КУХОННЫЙ ПРИБОР С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПИЩИ И НАПИТКОВ
KITCHEN APPLIANCE WITH POSSIBILITY OF FOOD AND BEVERAGES CHARACTERISTICS MEASUREMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к кухонным приборам, используемым для приготовления пищи и напитков. В частности, настоящее изобретение относится к таким кухонным приборам, в которых измеряются характеристики приготавливаемой пищи или продукта.
Уровень техники
Сложность процессов приготовления пищи и напитков все более возрастает. Однако многие из этих процессов приготовления требуют точного измерения одной или нескольких характеристик приготавливаемой пищи или напитков. Одной из таких характеристик является температура. Многие процессы приготовления пищи и напитков требуют достижения особо точного значения температуры. Эту температуру необходимо поддерживать или использовать в качестве отправной точки для выполнения следующего этапа приготовления. Таким образом, без точного определения температуры успешное выполнение или воспроизводимость процесса приготовления вызывают сомнения.
Некоторые кухонные приборы, такие как стационарные миксеры, обладают способностью нагревать смешиваемое содержимое, в то время как другие кухонные приборы, такие как мороженицы, обладают способностью охлаждать ингредиенты. Для полного контроля процесса нагрева или охлаждения желательно точно измерять температуру содержимого.
Существует необходимость в том, чтобы кухонные приборы могли точно измерять характеристики пищи или напитков во время их приготовления.
Раскрытие сущности изобретения
Термины «приготовление» и «обработка» и их варианты, используемые в контексте настоящего описания, относятся ко всем аспектам приготовления пищи и/или напитков, включая, без ограничения, перемалывание, резку, замешивание, измельчение и тепловую обработку.
Аспектом настоящего описания является кухонный прибор для обработки содержимого, содержащий:
корпусную часть;
съемную принадлежность, установленную в корпусной части, причем съемная принадлежность находится в контакте с содержимым во время его обработки;
по меньшей мере один датчик, установленный в съемной принадлежности;
беспроводной передатчик, связанный со съемной принадлежностью, причем указанный передатчик принимает входной сигнал от по меньшей мере одного датчика и передает параметры, относящиеся к входному сигналу; и
контроллер в корпусной части для управления работой кухонного прибора на основе указанных параметров, причем съемная принадлежность представляет собой насадку для обработки пищи, которая вращается, выполняя смешивающее действие.
Другим аспектом настоящего описания является кухонный прибор для обработки содержимого, содержащий:
корпусную часть;
съемную принадлежность, установленную на корпусной части, причем съемная принадлежность находится в контакте с содержимым во время его обработки;
по меньшей мере один датчик, установленный в съемной принадлежности;
беспроводной передатчик, связанный со съемной принадлежностью, причем указанный передатчик принимает входной сигнал от по меньшей мере одного датчика и передает параметры, относящиеся к входному сигналу; и
контроллер в корпусной части для управления работой кухонного прибора на основе указанных данных,
причем съемная принадлежность является контейнером.
Еще одним аспектом настоящего описания является кухонный прибор для обработки содержимого, содержащий:
корпусную часть;
съемную принадлежность, установленную в корпусной части;
передатчик в сборе, выполненный с возможностью взаимодействия со съемной принадлежностью для идентификации съемной принадлежности и передачи данных, относящихся к идентификационной информации о съемной принадлежности; и
приемник, связанный с корпусной частью для приема данных, относящихся к идентификационной информации.
Также раскрыты другие аспекты изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено описание одного или нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
На фиг. 1A показан вид сбоку стационарного миксера по настоящему изобретению;
на фиг. 1B - вид в разрезе стационарного миксера из фиг. 1A;
на фиг. 2 - блок-схема предпочтительного варианта осуществления беспроводной передачи энергии, используемой в стационарном миксере из фиг. 1A;
на фиг. 3A - вид взбивалки из фиг. 1A в разобранном состоянии;
на фиг. 3B - вид в разрезе взбивалки из фиг. 3A;
на фиг. 3C и 3D - съемный передатчик в сборе и способ крепления передатчика в сборе к взбивалке из фиг. 3A;
на фиг. 4 - крюк для теста в качестве примера другой насадки, содержащей тензодатчики;
на фиг. 5A - насадка, содержащая прикрепленные к ней универсальный идентификатор и передатчик данных в сборе;
на фиг. 5B - байонетное кольцо насадки и универсальный идентификатор и передатчик данных в сборе, удаленные с насадки;
на фиг. 6A и 6B - примеры профилей приготовления, записанные во время использования настольного миксера для темперирования шоколада.
