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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Anlage zur Behandlung von Lebensmitteln jener Art, die eine
Vorrichtung zur Behandlung von Lebensmitteln enthält, welche
mit Mitteln zur Einstellung von Sollwertparametern für den Betrieb
dieser Vorrichtung und Mitteln zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung
in Abhängigkeit
von diesen Sollwertparametern versehen ist.
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Die in diesen Anlagen verwendeten
Vorrichtungen zur Behandlung von Lebensmitteln sind zum Beispiel
Gefriervorrichtungen, wie zum Beispiel kryogene Gefriertunnel oder
Oberflächengefriertunnel. Des
Weiteren können
diese Anlagen Brennöfen
oder Vorrichtungen zur Abgabe eingestellter Mengen (Tropfen) von
Flüssigstickstoff
in flexible Kunststoffflaschen vor dem Verschließen oder in Aluminiumdosen
einsetzen.
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Ein Beispiel für einen kryogenen Tunnel zur Behandlung
von Lebensmitteln wird in der am 23. Mai 1995 eingereichten spanischen
Patentanmeldung P9500983 im Namen der SOCIEDAD ESPANOLA DEL OXIGENO,
S. A., beschrieben.
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Die Mittel zur Steuerung des Betriebs
solcher Vorrichtungen in Abhängigkeit
von vorbestimmten Sollwertparametern können mehr oder weniger kompliziert
sein. Insbesondere können
diese Vorrichtungen eine oder mehrere Regelschleifen enthalten,
die auf mindestens einen der Sollwertparameter einwirken.
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Unter diesen Bedingungen kann die
Komplexität
der Vorrichtungen zur Behandlung von Lebensmitteln zu einem fehlerhaften
Betrieb dieser führen. Insbesondere
können Änderungen
der normalen Bedingungen, unter denen die Vorrichtungen verwendet werden,
zum Beispiel durch Änderung
des Ladegrads der Letzteren oder eine Änderung der Außentemperatur,
einen beeinträchtigten
Betrieb bewirken, und zwar insbesondere durch eine Abweichung der Einstellungen.
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Des Weiteren wird festgestellt, dass
in der Praxis solche Anlagen komplizierte Steuer- und Regelmittel
einsetzen, was die große
Gefahr von Fehlfunktionen und Instabilität mit sich bringt, was letztendlich
dazu führen
kann, dass die beobachteten Leistungen geringer sind als die von
einfacher ausgeführten
Vorrichtungen.
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Über
eine mehr oder weniger lange Gebrauchsdauer zieht der Betreiber
einer solchen Vorrichtung aufgrund der zahlreichen Fehlfunktionszeiten
Letzterer keinen Nutzen mehr aus den hohen theoretischen Leistungen
einer solchen Vorrichtung, die er erworben hat.
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Diese Fehlfunktionen haben natürlich wirtschaftliche
Auswirkungen, die insbesondere mit Instabilitäten bei der Qualität der erhaltenen
Produkte oder mit dem unregelmäßigen Verbrauch
gewisser Verbrauchsstoffe, wie zum Beispiel des zum Gefrieren der
Lebensmittel verwendeten Flüssigstickstoffs, verbunden
sind.
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Auf diesem bestimmten Gebiet der
Lebensmittelbehandlung haben Fehlfunktionen einer Behandlungsvorrichtung
dabei ernste Konsequenzen, was die Qualität der behandelten Produkte
anbetrifft. Wenn die Vorrichtung nicht zufriedenstellend funktioniert,
laufen die behandelten Produkte Gefahr, dass sie für den Verzehr
ungeeignet sind, und müssen
zerstört
werden, wodurch die Gesamtproduktivität der Anlage stark beeinträchtigt wird.
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Infolgedessen sind die Vorrichtungen
zur Behandlung von Lebensmitteln, wenn keine Störung auftritt, zwar theoretisch
sehr leistungsfähig,
erfüllen jedoch
aufgrund starker Risiken in ihrem Betrieb nicht die Anforderungen
der Benutzer.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der
Besitzer solcher Anlagen, der mit diesen Problemen konfrontiert
wird, meistens machtlos ist, da er nur selten die Fähigkeit
hat, die auftretenden Phänomene
zu verstehen und unter Kontrolle zu bringen, und vor allem keine
Vorschläge
zur sofortigen Lösung
dieser Probleme hat, während
potentiell große
Produktmengen darauf warten, zufriedenstellend behandelt zu werden.
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Darüber hinaus besitzt er in der
Regel nicht nur nicht die Kompetenz, die Fehlfunktionen einer seiner
Vorrichtungen zu diagnostizieren, sondern er könnte auch damit konfrontiert
sein, mit dem Problem gleichzeitiger Fehlfunktionen mehrerer Vorrichtungen (gleicher
oder anderer Art) an seinem Standort fertig werden zu müssen.
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Die von der Anmelderin auf diesem
Gebiet durchgeführten
Arbeiten gestatten, ihm hier mehrere Darstellungen solcher Fehlfunktionen/Abweichungen und
wie sie die Produktivität
der Anlage stark beeinträchtigen
können
zu liefern.
