DD238719A1

DD238719A1 - METHOD FOR DETERMINING THE OPTIMAL ROUTING RANGE OF MEAT MEASURES (BRAETEN)

Info

Publication number: DD238719A1
Application number: DD27799385A
Authority: DD
Inventors: Peter Oelker; Dieter Oelker
Original assignee: Suhl Elektrogeraete Veb K
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1986-09-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen zur Herstellung von Bruehwurstwaren, Pasteten, pastetenartigen Zwischenerzeugnissen und Formfleisch im Schneidmischer (Kutter) auf der Grundlage eines bekannten elektrischen Leitfaehigkeitsverfahrens nach dem Konstantwechselstromprinzip. Erfindungsgemaess wird die zeitliche Veraenderung der vom Ultrastrukturaufbau und Wasserbindungszustand der Fleischmasse abhaengigen Messspannung Ux kontinuierlich unter der Bedingung gemessen, dass die konstante Speisestromstaerke nicht so gross ist, dass eine eiweissdenaturierende und/oder ultrastrukturbeeintraechtigende Wirkung stattfindet. Sie betraegt 0,01 bis 0,5 mA, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 mA. Unter dieser erfindungsgemaessen Voraussetzung ist der optimale Auskutterungsgrad dann erreicht, wenn das Maximum der Funktion Uxf(t), wobei Ux die Messspannung ist, um einen kleinen, regelungstechnisch notwendigen Betrag unterschritten wird.The invention relates to a method for determining the optimal degree of Auskutterungsgrades meat masses for the production of Bruehwurstwaren, pies, pasty intermediate products and molded meat in the cutting mixer (cutter) on the basis of a known electrical Leitfaehigkeitsverfahrens according to the constant current principle. According to the invention, the change with time of the measurement voltage Ux dependent on the ultrastructure structure and the water binding state of the meat mass is continuously measured under the condition that the constant supply current intensity is not so great that an egg white denaturing and / or ultrastructure-inhibiting effect takes place. It is 0.01 to 0.5 mA, preferably 0.05 to 0.2 mA. Under this prerequisite according to the invention, the optimal degree of spillage is achieved when the maximum of the function Uxf (t), where Ux is the measuring voltage, is undershot by a small amount necessary for control purposes.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen im Schneidmischer (Kutter) bei laufendem Betrieb.The invention relates to a method for determining the optimal Auskutterungsgrades meat masses in the cutting mixer (cutter) during operation.

Charakteristik der bekannten LösungenCharacteristic of the known solutions

Zur kontinuierlichen Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen aus Fleisch, Fettgewebe, Wasser, Salzen und anderen gebräuchlichen Zusatzstoffen zur Herstellung von z. B. Brühwurstwaren sind verschiedene Verfahren bekannt geworden. Allen bekannten Verfahren gemeinsam ist, daß ein von der entstehenden Fleischmasse ausgehendes meßbares Signal der Stoffwandlung bestimmt, in elektrische Signale umgewandelt, verstärkt und danach zur Prozeßsteuerung verwendet wird.For the continuous determination of the optimal Auskutterungsgrades meat masses of meat, fat, water, salts and other common additives for the production of z. As boiled sausage products, various methods have become known. Common to all known methods is that a measurable signal of the transformation of matter originating from the resulting meat mass is determined, converted into electrical signals, amplified and then used for process control.

Alle bekannten Verfahren messen die zeitliche Veränderung von Theologischen Größen der im Kutter entstehenden Fleischmasse.All known methods measure the temporal change of theological sizes of the meat mass produced in the cutter.

An erster Stelle stehen zwei Verfahren zur Bestimmung des Viskositätsmaximums von Fleischmassen beim Kuttern. Grundlage dieser Verfahren ist die Beobachtung, daß der Auskutterungsgrad von z. B. Brühwurstbräten und der Viskosität korreliert. Unter optimalem Auskutterungsgrad wird hier die zeitliche Übereinstimmung der Ausbildung eines augenscheinlich feinen Zerkleinerungs- bzw. Dispersionsgrades und des bisher nur diskontinuierlich bestimmbaren Wasserbindungsmaximums nach der Filterpreßmethode von Grau und Hamm verstanden.In the first place are two methods for determining the viscosity maximum of meat masses during cutting. Basis of these methods is the observation that the Auskutterungsgrad of z. B. Brühwurstbräten and the viscosity correlated. Under optimal Auskutterungsgrad here the temporal conformity of the formation of an apparently fine crushing or dispersion degree and the previously only detectable discontinuous Wasserbindungsmaximums by the Filterpreßmethode of gray and Hamm understood.