Осуществление изобретения
Для максимально точного измерения характеристик пищи или напитка во время приготовления пищи или напитка предпочтительно использовать один или несколько датчиков для определения характеристики пищи или напитка, чтобы она близко соответствовала характеристике приготавливаемой пищи или напитка. В идеальном случае датчики должны находиться в контакте с пищей или напитком во время их приготовления. Однако рассмотрим, например, измерение температуры содержимого стационарного миксера. Вставление температурного щупа в содержимое во время смешивания содержимого взбивалкой создает проблемы, поскольку температурный щуп будет препятствовать движению взбивалки.
Предлагаемое в настоящем описании решение относится к установке датчиков в чашу, внутри которой смешивают или обрабатывают содержимое. Однако такие чаши являются съемными, что затрудняет подсоединение и запитывание указанных датчиков и может привести к их повреждению из-за высоких нагрузок на чашу. Другое предлагаемое в настоящем описании решение относится к установке датчиков в насадки, используемые для обработки содержимого. Однако эти насадки являются не только съемными, но и вращаются с высокой частотой вращения. Кроме того, вращение насадок часто сопровождается сложными смешивающими действиями планетарного типа.
На фиг. 1A показан вид сбоку стационарного миксера 100 по настоящему описанию. На фиг. 1B показан вид в разрезе стационарного миксера 100, изображенного на фиг. 1A. Стационарный миксер 100 содержит подставку 120, имеющую основание 121 для поддержки смесительной чаши 110 и вертикальную часть 122 для поддержки узла 130 головки стационарного миксера 100 с возможностью поворота. Узел 130 головки содержит электродвигатель и систему 132 привода. Узел 130 головки также содержит вращающуюся головку 133 и выступающий из нее приводной вал 131, расположенный вверху относительно чаши 110.
К приводному валу 131 можно крепить с возможностью съема различные насадки. Насадка, показанная на фиг. 1A и 1B, представляет собой взбивалку 140. Когда насадка установлена, она свисает от приводного вала 131 в чашу 110. В примере, описанном со ссылкой на фиг. 1A и 1B, стационарный миксер 100 представляет собой планетарный миксер, который сообщает насадке 140 движение, при котором она совершает смешивающее действие планетарного типа. В других вариантах осуществления изобретения стационарный миксер 100 может быть непланетарным миксером и может сообщать насадке 140 движение, при котором она осуществляет смешивающее действие другого (непланетарного) типа, например, смешивающее действие спирального типа и т.п.
Приводной вал 131 и вращающаяся головка 133, приводимые в движение электродвигателем и системой 132 привода, сообщают насадке движение, при котором она осуществляет смешивающее действие планетарного типа, например, как описано со ссылкой на фиг 1A. Каждая насадка имеет специальные признаки, позволяющие выполнять широкий ряд операций с помощью стационарного миксера 100, включая взбивание, смешивание, замес теста и т.д.
Основание 121 включает в себя нагревательное средство (не показано) для нагрева чаши 110, которая, в свою очередь, передает это тепло содержимому 150 чаши 110, когда это содержимое подвергается смешивающему действию планетарного типа. В предпочтительном варианте осуществления изобретения нагревательное средство осуществляет индукционный нагрев для нагрева чаши 110, содержащей ферромагнитный металл, такой как магнитная нержавеющая сталь. В частности, в основании 121 находятся катушки (не показаны), и в запитанном состоянии эти катушки индуцируют вихревые токи в основании чаши 110, вызывая нагрев чаши 110. Также можно использовать другие способы нагрева чаши. Нагревательное средство, упомянутое в настоящем описании, может нагревать чашу 110 до любой температуры от температуры окружающей среды вплоть до температуры 180 градусов Цельсия.
Стационарный миксер 100 также включает в себя один или несколько датчиков 112 температуры, таких как датчики с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (NTC-датчики), для измерения температуры содержимого 150 чаши 110. Предпочтительно, чтобы датчики 112 температуры были установлены в насадке. Насадка может быть изготовлена из пластикового материала, что позволяет помещать датчики 112 температуры в формуемой насадке. Насадка также может быть изготовлена литьем под давлением, как описано ниже со ссылкой на фиг. 3A. Во время использования датчики 112 температуры не только контактируют с содержимым 150, но также перемещаются в содержимом 150 на основе смешивающего действия планетарного типа, тем самым измеряя температуру всего содержимого для обеспечения точных измерений температуры.