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Man nehme zum Beispiel den Fall eines
kryogenen Tunnels, der mit einer Regelung der Temperatur im Tunnel
versehen ist, wobei eine Temperaturmessung im Inneren des Raums
und gegebenenfalls eine Rückkopplungswirkung
in Abhängigkeit
von dem Ergebnis eines Vergleichs zwischen der Messung und einem
Temperatursollwert auf die Einstellung eines Ventils zur Versorgung
des Tunnels mit kryogener Flüssigkeit
verwendet wird.
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In der Praxis sind Temperaturabweichungen, zum
Beispiel bei plötzlichen Änderungen
des Ladegrads des Tunnels oder der klimatischen Umgebungsbedingungen,
festzustellen. Diese Abweichungen können manchmal mit einer Fehlfunktion
des Ventils zur Zuführung
kryogener Flüssigkeit
verbunden sein, dessen Öffnungs /Schließkurve im
Laufe der Zeit nicht mehr der Geschwindigkeit gerecht werden kann,
die dazu erforderlich wäre,
die in dem Tunnel erforderliche Temperatur aufrechtzuerhalten (zum
Beispiel stark angenäherte Öffnungs-/Schließzeiten
des Ventils, wodurch seine zukünftige
Zuverlässigkeit
stark gefährdet
sein würde).
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Das Beschränken in einem solchen Fall
auf eine einfache Messung der Temperatur wäre deshalb nicht vollständig repräsentativ
für den
Istbetrieb der Vorrichtung. Wie im Rahmen der vorliegenden Anmeldung
später
noch dargestellt werden wird, ist es von Vorteil, zusätzliche
Daten zu erwerben, die für den
Istbetrieb der Vorrichtung repräsentativ
sind, um tatsächlich
in der Lage zu sein, mögliche
Fehlfunktionen und Abweichungen der Vorrichtung zu erfassen und
zu verstehen.
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Es wird zum Beispiel auf die Schrift
US-5 460 006 verwiesen, die diesen Stand der Technik der Temperaturregulierung
darstellt.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, eine Lösung
für die
oben genannten Probleme bereitzustellen und insbesondere eine Anlage
zur Behandlung von Lebensmitteln vorzuschlagen, die eine Behandlungsvorrichtung
einsetzt, welche zuverlässig
ist und ohne Gefahr für
die Qualität
der Produkte eine hohe Produktivität gewährleisten kann.
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Dazu hat die Erfindung eine Anlage
zur Behandlung von Lebensmitteln der oben genannten Art zum Gegenstand,
dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst:
- – Mittel
zur Messung von den Istbetrieb der Vorrichtung betreffenden Daten;
- – eine
Einheit zur Überwachung
der Vorrichtung, die von ihr entfernt angeordnet und zur Erfassung von
Anomalien des Vorrichtungsbetriebs ausgeführt ist; und
- – Mittel
zur Kommunikation der den Istbetrieb des Tunnels betreffenden Daten
von der Vorrichtung an die Fernüberwachungseinheit.
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Gemäß besonderen Ausführungsformen kann
die Anlage eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – die
Datenkommunikationsmittel umfassen Mittel zur Verarbeitung der Daten
zur Erzeugung einer für
den Istbetrieb der Vorrichtung repräsentativen Meldung und Mittel
zum Senden der Meldung zur Fernüberwachungseinheit,
wobei die Einheit Mittel zum Empfang der Meldung und Mittel zur
Verarbeitung der Meldung zur Erfassung von Betriebsanomalien umfasst;
- – die
Vorrichtungssteuermittel umfassen eine Regelschleife, die auf mindestens
einen der Sollwertparameter einwirkt;
- – die
Regelschleife weist einen veränderbaren Regelparametern
zugeordneten Regler auf, wobei die Fernüberwachungseinheit Mittel zur
Erzeugung von geänderten
Regelparametern für den
Regler und Mittel zum Senden der geänderten Regelparameter an die
Kommunikationsmittel aufweist, wobei die Kommunikationsmittel Mittel zum
Empfang der von der Fernüberwachungseinheit
ausgesendeten geänderten
Regelparameter umfassen und die Regelschleife Mittel zur Änderung
der Regelparameter als Funktion der von den Kommunikationsmitteln
von der Fernüberwachungseinheit
empfangenen geänderten
Regelparameter umfasst;
- – sie
umfasst Mittel zur Messung der eingestellten Sollwertparameter,
wobei die Mittel zur Messung der Sollwerte mit den Mitteln zur Kommunikation von
der Vorrichtung zur Fernüberwachungseinheit
verbunden sind, um die gemessenen Sollwertparameter zur Fernüberwachungseinheit
zu übertragen;
- – die
Fernüberwachungseinheit
umfasst Mittel zur Erzeugung von geänderten Sollwertparametern und
Mittel zum Senden der geänderten
Sollwertparameter zu den Kommunikationsmitteln, wobei die Kommunikationsmittel
Mittel zum Empfang der von der Fernüberwachungseinheit ausgesendeten
geänderten
Sollwertparameter aufweisen, und die Mittel zur Regelung der Sollwertparameter
umfassen Mittel zur Änderung
der Sollwertparameter als Funktion der von den Kommunikationsmitteln
von der Fernüberwachungseinheit empfangenen
geänderten
Sollwertparameter;
- – die
Vorrichtung ist ein kryogener Tiefgefriertunnel und die Datenmessmittel
umfassen Mittel zur Messung, mindestens eines der Daten unter der Temperatur
im Tunnelraum, der Menge an verbrauchtem kryogenen Fluid, der Ausgangsgeschwindigkeit
des verdampften kryogenen Fluids und des Betriebszustands mindestens
eines funktionellen Glieds des Tunnels, zum Beispiel eines Ventils;
- – der
Tunnel enthält
eine Fördereinrichtung
zum Transport der zu behandelnden Lebensmittel, und die Datenerfassungsmittel
umfassen einen Weggeber der Fördereinrichtung;
und
- – die
Vorrichtung ist eine Vorrichtung zur Abgabe eingestellter Mengen
an kryogener Flüssigkeit, insbesondere
Flüssigstickstoff,
und die Datenmessmittel umfassen Mittel zur Messung des Betriebszustands
von mindestens einem funktionellen Glied der Vorrichtung, zum Beispiel
einem Ventil.
