CN116027832A - 一种超声腌制装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于超声腌制装置的控制方法，所述超声腌制装置包括容器、超声换能器和超声发生器，所述容器用于盛装腌制液和待腌制的食材，所述超声换能器固定于所述容器的底面外侧，所述超声发生器与所述超声换能器连接；并且所述控制方法包括：获取所述超声腌制装置的超声参数；控制所述超声腌制装置按照所述超声参数运行；其中所述超声参数包括所述超声换能器施加在所述容器的底面外侧的声强，所述声强被配置为0.2W/cm2～1.9W/cm2。本发明的优点是能够进一步缩短食材所需的腌制时间，提高食材的腌制效率。

Description

一种超声腌制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及腌制技术领域，特别是涉及一种超声腌制装置及其控制方法。
背景技术
随着用户饮食结构的变化，腌制已成为肉制品加工过程中的重要环节，通过腌制不仅可以延长货架期，还可以改善肉类风味，提高肉类的多汁性和嫩度。
为满足用户的需求，现有技术中出现了较多改进方法，例如在腌制容器的底部设置超声换能器，利用超声换能器的高频振动促进腌制液的渗透。相比于传统的干腌法和湿腌法而言，此种方式虽然可以大幅度提高腌制速度，但腌制过程仍需花费较长时间，至少也得2～3小时，因此还有待于改善。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是要提高腌制速度，进一步缩短腌制时长。
本发明第一方面的一个进一步的目的是要杀灭微生物或抑制微生物的生长速度，保证腌制质量。
本发明第二方面的目的是要提供一种超声腌制装置。
特别地，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于超声腌制装置的控制方法，超声腌制装置包括容器、超声换能器和超声发生器，容器用于盛装腌制液和待腌制的食材，超声换能器固定于容器的底面外侧，超声发生器与超声换能器连接；并且控制方法包括：
获取超声腌制装置的超声参数；
控制超声腌制装置按照超声参数运行；其中
超声参数包括超声换能器施加在容器的底面外侧的声强，声强被配置为0.2W/cm2～1.9W/cm2。
可选地，超声参数还包括超声发生器的预设功率和预设频率，控制超声腌制装置按照超声参数运行的步骤还包括：
控制超声发生器按照预设功率和预设频率运行。
可选地，超声发生器的预设频率为25KHz～100KHz；
超声发生器的预设功率为50W～200W。
可选地，超声发生器的预设频率为40KHz～80KHz；
超声发生器的预设功率为80W～160W。
可选地，超声参数还包括超声作用时长，控制超声腌制装置按照超声参数运行的步骤包括：
控制超声发生器运行超声作用时长。
可选地，超声作用时长为15min～120min。
可选地，在获取超声腌制装置的超声参数的步骤之前，还包括：
获取腌制液的初始温度；
判断腌制液的初始温度是否＜35℃；
若是，执行获取超声腌制装置的超声参数。
可选地，在获取超声腌制装置的超声参数的步骤之前，还包括：
获取容器所在环境的环境参数；
判断环境参数是否满足超声腌制装置的启动条件；
若是，执行获取超声腌制装置的超声参数。
可选地，环境参数包括环境温度和环境湿度；
超声腌制装置的启动条件包括环境温度为0℃～10℃和环境湿度为60％～80％。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种超声腌制装置，包括：
容器，用于盛装腌制液和待腌制的食材；
超声换能器，固定于容器的底面外侧；
超声发生器，与超声换能器连接；以及
控制器，其包括存储器和处理器，存储器内存储有控制程序，控制程序被处理器执行时用于实现上述中任意一种控制方法。
本发明的用于超声腌制装置的控制方法，首先获取超声腌制装置的超声参数，超声参数包括超声换能器施加在容器的底面外侧的声强，声强被配置为0.2W/cm2～1.9W/cm2，然后再控制超声腌制装置按照该声强运行。由于声强的大小会影响超声波的空化作用效果，太小的声强无法产生空化效果，太大的声强则因噪音过大而无法接受，发明人通过大量实验发现，将施加在容器的底面外侧的声强控制在0.2W/cm2～1.9W/cm2能够极大地提高腌制速度，效果较为明显，且因超声换能器振动所产生的噪音较小，在可承受范围内。
进一步地，本发明的用于超声腌制装置的控制方法，在启动超声腌制装置之前，通过将超声腌制装置所在的环境温度控制在0℃～10℃，以在低温环境下杀灭微生物或至少抑制微生物的生长速度，从而可保证腌制质量。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的超声腌制装置的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的超声腌制装置的结构框图；
图3是根据本发明一个实施例的用于超声腌制装置的控制方法的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的用于超声腌制装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1是根据本发明一个实施例的超声腌制装置10的结构示意图。参照图1，该超声腌制装置10至少包括容器110、超声换能器120和超声发生器130，容器110用于盛装腌制液和待腌制的食材，超声换能器120固定于容器110的底面外侧，超声发生器130与超声换能器120连接，用于向超声换能器120输送超声信号，从而驱动超声换能器120高频振动。
容器110为金属材质，或者至少容器110的底面应为金属材质，例如不锈钢。超声波在不锈钢的容器110底面上传播时衰减较小，有利于保证超声波的传递效率。容器110的底面厚度可以为0.5mm～1mm，该厚度的底面具有足够的结构强度，可避免超声换能器120在进行高频振动时造成底面损坏。
本实施方式中，可以将超声腌制装置10设置在冰箱的储物间室内，储物间室可以为超声腌制装置10提供低温环境，低温环境不仅可以杀死腌制液中的细菌、抑制细菌的生长速度、繁殖速度，还可以实时地对超声换能器120进行散热，避免超声换能器120因长时间工作而发生过热损坏。
前文提到，现有的超声腌制装置10，其用于盛装腌制液的器皿以及换能器的选择较为随意，通常的做法是直接将换能器固定在器皿的底部，然后调节超声波的功率和频率，多次试验后选出最佳功率和最佳频率，并认为超声波在该最佳功率和最佳频率下，腌制食材的所需时间最短。如申请号为201711291248.4的中国发明专利，其公开了一种牛肉超声波快速腌制方法，并具体公开了最适超声频率为28KHz，最适超声功率为180W，最适超声时间为180min。
但是通过发明人对超声波的深入研究，发现超声波的声强大小会影响超声波的空化作用效果，声强太小无法产生空化效果，声强太大则因噪音过大而无法接受。声强的大小不仅与超声波的功率有关，还与电压、电流以及作用面积等有关。本发明实施例通过对声强进行控制，相比于普通的超声腌制装置10而言，能够进一步地缩短腌制时间、保障腌制效果。
图2是根据本发明一个实施例的超声腌制装置10的结构框图，该超声腌制装置10还可以包括控制器200，控制器200与超声发生器130信号连接，用于向超声发生器130提供控制信号，从而启停超声发生器130以及调节超声发生器130的频率、功率等参数。
控制器200可以由各种具有一定数据处理能力的器件实现，在一个典型的配置中，控制器200可以包括处理器210、存储器220以及输入/输出接口等，其中存储器220内存储有控制程序221，控制程序221被处理器210执行时用于实现本实施例的超声腌制装置10的控制方法。
图3是根据本发明一个实施例的用于超声腌制装置10的控制方法的示意图，该控制方法可包括以下步骤S102至步骤S104。
步骤S102，获取超声腌制装置10的超声参数，其中超声参数至少包括超声换能器120施加在容器110的底面外侧的声强，该声强被配置为0.2W/cm2～1.9W/cm2。
步骤S104，控制超声腌制装置10按照超声参数运行。
本发明实施例的用于超声腌制装置10的控制方法，通过将施加在容器110的底面外侧的声强控制在0.2W/cm2～1.9W/cm2，例如，0.6W/cm2、0.7W/cm2，保证超声波的空化作用，可以极大地提高腌制速度，缩短腌制时间，效果较为显著。
超声参数还可以包括超声发生器130的预设功率和预设频率，控制超声腌制装置10按照超声参数运行的步骤还可以是控制超声发生器130按照预设功率和预设频率运行。由于超声波的功率和频率也会影响食材的腌制效果，因此，在启动超声腌制前，可以根据食材的种类提前设定超声发生器130的预设功率和预设频率，从而可以使该食材在最适功率和最适频率进行腌制。
在一个可选实施例中，超声发生器130的预设频率可以为25KHz～100KHz，超声发生器130的预设功率可以为50W～200W。经发明人实验测定，在将声强控制在0.2W/cm2～1.9W/cm2的前提下，将超声发生器130的预设频率设置在25KHz～100KHz、超声发生器130的预设功率设置在50W～200W时，相比于现有的超声腌制装置10，本发明的超声腌制装置10能够明显缩短超声腌制时长、提高腌制效果。
在一个优选实施例中，超声发生器130的预设频率可以为40KHz～80KHz，超声发生器130的预设功率可以为80W～160W。特别地，在将声强控制在0.2W/cm2～1.9W/cm2的前提下，将超声发生器130的预设频率设置在40KHz～80KHz、超声发生器130的预设功率设置在80W～160W时，能够充分发挥超声换能器120的高频振动作用，此时食材的腌制所需时间能够被极大的缩短，例如，采用普通的超声腌制装置10腌制牛肉，腌制所需时长一般为180min，而采用本发明的方法腌制牛肉仅需90min，节省了较多等待时间。
需要说明的是，在将声强控制在0.2W/cm2～1.9W/cm2的前提下，通过将超声发生器130的预设频率设置在40KHz～80KHz，可以提高超声波的穿透能力，使得超声波能够更高地透过容器110底面作用于腌制液。而本领域的技术人员仅认识到超声波的频率和功率会影响腌制时长和腌制效果，并且普遍认为超声波腌制的最佳频率为28KHz，且最大不超过40KHz，给出了相反的教导。
超声参数还可以包括超声作用时长，控制超声腌制装置10按照超声参数运行的步骤还可以是控制超声发生器130运行该超声作用时长。由于食材种类的不同，各食材所需的腌制时长也会存在一定的差异，例如，鸡肉、鱼肉相比于牛肉而言，腌制时长会短一些。因此，可以预先对常用食材进行腌制实验，测定各食材所需的腌制时长并记录。在进行超声波辅助腌制时，可以根据食材所需的腌制时长相应地设定超声作用时长，即食材所需的腌制时长等于超声作用时长，当超声腌制装置10运行该超声作用时长后，可以自动关机等待，此时，食材恰好被腌制完成，可有效防止食材被过腌制，或腌制效果被降低。
本实施方式中，超声作用时长为15min～120min。也就是说，采用本发明的超声腌制装置10的控制方法进行食材的腌制时，绝大多数的食材能够在15min～120min内腌制完成，而采用现有的超声腌制装置10一般需要2h～3h，大幅缩短了腌制过程中的等待时间，腌制效率较高。
在一个可选实施例中，在获取超声腌制装置10的超声参数的步骤之前，还可以先获取腌制液的初始温度，然后判断腌制液的初始温度是否＜35℃，若是，再执行获取超声腌制装置10的超声参数。在实际腌制过程中，需要将腌制液的温度控制在35℃以内，若腌制液的温度高于35℃，则会对食材产生煮制作用，导致食材腌制失败。当然，腌制液的温度还应控制在0℃以上，避免腌制过程中食材发生冻结。考虑到腌制过程中，超声换能器120持续地高频振动会产生角度的热量，若腌制液的起始温度较高，超声换能器120持续的产热，热量经容器110传递至腌制液会使得整个腌制过程中，腌制液都处于较高的温度，为微生物的生长和繁殖提供了较为适宜的生存环境。本实施方式中，可以将腌制液的初始温度控制在5℃～12℃，既可以防止食材在腌制过程中发生冻结，又能够有效抑制微生物的生长和繁殖。因此，在判断腌制液的初始温度小于35℃之后，还可以进一步地判断腌制液的初始温度是否在5℃～12℃之间。
在一个可选实施例中，在获取超声发生器130的超声参数的步骤之前，还可以获取容器110所在环境的环境参数，然后判断环境参数是否满足超声腌制装置10的启动条件，若是，执行获取超声发生器130的超声参数，确保只有在环境参数满足超声腌制装置10的启动条件下才启动超声腌制装置10。
具体地，环境参数可包括环境温度和环境湿度，超声腌制装置10的启动条件可包括环境温度为0℃～10℃和环境湿度为60％～80％。也就是说，只有当超声腌制装置10所在的环境温度为0℃～10℃、环境湿度为60％～80％，两个条件同时满足时，才可以启动超声腌制超声腌制装置10。0℃～10℃的环境温度和60％～80％的环境湿度可以对超声换能器120进行散热，防止超声换能器120产生的热量造成腌制液的温度明显上，保证待腌制食材的口感和品质。
图4是根据本发明一个实施例的用于超声腌制装置10的控制方法的流程图，该控制方法至少包括以下步骤S202至步骤S204。
步骤S202，获取容器110所在环境的环境温度和环境湿度。
步骤S204，判断环境温度和环境湿度是否满足超声腌制装置10的启动条件，若是，执行步骤S206。
该步骤中，环境参数可包括环境温度和环境湿度，超声腌制装置10的启动条件可包括环境温度为0℃～10℃和环境湿度为60％～80％。也就是说，只有当超声腌制装置10所在的环境温度为0℃～10℃、环境湿度为60％～80％，两个条件同时满足时，才可以启动超声腌制超声腌制装置10。
步骤S206，获取腌制液的初始温度。
步骤S208，判断腌制液的初始温度是否＜35℃，若是，执行步骤S210。
步骤S210，获取超声腌制装置10的超声参数；超声参数包括超声换能器120施加在容器110的底面外侧的声强、超声发生器130的预设功率、超声发生器130的预设频率以及超声作用时长。
步骤S212，控制超声腌制装置10按照超声换能器120施加在容器110的底面外侧的声强、超声发生器130的预设功率和超声发生器130的预设频率运行超声作用时长后关机。
经过对试制样品的实际使用，本实施例的超声腌制装置10及其控制方法，可以大大缩短腌制时间，腌制效果(腌制液的均匀程度)大大提高，并且不会产生较大噪音，适于投入生产使用。
根据上述中任意一个可选实施例或多个可选实施例的组合，本发明实施例能够达到如下有益效果：
本发明的用于超声腌制装置10的控制方法，首先获取超声腌制装置10的超声参数，超声参数包括超声换能器120施加在容器110的底面外侧的声强，声强被配置为0.2W/cm2～1.9W/cm2，然后再控制超声腌制装置10按照该声强运行。由于声强的大小会影响超声波的空化作用效果，太小的声强无法产生空化效果，太大的声强则因噪音过大而无法接受，发明人通过大量实验发现，将施加在容器110的底面外侧的声强控制在0.2W/cm2～1.9W/cm2能够极大地提高腌制速度，效果较为明显，且因超声换能器120振动所产生的噪音较小，在可承受范围内。
进一步地，本发明的用于超声腌制装置10的控制方法，在启动超声腌制装置10之前，通过将超声腌制装置10所在的环境温度控制在0℃～10℃，以在低温环境下杀灭微生物或至少抑制微生物的生长速度，从而可保证腌制质量。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于超声腌制装置的控制方法，所述超声腌制装置包括容器、超声换能器和超声发生器，所述容器用于盛装腌制液和待腌制的食材，所述超声换能器固定于所述容器的底面外侧，所述超声发生器与所述超声换能器连接；并且所述控制方法包括：
获取所述超声腌制装置的超声参数；
控制所述超声腌制装置按照所述超声参数运行；其中
所述超声参数包括所述超声换能器施加在所述容器的底面外侧的声强，所述声强被配置为0.2W/cm2～1.9W/cm2。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述超声参数还包括所述超声发生器的预设功率和预设频率，控制所述超声腌制装置按照所述超声参数运行的步骤还包括：
控制所述超声发生器按照所述预设功率和所述预设频率运行。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，
所述超声发生器的预设频率为25KHz～100KHz；
所述超声发生器的预设功率为50W～200W。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其中，
所述超声发生器的预设频率为40KHz～80KHz；
所述超声发生器的预设功率为80W～160W。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述超声参数还包括超声作用时长，控制所述超声腌制装置按照所述超声参数运行的步骤包括：
控制所述超声发生器运行所述超声作用时长。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，
所述超声作用时长为15min～120min。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其中，在获取所述超声腌制装置的超声参数的步骤之前，还包括：
获取所述腌制液的初始温度；
判断所述腌制液的初始温度是否＜35℃；
若是，执行获取所述超声腌制装置的超声参数。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其中，在获取所述超声腌制装置的超声参数的步骤之前，还包括：
获取所述容器所在环境的环境参数；
判断所述环境参数是否满足所述超声腌制装置的启动条件；
若是，执行获取所述超声腌制装置的超声参数。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，
所述环境参数包括环境温度和环境湿度；
所述超声腌制装置的启动条件包括所述环境温度为0℃～10℃和所述环境湿度为60％～80％。
10.一种超声腌制装置，包括：
容器，用于盛装腌制液和待腌制的食材；
超声换能器，固定于所述容器的底面外侧；
超声发生器，与所述超声换能器连接；以及
控制器，其包括存储器和处理器，所述存储器内存储有控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时用于实现权利要求1至9中任一项所述的控制方法。
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