CN110049699A - 食物加工设备、控制装置和操作方法 - Google Patents

食物加工设备、控制装置和操作方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于食物加工设备的控制装置和一种食物加工设备，所述设备包括：用于食物物质的食物加工隔室(3)；加热单元(15)，被布置为向所述食物物质应用加热程序；重量传感器(44)，被布置为监测所述经加工的食物物质的重量；以及控制装置(40)，被布置为：获取所述食物物质的重量信息；计算指示所述食物物质的重量损失率的导数信号；计算所述导数信号的特征值；并且在所述加热程序的初始阶段中，基于所述特征值，确定对针对所述正在进行的加热程序所述食物物质的初始脂肪含量的估计和/或对所述食物物质的所产生的脂肪含量变化的估计。本公开还涉及一种操作食物加工设备的方法。

Description

食物加工设备、控制装置和操作方法
技术领域
本公开涉及一种食物加工设备、一种用于食物加工设备的控制装置以及一种操作食物加工设备的方法。更具体地，本公开涉及烹饪器具的改进，特别是所谓的空气基煎炸锅、对流烤箱以及相似的食物制备器具的改进。更具体地，但是不是在限制意义上进行理解，本公开涉及制备含脂肪食物(例如肉类、海鲜、鱼、家禽等)的改进。
背景技术
现今，专业用户以及例如在家庭烹饪应用中，非专业用户经常使用食物加工设备(诸如空气基煎炸锅、对流烤箱以及相似的烹饪设备)。空气基煎炸锅以及相似的烹饪设备因其温和并且健康的烹饪性能而受到重视。空气煎炸食物产品由于所应用的对流传热原理而通常是美味的和低脂肪的。
WO 2012/032449 A1公开了一种用于制备食物的设备，其包括：具有外壁的食物制备室、限定出具有空气入口和空气排放开口的食物容纳空间的内壁、用于使热空气流连续移动通过空气入口的风扇、食物容纳空间和排放开口、用于使空气流从排放开口返回到与食物容纳空间分开的空气入口的空气引导装置、被形成为穿过外壁以将空气从食物制备室排出到设备的外部的通风口以及被设置为将空气流的一部分引导至通风口的空气引导构件。
通过示例的方式，而不是在限制意义上进行理解，空气基煎炸锅可以被视为通过使热空气在食物周围循环来进行烹饪的厨房器具。由于美拉德效应，机械风扇使热空气在食物周围高速循环，对食物进行烹饪并且产生酥脆层。通过使空气循环达到200℃(摄氏度)或者392℉(华氏度)，该器具对若干食物(如同土豆片、肉类、鸡肉、鱼或者糕点)进行煎炸，并且比传统的煎炸锅使用更少的油。
通过使用较少的油来进行煎炸，通过空气基煎炸锅加工的食物成为传统上被深炸的食物的更健康的替代品，传统上被深炸的食物会增加心血管疾病、高血压、糖尿病、癌症和肥胖的风险。
通过示例的方式，而不是在限制意义上进行理解，对流烤箱(也被称为风扇辅助烤箱或者仅仅是风扇烤箱)可以被视为被设置有用于使空气在食物周围循环的风扇的烤箱。没有风扇的传统烤箱主要依赖来自烤箱壁的辐射并且在较小程度上，依赖由烤箱内的温度差引起的自然对流以向食物传递热量。形成对比，对流烤箱中的风扇允许经由对流传热来传递更多的热量。
空气基煎炸设备以及相似的器具提供了通过使热空气流在食材周围循环以对食物进行加热和/或烹饪来制备食物的装置。这种设备通常包括具有被围起的食物制备室的壳体，食材被放到该食物制备室中，并且其中然后通过由马达驱动的风扇来使热空气流在食物制备室周围循环以对食物进行加热。在加热过程期间，食物中所含的水分产生蒸汽，这导致食物制备室中的压力增加。
此外，食物还排出其他液体(诸如油或者脂肪)。因此，热空气通风口被设置在壳体内，并且设置有在壳体外的出口，使得在食物制备室中的增加的压力下的流动(例如空气成分、蒸汽成分、脂肪成分和/或油成分)通过热空气通风口被从食物制备室带走并且排出到设备的外部。
已经观察到：对于没有经验的用户而言，操作基于对流加热的烹饪器具仍然是麻烦的。这尤其适用于实现肉制品、鱼、家禽等的所需熟度水平。一方面，应该了解，空气基煎炸以及相似的烹饪方法基本上涉及减少所制备的食物产品的脂肪含量。然而，另一方面，其脂肪含量和水分含量在烹饪程序期间已经被减少过多的食物通常被认为是干燥的和强硬的并且因此，不是很美味可口。
因此，基于对流的食物加工设备仍有改进的空间，目的是：提供美味可口的食物，并且简化器具的操作。
发明内容
鉴于上述内容，本公开的目的是提供一种食物加工设备和一种用于食物加工设备的控制装置，该控制装置简化设备的操作并且提高设备的性能。更具体地，提供一种易于操作并且被配置用于自动和/或半自动操作的食物加工设备将是有利的。此外，食物加工设备优选地被布置为还为非有经验的用户确保一定的质量和烹饪标准。
