專利名稱：采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及中餐的烹飪方法及其系統，尤其涉及一種采用智能化溫度控制來實現中餐菜肴標準化烹飪的方法及其系統。
背景技術：
中餐菜肴的制作方法一直是我們值得驕傲的地方，它使各種食材的口感味道都能得到完美的體現。但是中餐菜肴的烹飪技法是很難掌握的，即使同一道菜由于烹調技法、動態火候的差異，制作出的菜品口味會有較大差別。中國傳統菜肴的烹飪方法主要包括煎、炒、烹、炸、煮、燉、燜、煸和拌等多種方法。其烹飪過程是根據所選用不同的烹飪食材，采用不同排列組合的烹飪方法進行烹飪來完成。(其中主副料及調料可用配方解決)。但烹飪過程中，由于放入不同的食材或者相同食材不同的量，熱量傳導的速度不一樣，需要廚師根據 經驗調節火候、移動鍋與爐火距離來控制加熱，因此掌握動態火候控制即動態溫度控制是烹飪的關鍵，也是中餐烹飪的難點。
公開日為2003年04月09日、公開號為CN1409212A的專利文獻公開了名稱為一種自動烹調方法和系統的技術方案，它是將廚師燒菜的動作錄制后進行畫像處理，通過對廚師使用的鍋和鏟烹調器具中三個特殊標志點的坐標的計算，從而計算出廚師燒菜過程中的鍋和鏟的運動軌跡。然后，根據廚師燒菜過程中使用的主料、調料量和加料時間及鍋和鏟的運動軌跡編制出相應的燒菜程序。之后將機械操作裝置中的機械臂根據上述程序中的信號指令模仿廚師的燒菜動作，燒出廚師所燒的菜。然而，該方案的不足之處在于一是只進行了廚師的動作模仿，對于最關鍵的溫度環節處理遠遠不夠，由于其在每個時間點采用粗狂的火控開關角度模仿，沒有實時的溫度檢測和反饋控制，而且未考慮由于菜品料量差異、初始溫度差異等等因素對加溫過程的影響，因此將嚴重影響菜品口味、以及口味的一致性；二是圖像處理的固有缺陷會帶來工藝過程的判斷誤差，導致工藝流程不準確，影響菜品的制作品質。

發明內容
本發明主要目的在于提供一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法及系統，使得未掌握烹調技術的操作人員，也能制作出味道鮮美、口味統一的標準化菜肴。本發明針對現有技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的，一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法，用于在電加熱可控溫爐具上實現標準化中餐菜肴的自動化或半自動化烹飪，其特征在于包括以下步驟
1)準備帶有控制單元的電加熱可控溫爐具；
2)確定中間介質溫度范圍，中間介質包括水、油、水油混合和水蒸氣；
水對應烹調方式為煮和燉，控制在攝氏溫度99-105度范圍內；
油對應烹飪方式為炸，控制在攝氏溫度170-250度范圍內；
水油混合對應烹飪方式為煎、炒、烹、煸和拌，控制在攝氏溫度135-170度范圍內；水蒸氣對應烹飪方式為燜，控制在攝氏溫度100-110度范圍內；
3)在I)所述的控制單元中，采用溫度控制模型進行動態加熱溫度調節控制，溫度控制模型是u=p-k(t-T)，其中P為電加熱可控溫爐具設置功率，T為目標溫度，t為實測溫度，U為電加熱可控溫爐具實際執行功率，k為比例系數。4)根據步驟2)的中間介質溫度范圍及步驟3)的溫度控制模型編制各種菜品制作工藝的烹飪程序，菜品的制作工藝是指定菜品從初始烹飪狀態開始每一個工藝流程預先設置的烹飪方法及在每個時間節點所需的溫度；
5)根據指定菜品的工藝配方，將主輔料放在烹飪容器中，之后一同放置在電加熱可控溫爐具上；
