专利名称：一种火候控制方法
技术领域：
本发明涉及一种火候控制方法，更具体地讲，本发明涉及一种根据温度变化速率 进行烹调火候控制的方法和相应的烹调方法。
背景技术：
烹调火候包括“火”和“候”两个基本要素。“火”是指火力的大小，而“候”是加热 时间。通常火力是指烹调加热源的发热强度。准确地控制热源的发热强度是烹调火候控制 的重要内容，但是热源所发出的热量并不能全部成为对被烹调物有效加热的热量。例如，热 源发出的热量有相当部分在传输过程中被损耗或辐射到了对烹调加热无效/低效的空间； 当烹调容器与热源之间的相对位置关系如距离、容器受热面积、受热角度等不同时，用同样 发热强度的热源加热所获得的加热效果会不相同。再例如，环境温度不同时，同样热源的烹 调加热效果也是有很大差别的。又例如，烹调设备在加热过程中会经历一个从冷到热的过 程，在这个过程中的不同时段，烹调加热效果是在变化的等等。实际上，烹调过程中菜肴被 加热时所获得的有效热量才是真正决定烹调效果的本质因素。热源的发热强度、发热量传 输中的损耗、环境温度等因素及其变化都会对加热造成影响，而这些影响最终都会综合地 表现为有效加热量及其变化。物体被加热时的有效加热量可以用加热效率，即被加热物体在单位时间里所获得 的热量来标志。因此，烹调，尤其是以标准化的方式进行的烹调，被烹调物在烹调过程中被 加热的加热效率和加热时间是烹调火候的最本质变量。如果加热效率有误差，或发生变化， 当误差或变化值达到足以影响烹调出品品质的程度时，与其相关的工艺参数就必须进行相 应的修正或调节，否则会因为火候不正确而严重影响菜肴出品的品质和一致性。但是要正 确地对这些工艺参数进行修正或调节，其前提是必须能够准确及时测定和掌握加热效率的 状况及其变化。现有技术中，为控制烹调过程，通常是测量烹调过程的某一时点的温度。例如，中 国专利93218539. 8中提出以传感器测量炒锅锅底的温度，而中国专利00202013. 0则提出 在锅盖上测温。这些方式所测得的温度只能反应烹调过程中的一种状态，即是否达到了某 一温度，而无法实时地掌握加热效率的状况和其变化情况。对于烹调，尤其是中式烹调，特别是涉及炒的烹调过程，影响口味的火力因素不仅 仅是能否达到某一温度，更重要的是多长时间内达到了该温度。但在自动烹调的现有技术 中并没有认识到这一点的重要性，更谈不上如何利用物理参量来表达这一点以及在自动控 制中利用这一相应的物理参量。因此，有必要提供一种能够实时控制烹调加热效率或加热效果的烹调方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制烹调火候的方法以及相应的烹调方法。本发明的发明人在多年来悉心从事烹调自动化研究和实验的基础上，意想不到地发现，相对于现有任何其它物理参量，烹调过程中的温度变化速率能够实时地反映烹调过 程的加热效率和加热效果，用于烹调的自动化控制中，在烹调口味的控制上取得了令人意 想不到的效果。本发明的另一目的是提供一种能够准确控制烹调火候的烹调方法，该烹调方法在 烹调时根据导热介质被烹调热源加热时的温度变化速率对烹调火候进行控制，尤其适用于 实现高质量、标准化的自动/半自动烹调过程控制。因此，一方面，本发明提供了一种用于自动/半自动烹调设备中的、控制烹调火候 的方法，该烹调设备包括烹调容器、控制系统和加热装置，该方法包括如下步骤(1)测量烹调容器、烹调容器中的烹调物料/导热介质，和/或存在于加热装置附 近的导热介质被加热装置加热的温度变化速率；(2)将所测得的温度变化速率反馈给控制系统；(3)控制系统根据所测得的温度变化速率，对加热装置的加热状态和/或烹调过 程进行调节。同样的导热介质，如果在同样的初始条件下获得同样多的热量时，其温度变化速 率情况是基本相同的。反之，如果两次测量同样的导热介质在同样初始条件下的加热过程 中的温度变化速率，而所得结果有超出测量误差范围之外的差异时，说明其两次获得的热 量是不相同的。