一种食品加工机的加工方法与流程

本发明属于食品加工机领域，尤其涉及一种由无刷电机驱动食品加工机加工稀食物或者粘稠食物的加工方法。

背景技术：

1、现有技术中，食品加工机的粉碎刀高速粉碎制作豆浆为主要使用场景，追求粉碎效果好，豆浆口感更加细腻。目前行业中的食品加工机大多采用串励电机满足上述加工需求。而基于消费者对食品加工机多功能的需求，食品加工机同时还具备制作米粥、米糊等加工粘稠物料的功能。用户用食品加工机制作粘稠物料时，既希望尽可能的还原灶火熬粥的口感，又希望能够制作出有细腻口感、颗粒口感等多种丰富口感的不同粥品，粥的粘度稳定且粒径一致性佳。而不同状态的粥品，米粒的颗粒度状态也不同，例如生滚粥绵软细滑，粥中的米充分糊化，大量淀粉溶解于水中，且米粒颗粒度不完整。再例如八宝粥，充分熬煮后口感软糯，但米粒颗粒度保持完整。又例如，不同月龄段婴儿的辅食状态也不同，6月龄婴儿需要细腻的糊状食物，7-9月婴儿需要较粗的糊状食物，10-12月龄的婴儿需要较粗的大颗粒的泥状食物。而对于健康减肥人士，则更希望能通过粥品颗粒状态的调节，充分吸收粥品营养物质的同时能够尽可能延长饱腹感，目前的食品加工机产品还不能满足上述多场景和多种需求的用户群体。

2、现有食品加工机，加热装置设置于粉碎杯的底部，加热熟化熬煮过程中需要粉碎刀持续旋转搅拌，通过底部加热装置热传导和浆液热对流，使加热盘温度均匀分散在粉碎杯内的液体中，防止加热过程中糊底。在制作上述粘稠物料时，粘稠物料粘度高，流动性较差，食物本身的热对流少，尤其需要粉碎刀持续旋转来增强物料的热传导和热对流来防止粘稠物料糊底。从营养研究维度分析，糊底的原因主要为粘稠物料蛋白质和碳水化合物含量丰富，长时间接触加热件使蛋白质和碳水化合物在高温作用下发生碳化反应、焦糖化反应以及美拉德反应等化学变化，从而失去营养价值，因此如何解决粘稠食物糊底问题成为食品加工机的重要攻关课题。

3、对于粘稠物料粘度较高的特性，物料在加热过程中更容易沉积和粘在加工腔内壁，专利号为cn200910040205.1的发明申请，公开一种制浆机控制方法，对于底盘发热的制浆机，通过电机正反转的切换，制浆物料随着液体旋转方向改变而不会沉到杯底，从而避免了大米、绿豆等粘性制浆物料易糊底的问题，也就是通过反转来实现制浆或制粥的防糊底功效，但是在防止糊底的同时制浆或制粥更加细腻，而无法实现颗粒度口感，因此使用场景和用户群体单一。

4、专利号为cn202011382559.7的发明，公开一种烹饪设备的控制方法，在搅拌装置运行时，具体为先沿第一方向转动相对较长的第二时长，再沿相反的第二方向转动相对较短的第一时长，可以实现先正转第二时长以令食物破碎，并具有较高的正向转速，再突然反向搅拌，以令食物迅速停止转动甚至反向转动，搅拌装置反转，粥急速停止并反向运动，该过程中米粒之间、米粒与烹饪锅之间、米粒与搅拌装置之间剧烈碰撞，经过高温高压作用已经软烂的米粒逐渐破碎分解，并在搅拌的过程中与米汤混均匀，形成米糊，进而提升糊状食物的烹饪效率。上述方案通过反转来增加米粒与锅体、搅拌装置之间的剧烈碰撞程度，从而将软烂的米粒分解为更小的颗粒，实现煮米糊的要求，通过反转更好的粉碎，通过在加工过程中反转优化粉碎效果，使米糊更加细腻，适于婴幼儿辅食。基于以上，控制粉碎刀反转主要用于解决防糊底的问题，或者通过正反转切换使物料粉碎的更加细腻的问题，也无法实现颗粒度口感，且使用场景和用户群体更为聚焦。

