CN105411430B - 一种豆浆机的制浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明针对现有豆浆机制作过程中问题，尤其是噪音过大、制作周期过长等问题，提供了一种豆浆机的制浆方法。该豆浆机的机头上的粉碎罩，其特征在于：制浆方法为先将物料和水的混合物加热至沸腾，物料软化上浮至液面，部分物料被阻挡限制在所述粉碎罩内；然后，沸腾状态保持预定时长，并且在所述沸腾保持状态下，利用所述粉碎刀具对物料进行粉碎，此时，物料在浆液的流动下被逐渐带到所述粉碎罩内实现粉碎；之后利用所述粉碎刀具对物料进行持续粉碎；最后对物料和水的混合物继续加热，煮熟物料。本发明通过先将浆液加热至沸腾，使沸腾状态保持一定时间，并在此状态下粉碎物料，极大的降低了制浆噪音，缩短了制浆周期，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种豆浆机的制浆方法，具体地说，涉及一种设有粉碎罩的豆浆机的制浆方法。
背景技术
目前，豆浆机的制浆过程一般包括加热阶段、粉碎阶段和煮浆阶段。在所述加热阶段，豆浆机的加热部件对制浆物料与水的混合物进行加热。在所述粉碎阶段，豆浆机的电机带动粉碎刀具对制浆物料进行粉碎，粉碎刀具与物料碰撞剪切达到粉碎物料的目的。在所述煮浆阶段，豆浆机的加热部件对浆液进行加热直至豆浆被煮熟。在豆浆机的制浆过程中，由于加热阶段完成后即进入粉碎阶段，制浆物料可能还没有被充分泡透，其硬度较大，另外现有技术中物料基本都集中在杯体底部，刀片通常也设置在杯体底部，这就使得电机在粉碎初期，物料会大量集中在刀片区域，造成短时间电机负载增大且电机的工作强度过大，因此对电机的损耗也较大，会影响豆浆机的使用寿命，并且豆浆机制浆程序复杂，制浆周期较长，对于用户，尤其是上班族，通常时间较紧张，那么豆浆机的制浆周期偏长使得很多用户无奈放弃了使用。
为了解决以上技术问题，通常从两个方面进行优化，第一，在加热阶段之前设置浸泡阶段，即预先对豆料进行浸泡，虽然对电机损耗有一定的改进，但低温浸泡需要较长的时间才能将制浆物料泡透，导致制浆时间整体加长。第二，现有技术中为了优化粉碎效果，电机的转速也在不断提升，转速越高，电机带动刀片旋转的离心力就越大，物料被吸入粉碎罩内的速度就越快，即单位时间内吸入的物料就越多，因而电机的负载就越大；此外，大负载电机意味着更大的体积和功率；考虑实际的产品的造型和用户需求，往往是不太可行的，而且电机负载越大，电机的震动和噪音就更大，另外地，除电机本身的噪音较大之外，更重要的是由于电机高速旋转时产生的离心运动，使得靠近刀片的物料被瞬间弹开，以较高的速度射向杯体侧壁，从而产生很大的撞击声，尤其当物料，例如干黄豆、绿豆较硬并且数量较大时，会带来很大的噪音污染，用设备进行测量，该噪声能达到80—100分贝，极大的影响了用户的使用体验。
因此，噪声过大是导致用户使用频率较低的主要原因之一，尤其对于设置有粉碎罩、具有高转速豆浆机来说，寻找具有低噪音的快速制浆方法有着很重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有豆浆机制作过程中问题，尤其是噪音过大、制作周期过长等问题，提供了一种设有粉碎罩的豆浆机制浆方法。
本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
一种豆浆机的制浆方法，所述豆浆机包括杯体、机头和加热装置，所述机头上设有电机和粉碎刀具，所述电机驱动所述粉碎刀具工作，所述豆浆机还包括设置于所述机头上的粉碎罩，其特征在于：所述制浆方法包括以下几个阶段，
（a）沸腾软化阶段：将物料和水的混合物加热至沸腾，物料软化上浮至液面，部分物料被阻挡限制在所述粉碎罩内；
（b）第一粉碎阶段：沸腾状态保持预定时长，并且在所述沸腾保持状态下，利用所述粉碎刀具对物料进行粉碎，此时，物料在浆液的流动下被逐渐带到所述粉碎罩内实现粉碎；
（c）第二粉碎阶段：利用所述粉碎刀具对物料进行持续粉碎；
