用于膨化谷物的方法和装置与流程

本发明涉及一种制备膨化的谷物食品的方法和装置，如可用于膨化大米的台式家用设备。

背景技术：

爆裂或膨化谷物和玉米是最受欢迎的健康零食制作方法之一。爆裂或膨化过程涉及使谷物过热以从存在于谷物中的水产生过热蒸汽，进而使淀粉微粒熔化或凝胶化。过热蒸汽还引起谷物内的压力增加，最终导致外层破裂，随后谷物体积增加(膨化)且膨化结构固化。

当在高温下蒸发失水时，膨化谷物往往通过碳化燃烧。这种燃烧在膨化后非常迅速地发生，由于爆裂谷物中的水分含量非常低，爆裂好的谷物在几秒钟内迅速转变为过热且烧焦的谷物。烧焦的产品不仅因变色而在视觉上不具有吸引力，味道也不好。

然而，传统膨化设备中的温度传感器不准确或不可靠，实际温度通常会波动至少10℃。无论采用何种加热源，在现有设备的小工作范围内，膨化所需的高温(-200℃)都不易直接控制。虽然温度的稳定性对于确保膨化谷物食品的良好质量来说非常重要(低温可能导致低良品率，而高温可能导致如上所述的烧焦效果)，但实际上，消费者很难精确地控制温度和加热时间，而且消费者可能不知道该何时结束膨化过程。

因此，需要一种用于膨化谷物的改进装置和方法。

技术实现要素：

如上所述，现有方法和装置的局限性在于，在膨化或爆裂谷物食品时无法精确地控制膨化过程，导致膨化谷物食品在膨化后非常快速地燃烧，形成具有不期望味道的变色食品。

因此，根据本发明的一个方面，提供一种制备膨化的谷物食品的方法，该方法包括：

预热膨化装置；

将待膨化谷物食品放入膨化装置中，其中，谷物食品具有预定初始水分含量；

确定膨化装置中谷物食品的水分损失；以及

基于所确定的谷物食品的水分损失和预定初始水分含量，控制膨化装置的温度，从而产生具有预定最终水分含量的膨化谷物食品。

在一些实施例中，可以控制膨化装置的温度，直到获得预定最终水分含量。

在一些实施例中，可以确定水分损失速率。

在一些实施例中，控制膨化装置的温度可以包括下述一个或多个步骤：

当水分损失速率超过预定水分损失速率时，降低温度；

当水分损失速率低于预定水分损失速率时，增加温度；以及

当水分损失速率对应于预定水分损失速率时，保持温度。

在一些实施例中，可以重复进行确定谷物食品的水分损失速率的步骤、和基于所确定的谷物食品的水分损失速率来控制膨化装置的温度的步骤，直到所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率。

在一些实施例中，水分损失速率可以通过监控谷物食品经过一段时间后的重量、或通过监控膨化装置内的经过一段时间后的湿度来确定。

在一些实施例中，谷物食品可以包括谷粒或谷物面团球粒。

在一些实施例中，待膨化的谷物食品可以用蒸汽、水或热中的一个或多个进行预处理，直到获得预定初始水分含量。

在一些实施例中，可以基于预定初始水分含量，预热膨化装置。

在一些实施例中，可以将膨化装置预热至至少140℃的温度。

在一些实施例中，可以以预定功率输入预热膨化装置预定时间段。

根据本发明的一个方面，提供一种使食品膨化的装置，该设备包括：

膨化室；

加热元件，其与膨化室热接触；以及

传感器，其设置在膨化室中，用于确定待膨化食品的水分损失。

在一些实施例中，传感器可以包括重量传感器或湿度传感器。

在一些实施例中，该装置可以包括控制单元，控制单元被配置为：

接收来自传感器的信息；

基于接收到的信息确定水分损失和水分损失速率中的一个或多个；

将所确定的水分损失和水分损失速率中的一个或多个分别与预定最终水分含量和预定水分损失速率中的一个或多个进行比较；并且

基于所确定的水分损失与预定最终水分含量的比较和所确定的水分损失速率与预定水分损失速率的比较中的一个或多个比较，控制装置的温度。

根据本发明的一个方面，提供一种计算机程序产品，其包括包含计算机可读代码的计算机可读介质，计算机可读代码被配置为使得在由用于生产膨化谷物食品的膨化装置的控制单元执行时，引起控制单元执行第一方面的方法。

