专利名称：整体的连续肉制品加工的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可包括控制系统的加工肉的方法和设备。
背景技术：
在用于某种加工的肉制品(如波洛尼亚香肠和小红肠)的工业系统中，以大块或碎块形式的生肉和其它组分(如香料)为粉碎的，剁碎的和/或与一种或多种盐溶液或盐水混合的，以提供可以随后形成稳定的肉糜或蛋白质基体的混合物。粉碎，剁碎和/或其它加工的类似步骤也可应用在粗碎制品(如香肠)，纯肉制品(如加工的火腿和加工的火鸡)以及其它的加工肉制品中。在每一种情况下，蛋白质均形成基体以保持或结合独立的碎块。
稳定的蛋白质基体需要蛋白质结合以悬浮或结合脂肪和水。在上下文中蛋白质结合的形成需要通常公知的诸如蛋白质萃取的处理。在这种处理中，盐溶液或盐萃取液和热凝蛋白质(如肌球蛋白、肌动球蛋白以及肌动蛋白)结合水，膨胀并且胶粘，因此在有盐或盐溶液的情况下能够与肉进行加工或混合。当加热形成结合物时蛋白质可随后凝固。其它的肌原纤维蛋白以及肌浆或水溶液或萃取蛋白质液也可以在结合时起作用。可使用在蛋白质萃取中的盐溶液包括氯化钠、焦磷酸钠或二磷酸钠、氯化钾、乳酸钠和乳酸钾，但并不仅仅限于此。在上面描述的蛋白质萃取中，主要认为结合物形成的机理包括结合蛋白，盐，脂肪和/或水以及随后的蛋白质膨胀，而不是蛋白质溶解。更精确地说，认为盐溶液可自由结合蛋白质的位点，以便彼此结合以及与水和脂肪结合。烹制品的粒子通过蛋白质彼此结合以便为最终的肉制品提供完整性。
如在此所使用的一样，在包括烹饪的进一步加工过程中和在其作为最终产品的贮藏期限过程中，稳定的肉蛋白质基体指的是保留其组分的大百分比的混合物。例如，在烹饪阶段由于脂肪烹调出来，如果丢失低于产品重量的2％，则乳浊液认为是稳定的。如果蛋白质基体不稳定，它或者最终产品将过多的失去水或脂肪。不稳定的蛋白质基体导致收率损失(yield loss)，并且导致在所需的贮藏期限过程中不能维持最终产品的充分完整性。
传统的批量加工为需要许多不连续的步骤的超长加工。最初，各种肉通过卖主提供指定的含量。更特别的是，各种肉具有指定的蛋白质，脂肪和/或含水量，一般以重量百分比来计。提供一批量清单给加工厂人员，这暗示对于多种肉制品的一种来说结合的肉，水和添加剂的混合物结合成一种肉制品。
虽然可以在加工厂之外采购，但是批量清单是基于工厂中现有库存的肉的信息。然而，批量清单常常需要调节。例如，特殊的卖主可提供蛋白质占70％的肉，然而实际的肉含量稍微不同如含有68％的蛋白质。因为批量清单是基于采购和通过卖主提供的肉的等级，因此工厂人员常常必须基于对所需的最终产品的配方来调节选择用于肉制品中的肉。可以对最终产品混合物进行严格控制。例如，特殊的产品，例如热狗含有不超过30％重量的脂肪。如果使用特殊的肉，脂肪含量大于批量清单所要求的含量，那么最终产品具有过多量的脂肪。为了避免这些缺陷，工厂人员将通过其它肉来增加蛋白质以使脂肪含量平衡。
不幸地是，这不需要完全精确的处理。每一种肉以及批量肉中的每一块可与选取并且假定为通常的样品显著变化。一旦水和其它的添加剂混合在所述批量中，就难以改变这种平衡。有时，最后所得到的批量被确定成不准确的混合，必须采取补救的方法，如在批量中与另外的正确的材料混合。为了减少不精确批量的可能性，为单个批量提供相当大数量的肉，以具有不正常含量的肉类部分引起的组分偏差最小或趋于平均值。用于批量的特殊肉的通常含量为大约2000lbs。
用于混合肉和其它的组分和萃取蛋白质的分批加工也是公知的。用于获得蛋白质萃取和用于整个肌肉制品(如加工的火鸡和加工的火腿)的已知方法包括用皮下注射针刺穿整个肌肉，通过针注射盐水，然后使用成批处理器或混合机在真空下使肉加工大约45分钟以去除空气，如下所述。对于粗碎和肉糜，肉被粉碎，并与水，盐溶液，香料和/或其它组分一起加入到成批处理器，并且在真空或非真空下加工1个小时或15至45分钟。
大批量混合机可每小时加工大约6000-12000磅。包括肉和添加剂的肉制品组分在低剪切力的分批混合器中混合。混合阶段一般需要30-60分钟，在这段时间中，组分转变成形成稳定蛋白质基体的混合物。
当用于纯肉制品，粗碎制品和肉糜中的一种的混合物允许盐溶液达到盐萃取蛋白质时，稳定的蛋白质基体形成。公知的腌制(curing)方法可以获得蛋白质萃取。对于纯肉制品，带有针的注射器插入肉块中以输送盐溶液为相当不精确的方法，用于尝试肉通过盐溶液时减小必须扩散的距离。腌制阶段一般需要24-48个小时以便进行充分扩散，批量在腌制时间内贮存在放置于冷却器的大桶内。一旦出现蛋白质萃取，然后混合物就进行进一步加工。
可以计算出输入的组分，以产生特定数量的烹饪制品。如果过多的水或脂肪在加速混合时丢失，如在烹饪阶段，仔细调节水，脂肪和肉的比率将会偏离目标。如果脂肪在烹饪阶段之前就失去了，那么常常残留在混合物所加工用的机械或管道内。这就会出现机械的停工时间，损坏机械的可能性以及在清洁机械时花费的更大劳动力。另外，烹调的肉糜在某种程度上依赖于非蛋白质或非粘合材料以提供固有的组织。蛋白质彼此结合以形成基体，并且在没有足够的脂肪或水的情况下，这些结合物可以形成更大，更强壮的基体，其使得制品变得稍微有弹性。相反地，如果有太多的水，烹调制品可能太柔软，从而缺乏完整性。
与在此使用的一样，术语添加剂广义的指盐溶液，没有盐的水，香料浆，亚硝酸盐或其它的添加剂。虽然盐溶液和肉本身均包括水，但是最终制品的平衡一般需要添加大量的水进行调节。例如香料浆可为调味品。一种添加剂通常为亚硝酸盐，其作为防腐剂使用并提供所需的颜色。也可包括其它的惰性添加剂，如玉米淀粉或非功能性蛋白质。
当混合物组分在混合器内混合1个小时时，与空气的接触可在肉块表面产生泡沫。具有明显气体的最终制品不能接受。在一些情况下，产品必须再加工，并且与随后的批量进行混合。在产品中的空气可表现为表面泡沫或表面孔。夹带的空气也可导致产品在烹饪过程中膨胀，或者也导致产品在其内部出现明显气泡。
空气在其它方面也影响产品。例如，一些蛋白质由于空气的存在而变性，这减少了肉结合脂肪和水的功能性。空气也能与亚硝酸盐反应而妨碍固有颜色的形成。所出现的颜色可能对顾客来说不符合要求或者很讨厌。
为了避免空气吸入混合物，可在混合过程中使用真空压力。这需要广泛的制备真空本身并且密封以维持其压力。需要维持真空系统和密封，偶尔渗漏会导致低级产品。
