一種火候控制方法

2023-05-28 03:53:11

專利名稱：一種火候控制方法
技術領域：
本發明涉及一種火候控制方法，更具體地講，本發明涉及一種根據溫度變化速率 進行烹調火候控制的方法和相應的烹調方法。
背景技術：
烹調火候包括「火」和「候」兩個基本要素。「火」是指火力的大小，而「候」是加熱 時間。通常火力是指烹調加熱源的發熱強度。準確地控制熱源的發熱強度是烹調火候控制 的重要內容，但是熱源所發出的熱量並不能全部成為對被烹調物有效加熱的熱量。例如，熱 源發出的熱量有相當部分在傳輸過程中被損耗或輻射到了對烹調加熱無效/低效的空間； 當烹調容器與熱源之間的相對位置關係如距離、容器受熱面積、受熱角度等不同時，用同樣 發熱強度的熱源加熱所獲得的加熱效果會不相同。再例如，環境溫度不同時，同樣熱源的烹 調加熱效果也是有很大差別的。又例如，烹調設備在加熱過程中會經歷一個從冷到熱的過 程，在這個過程中的不同時段，烹調加熱效果是在變化的等等。實際上，烹調過程中菜餚被 加熱時所獲得的有效熱量才是真正決定烹調效果的本質因素。熱源的發熱強度、發熱量傳 輸中的損耗、環境溫度等因素及其變化都會對加熱造成影響，而這些影響最終都會綜合地 表現為有效加熱量及其變化。物體被加熱時的有效加熱量可以用加熱效率，即被加熱物體在單位時間裡所獲得 的熱量來標誌。因此，烹調，尤其是以標準化的方式進行的烹調，被烹調物在烹調過程中被 加熱的加熱效率和加熱時間是烹調火候的最本質變量。如果加熱效率有誤差，或發生變化， 當誤差或變化值達到足以影響烹調出品品質的程度時，與其相關的工藝參數就必須進行相 應的修正或調節，否則會因為火候不正確而嚴重影響菜餚出品的品質和一致性。但是要正 確地對這些工藝參數進行修正或調節，其前提是必須能夠準確及時測定和掌握加熱效率的 狀況及其變化。現有技術中，為控制烹調過程，通常是測量烹調過程的某一時點的溫度。例如，中 國專利93218539. 8中提出以傳感器測量炒鍋鍋底的溫度，而中國專利00202013. 0則提出 在鍋蓋上測溫。這些方式所測得的溫度只能反應烹調過程中的一種狀態，即是否達到了某 一溫度，而無法實時地掌握加熱效率的狀況和其變化情況。對於烹調，尤其是中式烹調，特別是涉及炒的烹調過程，影響口味的火力因素不僅 僅是能否達到某一溫度，更重要的是多長時間內達到了該溫度。但在自動烹調的現有技術 中並沒有認識到這一點的重要性，更談不上如何利用物理參量來表達這一點以及在自動控 制中利用這一相應的物理參量。因此，有必要提供一種能夠實時控制烹調加熱效率或加熱效果的烹調方法。

發明內容
本發明的目的是提供一種控制烹調火候的方法以及相應的烹調方法。本發明的發明人在多年來悉心從事烹調自動化研究和實驗的基礎上，意想不到地發現，相對於現有任何其它物理參量，烹調過程中的溫度變化速率能夠實時地反映烹調過 程的加熱效率和加熱效果，用於烹調的自動化控制中，在烹調口味的控制上取得了令人意 想不到的效果。本發明的另一目的是提供一種能夠準確控制烹調火候的烹調方法，該烹調方法在 烹調時根據導熱介質被烹調熱源加熱時的溫度變化速率對烹調火候進行控制，尤其適用於 實現高質量、標準化的自動/半自動烹調過程控制。因此，一方面，本發明提供了一種用於自動/半自動烹調設備中的、控制烹調火候 的方法，該烹調設備包括烹調容器、控制系統和加熱裝置，該方法包括如下步驟(1)測量烹調容器、烹調容器中的烹調物料/導熱介質，和/或存在於加熱裝置附 近的導熱介質被加熱裝置加熱的溫度變化速率；(2)將所測得的溫度變化速率反饋給控制系統；(3)控制系統根據所測得的溫度變化速率，對加熱裝置的加熱狀態和/或烹調過 程進行調節。同樣的導熱介質，如果在同樣的初始條件下獲得同樣多的熱量時，其溫度變化速 率情況是基本相同的。反之，如果兩次測量同樣的導熱介質在同樣初始條件下的加熱過程 中的溫度變化速率，而所得結果有超出測量誤差範圍之外的差異時，說明其兩次獲得的熱 量是不相同的。