在本公开的第一方面中，提供了一种食物加工设备，该设备包括：
－用于食物物质的食物加工隔室，
－加热单元，被布置为向食物物质应用加热程序，
－重量传感器，被布置为监测经加工的食物物质的重量，以及
－控制装置，被布置为：
－获取食物物质的重量信息，
－计算指示食物物质的重量损失率的导数信号，
－计算导数信号的特征值，并且
－在加热程序的初始阶段中，基于特征值，确定对针对正
在进行的加热程序该食物物质的初始脂肪含量的估计和对食物
物质的所产生的脂肪含量变化的估计中的至少一个。
上述方面基于以下见解：在食物物质的初始重量损失与脂肪含量和/或预期的脂肪损失之间存在相关性。在加热程序的初始阶段中，重量损失基本上可归因于水分损失。已经观察到：在水分损失与脂肪水平和/或脂肪损失中的至少一个之间存在一定的相关性。已经进一步观察到：食物物质的初始水分/重量损失的特性指示在正在进行的加热程序中的脂肪损失并且因此，指示正在进行的烹饪方案。因此，例如，用于实现所需熟度水平的所需烹饪时间和/或重量损失可以被确定。类似地，相关的烹饪参数(诸如温度等)可以被确定以确保所制备的食物产品是美味的以及级配良好的。上述相关性尤其适用于含脂质(脂肪)的食物物质(诸如肉类、鱼、家禽、海鲜等)。具有有关食物物质的类型的至少一些信息允许利用相关性。
可以基于实证研究来建立上述特征值与估计(脂肪含量和/或脂肪含量变化)之间的相关性，其中测试并且监测相似的食物产品的行为。
一般地，特征值可以被视为重量损失进度和/或重量损失率的极值。基于检测到的特征值，并且基于与脂肪有关的估计，可以导出其他过程变量。例如，这可以涉及食物物质的所估计的处理时间和/或重量损失、食物物质的剩余处理时间和/或重量损失、食物物质的所需温度水平、当前和/或预期的熟度水平、烹饪等级水平等。
优选地，加热程序涉及对流加热，诸如空气煎炸以及相似的烹饪程序。
更一般地，至少在示例性实施例中，基于食物物质的检测到的时间相关重量损失，可以考虑到预先建立的相关性来确定脂肪含量和/或脂肪损失。
在该设备的示例性实施例中，重量传感器被布置为在加热程序的初始阶段中记录食物物质的水分损失，其中控制装置被布置为基于检测到的水分损失来确定对所产生的脂肪损失和/或当前脂肪含量的估计。
在另一示例性实施例中，控制装置被布置为考虑到计算得出的估计来控制正在进行的加热程序。
在再一示例性改进中，控制装置被布置为控制加热温度和加热时间中的至少一个。
在再一示例性实施例中，食物物质涉及含脂肪的肉类、家禽或者海鲜，其中控制装置被布置为考虑到所需熟度水平来控制正在进行的加热程序。通常，食物物质会涉及动物脂肪。如本文使用的，海鲜涉及鱼和鱼类产品。
在该设备的再一示例性实施例中，控制装置与相关性数据库耦合，其中特征值与估计的脂肪含量变化或者脂肪含量之间的经验相关性由数据库提供。例如，可以建立回归曲线和/或回归方程。因此，可以容易地检测输入的特征值与输出的脂肪相关值之间的关系。
在该设备的再一示例性实施例中，特征值是以下中的至少一个：
－在加热程序的初始阶段中的最大重量损失率，
－在加热程序的初始阶段中的最大重量损失率和绝对重量损失的乘积，
－在加热程序的初始阶段中的绝对重量损失的值，其中存在最大重量损失率，
－在重量损失率随绝对重量损失的绘图中的极值，以及
－在重量损失率随绝对损失率的绘图的一部分中的积分。
不用说，上述考虑不需要两个绘图相应图表并且因此，不应该在限制意义上进行理解。相反，可以应用相应的微分计算、近似计算等。
通常，如本文使用的极值可以涉及最大值、最小值、拐点等。
在该设备的再一示例性实施例中，在加热程序的初始阶段中，仅引起食物产品的中等温度上升，这在本质上导致发生重量损失。优选地，应用小于10°K(开氏度)的温度上升。已经观察到：在加热程序的初始阶段中的更大温度上升会导致在初始阶段中已经发生重大脂肪损失。这基本上会损害预测准确性。然而，优选的是：应用特定温度上升，该特定温度上升涉及可检测的重量损失，然而，该重量损失基本上基于水分损失。
在另一示例性实施例中，该设备被布置为空气煎炸设备和对流烤箱中的一种，其中该设备包括至少一个通风单元。优选地，通风单元与加热单元可操作地耦合。通风单元被布置为推进加热的空气，使得空气沿着食物物质并且在食物物质周围流动。因此，引起了对流传热。
在该设备的另一示例性改进中，提供了一种气流温度传感器。因此，存在用于食物加工设备的操作的另一控制值。
该设备还可以包括：除湿单元，被布置为处理进气。因此，基本上被除湿过的进气接触食物物质，使得食物物质的重量损失基本上可归因于蒸发。