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Die Erfindung wird durch Lektüre der folgenden
Beschreibung, die nur beispielhaft angeführt wird und sich auf die Zeichnungen
bezieht, besser verständlich;
in den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Anlage zum Gefrieren von Lebensmitteln
unter Einsatz eines kryogenen Tunnels;
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2 eine
Anlage zum Oberflächengefrieren
von Lebensmitteln unter Einsatz eines kryogenen Oberflächengefriertunnels;
und
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3 eine
schematische Ansicht einer Anlage zum Füllen eines nicht kohlensäurehaltigen
Getränks
in eine Flasche unter Einsatz einer Vorrichtung zur Abgabe eingestellter
Mengen (Tropfen) an Flüssigstickstoff
in jede Flasche vor dem Verschließen.
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Die in 1 schematisch
dargestellte Anlage zum Gefrieren von Lebensmitteln umfasst einen kryogenen
Tunnel 10 mit im Wesentlichen der gleichen Konstruktion
wie der in der spanischen Patentanmeldung P 9500983 beschriebene
kryogene Tunnel.
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Somit weist der kryogene Tunnel 10 Mittel 12 zur
Zuführung
eines kryogenen flüssigen
Fluids, zum Beispiel Flüssigstickstoff,
auf. Diese Mittel umfassen mehrere Einspritzdüsen 14, die von einer
Leitung 16 zur Zuführung
kryogenen Fluids versorgt werden. An der Leitung 16 ist
ein Elektroventil 18 vorgesehen, das die Einstellung des
in den Tunnelraum eingeleiteten Stickstoffmenge gestattet.
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Ein Kanal 20 gewährleistet
die Abführung des
verdampften kryogenen Fluids in den Raum des Tunnels 10.
Der Einlass dieses Kanals ist in unmittelbarer Nähe des Tunnels angeordnet.
Es ist eine Abzweigung 22 am Kanal vorgesehen, durch die
Umgebungsluft in diesen eingeleitet werden kann. Die Abzweigung 22 ist
mit einem Elektroventil 24 versehen, das zur Einstellung
der in den Kanal eingeleiteten Luftmenge ausgeführt ist. Wie in der oben genannten spanischen
Patentanmeldung ausgeführt,
gewährleistet
die in den Kanal eingeleitete Umgebungsluft eine Erwärmung des
verdampften kryogenen Fluids und verhindert somit das Gefrieren
des in dem abgeführten
Fluid vorhandenen Wasserdampfes, hier im Wesentlichen von der Umgebungsluft
stammend.
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Somit ist ersichtlich, dass die in
die Abzweigung 22 eingelassene Luftmenge von der Menge
der abgeführten
Atmosphäre,
von ihrer Temperatur und ihrem Restgehalt an Wasserdampf abhängig ist.
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Des Weiteren wird der kryogene Tunnel
vollständig
von einem Förderband 26 durchquert,
das durch einen Elektromotor 28 mit einstellbarer Drehzahl
drehangetrieben wird.
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Die Gefrieranlage weist vom Benutzer
eingestellte Mittel 30 zur Einstellung von Sollwertparametern,
zum Beispiel für
die Einstellung der Temperatur im Inneren des Raums des kryogenen
Tunnels und der Durchlaufgeschwindigkeit des Förderbands 26, auf.
Sie gestatten weiterhin die Ingangsetzung und das Anhalten der Anlage.
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Diese Mittel 30 zur Einstellung
von Sollwertparametern umfassen eine Parametereinstellkonsole 30A,
die mit Steuermitteln 30B verbunden ist. Diese Letzteren
sind mit verschiedenen Mitteln zur Betätigung verschiedener Glieder
des kryogenen Tunnels verbunden.
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Bei der dargestellten Ausführungsform
sind die Steuermittel 30B mit Mitteln 32 zur Steuerung
des Elektoventils 18 verbunden, um den Öffnungsgrad und die Öffnungszeit
des Ventils auf Grundlage der Solltemperatur zu steuern.
