CN103907651A - 一种高效真空油炸锅及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效真空油炸锅及其控制方法，其包括锅外体、内锅和料锅，所述锅外体为密封的箱体，内锅设置在锅外体内，用以装载油，内锅内设有蒸汽加热管，锅外体一侧设有蒸汽进管，蒸汽进管与蒸汽加热管的进气口通，蒸汽进管上设有电磁阀；内锅内壁设有温度传感器；料锅设置在内锅中，料锅一侧的锅外体的内壁上设有第一驱动装置，所述第一驱动装置通过驱动臂连接料锅的一侧；所述锅外体的一端面开设有可上下滑动的锅门，锅外体的外侧壁设置第二驱动装置，第二驱动装置通过驱动臂连接锅门，料锅的提升与摆动是由PLC控制器根据料锅温度传感器、位移传感器检测传回的数据控制，本发明结构简单，保证了食品的低温油炸效果。

Description

一种高效真空油炸锅及其控制方法

技术领域

本发明涉及食品加工领域，尤其涉及一种高效真空低温油炸锅。

背景技术

常压油炸，温度一般在160℃以上。食物经高温油炸，其中的各种营养素被严重破坏。高温使蛋白质炸焦变质而降低营养价值,高温还会破坏食物中的脂溶性维生素，如维生素A、胡萝卜素和维生素E，妨碍人体对它们的吸收和利用。破坏，色、香、味受到影响油的成分发生多种化学反应，导致炸油酸败劣变，油脂会变稠，产生劣味，甚至会产生一些对人体有害甚至致癌的物质，影响消费者的健康。常压高温油炸食品含油量都很高，油耗很高随着人们消费观念的转变和营养知识的普及以及食品卫生的要求，常压高温油炸工艺逐步淘汰掉。

 真空低温油炸是在减压（真空）降低油的沸点, 食品中水分汽化实现低温油炸的目的，从而避免食物营养成分大量流失。能在短时间内迅速脱水，实现在低温（95℃）条件下对食品的油炸。热油作为食品脱水供热的介质，还能起到改善食品风味的作用。油炸前的果蔬经过热水漂汤、鱼肉等经过熟制加工，预处理的目的，尽量保持食品的原色和原味，提高原料的固形物含量，提高制品的组织强度，降低食品的含油率，严格意义上讲，真空油炸实际上是对食品的干燥脱水的过程，只不过把油作为供热的介质，与生活中所说的油炸有着根本的区别。鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效真空低温油炸锅，用以克服上述技术缺陷。

本发明的目的是这样实现的，一种高效真空油炸锅，包括锅外体、内锅和料锅，其特点是所述锅外体为密封的箱体，内锅设置在锅外体内，内锅内设有蒸汽加热管，锅外体一侧设有蒸汽进管，蒸汽进管与蒸汽加热管的进气口通，蒸汽进管上设有电磁阀；内锅内壁设有温度传感器；料锅设置在内锅中，料锅一侧的锅外体的内壁上设有第一驱动装置，所述第一驱动装置连接料锅的一侧并带动料锅移动；所述锅外体的一端面开设有可上下滑动的锅门，锅外体的外侧壁设置第二驱动装置，第二驱动装置连接锅门并带动锅门开闭；

