CN108991052B - 一种可延长食品保质期的烘烤设备及烤制工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品设备领域，具体地公开一种可延长食品保质期的烘烤设备及烤制工艺，包括供气装置、烘烤装置、排风机和氧传感器；烘烤装置的烤室内从上向下依次设置喷气头、托烤盘、俘气头，供气装置的气输出口与喷气头的气输入口连通，俘气头的排气口与排气管道连通，氧传感器装配在排气管道中，适于判断烤室内的空气有无全排出；烘烤装置的一侧设置适于食品移入及移出的出入口，该出入口处以密封方式设置闸门，适于将烤室与空气隔离；烘烤装置在保护气环境中对食品进行烘烤及冷却。保护气将食品与空气隔离，在烘烤及冷却期间食品中的油脂难以发生氧化反应，食品中的油脂氧化变质物及氧残留量极少，吸氧能力低，食品易于保存，保质期可提高0.5‑1倍。

Description

一种可延长食品保质期的烘烤设备及烤制工艺

技术领域

本发明涉及一种食品烘烤设备，尤其涉及一种在保护气环境中进行烘烤的可延长食品保质期的烘烤设备，以及相应的烤制工艺，属于食品设备领域。

背景技术

烘烤食品，特别月饼、泡芙、绿豆饼、老婆饼等润湿性松软食品以及桃酥、饼干等干性脆硬食品，品种繁多，风味各异，深受人们的喜爱，为了保持良好的口感，减少防腐剂用量，在饼皮及饼馅中常常加入大量的糖、油脂以代替水来使食品保持润湿松软，提高口感。当前食品烘烤设备，均在空气环境中对食品进行烘烤，烘烤温度高达180℃以上甚至更高，烤室高温挥发微量的金属离子气，食品中的油脂、糖直接与空气中的氧气作用，油脂经高温氧化及金属催化氢过氧化反应生成氧化变质物，氧化变质物促进油脂高温氧化，加速油脂的氧化速度，生成更多的有害健康的油脂氧化变质物，增加食品俘获氧的能力，使得食品在保存中易发生氧化酸败变质，保质期短。因而，亟需开发一种可以使食品与空气相隔离的烘烤设备，及相适配的烤制工艺，以减少食品中油指的氧化反应，减少有害物生成，提高食品的保质期。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种烘烤设备，将食品与空气相隔离，食品在无氧的保护气环境烘烤，食品中的油脂难以发生氧化反应生成危害健康的氧化变质物，食品的吸氧能力降低，氧残留量更少，使得食品的保质期得到显著提高。

本发明的技术方案如下：

一种可延长食品保质期的烘烤设备，其设计要点在于，包括：

供气装置，适于将液态的保护气转换成气态的保护气；所述供气装置包括通过管道依次密封连通的适于储存液态保护气的储气槽、适于将液态保护气气化生成气态保护气的气化器、适于存储气化器所产生气态保护气的暂存罐和适于降低保护气输出压力并稳压的减压阀；

烘烤装置，适于将待烘烤的食品在与空气相隔离的保护气环境中进行烘烤；所述烘烤装置包括密闭的壳体，所述壳体内设置适于烘烤食品的烤室以及内置于该烤室的适于承载待烘烤食品的托烤盘、适于将保护气分流导引流向托烤盘的喷气头、适于保护气排出的俘气头；所述喷气头被水平设置，位于托烤盘的上方，俘气头被水平设置，位于托烤盘的下方；

排风机，适于抽吸加强烘烤装置烤室内的空气排出及烘烤装置高温挥发的微量金属离子气排出；

所述喷气头呈板状结构，喷气头顶端面的中部设置有适于保护气输入的输入口、内部设置有多个沿纵向分布的导气槽、底端面上设置有多个喷气嘴；所述导气槽沿着横向布置，与导气槽连通的喷气嘴在该导气槽上沿横向分布，喷气嘴与被置放在托烤盘上的待烘烤食品相对；所述喷气头的输入口通过输气管道与减压阀的输出口以密封方式连通，输气管道中被装配第1阀门，适于控制供气装置向喷气头内输送、停止输送保护气以及调整保护气的输送流量；

所述俘气头呈板状的壳结构，俘气头的顶端面上设置有多个适于保护气流入的俘气孔、内部设置有沿水平面方向布置的导流腔、底端面的中部设置有适于连接排气管道的排气口，所述俘气孔、导流腔、排气口依次连通，俘气头的排气口与烘烤装置的排气管道的一端相连通，适于将向烘烤装置外排气，排气管道的另一端通过三通管分别连通适于控制排气的第2阀门、适于强排气的排风机的输入口；

氧传感器，适于测量烘烤装置烤室中的空气有无被完全排出；所述氧传感器被装配于与俘气头的排气口相连通的排气管道中；

所述烘烤装置的一侧设置适于食品移入及移出的出入口，在该出入口处以密封方式设置闸门，适于将烘烤装置的烤室与空气隔离；烘烤装置在所述保护气构成的保护气环境中对待烘烤的食品进行烘烤及冷却。

在应用中，本发明还有如下可选的技术方案。

作为可选地，所述喷气头内置的导气槽沿纵向等间距均匀分布，与导气槽连通的喷气嘴沿该导气槽方向等间距均匀分布。

作为可选地，所述烘烤装置还包括被设置在喷气头与托烤盘之间的稳流栅格，靠近喷气头一侧，适于喷气头与托烤盘之间的保护气气流的稳定分布。

作为可选地，所述稳流栅格至少由沿纵向等间距分布的横向稳流板、沿横向等间距分布的纵向稳流板构成；所述横向稳流板、纵向稳流板沿竖直方向布置，横向稳流板、纵向稳流板相互贯穿形成栅格状。

