CN1058988A - 控制食物发酵及青贮的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种为发酵和青贮装置所用的控制食物发酵和 青贮的装置。该装置包含手动设置发酵速率和成熟 阶段的键输入部件。微处理器按照预置程序及当前 发酵速率和成熟阶段的信号对各部件加以控制。负 载控制部件响应控制信号控制加热和冷却部件。温 度检测部件检测青贮容器内的当前温度并输出该温 度信号给微处理器。显示部件显示各部件工作状态 从而通过按照发酵的预置速率和成熟阶段控制发酵 时间、降低容器内部温度以在完成发酵之后执行青贮 模式从而提供青贮物料的所要求发酵状态。

Description

本发明涉及用于对能够这样处理的食物的发酵和青贮进行控制的装置，更准确地说涉及为发酵和青贮容器所用的对本酵和青贮进行控制的装置和方法，该装置可通过改变发酵时间来控制食物发酵状态，并将发酵和青贮容器内的发酵温度降低到青贮温度以便在预定发酵时间之后青贮发酵的物料。

一般而言，发酵食物在室温下很容易变酸，因此可知发酵物料的青贮是相当困难的。

在本文中，术语“青贮”是指作为由所处理食物中存在碳氢化合物的厌气发酵所引起酸化的结果对处在潮湿条件下的食物加以保存和存储。

可以理解，发酵料的味道显著受到发酵料的发酵条件的影响。换言之，比较高温度使发酵较快速完成但发酵料的味道变差，而比较低的温度增加了完成所要求发酵条件所需的时间。此外，当频繁改变发酵温度时，所产生发酵料的味道通常质量不佳。

在已知的用于发酵和青贮食物的设备中，通过在青贮容器所含食物的恒温发酵处理期间用检测和测量装置监测每单位时间产生的厌气二氧化碳的量。这种类型的发酵和青贮设备允许对物料作青贮发酵以达到产生厌气二氧化碳的最大量的阶段。该阶段被认为是最优发酵阶段。在该阶段中，发酵及青贮设备的青贮容器的内部温度下降下青贮温度，从而限制发酵物进一步发酵并保持发酵料为冷却状态。

这种类型的发酵和青贮设备配备有图1所示监测装置，所述设备适合于检测和测量每单位时间产生的厌气二氧化碳量。

然而，该监测装置具有图1所示的非常复杂的结构因此必然占据发酵和青贮设备内相当大的空间。此外，该监测装置的另一缺点在于将产生的相当大量的二氧化碳气体排出青贮容器之外。这引起所述发酵料表面的脱水和脱色，从而进一步降低发酵物料的新鲜度，因此降低了发酵物料的商品价值。

这种类型装置的另一缺点在于，当达到物料特定发酵状态即所谓由二氧化碳输出确定的最优发酵阶段后启动发酵物料的冷却青贮模式。即，该装置并未考虑到食物发酵程度的任何变化。这样，该装置只能为单一程度或成熟阶段的发酵物料所设置。即该装置不能为喜欢不熟物料胜过成熟物料的那些人提供较小的成熟程度。

美国专利4，293，655中公开了题为“青贮和发酵设备”的发明。该设备从青贮容器底部除去导出的厌气液体并使之重新循环或分配到被青贮物料上部以便将营养物质、厌氧菌和温度提供到青贮物料的上部。

因此，这种类型的设备可防止被加工食物可能由青贮物料顶部的脱水而引起食物不均匀发酵及新鲜度变坏。

然而，这种类型的发酵和青贮设备的一个缺点是它不能提供对青贮物料的发酵状态进行控制的装置和方法。

因此，本发明的目的是提供一种为发酵和青贮食物的容器所用的控制发酵和青贮的装置和方法，它可克服以上所述缺点，并通过改变在预定温度的发酵时间而无须使用检测和测量该过程中所产生厌气二氧化碳的量的监测装置就能够控制所青贮物料的成熟水平。

本发明的另一目的是提供一种为发酵容器所用的控制发酵的装置和方法，可分别由用户自由选择食物的发酵速率和成熟度。

本发明的另一目的是提供一种为发酵和青贮容器所用的控制发酵和青贮的装置和方法，当被青贮的所述物料的发酵状态判定为预定发酵状态时，可自动地将被青贮物料的发酵模式变换为青贮模式。

