蒸汽烹饪设备和方法

技术领域

本发明涉及一种蒸汽炊具(也称蒸锅)及蒸汽烹饪方法。

背景技术

蒸汽烹饪(也称汽蒸)通常被认为是最健康的烹饪方法之一。特别地，与诸如煮、油炸和烘焙的其它烹饪方法相比，蒸汽烹饪通常是更优选的，因为蒸汽烹饪对营养的破坏更小。

这是因为蒸汽烹饪在低于100摄氏度的较低温度下操作，但由于湿蒸汽环境，仍然能够实现较短的烹饪时间。作为烹饪介质的水的存在导致在煮沸时水溶性营养物流失，而这通过蒸汽烹饪大大减少。

然而，蒸汽烹饪也有一些缺点，诸如被蒸汽覆盖的观察窗导致难以检查烹饪过程、食物稠度可能较湿，以及烹饪后烹饪室滴水。稠度较湿是因为湿蒸汽在食物表面上冷凝并沉积水滴以及食物吸水。结果，食物重量增加了10％，并且味道质量变差。

需要一种既能保持营养优点，同时又能避免这些问题中的一个或多个问题的蒸汽烹饪方法。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据依据本发明一方面的示例，提供了一种烹饪设备，包括：

食物室；

加热装置；

储水器；

循环系统；以及

控制器，

其中控制器适于控制加热装置加热来自储水器的水以产生蒸汽，并且适于进一步加热蒸汽以产生温度在100至200摄氏度、优选110至120摄氏度的范围内的加热蒸汽，并且适于控制循环系统以使加热蒸汽围绕食物室循环。

该炊具利用加热至100摄氏度以上的蒸汽进行烹饪。这种蒸汽相对干燥(即使是在接近在升高温度下的最大可能湿度水平时)。加热蒸汽是循环的，而不是被提供为连续的新蒸汽输送。这意味着蒸汽部分地执行干燥功能。结果，烹饪时间比传统蒸汽炊具更短，并且营养的保留也得以提高，因为营养物不会被烹饪过程中使用的大量水冲走。特别地，减少了水溶性维生素的洗出。温度低于上限以防止烧焦，从而使烹饪过程保持为水基过程，这不会过度地干燥食物。最终结果是与普通蒸汽烹饪过程相比，味道和质地均得到改善。该设备可以用于蔬菜，从而保持蔬菜的脆性以及保持营养，或用于其它食品，诸如鱼和其它富含蛋白质的食物。蒸汽在食物上的冷凝仍然是加热食物的主要能量传递机制，但食物上的水量远小于标准蒸汽烹饪。

在工作温度、压力和湿度水平下，烹饪室的表面可以保持为高于露点，从而不会在烹饪室的表面(诸如观察窗)上发生冷凝。

与大约100摄氏度的湿蒸汽相比，饱和空气在升高温度(诸如120摄氏度)下循环的附带效果是，由冷凝和对流导致的到食物的热传递速率增加。结果，与标准蒸汽烹饪相比，食物的时间烹饪减少。

因此，该设备具有蒸汽烹饪过程的优点而没有其缺点。

该设备还可以包括水定量配给系统，用于将水输送至加热装置，其中控制器适于控制水定量配给系统和加热装置，以将加热蒸汽的环境保持在上述温度范围内。

例如，可以使用连续或脉冲的水输送和加热装置的循环控制来将温度保持在期望范围内。

加热蒸汽优选具有高于450g/m

湿度水平取决于水输送速率和加热功率。当在给定温度和压力下达到最大湿度时，可以允许多余蒸汽通过通风口泄漏。因此，对于特定工作温度和压力，通过保持最大湿度来满足期望湿度条件。

空气/蒸汽的循环流的温度例如使用NTC(负温度系数)温度传感器来监测。食物室(例如食物篮中)中部的温度被调节为期望温度，诸如120摄氏度，并且通过打开和关闭空气/蒸汽加热器来调节。注意，监测温度不一定是被调节温度，而可以是与被调节温度相关的温度。