Вертикальная часть 122 подставки 120 также включает в себя интерфейс 123 пользователя для приема пользовательских настроек, включающих в себя скорость смешивания, температуру и время смешивания и/или нагрева. Также предусмотрен микропроцессорный контроллер (не показан) для управления работой стационарного миксера 100. В частности, контроллер использует пользовательские настройки, получаемые через интерфейс 123 пользователя, и входные данные от датчиков, включающих в себя датчики 112 температуры, для управления электродвигателем (т.е. частотой вращения и периодом работы) и нагревательным средством (т.е. температурой и продолжительностью нагрева).
Также предусмотрены сигналы управления профилями скорости и/или температуры, с помощью которых настройки скорости и/или температуры изменяются во времени. Например, управляющий сигнал «медленный пуск» обусловливает исходное низкое значение настройки скорости и обусловливает постепенное повышение настройки скорости до скорости, заданной пользователем. Аналогично, управляющий сигнал «медленный нагрев» обусловливает медленное повышение температуры содержимого до температуры, заданной пользователем.
Контроллер содержит введенные в память запрограммированные операции приготовления пищи, которые можно выбирать с помощью интерфейса 123 пользователя, так чтобы стационарный миксер 100 выполнял ряд предварительно заданных последовательных действий для приготовления и смешивания без необходимости ввода пользователем всех отдельных указаний. Для выполнения указанной последовательности действий контроллер может использовать одну или несколько измеряемых характеристик пищи (например, измеряемую температуру), истекший период приготовления пищи или их комбинацию.
Значение температуры, измеренное датчиками 112 температуры, передается беспроводным способом, например, посредством связи в инфракрасном диапазоне и/или радиочастотной связи, например, используя протоколы Bluetooth. Соответственно, насадка (т.е. взбивалка, показанная на фиг. 1A) включает в себя передатчик 115 или прикреплена к нему, причем передатчик 115 принимает входной сигнал от датчиков 112 температуры.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения беспроводной передатчик включает в себя процессор (например, микроконтроллер) и не расположен с датчиком температуры на основной смешивающей части смешивающей насадки. Вместо этого электронная часть передатчика и его процессора расположена таким образом, чтобы уменьшить воздействие центростремительной силы вращающейся насадки во избежание передачи силы и напряжений от насадки, когда она поворачивается и выполняет смешивающее действие планетарного типа, и отделить электронную часть от источника нагрева и нагреваемого содержимого чаши, которое может иметь температуру вплоть до 70, 100 или даже 180 градусов Цельсия (т.е., возможно, негативно влияющую на стандартные электронные компоненты). С этой целью электронные компоненты расположены как можно ближе к оси вращения (например, у ведущего вала или приводного вала 131), а также расположены вверху в направлении узла головки в стороне от источника тепла и нагреваемой чаши. Кроме того, электронные части передатчика и процессора расположены между смешивающей насадкой и узлом головки таким образом, чтобы изолировать или защитить электронные части от воздействия крутящих усилий, прикладываемых смешивающей насадкой в результате вращения и смешивающего действия планетарного типа. В одном варианте осуществления изобретения это обеспечивается посредством крепления электронных частей к узкому участку смешивающей насадки, расположенному в амортизирующем материале, например, мягком силиконе, таком как силикон RTV. Другой вариант осуществления изобретения описан в другой части настоящей заявки со ссылкой на фиг. 3A-3D.
В одном из вариантов узел 130 головки включает в себя приемник (не показан), причем указанный приемник передает значение измеренной температуры контроллеру. В другом применении передаваемые данные принимаются удаленным компьютерным устройством (не показано), например, смартфоном или планшетом, где эти данные используются в приложении, например, приложении для составления рецептов. Удаленное компьютерное устройство также может выдавать управляющие команды контроллеру стационарного миксера 100, причем эти управляющие команды выдаются на основе данных, полученных от передатчика 115.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения передатчик 115 и относящийся к нему контур получают питание посредством беспроводной передачи энергии (БПЭ) от узла 130 головки. На фиг. 2 показана блок-схема предпочтительного варианта осуществления используемой БПЭ, где узел 130 головки (фиг. 1B) включает в себя первичную катушку 210, расположенную рядом с вращающейся головкой 133, а насадка включает в себя вторичную катушку 220, расположенную вокруг отверстия для установки ведущего вала 131. Колебательный контур 215 генерирует переменный ток высокой частоты для возбуждения первичной катушки 210. Катушки 210 и 220 индуктивно связаны для индуцирования переменного тока во вторичной катушке 220. Индуцированный переменный ток выпрямляется и регулируется выпрямительным контуром 225 для подачи регулируемого напряжения постоянного тока передатчику 115 и относящемуся к нему контуру.
