一种豆浆机的低噪音制浆方法

一种豆浆机的低噪音制浆方法
【专利摘要】本发明针对现有豆浆机制作豆浆的过程中噪音过大的问题，提供了一种豆浆机的低噪音制浆方法。利用包括水和黄豆制作豆浆，所述豆浆机包括加热装置及粉碎刀具，其特征在于，包括如下步骤：a、加热阶段：所述加热装置将水加热至第一预定温度之前，包括至少一次在低于第一预定温度对黄豆进行浸泡保持过程，所述浸泡保持过程持续预定时长；b、粉碎阶段：所述粉碎刀具将水和黄豆的混合物粉碎成浆液；c、熬煮阶段：所述加热装置加热上述浆液直至煮熟。本发明通过将加热阶段与粉碎阶段分离，并且在加热阶段插入至少一个浸泡保持过程，使得物料在豆的吸水膨胀突变的温度范围内进行浸泡，使其充分吸水软化，有效地降低后续的粉碎峰值噪音。
【专利说明】
一种豆浆机的低噪音制浆方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种豆浆机的制浆方法，具体地说，涉及一种豆浆机的低噪音制浆方 法。
【背景技术】
[0002] 目前，豆浆机的制浆过程一般包括加热阶段、粉碎阶段和煮浆阶段。在所述加热阶 段，豆浆机的加热部件对制浆物料与水的混合物进行加热。在所述粉碎阶段，豆浆机的电机 带动粉碎刀具对制浆物料进行粉碎，粉碎刀具与物料碰撞剪切达到粉碎物料的目的。在所 述煮浆阶段，豆浆机的加热部件对浆液进行加热直至豆浆被煮熟。在豆浆机的制浆过程中， 由于加热阶段完成后即进入粉碎阶段，制浆物料可能还没有被充分泡透，其硬度较大，因此 在粉碎时的噪音会相对较大;此外，为了提高粉碎效率，电机的转速在逐步提升，转速越高， 电机带动刀片旋转的离心力就越大，因而电机的负载就越大，那么电机震动和噪音就更大。 此外，除了电机本身的震动噪音较大外，另一个影响因素是电机高速旋转时产生的离心运 动，使得靠近刀片的物料被瞬间弹开，以较高的速度射向杯体侧壁，从而对于初始粉碎时， 会产生很大的撞击声，因而带来较大的峰值粉碎噪声。
[0003] 因此为了改善上述现象，在现有的制浆步骤中，一般存在着以下做法：
[0004] 对于干豆制浆，为了降低黄豆的硬度使其充分吸水，在制浆流程开始之前，通常会 设置长时间的浸泡阶段，即预先对豆料进行浸泡，通常在6至8小时左右，这些常温下的浸泡 过程使得黄豆软化膨胀，当豆充分吸水后，其内部的蛋白质结构及表皮纤维构成都会因吸 水作用而发生变化，例如膨胀、破裂等等，这些变化能够有效地抑制后续制浆粉碎过程噪 音。该种做法虽然能解决制浆噪声，但也存在着相应的弊端，一方面，因为浸泡温度不高，蛋 白质等成分的吸水能力并不强，因此豆的软化程度一般，带来的降噪效果也非最优的；另一 方面由于长时间的浸泡使得制浆时间整体加长，影响用户的使用体验。
[0005] 除了干豆制浆外，实际还存在有直接用浸泡处理后的湿豆进行制浆，与上述常温 浸泡相类似，豆等物料的浸泡程度参差不齐，并且其预处理过程通常也是在常温下进行的， 浸泡效果并不充分，豆的硬度等也相对较大，因此后续的粉碎过程中的噪声也相对较大。
[0006] 此外，现有技术中还存在着在粉碎阶段之前，先将物料进行预热软化的阶段，即将 物料提前加热至某一温度，然后在到达此温度之后，再进行粉碎，这种无需浸泡式的制浆过 程，其目的也是在粉碎前，提高水温，使得黄豆尽可能充分的吸水软化，该种做法一方面能 够改善干豆粉碎以及预处理阶段浸泡时间较长的问题，且一定程度上能够减小后续粉碎时 的噪音，但与此同时，该预热软化阶段也存在相应的弊端，事实上，豆的吸水变化情况为非 线性增长趋势，即当直接加热至某一温度时，首先加热时间较短，软化吸水并不充分，而对 于不同的温度范围，粉碎时豆的吸水膨胀情况也不同，并没有充分利用豆的吸水膨胀变化， 因此对于预热软化阶段，还需要进一步研究其更优的实施方案。
[0007] 概括地说，当制浆过程中的噪声较大时，严重影响了用户的使用体验，并且噪声过 大，对电机、粉碎刀具等的损耗程度也比较大，因此综合来说，寻找具有低噪音的快速制浆 方法有着很重要的现实意义。

【发明内容】

[0008] 本发明针对现有豆浆制作过程中问题，尤其是噪音过大等问题，提供了一种豆浆 机的低噪音制浆方法。
[0009] 本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
[0010] -种豆浆机的低噪音制浆方法，利用包括水和黄豆制作豆浆，所述豆浆机包括加 热装置及粉碎刀具，其特征在于，包括如下步骤：
[0011] a、加热阶段:所述加热装置将水加热至第一预定温度之前，包括至少一次在低于 第一预定温度对黄豆进行浸泡保持过程，所述浸泡保持过程持续预定时长；
[0012] b、粉碎阶段:所述粉碎刀具将水和黄豆的混合物粉碎成浆液；
[0013] c、熬煮阶段:所述加热装置加热上述浆液直至煮熟。
[0014] 优选地，所述第一预定温度为80°C至90°C。
[0015] 优选地，所述预定时长为30秒至90秒。