当混合器通常使用很多年后，它们具有相当大的缺陷。例如，其问题之一为空气可以不合需要的吸入产品中。混合器的其它缺陷包括由于混合器的巨大尺寸而导致，它们的空间需求和成本，人工成本，加工每一批所需的时间，大桶处理和转换收得率损失以及清洁设备所花费的时间和费用。
发明内容
本发明涉及用于加工肉类产品的改进方法和设备，其相对于设备的尺寸、加工需要的时间、加工的控制和/或其它方面的制造加工提供显著的优点。
在一个实施例中，方法和设备用来促进肉制品的稳定的肉类混合物的形成。将输入组分流如肉、水、盐溶液、调味料和其它组分输入到混合器中。组分在盐水溶液存在的情况下承受高剪切力。高剪切力扭曲形状并可以减小肉块的大小，以便使蛋白质与盐溶液出现紧密接触。在短暂的停止或混合器滞留时间内，这种紧密接触形成有效的和效率高的蛋白质萃取和组分的混合，所述时间少于1分钟。以这种方式，包括萃取蛋白质的稳定且功能性肉类蛋质基质能快速地生产肉糜制品、粗碎制品和纯肉制品。
在另一实施例中，方法和设备用来减少组分扩散到肉中的时间。包含肉的输入组分在高剪切力作用下进行加工和变形，以便使蛋白丝变成可拆分的和多孔的，从而使得它们容易受盐溶液和组分扩散的影响。这使得用于加工肉的时间减少，同时使组分达到适当分散和扩散，其包含蛋白质萃取所必须的盐溶液。
根据本发明的实施例，优选的设备包括位于外壳内的至少一个可旋转混合部件上的旋转部件。每个混合装置可包含多个旋转混合部件如搅拌桨、桨叶或螺旋桨，或可包含单个部件如单个螺旋桨、桨叶或搅拌桨。所述混合装置可移动支持一根或多根轴。在不拆开的情况下为了易于设备的全面清洗，部件优选与其相连的轴为整体结构。在一些实施例中，混合部件和轴可焊接在一起或形成整体的、单一的已加工部件。
本发明实施例的一个混合器包含多个旋转混合部件，其推动部分或全部的混合物通过混合部件与混合器壳体内壁之间以及各对混合部件之间的一个或多个间隙，其间隙约0.08″，以致混合物向前推进通过该设备。
该系统在少于5分钟的加工时间可优选获得充足的蛋白质萃取、混合和某些情况下的浸渍，但是认为在少于1分钟也能够获得充足的蛋白质萃取、混合和浸渍。在特定的实施方式中，加工时间约45秒。需要用于将一定的混合物输送通过处理机的平均时间约10-60秒。在这段时间中，混合器能够将包括生肉块或片、盐溶液、水、调味料等的组分形成混合物，当所述混合物在烹饪时，能够形成粘性的、自立的加工肉制品而不会另外的蛋白质萃取或浸渍，这指的是保持可预测和可接受的数量的脂肪和水的稳定蛋白质基质。应当注意的是，对于一些产品如波洛尼亚香肠和热狗来说，可以进行偶然有额外的蛋白质萃取的进一步加工的步骤。
在部分实施例中，混合可在压力等于或大于大气压的条件下进行，而不会使肉类混合物受充气的影响。组分输入到混合器，且在其内的停留时间相对较短。当混合物处于相对缺氧的环境中时，不会出现混合物的充气。这消除了出现在肉制品中附带的空气问题，并消除了对用于混合器的真空系统的需要。在其它实施例中，该混合操作可在真空环境中进行，如25-29英寸Hg的真空。
在另外的实施例中，这种加工生产具有类似于全脂制品的组织的低脂肪或无脂肪的肉糜产品。作用较短时间的高剪切加工得到不会形成蛋白质结构的产品，所述蛋白质结构不会将不需要的组织机诶构传递给低脂肪或无脂肪制品。不需要添加惰性成份或水，就可以使用该加工来阻止蛋白质组织的形成。所产生的肉糜形成具有最佳蛋白质结合以形成所需组织的稳定肉糜。
这种加工可避免在纯肉制品和粗碎制品上形成明显的蛋白质渗出物。作用较短时间的高剪切加工帮助消除肉或肉制品表面上的渗出物。此外，如这里所述的腌制阶段的消除也有助于消除渗出物。当肉类混合物不允许作用相当长的时间，就不会形成蛋白渗出物。
在部分实施例中，这种方法和设备使用低速、大量粉碎、混合和成糜的单一机器。这种单一机器可具有减少初始大小、混合和粉碎组分、萃取蛋白质和最终成糜的联合作业。通过这种系统可进行组分的连续加工。
在一个实施例中，该方法包括输送具有一股或多股肉类组分流的多股输入食品成分流；测定至少一股肉类组分流的至少一种组分；以及基于使用前馈分析的测定控制输入食品成分流的相对流动速度，以在组合流中保持至少一种组分所占的百分比在预定范围内。在该处使用了两股肉类组分流，它们可以通过脂肪含量相区别，其中一股组分流比另一股具有更高的脂肪含量。除一股或多股肉类组分流之外，其它输入流可单独包含水、盐溶液、调味料、防腐剂和其它组分，也可以为上述组分的组合。
该控制系统优选包含至少一个在线分析仪，其用于测量至少一股肉类输入流成分特性并调节响应来自于分析仪的输出数据的一股或多股输入流的流速。该系统可直接测定成分特性如脂肪含量，或可以测定相关特性如含水量，脂肪含量可从其中估算出来。该控制系统可包含多个在线分析仪，用于分析多股不均匀的输入流的成分特性。该控制系统优选使用用于每股食品输入流的一个或多个泵或阀。通过改变泵速、间歇泵送操作、开关一个或多个阀、改变具有一个或多个测量阀的流速或其它方法来调节流速。因此该控制系统可以控制输入流的组合流速和相对流速。该相对流速可以基于分析仪对成分特性所做的分析通过控制系统进行调节。
前馈组分分析能够对输入流的流速快速调节以控制脂肪含量、蛋白质含量、含水量和/或其它多股组合流，而不需依靠基于在组合流中测定组分的反馈循环。通过在输入端输入所需比例的受控制组分，前馈控制系统也可通过消除与增加和混合另外的组分相关的延迟来改进加工时间，通过增加和混合另外的组分可纠正所需含量标准的偏差。因此前馈控制系统可以使从输入端输入的组分生产具有所需组成的混合物或掺和物，并且该混合物通过处理机的单独通道流出，无需对处理机的任何输出再进行循环。
另外的实施例通过提供独立的、相互连接的系统来减少肉类加工设备中的必需数量部件。物料能放在输入料斗或其他类似部件中，且每个料斗经由一输入管线输送到混合器。输入速率以稳定的方式进行控制，以便适当平衡的物料输送到混合器。这种控制通过系统控制器来进行，该控制器接受用于特定肉制品的指定的配方，如批量清单数据或配方规则。然后该系统控制器相对于所需的输出组分、使用来自批量清单的肉制品的所需配方、控制泵、混合器和其它装置来适应该配方来考虑物料的组分。该混合器减少输入的物料和将它们进行组合，浸透并混合它们，且使脂肪和水与肉蛋白质相结合来实现蛋白质萃取从而形成稳定的混合物。然后该混合物能自动的传送到进一步的加工中。该进一步的加工可以是包装或形成填料，和/或烹饪或热处理。