（d）煮熟阶段：对物料和水的混合物继续加热，煮熟物料。
优选的，所述粉碎刀具上设有抽水部，所述抽水部为刀体刀翼朝向所述机头一侧的刀刃；
或者，所述粉碎刀具上设有抽水部，所述抽水部为刀体刀翼朝向所述杯体底部一侧的背刃。
优选的，粉碎罩的水平投影面积为S1，所述粉碎刀具旋转面在水平方向的投影面积为S2，其中S1与S2的比值为3.5~7。
优选的，所述加热装置为加热管，豆浆机的额定加热功率为P，阶段（b）中，沸腾保持状态的加热功率为P1，所述加热方式为间歇加热方式，所述间歇加热包括加热阶段与暂停阶段，若加热阶段的时间为T1，暂停阶段的时间为T2，那么 T1与T2的比值范围为P/(4*P1)~P/P1。
优选的，阶段（b）中，所述沸腾保持状态的加热过程包括第一加热阶段和第二加热阶段，其中第一加热阶段的加热功率大于第二加热的加热功率。
优选的，所述豆浆机还包括控制装置，对于阶段（b），当所述控制装置检测到所述物料的直径由D变为小于D/2时，停止所述粉碎刀具的工作以结束阶段（b）。
优选的，阶段（b）中，所述沸腾保持的预定时长范围为3~5分钟。
优选的，所述豆浆机还包括防溢电极，在阶段（a）中，以所述豆浆机的额定加热功率对物料和水的混合物进行加热，直到液面碰触防溢电极时停止加热。
优选的，所述阶段（c）中所述电机转速的范围为8000~30000r/min。
优选的，所述阶段（c）的粉碎过程还包括加热过程。
本发明的有益效果为：
本发明通过先将浆液加热至沸腾，使沸腾状态保持一定的时间，此时物料由于吸水膨胀，变得松软，既利于粉碎，同时由于持续沸腾后大部分物料都漂浮在液体表面，且由于粉碎罩的存在，部分物料会被阻挡限制在粉碎罩内，为后续的粉碎过程做好铺垫；
其次，沸腾保持状态能够由加热管对液体加热来实现，其加热方式既可为加热功率逐渐减小的方式，还可为间歇加热方式，那么其沸腾状态的保持除了能避免浆液喷浆等意外事故，还利于后续粉碎过程的实现；并且由于持续加热，一定程度上缩短了总的制浆周期。而对于间歇加热方式，除了上述的优势外，还能够控制水汽的产生，保证豆浆机的使用寿命，并且充分利用加热装置的特点，实现资源利用的最大化，节约能源。
另外，由于对物料的初级粉碎是在沸腾状态下实现的，使得物料不会大量的集中在刀片附近，一方面，由于粉碎罩的存在，当刀具旋转时，粉碎罩内存在负压，此时浆液流动时会使得部分物料自动吸附到粉碎罩内进行粉碎，并且会随沸腾状态上浮至液体表面，对物料进行分阶段地粉碎，保证粉碎质量；此外，当刀具上设置抽水部时，使得物料因刀具的旋转而带离粉碎罩，同时物料还会随着液流循环作用被周期性的吸附粉碎罩内，因而导致物料会呈一定的概率被逐渐粉碎，该种方式进一步增强了物料的粉碎粒度和粉碎效率，使得最终的制浆口感更细滑。另一方面，由于物料大部分漂浮在液体表面，不会瞬间增大电机的负载，一定程度上减小了电机的振动噪音，并且当刀片对其进行粉碎时，因为物料已经吸水膨胀即使物料由于刀片的离心运动高速撞击到杯壁，其所产生的噪音也会有所下降。
本发明所涉及的制浆方法尤其适用于具有高转速粉碎过程的流程方法中，能够很大程度地降低制浆噪音，缩短总的制浆周期，节约电能。
附图说明
下面结合附图和具体的实施方式对该发明进行进一步的说明：
图1为本发明实施例中豆浆机的结构示意图；
图2为本发明实施例中沸腾软化阶段（a）之前物料状态示意图；
图3为本发明实施例中沸腾软化阶段（a）之后物料状态示意图；
图4为本发明实施例中物料的运动方向示意图；
图5为本发明实施例中物料的运动方向说明示意图。
具体实施方式
该实施例以豆浆机的电机上置的方式作为示例，如图1所示，该豆浆机包括机头1、杯体2，机头1上设有电机3和电机轴4，其中电机3置于杯体1内并且电机轴4设于电机3的下端，此外，该电机轴下端还设有粉碎刀具5，电机驱动所述粉碎刀具5工作，杯体1的外部设有加热装置7，并且在粉碎刀具5的外侧还设置与粉碎罩6，其中粉碎罩6为一个下端开口的非密闭部件，固定安装在机头1上，其作用是为了限制容纳物料。此外，该豆浆机的额定加热功率为1000W，额定转速为20000r/min，并且机体的最大容纳水量为1.5L。