作为可选地，所述俘气头的俘气孔沿横向等间距均匀分布、沿纵向等间距均匀分布，每个待烘烤食品的下方分别对应设置一个俘气孔。

作为可选地，所述烘烤装置还包括被设置在托烤盘与俘气头之间的阻扰格栅，靠近托烤盘一侧，适于托烤盘与俘气头之间的保护气气流的均匀分布。

作为可选地，所述阻扰格栅至少由沿纵向等间距分布的横阻扰板、沿横向等间距分布的纵阻扰板构成；所述横阻扰板、纵阻扰板沿竖直方向分布，所述横阻扰板、纵阻扰板相互贯穿形成格状。

作为可选地，所述保护气为氮气、氩气中的至少一种。

本发明的另一技术方案：

一种烤制工艺，适于上述的任一种烘烤设备，其设计要点在于，所述烤制工艺包括以下步骤：

将待烘烤的食品转移到烘烤设备的烘烤装置内，并关闭烘烤装置的闸门，使烘烤装置的烤室与外部的空气隔离；

操纵第1阀门动作使供气装置向烘烤装置输送保护气，排出烤室内的空气，形成保护气环境；

获取氧传感器所反馈的测量值，基于该测量值判断烤室内的空气有无被完全排出；

当烤室内的空气被完全排出时，操纵烘烤装置启动加热，按预设的烤制工艺将待烘烤的食品在保护气环境中进行烘烤；

烤制完成后，操纵烘烤装置停止加热；在保护气环境中将食品进行冷却；

当食品被冷却到预设温度时，操纵第1阀门动作停止向烘烤装置输送保护气。

在应用中，本发明还有如下可选的技术方案。

作为可选地，所述保护气为氮气、氩气中的至少一种。

与现有技术相比，本发明取得了如下有益的技术效果。

所述烘烤设备被配置适于烤制食品的烘烤装置以及适于向烘烤装置输送保护气的供气装置，烘烤装置的烤室内从上向下依次设置喷气头、托烤盘、俘气头。保护气排出烘烤装置烤室内的空气并形成保护气环境，以及排出烘烤装置高温挥发的微量金属离子气，食品中的油脂难以发生氧化及金属离子催化氢过氧化反应生成氧化变质物。采用该烘烤设备所烤制的食品中的油脂氧化变质物的含量非常低，不及常规烤制的10％，更有利于食用者的健康，食品的吸氧能力被大幅降低，食品在保护气环境中烘烤，食品中的氧残留量极低；被烘烤的食品更易于保存，其保质期提高0.5-1倍及其以上。

所述的烤制方法将食品在保护气环境中烘烤，使食品与空气中相隔离，食品在无氧的保护气环境中进行烘烤，以及保护气及时排出烘烤装置高温挥发的微量金属离子气，避免了食品中的油脂发生氧化反应生成危害健康的氧化变质物，所烤制的食品更有益于健康，食品的吸氧能力更低；食品在保护气环境中烤制，食品中的氧残留量更少；所烤制的食品更易于保存，食品的保质期得到显著的提高，保质期提高0.5-1倍及以上。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1实施方式中的一种烘烤设备。

图2烘烤装置的示意图。

图3为图2中烘烤装置的A-A方向剖视示意图。

图4为图2中喷气头的仰视示意图。

图5为图2中稳流栅格的仰视示意图。

图6为图2中稳流栅格另一种结构示意图。

图7为图2中俘气头的俯视示意图。

图8为图2中阻扰格栅的俯视示意图。

图9实施方式中的一种食品烤制方法的流程图。

其中，10-烘烤装置，11-托烤盘，12-喷气头，121-导气槽，122-喷气嘴，13-俘气头，131-导流腔，132-俘气孔，14-稳流栅格，141-横向稳流板，142-纵向稳流板，143-阻流板，15-阻扰格栅，151-横阻扰板，152-纵阻扰板，153-限流板，16-闸门，20-供气装置，21-储气槽，22-气化器，23-减压阀，24-暂存罐，30-排风机，40-氧传感器，51-第1阀门，52-第2阀门。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本发明实施例中有关方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

作为本申请的第一种实施方式，提供一种可延长食品保质期的烘烤设备，如图1所示，所述烘烤设备包括烘烤装置10、供气装置20、排风机30和氧传感器40，以及阀门组。所述阀门组包括用于控制保护气输入的第1阀门和用于控制烘烤装置排气的第2阀门。接下来，为了便于描述，以月饼、氮保护气为例对食品烘烤设备进行详细地描述。

