JP6272352B2 - 食品のコア温度を決定する装置及び方法 - Google Patents

食品のコア温度を決定する装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6272352B2
JP6272352B2 JP2015550196A JP2015550196A JP6272352B2 JP 6272352 B2 JP6272352 B2 JP 6272352B2 JP 2015550196 A JP2015550196 A JP 2015550196A JP 2015550196 A JP2015550196 A JP 2015550196A JP 6272352 B2 JP6272352 B2 JP 6272352B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal temperature
food
change
closed container
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015550196A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016505849A (ja
Inventor
イン,ビン
リン ツァオ,リン
リン ツァオ,リン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2016505849A publication Critical patent/JP2016505849A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6272352B2 publication Critical patent/JP6272352B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K3/00Thermometers giving results other than momentary value of temperature
    • G01K3/08Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values
    • G01K3/10Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values in respect of time, e.g. reacting only to a quick change of temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/087Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/087Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat
    • F24C7/088Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat on stoves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02Food
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00Details of electric heating devices
    • H05B1/02Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0227Applications
    • H05B1/0252Domestic applications
    • H05B1/0258For cooking
    • H05B1/0261For cooking of food
    • H05B1/0263Ovens

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)

Description

本発明は食品解析に関し、具体的には、食品のコア温度(中心部温度)を決定するための装置及び方法に関する。
調理の出来具合(doneness)又は準備できた状態(readiness)は、栄養保存及び味覚増大の良好なバランスが達成された調理済み食品の状態に言及する。不十分な調理及び過剰な調理は、両方とも、これらの2つの側面並びに食品安全性において否定的な結果をもたらす。不十分に調理された食品は、特に食品の内側部分において、温度上昇及び/又はその維持時間が有害な細菌又は寄生虫を殺すのに不十分であるので、食品起源の疾病をその消費者に引き起こし得る。他方、過剰な調理は、例えば、水分の過剰な損失の故に、食品の味覚及び組織に影響を及ぼし、場合によっては、特定の栄養素の構造を破壊し、それはそれらの健康利益の減少をもたらし得る。
この問題を解決する鍵は、調理中に食品の中心部/内側温度を監視することである。調理される食品のコア温度を検出するために、人々は針形状の温度計を使用しており、温度計は食品中に打ち込まれて、針先端が位置する場所の温度測定値を提供する。しかしながら、その方法は破壊的であり且つ面倒であり、依然として有意な量の手作業を包含する。