獲得熱量的不同有可能是熱源的發熱功率發生了變化，可能是其它原因造 成了熱量的損失，例如環境溫度有較大的下降，熱量在傳輸過程中被吸收等，也可能是從其 它發熱源獲得了熱量，例如鍋邊物體在之前的加熱過程中積累的熱量等。因此，通過測量導 熱介質在加熱過程中的溫度變化速率，可以反映出其在單位時間內所獲得的熱量，即加熱 效率是否有變化以及變化了多少。本發明通過測量溫度變化速率，可以及時、準確地得到加熱效率和烹調物料受熱 效果變化的信息，從而為及時準確地控制烹調火候奠定了基礎。此處的溫度變化速率是指 單位時間內溫度的變化值，某一特定時間段之起始點和終止點的溫度差，或物體在被加熱 過程中，從某一特定溫度到另一特定溫度所耗費的時間。在上述控制烹調火候的方法中，導熱介質可以是投放到烹調容器中的油、水或湯， 特別是指油，因為相對於水或湯，油更常用且其溫度變化範圍更大，其溫度變化速率對烹調 之火力口味的影響也更大。實際上，在上述控制烹調火候的方法中，步驟(1)中烹調容器的溫度變化速率和 烹調物料的溫度變化速率，對烹調之火力口味的影響也很大。所以，根據具體的烹調菜餚， 可以同時測量烹調容器的溫度變化速率、烹調物料的溫度變化速率以及導熱介質的溫度變 化速率，也可以只測量其中的一種或兩種，或者在不同的時段測量不同的對象。另外，還可 以組合測量烹調容器、烹調物料和/或導熱介質的溫度。在上述控制烹調火候的方法中，步驟(1)中的測量可以貫穿整個烹調加熱過程， 也可以只在加熱過程中的某一段時間進行測量，例如在溫度變化較大的時間段。在實現步驟(1)中的測量時，如果所測定的對象是導熱介質烹調油，那麼通常測 量烹調油下鍋後到烹調物料下鍋之前這段時間中某一時段的溫度變化速率；如果所測定的 對象是導熱介質水或湯，可以選擇水/湯下鍋後到其沸騰之前這段時間中某一時段；如果 所測定的對象是烹調容器中的烹調物料，則可以採用非接觸式溫度傳感器如紅外測溫儀對烹調物料的溫度變化速率進行測量，通常選擇物料下鍋後到其達到某個熱平衡點的某個或 某幾個時段；如果所測定的對象是烹調容器，通常以溫度傳感器測量烹調容器內的某個/ 某些位置的溫度變化速率。本發明的火候控制方法，所述的存在於加熱裝置附近的導熱物體可以是烹調設備 的一部分，例如烹調設備中的擋火圈，也可以是專門設置於加熱裝置附近的可供傳感器測 量溫度變化的導熱物體。實用中通常在導熱介質溫度較低時開始測量，或者選擇升溫速度 相對較慢或體積/熱容量較大的導熱介質，以方便測量。例如可以將有一定長度的導熱物 體的一端置於加熱裝置附近加熱，而測量另一端的溫度變化情況。還可以設置冷卻/散熱 裝置，在導熱介質溫度升高時先使其降溫，然後再測量固定時間段的溫差，或者將其溫度降 至預定值後開始測量。在上述控制烹調火候的方法中，還可以進一步包括運行烹調程序和/或調入溫度 變化速率預定值以及調節數據的步驟。當然，溫度變化速率預定值和調節數據等也可以在 開始控制烹調之前就已存在於控制系統中。本發明中，一種進行調節的方式是將所測得的溫度變化速率與一預定值或一組預 定值進行比對，判斷兩者是否相符或者差值是否在允許範圍之內，從而作出是否調節和如 何調節的判斷。另一種進行調節的方式是將測得的溫度變化速率輸入烹調程序中，根據烹調程序 的運行結果而作出是否調節和如何調節的判斷。控制系統根據測得的溫度變化速率數據在調節資料庫中查找，或者通過運行烹調 程序，例如將測得的溫度變化速率輸入烹調程序中，獲得上述調節的調節參數。一種實現本發明的火候控制方法具體操作方式可以為在烹調之前為確定標準化 的烹調過程而進行的實驗中，使用某種溫度測量裝置在某種測量條件下測量某種導熱介質 被烹調熱源加熱過程中某一段時間開始時的溫度和結束時的溫度，或者測量該導熱介質被 烹調熱源從第一溫度加熱到第二溫度所耗費的時間，所得到的溫度差數據或時間數據為預 定溫度差數據或預定時間數據。