СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВОГО ПРОДУКТА
METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE FOOD PREPARATION PROCESS

ОПИСАНИЕ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Варианты воплощения настоящего изобретения, в целом, относятся к управлению процессом приготовления пищевого продукта, и, в частности, к способу, аппарату и компьютерному программному продукту для управления процессом приготовления пищевого продукта на основе обнаружения исходного состояния пищевого продукта.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует принять во внимание, что исходное состояние определенного типа пищевого продукта, которую необходимо приготовить, может оказывать определенное воздействие на управление процессом приготовления пищевого продукта. Используемый в настоящем описании термин "исходное состояние" относится к состоянию пищевого продукта во время или до начала процесса приготовления пищевого продукта. Например, исходное состояние может включать в себя замороженную или не замороженную пищевой продукт, замороженное состояние или степень заморозки пищевого продукта, количество пищевого продукта и так далее. Вообще говоря, профиль приготовления пищевого продукта или параметры должны быть выбраны, по меньшей мере, частично на основе исходного состояния пищевого продукта. В качестве примера, различное время приготовления пищевого продукта и/или температуры могут быть выбраны в зависимости от того, заморожен ли пищевой продукт.
Традиционно, исходное состояние пищевого продукта зачастую оценивается человеком, и процесс приготовления управляется на основе выбора пользователем времени приготовления, температуры приготовления и, возможно, других параметров. Например, пользователь может определить исходное состояние пищевого продукта, которую он/она хочет приготовить в соответствии с некоторыми визуальными и/или тактильными признаками, и затем выбрать программу приготовления посредством рабочих кнопок, ручек или любых других механизмов в устройстве для приготовления пищевого продукта. Тем не менее, человек-пользователи, особенно обычные потребители часто не способны точно и количественно определить исходное состояние различных видов пищевого продукта. Таким образом, процесс приготовления пищевого продукта будет нарушаться из-за некоторых человеческих ошибок.
Для достижения более сложного управления для автоматического выбора профиля приготовления пищевого продукта были предложены несколько инвазивных или неинвазивных способов для обнаружения замороженного/не замороженного состояний, например, посредством измерения исходной температуры пищевого продукта. К сожалению, как инвазивные, так и неинвазивные способы имеют недостатки, которые ограничивают их применение. Например, инвазивные способы обычно требуют контакта между инструментом обнаружения и пищевому продукту, что может вызвать разрушение или загрязнение пищевого продукта. Неинвазивные способы обычно используют технологии распознавания, такие как инфракрасное излучение (IR), которые в состоянии определять только температуру поверхности пищевого продукта. В результате трудно предсказать пищевой продукт поверхностно, частично или полностью заморожен. К тому же, из-за недостатков, таких как высокая стоимость, неудобное обслуживание и неточности в суровой среде (например, в среде приготовления), известные решения не могут удовлетворить практическим требованиям потребителей устройств для приготовления при предоставлении достаточной устойчивости для управления процессом готовки.
В ЕР 0238022 А2 описывает нагревательный аппарат для приготовления пирожного, содержащий газовый датчик и датчик веса, которые используются для определения общего времени нагрева.
В ЕР 0001396 А1 описывает способ приготовления мяса в микроволновой печи посредством определения средней внутренней температуры мяса, которая свидетельствует о внутренней степени готовности мяса, как функции измененных и оцифрованных внешних условий по влажности и температуре в определенном месте.
US 2013/0092682 A1 описывает печь, содержащую множество источников энергии и контроллер для приготовления пищевого продукта, который может изменять параметры приготовления пищевого продукта на основе информации, полученной от оператора печи.
JP S58 47934 А описывает способ приготовления пищевого продукта в высокочастотном нагревателе, содержащем этап установления коэффициента потери веса на основе типа и количества вещества, которое необходимо приготовить, и этап окончания приготовления пищевого продукта, когда фактический коэффициент потери веса достигает заданного значения.
С учетом вышеизложенного, существует потребность в данной области для более точного и экономически эффективного решения для управления процессом приготовления.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для решения вышеуказанных и других потенциальных проблем, варианты воплощения настоящего изобретения предлагают способ, аппарат и компьютерный программный продукт для управления процессом приготовления пищевого продукта.
Изобретение определяется независимыми пунктами формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения определяют предпочтительные варианты воплощения.
В одном аспекте варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают способ управления процессом приготовления пищевого продукта.