在再一示例性实施例中，该设备还包括：用户界面，其中通过用户界面向控制装置提供了食物类型信息，并且其中所估计的脂肪含量变化或者脂肪含量是考虑到所选择的食物类型计算得出的。食物类型信息可以涉及一般信息，例如种类等。
进一步地，用户界面可以包括食谱菜单和/或食物类型选择器。
在本公开的另一方面中，提出了一种用于食物加工设备的控制装置，该控制装置包括：
－输入，通过该输入，接收到数据，
－输出，通过该输出，得以用信号通知控制数据，－处理单元，被布置为：
－从重量传感器获得食物物质的重量信息，
－计算导数信号的特征值，并且
－在加热程序的初始阶段中，基于特征值，确定对针对正
在进行的加热程序该食物物质的初始脂肪含量的估计和对食物
物质的所产生的脂肪含量变化的估计中的至少一个。
在本公开的再一方面中，提出了一种操作食物加工设备的方法，该方法包括以下步骤：
－向食物物质应用加热程序，
－检测食物物质的重量信息，
－计算指示食物物质的重量损失率的导数信号，
－计算导数信号的特征值，以及
－在加热程序的初始阶段中，基于特征值，确定对针对正在进行的加热程序该食物物质的初始脂肪含量的估计和对食物物质的所产生的脂肪损失的估计中的至少一个。
在示例性实施例中，该方法还包括：
－考虑到计算得出的估计来控制正在进行的加热程序以便实现所需熟度水平。
在该方法的另一示例性实施例中，特征值是以下中的至少一个：
－在加热程序的初始阶段中的最大重量损失率，
－在加热程序的初始阶段中的最大重量损失率和绝对重量损失的乘积，
－在加热程序的初始阶段中的绝对重量损失的值，其中存在最大重量损失率，
－在重量损失率随绝对重量损失的绘图中的极值，以及
－在重量损失率随绝对损失率的绘图的一部分中的积分。
在本公开的再一方面中，提出了一种计算机程序，其包括：用于使计算装置实施根据如本文讨论的至少一个实施例的方法的步骤的程序代码装置，其中在与食物加工设备可操作地耦合的计算装置上实施所述计算机程序。
在从属权利要求中限定了本公开的优选实施例。应该理解，所要求保护的方法具有与所要求保护的设备和单元相似和/或相同的优选实施例，并且如在从属权利要求中限定的那样。
附图说明
本公开的这些以及其他方面将通过下文所描述的实施例而变得显而易见，并且将参照下文所描述的实施例来阐述本公开的这些以及其他方面。在下面的附图中：
图1示出了根据本公开的用于对食物进行加工的设备的示意性横截面图，
图2示出了根据本公开的用于食物加工设备的控制装置的简化示意图，
图3示出了根据本公开的示例性地图示了操作食物加工设备的方法的实施例的若干步骤和方面的示意性框图，
图4是图示了样本食物物质的示例性在时间上的重量损失的图表，
图5是示出了在图4中示出的图表的时间导数的图表，
图6是绘制了在图5中示出的信号随绝对重量损失的图表；
图7是图示了重量损失率的极值与所产生的估计的脂肪损失之间的关系的示例性相关图表，
图8是图示了初始水分损失率的最大值和绝对水分损失的乘积与所产生的脂肪损失之间的关系的另一相关图表，
图9示出了图示了样品食物物质的食物制备程序的初始阶段的四个图表，包括随时间发生变化的绝对重量损失(左上图)、随时间发生变化的温度(右上图)、随时间发生变化的重量损失率(左下图)、以及随绝对重量损失的重量损失率(右下图)，
图10示出了低脂肪食物物质(由LF指示的图表)、中等脂肪食物物质(由MF指示的图表)和高脂肪食物产品(由HF指示的图表)的重量损失率随绝对重量损失的说明性绘图，
图11是图示了在食物制备程序的初始阶段中的重量损失率随绝对重量损失的另一示例性绘图，其中积分部分与图表中被高亮的特定表面对应，以及
图12是图示了样本食物物质中的水分/重量损失与脂肪含量之间的关系的一系列六个样本图表。
具体实施方式
在图1中示出了用于食物制备，特别是烹饪的设备100。该设备100被配置为通过进行加热来制备被放置在其中的食材，以对食材进行加热和/或烹饪以制备好食材以供食用。
设备100包括外壳1。该外壳1绕着外壁2延伸，该外壁2限定出食物加工隔室3。内壁4被设置在食物加工隔室3中，并且限定出容纳要加热和/或烹饪的食材(未示出)的食物容纳空间5。外壁2和内壁4基本上平行于彼此延伸并且彼此被间隔开以在其间限定出通道6，如将在下文中解释的，该通道6充当空气引导装置，热空气沿着该空气引导装置流动。
内壁4包括底部7和侧壁8，该侧壁8绕着底部7延伸并且从底部7竖立。内壁4的底部7被设置有透气部分9，该透气部分9充当食物容纳空间5的热空气入口，并且内壁4的顶部11被设置有排放开口10以允许空气流过。在示例性实施例中，透气部分9在整个底部7上延伸，但是其可以仅在底部7的一部分上延伸。透气部分9通过已知的装置被形成，诸如网格或者栅格布置。