所述烘烤装置10适于对待烘烤的月饼坯料进行烘烤以及对涂覆有着色剂的待烘烤的月饼进行着色烘烤。供气装置20适于向烘烤装置10供给作为保护气的氮气，氮气排出烘烤装置10的烤室内的空气，并使烘烤装置10的烤室内形成由该氮气构成的保护气环境。烘烤装置10上被设置有适于待烘烤月饼移入的输入口以及适于完成烘烤的月饼移出的输出口，所述输入口、输出口共用一个出入口，即在烘烤装置10的一侧设置适于月饼移入及移出的出入口，在该出入口处以密封方式设置闸门16，闸门16适于将烘烤装置10的烤室与外部的空气隔离。当闸门16打开后可将待烘烤的月饼转移到烘烤装置10的内部以及将完成烘烤的月饼从烘烤装置10的内部移出，当闸门16关闭后将烘烤装置10的烤室与外部的空气相隔离。烘烤装置10上被设置与其烤室相连通的适于将保护气输送到所述烤室内的气输入口，供气装置20上设置有适于保护气输出的气输出口。供气装置20的适于保护气流出的气输出口与烘烤装置10的气输入口间通过输气管道以密封方式相连通，如图1所示，在连通供气装置20、烘烤装置10之的所述输气管道上装配第1阀门51，第1阀门51适于控制该输气管道连通或阻断连通，以操纵供气装置20向烘烤装置10的烤室内输送保护气或停止输送保护气，以及调整阀开度的大小改变所输送保护气流量的大小。供气装置20向烘烤装置10的烤室内输送氮保护气，氮保护气排出烘烤装置10烤室内的空气，即排出烘烤装置烤室内的氧气，烤室内充满氮气，形成由氮气所构成的无氧的保护气环境，以使月饼在无氧的氮保护气环境中进行烘烤以及在无氧的氮保护气环境中进行冷却，实现月饼与空气相隔离，避免月饼中的油脂发生氧化反应，减少有害健康的氧化变质物生成。烘烤装置10的烤室内充满氮保护气，在氮保护气环境中对待烘烤的月饼进行烘烤，以及在氮保护气环境中将月饼冷却，使月饼冷却到工艺温度，如室温。在整个烘烤及冷却过程，月饼均在氮保护气环境中进行，月饼与空气相隔离，只与氮气接触，不与氧气相接触，避免了月饼中的油脂发生氧化反应，生成危害健康的且易导致月饼变质的油脂氧化变质物，提高了月饼的保质期，使保质期提高了0.5-1倍以上。上述的作为保护气的氮气也可以由氩气所替代，另外，保护气也可以由氮气及氩气的混合气体构成。

在此需要说明的是，作为另一种可选的方案，烘烤装置10的一侧被设置适于待烘烤月饼移入的输入口，在该输入口处以密封连接方式设置入闸门，当入闸门打开后可将待烘烤的月饼转移到烘烤装置10的烤室内，当入闸门关闭后将烘烤装置10的烤室与空气相隔离；烘烤装置10的另一侧被设置适于将完成烘烤的月饼移出的输出口，在该输出口处以密封连接方式设置出闸门，当出闸门被打开后可将烘烤装置10内的月饼移出，当出闸门关闭后将烘烤装置10的烤室与空气相隔离。也就是说，烘烤装置10的适于待烘烤月饼移入的输入口与适于将完成烤制的月饼移出的输出口分别设置在不同的边侧，以方便烘烤装置在生产线中的装配配置。

其中，所述供气装置20，如图1所示，包括储气槽21、气化器22、减压阀23和暂存罐24。储气槽21适于储存液态的高纯氮，为纯度达到分析纯的食品级液氮；气化器22适于将液态的氮吸热气化形成气态的氮气；减压阀23适于将压力较高的氮气变为压力较低的压力稳定的氮气。所述储气槽21的适于液氮流出的输出口通过液氮管道与气化器22的输入口相连通，并在连通储气槽21与气化器22间的液氮管道中设置流量调节阀，以调节液氮的流量，调整氮气的产出量，使之与需求量相匹配，避免氮气压力过高。气化器22的适于氮气流出的输出口与暂存罐24的适于保护气流入的输入口通过管道以密封方式连通。暂存罐24的适于保护气流出的输出口与减压阀23的输入口之间通过管道以密封方式连通，减压阀23的输出口与烘烤装置10的输气口间通过输气管道连通。第1阀门51被设置在用于连通减压阀23与烘烤装置10之间的氮气输送管道中，适于控制向烘烤装置10的烤室内输送保护气、停止输送保护气以及控制所输送保护气的流量大小。暂存罐24的采用可以使保护气的供气压力更稳定。

其中，所述烘烤装置10，如图1-图3所示，包括可以实现密封的壳体、内置于壳体的适于烘烤食品的烤室以及设在壳体一侧的闸门16。烘烤装置10的烤室内设置有适于承载待烘烤食品的托烤盘11、适于将保护气分流导引流向托烤盘的喷气头12、适于保护气排出的俘气头13、适于热辐射烘烤的加热器(图中未画)。所述托烤盘11上被设置有适于保护气流通的网孔眼，托烤盘11装配在烘烤装置的烤室内，沿水平面方向水平布置，用于承载待烤制的月饼。托烤盘11的上边侧及下边侧分别设置加热器，即上加热器、下加热器，适于烘烤月饼。喷气头12设置在托烤盘11的正上方，沿水平面方向水平布置，适于将氮保护气分别吹射到置于托烤盘11上的各块月饼上。俘气头13设置在托烤盘11正下方，沿水平面方向水平布置，适于烘烤装置10内的保护气流入俘气头13，经俘气头13排出到烘烤装置10的外部。俘气头13的输出口处设置有排风机30，如图2所示，适于迫使俘气头13抽吸烘烤装置10烤室内的气体并排出，以加速排除烤室内的空气，快速降低烤室内的氧含量，减少工艺等待时间，以及及时排出烘烤装置10高温期间所挥发的微量的金属离气。所述托烤盘11可以是带有网眼孔的烤盘，也可以为网带，或钢带，或是任一种适于承托月饼的且可使保护气从上向下自由流通的承载件，换言之，托烤盘11不阻挡氮保护气的自由上下流动。