[0016] 优选地，至少有一次浸泡保持过程的水温处于65°C至75°C之间。
[0017] 优选地，至少有一次浸泡保持过程的水温处于50°C至65°C之间。
[0018] 优选地，所述浸泡保持过程的次数为2至7次。
[0019] 优选地，相邻两次浸泡保持过程的水温差为不低于5°C 〇
[0020] 优选地，将水加热到所述第一预定温度后，进行预定时长的浸泡保持过程；
[0021] 或者，将水加热到所述第一预定温度后，将水加热到不低于当前海拔沸点温度以 下5 °C的温度。
[0022] 优选地，浸泡保持预定时长后还包括利用所述粉碎刀具对浆液进行搅拌的过程， 若所述豆衆机的额定转速为η，所述搅拌过程的转速为不超过n/2。
[0023] 优选地，所述粉碎阶段包括多个子粉碎阶段，所述在后子粉碎阶段的转速大于在 前子粉碎阶段的转速；
[0024] 或者，所述粉碎阶段为循环粉碎方式，所述粉碎刀具先粉碎制浆材料tl时间后，暂 停t2时间后，然后对制浆材料进行下一次粉碎，该阶段的循环次数为N;
[0025] 或者，所述粉碎阶段还包括利用所述加热装置对浆液进行加热的过程。
[0026] 本发明的有益效果为：
[0027] 首先，在整体的制浆流程中，将浆液加热至某一预定温度之前，包括至少一次对浆 液进行浸泡保持预定时长的过程，该浸泡过程使得黄豆充分吸水膨胀，由于经过研究发现， 黄豆的吸水与持水能力并不是呈正相关的，并且吸水能力与持水能力很大程度上取决于温 度的高低。一般情况下，黄豆吸水过程是吸胀作用吸水，其主要的吸水部分主要是蛋白质， 其次，黄豆的表皮细胞随着带有温度水的浸泡，变得软化并且舒展扩张，因而带来黄豆体积 的增大及密度的减小，使得部分黄豆从杯底上浮。另外，黄豆的吸水速率随着不同温度的变 化呈非线性增长的，既包括其吸水量也包括表皮的吸水膨胀率，即体积的膨胀变化，也就是 说在特定的温度区间内，黄豆的吸水程度发生骤变，而该变化带来了黄豆吸水性发生质的 变化，在这些特定的温度区间内，浸泡黄豆预定时间，使得充分利用该温度，使得黄豆尽可 能高速率且高质量的吸水膨胀，为后续的粉碎过程噪音的降低做充分的准备。
[0028]其次，对于整体的制浆流程，将加热阶段与粉碎阶段独立开来。由于制浆过程中的 噪声主要在于在加热阶段结束后的高速集中粉碎时的峰值噪声，当粉碎黄豆时，一部分的 噪声来源于粉碎刀具碰触黄豆，另一部分的噪声来源于主要粉碎刀具碰触黄豆的反弹作 用，此后，黄豆会碰触豆浆机的杯体内壁，因此频繁的碰触、击打使得噪声逐渐叠加，尤其是 初始粉碎时，黄豆的颗粒较大使得粉碎时的峰值噪音较大，给用户带来了不良的用户体验。 因此在粉碎过程之前插入加热过程，并在加热过程中使得黄豆进行多个浸泡保持阶段，因 此先在加热过程中，对黄豆进行充分的吸水膨胀预处理，然后再执行粉碎过程，从而更有效 地降低制浆噪音，在保证制得豆浆口感的前提下，合理地控制噪音的大小。
[0029]另外，基于理论分析与实验验证，第一预定温度的优选范围为80°C至90°C之间，在 此温度范围之前黄豆的体积膨胀变化率发生骤然变化，存在黄豆突然爆裂的情况，而在90 °C之后，体积膨胀的变化率趋于平稳，且呈不再增长的趋势，因此将第一预定温度设置在80 °C至90°(：区间，保证在此温度之前的体积膨胀突变范围内进行黄豆的浸泡保持过程，更高 效率地完成黄豆的吸水软化过程。
[0030] 其次，再次，对于加热过程的浸泡保持过程，由可靠分析知，在50°C到65°C之间，黄 豆的吸水量发生骤然增大的变化趋势，而在65°C到75°C之间，黄豆的体积膨胀率也呈急剧 增长的变化趋势，因此，当在第一预定温度之前，选择在上述两个温度区间范围内进行浸泡 保持预定时间，使得既能保证吸水效率，同样还能一定程度上控制制浆周期和总时间，最终 抑制粉碎过程中的噪声，增强用户的使用体验，优选浸泡保持的时长为30s至90s，相应地优 选浸泡保持的次数为2-7次，保证吸水程度的最大化。
[0031] 然后，完成加热阶段之后，即在达到第一预定温度之后，还可以继续加热浆液直至 粉碎，所述粉碎温度既可为加热至沸腾，或者为沸点以下5°C以下的温度范围内，这样在粉 碎前设置持续的高温加热，一方面充分加热，抑制豆浆中的皂毒素等有害物质的释放，另一 方面能够有效地缩短后续熬煮过程中的熬煮加热的总时长，除此之外，在达到高温时进行 粉碎，黄豆等物料在杯体内上下翻滚，有利于浆液的混匀，以及从整体角度说，缩短总体制 浆周期，尤其地，该种制浆方法能够明显地降低粉碎过程中的峰值噪声，具有很明显的现实 意义。
【附图说明】
[0032]下面结合附图和具体的实施方式对该发明进行进一步的说明：
[0033]图1为本发明制浆流程示意图。
【具体实施方式】
[0034] 该实施例以豆浆机的电机上置的方式作为示例，该豆浆机包括机头、杯体，机头上 设有电机和电机轴，其中电机置于杯体内并且电机轴设于电机的下端，此外，该电机轴下端 还设有粉碎刀具，电机驱动所述粉碎刀具工作，杯体的外部设有加热装置。此外，该豆浆机 的额定加热功率为1000W，额定转速为20000r/min，并且机体的最大容纳水量为1.5L。