通风单元12被设置在食物加工隔室3中，在内壁4的排放开口10上方。通风单元12包括由电动马达14驱动的、具有风扇叶片32的风扇，该电动马达14充当使风扇旋转的驱动装置。通风单元12可操作以通过借助于在通风单元12的一侧所产生的低压从排放开口10吸入空气并且将高压空气流排出到被限定在外壁2与内壁4之间的通道6中来使热空气流移动。因此，从通风单元12排出的空气沿着充当被限定在外壁2与内壁4之间的空气引导装置的通道6流到内壁4的透气部分9。空气然后流过透气部分9到达食物容纳空间5。
充当热量辐射装置的加热单元15被设置在食物加工隔室3的上部3a中。在示例性实施例中，加热单元15被设置在位于排放开口10下方的食物容纳空间5的上部中，但是要了解，加热单元15可以被设置在内壁4的外部。加热单元15被布置为对流过食物容纳空间5的上部的空气进行加热。
此外，加热单元15被定位在食物容纳空间5中以将热量辐射到热量接收空间5中并且向被放在热量接收空间5中的任何食材辐射热量。在内壁4的底部7与外壁2的基部16之间的通道6中流动的空气借助于空气偏导器17被引导成向上流过内壁4的透气部分9，该空气偏导器17位于外壁2的基部16上并且向上引导空气流。
通风口18被形成在设备100的外壁2中，并且限定出从食物加工隔室3到设备100的外部的空气出口。通风口18被设置在食物加工隔室3的顶端，并且被形成在接近通风单元12的通道6的上端。通风口18和通风单元12被定位在食物加工隔室3的顶端以减少接触从食材排出的液体，该液体在通风单元12上聚集并且通过通风口18被排出。
在示例性实施例中，通风单元12是径向通风单元，并且通风口18在外壁2中被形成在沿通风单元12的旋转轴的径向方向延伸的线上。
空气引导片19被形成在通风口18中以使通过通风口18从食物加工隔室3排出的空气流的方向转向。空气引导片19被布置成与通风口形成某一角度以使气流向上转向通过通风口以防止热空气被直接排出到被设置在设备100旁边的壁或者表面上。
进一步地，设置有空气引导构件22。该空气引导构件22是细长构件，诸如板，该板的一个面形成引导表面。虽然在示例性实施例中，空气引导构件是弯曲板，但是要了解，在其他实施例中，例如，空气引导构件是平板或者曲面板。
在示例性实施例中，空气引导构件22与外壁2的顶表面的至少一部分一体地形成，但是应该设想：空气引导件可以通过已知的装置(例如粘合剂或者铆钉)被固定地安装至外壁2的顶表面。
空气引导构件22的外边缘29随着通风单元12的每个风扇叶片32绕着通风单元12的旋转轴旋转而位于其外围边缘30附近。因此，当通风单元12旋转时，每个风扇叶片32的外围边缘30通过空气引导构件22的外边缘29。空气引导构件22的下端在通风单元12的下方延伸。通风单元12被配置为沿特定方向旋转，使得风扇叶片32向空气引导构件22的引导表面移动并且因此，将气流推向空气引导构件22的引导表面，这起到增加通风口18的区域中的压力的作用。
食物加工隔室3被布置成两个部分：上部3a和下部3b。上部3a被固定地安装至设备100的外壳1，并且下部3b可从上部3a释放，使得其可从上部3a去除以使得能够进入食物加工隔室3。下部3b包括外壁2的下面部分2a和内壁4的下面部分4a(包括内壁4的透气部分9)，以及用于帮助将下部3b从壳体1去除以及使其与上部3a分离的手柄33。因此，下部3b形成篮子或者盆形状的布置，具有上部开口，使得食材可以被放置在食物容纳空间5中或者从食物容纳空间5移除食物。
食物加工隔室的下部3b可插入在外壳1中，使得下部3b与上部3a齐平以形成食物加工隔室3。
被布置为控制面板的用户界面34被安装至外壳1以使得能够控制设备100的操作，例如操作时间和食物加工隔室3中的温度。
在图1中示例性地图示的食物加工设备100还包括被布置为控制设备100的操作的控制装置40。例如，控制装置40被布置为控制加热单元15和/或通风单元12，特别是通风单元12的马达14。因此，控制装置40被布置为控制通过器具100的加热流，该加热流接触食物加工隔室中所包括的食物物质并且对其进行加热。
为了监测和/或控制食物加工设备100的操作，可以并入至少一个传感器。例如，被布置为温度传感器的传感器42可以被设置在流动通道6中或者附近。因此，可以检测处理气流的温度。进一步地，至少以中间的方式，温度传感器42可以检测食物物质的温度。进一步地，如在图1中示出的器具100包括重量传感器44，该重量传感器44被布置为检测并且监测在食物加工隔室3中加工的食物物质的重量。因此，基于初始值(食物加工隔室为空)，可以检测食物物质的初始重量。当通过处理气流在食物加工隔室3中对食物物质进行加工时，会检测到一定的重量损失。
