УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩИ
COOKING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящая технология относится к устройству для приготовления пищи. Уровень техники
[0002] Низкотемпературное приготовление пищи («су вид») представляет собой способ приготовления, при котором пищевой продукт запечатывают в полиэтиленовый пакет, а затем помещают в горячую водяную баню до тех пор, пока пищевой продукт не достигнет требуемой внутренней температуры. Температура горячей водяной бани обычно значительно ниже, чем температура при приготовлении пищи в духовой печи или на плите. Хотя низкотемпературное приготовление пищи обычно занимает больше времени, чем в случае применения традиционных способов, в результате получают равномерно приготовленное сочное блюдо, которое в достаточной мере приготовлено внутри и не передержано снаружи.
[0003] При использовании традиционных способов приготовления тепло передается от конфорки к сковороде, а затем в пищевой продукт, или элементы духовой печи нагревают воздух вокруг пищевого продукта. Поскольку температура воздуха в духовой печи и металла на сковороде значительно превышает требуемую температуру внутри пищевого продукта, блюдо быстрее готовится снаружи и его необходимо снять с конфорки в соответствующий момент времени. Указанные традиционные способы приготовления включают небольшой промежуток времени, в течение которого пищевой продукт нагревается должным образом. Если блюдо снять с огня слишком рано или слишком поздно, оно будет либо передержано, либо недоготовлено. Но при приготовлении пищевого продукта на воде, а не в духовой печи или на сковороде, температуру воды можно установить достаточно высокой для достижения требуемой температуры продукта, не снимая блюдо с конфорки в соответствующий момент времени. Таким образом, промежуток времени, в течение которого на пищевой продукт воздействует требуемая температура, является значительно большим. Однако при использовании существующих подходов к установке температуры текучей среды время приготовления является большим.
Раскрытие сущности изобретения
[0004] Задачей настоящего изобретения является устранение одного или более из вышеупомянутых недостатков или по меньшей мере обеспечение приемлемой альтернативы вышеупомянутым способам приготовления пищи.
[0005] В первом аспекте настоящего изобретения предложен способ приготовления пищевого продукта в текучей среде, который включает следующие этапы:
получение информации о пищевом продукте, указывающей одну или более характеристик пищевого продукта, подлежащего приготовлению в текучей среде;
получение данных о требуемой температуре пищевого продукта;
получение информации, относящейся к заданному допустимому температурному градиенту в пищевом продукте;
управление нагревателем для нагревания текучей среды в соответствии с информацией об управлении нагревателем, относящейся к заданной температуре и периоду работы нагревателя;
получение данных измерения температуры;
обеспечение измерения мощности, подводимой к нагревателю;
обеспечение определения одного или более технологических параметров, связанных с одной или более соответствующими физическими характеристиками, относящимися к среде, окружающей пищевой продукт, на основании по меньшей мере одного из данных измерения температуры и данных измерения мощности;
обеспечение определения оценки температуры пищевого продукта для пищевого продукта на основании одного или более технологических параметров, данных измерения температуры и/или данных измерения мощности;
обеспечение определения обновленной информации об управлении нагревателем на основании температуры пищевого продукта, одного или более технологических параметров, данных измерения температуры и/или данных измерения мощности, чтобы:
пищевой продукт по существу достиг требуемой температуры пищевого продукта с поддержанием или снижением заданного допустимого температурного градиента во всем пищевом продукте; а
после периода работы нагревателя текучая среда охладилась по существу до требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени и пищевой продукт по существу достиг требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени; и
управление нагревателем в соответствии с обновленной информацией об управлении нагревателем до тех пор, пока температура пищевого продукта по существу не достигнет требуемой температуры пищевого продукта.
[0006] Во втором аспекте настоящего изобретения предложено устройство для приготовления пищи для приготовления пищевого продукта в контейнере с использованием способа согласно первому аспекту, причем устройство для приготовления пищи энергетически сообщается с текучей средой в контейнере для приготовления пищевого продукта, содержащее:
нагреватель для нагревания текучей среды;
датчик температуры для обеспечения измерения температуры;
по меньшей мере одно запоминающее устройство для хранения исполнимых команд для управления работой устройства для приготовления пищи; и
по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью исполнения исполнимых команд для выполнения способа согласно первому аспекту.
Краткое описание чертежей
[0007] Варианты осуществления типовых прогностических систем и способов приготовления пищи, описанные в данном документе, можно лучше понять, ознакомившись с нижеследующим подробным описанием в сочетании с прилагаемыми чертежами, которые относятся лишь к предпочтительным вариантам осуществления и в которых одинаковые номера позиций указывают идентичные или функционально подобные элементы:
[0008] на ФИГ. 1 представлен схематический вид прогностической системы для приготовления пищи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящей технологии;
[0009] на ФИГ. 2А представлен изометрический вид типового устройства для приготовления пищи;
[0010] на ФИГ. 2 В представлен вид спереди по высоте устройства для приготовления пищи, показанного на ФИГ. 2А;
[0011] на ФИГ. 3 представлена блок-схема, изображающая способ функционирования прогностической системы для приготовления пищи на основе процессора в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящей технологии;
[0012] на ФИГ. 4 представлена блок-схема, изображающая способ функционирования для определения программы приготовления пищи в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящей технологии;
[0013] на ФИГ. 5 представлена блок-схема, изображающая типовой способ функционирования прогностической системы для приготовления пищи на основе процессора в соответствии с некоторыми вариантами реализации настоящей технологии;
[0014] на ФИГ. 6А представлен график, изображающий температуру в зависимости от времени для бани на текучей среде и внутреннюю температуру пищевого продукта в ходе выполнения традиционных и прогностических процессов приготовления пищи;
[0015] на ФИГ. 6В представлен график, изображающий входную мощность на нагревателе в зависимости от времени, соответствующую значениям температуры приготовления пищи, показанным на ФИГ. 6А;
[0016] на ФИГ. 7 представлена иллюстрация типового прикладного интерфейса для ввода данных пользователем;
[0017] на ФИГ. 8 представлена иллюстрация типового прикладного интерфейса состояния;
[0018] на ФИГ. 9 представлена функциональная схема, иллюстрирующая устройства, с применением которых могут быть осуществлены некоторые варианты реализации;
[0019] на ФИГ. 10 представлена функциональная схема, иллюстрирующая среду, в которой могут быть осуществлены некоторые варианты реализации; и
[0020] на ФИГ. 11 представлена функциональная схема, иллюстрирующая компоненты, которые в некоторых вариантах реализации могут быть использованы в системе, в которой используется раскрытая технология.
[0021] На ФИГ. 12 представлен изометрический вид альтернативного типового устройства для приготовления пищи.
[0022] Разделы, представленные в данном документе, предназначены только для удобства и не обязательно влияют на объем вариантов осуществления. Кроме того, чертежи не обязательно изображены в масштабе. Например, размеры некоторых элементов на фигурах могут быть увеличены или уменьшены для лучшего понимания вариантов осуществления. Кроме того, хотя раскрытая технология допускает различные ее изменения и альтернативные формы, конкретные варианты осуществления были представлены в качестве примера на чертежах и подробно описаны ниже. Однако намерение не состоит в том, чтобы без необходимости ограничивать описанные варианты осуществления. Напротив, варианты осуществления охватывают все подходящие изменения, комбинации, эквиваленты и/или альтернативы технологии, входящие в объем настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Обзор
[0023] Раскрыты способы и системы для прогностического приготовления пищи. Раскрытая технология может быть использована для оценки различных неизвестных технологических параметров, связанных со средой приготовления пищи. Например, в среде низкотемпературного приготовления пищи размер и форма контейнера, масса и объем текучей среды, теплопроводность контейнера, потери воды вследствие испарения и характеристики пищевого продукта являются примерами потенциально неизвестных технологических параметров.
[0024] В некоторых вариантах реализации эти параметры определяют путем решения физической модели, основанной на изменениях измеряемой текучей среды, температуры нагревательного элемента и/или известной мощности, подводимой в текучую среду посредством нагревателя. Данные о том, как температура текучей среды изменяется с течением времени при подаче известной мощности, можно использовать для оценки констант в физической модели. Затем физическую модель можно использовать для прогнозирования температуры текучей среды в будущем путем выполнения итераций модели с течением времени. Соответственно, внутренняя температура приготавливаемого пищевого продукта и температурный градиент от поверхности пищевого продукта к его внутренней части могут быть спрогнозированы. Исходя из этих прогнозов, можно оптимизировать заданную температуру, обеспечиваемую нагревателем, и период работы нагревателя, чтобы приготовить пищевой продукт как можно быстрее или сделать это в выбранное время суток без превышения допустимого температурного градиента.
