder mehrere Sortierungen in verschiedenen parallelen und/oder aufeinanderfolgenden Produktionsschritten vorgenommen. Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung können hierbei jeweils - ggf. mit geeigneten Modifikationen entsprechend der jeweiligen Größe und/oder Konsistenz und/oder Zusammensetzung der Nahrungsmittel der einzelnen Produktionsstufen - eingesetzt werden. Es werden demnach bevorzugt in verschiedenen Produktionsebenen eine oder mehrere vorbestimmte physikalische, chemische und/oder biochemische Größen ge- messen, analysiert und vorteilhafterweise Aussortierungen bzw. Zuordnungen vorgenommen, um die gewünschten Endfraktionen zu erhalten.
Dies kann beispielsweise im Fall von zu verarbeitendem Fleisch dadurch geschehen, daß nach dem Scheibenschneiden in weiteren Verfahrensstufen beispielsweise die ausgestoßenen und ggf. zerkleinerten Fleischstücke in einem Flow-Freezer konditioniert (d.h. vereinzelt) und einem vertikal verlaufenden Kanal, einer Rinne, einem Transportband oder einer sonstigen Fördereinrichtung zugeführt werden, welche die Fleischstücke nacheinander durchlaufen bzw. von dieser befördert werden. Während dieses Stadiums wird vorteilhafterweise mindestens eine Meßgröße der Fleischstücke gemessen und einer Sortiervorrichtung - beispielsweise einer Ausblasdüse - über eine Steuereinheit der Befehl gegeben, bei einem Über- oder Unterschreiten eines Schwellwerts die entsprechenden Fleischstücke aus der Führvorrichtung zu entfernen, beispielsweise auszublasen.
Wenn das Fleisch in Würfel geschnitten wird, können diese auf einem Band oder in freiem Fall bzw. Flug in Rinnen oder Röhren optisch gesichtet und nach vorgegebenen Parametern in eine magere und/oder fette Fraktion und eine übrige gemischte Fraktion aussortiert werden. Die gemischte Fraktion kann dann in eine Fraktion mit fast ausschließlich Magerfleischpartikel und eine zweite Fraktion mit fast ausschließlich Fettpartikeln sowie gesondert abgetrennten harten Bindegewebepartikeln und/oder Risikomateriaipartikel weiter aufgetrennt werden. Die genannten optischen Messungen können nach Gas- bzw. Flüssigkeitsentzug oder ohne einen derartigen vorherigen Schritt durchgeführt werden.
Die soeben erwähnten Mischfraktionen können vorteilhafterweise in einem zusätzlichen Sieb-Press-Verfahrenschritt in weitestgehend reingewebliche Magerfleisch-Pellets und Fett-Pellets sowie ggf. kleinere Bindegewebe- Partikel weiter aufgetrennt werden. Gleichzeitig werden vorteilhafterweise größere Bindegewebestückchen vor dem nachfolgenden Sortierschritt ab- geführt und die verbleibenden Fleischstücke optisch oder gravimetrisch, d.h. mittels Schwerkraftsichtung, in eine erste Fraktion mit fast ausschließlich Magerfleischpellets und eine zweite Fraktion mit fast ausschließlich Fettpellets sowie ggf. in eine dritte Fraktion mit Risikomaterial sortiert. Auch bei dieser Verfahrensstufe kann vorteilhafterweise ein In-Line-Scanning gemäß der Erfindung (Gas- und/oder Flüssigkeitsentzug vor Messung) oder in bekannter Weise (beispielsweise gemäß WO 00/21376) zum Zwecke der Einstellung der Rezepturen mittels einer oder mehrerer Sortiervorrichtungen nachgeschaltet sein.