气流由循环系统限定，诸如电机速度和风扇尺寸。

该设备可以包括进入到食物室中的透明观察窗。相对干燥的环境意味着冷凝减少或被抑制，从而可以在烹饪期间进行食物的检查。透明观察窗例如形成在食物室的可打开盖中。

加热装置可以包括用于加热水的第一加热器和用于加热蒸汽的第二加热器。通过使用这两个加热器，每个加热器可以分别针对其功能进行优化。一个用于生成蒸汽(在100摄氏度下)，并且另一个用于将循环流加热至更高温度。

循环系统例如适于使流循环通过第二加热器。因此，第二加热器传递热量以补偿烹饪期间的热损失。

可以设置馈送装置，用于将来自储水器的水提供为与第一加热器的加热表面接触。该表面继而被用于引起蒸发。

控制器可以适于控制加热装置，使得整个食物室的温度初始上升到100摄氏度的温度所花费的时间少于2分钟。

这种快速的初始加热使酶反应最小化，即，提供了快速的酶失活，并且有助于缩短烹饪时间。优选地，食物达到70摄氏度所用的时间小于6分钟。

本发明还提供了一种烹饪方法，包括：

将待烹饪的食物容纳在食物室中；

加热来自储水器的水以产生蒸汽；

进一步加热蒸汽以产生温度在100至120摄氏度、优选110至120摄氏度范围内的加热蒸汽；以及

使加热蒸汽围绕食物室循环。

该方法还可以包括控制水从储水器到加热装置的输送，并控制加热装置，从而将加热蒸汽的环境保持在上述温度范围内。加热蒸汽可以生成为具有高于450g/m

在一个示例中，水由第一加热器加热，并且蒸汽由第二加热器加热。例如，加热蒸汽循环通过第二加热器。

该方法可以包括控制加热装置，使得整个食物室的温度初始上升到100摄氏度的温度所花费的时间少于2分钟。

参考下文描述的(一个或多个)实施例，本发明的这些和其它方面将变得明显并得以阐明。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何实现本发明，现在仅通过示例的方式参考附图，其中：

图1示出烹饪设备；

图2示出环境压力下随温度变化的蒸汽的绝对湿度；

图3示出烹饪过程期间从热启动开始的各种温度和绝对湿度的演变；

图4示出烹饪过程期间从冷启动开始的各种温度和绝对湿度的演变；并且

图5示出烹饪方法。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明。

应当理解的是，详细描述和具体示例在指示设备、系统和方法的示例性实施例的同时，仅旨在用于说明性目的，而非旨在限制本发明的范围。结合以下说明、所附权利要求和附图，可以更好地理解本发明的设备、系统和方法的这些及其它特征、方面和优势。应当理解的是，附图仅仅是示意性的，并非按比例绘制。还应当理解的是，相同附图标记在整个附图中表示相同或相似部件。

本发明提供了一种使用蒸汽进行烹饪的烹饪设备，但该设备使用的是高于100摄氏度的加热蒸汽。该加热蒸汽围绕食物室循环。

图1示出烹饪设备10，其包括食物室12，在食物室12中安装有食物篮14。食物室具有观察窗13，观察窗13也可以是装置的可打开盖。待烹饪食物15被放置在食物篮上，然后放置于食物室的中心附近。食物篮具有透气侧壁以及可选的透气基部，使得空气和蒸汽可以循环穿过食物篮到达食物。

存在加热装置，本示例中的加热装置包括第一加热器16和第二加热器18。第一加热器用于从水生成蒸汽(如箭头17所示)，水由定量配给系统22从储水器20输送。定量配给系统向馈送装置23提供水，而馈送装置23则将水输送至第一加热器16的表面以生成蒸汽。