重量损失可归因于水分损失，并且在一定程度上，可归因于脂肪损失或者脂质损失。在下文中，为了简单起见，由重量传感器检测到的水分损失和重量损失相等同。这尤其适用于食物加工程序的初始阶段。将在下文中更详细地讨论重量传感器44的有益用途。
图2示出了可以基本上与已经在图1中图示的控制装置40对应的控制装置40的示例性布局。控制装置40被布置为控制食物加工设备100的操作，特别是空气煎炸设备和/或对流烤箱的操作。在至少一种操作模式中，食物加工设备可以被布置为对肉类、家禽、海鲜、鱼等进行加工/制备肉类、家禽、海鲜、鱼等。因此，食物加工设备100被布置为对含脂肪的食物物质进行加工。
通常，控制装置40可以被实施在硬件和/或软件中。可以设想组合的硬件和软件实施方式。控制装置40可以被提供为分布式系统或者离散/集成系统。通常，控制装置40可以被并入食物加工设备100的最高级的控件。进一步地，在备选实施例中，控制装置40的至少一些模块可以由远程装置形成。
控制装置40包括可以提供输入50和输出52的接口48。经由接口48的输入50和输出52，可以在控制装置40与被耦合至控制装置40的其他单元之间交换数据和信息(诸如传感器数据、控制数据、操作状态数据、用户输入数据、状态数据、显示数据等)。
如已经在上面指示的，控制装置40可以与加热单元15和/或通风单元12耦合以控制设备100的操作。进一步地，如至少在一些示例性实施例中，设备100被设置有用户界面34，控制装置40也可以与用户界面34耦合。
控制装置40可以获取并且处理由至少一个传感器收集到的传感器数据。例如，至少一个温度传感器42和至少一个重量传感器44可以被设置在设备100中。因此，相应的传感器数据可以经由接口48被提供至控制装置40。
控制装置40包括被布置为处理和计算数据的处理单元54。基于经由接口48提供的输入数据，处理单元54可以处理基于其可以控制和操作设备100的数据和信息。控制装置40还可以被设置有存储器或者数据库56。在该数据库56中，可以提供永久和/或暂时存储的数据。例如，相关数据、相关方程和/或相关模型可以被存储在存储器/数据库56中。例如，这可以是描述食物物质的初始重量损失的特征值与食物物质的脂肪含量和/或所产生的脂肪损失之间的关系的相关数据的情况。
不用说，控制装置40还可以与其他计算装置耦合，例如与移动电话、平板计算机等耦合。进一步地，可以提供设备100的远程控件，这些远程控件被布置为与控制装置40通信。
进一步参照图3，图3示出了图示了控制食物加工设备的方法的示例性实施例的若干步骤的简化框图。该方法涉及步骤S10，该步骤S10通常涉及加热程序，该加热程序涉及对食物加工设备的处理室或者加工隔室中所包括的食物物质进行加热。
进一步地，在步骤S12中，借助于被布置为检测并且监测食物物质的重量信息的重量传感器来监测食物物质。因此，可以检测在加热程序的过程中的重量损失。
在进一步的步骤S14中，计算基于监测到的重量损失信号的导数信号。例如，步骤S14可以涉及计算重量损失率，即，时间相关重量损失。
在随后的步骤S16中，处理在步骤S14中计算得出的导数信号的特征值。例如，步骤S16可以涉及计算极值，诸如导数信号的最大值。
在进一步的步骤S18中，基于在步骤S16中计算得出的特征值，确定指示食物物质的脂肪水平的特定估计。该估计可以涉及食物物质的当前脂肪含量。备选地或者另外，估计可以涉及食物物质的脂肪损失。两种估计都可以被用于控制食物加工设备的操作。
因此，在进一步的步骤S20中，考虑到计算得出的估计来控制正在进行的加热程序。优选地，步骤S18已经在食物加工程序的初始阶段中发生。因此，基于早期的估计，可以调整并且最终改进食物加工设备的操作。
在下文中，将解释和进一步详细说明本公开的上述一般原理的其他方面、实施例和修改。
已经观察到：对肉制品进行空气煎炸通常涉及脂肪损失。特别是对于具有相当高的脂肪含量的肉制品，在空气煎炸程序中发生的所产生的脂肪损失会相当大。因此，会对食物加工程序的参数和特性产生一定的影响。
作为用于给定食物产品类型的一般规则，在绝对和相对的情况下，在空气煎炸期间，高脂肪样品通常比低脂肪样品损失更多脂肪。
空气煎炸还涉及一定的重量损失，特别是由于蒸发而造成的水分损失，以及某些蛋白质的特定变性。进一步地，实际脂肪含量影响食物物质的持水能力。已经观察到：食物的脂肪含量越高，在烹饪期间的持水能力就基本上越高。