In einer weiteren zusätzlichen Verfahrensstufe können die in den vorhergehenden Verfahrensstufen aussortierten Fettgewebe- und/oder Bindegewebe- Partikel in eine im wesentlichen aus Proteinen bestehende Fraktion (mit eventuellen Fettanteilen) und eine im wesentlichen aus Fett bestehende Fraktion (mit eventuellen Proteinanteilen) aufgetrennt werden. Die Proteine sind beispielsweise im Bindegewebe oder in Muskelzellen enthalten und/oder sind Zellproteine. Nach optional vorhergehender mechanischer Feinstzer- kleinerung können beispielsweise durch Aufbereiten bzw. Aufschließen in wässrigen, fettigen, fettlöslichen und/oder fettlösenden flüchtigen Medien eine überwiegend proteinhaltige Phase, eine überwiegend fetthaltige Phase und gegebenenfalls eine dritte wässrige Phase erhalten werden. Aus der wässrigen Phase lassen sich vorteilhafterweise die darin enthaltenen Protei- ne mittels Fällung gewinnen.
Die Abtrennung in fettlöslichen flüchtigen Medien, wie überkritischem Kohlendioxid oder Propan ggf. unter Druckbeaufschlagung, ist durch Abziehen der in diesen Medien gelösten Fettphase möglich. Auf diese Weise lassen sich Fett oder fettähnliche, unerwünschte Stoffe (z.B. Cholesterin, Triglyzeri- de) abziehen. Es bleiben Proteinfraktionen zurück, die zudem aufgrund der durch das Kohlendioxid - falls dieses verwendet wird - erzeugten tiefen Temperaturen vorteilhafterweise nicht gefroren werden müssen. Bei Aufbereitung in wässrigen und fettigen/öligen Medien sind das darin dispergierte Fett und die Proteinfraktion abzentrifugierbar bzw. dekantierbar. Enthalten die Fleischstücke im wesentlichen Fett, bietet sich beispielsweise zusätzlich der Einsatz von Öl als Dispersionsmittel an, um eine bessere Abtrennung bei niedrigen Temperaturen zu erreichen. In dem Öl entsteht eine rahmige, fette Dispersion (entsprechend einer Feinstzerkleinerung des Fettes), die danach ebenfalls zentrifugiert bzw. dekantiert werden kann.
Erfindungsgemäß lassen sich die oben beschriebenen Aspekte der Erfindung sowie die zugehörigen speziellen Ausführungsformen zu mehreren aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen kombinieren, so daß beispielsweise die er- wähnten scheibenartig geschnittenen Produkte nach dem Auftrennen in einem Würfelschneider bzw. die bereits in dem Fleischwolf würfelartig geschnittenen Partikel optisch gesichtet werden und nachfolgend Mischfraktio- nen aus dieser Sortierung eine weitere Sortierung erfahren. Dies kann mittels einer Sieb-Press-Vorrichtung und anschließender optischer oder Schwerkraft-Sortierung, sowie einer nachfolgenden Fettabtrennung in einem flüchtigen Lösungsmittel erfolgen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele hinsichtlich des erfindungsge- mäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Figur 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform mit einem Scheibenschneider, dem ein Meßabschnitt vorgeschaltet ist;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform mit einem alternativen Scheibenschneider und ebenfalls vorgeschaltetem Meßabschnitt;
Figur 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform mit einem dem Scheibenschneider nachgeschalteten Meßabschnitt;
Figur 5 eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform mit einem Meßabschnitt, in dem akustische und optische Mes- sungen durchgeführt werden, und Figur 6 eine schematische Darstellung einer Mischanlage mit einer parallel angeordneten Meßkammer für Bypass-Messungen.