烹調時以同樣或有同樣效果的溫度測量裝置在相同或相近 的測量條件下測量同種導熱介質被烹調熱源加熱過程中同一段時間開始時的溫度和結束 時的溫度，或者測量該導熱介質被烹調熱源從同樣的第一溫度加熱到同樣的第二溫度所耗 費的時間，將所得到的溫度差數據/時間數據與所述的預定溫度差數據/預定時間數據比 對，如果所測得的數據與預定數據相等或在允許範圍之內，說明烹調時的加熱效率和之前 測量時相比沒有變化或者其變化在允許範圍內，無需對之前實驗時確定的烹調過程進行調 整，否則說明烹調時的加熱效率和之前測量時相比發生了變化，而該變化超出了允許範圍， 則需對烹調過程中的相應參數進行調整。當然上述的比對也可以是通過運行烹調程序或由 烹調設備中的控制裝置對測得的數據進行處理，根據處理的結果判斷是否需要對烹調過程 進行調整。上述的調節可以包括在測量溫度變化速率之前，記錄加熱裝置的第一加熱狀態； 然後，控制系統根據所測得的溫度變化速率，確定是維持加熱裝置的第一加熱狀態還是將 加熱裝置調節到第二加熱狀態。這一調節過程可以是反覆不停地進行，直到烹調結束。如果自動/半自動烹調設備中的加熱裝置是一燃氣加熱裝置，那麼上述的加熱狀 態可以是指該燃氣加熱裝置燃氣閥的開關狀態或其處於不同開度的狀態。此處開度是指閥門的開啟程度。不同的開度，對應著燃氣加熱裝置的不同加熱狀態。其中，閥門的開度可以 通過傳感器予以測定。如果自動/半自動烹調設備中的加熱裝置是一電磁加熱裝置，那麼上述的加熱狀 態可以是指該電磁加熱裝置處於不同電流/電壓/頻率的狀態。不同的電流/電壓/頻率， 對應著其不同的加熱狀態。其中，電流/電壓/頻率值也可以通過傳感器予以測定。當然，根據所測得的溫度變化速率，加熱裝置的加熱狀態也可以通過其它的方式 進行調節，例如，通過控制加熱裝置傳遞到烹調容器的熱量的大小來調節加熱狀態，如採用 擋火圈來控制到達烹調容器的熱量；或者通過改變烹調容器與加熱裝置之間的相對位置， 來調節加熱狀態。另外，本申請中，對加熱狀態的調節還可以是其它的調節方式，例如停止加熱、重 新加熱、斷續加熱等。本發明的火候控制方法，對烹調過程的調節是指對加熱時間的調節。例如當檢測 到溫度變化速率有偏差而所述加熱裝置的調節已達極限時，可以將整個烹調加熱時間或某 一/某些加熱段的時間延長或縮短。當然，不調節加熱裝置而直接調節加熱時間也是可以 採用的方法。本發明的火候控制方法，對烹調過程的調節還可以包括其它類型的調節，例如加 大/減小各種烹調操作的速度/頻率/強度、對烹調過程或各種烹調子過程中的各種操作 和操作流程/順序/時間/方式的調整、去掉某些烹調子過程、加入新的烹調子過程、提前 /推遲結束烹調以及盛出等。在實際烹調過程中，本發明的火候控制方法通常只需一個測量-反饋-控制/調 整過程，即只需測量一次溫度變化速率數據，然後根據測量數據調節相關因素或者控制整 個烹調過程；但也可能需要兩個或多個測量-反饋-控制/調節過程，例如調節後有時需 要再檢測以確認調節是否達到預定效果，如果沒達到則需再進行調節。又例如烹調過程中 的不同子過程所需的加熱效率不同，有可能需要分別測量和調節。因而，在實際烹調過程 中，上述方法的步驟(1)-03)有可能要重複兩次或兩次以上。另外，本發明火候控制方法的 測量-反饋-控制/調節過程完全可以在烹調沒開始或者剛開始時就進行，使得在烹調過 程還沒開始或剛開始不久，火力因素就已調整正確。例如烹調開始前先向烹調容器中注入 一定量的水或油，加熱並進行測量、調整，排空後才正式開始烹調，或者烹調開始前對存在/ 設置於熱源附近的傳熱介質進行測量並做出調整。又例如烹調剛開始時先對烹調容器、烹 調油或水等進行測量，並作出調整。值得注意的是，有些對烹調加熱效果有影響的因素在加熱過程中會發生變化，例 如環境溫度，在加熱剛開始時對加熱效果的影響較大，過一段時間後，其影響則會趨於弱化 甚至消失。此種情況下，正確地選擇測量溫度變化速率的時間段很重要。例如在加熱剛開 始時和烹調容器附近區域已經達到某溫度後分別測量溫度變化速率和進行調節。當然，除根據上述測得的溫度變化速率數據對烹調過程進行調節外，還可以根據 一些其它參量如環境溫度、物料初始溫度、熱源發熱強度等進行調節，這兩類調節不但不是 矛盾的，而且是可以互相補充的。另一方面，本發明還提供了一種智能化的烹調方法，其中，該烹調方法採用如上述 的控制烹調火候的方法。