根据上述方面和实施例，通过认识到水分损失的程度和速率是控制膨化谷物的膨化和燃烧程度的关键，解决了现有方法和装置的局限性。例如，在家庭环境下，可以将谷物膨化至期望的膨化程度、质地、味道和视觉外观而不会烧焦谷物。这样，可以在家中享用膨化谷物，如爆米花。

因此，提供了一种克服了现有问题的用于膨化谷物食品的改进的装置和方法。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地表明如何实现本发明，现在仅通过示例方式参考附图，在附图中：

图1是根据一实施例的装置的框图；

图2是根据一实施例的谷物食品膨化装置的操作方法流程图；以及

图3是根据一实施例的谷物食品膨化装置的操作方法流程图。

具体实施方式

传统的谷物膨化装置使膨化室内的谷物食品过热，导致谷物食品中的残余水分快速蒸发，并且谷物或球粒膨胀或膨化。然而，对膨化条件的精确控制并不简单，而且经膨化的产品可以非常快速地燃烧并变得不好吃，而且，现有设备在膨化过程完成后不会自动关闭。如上所述，本发明提供一种基于监控水分损失而非温度来克服现有问题的改进的装置和方法。

图1示出根据一个实施例的装置100的框图，该装置可以用于膨化谷物食品。

一般地，装置100可以包括台式家用器具(如家用谷物膨化设备)，并且具有此类器具中常见的组件。在一个实施例中，装置100包括膨化室(未示出)，谷物食品在膨化室中膨化。装置100还可以包括盖或罩，以在膨化过程中密封膨化室。

装置100包括控制单元102，控制单元102控制装置100的操作并且可以实现本文所述的方法。控制单元102可以包括配置或编程为以本文所述方式控制装置100的一个或多个处理器、控制单元、多核处理器或模块。在特定实施方式中，控制单元102可以包括多个软件和/或硬件模块，每个模块配置为执行，或用于执行，根据本发明实施例的方法的单个或多个步骤。

简单地说，装置100的控制单元102配置为控制加热元件110的操作，并且接收来自装置的传感器112的数据，这将在下文中描述。

回到图1所示的实施例，在该示出的实施例中，装置100包括由控制单元102控制的用户界面104。替代地，用户界面104可以位于装置100的外部(即与装置100分开或远离装置100)。例如，用户界面104可以是另一设备的一部分。用户界面104允许用户对装置100进行编程和操作以使谷物食品膨化。

用户界面104还可以用于向装置100的用户提供由根据本发明的方法产生的信息。控制单元102可以配置为控制用户界面104以提供由根据本发明的方法产生的信息。例如，在一些实施例中，装置100的控制单元102可以配置为控制用户界面104以呈现(或输出)与控制单元102发起的一个或多个动作相关联的信息，例如方法的特定步骤完成后的输出，或与装置100的温度相关的输出。

用户界面104还可以配置为接收用户输入。换言之，用户界面104可以允许用户手动输入数据、指令或信息，如方法的特定步骤的温度和持续时间。

因此，用户界面104可以是，或者可以包括，能够为用户呈现或输出信息、数据或信号的任意组件。替代地或额外地，用户界面104可以是，或者可以包括，使用户能够提供用户输入、与装置100交互和/或控制装置100的任意组件。例如，用户界面104可以包括一个或多个开关、一个或多个按钮、小键盘、键盘、触摸屏或应用程序(例如，在平板电脑或智能电话上)、显示屏或任意其它视觉呈现组件、一个或多个灯、一个或多个扬声器或任意其它音频呈现组件，或任意其它用户界面组件，或用户界面组件的组合。