In der Figur 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung darge- stellt. Über einen Einfülltrichter 1 werden Nahrungsmittel N (angedeutet durch den Pfeil entlang dem Transportweg der Nahrungsmittel) in eine Fördereinrichtung 2a gegeben, die vorliegend als Schneckenförderer 2a ausgebildet ist. Der Schneckenförderer 2a ist über eine Entlüftungsleitung 3 mit einer Vakuumpumpe 4 verbunden, die den Transportraum des Schnecken- förderers 2a entgast. Die Nahrungsmittel N werden somit mit einem Unterdruck in einen Meßabschnitt 7a gefördert, der vorliegend als Meßkammer 7a ausgebildet ist. In der Meßkammer 7a werden die Nahrungsmittel N beispielsweise mittels eines kombinierten optischen und konduktiven Meßverfahrens vermessen. Auch andere Meßverfahren - z.B. akustischen Messun- gen, Messungen mit Röntgenstrahlen, Induktivmessungen usw. - sind möglich. Wesentlich ist hierbei, daß die nahrungsmittelfremden Gase und/oder Flüssigkeiten vor den Messungen entfernt werden, da ansonsten die Meßergebnisse verfälscht und/oder die Signale abgeschwächt werden könnten. Durch den erfindungsgemäßen Abzug der Gase und/oder Flüssigkeiten herrscht ein Unterdruck im Meßabschnitt, der bis zum Vakuum reichen kann, oder die Nahrungsmittel füllen den Meßabschnitt - vorzugsweise eine Meßkammer - vollständig aus.
Die Nahrungsmittel N können bei entsprechender Konsistenz mittels der Fördereinrichtung 2a derart komprimiert und gestaucht werden, daß gasförmige und/oder flüssige nahrungsmittelfremde Einschlüsse nach außen gefördert und durch die Vakuumpumpe 4 abgepumpt werden können. In diesem Fall stellen sowohl die Fördereinrichtung 2a als auch die Vakuumpumpe 4 die Mittel zum zumindest teilweisen Entfernen von nahrungsmittelfremden Gasen und/oder Flüssigkeiten gemäß der Erfindung dar. Gemäß der Ausführungsform der Figur 2, die ebenfalls einen Einfülltrichter 1 , eine Fördereinrichtung 2a sowie eine Vakuumpumpe 4 aufweist, fallen die Nahrungsmittel N am Ende des Förderwegs in einen Schacht 6, in dem ein Meßabschnitt 7b mit einer Meßeinheit 10 vorgesehen ist. Die Meßeinheit 10 ist gemäß der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform als Risikomaterial- Scanner ausgebildet und umfaßt einen Ultraschallsender 8 und einen Ultraschallempfänger 9, der die von den Nahrungsmitteln N reflektierten bzw. gestreuten Ultraschallwellen detektiert. Es können auch mehrere Ultraschallsender 8 und mehrere Ultraschallempfänger 9 vorgesehen sein, deren Zu- Ordnung und Anordnung zudem von der in Figur 2 nur schematisch dargestellten Anordnung abweichen kann. Die Meßsignale - ggf. nach nicht dargestellter Signalverstärkung - werden vom Empfänger 9 an einen Rechner 11 weitergegeben, in dem die Signale vom Empfänger 9 analysiert und mit Referenzwerten verglichen werden, die zuvor im Rechner 11 hinterlegt wur- den. Diese Referenzwerte repräsentieren vorzugsweise verschiedene Risikomaterialien und/oder die zu vermessenden Nahrungsmittel. Bei Übereinstimmung des Meßsignals innerhalb eines vorgegebenen Bereichs mit einem Referenzwert für ein Risikomaterial oder bei Unter- oder Überschreiten des Meßsignals eines Bereichs um einen Referenzwert für die Nahrungsmittel gibt der Rechner 11 einen Steuerbefehl an eine Sortier- bzw. Aussondereinheit 12a - z.B. eine Ausblaseinrichtung -, die daraufhin das Risikomaterial aus dem Produktstrom aussondert (angedeutet durch den Pfeil 13).
Sind die Nahrungsmittel N Fleischstücke, können z.B. Fleischstücke mit Ei- tereinschlüssen oder sonstigen unerwünschten Bestandteilen mittels der Aussondereinheit 12a entsprechend ihrer histologischen Beschaffenheit, ihrer Partikelgröße oder anderen Kriterien ausgeworfen werden.