[0025] При традиционном низкотемпературном приготовлении пищи температура текучей среды повышается до заданного значения, соответствующего требуемой температуре пищевого продукта, и температуру текучей среды поддерживают на требуемом уровне температуры пищевого продукта до тех пор, пока пищевой продукт по существу не достигнет требуемой температуры пищевого продукта, что приводит к возникновению очень незначительного температурного градиента (или его отсутствию) во всем пищевом продукте. Допуская незначительный температурный градиент внутри продукта, можно использовать тот факт, что более горячая вода нагревает пищевой продукт быстрее, чем более холодная, для значительного сокращения времени нагрева при низкотемпературном приготовлении пищи. Аналогичным образом, в текучей среде, отличной от воды, такой как воздух в духовой печи или тостере, более высокие температуры воздуха обеспечивают повышение температуры поверхности пищевого продукта и, таким образом, значительно сокращают время нагрева. Раскрытые устройства для приготовления пищи устанавливают на нагревателе заданную температуру, превышающую заданную температуру при традиционном низкотемпературном приготовлении пищи, а затем устанавливают на нагревателе более низкую заданную температуру, позволяя текучей среде снова охладиться до требуемой температуры пищевого продукта. Аналогичным образом, если текучая среда представляет собой воздух или воздух и водяной пар, прогностическая система для приготовления пищи может повышать температуру и/или изменять относительную влажность (если устройство выполнено с возможностью регулировки влажности) для ускорения приготовления, а затем отрегулировать температуру и/или относительную влажность для поддержания требуемой конечной температуры в течение длительного времени.
Общее описание
[0026] Далее более подробно будут описаны различные примеры представленных выше систем и способов. В нижеследующем описании конкретные детали представлены для лучшего понимания и включения описания этих примеров. Однако для специалиста в соответствующей области техники будет очевидно, что способы и технология, обсуждаемые в данном документе, могут быть применены на практике без многих из этих деталей. Аналогичным образом, для специалиста в соответствующей области техники также будет очевидно, что технология может включать многие другие признаки, которые подробно не описаны в данном документе. Кроме того, некоторые широко известные конструкции или функции могут быть не показаны и подробно не описаны ниже во избежание неоправданного усложнения понимания рассматриваемого описания.
[0027] На ФИГ. 1 представлен схематический вид прогностической системы 100 для приготовления пищи согласно типовому варианту реализации. Прогностическая система 100 для приготовления пищи может содержать прибор 102 для приготовления пищи, один или более процессоров 108 и одно или более запоминающих устройств 110, соединенные друг с другом с возможностью обмена данными посредством одного или более каналов передачи данных, таких как сети 112 передачи данных. Клиентское вычислительное устройство 106 выполнено с возможностью обмена данными с системой 100 посредством сети 112 передачи данных для обеспечения ввода данных в систему. Например, пользователь может использовать клиентское вычислительное устройство 106 для настройки требуемой температуры пищевого продукта, допустимого температурного градиента во всем пищевом продукте, характеристик пищевого продукта (например, типа, массы, толщины, формы) и информации о контейнере, относящейся к характеристикам контейнера (например, размера, формы, объема).
[0028] Прибор 102 для приготовления пищи может содержать контейнер 104, заполненный текучей средой 10, такой как вода, и устройство 200 для приготовления пищи, такое как тепловой погружной термостат-циркулятор или устройство для низкотемпературного приготовления пищи, по меньшей мере частично погруженное в текучую среду 10. В некоторых вариантах реализации прибор 102 для приготовления пищи может содержать информационную этикетку 114 и крышку 105, выполненную с возможностью закрытия контейнера 104 для обеспечения возможности регулирования потери тепла и испарения текучей среды 10. В проиллюстрированном примере пищевой продукт 12, такой как порционный кусок мяса, может быть помещен в повторно герметизируемый полиэтиленовый пакет 14 и помещен в жидкость 10. Когда устройство 200 для приготовления пищи нагревает жидкость 10, пищевой продукт 12 может быть приготовлен согласно способам прогностического приготовления пищи, раскрытым в данном документе. В других вариантах реализации прибор 102 для приготовления пищи может содержать, например, духовую печь или скороварку. В этих вариантах осуществления прибор для приготовления пищи по существу содержит устройство для приготовления пищи, в том отношении, что духовая печь содержит контейнер 104, представляющий собой полость духовой печи, заполненную текучей средой 10, представляющей собой воздух и/или пар в полости печи. Другими примерами приборов для приготовления пищи, которые по существу включают устройство для приготовления пищи, являются конвекционные печи с регулировкой влажности или скороварки.
[0029] Как показано на ФИГ. 2А, устройство 200 для приготовления пищи может содержать корпус 202 и монтажный зажим 208, выполненный с возможностью обеспечения прикрепления устройства 200 для приготовления пищи к контейнеру 104 (ФИГ. 1). Корпус 202 может содержать нагреватель 210 и датчики, такие как датчик 211 температуры, датчик 212 давления и/или датчик влажности. В вариантах осуществления, в которых устройство 200 для приготовления пищи содержит контейнер 104, устройство 200 для приготовления пищи может содержать второй датчик давления (не показан) для обеспечения измерения давления в контейнере, указывающий давление в контейнере 104. Кроме того, как показано на ФИГ. 2 В, корпус 202 может содержать двигатель 215, функционально связанный с лопастным колесом 216 для обеспечения циркуляции жидкости 10 через впускное отверстие 220, через нагреватель 210 и из выпускного отверстия 222. Устройство 200 для приготовления пищи может содержать процессор 213 и запоминающее устройство 214 (которое может быть выполнено за одно целое с процессором). Устройство 200 для приготовления пищи также может содержать кнопку 204 управления (например, включения/выключения), световой индикатор 206 и/или пользовательский интерфейс 205.
[0030] На ФИГ. 3 представлена блок-схема, изображающая способ функционирования 300 прогностической системы для приготовления пищи на основе процессора в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящей технологии. Способ 300 начинается с 30 этапа 302. Например, выполнение способа 300 может начинаться в ответ на активацию конкретного приложения на клиентском вычислительном устройстве 106 (ФИГ. 1), нажатие кнопки 204 управления и/или использование пользовательского интерфейса 205 устройства 200 для приготовления пищи (ФИГ. 2А и 2В).
[0031] На этапе 304 система принимает информацию, указывающую одну или более характеристик пищевого продукта 12. Например, для мяса (например, порционного куска 12 мяса) система может принять информацию, относящуюся к разновидности, нарезке, толщине, форме, массе, количеству и т.п. Хотя устройства, системы и способы описаны в данном документе в отношении приготовления мясного пищевого продукта, с использованием раскрытой технологии могут быть приготовлены пищевые продукты и других типов, например, рыба, овощи, пудинги и заварные кремы, среди прочих.
[0032] На этапе 306 система отправляет команды начального нагрева на устройство 200 для приготовления пищи, чтобы начать нагревание текучей среды 10 (ФИГ. 1) и получение результатов измерений с помощью, например, датчиков 211/212 температуры и давления (ФИГ. 2А и 2В). В качестве альтернативы, команды начального нагрева могут быть определены пользователем. В некоторых вариантах реализации система может принимать информацию о географическом местоположении (например, GPS) от пользовательского устройства для оценки атмосферного давления на основании высоты географического местоположения вместо данных от датчика 212 давления или в дополнение к ним (ФИГ. 2А). В некоторых вариантах реализации устройство 200 для приготовления пищи содержит датчик влажности для измерения влажности в контейнере. В других вариантах реализации устройство 200 для приготовления пищи содержит второй датчик давления для обеспечения измерения давления в контейнере, поскольку для вариантов реализации, в которых устройство 200 для приготовления пищи содержит контейнер, давление в контейнере может отличаться от давления окружающей среды, измеренного датчиком 212 давления или определенного на основании информации о географическом местоположении. Значение мощности, подводимой к нагревателю 210 (ФИГ. 2А), также может быть определено с использованием вычислений, основанных на токе, напряжении и/или ширине импульсного входного сигнала на устройстве для приготовления пищи. В некоторых вариантах реализации команды начального нагрева могут быть определены на основании прошлых результатов измерений и вычислений, которые могут быть использованы в качестве исходных данных, например, для оценки физических характеристик текучей среды 10 и контейнера 104 (ФИГ. 1).