6)啟動烹飪程序； 7)烹飪程序結束后取出菜品，本菜品制作結束。根據所選用不同的烹飪食材，將煎、炒、烹、炸、煮、燉、燜、煸和拌等20多種方法，采用不同排列組合的烹飪方法烹飪。上述中間介質水、油、水油混合和水蒸氣的溫度數據，是經過大量的周密試驗得出的，基于這樣的數據，創新出溫度控制模型u=p-k(t-T)。根據溫度數據和溫度控制模型，編制各種菜品制作時的工藝流程、及各個時間節點控制溫度的烹飪程序，并將烹飪程序植入控制單元中，由控制單元控制電加熱可控溫爐具完成菜品制作。該過程中，由于對水、油、水油混合和水蒸氣的溫度范圍控制及獨特的溫度動態調節方式，實現了中餐烹飪的標準化和智能化。因為該方法，帶來對工藝標準、工藝定量、工藝配方、工藝流程和主輔料的保存方式等等方面的要求，形成了中餐標準化的方法，解決了中餐標準化的難題，且投資小易實現。作為優選，在控制單元中設置溫度偏差消化子程序，溫度偏差消化子程序用于消除工藝流程外溫度偏差，工藝流程外溫度偏差包括烹飪時食材起始溫度的偏差、烹飪容器溫度偏差、季節性環境溫度差異、粘稠度影響導熱系數而形成的溫度偏差、烹飪容器密封程度引起的溫度偏差、食材投入量的偏差引起的烹飪容器內溫度的偏差、烹飪容器本身存在加工工藝的偏差、電加熱爐具自身功率偏差，溫度偏差消化子程序通過控制單元對工藝流程中，按時間節點將實測溫度與設定溫度進行對比，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜品進行功率補償。在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜品進行功率補償(提高或降低功率)即表現為溫度(高、低)補償。溫度偏差消化子程序主要用于消除以下溫度偏差
因原料調料和配好的菜肴及烹飪容器存放地點不同出現的溫度偏差；
烹飪容器存放環境不同導致的溫度偏差；
爐具和烹飪容器等在不同季節的室溫環境溫度影響導致的溫度偏差；
粘稠度影響到導熱系數，最終會轉化為烹飪容器內溫度的偏差；
烹飪容器蓋密封程度的偏差造成容器內含水量的變化，其關系到散熱系數，最終會轉化為烹飪容器內溫度的偏差；
菜肴配置過程中產生的偏差主要是食材投入量的偏差引起的熱量需求差異，最終會轉化為烹飪容器內溫度的偏差；
烹飪容器本身存在加工工藝的偏差，使熱量產生速度及傳導偏差，最終會轉化為容器內溫度的偏差；
電加熱爐具自身功率偏差最終體現為溫度偏差；
電加熱爐具老化導致的輸出功率偏差導致出現溫度偏差；
工作電壓、電流的偏差也反映為電加熱爐具的功率偏差。這些溫度偏差都需溫度偏差消化子程序通過對初始溫度、溫度隨時間變化率等參數檢測從而通過調整電加熱爐具功率，在確定的時間節點內或在工藝流程初始階段設定溫度補償范圍進行溫度偏差消化。作為優選，控制單元對工藝流程初始階段劃定溫度補償范圍，將實測溫度與常溫進行對比，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜品進行工藝時間的比例補償或定值補償。控制單元對工藝流程過程中，按時間節點將實測溫度與設定溫度進行對比，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜品進行功率補償即表現為溫度補償。為保證菜肴實際烹飪溫度誤差在可控制范圍內，對菜肴工藝進行溫度監測補償，即將實時溫度與常溫(可設置)進行對比，根據實驗數據劃定超溫范圍，在范圍內對所烹飪的菜品進行工藝時間的比例補償或定值補償，這種情況多發生在同一烹飪容器在出菜后，又立即進入下一菜品的烹制過程中。作為優選，通過設定極限值實現高溫限制，所述高溫限制是當實測溫度開始大于設置的目標溫度后，電加熱可控溫爐具功率根據與(t-T)的關系逐步降檔，當檔位降到最·低檔則不再執行降檔，此時溫度值仍然持續上升達到設定極限值時，則執行停機命令；當高溫消除后，重新啟動電加熱可控溫爐具，啟動功率檔位根據與(t-T)的關系進行調整。