[0035] 众所周知的是，温度对于黄豆等物料的变化起着举足轻重的作用，尤其地，不同的 温度对于黄豆等物料的软化、膨胀、蛋白质等营养物质的释放等的影响都不同，而相应地， 黄豆等物料的吸水量及速度等的变化状态不仅影响着最终豆浆的营养和食用口感，另一方 面，黄豆等物料的软化及含水量的多少很大程度上影响着制浆过程中粉碎刀具对物料进行 粉碎时的效率、以及制浆过程中的噪音。由此，从降低噪音的角度，选择合适的物料或者对 物料进行适当地处理显得至关重要。因此，总的来说，基于制浆的流程方法，可通过研究不 同步骤流程下的温度选择，以达到更好的低噪音的效果。
[0036]下面结合制浆步骤对制浆过程中的温度选择进行详细地说明和阐述。
[0037]对于黄豆和水为主要制浆原料的制浆过程，该低噪音制浆方法主要包括三个阶 段，如图1所示，主要包括加热阶段、粉碎阶段和熬煮阶段，并且加热阶段中包括至少一次浸 泡保持过程，具体地：
[0038] a、加热阶段，所述加热阶段为加热装置将水加热至第一预定温度Tl;并且所述将 水加热至第一预定温度Tl之前，还包括至少一次低于第一预定温度Tl的浸泡保持过程，所 述浸泡保持过程持续预定时长。即在将水加热至第一预定温度Tl之前，对黄豆进行浸泡保 持。此处涉及的浸泡保持过程区别于现有的常规浸泡方式，现有的常规做法中，对黄豆等物 料进行长时间的独立浸泡预处理，该种浸泡过程通常是在常温状态下，即不进行加热处理， 那么水温一般在35°C以下时进行浸泡；而该加热阶段的浸泡保持过程为，当加热水至小于 第一预定温度Tl的某温度Dl时，进行浸泡保持预定时长，使得黄豆等物料充分吸水膨胀。由 于包括至少一次的浸泡保持过程，该加热阶段实际相当于由多个不同的子加热阶段构成， 即是在加热至第一预定温度Tl之前，加热到不同的温度时黄豆进行浸泡保持过程，形成分 段加热与浸泡保持的双重配合作用。
[0039]首先，对于第一预定温度Tl的选择，由于它与Dl温度之间存在一定的联系，因此其 具体的参数范围在下文中有详细地分析和介绍。关于第一预定温度Tl，它既可以是预先设 定的判断温度，也就是说，先判断加热的水温是否达到Tl，若没有，则当达到小于Tl的温度 Dl时，进行浸泡保持预定时长，之后可继续加热至第一预定温度Tl;此外，第一预定温度还 可为非预先设定的温度，也称之为虚拟温度，即对于正常的制浆流程来说，在到达Tl之后， 可不做任何动作，进而继续执行到达Tl之前的步骤，最终完成整体的步骤。
[0040]其次，关于浸泡保持过程，其主要目的在于使得黄豆充分吸水并且软化。上文中已 经介绍了该浸泡保持过程并非常温水浸泡，其浸泡保持过程中，既可以开启加热装置进行 加热，保持浸泡的水温维持在Dl温度附近，同时，加热功率不适宜太大，选择小于二分之一 额定加热功率的功率为宜;此外，此浸泡保持过程中可不增加加热装置的工作，即直接将浆 液静置进行浸泡，直至达到预定时长。可根据实际情况进行灵活的选择和调整。
[0041]而选择设置在Dl特定温度下的浸泡保持过程的原因在于，研究表明，黄豆的吸水 及膨胀能力很大程度上依托于黄豆蛋白，理论上说，黄豆蛋白具有非牛顿型的流体力学行 为，也就是说当蛋白浓度较低时，体系粘度很小;但在临界浓度之上粘度随浓度增加迅速增 大。临界浓度取决于溶胀的程度，溶胀越充分，临界浓度越低。由于蛋白质具有这种特殊的 流体力学行为，决定了蛋白质的持水能力是高度依赖于蛋白浓度的。概括的说，黄豆蛋白的 活性与浓度与黄豆的持水能力是正相关的，因此，为了保证黄豆的吸水能力，保护黄豆蛋白 的活性才最重要。
[0042]并且基于对大豆吸水能力与持水能力的分析，黄豆的吸水与持水能力并非呈正相 关，并且吸水能力与持水能力很大程度上取决于温度的高低。一般情况下，黄豆吸水过程是 吸胀作用吸水，吸水的主要部分是蛋白质，另一方面，黄豆的表皮细胞随着具有一定温度的 水的浸泡，变得软化并且舒展扩张，因而带来黄豆体积的增大及密度的减小，使得部分黄豆 从杯底上浮;此外，黄豆的吸水速率随着不同温度的变化呈非线性增长趋势，既包括其吸水 量也包括表皮的吸水膨胀率，即体积的膨胀变化，也就是说在特定的温度区间内，黄豆的吸 水程度发生速率的骤然变化，而该变化招致黄豆的吸水能力发生质的跳变，在这些特定的 温度区间内，浸泡黄豆预定时间，使得充分利用该温度，使得黄豆尽可能高速率且高质量地 吸水膨胀，为后续的粉碎过程噪音的降低做充分的准备。此外，常规意义上说，在制作豆浆 时，如果物料的硬度越小、体积越大，在粉碎制浆时，噪音会相对减小。