Другая форма БПЭ (не показана), которую можно использовать, включает в себя комплект магнитов в узле 130 головки и магнитную обмотку в насадке. Комплект магнитов может быть неподвижным или вращающимся. Когда насадка вращается ведущим валом 131, в обмотке индуцируется напряжение. Это напряжение регулируется и используется для запитывания передатчика 115 и относящегося к нему контура.
На фиг. 3A показана в разобранном виде взбивалка 140 из фиг. 1A. На фиг. 3B показан вид в разрезе взбивалки 140. Взбивалка 140 в основном включает в себя три части, а именно: корпус 142, скребок 143 и датчик в сборе. Корпус 142 взбивалки 140 предпочтительно выполнен из сополиэфира, такого как Tritan™, в то время как скребок 143 предпочтительно получен формованием из термопластичного эластомера, такого как Hytrel.
Датчик в сборе включает в себя датчик 112 температуры, рамку 113 для поддержки датчика 112 и уплотнение 114 для защиты от попадания пищи в рамку 113. Уплотнение 114, рамка 113 и датчик 112 помещены в отверстие 144, выполненное в корпусе 142 при формовании. Провода 116, уложенные в канал, образованный между корпусом 142 и скребком 143, проходят от датчика 112 к головке 117 в сборе.
Из фиг. 3B очевидно, что в собранном виде датчик 112 выступает из рамки 113, что позволяет датчику находиться в прямом контакте с содержимым 150 во время использования. В показанном варианте взбивалка 140 включает в себя только один датчик 112 температуры, но, разумеется, можно предусмотреть любое количество датчиков температуры.
Головка 117 в сборе или содержит передатчик 115, или, как в показанном варианте, имеет контакты 118 для обеспечения контакта проводов 116 со съемным передатчиком 240 в сборе. На фиг. 3C и 3D показаны съемный передатчик 240 в сборе и способ крепления передатчика 240 в сборе к взбивалке 140. Съемный передатчик 240 в сборе включает в себя контакты 119 для взаимодействия с контактами 118 проводов 116 (фиг. 3A), передатчик 115 (фиг. 1B), вторичную катушку 220 (фиг. 1B) и относящийся к ним контур (не показан).
Передатчик 240 в сборе, предпочтительно, можно удалять с вращающейся головки 133, как описано со ссылкой на фиг. 3D. Тем не менее, в других вариантах осуществления изобретения передатчик 240 в сборе может быть установлен на вращающейся головке 133 без возможности съема. Передатчик 240 в сборе, установленный на вращающейся головке 133 без возможности съема, позволяет соединять насадку 140 с передатчиком 240 в сборе и валом, но не позволяет удалять передатчик 240 в сборе с вращающейся головки 133.
Вышеприведенное описание конкретно относится к датчикам 112 температуры. Однако дополнительно или как вариант в насадке могут быть установлены другие датчики. Например, в смешивающей насадке могут быть установлены один или несколько тензодатчиков. На фиг. 4 показан крючок 500 для теста, содержащий тензодатчики 502, прикрепленные к вертикальному участку 503, расположенному между крючком 504 и средством 505 крепления к валу 131 миксера 100. Тензодатчики 502 измеряют изгибающие усилия, действующие на вертикальный участок 503. Эти изгибающие усилия являются показателем вязкости или плотности содержимого 150.
Датчик влажности на смешивающей насадке может использоваться для обеспечения информации о влажности и pH в качестве характеристики пищи, а также влажности в качестве показателя уровня/объема. Датчик влажности или группа датчиков влажности также могут быть расположены вдоль внутренней стороны смесительной чаши 110 сверху вниз (по сравнению с обычным печатным индикатором объема), тем самым позволяя измерять уровень (и, следовательно, объем) содержимого смесительной чаши 110.
Аналогично, для обеспечения информации об объеме и изменении объема может быть использован датчик уровня, расположенный по длине внутри смесительной чаши 110.