Способ включает в себя этапы, на которых: обнаруживают изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте за первый период времени; определяют исходное состояние пищевого продукта, по меньшей мере, частично на основе обнаруженного изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте; и управляют процессом приготовления, по меньшей мере, частично на основе определенного исходного состояния пищевого продукта. Другие варианты воплощения в этой области включают в себя соответствующий компьютерный программный продукт для управления процессом приготовления пищевого продукта.
В другом аспекте варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают аппарат для управления процессом приготовления пищевого продукта. Аппарат содержит: блок обнаружения, выполненный с возможностью обнаруживать изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте в течение первого периода времени, где первый испаряемый компонент, включающий в себя воду в пищевом продукте; блок определения исходного состояния, выполненный с возможностью определять исходное состояние пищевого продукта, по меньшей мере, частично на основе обнаруженного изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте; и блок управления приготовлением, выполненный с возможностью управлять процессом приготовления пищевого продукта, по меньшей мере, частично на основе определенного исходного состояния пищевого продукта.
Эти варианты воплощения настоящего изобретения могут быть воплощения, чтобы реализовать один или более из следующих преимуществ. В соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения, исходное состояние пищевого продукта, может быть определено посредством обнаружения изменения веса испаряемого компонента(ов), такого как вода, в пищевом продукте. Таким образом, определение исходного состояния может быть сделано без контакта с пищевым продуктом, тем самым избегая любые разрушения или загрязнения. Кроме того, так как изменение веса испаряемого компонента в пищевом продукте, может быть точно обнаружено надежными недорогостоящими устройствами, то можно определить исходное состояние пищевого продукта и управлять процесс приготовления пищевого продукта с высокой точностью при сохранении затрат на относительно низком уровне. Кроме того, примерные варианты воплощения настоящего изобретения нуждаются в минимальном вмешательстве пользователей и могут быть применены в связи с различными видами устройств приготовления.
Другие отличительные признаки и преимущества вариантов воплощения настоящего изобретения будут также понятны из последующего описания примерных вариантов воплощения при прочтении совместно с сопровождающими чертежами, которые иллюстрируют, в качестве примера, сущность и принципы настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Детали одного или более вариантов воплощения настоящего изобретения изложены в прилагаемых чертежах и в приведенном ниже описании. Другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из описания, чертежей и формулы изобретения, на которых:
Фиг. 1 - блок-схема, иллюстрирующая способ управления процессом приготовления пищевого продукта в соответствии с примерными вариантами воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 2А и 2В - схемы, иллюстрирующие термогравиметрические профили для картофеля фри и фрикаделек, соответственно, в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения; и
Фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая аппарат для управления процессом приготовления пищевого продукта в соответствии с примерными вариантами воплощения настоящего изобретения.
На всех чертежах одинаковые или подобные ссылочные номера указывает на те же или аналогичные элементы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В целом, варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают способ, аппарат и компьютерный программный продукт для управления процессом приготовления. Одна из основных изобретательских идей настоящего изобретения заключается в определении исходного состояния пищевого продукта посредством обнаружения изменения веса воды или каких-либо других компонентов, испаряемых из пищевого продукта в течение определенного периода времени. Поскольку изменение веса может быть измерено различными надежными и недорогими способами, варианты воплощения настоящего изобретения обеспечивают точный и экономически эффективный способ определения исходного состояния пищевого продукта (например, заморожена/не заморожена, количество пищевого продукта и так далее), и управления процессом приготовления пищевого продукта соответственно.
Ссылаясь теперь на Фиг. 1, где показана блок-схема способа 100 управления процессом приготовления пищевого продукта в соответствии с примерными вариантами воплощения настоящего изобретения.
На этапе S101 обнаруживается изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте в течение первого периода времени. Используемый в настоящем описании термин "испаряемый компонент (ы)" относится к любым компонентам, которые могут испаряться из пищевого продукта при определенном условии (условиях). Например, в некоторых вариантах воплощения испаряемый компонент может представлять собой воду в пищевом продукте. Как известно, вода будет испаряться при повышении температуры, например, при разогреве пищевого продукта. В качестве альтернативы или дополнительно, можно обнаружить изменение веса любых других подходящих к испарению компонентов в пищевом продукте, таких, как испаряемый жир и так далее. Только в качестве иллюстрации, в последующем описании, некоторые примерные варианты воплощения будут описаны со ссылкой на воду. Тем не менее, следует отметить, что объем настоящего изобретения этим не ограничивается.
