Устройство для обработки пищи, управляющее устройство и способ работы
FOOD PROCESSING DEVICE, CONTROL DEVICE AND METHOD OF OPERATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству для обработки пищи, управляющему устройству для устройства для обработки пищи и способу работы устройства для обработки пищи. В частности, настоящее изобретение относится к усовершенствованиям кухонной техники, в частности к так называемым жарочным устройствам для жарки на основе воздуха, конвекционным печам и к сходной технике для приготовления пищи. В частности, настоящее изобретение относится к усовершенствованиям при приготовлении пищи с содержанием жира, такой как мясо, рыба, птица и т.п., хотя это не следует понимать в ограничительном смысле.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время устройства для обработки пищи, такие как жарочные устройства для жарки на основе воздуха, конвекционные печи и сходные устройства для готовки, часто используются профессиональными пользователями и, например в домашних приложениях, связанных с готовкой, непрофессиональными пользователями. Жарочные устройства для жарки на основе воздуха и сходные устройства для готовки ценят за их щадящее и полезное действие при готовке. Поджаренные воздухом пищевые продукты обычно вкусны и имеют низкое содержание жира благодаря применяемому принципу конвекционного переноса тепла.
В WO 2012/032449 A1 раскрыто устройство для приготовления пищи, содержащее камеру для приготовления пищи с внешней стенкой, внутренней стенкой, задающей пространство для приёма пищи с впуском для воздуха и отверстием для выпуска воздуха, вентилятор для последовательного перемещения потока горячего воздуха через впуск для воздуха, пространство для приёма пищи и отверстие для выпуска воздуха, средства направления воздуха для возврата потока воздуха от отверстия для выпуска к впуску для воздуха отдельно от пространства для приёма пищи, отдушину, выполненную во внешней стене для вывода воздуха из камеры для приготовления пищи во внешнюю область устройства и направляющий элемент для направления воздуха, предусмотренный для направления части потока воздуха к отдушине.
В качестве примера и не понимая в ограничительном смысле, жарочное устройство для жарки на основе воздуха можно рассматривать как кухонную технику, которая готовит путём циркуляции горячего воздуха вокруг пищи. Механический вентилятор обеспечивает циркуляцию горячего воздуха вокруг пищи на высокой скорости, готовя пищу и производя хрустящий слой благодаря эффекту Мейларда (Maillard). Путём циркуляции воздуха с температурой до 200°C (Цельсия), или 392°F (Фаренгейта), эта техника жарит несколько видов пищи, например картофельные чипсы, мясо, курицу, рыбу или выпечку, и использует меньше масла, чем традиционные жарочные устройства.
Благодаря использованию для жарки меньшего количества масла пища, обработанная жарочными устройствами для жарки на основе воздуха, становится более здоровой альтернативой традиционной жаренной во фритюре пищи, которая может увеличивать риск сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонии, диабета, рака и ожирения.
В качестве примера и не понимая в ограничительном смысле, конвекционную печь (также называемую печью с вентилятором или просто вентиляторной печью) можно рассматривать как печь, снабжённую вентилятором для обеспечения циркуляции воздуха вокруг пищи. Традиционные печи, не имеющие вентилятора, при переносе тепла к пище полагаются прежде всего на излучение от стенок печи и в меньшей степени на естественную конвекцию, обусловленную разностью температур в печи. Напротив, вентиляторы в конвекционных печах обеспечивают перенос большего количества тепла через конвекционный перенос тепла.
Жарочные устройства для жарки на основе воздуха и сходная техника обеспечивают средства приготовления пищи путём циркуляции потока горячего воздуха вокруг пищевых продуктов для нагрева и/или готовки пищи. Такое устройство обычно содержит корпус с заключённой в него камерой для приготовления пищи, в которую помещают пищу, при этом затем обеспечивают циркуляцию потока горячего воздуха по камере для приготовления пищи для нагрева пищи вентилятором, приводимым в действие двигателем. В процессе нагрева из воды, содержащейся в пище, вырабатывается пар, что приводит к росту давления в камере для приготовления пищи.
Кроме того, из пищи также выводятся другие жидкости, такие как масло или жир. Следовательно, в корпусе предусмотрена отдушина для горячего воздуха, и имеется выпуск из корпуса, так что поток (например воздуха, пара, жировых и/или масляных составляющих) под повышенным давлением в камере для приготовления пищи увлекается и выводится через отдушину для горячего воздуха из камеры для приготовления пищи во внешнюю область устройства.
Было замечено, что обеспечение работы кухонной техники на основе конвекционного нагрева по-прежнему затруднительно для неопытного пользователя. Это в особенности касается достижения требуемой степени готовности мясных продуктов, рыбы, птицы и т.д. С одной стороны, признаётся, что жарка на основе воздуха и сходные способы готовки в своей основе включают уменьшение содержания жира в приготовленных пищевых продуктах. Однако, с другой стороны, пища, в которой содержание жира и воды было уменьшено слишком сильно в процессе готовки, часто воспринимается как сухая и жёсткая и, следовательно, не очень вкусная и нежная.
Следовательно, по-прежнему существует потребность усовершенствования устройств для обработки пищи на основе конвекции с целью обеспечения вкусной и аппетитной пищи и с целью упрощения работы техники.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ввиду вышесказанного задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства для обработки пищи и управляющего устройства для устройства для обработки пищи, которые упрощают работу устройтсва для обработки пищи и улучшают его характеристики. В частности, было бы предпочтительно обеспечить устройство для обработки пищи, работу которого легко обеспечить и которое выполнено с возможностью автоматической и/или полуавтоматической работы. Кроме того, устройство для обработки пищи предпочтительно выполнено таким образом, чтобы обеспечивать конкретные стандарты качества и готовки в том числе в случае неопытных пользователей.