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Des Weiteren gewährleistet eine Regelschleife 34 eine
automatische Regelung der Temperatur im Raum des kryogenen Tunnels.
Dazu weist die Regelschleife eine Temperatursonde 36 auf,
die im Inneren des Raums des kryogenen Tunnels angeordnet ist. Diese
Sonde ist mit einem Rückkopplungsregler 38 verbunden,
der auf die Steuermittel 32 einwirkt, um die Temperatur
im Tunnel im Wesentlichen auf der Solltemperatur zu halten.
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Die Steuermittel 30B können weiterhin
mit Mitteln 40 zur Steuerung der Drehzahl des Motors 28 in
Abhängigkeit
von der auf der Sollwertparametereinstellkonsole 30A definierten
Solldrehzahl verbunden sein.
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Darüber hinaus weist die Anlage
Mittel 42 zur Steuerung des Lufteinlasselektroventils 24 in
der Abzweigung 22 auf. Diese Steuermittel sind mit den Steuermitteln 30B verbunden,
um den Öffnungsgrad und
die Öffnungszeit
des Elektroventils 24 in Abhängigkeit von der Solltemperatur
zu steuern. Dazu ermitteln die Steuermittel die Menge des in den
Raum des kryogenen Tunnels eingeleiteten Fluids und berechnen, wie
in der oben genannten spanischen Anmeldung angeführt, den Öffnungsgrad und die Öffnungszeit,
die für
das Elektroventil 24 erforderlich sind, in Abhängigkeit
von der eingeleiteten Menge an kryogenem Fluid.
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Des Weiteren weist die Anlage Mittel
zur Messung von den Istbetrieb der Vorrichtung betreffenden Daten
auf. Diese Mittel sind mit der allgemeinen Bezugszahl 50 versehen,
die in den Zeichnungen von einem jedem Messelement eigenen Buchstaben
gefolgt wird.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel umfassen die
Messmittel eine Temperatursonde 50A, die die Temperatur
in dem Raum des kryogenen Tunnels misst, einen Weggeber 50B der
Fördereinrichtung 26,
Sensoren 50C, 50D zur Messung der jeweiligen Öffnung der
Elektroventile 18 und 24 sowie einen Sensor 50E zur
Messung der Zirkulationsgeschwindigkeit der Gase in dem Kanal 20.
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Alle diese Datenmessmittel sind über eine
in 1 punktiert dargestellte
Verbindung 51 mit Kommunikationsmitteln 52 verbunden.
Diese Kommunikationsmittel sind dem kryogenen Tunnel zugeordnet und
dazu ausgeführt,
die Kommunikation zwischen dem kryogenen Tunnel und einer abgesetzten Überwachungseinheit
zu gewährleisten.
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Diese Überwachungseinheit bildet zwar
ein Element der erfindungsgemäßen Anlage,
sie ist jedoch in einer Entfernung vom kryogenen Tunnel vorgesehen.
Sie ist zum Beispiel in einem Steuerraum einer Fabrik installiert
und umfasst mehrere Überwachungseinheiten,
die verschiedenen Vorrichtungen ähnlicher
Anlagen zugeordnet sind, oder in den Räumlichkeiten eines Unternehmens,
wobei sie die Wartung und die Überwachung
des kryogenen Tunnels 10 gewahrleistet. Die Kommunikationsmittel 52 umfassen
Datenverarbeitungsmittel 56, die mit den Datenmessmitteln 50 verbunden
sind. Diese Verarbeitungsmittel sind dazu ausgeführt, anhand der durch die Mittel 50 gemessenen
Daten eine für
den Istbetrieb der Vorrichtung repräsentative Meldung zu erzeugen.
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Des Weiteren umfassen die Kommunikationsmittel 52 mit
dem Ausgang der Verarbeitungsmittel 56 verbundene Mittel 58 zum
Senden und Empfangen zu und von der Überwachungseinheit 54.
Diese Mittel zum Senden und Empfangen umfassen Mittel zur Verbindung
mit einer Datenübertragungsleitung 60,
die zum Beispiel durch eine Telefonleitung oder einem lokalen Datenübertragungsnetz
gebildet wird.
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Die Überwachungseinheit 59 umfasst
analog Mittel 62 zum Senden und Empfangen von Daten zu und
von den dem Tunnel zugeordneten Kommunikationsmitteln 52.
Diese Mittel 62 umfassen Mittel zur Verbindung mit der
Datenübertragungsleitung 60.
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Weiterhin umfasst die Überwachungseinheit 54 mit
den Mitteln 62 zum Empfangen und Senden verbundene Datenverarbeitungsmittel 64.
Diese Verarbeitungsmittel 64 sind zur Verarbeitung der
für den Istbetrieb
der Vorrichtung repräsentativen
Meldung ausgeführt,
die durch die Verarbeitungsmittel 5
6 erzeugt und
von den zusätzlichen
Mitteln 58, 62 über die Leitung 60 übertragen
wird.