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在本發明的烹調方法中，烹調過程的調節通常是在控制裝置的控制下自動/半自 動進行。本發明的烹調方法還可以包括自動投料的步驟，例如利用物料投放裝置自動地打 開/翻轉裝有烹調物料的物料包裝，並將烹調物料投放到自動或半自動烹調設備的鍋具和 /或容器中。上述烹調方法中，物料包裝的打開可以是通過破壞例如切割物料包裝完成的，或 者是通過物料包裝的封裝體和包裝體的相對運動而完成的；而且，在自動投料之前，還可以 包括提供和/或輸入與物料包裝中的烹調物料或烹調過程本身相關的數據、並通過該數據 調入相應烹調程序的步驟。例如，這種數據的提供和/或輸入，可以是通過讀取物料包裝上 的信息而完成的，或是通過操作者輸入而完成的。本發明的烹調方法還可以包括通過翻動工具和/或烹調容器運動對烹調物料進 行翻動的步驟，例如翻鍋/晃鍋的步驟，這種翻鍋/晃鍋是通過如下方式完成的使自動或 半自動烹調設備的鍋具作直線、曲線和/或轉圈(包括規則或不規則的圓圈、橢圓等)的平 /曲面運動，並使該鍋具在運動到適當的位置或時機時產生加速度，從而使該鍋具內的全部 或部分物料發生翻動/晃動。本發明的火候控制方法和烹調方法還可以包括烹調提示的步驟，烹調提示裝置以 文字、語音、圖像、圖形、聲、光、電、色彩、機械，或其它形式提示烹調設備操作者通過人手或 人手控制某些裝置完成部分烹調操作。烹調提示裝置通常在烹調系統中控制裝置的控制下 或根據控制裝置的指令/所提供的信息進行運作。烹調提示裝置可以是獨立的也可以是與 控制裝置整合在一起的。本發明的火候控制方法和烹調方法也用於由兩個或兩個以上烹調設備或烹調相 關設備組成的烹調設備系統。與現有技術相比較，本發明前所未有地提出了加熱效率是決定烹調火候的本質變 量，而溫度變化速率能及時反映出加熱效率和受熱效果的情況，因而可以根據溫度變化速 率的數據對烹調火候進行有效的控制。使用本發明的方法可以較現有技術更及時和更準確 地知道加熱效率狀況和控制烹調火候。本發明的火候控制方法和烹調方法對保證烹調質量 尤其是標準化烹調的質量提供了直接的量化支持。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的說明。各個附圖中，相同的附 圖標記具有相同的含義。


圖1是按照本發明的、一種根據烹調油特定時間段的溫度變化速率而進行火候控 制的方法流程圖。圖2是按照本發明的、一種根據烹調容器中水的溫度變化速率而進行火候控制的 方法流程圖。圖3是按照本發明的、一種通過測量設置在熱源附近的傳熱介質在特定時間段的 溫度差或實現特定溫度差所耗時間的方法示意圖。圖4是實現本發明火候控制方法和烹調方法可採用的一種自動烹調設備的示意 圖。
具體實施例方式圖1是按照本發明的、一種根據烹調油特定時間段的溫度變化速率而進行火候控 制的方法流程圖。本實施例中所述的「得到當前油量數據」可以是通過測量得到，也可以是 通過讀取烹調程序/資料庫中的數據得到，或者其它方式。圖2是按照本發明的、一種根據烹調容器中水的溫度變化速率而進行火候控制的 方法流程圖。本實施例中所述的「得到當前水量數據」可以是通過測量得到，也可以是通過 讀取烹調程序/資料庫中的數據得到，或者其它方式圖3是本發明方法一種通過測量設置在熱源附近的傳熱介質在特定時間段的溫 度差或實現特定溫度差所耗時間實施例的示意圖。將熱電偶4的熱端放置於導熱介質2的另一端，測量該位置因為熱傳導造成的溫 度變化。可以在導熱介質2上安裝散熱裝置3避免造成熱平衡。當導熱介質2溫度升高時 可先進行散熱操作，然後延遲一個時刻再進行固定時間段的溫度差測量或特定溫度差的計 時。測量出導熱介質2特定時間段的溫度差Δ tw = twl_tw2，或者測量出導熱介質2從 某一特定溫度到另一特定溫度所耗的時間，測量數據5傳送給控制裝置6，控制裝置進行如 上述的比對、處理、控制、調整等後續操作。圖4是實現本發明火候控制方法和烹調方法的一種自動烹調機實施例的示意圖。 