本发明的上述目的可通过提供一种为发酵容器所用的控制发酵和青贮的装置来实现。

按照本发明的装置包含键输入部件，它适合于由用户手动控制来设定所要求的发酵速率和所要求的成熟阶段即成熟度。微处理器按照预置程序并响应代表由键输入部件提供的当前发酵速率和成熟阶段的信号对各部件加以控制。负载控制部件响应由微处理器所加的表示当前发酵速率和成熟阶段的控制信号对加热部件和冷却部件进行控制。温度检测部件检测青贮容器内的当前温度并输出表示所测温度的信号。显示部件响应由微处理器所加的信号显示各部件各自的当前运转状态，从而通过确定发酵速率和成熟阶段提供食物所要求的发酵状态。

按照本发明的另一方面，本发明上述目的可通过用于控制容器中发酵和青贮设备的发酵的方法来实现。该方法包含首先确定发酵容器的当前模式是否为发酵模式的步骤。如回答为“是”，即如果容器内容牌发酵模式时，则判定当前发酵速率是否已设为“快速速率”。如已设置发酵速率为“快速速率”，对加热部件加电以保持青贮容器内部温度为30℃。然而，如还未设置发酵的“快速速率”，则青贮容器内部温度维持在25℃。如回答为“否”，即容器内容不是处于发酵模式，则执行青贮模式。

在维持发酵温度的同时确定成熟阶段，该发酵温度是在当前模式判定步骤中确定的青贮容器的内部温度。

然后判定与确定的成熟阶段相对应的预定发酵时间是否已经过去。如果判定该预定发酵时间已过，则执行青贮模式。

本发明的上述和其它目的、特征和优点可结合附图，通过以下详细描述而更易理解，附图中：

图1是说明用于对发酵设备中所产生厌气二氧化碳量监测的已知装置的结构的简略示图，

图2A和2B分别是说明发酵温度和所产生二氧化碳量的时间函数的图表，用于说明其间关系;

图3是说明在各成熟阶段的发酵温度和发酵时间之间关系的表格;

图4是说明按照本发明的用于控制发酵设备的装置构造的方框图，

图5A到5C各为说明由图4控制装置的微处理器所执行操作的流程图。

图2A和2B是说明发酵温度和产生的二氧化碳量之间关系的图示。从中可见产生二氧化碳的最大量几乎在相同时间产生而与青贮物料的量无关。然而，在由大量青贮物料产生的（图2B的曲线A）和由较少量青贮物料产生的（图2B的曲线B到D）各个二氧化碳量之间存在差异。

同样，产生最大量二氧化碳所需时间分别如图2B的曲线B到D所示，即使当物料和精料可相互替换时，上述时间基本上彼此相等，而产生的二氧化碳量彼此不同。

因此，大多数青贮食物例如泡菜，如果以最佳温度发酵一特定时间周期则可达到最适当发酵度。

注意以上方面，本发明能够通过提供控制装置实现其上述目的，该控制装置包含：键输入部件5、温度检测部件7、用以驱动压缩机、风扇马达、加热部件的负载控制部件和用于按预置程序控制所述部件的微处理器1。

图4为说明包含在本发明设备中用于控制发酵和青贮的装置结构的框图。

控制装置包含按照为发酵和青贮所青贮食物而预置的程序对各部件进行控制的微处理器1，用于对交流电整流并将整流的交流电提供给控制电路各部件作为工作电源的恒压部件2、复位部件3、强迫复位部件4、键输入部件5，基准电压设置部件6、温度检测部件7、负载控制部件8、显示部件9和报警部件10。

这样，复位部件3用于在最初将工作电源加到控制电路各部件时复位微处理器1。强制复位部件4用于在由过负荷或操作误步骤或差错引起过热时强制将微处理器1复位。键输入部件5至少包括发酵速度选择键，成熟阶段选择键，青贮温度选择键，该键输入部件适合于手工操作以便将各操作命令输出到微处理器1。基准电压设置部件6提供模拟到数字变换基准电压给微处理器1。

按照本发明控制装置也包括温度检测部件7，用于检测青贮容器内的温度以及将表示所述青贮容器所检测温度的信号输出到微处理器1。负载控制部件用于驱动压缩机，风扇电机、加热部件和受控于微处理器1的类似物。显示部件9在微处理器1控制下显示各部件各操作状态。报警部件10在微处理器1控制下加电给可听见蜂鸣器或发光，以通知操作者各部件各操作功能或所需步骤例如发酵等的完成。