定量配给系统可以在烹饪期间输送恒定流量的水，或者可以有规律地脉冲输送水(因而无需反馈控制)，但在烹饪期间也可利用来自湿度传感器的反馈动态地控制定量配给系统。

循环系统以风扇24和马达26的形式提供。循环系统使第一加热器16生成的蒸汽围绕食物室循环。第二加热器18沿循环路径延伸，并且由此进一步加热蒸汽以产生高温干蒸汽环境。因此，循环系统将室内部的饱和空气移动至食物以增加对流，并且还帮助产生烹饪室内部所有部件(包括观察窗)的均质温度场。这样，可以避免冷凝。

装置由控制器28控制，控制器28控制加热装置16、18和可选的定量配给系统22。控制器接收来自温度传感器30的温度信息。所关注的温度是食物所在的食物室中心的温度。然而，温度传感器(可以是负温度系数(NTC)温度传感器)可以位于食物室中的任何地方，其中传感器位置处的温度与室的中央的温度之间具有已知的相关性。

通过经由控制器打开和关闭加热装置的第二加热器18来对温度进行调节。用于生成蒸汽的第一加热器的温度通过打开和关闭循环再次由恒温器调节。这两个控制机制可以是独立的。

烹饪室通过通风口32与周围环境通风。因此，在使用期间，烹饪室基本保持在大气压下。

控制器28控制加热装置使用第一加热器16加热来自储水器的水以产生蒸汽，并且进一步加热蒸汽以产生温度在100至120摄氏度、优选110-120摄氏度范围内的加热蒸汽。循环系统使加热蒸汽围绕食物室循环。

因此，该炊具利用加热至100摄氏度以上、例如115至120摄氏度、如120摄氏度的蒸汽进行烹饪。该温度低于上限以防止食物烧焦，并且使得烹饪过程保持为水基过程，这不会过度地干燥食物。

即使是在接近诸如120摄氏度的升高温度的最大可能湿度水平时，该蒸汽也是相对干燥的。这将参照图2进行解释，图2示出环境压力下随温度(摄氏度，x轴)变化的蒸汽的绝对湿度(g/m

湿度水平取决于水输送速率和加热功率。烹饪室的通风口将压力保持在环境压力，并且由此，当达到最大绝对湿度时，蒸汽可以逸出，否则会导致压力增加。

通风口被设计为避免烹饪室中的湿度和压力过高。最大湿度对应于饱和气体环境，在该环境下仅有过热蒸汽，因为只有食物低于露点，所以过热蒸汽将仅冷凝在食物上以传递热量。因此，食物由潜热加热，并且气态蒸汽通过对流热传递来加热食物并再次干燥食物。因此，干蒸汽的烹饪效果不同于标准蒸汽炊具中所使用的湿蒸汽。

由通风口提供的释放机制意味着不需要控制蒸汽输送速率，并且作为替代，可以存在到第一加热器16的预设水输送速率。控制器例如可以实施确定蒸汽生成的开始和/或结束的特定时间点的控制序列。

当装置冷启动时，蒸汽生成的开始时间对于确保避免冷凝来说是重要的。如果透明窗低于露点会导致冷凝，但如果蒸汽生成开始地太晚，食物会变干。

也可以在烹饪时间结束之前的一段时间(诸如一分钟或几分钟)关闭水泵(从而停止蒸汽生成)，以避免产生湿食物。。

然而，在其它示例中，可以控制水输送速率，例如以对湿度进行更精确的控制。

加热蒸汽是循环的，而不是作为连续的新蒸汽输送提供。蒸汽在食物上的冷凝仍然是加热食物的主要能量传递参数，但食物上的水量远小于标准蒸汽烹饪。此外，与传统蒸汽烹饪相比，由冷凝和对流导致的到食物的热传递密度增加，从而减少了食物的烹饪时间。结果，烹饪时间比传统蒸汽炊具更短，并且营养的保留得以提高，因为营养物不会被烹饪过程中使用的大量水冲走。特别地，减少了水溶性维生素的洗出。