作為優選，將若干個電加熱可控溫爐具進行聯網集中管理，通過網絡對所連接的電加熱可控溫爐具進行烹飪程序下載、任務分配管理、分配順序管理和烹飪操作管理及遠程管理。作為優選，通過點菜機、網絡、打印機、條碼設備實現點菜、配菜、燒菜、出菜管理。在營業性餐廳中，顧客通過網絡使用點菜機、打印機進行點單，后廚打印出所點菜品配料單，操作工使用條碼設備掃描配料單，獲得爐位分配號，此時網絡上的計算機從菜品制作工藝數據庫中調出所點菜品的烹飪程序發送給所分配的爐位，放置裝有所點菜品主輔料的烹飪容器(鍋)在分配的電加熱可控溫爐具上，電加熱可控溫爐具檢測到有物體在爐具上，開始自動加熱烹制。一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的系統，包括帶有控制單元的電加熱可控溫爐具和烹飪容器，烹飪容器放置在電加熱可控溫爐具上，還包括溫度傳感器及存儲有烹飪模塊、溫度偏差消化子模塊、溫度補償模塊和高溫限制模塊的模塊存儲器，溫度傳感器和模塊存儲器連接控制單元，溫度傳感器檢測電加熱可控溫爐具與烹飪容器底部接觸面的溫度，烹飪模塊根據對水、油、水油混合和水蒸氣設定的溫度范圍和溫度控制模型U=p-k (t-T)編制各種菜品制作時的工藝流程及各個時間節點控制溫度的控制程序，溫度偏差消化子模塊用于消除工藝流程外溫度偏差，溫度補償模塊用于對工藝流程初始階段劃定溫度補償范圍，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜品進行工藝時間的比例補償或定值補償，高溫限制模塊用于當實測溫度開始大于設置的目標溫度后進行功率調節和高溫保護。一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的系統是智能化溫控實現標準化烹飪方法的具體實現裝置。
將控制單元連接溫度傳感器檢測實時溫度，使用烹飪模塊、溫度偏差消化子模塊(通過在工藝時間內的功率補償)、溫度補償模塊和高溫限制模塊，對菜品進行標準化制作。菜品制作工藝是從初始烹飪狀態開始每一個工藝流程預先設置采集到的各種烹飪方法在其每個時間節點所需的溫度，當烹飪爐具啟動后，在溫度控制下，根據傳統的菜肴烹飪要求恰如其分的在菜肴由生到熟的過程中以時間為軸線，通過在工藝時間內的功率補償，準確傳遞需要的熱量。作為優選，所述的系統還包括上位機，一至若干個電加熱可控溫爐具連接到上位機。對電加熱可控溫爐具進行聯網集中管理。根據需求在上位機中設計并安裝控制軟件，輸入經過試驗產生的每種菜品制作工藝從而生成烹飪程序。在實際烹飪過程中，只需要輸入具體菜品編碼，由上位機調出相對應的烹飪程序，下發到控制單元中，即可開始菜品制作。作為優選，帶有控制單元的電加熱可控溫爐具是帶有控制單元的電磁爐。作為優選，系統還包括點菜機、局域網、打印機、條碼掃描儀，點菜機是連接上位機的觸摸屏，上位機分別連接局域網、打印機和條碼掃描儀。通過條碼掃描儀、打印機實現點·菜、配菜、燒菜和出菜管理，同時可以將菜品烹飪程序通過網絡下載到控制單元。本發明帶來的有益效果是，在中餐菜品制作中，采用了對中間介質水、油、水油混合和水蒸氣的溫度范圍控制及溫度動態調節的創新方法、以及對影響烹飪效果(工藝流程外通過在工藝時間內進行時間節點內的功率補償及遞減)的溫度偏差消除方法，既保證了每種菜品的應有口味，又實現了中餐烹飪的標準化；通過網絡化管理實現了從點菜、配菜到烹飪出菜的智能化生產和管理，既適合普通家庭使用，也適合于經營性場所大量制作菜品。


圖I是本發明的一種流程 圖2是本發明的一種電加熱可控溫爐具結構框 圖3是本發明的一種電加熱可控溫爐具與上位機連接 圖4是紅燒肉傳統制作的工藝流程；
