CN102753893B - 一种火候控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制烹调火候的全新的控制方法，该方法通过测量温度变化速率而实现对烹调火候的控制。本发明还公开了一种采用这种控制方法的烹调方法。与现有技术相比较，本发明根据温度变化速率对加热装置进行调节，可以更直接、更及时和更准确地控制烹调火候。

Description

一种火候控制方法

技术领域

本发明涉及一种火候控制方法，更具体地讲，本发明涉及一种根据温度变化速率进行烹调火候控制的方法和相应的烹调方法。

背景技术

烹调火候包括“火”和“候”两个基本要素。“火”是指火力的大小，而“候”是加热时间。通常火力是指烹调加热源的发热强度。准确地控制热源的发热强度是烹调火候控制的重要内容，但是热源所发出的热量并不能全部成为对被烹调物有效加热的热量。例如，热源发出的热量有相当部分在传输过程中被损耗或辐射到了对烹调加热无效/低效的空间；当烹调容器与热源之间的相对位置关系如距离、容器受热面积、受热角度等不同时，用同样发热强度的热源加热所获得的加热效果会不相同。再例如，环境温度不同时，同样热源的烹调加热效果也是有很大差别的。又例如，烹调设备在加热过程中会经历一个从冷到热的过程，在这个过程中的不同时段，烹调加热效果是在变化的等等。实际上，烹调过程中菜肴被加热时所获得的有效热量才是真正决定烹调效果的本质因素。热源的发热强度、发热量传输中的损耗、环境温度、设备温度等因素及其变化都会对加热造成影响，而这些影响最终都会综合地表现为菜肴被加热时所获得的有效热量，即有效加热量及其变化。

物体被加热时的有效加热量可以用加热效率，即被加热物体在单位时间里所获得的热量来标志。因此，烹调，尤其是以标准化的方式进行的烹调，被烹调物在烹调过程中被加热的加热效率和加热时间是烹调火候的最本质变量。如果加热效率有误差，或发生变化，当误差或变化值达到足以影响烹调出品品质的程度时，与其相关的工艺参数就必须进行相应的修正或调节，否则会因为火候不正确而严重影响菜肴出品的品质和一致性。但是要正确地对这些工艺参数进行修正或调节，其前提是必须能够准确及时测定和掌握加热效率的状况及其变化。

现有技术中，为控制烹调过程，通常是测量烹调过程的某一时点的温度。例如，中国专利93218539.8中提出以传感器测量炒锅锅底的温度，而中国专利00202013.0则提出在锅盖上测温。这些测量方式只能反应烹调过程中某一时点的一种状态，即是否达到了某一温度，而无法反映出加热效率和其变化情况。

对于烹调，尤其是中式烹调，特别是涉及炒的烹调过程，影响口味的火力因素不仅仅是能否达到某一温度，更重要的是多长时间内达到了该温度。但在自动烹调的现有技术中并没有认识到这一点的重要性，更谈不上如何利用物理参量来表达这一点以及在自动控制中利用这一相应的物理参量。

因此，有必要提供一种能够根据烹调加热效率控制烹调火候的烹调方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种根据烹调加热效率控制烹调火候的方法。

本发明的发明人在多年来悉心从事烹调自动化研究和实验的基础上，意想不到地发现，相对于较难测量的热量，烹调过程中的温度变化速率—单位时间内温度的变化值，能够反映烹调过程的加热效率和加热效果，用于烹调的自动化控制中，在烹调火候的控制上取得了令人意想不到的效果。

本发明的另一目的是提供一种能够准确控制烹调火候的烹调方法，该烹调方法在烹调时根据导热介质被烹调热源加热时的温度变化速率对烹调火候进行控制，尤其适用于实现高质量、标准化的自动/半自动烹调过程控制。

因此，一方面，本发明提供了一种用于自动/半自动烹调设备中的、控制烹调火候的方法，该烹调设备包括烹调容器、控制系统和加热装置，该方法包括如下步骤：

（1）测量烹调容器、烹调容器中的被烹调物，和/或存在于加热装置附近的导热介质被加热装置加热的温度变化速率参数；

（2）将所测得的温度变化速率参数反馈给控制系统；

（3）控制系统根据所测得的温度变化速率参数，对加热装置的加热状态和/或烹调过程进行调节。

所述的温度变化速率参数是与温度变化速率相关的可检测物理参数，或者是能够推算出温度变化速率的可检测物理参数。

同样的导热介质，如果在同样的初始条件下获得同样多的热量时，其温度变化速率情况是基本相同的。反之，如果两次测量同样的导热介质在同样初始条件下的加热过程中的温度变化速率参数，而所得结果有超出测量误差范围之外的差异时，说明其两次获得的热量是不相同的。获得热量的不同有可能是热源的发热功率发生了变化，可能是其它原因造成了热量的损失，例如环境温度有较大的下降，热量在传输过程中被吸收等，也可能是从其它发热源获得了热量，例如锅具和锅边物体在之前的加热过程中积累的热量等。因此，通过测量导热介质在加热过程中的温度变化速率，可以反映出其在单位时间内所获得的热量，即加热效率是否有变化以及变化了多少。