因此，本公开的示例性实施例和方面基于以下见解：对于给定食物类型，如果存在基本相当的蒸发条件(例如在空气基煎炸锅中的温度、循环速度和湿度)，则脂肪含量越高，持水能力就越高，并且脂肪损失越多。因此，建议使用水分损失或者重量损失作为熟度指标。在该上下文中还提出将在烹饪程序的初始阶段中的重量损失的特性与所产生的脂肪损失相关联，这涉及在食物加工程序之前与食物物质的总体初始重量成比例的脂肪损失和/或与食物物质的脂肪含量成比例的脂肪损失。
上述方法的优点在于：不需要进行直接脂肪测量。形成对比，可以使用相对简单和便宜的重量传感器以在食物制备程序的初始阶段中检测重量损失。
这种重量传感器可以被布置为检测整个食物加工设备的重量，涉及检测由于蒸发而导致的重量损失。备选地或者另外，重量传感器可以被布置为检测食物物质被包括在其中的食物加工隔室的重量。这可以涉及：还可以检测由于滴落和/或溢出(即，液体损失)而导致的重量损失。
进一步地，提出提供用户界面，通过该用户界面，用户至少可以选择一般食物类型，基于该一般食物类型，可以执行特定程序和/或设备的控制装置可以利用适当的(相关)数据。
在初始食物加工阶段中，监测重量损失，主要是水分损失。基于重量损失的特性，可以导出脂肪含量和/或脂肪损失指示信息。
参照图4至图8。在图4至图8中反映的实验中，已经在空气基炸锅中对鸡肉样品进行了煎炸。食物加工程序的参数涉及大约180℃(摄氏度)的目标室温度、核心温度85℃和水分损失21％。重量传感器已经被放置在食物加工设备的底部之下以检测蒸发引起的重量损失。为了进行验证，已经通过在烹饪程序之后对在位于加工隔室之下的煎锅中剩余的油/脂肪残余物进行称重来测量了脂肪损失。通过使用该测量设置，可以获得示例性相关数据。
图4图示了在大约180℃的室温度下被应用于鸡肉的空气煎炸程序期间随时间发生变化的百分比水分损失(Wp[％])和导数水分损失率(dWp/dt[％/min])的示例性绘图。
图4示出了初看时具有基本恒定的负斜率的曲线。然而，图5中的对应导数信号表明：存在特征(绝对值)最大水分损失率(在图5中，在大约4.5分钟时)。
图5表明：水分损失的速率呈现出特征四阶段分布，包括在最开始的部分，其中(绝对值)速率迅速增加，这可归因于生鸡肉中存在游离水并且该游离水蒸发。总重量的有限部分(大约5％)可以是所谓的游离水。除了界定出第一阶段的峰值之外，还存在另一阶段，其中(绝对值)速率随着自由水已经被相当大程度地耗尽而降低。因此，达到局部(绝对值)最小值(在图5中，在8分钟与9.5分钟之间时)。
在进一步的第三阶段中，(绝对值)速率再次增加，因为逐渐增加的量的水会由于蛋白质变性而释放和蒸发。在图5中，速率的对应(绝对值)最大值存在于大约13至14分钟。在(绝对值)最大值之后，速率再次降低，因为最终，蛋白质变性减慢并且停止。因此，水分损失减少，因为仅最初存在的水的少量剩余物还存在于食物物质中。
图6示出了包括水分损失率(dWp/dt[％/min])随绝对水分损失(Wp[％])的绘图的另一图表。基本上，在图6中示出的图表类似于在图5中示出的图表。然而，不同的单元由相应的X坐标表示。
图7和图8图示了基于使用十三种不同的鸡肉样品的验证检查的相应相关图表。基于十三个特征值，已经在图7和图8中计算了相关曲线。在图8中图示的相关曲线使用与图7所示相关曲线相同的样本。图7图示了估计的所产生的脂肪损失[％]和第一(绝对值)最大水分损失率[％/min]的相关性。在图8中，图示了绝对脂肪损失[％]与(绝对值)最大水分损失率和对应(绝对值)水分损失的乘积之间的相关性。
因此，基于在图7和图8中提供的数据，可以从对初始水分/重量损失特性的检测推导出对另一鸡肉样品的脂肪损失估计。
可以处理在食物加工程序的初始阶段中的水分损失和/或水分损失率，并且最终，基于水分损失数据的特性，可以导出对脂肪损失的估计。
在下文中参照图9至图12描述和进一步详细说明了利用本公开的至少一些上面提出的方面和实施例的另一示例性应用。
图9至图12所依据的数据基于对涉及以下种类的鱼类样本的调查：
食物类型/种类 总脂肪/脂质含量[％] 总重量损失End-dWp[％]
阿拉斯加狭鳕 0.41 40
阿拉斯加鳕 0.7 30
格陵兰大比目鱼 2.3 24
巴沙鱼 5.94 22
银大马哈鱼 10.6 19
裸盖鱼 10.8 18
在上面的表中，指示了相应种类的典型脂质/脂肪特性和典型所产生的重量损失。已经在大约180℃(摄氏度)的气温下操作的空气基煎炸锅中对样品进行了加工，其中已经获得大约65℃的核心温度作为熟度指标。
上面的表还表明：即使对于相关类型的鱼，也存在需要在食物加工设备中进行不同处理的不同特性。