在一些实施例中(诸如图1所示的实施例)，装置100可以包括存储器单元106，存储器单元106配置为存储程序代码，该程序代码可以由控制单元102运行以执行本文描述的方法。存储器单元106还可以用于存储由装置100的控制单元102或由装置100外部的组件、接口、单元和设备产生或获取的信息、数据、信号和测量结果。因此，例如，装置100的存储器单元106可以配置为存储一个或多个动作(所述一个或多个动作用以确定正在被膨化的谷物食品的水分损失，以及基于所确定的水分损失的所要求的操作温度或加热功率输入)，和任意此类动作的持续时间，以及每个动作之间的适当时间段，并且控制单元102可以配置为从存储器单元106获取至少一个动作以发起此类动作。存储器单元106还可以配置为存储用于在膨化温度、初始水分含量和最终水分含量、以及水分损失速率之间建立关联的查找表，并且控制单元102可以配置为基于初始水分含量、最终水分含量、所确定的水分损失和所确定的水分损失速率中的至少一者，从存储器单元102至少获取合适的膨化温度，并相应地控制膨化装置的温度。

返回图1，在一些实施例中，装置100还可以包括通信接口(或电路)108，通信接口108用于使装置100能够与装置100内部或外部的任意组件、接口、单元和设备通信(或连接)，如加热元件110或传感器112。通信接口108可以无线地或经由有线连接与任意组件、接口、单元和设备通信。例如，在用户界面104位于装置100外部的实施例中，通信接口108可以无线地或经由有线连接与外部用户界面通信。类似地，在一个或多个存储器单元106位于装置100外部的实施例中，通信接口108可以无线地或经由有线连接与外部存储器单元通信。

回到图1，装置100包括加热元件110，加热元件110与装置的膨化室(未示出)热接触。加热元件可以是此类器具中常见的任意类型的加热元件，并且由控制单元102控制，以基于用户输入或存储在存储器单元106中的程序中的一个或多个来确立膨化室内的预定温度。不同类型的加热元件在本领域中是已知的，无需详细讨论。在一个实施例中，膨化室可以包括加热元件110。在一个实施例中，膨化室的壁可以包括加热元件110。例如，膨化室可以由金属材料形成，并且可以将功率直接供应至膨化室。因此，本文提及加热加热元件110或向加热元件110提供功率以加热加热元件110时，应理解为还包括加热膨化室，或向膨化室提供热量以加热膨化室。

加热元件110的操作允许在本文所述方法的任意阶段将热量提供给装置的膨化室(图1中未示出)。

在一个实施例中，基于从传感器112获取的数据来控制加热元件110的操作，这将在下文中描述。在其它实施例中，加热元件110的操作由控制单元102基于从可选传感器114获取的数据来控制，这将在下文中描述。在其它实施例中，基于从传感器112和传感器114获取的数据来控制加热元件110的操作，这将在下文中描述。

例如，控制单元102可以控制加热元件110以将膨化室预热至低于250℃的温度。在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件110以将膨化室预热至低于240℃的温度，例如低于230℃，例如低于220℃，例如低于210℃，例如低于200℃，例如低于190℃，例如低于180℃，例如低于170℃，例如低于160℃，例如低于150℃，例如约140℃。在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件110以将膨化室预热至大于140℃的温度，例如大于150℃，例如大于160℃，例如大于170℃，例如大于180℃，例如大于190℃，例如大于200℃，例如大于210℃，例如大于220℃，例如大于230℃，例如大于240℃，例如约250℃。

在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件110提供如上所述的用于预热步骤的温度至少5分钟的时间，例如至少10分钟，例如至少15分钟，例如约20分钟。在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件提供如上所述的用于预热步骤的温度小于20分钟的时间，例如小于15分钟，例如小于10分钟，例如约5分钟。