[0043]因此关于浸泡保持的温度参数，对于Dl，其第一优选范围为65°C到75°C。其主要原 因简述如下:对于黄豆吸水程度，包括吸水量，其常规理解为，温度越高时，黄豆的吸水量则 越高，同时关于黄豆的体积膨胀情况，与温度也有很直接的联系。黄豆的吸水膨胀过程为， 先是黄豆的细胞壁吸水膨胀，然后黄豆纤维及果胶组织在加热热量的作用下变性软化，失 去组织的致密性和固定功能，因而实现细胞壁组织的破裂。事实上，黄豆的吸水膨胀能力并 不是呈直线增长的，尽管整体趋势是增长上升的，但在不同温度条件下，黄豆的吸水膨胀能 力会有所不同。此外，根据食品科学研究，黄豆蛋白在70°C时开始变性，90°C时深度变性，当 预热温度达到80°C时，黄豆里面的黄豆蛋白已经部分变性，变性的黄豆蛋白失去了溶解性， 不能溶解到浆液里面，导致豆浆里面蛋白质含量较低。
[0044]除此之外，实验数据表明在温度范围为65°C到75°C之间，黄豆的吸水膨胀能力会 发生突变，当到达该温度范围时，黄豆的体积会突然增大。那么代表其吸水能力由于水温的 刺激，骤然增强，那么在此状态下，对黄豆等物料进行浸泡保持预定时长，使得吸水程度在 较高的状态下保持，为后续粉碎噪音的降低提供支持。
[0045] 为了更清楚地理解该温度范围的获取，下面结合具体的数据进行详细的阐述：
[0046] 基于本实施例中的豆浆机，对比测试以下两种情况：
[0047] (1)以30°C的温度为基准，分段加热至特定设定温度，并在设定温度之前设置一次 浸泡保持，暂停时间为30秒，观察黄豆的体积膨胀变化情况；
[0048] (2)-次性加热至某设定温度，暂停30秒后，观察黄豆的体积膨胀变化情况；
[0049] 下面主要介绍实验的具体过程及数据结果的显示与分析。
[0050] 首先，测试的基本条件为，豆浆机的额定工作电压为220V，以80g的干豆为实验材 料，模拟用户通常的制浆操作，固定水位为1300ml。在加热之前，先测量M颗黄豆的整体体 积，其测量方法为，选择一个容量为5ml的量杯，在量杯内承装Iml清水，通过将该M颗黄豆放 置在量杯内，测量水位的变化量。而将 80g黄豆及水的混合物加热至指定温度，并暂停预定 时间后，再从豆浆机的杯体中取出M颗黄豆，先用吸水纸去除黄豆表面的水分，用上述同样 的方法测量加热后该M颗黄豆的体积变化量。
[0051] 与此同时，为了避免单个实验的误差和随机性，设置三个不同的实验条件，选择不 同数量的黄豆对比实验结果的影响，以及间隔不同温度下采样，观察温度间隔对黄豆吸水 膨胀程度。
[0052] 第一，以30°C为基准，在小于实验设定温度点10°C的温度范围暂停30s，即在20°C、 30°C、40°C等温度时暂停30秒后，继续加热到30°C、40°C、50°C等设定分段温度点，获取10颗 黄豆的体积变化量;对比的另一组测试为;直接加热至30°C、40°C、50°C等设定温度点，然后 暂停30s，分别获取10颗黄豆的体积变化量，数据记录如表一所示。
[0053] 第二，以30°C为基准，每间隔5°C，在小于实验设定温度点5°C的温度范围暂停30s， 即在30 °C、35 °C、40 °C、45 °C等温度时暂停30秒后，继续加热至35 °C、40 °C、45 °C、50 °C等设定 分段温度点，获取10颗黄豆的体积变化量;对比的另一组测试为;直接加热至35°C、40°C、45 °C、50°C等设定温度点，暂停30s，分别获取10颗黄豆的体积变化量。记录数据如下表二所 不。
[0054] 第三，以30 °C为基准，每间隔10 °C，在小于实验设定温度点10 °C的温度范围暂停 30s，即在20°C、30°C、40°C等温度时暂停30秒后，继续加热到30°C、40°C、50°C等设定分段温 度点，分别获取20颗黄豆的体积变化量;对比的另一组测试为;直接加热至30°C、40°C、50°C 等设定温度点，分别获取20颗黄豆的体积变化量。记录数据如下表三所示。
[0055]表一:每间隔10°C时，采集10颗黄豆的体积
L0057J 具体地，基于表一的分析来说，从整体层面上分析，分段加热的整体效果明显优于 直接加热的结果，原因在于，分段加热的过程中，先加热浆液至分段温度，在提升整体温度 的前提下，由于还包括浸泡保持过程，在该浸泡保持过程中，黄豆内的纤维、蛋白等成分的 活性慢慢激活，并且由于长时间的浸泡保持作用，其活性逐渐增强，相比较一次性地直接加 热过程，温度和时间成了黄豆各成分吸水程度的催化剂，而相对比地，直接加热过程缺少对 黄豆各成分的刺激作用，因此分段加热作用下的黄豆吸水膨胀能力较好。
[0058] 表二：毎间隔5°C时，采集10颗昔豆测量其体积
[0062 ]其次，综合表一、表二和表三的数据可知，总的来说，随着温度的升高，黄豆的体积 膨胀程度越大，吸水膨胀的效果越好，同时，对于不同温度条件下，黄豆的体积膨胀率并非 均匀增长，即在特定的温度范围内，即80°C~90°C区间之前，黄豆的体积膨胀变化率发生骤 然变化，存在黄豆突然爆裂的情况，并且在90 °C之后，体积膨胀的变化率趋于平稳，呈不再 增长的趋势，因此将第一预定温度设置在80°C~90°C区间，保证在此温度之前的体积膨胀 突变范围内进行黄豆的浸泡保持过程。