Энергию, индуцируемую в насадке, также можно использовать в других целях. Например, на насадку можно установить светодиоды для освещения содержимого 150 чаши, обеспечивая визуальную обратную связь с пользователем. Кроме того, насадку, например, взбивалку 140, можно нагревать для растапливания шоколада.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения насадки стационарного миксера 100 содержат средства идентификации насадок. На фиг. 5A показана насадка в виде венчика 410, содержащая съемный универсальный идентификатор и прикрепленный к нему передатчик 430 данных в сборе. Как подробно описано ниже, съемный универсальный идентификатор и передатчик 430 данных в сборе идентифицируют тип насадки, к которой они прикреплены и которая в показанном случае является венчиком 430, и передают данные, относящиеся к этой идентификации, приемнику (не показан) в стационарном миксере 100.
На фиг. 5B показано только байонетное кольцо 412 венчика 410 для крепления к валу 131 (фиг. 1A) миксера 100, а универсальный идентификатор и передатчик 430 данных в сборе удалены. Как показано на фиг. 5B, кольцо 412 имеет паз 413, для установки в него идентифицирующей части 420, содержащей запрессованные в нее контакты 414. Во время использования съемный универсальный идентификатор и передатчик 430 данных в сборе, прикрепленные к съемной насадке (т.е. венчику 410 в показанном примере), используют компоновку контактов 414 на идентифицирующей части 420 для идентификации типа насадки.
(3-1)
Группа контактов 414 приспособлена для кодирования идентификационной информации в отношении типа насадки. В одном из способов кодирования используется бинарный код. Например, если используются 3 контакта 414, можно идентифицировать (2) = 4 различных типа насадок в зависимости от присутствия или отсутствия контактов 414, когда один из контактов действует в качестве базового заземляющего соединения. Также можно использовать другие механизмы кодирования, например, кнопки, магниты и т.д., с соответствующей компоновкой датчиков, расположенных на передатчике 430 в сборе для восприятия механизма кодирования.
Данные, относящиеся к идентификационной информации в отношении насадки, передаются миксеру 100. Съемный универсальный идентификатор и передатчик 430 данных в сборе, предпочтительно, запитываются с помощью БПЭ, как описано со ссылкой на фиг. 2.
Контроллер миксера 100 может использовать идентификационную информацию о типе используемой насадки 410, например, для задания максимальной скорости или интервалов скоростей, доступных для использования пользователем. Дополнительно или как вариант, в случае, когда контроллер обеспечивает информацию о рецептах, и/или управление прибором осуществляется на основе рецептов, группа рецептов, предлагаемых пользователю (например, с помощью интерфейса 123 пользователя миксера 100 или соответствующего приложения в удаленном компьютерном устройстве), может быть определена на основе используемой насадки. Например, если насадка идентифицирована как крючок для теста, в приложении для составления рецептов, относящемся к стационарному миксеру 100, предлагаются рецепты для приготовления теста, так что пользователь может выбрать один из рецептов, предназначенных для приготовления пищи. Приготовление пищи по некоторым рецептам может потребовать использования более одной принадлежности.
В вышеприведенном описании датчики расположены на насадках, которые вращаются относительно стационарного миксера 100, например, на взбивалке 140 и венчике 410. Также описаны датчики, расположенные на «насадках», которые не вращаются во время использования, например, дополнительные датчики, установленные внутри чаши 110 для измерения характеристик содержимого 150 чаши 110, контактирующие с содержимым 150.
Кроме того, в вышеприведенном описании подробно представлен стационарный миксер 100. Однако специалисту средней квалификации в соответствующей области техники ясно, что вышеописанное изобретение равным образом может быть внедрено во многие другие кухонные приборы. Например, представленное выше изобретение равным образом может быть использовано в кухонных комбайнах или блендерах с подогревом или без подогрева, в частности, имеющих датчики внутри съемного контейнера. Кроме того, представленное выше изобретение равным образом может быть использовано в мороженицах и хлебопечках с датчиками, установленными либо в чаше, либо в форме для хлеба соответственно, или в насадках для смешивания содержимого.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения кухонный прибор предусматривает возможность «воспроизведения» последовательности пользовательских настроек или заводских настроек по умолчанию. Параметры, относящиеся к определенным характеристикам пищи, которые измеряются датчиками в прямом контакте с содержимым кухонного прибора, можно использовать как входные данные для управления воспроизведением настроек.