В некоторых вариантах воплощения изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте может быть обнаружено в процессе отдельном от процесса приготовления пищевого продукта. То есть, в таких вариантах воплощения изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте и, таким образом, исходное состояние пищевого продукта обнаруживаются до начала процесса приготовления. Таким образом, весь процесс приготовления пищевого продукта может управляться в соответствии с определенным исходным состоянием пищевого продукта, таким образом, пищевой продукт может быть хорошо приготовлен.
В качестве альтернативы, в некоторых других вариантах воплощения обнаружение изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте, а также определение исходного состояния пищевого продукта может быть сделано в качестве части процесса приготовления пищевого продукта. Более конкретно, в таких вариантах воплощения первый период, в течение которого обнаруживается изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте, может быть исходным периодом времени приготовления пищевого продукта для процесса приготовления пищевого продукта. В качестве примера, изначально пользователь может выбрать профиль приготовления или программу, например, случайным образом или в соответствии с личным опытом или некоторыми визуальными/тактильными признаками. Тогда в исходный период (например, несколько минут) времени приготовления, изменение веса первого испаряемого компонента может быть обнаружено, таким образом, что может быть определено исходное состояние пищевого продукта для управления оставшимся процессом приготовления пищевого продукта. Это было бы выгодно с точки зрения времени приготовления, так как никакого дополнительного времени не требуется.
В некоторых вариантах воплощения, с тем чтобы облегчить обнаружение изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте, пищевой продукт может быть помещен в окружающую среду с заранее определенной конфигурацией. Например, пищевой продукт может быть помещен в печь или любое другое подходящее устройство для приготовления пищевого продукта с заранее определенной влажностью, температурой и так далее. В частности, в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения пищевой продукт может быть предварительно нагрет до ускорения испарения первого испаряемого компонента.
В соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения, на этапе S101 может быть определено изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте различными способами. Например, предположим, что в течение первого периода времени испарение первого испаряемого компонента является единственной причиной изменения веса пищевого продукта. Затем в соответствии с законом сохранения массы, потеря веса пищевого продукта количественно равна весу первого испаряемого компонента, который испаряется из пищевого продукта. Соответственно, в некоторых примерных вариантах воплощения, изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте может быть обнаружено посредством измерения изменения веса самой пищевого продукта непосредственно в течение первого периода времени.
В соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения изменение веса пищевого продукта в первый период времени может быть обнаружено несколькими экономически эффективными и точными способами. Например, в некоторых вариантах воплощения исходный вес пищевого продукта измеряется и записывается. Тогда может осуществляться выборка веса пищевого продукта в течение долгого времени. Выборка веса пищевого продукта может выполняться, например, периодически (например, каждые одну или две минуты). В качестве альтернативы, выборка может выполняться непрерывно до тех пор, пока не будет собрано достаточно данных для определения исходного состояния. Выборка веса пищевого продукта может быть сделана, например, посредством использования датчика веса (датчиков) или электронного баланса, объединенного с устройством для приготовления пищевого продукта. На основе выборки веса пищевого продукта, а также исходного веса, может быть рассчитан набор значений для изменения веса пищевого продукта.
В дополнение или в качестве альтернативы, в некоторых вариантах воплощения может быть измерен один или более других признаков, связанных с изменением веса пищевого продукта. В качестве примера, в некоторых вариантах воплощения может быть измерено затраченное время на достижение, по меньшей мере, одной предопределенной величины изменения веса пищевого продукта. В качестве другого примера на основе набора значений для изменения веса пищевого продукта можно установить термогравиметрический (TG) профиль, который характеризует изменение веса пищевого продукта в течение первого периода времени. Например, TG профиль может быть выполнен в виде кривой, описывающей изменение веса пищевого продукта с течением времени, который будет описываться ниже со ссылкой на Фиг. 2А и 2В. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения TG профиль может быть, например, нормализован, шумоподавлен или иным образом обработан. Затем, по меньшей мере, один морфологический признак может быть извлечен из TG профиля в зависимости от модели прогнозирования, используемой для идентификации исходного состояния. Примеры морфологических признаков могут включать в себя, но не ограничиваться ими, производные любых порядков, наклон, градиент и так далее.
