本发明属于加热处理,具体涉及一种加热火候标定方法、加热方法、模型及可读存储介质。
背景技术:
1、火的出现,使人类发明并逐渐掌握了烹饪技术,从而从生食过渡到熟食。同时,古代中国人延续加热处理食物的方法来处理中药材,衍生出炒、炙、煅、烫等中药炮制技术方法,推动了中华文明的进步。“火候”一词中的“火”表示加热,“候”是表征时间,有“五日为一候”的说法。按照传统观念,火候是指“所用火力的大小和加热时间的长短”,也就是物质的加热程度。火力与火候既有区别也有联系,火力指的是火的大小强弱或温度高度,火候是火力和时间的综合体现。
2、在日常生活中,烹饪不同的食材其加热程度不同,这需要通过控制加热火力和加热时间来控制火候以达到不同的食品风味;中药炮制如煮、炒、煅、蒸等所需要的火力大小与作用时间均不同,从而达到减毒增效、改变药性的作用;冶金工艺通过控制火候来研究金属的熔点、硬度、延展性等,通过火候的控制使金属变得更加柔软易于加工,进而制造出更优质的金属品。
3、现代学者多数认为,火候是达到一定温度条件下的炮制时间的累与积效应,包括加热火力大小、加热时间以及药物在受热过程中内外变化的整体情况。“火候”的把握和判断在很大程度上仅凭操作者的感官检测和经验掌握,受各种人为因素影响而存在随意性,与现代精准化要求存在较大的差距,“火候”相关性评价指标的量化研究是亟待解决的共性问题。尤其是针对不同加热环境和加热条件中对相同的被加热体加热,想要获得相同的加热效果,无法找到关联性。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的问题,本发明提供一种加热火候标定方法、加热方法、模型及可读存储介质,通过标定以及利用标定所指导的加热方法,能够针对不同的加热系统和加热条件,针对同一种被加热体都能够提供指导效果从而获得较为标准的最佳加热效果。
2、本发明所采用的技术方案为:
3、第一方面,本发明提供一种加热火候标定方法,用于对被加热体在不同加热系统中的获得相同加热效果的参数标定,
4、首先,准备测试加热系统和对应的标准被加热体,记录被加热体的质量,然后确定被加热体的有效温度临界值t0,再将被加热体放置在加热系统中进行标定加热;
5、标定加热过程中实时监控被加热体的温度,记录到达有效温度临界值t0的时间t1,然后持续通过加热系统对被加热体进行加热,并实时记录被加热体温度t;
6、建议以时间为横坐标、温度为纵坐标的坐标轴,对获取到的实时的被加热体温度t进行标记,并形成一条关于温度随时间变化且起点是(t1,t0)坐标点的曲线q;
7、当被加热体达到设定的最佳加热效果后,记录此时的时间t2,然后计算从t1到t2之间的曲线q与t0的横向线之间所合围的平面图像的面积h,将该面积h除以标准被加热体的质量以及加热系统的火力度,作为该被加热体的标准质量下的火候度h进行标定。
8、结合第一方面,本发明提供第一方面的第一种实施方式,标定加热时,向加热系统中至少增加若干个独立的被加热体,在确定被加热体的加热效果时,先确定该被加热体出现最佳加热效果时的被加热体温度范围,在该温度范围内不断取出一个独立的被加热体剖切后通过查看内部状态判断加热效果。
9、结合第一方面,本发明提供第一方面的第二种实施方式,所述加热系统为水域加热系统,导热介质为纯水,在标定加热过程中通过贴近被加热体表面且与纯水接触的温度传感器检测导热介质的温度来反映被加热体的温度t。
10、结合第一方面,本发明提供第一方面的第三种实施方式,所述加热系统为带有热源的炒锅,在加热过程中,通过温度传感器直接检测被加热体的温度t。
11、结合第一方面,本发明提供第一方面的第四种实施方式,所述被加热体的有效温度临界值t0通过预处理过程中对被加热体持续加热并实时观察被加热体的状态,当被加热体出现状态变化时的最低温度作为有效温度临界值t0。
12、其中,被加热体的状态变化为蛋白质变性。
13、结合第一方面,本发明提供第一方面的第五种实施方式,所述火候度h的计算公式如下:
14、
15、其中, 是坐标轴中曲线q的表达式, h是加热系统的火力度,a是达到t0时的时间,b是达到最佳加热效果时的时间。
16、第二方面,本发明还提供一种根据火候度标定的加热方法,采用上述中的加热火候标定方法对被加热体进行标定获取其最佳加热效果的火候度h的值;
17、然后在另一加热系统中对相同的被加热体进行加热,在确定单次加热时被加热体的总质量后,然后以总质量与单位质量的比值得到与火候度h的乘积h0,以该乘积h0作为参考;
18、将被加热体放入另一加热系统中,记录被加热体的初始温度t0以及初始时间t1,然后开始加热后,不断根据计算当前时间节点t1时所划出的曲线q与t0的横向线所围成的平面图像面积,当该平面图像面积与确定的乘积h0差值小于5%时停止加热。