В первом аспекте настоящего изобретения представлено устройство для обработки пищи, содержащее
- отделение для обработки пищи для пищевого продукта,
- нагревательный блок, выполненный с возможностью оказания нагревательного действия на пищевой продукт,
- датчик веса, выполненный с возможностью отслеживания веса обрабатываемого пищевого продукта, и
- управляющее устройство, выполненное с возможностью
- получения информации о весе в отношении пищевого продукта,
- вычисления производного сигнала, показательного в отношении скорости потери веса пищевым продуктом,
- вычисления значения производного сигнала и
- на начальной стадии нагревательного действия на основании характеристического значения определения по меньшей мере одного из следующего: оценки начального содержания жира в пищевом продукте для происходящего нагревательного действия и оценки итогового изменения содержания жира в пищевом продукте.
Указанный аспект основан на понимании, что имеется корреляция между начальной потерей веса и содержанием жира и/или ожидаемой потерей жира пищевым продуктом. На начальной стадии нагревательного действия потеря веса в основном связана с потерей воды. Было замечено, что имеется конкретная корреляция между потерей воды и по меньшей мере одним из следующего: уровнем жира и/или потерей жира. Также было замечено, что характеристики начальной потери воды/веса пищевым продуктом показательны в отношении потери жира при происходящем нагревательном действии и, следовательно, при действующем режиме готовки. Следовательно, например, могут быть определены необходимые время готовки и/или потеря веса для достижения требуемой степени готовности. Аналогично могут быть определены соответствующие параметры готовки, например температура и пр., для обеспечения того, что приготовленный пищевой продукт вкусен и правильно ранжирован.
Вышеупомянутая корреляция в частности относится к липидосодержащим (жиросодержащим) пищевым продуктам, таким как мясо, рыба, птица, морепродукты и т.п. Обладание по меньшей мере некоторой информацией о виде пищевого продукта позволяет использовать эту корреляцию.
Корреляция между указанным характеристическим значеним и оценкой (содержание жира и/или изменение содержания жира) может быть установлена на основе эмпирических исследований, при этом поведение сходных пищевых продуктов проверяется и отслеживается.
Обычно характеристическим значением можно считать экстремальное значение развития потери веса и/или скорости потери веса. На основании установленного характеристического значения и на основании оценки, связанной с  жиром, могут быть выведены другие переменные обработки. Это, например, может относиться к оценочным времени обработки и/или потери веса пищевым продуктом, оставшимся времени обработки и/или потери веса пищевым продуктом, необходимому уровню температуры пищевого продукта, текущей и/или будущей степени готовности, уровню ранжирования готовки и т.п.
Предпочтительно процесс нагрева включает конвекционный нагрев, например жарку воздухом и сходные процессы готовки.
В более общем смысле, по меньшей мере в показательных вариантах осуществления, на основании установленной зависящей от времени потери веса пищевым продуктом можно определить содержание жира и/или потерю жира с учётом установленной ранее корреляции.
В показательном варианте осуществления устройства датчик веса выполнен с возможностью записи потери воды пищевым продуктом на начальной стадии нагревательного действия, а управляющее устройство выполнено с возможностью определения оценки итоговой потери жира и/или текущего содержания жира на основании установленной потери воды.
Ещё в одном показательном варианте осуществления управляющее устройство выполнено с возможностью управления происходящим нагревательным действием с учётом вычисленной оценки.
Ещё в одном показательном варианте осуществления управляющее устройство выполнено с возможностью управления по меньшей мере одним из следующего: температурой нагрева и временем нагрева.
Ещё в одном показательном варианте осуществления пищевой продукт включает мясо с содержанием жира, птицу или морепродукт, а управляющее устройство выполнено с возможностью управления происходящим нагревательным действием с учётом требуемой степени готовности. Обычно пищевой продукт может включать животный жир. В настоящем контексте морепродукт включает рыбу и рыбные продукты.
Ещё в одном показательном варианте осуществления управляющее устройство соединено с базой данных о корреляции, причём база данных предоставляет эмпирическую корреляцию между характеристическим значением и оценочным изменением содержания жира или содержанием жира. Например, могут быть установлены кривая регрессии и/или уравнение регрессии. В результате может быть легко установлено соотношение между входным характеристическим значением и выходным значением, связанным с жиром.
Ещё в одном показательном варианте осуществления устройства характеристическое значение является по меньшей мере одним из следующего:
- максимальной скоростью потери веса на начальной стадии нагревательного действия,
- произведением максимальной скорости потери веса и абсолютной потери веса на начальной стадии нагревательного действия,
- значением абсолютной потери веса на начальной стадии нагревательного действия, когда имеется максимальная скорость потери веса,
- экстремальным значением на графике скорости потери веса в зависимости от абсолютной потери веса и
- интегралом на части графика скорости потери веса в зависимости от абсолютной потери веса.
Излишне говорить, что вышеприведённые рассуждения не требуют соответственных чертежей двух графиков и, следовательно, не должны пониматься в ограничительном смысле. Напротив, могут быть применены соответственные дифференциальные вычисления, приближённые вычислени и пр.
Обычно экстремальное значение в контексте настоящей заявки может включать максимум, минимум, точку перегиба и пр.