Zwischen der Meßeinheit 10 und der Aussondereinheit 12a sowie im An- Schluß an die Aussondereinheit 12a ist jeweils eine Fördereinrichtung 2b bzw. 2c angeordnet (jeweils als Flügelrad angedeutet), die jeweils für einen kontinuierlichen bzw. quasi-kontinuierlichen Produktfluß sorgen. Wenn das Meßgut für eine bestimmte Zeit im Meßabschnitt verweilen muß, wird die Förderung für diesen jeweils kurzen Zeitraum unterbrochen (quasikontinuierliche Förderung).
Der Hauptproduktstrom der Nahrungsmittel N wird mittels der Fördereinrichtung 2c an eine nachgeschaltete formgebende Formungseinrichtung 15 weitergeführt, die in der schematisch dargestellten Ausführungsform den Nahrungsmittelstrang durch eine rechteckige, gatterförmige Öffnung 16 zu einem Strang mit einer Breite von beispielsweise 5 - 50 mm formt. Der Öffnung 16 nachgeschaltet ist ein Scheibenschneider 17a mit einem horizontal angeordneten Schneidmesser 18a, das um eine Vertikalachse 19 rotiert (s. Pfeil). Der Scheibenschneider 17ε schneidet den Produktstrom in Scheiben bzw. Streifen.
Die Ausführungsform gemäß der Figur 3 stimmt in wesentlichen Teilen mit derjenigen der Figur 2 überein. Ein Unterschied besteht darin, daß nicht nur der Innenraum des Schneckenförderers 2, sondern auch der Schachtabschnitt kurz vor dem Meßabschnitt 7b besaugt wird. Dies ist durch die Leitung 3b angedeutet, die ebenfalls von der Vakuumpumpe 4 abgeht. Es ist auch möglich, daß eine zweite Vakuumpumpe hierfür eingesetzt wird. Es ist weiterhin möglich, daß nur der Schachtabschnitt 6 und/oder der Meßabschnitt 7b direkt besaugt werden, d.h. in diesem Fall nicht der Transportraum des Schneckenförderers 2.
Ein weiterer Unterschied findet sich in der Ausgestaltung des Scheibenschneiders 17b. In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform weist dieser ein horizontal oszillierendes Schneidmesser 18b mit beidseitiger Schneidekante auf (s. Doppelpfeil). Um eine im wesentlichen konstante Schnitthöhe zu erreichen und Verwindung o.a. des Materials beim Schneidvorgang zu verhindern, ist unterhalb des Schneidmessers 18b eine Begrenzungsfläche 20 vorgesehen, gegen welches das zu schneidende Material vor dem Schneiden zur Anlage kommt. Im Anschluß an den Schneidvorgang wird der Materialblock bzw. die Scheibe Ns in Pfeilrichtung 22 von einem Förderband 21 abtransportiert.
In der Figur 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Messungen einem Zerkleinerungsvorgang - hier wiederum einem Scheibenschneidevor- gang - nachgeschaltet sind, nachdem zuvor zumindest teilweise nahrungsmittelfremde Gase und/oder Flüssigkeiten entfernt bzw. abgezogen wurden. Zwischen dem Schneckenförderer 2a bzw. dem Schacht 6 und dem Scheibenschneider 17b ist in diesem Fall keine Meßeinheit angeordnet (obwohl eine solche auch dort vorhanden sein kann). Die auf das Förderband 21 fallenden Scheiben Ns werden von diesem in einen Meßabschnitt 7c gefördert, in dem sie hinsichtlich physikalischer, biologischer und/oder chemischer Eigenschaften vermessen werden. Dem Meßabschnitt 7c nachgeordnet ist eine Aussondereinheit 12b, welche - wie in den Figuren 2 und 3 - von dem Rechner 11 einen Steuerbefehl erhält, wenn Scheiben Ns zum Aussondern erkannt werden (s. Pfeil 13).