19、结合第二方面,本发明提供第二方面的第一种实施方式,通过利用计算机程序中实现对平面图像积分计算面积的软件实时计算曲线q与t0的横向线所围成的平面图像面积。
20、第三方面,本发明还提供一种模型,用于输入参数自动实现实现上述中所述的一种根据火候度标定的加热方法指导。
21、第四方面,本发明还提供一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上述所述的方法。
22、需要说明的是,火候度这一概念是对某个物质加热过程中的热量变化的总量进行一个较为宽泛的标定过程。物体自身温度升高或降低,都是其本身热量的传递所导致。将一个物体作为独立结构看待,导致该结构的温度升高或降低与外部输入/输出的热量有关,而火候度则是一个反应热量传递的值。
23、也就是说,想要确定每个物体的最佳加热效果,就是确定一个最佳状态下物体的吸收/释放的热量总量。但由于加热系统的不同,无法确定每次外部系统中的热量输入/输出值,或者确定的成本较高,不利于低成本的复现。
24、故本发明中提出的火候度的指标,其在温度-时间坐标轴内,两个时间节点之间的温度变化曲线与水平线之间所围出的面积确实具有特定的物理意义,该面积代表了在这段时间间隔内,物质吸收或释放的热量。
25、其中的临界温度是指被加热体出现有效加热过程时的标定量,若是起始温度低于该温度,则至少需要一定时间将外部的导热介质加热至对应温度才能够起到有效作用,否则时间无限增加也无法改变被加热体的加热状态。
26、而其中的加热原理通过公式进行说明,其中的热量变化:面积的计算实际上是对温度变化曲线的积分,这在数学上等同于热量变化的计算。对于某一特定物质,其热量变化q可以表示为:
27、
28、其中 m是物质的质量, c是物质的比热容, dt是温度的微小变化。如果将时间 t考虑进去,并且假设 m和c是常数,那么上述积分可以写成:
29、
30、在图形上,这个积分对应于曲线下的面积。这个面积表示在所考虑的时间间隔内,物质与外界之间传递的能量。如果面积在时间轴上方,表示物质吸收了热量;如果在时间轴下方,表示物质释放了热量。
31、本发明的有益效果为:
32、(1)本发明提出有效温度临界值(t0)概念,即被加热物质温度高于该温度临界值,则认为加热过程有效,通过持续加热作用,能够使被加热物质发生性质改变(由生到熟);当温度低于该温度临界值,即使加热时间趋于无限大,也无法使被加热物质达到想要的火候状态(熟度);
33、(2)根据本发明的技术内容,可以在烹饪、制药、冶金等各种需要用到加热的领域,建立针对特定产品加热工艺的标准火候度;进一步可根据标准火候度,通过实时测温技术,预测或判定产品的加热终点时间,实现对火候的精准把控。
1.一种加热火候标定方法,用于对被加热体在不同加热系统中的获得相同加热效果的参数标定,其特征在于:
2.根据权利要求1所述的一种加热火候标定方法,其特征在于:标定加热时,向加热系统中至少增加若干个独立的被加热体,在确定被加热体的加热效果时,先确定该被加热体出现最佳加热效果时的被加热体温度范围,在该温度范围内不断取出一个独立的被加热体剖切后通过查看内部状态判断加热效果。
3.根据权利要求1所述的一种加热火候标定方法,其特征在于:所述加热系统为水域加热设备,导热介质为纯水,在标定加热过程中通过贴近被加热体表面且与纯水接触的温度传感器检测导热介质的温度来反映被加热体的温度t。
4.根据权利要求1所述的一种加热火候标定方法,其特征在于:所述加热系统为带有热源的炒锅,在加热过程中,通过温度传感器直接检测被加热体的温度t。
5.根据权利要求1所述的一种加热火候标定方法,其特征在于:所述被加热体的有效温度临界值t0通过预处理过程中对被加热体持续加热并实时观察被加热体的状态,当被加热体出现状态变化时的最低温度作为有效温度临界值t0。
6.根据权利要求1所述的一种加热火候标定方法,其特征在于:所述火候度h的计算公式如下:
7.一种根据火候度标定的加热方法,其特征在于:采用上述权利要求1-6中所述的任一项加热火候标定方法对被加热体进行标定获取其最佳加热效果的火候度h的值;
8.根据权利要求7所述的一种根据火候度标定的加热方法,其特征在于:通过利用计算机程序中实现对平面图像积分计算面积的软件实时计算曲线q与t0的横向线所围成的平面图像面积。
9.一种模型,其特征在于:用于输入参数自动实现实现权利要求7或8所述的一种根据火候度标定的加热方法。
10.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如上述权利要求7或8所述的一种根据火候度标定的加热方法。