在该上下文中，参照图示了表示经加工的食物物质和/或处理程序的特性的四个图表的图9。图9所示图表基于鱼样品。除此之外，图9所示左上图的概念与图4相似。图9所示左下图的概念与图5相似。图9所示右下图的概念与图6相似。另外，图9所示右上图图示了设置的气流温度(大约180℃)和食物产品的所产生的核心温度。
通常，从图9所示图表中得出的原理和结论与基于鸡肉样品的图4、图5和图6所示图表相似。
在图10中，图示了表示重量损失率(dWp/dt[％/min])与(绝对值)重量损失(dWp[％])之间的关系的三个图表。在图10中图示的关系与在图6中图示的以及在图9所示右下图中图示的关系对应。
在图10中，图表LF表示具有相当低的脂肪含量的鱼样品。图表HF表示具有相对较高的脂肪含量的鱼样品。图10所示图表MF表示具有中等脂肪含量的鱼样品。在任何情况下，在食物加工程序的初始状态下都存在重量损失率的值得考虑的(绝对值)最大值。
图11是图示了鱼样品的重量损失率与绝对重量损失之间的关系的再一图表。在图11中，高亮了图表的特定部分。已经观察到：在原点(dWp＝0)与第一拐点或者(绝对值)最大值(dWp为大约10％)之间的曲线下的区域可以被用作对脂肪含量(脂质含量)的估计并且因此，对所产生的脂肪损失以及因此，对熟度确定的估计的测量。
在图11中高亮的区域在下文中也可以被称为“三角形”。已经观察到：“三角形”的宽度、高度和面积中的至少一个指示脂肪含量。
已经将上面进一步阐述的假设和概念应用于在图12中图示的进一步样品测量。在图12中，已经测试了具有不同初始重量的若干(鱼)种类以导出在达到大约65℃的限定核心温度时被监测的数据的特性与制成的食物产品的脂肪含量(脂质含量)和所产生的重量损失之间的相关性。在图12中，已经测试了已经在上面指出的鱼种类。由于鱼的初始种类，已经定义了两组鱼。在任何情况下，都可以建立回归公式和/或相关曲线。
在图12中，上排图表在X坐标中涉及脂肪含量。下排图表在X坐标中涉及在达到目标核心温度时所产生的重量损失(dWp_E)。
进一步地，左列图表在其Y坐标中涉及存在重量损失率信号中的拐点的绝对重量损失，参考在图11中图示的“三角形”的宽度。图12的中间一列涉及以下图表：这些图表在其Y坐标中涉及在与图11中的“三角形”的高度对应的前述拐点处的重量损失率。进一步地，图12中的右边一列涉及以下图表：这些图表在其Y坐标中涉及在图11中图示的“三角形”的区域。
因此，在图12中图示的相关性可以被用于其他样品以提供对制成的食物产品的绝对脂肪含量和/或所产生的重量损失中的至少一个的估计。基于该估计，可以按照更准确并且有大小写之分的方式来控制正在进行的食物加工程序。
虽然已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这种图示和描述应该被认为是说明性的或者示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，本领域的技术人员在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。单个元件或者其他单元可以实现在权利要求书中叙述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述了某些测量这一事实并不表示不能使用这些测量的组合来获益。
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，诸如与其他硬件一起提供或者作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或者固态介质，但是也可以按照其他形式来分布计算机程序，诸如经由互联网或者其他有线或者无线电信系统。
权利要求书中的任何附图标记都不应该被解释为是对范围的限制。

Claims (15)

1.一种食物加工设备，包括：
－用于食物物质的食物加工隔室(3)，
－加热单元(15)，被布置为向所述食物物质应用加热程序，
－重量传感器(44)，被布置为监测经加工的所述食物物质的重量，以及
－控制装置(40)，被布置为：
－获取所述食物物质的重量信息，
－计算指示所述食物物质的重量损失率的导数信号，
－计算所述导数信号的特征值，并且
－在所述加热程序的初始阶段中，基于所述特征值，确定对针对正在进行的加热程序所述食物物质的初始脂肪含量的估计、和对所述食物物质的所产生的脂肪含量变化的估计中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述重量传感器(44)被布置为：在所述加热程序的所述初始阶段中记录所述食物物质的水分损失，并且其中所述控制装置(40)被布置为：基于检测到的所述水分损失，来确定对所产生的脂肪损失和/或当前脂肪含量的估计。