Следует отметить, что, хотя изменение определения веса пищевого продукта является эффективным способом для определения изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте, объем настоящего изобретения не ограничивается этим. Например, в тех вариантах воплощения, где первый испаряемый компонент является водой в пищевом продукте, на этапе S101 может быть обнаружено изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте посредством обнаружения изменения параметра (ов) окружающей среды в течение первого периода время. Например, такие параметры окружающей среды включают в себя, но не ограничиваются ими, влажность. Понятно, что в закрытой среде, такой как печь, влажность окружающего воздуха будет увеличиваться, поскольку вода из пищевого продукта не испаряется. Таким образом, посредством мониторинга изменения влажности окружающей среды может быть получено изменение веса воды. Любые подходящие датчики влажности, будь то известные в настоящее время или которые будут разработаны в будущем, могут быть использованы для обнаружения влажности, и объем настоящего изобретения не этим ограничивается.
В качестве другого примера, на этапе S101 может быть определено изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте посредством непосредственного измерения количества первого испаряемого компонента, которое испарилось из пищевого продукта в течение первого периода времени. Например, известно, что, когда вода испаряется в воздух, молекулы воды вращаются с чередующимися электромагнитными полями и преобразовывают энергию в тепло. Соответственно, радиочастотное (RF) излучение с соответствующей частотой может быть использовано для непосредственного обнаружения количества испаренной воды. На основе обнаруженного количества испаренной воды может быть получено изменение веса воды в пищевом продукте.
Следует отметить, что в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения различные технологии для определения изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте могут быть использованы отдельно. Или, в качестве альтернативы, две или более из них могут быть объединены любым подходящим образом. Кроме того, объем настоящего изобретения не ограничивается этими примерами, что были описаны выше. Скорее всего, любые другие подходящие технологии, будь то известные в настоящее время или которые будут разработаны в будущем, могут быть использованы для обнаружения или оценивания изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте.
Продолжая ссылаться на Фиг. 1, способ 100 затем переходит к этапу S102, на котором определяется исходное состояние пищевого продукта, по меньшей мере, частично на основе определяемого изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте.
Как уже говорилось выше, "исходное состояние" относится к состоянию пищевого продукта во время или до начала процесса приготовления пищевого продукта. Например, исходное состояние может включать в себя или замороженный, или не замороженный пищевой продукт, или состояние или степень заморозки пищевого продукта, количество пищевого продукта и так далее. В качестве примера, состояние заморозки может быть разделено на несколько уровней, каждый из которых соответствует диапазону температур пищевого продукта.
В соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения может быть установлено заранее соотношение между изменением веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте (или веса пищевого продукта в некоторых вариантах воплощения) и исходным состоянием пищевого продукта. Например, в некоторых вариантах воплощения изобретения можно просто сравнить изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте с заданным пороговым значением (ми), а затем определить исходное состояние на основе сравнения. В качестве примера, возможны два кандидата исходных состояний: замороженное и не замороженное. Если изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте выше, чем заданное пороговое значение в течение первого периода времени, то исходное состояние пищевого продукта может быть определено как замороженное состояние. В противном случае, если такое изменение веса находится ниже порогового значения, то исходное состояние пищевого продукта может быть определено как не замороженное состояние.
Для реализации более сложного управления процессом приготовления пищевого продукта в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения соотношение между изменением веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте и исходным состоянием пищевого продукта может быть охарактеризовано моделью (моделями) прогнозирования. Вообще говоря, модель прогнозирования можно рассматривать в качестве классификатора для идентификации исходного состояния пищевого продукта на основе одного или более признаков, связанных с изменением веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте, которые могут включать в себя, например, один или более признаков, представляющих изменение веса пищевого продукта. Как уже упоминалось выше, необходимые признаки собираются на этапе S101 и могут включать в себя, но не ограничиваться ими, значения для изменения веса или скорости первого испаряемого компонента в пищевом продукте в одном или более моментах времени, времени, затрачиваемом на достижение заранее определенной величины изменения веса, или любые другие признаки, извлеченные из TG профиля, установленного в процессе подготовки. Эти признаки могут быть использованы в качестве входных данных для модели прогнозирования на этапе S102 для получения прогнозируемого исходного состояния пищевого продукта.