圖5是本發明烹調程序中紅燒肉制作的工藝流程；
圖6是本發明的一種網絡拓補圖。圖中I是帶有控制單元的電加熱可控溫爐具，2是控制單元，3是溫度傳感器，4是模塊存儲器，50是烹飪模塊，51是溫度偏差消化子模塊，52是溫度補償模塊，53是高溫限制模塊，6是觸摸屏，7是上位機，8是打印機，9是條碼掃描儀，10是8 口地址分配器，11是服務器，12是其他PC機，13是辦公區PC機，14是網絡交換機，15是路由器。
具體實施例方式下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體說明。在實施例中烹飪容器具體為鍋。實施例
圖I所示為流程圖。其基本流程為
5101:準備帶有控制單元的電加熱可控溫爐具；
5102:確定中間介質溫度范圍，其中，水溫度被控制在攝氏溫度99-105度范圍內；油溫度被控制在攝氏溫度170-250度范圍內；水油混合的溫度被控制在攝氏溫度135-170度；水蒸氣溫度被控制在攝氏溫度100-110度(正常壓力下)，為菜品制作工藝過程提供準確的溫度參數；
5103:設置溫度控制模型U=P-k(t-T)，其中P為電加熱可控溫爐具設置功率(時間點上的目標功率)，T為目標溫度，t為實測溫度，U為電加熱可控溫爐具實際執行功率，k為比例系數；
5104:根據S102和S103 的溫度參數和溫度控制模型，以及菜品的制作工藝流程，編制菜品的烹飪軟件程序；
5105:將指定菜品主輔料放入烹調容器中，烹調容器放在電加熱可控溫爐具上，烹飪程序裝入控制單元，啟動電加熱可控溫爐具開始對指定菜品進行烹制；
5106:判斷是否存在工藝流程外溫度偏差；
5107:存在工藝流程外溫度偏差時，則由溫度偏差消化子程序進行處理，以消除這種溫度偏差對念飪菜品品質的影響；
5108:判斷初始階段實測溫度是否超設定范圍，根據實驗數據劃定超溫范圍，在范圍內時對所烹飪的菜品進行工藝時間的比例補償或定值補償；
5109:進行工藝時間的比例補償或定制補償；
5110:判斷實測溫度是否大于目標溫度；
Sm :判斷實測溫度是否超過設定的極限值，如果超過極限值，則轉至S112執行停機命令，等待降溫；在經S114判斷高溫消除后轉S117 ；
S113 :在實測高溫大于目標溫度但未達到溫度極限值時，則根據功率與(t-T)的關系逐步進行功率降檔操作；
5115:判斷經功率降擋操作后實測溫度是否低于目標溫度，如果是則轉S118，否則轉S116 ；
5116:判斷功率檔是否降到最低檔，如果是則轉S112電加熱可控溫爐具停機；
5117:經過停機后高溫消除，重新啟動電加熱可控溫爐具，啟動功率檔位根據與(t-T)的關系進行調整；
SI 18 :按工藝階段執行溫度控制；
SI 19 :執彳了完最后Iv工藝流程，則指定采品念制完畢。圖2所示為電加熱可控溫爐具結構框圖。帶有控制單元的電加熱可控溫爐具I是帶有控制單元2的電磁爐，控制單元2控制電磁爐的加熱功率；控制單元2分別連接溫度傳感器3和模塊存儲器4 ;溫度傳感器3采用嵌入式PT1000溫度傳感器，安裝在電磁爐與鍋體的接觸面上，烹飪模塊50含有依據所確定的中間介質溫度范圍、溫度控制模型U=P-k(t-T)和各種菜品的制作工藝編制的軟件控制程序，溫度偏差消化子模塊51含有消除工藝流程外溫度偏差的控制程序；溫度補償模塊52對初始階段劃定溫度補償范圍，將實測溫度與常溫進行對比，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜肴進行工藝時間的比例補償或定值補償；高溫限制模塊53通過設定極限值實現高溫限制；控制單元2還兼有過流、過壓、過溫保護，空載檢測，報警，與上位機通信等功能。 在鍋底部與電磁爐接觸面安裝溫度傳感器3，對鍋底溫度實行實時探測，使得控制單元2及時而準確地采集到現時溫度，迅速按照控制程序進行處理，不斷調整到合適的功率，從而實現控制溫度的目的。另外鍋體密封，幾乎不受外界影響，即可以認為，鍋體溫度約等于鍋內食材所需求的溫度，從而對烹飪方法全流程進行智能模擬控制，實現了智能烹飪。在智能烹飪實際操作中，影響菜肴烹飪質量的因素(工藝流程外溫度偏差)有