本发明的方法通过测量温度变化速率参数，可以及时、准确地得到加热效率和烹调物料受热效果变化的信息，从而为及时准确地控制烹调火候奠定了基础。实用中通常选取被加热物体在某一特定时间段之起始点和终止点的温度差、或物体在被加热过程中从某一特定温度到另一特定温度所耗费的时间等作为温度变化速率参数。

在上述控制烹调火候的方法中，所述的烹调容器中的被烹调物包括导热介质，该导热介质可以是投放到烹调容器中的油、水或汤，尤其是油，因为相对于水或汤，油更常用且其温度变化范围更大，其温度变化速率对控制烹调火候的意义也更大。

实际上，在上述控制烹调火候的方法中，步骤（1）中烹调容器的温度变化速率对控制烹调火候的意义也很大。所以，根据具体的烹调菜肴，可以同时测量烹调容器的温度变化速率参数和被烹调物主要是导热介质的温度变化速率参数，也可以只测量其中的一种，或者在不同的时段测量不同的对象。

在上述控制烹调火候的方法中，步骤（1）中的测量可以在整个烹调加热过程中多次进行，也可以只在加热过程中的某一段时间进行测量，例如在温度变化较大的时间段。

在实现步骤（1）中的测量时，如果所测定的对象是导热介质烹调油，那么通常测量烹调油下锅后到烹调物料下锅之前这段时间中某一/某些时段的温度变化速率参数；如果所测定的对象是导热介质水或汤，可以选择水/汤下锅后到其沸腾之前这段时间中某一/某些时段进行测量；如果所测定的对象是烹调容器，通常以温度传感器测量烹调容器内的某个/某些位置的温度变化速率参数。

本发明的火候控制方法，所述的存在于加热装置附近的导热物体可以是烹调设备的一部分，例如烹调设备中的挡火圈，也可以是专门设置于加热装置附近的可供传感器测量温度变化的导热物体。实用中通常在导热介质温度较低时开始测量，或者选择升温速度相对较慢或体积/热容量较大的导热介质，以方便测量。例如可以将有一定长度的导热物体的一端置于加热装置附近加热，而测量另一端的温度变化情况。如果需要的话还可以设置冷却/散热装置，在导热介质温度升高时先使其降温，然后再测量固定时间段的温差，或者将其温度降至预定值后开始测量。

在上述控制烹调火候的方法中，还可以进一步包括运行烹调程序和/或调入温度变化速率参数预定值以及调节数据的步骤。当然，温度变化速率参数预定值和调节数据等也可以在开始控制烹调之前就已存在于控制系统中。

本发明的一种实施方式是将所测得的温度变化速率参数与一预定值或一组预定值进行比对，判断两者是否相符或者差值是否在允许范围之内，从而作出是否调节和如何调节的判断。

本发明的另一种实施方式是将测得的温度变化速率参数输入控制系统的程序中，根据程序的运行结果而作出是否调节和如何调节的判断。

作为本发明的实施方式，控制系统可以根据测得的温度变化速率参数在调节数据库中查找调节数据，或者通过运行控制系统的程序，例如将测得的温度变化速率输入程序中，获得进行调节的调节参数。

一种实现本发明的火候控制方法的具体实施方式可以为：在烹调之前为确定标准化的烹调过程而进行的实验中，使用某种温度测量装置在某种测量条件下测量某种导热介质被烹调热源加热过程中某一段时间开始时的温度和结束时的温度，或者测量该导热介质被烹调热源从第一温度加热到第二温度所耗费的时间，所得到的温度差数据或时间数据为预定温度差数据或预定时间数据。烹调时以同样或有同样效果的温度测量装置在相同或相近的测量条件下测量同种导热介质被烹调热源加热过程中同一段时间开始时的温度和结束时的温度，或者测量该导热介质被烹调热源从同样的第一温度加热到同样的第二温度所耗费的时间，将所得到的温度差数据/时间数据与所述的预定温度差数据/预定时间数据比对，如果所测得的数据与预定数据相等或在允许范围之内，说明烹调时的加热效率和之前测量时相比没有变化或者其变化在允许范围内，无需对之前实验时确定的烹调过程进行调整，否则说明烹调时的加热效率和之前测量时相比发生了变化，而该变化超出了允许范围，则需对烹调过程中的相应参数进行调整。当然上述的比对也可以是通过运行烹调程序或由烹调设备中的控制装置对测得的数据进行处理，根据处理的结果判断是否需要对烹调过程进行调整。