在一个实施例中，控制单元102可以基于待膨化谷物食品的初始水分含量控制加热元件110，以提供如上所述的用于预热步骤的温度。例如，针对初始水分含量在14-15％(以wt./wt.％为基础)的范围内的情形，控制单元102可以控制加热元件将膨化装置预热至约200℃的温度。在另一实例中，对于低于5％(以wt./wt.％为基础)的初始水分含量，控制单元102可以控制加热元件将膨化装置预热至约140℃的温度。

在一个实施例中，控制单元102可以控制电源以经由加热元件110以预定功率输入预热膨化室。在一个实施例中，电源可以经由加热元件110以预定功率输入预热膨化室预定时间段。

在一个实施例中，控制单元102可以控制电源向加热元件110提供足够功率，以将膨化室预热至上述温度。在一个实施例中，控制单元102可以控制电源向加热元件102提供足够功率，以将膨化室预热至少5分钟的时间段，例如至少10分钟，例如至少15分钟，例如约20分钟。在一个实施例中，控制单元102可以控制电源向加热元件110提供足够功率，以将膨化室预预热小于20分钟的时间段，例如小于15分钟，例如小于10分钟，例如约5分钟。

可以理解的是，可以使用加热元件110的质量和比热容和/或制造膨化室的材料的比热容，在下列等式中计算将加热元件110和膨化室大致加热到任意给定温度所需的功率：

q(加热能量)＝功率×时间(等式1)

q(加热能量)＝c(比热容)×(质量)×δt(等式2)

替代地，对于任意给定功率输入，在经定义的时间段内，可以估计加热元件110和/或膨化室的温度。

在一个实施例中，控制单元102可控制加热元件110以在膨化步骤期间将膨化室的温度控制为低于250℃的温度。在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件110以在膨化步骤期间将膨化室的温度控制为低于240℃的温度，例如低于230℃，例如低于220℃，例如低于210℃，例如低于200℃，例如低于190℃，例如低于180℃，例如低于170℃，例如低于160℃，例如低于150℃，例如约140℃。在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件110以在膨化步骤期间将膨化室的温度控制为大于140℃的温度，例如大于150℃，例如大于160℃，例如大于170℃，例如大于180℃，例如大于190℃，例如大于200℃，例如大于210℃，例如大于220℃，例如大于230℃，例如大于240℃，例如约250℃。

在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件110以将如上所述的用于膨化步骤的温度控制至少5秒的时间段，例如至少10秒，例如至少15秒，例如至少20秒，例如至少30秒，例如至少40秒，例如至少50秒，例如约60秒。在一个实施例中，控制单元102可以控制加热元件以将如上所述的用于膨化步骤的温度控制小于60秒的时间段，例如小于50秒，例如小于40秒，例如小于30秒，例如小于20秒，例如小于15秒，例如小于10秒，例如约5秒。应当理解的是，膨化温度越高，可能需要的膨化时间越短，而膨化温度越低，可能需要的膨化时间越长。

在一个实施例中，控制单元102可以经由加热元件110以预定功率输入来控制电源，从而在膨化步骤中控制膨化室的温度。在一个实施例中，电源可以经由加热元件110以预定功率输入控制膨化室的温度以预定时间段。

在一个实施例中，控制单元102可以控制电源向加热元件110提供足够功率，以在膨化步骤中将膨化室的温度控制在上述温度内。在一个实施例中，控制单元102可以控制电源向加热元件110提供足够功率以控制膨化室的温度至少5秒的时间段，例如至少10秒，例如至少15秒，例如至少20秒，例如至少30秒，例如至少40秒，例如至少50秒，例如约60秒。在一个实施例中，控制单元102可以控制电源向加热元件提供足够功率以控制膨化室的温度小于60秒的时间段，例如小于50秒，例如小于40秒，例如小于30秒，例如小于20秒，例如小于15秒，例如小于10秒，例如约5秒。应当理解的是，膨化温度越高，可能需要的膨化时间越短，而膨化温度越低，可能需要的膨化时间越长。

在一个实施例中，控制单元102可以基于所确定的谷物食品的水分损失、所确定的谷物食品的水分损失速率和预定初始水分含量中的一个或多个来控制膨化装置的温度，这将在下文中描述。