所述锅外体的侧壁连接有一管道，管道的一端联通锅外体内、另一端连接有抽真空机，管道上设有阀门；

所述锅外体外壁上设有电控箱，锅外体内壁设有真空传感器，所述电控箱分别与电磁阀、温度传感器、真空传感器、第一驱动装置和第二驱动装置电气连接。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述电控箱内设有PLC控制器，所述电磁阀、温度传感器、真空传感器、第一驱动装置和第二驱动装置的信号输入端分别与PLC控制器上对应的信号输出端连接，所述PLC控制器上设有控制按钮；在所述内锅中设有检测内锅油位的油位传感器，PLC控制器根据油位的变化控制油管阀门自动补油。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述锅门与锅外体相接处设有密封垫。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述锅外体与内锅均为不锈钢材料制成的双层真空结构，蒸汽加热管设置在内锅的真空腔内。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述第一驱动装置包括竖直调整机构和角度调整机构，其中竖直调整机构是在承载端上设置凹槽，所述凹槽沿竖直方向开设，在所述凹槽上下两端设置上挡板和下挡板；在所述凹槽内设置丝杠螺母机构，其中，丝杠沿所述凹槽竖向设置，丝杠一端穿出所述上挡板，并且与一齿轮组连接，所述齿轮组与一驱动电机连接，并驱动所述齿轮组动作；所述丝杠上连接一螺母，螺母沿丝杠上下移动；

所述的角度调整机构是分读盘设置在螺母上，第一连接杆和第二连接杆连接，并且两杆垂直，第一连接杆与分读盘的中心连接并随其转动，并且带动所述第二连接杆摆动，第二连接杆末端与内锅的侧壁连接固定。

为了进一步实现本发明的目的，可以是在所述第二连接杆上设置有对料锅的摆角进行检测的角度传感器，并传输至所述PLC控制器中；在所述料锅底部设置料锅温度传感器，料锅温度传感器实时测量所述料锅的温度，并将其传输至所述PLC控制器中；所述螺母上设置位置传感器，其实时测量所述内锅的深度，并将其传输至所述PLC控制器中。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述分读盘预设固定转角，该预设转角根据PLC控制调整；所述内锅的内壁上设置有限位柱，在所述分读盘转动到极限位置时，所述第二连接杆的摆角到达最大，与限位柱接触限制料锅摆动。

为了进一步实现本发明的目的，可以是在锅外体的进料口处设置有食品安全检测装置，该食品安全检测装置包括检测单元、采样单元、逻辑分析单元和动作执行单元，上述各单元依次连接，其中：

所述检测单元对加工食品的水分                                               、糖分等成分以及气体、重量、规格尺寸信息进行扫描检测，并将信息传输至采样单元中，采样单元将采集的各模拟信息进行Ａ/D转换并传输至逻辑分析单元，逻辑分析单元对检测结果进行分析记录并传输至PLC控制器中，同时逻辑分析单元根据分析结果传输至所述动作执行单元，动作执行单元对各传感器和驱动单元进行调整控制。

为了进一步实现本发明的目的，可以是所述检测单元包括重量传感器、生物传感器组、环境检测模块和成分检测模块。

一种上述高效真空油炸锅的控制方法，其特点是料锅的提升与摆动是由PLC控制器根据料锅温度传感器、位移传感器检测传回的数据控制，如下：

在所述料锅的温度达到T1时，所述PLC控制所述料锅向上提升距离H1；料锅温度传感器将检测到的温度T传输至PLC控制器中，PLC控制器判断该温度T大于T1时，按照下述公式计算，

                   

式中，表示第二连接杆的长度，表示料锅的摆角，表示料锅的实时温度，表示螺母丝杠的螺距；

PLC控制电机转动，驱动丝杠转动，其上的螺母向上移动，位移传感器实时检测螺母以及分读盘的位置，在达到预设的位置时，向PLC控制器传递信息，PLC控制器控制电机停止工作；

在料锅温度到达T2时，PLC控制器控制料锅摆动角度，该角度根据下述公式确定，

       

式中，表示第二连接杆的长度，表示料锅的初始摆角，表示料锅的深度；

PLC控制器控制螺母上的分读盘转动角度，第二连接杆摆动角度，相应地带动料锅摆动角度。

与现有技术相比较本发明的有益效果在于：本发明通过抽真空机降低锅内的气压使锅内为负压，PLC控制器控制电加热装置保持内锅油温恒定，料锅可以在内锅中上下浮动以保证食品均因受热及滤油，保证了食品的低温油炸效果；锅外体内设置的真空传感器时刻显示锅内的真空度，锅门装在锅体部位的一侧面，可以通过PLC控制器上下滑动开关，方便进出食品；锅门内有一个密封垫圈起到真空密室作用。本发明第一驱动装置包括竖直调整料锅高度的丝杠螺母机构，以及角度调整的分读盘、连杆机构，保证料锅既能在竖直方向上升降，以保证食品均匀受热；同时，还能够倾斜摆动，保证料锅能够滤油。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的一种电气结构框图；