圖中8是鍋具；7是烹調物料翻動裝置；10是晃鍋裝置，其驅動鍋具8作平面轉圈變速運動； 11是加熱源，其包含有燃氣流量調節裝置(圖中未畫出)，用作火候控制/調節，另外，該加 熱源11可在電機15的驅動下作上下運動，以控制和調節與鍋具8的距離，這也是本發明火 候控制/調節的一種方式；12是中間出鍋物料承載容器，由電機14驅動上下運動，並可翻 轉將物料回鍋；13是鍋具平動框架，在電機驅動下可帶動鍋具平動，此種運動可以調節鍋 具8與熱源11的接觸面積，甚至可以使鍋具8運動到熱源11的加熱範圍之外，這也給本發 明的火候控制/調節提供了另一種可用的手段；16是鍋具翻轉機構；17是投料裝置，其可 以將料盒18中的物料分次投放到鍋具8中；19是環境溫度測量裝置；9是紅外線溫度測量 裝置，其可以用於測量鍋內傳熱介質、物料和鍋具本身的溫度和溫度變化數據；9和19的測 量數據反饋給控制裝置，控制裝置根據這些反饋數據控制/調整烹調過程。
權利要求
1. 一種用於自動/半自動烹調設備中的、控制烹調火候的方法，該烹調設備包括烹調 容器、控制系統和加熱裝置，所述的方法包括如下步驟(1)測量烹調容器、烹調容器中的烹調物料/導熱介質，和/或存在於加熱裝置附近的 導熱介質被加熱裝置加熱的溫度變化速率；(2)將所測得的溫度變化速率反饋給控制系統；(3)控制系統根據所測得的溫度變化速率，對加熱裝置的加熱狀態和/或烹調過程進 行調節。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的導熱介質是投放到所述烹調容器中 的油、水或湯。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的控制系統根據所測得的溫度變化速 率與一預定值或一組預定值進行比對的的結果，或者所測得的溫度變化速率在烹調程序中 的運行結果確定是否作出調節和如何調節。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述的控制系統根據測得的溫度變化速率 數據在調節資料庫中查找，或者通過運行烹調程序獲得上述調節的調節參數。
5.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，對加熱狀態進行控制或調整，是對烹調熱源 的發熱強度、從熱源傳遞到烹調容器的熱量之大小、和/或烹調容器與烹調熱源之間的相 對位置關係進行控制或調節。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述的加熱裝置是一燃氣加熱裝置，所述的 加熱狀態是該燃氣加熱裝置燃氣閥的開關狀態或其處於不同開度的狀態。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述的加熱裝置是一電磁加熱裝置，所述的 加熱狀態是該電磁加熱裝置處於不同電流/電壓/頻率的狀態。
8.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述的對烹調過程進行控制或調整，是對烹 調加熱時間進行調節。
9.一種智能化的烹調方法，其特徵在於，該方法採用如權利要求1-8之一所述的方法 控制烹調火候。
10.如權利要求9所述的烹調方法，其特徵在於，所述的方法還包括對烹調過程進行提 示的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種用於控制烹調火候的全新的控制方法，該方法通過測量溫度變化速率而實現對烹調火候的控制。本發明還公開了一種採用這種控制方法的烹調方法。與現有技術相比較，本發明根據溫度變化速率對加熱裝置進行調節，可以更直接、更及時和更準確地控制烹調火候。
文檔編號G05B19/04GK102147594SQ201010110969
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者劉信羽 申請人:劉信羽