在一个实施例中，控制单元102可以基于所确定的水分损失和预定初始水分含量来控制膨化装置的温度。控制单元102可以通过保持供应至加热元件的功率来控制温度，直到达到或获得经膨化的谷物食品的预定的或期望的最终水分含量。

在一个实施例中，控制单元102可以通过在水分损失速率超过预定水分损失速率时降低温度来控制膨化装置的温度。在另一实施例中，控制单元102可以通过在水分损失速率低于预定水分损失速率时升高温度来控制膨化装置的温度。在另一实施例中控制单元102可以通过在水分损失速率对应于预定水分损失速率时保持温度来控制膨化装置的温度。

在一个实施例中，重复以下步骤，即，确定谷物食品的水分损失速率的步骤、和基于所确定的谷物食品的水分损失速率来控制膨化装置的温度的步骤，直到所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率。在一个实施例中，一旦所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率，则控制单元102可以控制加热元件110以在膨化步骤的其余部分保持膨化室的温度。在一个实施例中，控制单元102可以在上文所述方法的其余部分保持膨化装置的温度，直到获得预定最终水分含量。

同样如图1所示，装置100还包括传感器112，传感器112由控制单元102控制并将获取的数据发送至控制单元102。代替此类装置中常见的传统温度传感器(例如热电偶)，传感器112配置为获取与正在被膨化的谷物食品的水分损失相关的数据。

在一个实施例中，传感器112包括重量传感器，并且感测、测量或监控谷物食品的重量，例如谷物食品经过一段时间后的重量。在一个实施例中，传感器112包括重量传感器，被设置在膨化室中，并且在膨化期间直接感测、测量或监控谷物食品的重量。通过感测、测量或监控谷物食品的重量，可以监控膨化过程、并且一经获得或达到经膨化的谷物食品的预定水分含量便停止向膨化装置提供热量。在一个实施例中，通过感测、测量或监控谷物食品经过一段时间后的重量，可以确定重量损失速率，并进而确定水分损失速率。在一个实施例中，传感器112包括重量传感器，被布置在膨化室下方，并且感测、测量或监控容纳有谷物食品的膨化室经过一段时间后的重量。在一个实施例中，传感器112包括湿度传感器，并且感测、测量或监控装置100的膨化室内的例如经过一段时间后的湿度。通过感测、测量或监控膨化室内的湿度，可以监控膨化过程，并且一经获得或达到经膨化的谷物食品的预定水分含量便停止向膨化装置提供热量。在一个实施例中，通过感测、测量或监控膨化室内的经过一段时间后的湿度，可以确定谷物食品的水分损失速率。

在一个实施例中，控制单元102在两个不同时间点从传感器112获取数据，并基于所获取的数据来确定正在被膨化的谷物食品的绝对水分损失和水分损失速率中的一个或多个。在一个实施例中，控制单元102在两个不同时间点从传感器112获取重量数据，并基于所获取的重量数据来确定正在被膨化的谷物食品的绝对水分损失和水分损失速率中的一个或多个。在替代实施例中，控制单元102在两个不同时间点从传感器112获取湿度数据，并基于所获取的湿度数据来确定正在被膨化的谷物食品的绝对水分损失和水分损失速率中的一个或多个。在一个实施例中，控制单元102以至少每秒的间隔从传感器112获取数据，例如每隔至少2秒，例如每隔至少3秒，例如每隔至少4秒，例如每隔至少5秒，例如每隔至少10秒，例如每隔至少15秒，例如每隔至少20秒。

在一个实施例中，控制单元102基于所确定的初始水分含量、所确定的水分损失、所确定的水分损失速率和预定最终水分含量中的至少一者来控制膨化室的温度，以确保以可靠且可重复的过程产生有质量保障的膨化产品。

在一个实施例中，控制单元102以至少5秒的间隔从传感器112获取数据，例如每隔至少10秒，并且控制加热元件110，直到所确定的谷物食品的水分损失速率对应于预定水分损失速率。