图3为本发明第一驱动装置的结构示意图；

图4为本发明第一驱动装置的正视结构示意图；

图5为本发明食品安全检测***的功能框图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

一种高效真空油炸锅，参照图1，其包括锅外体1、内锅2和料锅4，所述锅外体1为密封的箱体，内锅2设置在锅外体1内，内锅2内设有蒸汽加热管3，锅外体1一侧设有蒸汽进管14，蒸汽进管14与蒸汽加热管3的进气口联通，蒸汽进管14上设有电磁阀15；内锅2内壁设有温度传感器8；料锅4设置在内锅2中，所述料锅4为孔状；料锅4一侧的锅外体1的内壁上设有第一驱动装置9，所述第一驱动装置9通过驱动臂连接料锅4的一侧；所述锅外体1的一端面开设有可上下滑动的锅门5，锅外体1的外侧壁设置第二驱动装置6，第二驱动装置6通过驱动臂连接锅门5；所述锅外体1的侧壁连接有一管道10，管道10的一端联通锅外体1内、另一端连接有抽真空机12，管道10上设有阀门11；所述锅外体1外壁上还设有电控箱13，锅外体1内壁设有真空传感器16，所述电控箱分别与电磁阀15、温度传感器8、真空传感器16、第一驱动装置9和第二驱动装置6电气连接。

请参阅图2所示，其为本发明高效真空低温油炸锅的电气结构框图，电控箱13内设有PLC控制器，所述电磁阀15、温度传感器8、真空传感器16、第一驱动装置9和第二驱动装置6的信号输入端分别与PLC控制器上对应的信号输出端连接，PLC控制器上设有控制按钮。电源进行供电，PLC控制器处理温度传感器8采集的温度信号来自动控制调节电磁阀15的开闭，以便于保持内锅2内油温恒定，PLC控制器采集真空传感器16的电信号，再通过控制抽真空机12上连接的阀门11，时刻保证锅外体1内的真空度恒定，通过控制按钮控制第一驱动装置9和第二驱动装置6动作，控制锅门5的开关以及控制料锅4上下传动，达到对料锅4内食品的翻动，便于食品快速炸熟。

在内锅2中设置油位传感器，实时对内锅的油位进行检测，并且，所述PLC控制器根据油位的变化，控制油管阀门自动补油。

为便于保证锅外体1内的密封效果，锅门5与锅外体1相接处设有密封垫7。

为隔绝油温散发保证内锅2内的油温稳定性，锅外体1与内锅2均为不锈钢材料制成的双层真空结构，蒸汽加热管3设置在内锅2的真空腔内。

为了能够使料锅4可以在内锅2中上下浮动以保证食品均匀受热及滤油，设置所述第一驱动装置9 ，请参阅图3和4所示，所述第一驱动装置包括承载端95、分读盘94、第一连接杆93、第二连接杆91，其中：分读盘94设置在所述承载端95的凹槽951中，所述第一连接杆93和第二连接杆91连接，并且，两杆垂直，所述第一连接杆93与所述分读盘94的中心连接，在所述分读盘94转动时，所述第一连接杆93随其转动，并且带动所述第二连接杆91摆动；所述第二连接杆91末端与所述内锅2的侧壁连接固定，并且带动所述内锅2作轻微摆动，以使所述食品均匀受热；

在所述承载端95上设置凹槽951，所述凹槽951沿竖直方向开设，在所述凹槽951上下两端设置上挡板和下挡板；在所述凹槽951内设置丝杠螺母机构，其中，丝杠952沿所述凹槽951竖向设置，丝杠952一端穿出所述上挡板，并且与一齿轮组96连接，所述齿轮组与一驱动电机连接，并驱动所述齿轮组动作；所述丝杠952上连接一螺母953，所述螺母953沿所述丝杠952上下移动。