最终结果是与普通蒸汽烹饪过程相比，味道和质地均得到改善。

在所使用的温度、压力和湿度水平下，烹饪室的表面高于露点，从而不会在烹饪室的表面(诸如透明观察窗13)上发生冷凝。与隔离壁相比，观察窗的热损失增加，因此，期望窗暴露于由循环系统产生的流，以使观察窗保持在露点以上。

除了防止可溶性营养物的损失之外，还期望提供酶的快速失活。这可以通过提供足够的加热功率并通过控制加热装置，使得整个食物室的温度初始上升到100摄氏度的温度所花费的时间少于2分钟来实现。这种快速的初始加热优选使得食物能够在不到6分钟的时间内达到70摄氏度。

图3示出在塞入350g新鲜西兰花的烹饪过程期间，室中央的空气温度Tchamber、蒸汽生成加热器盘的温度Tpan、离开加热器并进入烹饪室的空气温度Tair、食物中央的温度Tcore、位于室的壁上的传感器温度Tsensor、食物表面温度Tsurface和绝对湿度H的演变。湿度轴是右y轴(g/m

可以看出，由于加热器的循环操作，室温度得以循环，这产生了提供给室的空气的对应的(但更高的)循环温度Tair。

在这种情况下，使用热启动，其中在塞入食物之前对设备进行预热。因此，加热器盘已经将其温度稳定在100度。

数据显示，对应于完全饱和的湿度水平实际上是在6分钟后达到的。这是因为湿气直接导致冷食物被加热，并且在食物变热时冷凝在冷食物表面上。当食物表面达到露点后，该效果停止，并且环境湿度达到约560g/m

图4示出冷启动的烹饪过程(还是350g西兰花)的传感器数据。一些相同的曲线如图3所示，特别是室中央的空气温度Tchamber(即，烹饪篮中央)、蒸汽生成加热器盘的温度Tpan、食物中央的温度Tcore、食物表面温度Tsurface和绝对湿度H。还示出了环境温度。湿度轴还是右y轴(g/m

起初，在最初的100秒内，只有风扇和第二加热器18加热烹饪室和食物。观察窗的加热比食物更快，因为第二加热器和鼓风机的气流被引导至观察窗上。在控制器执行预热时段之后，第一加热器(形成蒸汽炊具盘)开始生成蒸汽，并且烹饪过程如上所述地继续。

图5示出一种烹饪方法，包括：

步骤50，将待烹饪的食物容纳在食物室中；

步骤52，加热来自储水器的水以产生蒸汽；

步骤54，进一步加热蒸汽以产生温度在100至120摄氏度、优选110至120摄氏度范围内的加热蒸汽；以及

步骤56，使加热蒸汽围绕食物室循环。

上述示例利用了两个加热器，但也可以使用单个加热器用于生成蒸汽并用于加热循环流。

如上所述，实施例中利用了控制器。控制器可以用软件和/或硬件以多种方式实现，以执行各种所需功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用可以用软件(如微代码)编程以执行所需功能的一个或多个微处理器。然而，控制器可以在使用或不使用处理器的情况下实现，并且还可以实现为执行某些功能的专用硬件和处理器(例如，一个或多个编程微处理器及相关电路)的组合以执行其它功能。

可以在本公开各实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于，常规微处理器、专用集成电路(ASIC)及现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与如易失性和非易失性计算机存储器(诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM)的一个或多个存储介质相关联。存储介质可以用一个或多个程序编码，使得当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，该程序执行所需功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是便携式的，从而使存储在其上的一个或多个程序可以被加载至处理器或控制器中。

在实践所要求保护的发明的过程中，通过学习附图、公开内容及所附权利要求，本领域技术人员对于所公开实施例的变型是可以理解并实现的。在权利要求中，“包括”一词不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以满足权利要求中所述的多项功能。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中的事实并非指示这些措施的组合不能被用于获得优势。计算机程序可以被存储/分布在适当的介质上，例如与其它硬件一起提供或作为其它硬件一部分提供的光存储介质或固态介质，但是也可以以其它形式分布，例如经由因特网或其它有线或无线远程通信系统。权利要求中的任何附图标记不应理解为限制其范围。