在一个实施例中，控制单元102以至少5秒的间隔从传感器112获取数据，例如每隔至少10秒，直到获得经膨化的谷物食品的预定最终水分含量。

在一个实施例中，控制单元102确定膨化过程中的水分损失速率，并基于所确定的水分损失速率和预定水分损失速率控制膨化装置100的温度。在一个实施例中，控制单元102控制膨化装置100的温度，使得所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率。

在一个实施例中，控制单元102控制膨化装置100的温度以获得小于5％的每秒水分损失速率(表示为重量百分比，即小于5％(wt./wt)/秒的水分损失速率)，例如小于4％，例如小于3％，例如小于2％，例如小于1％，例如小于0.5％，例如小于0.4％，例如小于0.3％，例如约0.2％(wt./wt.)/秒的水分损失速率。

在一个实施例中，控制单元102控制膨化装置100的温度以获得大于0.2％的每秒水分损失速率(表示为重量百分比，即大于0.2％(wt./wt)/秒的水分损失速率)，例如大于0.3％，例如大于0.4％，例如大于0.5％，例如大于1％，例如大于2％，例如大于3％，例如大于4％，例如约5％(wt./wt.)/秒的水分损失速率。

在一个实施例中，控制单元102控制膨化装置100的温度以获得小于20％的每分钟水分损失速率(表示为重量百分比，即小于20％(wt./wt)/分的水分损失速率)，例如小于15％，例如小于10％，例如小于5％，例如小于4％，例如小于3％，例如小于2％，例如约1％(wt./wt.)/分的水分损失速率。

在一个实施例中，控制单元102控制膨化装置100的温度以获得大于1％的每分钟水分损失速率(表示为重量百分比，即大于1％(wt./wt)/分的水分损失速率)，例如大于2％，例如大于3％，例如大于4％，例如大于5％，例如大于10％，例如大于15％，例如约20％(wt./wt.)/分的水分损失速率。

在此类实施例中，水分损失速率根据以下等式确定：

在一个实施例中，控制单元102通过基于所确定的水分损失速率调节加热元件110的功率来控制膨化装置100的温度。例如，当所确定的水分损失速率超过预定水分损失速率时，控制单元102可以控制电源以向加热元件110提供更小功率，使得膨化装置内的温度降低。替代地，当所确定的水分损失速率低于预定水分损失速率时，控制单元102可以控制电源以向加热元件110提供更大功率，使得膨化装置内的温度升高。在另一实施例中，当所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率时，控制单元102可以控制电源以向加热元件110提供相同功率，从而保持膨化装置内的现有温度。

在一个实施例中，控制单元102确定水分损失速率，并且基于预定的或期望的最终水分含量、所确定的初始水分含量和膨化过程中谷物食品的中间重量，即所确定的水分损失速率，来控制膨化装置100的温度。在一些实施例中，控制单元102控制加热元件110以控制膨化装置100的温度，直到获得预定最终或最后水分含量。

在一些实施例中，预定最终或最后水分含量(表示为wt./wt.％)可以是至少4％，例如至少5％，例如至少6％，例如至少7％，例如至少8％，例如至少9％，例如约10％。在一些实施例中，预定最终或最后水分含量(表示为wt./wt.％)可以小于10％，例如小于9％，例如小于8％，例如小于7％，例如小于6％，例如小于5％，例如约4％。在爆米花的例子中，最终水分含量不低于4％，使得膨化产品为白色，不因燃烧而变色。在此类实施例中，根据以下等式计算预定最终或最后水分含量：

在这样的实施例中，即，其中膨化装置配置为从10g谷物食品膨化为例如300g，并且控制单元102从重量传感器112获取数据以通过监控水分损失来控制膨化步骤的温度，重量传感器112可以足够精确以监控水分损失，精确度为0.01g至0.1g。相比之下，如果重量传感器112用于确定水分损失速率，则其精确度可能需要为0.001g至0.1g。