In der Figur 5 ist ein spezielles Meßverfahren gezeigt, bei dem Ultraschallmessungen mit optischen Reflexionsmessungen kombiniert werden. Zuvor wird wiederum der Transportweg eines Schneckenförderers 2a besaugt, bevor die Nahrungsmittel N in einen Meßabschnitt 7d transportiert werden, der sich in zwei hintereinander folgende Unterabschnitte 7d', 7d" gliedert. Die beiden Messungen können jedoch bei entsprechender Anordnung der Meßeinheit 10 auch in einem einzigen Abschnitt durchgeführt werden.
In dem ersten, stromaufwärtigen Unterabschnitt 7d' sind vier Ultraschallsender 8a angeordnet, wobei jedem Sender 8a jeweils ein Ultraschallempfänger 9a zugeordnet ist. Die von den Sendern 8a ausgesendeten Ultraschallwellen werden an den Nahrungsmitteln gestreut bzw. reflektiert und von den Emp- fängern 9a empfangen (s. gestrichelte Pfeile). Aus den Meßsignalen lassen sich Rückschlüsse auf die Zusammensetzungen der Nahrungsmittel, auf lokale Qualitätsunterschiede, auf Risikomaterialien etc. ziehen. Im stromabwärtigen Unterabschnitt 7d" ist eine Lichtquelle 8b angeordnet, der z.B. weißes Licht auf die Nahrungsmittel N strahlt. An den Nahrungsmitteln N reflektiertes Licht (s. gestrichelte Pfeile) gelangt zu drei Farbsensoren 9b, deren jeweilige spektrale Empfindlichkeit im blauen, grünen bzw. roten Wellenlängenbereich liegt.
Die Nahrungsmittel N werden im Anschluß an die Meßeinheit 10 von einer Austreibeeinheit bzw. Fördereinrichtung zur Weiterverarbeitung weitertrans- portiert. Die Meßsignale der beiden Meßuntereinheiten werden wiederum durch einen Rechner (hier nicht dargestellt) ausgewertet, um evtl. Stellvorgänge zur Zerkleinerung und/oder Aussonderung und/oder Sortierung von Nahrungsmittelbestandteilen zu steuern.
In der Figur 6 ist eine Mischanlage 30 schematisch dargestellt, die über eine Zuleitung 33 gespeist wird, welche ihrerseits mit Nahrungsmitteln Ni und N2 aus Zuleitungen 31 bzw. 32 beschickt wird. Die Fördereinrichtungen zur Anforderung der Nahrungsmittel Ni und N2 sind nicht näher dargestellt. In der Mischanlage 30 werden die Nahrungsmittel Ni, N2 mit einem Rührer 34 (oder einem Paddel, einer Spirale o.a.) durchmischt, wobei der Rührer 34 nur schematisch dargestellt ist. Vom Mischraum zweigt eine Nebenleitung 35 zu einer Meßkammer 7e ab, wobei Nahrungsmittel N aus dem Mischraum mittels eines Saugkolbens 2e (Bewegungsrichtung mit Doppelpfeil angedeutet) zu dieser Meßkammer 7e transportiert bzw. gesaugt und dort vermessen werden. Die Meßkammer 7e kann besaugt sein. Nahrungsmittelfremde Gase und/oder Flüssigkeiten können auch schon in der Mischanlage 30 oder in den Zuleitungen 31, 32 bzw. 33 oder vorher entfernt werden.
Die Meßeinheit, der Rechner und die Stelleinheiten sind in Figur 6 nicht extra dargestellt. Nach Vermessung werden die Nahrungsmittel wieder dem Hauptproduktstrom (s. Pfeil 38) zugeführt, der mit einem optionalen Stellventil 37 geregelt werden kann. Leitungen, die zu einer separaten Meßkammer zur Durchführung von By- pass-Messungen führen, können auch von einer Förderstrecke für einen Hauptproduktstrom abzweigen.