3.根据权利要求1或者2所述的设备，其中所述控制装置(40)被布置为：考虑到计算得出的所述估计，来控制所述正在进行的加热程序。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述控制装置(40)被布置为控制加热温度和加热时间中的至少一个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述食物物质涉及含脂肪的肉类、家禽或者海鲜，并且其中所述控制装置(40)被布置为：考虑到所需的熟度水平，来控制所述正在进行的加热程序。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述控制装置(40)与相关性数据库(56)耦合，其中所述特征值与估计的所述脂肪含量变化或者脂肪含量之间的经验相关性由所述数据库(56)提供。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述特征值是以下中的至少一个：
－在所述加热程序的所述初始阶段中的最大重量损失率(max dWp/dt)，
－在所述加热程序的所述初始阶段中的最大重量损失率(max dWp/dt)和绝对重量损失的乘积，
－在所述加热程序的所述初始阶段中的绝对重量损失的值，其中存在最大重量损失率(max dWp/dt)，
－在重量损失率(dWp/dt)随绝对重量损失(dWp)的绘图中的极值，以及
－在重量损失率(dWp/dt)随绝对损失率(dWp)的绘图的一部分中的积分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中在所述加热程序的所述初始阶段中，基本上仅引起所述食物产品的中等温度升高，这导致产生水分损失。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述食物加工设备被布置为空气基煎炸设备和对流烤箱中的一种，并且包括至少一个通风单元(12)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，还包括气流温度传感器(42)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，还包括：用户界面(34)，其中通过所述用户界面向所述控制装置(40)提供食物类型信息，并且其中对估计的所述脂肪含量变化或者所述脂肪含量的所述确定是考虑到所选择的食物类型计算得出的。
12.一种用于食物加工设备的控制装置，其包括：
－输入(50)，通过所述输入(50)接收到数据，
－输出(52)，通过所述输出(52)得以用信号通知控制数据，
－处理单元(54)，被布置为：
－从重量传感器(44)获得食物物质的重量信息，
－计算指示所述食物物质的重量损失率的导数信号，
－计算所述导数信号的特征值，并且
－在所述加热程序的初始阶段中，基于所述特征值，确定对针对正在进行的加热程序所述食物物质的初始脂肪含量的估计、和对所述食物物质的所产生的脂肪含量变化的估计中的至少一个。
13.一种操作食物加工设备的方法，包括以下步骤：
－向食物物质应用加热程序，
－检测所述食物物质的重量信息，
－计算指示所述食物物质的重量损失率的导数信号，
－计算所述导数信号的特征值，以及
－在所述加热程序的初始阶段中，基于所述特征值，确定对针对正在进行的加热程序所述食物物质的初始脂肪含量的估计、和对所述食物物质的所产生的脂肪含量变化的估计中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
－考虑到所述计算得出的估计，来控制所述正在进行的加热程序，以便实现所需熟度水平。
15.根据权利要求13或者14所述的方法，其中所述特征值是以下中的至少一个：
－在所述加热程序的所述初始阶段中的最大重量损失率(max dWp/dt)，
－在所述加热程序的所述初始阶段中的最大重量损失率(max dWp/dt)和绝对重量损失的乘积，
－在所述加热程序的所述初始阶段中的绝对重量损失的值，其中存在最大重量损失率(max dWp/dt)，
－在重量损失率(dWp/dt)随绝对重量损失(dWp)的绘图中的极值，以及
－在重量损失率(dWp/dt)随绝对损失率(dWp)的绘图的一部分中的积分。
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