Ещё в одном показательном варианте осуществления устройства на начальной стадии нагревательного действия вызывают только умеренный рост температуры пищевого продукта, по существу приводящий к потери воды. Предпочтительно применяют рост температуры менее 10К (градусов Кельвина). Было замечено, что больший рост температуры на начальной стадии нагревательного действия может привести к значительной потери жира уже на этой начальной стадии. Это по существу поставит под сомнение точность прогноза. Однако предпочтительно применение некоторого роста температуры, который подразумевает устанавливаемую потерю веса, которая, однако, в основном основана на потере воды.
Ещё в одном показательном варианте осуществления устройство выполнено в виде одного из следующего: воздушного жарочного устройства и конвекционной печи, причём устройство содержит по меньшей мере один вентиляционный блок. Предпочтительно вентиляционный блок функционально соединён с нагревательным блоком. Вентиляционный блок выполнен с возможностью продвижения нагретого воздуха, так что воздух течёт вдоль и вокруг пищевого продукта. Следовательно, вызывается конвекционный перенос тепла.
Ещё в одном показательном варианте осуществления устройства имеется датчик температуры воздушного потока. Соответственно, представлено ещё одно управляющее значение для работы устройства для обработки пищи.
Устройство также может содержать осушительный блок, который выполнен с возможностью обработки впускного воздуха. Таким образом, в основном осушенный впускной воздух контактирует с пищевым продуктом, так что потеря веса пищевого продукта по существу связана с испарением.
Ещё в одном показательном варианте осуществления устройство также содержит пользовательский интерфейс, причём обеспечена возможность снабжения управляющего устройства информацией о типе пищи через пользовательский интерфейс и возможность вычисления оценочного изменения содержания жира или содержания жира с учётом выбранного типа пищи. Информация о типе пищи может включать обобщённую информацию, например вид и пр.
Кроме того, пользовательский интерфейс может содержать меню рецептов и/или выбиратель типа пищи.
Ещё в одном аспекте настоящего изобретения представлено управляющее устройство для устройства для обработки пищи, содержащее
- вход, через который обеспечена возможность приёма данных,
- выход, через который обеспечена возможность передачи в виде сигнала управляющих данных,
- обрабатывающий блок, выполненный с возможностью
- получения информации о весе в отношении пищевого продукта от датчика веса,
- вычисления производного сигнала, показательного в отношении скорости потери веса пищевым продуктом,
- вычисления характеристического значения производного сигнала и
- на начальной стадии нагревательного действия на основании характеристического значения определения по меньшей мере одного из следующего: оценки начального содержания жира в пищевом продукте для происходящего нагревательного действия и оценки итогового изменения содержания жира в пищевом продукте.
Ещё в одном аспекте настоящего изобретения представлен способ работы устройства для обработки пищи, согласно которому:
- оказывают тепловое действие на пищевой продукт,
- устанавливают информацию о весе пищевого продукта,
- вычисляют производный сигнал, показательный в отношении скорости потери веса пищевым продуктом,
вычисляют характеристическое значение производного сигнала и
- на начальной стадии нагревательного действия на основании характеристического значения определяют по меньшей мере одно из следующего: оценку начального содержания жира в пищевом продукте для происходящего нагревательного действия и оценку итоговой потери жира в пищевом продукте.
В показательном варианте осуществления способ также включает:
- управление происходящим нагревательным действием с учётом вычисленной оценки для достижения необходимой степени готовности.
Ещё в одном показательном варианте осуществления способа характеристическое значение является по меньшей мере одним из следующего:
- максимальной скоростью потери веса на начальной стадии нагревательного действия,
- произведением максимальной скорости потери веса и абсолютной потери веса на начальной стадии нагревательного действия,
- значением абсолютной потери веса на начальной стадии нагревательного действия, когда имеется максимальная скорость потери веса,
- экстремальным значением на графике скорости потери веса в зависимости от абсолютной потери веса и
- интегралом на части графика скорости потери веса в зависимости от абсолютной потери веса.
Ещё в одном аспекте настоящего изобретения придставлена компьютерная программа, содержащая средства программного кода для побуждения компьютерного устройства к выполнению операций способа в соответствии по меньшей мере с одним вариантом осуществления, описанном здесь, при этом указанная компьютерная программа выполняется на компьютерном устройстве, которое функционально соединено с устройством для обработки пищи.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах. Следует понимать, что заявленный способ имеет сходные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления с завленным устройством и блоком и как охарактеризовано в зависимых пунктах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты изобретения будут ясны из и разъяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже. Среди нижеследующих чертежей
фиг. 1 изображает вид в разрезе устройства для обработки пищи в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 изображает упрощённый схематический чертёж управляющего устройства для устройства для обработки пищи в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 изображает схематическую блок-схему, иллюстрирующую на примере несколько операций и аспектов варианта осуществления способа работы устройства для обработки пищи в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 4 представляет собой график, иллюстрирующий показательную потерю веса со временем образца пищевого продукта;
фиг. 5 представляет собой график, показывающий производную по времени графика, показанного на фиг. 4;
фиг. 6 представляет собой график, изображающий сигнал, показанный на фиг. 5, в зависимости от абсолютной потери веса;
фиг. 7 представляет собой показательный график корреляции, иллюстрирующей соотношение между экстремальным значением скорости потери веса и итоговой оценочной потерей жира;
фиг. 8 представляет собой ещё один график корреляции, иллюстрирующий соотношение между произведением максимума начальной скорости потери воды и абсолютной потери воды и итоговой потерей жира;
фиг. 9 изображает четыре графика, илюстрирующих начальную стадию процесса приготовления пищи в отношении образца пищевого продукта и включающих абсолютную потерю веса в зависимости от времени (левый верхний график), температуру в зависимости от времени (правый верхний график), скорость потери веса в зависимости от времени (левый нижний график) и скорость потери веса в зависимости от абсолютной потери веса (правый нижний график);
фиг. 10 изображает иллюстративные графики скорости потери веса в зависимости от абсолютной потери веса для пищевого продукта с низким содержанием жира (график, обозначенный LF), пищевого продукта со средним содержанием жира (график, обозначенный MF) и пищевого продукта с высоким содержанием жира (график, обозначенный HF);
фиг. 11 представляет собой ещё один показательный график, иллюстрирующий коэффициент потери веса в зависимости от абсолютной потери веса на начальной стадии процесса приготовления пищи, где интегральная часть, соответствующая конкретной поверхности графика, выделена; и
фиг. 12 представляет собой набор из шести графиков для образцов, иллюстрирующих соотношение между потерей воды/веса и содержанием жира в образцах пищевых продуктов.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство 100 для приготовления пищи, в частности готовки, показано на фиг. 1. Устройство 100 выполнено с возможностью приготовления пищевых продуктов, помещённых в него, путём нагрева, так чтобы нагревать и/или готовить эти пищевые продукты с их приготовлением для употребления.