[0033] На этапе 308 система может определить один или более технологических параметров, связанных с соответствующими физическими характеристиками текучей среды 10 и контейнера 104 (ФИГ. 1), на основании изменений температуры относительно мощности, подводимой к нагревателю 210 (ФИГ. 2). Система может использовать способ наименьших квадратов, фильтр Калмана или другие аналогичные математические способы для подгонки физической модели к измеренным данным для оценки или определения технологических параметров, таких как масса/объем ci текучей среды, теплопроводность С2 контейнера по отношению к окружающей среде, смещение сз, которое зависит от температуры воздуха и температуры конденсации, а также потери С4 от испарения в окружающую среду (вместе обозначаемых Ci). Например, в некоторых вариантах реализации в системе может быть использована следующая физическая модель для определения вышеупомянутых констант, относящаяся к соответствующими физическими характеристикам текучей среды 10 и контейнера 104 (ФИГ. 1):
i
1
текучей среды
-1
где Ρ(t) представляет собой мощность, подводимую к нагревателю 210, в зависимости от времени (t), F(t) представляет собой энергию, поступающую в пищевой продукт 12, в зависимости от времени (t), Τ(t) представляет собой температуру текучей среды в зависимости от времени (t), H(T(t)) представляет собой удельную влажность на поверхности текучей среды в зависимости от времени (t), C≥0 может изменяться с течением времени. Это изменение технологических параметров с течением времени может быть достигнуто с помощью шума процесса в сигма-точечном фильтре Калмана или, например, с помощью весовых коэффициентов при подгонке способом наименьших квадратов. Следует отметить, что c ос∝ V.
[0034] В некоторых вариантах реализации информация, относящаяся к текучей среде 10 и контейнеру 104, может быть введена пользователем (ФИГ. 1). Например, пользователь может указать размеры контейнера 104 (например, длину, ширину и/или высоту) и/или материал контейнера, такой как стекло, металл или изолирующий материал. Эта информация может быть использована для уточнения физической модели путем замены некоторых технологических параметров известными технологическими параметрами. В некоторых вариантах реализации характеристики контейнера 104 могут быть известны системе и/или и их лишь необходимо идентифицировать по названию, числовому коду или штрих-коду, нанесенному, например, на контейнер или заданному производителем. Пользователь может ввести название/код или отсканировать штрих-код с помощью камеры с этикетки 114, расположенной на контейнере 104, с использованием клиентского вычислительного устройства 106. Система может извлечь все необходимые данные из запоминающего устройства (например, запоминающего устройства 110), относящегося к идентифицируемому контейнеру.
[0035] На этапе 310 система может приблизительно определить температуру пищевого продукта 12 с помощью следующих формул:
0
p
р
0
р
где τ(0≤r≤R, t≥t) представляет собой оценку температуры пищевого продукта, to представляет собой время добавления пищевого продукта при низкотемпературном приготовлении пищи или приготовлении в скороварке. В случае приготовления пищи в духовой печи к правой части уравнения 4 добавляют дополнительные члены для учета водяного пара, испаряющегося и конденсирующегося на поверхности пищевого продукта, α=k/(ρc) представляет собой коэффициент термической диффузии, к представляет собой теплопроводность, ρ представляет собой плотность, с представляет собой удельную теплоемкость, 2R представляет собой собственную толщину, 0≤β≤2 представляет собой собственную форму, h представляет собой коэффициент теплоотдачи на поверхности, τ≈5°С представляет собой начальную температуру. Константы α, k, ρ, с выбирают в зависимости от типа пищевого продукта и нарезки. Например, говядина или свинина и порционный кусок говяжьей пашинки или кусок мяса из поясничной части хребта говяжьей туши. По распределению температуры система может оценить изменение значения энергии в пищевом продукте. Учитывая профиль температуры и значение β, система выполняет численное интегрирование или квадрирование для оценки указанной энергии. Собственная форма β описывает, как тепло передается от границ пищевого продукта, и может варьироваться от 0 до 2. При рассмотрении местоположения пищевого продукта относительно трех осей (т.е. х, у и z) значения, близкие к нулю, указывают на то, что тепло поступает от +/- х, но не от у или z, значения около 1 указывают на то, что тепло поступает от +/- x и+/- у, но не от z, а значения около 2 указывают на то, что тепло поступает со всех сторон, то есть β отражает собственную размерность системы теплопередачи пищевого продукта минус один.
[0036] В ситуациях, когда необходимо одновременно приготовить множество пищевых продуктов, система может использовать среднюю толщину и суммарную общую массу пищевых продуктов. В некоторых вариантах реализации система предполагает, что все пищевые продукты приблизительно одинаковы. В других случаях, если пищевые продукты имеют разную форму, система может настроить алгоритм таким образом, чтобы нагрев занимал больше времени, чтобы не допустить недоготовку и передержание.
[0037] В некоторых вариантах реализации система может получать информацию о форме, относящуюся к пищевому продукту посредством клиентского устройства 106 (ФИГ. 1). Например, камера клиентского устройства может быть использована для получения данных изображения (например, с помощью доступных наборов программных средств дополненной реальности), которые могут быть связаны с параметром β собственной формы пищевого продукта. Параметр β характеризует различные формы, а именно плоскость, цилиндр и сферу/куб, с помощью значений, соответственно, от 0 до 2. В некоторых вариантах реализации система может нарисовать рамку вокруг пищевого продукта таким образом, чтобы размеры, например, х, у, z, рамки можно было использовать для оценки параметра β собственной формы пищевого продукта.
[0038] В некоторых вариантах реализации форма пищевого продукта, подлежащего приготовлению, может быть сопоставлена с изображением аналогичной формы пищевого продукта, имеющимся в пользовательском приложении. В некоторых вариантах реализации система может использовать технологию глубокого обучения с применением базы данных маркированных изображений для обнаружения пищевого продукта на основании фотографии пищевого продукта, подлежащего приготовлению. В некоторых вариантах реализации технология обработки данных изображения может быть использована для определения содержания жира в пищевом продукте с использованием его усредненного цвета (например, цветового пространства CIELAB), полученного из фотографии пищевого продукта.
[0039] На этапе 400 система может оценить оптимизированную программу приготовления пищи (например, заданную температуру нагревателя и период работы нагревателя). Оптимизированная программа приготовления пищи должна обеспечить нагревание внутренней части пищевого продукта при поддержании или понижении заданного допустимого температурного градиента во всем пищевом продукте, нарушение которого может привести к передержанию наружной части пищевого продукта при попытке нагреть его внутреннюю часть. Аналогичным образом оптимизированная программа приготовления пищи должна обеспечивать определение такой заданной температуры и такого периода работы нагревателя, чтобы пищевой продукт по существу достигал требуемой температуры пищевого продукта с поддержанием или снижением заданного допустимого температурного градиента во всем пищевом продукте, а после периода работы нагревателя текучая среда охлаждалась по существу до требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени и пищевой продукт по существу достигал требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени. Это можно назвать ограничением агрессивности обработки, которая отражает то, насколько горячими могут стать края пищевого продукта. Процесс 400 оптимизации более подробно описан ниже со ссылкой на ФИГ. 4.
[0040] На этапе 312 на устройство для приготовления пищи могут быть отправлены исполняемые команды (например, программа приготовления пищи) для управления нагревателем, содержащие информацию об управлении нагревателем, относящуюся к заданной температуре и периоду работы нагревателя. После того, как программа приготовления пищи будет отправлена на устройство для приготовления пищи, способ может вернуться к этапу 308 для периодического (например, каждые 10-300 секунд) обновления технологических параметров контейнера/текучей среды, определения температуры пищевого продукта и определения обновленной информации об управлении нагревателем для результирующей оптимизированной программы приготовления пищи. Из-за потерь тепла вследствие теплообмена через контейнер и испарения с поверхности текучей среды с течением времени текучая среда нагревается медленнее. Таким образом, система может периодически пересчитывать заданную температуру и период работы нагревателя, чтобы учесть изменения условий приготовления пищи.
[0041] На этапе 314 способ может завершиться, например, когда будет достигнута требуемая температура пищевого продукта. Например, требуемая температура пищевого продукта может представлять собой выбранную внутреннюю температуру пищевого продукта, соответствующую получению от «недожаренного» до «хорошо прожаренного» порционного куска мяса. В некоторых вариантах реализации система может получить от пользователя указание посредством клиентского вычислительного устройства 106 (ФИГ. 1) о том, что пищевой продукт следует пастеризовать или стерилизовать. В этих случаях для текучей среды и пищевого продукта могут поддерживать требуемую температуру пищевого продукта в течение необходимого количества времени, а именно периода времени пастеризации, основанного на известных таблицах времени и температуры пастеризации. В некоторых случаях на нагревателе можно установить более высокую заданную температуру, по меньшей мере в течение короткого промежутка времени, для обеспечения выполнения пастеризации или стерилизации.
[0042] На этапе 320 пищевой продукт может быть добавлен в текучую среду до, во время или после отправки команд начального нагрева на устройство для приготовления пищи на этапе 306. Например, пищевой продукт может быть добавлен в текучую среду на этапе 308 или этапе 400. Система может получать указание от пользователя (посредством клиентского вычислительного устройства 106) о том, что пользователь добавил пищевой продукт в текучую среду. В некоторых вариантах реализации система выполнена с возможностью обнаружения момента добавления пищевого продукта, отслеживая изменения температуры текучей среды относительно мощности, подводимой к нагревателю. Например, если температура текучей среды, определяемая при измерении температуры, начинает расти медленнее, чем было определено ранее, из этого можно сделать вывод, что в текучую среду был добавлен пищевой продукт. Если пользователь добавит пищевой продукт раньше, чем температура текучей среды достигнет заданного значения, система может это обнаружить и соответствующим образом адаптировать свою работу. В некоторых вариантах реализации в системе используют алгоритм прогнозирования-коррекции для отслеживания отклонения от расчетных данных, чтобы обнаружить добавление еды и другие действия пользователя (например, добавление воды).