在另一实施例中，该自动并相互连接的系统可作为整个肉制品的生产过程中的一部分来使用。该控制系统可以收集并下载分析数据和为了进一步分析而使用数据。基于在配方中使用的每种物料或肉的实际组分，对该数据进行检验来确定实际的输入配方，或该系统控制器能执行这种功能并提供该信息到数据库。能使用该信息来比较最终产品产量与输入物料，并检验卖主指定的肉中脂肪/肉/水的比例，但不仅仅限于此。此外，能使用该信息提供准确的各种物料组分的比例图，并允许用来作有效且精密的物料调整。
图1为本发明实施例中的连续混合机的简略图；图2为使用在本发明的一个实施例中的混合设备的透视图，其示出了去除外壳后的一部分；图3为图2的设备的部件的前正视图；图4为图2的设备的另一部件的前正视图；图5为图2的设备的另一部件的前正视图；图6为本发明的一个实施例的一段旋转部件的断续侧视图；图7为示出本发明的一个实施例的方法的流程图；图8为示出本发明的一个实施例的方法的流程图；图9为示出一块肉的肌肉蛋白丝的放大影象；图10为一块肉在高剪切力加工步骤之后的放大影象；图11为一块肉在有盐溶液的情况下在腌制步骤后的放大影象；图12为示出在有盐溶液的情况下在高剪切力加工步骤之后的放大影象；图13为在此描述的设备的旋转部件的结构和其相关数据的图表；图14为用于图13的结构中的乳剂稳定性的图示；图15-20为图13的结构的简略图；图21为示出了设备内的部件的定向的绘图坐标。
具体实施例方式
首先参考图1，附图标记10为根据本发明的一个实施例的加工肉制品的设备。所示出的设备包括马达12和皮带传动14，该皮带传动14传送动力到位于外壳20内的一个或多个混合装置16。如大块或碎块肉的成分，一种或多种盐溶液，水，调味品如香料以及防腐剂通过包括泵84的进料管直接输入外壳20内。进料管泵84和混合装置推进混合物通过外壳，同时混合装置将高剪切速率作用到混合物上，以从肉组分中快速萃取蛋白质。所述混合装置优选由不锈钢或其它耐磨并适合接触食品组分的材料制成。
当如图1所示的单个加长的螺旋部件可使用在一些实施例中的混合装置中时，其它实施例可使用其它类型的混合装置。图2所示的实施例使用双轴布置，其具有相当短的进料螺旋17，该进料螺旋结合每根轴19上的更长排列的混合元件18。当组分强制通过外壳20时，旋转混合元件18浸软和/或混合组分，并使得组分在混合元件18之间和混合元件18和外壳20的内壁之间通过驱动它们而获得高剪切力。在轴19的混合元件18和第二混合装置16的混合元件之间以及混合元件18和外壳20之间的最小间隙或缝隙优选在0.06英寸和0.12英寸之间。在一些实施例中，所述间隙为0.08英寸。当轴旋转时，在各根轴上的混合元件18之间的距离将会变化，例如纯肉部分可以强制通过而不会被剁碎或粉碎。强制混合物通过这些间隙将会作用高剪切力并导致快速萃取蛋白质。
肉，水，盐溶液和其它添加剂如香料浆同时喂入混合装置内。在此蛋白质萃取包括在盐溶液和盐萃取蛋白质之间的密切接触，并且将肉组织破坏以分离蛋白丝，破坏蛋白丝本身或者拆散蛋白质。机械的作用高剪切力的混合装置提供这种密切接触，这与利用在通常的批量加工中的扩散相反。
对于这种目的的机构通过减少质量传递或扩散距离而变得简单。通过将肉块减小成相对小的碎块，盐溶液仅仅需要在相当短的距离扩散，。换句话说，在盐或盐溶液存在的情况下，作用到肉上的加工强制盐溶液进入肉块的组织内。这就加速了加工过程，从而促进必要的化学反应，其中氯离子或其它离子占有蛋白丝的结合点。
另外，在某种程度上蛋白丝保持完整，加工使肉块变形，这促使蛋白丝的拆开。图9示出了在放大的情况下典型的未加工的肉块。如所看见的一样，肉示出了有规则图案的肌肉蛋白丝，高密度的蛋白质暗区。图9示出了在更高放大率的情况下的一部分肉块，其中高蛋白质区通过低蛋白密度区或者其它组分如脂肪分开，以便其能够看得更清楚。
通过将剪切力作用在肉块上使其变形或粉碎肉块，蛋白丝也变形，压平，拉伸和扭曲。这就打开了蛋白质结构，使得它们更加多孔，以促进组分的渗透，包括盐溶液。当分散更加彻底时，盐溶液和其它组分和添加剂的均匀扩散通过高剪切力的作用而迅速增加。现在参考图9，其示出了使用在此描述的设备在没有其它成分或组分的情况下加工的典型肉块。当仍然示出规则图案的条纹时，肉块具有更少黑暗的高蛋白质密度区，而具有更宽的明亮颜色区。而且，条纹图案以及黑暗和明亮区不太明显，其显示一种稍微断开的结构。与图9相比，作用剪切力可以明显打开肉块并且使得肉块具有更多的孔。因此肉块更容易使其它组分进入，或者易受其它组分的扩散的影响。
由于高剪切力的作用导致快速扩散的这种加工消除了腌制的需要，如所描述的一样，同时盐溶液扩散到肉块中。因为需要腌制，常用的加工方法必须成批定向。也就是说，某种肉制品的加工要求盐溶液扩散到肉中以便出现蛋白质萃取。在与盐溶液混合或注射盐溶液之后，对于大块肉来说，常用的加工需要腌制时间或扩散时间，在这段时间内，肉闲置不动以便进行充分的扩散。这已经消除了腌制阶段在工厂内需要相当的储备或肉类库存，以便允许及时使用和接受制品，并且在加工厂减小贮存需要。
图11示出了经过静态批量加工腌制期的典型肉块。肉块以传统的方式用氯化钠(NaCl)溶液注射用于进行批量加工，对肉类来说需要腌制足够的时间。通过图11中的肉块与图9和图10中的对比，所腌制的肉块示出了与图10类似的条纹图案和颜色，其中与图9的未加工的肉块相比黑暗区在大小上减小，明亮区示出了具有扩散进入其内的组分的打开或拆开的蛋白质。
通过在有盐溶液的情况下作用高剪切力，肉块显示了结合腌制和拆开的蛋白丝的物理结构。图12示出了在有氯化钠的情况下用设备进行加工的肉块。如所看到的一样，图案和颜色进一步失真，这示出了蛋白丝的可拆开性和多孔性，以及组分在蛋白丝内和在蛋白丝之间的浸渍和扩散蛋白丝。
设备10能够加工肉的组分，并且比现有技术的批量加工能够更快的萃取蛋白质。尤其是，加工时间从普通的30-60分钟减少到大约10-60秒钟，优选为10-45秒钟。一般来说，这段时间与生产率有关。与在此描述的一样，生产率主要依赖于强制成分或组分进入混合器的泵的速度。
另外，混合设备不需要使用在真空环境中。虽然真空可以作用到混合器上，但是与加工的组分而不是与作用的真空所制得的烹调的最终产品不会显示出在常用混合桶中混合的上述肉的明显的空气特性，也不会由于所夹带的空气在烹调时进行膨胀。在使用期间，混合器的内部通常充满固体和液体组分，基本上没有空气。很少或几乎没有空气强制进入组分内。存在于混合器内并且与组分混合的空气很少或几乎没有，这是因为混合物没有进行混合并且混合时间非常短。通过去除用于混合器的真空系统，可以使加工简化，去除设备也可节约成本，降低维修费用并且减少产品损失。应该值得注意的是，其它的加工步骤如填料包装可优选使用真空系统。
