DE69320281T2

DE69320281T2 - Verfahren zur Überprüfung des Gewichtes von Teigabschnitten

Info

Publication number: DE69320281T2
Application number: DE69320281T
Authority: DE
Inventors: Thomas P. Brooklyn Park Minnesota 55445 Kempf
Original assignee: Pillsbury Co
Current assignee: Pillsbury Co
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2013-05-29
Also published as: US5209939A; DE69320281D1; CA2096089A1; EP0589146A1; CA2096089C; EP0589146B1; HK1009921A1

Description

Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Teigstücken mit uniformem Gewicht. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Messen der Massenladung eines Teigstreifens und Einstellen einer Teigdicke gemäß den Massenladungswerten vor dem Schneiden in Stücke, um ein uniformes Teigstückgewicht zu erhalten.
"Massenladung" bedeutet zum Zweck dieser Offenbarung ein Gewicht pro Einheitsfläche einer Teiglage.
Kommerziell hergestellte Teigprodukte werden herkömmlicherweise in eine Lage gerollt und mit einer Reihe von Walzen mit abnehmendem Öffnungsspalt bearbeitet, um eine gewünschte Teigdicke vor einem Zerschneiden zu erhalten. Der Teig wird dann in Stücke zerschnitten und zum Verkaufen an den Endverbraucher und zur Verwendung desselben verpackt.
Beim Herstellen von Teigprodukten ist es wünschenswert, ein Produkt mit einem ausgewählten Zielgewicht zu erhalten. Ein Überfüllen von Behältern mit Teig kann kostspielig sein und kann dazu führen, daß die Behälter zerreißen oder nicht richtig abgedichtet sind, und ein Unterfüllen kann zu Verbraucherbeschwerden führen. Es ist hinsichtlich eines Verbraucherakzeptanzstandpunkts aus sowie vom Kostenstandpunkt aus wünschenswert, ein sorgfältig gesteuertes Produktgewicht zu erhalten.
Einige gekühlte Biskuit- oder Rollteige werden in Stücke zerschnitten, in Gruppen zusammengefaßt und als eine Gruppe von Stücken in einem spiralgewickelten Verbundbehälter verkauft, wie beispielsweise bei gekühltem Biskuitteig. In dieser Beschreibung wird der Ausdruck "Biskuit" im amerikanischen Sinne verwendet, um ein Teigprodukt ähnlich einem weichen Teegebäck zu bedeuten. Beim Packen einer Anzahl von Teigstücken in einen einzigen Behälter ist es noch wichtiger, ein konstantes Gewicht für jedes Teigstück zu erhalten, so daß, wenn die Stücke kombiniert werden, daß kombinierte Gewicht der Stücke und des Behälters innerhalb eines akzeptierbaren Bereichs hinsichtlich des Produktgewichts liegt. Im allgemeinen ist es um so wichtiger, die Massenladung der Lage vor dem Schneiden der Stücke zu steuern, je größer die Anzahl an Teigstücken pro Behälter ist.
Wenn Teig rheologische Eigenschaften aufweist, die den Teig dazu bringen, während des Bearbeitens zurückzuspringen, ist es oft schwer, das Teigstückgewicht zu steuern. Wenn die Dicke einer Teiglage, beispielsweise, dadurch reduziert wird, daß sie durch Walzen hindurchtritt, die einen ausgewählten Spaltabstand zwischen gegenüberliegenden Walzen aufweisen, und die resultierende Teigdicke den ausgewählten Spaltabstand überschreitet, spricht man davon, daß der Teig Ylzurückgesprungenfl ist. Teig, der zurückgesprungen ist, erfährt häufig einen Druckfluß beim Passieren durch das letzte Paar von Kalender-Walzen, die abschließend die Dicke des fertiggestellten, geschnittenen Teigstückes bestimmen. Druckfluß existiert, wenn der zentrale Bereich der Lage, wie im Querschnitt gesehen, mit einer schnelleren Geschwindigkeit fließt als die äußeren Kanten.
Der Stand der Technik erkennt an, daß die Ausgestaltung eines Prozeßsteuersystems zum Herstellen von Teig den Flußbereich des Teigs kompensieren sollte, wie in US-A-4,849,234 beschrieben. Das Prozeßsteuerverfahren steuert die Massenfließrate einer Teiglage durch Steuern von Walzengeschwindigkeiten in einer Reihe von Walzen. Das Verfahren berechnet Walzengeschwindigkeitsverhältnisse zum Erhalten einer ausgewählten Massenfließrate und stellt dann die individuellen Walzengeschwindigkeiten in Antwort auf gemessene Variationen in der Teigkonsistenz ein.