В некоторых примерных вариантах воплощения модель прогнозирования может прогнозировать исходную температуру пищевого продукта на основе ввода одного или более признаков. Затем замороженное состояние и, возможно, специфический уровень заморозки пищевого продукта могут быть определены на основе прогнозируемой температуры. В качестве альтернативы, в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения модель прогнозирования может непосредственно сопоставлять извлеченный признак (признаки) с исходным состоянием пищевого продукта.
В соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения любые подходящие модели прогнозирования могут быть применены для определения исходного состояния пищевого продукта. Пример модели прогнозирования включает в себя, но не ограничивается им, статистические модели, такие скрытые марковские модели (HMM) и метод опорных векторов (SVM), искусственные нейронные сети или любые другие подходящие модели прогнозирования. Модель прогнозирования может быть подготовлена заранее, а в некоторых вариантах воплощения может быть доработана при использовании.
В частности, в некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения модель прогнозирования может быть создана и подготовлена в отношении отдельных типов пищевого продукта. То есть, различные модели прогнозирования будут использоваться для различных типов пищевого продукта. Это было бы полезно для повышения точности прогнозирования исходного состояния, так как известно, что свойства испарения могут быть различными для различных типов пищевого продукта. Соответственно, в некоторых вариантах воплощения, определение исходного состояния пищевого продукта может включать в себя получение типа пищевого продукта. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения тип пищевого продукта может быть задан пользователем. Например, пользователь может использовать механизмы на устройстве для приготовления пищевого продукта, чтобы выбрать или иным образом указать тип пищевого продукта. В качестве альтернативы тип пищевого продукта может быть автоматически определен, например, с помощью соответствующих датчиков, машинных видеосистем или технологии распознавания образов. В качестве примера, в некоторых вариантах воплощения одно или более изображений пищевого продукта могут быть получены и проанализированы для распознавания формы или других свойств пищевого продукта, чтобы таким образом определить тип пищевого продукта.
В тех вариантах воплощения, где получают тип пищевого продукта, исходное состояние пищевого продукта может быть определено из модели прогнозирования на основе изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте, в качестве обнаруженного на этапе S101, и от полученного типа пищевого продукта. Более конкретно может быть выбрана модель прогнозирования, которая предназначена для выбранного типа пищевого продукта. Затем один или более признаков, связанных с изменением веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте, вводятся в выбранную модель прогнозирования для определения исходного состояния.
Следует отметить, что, хотя получение и использование типа пищевого продукта было бы полезно в некоторых вариантах воплощения, но это не является обязательным. Например, для таких специальных устройств для приготовления пищевого продукта, которые предназначены для приготовления аналогичных типов пищевого продукта, достаточно одной модели прогнозирования и, таким образом, нет необходимости в получении типа пищевого продукта. Таким образом, в некоторых вариантах воплощения этап получения типа пищевого продукта может быть опущен.
Как показано на Фиг. 1 на этапе S103 процесс приготовления управляется, по меньшей мере, частично на основе определенного исходного состояния пищевого продукта. В целом, профиль приготовления пищевого продукта или один, или более его параметров для процесса приготовления могут быть отрегулированы в соответствии с определенным исходном состоянием. Например, могут быть адаптированы время приготовления температура и/или любые другие соответствующие параметры или настройки. В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения профиль приготовления для каждого исходного состояния пищевого продукта может быть заранее определен. В следующей таблице показан пример только с целью иллюстрации.
Исходное состояние
Профиль приготовления
замароженное
16 минут, при 200<sup>o</sup>C
не замароженное
12 минут, при 200<sup>o</sup>C
Как уже обсуждалось выше, в некоторых вариантах воплощения определение исходного состояния может быть выполнено до процесса приготовления пищевого продукта. Соответственно, в этих вариантах воплощения процессом приготовления можно управлять с самого начала, чтобы использовать профиль приготовления пищевого продукта, соответствующий определенному исходному состоянию. В качестве альтернативы, исходное состояние также может быть определено в процессе приготовления пищевого продукта. То есть, первый период времени для определения исходного состояния является исходным периодом времени приготовления, например, первые несколько минут. В этих вариантах воплощения, если обнаруживается, что исходный режим приготовления пищевого продукта не подходит для определенного исходного состояния, то затем на этапе S103 профиль приготовления или его параметр (ы) в течение оставшегося процесса приготовления можно отрегулировать. С другой стороны, если исходный режим приготовления, выбранный пользователем, в точности соответствует одному определенному исходному состоянию, то корректировка не требуется в течение оставшегося периода времени приготовления. Другими словами, в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения, управление процессом приготовления не включает в себя выполнение каких-либо изменений в профиле приготовления.