通过在小面积或体积的肉上作用有效的高剪切力，可以产生稳定的蛋白质基体。蛋白质萃取能够快速进行并且容易控制，蛋白质结合混合的水和脂肪分子。然后蛋白质能够结合水和脂肪以形成蛋白质/水/脂肪基体。也可以结合其它的添加剂，在其中悬浮或者溶解。这有效地将脂肪和水的损失减小到无关的程度或至少可接受的程度。因此，混合装置和其它装置不能容忍脂肪留在设备中。最终产品的组分更容易控制而不会造成相当多的脂肪或水流失。最终产品的组织是理想的。测试方法如Ronge法使用离心分离机测试从混合物中逸出的脂肪的量，这示出了由该方法所制得的混合物的稳定性等于或超过传统批量加工的混合物的稳定性。
该系统也控制在肉糜中蛋白质基体的形成，所述肉糜指的是含有1％或更少脂肪的无脂肪制品，如波洛尼亚香肠。这些产品一般为与水混合的肉/添加剂。在常用的配方中，这种混合物缺少脂肪，其倾向于分离蛋白质基体。蛋白质能够形成坚固的象凝胶这样的结构，其具有形成巨大基体的长的、交叉结合的蛋白丝，与所提及的一样。这形成了顾客不需要的弹性组织，顾客所希望的组织为类似于全脂肉制品的组织。
一般地，无脂肪制品的蛋白质基体问题通过组分的添加或选择可以进行处理，但是所谓的填充物一般不允许。用于分离蛋白质基体形成的一种方法为增加惰性添加剂如淀粉或非功能性蛋白质。虽然水与蛋白质结合可以延迟基体的形成，但是过量的水形成不能很好的结合在一起的柔软产品，并且过量的水可以吸出。另外，水在烹调和在烹调之后的阶段可以蒸馏出。
应该认为，无脂肪制品可以遇到这种问题，这主要因为传统批量加工的混合时间。应该认为批量加工需要足够的混合时间，以便过多的蛋白丝可以形成，在这段混合时间基体结构开始形成。使用已有的方法和装置对最终烹调产品进行分析显示了在基体结构内存在明显的分裂。还应该相信已有方法和设备中的高剪切力阻止或妨碍蛋白质链接的能力，和/或已有方法和设备中的混合时间明显的减少导致减少或消除蛋白质形成这些长的基体链的能力。在任何情况下，使用这种方法制得的波洛尼亚香肠和其它所谓的无脂肪或游离脂肪制品不需要任何的惰性添加剂来减少或避免巨大基体的形成，同时还生产一种具有所需的全脂肉制品的组织特性的产品。
对于纯肉制品和粗碎制品，本方法和装置的另外的优点在于消除了已知的形成在肉表面的明显的蛋白质渗出物。更特别的是，在某些批量处理器中，当肉放在腌制桶用于批量处理时，蛋白质，盐溶液和水的结合形成蛋白质渗出物，粘性和粘稠材料。这在进一步加工之前必须进行破碎，如通过泵进行输送。因为本系统使用连续的处理，所以这种渗出物没有形成的机会。
应该认为蛋白质渗出物由长时间的混合所引起。也就是说，当经过了一段用于整个组分获得足够的蛋白质萃取的时间时，组分的一些部分将允许过多的蛋白质萃取。通过减少和控制整个组分中蛋白质萃取的量，可以减少或消除渗出物。当从混合器排出的混合物以很快的速度输送到进一步加工(如填料包装或热处理)时，混合物不会继续腌制和萃取另外的蛋白质。换句话说，在混合器内的滞留时间小于需要形成明显的蛋白质渗出物的时间，蛋白质萃取物基本上一次从混合器排出。虽然提议渗出物实质上是造成肉制品结合的原因，但是渗出物的消除显示了对在此描述的最终制品没有有害的影响。
在一些情况下，需要控制混合器外壳的温度。例如，应该认为在形成粗碎制品时冷却混合器外壳很有益。也应该认为在混合过程中混合物的内部温度最佳维持在阈值之下，或者在处理期间内部温度极大的升高。当发现混合器内所增加的剪切功提高了混合物的稳定性时，通过沿混合器长度的位置冷却混合器外壳或进入的组分(如冷却水)来减小混合物的温度可以增加滞留时间，或者增加混合元件的每分钟转数。更特别的是，冷却混合物可允许增加剪切功同时维持混合物的温度在阈值之下。
应该值得注意的是，改变以出料口形式的出口的大小必然影响混合物在混合器内部的滞留时间。所述出料口的大小可为1/8英寸到2英寸。
通常使用的混合器为由Reedco Manufacturing，Inc.，of York，PA，生产的双轴连续混合器，其在相对旋转轴19上具有5″直径的混合元件18，并且以每分钟大约200的转数旋转时生产率为6000lbs/hr。在操作中，轴的速度可以调节。采用如每分钟100-600转的旋转速度可获得系统的良好操作。对于该系统，旋转速度取决于加工的量，包括作用到混合物上的剪切力。为了驱使混合物通过，可以使用混合元件18和/或用于输入组分的系统泵。应该注意的是，任何泵送力不是指的术语“高压力”，而是泵，管道和其它组件的结构完整性一般不处于危险期。压力不会强制脂肪与混合物分离。在其它的实施例中，可以使用更大或更小的混合器，如8英寸直径的混合器，其具有至少20000lbs/hr和直到大约25000lbs/hr的生产量。输出量的变化依赖于后续处理，如包装或形成填料或烹调。一般来说，烹调的热处理或冷却取决于实际的混合装置输出量而不是后续的处理。
如图2-5所示，所示的混合元件18中的每一个具有轴可以穿过的孔200。为了将每个混合元件结合到轴上以便一起旋转，每个混合元件具有非圆形的孔，轴具有相同形状的剖面。在所示的实施例中，每个混合元件具有通常的正方形孔，因此轴也相应的具有正方形剖面。更特别的是，混合元件18a(图3)具有正方形的孔，正方形的两个角对齐混合元件18a本身的尖端。相反，混合元件18b(图4)具有正方形的孔，但是两侧对齐混合元件的尖端。混合元件18a称作“菱形”混合元件，然而混合元件18b称作“正方形”混合元件。因此，在一个混合元件上的孔可相对于不相同的第二个混合元件旋转45°。
如图21所示，当从混合器的输出端看，混合元件18a，18b可以围绕具有基本上四个不同的初始位置或方向的轴定向。第一个方向对齐的混合元件的点通过竖直对齐的位置，其标为“1”。第二个方向对齐的点的位置标为“2”，其从第一个方向逆时针方向旋转45°，但是第四个方向对齐的点的位置标为“4”，其从第一个方向顺时针旋转45°。第三个方向对齐的点通过大致水平的位置，其标为“3”。然而，应该注意的是，混合元件在轴上的最初位置可以围绕轴线根据所需无限制的变化。
如所描述的一样，可在不同的旋转方向并且以不同的顺序设置混合元件，即可改变剪切速率，生产率和/或其它的加工参数。混合元件也可与不同结构的混合元件相互交换。在其它的实施例中，为了有助于清洁和消毒设备，混合元件可与轴整体形成为一个部件，单一的转子或一起旋转支撑。