对于该实施例，粉碎刀具5上还设有抽水部，有关该抽水部的定义，在此引用现有技术进行解释说明。对于申请号为CN201320203841.3设有小空间粉碎罩的豆浆机，该文件中公开了一种设有粉碎罩的豆浆机，且粉碎刀具上还设有抽水部，参照该文件说明书的第37段中所述，为了配合非密闭的小空间粉碎罩，本发明的刀体上设置了抽水部，抽水部的作用在于，当刀体转动时，能够使得杯体内的水朝向非密闭小空间粉碎罩运动；其次，关于抽水部的具体结构，本实施例中豆浆机采用上述授权文件中所公开的几个抽水部结构中的一个或者其合理的结合，例如，抽水部为粉碎刀体刀翼朝向豆浆机机头一侧的刀刃，或者抽水部为粉碎刀体刀翼朝向杯体底部一侧的背刃。
其次，关于粉碎罩与粉碎刀具的大小关系，若粉碎罩的水平投影面积设为S1，粉碎刀具旋转面在水平方向的投影面积设为S2，那么选择S1与S2的比值范围为3.5~7，其原因在于，如果粉碎罩明显大于粉碎刀具，那么容易造成物料大量的堆积在粉碎罩内，引起电机堵转，并且由于刀具过小，其与物料的接触面积也会适当减小，一定程度上影响着粉碎效率；而如果粉碎刀具过大，那么粉碎罩内吸附的物料会减少，同样也影响粉碎效率，因此其粉碎罩和粉碎刀具的投影面积的大小需要根据不同的机型与杯体容量进行适当的调整，以应对最高效的制浆过程。
在介绍完豆浆机的相应结构后，下面主要介绍该低噪音且快速制浆的豆浆机的制浆方法，其主要包括四个阶段：
（a）沸腾软化阶段，在该阶段，先将豆子、花生等物料和水的混合物加热至沸腾。在加热浆液至沸腾之前，黄豆等物料在杯体内的位置图示如附图2所示，此时由于密度和硬度的问题，大部分的物料都沉在杯体底部，此时将浆液加热至沸腾的目的在于将物料泡大且进行软化，降低物料的硬度，为粉碎阶段噪音的降低提供一定的基础，在物料软化后，那么物料随沸腾液流上浮至液面，并且由于粉碎罩的阻挡作用，部分物料被限制在粉碎罩内，如图3所示，使得物料分离，相应地，减少物料的聚集效应，对后续粉碎过程来说，降低电机负载的大小，并一定程度上避免电机堵转，提高粉碎效率。
除此之外，豆浆机上还包括防溢电极，在该沸腾软化阶段，当以豆浆机的额定加热功率对物料和水的混合物进行加热时，可通过判断液面碰触防溢电极的情况来停止该阶段的加热过程。例如，当加热浆液至沸腾使得液面第一次碰触防溢电极即停止加热过程，准备进入第一粉碎阶段，或者在液面多次碰触防溢电极后再停止加热过程，既保证物料的软化程度，使得物料最大数量的漂浮液体表面，同时，由于提前执行了物料的熬煮过程，因此增加碰触防溢电极的设置能够整体上缩短制浆周期，提高制浆效率。
（b）第一粉碎阶段，在浆液沸腾后，继续加热使得该沸腾状态保持预定时长，并且在所述沸腾保持状态下，利用粉碎刀具对物料进行粉碎。该粉碎阶段，黄豆等物料的运动轨迹如图4所示，具体的运动方向说明如图5所示，详细的分析在下文中有介绍。
选择在沸腾保持状态下对物料进行粉碎，原因有两个，其一，沸腾状态下，物料被加热持续软化，一定程度上降低了物料的硬度，能够很好的降低粉碎噪音，且当液体为沸腾状态，大部分物料已经漂浮在液体表面，由于持续加热产生的强对流，物料不会被短时间内全部被吸附到刀片进行粉碎。部分物料会被加热产生的对流带离刀片附近，基于粉碎刀具上设有的抽水部，当电机带动粉碎刀具工作时，物料除了随刀片的离心运动沿刀片径向流动外，如图5中的a1方向，还包括随沸腾液流以及刀具旋转带来的沿液面向上的流动，如图5中的a2方向，该向上运动的过程使得物料不会集中分布在粉碎罩内，这样不至于使电机负载瞬间增大，极大的降低粉碎噪音，并且能够提高电机的利用率和寿命，同时因液流循环作用，向液面方向运动的物料又会被吸附到粉碎罩内进行粉碎，由此产生的效果就是物料呈一定概率性的在粉碎罩内被逐渐粉碎。该种层次式的粉碎方式既能够保证粉碎效率还能够提高第一阶段粉碎的质量，此外，结合上述粉碎罩与刀片尺寸大小的设置，限制每次粉碎过程中物料的份量，有效地控制粉碎噪音。另一方面，从整体制浆周期方面考虑，沸腾状态下进行粉碎，实现粉碎与加热并行同时执行，能够有效的缩短总制浆时间，提高制浆的效率。