Кроме того, в некоторых вариантах воплощения управление процессом приготовления на этапе S103 может дополнительно включать в себя автоматический мониторинг степени готовности или времени приготовления пищевого продукта. С этой целью, изменение веса второго испаряемого компонента в пищевом продукте может быть обнаружено в течение второго периода времени в процессе приготовления пищевого продукта. В соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения второй испаряемый компонент может быть или может не быть таким же, как первый испаряемый компонент. Например, в некоторых вариантах воплощения второй испаряемый компонент может быть также водой в пищевом продукте, и один или более из следующих признаков могут быть обнаружены в течение, по меньшей мере, одного момента времени за второй период времени: потеря влаги, скорость потери влаги; изменение скорости потери влаги, и так далее. Изменение веса второго испаряемого компонента в пищевом продукте может быть обнаружено сходным образом, как описано выше по отношению к первому испаряемому компоненту и, таким образом, описание его не будет повторяться.
На основании обнаруженного изменения веса второго испаряемого компонента в пищевом продукте, а также и от исходного состояния, определенного на этапе S102, могут быть определены степень готовности продукта и время приготовления пищевого продукта. Например, для определенного типа пищевого продукта в заданном исходном состоянии может быть определено, что пищевоой продукт хорошо приготовлен, когда потеря влаги достигает заданное значение. Кроме того, в некоторых вариантах воплощения изобретения пользователь может выбрать уровень степени готовности (например, слабая, средняя и полная прожарка), который он/она желает. Модель может быть использована для характеристики корреляции между каждым из возможных уровней и степени готовности изменения веса второго испаряемого компонента в пищевом продукте (или изменением веса пищевого продукта в некоторых вариантах воплощения). Затем, на основе обнаруженного изменения веса второго испаряемого компонента в пищевом продукте в течение второго периода времени, процессом приготовления можно управлять, чтобы достичь уровня степени готовности пищевого продукта, которое требуется пользователю.
Только с целью иллюстрации будет описываться пример. В этом примере, пищевоой продукт, которую необходимо приготовить, включают в себя картофель фри и фрикадельки. Электронные весы используются для измерения веса, и термометр используется для измерения исходной температуры пищевого продукта перед жаркой. Пищевой продукт помещается в пищевую корзину, и в то же время записывается исходный вес. По мере продолжения жарки, вес пищевого продукта определяется и регистрируется. Условия в этом примере перечислены ниже (как для картофеля фри, так и для фрикаделек):
Исходное состояние: замороженное, не замороженное
Исходный вес: 300г, 300г, 500г
o
Температура обжаривания: 200C
Общее время обжаривания: около 20 минут
Фиг. 2A показывает TG профили 201 и 202, установленные для замороженного и не замороженного картофеля фри при нагревании в мультипечке. В частности, на Фиг. 2A кривая 201 представляет TG профили для картофеля фри в замороженных состояниях, в то время как кривая 202 представляет TG профили для картофеля фри в не замороженных состояниях. Как было описано выше, TG профиль описывает изменение веса пищевого продукта в течение долгого времени. Аналогично, на Фиг. 2B кривая 203 представляет TG профили, установленные для фрикаделек в замороженных состояниях, в то время как кривая 204 представляет TG профили для фрикаделек в не замороженных состояниях. На Фиг. 2А и 2В вертикальная ось представляет нормированный вес в произвольных единицах, а горизонтальная ось представляет время обжаривания в секундах.