获得热量的不同有可能是热源的发热功率发生了变化，可能是其它原因造 成了热量的损失，例如环境温度有较大的下降，热量在传输过程中被吸收等，也可能是从其 它发热源获得了热量，例如锅边物体在之前的加热过程中积累的热量等。因此，通过测量导 热介质在加热过程中的温度变化速率，可以反映出其在单位时间内所获得的热量，即加热 效率是否有变化以及变化了多少。本发明通过测量温度变化速率，可以及时、准确地得到加热效率和烹调物料受热 效果变化的信息，从而为及时准确地控制烹调火候奠定了基础。此处的温度变化速率是指 单位时间内温度的变化值，某一特定时间段之起始点和终止点的温度差，或物体在被加热 过程中，从某一特定温度到另一特定温度所耗费的时间。在上述控制烹调火候的方法中，导热介质可以是投放到烹调容器中的油、水或汤， 特别是指油，因为相对于水或汤，油更常用且其温度变化范围更大，其温度变化速率对烹调 之火力口味的影响也更大。实际上，在上述控制烹调火候的方法中，步骤(1)中烹调容器的温度变化速率和 烹调物料的温度变化速率，对烹调之火力口味的影响也很大。所以，根据具体的烹调菜肴， 可以同时测量烹调容器的温度变化速率、烹调物料的温度变化速率以及导热介质的温度变 化速率，也可以只测量其中的一种或两种，或者在不同的时段测量不同的对象。另外，还可 以组合测量烹调容器、烹调物料和/或导热介质的温度。在上述控制烹调火候的方法中，步骤(1)中的测量可以贯穿整个烹调加热过程， 也可以只在加热过程中的某一段时间进行测量，例如在温度变化较大的时间段。在实现步骤(1)中的测量时，如果所测定的对象是导热介质烹调油，那么通常测 量烹调油下锅后到烹调物料下锅之前这段时间中某一时段的温度变化速率；如果所测定的 对象是导热介质水或汤，可以选择水/汤下锅后到其沸腾之前这段时间中某一时段；如果 所测定的对象是烹调容器中的烹调物料，则可以采用非接触式温度传感器如红外测温仪对烹调物料的温度变化速率进行测量，通常选择物料下锅后到其达到某个热平衡点的某个或 某几个时段；如果所测定的对象是烹调容器，通常以温度传感器测量烹调容器内的某个/ 某些位置的温度变化速率。本发明的火候控制方法，所述的存在于加热装置附近的导热物体可以是烹调设备 的一部分，例如烹调设备中的挡火圈，也可以是专门设置于加热装置附近的可供传感器测 量温度变化的导热物体。实用中通常在导热介质温度较低时开始测量，或者选择升温速度 相对较慢或体积/热容量较大的导热介质，以方便测量。例如可以将有一定长度的导热物 体的一端置于加热装置附近加热，而测量另一端的温度变化情况。还可以设置冷却/散热 装置，在导热介质温度升高时先使其降温，然后再测量固定时间段的温差，或者将其温度降 至预定值后开始测量。在上述控制烹调火候的方法中，还可以进一步包括运行烹调程序和/或调入温度 变化速率预定值以及调节数据的步骤。当然，温度变化速率预定值和调节数据等也可以在 开始控制烹调之前就已存在于控制系统中。本发明中，一种进行调节的方式是将所测得的温度变化速率与一预定值或一组预 定值进行比对，判断两者是否相符或者差值是否在允许范围之内，从而作出是否调节和如 何调节的判断。另一种进行调节的方式是将测得的温度变化速率输入烹调程序中，根据烹调程序 的运行结果而作出是否调节和如何调节的判断。控制系统根据测得的温度变化速率数据在调节数据库中查找，或者通过运行烹调 程序，例如将测得的温度变化速率输入烹调程序中，获得上述调节的调节参数。一种实现本发明的火候控制方法具体操作方式可以为在烹调之前为确定标准化 的烹调过程而进行的实验中，使用某种温度测量装置在某种测量条件下测量某种导热介质 被烹调热源加热过程中某一段时间开始时的温度和结束时的温度，或者测量该导热介质被 烹调热源从第一温度加热到第二温度所耗费的时间，所得到的温度差数据或时间数据为预 定温度差数据或预定时间数据。