Например, в миксере с подогревом, если ингредиенты должны нагреваться до определенной температуры во время этапа приготовления по рецепту, контроллер прибора определяет переход от одного этапа приготовления по рецепту к следующему на основе температуры, измеряемой с помощью датчиков. Причина, по которой существующие кухонные приборы не обеспечивают такую функциональность, состоит в том, что в приборе, который содержит движущуюся смешивающую или смешивающую и измельчающую насадку, нельзя достаточно точно измерить температуру. Это, по меньшей мере частично, связано с тем, что датчики температуры расположены снаружи контейнера, или с тем, что сложно использовать термощуп при наличии движущегося ножа или миксера, или с тем, что неподвижные датчики внутри контейнера (в прямом контакте с содержимым контейнера) не рассматривались как эффективные или пригодные для кухонных приборов.
Однако авторы настоящего изобретения установили, что измерение характеристик смешиваемого или перерабатываемого содержимого не только возможно (например, посредством установки датчиков в том месте, где происходит контакт с пищей), но также может быть точным, поскольку датчик, расположенный на подвижном ноже или смешивающей насадке, при некоторых условиях переработки с большой долей вероятности может обеспечить точное измерение (например, в отличие от измерения «холодных мест» или «горячих мест» нагреваемого содержимого). Кроме того, измеряемую характеристику (характеристики) можно использовать для прямой обратной связи с контроллером, который управляет работой кухонного прибора (например, измерения температур, которые обеспечивают обратную связь с регулятором нагрева), но также можно использовать в качестве входных данных для обеспечения воспроизведения рецепта.
Контроллер миксера 100 использует данные о температуре, получаемые от датчиков 112 температуры, расположенных на взбивалке 140, в качестве обратной связи для регулирования температуры содержимого 150. Предпочтительно, миксер 100 также содержит один или несколько датчиков температуры (не показаны), относящихся к чаше, что также позволяет измерять температуру нагреваемой чаши. Измерения температуры, полученные с помощью датчика (датчиков) температуры, расположенного в чаше, также используются в качестве обратной связи с контроллером. Контроллер использует различные измерения температуры для расчета скорости изменения температуры и затем учитывает значения температуры при установившемся равновесии или устойчивом состоянии (т.е. как только скорость изменения температуры падает ниже определенного порогового значения). Поскольку датчики 112 на взбивалке 140 движутся в содержимом 150 по окружности и содержимое нагревается и имеет карманы с различными температурами, измеряемые температуры изначально являются переменными параметрами. По этой причине контроллер сначала определяет устойчивое состояние на основе этих измерений. Помимо этого измеряемые значения со временем можно усреднить в пределах предварительно заданных временных интервалов или со временем, как только температура приблизится к установившейся температуре.
Ниже приведено несколько примеров измеряемых параметров, которые обеспечивают входные данные для контроллера прибора с целью определения продвижения от одного этапа приготовления к другому согласно рецепту.
В первом примере прибор представляет собой настольный миксер с подогревом, причем настольный миксер с подогревом используется для темперирования шоколада. Процесс темперирования шоколада используется для получения ровной поверхности и единообразной текстуры шоколада посредством управления кристаллизацией какао-масла. На фиг. 6A показан пример профиля приготовления (т.е. скорости перемешивания), записанного во время использования настольного миксера. В частности, этот профиль приготовления используется для темперирования небольшого количества шоколада
Как показано на фиг. 6A, шоколад имеет исходную температуру приблизительно 20 градусов (комнатная температура) в момент времени 0. Настольный миксер устанавливает температуру нагрева приблизительно 45 градусов в момент времени 0, и с учетом небольшого количества шоколада предполагается, что установленная температура должна быть достигнута приблизительно в течение 120 секунд. Во время указанной начальной стадии нагрева настольный миксер также перемешивает содержимое смесительной чаши 5 раз с частотой вращения 25-100 об/мин.
После достижения температуры растапливания шоколада приблизительно 45 градусов профиль приготовления в момент времени 120 секунд включает в себя период перемешивания со средней частотой вращения (120 об/мин) в течение 50 секунд, используемый для того, чтобы хорошо перемешать растопленный шоколад. Если на этой стадии добавить затравочный шоколад (хорошо темперированный шоколад комнатной температуры), то на указанном этапе смешивания затравочный шоколад будет объединяться с растопленным шоколадом. Через 120 секунд нагрев прекращается, так что растопленный шоколад может охлаждаться до комнатной температуры. С помощью датчика температуры, установленного на смешивающей насадке, погруженной в растопленный шоколад, настольный миксер может определить, что температура приближается к комнатной температуре.