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Diese Verarbeitungsmittel 64 umfassen
Mittel zur Analyse der für
den Istbetrieb der Vorrichtung repräsentativen Meldung, zum Beispiel
zwecks Analyse der von dem Sensor 50A im Raum gemessenen Temperatur,
des Laufzustands der Fördereinrichtung 26,
des Öffnungszustands
der Ventile 18 und 24 oder der Zirkulationsgeschwindigkeit
der Gase im Kanal 20.
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Die Analysemittel sind zur Erfassung
von Anomalien des Vorrichtungsbetriebs, insbesondere durch Vergleich
der durch die Mittel 50 erfassten Werte mit Bezugswerten,
ausgeführt.
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Die Verarbeitungsmittel 64 können mit
Mitteln zur Darstellung von Daten, zum Beispiel einem Anzeigemonitor
und/oder einem Drucker, verbunden sein, um Daten über den
Betrieb der Vorrichtung und Meldungen erfasster Anomalien zur Verfügung zu stellen.
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Des Weiteren können die Verarbeitungsmittel 64 mit
Mitteln zum Senden eines Notsignals an Wartungspersonal verbunden
sein. Diese Sendemittel umfassen zum Beispiel ein Modem, das das
Notsignal an ein tragbares Telefon sendet, das ein Mitarbeiter des
Wartungspersonals bei sich trägt.
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Des Weiteren umfasst die Anlage Mittel 66 zur
Messung der von dem Verwender eingestellten Sollwertparameter. Diese
Mittel 66 sind in den Steuermitteln 30B angeordnet
und mit den Mitteln 56 zur Verarbeitung von Daten von den
Kommunikationsmitteln 52 verbunden. Diese Letzteren gestatten
insbesondere die Übertragung
der auf der Einstellkonsole 30A definierten Sollwertparameter
an die Überwachungseinheit 54.
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Die Verarbeitungsmittel 64 der Überwachungseinheit
umfassen wiederum Mittel zur Bestimmung von geänderten Sollwertparametern.
Die Steuermittel 30B umfassen Mittel 68 zur Änderung
der Sollwertparameter in Abhängigkeit
von den von der Überwachungseinheit 54 erzeugten
und zum kryogenen Tunnel gesendeten geänderten Sollwertparameter.
Dazu sind die Mittel zur Änderung
von Sollwertparametern mit den Verarbeitungsmitteln 56 der Kommunikationsmittel 52 verbunden,
die dem kryogenen Tunnel zugeordnet sind.
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Des Weiteren weisen die Verarbeitungsmittel 64 der Überwachungseinheit
Mittel zur Erzeugung von geänderten
Einstellparametern auf.
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Der Regler 38 weist Mittel 70 zur Änderung der
Einstellparameter auf, die mit den Verarbeitungsmitteln 56 verbunden
sind, um die Parameter des Reglers in Abhängigkeit von den von der Überwachungseinheit 54 erzeugten
und übertragenen
geänderten
Einstellparametern zu ändern.
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Im Folgenden wird ein Beispiel für den Betrieb
der Anlage beschrieben.
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Der Verwender des kryogenen Tunnels
legt die Einstellparameter des Betriebs des Tunnels von der in der
Nähe des
Tunnels angeordneten Parametereinstellkonsole 30A aus fest.
Insbesondere bestimmt er in Abhängigkeit
von den zu gefrierenden Produkten und dem Produktivitätsgrad,
den er zu erreichen wünscht,
die Temperatur im Inneren des kryogenen Tunnels und die Laufgeschwindigkeit
der Fördereinrichtung 26.
Auf Grundlage dieser Einstellparameter gewährleisten die Steuermittel 30B die Steuerung
aller oder eines Teils der Steuermittel 32, 40, 42,
damit diese das Elektroventil 18, den Motor 28 bzw.
das Elektroventil 24 in Abhängigkeit von den Algorithmen,
die hier nicht ausführlich
beschrieben werden, ansteuern können.
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Während
des Betriebs der Anlage gewährleistet
die Regelschleife 34 eine Einstellung der Temperatur im
Inneren des kryogenen Tunnels.
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Des Weiteren werden erfindungsgemäß während des
Betriebs der Anlage zum Beispiel in gleichmäßigen oder definierten Zeitabständen den Istbetrieb
der Vorrichtung betreffende Daten unter 50A bis 50E gemessen
und zur Überwachungseinheit 54 übertragen.
Darüber
hinaus werden die von dem Verwender des Tunnels festgelegten Sollwertparameter
durch die Sollwertparametermessmittel 66 gemessen und zur Überwachungseinheit 54 übertragen.
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Die Verarbeitungsmittel 64 ermitteln
anhand der Analysemittel, die sie enthalten, ob der Tunnelbetrieb
normal ist oder nicht. Wenn durch die Analyse der am kryogenen Tunnel
gemessenen Daten eine Betriebsanomalie erfasst wird, bestimmen die
Verarbeitungsmittel 64 die zu treffende Maßnahme.
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Zur Veranschaulichung kann die Erfassung von
Anomalien durch Verfolgen der von dem Sensor 50C gemessenen
Daten über
die Zeit (Verlaufskurve) erfolgen, wodurch die Öffnungshäufigkeit und -dauer des Ventils 18 gegeben
wird.