他の主要な温度感知方法は、(マイクロ波又は赤外範囲での)電磁放射線測定、磁気共鳴温度測定、及び超音波温度測定を含む。これらの方法は非破壊的であり、一部は物体内の数センチメートルの深さの温度を感知し得る。しかしながら、それらは複雑な構成を必要とし、よって、高コストであるか、或いは様々な妨害要因に晒され、よって、測定値を信頼できなくする。
特許文献1は、調理装置の開放型(一方の側が加熱される)上で調理される食品の内部温度を概算する非接触方法及び機器を開示している。しかしながら、そのような機器は、食品の近似の内部温度を計算するために食品のコア又は表面の温度を測定するよう、食品との垂直整列において超音波又は赤外線装置を利用する必要がある。
国際公開WO00/28292A1
上述の問題に鑑み、食品のコア温度を決定するより望ましい装置及び方法を達成することが有利である。低コストであり、実施が容易であり、且つ十分に正確である、食品のコア温度を決定する装置及び方法を達成することも有利であり、それは消費者製品用途に適している。
熱は、伝導、対流、及び輻射のような、様々な方法において移転される。オーブン内の加熱プロセスを一例として取る。第1に、加熱源のスイッチを入れ、加熱源は輻射及び伝導の両方によってその周りの空気を加熱する。その間に、現今は亜鉛板で作製されることが多いオーブンの内壁も、加熱源からの輻射及び対流を通じて空気によって移転される熱によって加熱されるようになる。その場合には、食品の加熱は、加熱源及び温かい亜鉛板の両方からの輻射、並びに対流を通じて空気によって移転される熱によって実現される。
熱は、より高い温度のシステム(系統)から、より低い温度の1つに自発的に流れる。食品物体が予加熱されたオーブン内に配置されるとき、熱定常状態は制御機構の下で短い一時的な期間の後に再び落ち着かされる(reinstalled)。この熱定常状態で、食品の周囲の温度は一定に維持される。何故ならば、加熱源によって創り出される熱は、食品内に流入して他の所で消散するものと等しく、それを
Figure 0006272352
として表現し得る。ここで、Q、Q、及びQは、それぞれ、加熱源によって生成される総熱量、食品物体に流入する熱、及び熱損失(例えば、オーブンからの漏出)を表す。
加熱中の熱定常状態で、オーブン温度(例えば、オーブンの内部温度)Tは、食品表面の極めて近位の近傍まで一定の温度に留まり、そこから、食品の中心に向かう負の温度勾配が存在する。オーブンの内部周囲温度を測定することは、食品表面に極めて近接してさえも、一定の読出しをもたらし、よって、食品の内部温度/内部温度変動を反映し得ない。
しかしながら、加熱電力が降下するや否や、生成される熱は消散している熱を補償するのに十分でなく、その結果、オーブン温度は下方に傾き始める。下方への傾き率は、内部オーブン環境全体が加熱電力降下の開始に有する総熱エネルギに依存し、その場合、総熱エネルギは食品内に存しているものを含み、よって、食品の容積温度に依存する。オーブン温度Tは、時間の経過と共に
Figure 0006272352
として変化し、ここで、Tは、加熱電力が減少するときの時間モーメントであり、
Figure 0006272352
は、Tでの食品の温度空間分布を表し、Q’は、電力低下後に生成される熱である(よって、Q’<Q)。食品物体が大方の場合に幾何学的構成において規則的であり、例えば、ほぼ球、円柱、直方体、又は楕円体であり、且つその熱特性に関して均一又は良好に構成されている(例えば、層状である)とき、等式(2)は、
Figure 0006272352
に通分され、ここで、
Figure 0006272352
は、tでの、その幾何学的中心での食品の温度(例えば、コア温度)であり、それはオーブン温度を食品のコア温度と明白に関連付け得ることを意味する。δが十分に短い時間の期間(例えば、数秒から数十秒)である、時間モーメントt+δtで、関数g()を
Figure 0006272352
として線形化し得る。ここで、
Figure 0006272352
は、
Figure 0006272352
の関数としての温度降下率をもたらす。hの解析形(analytical form)は、主としてQ’によって決定され、よって、t>tのときの加熱電力、並びに温度特性及び幾何のような食品のパラメータに関係する。食品の寸法及び種類を条件として、hを実験的に決定し得る。
上記議論から推論し得るように、加熱電力が減少させられるとき、オーブンの内部温度は降下する。オーブンの内部温度の降下率は、食品のコア温度と緊密に関連する、即ち、食品のコア温度が高ければ高いほど、オーブンの内部温度の降下率はより低い。よって、オーブンの内部温度の降下率を用いて食品のコア温度を推定し得る。
上記懸念に基づき、1つの特徴において、本発明の1つの実施態様は、閉塞容器内の食品のコア温度を決定する方法であって、容器の内部温度が所定の持続時間内に変化するのを可能にするよう、容器に供給される加熱電力を調節するステップと、容器の内部温度の変化に関する情報を取得するステップと、内部温度の変化及び容器の内部温度の変化に関する情報と食品のコア温度との間の所定の関係に基づき、食品のコア温度を決定するステップとを含む、方法を提供する。