Устройство 100 содержит внешнюю оболочку 1. Внешняя оболочка 1 проходит вокруг внешней стенки 2, которая задаёт отделение 3 для обработки пищи. В отделении 3 для обработки пищи расположена внутренняя стенка 4, задающая пространство 5 для приёма пищи, которое принимает пищевые продукты, подлежащие нагреву и/или готовке (не показаны). Внешняя стенка 2 и внутренняя стенка 4 проходят по существу параллельно друг другу и отстоят друг от друга с заданием между ними канала 6, который действует как воздуховодные средства, по которым течёт горячий воздух, как будет объясненно ниже.
Внутренняя стенка 4 содержит нижнюю часть 7 и боковую стенку 8, которая проходит вокруг нижней части 7 и вверх от неё. Нижняя часть 7 внутренней стенки 4 снабжена воздухопроницаемым участком 9, который действует как впуск для горячего воздуха в пространство 5 для приёма пищи, а верхняя часть 11 внутренней стенки 4 снабжена выпускным отверстием 10 для обеспечения через него потока воздуха. В показательном варинте осуществления воздухопроницаемый участок 9 проходит через всю нижнюю часть 7, хотя он может проходить и только через часть нижней части 7. Воздухопроницаемый участок 9 выполнен посредством известных средств, таких как сетка или решётчатое приспособление.
В отделении 3 для обработки пищи над выпускным отверстием 10 внутренней стенки 4 расположен вентиляционный блок 12. Вентиляционный блок 12 содержит вентилятор, имеющий вентиляторные лопасти 32, которые приводятся в действие электрическим мотором 14, действующим как приводные средства для вращения вентилятора. Вентиляционный блок 12 выполнен с возможностью перемещения потока горячего воздуха путём всасывания воздуха через выпускное отверстие 10 посредством низкого давления, создаваемого на одной из сторон вентиляционного блока 12, и выброса потока воздуха высокого давления в канал 6, образованный между внутренней и внешней стенками 2, 4. Таким образом, воздух, выбрасываемый из вентиляционного блока 12, течёт по каналу 6, действующему как воздуховодные средства, заданные между внешней и внутренней стенками 2, 4, к воздухопроницаемому участку 9 внутренней стенки 4. Затем воздух течёт через воздухопроницаемый участок 9 в пространство 5 для приёма пищи.
В верхней части 3а отделения 3 для обработки пищи расположен нагревательный блок 15, действующий как средства излучения тепла. В показательном варианте осуществления нагревательный блок 15 расположен в верхней части пространтсва 5 для приёма пищи ниже выпускного отверстия 10, хотя следует понимать, что нагревательный блок 15 может быть расположен вне внутренней стенки 4. Нагревательный блок 15 выполнен с возможностью нагрева воздуха, текущего через верхнюю часть пространства 5 для приёма пищи.
Далее, нагревательный блок 15 расположен в пространстве 5 для приёма пищи для излучения тепла в пространство 5 для приёма пищи и в направлении любых пищевых продуктов, расположенных в нём. Воздух, текущий в канале 6 между нижней частью 7 внутренней стенки 4 и основанием 16 внешней стенки 2, направляют с обеспечением его течения вверх через воздухопроницаемый участок 9 внутренней стенки 4 посредством отклонителя 17, который посажен на основание 16 внешней стенки 2 и направляет поток воздуха вверх.
Во внешней стенке 2 устройства 100 выполнена отдушина 18, которая задаёт выпуск для воздуха из отделения 3 для обработки пищи за пределы устройства 100. Отдушина 18 расположена в верхнем конце отделения 3 для обработки пищи и образована в верхнем конце канала 6 вблизи вентиляционного блока 12. Отдушина 18 и вентиляционный блок 12 размещены в верхнем конце отделения 3 для обработки пищи для уменьшения контакта с жидкостью, выпускаемой пищевым продуктом, собираемой вентиляционным блоком и выпускаемой через отдушину 18.
В показательном варианте осуществления вентиляционный блок 12 является радиальным вентиляционным блоком, а отдушина 18 выполнена во внешней стенке 2 на линии, проходящей в радиальном направлении к оси вращения вентиляционного блока 12.
В отдушине 18 образованы направляющие рёбра 19 для направления воздуха для отклонения направления потока воздуха, выпускаемого из отделения 3 для обработки пищи через отдушину 18. Направляющие рёбра 19 установлены под углом к отдушине для отклонения потока воздуха через отдушину вверх для предотвращения вывода горячего воздуха непосредственно на стену или поверхность, расположенную рядом с устройством 100.