在所述螺母953上设置所述4分读盘94，在所述螺母953上下移动时，所述分读盘94、以及与所述分读盘连接的第一、二连杆和料锅4也上下移动。

所述分读盘94预设固定转角，该预设转角根据PLC控制调整；所述内锅2的内壁上设置有限位柱956，在所述分读盘转动到极限位置时，所述第二连接杆91的摆角到达最大，所述第二连接杆91与限位柱956接触，限制所述料锅摆动。

在所述第二连接杆91上设置角度传感器92，实时对料锅的摆角进行检测，并传输至所述PLC控制器中；在所述料锅底部设置料锅温度传感器41，实时测量所述料锅的温度，并将其传输至所述PLC控制器中；所述螺母953上设置位置传感器957，其实时测量所述内锅的深度信息，并将其传输至所述PLC控制器中。

一种上述高效真空油炸锅的控制方法，是料锅4的提升与摆动是由PLC控制器根据料锅温度传感器41、位移传感器957检测传回的数据控制，如下：

在所述料锅4的温度达到T1时，所述PLC控制所述料锅4向上提升距离H1；料锅温度传感器41将检测到的温度T传输至PLC控制器中，PLC控制器判断该温度T大于T1时，按照下述公式计算，

                   

式中，表示第二连接杆91的长度，表示料锅4的摆角，表示料锅4的实时温度，表示螺母丝杠的螺距；

PLC控制电机转动，驱动丝杠952转动，其上的螺母953向上移动，位移传感器957实时检测螺母953以及分读盘94的位置，在达到预设的位置时，向PLC控制器传递信息，PLC控制器控制电机停止工作；

在料锅4温度到达T2时，PLC控制器控制料锅4摆动角度，该角度根据下述公式确定，

       

式中，表示第二连接杆91的长度，表示料锅4的初始摆角，表示料锅4的深度；

PLC控制器控制螺母953上的分读盘94转动角度，第二连接杆91摆动角度，相应地带动料锅4摆动角度。

本发明第一驱动装置包括竖直调整料锅高度的丝杠螺母机构，以及角度调整的分读盘、连杆机构，保证料锅既能在竖直方向上升降，以保证食品均匀受热；同时，还能够倾斜摆动，保证料锅能够滤油。

为了保证该油炸锅加工出安全的食品，在所述外锅的进料口处设置一食品安全检测***，该食品安全检测***包括检测单元112、采样单元211、逻辑分析单元212和动作执行单元213，上述各单元依次连接；所述检测单元112对加工食品的水分、糖分等成分以及气体、重量、规格尺寸等信息进行扫描检测，并将该信息传输至所述采样单元211中，所述采样单元211将采集的各模拟信息进行Ａ/D转换，转换的数字信号传输至所述逻辑分析单元212；所述逻辑分析单元212对各传感器的检测结果进行分析并记录，并传输至所述PLC控制器中，所述PLC控制器根据采集的上述食品信息，控制锅的真空度，油炸时间，油温度，冷却水温度。

所述逻辑分析单元212根据分析结果传输至所述动作执行单元213，所述动作执行单元213包括继电器组，分别对各传感器和驱动单元214进行调整控制。

所述检测单元112包括重量传感器113、生物传感器组116、环境检测模块114和成分检测模块115，其中，

所述重量传感器113，其实时将检测的食品的重量信息传输至所述采样单元211中；所述生物传感器组116，在本实施例中，所述生物传感器组116为一排气敏传感器，所述气敏传感器分别设置不同的检测频率，对不同食品分别进行检测；所述成分检测模块115包括一光谱采集器，采集食品的成分信息，如叶绿素、脂肪含量等信息；所述环境检测模块114包括一湿度传感器和温度传感器，对待加工食品进行温度和湿度检测，检测食品的外部环境信息。