[0043] На ФИГ. 4 представлена блок-схема, изображающая типовой способ 400 определения обновленной информации об управлении нагревателем для оптимизированной программы приготовления пищи согласно некоторым вариантам осуществления настоящей технологии. Система прогнозирует конечные значения для множества заданных значений температуры. Система выполнена с возможностью прогнозирования конечного значения для каждого заданного значения температуры в будущем, решая тепловое уравнение (например, уравнение 2) на множестве временных шагов, таким образом прогнозируя температурный профиль пищевого продукта и тепловую энергию, воздействующую на пищевой продукт с течением времени. Фильтр Калмана может быть использован для оценки различных тепловых потоков для вычисления температуры текучей среды на следующем временном шаге. В некоторых вариантах реализации способ «пристрелки» может быть использован для создания подходящей программы приготовления пищи, при выполнении которой внутренняя часть пищевого продукта нагревается до требуемой температуры с одновременным поддержанием или понижением ограничений допустимого температурного градиента (например, фактор агрессивности). Температура текучей среды в подходящей программе приготовления пищи будет соответствовать внутренней температуре в течение заданного периода времени, на протяжении которого пищевой продукт первоначально полностью нагревается. В вариантах осуществления, в которых текучая среда представляет собой воздух, а тепловая емкость нагревательного элемента превышает тепловую емкость текучей среды, температура нагревательного элемента в подходящей программе приготовления пищи будет соответствовать внутренней температуре в течение заданного периода времени, на протяжении которого пищевой продукт первоначально полностью нагревается. Предпочтительно заданный период времени составляет от 10 до 300 с. Затем может быть выполнен поиск подходящих программ приготовления пищи для получения программы приготовления пищи с наименьшим временем приготовления. В некоторых вариантах реализации пользователь может выбрать менее равномерный нагрев конечного продукта (например, более высокий температурный градиент и/или погрешность внутренней температуры) для сокращения количества времени на приготовление пищевого продукта или для пищевых продуктов, в которых заданный допустимый температурный градиент должен быть более высоким для достижения лучших кулинарных результатов. Система может предоставлять пользователю обратную связь, чтобы предупредить пользователя о том, что сокращение времени приготовления пищи может повлиять на конечные характеристики пищевого продукта.
0
[0044] На этапе 402 программа оптимизации начинается с выполнения измерений нагрева жидкости во время осуществления операций способа 300 (ФИГ. 3) и ввода данных пользователем, как указано выше, включая требуемую температуру пищевого продукта или внутреннюю температуру, Т, для пищевого продукта, а также допустимый температурный градиент по всему пищевому продукту, т.е. от поверхности к внутренней части пищевого продукта.
[0045] На этапе 404 способ включает выбор заданной температуры для оценки. Программа оптимизации выполняет поиск по всем возможным заданным значениям температуры, т.е. температуры, до которой устройство для приготовления пищи пытается нагреть текучую среду до (в соответствии с обновленной информацией об управлении нагревателем) охлаждения до требуемой пользователем температуры пищевого продукта, когда внутренняя температура пищевого продукта достигает этой температуры.
0
0
[0046] На этапе 406 программа оптимизации вычисляет период работы нагревателя с учетом выбранной заданной температуры. Период работы нагревателя представляет собой время, в течение которого устройство для приготовления пищи должно изменить заданное значение с первоначально выбранной заданной температуры, которая в соответствии с раскрытыми принципами, как правило, превышает требуемую температуру Т пищевого продукта, на требуемую температуру Т. Программа оптимизации ступенчато изменяет состояние системы с течением времени: на каждом этапе она определяет температуру текучей среды, объем/массу текучей среды и температурный профиль пищевого продукта (с использованием определенной температуры текучей среды).
0
[0047] В некоторых вариантах реализации период работы нагревателя можно оценить как период времени до момента, когда на поверхности пищевого продукта будет достигнуто максимальное значение температуры, или период времени, когда на во внутренней части пищевого продукта будет достигнуто заданное пороговое значение. Пищевой продукт будет продолжать нагреваться (например, за счет эффекта переноса) после того, как заданная температура изменится с заданной температуры до требуемой пользователю температуры пищевого продукта из-за тепловой емкости текучей среды и/или нагревательного элемента. Этот период рассматривают как время нагрева или приготовления пищи, которое обычно превышает период работы нагревателя, и время, когда температуру внутренней части пищевого продукта оценивают как Т-δ (δ = допустимое отклонение от требуемой внутренней температуры). Указанный алгоритм предназначен для оптимизации времени нагрева. В некоторых вариантах реализации время нагрева можно оценить с использованием способа «пристрелки», как описано выше.
0
0
[0048] На этапе 408 алгоритм может остановиться по нескольким причинам. Например, заданная температура, использованная на последнем этапе, находится в пределах величины ε от заданного значения температуры, обеспечивающего наилучшее время нагрева. Указанная величина ε может зависеть от текущего состояния системы или оценки; например, если оптимизация происходит каждые N секунд (например, 10-300 секунд) и текучая среда не достигает температуры Т в течение N секунд, то любая заданная температура на уровне значения Т или выше него даст тот же результат. После достижения условия остановки программа оптимизации возвращается к этапу 404 для оценки еще одного значения заданной температуры.
[0049] На этапе 410, после того как все значения заданной температуры будут оценены, программа оптимизации выполняет поиск приемлемых заданных значений температуры с наилучшим временем приготовления пищи. Лучшему времени приготовления пищи может соответствовать наименьшее количество времени или программа, которая завершается в течение выбранного пользователем периода времени в будущем или в течение выбранного пользователем периода времени дня. В некоторых вариантах реализации для поиска значений заданной температуры с целью выбора заданной температуры, которая удовлетворяет требованиям оптимизированной программы приготовления пищи, может быть использован биномиальный или ограниченный алгоритм Ньютона, алгоритм прямого поиска или алгоритм поиска на основе градиента. На этапе 412, как только будет выбрана наилучшая заданная температура, значение заданной температуры и периода работы нагревателя возвращают в способ 300 работы для осуществления обмена данными с устройством для приготовления пищи на этапе 312 (ФИГ. 3).
[0050] На ФИГ. 5 представлена блок-схема, изображающая типовой способ 500 функционирования прогностической системы 100 для приготовления пищи на основе процессора в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящей технологии. Этот способ может храниться на любом устройстве хранения данных, например, во встроенном в процессор запоминающем устройстве, устройства для приготовления пищи; в качестве альтернативы, по меньшей мере часть способа может выполняться на пользовательском устройстве. Способ может быть применен не только для устройства 200, но и для других устройств для приготовления пищи.
[0051] Выполнение способа 500 начинается с этапа 502. Например, выполнение способа 500 может начинаться в ответ на активацию конкретного приложения на клиентском вычислительном устройстве 106 (ФИГ. 1), нажатие кнопки 204 управления и/или использование пользовательского интерфейса 205 устройства 200 для приготовления пищи (ФИГ. 2А и 2В). На этапе 504 система может получать информацию, указывающую одну или более характеристик пищевого продукта 12, подлежащего приготовлению (например, в текучей среде 10). На этапе 506 система может получать данные о требуемой температуре пищевого продукта и информацию, относящуюся к заданному допустимому температурному градиенту для пищевого продукта 12. На этапе 508 система выполняет процесс, включающий отправку команд управления нагревателем 210 (который может быть нагревателем, имеющим нагревательный элемент, расположенный в контейнере с текучей средой 10). Указанные команды могут содержать информацию, относящуюся к заданной температуре и периоду работы нагревателя. На этапе 510 данные измерения температуры (например, температуры текучей среды 10 и/или нагревателя 210) могут быть получены от датчика 211 температуры. На этапе 512 может быть измерена мощность, подводимая к нагревателю 210. На этапе 514 может быть определена одна или более констант, связанных с одной или более соответствующими физическими характеристиками (например, по меньшей мере одного из текучей среды 10 и контейнера 104), на основании по меньшей мере одного из измерения температуры и измерения мощности. На этапе 516 может быть определена температура пищевого продукта 12. На этапе 518 заданная температура и период работы нагревателя могут быть определены путем вычисления, например, температуры текучей среды, которая обеспечивает доведение пищевого продукта 12 до требуемой температуры пищевого продукта с одновременным поддержанием или понижением заданного допустимого температурного градиента в пищевом продукте 12, в результате чего после периода работы нагревателя текучая среда 10 охлаждается по существу до требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени и пищевой продукт 12 по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени. Процесс (например, этапы 508-518) может быть повторяться один или более раз до тех пор, пока температура пищевого продукта не достигнет требуемой температуры пищевого продукта, и в этот момент способ 500 способа заканчивается на этапе 520.