容器の内部温度の変化に関する情報と食品のコア温度との間の関係は、例えば、実験によって、事前取得されるので、並びに、食品を破壊せずに、内部温度の変化に関する情報を調理中に容易に獲得し得るので、本発明の方法は、従来的な方法と比べて、食品のコア温度を決定するより効果的で望ましい方法を可能にする。
ある実施例において、内部温度の変化に関する情報は、内部温度の変化の速度を含み、取得するステップは、容器内の食品から離れた所定の距離で所定の持続時間の間に容器の複数の内部温度値を測定すること、及び複数の内部温度に基づき容器の内部温度の変化の速度を計算することを含む。
他の実施例において、内部温度の変化に関する情報は、内部温度の変化の極値を含み、取得するステップは、容器内の食品から離れた所定の距離で所定の持続時間の間の容器の内部温度の変化の極値を測定することを含む。
ある実施例において、調節するステップは、容器の内部温度が所定の持続時間内で減少するのを可能にするよう、容器に供給される加熱電力を減少させることを含む。この点に関して、容器の内部温度の変化の速度は、容器の内部温度の降下率(降下速度)であり、容器の内部温度の変化の極値は、容器の内部温度の減少の極値である。
他の実施例において、調節するステップは、容器の内部温度が所定の持続時間内に増大するのを可能にするよう、容器に供給される加熱電力を増大させることを含む。この場合、容器の内部温度の変化の速度は、容器の内部温度の増大率(増大速度)であり、容器の内部温度の変化の極値は、容器の内部温度の増大の極値である。
他の特徴において、本発明の1つの実施態様は、食品を受け入れるように構成される閉塞された容器と、容器内の食品を加熱するように構成される、容器と結合されるヒータと、容器の内部温度値を測定するように構成される、食品から離れた所定の距離で容器内に配置されるセンサと、ヒータ及びセンサと結合されるコントローラとを含み、コントローラは、ヒータの加熱電力を制御して、容器の内部温度が所定の持続時間内に変化するのを可能にすること、所定の持続時間の間にセンサによって測定される少なくとも1つの内部温度値に基づき、容器の内部温度の変化に関する情報を取得すること、並びに内部温度の変化に関する情報及び容器の内部温度の変化に関する情報と食品のコア温度との間の所定の関係に基づき、前記食品の前記コア温度を決定すること、という一連の操作を行うように構成される、食品処理装置を提供する。
有利には、内部温度の変化に関する情報は、内部温度の変化の速度を含み、センサは、所定の持続時間の間に容器の複数の内部温度値を測定するように構成され、コントローラは、センサから複数の内部温度値を受信し且つ複数の内部温度に基づき容器の内部温度の変化の速度を計算するように構成される。
有利には、内部温度の変化に関する情報は、内部温度の変化の極値を含み、センサは、所定の持続時間の間に内部温度の変化の極値を測定するように構成され、コントローラは、センサから内部温度の変化の極値を受信するように構成される。
有利には、コントローラは、容器の内部温度が所定の持続時間内に変化するのを可能にするよう、ヒータの加熱電力を調節するように構成される。
有利には、コントローラは、容器内の食品が第1の所定の持続時間に亘って調理された後に操作を行う。
有利には、コントローラは、一連の操作を定期的に行う。
有利には、コントローラによって行われる一連の操作の頻度は増大する。
他の特徴において、本発明の1つの実施態様は、閉塞された容器内の食品のコア温度を決定するための装置であって、容器の内部温度が所定の持続時間内に変化するのを可能にするよう、容器に供給される加熱電力を調節するように構成される調節ユニットと、容器の内部温度の変化に関連する情報を取得するように構成される取得ユニットと、内部温度の変化に関する情報及び容器の内部温度の変化に関する情報と食品のコア温度との間の所定の関係に基づき、食品のコア温度を決定するように構成される決定ユニットとを含む、装置を提供する。
本発明の上記及び他の目的及び特徴は、添付の図面と共に考慮されるならば、以下の詳細な記載からより明らかになるであろう。
本発明の1つの実施態様に従った食品処理装置を示す図である。 食品のコア温度を決定するよう図1の食品処理装置に適用し得る加熱電力曲線の1つの実施例を示す図である。 食品のコア温度を決定するよう図1の食品処理装置に適用し得る加熱電力曲線の他の実施例を示す図である。 容器の内部温度の降下率と食品のコア温度との間の所定の関係を取得するために用い得る加熱電力曲線の実施例を示す図である。 図3aの加熱電力の下の容器の内部温度の曲線と食品のコア温度の曲線を示す図である。 もちのコア温度の曲線及びベーキングオーブンの内部温度の曲線を示す図である。 ベーキングオーブンの内部温度の降下率ともちのコア温度との相関を示す図である。 本発明の1つの実施態様に従った食品のコア温度を決定するための装置を示す図である。 本発明の1つの実施態様に従った食品のコア温度を決定する方法のフローチャートを示す図である。
上記図面を通じて、同等の参照番号は、同等の、類似の、或いは対応する特徴又は機能に言及することが理解されるであろう。