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Wieder als Beispiel können die
Analysemittel die Mengen an im Tunnel verbrauchtem kryogenen Fluid
mit einem anfangs bei der Auslegung der Anlage vorgesehenen Verbrauchswert
vergleichen. Dazu wird ein nicht dargestellter Zähler, zum Beispiel an der Leitung 16,
angeordnet. Er ist zwecks Übertragung
der Menge an verbrauchtem kryogenen Fluid zu der Verfolgungseinheit 54 mit
den Kommunikationsmitteln 52 verbunden.
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Im Verlauf der Überwachung der Anomalien, wenn
sich zum Beispiel die durch die Sonde 50A im Inneren des
Raums gemessenen Temperatur stark von der Solltemperatur unterscheidet,
erzeugen die Verarbeitungsmittel 64 geänderte Einstellparameter und
senden diese an den Regler 38, um die verwendeten Einstellparameter
zu ändern.
Der Regler wird somit. geändert,
damit er ein effektives Verfolgen der Solltemperatur gestatten kann.
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Immer noch als Beispiel kann die
Einheit, wenn die Öffnungs-/Schließkurve des
Ventils 18 als Funktion der Zeit, wie durch die Einheit 54 nachgezeichnet,
unregelmäßig ist,
(in Abhängigkeit
von dem betreffenden Standort, den behandelten Produkten usw.) mehrere
Maßnahmen
ergreifen, die vom Senden einer Warnmeldung (akustisch, visuell,
schriftlich auf einer Konsole) an den Verwendungsstandort, dem Aussenden
eines Mitarbeiters des Wartungspersonals zum kryogenen Tunnel zwecks
Durchführung von
Wartungs- oder Reparaturaktionen, bis zur Erzeugung von geänderten
Sollwertparametern für
den Betrieb des Ventils 18 (die zum Beispiel den plötzlich geänderten
Ladegrad des Tunnels näher
repräsentieren)
reichen, wobei die geänderten
Parameter zu den Kommunikationsmitteln 52 des Tunnels gesendet
werden oder, immer noch als Beispiel, absichtlich die Zufuhr von
zu behandelnden Produkten zum Tunnel anhalten.
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Unter gewissen Bedingungen kann somit
ein an der Überwachungseinheit
anwesender Bediener infolge der Analyse des Istbetriebs des kryogenen Tunnels
einen oder mehrere seiner Einstellparameter ändern. Dazu erzeugen die Verarbeitungsmittel 64, wie
oben erwähnt,
unter der Steuerung des Bedieners, geänderte Einstellparameter, die über die Übertragungsleitung 60 zu
den Kommunikationsmitteln 52 des kryogenen Tunnels gesendet
werden. Die Verarbeitungsmittel 56 steuern dann die Mittel 68 zur Änderung
der Einstellparameter zwecks ihrer Änderung.
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Es versteht sich, dass in Abhängigkeit
von dem betrachteten Fall, jede Art von den Istbetrieb des kryogenen
Tunnels betreffenden Daten abgesetzt von der Überwachungseinheit verfolgt
und somit bewertet und diagnostiziert werden. Somit kann (können) eine
Anomalie des Betriebs des kryogenen Tunnels (oder auch mehrere gleichzeitige
Anomalien an mehreren Vorrichtungen) sehr schnell entdeckt werden,
bevor sich diese Betriebsanomalie nachteilig auf die durch den Tunnel
behandelten Lebensmittel oder auf den Tunnel selbst (zum Beispiel
auf die Lebensdauer eines Ventils) auswirken kann.
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Des Weiteren versteht sich, dass
somit sehr unterschiedliche Fehlfunktionen erfasst und diagnostiziert
werden können,
wobei unten zusätzlich
zu den bereits erwähnten
mehrere Beispiele davon gegeben werden:
- – eine Temperaturabweichung,
- – eine
Bandblockage,
- – eine
Verstopfung des Kanals,
- – eine
Abweichung der Öffnungshäufigkeit
und -dauer der Ventile 18 und 29 (zum Beispiel
ein Zeichen dafür,
dass das Ventil 18 nicht der Sollöffnungshäufigkeit gerecht werden kann,
die von ihm von den Steuermitteln 30B gefordert wird).
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Des Weiteren sei darauf hingewiesen,
dass es von der Fernüberwachungseinheit
insofern möglich
ist, Rechnungs- oder Verwaltungsvorgänge durchzuführen, als
die von dem kryogenen Tunnel zur Überwachungseinheit übertragenen
Daten quantitative Angaben bezüglich
beispielsweise der Menge an durch den Tunnel behandelten Produkten
oder der Menge an verbrauchtem kryogenen Fluid umfassen können.
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Weiteren Daten können am Tunnel gemessen, zur Überwachungseinheit übertragen
und zwecks zum Beispiel statistischer Analyse gespeichert werden.
Dabei handelt es sich zum Beispiel um die Istbetriebsdauer des Tunnels,
die Dauer seiner gewollten Stillstände und die Dauer seiner durch
ein Versagen verursachten Stillstände.