在示出的实施例中，混合元件18a(图3)和混合元件18b(图4)具有大致类似于美国足球的卵形剖面形状，其在每一端具有一个点或非常小的曲率半径。所示的混合元件18a，18b具有扁平的、平行面206和弓形外围边缘面204。如图3所示，混合元件18a具有垂直于面的边缘面204。对于混合元件18b来说，如图4所示，边缘面204相对于面成一定的角度，所述面相对于彼此具有稍微的角度偏移，以便混合元件的旋转在泵送混合物通过外壳时提供向前或相反的运动。可提供一个或多个混合元件18b，以帮助螺旋部件17向前泵送混合物通过外壳。可选择的是，一个或多个混合元件18b可相反运动，以便促使混合物向后。这可以形成增加的流动阻力区域或反向流区域，以便对于混合物或特殊的部分混合物来说增加停留时间或混合时间，通过混合装置传递的作业也增加。图5中示出了附加的混合元件18c。该混合元件18c具有大致圆形或盘形的形状。每个混合元件18a和18b可具有1/2英寸到1英寸的宽度，混合元件18c可具有1英寸到2英寸的宽度。每个元件之间也可放置分隔物。
在每一根轴19上，每一个混合元件18相对于在相对轴上的一个或多个混合元件具有纵向滑动，以避免增加混合元件上的组分。这种自动清洁的特性帮助维持组分通过混合器，同时帮助维持组分的良好分布。轴19优选为能够从外壳20拆卸的单一部件。
改进的螺旋器30可以使用来连接或代替上述的螺旋部件17和混合元件18中的一个或两个，并且该螺旋器30在图2中示出。螺旋器30具有螺旋形的外边缘34，其从螺旋轴上以预定的半径分布并且从外壳的内部以如大约0.08英寸的狭小间隙间隔开。在螺旋部件的表面32上设置许多刃形的凸出或凸块40，用于刺穿混合物的纯肉组分以利于蛋白质萃取。所示的每个凸起40具有5个暴露的面。每一个所示的凸起包括两对大致平行的四边形侧面41和一个四边形端面43。所述端面为矩形，特别为正方形，并且垂直于所述侧面。所述端面和侧面大致为平面。
混合元件的布置可以以不同的方式进行构造，用于在不同的停留时间以及不同数量和类型的作业情况。例如，起始段可以为有螺旋形凹槽或螺旋元件，其可以用泵穿过外壳。可以使用所述螺旋元件，以对所进入的肉块提供一些起始的粉碎，例如从测量有几磅重的一块肉中将尺寸减小到测量为几盎司或更轻的碎块。这可以通过提供切割或撕裂边缘的凹槽边缘来获得，和/或从设有用于获得相同、类似于在此描述的元件30一样的表面特征的凹槽表面来获得。当混合物通过混合元件18时，第一组混合元件可布置成提供一级剪切力作用，以主要用于混合或允许在蛋白质和盐溶液之间产生所述的反作用。然后，混合物通过传递在此描述的二级、更高级的剪切力作用的第二组混合元件。还可以设置另外一组，以作用比二级更小的剪切力来进行附加的混合，随后通过提供最后的高级剪切作用的最后一组混合元件，如用于最终尺寸的减小或粉碎。
以这种方式使用的混合装置允许连续的加工，当混合物形成在一端输出的稳定的混合物时，同时作为要加工的新原料在输入端进入。包括一个或多个粉碎机的预输入进料斗可以用于将肉输送到输入线上，并且用于将一定数量的肉块的尺寸减小以利于通过泵将肉泵入混合装置内。以这种方式，肉和其它组分可以同时进入到连续的处理机中，以便尺寸减小、混合、粉碎、蛋白质萃取和成糜可以连续进行并在一个单一设备中完成。因此，可减小设备的数量，所要求的设备的车间面积也相应减小，用于设备的消毒也简化，同时混合物的污染机会也相应减小。
旋转混合元件如混合元件的结构可以依赖于要混合或要生产的产品类型进行调整。例如，可以生产形成光滑和细小糊状物的细小的切碎产品如波洛尼亚香肠。也可以生产更粗糙的切碎产品如意大利香肠。另外，也可以加工纯肉制品如火鸡或火腿。
图15-20示出了一系列在混合器外壳内的轴上所布置的元件的构造。在图15中，混合器200示出了具有在混合器200的输入端202处布置的横切螺旋部件FS并提供混合区。沿着第一轴，前面作为扁平混合元件18a描述的两列混合元件F和前面作为螺旋混合元件18b描述的混合元件布置成用于提供剪切作用区。第二根轴(未示出)设置成与第一根轴平行，并且支撑螺旋部件FS和混合元件H，F，这种选择相应于第一根轴上的螺旋部件FS和混合元件H，F。与所示出的一样，混合元件H和F具有第一编号5-28以显示它们在系列中的位置，每一混合元件H，F的定向通过相应于图21示出的相对位置的第二编号进行设计。如所示的一样，液体注射口可以沿混合器的长度设置以在其中提供液体流。如上所述，横切螺旋部件FS主要为低剪切元件，用于推进组分穿过混合器200，然而混合元件H，F为高剪切元件，用于对混合器200内的组分做功。在这种结构中，每一根轴具有6个横切螺旋部件FS，11个螺旋混合元件H和12个扁平的混合元件F。在最近的出口设置反向的螺旋混合元件RH，以推动混合物远离最近的混合器出口206的出口壁204。
图16示出了类似于混合器200的混合器300。然而，混合器300示出了在输入端302处的一列螺旋部件FS的下游的第二列螺旋部件FS。以这种方式，混合器300提供两个相应于螺旋部件FS的混合区，并提供两个剪切作用区。另外，这种结构为每根轴提供6个横切螺旋部件FS，10个螺旋混合元件H和13个扁平的混合元件F。螺旋混合元件H推进混合物穿过混合器300，如上所述。相比混合器200中的数量通过减少在混合器300中的螺旋混合元件H的数量，在混合器300的结构中所作用的剪切力更大。
图17示出了通过进料螺旋部件FS提供的具有两个混合区和两个剪切作用区的混合器400。所述混合器400包括8个螺旋混合元件H和15个扁平的混合元件F。再者，与混合器200和300相比较，通过减少螺旋混合元件H的数量，在这种结构中所作用的剪切力增加。
图18示出了具有最接近进口502的单个混合器500，但是在混合器的其余部分作用剪切力。在这种结构中，标号为4-6和9-11的元件是成对缩小一半的扁平混合元件F，其中一对中的每一个与直接相邻的这些混合元件旋转45度。这种系列允许更多的作业，当它移动穿过这种区域时，因此更多的剪切力传递到混合物。另外，设置有三个额外的反向螺旋混合元件RH。当螺旋混合元件H推进混合物移动穿过混合器时，相反螺旋混合元件RH阻止这种运动并给混合物提供一个反向力。与扁平或螺旋混合元件相比，这种作用单独增加所作用的作业，而且增加滞留时间，从而进一步增加所作用在混合物上的作业和剪切力。进料螺旋部件FS的数量减小到4个，从而允许在轴上设置更多的高剪切元件。除尺寸缩小一半的混合元件和相反螺旋混合元件RH之外，这种构造仅仅使用3个螺旋混合元件H和15个扁平的混合元件F。