I.溫度偏差
I)、食材烹飪時起始溫度的偏差，如配制的原材料和調料由于儲藏環境與烹飪環境不同，在起始烹飪時，存在一定的溫度偏差。2)、鍋體溫度偏差，即由于鍋存放環境不同，而致使鍋在烹飪起始時鍋體溫度也不同。當操作員按照配菜手冊將食材配置于鍋中，在等待點單時，鍋和食材是存放在冰箱里冷藏的，因此，鍋體溫度較低。如果不需經過冷藏，鍋體的溫度通常情況下就是室溫。3)、季節性環境溫度差異主要原因是隨著季節變化室內溫度也隨之變化。爐具啟動起始溫度以及散熱系數、爐具和鍋體等在不同季節的室溫環境溫度影響下，存在著溫度 偏差。4)、電加熱爐具的實時溫度關系到爐具啟動起始溫度及其散熱系數，主要反映在前一道菜肴烹飪完成后對應下一道菜肴其爐面溫度的不確定性。2.湯料粘稠度偏差
粘稠度影響到導熱系數，最終會轉化為鍋內溫度的偏差。3.鍋蓋密封程度的偏差造成鍋內含水量的變化 密封程度關系到散熱系數，最終會轉化為鍋內溫度的偏差。4.菜肴配置過程中產生的偏差
主要是食材投入量的偏差引起的熱量需求差異，最終會轉化為鍋內溫度的偏差。5.鍋體本身存在加工工藝的偏差
熱量產生速度及傳導偏差，最終會轉化為鍋內溫度的偏差。6.電加熱爐具自身功率偏差
電加熱爐具元器件的差異導致輸出功率差異，最終會轉化為鍋內溫度的偏差；電加熱爐具老化也會導致的輸出功率偏差。7.工作電壓、電流的偏差反映為電加熱爐具的功率偏差 電加熱爐具輸出功率差異最終會轉化為鍋內溫度的偏差。針對上述偏差中，因原料調料及配好的菜肴及鍋體在實際中為冷藏、解凍等狀態，與常溫下的各類食材和器皿對熱量需求是不一樣的，所以在制定菜肴烹飪工藝開始前對冷藏后的菜肴及其鍋體進行測試，與常溫下的測試所得工藝進行對比，獲得誤差參數，取得測試溫度后再確定設置溫度，提高功率給系統糾偏預留空間；
針對上述偏差，實測的不同的起始溫度(t)關系到菜肴的實際烹飪效果。在夏季，還牽涉到設備過熱能否啟動的問題。為了使菜肴烹飪時電加熱爐具順利啟動和進行能量彌補，在啟動時需插入以下兩個步驟
A)在設計制定菜品制作工藝時，無上限提高第一道工藝的溫度需求(即T遠大于t)，使得無論傳感器的實時溫度多高，下一道工藝流程都可以啟動運行，然后在工藝流程時間內，熱量基于熱傳遞原理在爐具與鍋體間自行平衡。B)為保證菜品實際烹飪效果誤差在可控制范圍內，控制單元對菜品制作工藝流程進行監測補償，即將溫度傳感器的實時溫度與常溫(可設置)進行對比，根據實驗數據劃定超溫范圍，在范圍內時對所烹飪的菜品進行制作工藝時間的比例補償或定值補償，如傳感器的實時溫度高出或低于常溫(可設置)X度，則系統自動補償菜肴第一段工藝時間的(x/10)%或加X/10秒。依此類推實施工藝補償，減小菜品烹飪差異化。導熱因素和散熱因素是影響烹飪效果的主要原因。為了使鍋內溫度達到并保持目標溫度，在執行制作工藝時，設置了溫度偏差消化子程序(子模塊)，使得加熱設備產生的熱量始終大于由于導熱因素和散熱因素造成的損失熱量，從而最大限度消除這兩個因素造成的誤差影響。食材投入量的誤差會影響所需求的熱量，表現為溫度差異。由于烹飪用具制作工藝差異會導致發熱量和傳熱速度不同。因此在目標溫度被控制的情況下，這種誤差也由溫度偏差消化子程序(子模塊)消除。在菜品制作工藝被執行過程中會不止一次用到溫度偏差消化子程序(子模塊)以消除溫度偏差所帶來的影響。