Кроме того, имеется направляющий элемент 22 для направления воздуха. Направляющий элемент 22 является удлинённым элементом, например пластиной, одна из поверхностей которой образует направляющую поверхность. Хотя в показательном варианте осуществления направляющий элемент для направления воздуха представляет собой гнутую пластину, следует понимать, что в других вариантах осуществления направляющий элемент для направления воздуха представляет собой, например, плоскую пластину или изогнутую пластину.
Направляющий элемент 22 в показательном варианте осуществления выполнен заодно по меньшей мере с участком верхней поверхности внешней стенки 2, хотя предусматривается, что указанная направляющая для воздуха может быть неподвижно установлена на верхней поверхности внешней стенки 2 известными средствами, например на клей или заклёпки.
Внешний край 29 направляющего элемента 22 лежит вблизи периферийного края 30 каждой вентиляторной лопасти 32 вентиляционного блока 12 при их вращении вокруг оси вращения вентиляционного блока 12. Следовательно, при вращении вентиляционного блока 12 периферийный край 30 каждой вентиляторной лопасти 32 проходит мимо внешнего края 29 направляющего элемента 22. Нижний конец направляющего элемента 22 проходит под вентиляционным блоком 12. Вентиляционный блок 12 выполнен с возможностью вращения в конкретном направлении, так что вентиляторные лопасти 32 двигаются к направляющей поверхности направляющего элемента 22 и, следовательно, продвигают воздушный поток в этом направлении, что действует на увеличение давления в области отдушины 18.
Отделение 3 для обработки пищи выполнено с двумя частями: верхней частью 3а и нижней частью 3b. Верхняя часть 3а неподвижно установлена на внешней оболочке 1 устройства 100, а нижняя часть 3b отсоединяема от верхней части 3а, так что она выполнена с возможностью удаления от верхней части 3а с обеспечением доступа к отделению 3 для обработки пищи. Нижняя часть 3b содержит нижние участки 2а, 4а как внешней, так и внутренней стенок 2, 4, включая воздухопроницаемый участок 9 внутренней стенки 4, и рукоятку 33 для помощи при удалении нижней части 3b от оболочки 1 и для её отделения от верхней части 3а. Таким образом, нижняя часть 3b образует приспособление в форме корзины или чаши с верхним отверстием, так что пищевые продукты могут быть помещены в пространство 5 для приёма пищи или удалены из него.
Нижняя часть 3b отделения для обработки пищи выполнена с возможностью вставки во внешнюю оболочку, так чтобы нижняя часть 3b лежала заподлицо с верхней частью 3а с образованием отделения 3 для обработки пищи.
На внешней оболочке 1 установлен пользовательский интерфейс 34, который выполнен в виде управляющей панели, для обеспечения управления работой устройства 100, например временем работы и температурой в отделении 3 для обработки пищи.
Устройство 100 для обработки пищи, изображённое на примере на фиг. 1, также содержит управляющее устройство 40, выполненное с возможностью управления работой устройства 100. Например, управляющее устройство 40 выполнено с возможностью управления нагревательным блоком 15 и/или вентиляционным блоком 12, в частности его мотором 14. Следовательно, управляющее устройство 40 выполнено с возможностью управления нагревом потока через устройство 100, который контактирует с пищевым продуктом, содержащимся в отделении для обработки пищи, и нагревает его.
С целью отслеживания работы и/или управления работой устройства 100 для обработки пищи может быть предусмотрен по меньшей мере один датчик. Например, в поточном канале 6 или вблизи него могут иметься датчики 42, которые выполнены в виде датчиков температуры. Таким образом, может быть установлена температура обрабатывающего воздушного потока. Далее, по меньшей мере косвенным образом датчиками 42 температуры может быть установлена температура пищевого продукта. Кроме того, устройство 100, изображённое на фиг. 1, содержит датчик 44 веса, выполненный с возможностью установления и отслеживания веса пищевого продукта, который обрабатывается в отделении 3 для обработки пищи. Таким образом, на основании начального значения (отделение для обработки пищи пусто) может быть установлен начальный вес пищевого продукта. Когда пищевой продукт обрабатывают в отделении 3 для обработки пищи посредством обрабатывающего воздушного потока, может быть установлена конкретная потеря веса.
Потеря веса связана с потерей воды и в некоторой степени с потерей веса или потерей липидов. Далее для упрощения потеря воды и потеря веса, устанавляваемые датчиком веса, приравниваются. Это применяется в частности на начальной стадии процесса обработки пищи. Полезные применения датчика 44 веса более подробно описаны ниже.
На фиг. 2 изображён показательный чертёж управляющего устройства 40, которое может в основном соответствовать управляющему устрйству 40, уже проиллюстрированному на фиг. 1. Управляющее устройство 40 выполнено с возможностью управления работой устройства 100 для обработки пищи, в частности воздушного жарочного устройства и/или конвекционной печи. Устройство для обработки пищи может быть выполнено с возможностью обработки/приготовления мяса, птицы, морепродуктов, рыбы и пр. по меньшей мере в одном рабочем режиме. Таким образом, устройство 100 для обработки пищи выполнено с возможностью обработки жиросодержащих пищевых продуктов.
Обычно управляющее устройство 40 может быть реализовано аппаратными и/или программными средствами. Могут быть предусмотрены сочетанные аппаратно-программные воплощения. Управляющее устройство 40 может быть выполнено как распределённая система или дискретная/интегрированная система. Обычно управляющее устройтсво 40 может быть внедрено в управление высшего уровня устройства 100 для обработки пищи. Далее, в других вариантах осуществления по меньшей мере некоторые модули управляющего устройства 40 могут быть выполнены на удалённых устройствах.