In einer nicht dargestellten Alternative kann das Gehäuse der Mischkammer ein Glasfenster aufweisen, durch welches hindurch insbesondere Licht eingestrahlt wird und die reflektierten Lichtstrahlen gemessen werden, um die genannten Reflexionsspektren aufzunehmen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum automatisierten, industriellen Untersuchen und/oder Klassifizieren von Nahrungsmitteln, beispielsweise Fleisch oder anderen Lebensmitteln, wobei die Nahrungsmittel von mindestens einer Fördereinrichtung zu einem Meßabschnitt gefördert werden, in dem die Nahrungsmittel nach zumindest teilweisem Entfernen von nahrungsmit- telfremden Gasen und/oder Flüssigkeiten hinsichtlich physikalischer, biologischer und/oder chemischer Eigenschaften vermessen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittel in dem Meßabschnitt komprimiert oder dem Meßabschnitt in komprimierter Form zugeführt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittel in einem als Meßkammer ausgebildeten Meßabschnitt vermessen werden, wobei die Nahrungsmittel die Meßkammer im wesentlichen vollständig ausfüllen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nahrungsmittelfremden Gase und/oder Flüssigkeiten zumindest teilweise schon vor Eintritt in die Meßkammer aus dem Meßgut entfernt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß gasförmige Einschlüsse in den Nahrungsmitteln vor den Messungen entzogen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen nach einer oder mehrerer der folgenden Prinzipien durchgeführt werden: mittels elektromagnetischer Wellen (Mikrowellen, Röntgenstrahlen, Infrarotlicht, sichtbares Licht, UV-Licht), insbesondere fraktaler Spektrometrie, Magnetresonanz, Elektronen- Magnetresonanz, Ultraschall, optoelektronisch, induktiv, kapazitiv, chemisch, biochemisch.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Messungen zumindest eines Teils des Reflexionsspektrums der Nahrungsmittel mit Hilfe von einem oder mehreren Farbsensoren mit unterschiedlichen spektralen Empfindlichkeiten durchge- führt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen integral und ortsaufgelöst durchgeführt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Reflexionsspektren-Messungen mit Ultraschall- Messungen oder konduktiven oder induktiven Messungen kombiniert werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels konduktiver, induktiver oder Widerstandsmessungen der Feuchtigkeitsgehalt der Nahrungsmittel ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Nahrungsmittel aus dem Produktstrom abgezweigt und zu dem mindestens einen Meßabschnitt gefördert wird (Bypass-Messungen).
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die vermessenen Nahrungsmittelteile wieder dem Haupt-Produktstrom zugeführt werden.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse automatisch mittels eines Rechners mit in einem elektronischen Speicher hinterlegten Referenzwerten verglichen werden.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittel bei Analyse der Meßwertergebnisse anteilsmäßig entsprechend vorgegebener Kriterien bestimmten Qualitäten zugeordnet werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Nahrungsmittelanteile oder Beimengungen, die bei der Messung und Analyse zum Aussondern erkannt wurden, von minde- stens einer entsprechend angesteuerten Aussondereinheit aus dem übrigen Produktstrom ausgesondert werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung zum und/oder von dem mindestens einen Meßabschnitt mittels einer oder mehrerer der folgenden Förderein- richtungen durchgeführt wird: Schneckenförderer, im Vakuum fördernde