При подготовке TG профили в виде кривых изменения веса нормализуются, шумоподавляются и сглаживаются. Можно видеть, что TG профили различны для пищевого продукта, которая изначально замороженная и не замороженная. Таким образом, исходное состояние (замороженное или не замороженное) может быть определено посредством использования признаков профиля TG в сочетании с исходным весом пищевого продукта. Более конкретно, в данном примере, нормированный остаточный вес пищевого продукта на 180-й секунде обжаривания (обозначенный как RW) будет использоваться для определения исходного состояния. Исходный вес пищевого продукта (обозначается как M) в качестве переменной независимого прогностического фактора, также принимается во внимание. В этом примере, модель прогнозирования характеризует корреляцию между исходной температурой (обозначенной как T) пищевого продукта и двух независимых переменных, RW и М, следующим образом:
где а, b, c, и d представляют собой параметры. Посредством подготовки модели прогнозирования с помощью линейной регрессии на основе собранных данных подготовки, значения параметров выводятся следующим образом:
Параметры
Картошка фри
Фрикадельки
a
-1.1316E+03
-2.2060E+03
b
-1.8219E-01
1.8667E+00
C
2.1701E-01
-1.8249E+00
D
1.1110E+03
2.1518E+03
При обнаружении исходного состояния, значения переменных M и RW обнаруживаются и вводятся в модель прогнозирования, чтобы тем самым получить прогнозируемую исходную температуру Т. Тогда категоризация исходного состояния может быть выполнена в соответствии с заранее определенными интервалами температур. Например, если значение Т будет меньше или равна пороговому значению 0°С, то исходное состояние пищевого продукта может быть определено, как замороженное. Если расчетное значение Т выше, чем 0°С, то исходное состояние пищевого продукта может быть определено как не замороженное. Экспериментальные результаты показывают, что исходное состояние пищевого продукта может быть корректно определено.
Фиг. 3 показывает блок-схему аппарата для управления процессом приготовления пищевого продукта в соответствии с вариантами воплощения настоящего изобретения. Как показано, аппарат 300 включает в себя: первый блок 301 обнаружения, выполненный с возможностью обнаруживать изменение веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте в течение первого периода времени, при этом первый испаряемый компонент включает в себя воду в пищевом продукте; блок определения 302 исходного состояния, выполненный с возможностью определять исходное состояние пищевого продукта, по меньшей мере, частично на основе обнаруженного изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте; и блок 303 управления приготовлением, выполненный с возможностью управлять процессом приготовления пищевого продукта, по меньшей мере, частично на основе определенного исходного состояния пищевого продукта.
В некоторых вариантах воплощения первый блок 301 обнаружения может содержать, по меньшей мере, один из: блока обнаружения веса пищевого продукта, выполненного с возможностью обнаруживать изменение веса пищевого продукта в течение первого периода времени; блока обнаружения параметра окружающей среды, выполненного с возможностью обнаруживать изменение параметра окружающей среды в течение первого периода времени, при этом параметр окружающей среды включает в себя влажность; и блока обнаружения веса компонента, выполненного с возможностью обнаруживать количество первого испаряемого компонента, который испаряется из пищевого продукта в течение первого периода времени.
В некоторых вариантах воплощения, блок обнаружения веса пищевого продукта может содержать, по меньшей мере, один из: блока выборки веса, выполненного с возможностью осуществлять выборку изменения веса пищевого продукта, по меньшей мере, в течение одного момента времени за первый период времени; блока определения времени, выполненного с возможностью определять затраченное время на достижение по меньшей мере одной предопределенной величины изменения веса пищевого продукта; и блока извлечения признака, выполненного с возможностью извлекать, по меньшей мере, один элемент морфологических признаков из термогравиметрического профиля, который характеризует изменение веса пищевого продукта в течение первого периода времени.
В некоторых вариантах воплощения первый период времени может быть исходным периодом времени приготовления для процесса приготовления пищевого продукта. В этих вариантах воплощения блок 303 управления приготовлением может быть выполнен с возможностью адаптировать, по меньшей мере, частично на основе определенного исходного состояния пищевого продукта, процесс приготовления пищевого продукта в оставшийся период времени приготовления.
В некоторых вариантах воплощения настоящего изобретения пищевой продукт может быть помещен в среду с заранее заданной конфигурацией, чтобы упростить обнаружение изменения веса первого испаряемого компонента.
В некоторых вариантах воплощения аппарат 300 может дополнительно содержать блок получения типа пищевого продукта, выполненный с возможностью получать тип пищевого продукта. В этих вариантах воплощения блок определения 301 исходного состояния может быть выполнен с возможностью определять исходное состояние пищевого продукта из предопределенной модели прогнозирования на основании обнаруженного изменения веса первого испаряемого компонента в пищевом продукте и от полученного типа пищевого продукта.
В некоторых вариантах воплощения аппарат 300 может дополнительно содержать второй блок обнаружения, выполненный с возможностью обнаруживать изменение веса второго испаряемого компонента в пищевом продукте в течение второго периода времени в процессе приготовления пищевого продукта; и блок определения степени готовности пищевого продукта, выполненный с возможностью определять степень готовности пищевого продукта на основании обнаруженного изменения массы второго испаряемого компонента в пищевом продукте.