5、专利号为cn201310156854.4的发明公开一种全自动粥机及粥的制作方法，机座内设有电机和控制单元，加热组件、电机和控制单元电连接，加工容器内部底端设有由所述电机驱动的搅拌刀，所述搅拌刀转速为r，500rpm≤r≤3000rpm，所述搅拌刀旋转并将物料破碎，破碎过程有利于物料营养的释放，还能有效提升米粥的还原糖含量及粘度，同时有效缩短加工时间；而搅拌过程中由于设置特定的转速，不会将物料粉碎过细，保留粥的颗粒感。这种方案即使采用特定范围转速，米粥在熬煮的过程中，米粒被破碎后的颗粒仍然会在糊化过程中被不同程度的破坏，而且随着粉碎刀旋转和防糊底的需求，破碎后且充分吸水的绝大部分米粒的颗粒感会被破坏，导致米粥仍然有将颗粒感再次破碎的问题以及熬煮过程中颗粒感破坏从而在同一锅米粥中形成不同粒度的问题，因此上述方案粥的口感无法调节，粥中的颗粒粗细不一，颗粒的一致性不好，而且粥的营养品类和口感品质无法细分。另外，采用串励电机的食品加工机粉碎刀转向单一，如果在采用串励电机的食品加工机上设置可正反双向驱动粉碎刀的程序，对电机性能和寿命损耗巨大，且严重影响产品可靠性和整体加工性能，而搅拌刀破碎米粒显然是通过刀刃一侧破碎来实现的，在防糊底的同时无法实现多口感的选择和颗粒一致性可控。

6、专利号为cn201721123601.7的专利公开一种正反转式食物切碎机，主要设置有一正反转马达、两个正、反转开关及具双向刀刃的一刀组。其中该正、反转开关式可控制该正反转马达驱动该刀组正转或反转。通过该刀组正转或反转交替转动，可加速切碎速度；通过该刀组的正、反向刀刃的不同设计，可依所需食物切碎颗粒需求，而选择该刀组转向，以使用适合的刀刃切碎食物，这种方案主要通过控制正反转将肉类等物料加工成肉粒，与食品加工机制作粘稠物料或豆浆物料的粉碎及加工场景不同，不适用于流体加工的研究应用。

7、在流体力学中，通常通过搅拌雷诺系数re来表征流体流动状况，具体为其中，d为搅拌器的直径，n为搅拌器的旋转速度，ρ为流体中液体的密度，μ为流体中液体的粘度。当雷诺数小于2100时，搅拌器附近的流体为圆周运动，其他位置的流体为层流，当雷诺数大于4000时流体为湍流，当雷诺数在2100和4000之间,属于从层流转变为湍流的过渡状态。雷诺数越大，流体湍动程度就越强，由于离心力的作用，在搅拌中心附近会形成旋涡，搅拌器转速越大，形成的旋涡越深。而食品加工机的搅拌器在旋转加工过程中，液流包括周向运动、径向运动和轴向运动，在防糊底的同时，能够充分带动物料运动并与粉碎刀接触。食品加工机中的流体一般处于湍流的状态，流体打旋能够充分促进液体在高度、径向以及周向的液体交换和混合，使流体加热温度均匀并防糊底，同时增加了物料与粉碎刀的接触机会，优化粉碎效果，物料粉碎更加充分，粉碎后液体口感更加细腻。也就是说，加工粘稠物料时，为防糊底施加的粉碎刀旋转还对口感细腻效果加持，在防糊底的同时能够使得物料粉碎更细腻。