Fördereinrichtung, Pumpen-Fördereinrichtung, Flügelzellen-Fördereinrichtung, Saugeinrichtung, Rütteleinrichtung, Förderband.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Nahrungsmittel im wesentlichen kontinuierlich zum Meßabschnitt gefördert werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittel oder Nahrungsmittelanteile vor oder nach Passieren des mindestens einen Meßabschnitts in einer oder mehreren Verfahrensebenen mindestens einmalig in kleinere Stücke zerkleinert und/oder konditioniert und/oder sortiert werden.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungsmittel vor und/oder nach Passieren des Meßabschnitts mit anderen Nahrungsmitteln vermischt werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fleisch oder Fleischanteile, die durch ein- oder mehrmalige Zerkleinerung erhalten werden, in eine fettreiche Fraktion, eine fettarme Fraktion und/oder eine Mischfraktion sowie in eine binde- gewebereiche Fraktion mit möglichen Magerfleisch- und/oder Fettanteilen sortiert werden.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fett und fettähnliche Stoffe (bspw. Triglyzeride, Cho- lesterin) aus den verschiedenen, Fleisch enthaltenen Fraktionen mittels flüchtiger Lösungsmittel (bspw. Propan, überkritisches Kohlendioxid) abgetrennt werden.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß sortierte Fleischstücke durch Feinstzerkleinerung in fluiden Dispersionsmitteln im wesentlichen in eine Proteinfraktion und eine Fettfraktion separiert und anschließend in Zentrifugen oder Dekantern und/oder Abtrennung mittels flüchtiger Lösungsmittel weiter separiert werden.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Nahrungsmittel vermessen werden: Fleisch und/oder schürt- und/oder fließfähige Nahrungsmittel (z.B. Reis, Getreidekörner, Kaffeebohnen, Hülsenfrüchte) und/oder Gemenge verschiedener Nahrungsmittel.
25. Vorrichtung zum automatisierten, industriellen Untersuchen und/oder Klassifizieren von Nahrungsmitteln (N), beispielsweise Fleisch oder anderen Lebensmitteln, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens einer Fördereinrichtung (2a; 2b; 2c; 2d; 2e), mindestens einem von der Förderein- richtung mit den Nahrungsmitteln (N) beschickbaren Meßabschnitt (7a;
7b; 7c; 7d; 7e), mindestens einer im Meßabschnitt angeordneten Meßeinheit (10) zum Vermessen der Nahrungsmittel (N) hinsichtlich physikalischer, biologischer und/oder chemischer Eigenschaften sowie Mitteln (4; 2a) zum zumindest teilweisen Entfernen von natπungsmittel- fremden Gasen und/oder Flüssigkeiten vor der Vermessung.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Meßeinheit (10) im Förderweg oder am Ende des Förderwegs der Fördereinrichtung (2a; 2b; 2c; 2d; 2e) angeordnet ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (4; 2a) zum Entfernen von Gasen und/oder Flüssigkeiten im Förderweg und/oder in dem Meßabschnitt (7a; 7b; 7c; 7d; 7e) angeordnet sind.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, gekennzeichnet durch eine Mischanlage (30), in die verschiedene Nahrungsmittel (Ni, N2) gefördert und dort vermischt werden.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (10) außerhalb des Haupt-Produktstroms der Nahrungsmittel (N) oder außerhalb der Mischanlage (30) nach Anspruch 28 angeordnet ist, und daß ein Teil der Nahrungsmittel (N) zu der mindestens einen Meßeinheit (10) abzweigbar ist (Bypass-Messungen).
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeich- net, daß mindestens eine der Meßeinheiten (10) zur Messung nach mindestens einem der folgenden Prinzipien ausgebildet ist: Messung mittels elektromagnetischer Wellen (Mikrowellen, Röntgenstrahlen, Infrarotlicht, sichtbares Licht, UV-Licht), insbesondere fraktaler Spektrometrie, Magnetresonanz, Elektronen-Magnetresonanz, Ultraschall, optoelektro- nisch, induktiv, kapazitiv, chemisch, biochemisch.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (10) mindestens eine Lichtquelle (8b) zum Aussenden von Licht sowie mindestens einen Farbsensor (9b) zur Messung zumindest eines Teils des Reflexionsspektrums der Nahrungsmittel (N) umfaßt.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Farbsensoren vorgesehen sind, deren spektrale Empfindlich- keit im wesentlichen im blauen, grünen bzw. roten Wellenlängenbereich liegen.