Die zeitliche Viskositätsänderung wird bei dem einen Verfahren durch das Dreh- und beim anderen durch das Biegemoment an einer in die Fleischmasse eintauchenden Kugel-Stab-Vorrichtung bestimmt. Beide Momente setzen sich aus dem konstanten Moment der Strömungskraft der Fleischmasse und dem variablen Reibungskraftmoment zusammen.The temporal change in viscosity is determined in one method by the rotary and the other by the bending moment on a dipping into the meat mass ball-bar device. Both moments are composed of the constant moment of the flow force of the meat mass and the variable friction force moment.

Ein drittes Verfahren unterscheidet sich von den vorher genannten dadurch, daß anstelle der Kugel eine dünne Stange in die Fleischmasse eintaucht, die mit einem Biegeelement bzw. Biegeplatte verbunden ist. Der Biegegrad wird in Abhängigkeit der Brätviskosität gemessen und in bekannter Weise in elektrische Signale umgewandelt.A third method differs from the aforementioned in that instead of the ball a thin rod is immersed in the meat mass, which is connected to a bending element or bending plate. The degree of bending is measured as a function of the sausage viscosity and converted into electrical signals in a known manner.

Schließlich ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem die veränderlichen Kohäsions- und Adhäsionseigenschaften der Brätoberfläche kontinuierlich bestimmt werden. Hierzu ist ein schlittenartiger Gleitkörper entwickelt worden, der einen Spulenkern trägt und auf die Brätoberfläche gesetzt wird. Der Gleitkörper ist gegen eine feststehende Spule deratig beweglich, daß die Änderung der Induktivität der Spule als Steuergröße Anwendung finden kann. Der Gleitkörper kann zur Verhinderung der Fettanhaftung vorgewärmt werden.Finally, a method has become known in which the variable cohesion and adhesion properties of the meat surface are determined continuously. For this purpose, a slide-like sliding body has been developed, which carries a coil core and is placed on the meat surface. The slider is deratig movable against a fixed coil, that the change of the inductance of the coil can be used as a control variable application. The slider can be preheated to prevent the adhesion of grease.

Alle bekannten Verfahren zur Bestimmung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen besitzen den Nachteil, daß die gemessenen Theologischen Größen Klebrigkeit, Viskosität, Adhäsion und Kohäsion Stoffwandlungsgrößen darstellen, die nur Folgegrößen der sich primär aufbauenden Ultrastruktur der Fleischmassen und des sich dabei verändernden Wasserbindungszustandes in den entstehenden Fleischmassen sind. Dies wirkt sich nachteilig auf die Meßdatengewinnung aus, weil gefunden wurde, daß das Maximum der Wasserbindung, gemessen als Garverlust der Fleischmasse, mit dem Maximum der Theologischen Größen zeitlich nicht übereinstimmt.All known methods for determining the optimal Auskutterungsgrades meat masses have the disadvantage that the measured theological Theological sizes stickiness, viscosity, adhesion and cohesion represent Stoffwandlungsgrößen, which are only successors of the primary constituent ultrastructure of the meat masses and thereby changing water binding state in the resulting meat masses , This has a disadvantageous effect on the measurement data acquisition, because it was found that the maximum of the water binding, measured as the cooking loss of the meat mass, does not coincide with the maximum of the theological quantities over time.

Die ersten drei Verfahren besitzen darüber hinaus den Nachteil, daß ihre Meßfühler durch Sehnen- und Fettablagerungen so verändert werden, daß die Meßwerte mit zunehmender Kutterdauer verfälscht werden.The first three methods also have the disadvantage that their sensors are changed by tendon and fat deposits so that the measured values are falsified with increasing cutter duration.

Das zuletzt genannt Verfahren besitzt den Nachteil, daß zur Verhinderung eines Fettbesatzes an der Gleitkörperoberfläche eine Heizvorrichtung für eine Temperierung des Gleitkörpers in Nähe des Fettschmelzpunktes erforderlich wird. Die Fettschmelztemperatur liegt aber bereits im Thermodenaturationsbereich der Eiweiße, die für die Wasserbindung verantwortlich sind. Hierdurch kann bei diesem Verfahren eine erhebliche Meßwertverfälschung auftreten.The last-mentioned method has the disadvantage that a heater for controlling the temperature of the sliding body in the vicinity of the fat melting point is required to prevent a grease on the slider surface. However, the fat-melting temperature is already in the thermodorizing range of the proteins, which are responsible for the water binding. As a result, in this method, a significant Meßwertverfälschung occur.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Ausbildung des optimalen Auskutterungsgrades von Fleischmassen z. B. zur Brühwurstherstellung auf der Grundlage der in den entstehenden Fleischmassen primär stattfindenden Stoffwandlungsprozesse messend zu verfolgen und beim Erreichen eines charakteristischen Meßwertbereiches Steuersignale zur gezielten Beeinflussung des Schneid-Mischprozesses zu gewinnen.The aim of the invention is the formation of the optimal Auskutterungsgrades meat masses z. B. for cooked sausage production on the basis of the meat masses primarily occurring occurring substance conversion processes to measure and gain control signals for selectively influencing the cutting-mixing process when reaching a characteristic Meßwertbereiches.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Auskutterungsgrad von Fleischmassen zur Herstellung von Brühwurstwaren, Pasteten, pastetenartigen Zwischenerzeugnissen sowie Formfleisch als zeitliche Veränderung des Wasserbindungszustandes kontinuierlich zu messen, wobei es darauf ankommt, daß die anzuwendende Meßmethode keinen negativen Einfluß auf den physikalisch-chemischen Zustand der Proteine und auf den Strukturbildungsprozeß der Fleischmasse ausübt. Ferner sollen die entstehenden Meßwerte direkt als elektrische Signale gewonnen werden, so daß diese unmittelbar in einer Informationsverarbeitungseinheit zur Steuerung des Schneid-Mischprozesses verwendet werden können. Die zeitliche Veränderung des Wasserbindungszustandes läßt sich prinzipiell durch ein bekanntes elektrisches Leitfähigkeitsmeßverfahren kontinuierlich bestimmen, wobei die Meßwerte direkt als elektrische Signale entstehen. Da der Bindungszustand des Wassers in den Fleischmassen vom physikalisch-chemischen Zustand der Proteine und von den Strukturbildungsvorgängen in der Fleischmasse abhängig ist, waren umfangreiche Laboruntersuchungen notwendig, um ein bekanntes elektrisches Leitfähigkeitsmeßverfahren für den neuen Anwendungszweck anzupassen. Es wurde gefunden, daß die Stromstärke verfahrensbestimmende Bedeutung besitzt. Daher kann von den bekannten elektrischen Leitfähigkeitsverfahren nur das Konstantwechselstromverfahren zur Anwendung kommen. Bei diesem Verfahren wird ein konstanter Wechselstrom in die Fleischmasse eingespeist und eine von der sich beim Kuttern ändernden Masseimpedanz abhängige Meßspannung U_x abgegriffen. Die verfahrensbestimmende Bedeutung der Speisestromstärke läßt sich folgendermaßen erklären: Elektronenoptische Untersuchungen von Brühwurstgrundbräten erbrachten, daß beim Kuttern das Muskelgewebe bis in die Strukturebene der Myofilamente bzw. Myofilamentfragmente aufgefasert wird. Diese bilden je nach der Größe ihres peripheren elektrostatischen Ladungsmusters ein mehr oder weniger dichtes Raumgitterwerk, in dessen Zwischenräumen die dipolartig geladenen Wassermoleküle immobilisiert werden. Die Größe des peripheren Ladungsmusters der Myofilamentfragmente ist von prä- und postmortalen sowie technologischen Denaturationsfaktoren abhängig, z. B. vom Grad eines erlittenen PSE-Syndroms der Schlachttiere, vom Reifegrad des Produktionsfleisches oder von den Punkterwärmungen der Brätteilchen im Kutter im Bereich der Prandl'schen Grenzschichten der rotierenden Messer. Denaturierend wirkt auf Eiweiße bekanntlich auch elektrischer Strom. Dabei darf angenommen werden, daß ein Speisestrom mit um so geringeren Stromstärken auf die myofilamentären Eiweiße denaturierend wirkt, je stärker diese durch vorangegangene Ereignisse andenaturiert worden sind.The invention has for its object to measure the Auskutterungsgrad of meat masses for the production of cooked sausages, pies, pasty intermediate products and mold meat as a change over time of Wasserbindungszustandes continuously, it is important that the measuring method used no negative impact on the physicochemical state of the Proteins and on the structure formation process of the meat mass. Furthermore, the resulting measured values should be obtained directly as electrical signals, so that they can be used directly in an information processing unit for controlling the cutting-mixing process. The temporal change of the water binding state can in principle be determined continuously by a known electrical conductivity measuring method, the measured values being produced directly as electrical signals. Since the binding state of the water in the meat masses is dependent on the physico-chemical state of the proteins and on the structure formation processes in the meat mass, extensive laboratory studies were necessary to adapt a known electrical conductivity measuring method for the new application. It has been found that the current has process-determining importance. Therefore, of the known electrical conductivity methods, only the constant current method can be used. In this method, a constant alternating current is fed into the meat mass and a tapped from the changing during cutting mass impedance measuring voltage U _x . The process-determining importance of the supply current intensity can be explained as follows: Electron-optical investigations of boiled sausage groundbanks revealed that during cutting, the muscle tissue is frayed into the structural plane of the myofilament or myofilament fragments. These form, depending on the size of their peripheral electrostatic charge pattern, a more or less dense space lattice, in the interstices of which the dipole-like charged water molecules are immobilized. The size of the peripheral charge pattern of the Myofilamentfragmente is dependent on pre- and post-mortem and technological denaturation factors, z. B. the degree of suffered PSE syndrome of slaughter animals, the degree of ripeness of the production meat or the point warming of the sausage meat in the cutter in the area of the Prandl boundary layers of the rotating knives. Denaturing acts on proteins also known as electric power. It may be assumed that a supply current with denser currents on the myofilamentar proteins acts denaturing, the more they have been denatured by previous events.

Noch empfindlicher gegenüber einer zu hohen Speisestromstärke erweist sich der Immobilisationsmechanismus des Wassers und der im Wasser enthaltenen Ionen. Innerhalb des myofilamentären Strukturates besteht offenbar für die dipolartigen Wassermoleküle nicht nur die bekannte Möglichkeit, monopolar als Hydrathülle an die Trägerfilamente gebunden oder kapillaradsorptiv zwischen den Myofilamenten festgehalten zu werden, sondern auch durch die Vermittlung zahlreicher hydratisierter Natriumionen bipolar zwischen benachbarten hydratisierten Trägerfilamenten eingebaut zu werden. Der bipolare Bindungsmechanismus erlaubt sowohl einer großen Menge Wasser als auch einer großen Anzahl von Ionen in der Fleischmasse in den elektrostatisch gebundenen Zustand überzugehen. Hierdurch erhalten neben den Myofilamentfragmenten auch zahlreiche Wassermoleküle und Natriumionen eine strukturfestigende Funktion. Eine zu hohe Speisestromstärke kann den beschriebenen Natriumioneneinbau in das Myofilamentstrukturat zumindestens im Bereich der Elektrodenanordnung in Frage stellen bzw. verhindern.The immobilization mechanism of the water and the ions contained in the water are even more sensitive to too high a feed current. Within the myofilamentous structure, the dipole-like water molecules evidently not only have the well-known ability to be monopolarly bound to the carrier filaments as hydrate enamel or capillary adsorptive between the myofilaments, but also to be incorporated bipolar between adjacent hydrated carrier filaments through the mediation of numerous hydrated sodium ions. The bipolar binding mechanism allows both a large amount of water and a large number of ions in the meat mass to transition to the electrostatically bound state. As a result, in addition to the Myofilamentfragmenten also numerous water molecules and sodium ions provide a structure-strengthening function. Too high a feed current intensity can jeopardize or prevent the described sodium ion incorporation into the myofilament structure, at least in the area of the electrode arrangement.

Aus den dargelegten Untersuchungsbefunden folgt, daß die Speisestromstärke nicht so groß gewählt werden darf, daß Proteine denaturiert oder immobilisierte Ionen aus dem Filamentstrukturat herausgerissen und wieder an der Stromleitung beteiligt werden. Erfindungsgemäß muß die Speisestromstärke des in die Fleischmasse einzuspeisenden konstanten Wechselstroms im Bereich von 0,01 mA bis 0,5 mA, vorzugsweise zwischen 0,05 mA bis 0,2 mA liegen.It follows from the investigation findings that the feed current must not be so high that proteins are denatured or immobilized ions are torn from the filament structure and re-involved in the power line. According to the invention, the feed current intensity of the constant alternating current to be fed into the meat mass must be in the range from 0.01 mA to 0.5 mA, preferably between 0.05 mA to 0.2 mA.

Da bei fortgesetztem Kuttern die Fleischmasse auf einen erwünschten Feinheitsgrad unvermeidliche Punkterwärmungen der Brätteilchen im Bereich der Prandl-schen Grenzschichten der Kuttermesser auftreten und in den betroffenen Filamentteilchen meistens zur Denaturation der Proteinmoleküle führen, kommt es allmählich zur Entimmobilisierung eines Teils des zuvor mono-und bipolar gebundenen Wassers und von Ionen, was zur Erhöhung der Garverluste beim anschließenden Brühprozeß führt. Die Zeitfunktion der Wasser-und lonenimmobilisation durchläuft folglich ein Maximum. Es wurde gefunden, daß dieses zeitlich indentisch mit dem Maximum der Funktion U_x = f(t) ist. Die zu kutternde Fleischmasse hat folglich zu diesem Zeitpunkt ihren optimalen Auskutterungsgrad erreicht, und der Schneid-Misch-Prozeß muß beendet werden.Since with continued cutting the meat mass to a desired degree of fineness unavoidable point warming of the sausage meat in the area of the Prandl boundary layers of cutter knives occur and lead in the affected filament mostly denaturation of protein molecules, it comes gradually to the demobilization of a part of previously bound mono- and bipolar Water and ions, which leads to increase the cooking losses in the subsequent brewing process. The time function of water and ion immobilization consequently goes through a maximum. It has been found that this is temporally identical to the maximum of the function U _x = f (t). The meat mass to be cut has thus reached its optimum level of chipping at this time, and the cutting-mixing process must be completed.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auskutterungsgradbestimmung können die unvermeidlichen Masseverluste beim gewerbeüblichen Brühen der Erzeugnisse gegenüber dem praxisüblichen Klebrigkeitstest per Hand bis um zwei Ma.-% gesenkt werden. Das bringt einen hohen materialökonomischen Gewinn in der Produktionsstufe Fleischverarbeitung mitsichWhen using the method according to the invention for determining the degree of spillage, the unavoidable mass losses during commercial brewing of the products can be reduced by up to two percent by mass compared to the customary tack test by hand. This brings a high material-economic gain in the production stage meat processing mitsich

Die Erfindung wird durch folgendes Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail by the following embodiment.

Example:

Eine Charge von 100kg Bockwursteinsatzmaterialien soll zu Bockwurstbrät gekuttert werden. Nach dem augenscheinlichen Untermischen des Schüttwassers der Gewürze und sonst üblicher Zusatzstoffe unter die vorgeschroteten Einsatzmaterialien imA batch of 100kg Bockwursteinsatzmaterialien should be cut to Bockwurstbrät. After the obvious mixing of the bulk water of the spices and other common additives under the ruptured feedstocks in the

Kriechgang der Kutterschüssel und -messer erfolgt das Einschalten des Schnellganges. Mit diesem Schaltvorgang wird auch automatisch die Einspeisung des konstanten Wechselstromes zugeschaltet. Die Einspeisung erfolgt über eine Zweielektrodenanordnung, die von einem Spezialbrätabstreifer getragen wird. Der eingespeiste Konstantwechselstrom ist mäanderförmig und hat eine Stromstärke von 0,05 mA sowie eine Frequenz von 45Hz. Mit dergleichen Elektrodenanordnung erfolgt der kontinuierliche Abgriff der Meßspannung U_x. Diese wird verstärkt und einer Informationsverarbeitungseinheit zugeführt. Wenn die Meßwerte der Funktion U_x = f(t) den Maximalwert um 10% unterschritten haben, wird der Schneid-Mischprozeß automatisch beendet und der Pilzauswerfer zur Entleerung der Kutterschüssel aktiviert. Die Arbeitskraft schaltet nach erfolgter Entleerung den Kutter ab oder beginnt ein neues Arbeitsspiel.Crawl of the cutter bowl and knife is done by switching on the overdrive. With this switching operation, the supply of the constant alternating current is automatically switched on. The feed takes place via a two-electrode arrangement, which is carried by a Spezialbrätabstreifer. The injected constant alternating current is meandering and has a current of 0.05 mA and a frequency of 45 Hz. With the same electrode arrangement, the continuous tap of the measuring voltage U _x . This is amplified and fed to an information processing unit. If the measured values of the function U _x = f (t) have fallen below the maximum value by 10%, the cutting-mixing process is automatically ended and activated the mushroom ejector for emptying the cutter bowl. The worker switches off the cutter after emptying or starts a new work cycle.

Claims

Invention claim:

1. A method for determining the optimal Auskutterungsgrades meat masses for the production of cooked sausages, pies, pasty intermediate products and mold meat using the known electrical conductivity measuring the constant AC principle using an also known information processing unit, characterized in that the formation of the optimal Auskutterungsgrades as a change over time Water binding state by continuously measuring the size U _x of the water capable of current conduction using a contact current with the current of 0.01 mA to 0.5 mA, preferably from 0.05 mA to 0.2 mA, which is not eggdendenaturierend and / or ultrastrukturbeeinträchtigend acts, is determined.

2. The method according to item 1, characterized in that when the maximum of the function U _x = f (t) by a small amount necessary control technology causes the information processing unit to terminate the cutting-mixing process.