本発明の実施態様を今や参照する。図面はそれらの1つ又はそれよりも多くの実施例を例示している。実施態様は本発明の説明の目的で提供され、本発明の限定として意図されない。例えば、1つの実施態様の一部として例示され或いは記載される特徴を他の実施態様と共に用いて、一層更なる実施態様をもたらし得る。本発明は本発明の範囲及び精神内に入るようなこれらの及び変更及び変形を包含することを意図する。
図1は、食品処理装置100を例示している。食品処理装置100は、食品101を受け入れる容器102を含み、容器102を金属、ガラス、又は良好な熱伝導率を備える他の材料で作製し得る。有利には、食品101のコア温度(中心部温度)を決定する精度を向上させ得るよう、容器102は食品処理装置100の動作中に閉塞空間を構成し得る。
調理中に決定されるべきコア温度を得るために、ここでは如何なる適切な種類の食品も適用可能である。有利には、食品を異なるカテゴリに選別し得る。各カテゴリは、このカテゴリの食品のコア温度と容器の内部温度の変化に関する情報との間の一連の関係に対応し、それを実験によって前もって得ることができ、それを後に詳述する。1つの実施例では、食品をその種類及び大きさに関して異なるカテゴリに分け得る。例えば、カテゴリは、「種類:魚;大きさ;小さい」、「種類:パン;大きさ:中程度」、及び「種類:鶏肉;大きさ:大きい」であり得る。他の実施態様では、食品をその種類、形状、及び大きさに関して異なるカテゴリに分け得る。
他の実施態様において、各種類の食品は、この種類の食品のコア温度と容器の内部温度の変化に関する情報との間の一連の関係に対応し得る。この場合には、食品が異なるカテゴリに選別される状況と比べて、より多くの一連の関係が必要とされる。
図1を依然として参照すると、食品処理装置100は、容器102内の食品101を加熱するように構成されるヒータ103を更に含む。ヒータ103によって生成される熱を伝導及び/又は対流及び/又は輻射によって食品に移転し得る任意の適切な位置に、例えば、容器102の底部に及び/又は容器102の頂部に、ヒータ103を配置し得る。ここでは、様々な種類のヒータ、例えば、加熱管、加熱板等を用い得る。
食品処理装置100は、容器102の内部温度値を測定するように構成されるセンサ104を更に含む。ここでは、そのような温度測定を行うために、様々な種類のセンサ、例えば、熱電対センサ、赤外センサ等を用い得る。容器102の内部温度を測定し得る任意の適切な位置にセンサ104を配置し得る。有利には、センサ104の信号対雑音比と使用の便宜との間の良好なバランスが達成されるような食品101から離れた所定の距離にセンサ104を配置し得る。例えば、所定の距離は10cm〜20cmの範囲内にあり得る。
食品処理装置100は、ヒータ103とセンサ104とに電気的に結合されたコントローラ105を更に含む。コントローラ105は、例えば、マイクロコントロールユニット(MCU)であり得る。食品101のコア温度を決定するという目的を達成するために、動的加熱戦略が採用される、例えば、ヒータ103の加熱電力は、食品101の調理プロセス全体におけるある地点で、コントローラ105によって調節される。コントローラ105の制御手続きを単純化し且つ良好な加熱効率を達成するために、有利には、ヒータ103の加熱電力の調節は、食品101が第1の所定の持続時間に亘って調理された後に起こり得る。例えば、それは調理の後期段階(即ち、食品101のコア温度が特定のレベルまで上昇させられた段階)に起こり得る。何故ならば、調理の早期段間と比較すると、調理の後期段階に食品101のコア温度、よって、食品101の出来具合(doneness)を決定することのために、より多くの熱心さがあるからである。
加熱電力の調節の数は、食品101のコア温度が知られるようになるための使用者の要求に依存する。典型的には、食品101のコア温度、よって、食品101の出来具合を実時間で監視し得るような方法において、ヒータ103の加熱電力の複数の調節を行い得る。ヒータ103の加熱電力の複数の調節は、例えば、図2aに示すように、定期的であり得る。代替的に、ヒータ103の加熱電力の調節は、例えば、非定期的であってよく、調節の頻度は、図2bに示すように、調理時間の経過と共に漸進的に増大し得る。加熱電力の調節の数は異なる要求を満足するものであってもよいことが留意されるべきである。
ヒータ103の加熱電力の調節は、様々な形態を取り得る。1つの実施例において、コントローラ105は、図2aに示すように、調理の後期段階に、ヒータ103の加熱電力を第1のレベルPから第2のレベルPに定期的に増大させ得る。その結果、容器102の内部温度は、加熱電力が第2のレベルPにある各持続時間の間に降下する。調理時間の経過と共に、食品101のコア温度は漸進的に上昇する。食品101のコア温度が高ければ高いほど、容器102の内部温度の降下率はより低い。従って、食品101のコア温度を推測するために、容器102の内部温度の降下率を用い得る。
他の実施例において、コントローラ105は、ヒータ103の加熱電力を第1のレベルから第2のレベルに定期的に増大させ得る。その結果、容器102の内部温度は、加熱電力が第2のレベルにある各持続時間の間に上昇する。調理時間の経過と共に、食品101のコア温度は漸進的に上昇する。食品101のコア温度が高ければ高いほど、容器102の内部温度の上昇率はより高い。この点において、食品101のコア温度を推測するために、容器102の内部温度の上昇率も用い得る。