[0063]此外，对比表一和表三的数据，黄豆的吸水膨胀率的整体变化趋势相同，并没有因 黄豆采样数量的不同而不同，从而消除了采样样本数量的不同而带来的可能误差。并且，基 于表三的分析来说，与表一的结论相一致，分段加热的整体效果明显优于直接加热的结果。 其次对于表一、表二的数据，在65 °C到75°C的范围内，黄豆体积的膨胀率瞬间增大，增长率 在30%左右，即是相比较65°C以前，以及75°C之后，豆的体积膨胀率明显低于65°C到75°C温 度条件下的膨胀结果。因此在该温度范围下，进行合理时间区间内的浸泡保持，最大限度且 最高效率地保证黄豆的吸水膨胀，既保证体积膨胀率，又使得在最短的时间内吸水软化，为 下一阶段的粉碎过程做充分的准备。
[0064] 其次综合表一和表二的数据可知，间隔5°C和10°C相比，间隔5°C时，黄豆的吸水过 程较缓慢，黄豆蛋白的活性持续被激活，吸水能力逐渐上升，吸水效果好，而对于间隔1 〇 °C， 黄豆吸水的变化率与间隔5°C时相类似，并且整体变化趋势向也相同。不难推理，当间隔温 度小于5°C时，由于间隔时间过小，浸泡保持时间较长，一定程度上增加了整体的制浆周期， 并且变化趋势也不会发生较大的变化，总的来说，对于具有多个子加热和浸泡保持过程的 加热阶段而言，相邻两个分段子加热过程的间隔温度应该不小于5°C。
[0065]除了80°C~90°C区间以前存在黄豆的体积膨胀变化率较大的情况外，一方面表明 多分段加热的效果优于直接加热，并且关于黄豆吸水程度的变化，尤其是不同温度条件对 于黄豆吸水量变化的影响程度同样举足轻重。因此基于对于黄豆吸水量的变化的考虑，其 第二优选范围为50°C至65°C。关于此段温度范围的选择，同样结合几组实验图表来进行详 细地阐述。
[0066]基于本实施例中的豆浆机，其额定工作电压为220V，以80g的干豆为实验材料，模 拟用户正常的制浆操作，固定水位为1100ml。加热水和黄豆的混合物至指定温度，获取此时 黄豆的重量。同样模拟分段加热和直接加热两种情况，即以30°C作为基准，每隔5°C增加一 个温度采样点，也就是说将黄豆和水的混合物分别加热至35°C、40°C、45°C等温度时，停止 加热，取出湿豆，并且沥干后称取当前的重量。记录数据如下表四所示。
[0067]其次，基于本实施例中的豆浆机，其额定工作电压为220V，以80g的干豆为实验材 料，模拟用户正常的制浆操作，固定水位为1100ml。加热水和黄豆的混合物至指定温度，获 取此时黄豆的重量。即以30°C作为基准，每隔KTC加一个温度采样点，也就是说将黄豆和水 的混合区分别加热至40°C、50°C等温度时，停止加热，取出湿豆，并且沥干后称取当前的重 量。
[0068] 记录数据如下表五所示。
[0069] 表四：间隔5°C，豆的吸水量变化
[0073] 由表四可知，与上文中第一优选范围
的选择相一致，整体上说，分段加热的效果优 于直接加热的效果，并且吸水量以及吸水速率的变化非直线增长的，并且相比较之前温度 段以及之后温度段的变化率，50°C~65°C之间，黄豆重量的增长变化率相对较大，即是快速 增长的状态，也就是说，在该温度范围内，黄豆的吸水能力较强。另外，将直接加热与分段加 热的结果进行对比，直接加热到100°C左右时豆的吸水量与分段加热至85°C左右时相接近， 而直接加热至85 °C左右的结果与分段加热至70 °C左右时更接近，由此，在实际的制浆流程 中，采用分段加热的方式更加可行，并且进一步地验证了在90°C之前进行浸泡保持过程，既 保证了黄豆的吸水程度使得黄豆的软化程度较佳，同时另一方面，可以避免加热装置工作 较长时间，保证加热装置的使用寿命，并且还能够达到节约能源的效果。同时，表五的结果 与表四也是相一致的，并且综合表一和表二的数据可知，很明显可以看出，黄豆的吸水量和 体积膨胀率都随着温度的升高而增大，但是增长幅度不同，并且与加热装置的工作方式也 存在着密切的联系。
[0074] 除此之外，综合黄豆的吸水量和体积膨胀两方面的结果，可以看出，吸水量表征着 吸水程度的强弱，而体积的膨胀大小则体现着持水能力，由实验数据可以看出，两者的影响 温度因素并不完全相同，因此蛋白质的吸水能力并不直接代表着蛋白质的持水能力，究其 原因，在于黄豆蛋白质的吸水性能为化学变化，而持水性能为物理变化，一般认为，蛋白质 在一定时间内的吸水量，其影响速率的因素包括蛋白质组成、密度、脂肪含量、PH、温度、水 分子带来的蒸汽压力差等，持水性能是蛋白质溶胀、粘度增加、形成凝胶等一系列反应的综 合效应。因此对于不同温度条件分别影响着黄豆的吸水能力与持水能力的结论不仅从实验 结果得到验证，同时还可从理论层面得到支撑。
[0075]为了保证较优的降噪的效果，在第一预定温度之前，即在80°C至90°C之前，可以选 择在此之前设置至少一次的浸泡保持过程。可以同时选择两个优选范围内的温度，或者根 据具体的情况，选择其中一个优选范围。