而关于沸腾保持时间，优选3~5分钟，因沸腾保持时间过长可能会引起浆液喷溅，带来不安全的隐患，并且沸腾时间长，加热装置长时间工作，负载压力较大，而相应地，沸腾保持时间较短时，物料上浮程度不够，可能导致物料集中分布在杯内或者扰流罩内，影响粉碎效率，同时也会影响噪声的降低程度。因此对于实际的沸腾保持时间的选择，以杯体容量和具体的加热功率的不同进行适当的调整。
在该第一粉碎阶段，沸腾状态的保持方式通过加热装置来实现，既可调节加热装置的加热功率，或者保持加热功率以预设值不变、采用间歇加热的方式实现。对于加热功率的调整，考虑加热功率逐渐减小，或者加热功率先减小再增大的方式，同时为了保持沸腾状态，并且避免由于沸腾过度引起浆液外泄或者喷溅等不安全事故的发生，再次增大的加热功率不能为全功率加热方式。因此若将该加热过程分为多个加热阶段，例如第一加热阶段和第二加热阶段，第一加热阶段的加热功率为半功率加热方式，第二加热阶段的加热功率为三分之一加热方式。
此外，对于间歇加热方式的实现，即先以一固定预设加热功率加热一定时间，然后暂停上述加热过程一段时间。当豆浆机的额定加热功率为P，上述固定预设加热功率为P1时，若加热阶段的时间为T1，暂停阶段的时间为T2，那么 T1与T2的比值范围为P/(4*P1)~P/P1，举例来说，若实际豆浆机产品上采用的固定预设加热功率为二分之一额定功率，即P1=P/2，那么T1与T2的比值范围为1/2~2，优选时间T1为2秒，T2为1秒，然后循环该间歇加热过程10到20次。归纳起来，该间歇加热方式为，先以二分之一功率加热浆液2秒后，然后暂停加热1秒，之后循环该间歇加热过程10次，使得沸腾状态持续保持。间歇加热方式之所以可行，原因在于，在该实施例中，加热装置为加热管，那么由于加热管热惯性的存在，当停止加热管加热时，在合理的时间范围内，浆液会持续沸腾，因此选择间歇加热方式，既充分利用了零部件的功能特点，有效的利用资源，并且间歇加热方式，还能够控制制浆过程中产生的水汽，减小对其他零部件的侵蚀与影响，一定程度上提高了整体制浆的安全性。需要补充的是，在实际应用中，还能够根据具体情况，将加热功率逐渐降低的分段式加热方式与间歇加热方式合理组合，充分发挥加热装置的优势，实现制浆效率的最大化，同时又节约能源。
除此之外，在该实施例中，第一粉碎阶段的粉碎刀具的转速为20000r/min，在常规豆浆机领域中，该转速等级属于高转速，那么沸腾状态下进行粉碎，能够有效地降低高转速情况下的粉碎噪音，具有很现实的意义。
对于该第一粉碎阶段（b），豆浆机上设置的控制装置能够对物料的尺寸进行检测，当检测到物料的直径由D变为小于D/2时，即可停止粉碎装置的工作，结束该第一粉碎阶段（b）。
（c）第二粉碎阶段：利用所述粉碎装置对物料进行集中持续粉碎，该粉碎阶段的电机转速范围为8000-30000r/min，对于小容量的豆浆机，可以选择8000r/min左右的转速范围，对于本实施例中的豆浆机，以固定20000r/min的额定转速对物料进行集中粉碎，使得物料达到一定的粉碎细度。由于在前面两个步骤中，物料已经加热软化并且经过初级粉碎阶段，那么此阶段的粉碎过程中噪音会相应减小，并且粉碎过程会更容易实现。
（d）煮熟阶段：利用加热装置对物料和水的混合物继续加热，煮熟物料。
上述四个步骤完成后，即标志着整个制浆流程的结束，用户可饮用制浆得到的豆浆。
需要补充的是，在上文中所述的第二粉碎阶段，除了粉碎过程还可以包括加热过程，即在粉碎过程中或者粉碎过程完成后插入一定时间的加热过程，提高粉碎效果。或者为了保证电机的温升，可进行循环粉碎的方式，电机工作一段时间然后再停止若干秒为一个循环，直至需求的循环次数，物料达到一定的细度后终止该粉碎过程。除此之外，上述的制浆方法在具有精磨器、扰流器机型上同样具有非常好的降噪效果。实施例中所述的豆浆机的转速、功率等参数只是作为示例，实际生产应用的过程中，可根据具体情况进行选择和调整。