將菜肴在某一時間段內的目標溫度T對應的功率通過電磁爐在可控的基礎上進行調整確認，使該時間段內菜肴得到目標溫度T。且還能讓設置功率P通 過U=P-k(t_T)這一溫度控制模型將實際功率U保持在某個額定的范圍，以維持目標溫度T不變，這樣我們就在先達到該時間目標溫度T與后達到該時間目標溫度T的不同個體間構建了一個可控的溫度偏差消化平臺。如上所述可能導致誤差產生的事項，最終共同的結果是使鍋內溫度產生偏差。在一道菜品制作工藝流程內設置溫度偏差消化子程序(子模塊)，當菜品烹飪完成后，可以將出品的同種菜品質量誤差控制在3%以內。通過設定極限值的方法來實現高溫限制，具體如下
a)當實測溫度開始大于設置的目標溫度后，功率檔根據與(t-T)的關系逐步降檔，當功率檔降到最低值則不再執行降檔，如若此時溫度值仍然持續上升，上升至設定的(通常多出現于干鍋干煎干烤干煸等狀態時)極限值(即過熱保護值)，則電加熱可控溫爐具執行停機命令。b)當高溫限制消除(即食材鍋具溫度降至可控范圍內)，爐具啟動，啟動功率檔位根據與(t-T)的關系不斷進行調整。圖3是電加熱可控溫爐具與上位機連接圖，帶有控制單元的電加熱可控溫爐具I通過8 口地址分配器10連接上位機7，上位機7還分別連接觸摸屏6、打印機8和條碼掃描儀9。其中，帶有控制單元的電加熱可控溫爐具I通過控制單元2中的MAX485通信模塊與上位機通信連接，每臺上位機7可以連接多個8 口地址分配器10，每個8 口地址分配器10可以連接8個電加熱可控溫爐具。通過觸摸屏6把點菜需求送入上位機7并生成菜單，在打印機8上輸出條形碼菜單；操作人員通過條碼掃描儀9將條形碼菜單輸入上位機7，上位機7對輸入進來的條碼進行識別及預處理，檢測空載的電加熱可控溫爐具，對選中的空載電加熱可控溫爐具通過8 口地址分配器10激活并指定烹飪程序，操作人員將裝有菜單上的菜品主輔料的鍋放置在被激活的電加熱可控溫爐具上，開始烹制。觸摸屏6 :完成菜單信息錄入這一動作(點菜)，顧客和服務人員均可操作。上位機7 :生成菜單，以及打印輸出相應的菜單；對掃描輸入進來的菜單條碼進行識別，配置空閑的爐具，使爐具按照一定的工藝完成菜品制作。8 口地址分配器10 :通過自定義的地址方式，完成上位機對相應電加熱可控溫爐具的配置。電加熱可控溫爐具安裝有控制單元2的電磁爐，采用溫度控制模型U=P_k (t-T)，控制溫度及功率。圖4所示為紅燒肉傳統制作的工藝流程過油-上色-拌料-煮沸-慢燉-收汁。按照傳統方法制作，需要廚師根據自己積累的經驗，預估出不同烹飪階段需要多大的火候，什么樣的鍋具來完成烹飪過程。傳統的紅燒肉制作需要廚師根據經驗來選料配料和放入佐料，選用不同的鍋來完成每個階段的烹飪。如果收汁過程由于水放略微多，則廚師需要按照自己的經驗處理湯水過多的問題。一般烹飪紅燒肉需要至少45分鐘的時間，需要調節火候從大火調節到小火再到大火，工序繁瑣，需人工控制，且不能在同一個鍋內一次性實現以上所有烹飪方式，要分鍋、倒鍋人工實現不同的工序。圖5所示為烹調程序中紅燒肉制作的工藝流程，是根據圖4中時間節點所需溫度，經過大量實踐改良后的紅燒肉標準化制作工藝流程，細分為15段工序，每段工序中包含三個變量設定時間、設定功率和目標溫度。第1-3段工序模擬了煮的烹飪方式；第4-10段模·擬了燉和上色的烹飪方式；第11段暫停是操作員將肉和料拌勻;第12-14段模擬了收汁和過油的烹飪方式；最后一段設置為保溫。烹飪時總共需要13. 5分鐘和一個不銹鋼鍋，不銹鋼鍋放在帶有控制單元的電磁爐上，烹調程序在控制單元中。煮沸工序中的目標溫度設定從168度至99度再上升到105度，溫度變化完全取決于溫度傳感器對鍋體溫度的探測，將實測溫度值傳輸給控制單元中溫度控制模型，從而計算出所需要的功率。