所述喷气头12呈平面的板状结构，如图2-图5所示，水平布置，其底端面可以覆盖托烤盘11。喷气头12为由薄壁构成的呈封闭的壳体结构，喷气头12的顶端面中部设置有适于保护气输入的输入口、内部设置有多个沿纵向等间距均匀分布的导气槽121、底端面上设置有多个喷气嘴122。所述喷气头12的输入口通过输气管道与减压阀23的输出口以密封方式连通，上述的第1阀门51被装配在该输气管道中，适于控制供气装置20向喷气头12内输送、停止输送保护气以及调整保护气的输送流量。导气槽121沿水平面方向的横向布置，并沿纵向等间距均匀分布，如图3、图4所示，各个导气槽121分别与位于喷气头12顶端的输入口连通，适于将保护气分流到各个导气槽121内。喷气嘴122设置在喷气头12的底端面上，且与导气槽121连通，喷气嘴122的出气口与托烤盘11相对，适于将导气槽121内的氮保护气通过喷气嘴122吹向托烤盘11，保护气分别流向置于托烤盘11上的各块月饼上。与导气槽121相连通的喷气嘴122沿该导气槽121的走向(即横向)等间距分布，如图4所示，以将保护气均均分流，使保护气气流的分布更均匀。进一步地，导气槽121的中间部设置适于保护气输入的输入口，该输入口与位于喷气头12顶端中部的输入口连通，减少导气槽121的压降差，以使各个喷气嘴122的气体流量相当，改善保护气气流的均匀性，确保月饼的品质的一致性，如松软度、口感的一致性。作为一种可选的方式，托烤盘11上的每块月饼的上方分别对应设置一个喷气嘴122，如此，每块月饼的保护气的工况相当，以确保月饼质量品质的一致性。

进一步，为了避免从喷气嘴122喷出的保护气产生湍流，确保月饼品质的一致，在喷气头12与托烤盘11之间设置适于稳流的稳流栅格14，稳流栅格14和喷气头12相固定。所述稳流栅格14，如图2-图6所示，包括横向稳流板141和纵向稳流板142。所述横向稳流板141，如图4、图6所示，沿纵向等间距均匀分布，横向稳流板141与水平面方相相垂直，即与喷气头12的底端面相垂直，可理解为横向稳流板141沿竖直方向布置；纵向稳流板142，如图4、图6所示，沿横向等间距均匀分布，纵向稳流板142与水平面方向相垂直，即与喷气头12的底端面相垂直，可理解为纵向稳流板142沿竖直方向布置。所述横向稳流板141与纵向稳流板142相互贯穿并固定，形成“井”字状的栅格结构，适于迫使从喷气嘴122喷出的保护气沿着稳流栅格的栅格向下流动，吹射月饼，以避免喷气嘴122喷出的保护气产生沿水平方向流动的分量而产生湍流，使保护气的流场分布更均匀，以确保在保护气环境下所烤制的月饼的品质的均匀性更好，如色泽均匀性、口感均匀性均更好，以避免有的月饼过硬、口感差。为了克服烘烤装置10的烤室壁对保护气流产生的扰动影响，在稳流栅格14的四周边侧分别设置阻流板143，如图3、图4所示，阻流板143沿竖直方向布置，阻流板143的下端相对于上端向外(即相对于稳流栅格14的中部而言)倾斜。位于稳流栅格14四边侧的四块阻流板143的首尾依次连接形成围裙状结构，如图4所示，该围裙状结构的下端的开口内径大上端的开口内径。进一步地，基于大量的实践数据分析发现，当阻流板143的下端沿竖直方向向外倾斜11-13时，特别13度时，烘烤装置的烤室壁对喷气头12的气流影响最小，喷气头12的周边无明显的湍流形成，喷气头12喷出的保护气的分布更均匀，有利于提高月饼品质的均匀性。

所述俘气头13呈平面的板状结构，如图2、图3所示，俘气头13沿水平面方向水平布置，其面积可以覆盖托烤盘11。俘气头13为由薄壁构成的呈封闭状态的壳体结构，俘气头13的顶端面上设置有多个俘气孔132、内部设置有沿水平面方向布置的导流腔131、底端面的中部设置有适于保护气流出的连接排气管的排气口。俘气头13的排气口与烘烤装置10的排气管道的一端相连通，适于将向烘烤装置外排气，如图1所示，该排气管道的另一端通过三通管分别与第2阀门52连通、排风机30的输入口连通。第2阀门52适于控制烘烤装置10向外排气及排气的流量，排风机30适于抽吸强迫排气，增加排气流量及增强排气效率。俘气孔132被设置在俘气头13的顶端面上，与导流腔131相连通，俘气孔132均匀分布，俘气孔132的进气口与托烤盘相对设置，便于从上向下流动的保护气流入。位于俘气头13底端面中部的与导流腔131相连通的排气口与排气管道的一端部连通，排气管道的另一端部设置在烘烤装置10的外部，适于将烘烤装置10烤室内的气体排出。进一步地，该排气管道的末端还装配有排风机30，如图2所示，用于将烘烤装置10内部的气体抽吸排出，加速烘烤装置10内部的气体排出，有利于烘烤装置内部的氧气及时排出，以减少烘烤装置10内的含氧量；特别还有利于将烘烤装置10高温挥发出的微量的金属离子气及时带出烘烤装置外，进一步减少月饼中的油脂发生金属催化氢过氧化反应，减少有害氧化变质物质的生成。烘烤装置10内的保护气流入俘气头13的俘气孔132、导流腔131、排气口及排气管道流到烘烤装置10的外部，或者被排风机30抽吸排出。作为一种可选的方式，托烤盘11上的每块月饼的正下方分别对应设置有一个俘气孔132，以使流经月饼的保护气及该月饼散发的气体能及时地通过俘气头13排出，避免待排出的气体横向流动产生湍流，影响月饼品质的一致性，导致月饼品质下降。需要说明的是，当对烤制均匀性要求不高时，所述俘气头13也可以由漏斗状的排气装置所替代，或者也可以省去俘气头13将烘烤装置10内的气体通过排气口直接排出。所述氧传感器40被设置在与俘气头13相连通的排气管道内，如图1所示，适于探测从烘烤装置10内所排出的气体中的含氧量，以此来判断烘烤装置10烤室内的空气有无被完全排出。具体地为，当氧含量的测量值小于设定值时，认为完空气已被完全排出，作出烤室内的空气被完全排出的判断；当氧含量的测量值大于或等于设定值时，认为完未完全排出空气，作出烤室内的空气未被完全排出的判断。