[0052] На ФИГ. 6А представлен график 600, изображающий температуру в зависимости от времени для бани на текучей среде и внутреннюю температуру пищевого продукта в ходе выполнения традиционных (пунктирные линии) и прогностических (сплошные линии) процессов приготовления пищи. При традиционном низкотемпературном приготовлении пищи температура 602 текучей среды доводится до заданного значения (например, 55°С) и поддерживается на этом уровне по меньшей мере до тех пор, пока пищевой продукт 606 не достигнет, например, температуры в пределах 2°С (линия 610) от заданной температуры, которая также является требуемой температурой пищевого продукта. В проиллюстрированном примере это происходит приблизительно через 96 минут (линия 614).
[0053] И напротив, с использованием раскрытой прогностической технологии приготовления пищи температура 604 текучей среды может быть увеличена до значения, значительно превышающего обычную заданную температуру. В проиллюстрированном примере температура 604 текучей среды может быть повышена приблизительно до 70°С. Такую температуру текучей среды поддерживают в течение всего периода работы нагревателя, в данном случае до момента истечения приблизительно 30 минут, после чего нагреватель выключается, и текучей среде дают остыть. Нагреватель остается выключенным и текучая среда остывает до тех пор, пока температура текучей среды не упадет до требуемой температуры пищевого продукта. При использовании раскрытых прогностических способов приготовления текучая среда по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени и пищевой продукт 608 по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени. В проиллюстрированном примере заданный период времени составляет приблизительно 50 минут (линия 612), что приблизительно вдвое меньше, чем при использовании традиционного способа. В этот момент нагреватель снова может быть включен с целью поддержания для текучей среды и пищевого продукта требуемой температуры пищевого продукта до тех пор, пока пользователь не будет готов подать пищевой продукт и/или пастеризовать пищевой продукт.
[0054] На ФИГ. 6 В представлен график 650, изображающий входную мощность на нагревателе в зависимости от времени при использовании традиционных и прогностических способов. Мощность показана в контексте широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в процентах рабочего цикла. При традиционном низкотемпературном приготовлении пищи нагреватель 652 наращивает мощность до приблизительно 100% рабочего цикла, пока не будет достигнуто заданное значение. В этот момент рабочий цикл снижается до приблизительно 25% для поддержания заданной температуры. При использовании раскрытых прогностических способов нагреватель 654 может наращивать мощность до приблизительно 100% рабочего цикла, пока текучая среда по существу не достигнет более высокой заданной температуры (например, 70°С) с допускаемым отклонением. В этот момент рабочий цикл снижается до приблизительно 45% для поддержания заданной температуры. Затем нагреватель выключается (т.е. устанавливается 0% рабочий цикл), чтобы текучая среда остыла до требуемой температуры текучей среды, по достижении которой нагреватель включается в рабочем цикле приблизительно 25% с целью поддержания для текучей среды и пищевого продукта требуемой температуры пищевого продукта.
[0055] На ФИГ. 7 показан типовой пользовательский интерфейс для приема различных данных пользовательского ввода, относящихся к пищевому продукту, подлежащему приготовлению. Например, на экране 1010 пользователь может выбрать, является ли пищевой продукт свежим или замороженным, с помощью переключателей 1024 или другого подходящего графического элемента управления. В том случае, если пищевой продукт представляет собой порционный кусок мяса, пользователь может ввести значение толщины порционного куска мяса с помощью переключателей 1026. Используя указанные начальные введенные данные, система может выдать оценку 1030 времени приготовления пищи, соответствующую обычному процессу низкотемпературного приготовления пищи. Пользователь может запустить этот процесс, нажав кнопку 1032 запуска. Однако на экране 1010 пользователю также предлагается возможность использования раскрытых прогностических способов приготовления пищи (например, Turbo Cook) путем выбора положения переключателя 1028. В этом случае пользователь может ввести дополнительную информацию на экране 1012. Например, пользователь может указать приблизительную форму пищевого продукта, нажав на соответствующую кнопку 1034. Пользователь также может ввести массу пищевого продукта (пищевых продуктов) с помощью элемента 1036 управления с циклически изменяемым значением. Эти настройки могут быть сохранены с помощью кнопки 1038 «Сохранить», после чего на экране 1014 может быть отображено обновленное расчетное время 1040 приготовления пищи с использованием раскрытых прогностических способов приготовления пищи. Экран 1014 может содержать кнопку 1042 «Далее» для перехода к следующему экрану. В некоторых вариантах реализации на экране 1016 может быть отображена информация и инструкции 1044 перед запуском процесса приготовления с помощью кнопки 1046 запуска.
[0056] На ФИГ. 8 показаны типовые экраны состояния, на которых отображается, например, текущая температура и оставшееся время приготовления пищи. На экране 1018 начального состояния отображается температура 1050 вместе с индикатором 1052 хода выполнения процесса (например, круговым). Также отображается расчетное время 1048 приготовления пищи. В некоторых вариантах реализации различные экраны могут содержать элементы 1054 управления навигацией. На экране 1020 отображается оставшееся время 1056, а также время 1058 дня, в которое пищевой продукт будет готов. Когда пищевой продукт будет приготовлен, система может поддерживать его температуру на требуемом уровне, пока пользователь не будет готов к его употреблению. На экране 1022 отображается продолжительность 1060 времени, в течение которой поддерживается конечная температура пищевого продукта, а также отображается время 1062, до которого предпочтительно употребить продукт.
[0057] В некоторых вариантах реализации типовая система для приготовления пищи может содержать устройство для приготовления пищи, по меньшей мере частично погружаемое в контейнер с текучей средой, причем указанное устройство содержит нагреватель и датчик температуры, а также по меньшей мере одно запоминающее устройство, хранящее команды. Поступление команды может привести к выполнению по меньшей мере одним процессором: приема информации, указывающей одну или более характеристик пищевого продукта, подлежащего приготовлению в текучей среде; приема данных о требуемой температуре пищевого продукта; выполнения процесса управления; и повторения процесса управления один или более раз до тех пор, пока температура пищевого продукта не достигнет требуемого значения температуры пищевого продукта. Процесс управления может включать: отправку команд управления нагревателем, включая информацию, относящуюся к заданной температуре нагревателя и периоду работы нагревателя; получение данных измерения температуры текучей среды от датчика температуры; измерение мощности, подводимой к нагревателю, определение одной или более констант, связанных с одной или более соответствующими физическими характеристиками по меньшей мере одного из текучей среды и контейнера, на основании по меньшей мере одного из данных измерения температуры и данных измерения мощности; определение температуры пищевого продукта; и определение заданной температуры нагревателя и периода работы нагревателя.
1
2
4
[0058] В некоторых вариантах реализации заданная температура и период работы нагревателя могут быть определены путем вычисления момента, когда пищевой продукт по существу достигнет требуемой температуры пищевого продукта с поддержанием или снижением заданного допустимого температурного градиента во всем пищевом продукте, а после периода работы нагревателя текучую среду охлаждают по существу до требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени и пищевой продукт по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени. Кроме того, система может получать по каналу беспроводной связи информацию, относящуюся к допустимому температурному градиенту в пищевом продукте, с помощью пользовательского устройства, такого как мобильный телефон или планшет. Система может обеспечивать обратную связь (с пользовательским устройством), относящуюся к заданному допустимому температурному градиенту. Заданная температура и период работы нагревателя могут быть определены путем вычисления температуры текучей среды, которая обеспечивает доведение пищевого продукта до требуемой температуры пищевого продукта в указанное пользователем время с одновременным поддержанием или понижением заданного допустимого температурного градиента в пищевом продукте. Система выполнена с возможностью оценки по меньшей мере одного из типа контейнера и размера контейнера на основании одной или более констант, причем один или более технологических параметров могут содержать по меньшей мере одно из значения (c) объема текучей среды, значения (с) теплопроводности контейнера или значения (с) потерь на испарение. В некоторых вариантах реализации система может принимать информацию по меньшей мере об одном из типа контейнера и размера контейнера. По меньшей мере одно из типа контейнера и размера контейнера может быть получено на основании названия, номера или штрих-кода, расположенного на контейнере. В некоторых вариантах реализации система может обнаруживать момент помещения пищевого продукта в контейнер на основании изменения данных измеряемой температуры и изменения данных измеряемой мощности. Система выполнена с возможностью определения того, помещен ли пищевой продукт в контейнер, до того, как текучая среда достигнет заданной температуры и в ответ на это может отрегулировать заданную температуру. Система выполнена с возможностью поддержания требуемой температуры пищевого продукта в течение периода времени пастеризации, выбранной на основании требуемой температуры пищевого продукта и информации, указывающей одну или более характеристик пищевого продукта. Устройство для приготовления пищи может содержать датчик давления и/или система может принимать информацию о географическом местоположении от пользовательского устройства и оценивать атмосферное давление на основании высоты географического местоположения.