以下、ヒータ103の加熱電力の定期的な減少を加熱電力の調節の一例として用いて、コントローラ105の制御手続きを詳細に記載する。
図2aを参照すると、コントローラ105は、調理の後期段階に、ヒータ103の加熱電力を、第1のレベルPから第2のレベルPに定期的に減少させる。各周期Cのために、測定精度と加熱時間との間(即ち、電力消費と使用者の便宜との間)の満足な妥協が達成されるように、第2のレベルPの持続時間を事前決定し得る。各周期の第2のレベルの持続時間(以下「低加熱電力期間」と呼ぶ)の間に、コントローラ105は、センサ104を制御して、容器102の複数の内部温度値を測定する。測定後、コントローラ105は、センサ104から複数の内部温度値を受信し、複数の内部温度値に基づき容器102の内部温度の降下率を計算する。容器102の内部温度の降下率の計算を後述する。その後、コントローラ105は、容器102の内部温度の計算された降下率並びに容器の内部温度の降下率と食品101と同じ種類/カテゴリの食品のコア温度との間の一連の所定の関係に基づき、食品101のコア温度を決定する。例えば、その所定の関係をコントローラ105の記憶装置に事前格納し得る。代替的に、その所定の関係を外部記憶装置に格納してもよいし、コントローラ105は必要とされる間に外部記憶装置から取得してもよい。食品処理装置100を様々なカテゴリの食品に適用可能にするために、異なる食品カテゴリに対応する異なる一連の所定の関係をコントローラ105の記憶装置に或いは外部記憶装置に事前格納し得るし、コントローラ105は、食品101のコア温度を決定するときに、食品101に対応する一連の所定の関係を選択し得る。
他の実施態様において、センサ104は、食品101の全調理プロセス中に定期的に容器102の内部温度値を測定し続け得る。この場合、コントローラ105は、先ず、低加熱電力期間に対応する容器102の内部温度値を選別して取り除き、次に、計算を行い得る。
例えば、実験によって、容器(以下の文章では「サンプル容器」とも呼ぶ)の内部温度の降下率と食品101と同じ種類/カテゴリの食品(以下の文章では「サンプル食品」とも呼ぶ)のコア温度との間の所定の関係を得ることができる。図3a及び3bを参照して、所定の関係の取得の1つの実施態様を以下に記載する。
サンプル食品の全調理プロセス中に、サンプル容器のヒータの加熱電力は制御されて、定期的にPからPに減少させられる。図3bにおいて、T曲線は、サンプル容器の内部温度を表し、
Figure 0006272352
曲線は、サンプル食品のコア温度を表す。
第1の周期(即ち、t=t〜t=t+Z+Zの間)に関して、第1に、サンプル食品を調理するサンプル容器の低加熱電力期間(即ち、t=t〜T=t+Zの間)に対応する第1の複数の内部温度値Tが得られる。
第2に、テンプレート関数を用いて、取得された複数の内部温度値Tに対する曲線のあてはめを行う。あてはめテンプレートの選択は、サンプル食品熱特性、Zの持続時間、及び使用されるサンプル容器に主に依存する。あてはめの適合度が満足であるならば、最も単純な選択は、上記等式(4)によって示すように、一次関数であるが、二次多項式、指数関数、又は対数関数のような、他の関数も可能である。一次あてはめの場合、降下率
Figure 0006272352
は、上記等式(4)に戻って参照するときに、結果として得られる勾配、即ち、
Figure 0006272352
によって与えられる。二次多項式あてはめの場合、
Figure 0006272352
は、二次項の係数であるのに対し、指数あてはめの場合、
Figure 0006272352
は、指数における係数である。
第3に、降下率
Figure 0006272352
とサンプル食品のコア温度との間の関係を実験的に決定する。一次あてはめの場合には、等式(5)を解くことによって
Figure 0006272352
を導き出し得る。更に、h()が一次関数、即ち
Figure 0006272352
であり、ここで、K及びKが実験的に決定される定数であるならば、コア温度は、
Figure 0006272352
と等しく、Kは、より高いコア温度がサンプル容器のより低い内部温度降下をもたらすときに、負符号を取る。
サンプル容器の内部温度の降下率とサンプル食品のコア温度との間の関係が導き出されるように、上記3つのステップを反復する。
図3bから分かるように、各周期の低加熱電力周期の間のサンプル容器の内部温度の減少の極値はサンプル食品のコア温度と同じ傾向を辿る。従って、サンプル食品のコア温度を推測するためにもそれを用い得る。この点に関して、コントローラ105は、センサ104を制御して各周期の低加熱電力期間中の容器102の内部温度の減少の極値を測定し、次に、受信する容器102の内部温度の減少の極値及び容器の内部温度の減少の極値と食品101と同じ種類/カテゴリの食品のコア温度との間の一連の所定の関係に基づき、食品101のコア温度を決定する必要があるだけであり得る。更に、図3bに示すように、加熱電力が切り替わって第2のレベルPから第1のレベルPに戻るときのサンプル容器の内部温度の上昇率も、サンプル食品のコア温度と同じ傾向を辿り、よって、それも利用し得る。