Приблизительно через 240 секунд миксер перемешивает охлаждаемый шоколад для получения равномерной консистенции охлаждаемого шоколада. Благодаря движению смешивающей насадки по окружности в охлаждаемом шоколаде датчик температуры также имеет бóльшую способность измерять среднюю температуру по всему объему охлаждаемого шоколада (в отличие от температуры в одном конкретном месте в смесительной чаше).
С учетом небольшого количества шоколада в этом примере предполагаемое время охлаждения составляет до 300 секунд. Приблизительно в этот момент времени погруженный датчик определяет, что температура охлаждаемого шоколада приближается к комнатной температуре, и настольный миксер с подогревом устанавливает заданную температуру, равную 28 градусам, во избежание начала рекристаллизации охлаждаемого шоколада. После того как датчик обнаружит, что охлаждаемый шоколад достиг температуры приблизительно 28 градусов, смешивающая насадка снова перемешивает шоколад в течение 10 секунд с частотой вращения приблизительно 60 об/мин для повышения достоверности измеренной температуры.
Если была достигнута комнатная температура (28 градусов), настольный миксер изменяет заданную температуру до 32 градусов (±1 градус), чтобы нагреть шоколад и поддерживать его температуру в диапазоне 31-33 градуса с целью оптимальной кристаллизации какао-жира для надлежащего темперирования шоколада. Как показано, заданная температура изменяется приблизительно в момент времени 300 секунд, и начинается вторая стадия нагрева. Следует принять во внимание, что такое точное регулирование температуры (±1 градус) является очень сложным или даже невозможным, если измеряется только температура поверхности чаши без использования датчика, погруженного в пищевой продукт. Помимо этого, равномерное и регулируемое движение датчика по содержимому чаши дополнительно повышает точность измерений температуры.
Заданная температура достигается приблизительно в момент времени 360 секунд, после чего температуру темперированного шоколада поддерживается в диапазоне 31-33 градуса, и темперированный шоколад периодически перемешивается для обеспечения равномерного распределения температуры во время использования темперированного шоколада. Эта завершающая стадия выполняется до тех пор, пока во время использования пользователю требуется шоколад при этой температуре, например, в течение 5-10 минут или 10-20 минут.
Модель использования шоколада может отличаться от заданной модели, например, можно использовать более 100 грамм шоколада, или характеристики шоколада могут различаться, например, начальная температура охлажденного шоколада, высокое содержание какао-порошка или характеристики жира, обусловливающие более высокую температуру растапливания. В этом случае профиль приготовления, показанный на фиг. 6A, будет подбираться настольным миксером на основе измерений датчика, полученных во время процесса приготовления.
Например, если начальная температура шоколада составляет только 10 градусов, например, по той причине, что шоколад был охлажден, нагревательное средство настольного миксера будет работать на повышенной мощности. Как результат, температура растапливаемого шоколада во время первой стадии нагрева, например, в момент времени 60 секунд, а также интенсивность нагрева (как определено из последовательных измерений во время стадии 1) выше, чем предусматривается по исходному профилю приготовления.
Если в конкретной точке профиля изготовления измеренная температура слишком высокая, настольный миксер может подобрать профиль соответствующим образом. Благодаря непрерывному измерению температуры с помощью датчика, погруженного в пищевой продукт, предусматривается своевременная обратная связь с контроллером, что обеспечивает дополнительный контроль на протяжении процесса приготовления. В некоторых вариантах осуществления изобретения датчик температуры непрерывно передает контроллеру измеряемые параметры. В других вариантах осуществления изобретения датчик температуры передает контроллеру измеряемые параметры с определенной периодичностью, например, каждые 10 секунд, каждые 30 секунд, каждую минуту и т.д. В некоторых вариантах осуществления изобретения пользователь может выбирать периодичность измерения.
Если измеренная температура выше предполагаемой температуры и, как в этом примере, измеренная интенсивность нагрева выше предполагаемой интенсивности нагрева, например, в момент времени приблизительно 60 секунд, контроллер может видоизменить работу нагревательного средства, например, посредством выключения нагревательного средства до момента времени 120 секунд с целью охлаждения растопленного шоколада, например, в момент времени приблизительно 90 секунд. Таким образом, можно предотвратить перегрев шоколада. По этой причине, разумеется, изменяются периоды времени, относящиеся к продолжительности различных стадий. Например, если температура ингредиентов превышает требуемую температуру, контроллер настольного миксера изменяет работу настольного миксера, так что стадия охлаждения (между моментами времени 120 секунд и 300 секунд на фиг. 6A) продолжается дольше, поскольку для достижения температуры 28 градусов требуется больше времени.