[0076]需要补充的是，关于浸泡保持的次数，优选范围为2至7次，基于上文的分析，由于 存在Dl的第一优选温度范围，因此，该浸泡保持过程为至少有一段位于第一优选温度范围 65°C至75 °C的过程，另一个优选的保持过程可为在第二优选范围50°C至65°C内，也可为另 一个65°C至75°C的过程。很明显地，当在第二优选范围内进行浸泡保持时，豆的吸水量的变 化最大，从而有利于豆在最短的时间范围内充分吸水软化，其次，当第一优选范围内进行浸 泡保持时，豆的体积膨胀率变化最大，有利于豆在最短时间内的充分吸水膨胀。并且基于上 文中对Dl选择的分析，在这两个温度范围进行浸泡保持的效果优于设置一个浸泡保持的结 果，尤其地，在该两个优选范围内进行浸泡保持的效果同样优于在第一优选范围或者在第 二优选范围内单独进行浸泡保持的效果。综合来说，经过上述两个浸泡保持过程，豆的吸水 膨胀软化程度达到短时间内的最大化水平，后续进行粉碎时的噪音大大降低。另外，浸泡保 持次数的增多，会使得整体制浆时间的增长，虽然能实现降噪的效果，但是对于用户的实际 操作感受，长时间的制浆过程无疑会减弱用户的使用需求，因此选择浸泡保持的时长小于 等于7次，而相应地，并且相邻两次的保持过程的水温间隔应该不小于5°C(上文中有详细的 分析过程），包括浸泡保持的温度范围位于65°C至75°C之间与不在该范围内的多种情况。 [0077]对于浸泡保持的时间，优选的范围为30秒至90秒，此时间的选择主要考虑两个因 素，其一为温度，参照上文中的温度Dl的选择理由及数据分析，在温度Dl范围内，黄豆的吸 水效率较高，因此适当的增大在该温度范围内的保持时间，能最有效地实现豆的软化效率， 其二，长时间的浸泡另一方面影响着后续粉碎过程的峰值噪声(参照下文），同样地，与浸泡 保持时间的选择原因相一致，长时间的浸泡同样影响着总的制浆周期。
[0078]除此之外，Dl的两个优选范围中，存在着部分温度交叉范围，即在65°C左右，豆的 吸水能力和膨胀能力都很突出，若只需要设置一次的浸泡保持过程，可选择此65°C左右的 温度值。
[0079] 而且，为了进一步验证在达到第一预定温度之前，设置浸泡保持过程能够有效地 降低粉碎噪声。其实验条件为，豆浆机的额定工作电压为220V，对于分段加热，其浸泡时间 为30秒，其中，A、B、C三种条件下的第一预定温度设为90°C，且在加热达到90°C以后直接进 行粉碎，并且条件A为在90度之前，分别进行60度和70度下的30秒浸泡保持过程，C为在90度 之前，进行60度温度下的30秒浸泡保持过程;D、E条件下的第一预定温度为80度，浸泡保持 过程分别与A、B相同。相应的结果如表六所示：
[0080]表六:直接加热与分段加热时的粉碎峰值噪声
[0082]首先，由表六可以看出，直接加热至90度进行粉碎的噪声为75db，大于在加热至90 度之前，同时还设有浸泡保持过程的粉碎噪声；其次，到达90度之前，在60度与70度温度范 围设置两个浸泡保持过程后的粉碎效果优于设置一个浸泡保持过程的粉碎效果(60度或70 度）。同样地，第一预定温度设置为80度的结果与在90度下进行粉碎的噪声趋势相一致。很 明显地，本表六的结果既验证了本方案的核心，即是在直接加热至第一预定温度之前，设置 至少一个浸泡保持过程对豆的膨胀软化有很好的作用，且能够较好地减小粉碎时的噪音， 而且当设置两个浸泡保持过程，包括同时在第一优选温度范围与第二优选温度范围下设置 浸泡保持过程，对后续粉碎噪声的抑制作用最佳。
[0083] b、粉碎阶段，所述粉碎刀具将所述制浆材料进行粉碎，通过粉碎研磨将黄豆等颗 粒状的制浆材料变成浆液，最终制得豆浆的使用口感合适与否取决于该阶段的粉碎过程是 否充分。由于在此之前的加热过程中，由于采用多个加热阶段，黄豆吸水软化膨胀程度达到 最高，因此基于该基础，然后进行粉碎时，能够较好的抑制常规方法中的制浆噪音。
[0084]在完成加热过程之后，除了直接进入粉碎阶段外，为了保证更好的粉碎效率和粉 碎质量，在进行粉碎阶段之前，完成加热阶段之后，还可增加其他处理方式：
[0085] 其一、在加热阶段完成之后，即加热达到第一预定温度时，增加一段浸泡保持预定 时长的阶段，使得在此阶段充分吸水；
[0086] 其二、在加热阶段完成之后，即加热达到第一预定温度时，直接开启加热装置对浆 液继续进行第二加热阶段，既能够加热到沸腾后进行粉碎，或者加热到当前海拔沸点以下5 °C以内的范围后进行粉碎；
[0087]其三、将前两种处理方式合并，即在加热阶段完成，并在浸泡保持预定时长后，继 续开启加热装置对浆液进行第二加热阶段，既能够加热到沸腾后进行粉碎，或者加热到当 前海拔沸点以下5 °C以内的范围后进行粉碎；
[0088]其四、将前两种处理方式合并，不过将浸泡保持过程和第二加热过程交换顺序，即 在加热阶段完成之后，继续加热浆液到沸腾后进行粉碎，或者加热到当前海拔沸点以下5°C 以内的范围后，然后浸泡保持预定时长后进行粉碎。