所作用的平均最大量的剪切力可以通过图19的结构获得。混合器600类似于混合器500。但是，设置粗铜环(blister ring)BR，其在前面作为混合元件18c已经讨论过。为了调节粗铜环BR，仅仅只有14个扁平的混合元件F和2个螺旋混合元件H。粗铜环BR所作用的剪切力比任何一个螺旋、扁平或相反螺旋混合元件都大。
图20示出了均匀的高标准的剪切力。为了叙述图20中的混合器700，可以除去螺旋混合元件H，总共设置有4个反向的螺旋混和元件。与图15-19所示的结构中的每一个对比，混合器700对混合物提供更大量的均匀的剪切力和作业。
可以进行测验来确定使用法兰克福香肠(beef franks)的产品配方的各种混合物的肉糜稳定性。当混合物离开混合器或在此描述的成批处理机或装置时，混合物通过其它的机器和作用力进行加工。因此混合物在下游加工时不必失去稳定性，如上述一样，如果在烹调过程中由于脂肪的逸出而失去少于最终产品的2％，这时的肉糜也认为是稳定的。参考图13的表，存在相应于图15-20的结构的许多条件下的测验结果，条件5和16代表从传统的批量混合系统中组成的成批控制。已经进行这种测试，以便从每种条件中产生的混合物设置在机器的独立部分中，其多次作用的剪切力大于在此描述的装置的剪切力。在每分钟作用另外的剪切力之后，可以去除样品并进行烹调。
如果额外的剪切力作用3分钟不会由于脂肪烹调出而导致产品失去重量大于2％的肉糜，则一般认为肉糜为足够稳定的。另外的作业导致过多的脂肪和水烹出之前，测试确定控制混合物能抵抗额外的剪切力大约6-8分钟，，认为在更长的时间段也是不稳定的。如图13所示，每一种其它的条件导致混合物抵抗所作用的额外的剪切力至少3分钟。对于混合器500，600和700来说，肉糜稳定性与批量处理的混合物的肉糜稳定性相当或更好。所作用的额外剪切力引起肉糜失去稳定性的点指的是破碎时间(Time to Break)，这种测试的结果在图14的图表中示出，其示出了每一种条件下的破碎时间(Time to Break)。应该注意的是，来自每种条件下的烹调产品在最后的外观上没有显著的差异。
组分优选通过泵穿过输入管路进入混合器，但是喂料斗62可选择使用，如图1所示。如前所述，可以设置预供料斗68来进行储藏，工厂人员可以将许多原料装料到所述的预供料斗68内。而且，粉碎机或预混合装置64可以设置在料斗62之前或之内，以提供最初的混合，粉碎或混合作用，和/或帮助将输入流向下泵送以通过料斗。
组分通过许多输入组件66作为输入流进行供应。输入流可包括具有主要为瘦肉或肌肉含量的第一流，包括主要为脂肪含量的第二流，包括一种或多种盐溶液如溶解在水中的氯化钠以及任何香料或调味品的第三流，包括含水的亚硝酸盐溶液的第四流以及包括基本上为水的第五流。包括调味品如香料，防腐剂和/或其它成分的另外的组分可进入附加流，或者可并入上述的五流中的其中一流。许多肉制品可使用多于两种肉，在这些例子中的一些，系统可包括另外的输入组件。在其它的情况下，一些肉制品需要小数量(相对于整个混合物来说，如占2-5％)的许多特殊肉类，这些可以预混合并传递到具有单独输入的混合器，以便用于以相当低的比率测量它们。每条输入管路可设有料斗68或箱，其可容纳预混合数量的各种组分。例如，可以使用比率相当低的亚硝酸盐溶液，因此在箱中通过输入管路测量的单独的预混合数量足以进行连续加工。也可设置剩余肉糜(left-over-batter)的管路，以便由于肉糜返回到混合器中再重新加工。
在图1所示的实施例中，每个输入组件66可包括用于将组分运送到进料斗62的进料管线80，在进料管线上的含量分析仪82以及在进料管线上的分析仪下游的测量泵84或阀。在其它的实施例如图7的实施例中，含量分析仪可以使用在一些进料组件上，但不使用在全部的进料组件上。
当组分流穿过相关的含量分析仪82时，所述流被分析并确定脂肪含量、湿度和/或蛋白质含量。为了以所需的比率在各种组分之间获得平衡，控制系统接收来自许多分析仪的输入，并且调节测量泵84的生产率，以便组分以与产品配方指定的所需比率流入进料斗62。
可以使用各种方法来分析脂肪含量、湿度和蛋白质含量。已知的方法包括使用微波能和红外线光。一般可得到的在线分析仪可进行编程，以分析广范围的物质范围的特性，如从石油化学到加工的干酪。这些分析仪包括由Weiler andCompany，Inc.，of Whitewater，WI制造的在线分析仪GMS#44和GMS#46以及由ESE Inc.，of Marshfield，WI制造的加工计量器(Process Quantifier)。这些分析仪在单独使用时一般必须由制造者或最终使用者校准。
图7示出了使用在本发明中的一种加工，其包括平衡许多输入流的流动速度的控制系统100，以便使用前馈分析法维持组成参数在所需的范围内。在图7的加工中，有两种肉类输入流102和104。在其它实施例中，所述加工可仅仅使用一股肉类输入流，和三股或更多股肉类输入流。
所述方法加工优选使用一股或更多股其它的输入流，以供应湿度、香料强化因子、防腐剂和/或其它组分。在图7的加工中，有三股非肉类输入流，其包括香料/水混合输入流106，水输入流107和亚硝酸盐水溶液输入流109。其它的实施例可应用更多或更少股的非肉类输入流。
为了生产具有所需湿度，蛋白质含量和脂肪含量标准的混合物，所述控制系统100通过调节与每股输入流相关的泵或阀的速度来调节输入流的流动速度。在图6所示的实施例中，测量泵110和112调节肉混合输入流的流动速度，可使用附加的泵或阀114，115和117，以调节其它输入流的流动速度。
使用前馈方法来进行调节，从而基于上游分析泵和阀提供正确相当量的输入流。为了确定调节各种流动速度的需要，控制系统100使用含量分析仪82来确定在测量泵110和112上游的蛋白质，脂肪和/或湿度含量标准的组分输入流102，104。在一些实施例中，为了分析每股输入流的成分，分析法在成分到达与输入流有关的测量泵之前就已经完成，以便有关的输入流的流动速度可以按所需要地进行调节，以将复合输出流的所需的组成参数连续维持在目标范围内。在其它的实施例中，可以在成分穿过测量泵之后进行分析，流动速度可按所需的方法调节以便可进行延迟。因此，进入混合器中的蛋白质、湿度和脂肪的百分比可优选进行调节，以便改变输入流特性的调节可在输入流进入料斗时进行，而不是响应来自混合器10的下游测量的混合物的特性而进行。