33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß den Farbsensoren Farbfilter mit schmalbandigem Durchlaßbereich vor- gesetzt sind.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich zwischen 190 nm und 2400 nm liegt.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbereich zwischen 400 nm und 700 nm liegt.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit (10) mindestens einen Ultraschallsender (8a) und mindestens einen Ultraschallempfänger (9a) umfaßt.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 36, gekennzeichnet durch eine Analyseeinheit (11) zur Auswertung der Meßergebnisse, insbesondere zum rechnergestützten Vergleichen der Meßergebnisse mit Referenzwerten.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (2a; 2b; 2c; 2d; 2e) einen Schneckenförderer (2a), eine im Vakuum fördernde Fördereinrichtung, eine Pumpen- Fördereinrichtung, eine Flügelzellen-Fördereinrichtung, eine Saugeinrichtung (2e) und/oder eine Rütteleinrichtung umfaßt.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Zerkleinerungseinrichtung (17a; 17b) der Meßeinheit (10) vor- oder nachgeschaltet ist, oder daß die Meßeinheit in den Innenraum einer Zerkleinerungs- und/oder Mischeinrichtung gerich- tet ist.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungseinrichtung (17a; 17b) einen Scheibenschneider (17a; 17b), einen Würfelschneider, eine Pelletiereinrichtung, einen Fleischwolf, einen Extruder, einen Gefrierfleischschneider, einen
Hartseparator und/oder einen Weichseparator umfaßt.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Fördereinrichtung (2a; 2b; 2c; 2d; 2e) mindestens eine For- mungsscheibe (15) mit mindestens einer Öffnung (16) nachgeschaltet ist, wobei die Nahrungsmittel (N) vor oder nach der Öffnung (16) von einem Scheibenschneider (17a) erfaßt werden.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, daß ein von oben mit Nahrungsmitteln beschickbarer Scheibenschneider (17a; 17b) die ihm zugeführten Nahrungsmittel (N), vorzugs- weise Fleisch, in einer im wesentlichen horizontal verlaufenden Schneidebene in Scheiben zu schneiden vermag.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenschneider (17a; 17b) mindestens eines der folgen- den Elemente aufweist: einschneidig oder beidseitig schneidendes Messer bzw. Sägemesser, einschneidig oder beidseitig schneidendes oszillierendes Messer bzw. Sägemesser, Schneiddraht, umlaufendes Bandmesser bzw. Bandsägemesser, Flüssigkeitsstrahl-Schneideeinheit, CO2- Strahl-Schneideeinheit, Ultraschall-Schneideeinheit, Laserstrahl- Schneideeinheit.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 43, gekennzeichnet durch mindestens eine Aussondereinheit (12a; 12b), die dem mindestens einen Meßabschnitt (7a; 7b; 7c; 7d; 7e) nachgeordnet ist, zum Aussondern von bei der Messung und Analyse zur Aussonderung erkannten Nahrungsmittelanteilen oder Beimengungen.
45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Entfernen von nahrungsmittelfremden Gasen und/oder Flüssigkei- ten auch zum Aussondern von zur Aussonderung erkannten Nahrungsmittelanteilen oder Beimengungen eingesetzt werden.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 45, gekennzeichnet durch mindestens eine Konditioniereinrichtung für die zerkleinerten Stücke so- wie mindestens eine Sortiereinrichtung zur Sortierung der zerkleinerten
Stücke.
47. Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortiereinrichtung anhand der Analyseergebnisse ansteuerbar ausgebildet ist.
48. Nahrungsmittel oder Nahrungsmittelbestandteil, dadurch gekennzeichnet, daß es mittels einem Verfahren und/oder mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche erhalten wird.
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