Управляющее устройство 40 содержит интерфейс 48, который может предоставлять вход 50 и выход 52. Через вход 50 и выход 52 интерфейса 48 можно производить обмен данными, информацией, например данными датчика, управляющими данными, данными о рабочем состоянии, пользовательскими входными данными, данными о статусе, данными дисплея и т.д. между управляющим устройством 40 и другими блоками, которые с ним соединены.
Как указано выше, управляющее устройство 40 может быть соединено с нагревающим блоком 15 и/или вентиляционным блоком 12 для управления работой устройтсва 100. Кроме того, по меньшей мере в некоторых показательных вариантах осуществления устройство 100 снабжено пользовательским интерфейсом 34. Управляющее устройство 40 может быть также соединено с ним.
Данные датчика, которые собираются по меньшей мере одним датчиком, могут быть получены и обработаны управляющим устройством 40. Например, в устройстве 100 могут иметься по меньшей мере один датчик 42 температуры и по меньшей мере один датчик 44 веса. Таким образом, соответствующие данные датчика могут быть поданы на управляющее устройство через интерфейс 48.
Управляющее устройство 40 содержит обрабатывающий блок 54, который выполнен с возможностью обработки и вычисления данных. На основании входных данных, обеспеченных через интерфейс 48, обрабатывающий блок 54 может обрабатывать данные и информацию, на основании чего могут быть обеспечены управление и работа устройства 100. Управляющее устройство 40 может быть также снабжено памятью или базой 56 данных. В базе 56 данных может быть обеспечено постоянное и/или временное хранение данных. Например, в памяти/базе 56 данных могут быть сохранены данные о корреляции, уравнения корреляции и/или модели корреляции. Например, это могут быть данные о корреляции, которые описывают соотношение между характеристическими значениями начальной потери веса пищевого продукта и содержанием жира и/или итоговой потерей жира пищевым прдуктом.
Излишне говорить, что управляющее устройство 40 также может быть соединено с другими компьютерными устройствами, например с мобильными телефонами, планшетными компьютерами и пр. Кроме того, могут быть предусмотрены удалённые средства управления устройством 100, которые выполнены с возможностью сообщения с управляющим устройством 40.
Далее обратимся к фиг. 3, изображающей упрощённую блок-схему, иллюстрирующую несколько операций показательного варианта осуществления способа управления устройством для обработки пищи. Способ включает шаг S10, который в целом относится к нагревательному действию, включающему нагрев пищевого продукта, который содержится в камере для обработки или в отделении для обработки устройства для обработки пищи.
Далее, на шаге S12, пищевой продукт отслеживают посредством датчика веса, который выполнен с возможностью установления и отслеживания информации о весе пищевого продукта. Таким образом может быть установлена потеря веса в ходе нагревательного действия.
На следующем шаге S14 вычисляют производный сигнал, который основан на отслеживаемом сигнале, связанном с потерей веса. Например, шаг S14 может включать вычисление скорости потери веса, то есть потерю веса в зависимости от времени.
На последующем шаге S16 обрабатывают характеристическое значение производного сигнала, вычисленного на шаге S14. Например, шаг S16 может включать вычисление экстремального значения, такого как максимум производного сигнала.
На следующем шаге S18 на основании характеристического значения, вычисленного на шаге S16, определяют конкретную оценку, показательную в отношении уровня жира в пищевом продукте. Оценка может относиться к текущему содержанию жира в пищевом продукте. Вместо этого или в дополнение к этому оценка может относиться к потере жира в пищевом продукте. Обе оценки могут быть использованы для управления работой устройства для обработки пищи.
После этого на следующем шаге S20 происходящим нагревательным действием управляют с учётом вычисленной оценки. Предпочтительно шаг S18 имеет место уже на начальной стадии процесса обработки пищи. Таким образом, на основании ранней оценки работа устройства для обработки пищи может быть адаптирована и в конце концов улучшена.
Ниже будут объяснены и далее детализированы другие аспекты, варианты осуществления и модификации вышеописанных общих принципов настоящего изобретения.
Было замечено, что воздушная жарка мясных продуктов обычно сопряжена с потерей жира. В особенности в случае мясных продуктов с существенно высоким содержанием жира итоговая потеря, происходящая в процессе воздушной жарки, может быть значительной. Таким образом, может быть оказано некоторое влияние на параметры и характеристики процесса обработки пищи.
Общим правилом для данного типа продуктов является то, что образцы с высоким содержанием жира обычно теряют больше жира, чем образцы с низким содержанием жира, в ходе воздушной жарки как в абсолютном, так и в относительном выражении.
Воздушная жарка также сопряжена с некоторой потерей веса, в частности потерей воды, из-за испарения и некоторой денатурации некоторых белков. Кроме того, текущее содержание жира влияет на водоудерживающую способность пищевого продукта. Было замечено, что чем выше содержание жира в пищевом прподукте, тем выше в основном водоудерживающая способность в ходе готовки.
Следовательно, показательные варианты осуществления и аспекты настоящего изобретения основаны на понимании, что для данного типа пищи при в основном сравнимых условиях испарения (например температура, скорость циркуляции и влажность в жарочном устройстве для жарки на основе воздуха) чем выше содержание жира, тем выше влагоудерживающая способность и тем больше потеря жира. Таким образом, предложено использовать потерю воды или потерю веса как показатель готовности. Также в этой связи предложено устанавливать корреляцию между характеристиками потери веса на начальной стадии процесса готовки и итоговой потерей жира, включая потерю жира как долю общего начального веса пищевого продукта и/или потерю жира как долю содержания жира в пищевом продукте перед процессом обработки пищи.