當實際測得溫度超出或低于目標溫度，根據超溫或降溫速度，功率自行調節從設置功率1900W下降至更低的加熱功率檔或上升至設置功率，形成一個調節速度與頻度范圍可控的調節機制，以克服環境、不同爐具鍋體、原材料投放等因素造成的誤差，在菜品烹飪結束時，實現菜肴出品標準化和一致性。圖6所示為一種網絡拓補圖，是一種智能餐飲網絡，實線連接部分為局域網一，虛線連接部分為局域網二。局域網一連接有服務器11、其他PC機12，其他PC機12用于倉庫等管理工作；局域網二位于遠程辦公區，連接有辦公區PC機13、網絡交換機14、路由器15。遠程辦公區可以管理到底層的電加熱可控溫爐具，比如菜品的烹飪程序下載、狀態管理等。所以本發明具有以下特征在中餐菜品制作中，采用了對中間介質水、油、水油混合和水蒸氣的溫度范圍控制及溫度動態調節的創新方法、以及對影響烹飪效果的溫度偏差消除方法(通過在工藝時間內時間為節點內的功率補償及遞減)最大限度的還原并實現了廚師對火候掌控，既保證了每種菜品的應有口味，又實現了中餐烹飪的標準化；通過網絡化管理實現了從點菜、配菜到烹飪出菜的智能化生產和管理，既適合普通家庭使用，也適合于經營性場所大量制作菜品。
權利要求
1.一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法，用于在電加熱可控溫爐具上實現標準化中餐菜肴的自動化或半自動化烹飪，其特征在于包括以下步驟 1)準備帶有控制單元的電加熱可控溫爐具； 2)確定中間介質溫度范圍，所述中間介質包括水、油、水油混合和水蒸氣； 所述水對應烹調方式為煮和燉，控制在攝氏溫度99-105度范圍內； 所述油對應烹飪方式為炸，控制在攝氏溫度170-250度范圍內； 所述水油混合對應烹飪方式3為煎、炒、烹、煸和拌，控制在攝氏溫度135-170度范圍內； 所述水蒸氣對應烹飪方式為燜，控制在攝氏溫度100-110度范圍內； 3)在I)所述的控制單元中，采用溫度控制模型進行動態加熱溫度調節控制，溫度控制模型是U=P-k(t-T)，其中P為電加熱可控溫爐具設置功率，T為目標溫度，t實測溫度，U為電加熱可控溫爐具實際執行功率，k為比例系數； 4)根據步驟2)的中間介質溫度范圍及步驟3)的溫度控制模型編制各種菜品制作工藝的烹飪程序，菜品的制作工藝是指定菜品從初始烹飪狀態開始每一個工藝流程預先設置的烹飪方法及在每個時間節點所需的溫度； 5)根據指定菜品的工藝配方，將主輔料放在烹飪容器中，之后一同放置在電加熱可控溫爐具上； 6)啟動烹飪程序； 7)烹飪程序結束后取出菜品，本菜品制作結束。
2.根據權利要求I所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法，其特征在于在控制單元中設置溫度偏差消化子程序，所述溫度偏差消化子程序用于消除工藝流程外溫度偏差，所述工藝流程外溫度偏差包括念飪時食材起始溫度的偏差、念飪容器溫度偏差、季節性環境溫度差異、粘稠度影響導熱系數而形成的溫度偏差、烹飪容器的蓋密封程度引起的溫度偏差、食材投入量的偏差引起的烹飪容器內溫度的偏差、烹飪容器本身存在加工工藝的偏差、電加熱爐具自身功率偏差，溫度偏差消化子程序通過控制單元對工藝流程中，按時間節點將實測溫度與設定溫度進行對比，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜品進行功率補償。
3.根據權利要求I或2所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法，其特征在于所述控制單元對工藝流程初始階段劃定溫度補償范圍，將實測溫度與常溫進行對比，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜肴進行工藝時間的比例補償或定值補償。