本发明对待加工的食品进行持续的、全方位的检测，对食品的重量，食品检测的外部环境，食品中的气体和成分进行检测，提高检测与判断的准确性；以便在加工过程中能够控制锅的真空度，油炸时间，油温度，冷却水温度。

所述PLC控制器根据水分、糖分等成分以及气体、重量、规格尺寸,以及气敏传感器检测的食品的检测频率，光谱采集器采集的食品频率；其中，所述锅的真空度根据下述公式确定，

                           

式中，表示标准大气压，表示内锅的直径，表示食品中的水分、表示食品中的糖分，表示气体的检测频率、表示食品的重量，表示产品的规格尺寸，表示光谱采集器采集的食品频率。

锅的真空度与水分含量、气体频率、光谱采集器采集的食品频率和质量成正比，与糖分、规格尺寸成反比，保证锅在合适的真空度下工作。

锅内的油温度，根据下述公式进行确定，

                   

式中，表示锅内的油温度，表示食品中的水分、表示食品中的糖分，表示食品的重量，表示油炸时间，表示初始相位角，由***本身决定，表示真空度，表示光谱采集器采集的食品频率。

锅内的油温度随着水分、糖分和质量的增加而增大，随锅的真空度增大而减小，保证食品能够加工成熟。

本发明中的PLC控制器能够根据食品的特定成分、生物信息和食品环境设定加工的参数，保证食品安全、有效的加工。

在所述真空油炸锅的排油口还设置一有品质检测***，其包括一酸价检测仪和一过氧化值检测仪，油经锅排出，经酸价检测仪和一过氧化值检测仪和检测，获取油油品质的过氧化剂，酸价值；并传输至所述PLC控制器中，所述PLC控制器与一显示模块连接，在本实施例中，为一显示器，实时显示所述PLC控制器的输出信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效真空油炸锅，包括锅外体（1）、内锅（2）和料锅（4），其特征在于：所述锅外体（1）为密封的箱体，内锅（2）设置在锅外体（1）内，内锅（2）内设有蒸汽加热管（3），锅外体（1）一侧设有蒸汽进管（14），蒸汽进管（14）与蒸汽加热管（3）的进气口通，蒸汽进管（14）上设有电磁阀（15）；内锅（2）内壁设有温度传感器（8）；料锅（4）设置在内锅（2）中，料锅（4）一侧的锅外体（1）的内壁上设有第一驱动装置（9），所述第一驱动装置（9）连接料锅（4）的一侧并带动料锅（4）上下浮动；所述锅外体（1）的一端面开设有可上下滑动的锅门（5），锅外体（1）的外侧壁设置第二驱动装置（6），第二驱动装置（6）连接锅门（5）并带动锅门（5）开闭；

所述锅外体（1）的侧壁连接有一管道（10），管道（10）的一端联通锅外体（1）内、另一端连接有抽真空机（12），管道上（10）设有阀门（11）；

所述锅外体（1）外壁上设有电控箱（13），锅外体（1）内壁设有真空传感器（16），所述电控箱（13）分别与电磁阀（15）、温度传感器（8）、真空传感器（16）、第一驱动装置（9）和第二驱动装置（6）电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：所述电控箱（13）内设有PLC控制器，所述电磁阀（15）、温度传感器（8）、真空传感器（16）、第一驱动装置（9）和第二驱动装置（6）的信号输入端分别与PLC控制器上对应的信号输出端连接，所述PLC控制器上设有控制按钮；在所述内锅（2）中设有检测内锅（2）油位的油位传感器，PLC控制器根据油位的变化控制油管阀门自动补油。

3.根据权利要求1所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：所述锅门（5）与锅外体（1）相接处设有密封垫（7）。

4.根据权利要求1所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：所述锅外体（1）与内锅（2）均为不锈钢材料制成的双层真空结构，蒸汽加热管（3）设置在内锅（2）的真空腔内。