Преимуществом вышеописанного подхода является то, что не требуется прямых измерений жира. Напротив, могут быть использованы относительно простые и дешёвые датчики веса для установления потери веса на начальной стадии процесса приготовления пищи.
Такой датчик веса может быть выполнен с возможностью установления веса всего устройства для обработки пищи включая установление потери веса из-за испарения. Вместо этого или в дополнение к этому датчик веса может быть выполнен с возможностью установления веса отделения для обработки пищи, в котором содержится пищевой продукт. Это может также обеспечивать возможность установления потери веса из-за сочения и/или проливания (то есть потери жидкости).
Далее, предложено предоставление пользовательского интерфейса, посредством которого пользователь может выбирать по меньшей мере обобщённый тип пищи, на основании чего может быть осуществлён конкретный процесс и/или управляющим устройством устройства для обработки пищи могут быть использованы соответствующие данные (данные о корреляции).
На начальной стадии обработки пищи отслеживают потерю веса, прежде всего потерю воды. На основании характеристики потери веса может быть выведена информация, показательная в отношении содержания жира и/или потери жира.
Обратимся к фиг. 4-8. В экспериментах, которые отражены на фиг. 4-8, куриные образцы были пожарены в жарочном устройстве для жарки на основе воздуха. Параметры процесса обработки пищи включают целевую температуру в камере около 180° C (градусов Цельсия), внутреннюю температуру 85° C и потерю воды 21%. Датчик веса был помещён под днище устройства для обрабоки пищи для установления вызванной испарением потери веса. Для контроля потеря жира была измерена путём взвешивания остатка масла/жира, который оставался в жарочном поддоне под отделением для обработки после процесса готовки. С использованием этих измерительных настроек могут быть получены показательные данные о корреляции.
На фиг. 4 изображён показательный график процентной потери воды (Wp[%]) в зависимости от времени и производная скорость потери воды (dWp/dt[%/min]) в ходе процесса воздушной жарки, применяемого к курице при температуре в камере около 180° C.
На фиг. 4 изображена кривая, на первый взгляд имеющая в основном постоянный отрицательный наклон. Однако соответствующий производный сигнал на фиг. 5 показывает, что имеется характеристическая максимальная скорость (абсолютное значение) потери воды (около 4,5 мин. на фиг. 5).
Фиг. 5 показывает, что скорость потери воды демонстрирует характеристический четырёхфазный профиль, включающий участок в самом начале, на котором скорость (абсолютное значение) быстро возрастает, что связано с присутствием и испарением свободной воды в сыром курином мясе. Ограниченная доля (около 5%) полного веса может быть так называемой свободной водой. За этим пиком, который отграничивает первую фазу, идёт следующая фаза, на которой скорость (абсолютное значение) уменьшается, так как свободная вода уже в значительной степени исчерпана. Таким образом, достигается локальный (абсолютное значение) минимум (во время между 8 и 9,5 мин. на фиг. 5).
На следующей, третьей, фазе скорость (абсолютное значение) снова увеличивается, так как может быть высвобождено и испарено возрастающее количество воды благодаря денатурации белка. Соответствующий максимум скорости (абсолютное значение) представлен на фиг. 5 примерно между 13 и 14 мин. Пройдя этот максимум (абсолютное значение), скорость снова уменьшается, так как денатурация белка в конце концов замедляется и прекращается. Следовательно, потеря воды уменьшается, так как только малый остаток исходно имевшейся воды продолжает находиться в пищевом продукте.
На фиг. 6 изображён ещё один график, включающий график скорости потери воды (dWp/dt [%/min]) в зависимости от абсолютной потери воды (Wp [%]). В основном график, изображённый на фиг. 6, напоминает график, изображённый на фиг. 5. Однако в качестве соответствующих координат х представлены различные единицы.
На фиг. 7 и фиг. 8 изображены соответствующие графики корреляции, которые основаны на контрольной проверке с использованием тринадцати различных куриных образцов. На основании этих тринадцати характеристических значений были вычислены кривые корреляции как на фиг. 7, так и на фиг. 8. Кривая корреляции, изображённая на фиг. 8, использует те же образцы, что и кривая корреляции на фиг. 7. На фиг. 7 изображена корреляция оценочной итоговой потери жира [%] и первой максимальной скорости (абсолютное значение) потери воды [%/min]. На фиг. 8 изображена корреляция между абсолютной потерей жира [%/] и произведением максимальной скорости потери воды (абсолютного значения) и соответствующей потери воды (абсолютного значения).
Таким образом, на основании данных, представленных на фиг. 7 и фиг. 8, из установления начальных характеристик потери воды/веса может быть выведена оценка потери жира для других куриных образцов.
Может быть вычислена потеря воды и/или скорость потери воды на начальной стадии процесса обработки пищи, и, в конце концов, на основании характеристик данных о потери воды может быть выведена оценка потери жира.
Ещё одно показательное приложение, которое использует по меньшей мере некоторые из представленных выше аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения, описано и далее детализировано ниже со ссылками на фиг. 9-12.