本发明的火候控制方法还包括对初始条件的测量，例如油下锅之前的温度，所述的温度变化速率参数预定值以及调节数据可以因该初始条件而异。

上述步骤（3）中的对加热状态进行的控制或调节可以包括：在测量温度变化速率参数之前，记录加热装置的第一加热状态；然后，控制系统根据所测得的温度变化速率参数，确定是维持加热装置的第一加热状态还是将加热装置调节到第二加热状态。这一调节过程可以是反复不停地进行，直到烹调结束。

上述的对加热状态进行的控制或调节，可以是对烹调热源的发热强度、从热源传递到烹调容器的热量之大小、和/或烹调容器与烹调热源之间的相对位置关系等进行控制或调节。

如果自动/半自动烹调设备中的加热装置是一燃气加热装置，那么上述的加热状态可以是指该燃气加热装置燃气阀的开关状态或其处于不同开度的状态。此处开度是指阀门的开启程度。不同的开度，对应着燃气加热装置的不同加热状态。其中，阀门的开度可以通过传感器予以测定。所述的对加热状态进行的控制或调节可以是对燃气加热装置燃气阀的开关状态或其开度的控制或调节。

如果自动/半自动烹调设备中的加热装置是一电/电磁加热装置，那么上述的加热状态可以是指该电/电磁加热装置处于不同加热功率的状态。所述的对加热状态进行的控制或调节可以是对电/电磁加热装置加热功率的控制或调节。

当然，根据所测得的温度变化速率，加热装置的加热状态也可以通过其它的方式进行调节，例如，通过控制加热装置传递到烹调容器的热量的大小来调节加热状态，如采用挡火圈来控制到达烹调容器的热量；或者通过改变烹调容器与加热装置之间的相对位置，例如将锅具移近/移远热源等来调节加热状态。

另外，本申请中，对加热状态的调节还可以是其它的调节方式，例如停止加热、重新加热、断续加热等。

本发明的火候控制方法，步骤（3）中对烹调过程的调节是指对加热时间的调节。例如当检测到温度变化速率参数有偏差而所述加热装置的调节已达极限时，可以将整个烹调加热时间或某一/某些加热段的时间延长或缩短。当然，不调节加热装置而直接调节加热时间也是可以采用的方法。

本发明的火候控制方法，步骤（3）中对烹调过程的调节还可以包括其它类型的调节，例如加大/减小各种烹调操作的速度/频率、对烹调过程或烹调子过程中的操作和操作流程/顺序/时间的调整、去掉或加入烹调子过程、提前/推迟结束烹调以及盛出等。

在实际烹调过程中，本发明的火候控制方法通常只需一个测量-反馈-控制/调整过程，即只需测量一次温度变化速率数据，然后根据测量数据调节相关因素或者控制整个烹调过程；但也可能需要两个或多个测量-反馈-控制/调节过程，例如调节后有时需要再检测以确认调节是否达到预定效果，如果没达到则需再进行调节。又例如烹调过程中的不同子过程所需的加热效率不同，有可能需要分别测量和调节。因而，在实际烹调过程中，上述方法的步骤有可能要重复两次或两次以上。另外，本发明火候控制方法的测量-反馈-控制/调节过程完全可以在烹调没开始或者刚开始时就进行，使得在烹调过程还没开始或刚开始不久，火力因素就已调整正确。例如烹调开始前先向烹调容器中注入一定量的水或油，加热并进行测量、调整，排空后才正式开始烹调，或者烹调开始前对存在/设置于热源附近的传热介质进行测量并做出调整。又例如烹调刚开始时先对烹调容器、烹调油或水等进行测量，并作出调整。

当然，除根据上述测得的温度变化速率参数对烹调过程进行调节外，还可以根据一些其它参量如环境温度、物料初始温度、热源发热强度等进行调节，这两类调节不但不是矛盾的，而且是可以互相补充的。