[0089] 其中，上述四个过程中的加热阶段完成时，其第一预定温度优选为上文中介绍的 80°C~90°C区间，也可根据实际情况进行适当的扩大或减小，其浸泡保持的预定时长优选 为30秒至90秒(具体的选择理由参照下文中介绍）。
[0090] 为了说明在粉碎阶段之前的加热过程中设置浸泡保持过程对噪声的降低有较好 的作用，下面用数据显示不同的浸泡保持时长对粉碎阶段下的噪音的影响。
[0091] 实验条件为:第一预定温度设为85°C，对比分段加热至50°C、60°C、70°C、三个温度 时进行浸泡保持，预定时长为1〇8、2〇8、3〇8、4〇8、5〇8等没间隔1〇8至12〇8。在达到85°(：的第 一预定温度后，进行粉碎，记录粉碎时的峰值噪声，结果如下表七所示：
[0092] 表七:噪声与浸泡保持时长、及加热阶段的关系
[0094] 从表七可看出，浸泡保持时长的大小对粉碎噪声的影响结果与浸泡温度有直接的 联系，整体来说，浸泡温度越高，粉碎时的噪声相对越小，并且在上文中所述的第一优选浸 泡温度即65°C至75°C之间，如本部分提到的70°C时，噪音整体较小。此外，对于浸泡保持时 长，由结果可以看出，在30s以下，不论浸泡过程时的水温温度为高温还是低温，粉碎噪声都 比较大，在大于30s时，粉碎噪声平均在70db以下，并且在60s左右达到最低，尤其是对于70 °C的浸泡温度，当浸泡时长为60s时，噪声最小能够达到58db，明显低于通常的SOdb的噪声。 另外，对于浸泡时长为大于90s的条件下，粉碎噪声基本保持在比较稳定的状态，既没有大 幅度的减小也没有较大范围的增大，而综合考虑整体的制浆周期，避免长时间的浸泡保持 增加不必要的时间延长，因此浸泡保持的预定时长优选为30s至90s。
[0095] 需要注意的是，是否设置加热过程以及加热过程设在浸泡过程的前/后，可综合考 虑后续熬煮阶段合理地进行选择。而浸泡保持过程中，既可停止加热装置的工作，静置浆 液，使得黄豆等制浆材料充分浸泡吸水，还可以增加二分之一额定加热功率以下的小功率 进行加热，或者在静置和加热的过程中增加搅拌过程，防止较高的加热温度带来的浆液粘 底，从而造成糊锅等不良的结果。
[0096] 具体地，该阶段的粉碎过程中，为了控制电机工作的平稳程度，避免不必要的抖 动，同时保证电机寿命，控制该粉碎的过程中电机的搅拌转速为逐渐上升的，例如，对于额 定转速为15000rpm的豆衆机而言，该粉碎过程为，先将电机转速调整至较低水平6000rpm， 粉碎15s，该过程相当于对制楽:材料进行初级粉碎，同时起到搅拌楽;液，混勾制楽;材料的作 用，然后继续提升转速至8000rpm，持续20s，此时，黄豆等制楽:材料已经被粉碎成中等颗粒， 然后，继续提升电机转速至13000rpm及15000rpm，分别保持40s以上，集中对浆液进行粉碎， 该持续高转速的粉碎过程，使得物料被充分粉碎，保证最终的粉碎效果。事实上，由于粉碎 过程的剧烈搅动，浆液温度会有所下降，会一定程度上破坏制浆口感，因此可在搅拌粉碎的 过程中插入适当的小功率加热过程，例如在每次搅拌粉碎过程后以以三分之一额定功率加 热浆液若干秒，以更好地保证浆液温度的恒定，此加热过程还能是间歇加热方式，即在加热 一定时间后，然后再暂停5-10s;或者插入加热碰触防溢电极的方式，即当加热浆液至碰到 防溢电极时，停止加热，一方面既保证温度不至于下降太多，另一方面为后续的熬煮过程奠 定基础，起到分担熬煮时间，缩短制浆总周期的作用。
[0097] 同样，除了电机转速逐渐升高的方法外，还可采用电机转速由低到高然后再升高 的过程，这些电机控制方式都是为了在保证粉碎效率的前提下，同时确保电机的寿命和使 用频次。
[0098] 除此之外，对于与本实施例中的豆浆机的额定功率不同的机型来说，粉碎阶段的 电机转速最大可达到20000rpm~30000rpm，在常规豆衆机领域中，该转速等级属于高转速 范畴，那么该种状态下进行粉碎，一方面能较好的保证粉碎效率以及最后制得豆浆的精细 程度，另一方面还能够有效地降低高转速情况下的粉碎噪音，因此，具有非常重要的现实意 义。
[0099] c、煮熟阶段:利用加热装置对物料和水的混合物继续加热，煮熟物料。
[0100]上述三个步骤完成后，即标志着整个制浆流程的结束，用户可饮用制浆得到的豆 浆。
[0101] 需要补充的是，本申请中所提到的加热阶段，尤其是浸泡保持过程之中以及浸泡 保持过程结束后，插入搅拌过程，即开启粉碎刀具工作搅动浆液，其作用一方面使得浆液混 匀，热量均匀分散，保证黄豆受热程度相近，进而使得其吸水膨胀及软化程度维持在统一的 范围内；另一方面，避免部分黄豆沉底而使得在加热过程造成糊底等不良现象。其搅拌速 度，区别于粉碎阶段的转速，通常为中低转速，即设置在5000rpm以下。此外，该搅拌过程还 设置成循环方式，即搅拌5-10秒，暂停1-2秒，然后再进行搅拌，循环2-3次。