食品101のコア温度を示し得るT曲線からの導き出し得るあらゆる機能が本発明の範囲内に入ることが理解されるべきである。
有利には、食品101のコア温度を決定した後、コントローラ105は、ヒータ103を更に制御して、食品101の決定されたコア温度に基づき食品101を加熱し続け或いは加熱するのを停止し得る。食品101の調理が不十分であることを決定されたコア温度が示すならば、コントローラ105は、ヒータ103を制御して、食品101を加熱し続ける。食品101が十分に調理されたことを決定されたコア温度が示すならば、コントローラ105は、ヒータ103を制御して、食品101を加熱するのを停止し得る。
代替的に、食品処理装置100は、ディスプレイ(図示せず)を更に含み得る。食品101のコア温度を決定した後、ディスプレイは、食品101の決定されたコア温度を表示し得る。食品101が十分に調理されたことを食品101のコア温度が示すならば、使用者は、食品101の表示されるコア温度を用いて、ヒータ103のスイッチを切るというような、後続の操作を行い得る。
図2a、2b、及び3aに示す動的加熱戦略は例示的であるに過ぎないことが留意されなければならない。当業者は、(定期的な測定のための)期間及びデューティーサイクル、(非定期的な測定のための)パターン、動的加熱戦略の波形及び大きさを最適化させて、測定精度と加熱時間との間(即ち、電力消費と使用者の便宜との間)で妥協し得ることを理解し得る。
食品処理装置100は、オーブン又は他のキッチン用品であり得る。
以下の文章では、図4及び5を参照して、試験サンプルが与えられる。
家庭用ベーキングオーブンで試験を行った。試験では、14.5×10×7cm(l×d×h)のもち(rice cake)をオーブンのおおよそ中央で加熱した。温度を250℃に設定した。加熱周期は6分であり、加熱電力を1分に亘って切った。これらの1分の持続時間において、オーブンの内部温度の降下率を記録し、もちのコア温度とのその関係を研究した。熱電対センサを用いて、オーブンの内部温度及びもちの幾何学的中心での温度(即ち、コア温度)を測定した。測定した温度を図4に描いた。図4において、T曲線の減衰部分は、加熱電力のスイッチオフ期間に対応する。
上述の処理ステップに続き、曲線あてはめテンプレート、即ち、
Figure 0006272352
として指数関数を選択して、Ta曲線の温度減衰部分をあてはめ、次に、各周期のためにオーブンの内部温度の降下率を得た。予測モデルを構築するために、線形回帰を適用して、オーブンの内部温度の導き出された降下率を、もちの測定されたコア温度と関連付けた。その結果を図5に示す。オーブンの内部温度の降下率Rともちのコア温度
Figure 0006272352
との間の関係を、極めて良好なあてはめを暗示する0.9344のピアソン係数を伴う、
Figure 0006272352
の一次関数として、極めて良好に記述し得る。
図6は、閉塞容器装置200内の食品のコア温度を決定するための閉塞容器装置200を例示しており、閉塞容器装置200は、調節ユニット201と、取得ユニット202と、決定ユニット203とを含む。装置200を食品処理装置、例えば、図1に示すような食品処理装置100に組み込み得る。
以下、図7と共に装置200の操作を記載する。ステップ701では、調節ユニット201が、容器の内部温度が所定の持続時間内で変化するのを可能にするために、容器に供給される加熱電力を調節するように構成される。次に、ステップ702では、取得ユニット202が、容器の内部温度の変化に関連する情報を取得するように構成される。次に、ステップ703では、決定ユニット203が、内部温度の変化に関する情報及び食品のコア温度と容器の内部温度の変化に関する情報との間の所定の関係に基づき、食品のコア温度を決定するように構成される。
1つの実施例において、内部温度の変化に関する情報は、内部温度の変化の速度(率)を含み、取得ユニット202は、容器内の食品から離れた所定の距離で所定の持続時間の間に容器の複数の内部温度値を測定するように構成される第1の感知ユニットと、複数の内部温度値に基づき容器の内部温度の変化の速度(率)を計算するように構成される計算ユニットとを含み得る。
他の実施例において、内部温度の変化に関する情報は、内部温度の変化の極値を含み、取得ユニットは、容器内の食品から離れた所定の距離で所定の持続時間の間に容器の内部温度の変化の極値を測定するように構成される第2の感知ユニットを含み得る。
上記実施態様は、本発明を限定するというよりも、記載するために与えられていることが留意されるべきであり、当業者が直ちに理解するように、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに変更及び変形を用い得ることが理解されるべきである。発明の保護範囲は、付属の請求項によって定められる。加えて、請求項中の如何なる参照番号も請求項に対する限定として解釈されてはならない。「含む」という動詞及びその活用形は、請求項中に述べられている要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除しない。ある要素又は素子に先行する単数形の表現は、そのような要素又はステップが複数存在することを排除しない。

