一种食品加工机低噪音的粉碎方法及其制浆方法与流程
本发明涉及厨房电器的工作方法，特别是一种食品加工机低噪音的粉碎方法及其制浆方法。
背景技术：
1、豆浆机或破壁机在制作豆浆的过程中，均会产生制浆噪音。国标(gb/t26179-2010)中规定：豆浆机正常工作时产生的噪声a计权声功率级应不大于80db，也即是在制浆过程中，当粉碎刀片处于稳态粉碎物料时的峰值噪声应要求不大于80db。之所以选择粉碎刀片的稳态粉碎，一是因为粉碎刀片处于稳态粉碎的持续时间长，消费者对噪音的感观更明显。二是在稳态粉碎时的噪声变化范围小，检测更精准，更容易获得稳定的噪声值。但是，在实际使用豆浆机的过程中，消费者通常还是会感受到，在豆浆机还未进入稳态粉碎的前几秒，也会感受到较大的制浆噪音，也会明显影响消费者的身心感受。
2、现有的豆浆机大都使用串励电机，本技术人长期从事豆浆机的研发工作，通过研究本技术人发现，由于串励电机只能往一个方向旋转，不能实现对电机的电流、电压、位置信息的评估与检测，也不具有对不同食材、负载的智能识别启动，只能采用单一的、不均匀的、慢启动粉碎方式。采取这样的粉碎方式，粉碎刀片在初始运转的过程中，会受到物料较大的阻碍作用，也即电机会承受较大的负载作用。当电机负载增大时，一方面电机本体更容易形成高频振动，引起豆浆机的其它部件发生同频共振，反应到豆浆机上就会呈现打浆的前几秒，会产生较大的共振噪音。另一方面，当电机负载持续增大时，比如，消费者加入的物料量过多，电机的电流值也会增大，当电流超出极限值时，电机容易堵转，粉碎刀片发生卡刀，甚至电机会出现烧机的问题，影响豆浆机的使用寿命。
3、为了解决食品加工机粉碎刀片卡刀或者电机堵转问题，申请号为cn201410074752.2的发明专利申请，公开了通过利用无刷电机特性，控制无刷电机正转→反转→正转的方式，实现对重负载做松动处理，解决卡刀或者电机堵转的问题。同时，专利申请号cn201811009915.3，公开了通过对电流的控制，以及对电机的反转控制，可以避免卡刀或电机堵转。同时，本技术人在先也申请了一件发明专利(专利号为cn201710659735.9，发明名称为一种豆浆机的电机启动方法)，该专利中公开了，根据预设存储的电机启动总步数n、电机每步持续时间t以及电机每步电流阈值i0等启动参数，来控制无刷电机的启动，可以解决电机启动过程中的异常堵转和转矩过小的问题，保证电机的安全启动，并且，还可以根据电机启动的噪音自动调整电流，在噪音大时调小电流，在噪音小时调大电流，不至于让电流过载，造成电机烧机的问题。上述专利申请均是利用了无刷电机的可控特性，解决了电机堵转及安全的问题，但是，仍然无法解决制浆过程中，特别是初始粉碎物料的过程中，消费者所感受到的制浆噪音大的问题。
技术实现思路
1、本发明所要达到的目的就是提供一种食品加工机低噪音的粉碎方法及其制浆方法，该方法通过无刷电机对粉碎刀片的单次粉碎过程进行控制，实现制浆过程中，粉碎刀片每次粉碎物料的各个阶段的噪声都更低，特别是粉碎刀片每次启动粉碎时的大噪音问题，大大提升了消费者的使用体验，而且在制浆过程中，通过循环使用该粉碎方法，制作的豆浆同样细腻、香浓。
2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：所述食品加工机通过无刷电机驱动粉碎刀片粉碎物料，在制浆过程中，粉碎刀片单次粉碎物料的方法包括：
3、物料推动阶段：控制粉碎刀片以第一角加速度，由0提升至第一转速，所述物料推动阶段的持续时间不超过600ms，以瞬间推动物料和水的混合物运动；
4、均匀加速阶段：控制粉碎刀片以第二角加速度，匀加速至第二转速，以带动物料加速运动，其中，第二角加速度小于第一角加速度，且第二转速大于第一转速；
5、恒速粉碎阶段：控制粉碎刀片保持在第二转速对物料进行粉碎。