8、因此，在加工食物时防糊底和食物颗粒度控制是矛盾的，在防糊底的同时，食物的颗粒更容易被加工的细腻，以及食物呈现出颗粒大小不均的状态。而如何在加工不糊底的情况下，制作不同口感颗粒度的食物并提升其口感品质，是食品加工机亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种操作便捷、声音品质好的食品加工机的食物加工方法，以加工颗粒度口感不同的粘稠物料和稀物料。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供一种食品加工机的加工方法，所述食品加工机包括粉碎杯、加热装置、粉碎刀以及用于驱动所述粉碎刀旋转的无刷电机，所述粉碎刀的刀片设有刀刃和刀背，所述刀刃的厚度小于所述刀背的厚度；所述加工方法包括：对同一加工功能设置细加工模式和粗加工模式，所述细加工模式和粗加工模式的加工阶段均包括：颗粒选择动作，所述细加工模式和粗加工模式中，粉碎刀以不同的转速正转使刀刃破碎固态物料以获取不同的颗粒度；颗粒保持动作，所述细加工模式和粗加工模式中，粉碎刀反转使刀背推动固液混合物运动以保持当前固态物料颗粒度。

3、进一步的，所述细加工模式和粗加工模式在加工阶段中，所述颗粒保持动作均在颗粒选择动作前执行。

4、进一步的，所述粗加工模式中，所述颗粒选择动作粉碎刀的转速为零。

5、进一步的，在所述加工阶段前还设有预热阶段，所述细加工模式和/或粗加工模式的预热阶段包括颗粒保持动作，所述颗粒保持动作在预热阶段执行间隔的时间小于在加工阶段执行间隔的时间。

6、进一步的，仅细加工模式的预热阶段设置颗粒选择动作，且细加工模式最终获取的粘稠食物颗粒度小于粗加工模式。

7、进一步的，所述细加工模式和粗加工模式在加工阶段中，所述颗粒保持动作均在颗粒选择动作后执行，且最终获取的粘稠食物颗粒度不低于颗粒选择动作获取物料颗粒度的90％。

8、进一步的，所述预热阶段包括第一预热阶段和第二预热阶段，所述颗粒保持动作在第一预热阶段的执行间隔时间大于在第二预热阶段的执行间隔时间。

9、进一步的，所述预热阶段包括第一预热阶段和第二预热阶段，所述颗粒选择动作在第一预热阶段的执行间隔时间大于在第二预热阶段的执行间隔时间。

10、进一步的，所述加工阶段还包括间歇加热动作，所述加工阶段中颗粒保持动作累计时长不大于间歇加热动作总时长的20％。

11、进一步的，粉碎刀端部的线速度为v，刀背端部的厚度为c，粉碎刀刀背端部的动能冲击量m为v与c的乘积，加工阶段固态物料硬度为20g～2000g时，600mm2/s≤m≤6500mm2/s，固态物料硬度为500g～7000g时，1500mm2/s≤m≤10000mm2/s。

12、本发明的有益效果是：

13、1、本发明加工方法能够对同一加工功能通过不同的加工模式加工出颗粒度口感不同的食物，所述颗粒度表征食物中固态物料的大小，在加工阶段的颗粒选择动作中，不同模式下粉碎刀以不同转速正转使刀刃破碎物料以获取不同的颗粒度，反转动作保持固态物料颗粒度，粉碎刀端部以最大线速度对固液混合物形成剪切应力，旋转时粉碎刀端部形成最大剪切率环形区域，粉碎刀刀背端部区域在旋转过程中对固液混合物剪切，刀背旋转推料能够避免粉碎刀端部最大线速度处对食材进行切割而无法有效进行颗粒保持动作，刀背推动固液混合物运动的同时最大剪切率环形区域内的液流流速最快并使固液混合物形成湍流，在保持颗粒的同时，加速物料的充分混合和热对流。