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In 2 wird
eine Produktoberflächengefrieranlage
dargestellt. Diese Anlage entspricht im Wesentlichen der in 1 dargestellten. Des Weiteren
sind mit den Elementen aus 1 identische oder
dazu analoge Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Figur sind
der Kanal 20 und seine ganze Steuerumgebung weggelassen
worden, um eine bessere Darstellung und Veranschaulichung anderer
spezieller Elemente dieser Oberflächengefrieranlage, die hinzugefügt worden
sind, zu gestatten.
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Die Algorithmen zur Regelung und
Versorgung des Tunnels mit kryogenem Fluid unterscheiden sich hier,
wobei die einzige Funktion des Tunnels darin besteht, die eingeführten Lebensmittel
an der Oberfläche
zu gefrieren. Diese Algorithmen können einer beliebigen bekannten
Art sein und werden hier nicht ausführlich beschrieben.
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Insbesondere sind Mittel 71 zur
Wiedergewinnung des Überschusses
an flüssigem
kryogenen Fluid im unteren Teil des Raums des kryogenen Tunnels
vorgesehen. Dazu weist der Boden 72 des Tunnels die Form
eines Trichters auf, der zur Leitung 74 zur Rückgewinnung
der überschüssigen kryogenen Flüssigkeit
konvergiert. An dieser Leitung 74 ist eine Pumpe 76 vorgesehen,
um die überschüssige kryogene
Flüssigkeit
zu einem Pufferspeicher 78 zu leiten, der stromaufwärts des
Elektroventils 18 an der Leitung 16 angeordnet
ist. Ein Elektroventil 80, das über Steuermittel 82,
die zur Steuerung des Öffnens des
Elektroventils ausgeführt
sind, mit den Steuermitteln 30B verbunden ist, ist stromaufwärts des
Pufferspeichers 78 an der Leitung 16 angeordnet.
Darüber
hinaus ist ein Niedrigfüllstandssensor 84 im
Pufferspeicher 78 integriert. Dieser Sensor ist mit den Steuermitteln 30B verbunden,
um das Öffnen
des Elektroventils 80 zu bewirken, wenn der Füllstand
im Pufferspeicher 78 niedriger als ein vorbestimmter Füllstand
ist.
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Des Weiteren ist die Pumpe 76 über Pumpensteuermittel 86 mit
den Steuermitteln 30B verbunden.
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Bei dieser Ausführungsform ist stromabwärts der
Pumpe 76 ein Sensor 50F zur Erfassung des Stroms
in der Leitung 74 vorgesehen. Ebenso ist ein dem Elektroventil 80 zugeordneter
Sensor 50G vorgesehen, um seinen ordnungsgemäßen Betrieb
zu überprüfen. Wie
oben sind die Sensoren 50F und 50G mit den Datenverarbeitungsmitteln 56 verbunden,
um eine für
den Istbetriebszustand des Oberflächengefriertunnels repräsentative
Meldung zur Überwachungseinheit 54 zu übertragen.
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Wie bei der obigen Ausführungsform
kann der Istbetrieb des Oberflächengefriertunnels
somit zwecks schneller Durchführung
von Korrekturmaßnahmen
bei Fehlfunktionen, die die Qualität der behandelten Lebensmittel
sowie die Unversehrtheit der Bestandteile der Anlage beeinträchtigen
können,
abgesetzt verfolgt werden.
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Neben den von der Überwachungseinheit verfolgten
und gegebenenfalls korrigierten Mengen, ähnlich denen der Anlage von 1, gestattet die hier beschriebene
Anlage ein abgesetztes Verfolgen des ordnungsgemäßen Betriebs des Versorgungsventils 80 und
des Kreislaufs 74 zur Rückgewinnung des überschüssigen,
flüssigen
kryogenen Fluids.
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In 3 wird
ein anderes Beispiels für
eine Anlage zur Behandlung von Lebensmitteln dargestellt, die eine
Fernverfolgungseinheit einsetzt.
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Bei dieser Anlage werden die zu den
Elementen der 1 und 2 analogen Elemente mit den gleichen
Bezugszahlen plus 100 bezeichnet.
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Bei dieser Ausführungsform wird die Vorrichtung
zur Behandlung von Lebensmitteln durch eine Vorrichtung 110 zur
Abgabe von Tropfen einer kryogenen Flüssigkeit, hier Flüssigstickstoff,
gebildet.
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Diese Vorrichtung weist einen Pufferspeicher 112 zur
vorübergehenden
Lagerung von Flüssigstickstoff
und eine Leitung 114 zur Abgabe der Flüssigstickstofftropfen auf.
Diese Leitung 114 ist mit einem Elektroventil 116 versehen,
das die sequentielle Abgabe von Stickstofftropfen gewährleistet.
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Der Speicher 112 wird von
einer mit einem Flüssigstickstofflagertank
verbundenen Leitung 118 versorgt. Ein Elektroventil 120 ist
zur Steuerung des Füllens
des Pufferspeichers 112 an der Leitung 118 vorgesehen.