5.根据权利要求1所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：所述第一驱动装置包括竖直调整机构和角度调整机构，其中竖直调整机构是在承载端（95）上设置凹槽（951），所述凹槽（951）沿竖直方向开设，在所述凹槽（951）上下两端设置上挡板和下挡板；在所述凹槽（951）内设置丝杠螺母机构，其中，丝杠（952）沿所述凹槽（951）竖向设置，丝杠（952）一端穿出所述上挡板，并且与一齿轮组（96）连接，所述齿轮组（96）与一驱动电机连接，并驱动所述齿轮组（96）动作；所述丝杠（952）上连接一螺母（953），螺母（953）沿丝杠（952）上下移动；

所述的角度调整机构是分读盘（94）设置在螺母（953）上，第一连接杆（93）和第二连接杆（91）连接，并且两杆垂直，第一连接杆（93）与分读盘（94）的中心连接并随其转动，并且带动所述第二连接杆（91）摆动，第二连接杆（91）末端与内锅（2）的侧壁连接固定。

6.根据权利要求5所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：在所述第二连接杆（91）上设置有对料锅的摆角进行检测的角度传感器（92），并传输至所述PLC控制器中；在所述料锅（4）底部设置料锅温度传感器（41），料锅温度传感器（41）实时测量所述料锅的温度，并将其传输至所述PLC控制器中；所述螺母（953）上设置位置传感器（957），其实时测量所述内锅（2）的深度信息，并将其传输至所述PLC控制器中。

7.根据权利要求5所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：所述分读盘（94）预设固定转角，该预设转角根据PLC控制调整；所述内锅（2）的内壁上设置有限位柱（956），在所述分读盘（94）转动到极限位置时，所述第二连接杆（91）的摆角到达最大，与限位柱（956）接触限制料锅（4）摆动。

8.根据权利要求1所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：在锅外体（1）的进料口处设置有食品安全检测装置，该食品安全检测装置包括检测单元（112）、采样单元（211）、逻辑分析单元（212）和动作执行单元（213），上述各单元依次连接，其中：

所述检测单元（112）对加工食品的水分                                               、糖分等成分以及气体、重量、规格尺寸信息进行扫描检测，并将信息传输至采样单元（211）中，采样单元（211）将采集的各模拟信息进行Ａ/D转换并传输至逻辑分析单元（212），逻辑分析单元（212）对检测结果进行分析记录并传输至PLC控制器中，同时逻辑分析单元212根据分析结果传输至所述动作执行单元（213），动作执行单元（213）对各传感器和驱动单元（214）进行调整控制。

9.根据权利要求8所述的一种高效真空油炸锅，其特征在于：所述检测单元（112）包括重量传感器（113）、生物传感器组（116）、环境检测模块（114）和成分检测模块（115）。

10.一种权利要求1所述的高效真空油炸锅的控制方法，其特征在于：料锅（4）的提升与摆动是由PLC控制器根据料锅温度传感器（41）、位移传感器（957）检测传回的数据控制，如下：

在所述料锅（4）的温度达到T1时，所述PLC控制所述料锅（4）向上提升距离H1；料锅温度传感器（41）将检测到的温度T传输至PLC控制器中，PLC控制器判断该温度T大于T1时，按照下述公式计算，

                   

式中，表示第二连接杆（91）的长度，表示料锅（4）的摆角，表示料锅（4）的实时温度，表示螺母丝杠的螺距；

PLC控制电机转动，驱动丝杠（952）转动，其上的螺母（953）向上移动，位移传感器（957）实时检测螺母（953）以及分读盘（94）的位置，在达到预设的位置时，向PLC控制器传递信息，PLC控制器控制电机停止工作；

在料锅（4）温度到达T2时，PLC控制器控制料锅（4）摆动角度，该角度根据下述公式确定，

       

式中，表示第二连接杆（91）的长度，表示料锅（4）的初始摆角，表示料锅（4）的深度；

PLC控制器控制螺母（953）上的分读盘（94）转动角度，第二连接杆（91）摆动角度，相应地带动料锅（4）摆动角度。