1
2
4
[0059] В некоторых вариантах реализации типовая система для приготовления пищи может содержать устройство для приготовления пищи, причем указанное устройство содержит нагреватель и датчик температуры или давления, а также по меньшей мере одно запоминающее устройство, хранящее команды. Поступление команды может привести к выполнению по меньшей мере одним процессором: приема информации, указывающей одну или более характеристик пищевого продукта, подлежащего приготовлению; приема данных о требуемой температуре пищевого продукта; и выполнения процесса. Процесс может включать отправку команд управления нагревателем, включающих заданную температуру, период работы нагревателя или как заданную температуру, так и период работы нагревателя; получение данных измерения температуры (Т), относящейся к приготовлению пищевого продукта, от датчика; измерение мощности (Р), подводимой к нагревателю; определение значения (c) объема текучей среды, значения (с) теплопроводности контейнера или значения (c) потерь на испарение путем подгонки заданной физической модели по меньшей мере к данным измерения температуры (Т) и данным измерения мощности (Р); определение температуры (τ) пищевого продукта; и определение заданной температуры, периода работы нагревателя или как заданной температуры, так и периода работы нагревателя.
3
0
0
p
р
[0060] Система может содержать команды, при получении которых процессор повторяет процесс управления один или более раз до тех пор, пока температура пищевого продукта не достигнет требуемого значения. В некоторых вариантах реализации устройство для приготовления пищи по меньшей мере частично погружают в контейнер с текучей средой. Заданная температура и период работы нагревателя могут быть определены путем вычисления температуры текучей среды, при которой пищевой продукт по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта с поддержанием или снижением заданного допустимого температурного градиента во всем пищевом продукте, а после периода работы нагревателя текучую среду охлаждают по существу до требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени и пищевой продукт по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени. Устройство для приготовления пищи может быть выполнено с возможностью по меньшей мере частичного погружения в контейнер с текучей средой и физическая модель может включать уравнение 1, где (F) представляет собой энергию, поступающую в пищевой продукт, (с) представляет собой смещение, зависящее от температуры воздуха и температуры конденсации, а (Н) представляет собой удельную влажность на поверхности текучей среды. Физическая модель может быть вычислена с использованием одного из способа наименьших квадратов или способа на основе фильтра Калмана. Температура (τ) пищевого продукта может быть определена с помощью уравнений 2-4, где τ(0≤r≤R, t≥t) представляет собой температуру пищевого продукта, t представляет собой время добавления пищевого продукта, α=k/(ρc) представляет собой коэффициент термической диффузии, к представляет собой теплопроводность, ρ представляет собой плотность, с представляет собой удельную теплоемкость, 2R представляет собой собственную толщину, 0≤β≤2 представляет собой собственную форму, h представляет собой коэффициент теплоотдачи на поверхности, а хо представляет собой начальную температуру пищевого продукта. В некоторых вариантах реализации заданная температура может превышать требуемую температуру пищевого продукта, а устройство для приготовления пищи может быть выполнено с возможностью по меньшей мере частичного погружения в контейнер с текучей средой.
[0061] В некоторых вариантах реализации типовой способ нагревания пищевого продукта может включать прием информации, указывающей одну или более характеристик пищевого продукта, подлежащего приготовлению; получение данных о требуемой температуре пищевого продукта; получение информации, относящейся к заданному допустимому температурному градиенту в пищевом продукте; выполнение процесса; и повторение процесса один или более раз до тех пор, пока температура пищевого продукта не достигнет требуемого значения. Процесс может включать: отправку команд управления нагревателем, расположенным рядом с пищевым продуктом, подлежащим приготовлению, включающих информацию, относящуюся к заданной температуре и периоду работы нагревателя; получение данных измерения температуры среды вблизи пищевого продукта, подлежащего приготовлению; измерение мощности, подводимой к нагревателю; определение одного или более технологических параметров, связанных с одной или более соответствующими физическими характеристиками, относящимися к среде, окружающей пищевой продукт, на основании по меньшей мере одного из данных измерения температуры и данных измерения мощности; оценку температуры пищевого продукта; и определение заданной температуры и периода работы нагревателя путем вычисления температуры текучей среды, при которой пищевой продукт по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта с поддержанием или снижением заданного допустимого температурного градиента во всем пищевом продукте, а после периода работы нагревателя текучую среду охлаждают по существу до требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени и пищевой продукт по существу достигает требуемой температуры пищевого продукта в течение заданного периода времени.
1
2
3
[0062] В некоторых вариантах реализации способ включает нагревание пищевого продукта в контейнере с текучей средой, а определение одного или более технологических параметров может включать определение по меньшей мере одного из значения (c) объема текучей среды, значения (с) теплопроводности контейнера или значения (04) потерь на испарение путем подгонки физической модели по меньшей мере к данным измерения температуры (Т) и данным измерения мощности (Р). Физическая модель может включать уравнение 1, где (F) представляет собой энергию, поступающую в пищевой продукт, (с) представляет собой смещение, зависящее от температуры воздуха, окружающего устройство для приготовления пищи, и температуры конденсации окружающей среды, окружающей устройство для приготовления пищи, а (Н) представляет собой удельную влажность на поверхности текучей среды.
[0063] В других вариантах реализации прибор 102 для приготовления пищи может включать конвекционные сушильные шкафы, духовки с увлажнением или конвекционно-паровые печи, конвекционные микроволновые печи, смесители с подогревом, блендеры с подогревом и тостеры. В этих вариантах реализации контейнер 104 заполняют текучей средой 10, такой как воздух с водяным паром или без него, а устройство 200 для приготовления пищи выполнено за одно целое с прибором для приготовления пищи, например, в виде нагревательного элемента в конвекционном сушильном шкафу, в виде микроволнового генератора в конвекционной микроволновой печи или нагревательного элемента в щели тостера. Устройство 200 для приготовления пищи сообщается по текучей среде с жидкостью 10, представляющей собой воздух в полости или щели, и, когда устройство 200 для приготовления пищи нагревает жидкость 10, пищевой продукт 12 может быть приготовлен согласно прогностическим способам приготовления, раскрытым в данном документе. В этих случаях, если устройство 200 для приготовления пищи выполнено за одно целое с прибором 102 для приготовления пищи, размер контейнера 102 может быть задан и установлен как константа при изготовлении, и пользователю не нужно вводить его.
[0064] В других вариантах реализации прибор 102 для приготовления пищи может включать обычную кастрюлю или кастрюлю под давлением, используемую с индукционной плитой. В этих вариантах реализации контейнер 104 заполняют текучей средой 10, такой как насыщенный пар, а устройство 200 для приготовления пищи представляет собой индукционную плиту, обеспечивающую нагрев обычной кастрюли или кастрюли под давлением. Устройство 200 для приготовления пищи, представляющее собой индукционную плиту, энергетически сообщается с кастрюлей и, таким образом, с жидкостью 10, и по мере того, как устройство 200 для приготовления пищи нагревает жидкость 10, пищевой продукт 12 может быть приготовлен согласно прогностическим способам приготовления, раскрытым в данном документе.
[0065] Еще в одном варианте реализации устройство 200 для приготовления пищевого продукта в контейнере 104, содержащем текучую среду 10, содержит датчик 211 температуры для обеспечения измерения температуры, датчик 212 давления для измерения давления окружающей среды, второй датчик давления (не показан) для обеспечения измерения давления в контейнере и датчик влажности (не показан) для обеспечения измерения влажности. Датчик 211 температуры может быть пригодным для обеспечения данных о температуре, измеряемой в текучей среде 10, и/или на нагревателе 210 и/или на нагревательном элементе нагревателя 210. Устройство 200 для приготовления пищи также содержит по меньшей мере одно запоминающее устройство 110 для хранения исполнимых команд для управления работой устройства 200 для приготовления пищи. Устройство 200 для приготовления пищи также содержит по меньшей мере один процессор 213, выполненный с возможностью исполнения исполнимых команд. Процессор 213 управляет нагревателем 210, при необходимости содержащим нагревательный элемент, для нагрева текучей среды 10 в соответствии с информацией об управлении нагревателем, относящейся к заданной температуре и периоду работы нагревателя. Заданная температура представляет собой температуру, до которой нагреватель 210 должен нагреть текучую среду 10. Период работы нагревателя представляет собой период времени, в течение которого задана работа нагревателя 210 до заданной температуры.