В настольном миксере с подогревом, помимо способности к изменению профиля температуры посредством модификации работы нагревательного средства, контроллер также способен к модификации работы смешивающей насадки. Как показано на фиг. 6B, благодаря увеличению скорости и/или продолжительности периодов перемешивания (как показано черным цветом), ингредиенты с меньшей вероятностью будут пригорать к стенке чаши, и более энергичное перемешивание ингредиентов будет способствовать охлаждению. И наоборот, пониженная частота вращения двигателя будет увеличивать время нагрева ингредиента, если требуется. Как упомянуто выше, стадия охлаждения также может быть увеличена, если растопленный шоколад должен снова достигнуть температуры 28 градусов (с дополнительным перемешиванием или без него).
В другом примере в мороженице приготавливают замороженные десерты (например, сорбет, замороженный йогурт, джелато или мороженое). Такие замороженные десерты застывают в течение различных периодов времени в зависимости от ингредиентов и требований к плотности. Например, помимо объема десерта, закладываемого в мороженицу, на скорость застывания десертной смеси значительное влияние оказывает количество сахара в смеси.
Предпочтительно, в десертную смесь в заданное время добавляют наполнители. Обычно это выполняют в конце цикла, чтобы перемешивание не «разрушило» или не «измельчило» ингредиенты наполнителя (например, мягкие фрукты) и чтобы обеспечить достаточное время для надлежащего смешивания ингредиентов в десертной смеси с целью равномерного распределения. Кроме того, мороженица должна обеспечивать, чтобы десертная смесь не слишком «замерзала», так чтобы можно было обеспечить распределение ингредиентов наполнителя. Идеальное время могло бы составлять, например, приблизительно 1 минуту перед завершением цикла приготовления десерта.
Тензодатчики на смешивающей лопасти мороженицы определяют консистенцию смеси посредством отклонения плеча лопасти, оказывающего сопротивление прикладываемой нагрузке (которое изменяется из-за изменения вязкости ингредиентов), в то время как датчики температуры на смешивающей лопасти и/или на внутренней стороне чаши мороженицы определяют температуру десертной смеси. Дополнительная информация и точность зарегистрированных данных позволяют мороженице аппроксимировать идеальное время для введения наполнителей для завершения приготовления по рецепту.
Другой пример относится к индукционной варочной панели или блендеру с подогревом. Если известно количество ингредиентов (даже в случае таблицы преобразования при пересчете рецептов приготовления), будет задано время поступательного приготовления по рецепту. Однако, когда пользователь закладывает количества ингредиентов, отличающиеся от тех, что предписаны по рецепту (включая сюда, например, варьируемые соотношения ингредиентов), или температура ингредиентов различается (например, луковые овощи, которые хранились в холодильнике, или луковые овощи, которые хранились при комнатной температуре), измеренные характеристики пищи будут полезны для изменения программ приготовления по рецептам. Измеренная температура обеспечивает полезные исходные данные для последовательного выполнения этапов приготовления по рецепту в качестве временного варианта. Например, в рецепте, который включает в себя этап пассерования луковых овощей, контроллер будет ожидать, пока измеряемая температура не достигнет 150°C (например, в интервале от 3 минут максимум до 15 минут), прежде чем перейти к следующему этапу приготовления.
Другой пример относится к настольному миксеру с подогревом. Во время приготовления мусса на основе рецепта «pâte à bombe» для того чтобы оценить, достаточно ли взбиты яйца для их добавления в сироп, можно использовать датчик уровня (или датчик влажности) (совместно с датчиком уровня можно использовать таймер). Датчик уровня определяет увеличение объема взбитых яиц. Следующий этап совместного взбивания сахара и яиц продолжатся до тех пор, пока датчик температуры не укажет, что мусс охладился приблизительно до 40 градусов.
В вышеприведенном описании представлено только несколько вариантов выполнения настоящего изобретения, и их модификации и/или изменения можно выполнить без отклонения от объема и сущности изобретения, причем варианты выполнения являются иллюстративными, а не ограничивающими.