Claims (15)

  1. 塞容器内の食品のコア温度を決定する方法であって、
    − 前記閉塞容器の内部温度が所定の持続時間内に変化するのを可能にするよう、第1の電力レベルと第2の電力レベルとの間で前記閉塞容器に供給される加熱電力を調節するステップを含み、
    前記所定の持続時間内の前記閉塞容器の前記内部温度の変化に関する情報を取得するステップと、
    (i)前記内部温度の変化に関する情報と、(ii)(a)前記閉塞容器の内部温度の変化に関する情報と(ii)(b)同じ種類又はカテゴリの食品のコア温度との間の(ii)所定の関係に基づき、前記食品の前記コア温度を決定するステップとを更に含む、
    方法。
  2. 前記内部温度の変化に関する前記情報は、前記内部温度の変化の速度を含み、
    前記取得するステップは、
    − 前記閉塞容器内の前記食品から離れた所定の距離で前記所定の持続時間の間に前記閉塞容器の複数の内部温度値を測定すること、及び
    − 前記複数の内部温度に基づき、前記閉塞容器の前記内部温度の変化の前記速度を計算することを含む、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記内部温度の変化に関する前記情報は、前記内部温度の変化の極値を含み、
    前記取得するステップは、
    − 前記閉塞容器内の前記食品から離れた所定の距離で前記所定の持続時間の間の前記閉塞容器の前記内部温度の変化の前記極値を測定することを含む、
    請求項1に記載の方法。
  4. 前記調節するステップは、
    − 前記閉塞容器の内部温度が前記所定の持続時間内で減少するのを可能にするよう、前記閉塞容器に供給される前記加熱電力を減少させることを含む、
    請求項1に記載の方法。
  5. 前記食品の前記決定されたコア温度を表示するステップ、又は前記閉塞容器に供給される前記加熱電力を制御して、前記食品の前記決定されたコア温度に基づき(i)前記食品を加熱し続ける又は(i)加熱するのを停止するステップを更に含む、請求項1に記載の方法。
  6. 内部に食品を受け入れるように構成される閉塞容器と、
    前記閉塞容器内に受け入れられる食品を加熱するように構成される、前記閉塞容器と結合されるヒータとを含み、
    前記閉塞容器の内部温度値を測定するように構成される、前記閉塞容器内に受け入れられる前記食品から離れた所定の距離で前記閉塞容器内に配置されるセンサと、
    前記ヒータ前記センサと結合されるコントローラとを更に含み、該コントローラは、
    前記閉塞容器の内部温度が所定の持続時間内に変化するのを可能にするよう、第1の電力レベルと第2の電力レベルとの間で前記ヒータの加熱電力を制御すること、
    前記所定の持続時間の間に前記センサによって測定される少なくとも1つの内部温度値に基づき、前記所定の持続時間内の前記閉塞容器の前記内部温度の変化に関する情報を取得すること、並びに
    (i)前記内部温度の変化に関する前記情報と、(ii)(a)前記閉塞容器の内部温度の変化に関する情報と(ii)(b)同じ種類又はカテゴリの食品のコア温度との間の(ii)所定の関係に基づき、前記食品の前記コア温度を決定すること、
    という一連の操作を行うように構成される、
    食品処理装置。
  7. 前記内部温度の変化に関する前記情報は、前記内部温度の変化の速度を含み、前記センサは、前記所定の持続時間の間に前記閉塞容器の複数の内部温度値を測定するように構成され、前記コントローラは、前記センサから前記複数の内部温度値を受信し且つ前記複数の内部温度に基づき前記閉塞容器の前記内部温度の変化の前記速度を計算するように構成される、請求項6に記載の食品処理装置。
  8. 前記内部温度の変化に関する前記情報は、前記内部温度の変化の極値を含み、前記センサは、前記所定の持続時間の間に前記内部温度の変化の前記極値を測定するように構成され、前記コントローラは、前記センサから前記内部温度の変化の前記極値を受信するように構成される、請求項6に記載の食品処理装置。
  9. 前記コントローラは、前記閉塞容器の内部温度が前記所定の持続時間内に変化するのを可能にするよう、前記ヒータの加熱電力を調節するように構成される、請求項6に記載の食品処理装置。
  10. 前記コントローラは、前記閉塞容器内の前記受け入れられた食品が第1の所定の持続時間に亘って調理された後に、前記操作を行う、請求項6に記載の食品処理装置。
  11. 前記コントローラは、前記一連の操作を定期的に行う、請求項6に記載の食品処理装置。
  12. 前記コントローラによる前記一連の操作を行う頻度は、調理の初期の段階と比べて調理の後の段階で増大する、請求項6に記載の食品処理装置。
  13. 塞容器内の食品のコア温度を決定するための装置であって、
    前記閉塞容器の内部温度が所定の持続時間内に変化するのを可能にするよう、第1の電力レベルと第2の電力レベルとの間で前記閉塞容器に供給される加熱電力を調節するように構成される調節ユニットと、
    前記所定の持続時間内の前記閉塞容器の内部温度の変化に関する情報を取得するように構成される取得ユニットと、
    (i)前記内部温度の変化に関する前記情報と、(ii)(a)前記閉塞容器の内部温度の変化に関する情報と(ii)(b)同じ種類又はカテゴリの食品のコア温度との間の(ii)所定の関係に基づき、前記食品の前記コア温度を決定するように構成される決定ユニットとを含む、
    装置。
  14. 前記内部温度の変化に関する前記情報は、前記内部温度の変化の速度を含み、
    前記取得ユニットは、
    前記閉塞容器内の前記食品から離れた所定の距離で前記所定の持続時間の間に前記閉塞容器の複数の内部温度値を測定するように構成される第1の感知ユニットと、
    前記複数の内部温度値に基づき前記閉塞容器の前記内部温度の変化の前記速度を計算するように構成される計算ユニットとを含む、
    請求項13に記載の装置。
  15. 前記内部温度の変化に関する前記情報は、前記内部温度の変化の極値を含み、
    前記取得ユニットは、
    前記閉塞容器内の前記食品から離れた所定の距離で前記所定の持続時間の間に前記閉塞容器の前記内部温度の変化の前記極値を測定するように構成される第2の感知ユニットを含む、
    請求項13に記載の装置。
JP2015550196A 2012-12-27 2013-12-27 食品のコア温度を決定する装置及び方法 Expired - Fee Related JP6272352B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012087650 2012-12-27
CNPCT/CN2012/087650 2012-12-27
PCT/IB2013/061372 WO2014102746A1 (en) 2012-12-27 2013-12-27 Apparatus and method for determining core temperature of food