Данные, лежащие в основе фиг. 9-12, основаны на исследовании рыбных образцов, включая следующие виды:
тип пищи / вид
общее содержание жира/липидов [%]
общая конечная потеря веса dWp [%]
Минтай
0,41
40
Тихоокеанская треска
0,7
30
Чёрный палтус
2,3
24
Баса
5,94
22
Кижуч
10,6
19
Угольная рыба
10,8
18
В вышеприведённой таблице приведены типичные характеристики липидов/жира и типичная итоговая потеря веса для соответствующих видов. Образцы были обработаны в жарочном устройстве для жарки на основе воздуха, которое работает при температуре воздуха около 180° C (градусов Цельсия), причём в качестве показателя готовности стремились к внутренней температуре около 65° C.
Вышеприведённая таблица также показывает, что даже у родственных типов рыбы характеристики являются различными и требуют различной обработки в устройстве для обработки пищи.
В этой связи обратимся к фиг. 9, изображающей четыре графика, которые представляют характеристики обработанного пищевого продукта и/или процесса обработки. Графики на фиг. 9 основаны на рыбных образцах. За исключением этого концепция левого верхнего графика на фиг. 9 сходна с фиг. 4. Концепция левого нижнего графика на фиг. 9 сходна с фиг. 5. Концепция правого нижнего графика на фиг. 9 сходна с фиг. 6. Кроме того, правый верхний график на фиг. 9 изображает настроенную температуру воздушного потока (около 180° C) и итоговую внутреннюю температуру пищевого продукта.
В целом принципы и выводы, полученные из графиков на фиг. 9 сходны с графиками на фиг. 4, 5 и 6, которые основаны на образцах куриного мяса.
На фиг. 10 изображены три графика, которые представляют соотношение между скоростью потери веса (dWp/dt[%/min]) и потерей веса (абсолютным значением) (dWp [%]). Соотношение, проиллюстрированное на фиг. 10, соответствует соотношению, проиллюстрированному на фиг. 6 и проиллюстрированному на правом нижнем графике фиг. 9.
На фиг. 10 график LF представляет рыбный образец, имеющий в значительной степени низкое содержание жира. График HF представляет рыбный образец, имеющий относительно высокое содержание жира. График MF на фиг. 10 представляет рыбный образец, имеющий среднее содержание жира. В каждом случае на начальной стадии процесса обработки пищи имеется значительный (абсолютное значение) максимум скорости потери веса.
Фиг. 11 представляет собой ещё один график, изображающий соотношение между скоростью потери веса и абсолютной потерей веса рыбного образца. Некоторая часть графика на фиг. 11 выделена. Было замечено, что область под кривой между началом (dWp = 0) и первым перегибом или максимумом (абсолютное значение) (dWp около 10%) может быть использована как мера оценки содержания жира (содержания липидов) и, следовательно, оценки итоговой потери жира, а значит, для определения готовности.
Область, выделенная на фиг. 11, ниже также может быть названа «треугольной». Было замечено, что по меньшей мере одно из следующего: ширины, высоты и площади «треугольника» - показательно в отношении содержания жира.
Гипотезы и концепции, пояснённые выше, были применены к другим измерениям образцов, которые проиллюстрированы на фиг. 12. На фиг. 12 были протестированы несколько видов (рыб), имеющих различные начальные веса, для выведения корреляции между характеристиками отслеживаемых данных и содержанием жира (содержанием липидов) и итоговой потерей веса готового пищевого продукта (dWp_E [%]), когда достигнута заданная внутренняя температура около 65°C. На фиг. 12 были протестированы виды рыб, уже приведённые в представленной выше таблице. Были заданы две группы рыб по их начальному весу. В каждом случае могут быть установлены формула регрессии и/или кривая корреляции.
На фиг. 12 верхний ряд графиков относится, в части координаты х, к содержанию жира. Нижний ряд графиков относится, в части координаты х, к итоговой потере веса (dWp_E), когда достигнута целевая внутренняя температура.
Далее, графики в левой колонке относятся, в части их координаты y, к абсолютной потере веса там, где лежит точка перегиба в сигнале скорости потери веса, относящейся к ширине «треугольника», изображённого на фиг. 11. Средняя колонка на фиг. 12 включает графики, которые относятся, в части их координаты у, к скорости потери веса в вышеупомянутой точке перегиба, которая соответствует высоте «треугольника» на фиг. 11. Далее, правая колонка на фиг. 12 включает графики, которые относятся, в части их координаты у, к площади «треугольника», изображённого на фиг. 11.
Таким образом, корреляции, проиллюстрированные на фиг. 12, могут быть использованы для других образцов для получения оценки по меньшей мере одного из следующего: абсолютного содержания жира и/или итоговой потери веса готового пищевого продукта. На основании этой оценки происходящим процессом обработки пищи можно управлять более точно и с лучшим учётом условий.
Хотя изобретение было проиллюстрировано и описано в подробностях на чертежах и в предшествующем описании, такие иллюстрацию и описание следует рассматривать как иллюстративные или показательные, а не ограничительные; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Другие разновидности раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и реализованы специалистами при практическом применении заявленного изобретения на основании изучения чертежей, описания и приложенной формулы.
В формуле слово «содержащий» не исключает других элементов или операций, а неопределённый артикль "a" или "an" не исключает множества. Единственный элемент или другой блок может выполнять функции нескольких единиц, представленных в формуле. Сам по себе факт, что некоторые меры приведены во взаимно различных зависимых пунктах, не указывает на то, что сочетание таких мер не может быть использовано с достижением преимущества.
Компьютерная программа может быть сохранена/распространена на подходящем носителе, например оптическом носителе или твёрдотельном носителе, поставляемом совместно с другими аппаратными средствами или как их часть, но может также распространяться в других формах, например через Интернет или другие проводные или безпроводные системы связи.
Любые ссылочные обозначения в формуле не следует толковать как ограничивающие объём охраны.