图3是说明各个成熟阶段中发酵温度与发酵时间之间关系的表。

如所示，可将发酵速率划分为两种速率，“正常速率”和“快速速率”。在正常速率时，发酵温度保持为25℃，而在快速速率时，发酵温度保持在30℃。

此处，成熟阶段或成熟度可分为5个不同阶段，设置各阶段的发酵时间使之彼此不同。

根据成熟阶段的5个阶段控制本发明装置的方法在图5的流图中简略说明。

此处，应该理解成熟阶段数、发酵温度和发酵时间可按需要改变。

微处理器1在询问步骤100首先判定当前模式是否是发酵模式。如回答为“否”，则微处理器1直接执行步骤124，执行青贮方式。

如回答为“是”，即当前模式为发酵模式，则执行下一查询步骤101，判定当前发酵速率是否已设为“快速速率”。如已设置“快速速率”，微处理器1执行步骤102，对加热部件加电以将青贮容器内部温度维持在30℃。但是，如果尚未设置发酵的“快速速率”，则在步骤103将青贮容器内部温度维持在25℃。

此后微处理器1执行下一询问步骤104，判定是否已将成熟阶段选择为第一成熟阶段。如果判定已选择第一成熟阶段，则微处理器1执行下一询问步骤105，判定是否已选择发酵的“快速速率”。若回答为“是”，则在下一询问步骤106判定是否发酵时间FL₁已过。如时间FL₁未过，微处理器1允许继续发酵模式。如果时间FL₁已过，则发酵模式变换为青贮模式。

另一方面，如果在询问步骤105的回答为“否”，即尚未选择发酵的“快速速率”，则在步骤107判定发酵时间NL₁是否已过去。如回答为“是”，则将发酵模式变为青贮模式。

如果步骤104的回答为“否”，即未选择第一成熟阶段，则微处理器1执行询问步骤103，判定是否已选择第二成熟阶段。如果已选择第二成熟阶段，微处理器（顺序执行步骤109到111以便分别确定是否已选择发酵的“快速速率”、发酵时间FL₂和NL₂是否已过去，如前面第一成熟阶段所述。此后，将发酵模式变换为青贮模式。

在步骤112，如果判定已选择最优发酵阶段，微处理器1顺序执行步骤113到115以便分别判定是否已选择发酵的快速速率，以及发酵时间FL₃和NL₃是否已过去。又在步骤116，如果判定已选择第三成熟阶段，则微处理器1执行步骤117到119以便分别判定是否已选择发酵的快速速率以及发酵时间FL₄和NL₄是否已过去。

另一方面，在步骤120，如果判定已选择第四成熟阶段，微处理器1顺序执行步骤121到123，以判定是否已选择发酵的快速速率以及发酵时间FL₅和NL₅是否已过去。此后，在步骤124，发酵模式变换为青贮模式。

在询问步骤125，微处理器1判定是否已选择青贮温度为“高度冷却”。如回答为“是”，则在步骤126给压缩机加电以便将青贮容器内部温度保持为预定的高度冷却温度。然而，在询问步骤127，如果判定已选择青贮温度为“中度冷却”，则在步骤128加电给压缩器以维持青贮容器的内部温度为预定中度冷却温度。同时，在询问步骤129，如果判定青贮温度已选择为“低度冷却”，则在步骤130给压缩机加电以将青贮容器内部温度维持为预定低度冷却温度。然而，在询问步骤129，如果回答为“否”，即未选择青贮温度，则微处理器1执行步骤128，给压缩机加电以将青贮容器内部温度保持为预定中度冷却温度。

如上所述，按照本发明的用于控制发酵和青贮设备的发酵和青贮的装置能够用软件对发酵时间施以简单的控制使得能够在青贮容器的恒温下发酵青贮的物料，从而使发酵和青贮设备的内部结构具有紧凑的优点。而且，按照本发明的控制装置提供的另一优点是它无须将厌气二氧化碳从青贮容器放出从而使青贮物料的新鲜程度不被破坏，从而改进所述物料的味道，并且，也有可能允许自由地选择物料成熟的阶段以满足任何人的口味。

尽管为说明起见已公开了本发明的最佳实施例，但本领域技术人员会理解可作各种改动、增添和替换而不偏离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神。

Claims (16)