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Die Vorrichtung zur Abgabe von Flüssigstickstofftropfen
ist einer Fördereinrichtung 122 für den Transport
von Kunststoffflaschen (oder anderen Aluminiumdosen) 124,
die zuvor mit einem nicht kohlensäurehaltigen Getränk gefüllt wurden,
zugeordnet. Die Fördereinrichtung
zirkuliert in Richtung des Pfeils F. Unmittelbar vor der Anordnung
eines Verschlusses in einer Verschlusseinheit 126 wird
eine eingestellte Menge an Flüssigstickstoff
in jede Flasche gegossen, um dort eine Inertgasdecke zu bilden,
aber auch um den Druck in der Flasche zu erhöhen.
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Wie bei der vorherigen Ausführungsform
enthält
die Anlage eine Konsole zur Einstellung der Einstellparameter 130A und
Mittel 130B zur Steuerung der Anlage. Diese Steuermittel 130B sind
mit zwei Sensoren 128, 132 verbunden, welche im
Pufferspeicher 112 vorgesehen sind, um einen hohen Füllstand bzw.
einen niedrigen Füllstand
des Flüssigstickstoffs zu
erfassen.
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Des Weiteren sind Steuermittel 134, 136, 138 mit
den Steuermitteln 130B verbunden, um gegebenenfalls die
Elektroventile 116, 120 bzw. den Motor der Fördereinrichtung 122 zu
steuern.
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Die Steuermittel 130B sind
so ausgelegt, dass sie ein Öffnen
des Elektroventils 120 bewirken, wenn durch den Niedrigfüllstandsdetektor 132 ein niedriger
Füllstand
im Speicher 112 erfasst wird, und das Elektroventil 120 schließen, wenn
durch den Hochfüllstandsdetektor 128 ein
hoher Füllstand
im Speicher 112 erfasst wird.
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Des Weiteren sind die Steuermittel 130b so ausgelegt,
dass sie das Öffnen
des Ventils 116 bewirken, um in einer mit dem Passieren
der Flaschen 124 unter dem Abgabeende der Leitung 119 synchronisierten
Taktzeit eine Flüssigstickstoffmenge
in jede Flasche freizugeben. Weiterhin wird die Öffnungstaktzeit des Ventils 116 anhand
der Schnelligkeit der Fördereinrichtung 122 berechnet.
Bei einer solchen Anlage sind die Einstellparameter zum Beispiel
eine Öffnungs-/Schließkurve des
Ventils 116 als Funktion der Bewegungsgeschwindigkeit der
FÖrdereinrichtung.
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Wie bei den vorherigen Ausführungsformen sind
die Steuermittel 130B mit Kommunikationsmitteln 152 verbunden,
die wiederum mit einer Fernüberwachungseinheit 15A verbunden
sind. Des Weiteren sind Sensoren 150A, 150B und 150C den
Elektroventilen 116 und 120 bzw. der Fördereinrichtung 122 zugeordnet,
um deren ordnungsgemäßen Betrieb
zu überprüfen. Diese
Sensoren sind mit den Kommunikationsmitteln 152 verbünden, damit
Anomalien des Betriebs der Vorrichtung (zum Beispiel dank des Sensors 150A ein
unregelmäßiger Betrieb des
Ventils 116) abgesetzt erfasst werden können.
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Es können weitere Sensoren an der
Flüssigstickstoffabgabevorrichtung
vorgesehen sein, um deren ordnungsgemäßen Betrieb zu überprüfen oder ein
Verfolgen der Produktion der Abgabevorrichtung zu gestatten. Dazu
können
Mittel zur Erfassung der Anzahl von auf der Fördereinrichtung 122 zirkulierenden
Flaschen 124 eingesetzt werden. Diese Mittel sind zur Übertragung
der Anzahl von gefüllten
Flaschen an die Überwachungseinheit
mit den Kommunikationsmitteln 152 verbunden.
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Angesichts aller oben ausführlich angeführten Beispiele
versteht sich deshalb, dass, auf sehr allgemeine Weise, es Anlagen
zur Behandlung von Lebensmitteln, die eine erfindungsgemäße Fernüberwachungseinheit
enthalten, welche mit für
den Istbetrieb der Anlage repräsentativen
Messdaten arbeitet, gestatten, Behandlungsvorrichtungen, die insbesondere
ausgeklügelt
und komplex sind, einzusetzen, ohne dass im Falle einer Fehlfunktion
der Vorrichtung irgendeine Gefahr für die behandelten Lebensmitteln
besteht. Insbesondere können
die eingesetzten Vorrichtungen dann weniger ausgearbeitete Regelschleifen
enthalten.
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Jegliche Fehlfunktionen können nämlich schnell
erfasst und bewertet und die geeigneten Korrekturmaßnahmen
ohne Verzögerung
ergriffen werden, um die Qualität
der behandelten Lebensmittel zu bewahren.
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Natürlich können die von der Überwachungseinheit
abgesetzt verfolgten Daten auch direkt an der betreffenden Vorrichtung
zur Verfügung
stehen, wobei diese Informationen zum Beispiel auf einem Bildschirm
angezeigt werden.