进一步，为了减少俘气头13对保护气流的均匀性产生扰动影响，破坏保护气流的均匀性，如导致保护气气流分布不均匀，甚至保护气流中产生湍流，则可以在托烤盘11与俘气头13之间设置阻扰格栅15，如图7所示。阻扰格栅15和俘气头13固定，靠近托烤盘11一侧，位于俘气头13的正上方。所述阻扰格栅15，如图7、图8所示，包括横阻扰板151和纵阻扰板152。所述横阻扰板151，如图7、图8所示，沿水平方向横向布置，沿纵向等间距均匀分布，横阻扰板151与水平面方向相垂直，可理解为横阻扰板151沿竖直方向布置；所述纵阻扰板152，如图8所示，沿水平方向纵向布置，沿横向等间距均匀分布，纵阻扰板152与水平面方向相垂直，可理解为纵阻扰板152沿竖直方向布置。所述横阻扰板151与纵阻扰板152相互贯穿并固定，形成“井”字状的格栅，适于导引穿越托烤盘11的网眼孔向下流动的保护气，向下流动，流向俘气头13，被俘气头13俘获并通过排气管道排出烘烤装置10外。阻扰格栅15的采用可以避免俘气头13抽吸(即启动排风机30时)俘获保护气时，由于排气流速大，各个俘气孔132的流阻不同所导致的保护气的流路过度弯曲，产生湍流；而该湍流将破坏保护气流的均匀性，近而对喷气嘴122喷出的保护气气流产生扰动影响，破坏气流的均匀性，甚至喷气嘴122喷出的气流中也产生湍流，导致月饼的品质均匀性变差。阻扰格栅15的设置可以使喷气头12、托烤盘11、俘气头13之间的保护气流的均匀性得到进一步改善，使得在保护气环境下所烤制的月饼的均匀性更好，如色泽均匀性、口感均匀性都更好，有效地避免有的月饼硬、有的月饼软、有的被欠着色、有的被过着色，使得月饼的良品率提到提高。另外，为了克服烘烤装置10的烤室壁对俘气头13俘获气体的气流产生扰动影响，在阻扰格栅15的四周边侧分别设置限流板153，如图8所示，限流板153呈长条型的板状，沿竖直方向设置，限流板153的上端相对于下端向外(相对于阻扰格栅15的中心部)倾斜。四块限流板153的首尾依次连接形成呈倒立的围裙状结构，如图7、图8所示，限流板153所构成的围裙状结构的上端开口大于其下端开口，有利于待排出的保护气流入俘气头13并排出。基于大量的实验对比发现，当限流板153的上端侧沿竖直方向外倾斜20-26度时，特别25度时，烘烤装置10的烤室壁对俘气头13气流均匀性的影响最小，俘气头13的四周边侧处无明显的湍流形成，该区域的保护气流均匀性较好，相应地，俘气头13的抽吸俘气对喷气头12所产生的影响也得到进一步地降低，喷气头12喷出的保护气气流分布的均匀得到有效改善。

本实施方式的烘烤设备包括烘烤装置10、供气装置20和排风机30，其工作流程，操纵烘烤装置10的闸门16打开，将待烘烤的月饼坯料转移到烘烤装置10内，关闭烘烤装置10的闸门16，烘烤装置10处于与外部空气相隔离的状态。操纵第1阀门51动作使向烘烤装置10输送氮气的管道连通，向烘烤装置10的烤室内输送作为保护气的高纯氮气。获取氧传感器40所反馈的测量值，基于该测量值做出烤室内的空气被完全排出或未被完全排出的判断。为了加快烘烤装置10内的空气的排出，可以操纵排风机30启动加强排气，减少等待时间，提高产能。当作出烤室内的空气被完全排出的判断时，操纵第1阀门51动作降低氮气的流量，再操纵烘烤装置10启动加热，按预设的烤制工艺(如温度曲线)将待烘烤的月饼在氮气构成的保护气环境中进行烘烤。烤制完成后，在氮气构成的保护气环境中将月饼进行冷却，冷却到工艺温度，如室温。月饼冷却后，在氮气构成的保护气环境中将月饼密封包装，如真空包装，或充氮包装。最后操纵第1阀门51动作停止向烘烤装置10的烤室内输送氮气。在月饼的烘烤及冷却期间，可以操纵第2阀门52动作减少排气流量，使烤室内保持微正压，有利减少空气渗漏。需要说明的是，上述在月饼高温烘烤期间还可以操纵排风机30启动，强迫抽吸排气，有利及时地将烘烤装置10高温挥发的微量的金属离子气排出，以降低月饼中的油脂发生金属催化氢过氧化反应，减少月饼中的油脂发生氧化反应，使月饼中有害健康的油脂氧化变质物的含量更少。与在空气环境中烘烤的月饼相比较，本发明所烤制的月饼中油脂被氧化的氧化变质物的含量极少，不及常规烘烤的月饼中的10％，使得月饼的吸氧能力被大幅降低，月饼中的氧残留量低，月饼更易于保存，月饼的保质期提高了0.5-1倍，甚至更长。