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016505849A JP2016505849A (ja) 2016-02-25
JP6272352B2 true JP6272352B2 (ja) 2018-01-31

Family

ID=50115924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015550196A Expired - Fee Related JP6272352B2 (ja) 2012-12-27 2013-12-27 食品のコア温度を決定する装置及び方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9927304B2 (ja)
EP (1) EP2939497B1 (ja)
JP (1) JP6272352B2 (ja)
BR (1) BR112015015226B1 (ja)
RU (1) RU2664766C2 (ja)
WO (1) WO2014102746A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6823750B1 (ja) * 2020-06-26 2021-02-03 東京瓦斯株式会社 調理判定の方法、システム、プログラム、記録媒体、および調理機器
JP6829788B1 (ja) * 2020-07-28 2021-02-10 東京瓦斯株式会社 調理評価の方法、システム、プログラム、記録媒体、および調理機器
US11567479B2 (en) 2020-11-16 2023-01-31 Stellar Idea Labs Early warning system for food safety violation and method thereof
KR20220095899A (ko) * 2020-12-30 2022-07-07 엘지전자 주식회사 쿡탑

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU520661B2 (en) * 1977-08-30 1982-02-18 Litton Systems, Inc Cooking thin meats ina microwave oven
US4230731A (en) * 1978-05-25 1980-10-28 Robertshaw Controls Company Microwave cooking method and control means
AU512878B2 (en) 1978-09-26 1980-10-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of controlling heating in food heating apparatus including infrared detecting system
JPS60108613A (ja) * 1983-11-16 1985-06-14 Osaka Gas Co Ltd 自動調理器
JPH06241463A (ja) * 1993-02-22 1994-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 調理器具
US5893051A (en) * 1994-09-27 1999-04-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of estimating temperature inside material to be cooked and cooking apparatus for effecting same
JP2685001B2 (ja) * 1994-11-08 1997-12-03 松下電器産業株式会社 食材内部の温度推定方法
AU1242200A (en) * 1998-11-05 2000-05-29 Premark Feg L.L.C. Systems and methods for non-invasive assessment of cooked status of food during cooking
KR100396662B1 (ko) * 2000-11-30 2003-09-02 엘지전자 주식회사 전자레인지의 해동 제어방법
JP4207470B2 (ja) * 2001-06-18 2009-01-14 オムロンヘルスケア株式会社 電子体温計
US6886978B2 (en) * 2001-06-18 2005-05-03 Omron Corporation Electronic clinical thermometer
RU2281619C1 (ru) 2003-12-02 2006-08-10 ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. Микроволновая печь с кофеваркой и способ управления ею (варианты)
US7015433B2 (en) * 2004-07-14 2006-03-21 Technology Licensing Corporation Temperature calibration method for a cooking appliance
DE102004040655B4 (de) * 2004-08-20 2008-04-03 Rational Ag Verfahren zum Steuern eines Delta-T-Garprozesses
JP2007010436A (ja) * 2005-06-29 2007-01-18 Nissin Kogyo Co Ltd 温度推定装置
CN100486450C (zh) 2005-10-14 2009-05-13 徐佳义 烹饪方法
DE102007008894A1 (de) 2007-02-23 2008-08-28 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Verfahren zum Durchführen eines Garvorgangs
JP4939456B2 (ja) * 2008-02-21 2012-05-23 株式会社山武 温度推定方法および温度推定装置
JP2011100572A (ja) * 2009-11-04 2011-05-19 Mitsubishi Electric Corp 誘導加熱調理器および誘導加熱調理方法
CN102119770A (zh) 2010-04-16 2011-07-13 肖乾利 两次加热食物烹饪法
EP2388564A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Estimating temperature

Also Published As

Publication number Publication date
US9927304B2 (en) 2018-03-27
EP2939497A1 (en) 2015-11-04
EP2939497B1 (en) 2019-02-20
JP2016505849A (ja) 2016-02-25
RU2015131001A (ru) 2017-01-30
WO2014102746A1 (en) 2014-07-03
BR112015015226B1 (pt) 2021-08-24
RU2664766C2 (ru) 2018-08-23
BR112015015226A2 (pt) 2017-07-11
US20150362378A1 (en) 2015-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5735639B2 (ja) 温度の推定
CN107806656B (zh) 食物加热控制方法和食物加热装置
US9867234B2 (en) Induction cooking device for temperature-controlled cooking
JP6687676B2 (ja) 食品調理装置
EP3152633B1 (en) Method of predicting the core temperture of a food item during cooking, cooking device and cooking method
JP2019070516A (ja) 高度調理器具による自動調理制御
JP6272352B2 (ja) 食品のコア温度を決定する装置及び方法
KR102055464B1 (ko) 식품을 조리하기 위한 방법 및 이 방법을 구현하는 장치
CN205923783U (zh) 用于加热容器中的食物、特别是婴儿奶瓶中的牛奶的加热装置
US11422037B2 (en) Temperature probe systems and methods
US10684178B2 (en) Method for indirect temperature measurement of an object
US20130269539A1 (en) Variable Temperature Cooking Method and Apparatus
CN105725721B (zh) 烹饪机及烹饪机的控制方法
KR101048897B1 (ko) 그릴 제어 시스템 및 방법
CN104919891B (zh) 用于确定食物的芯部温度的装置和方法
JP2019200002A (ja) 加熱調理装置
WO2020180643A1 (en) Sous-vide oven mode with probe
US20220233020A1 (en) Sous vide cooking control method
KR102123063B1 (ko) 음식물을 조리하는 방법 및 그 조리 기기
US20240251994A1 (en) Precision control for heating appliance
JP2019204736A (ja) 加熱調理装置
JP2015175591A (ja) 高周波加熱装置
WO2022256424A1 (en) Precision control for heating appliance
JP2010277791A (ja) 誘導加熱調理器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161226

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171121

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20171121

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20171124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6272352

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees