TW201303228A - 一種火候控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種用於控制烹調火候之全新的控制方法，該方法透過測量溫度變化速率而實現對烹調火候的控制。本發明還揭露一種採用這種控制方法的烹調方法。與現有技術相比較，本發明根據溫度變化速率對加熱裝置進行調節，可以更直接、更即時和更準確地控制烹調火候。

Description

一種火候控制方法

本發明係關於一種火候控制方法，尤指一種根據溫度變化速率進行烹調火候控制的方法和相對應的烹調方法。

烹調火候包括“火”和“候”兩個基本要素。“火”是指火力的大小，而“候”是加熱時間。通常火力是指烹調加熱源的發熱強度。準確地控制熱源的發熱強度是烹調火候控制的重要內容，但是熱源所發出的熱量並不能全部成為對被烹調物料有效加熱的熱量。例如，熱源發出的熱量有許多部分在傳輸過程中被損耗或輻射到了對烹調加熱無效/低效的空間；當烹調容器與熱源之間的相對位置關係如距離、容器受熱面積、受熱角度等不同時，用同樣發熱強度的熱源加熱所獲得的加熱效果會不相同。再例如，環境溫度不同時，同樣熱源的烹調加熱效果也是有很大差別的。又例如，烹調設備在加熱過程中會經歷一個從冷到熱的過程，在這個過程中的不同時段，烹調加熱效果是在變化的等等。實際上，烹調過程中菜餚被加熱時所獲得的有效熱量才是真正決定烹調效果的基本因素。熱源的發熱強度、發熱量傳輸中的損耗、環境溫度、設備溫度等因素及其變化都會對加熱造成影響，而這些影響最終都會綜合地表現為菜餚被加熱時所獲得的有效熱量，即有效加熱量及其變化。

物體被加熱時的有效加熱量可以用加熱效率，即被加熱物體在單位時間裡所獲得的熱量來標記。因此，烹調，尤其是以標準化的方式進行的烹調，被烹調物料在烹調過程中被加熱的加熱效率和加熱時間是烹調火候的最基本變數。如果加熱效率有誤差，或發生變化，當誤差或變化值達到足以影響烹調品質的程度時，與其相關的程序參數就必須進行相對應的修正或調節，否則會因為火候不正確而嚴重影響菜餚的品質和一致性。但是要正確地對這些程序參數進行修正或調節，其前提是必須能夠準確即時測定和掌握加熱效率的狀況及其變化。

現有技術中，為控制烹調過程，通常是測量烹調過程的某一時點的溫度。例如，中國專利93218539.8中提出以感測器測量炒鍋鍋底的溫度，而中國專利00202013.0則提出在鍋蓋上測溫。這些測量方式只能反應烹調過程中某一時點的一種狀態，即是否達到了某一溫度，而無法反映出加熱效率和其變化情況。

對於烹調，尤其是中式烹調，特別是關於炒的烹調過程，影響口味的火力因素不僅僅是能否達到某一溫度，更重要的是多長時間內達到了該溫度。但在自動烹調的現有技術中並沒有意識到這一點的重要性，更談不上如何利用物理參數來表達這一點以及在自動控制中利用這一相對應的物理參數。

因此，有必要提供一種能夠根據烹調加熱效率控制烹調火候的烹調方法。

本發明的目的是提供一種根據烹調加熱效率控制烹調火候的方法。

本發明的發明人在多年來悉心從事烹調自動化研究和實驗的基礎上，意想不到地發現，相對於較難測量的熱量，烹調過程中的溫度變化速率─單位時間內溫度的變化值，能夠反映烹調過程的加熱效率和加熱效果，用於烹調的自動化控制中，在烹調火候的控制上取得了令人意想不到的效果。

本發明的另一目的是提供一種能夠準確控制烹調火候的烹調方法，該烹調方法在烹調時根據導熱介質被烹調熱源加熱時的溫度變化速率對烹調火候進行控制，尤其適用於實現高品質、標準化的自動/半自動烹調程序控制。

因此，一方面，本發明提供了一種用於自動/半自動烹調設備中的、控制烹調火候的方法，該烹調設備包括烹調容器、控制系統和加熱裝置，該方法包括如下步驟：

(1)測量烹調容器、烹調容器中的被烹調物料，和/或存在於加熱裝置附近的導熱介質被加熱裝置加熱的溫度變化速率參數；

(2)將所測得的溫度變化速率參數回饋給控制系統；

(3)控制系統根據所測得的溫度變化速率參數，對加熱裝置的加熱狀態和/或烹調過程進行調節。

該溫度變化速率參數是與溫度變化速率相關的可檢測物理參數，或者是能夠推算出溫度變化速率的可檢測物理參數。

同樣的導熱介質，如果在同樣的初始條件下獲得同樣多的熱量時，其溫度變化速率情況是基本相同的。反之，如果兩次測量同樣的導熱介質在同樣初始條件下的加熱過程中的溫度變化速率參數，而所得結果有超出測量誤差範圍之外的差異時，說明其兩次獲得的熱量是不相同的。獲得熱量的不同有可能是熱源的發熱功率發生了變化，可能是其他原因造成了熱量的損失，例如環境溫度有較大的下降，熱量在傳輸過程中被吸收等，也可能是從其他發熱源獲得了熱量，例如鍋具和鍋邊物體在之前的加熱過程中累積的熱量等。因此，透過測量導熱介質在加熱過程中的溫度變化速率，可以反映出其在單位時間內所獲得的熱量，即加熱效率是否有變化以及變化了多少。

本發明的方法透過測量溫度變化速率參數，可以即時、準確地得到加熱效率和烹調物料受熱效果變化的資訊，從而為即時準確地控制烹調火候奠定了基礎。實際使用中通常選取被加熱物體在某一特定時間段之起始點和終止點的溫度差、或物體在被加熱過程中從某一特定溫度到另一特定溫度所耗費的時間等作為溫度變化速率參數。

在上述控制烹調火候的方法中，該烹調容器中的被烹調物料包括導熱介質，該導熱介質可以是投放到烹調容器中的油、水或湯，尤其是油，因為相對於水或湯，油更常用且其溫度變化範圍更大，其溫度變化速率對控制烹調火候的意義也更大。

實際上，在上述控制烹調火候的方法中，步驟(1)中烹調容器的溫度變化速率對控制烹調火候的意義也很大。所以，根據具體的烹調菜餚，可以同時測量烹調容器的溫度變化速率參數和被烹調物料主要是導熱介質的溫度變化速率參數，也可以只測量其中的一種，或者在不同的時段測量不同的物件。

在上述控制烹調火候的方法中，步驟(1)中的測量可以在整個烹調加熱過程中多次進行，也可以只在加熱過程中的某一段時間進行測量，例如在溫度變化較大的時間段。

在實現步驟(1)中的測量時，如果所測定的物件是導熱介質烹調油，那麼通常測量烹調油下鍋後到烹調物料下鍋之前這段時間中某一/某些時段的溫度變化速率參數；如果所測定的物件是導熱介質水或湯，可以選擇水/湯下鍋後到其沸騰之前這段時間中某一/某些時段進行測量；如果所測定的物件是烹調容器，通常以溫度感測器測量烹調容器內的某個/某些位置的溫度變化速率參數。

本發明的火候控制方法，該存在於加熱裝置附近的導熱物體可以是烹調設備的一部分，例如烹調設備中的擋火圈，也可以是專門配置於加熱裝置附近的可供感測器測量溫度變化的導熱物體。實際使用中通常在導熱介質溫度較低時開始測量，或者選擇升溫速度相對較慢或體積/熱容量較大的導熱介質，以方便測量。例如可以將有一定長度的導熱物體的一端置於加熱裝置附近加熱，而測量另一端的溫度變化情況。如果需要的話還可以配置冷卻/散熱裝置，在導熱介質溫度升高時先使其降溫，然後再測量固定時間段的溫差，或者將其溫度降至預定值後開始測量。

在上述控制烹調火候的方法中，還可以進一步包括運行烹調程式和/或調入溫度變化速率參數預定值以及調節資料的步驟。當然，溫度變化速率參數預定值和調節資料等也可以在開始控制烹調之前就已存在於控制系統中。

本發明的一種實施方式是將所測得的溫度變化速率參數與一預定值或一組預定值進行比對，判斷兩者是否相符或者差值是否在允許範圍之內，從而作出是否調節和如何調節的判斷。

本發明的另一種實施方式是將測得的溫度變化速率參數輸入控制系統的程式中，根據程式的運行結果而作出是否調節和如何調節的判斷。

作為本發明的實施方式，控制系統可以根據測得的溫度變化速率參數在調節資料庫中查找調節資料，或者透過運行控制系統的程式，例如將測得的溫度變化速率輸入程式中，獲得進行調節的調節參數。

一種實現本發明的火候控制方法之具體實施方式可以為：在烹調之前為確定標準化的烹調過程而進行的實驗中，使用某種溫度測量裝置在某種測量條件下測量某種導熱介質被烹調熱源加熱過程中某一段時間開始時的溫度和結束時的溫度，或者測量該導熱介質被烹調熱源從第一溫度加熱到第二溫度所耗費的時間，所得到的溫度差數據或時間資料為預定溫度差數據或預定時間資料。烹調時以同樣或有同樣效果的溫度測量裝置在相同或相近的測量條件下測量同種導熱介質被烹調熱源加熱過程中同一段時間開始時的溫度和結束時的溫度，或者測量該導熱介質被烹調熱源從同樣的第一溫度加熱到同樣的第二溫度所耗費的時間，將所得到的溫度差數據/時間資料與該預定溫度差數據/預定時間資料比對，如果所測得的資料與預定資料相等或在允許範圍之內，說明烹調時的加熱效率和之前測量時相比沒有變化或者其變化在允許範圍內，無需對之前實驗時確定的烹調過程進行調整，否則說明烹調時的加熱效率和之前測量時相比發生了變化，而該變化超出了允許範圍，則需對烹調過程中的相對應參數進行調整。當然該比對也可以是透過運行烹調程式或由烹調設備中的控制裝置對測得的資料進行處理，根據處理的結果判斷是否需要對烹調過程進行調整。

本發明的火候控制方法還包括對初始條件的測量，例如油下鍋之前的溫度，該溫度變化速率參數預定值以及調節資料可以依該初始條件而異。

上述步驟(3)中的對加熱狀態進行的控制或調節可以包括：在測量溫度變化速率參數之前，記錄加熱裝置的第一加熱狀態；然後，控制系統根據所測得的溫度變化速率參數，確定是維持加熱裝置的第一加熱狀態還是將加熱裝置調節到第二加熱狀態。這一調節過程可以是反覆不停地進行，直到烹調結束。

該對加熱狀態進行的控制或調節，可以是對烹調熱源的發熱強度、從熱源傳遞到烹調容器的熱量之大小、和/或烹調容器與烹調熱源之間的相對位置關係等進行控制或調節。

如果自動/半自動烹調設備中的加熱裝置是一燃氣加熱裝置，那麼該加熱狀態可以是指該燃氣加熱裝置燃氣閥的開關狀態或其處於不同開度的狀態。此處開度是指閥門的開啟程度。不同的開度，對應著燃氣加熱裝置的不同加熱狀態。其中，閥門的開度可以透過感測器予以測定。該對加熱狀態進行的控制或調節可以是對燃氣加熱裝置燃氣閥的開關狀態或其開度的控制或調節。

如果自動/半自動烹調設備中的加熱裝置是一電/電磁加熱裝置，那麼該加熱狀態可以是指該電/電磁加熱裝置處於不同加熱功率的狀態。該對加熱狀態進行的控制或調節可以是對電/電磁加熱裝置加熱功率的控制或調節。

當然，根據所測得的溫度變化速率，加熱裝置的加熱狀態也可以透過其他的方式進行調節，例如，透過控制加熱裝置傳遞到烹調容器熱量的大小來調節加熱狀態，如採用擋火圈來控制到達烹調容器的熱量；或者透過改變烹調容器與加熱裝置之間的相對位置，例如將鍋具移近/移遠熱源等來調節加熱狀態。

另外，本發明中，對加熱狀態的調節還可以是其他的調節方式，例如停止加熱、重新加熱、斷續加熱等。

本發明的火候控制方法，步驟(3)中對烹調過程的調節是指對加熱時間的調節。例如當檢測到溫度變化速率參數有偏差而所述加熱裝置的調節已達極限時，可以將整個烹調加熱時間或某一/某些加熱段的時間延長或縮短。當然，不調節加熱裝置而直接調節加熱時間也是可以採用的方法。

本發明的火候控制方法，步驟(3)中對烹調過程的調節還可以包括其他類型的調節，例如加大/減小各種烹調操作的速度/頻率、對烹調過程或烹調子過程中的操作和操作流程/順序/時間的調整、去掉或加入烹調子過程、提前/推遲結束烹調以及盛出等。

在實際烹調過程中，本發明的火候控制方法通常只需一個測量-回饋-控制/調整過程，即只需測量一次溫度變化速率資料，然後根據測量資料調節相關因素或者控制整個烹調過程；但也可能需要兩個或多個測量-回饋-控制/調節過程，例如調節後有時需要再檢測以確認調節是否達到預定效果，如果沒達到則需再進行調節。又例如烹調過程中的不同子過程所需的加熱效率不同，有可能需要分別測量和調節。因而，在實際烹調過程中，上述方法的步驟有可能要重複兩次或兩次以上。另外，本發明火候控制方法的測量-回饋-控制/調節過程完全可以在烹調沒開始或者剛開始時就進行，使得在烹調過程還沒開始或剛開始不久，火力因素就已調整正確。例如烹調開始前先向烹調容器中注入一定量的水或油，加熱並進行測量、調整，排空後才正式開始烹調，或者烹調開始前對存在/配置於熱源附近的傳熱介質進行測量並做出調整。又例如烹調剛開始時先對烹調容器、烹調油或水等進行測量，並作出調整。

當然，除根據上述測得的溫度變化速率參數對烹調過程進行調節外，還可以根據一些其他參數如環境溫度、物料初始溫度、熱源發熱強度等進行調節，這兩類調節不但不是矛盾的，而且是可以互相補充的。

另一方面，本發明還提供了一種智慧化的烹調方法，其中，該烹調方法採用如該控制烹調火候的方法。

在本發明的烹調方法中，烹調過程的調節通常是在控制裝置的控制下自動/半自動進行。

本發明的烹調方法還可以包括自動投物料的步驟，例如利用物料投放裝置自動地打開/翻轉裝有烹調物料的物料包裝，並將烹調物料投放到自動或半自動烹調設備的鍋具和/或容器中。

上述烹調方法中，物料包裝的打開可以是透過破壞例如切割物料包裝完成的，或者是透過物料包裝的封裝體和包裝體的相對運動而完成的；而且，在自動投物料之前，還可以包括提供和/或輸入與物料包裝中的烹調物料或烹調過程本身相關的資料、並透過該資料調入相對應烹調程式的步驟。例如，這種資料的提供和/或輸入，可以是透過讀取物料包裝上的資訊而完成的，或是透過操作者輸入而完成的。

本發明的烹調方法還可以包括透過翻動工具和/或烹調容器運動對烹調物料進行翻動的步驟，例如翻鍋/晃鍋的步驟，這種翻鍋/晃鍋是透過如下方式完成的：使自動或半自動烹調設備的鍋具作直線、曲線和/或轉圈(包括規則或不規則的圓圈、橢圓等)的平/曲面運動，並使該鍋具在運動到適當的位置或時機時產生加速度，從而使該鍋具內的全部或部分物料發生翻動/晃動。

本發明的火候控制方法和烹調方法還可以包括烹調提示的步驟，烹調提示裝置以文字、語音、圖像、圖形、聲、光、電、色彩、機械，或其他形式提示烹調設備操作者透過人手或人手控制某些裝置完成部分烹調操作。烹調提示裝置通常在烹調系統中控制裝置的控制下或根據控制裝置的指令/所提供的資訊進行運作。烹調提示裝置可以是獨立的也可以是與控制裝置整合在一起的。

本發明的火候控制方法和烹調方法也用於由兩個或兩個以上烹調設備或烹調相關設備組成的烹調設備系統。

與現有技術相比較，本發明前所未有地提出了加熱效率是決定烹調火候的基本變數，而測量溫度變化速率能反映出加熱效率和受熱效果，因而可以根據溫度變化速率參數對烹調火候進行有效的控制。與現有技術相比較，本發明的火候控制和烹調方法透過簡單和易實現的方式獲得能即時反映加熱效率狀況的資料，並可以根據這些資料即時準確地控制烹調火候，對保證烹調品質尤其是標準化烹調的品質提供了直接的量化支援。

以下結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步的說明。各個附圖中，相同的附圖標記具有相同的含義。

第1圖是本發明一種根據烹調油特定時段的溫度變化速率而進行火候和烹調控制的方法流程圖。本實施例中該“得到當前油量資料”可以是透過測量得到，也可以是透過讀取烹調程式/資料庫中的資料得到，或者其他方式。本實施例採用了兩個或多個測量-回饋-控制/調節過程，以達到更精確的火候和烹調控制。

第2圖是本發明的火候控制方法和烹調方法的另一實施例：根據烹調容器的溫度變化速率而進行火候和烹調控制的方法流程圖。本實施例透過測量烹調容器實現特定溫度差所耗時間進行火候和烹調控制，也採用了兩個或多個測量-回饋-控制/調節過程。本實施例中的其他調節是指對烹調過程進行的其他控制或調節，例如對烹調過程中的操作和操作流程/順序/時間進行調整、去掉/加入烹調子過程、提前/推遲結束烹調以及盛出等。

第3圖是本發明方法一種透過測量配置在熱源附近的傳熱介質在特定時段的溫度差或實現特定溫度差所耗時間而進行火候控制的實施例示意圖。

導熱介質2的一端置於熱源1的附近，將熱電偶4的熱端放置於導熱介質2的另一端，測量該位置因為熱傳導造成的溫度變化。可以在導熱介質2上安裝散熱裝置3避免造成熱平衡。當導熱介質2溫度過高時可先進行散熱操作，然後延遲一個時刻再進行固定時段的溫度差測量或特定溫度差的計時。

測量出導熱介質2特定時間段的溫度差：Δtw=tw1-tw2，或者測量出導熱介質2從某一特定溫度到另一特定溫度所耗的時間，測量資料5傳送給控制裝置6，控制裝置進行如上述的比對、處理、控制、調整等後續操作。

第4圖是實現本發明火候控制方法和烹調方法的一種自動烹調機實施例的示意圖。圖中8是鍋具；7是烹調物料翻動裝置；10是晃鍋裝置，其係驅動鍋具8作平面轉圈變速運動；11是加熱源，其包含有燃氣流量調節裝置(圖中未畫出)，用作如上所述的加熱強度和火候控制/調節，另外，該加熱源11可在第二電動機15的驅動下作上下運動，以控制和調節與鍋具8的距離，這也是本發明所述透過控制或調節烹調容器與烹調熱源之間的相對位置關係而進行火候控制/調節的一種方式；12是容器，是用於承載中途掉出鍋外之物料的容器，由第一電動機14驅動上下運動，並可翻轉將物料放回鍋內；13是鍋具水平移動框架，在一第三電動機(未顯示於圖式中)驅動下可帶動鍋具水平移動，此種運動可以調節鍋具8與熱源11的接觸面積，甚至可以使鍋具8運動到熱源11的加熱範圍之外，這也給本發明所述透過控制或調節烹調容器與烹調熱源之間的相對位置關係而進行火候控制/調節提供了另一種可用的手段；16是鍋具翻轉機構；17是投物料裝置，其可以將物料盒18中的物料分次投放到鍋具8中；19是環境溫度測量裝置；9是紅外線溫度測量裝置，其可以用於測量鍋內物料和鍋具本身的溫度和溫度變化資料等溫度變化速率參數；9和19的測量資料回饋給控制裝置(圖中未畫出)，控制裝置根據這些回饋資料控制/調整火候或烹調過程。本自動烹調機還配有整合在控制裝置中，並在控制裝置的控制下或根據控制裝置的指令/所提供的資訊進行運作的烹調提示裝置(圖中未畫出)，其以文字、語音、圖像等形式提示烹調設備操作者透過人手或人手控制某些裝置完成部分烹調操作。本自動烹調機的控制裝置可以根據測量裝置所測量的溫度變化速率參數，透過控制和調節上述裝置對火候和烹調過程進行控制和調節，進而實現本發明的火候控制和烹調方法。

1．．．熱源

2．．．導熱介質

3．．．散熱裝置

4．．．熱電偶

5．．．測量資料

6．．．控制裝置

7．．．翻動裝置

8．．．鍋具

9．．．紅外線溫度測量裝置

10．．．晃鍋裝置

11．．．加熱源

12．．．容器

13．．．鍋具水平移動框架

14．．．第一電動機

15．．．第二電動機

16．．．翻轉機構

17．．．投物料裝置

18．．．物料盒

19．．．環境溫度測量裝置

第1圖是按照本發明的一種根據烹調油特定時段之溫度變化速率而進行火候控制的方法流程圖。

第2圖是按照本發明的一種根據烹調容器之溫度變化速率而進行火候控制的方法流程圖。

第3圖是按照本發明的一種透過測量配置在熱源附近之傳熱介質在特定時段的溫度差或實現特定溫度差所耗時間而進行火候控制的方法示意圖。

第4圖是實現本發明火候控制方法和烹調方法可採用的一種自動烹調設備之示意圖。

Claims (12)

1. 一種用於自動/半自動烹調設備中的、控制烹調火候的方法，該烹調設備包括烹調容器、控制系統和加熱裝置，該方法包括如下步驟：(1)測量烹調容器、烹調容器中的被烹調物料，和/或存在於加熱裝置附近的導熱介質被加熱裝置加熱的溫度變化速率參數；(2)將所測得的溫度變化速率參數回饋給控制系統；(3)控制系統根據所測得的溫度變化速率參數，對加熱裝置的加熱狀態和/或烹調過程進行調節。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該被烹調的物料包括導熱介質，該導熱介質是投放到該烹調容器中的油、水或湯。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該溫度變化速率參數是被加熱物體在某一特定時段之起始點和終止點的溫度差、或物體在被加熱過程中從某一特定溫度到另一特定溫度所耗費的時間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該控制系統根據所測得的溫度變化速率參數與一預定值或一組預定值進行比對的結果，或者所測得的溫度變化速率參數在程式中的運行結果確定是否作出調節和如何調節。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，該控制系統根據測得的溫度變化速率參數在調節資料庫中查找，或者透過運行程式獲得調節參數。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，步驟(3)對該加熱狀態進行控制或調節，是對該烹調熱源的發熱強度、從熱源傳遞到烹調容器的熱量之大小、和/或烹調容器與烹調熱源之間的相對位置關係進行控制或調節。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，該加熱裝置是一燃氣加熱裝置，對該加熱狀態進行控制或調節是對該燃氣加熱裝置之燃氣閥的開關狀態或其開度的控制或調節。
8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，該加熱裝置是一電/電磁加熱裝置，對該加熱狀態進行控制或調節是對該電/電磁加熱裝置之加熱功率的控制或調節。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，步驟(3)對該烹調過程進行控制或調節，是對該烹調加熱時間進行調節。
10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，步驟(3)對該烹調過程進行控制或調節包括加大/減小烹調操作的速度/頻率、對烹調過程中的操作和操作流程/順序/時間的調整、去掉/加入烹調子過程、和/或提前/延後結束烹調以及盛出。
11. 一種智慧化的烹調方法，其中，該方法採用如申請專利範圍第1項至第10項中任一所述之方法控制烹調火候。
12. 如申請專利範圍第11項所述之烹調方法，其中，該方法還包括對烹調過程進行提示的步驟。