US-A-5,124,163 zeigt ein Verfahren zum Liefern einer Teiglage mit einem konstanten Volumen durch Messen der Lagendicke zwischen einem oberen Paar sich gegenüberliegenden Walzen und einem unteren Paar sich gegenüberliegenden Walzen. Die Geschwindigkeit des oberen Walzenpaares wird gesteuert, während die Geschwindigkeit des unteren Walzenpaares konstant bleibt. Das Signal von einem Dickensensor, angeordnet auf einer Seite der Teiglage zwischen dem oberen Walzenpaar und dem unteren Walzenpaar, wird in ein Steuergerät eingegeben, das die Geschwindigkeit des oberen Walzenpaares steuert. Der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden unteren Walzen, oder der "Spaltabstand", bleibt während des Betriebs der Walzen konstant. Dieses Verfahren steuert das Teig-lagenvolumen, jedoch nicht das Teiggewicht pro Fläche.
Eine Vorrichtung ist in US-A-5,106,636 gezeigt, das kontinuierlich die Dicke, die Breite und das Gewicht einer Teiglage mißt. Das spezifische Gewicht des Teigs wird kontinuierlich berechnet. Diese Daten werden verwendet, um die Dicke eines Teigstreifens mit einem Strecksystem einzustellen, um geschnittene Teigstücke herzustellen.
Die in US-A-5,106,636 gezeigt Vorrichtung enthält einen Trichter und ein Paar von vertikalen Beförderungsmittel, positioniert unterhalb des Trichters. Das Paar an Walzen, positioniert unterhalb der vertikalen Beförderungsmittel, reduziert die Dicke der Teiglage. Nach Passieren durch den ersten Walzensatz wird die Dicke und das Gewicht in der Lage gemessen. Wenn das Gewicht pro Einheitszeit nicht einem vorherbestimmten Wert entspricht, wird die Geschwindigkeit des Beförderungsmittels so eingestellt, daß ungefähr eine konstante Teigmasse pro Einheitszeit zugeführt wird.
Figur 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt diagrammartig einen Teil des Prozeßsteuerschemas, offenbart in US-A-5,106,636. Die oben beschriebene Steuerschleife zum Zuführen einer ungefähr konstanten Teigmasse von dem ersten Walzensatz ist nicht in dieser Figur gezeigt. Es ist jedoch der Teil des Prozesses dargestellt, der illustriert, wie die Endteigdicke bestimmt wird.
Die Lage tritt durch eine erste Streckeinrichtung hindurch, die ein erstes, ein mittleres und ein zweites Beförderungsmittel, angeordnet unterhalb der Lage, und einen elliptischen Walzenmechanismus, angeordnet oberhalb der Lage, enthält. Nachdem die Lage durch die erste Streckeinrichtung hindurchgetreten ist, wird das Gewicht, die Dicke und die Breite des Teiges gemessen, und das spezifische Gewicht des Teiges wird berechnet, wie in Figur 1 gezeigt. Ein spezifisches Zielgewicht ist auch in das Steuergerät eingegeben, und das berechnete spezifische Gewicht wird mit dem spezifischen Zielgewicht verglichen. Ein Signal, repräsentierend den Unterschied zwischen dem spezifischen Zielgewicht und dem tatsächlichen spezifischen Gewicht, wird erzeugt.
Die Bedienperson verwendet die Abmessungsinformation, um die rheologischen Eigenschaften des Teigs auszuwerten. Die Bedienperson kann, beispielsweise, bestimmen, ob der Teig zu elastisch ist, oder nicht, beispielsweise durch Vergleichen der Breite der Lage mit Referenzwerten. Dann kann die Zusammensetzung der nächsten Teigcharge eingestellt werden.
Eine zweite Streckeinrichtung ist bereitgestellt. Das durch Vergleichen des spezifischen Zielgewichts mit dem tatsächlichen spezifischen Gewicht erzeugte Signal wird weitergeführt und verwendet, um die Höhe der unteren Fläche der elliptischen Walze relativ zu der oberen Fläche des unteren Beförderungsmittels, nahe dem Ausgangsende der elliptischen Walze, zu berechnen. Die Höhe wird dann eingestellt, die die Teiglagendicke einstellt.
Wenn der Teig stark plastisch ist, stellt der Prozeß ferner die Teiglage durch Erhöhen der Geschwindigkeit des dritten Beförderungsmittels ein, nachdem der Walzenmechanismus angehoben worden ist, basierend auf der folgenden Gleichung:
V&sub2; = (T x V&sub1;)/T
wobei V&sub1; die Geschwindigkeit des zweiten Beförderungsmittels, T die Teigstreifendicke und V&sub2; die eingestellte Geschwindigkeit des dritten Beförderungsmittels ist.
EP-A-0182563 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhalten einer konstanten Massenfließrate in einem Teigherstellungsprozeß.