烹调时以同样或有同样效果的温度测量装置在相同或相近 的测量条件下测量同种导热介质被烹调热源加热过程中同一段时间开始时的温度和结束 时的温度，或者测量该导热介质被烹调热源从同样的第一温度加热到同样的第二温度所耗 费的时间，将所得到的温度差数据/时间数据与所述的预定温度差数据/预定时间数据比 对，如果所测得的数据与预定数据相等或在允许范围之内，说明烹调时的加热效率和之前 测量时相比没有变化或者其变化在允许范围内，无需对之前实验时确定的烹调过程进行调 整，否则说明烹调时的加热效率和之前测量时相比发生了变化，而该变化超出了允许范围， 则需对烹调过程中的相应参数进行调整。当然上述的比对也可以是通过运行烹调程序或由 烹调设备中的控制装置对测得的数据进行处理，根据处理的结果判断是否需要对烹调过程 进行调整。上述的调节可以包括在测量温度变化速率之前，记录加热装置的第一加热状态； 然后，控制系统根据所测得的温度变化速率，确定是维持加热装置的第一加热状态还是将 加热装置调节到第二加热状态。这一调节过程可以是反复不停地进行，直到烹调结束。如果自动/半自动烹调设备中的加热装置是一燃气加热装置，那么上述的加热状 态可以是指该燃气加热装置燃气阀的开关状态或其处于不同开度的状态。此处开度是指阀门的开启程度。不同的开度，对应着燃气加热装置的不同加热状态。其中，阀门的开度可以 通过传感器予以测定。如果自动/半自动烹调设备中的加热装置是一电磁加热装置，那么上述的加热状 态可以是指该电磁加热装置处于不同电流/电压/频率的状态。不同的电流/电压/频率， 对应着其不同的加热状态。其中，电流/电压/频率值也可以通过传感器予以测定。当然，根据所测得的温度变化速率，加热装置的加热状态也可以通过其它的方式 进行调节，例如，通过控制加热装置传递到烹调容器的热量的大小来调节加热状态，如采用 挡火圈来控制到达烹调容器的热量；或者通过改变烹调容器与加热装置之间的相对位置， 来调节加热状态。另外，本申请中，对加热状态的调节还可以是其它的调节方式，例如停止加热、重 新加热、断续加热等。本发明的火候控制方法，对烹调过程的调节是指对加热时间的调节。例如当检测 到温度变化速率有偏差而所述加热装置的调节已达极限时，可以将整个烹调加热时间或某 一/某些加热段的时间延长或缩短。当然，不调节加热装置而直接调节加热时间也是可以 采用的方法。本发明的火候控制方法，对烹调过程的调节还可以包括其它类型的调节，例如加 大/减小各种烹调操作的速度/频率/强度、对烹调过程或各种烹调子过程中的各种操作 和操作流程/顺序/时间/方式的调整、去掉某些烹调子过程、加入新的烹调子过程、提前 /推迟结束烹调以及盛出等。在实际烹调过程中，本发明的火候控制方法通常只需一个测量-反馈-控制/调 整过程，即只需测量一次温度变化速率数据，然后根据测量数据调节相关因素或者控制整 个烹调过程；但也可能需要两个或多个测量-反馈-控制/调节过程，例如调节后有时需 要再检测以确认调节是否达到预定效果，如果没达到则需再进行调节。又例如烹调过程中 的不同子过程所需的加热效率不同，有可能需要分别测量和调节。因而，在实际烹调过程 中，上述方法的步骤(1)-03)有可能要重复两次或两次以上。另外，本发明火候控制方法的 测量-反馈-控制/调节过程完全可以在烹调没开始或者刚开始时就进行，使得在烹调过 程还没开始或刚开始不久，火力因素就已调整正确。例如烹调开始前先向烹调容器中注入 一定量的水或油，加热并进行测量、调整，排空后才正式开始烹调，或者烹调开始前对存在/ 设置于热源附近的传热介质进行测量并做出调整。又例如烹调刚开始时先对烹调容器、烹 调油或水等进行测量，并作出调整。值得注意的是，有些对烹调加热效果有影响的因素在加热过程中会发生变化，例 如环境温度，在加热刚开始时对加热效果的影响较大，过一段时间后，其影响则会趋于弱化 甚至消失。此种情况下，正确地选择测量温度变化速率的时间段很重要。例如在加热刚开 始时和烹调容器附近区域已经达到某温度后分别测量温度变化速率和进行调节。当然，除根据上述测得的温度变化速率数据对烹调过程进行调节外，还可以根据 一些其它参量如环境温度、物料初始温度、热源发热强度等进行调节，这两类调节不但不是 矛盾的，而且是可以互相补充的。另一方面，本发明还提供了一种智能化的烹调方法，其中，该烹调方法采用如上述 的控制烹调火候的方法。