更特别的是，控制系统100最初接收用于肉制品的规定配方，如来自数据库的。然后控制系统100接收关于通过分析仪的肉的组分(即脂肪含量，含水量等)的信息。控制系统解决一组质量平衡联立方程，以确定通过分析仪的原料是否处于最终肉制品的正确比率中。为了使原料超出短时间的平均平衡的程度，控制系统100调节一个或多个泵的速度，以在可容许的范围内控制质量平衡。这些方程可为相同的方程，其通过工厂人员解决以便基于成批量调节输入原料，如上所述。通过为控制系统100提供产生所需最终肉制品的混合物的标准已知参数，控制系统100能够自动地、连续地和动态地调节混合物，以便输出一致并且适当平衡。如上所述，在一般的批量系统中，唯一的样品来自混合箱，在混合箱内很难并且很单调的调节平衡。控制系统100和混合装置允许成分控制混合物一致并且均匀地产生，更严格的成分控制可导致增加产品产量并提高生产质量。
混合器10优选包括用于排出混合物的输出口122，其包括输出料斗124以接收混合物并将其引至输送泵126。如果需要在低气压下维持加工，一个或多个真空管路可与装置在一个或多个接点处相通。图1示出了与进料斗62相通的真空管路120。在其它的实施例中，真空管路除了进料斗之外还可连接到其它的位置，或者可以代替进料斗。例如，真空管路可连接到出料斗，进料斗和出料斗之间的连接点以及出料斗下游的连接点。
当蛋白质萃取在有盐溶液的情况下为时间和剪切力的函数时，动力驱动12可以为可变速度的马达，以便组分包含在外壳20内，用于混合所需的时间，以允许盐溶液注入和剪切作用。
与检测肉组分中的脂肪、湿度和蛋白质含量相关，已经发现含水量与脂肪和蛋白质含量相关。应该相信的是，这种相关可足以使已知源中的肉组分的含水量作为具有足够正确的脂肪和/或蛋白质含量的预测值，以便脂肪和/或蛋白质含量可有效而简单地通过测量含水量而进行测量。因此，在本发明的某些实施例中，测量脂肪和/或蛋白质含量的步骤可包含在正确地校准湿度计之后测量含水量。接着控制系统包括基于一股或多股输入流的含水量读数来控制脂肪和/或蛋白质的输入。
在使用上述的系统中，工厂工人可接收来自特殊肉制品的配方的数据库中的批量清单。然后工厂工人基于脂肪，蛋白质和/或含水量可选择正确的肉类输入到系统中。然而，他们所选择的精确性不需要很准确，这一般依赖于卖主提供的等级程度。另外，系统允许肉块直接输送到预输入料斗68内，其可以执行减小起始尺寸或者可以不执行，因而不需要注射和腌制阶段以及相应的桶。在这一点上，控制系统100接收肉和其它组分的加工。控制系统100本身接收或从数据库中自动牵引批量清单并计算所需的质量平衡方程。与所描述的一样，控制系统100监测和调节包括泵和混合装置的系统，以产生大致均匀的组合稳定蛋白质基体。来自混合装置的肉制品混合物的输出流可首先进入缓冲斗，以考虑监测系统中的故障，然后可容易和简单的传输以进一步加工，如包装或形成填料和烹调/热处理。缓冲斗从底部向顶部填充，以便当使用时几乎没有混合或通风。控制系统分析所需的和所存在的组分并进行调节。因此，供应组分时减小了人的相互作用，如将肉装入料斗68中，并且从对出现如组分逸出这类的问题而提供通知的系统中的警报或警惕作出响应。这种结果可减少劳力，更加准确并且更高的生产量(更小的生产损失)，更大的食品安全性以及由于基本上为闭合系统并且无传输因此减小污染，由于排除桶和运输可减小维修，以及排除桶本身和注射阶段而节约成本。
在控制系统100和联合数据库之间的相通可在两个方向。也就是说，控制系统100可直接接收成批的基本配方，配方标准(如最大值的脂肪含量)以及完成的成糜目标，以及不管使用的实际原料怎样，对数据库提供反馈。当数据库具有一个过期或不正确的配方时，来自控制系统100的信息可进行加载以纠正配方。另外，与卖主指定的一般为小样本估算的等级相比，控制系统可提供详细描述实际的组分等级的信息。这就是特定卖主的历史观点，并且在通过特定卖主提供的肉制品上倾向变化。可通过数据库使用这种反馈，以评定现存的原料和采购需求，以及对所使用的原料比较生产结果。通过这种系统进行的数据收集可倾向于操作的各个方面，以探求无效和改进点。在已有的系统中，数据库倾向于具有静态的配方，同时该控制系统允许这种配方的动态复位。因此，控制系统响应原料改变，补偿得不到的原料，并为在数据库中的配方重新安排提供反馈。
从上面来看，应该注意的是，本发明提供新型和改进的方法，其为加工某种肉制品时用于有效的蛋白质萃取和肉制品的混合。术语“肉”在此可广泛的使用，指的是如牛肉、猪肉、家禽、鱼以及肉类副产品等肉类，其包括全脂或主要为脂肪的切割或切片以及具有相当高的蛋白质含量的瘦肉切割或切片。术语“肉制品”和“肉组分”在此广泛的使用，其指的是单独含有肉，或肉与其它组分结合起来的产品或组分。
上面描述的优选实施例涉及连续的加工，即在组合输出的排出期间组分输入的加工。在这些加工中，输入和/或输出步骤可周期性的间断或可为间歇式的。
本发明的优选实施例认为是有效的，其用于在比使用在现有技术中的某种批量混合加工的设备小得多的设备中获得快速的蛋白质萃取和食品组分的混合。除了减小空间需求之外，与现有技术的加工和设备相比，本发明的优选实施例也可减小成本和清扫时间。本发明通过对组合输出流组分的更精确的控制也可节约相当大的成本。
虽然上面描述了指定的实施例，但是本发明并不限于这些实施例。本发明将在下面的权利要求书中进一步描述。
权利要求
1.一种用于生产连续输出的稳定肉混合物的肉加工系统，该系统包括用于将组分提供给系统的输入，所述组分包括肉和添加剂；用于连续接收并将组分加工成混合物的混合器，所述混合器包括具有位于一对旋转轴上用于加工组分的旋转混合元件的外壳，所述加工包括至少一种粉碎变形，浸渍和混合组分，所述旋转混合元件推动组分通过混合器，所述混合器具有接收组分的输入端和排出混合物的输出端；用于从输出端接收混合物并将混合物加热到固化成最终肉制品的热处理阶段，该最终肉制品为粘性的、自立的加工肉制品。
2.如权利要求1所述的系统，还包括用于容纳和传送组分到输入端的储藏料斗以及从输入端接收组分并传送所述组分到混合器的进料斗。
3.如权利要求2所述的系统，其中储藏料斗在混合器之前包括用于将肉的初始尺寸减小的粉碎机。
4.如权利要求3所述的系统，其中输入端包括输入管线，组分通过所述输入管线进行输送，每条输送管线包括用于强制组分通过输入管线并帮助推动组分通过混合器的的泵。
5.如权利要求4所述的系统，还包括在热处理阶段之前用于接收混合物的成型装置，其中所述成型装置为最终烹调的肉制品提供预定的形状。