6、进一步的，粉碎刀片动作后，且在均匀加速阶段之前，还设置有将粉碎刀片的转速由第一转速降至第三转速的第一降速阶段。
7、进一步的，第一降速阶段中，不对粉碎刀片进行控制，且粉碎刀片降速至第三转速。
8、进一步的，第一降速阶段中，无刷电机处于断电状态。
9、进一步的，所述第三转速不为0；
10、或者，所述第三转速最低降至第一转速的1/3；
11、或者，所述第三转速为1000rmp～4000rmp。
12、进一步的，所述第一降速阶段的持续时间为20ms～300ms。
13、进一步的，所述粉碎刀片自开始运转至进入恒速粉碎阶段前的启动时长占单次粉碎刀片运转的总时长不超过1/3。
14、进一步的，所述第一角加速度为1500～6000rad/s2；
15、或者，所述第一转速根据不同的制浆功能在2000rmp～6000rmp内选择；
16、或者，所述物料推动阶段的持续时间为50ms～500ms。
17、进一步的，所述第二角加速度为65.4～628rad/s2；
18、或者，所述均匀加速阶段的持续时间为2s～8s。
19、进一步的，所述恒速粉碎阶段的粉碎时长为10s～30s；
20、或者，所述第二转速为恒速粉碎阶段中的平均转速，且恒速粉碎阶段中的最高转速和/或最低转速相对平均转速的波动不超过1％。
21、另外，本技术还提供了一种食品加工机的制浆方法，其特征在于：所述制浆方法包括：
22、粉碎阶段：所述粉碎阶段中循环使用上述的粉碎方法，对物料进行粉碎，以制作浆液；
23、加热阶段：对制作的浆液进行加热。
24、现有的不管是使用串励电机的豆浆机，还是使用无刷电机的豆浆机，基于国家标准的要求，各厂商着重针对电机的性能、各部件的安装结构、制浆工艺等进行调整，以满足制浆过程中，粉碎刀片进入稳态粉碎的噪声值更低。但是忽略了在每次粉碎的启动过程中，消费者同样会感受到粉碎噪音大的问题。本技术所提供的粉碎方法，利用了无刷电机的可控特性，对制浆过程中粉碎刀片的单次粉碎过程进行控制，可以使得粉碎刀片在单次粉碎物料的整个过程中，甚至是粉碎刀片的启动过程，都能够让消费者感受到较低的制浆噪音。而且，在制浆过程中，采用本技术的粉碎方法进行循环制浆，同样能够获得香浓、细腻的浆液饮品。
25、在本技术的物料推动阶段中，是通过控制粉碎刀片以第一角加速度，由0提升至第一转速。发明人通过研究发现，第一角加速度越小，瞬时推动物料的作用力越小，当物料硬度较大或者堆积较多时，可能存在卡刀的情形。而当第一角加速度过大时，粉碎刀片瞬时推动物料的力较大，同时粉碎刀片所承受物料的反作用力(即负载)也就越大，此时，容易产生食品加工机的同频共振噪音。但是，在本技术的物料推动阶段中，要求在不超过600ms的时间内，将物料搅起运动，尽管此时粉碎刀片瞬时所承受的负载很大，但是，在如此短的时间内，食品加工机即使因负载增大，产生了较大的共振噪声值，消费者所能感受到的噪声影响也不会太显著。
26、发明人通过研究发现，当第一角加速度选择为1500～6000rad/s2时，可以将平均直径为20mm以内的物料颗粒(比如黄豆、花生、黑豆等豆类物料)搅起，且发生粉碎刀片卡刀的概率非常低，而且，也不会因为粉碎刀片的第一角加速度太大而无法控制粉碎刀片的转动惯性，造成瞬时启动超速而引起的液体飞溅问题；而且，此时消费者瞬时感受到的噪音影响并不明显。与此同时，发明人还发现，当物料被搅起运动后，粉碎刀片持续推动物料所承受的推动阻力减小(即负载减小)，相应食品加工机产生共振噪音的概率在显著降低。因此，在单次粉碎过程中，本技术的物料推动阶段将物料搅起运动，可以为后续粉碎刀片粉碎物料能够有更低的粉碎噪音打下基础。
27、在均匀加速阶段中，本技术以低于第一角加速度的第二角加速度，控制粉碎刀片均匀加速至第二转速，且第二转速大于第一转速。该阶段中，粉碎刀片处于均匀加速的过程，相比于现有变加速的豆浆机或者破壁机来说，本技术食品加工机的加速过程更轻盈，电机加速音质更柔和，加速过程中的声音，更容易被消费者所接受，不会产生尖锐刺耳的噪声感受。而且，该阶段中，在粉碎刀片均匀加速的作用下，物料也在被持续的推动加速，物料与粉碎刀片之间的相对运动减少，因此，相比于现有变加速的粉碎启动方式来说，本技术该阶段的物料混乱碰撞的更少，所产生的碰撞噪声会相对更低。