6
在本发明的烹调方法中，烹调过程的调节通常是在控制装置的控制下自动/半自 动进行。本发明的烹调方法还可以包括自动投料的步骤，例如利用物料投放装置自动地打 开/翻转装有烹调物料的物料包装，并将烹调物料投放到自动或半自动烹调设备的锅具和 /或容器中。上述烹调方法中，物料包装的打开可以是通过破坏例如切割物料包装完成的，或 者是通过物料包装的封装体和包装体的相对运动而完成的；而且，在自动投料之前，还可以 包括提供和/或输入与物料包装中的烹调物料或烹调过程本身相关的数据、并通过该数据 调入相应烹调程序的步骤。例如，这种数据的提供和/或输入，可以是通过读取物料包装上 的信息而完成的，或是通过操作者输入而完成的。本发明的烹调方法还可以包括通过翻动工具和/或烹调容器运动对烹调物料进 行翻动的步骤，例如翻锅/晃锅的步骤，这种翻锅/晃锅是通过如下方式完成的使自动或 半自动烹调设备的锅具作直线、曲线和/或转圈(包括规则或不规则的圆圈、椭圆等)的平 /曲面运动，并使该锅具在运动到适当的位置或时机时产生加速度，从而使该锅具内的全部 或部分物料发生翻动/晃动。本发明的火候控制方法和烹调方法还可以包括烹调提示的步骤，烹调提示装置以 文字、语音、图像、图形、声、光、电、色彩、机械，或其它形式提示烹调设备操作者通过人手或 人手控制某些装置完成部分烹调操作。烹调提示装置通常在烹调系统中控制装置的控制下 或根据控制装置的指令/所提供的信息进行运作。烹调提示装置可以是独立的也可以是与 控制装置整合在一起的。本发明的火候控制方法和烹调方法也用于由两个或两个以上烹调设备或烹调相 关设备组成的烹调设备系统。与现有技术相比较，本发明前所未有地提出了加热效率是决定烹调火候的本质变 量，而温度变化速率能及时反映出加热效率和受热效果的情况，因而可以根据温度变化速 率的数据对烹调火候进行有效的控制。使用本发明的方法可以较现有技术更及时和更准确 地知道加热效率状况和控制烹调火候。本发明的火候控制方法和烹调方法对保证烹调质量 尤其是标准化烹调的质量提供了直接的量化支持。下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步的说明。各个附图中，相同的附 图标记具有相同的含义。
图1是按照本发明的、一种根据烹调油特定时间段的温度变化速率而进行火候控 制的方法流程图。图2是按照本发明的、一种根据烹调容器中水的温度变化速率而进行火候控制的 方法流程图。图3是按照本发明的、一种通过测量设置在热源附近的传热介质在特定时间段的 温度差或实现特定温度差所耗时间的方法示意图。图4是实现本发明火候控制方法和烹调方法可采用的一种自动烹调设备的示意 图。
具体实施例方式图1是按照本发明的、一种根据烹调油特定时间段的温度变化速率而进行火候控 制的方法流程图。本实施例中所述的“得到当前油量数据”可以是通过测量得到，也可以是 通过读取烹调程序/数据库中的数据得到，或者其它方式。图2是按照本发明的、一种根据烹调容器中水的温度变化速率而进行火候控制的 方法流程图。本实施例中所述的“得到当前水量数据”可以是通过测量得到，也可以是通过 读取烹调程序/数据库中的数据得到，或者其它方式图3是本发明方法一种通过测量设置在热源附近的传热介质在特定时间段的温 度差或实现特定温度差所耗时间实施例的示意图。将热电偶4的热端放置于导热介质2的另一端，测量该位置因为热传导造成的温 度变化。可以在导热介质2上安装散热装置3避免造成热平衡。当导热介质2温度升高时 可先进行散热操作，然后延迟一个时刻再进行固定时间段的温度差测量或特定温度差的计 时。测量出导热介质2特定时间段的温度差Δ tw = twl_tw2，或者测量出导热介质2从 某一特定温度到另一特定温度所耗的时间，测量数据5传送给控制装置6，控制装置进行如 上述的比对、处理、控制、调整等后续操作。图4是实现本发明火候控制方法和烹调方法的一种自动烹调机实施例的示意图。 