作为本申请的第二种实施方式，提供一种适于食品的烤制工艺，为了便于描述，接下来将以氮气作为保护气、月饼为例进行说明，如图9所示，所述烤制工艺包括以下步骤。

准备好待烘烤的月饼坯料，操纵烘烤装置10的闸门16打开，将待烘烤的月饼坯料转移到烘烤装置10的烤室内，关闭烘烤装置10的闸门16，烘烤装置10的烤室与外部的空气相隔离。

操纵第1阀门51动作使向烘烤装置10输送氮气的输气管道连通，向烘烤装置10的烤室内输送作为保护气的高纯氮气，获取氧传感器40所反馈的烘烤装置10内的氧含量的测量值，基于氧传感器40所反馈的测量值作出烤室内的空气被完全排出或未被完全排出的判断；具体地为，当所反馈的测量值大于设定值时，作出空气未被完全排出的判断，继续向烘烤装置10输送氮气，当所反馈的测量值低于设定值时，可认为烘烤装置10内的空气已被氮保护气全部排出，合符烘烤要求，作出烤室内的空气被完全排出的判断。需要说明的是，为了加快烘烤装置10内的空气的排出，可以操纵排风机30启动加强排气，使烘烤装置10内的空气被快速排出，减少排空气的时间，提高产能。所述氮气选用纯度达到分析纯的食品级氮气，也可以选用纯度达到99％及以上的食品级氮气，均可被理解为上述的高纯氮气。所述氮气也可以选用氩气替代。在烘烤装置10的烤室内保护气的压力与大气压力相当，烘烤装置内、外的压力相等，优选地，使烤室保护气的压力略大于大气压力，有利降低空气的渗漏，减少油脂氧气变质物的生成。

当作出烤室内的空气被完全排出的判断时，操纵烘烤装置10启动加热，按预设的烤制工艺(如温度曲线)将待烘烤的月饼在氮气构成的保护气环境中进行烘烤。并操纵第1阀门51的阀开度调小，减少氮气的输入量，在该烘烤过程中，保持较小流量的氮气输入，替换部分保护气，氮保护气的替换能及时地将烘烤装置10高温挥发的微量金属离子气排出，有利减少油脂发生金属崔化氧化反应。被烘烤的月饼坯料浸没于高纯氮气所构成的保护气内，月饼坯料与空气相隔离，实现月饼坯料与氧气的隔离，在氮气保护气环境中对月饼坯料进行烘烤，直到烘烤完成时止，月饼中的油脂难以发生氧化及金属催化氢过氧化反应，降低月饼中的油指氧化变质物的含量，月饼的吸氧能力被大幅降低。在此处，将上述的烘烤过程标识为前烘烤，以与后续可能的烘烤工序相区分。

当烤制完成后，在氮气构成的保护气环境中将月饼进行冷却，冷却到工艺温度，如室温。在冷却过程中，可以操纵第1阀门51动作将阀开度调大，增加氮气的流量，使月饼加速冷却，也可以操纵第1阀门51动作将阀开度调小，减小氮气的流量，使月饼缓慢冷却。月饼在氮保护气环境中冷却到工艺温度，如包装温度，在氮气构成的保护气环境下将月饼密封包装，如真空包装，或充氮包装。该冷却工艺被称之为前冷却，与后续可能的冷却工艺相区分。

进一步地，需要对月饼进行着色处理，使月饼色泽金黄、更美观。在前冷却工艺中，当月饼被冷却到工艺温度，如室温后，操纵烘烤装置(如摇臂刷)在月饼的表面上涂刷一层着色剂，使着色剂层的厚度均匀一致。

操纵第1阀门51动作增大氮气流量，在保护气环境中使月饼表面的着色剂层中的水分挥发，当着色剂层的水分完全挥发后可以认为着色剂层已干燥，适合于着色烘烤。操纵第1阀门51动作减少氮气流量，并操纵烘烤装置10的启动加热烘烤，在氮保护气环境中对月饼进行着色烘烤。该着色烘烤被称之为后烘烤，以与前烘烤相区分。

操纵烘烤装置10停止加热，在氮保护气环境中将月饼进行冷却。在此，该冷却被称之为后冷却。与前冷却相类似，可以通过调整氮气流量，来改变月饼的冷却速率。

所述调色剂选用蛋黄和蜂蜜为主料配制而成的混合液，其中蜂蜜的体积占比为18-29％，优选地，21-24％，特别23％，月饼的色泽金黄且更鲜亮，易引人注意；月饼的香味更浓，易引发人们的食用欲望。

进一步，为了提高月饼的保质期，还可以在上述的调色剂内添加一定量的椰子油，椰子油的体积占比为5-28％。当椰子油的体积占比在9％时，也可以是7-10％，保质期的提升效果非常显著，在其它同等工艺条件下，月饼的保质期可以再提高0.5-1倍。