28、另外，当粉碎刀片加速至第二转速时，物料同时具备了相对较高的运动初速度，物料的运动初速度越高，粉碎刀片粉碎物料的负载越低，而负载越低，相应产生的共振噪音值也越小。因此，本技术的均匀加速阶段有效保证了进入恒速粉碎(即粉碎刀片稳态粉碎)后，粉碎刀片处于相对较低的负载下粉碎物料。同时，本技术的恒速粉碎阶段，相比于现有食品加工机稳态粉碎的制浆过程来说，粉碎刀片始终处于相对恒定的转速下粉碎物料，因此，粉碎过程中不会存在忽高忽低的加速及减速的粉碎声音，制浆的平稳性也更好，不容易产生浆液飞溅的问题。
技术特征：
1.一种食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：所述食品加工机通过无刷电机驱动粉碎刀片粉碎物料，在制浆过程中，粉碎刀片单次粉碎物料的方法包括：
2.根据权利要求1所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：粉碎刀片动作后，且在均匀加速阶段之前，还设置有将粉碎刀片的转速由第一转速降至第三转速的第一降速阶段。
3.根据权利要求2所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：第一降速阶段中，不对粉碎刀片进行控制，且粉碎刀片降速至第三转速。
4.根据权利要求2所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：第一降速阶段中，无刷电机处于断电状态。
5.根据权利要求2所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：所述第三转速不为0；
6.根据权利要求2所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：所述第一降速阶段的持续时间为20ms～300ms。
7.根据权利要求1所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：所述粉碎刀片自开始运转至进入恒速粉碎阶段前的启动时长占单次粉碎刀片运转的总时长不超过1/3。
8.根据权利要求1所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：所述第一角加速度为1500～6000rad/s2；
9.根据权利要求1所述食品加工机低噪音的粉碎方法，其特征在于：所述第二角加速度为65.4～628rad/s2；
10.一种食品加工机的制浆方法，其特征在于：所述制浆方法包括：
技术总结
本发明涉及厨房电器工作方法，特别是一种食品加工机低噪音的粉碎方法及其制浆方法，粉碎刀片单次粉碎物料的方法包括：物料推动阶段：控制粉碎刀片以第一角加速度，由0提升至第一转速，物料推动阶段的持续时间不超过600ms，以瞬间推动物料和水的混合物运动；均匀加速阶段：控制粉碎刀片以第二角加速度，匀加速至第二转速，以带动物料加速运动，第二角加速度小于第一角加速度，且第二转速大于第一转速；恒速粉碎阶段：控制粉碎刀片保持在第二转速对物料进行粉碎。本发明的粉碎方法通过无刷电机对粉碎刀片的单次粉碎过程进行控制，实现制浆过程的噪声更低，特别是每次启动粉碎的噪音。而且，使用上述粉碎方法获得的浆液饮品同样细腻、香浓。
技术研发人员：王旭宁,何剑萍,吴家良,张文凡
受保护的技术使用者：九阳股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23