4.根據權利要求I所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法，其特征在于通過設定極限值實現高溫限制，所述高溫限制是當實測溫度開始大于設置的目標溫度后，電加熱可控溫爐具功率根據與(t-T)的關系逐步降檔，當檔位降到最低檔則不再執行降檔，此時溫度值仍然持續上升達到設定極限值時，則執行停機命令；當高溫消除后，重新啟動電加熱可控溫爐具，啟動功率檔位根據與(t-T)的關系進行調整。
5.根據權利要求I所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法，其特征在于將I)中所述的若干個電加熱可控溫爐具進行聯網集中管理，通過網絡對所連接的電加熱可控溫爐具進行烹飪程序下載、任務分配管理、分配順序管理和烹飪操作管理及遠程管理。
6.根據權利要求5所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的方法，其特征在于通過點菜機、網絡、打印機、條碼設備、實現點菜、配菜、燒菜、出菜管理。
7.一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的系統，包括帶有控制單元的電加熱可控溫爐具和烹飪容器，所述烹飪容器放置在電加熱可控溫爐具上，其特征在于還包括溫度傳感器及存儲有烹飪模塊、溫度偏差消化子模塊、溫度補償模塊和高溫限制模塊的模塊存儲器，所述溫度傳感器和模塊存儲器連接所述控制單元，所述溫度傳感器檢測電加熱可控溫爐具與烹飪容器底部接觸面的溫度，所述烹飪模塊根據對水、油、水油混合和水蒸氣設定的溫度范圍和溫度控制模型u=p-k(t-T)編制各種菜品制作時的工藝流程及各個時間節點控制溫度的控制程序，所述溫度偏差消化子模塊用于消除工藝流程外溫度偏差；所述溫度補償模塊用于對工藝流程初始階段劃定溫度補償范圍，在設定溫度范圍內時對所烹飪的菜品進行工藝時間的比例補償或定值補償；高溫限制模塊用于當實測溫度開始大于設置的目標溫度后進行功率調節和高溫保護。
8.根據權利要求7所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的系統，其特征在于所述系統還包括上位機，一至若干個所述電加熱可控溫爐具連接到上位機。
9.根據權利要求7所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的系統，其特征在于所述帶有控制單元的電加熱可控溫爐具是帶有控制單元的電磁爐。
10.根據權利要求8所述一種采用智能化溫控實現標準化烹飪的系統，其特征在于所述系統還包括點菜機、局域網、打印機、條碼掃描儀，所述上位機分別連接局域網、打印機和條碼掃描儀。
全文摘要
本發明公開了一種用智能化溫控實現標準化烹飪的方法及系統，使得未掌握烹調技術的操作人員，也能制作出味道鮮美、口味統一的標準化菜肴，可廣泛適用于家庭及營業場所使用，它包括帶有控制單元的電加熱可控溫爐具和烹飪容器，烹飪容器放置在電加熱可控溫爐具上，系統還包括溫度傳感器、烹飪模塊、溫度偏差消化子模塊、溫度補償模塊和高溫限制模塊，控制單元還分別連接溫度傳感器、烹飪模塊、溫度偏差消化子模塊、溫度補償模塊和高溫限制模塊，烹飪模塊是根據水、油、水油混合和水蒸氣設定的溫度范圍和溫度控制模型U=P-k(t-T)編制各種菜品制作時的工藝流程及各個時間節點控制溫度的控制程序等。
文檔編號A47J27/00GK102920309SQ20121035641
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者張杭生 申請人:杭州紅泥小廚餐飲管理有限公司