除了上述实施例中所采用的电机上置式结构，本发明所涉及的方法还可以在电机下置式的豆浆机上使用，例如电机下置的方式为，在电机轴的上部连接一个联轴器，联轴器的上端伸入杯体内，与杯体下端设置的刀轴相连接，刀片或者粉碎装置安装在刀轴的上端，电机连同联轴器驱动刀片或者搅拌装置；或者电机座与杯体之间采用不可拆卸的结构，即是电机轴不通过联轴器而直接驱动刀片或搅拌装置进行工作。
本文中的实施例只是为了说明技术方案的具体实施方式的示例，本发明的保护范围包含但不局限于上述具体实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的情况下，还可以做出若干变形和改进，这些也应被视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种豆浆机的制浆方法，所述豆浆机包括杯体、机头和加热装置，所述机头上设有电机和粉碎刀具，所述电机驱动所述粉碎刀具工作，所述豆浆机还包括设置于所述机头上的粉碎罩，其特征在于：所述制浆方法包括以下几个阶段，
(a) 沸腾软化阶段：将物料和水的混合物加热至沸腾，物料软化上浮至液面，部分物料被阻挡限制在所述粉碎罩内；
(b) 第一粉碎阶段：沸腾状态保持预定时长，并且在所述沸腾保持状态下，利用所述粉碎刀具对物料进行粉碎，此时，物料在浆液的流动下被逐渐带到所述粉碎罩内实现粉碎；
(c) 第二粉碎阶段：利用所述粉碎刀具对物料进行持续粉碎；
(d) 煮熟阶段：对物料和水的混合物继续加热，煮熟物料。
2.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：所述粉碎刀具上设有抽水部，所述抽水部为刀体刀翼朝向所述机头一侧的刀刃；
或者，所述粉碎刀具上设有抽水部，所述抽水部为刀体刀翼朝向所述杯体底部一侧的背刃。
3.根据权利要求2所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：粉碎罩的水平投影面积为S1，所述粉碎刀具旋转面在水平方向的投影面积为S2，其中S1与S2的比值为3.5~7。
4.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：所述加热装置为加热管，豆浆机的额定加热功率为P，阶段(b)中，沸腾保持状态的加热功率为P1，所述加热方式为间歇加热方式，所述间歇加热包括加热阶段与暂停阶段，若加热阶段的时间为T1，暂停阶段的时间为T2，那么 T1与T2的比值范围为P/(4*P1)~P/P1。
5.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：阶段(b)中，所述沸腾保持状态的加热过程包括第一加热阶段和第二加热阶段，其中第一加热阶段的加热功率大于第二加热的加热功率。
6.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：所述豆浆机还包括控制装置，对于阶段(b)，当所述控制装置检测到所述物料的直径由D变为小于D/2时，停止所述粉碎刀具的工作以结束阶段(b)。
7.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：阶段(b)中，所述沸腾保持的预定时长范围为3~5分钟。
8.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：所述豆浆机还包括防溢电极，在阶段(a)中，以所述豆浆机的额定加热功率对物料和水的混合物进行加热，直到液面碰触防溢电极时停止加热。
9.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：所述阶段(c)中所述电机转速的范围为8000~30000r/min。
10.根据权利要求1所述的豆浆机的制浆方法，其特征在于：所述阶段(c)的粉碎过程还包括加热过程。
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