另一方面，本发明还提供了一种智能化的烹调方法，其中，该烹调方法采用如上述的控制烹调火候的方法。

在本发明的烹调方法中，烹调过程的调节通常是在控制装置的控制下自动/半自动进行。

本发明的烹调方法还可以包括自动投料的步骤，例如利用物料投放装置自动地打开/翻转装有烹调物料的物料包装，并将烹调物料投放到自动或半自动烹调设备的锅具和/或容器中。

上述烹调方法中，物料包装的打开可以是通过破坏例如切割物料包装完成的，或者是通过物料包装的封装体和包装体的相对运动而完成的；而且，在自动投料之前，还可以包括提供和/或输入与物料包装中的烹调物料或烹调过程本身相关的数据、并通过该数据调入相应烹调程序的步骤。例如，这种数据的提供和/或输入，可以是通过读取物料包装上的信息而完成的，或是通过操作者输入而完成的。

本发明的烹调方法还可以包括通过翻动工具和/或烹调容器运动对烹调物料进行翻动的步骤，例如翻锅/晃锅的步骤，这种翻锅/晃锅是通过如下方式完成的：使自动或半自动烹调设备的锅具作直线、曲线和/或转圈（包括规则或不规则的圆圈、椭圆等）的平/曲面运动，并使该锅具在运动到适当的位置或时机时产生加速度，从而使该锅具内的全部或部分物料发生翻动/晃动。

本发明的火候控制方法和烹调方法还可以包括烹调提示的步骤，烹调提示装置以文字、语音、图像、图形、声、光、电、色彩、机械，或其它形式提示烹调设备操作者通过人手或人手控制某些装置完成部分烹调操作。烹调提示装置通常在烹调系统中控制装置的控制下或根据控制装置的指令/所提供的信息进行运作。烹调提示装置可以是独立的也可以是与控制装置整合在一起的。

本发明的火候控制方法和烹调方法也用于由两个或两个以上烹调设备或烹调相关设备组成的烹调设备系统。

与现有技术相比较，本发明前所未有地提出了加热效率是决定烹调火候的本质变量，而测量温度变化速率能反映出加热效率和受热效果，因而可以根据温度变化速率参数对烹调火候进行有效的控制。与现有技术相比较，本发明的火候控制和烹调方法通过简单和易实现的方式获得能及时反映加热效率状况的数据，并可以根据这些数据及时准确地控制烹调火候，对保证烹调质量尤其是标准化烹调的质量提供了直接的量化支持。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。各个附图中，相同的附图标记具有相同的含义。

附图说明

图1是按照本发明的、一种根据烹调油特定时间段的温度变化速率而进行火候控制的方法流程图。

图2是按照本发明的、一种根据烹调容器的温度变化速率而进行火候控制的方法流程图。

图3是按照本发明的、一种通过测量设置在热源附近的传热介质在特定时间段的温度差或实现特定温度差所耗时间而进行火候控制的方法示意图。

图4是实现本发明火候控制方法和烹调方法可采用的一种自动烹调设备的示意图。

具体实施方式

图1是本发明一种根据烹调油特定时间段的温度变化速率而进行火候和烹调控制的方法流程图。本实施例中所述的“得到当前油量数据”可以是通过测量得到，也可以是通过读取烹调程序/数据库中的数据得到，或者其它方式。本实施例采用了两个或多个测量-反馈-控制/调节过程，以达到更精确的火候和烹调控制。

图2是本发明的火候控制方法和烹调方法的另一实施例：根据烹调容器的温度变化速率而进行火候和烹调控制的方法流程图。本实施例通过测量烹饪容器实现特定温度差所耗时间进行火候和烹调控制，也采用了两个或多个测量-反馈-控制/调节过程。本实施例中的其它调节是指对烹调过程进行的其它控制或调节，例如对烹调过程中的操作和操作流程/顺序/时间进行调整、去掉/加入烹调子过程、提前/推迟结束烹调以及盛出等。

图3是本发明方法一种通过测量设置在热源附近的传热介质在特定时间段的温度差或实现特定温度差所耗时间而进行火候控制的实施例示意图。

导热介质2的一端置于热源1的附近，将热电偶4的热端放置于导热介质2的另一端，测量该位置因为热传导造成的温度变化。可以在导热介质2上安装散热装置3避免造成热平衡。当导热介质2温度过高时可先进行散热操作，然后延迟一个时刻再进行固定时间段的温度差测量或特定温度差的计时。