[0102] 另外，在上文中所述的粉碎阶段，除了粉碎过程还可以包括加热过程，即在粉碎过 程中或者粉碎过程完成后插入一定时间的加热过程，提高粉碎效果。或者为了保证电机的 温升，可进行循环粉碎的方式，电机工作一段时间然后再停止若干秒为一个循环，直至需求 的循环次数，物料达到一定的细度后终止该粉碎过程。实施例中所述的豆浆机的转速、功率 等参数只是作为示例，实际生产应用的过程中，可根据具体情况进行选择和调整。
[0103] 另外，由于本文中所涉及的方案主要解决制浆过程中的噪音，在粉碎时主要包括 由于粉碎过程中粉碎刀具碰触黄豆时的噪音，以及由于黄豆反弹撞击杯体内壁时产生的噪 音，因此，所述豆浆机存在一个粉碎容腔，例如在杯体内进行粉碎，或者存在一个独立封闭 式的粉碎容器，并且本方案既适用于无网机型，即粉碎刀具外不设置辅助粉碎结构，以及适 用于带有扰流罩等的粉碎刀具外包裹粉碎结构，且粉碎结构对黄豆等物料起到上下方向的 阻挡作用。由此对于设有精磨器的豆浆机，即粉碎刀具外套设有带有通孔的、下端开口的精 磨器结构，因不存在黄豆对杯壁大范围的撞击过程，所以也不存在大的噪声来源，因此并不 适用。
[0104] 除了上述实施例中所采用的电机上置式结构，本发明所涉及的方法还可以在电机 下置式的豆浆机上使用，例如电机下置的方式为，在电机轴的上部连接一个联轴器，联轴器 的上端伸入杯体内，与杯体下端设置的刀轴相连接，刀片或者粉碎装置安装在刀轴的上端， 电机连同联轴器驱动刀片或者搅拌装置;或者电机座与杯体之间采用不可拆卸的结构，即 是电机轴不通过联轴器而直接驱动刀片或搅拌装置进行工作。
[0105] 本文中的实施例只是为了说明技术方案的【具体实施方式】的示例，本发明的保护范 围包含但不局限于上述【具体实施方式】。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明原理的情况下，还可以做出若干变形和改进，这些也应被视为属于本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种豆浆机的低噪音制浆方法，利用包括水和黄豆制作豆浆，所述豆浆机包括加热 装置及粉碎刀具，其特征在于，包括如下步骤： a、 加热阶段:所述加热装置将水加热至第一预定温度之前，包括至少一次在低于第一 预定温度对黄豆进行浸泡保持过程，所述浸泡保持过程持续预定时长； b、 粉碎阶段:所述粉碎刀具将水和黄豆的混合物粉碎成浆液； c、 熬煮阶段:所述加热装置加热上述浆液直至煮熟。2. 根据权利要求1所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:所述第一预定温度为 80°(：至90°(：。3. 根据权利要求1所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:所述预定时长为30秒 至90秒。4. 根据权利要求1或2或3所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:至少有一次浸 泡保持过程的水温处于65 °C至75 °C之间。5. 根据权利要求1或2或3所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:至少有一次浸 泡保持过程的水温处于50°C至65 °C之间。6. 根据权利要求4所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:所述浸泡保持过程的 次数为2至7次。7. 根据权利要求6所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:相邻两次浸泡保持过 程的水温差为不低于5°C。8. 根据权利要求1或2或3所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:将水加热到所 述第一预定温度后，进行预定时长的浸泡保持过程； 或者，将水加热到所述第一预定温度后，将水加热到不低于当前海拔沸点温度以下5°C 的温度。9. 根据权利要求1所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:浸泡保持过程还包括 利用所述粉碎刀具对浆液进行搅拌的过程，若所述豆浆机的额定转速为n，所述搅拌过程的 转速为不超过n/2。10. 根据权利要求1所述的豆浆机的低噪音制浆方法，其特征在于:所述粉碎阶段包括 多个子粉碎阶段，所述在后子粉碎阶段的转速大于在前子粉碎阶段的转速； 或者，所述粉碎阶段为循环粉碎方式，所述粉碎刀具先粉碎制浆材料tl时间后，暂停t2 时间后，然后对制浆材料进行下一次粉碎，该阶段的循环次数为N;或者，所述粉碎阶段还包 括利用所述加热装置对浆液进行加热的过程。
【文档编号】A47J43/04GK105942888SQ201610179481
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】王旭宁, 余青辉, 许子悦
【申请人】九阳股份有限公司