[发明专利]控制碎肉流动速率的方法

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求了2008年3月12日提交的美国专利申请 No.12/046,970的权益，它以全部内容通过援引并入本文。

技术领域

[0002]用于加工肉的控制方法，和尤其当碎肉被添加到其它输入流 股中并与后者掺混得到加工的肉类食品时测量和控制碎肉的流动速率 的方法。

背景技术

[0003]在加工的肉食产品的制造和生产中，在最终的食品中碎肉组 分的最终量被标记，例如脂肪百分数和/或蛋白质的量。被添加到该过程 中的碎肉的量用于计算其它附加成分的量，以所添加的肉的量为基准。 因此，需要测量从肉进料斗输送到加工进料斗中并添加到其它成分中的 碎肉的量。测量碎肉的量的一种途径是监测该系统的流动速率。然而， 非液体的流股(如碎肉)的流动速率在连续过程中难以测量。

[0004]一个测量方法采用比例-积分-导数 (proportional-integral-derivative)调节器或PID环路控制器，常常在加工 制造系统中用作反馈环路控制器。PID控制器从加工过程中获得测量值 并将它与设定值或目标值对比。在两个值之间的差异(如果有的话)是误 差值，它用于计算对于加工输入变量的校正，因此该校正将从加工输出 测量值中消除误差并使之更接近于目标设定值。

[0005]在碎肉加工系统中，测量重量损失数据来提供PID环路控 制，以确定碎肉的流动速率。通过测量被输送到系统中(即输入到泵中) 的碎肉流股的重量并减去在一段设定的时间之后在同一位置上该流股 的最终重量，从而获得重量损失数据。当与消逝的时间相结合考虑时， 这会得到一种实际流动速率，该速率可用于获得在实际流动速率值和目 标值之间的流动速率差，该差值是误差值。然后根据为PID环路控制器 所提供的重量损失数据来调节泵速度。

[0006]然而，以重量损失数据为基础的PID环路控制器的一个问题 是，当进料斗被填充肉时，重量损失数据不能适当地计算，这能够在图 2中看出。这是因为，在肉离开进料斗和被输送通过泵的同时肉被添加 到进料斗中，因此重量损失的精确测量无法适当地同时测量。结果，在 填充的时段中由于在进料斗内重量的快速增加，进料斗流动速率测量必 须暂时停止。因此，在收集重量损失数据中的暂停干扰了PID环路控制 器的操作，并且在这些填充的时间中没有PID环路控制。

[0007]没有准确和连续的PID环路控制，或没有该系统的任何其它 类型的流动速率控制，肉流股的不准确流量会引起被添加到最终肉产品 中的肉的量或重量无法准确计算。

发明内容

本发明概述

[0008]自校正算法提供了在肉离开进料斗的同时对于在泵进料斗 的填充过程中肉的流动速率的控制作用。通过使用以泵速度为基础的自 校正算法来控制流动速率，使得所希望的目标流动速率被选择并用于计 算为了获得该流动速率所需要的泵速度。另外，流动速率的控制能够通 过采用偏差校正系数来微调，该系数是以当进料斗没有被填充时该肉的 重量损失数据为基础。

[0009]自校正算法能够以线方程式为基础，其中‘m’是已知的、 计算的常量，即斜率，和‘b’是属于偏差校正系数的变化常量。当进 料斗被填充时，该偏差校正系数不计算和在此时的流动速率由泵速度控 制。在填充过程中，流动速率的目标值被插入算法的方程式中并除以斜 率，m。结果是为了获得目标流动速率所需要的泵速度。该泵然后被调 节到这一计算泵速度和让其运行至希望有另一个不同的流动速率为止。

[0010]如果该泵进料斗没有被填充，则该偏差校正系数能够使用。 偏差校正系数依赖于流动速率的误差值，它以在实际流动速率和目标流 动速率之间的差异为基础。因为碎肉的实际流动速率不能容易地测量， 所以它可使用重量损失数据来计算。通过称量在进入到泵中之前在进料 斗中碎肉的初始量和称量在一段时间消逝之后在同一位置上碎肉的最 终量，能够计算重量损失数据。该重量的差异除以消逝的时间则变成实 际流动速率。然后通过计算流量误差，或在目标流动速率和实际流动速 率之间的差异，并将该流量误差除以目标流动速率和乘以当前泵速度， 获得偏差校正系数。为了获得新的、调节的泵速度，该偏差校正系数被 增加到该当前泵速度上。这一新的、调节的泵速度是泵的新设定值，使 之更接近目标流动速率。