测量出导热介质2特定时间段的温度差：Δt_w＝t_w1－t_w2，或者测量出导热介质2从某一特定温度到另一特定温度所耗的时间，测量数据5传送给控制装置6，控制装置进行如上述的比对、处理、控制、调整等后续操作。图4是实现本发明火候控制方法和烹调方法的一种自动烹调机实施例的示意图。图中8是锅具；7是烹调物料翻动装置；10是晃锅装置，其驱动锅具8作平面转圈变速运动；11是加热源，其包含有燃气流量调节装置（图中未画出），用作如上所述的加热强度和火候控制/调节，另外，该加热源11可在电机15的驱动下作上下运动，以控制和调节与锅具8的距离，这也是本发明所述的通过控制或调节烹调容器与烹调热源之间的相对位置关系而进行火候控制/调节的一种方式；12是中间出锅物料承载容器，由电机14驱动上下运动，并可翻转将物料回锅；13是锅具平动框架，在电机驱动下可带动锅具平动，此种运动可以调节锅具8与热源11的接触面积，甚至可以使锅具8运动到热源11的加热范围之外，这也给本发明所述的通过控制或调节烹调容器与烹调热源之间的相对位置关系而进行火候控制/调节提供了另一种可用的手段；16是锅具翻转机构；17是投料装置，其可以将料盒18中的物料分次投放到锅具8中；19是环境温度测量装置；9是红外线温度测量装置，其可以用于测量锅内物料和锅具本身的温度和温度变化数据等温度变化速率参数；9和19的测量数据反馈给控制装置（图中未画出），控制装置根据这些反馈数据控制/调整火候或烹调过程。本自动烹调机还配有整合在控制装置中，并在控制装置的控制下或根据控制装置的指令/所提供的信息进行运作的烹调提示装置（图中未画出），其以文字、语音、图像等形式提示烹调设备操作者通过人手或人手控制某些装置完成部分烹调操作。本自动烹调机的控制装置可以根据测量装置所测量的温度变化速率参数，通过控制和调节上述装置对火候和烹调过程进行控制和调节，进而实现本发明的火候控制和烹调方法。

Claims (9)

1.一种用于自动/半自动烹调设备中的、控制烹调火候的方法，该烹调设备包括烹调容器、控制系统和加热装置，并用于烹制菜肴；所述的方法包括如下步骤：

(1)测量烹调容器、烹调容器中的被烹调物，和/或存在于加热装置附近的导热介质被加热装置加热的温度变化速率参数；

(2)将所测得的温度变化速率参数反馈给控制系统；

(3)控制系统根据所测得的温度变化速率参数，对加热装置的加热状态和/或烹调过程进行调节，以控制烹调火候；

在步骤(1)的测量中，其所测定的对象是导热介质烹调油和/或烹调容器；其中，当所测定的对象是导热介质烹调油时，则测量烹调油下锅后到烹调物料下锅之前这段时间中某一/某些时段的温度变化速率参数；当所测定的对象是烹调容器时，则以温度传感器测量烹调容器内的某个/某些位置的温度变化速率参数；

所述的温度变化速率参数是被加热物体在某一特定时间段之起始点和终止点的温度差、或物体在被加热过程中从某一特定温度到另一特定温度所耗费的时间；该温度差或时间用于与预定温度差或预定时间进行比较，其中，所述预定温度差或预定时间是在烹调之前为确定标准化的烹调过程而进行的实验中，使用某种温度测量装置在某种测量条件下测量某种导热介质被烹调热源加热过程中某一段时间开始时的温度和结束时的温度，或者测量该导热介质被烹调热源从第一温度加热到第二温度所耗费的时间，该实验所得到的温度差或时间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的控制系统根据测得的温度变化速率参数在调节数据库中查找，或者通过运行程序获得调节参数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述的对加热状态进行控制或调节，是对烹调热源的发热强度、从热源传递到烹调容器的热量之大小、和/或烹调容器与烹调热源之间的相对位置关系进行控制或调节。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的加热装置是一燃气加热装置，所述的对加热状态进行控制或调节是对燃气加热装置燃气阀的开关状态或其开度的控制或调节。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的加热装置是一电/电磁加热装置，所述的对加热状态进行控制或调节是对电/电磁加热装置加热功率的控制或调节。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述的对烹调过程进行控制或调节，是对烹调加热时间进行调节。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述的对烹调过程进行控制或调节包括加大/减小烹调操作的速度/频率、对烹调过程中的操作和操作流程/顺序/时间的调整、去掉/加入烹调子过程、和/或提前/推迟结束烹调以及盛出。

8.一种智能化的烹调方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1-7之一所述的方法控制烹调火候。

9.如权利要求8所述的烹调方法，其特征在于，所述的方法还包括对烹调过程进行提示的步骤。