1、一种为发酵和青贮设备所用的控制食物的发酵和青贮的装置，其特征在于：所述控制装置包含：

用于设置发酵和青贮速率和成熟阶段的键输入部件，

用于按照预设程序并响应表示由所述键输入部件提供的发酵速率和成熟阶段的各个信号对各部件进行控制的微处理器，

用于响应由所述微处理器所加控制信号对加热部件和冷却部件进行控制的负载控制部件，所述控制信号表示所述当前发酵速率和所述当前成熟阶段，

用于检测青贮容器内部当前温度并输出对应于所述检测出温度的信号的温度检测部件，

用于响应所述微处理器所加信号显示所述部件的各自状态的显示部件。

2、一种用于控制发酵和青贮设备的发酵和青贮的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

判定当前模式是否为发酵模式，如回答为“是”则判定当前发酵速率，但如果回答为“否”则执行青贮模式，

按照确定的发酵速率将青贮容器的内部发酵温度维持为一恒定温度，

在将所述青贮容器内部温度维持在所述判定步骤确定的所述发酵温度的同时判定用户已选择了哪一种成熟阶段，

判定对应于所确定成熟阶段的预定发酵时间是否已过去，以及

如果判定所述预定发酵时间已过去，则执行所述青贮模式。

3、如权利要求2所述的用于控制发酵和青贮设备的发酵和青贮的方法，其特征在于，所述发酵速率通过改变发酵温度来加以控制。

4、如权利要求2所述的用于控制发酵和青贮设备的发酵和青贮的方法，其特征在于，所述成熟阶段根据发酵时间长短确定。

5、如权利要求2所述的用于控制发酵和青贮设备的发酵和青贮的方法，其特征在于，所述青贮模式分为三个阶段，高度冷却阶段，中度冷却阶段和低度冷却阶段。

6、一种为发酵食物的容器设备所用的对食物发酵进行控制的装置，其特征在于所述控制装置包含：

键输入部件5，用于选择发酵速度、成熟阶段和青贮温度，以及输出表示当前发酵速率和成熟阶段的信号，

用于检测所述青贮容器内部温度并输出表示所述青贮容器内所述检测温度的信号的温度检测部件7，

负载控制部件，用于驱动压缩机、风扇电机、加热部件，以及接收输入信号，以及

用于按照食物发酵和青贮的预设置程序来控制所述部件的微处理器1，它接收来自所述键输入部件5有关当前发酵速率和成熟阶段的输出信号，以及来自所述温度检测部件7有关所述青贮容器内部所述检测温度的输出信号，并将一信号输出到所述负载控制部件以按照当前发酵速率和成熟阶段控制所述压缩机、所述风扇和所述加热部件，从而对用于食物发酵的容器装置进行食物发酵的控制。

7、如权利要求6所述控制装置，其特征在于还包含用于在容器装置出现过热时强制复位所述微处理器1的强制复位部件4。

8、如权利要求6所述控制装置，其特征在于还包含：用于在将工作电源加到该控制电路各部件的起始时刻复位微处理器1的复位部件3。

9、如权利要求6所述控制装置，其特征在于还包含：用于将模拟到数字变换的基准电压供给所述微处理器1的基准电压设置部件6。

10、如权利要求6所述控制装置，其特征在于还包括，用于在所述微处理器1控制下显示所述部件的所述工作状态的显示部件9。

11、如权利要求6所述控制装置，其特征在于还包括用于在所述微处理器1控制下产生可听或可视指示以通知操作者所述部件的操作功能的报警部件10。

12、如权利要求6所述控制装置，其特征在于还包括用于对交流电源整流并将经整流的交流电源作为工作电源供给所述各部件的恒压部件2。

13、用于控制发酵和青贮的方法，其特征在于包含以下步骤：

判定当前模式是否为发酵模式以便当回答为“是”时判定当前发酵速率，如果回答为“否”则执行青贮模式，

按照确定的发酵速率将所述容器内的发酵温度维持在一恒定温度，

在维持所述青贮容器内部温度为在所述模式判定步骤确定的所述发酵温度的同时判定用户已选择哪一个成熟阶段，

判定对应于判定的成熟阶段的预定发酵时间是否已过去，以及

如果判定所述预定发酵时间已过去则执行所述青贮模式。

14、如权利要求13所述的方法，其特征在于所述发酵速率可通过改变发酵温度来控制。

15、如权利要求13所述的方法，其特征在于按照发酵时间长短判定所述成熟阶段。

16、如权利要求13所述的方法，其特征在于所述青贮模式分为由高度冷却阶段、中度冷却阶段和低度冷却阶段构成的三个阶段。

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