[0066] Процессор 213 выполнен с возможностью приема информации о пищевом продукте, указывающей одну или более характеристик пищевого продукта, подлежащего приготовлению в текучей среде, а также требуемую температуру пищевого продукта. Аналогичным образом, процессор 213 выполнен с возможностью получения данных измерения температуры от датчика 211 температуры, получения данных измерения давления окружающей среды от датчика 212 давления, получения данных измерения давления в емкости от второго датчика давления и получения данных измерения влажности от датчика влажности.
[0067] Процессор 213 также выполнен с возможностью обеспечения определения мощности, подводимой к нагревателю, на основании информации об управлении нагревателем. Например, процессор 213 выполнен с возможностью предоставления технических характеристик нагревателя 210 и информации о напряжении, токе и/или рабочем цикле на облачный сервер (не показан) для определения мощности, подводимой к нагревателю, на основании информации об управлении нагревателем. В качестве альтернативы, облачный сервер может хранить и/или осуществлять доступ к этой информации после предшествующий определений. В качестве еще одной альтернативы процессор 213 может выполнять определение подводимой мощности на основании информации об управлении нагревателем.
[0068] Процессор 213 выполнен с возможностью обеспечения определения одного или более технологических параметров, связанных с одной или более соответствующими физическими характеристиками по меньшей мере одного из текучей среды и контейнера, на основании по меньшей мере одного из измерения температуры и измерения мощности. Например, процессор 213 может предоставлять результаты измерения температуры, измерения мощности, измерения давления окружающей среды, измерения давления в контейнере и/или измерения влажности на облачный сервер для определения одного или более технологических параметров. В качестве альтернативы, облачный сервер может хранить и/или осуществлять доступ к этой информации после предшествующий определений. В качестве еще одной альтернативы процессор 213 может выполнять определение одного или более технологических параметров локально.
[0069] Процессор 213 выполнен с возможностью обеспечения определения температуры пищевого продукта на основании одного или более технологических параметров, данных измерения температуры и/или данных измерения мощности. Например, процессор 213 может предоставлять один или более технологических параметров, результаты измерения температуры, измерения мощности, измерения давления окружающей среды, измерения давления в контейнере и/или измерения влажности на облачный сервер для определения температуры пищевого продукта. В качестве альтернативы, облачный сервер может хранить и/или осуществлять доступ к этой информации после предшествующий определений. В качестве еще одной альтернативы процессор 213 может выполнять определение температуры пищевого продукта локально.
[0070] Процессор 213 выполнен с возможностью обеспечения определения обновленной информации об управлении нагревателем на основании температуры пищевого продукта, одного или более технологических параметров, данных измерения температуры и/или данных измерения мощности. Например, процессор 213 может предоставлять данные о температуре пищевого продукта, один или более технологических параметров, результаты измерения температуры, измерения мощности, измерения давления окружающей среды, измерения давления в контейнере и/или измерения влажности на облачный сервер для определения обновленной информации об управлении нагревателем. В качестве альтернативы, облачный сервер может хранить и/или осуществлять доступ к этой информации после предшествующий определений. В качестве еще одной альтернативы процессор 213 может выполнять определение обновленной информации об управлении нагревателем локально.
[0071] Процессор 213 также выполнен с возможностью управления нагревателем 210 в соответствии с обновленной информацией об управлении нагревателем до тех пор, пока температура пищевого продукта по существу не достигнет требуемой температуры пищевого продукта.
[0072] Процессор 213 также выполнен с возможностью приема информации о контейнере, указывающей по меньшей мере одно из типа и размера контейнера 104. Процессор 213 выполнен с возможностью обеспечения определения одного или более технологических параметров по меньшей мере на основании информации о контейнере. Информация о контейнере может быть включена в название, номер или штрих-код, указанные на контейнере 104.
[0073] В каком-либо из вариантов реализации устройство 200 для приготовления пищи может содержать контейнер 104. В некоторых вариантах реализации устройство 200 для приготовления пищи содержит нагреватель 210.
Подходящая система
[0074] Раскрытые в данном документе способы могут быть реализованы в виде специализированного аппаратного обеспечения (например, схем), в виде программируемой схемы, соответствующим образом запрограммированной с применением программного обеспечения и/или аппаратно реализованного программного обеспечения, или в виде комбинации специализированных и программируемых схем. Следовательно, варианты осуществления могут включать машиночитаемый носитель, на котором хранятся команды, которые могут быть использованы для обеспечения выполнения процесса под управлением компьютера, микропроцессора, процессора и/или микроконтроллера (или других электронных устройств). Машиночитаемый носитель может включать, помимо прочего, оптические диски, запоминающие устройства только для чтения на компакт-дисках (compact disc readonly memories, CD-ROM), магнитооптические диски, ПЗУ, запоминающие устройства с произвольным доступом (random access memories, RAM), стираемые программируемые запоминающие устройства только для чтения (erasable programmable read-only memories, EPROM), электрически стираемые программируемые запоминающие устройства только для чтения (electrically erasable programmable read-only memories, EEPROM), магнитные или оптические карты, электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство или носитель/машиночитаемый носитель другого типа, пригодный для хранения электронных команд.
[0075] Сеть 112, показанная на ФИГ. 1, может представлять собой локальную сеть (local area network, LAN) или глобальную сеть (wide area network, WAN), но также может представлять собой другую проводную или беспроводную сеть. Сеть 112 может представлять собой Интернет или другую сеть общего пользования или частную сеть. Клиентские вычислительные устройства 106 могут быть подключены к сети 112 через сетевой интерфейс, например, посредством проводной или беспроводной связи. Раскрытые в данном документе способы могут быть реализованы на одном или более процессорах. Например, система может быть реализована на одном или более объединенных в сеть процессорах 108, процессоре 213 устройства для приготовления пищи, процессоре связанного клиентского вычислительного устройства 106 или любой подходящей их комбинации.
[0076] Некоторые варианты реализации более подробно обсуждаются ниже со ссылкой на фигуры. На ФИГ. 9 представлена функциональная схема, иллюстрирующая устройства, с применением которых могут быть осуществлены некоторые варианты реализации раскрытой технологии. Устройства могут содержать аппаратные компоненты устройства 700, которые определяют оптимальные программы приготовления пищи. Устройство 700 может содержать одно или более устройств 720 ввода, которые обеспечивают ввод данных в ЦП (процессор) 710, инициируя выполнение ним действий. Информация о действиях, как правило, первоначально поступает в аппаратный контроллер, который интерпретирует сигналы, принятые от устройства ввода, и передает информацию в ЦП 710 с использованием протокола связи. Устройства 720 ввода включают, например, указывающее устройство, клавиатуру, сенсорный экран, инфракрасный датчик, сенсорную панель, носимое устройство ввода, устройство ввода на основе камеры или анализа изображения, микрофон или другие пользовательские устройства ввода.
[0077] ЦП 710 может представлять собой одиночный блок обработки или множество блоков обработки в одном устройстве или распределенные по множеству устройств. ЦП 710 может быть связан с другими аппаратными устройствами, например, посредством шины, такой как шина PCI или шина SCSI. ЦП 710 может обмениваться данными с помощью аппаратного контроллера с такими устройствами, как дисплей 730. Дисплей 730 может быть использован для отображения текста и графических данных. В некоторых примерах дисплей 730 обеспечивает для пользователя графическую и текстовую визуальную обратную связь. В некоторых вариантах реализации дисплей 730 содержит устройство ввода в виде части дисплея, например, если устройство ввода представляет собой сенсорный экран или оборудовано системой контроля направления взгляда. В некоторых вариантах реализации дисплей является устройством, отдельным от устройства ввода. Примеры устройств отображения включают: экран жидкокристаллического дисплея; экран светодиодного дисплея; проецируемый, голографический дисплей или дисплей на основе технологии дополненной реальности (например, устройство отображения на лобовом стекле или устройство, закрепляемое на голове); и т.д. Другие устройства ввода/вывода 740 также могут быть связаны с процессором, например, сетевая карта, видеокарта, звуковая карта, USB, Fire Wire или другое внешнее устройство, камера, принтер, динамики, привод CD-ROM, привод DVD, дисковый накопитель или устройство Blu-Ray.
[0078] В некоторых вариантах реализации устройство 700 также содержит устройство связи, выполненное с возможностью осуществления беспроводной или проводной связи с сетевым узлом. Устройство связи выполнено с возможностью осуществления связи с другим устройством или сервером посредством сети с использованием, например, протоколов TCP/IP. Устройство 700 выполнено с возможностью использования устройства связи для распределения операций по множеству сетевых устройств.