14、如果采用刀刃推动物料，不仅会影响食物的均匀性使食物分层，还会导致固态物料更易被刀刃持续撞击和切削从而呈更加细碎的小颗粒而无法对颗粒感的一致性保持，另外由于惯性，固态物料会甩到杯壁上，与杯壁进行撞击之后固态物料会破碎，无法保持食物的颗粒度。如果采用粉碎刀刀刃低速推动，则对物料的推动性能较差，在固态物料本身重量以及水的阻力下，固液混合物无法实现粉碎刀上层区域和下层区域的热对流和热交换，导致下层区域贴近加热装置的固态物料糊底黏附在粉碎杯底壁。

15、需要说明的是，颗粒保持动作中保持的固态物料颗粒度可以是加工过程中某个状态固态颗粒度的保持，也可以是保持食物最终的颗粒度。颗粒保持动作的施加能够使固液混合物中经过充分吸水膨胀的固态颗粒的形态得到最大程度的保持，从而使糊化阶段淀粉充分溶解的同时，固态颗粒不被破坏，最终制作出的食物不糊底的基础上，颗粒度一致且颗粒形态稳定，多个颗粒之间不会粘连成坨，大大提升食物的口感品质和感官品质。

16、2、加工阶段中，颗粒保持动作均在颗粒选择动作前执行，固液混合物的吸水率越高，颗粒度越难以保持，而随着加工阶段的推进固态颗粒也越容易糊底，颗粒保持动作在颗粒选择动作前执行，加工阶段粉碎刀先反转推动物料并先保持较大的颗粒，颗粒越大粒度越完整，在刀背推动作用下抗冲击力强，颗粒保持度越好且粒度一致性好，还能够带动固液混合物充分搅动进行液流上下层的热交换和热对流，固态颗粒保持的前提下提升加工效率且防止糊底，在颗粒保持动作结束或者糊化末端，米粒充分吸水且硬度降低，控制粉碎刀旋转并破碎切割经过颗粒保持动作的固态颗粒，能够在短时间内将固态物料切割成大小均匀的颗粒以完成颗粒选择的动作，制作出的食物口感品质大幅提升。

17、3、所述粗加工模式中，颗粒选择动作粉碎刀的转速为零，在加工阶段仅施加颗粒保持动作，使得粗加工模式形成颗粒度最大的粗纤颗粒，颗粒保持动作中，刀背推动物料运动进行充分热量交换，固态颗粒保持完整，即使在最大剪切率的环形区域也能够有效保持粒度完整。因此，颗粒选择转速为零的模式为最粗颗粒模式，颗粒口感浓厚且颗粒形态均匀，尤其适于大月龄幼儿，以及减肥减脂需要延长饱腹感的健康人士和控血糖人群。尤其对于米粥类食物，加工后能够最大程度保留米粒的完整度不被破坏，而且淀粉糊化均匀，米粥不糊底也不易溢出。细加工模式则在施加完颗粒保持动作之后以及加工阶段末尾，施加颗粒选择动作对颗粒大小进行调整，从而使得颗粒选择后的颗粒度即为食物最终的颗粒度，颗粒保持动作作为加工阶段的过程中的动作，既能够有效防止糊底，又有效避免颗粒不均匀的问题，使得颗粒选择动作的粒度大小可控性强。

18、4、食品加工机的加工模式中，还包括预热阶段以及预热阶段颗粒保持或颗粒选择动作的施加，预热阶段固态物料的吸水率在10％～20％之间，固态物料硬度较大，此时粉碎刀的动作能够防止生固态物料贴在粉碎杯底壁无法被搅动起来，防止生的固态物料糊底。优选在第一模式的预热阶段施加颗粒选择动作，以使得颗粒选择动作能够达到更好的粒度一致性效果且加工提效，在第二模式的预热阶段施加颗粒保持动作，主要起到搅拌作用且米粒硬度较大时抗冲击能力强，预热阶段更不易破坏颗粒度。