实施例

该月饼例共展示了所烤制的三批次月饼，各批次月饼的饼皮、饼馅的配料比、制作工艺均相同，均未添加防腐剂，采用上述的烘烤设备进行烘烤及冷却。第一批次月饼在空气环境中烘烤、冷却，在空气环境中密封真空包装，从所烤制的月饼中随机选出10块月饼样品留作测试，其中5块样品留作保存周期测试，另5块样品做氧化变质物测试；第二批次月饼在氮保护气环境中烘烤及冷却，并在空气环境下密封真空包装，从所烤制的月饼中随机选出10块月饼样品留作测试，其中5块样品留作保存周期测试，另5块样品作氧化变质物测试；第三批次月饼在氮保护气环境中烘烤及冷却，并在氮保护气环境中密封真空包装，从所烤制的月饼中随机选出5块月饼样品留作保存周期测试。有关样品的油脂氧化变质物含量测试情况，如表一所示；有关样品的保存周期的测试情况，如下表二所示。其中，为了数据处理需要，对油脂氧化变质物作了归一化处理。

表一：月饼样品的油脂氧化变质物含量测试情况

注：月饼中油脂氧变质化物的含量以＃11号样品为基础做规一化处理，

表一的数据显示，在空气环境中进行烤制的月饼样品中的油脂的氧化程度较大，样品的油脂氧化变质物的含量较高，而在氮保护气环境中进行烤制的月饼样品中的油脂的氧化程度显著降低，样品中的油脂氧化变质物的含量非常低，与在空气环境下烤制的月饼样品相比，在氮保护气环境中烤制的月饼样品中的油脂氧化变质物的含量降低了90％以上，不及空气环境下烤制的样品的10％，因而月饼的吸氧能力被大幅降低，更有利于月饼的保存，其保质期会更长。

表二：月饼样品的保质期的测试情况

表二中的数据显示，在空气环境中烘烤、冷却所制备的5块月饼样品，在空气环境中真空包装，该5块月饼样品的保质期在40-55天，其平均保质期为47.6天；在氮气构成的保护气环境中烘烤以及冷却所制备的5块月饼样品，在空气环境中真空包装，该5块月饼样品的保质期为83-110天，其平均保质期为99天。即在氮气保护气环境中所烤制的月饼的保质期提高到原保质期的2倍以上，即保质期提高了1倍以上，保质期得到了显著的提高。上表二中的数据还显示，在氮气构成的保护气环境中烘烤、冷却所制备的5块月饼样品，在氮气保护气环境中进行真空包装，该5块月饼样品的保质期为85-108天，其平均保质期为99.8天，与在氮气环境中烘烤、冷却及在空气环境中包装的月饼样品相比，该月饼样品的保质期没有明显延长，因而，为了减少生产成本，等月饼降到室温后，月饼的真空包装可以在空气环境中进行。

该饼干例共展示了所烤制的二批次饼干，各批次饼干的配料、制作工艺均相同，均未添加防腐剂，采用上述的烘烤设备进行烘烤及冷却。第一批次饼干在空气环境中烘烤、冷却，在空气环境中密封真空包装，从所烤制的饼干中随机选出5块饼干样品留作保存周期测试；第二批次饼干在氮保护气环境中烘烤及冷却，并在空气环境中密封真空包装，从所烤制的饼干中随机选出5块饼干样品留作保存周期测试，具体如下表三所示。所述两批次饼干样品均在较潮湿环境中进行测试。

表三：饼干样品的保质期的测试情况

表三中的数据显示，在空气环境中烘烤、冷却所制备的5块饼干样品，在空气环境中真空包装，该5块月饼样品的保质期在81-110天，其平均保质期为92.2天；在氮气构成的保护气环境中烘烤以及冷却所制备的5块饼干样品，在空气环境中真空包装，该5块月饼样品的保质期为159-201天，其平均保质期为184天。即在氮气保护气环境中所烤制的饼干的保质期提高到原保质期的2倍，即保质期提高了1倍，保质期得到了显著的提高。

以上主要以月饼和饼干为例对烘烤设备及烤制方法进行了详细的描述，该烘烤设备还适于烤制泡芙、绿豆饼、老婆饼、奶黄饼等润湿性松软食品，也适于烤制桃酥、饼干等干性硬脆食品。食品的烘烤及冷却均在保护气环境中进行，食品与空气相隔离，食品中的油脂难以发生氧化及金属崔化氧化反应生而危害健康的油脂氧化变质物，食品的吸氧能力被降低，食品中的氧残留量更低，有利食品保质期的延长。

现有技术的食品在空气环境中烘烤，烘烤温度高达180℃，甚至更高，烤室高温挥发微量的金属离子气，食品中的油脂、糖直接接触空气，油脂被高温氧化及金属催化氢过氧化反应生成氧化变质物，氧化变质物促进油脂进一步被氧化，加速油脂的氧化，生成更多的油脂氧化变质物；油脂氧化变质物，增加食品俘获氧的能力，不利于食品的存储，食品在保存中易发生氧化酸败变质，保质期短，为此要么需要增加油脂、糖的含量，要么增加防腐剂用量，以提高保质期。

与现有技术相比，本发明取得了如下有益的技术效果。

所述的烘烤设备包括适于烤制食品的烘烤装置以及适于向烘烤装置输送保护气的供气装置，烘烤装置的烤室内从上向下依次设置喷气头、托烤盘、俘气头。保护气排出烘烤装置烤室内的空气并形成保护气环境，以及排出烘烤装置在高温环境下所挥发的微量金属离子气，食品中的油脂难以发生氧化及金属离子催化氢过氧化反应生成氧化变质物。采用该烘烤设备所烤制的食品中的油脂氧化变质物的含量非常低，不及常规烤制的10％，更有利于食用者的健康，食品的吸氧能力被大幅降低，食品在保护气环境中烘烤，食品中的氧残留量极低；因而，使得被烘烤的食品更易于保存，其保质期提高0.5-1倍及其以上。

所述的烤制方法将食品在保护气环境中烘烤，使食品与空气中相隔离，食品在无氧的保护气环境中进行烘烤，以及保护气及时排出烘烤装置高温挥发的微量金属离子气，避免了食品中的油脂发生氧化反应生成危害健康的氧化变质物，所烤制的食品更有益于健康，食品的吸氧能力更低；食品在保护气环境中烤制，食品中的氧残留量更少；所烤制的食品更易于保存，食品的保质期得到显著的提高，保质期提高0.5-1倍及以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种可延长食品保质期的烘烤设备，其特征在于，包括：

供气装置，适于将液态的保护气转换成气态的保护气；所述供气装置包括通过管道依次密封连通的适于储存液态保护气的储气槽、适于将液态保护气气化生成气态保护气的气化器、适于存储气化器所产生气态保护气的暂存罐和适于降低保护气输出压力并稳压的减压阀；

烘烤装置，适于将待烘烤的食品在与空气相隔离的保护气环境中进行烘烤；所述烘烤装置包括密闭的壳体，所述壳体内设置适于烘烤食品的烤室以及内置于该烤室的适于承载待烘烤食品的托烤盘、适于将保护气分流导引流向托烤盘的喷气头、适于保护气排出的俘气头；所述喷气头被水平设置，位于托烤盘的上方，俘气头被水平设置，位于托烤盘的下方；

排风机，适于抽吸加强烘烤装置烤室内的空气排出及烘烤装置高温挥发的微量金属离子气排出；

所述喷气头呈板状结构，喷气头顶端面的中部设置有适于保护气输入的输入口、内部设置有在纵向等间距分布的多个导气槽、底端面上设置有多个喷气嘴；与导气槽连通的喷气嘴在该导气槽上沿横向分布，喷气嘴与被置放在托烤盘上的待烘烤食品相对；所述喷气头的输入口通过输气管道与减压阀的输出口以密封方式连通，输气管道中被装配第1阀门，适于控制供气装置向喷气头内输送、停止输送保护气以及调整保护气的输送流量；

所述俘气头呈板状的壳结构，俘气头的顶端面上设置有多个适于保护气流入的俘气孔、内部设置有沿水平面方向布置的导流腔、底端面的中部设置有适于连接排气管道的排气口，所述俘气孔、导流腔、排气口依次连通，俘气头的排气口与烘烤装置的排气管道的一端相连通，适于向烘烤装置外排气，排气管道的另一端通过三通管分别连通适于控制排气的第2阀门、适于强排气的排风机的输入口；

氧传感器，适于测量烘烤装置烤室中的空气有无被完全排出；所述氧传感器被装配于与俘气头的排气口相连通的排气管道中；

所述烘烤装置的一侧设置适于食品移入及移出的出入口，在该出入口处以密封方式设置闸门，适于将烘烤装置的烤室与空气隔离；烘烤装置在所述保护气构成的保护气环境中对待烘烤的食品进行烘烤及冷却。

2.根据权利要求1所述的烘烤设备，其特征在于：所述喷气头内置的导气槽沿纵向等间距均匀分布，与导气槽连通的喷气嘴沿该导气槽方向等间距均匀分布。

3.根据权利要求2所述的烘烤设备，其特征在于：所述烘烤装置还包括被设置在喷气头与托烤盘之间的稳流栅格，其靠近喷气头一侧设置，适于喷气头与托烤盘之间的保护气气流的稳定分布。

4.根据权利要求3所述的烘烤设备，其特征在于：所述稳流栅格至少由沿纵向等间距分布的横向稳流板、沿横向等间距分布的纵向稳流板构成；所述横向稳流板、纵向稳流板沿竖直方向布置，横向稳流板、纵向稳流板相互贯穿形成栅格状。

5.根据权利要求1所述的烘烤设备，其特征在于：所述俘气头的俘气孔沿横向等间距均匀分布、沿纵向等间距均匀分布，每个待烘烤食品的下方分别对应设置一个俘气孔。

6.根据权利要求5所述的烘烤设备，其特征在于：所述烘烤装置还包括被设置在托烤盘与俘气头之间的阻扰格栅，其靠近托烤盘一侧设置，适于托烤盘与俘气头之间的保护气气流的均匀分布。

7.根据权利要求6所述的烘烤设备，其特征在于：所述阻扰格栅至少由沿纵向等间距分布的横阻扰板、沿横向等间距分布的纵阻扰板构成；所述横阻扰板、纵阻扰板沿竖直方向分布，所述横阻扰板、纵阻扰板相互贯穿形成格状。

8.根据权利要求1-7任一项所述的烘烤设备，其特征在于：所述保护气为氮气、氩气中的至少一种。

9.一种烤制工艺，适于权利要求1-8任一权利要求所述的烘烤设备，其特征在于，所述烤制工艺包括以下步骤：

将待烘烤的食品转移到烘烤设备的烘烤装置内，并关闭烘烤装置的闸门，使烘烤装置的烤室与外部的空气隔离；

操纵第1阀门动作使供气装置向烘烤装置输送保护气，排出烤室内的空气，形成保护气环境；

获取氧传感器所反馈的测量值，基于该测量值判断烤室内的空气有无被完全排出；

当烤室内的空气被完全排出时，操纵烘烤装置启动加热，按预设的烤制温度将待烘烤的食品在保护气环境中进行烘烤；

烤制完成后，操纵烘烤装置停止加热；在保护气环境中将食品进行冷却；

当食品被冷却到预设温度时，操纵第1阀门动作停止向烘烤装置输送保护气。

10.根据权利要求9所述的烤制工艺，其特征在于：所述保护气为氮气、氩气中的至少一种。

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