[0079] ЦП 710 может иметь доступ к запоминающему устройству 750. Запоминающее устройство содержит одно или более различных аппаратных устройств для кратковременного и долговременного хранения данных, и может включать как запоминающее устройство только для чтения, так и запоминающее устройство с возможностью перезаписи. Например, запоминающее устройство может включать запоминающее устройство с произвольным доступом (RAM), регистры ЦП, запоминающее устройство только для чтения (read-only memory, ROM) и запоминающее устройство для долговременного хранения данных с возможностью перезаписи, такое как электрически перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство, накопители на жестких дисках, гибкие диски, компакт-диски, DVD-диски, магнитные запоминающие устройства, ленточные накопители, буферы устройств и т.д. Запоминающее устройство не является распространяющимся сигналом, существующим независимо от используемого аппаратного обеспечения; запоминающее устройство, таким образом, является энергонезависимым. Запоминающее устройство 750 может включать запоминающее устройство 760 для хранения программ, в котором хранятся программы и программное обеспечение, такие как операционная система 762, платформа 764 прогностического приготовления пищи и другие прикладные программы 766. Запоминающее устройство 750 также может включать запоминающее устройство 770 для хранения данных, которое может содержать информацию о времени начала, времени завершения, предпочтениях пользователя, таких как мягкость мяса, и т.д., которая может быть предоставлена в запоминающее устройство 760 для хранения программ или любой элемент устройства 700.
[0080] Некоторые варианты реализации могут быть выполнены с возможностью работы с множеством других сред или конфигураций вычислительных систем общего или специального назначения. Примеры широко известных вычислительных систем, сред и/или конфигураций, которые могут быть пригодными для использования с настоящей технологией, включают, помимо прочего, персональные компьютеры, серверные компьютеры, карманные или портативные устройства, сотовые телефоны, мобильные телефоны, носимые электронные устройства, игровые консоли, планшетные устройства, многопроцессорные системы, микропроцессорные системы, телевизионные приставки, программируемые бытовые электронные устройства, сетевые ПК, миникомпьютеры, суперкомпьютеры или мейнфреймы, распределенные вычислительные среды, которые включают любые из вышеперечисленных систем или устройств, и т.п.
[0081] На ФИГ. 10 представлена функциональная схема, иллюстрирующая среду 800, в которой могут быть осуществлены некоторые варианты реализации раскрытой технологии. Среда 800 может включать одно или более клиентских вычислительных устройств 805A-D, примеры которых могут включать устройство 700. Клиентские вычислительные устройства 805 могут работать в сетевой среде с использованием логических соединений посредством сети 830 с одним или более удаленными компьютерами, такими как серверное вычислительное устройство 810.
[0082] В некоторых вариантах реализации серверное вычислительное устройство 810 может представлять собой пограничный сервер, принимающий клиентские запросы и координирующий выполнение этих запросов через другие серверы, такие как серверы 820А-С. Серверные вычислительные устройства 810 и 820 могут содержать вычислительные системы, такие как устройство 700. Хотя каждое серверное вычислительное устройство 810 и 820 логически отображено как один сервер, каждое из серверных вычислительных устройств может представлять собой распределенную вычислительную среду, охватывающую множество вычислительных устройств, расположенных в одном месте или в разных в географическом отношении физических местоположениях. В некоторых вариантах реализации каждое серверное вычислительное устройство 820 соответствует группе серверов.
[0083] Каждое из клиентских вычислительных устройств 805 и серверных вычислительных устройств 810 и 820 может выполнять функцию сервера или клиента для других серверных/клиентских устройств. Сервер 810 выполнен с возможностью подключения к базе 815 данных. Каждый из серверов 820А-С может быть выполнен с возможностью подключения к соответствующей базе 825А-С данных. Как обсуждалось выше, каждый сервер 820 может соответствовать группе серверов и эти сервера могут совместно использовать базу данных или каждый из этих серверов может иметь свою собственную базу данных. Базы данных 815 и 825 могут содержать (например, хранить) информацию, такую как информация о времени начала, времени завершения и предпочтениях пользователя. Хотя базы данных 815 и 825 логически отображаются как отдельные блоки, каждая из баз данных 815 и 825 может представлять собой распределенную вычислительную среду, охватывающую множество вычислительных устройств, может быть расположена в пределах соответствующего ей сервера или может быть расположена в одном месте или в разных в географическом отношении физических местоположениях.
[0084] Сеть 830 может представлять собой локальную сеть (local area network, LAN) или глобальную сеть (wide area network, WAN), но также может представлять собой другую проводную или беспроводную сеть. Сеть 830 может представлять собой Интернет или другую сеть общего пользования или частную сеть. Клиентские вычислительные устройства 805 могут быть подключены к сети 830 через сетевой интерфейс, например, посредством проводной или беспроводной связи. Хотя соединения между сервером 810 и серверами 820 показаны как отдельные соединения, эти соединения могут представлять собой локальную, глобальную, проводную или беспроводную сеть любого вида, включая сеть 830 или отдельную сеть общего пользования или частную сеть.
[0085] На ФИГ. 11 представлена функциональная схема, иллюстрирующая компоненты 900, которые в некоторых вариантах реализации могут быть использованы в системе, в которой используется раскрытая технология. Компоненты 900 включают аппаратное обеспечение 902, общее программное обеспечение 920 и специализированные компоненты 940. Как обсуждалось выше, в системе, в которой реализована раскрытая технология, может быть использовано различное аппаратное обеспечение, включая блоки 904 обработки (например, ЦП, GPU, APU и т.д.), рабочее запоминающее устройство 906, накопительное запоминающее устройство 908 и устройства 910 ввода и вывода. Компоненты 900 могут быть реализованы в клиентском вычислительном устройстве, таком как клиентские вычислительные устройства 805, или в серверном вычислительном устройстве, таком как серверное вычислительное устройство 810 или 820.
[0086] Общее программное обеспечение 920 может включать различные приложения, такие как операционная система 922, локальные программы 924 и базовая система 926 ввода-вывода (basic input output system, BIOS). Специализированные компоненты 940 могут представлять собой подкомпоненты общего программного приложения 920, например, локальные программы 924. Специализированные компоненты 940 могут включать модуль 944 переменных, модуль 946 определения оптимальной программы приготовления пищи, модуль 948 регулирования нагрева и компоненты, которые могут быть использованы для передачи данных и управления специализированными компонентами, такие как интерфейс 942. В некоторых вариантах реализации компоненты 900 могут находиться в вычислительной системе, которая распределена по множеству вычислительных устройств, или могут представлять собой интерфейс приложения, работающего на сервере и исполняющего один или более специализированных компонентов 940.
[0087] Для специалистов в данной области техники будет понятно, что компоненты, показанные на ФИГ. 9-11, описанные выше и показанные на каждой из рассмотренных выше функциональных схем, могут быть изменены множеством способов. Например, порядок логической схемы может быть изменен, подэтапы могут выполняться параллельно, показанная логическая схема может быть опущена, может быть включена другая логическая схема и т.д. В некоторых вариантах реализации один или более компонентов, описанных выше, могут исполнять один или больше процессов, описанных ниже.
[0088] Ссылка в настоящем описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанные в связи с этим вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Все выражения «в одном варианте осуществления», включенные в различные места описания, не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления, а также не относятся к отдельным или альтернативным вариантам осуществления, взаимно исключающим другие варианты осуществления. Кроме того, описаны различные признаки, которые могут быть представлены в некоторых вариантах осуществления, но не представлены в других вариантах осуществления. Аналогичным образом, описаны различные признаки, которые могут представлять собой требования для некоторых вариантов осуществления, но эти требования не относятся к другим вариантам осуществления.
[0089] Термины, используемые в настоящем описании, как правило, имеют свои обычные значения в данной области техники (в пределах контекста настоящего изобретения) и в конкретном контексте, в котором используется каждый термин. Следует отметить, что одно и то же утверждение может быть представлено более чем одним способом. Соответственно, для любого одного или более терминов, обсуждаемых в данном документе, может быть использована альтернативная формулировка и синонимы, и не следует придавать никакого особого значения тому, был ли термин подробно объяснен или обсужден в данном документе. Для некоторых терминов приведены синонимы. Указание одного или более синонимов не исключает возможности использования других синонимов. Использование примеров в любом месте в этом описании, включая примеры любого обсуждаемого в данном документе термина, является исключительно иллюстративным и не предназначено для дополнительного ограничения объема и содержания настоящего изобретения или любого приведенного в качестве примера термина. Аналогичным образом, настоящее изобретение не ограничивается различными вариантами осуществления, приведенными в этом описании. Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно известно специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение. В случае обнаружения противоречия настоящий документ, включая определения, будет иметь преимущественную силу.
[0090] Различные вышеописанные варианты осуществления могут быть объединены для обеспечения дополнительных вариантов осуществления. Все патенты США, публикации патентных заявок США, заявки на патенты США, зарубежные патенты, зарубежные патентные заявки и непатентные публикации, упомянутые в данном описании и/или перечисленные в информационном листе заявки, включая заявку на патент США №16/116,460, поданную 29 августа 2018 г., полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. Аспекты вариантов осуществления могут быть изменены, если необходимо использовать концепции различных патентов, заявок и публикаций для обеспечения дополнительных вариантов осуществления.