Следует отметить, что аппарат 300 может быть реализован в виде аппаратных средств, программного обеспечения/встроенного программного обеспечения или любой их комбинации. В некоторых вариантах воплощения один или более блоков в аппарате 300 могут быть реализованы в виде программных модулей. Например, варианты воплощения настоящего изобретения могут быть реализованы в качестве компьютерного программного продукта, который материально сохранен на энергонезависимом машиночитаемом носителе информации. Компьютерный программный продукт включает в себя машинно-исполняемые инструкции, исполнение которых предписывает машине выполнять этапы способа 100. В качестве альтернативы или дополнительно, некоторые или все из блоков в аппарате 300 могут быть реализованы с использованием аппаратных модулей, таких как интегральные схемы (IC), специализированные интегральные схемы (ASIC), однокристальные системы (SOC), программируемые пользователем вентильные матриц (FPGA) и так далее. Кроме того, в некоторых вариантах воплощения аппарат 300 может быть встроен в устройство для приготовления пищевого продукта. В качестве альтернативы, аппарат 300 может работать в качестве отдельного устройства.
В целом, различные примерные варианты воплощения могут быть реализованы в аппаратных средствах или схемах специального назначения, программном обеспечении, логических блоках или любой их комбинации. Некоторые аспекты могут быть реализованы в виде аппаратных средств, в то время как другие аспекты могут быть реализованы аппаратными средствами или программным обеспечением, которое может исполняться контроллером, микропроцессором или другим вычислительным устройством. Хотя различные аспекты примеров воплощения настоящего изобретения показаны и описаны в виде структурных схем, блок-схем или с использованием других графических представлений, следует принять во внимание, что блоки, аппараты, системы, технологии или способы, описанные здесь, могут быть реализованы, в качестве не ограничивающих объем, в аппаратных средствах, программном обеспечении, встроенном программном обеспечении, схеме специального назначения или логических блоках, аппаратных средствах общего назначения или контроллере, или других вычислительных устройствах, или любой их комбинации.
В контексте настоящего изобретения, машиночитаемый носитель может представлять собой любой материальный носитель, который может содержать или хранить программу для использования посредством или в связи с инструкцией исполнительной системы, аппарата или устройства. Машиночитаемый носитель информации может представлять собой машиночитаемый оповещающий носитель или машиночитаемый носитель для хранения информации. Машиночитаемый носитель информации может включать в себя, но не ограничиваться, электронную, магнитную, оптическую, электромагнитную, инфракрасную или полупроводниковую систему, аппарат или устройство, или любую подходящую комбинацию вышеперечисленного. Более конкретные примеры машиночитаемого носителя информации будут включать в себя электрическое соединение, имеющее один или более проводов, портативную компьютерную дискету, жесткий диск, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), стираемую программируемую постоянную память (EPROM или флэш-память), оптическое волокно, портативный компакт-диск (CD-ROM), оптическое устройство хранения данных, магнитное устройство хранения данных или любую подходящую комбинацию вышеперечисленного.
Компьютерный программный код для осуществления способов по настоящему изобретению может быть записан в любой комбинации одного или более языков программирования. Эти компьютерные программные коды могут быть предоставлены процессору компьютера общего назначения, специализированного компьютера или другого устройства программируемой обработки данных, таким образом, что программные коды при выполнении процессором компьютера или другого устройства обработки программируемых данных, вызывающие функции/операции, указанные в блок-схеме и/или блок-схемах, будут реализованы. Программный код может выполняться целиком на компьютере, частично на компьютере, автономно в качестве пакета программного обеспечения, частично на компьютере и частично на удаленном компьютере или полностью на удаленном компьютере или сервере.
Приведенные выше варианты воплощения, которые описаны, являются только иллюстративными, и не предназначены для ограничения технического метода настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на предпочтительные варианты воплощения, специалистам в данной области техники будет понятно, что технические методы настоящего изобретения могут быть модифицированы или в равной степени замещены, не выходя за пределы сущности и объема технических методов настоящего изобретения, которые также будут попадать в охраняемый объем формулы изобретения настоящего изобретения. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, а неопределенный артикль в форме единственного числа не исключает множественность. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны быть истолкованы как ограничивающие объем изобретения.