图中8是锅具；7是烹调物料翻动装置；10是晃锅装置，其驱动锅具8作平面转圈变速运动； 11是加热源，其包含有燃气流量调节装置(图中未画出)，用作火候控制/调节，另外，该加 热源11可在电机15的驱动下作上下运动，以控制和调节与锅具8的距离，这也是本发明火 候控制/调节的一种方式；12是中间出锅物料承载容器，由电机14驱动上下运动，并可翻 转将物料回锅；13是锅具平动框架，在电机驱动下可带动锅具平动，此种运动可以调节锅 具8与热源11的接触面积，甚至可以使锅具8运动到热源11的加热范围之外，这也给本发 明的火候控制/调节提供了另一种可用的手段；16是锅具翻转机构；17是投料装置，其可 以将料盒18中的物料分次投放到锅具8中；19是环境温度测量装置；9是红外线温度测量 装置，其可以用于测量锅内传热介质、物料和锅具本身的温度和温度变化数据；9和19的测 量数据反馈给控制装置，控制装置根据这些反馈数据控制/调整烹调过程。
权利要求
1. 一种用于自动/半自动烹调设备中的、控制烹调火候的方法，该烹调设备包括烹调 容器、控制系统和加热装置，所述的方法包括如下步骤(1)测量烹调容器、烹调容器中的烹调物料/导热介质，和/或存在于加热装置附近的 导热介质被加热装置加热的温度变化速率；(2)将所测得的温度变化速率反馈给控制系统；(3)控制系统根据所测得的温度变化速率，对加热装置的加热状态和/或烹调过程进 行调节。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的导热介质是投放到所述烹调容器中 的油、水或汤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的控制系统根据所测得的温度变化速 率与一预定值或一组预定值进行比对的的结果，或者所测得的温度变化速率在烹调程序中 的运行结果确定是否作出调节和如何调节。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的控制系统根据测得的温度变化速率 数据在调节数据库中查找，或者通过运行烹调程序获得上述调节的调节参数。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对加热状态进行控制或调整，是对烹调热源 的发热强度、从热源传递到烹调容器的热量之大小、和/或烹调容器与烹调热源之间的相 对位置关系进行控制或调节。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的加热装置是一燃气加热装置，所述的 加热状态是该燃气加热装置燃气阀的开关状态或其处于不同开度的状态。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的加热装置是一电磁加热装置，所述的 加热状态是该电磁加热装置处于不同电流/电压/频率的状态。
8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的对烹调过程进行控制或调整，是对烹 调加热时间进行调节。
9.一种智能化的烹调方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1-8之一所述的方法 控制烹调火候。
10.如权利要求9所述的烹调方法，其特征在于，所述的方法还包括对烹调过程进行提 示的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种用于控制烹调火候的全新的控制方法，该方法通过测量温度变化速率而实现对烹调火候的控制。本发明还公开了一种采用这种控制方法的烹调方法。与现有技术相比较，本发明根据温度变化速率对加热装置进行调节，可以更直接、更及时和更准确地控制烹调火候。
文档编号G05B19/04GK102147594SQ201010110969
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者刘信羽 申请人:刘信羽