6.如权利要求5所述的系统，还包括以最终形式冷却烹调的肉制品的冷却装置。
7.一种用于连续生产加工肉制品的方法，其步骤为为肉制品组分提供输入端；提供连续的加工混合器；将组分输入到混合器的输入端；在混合器内加工组分，其包括将盐溶液与肉的蛋白丝结合以萃取蛋白质；在具有旋转混合元件的外壳的混合器内混合组分；在混合器的外壳内使用旋转混合元件将组分至少部分地推动通过混合器；从组分中形成稳定的肉混合物；以及从混合器的输出端排出混合物。
8.如权利要求7所述的方法，其中还包括步骤在储藏料斗内提供组分，其用于将组分传送到输入端；从储藏料斗泵送组分通过输入管线到达输入端。
9.如权利要求8所述的方法，其中肉制品组分包括以具有蛋白质的肉块形式的至少第一种肉，该方法包括在混合器外壳的输入端之前在进料斗内将肉块的尺寸减小的步骤。
10.如权利要求9所述的方法，其中还包括在从混合器的输出端出来之后在热处理阶段通过在混合物上作用热来处理混合物，以便将混合物毒化成最终的粘性、自立加工的肉制品。
11.一种用于在肉混合物上减小蛋白质渗出物形成的方法，步骤为在混合物的外壳内提供具有许多旋转混合元件的混合器；将许多肉混合物组分输入到混合器；使用旋转混合元件在组分上作用高剪切力以从肉混合物中萃取蛋白质；混合组分；以及输出混合物，其中用于作用剪切力和混合的时间足以萃取蛋白质，从而形成稳定的肉混合物，这段时间相当短。
12.如权利要求11所述的方法，其中输出的步骤可在混合物中蛋白质的大量结合之前进行。
13.如权利要求12所述的方法，其中这段时间在10秒钟和45秒钟之间，小于这段时间要求蛋白质萃取产生可见的渗出物，其中在热处理过程中所萃取的蛋白质使用来结合混合物。
14.如权利要求13所述的方法，还包括从混合器输出之后加工混合物的步骤，进一步加工的步骤包括至少将混合物填充在包装中并以这种形式传送混合物。
15.如权利要求14所述的方法，其中蛋白质萃取基本上在混合物从混合器输出时进行。
16.如权利要求11所述的方法，其中关闭混合器的外壳，进一步包括步骤提供许多输入管线，其用于将组分输入到混合器中；以及将组分在压力下泵送通过输入管线并进入关闭的混合器外壳内。
17.如权利要求16所述的方法，其中混合的步骤在缺乏空气以及压力等于大气压的情况下进行，其中混合的步骤包括以第一剪切速率在第一区域进行第一混合，然后以高于第一剪切速率的第二剪切速率在第二区域进行混合，然后以低于第二剪切速率的第三剪切速率在第三区域进行混合，然后以高于第三剪切速率的剪切速率在第四区域进行混合。
18.如权利要求11所述的方法，其中稳定的肉混合物为具有全脂肉混合物的组织的低脂肪肉混合物。
19.用于在肉混合物上减小蛋白质渗出物形成的设备，其包括作用高剪切力的混合器；用于将肉混合物组分传送到混合器的许多输入，所述肉混合物组分包括具有蛋白丝的肉，所述混合器从肉中萃取一定量的蛋白丝，以形成稳定的肉混合物，所述混合器具有输入端和输出端的外壳，所述混合器具有位于外壳内的一对旋转轴，每根轴具有许多高剪切混合元件，用于从肉中萃取至少部分蛋白丝，以及从混合器排出的排出端，其中组分在混合器中以相当短的时间形成稳定的肉混合物。
20.如权利要求19所述的设备，其中高剪切混合元件在1/8英寸的外壳内表面并和其它混合元件旋转。
21.如权利要求20所述的设备，其中相对短的时间小于1分钟。
22.如权利要求19所述的设备，其中混合器的外壳基本上处于缺氧的环境中，这段时间不足以允许被混合的空气进入组分，所述输入管线处于压力下，其使用泵强制使组分通过。
23.一种基于预定的配方用于最终肉制品的加工肉的设备，所述设备包括用于接收配方的控制系统；用于输送肉制品的组分流的许多输入管线，所述流包括盐溶液流和包含具有蛋白丝的肉块的肉类流，所述每条输入管线包括泵和分析仪，用于对控制系统提供含量，所述含量为基于一种或多种脂肪、水和蛋白质，控制系统与分析仪相通并用于计算组合的组分流的含量比例，以及接收组分并将肉加工成稳定的肉混合物的混合器。
24.如权利要求23所述的设备，其中所述控制系统调节用于调节组分流通过输入管线的速度的泵，这种调节相对于用于组合的含量比例进行，以基于配方维持组合的组分流的含量在预定的范围内。
25.如权利要求24所述的设备，其中用于非加工的组分并具有最终制品的目标配方的初始配方通过控制系统从中心数据库得到，并且控制系统进一步相对于肉制品生产将信息传送到中心数据库。
26.如权利要求25所述的设备，其中肉块具有初始含量比例，通过控制系统传送到中心数据库的信息包括一种或多种使用的组分数量，最终制品的数量和所调节的配方基于实际加工的组分数量。
27.如权利要求26所述的设备，其中控制系统对中心数据库提供改进的初始配方，以生产最终制品的目标配方。
28.如权利要求23所述的设备，其中混合器内的操作压力等于或大于大气压，混合器基本上处于缺氧的环境中，混合器包括用于加工肉的混合元件，并且提供至少一个混合区域和至少一个高剪切区域，其中高剪切强制盐溶液进入蛋白丝，热处理阶段用于从混合器的输出端接收混合物。
29.如权利要求28所述的设备，其中混合元件旋转肉块，盐溶液快速扩散到旋转的肉块中，高剪切区域萃取蛋白质以形成稳定的肉糜。
30.如权利要求29所述的设备，其中组分在混合器内作用一段时间，这段时间不足以形成表面可见的蛋白质渗出物。
31.如权利要求23所述的设备，其中设置在混合器内的有凹槽的螺旋元件将组分至少部分地通过混合器，并对肉块进行初始的尺寸减小，其中混合器包括交替的高剪切区域和低剪切区域。
32.如权利要求28所述的设备，其中高剪切区域粉碎组分。
33.如权利要求23所述的设备，其中混合器为一体结构的设备。
全文摘要
本发明公开了一种使用连续的混合系统用于加工肉制品的连续生产的整体系统。肉和其它的肉制品组分可进入具有用于使组分强制通过混合器的外壳的旋转元件的混合器内。本发明公开了一种用于将信息提供给控制系统来调节肉制品的配方的系统和方法。所述控制系统可接收指定肉制品配方的信息，分析输入的组分流的特性并基于最终制品的配方调节流动速度。所述控制系统可进一步提供关于相对输入的组分流的最终制品配方的反馈。
文档编号A22C5/00GK1833515SQ20061007393
公开日2006年9月20日 申请日期2006年2月17日 优先权日2005年2月18日
发明者P·G·莫林, M·L·里夫, J·L·拓梅, D·B·威克, D·T·马科姆, D·E·卢克, C·M·阿蒙森, A·L·内二斯 申请人:卡夫食品集团公司