19、5、在加工阶段中，颗粒选择动作可以先于颗粒保持动作执行，此时颗粒保持动作中所保持的颗粒度即为食物最终颗粒度，固态物料的硬度随着加工阶段的推进加剧变软，吸水率急剧上升，经过预热和粉碎刀加工的颗粒，刀背端部推动吸水充分的固态颗粒运动防糊底，而固态颗粒度有效保持。

技术特征：

1.一种食品加工机的加工方法，其特征在于，所述食品加工机包括粉碎杯、加热装置、粉碎刀以及用于驱动所述粉碎刀旋转的无刷电机，所述粉碎刀设有刀刃和刀背，所述刀刃的厚度小于所述刀背的厚度；

2.根据权利要求1所述食品加工机的加工方法，其特征在于，所述细加工模式和粗加工模式在加工阶段中，所述颗粒保持动作均在颗粒选择动作前执行。

3.根据权利要求2所述食品加工机的加工方法，其特征在于，所述粗加工模式中，所述颗粒选择动作粉碎刀的转速为零。

4.根据权利要求2所述食品加工机的加工方法，其特征在于，在所述加工阶段前还设有预热阶段，所述细加工模式和/或粗加工模式的预热阶段包括颗粒保持动作，所述颗粒保持动作在预热阶段执行间隔的时间小于在加工阶段执行间隔的时间。

5.根据权利要求2所述食品加工机的加工方法，其特征在于，仅细加工模式的预热阶段设置颗粒选择动作，且细加工模式最终获取的粘稠食物颗粒度小于粗加工模式。

6.根据权利要求1所述食品加工机的加工方法，其特征在于，所述细加工模式和粗加工模式在加工阶段中，所述颗粒保持动作均在颗粒选择动作后执行，且最终获取的粘稠食物颗粒度不低于颗粒选择动作获取物料颗粒度的90％。

7.根据权利要求4所述食品加工机的加工方法，其特征在于，所述预热阶段包括第一预热阶段和第二预热阶段，所述颗粒保持动作在第一预热阶段的执行间隔时间大于在第二预热阶段的执行间隔时间。

8.根据权利要求5所述食品加工机的加工方法，其特征在于，所述预热阶段包括第一预热阶段和第二预热阶段，所述颗粒选择动作在第一预热阶段的执行间隔时间大于在第二预热阶段的执行间隔时间。

9.根据权利要求6至8任意一项所述食品加工机的加工方法，其特征在于，所述加工阶段还包括间歇加热动作，所述加工阶段中颗粒保持动作累计时长不大于间歇加热动作总时长的20％。

10.根据权利要求1所述食品加工机的加工方法，其特征在于，粉碎刀端部的线速度为v，刀背端部的厚度为c，粉碎刀刀背端部的动能冲击量m为v与c的乘积，固态物料硬度为20g～2000g时，600mm2/s≤m≤6500mm2/s，固态物料硬度为500g～7000g时，1500mm2/s≤m≤10000mm2/s。

技术总结
本发明提供一种食品加工机的加工方法，所述食品加工机包括粉碎杯、加热装置、粉碎刀以及用于驱动所述粉碎刀旋转的无刷电机，所述粉碎刀的刀片设有刀刃和刀背，所述刀刃的厚度小于所述刀背的厚度；所述加工方法包括：对同一加工功能设置细加工模式和粗加工模式；所述细加工模式和粗加工模式的加工阶段均包括：颗粒选择动作，所述细加工模式和粗加工模式中粉碎刀以不同的转速正转使刀刃破碎固态物料以获取不同的颗粒度；颗粒保持动作，所述细加工模式和粗加工模式中，粉碎刀反转使刀背推动固液混合物运动以保持当前固态物料的颗粒度，避免粉碎刀端部最大线速度处对食材进行切割而无法有效进行颗粒保持动作。

技术研发人员：王旭宁,朱生博,孙靖雯
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