Die gegenwärtige Erfindung probiert, ein verbesssertes Verfahren zum Steuern des Gewichts von Teigsrücken, herausgeschnitten aus einer Teiglage, zu liefern.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Gewichts von Teigstücken, herausgeschnitten aus einem Teigstreifen, bereitgestellt, wobei der Teigstreifen durch zumindest ein Paar von Kalandar-Walzen hindurchtritt, bevor er durch eine Schneideeinrichtung hindurchläuft, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:
Bestimmen einer Zielmassenladung eines Teigstreifens;
Messen einer tatsächlichen Massenladung eines Bereichs eines Teigstreifens nach Passieren durch das Paar von Calandar-Walzen, die am nächsten an der Schneideeinrichtung angeordnet sind;
Vergleichen der Ziel- und tatsächlichen Massenladungsdaten; Berechnen eines Kalandar-Walzen-Spaltabstands für das Paar an Calandar-Walzen, das am nächsten zu der Schneideeinrichtung angeordnet ist und die rheologischen Eigenschaften des Teigs kompensiert; und
Einstellen des Spaltabstands des besagten Kalandar-Walzenpaars derart, daß der tatsächliche Massenladungswert und der Zielladungswert aneinander angeglichen werden.
Vorzugsweise tritt der Teig durch eine Vielzahl von Kalandar-Walzenpaaren hindurch, und das Verfahren umfaßt die Schritte des Berechnens von Spaltabständen für die restlichen Kalandar-Walzen paare und des Einstellens des Spaltabstands zwischen den Walzen jedes der restlichen Kalandar-Walzenpaare.
Der Schritt des Bestimmens der Zielmassenladung eines Bereichs des Teigstreifens kann die Schritte des Auswählens von Zielwerten für einen Teigstückeinheitsbereich, eine Anzahl von Teigstücken pro Behälter, ein Leerbehältergewicht und ein Gewicht eines gefüllten Behälters umfassen.
Die tatsächliche Massenladung kann mittels einer Fühleinrichtung gemessen werden, die einen Signalausgang liefert, und das Verfahren kann ferner den Schritt des Filterns des Signalausgangs von dem Sensor, verwendet, um die tatsächliche Massenladung vor einem Vergleich der Ziel- und tatsächlichen Massenladungsdaten, umfassen.
Der Schritt des Fühlens einer tatsächlichen Massenladung eines Bereichs des Teigstreifens kann mittels eines Gammasensors durchgeführt werden, und der Schritt des Fühlens der Massenladung kann im wesentlichen kontinuierlich stattfinden.
Vorzugsweise wird ein programmierbares Steuergerät bereitgestellt, zu folgenden Zwecken:
Annehmen von Massenladungseingabewerten;
Berechnen eines Massenladungssollwerts aus den Massenladungseingabewerten;
Empfangen eines Ausgabewertes von einer Einrichtung zum Messen einer Massenladung;
Filtern des Ausgabewertes;
Vergleichen des Sollwerts mit dem gefilterten tatsächlichen Massenladungsausgabewert;
Berechnen einer Teigdicke, die den Massenladungssollwert und den tatsächlichen Massenladungsausgabewert aneinander angleicht; und Berechnen eines Spaltabstands zwischen einem letzten Satz an Kalandar-Walzen vor dem Schneider in der Weise, daß dieser ein lineares Signal zu zumindest einem Positionssteuergerät auf dem Paar von Kalandar-Walzen sendet, das am nächsten zur Schneideeinrichtung angeordnet ist.
Vorteilhafterweise verwendet der Schritt des Berechnens eines Spaltabstands zwischen dem Satz an Walzen, der am nächsten an der Schneideeinrichtung angeordnet ist, die folgende mathematische Beziehung:
wobei G = Spaltdicke; a = experimentell bestimmte Konstante; Tf = Endteigdicke, die die Massenladung angleicht; und Ti = Teigdicke vor Passieren durch den Satz an Walzen, der am nächsten zur Schneideeinrichtung angeordnet ist.
Das Verfahren kann vorteilhafterweise in einer automatisierten Teigherstellungslinie verwendet werden, die einen Einlaßtrichter, eine Vielzahl von Beförderungsmitteln zum Bewegen des Teigs; zumindest eine Walzenbank zum Herabsetzen der Teigdicke; einen Massenladungsssensor; ein programmierbares Steuergerät; einen Positionsindikator und einen Positionssteuerer für jedes Walzenpaar in der letzten Walzenbank, kontaktierend den Teig; und eine Schneideeinrichtung aufweist. Zum Zwecke dieser Offenbarung bedeutet "Walzenbank" eine Vielzahl von nahe aneinander räumlich getrennt zueinander angeordneten Kalandar-Walzen. Jedes Paar von Kalandar- Walzen ist vertikal voneinander getrennt mit einer Öffnung, festlegend einen Teigdurchgang, der zum Zwecke dieser Offenbarung als "Spaltabstand" bezeichnet ist. Die Spaltabstände jedes Walzenpaares in der Walzenbank werden schrittweise kleiner von einem Ende zu dem gegenüberliegenden Ende.
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält einen Schritt des Bestimmens der Ziel- oder gewünschten Massenladung des bearbeitet werdenden Teigs. Dieser Schritt wird vorteilhafterweise durch Eingeben eines Gewichts "A" des fertiggestellten, verpackten Produkts, eines Gewichts "B" einer leeren Verpackung, einer Fläche "C" pro Teigstück und der Anzahl "D" an Teigstücken pro Behälter in das Steuergerät durchgeführt. Diese Information wird benutzt, um eine Zielmassenladung "M&sub1;" gemäß der folgenden Gleichung zu berechnen:
(1) M&sub1; = (A - B) / (C x D)
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält den Schritt des Messens der tatsächlichen Massenladung eines Bereichs eines Teigstreifens nach Passieren durch die letzte Kalandar-Walze, vor einem Zerschneiden. Dieser Schritt wird vorteilhafter Weise mittels einer Gammstrahlquelle und eines Sensors durchgeführt.
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung vergleicht auch die Zielmassenladung und die tatsächliche Massenladung und berechnet einen Spaltabstand zwischen dem letzten Kalandar-Walzenpaar, kontaktierend den Teig vor dem Schritt des Zerschneidens. Gemäß dem bevorzugten Verfahren der gegenwärtigen Erfindung verwendet ein programmierbares Steuergerät die tatsächlichen Massenladungswerte sowie die Zielmassenladungswerte, um zu einer endgültigen, gewünschten Teiglagendicke Tf zu gelangen, die die tatsächlichen und Zielmassenladungswerte aneinander angleicht. Jedoch berechnet die gegenwärtige Erfindung einen Spaltabstand G, der für ein Zurückspringen verantwortlich ist und kleiner als die endgültige Teiglagendicke Tf sein kann, da die Wahrscheinlichkeit dafür besteht, daß der Teig elastisch ist.
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält den Schritt des Berechnens eines Spaltabstands zwischen dem letzen Paar an Kalandar-Walzen, das die rheologischen Eigenschaften des Teigs ausgleicht. Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung verwendet eine Beziehung, die die anfängliche Teigdicke Ti, die die Dicke des Teigs gerade vor Eintreten in das letzte Walzenpaar, Tf, was die Endteigdicke ist, gerade nach Austreten aus dem letzten Walzenpaar, und G, was der Spaltabstand ist, der benötigt wird, um die Zielmassenladungswerte und die tatsächlichen Massenladungswerte aneinander anzugleichen, gleichsetzt.
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält auch den Prozeßschritt des Einstellens des Spaltabstands des letzten Kalandar- Walzenpaars gemäß dem berechneten Wert für G.
Damit die Erfindung einfacher verstanden werden kann und damit weitere Merkmale derselben richtig gewürdigt werden können, wird nun die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
Figur 1 ein Flußdiagramm eines Steuerschemas ist, das im Stand der Technik bekannt ist;
Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens der gegenwärtigen Erfindung ist; und
Figur 3 ein Flußdiagramm des bevorzugten Prozesses der gegenwärtigen Erfindung ist.
Die gegenwärtige Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern des Gewichts von Teigstücken, herausgeschnitten aus einer kontinuierlichen Lage. Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung berücksichtigt vorteilhafterweise eine Veränderung der Teiglagendicke und stellt den Spaltabstand zwischen einem Paar an Kalandar-Walzen ein, die die endgültige Dickeneinstellung der Lage vor einem Zerschneiden herstellen. Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung berücksichtigt ferner die rheologischen Eigenschaften des Teigs, wie ein Zurückspringen, wenn es den Spaltabstand berechnet. Der Spaltabstand ist gemäß dem bevorzugtesten Verfahren auf einer konstanten Basis in Antwort auf Variationen in der Massenladung in der Lage eingestellt.
Figur 2 ist eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens der gegenwärtigen Erfindung. Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung benutzt vorzugsweise eine Vorrichtung, enthaltend ein Zuführbeförderungsmittel 10, ein Zwischenbeförderungsmittel 12 und ein abschließendes Produktbeförderungsmittel 14 zum Bewegen einer Teiglage durch die Vorrichtung.
Das Zuführbeförderungsmittel 10 empfängt eine Teiglage, die über einen Trichter (nicht gezeigt) zugeführt worden ist und durch zumindest eine Walzenbank (nicht gezeigt) zugeführt worden ist, bildend eine Lage, die dicker als die gewünschte Dicke des endgültigen Produkts ist. Das Zuführbeförderungsmittel 10, das Zwischenbeförderungsmittel 12 und das abschließende Produktbeförderungsmittel 14 sind jeweils herkömmliche Teigbewegungsbeförderungsmittel. Jedes Beförderungsmittel 10, 12, und 14 wird durch einen Motor (nicht gezeigt) angetrieben.
Es ist zu verstehen, daß die Geschwindigkeit jedes Beförderungsmittels 10, 12 und 14 durch ein geeignetes Rechenmittel gesteuert wird.
Stromaufwärts des Zuführbeförderungsmittels 10 ist ein Walzengerüst 18, das gemäß dem bevorzugten Verfahren vier Paare an Walzen 20A und 20B, 22A und 22B, 24A und 24B sowie 26A nd 26B enthält. Die Walzen jedes Paars an Walzen, 20A und 20B, beispielsweise, sind vertikal räumlich voneinander getrennt, wobei der Abstand zwischen den Walzen jedes Paars den Spaltabstand festlegt. Jedes Paar an Walzen gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist entlang des Wegs des Teigs räumlich voneinander getrennt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Position jeder oberen Walze 20A, 22A, 24A und 26A im wesentlichen vertikal mittels eines Positionsaktuators 28, 30, 32 und 34 auf jeder oberen Walze 20A, 22A, 24A beziehungsweise 26A einstellbar. Nahe jeder oberen Kalandar-Walze 20A, 22A, 24A und 26A ist ein Positionssensor 36, 38, 40 und 42. Jeder Sensor 36, 38, 40 und 42 sendet ein Signal zu einem Positionanzeigesteuergerät 44, 46, 48 und 50, von denen jedes programmiert ist, um den Spaltabstand zwischen jedem Paar an Kalandar-Walzen 20A und 20B, 22A und 22B, 24A und 24B beziehungsweise 26A und 26B einzustellen. Das genaue Verfahren zum Einstellen des Spaltabstands wird detaillierter im Anschluß beschrieben werden.
Ein programmierbares Steuergerät 16 ist bereitgestellt, um die Spaltabstände eines oder mehrerer Sätze von Kalandar-Walzen in der Walzenbank 18 in Antwort auf Bedienpersoneingaben und Systemeingaben einzustellen. Die genaue Funktion des Steuergeräts 16 wird im Anschluß detaillierter beschrieben werden.
Der bearbeitete Teig gleitet, bei dem bevorzugten Verfahren, auf das Zwischenbeförderungsmittel 12, über einen Sensor 54 unterhalb der Lage, der Signale von einer Fühleinrichtung 52 empfängt, wie einer Gammastrahlquelle 52, angeordnet direkt oberhalb des Sensors 54 und der Teiglage 58. Der Sensor 54 sendet ein Signal zu einem Transmitter 56, der ein Signal, repräsentierend eine Dichte, zurück zu dem Systemsteuergerät 16 überträgt. Gemäß dem bevorzugten Verfahren wird ein Kay-Ray-Model 6060 Digital Weigh Scale, erhältlich von Kay-Ray/Sensall, Inc., von Mt Prospect, Illinois, U.S.A., verwendet, um die Massenladung einer Teigladung zu fühlen. Der Transmitter teilt das Gewicht durch die gefühlte Fläche, um ein Signal auszugeben, daß die Massenladung repräsentiert.
Nach Gleiten über den Massenladungssensor 54 gleitet die Teiglage 58 durch eine Schneideeinrichtung 70, die geschnittene Teigstücke 72 auf das Endproduktbeförderungsmittel 14 absetzt. Das Endproduktbeförderungsmittel und die Schneideeinrichtung sind von herkömmlichem Typ, wie im Stand der Technik bekannt. Die Teigstücke 72 sind vorzugsweise in Teigstapeln gruppiert und werden in Behälter, wie spiralgewickelte Verbundbehälter, verpackt.
Das Steuergerät 16, verwendet, um das beschriebene Verfahren der gegenwärtigen Erfindung durchzuführen, hat vier unterschiedliche Funktionen. Das Steuergerät 18 enthält einen Ersten-Ordnungs-Filter 57; ein Gewichtsanzeigesteuergerät 74; ein Ausgabelinearisierungskorrekturgerät 76 und ein Spaltprofilberechnungsgerät 78. Jede Funktion wird im Anschluß detailliert beschrieben werden.
Ein Flußdiagramm eines bevorzugten Verfahrens der gegenwärtigen Erfindung ist in Figur 3 gezeigt. Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält den Schritt des Bestimmens der Zielmassenladung eines Bereichs der Teiglage. Dieser Schritt wird vorzugsweise durch manuelles Eingeben von Daten in das Steuergerät 16 zum Berechnen eines Zielmassenladungswertes, Mt, durchgeführt. Vorzugsweise werden das Gewicht "A" eines gefüllten Behälters, das Gewicht "B" eines leeren Behälters, die Fläche "C" pro Stück und die Anzahl "D" an Stücken pro Behälter eingegeben. Aus dieser Information berechnet das Steuergerät 16 eine Zielmassenladung in den Einheiten von Gewicht pro Einheitsfläche gemäß der folgenden Formel:
(1) (A - B) / (C x D) = Mt
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält den Schritt des Messens der tatsächlichen Massenladung eines Bereichs des Teigstreifens, nachdem der Streifen durch den Spalt G zwischen dem letzten Satz an Kalandar-Walzen hindurchgetreten ist. Das Steuergerät 16 empfängt ein Signal von dem Transmitter 56, das die tatsächliche Massenladung der Teiglage repräsentiert. Vorzugsweise empfängt der Transmitter ein Signal, repräsentierend ein Gewicht, und konvertiert das Signal in eines, repräsentierend eine Massenladung, durch Teilen des Gewichts durch die Fläche, die gemessen wird, um die tatsächliche Massenladung Ma zu berechnen.
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält den Prozeßschritt des Vergleichens der tatsächlichen Massenladungswerte Ma mit den Zielmassenladungswerten Mt. Vorzugsweise enthält das Verfahren ferner den Schritt des Filterns des Signals von dem Transmitter 56 mittels eines Ersten-Ordnungs-Filters 57, um Prozeßrauschen zu eliminieren, bevor das Signal in das Gewichtsanzeigesteuergerät 74 eingegeben wird. Bei dem bevorzugten Verfahren werden keine Prozeßeinstellungen durchgeführt, wenn die beiden Werte gleich sind.
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält einen Schritt des Berechnens eines Spaltabstands "G" für das letzte Paar an Kalendar-Walzen 26A und 26B, das in Kontakt mit dem Teig ist, vor dem Erreichen der Schneideeinrichtung 70. Das Verfahren zum Berechnen kompensiert vorteilhafterweise die rheologischen Eigenschaften des Teigs.
Bei dem Verfahren führt das Steuergerät 16 eine linearisierte Korrektur 76 durch, die das elastische Verhalten des Teigs, austretend aus dem letzten Paar an Kalandar-Walzen 26A und 26B, kompensiert. Obwohl es nicht notwendig ist, daß der bearbeitet werdende Teig ein elastisches Verhalten aufweist, wenn er durch den letzten Satz an Kalandar-Walzen 26A und 26B hindurchrreißt, kompensiert das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung ein elastisches Verhalten, wenn es vorliegt.
Das Steuergerät 16 ist mit einer Ausgabelinearisierungskorrekturfunktion 76 programmiert, dargestellt durch die folgende Gleichung:
wobei "G" der Spaltabstand, "a" eine Konstante, die experimentell bestimmt wird für ein gegebenes Teigsystem, "Tf" die Dicke des Teigs nach Hindurchtreten durch das letzte Paar an Kalandar-Walzen 26A und 26B und "Ti" die anfängliche Teigdicke gerade vor dem Eintreten in den letzten Kalandar-Walzensatz 26A und 26B ist. Die Berechnung, dargestellt durch Gleichung (2), wird als die Linearisierungskorrektur 76 bezeichnet und funktioniert, um einen linearen Ausgang an das Positionssteuergerät 50 in Antwort auf einen nichtlinearen Eingang von dem Transmitter 56 zu liefern. Liefernd einen linearen Ausgang zu dem Positionssteuergerät 50 auf dem letzten Paar an Kalandar-Walzen 26A und 26B stellt vorteilhafterweise ein stabiles Steuersystem bereit.
Der erste Schritt beim Berechnen des gewünschten Spaltabstands "G" ist, zu bestimmen, welche Endteigdicke Tf gefordert wird, um die tatsächlichen Massenladungswerte und Zielmassenladungswerte aneinander anzugleichen. Das Steuergerät 74 ist programmiert, um die gewünschte Teiglagendicke Tf zu berechnen, die benötigt wird, um den tatsächlichen Massenladungswert und den Zielmassenladungswert aneinander anzugleichen, wie oben beschrieben, von dem Ausgang von dem Sensor 54. Der Tf-Wert wird durch Teilen der Zielmassenladung durch die tatsächlich gemessene Dichte erhalten.
Um das Steuergerät 16 zu initialisieren, kann Ti angenommen werden, als gleichseiend zu dem Spaltabstand G des Satzes an Walzen, die benachbart zu dem letzen Paar an Walzen 26A und 26B angeordnet sind. Bei der oben beschriebenen Vorrichtung ist G3 der Spaltabstand für den dritten Satz an Walzen 24A und 24B. Nach Initialisieren gibt das digitale Steuergert Spaltver"nderungen heraus, um endgültige Dickenveränderungen zu erreichen. Diese herausgegebenen Spaltveränderungen eliminieren die Notwendigkeit, Ti zu messen, wie einem Fachmann bekannt ist.
Die anfängliche Teigdicke Ti und die endgültige Teigdicke Tf werden in Gleichung (2) eingegeben, um einen Spaltabstand G zu erhalten. Die Konstante "a" wird experimentell für ein gegebenes Teigsystem durch Sammeln von Daten bestimmt, die die Beziehung zwischen dem Spaltabstand des letzten Paars an Kalandar-Walzen 26A und 26B, der Teigdicke vor dem Eintreten in das Paar an Kalandar-Walzen 26A und 26B und die Dicke nach dem Heraustreten aus dem letzten Paar an Kalandar-Walzen 26A und 26B zeigen. Der Wert "a" ist daher experimentell für ein gegebenes Teigsystem auch in im Stand der Technik bekannter Weise bestimmt.
Das Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält den Schritt des Einstellens des Spaltabstands zwischen dem letzten Paar an Kalandar-Walzen gleich dem Wert "G", erhalten von der Linearisierungskorrektur 76. Vorzugsweise wird der Ausgang von der Linearisierungskorrekturfunktion 76 in ein Positionssteuergerät 50 eingegeben und mit einem Signalausgang von einem Positionssensor 42 verglichen. Wenn die Position der oberen Kalandar-Walze 26A sich davon unterscheidet, was die Linearisierungskorrektur anzeigt, was die Position sein sollte, instruiert das Positionssteuergerät 50 einen Positionsaktuator 34, um die Kalandar-Walze 26A in eine Position zu bewegen, die den Spaltabstand auf "G" einstellt. Sobald der Spaltabstand eingestellt worden ist, hat der resultierende Teig, austretend aus dem letzten Satz an Kalandar-Walzen 26A und 26B, ein konstantes Gewicht pro Einheitsfläche, und die resultierenden Teigstücke haben daher ein uniformes Gewicht.
Das bevorzugte Verfahren der gegenwärtigen Erfindung enthält einen zusätzlichen Schritt des Berechnens von Spaltabständen für die restlichen Kalandar-Walzen in der Walzenbank 18 mit im Stand der Technik bekannten Mitteln. Eines solcher Mittel ist, die Dicke des Teigs, eintretend in den ersten Satz an Walzen in der Walzenbank 18, zu bestimmen, und die Spalten durch Auftragen der anfänglichen und endgültigen Dicken in einem Graphen, wobei die Dicke auf der "y"-Achse und die Nummer der Kalandar-Walze auf die "x"-Achse aufgetragen ist, einzustellen. Die Kalandar-Walzennummern sind gleichmäßig entlang der Achse in einem Gitter angeordnet. Eine gerade Linie wird durch die anfängliche Dicke, eintretend in die erste Walze, die Null auf der "x"-Achse schneidet, und durch den endgültigen Calandar-Walzenspaltabstand "G" an der vierten Walze gezogen. Die restlichen Walzenspaltabstände werden graphisch bestimmt.
Die Massenladung des Teigs wird kontinuierlich überwacht, und die Spalteinstellungen werden kontinuierlich wiederholt, so daß die Teiglagenmassenladung kontinuierlich auf einem Wert gehalten wird, der dem gewünschten Massenladungswert entspricht. Die konstante Massenladung ermöglicht, daß der Teig in biskuitförmige Stück 72 mit gleichem Gewicht durch einen Schneider 70 geschnitten wird, der vorzugsweise an dem Ende des zweiten Beförderungsmittels angeordnet ist. Die biskuitförmigen Stücke werden dann auf einem Endproduktbeförderungsmittel 14 zu einem anderen Bereich zur zusätzlichen Bearbeitung, wie Verpackung, transportiert.
Obwohl die gegenwärtige Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden Fachmänner erkennen, daß Veränderungen in Form und Detail ohne Abweichung von der Idee und dem Rahmen der Erfindung gemacht werden können.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den folgenden Ansprüchen und/oder in den beiliegenden Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln oder in jeder beliebigen Kombination wesentlich für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein.

Claims

1. Verfahren zum Steuern des Gewichts von Teigstücken (72), herausgeschnitten aus einem Teigstreifen (58), wobei der Teigstreifen durch zumindest ein Paar von Kalandar-Walzen (20A, 20B) hindurchtritt, bevor er durch eine Schneideeinrichtung (70) hindurchläuft, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Bestimmen einer Zielmassenladung eines Teigstreifens (58);

Messen einer tatsächlichen Massenladung eines Bereichs eines Teigstreifens (58), nach dem Hindurchtreten durch das letzte Paar von Kalandar-Walzen (26A, 26B), das am nächsten an der Schneideeinrichtung angeordnet ist;

Vergleichen der Ziel- und tatsächlichen Massenladungsdaten; Berechnen eines Kalandar-Walzen-Spaltabstands für das Paar von Kalandar-Walzen, das am nächsten zu der Schneideeinrichtung angeordnet ist und die rheologischen Eigenschaften des Teigs kompensiert; und

Einstellen des Spaltabstands des besagten Paares von Kalandar- Walzen derart, daß die tatsächlichen Massenladungswerte und die Zielladungswerte aneinander angeglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teig durch eine Vielzahl von Paaren an Kalandar-Walzen (20A und 20B, 22A und 22B, 24A und 24B, 26A und 26B) hindurchtritt, und ferner der Schritt des Berechnens von Spaltabständen für die restlichen Paare an Kalandar-Walzen umfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den Schritt des Einstellens des Spaltabstands zwischen den Walzen jedes der restlichen Paare an Kalandar-Walzen.

4. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bestimmens einer Zielmassenladung eines Bereichs des Teigstreifens Auswählen von Zielwerten für einen Teigstückeinheitsbereich, eine Anzahl von Teigstücken pro Behälter, ein Gewicht eines leeren Behälters und ein Gewicht eines gefüllten Behälters umfaßt.

5. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß die tatsächliche Massenladung mittels einer Fühleinrichtung (52, 54) gemessen wird, die eine Signalausgabe erzeugt, und ferner der Schritt des Filterns der Signalausgabe von dem Sensor, verwendet, um die tatsächliche Massenladung zu fühlen, vor dem Vergleich der Ziel- und tatsächlichen Massenladungsdaten, umfaßt wird.

6. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Fühlens einer tatsächlichen Massenladung eines Bereichs des Teigstreifens mittels eines Gammasensors (54) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Fühlens einer Massenladung im wesentlichen kontinuierlich ist.

8. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein programmierbares Steuergerät (16) für folgende Zwecke bereitgestellt ist:

Annehmen von Massenladungseingabewerten, Berechnen eines Massenladungssollwerts aus den Massenladungseingabewerten,

Empfangen eines Ausgabesignals von einer Einrichtung (52, 54, 56) zum Messen der Massenladung;

Filtern des Ausgabesignals;

Vergleichen des Sollwerts mit dem gefilterten tatsächlichen Massenladungsausgabewert;

Berechnen einer Teigdicke, die den Massenladungssollwert und den tatsächlichen Massenladungsausgabewert aneinander angleicht; und

Berechnen eines Spaltabstands zwischen einem letzten Satz von Kalandar-Walzen (26A, 26B) vor dem Schneider derart, daß ein lineares Signal zu zumindest einem Positionssteuergerät auf dem Paar von Kalandar-Walzen, das am nächsten zur Schneideeinrichtung angeordnet ist, sendet.

9. Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Berechnens eines Spaltabstands zwischen dem Satz an Walzen (26A, 26B), der am nächsten an der Schneideeinrichtung angeordnet ist, die folgende mathematische Beziehung verwendet:

wobei G = Spaltdicke; a = experimentell bestimmte Konstante; Tf = Endteigdicke, die die Massenladung angleicht; und Ti = Teigdicke vor dem Hindurchtreten durch den Satz an Walzen, der am nächsten an der Schneideeinrichtung angeordnet ist.