同样如图1所示，在一个实施例中，装置100可以包括另一传感器114，该另一传感器由控制单元102控制并向控制单元102发送数据。传感器114包括温度传感器，配置为获取与膨化室内的温度和加热元件110的温度中的一个或多个相关的数据。因此，传感器114包括能够监控温度的任意已知传感器(如热电偶)，并且可选地用于与传感器112组合使用以控制膨化过程。

在一个实施例中，传感器114包括温度传感器，并且在上述方法的预热和膨化步骤中的一个或两个期间感测、测量或监控加热元件110和膨化室中的一个或多个的温度。

在一个实施例中，控制单元102从传感器114获取呈现为温度数据形式的数据，并如前所述，控制加热元件110，以向膨化室提供加热功率。在一个实施例中，传感器114向控制单元102提供数据，以如前所述的在预热步骤期间控制加热元件110。在一个实施例中，传感器114向控制单元102提供数据，以如前所述的在膨化步骤期间控制加热元件110。在一个实施例中，控制单元102基于从传感器114获取的数据来控制预热步骤的温度。在一个实施例中，控制单元102基于从传感器114获取的数据来控制膨化步骤的温度。例如，在膨化步骤中，控制单元102从传感器114获取数据并调节对加热元件110的功率输入，以保持膨化室内的温度大致恒定，直到获得膨化谷物食品的预定最终水分含量。

在一个实施例中，在本文所述的方法中，组合使用传感器114与传感器112。这允许通过既监控水分损失又监控膨化室内的温度来精确控制膨化方法。由于这种并行监控，与单独使用传感器112和114中的每一个传感器的情况相比，传感器112和114中的每一个传感器可以具有较低的灵敏度或精确度。在这样的实施例中，即，其中膨化装置配置为从10g谷物食品膨化为例如300g，并且控制单元102从重量传感器112获取数据以通过监控水分损失，并结合从温度传感器114获取的数据来控制膨化步骤的温度，重量传感器112可以足够精确以监控水分损失，精确度为0.01g至0.1g。

图2是根据一个实施例的谷物食品膨化方法的流程图。在所描述的实施例中，方法200可以由装置100的控制单元102控制，但应当理解的是，该方法也可以被单独控制。在方法200的步骤202中，将膨化装置的膨化室预热至预定温度，然后将待加热的谷物食品放入膨化室。步骤204包括确定待膨化的谷物食品的初始水分含量的可选步骤。然后，在步骤206，将谷物食品放入膨化设备中。在将谷物食品放入预热的膨化室中之后，在步骤208确定水分损失。基于所确定的水分损失，在步骤210控制膨化室内的温度。可选地，重复进行确定水分损失的步骤(208)和控制温度的步骤(210)，直到最后在步骤212中、在达到膨化谷物食品的预定最终水分含量时结束加热。

所述方法适用于任意谷物食品的膨化。在一个实施例中，谷物食品包括米粒、玉米粒(爆米花)、大麦、小麦、斯佩耳特小麦、燕麦、高粱和卡姆小麦。在一个实施例中，将未加工的谷物食品放入膨化装置中。在替代实施例中，用蒸汽、水或热中的一个或多个预处理谷物食品。在替代实施例中，用蒸汽、水或热中的一个或多个预处理谷物食品，直到获得预定初始水分含量。在替代实施例中，用蒸汽、水或热中的一个或多个预处理谷物食品，直到谷物食品的淀粉成分至少部分地凝胶化。

在一个实施例中，谷物食品包括谷物面团。在一个实施例中，谷物面团被制备并且被挤出为球粒，如膨化领域中已知的。在一个实施例中，随后将挤出的球粒至少部分地干燥以提供外壳，外壳可以截留球粒内的残余水分，以有助于过热和膨化过程。

在方法200的步骤202，如前所述，将膨化装置的膨化室预热至预定温度或以预定功率预热预定时间。膨化室的预热确保了当谷物食品被密封在膨化室中时，立即开始待膨化谷物食品的快速过热。

为了确定水分损失并控制该过程，直到获得预定最终水分含量，必须知道待膨化谷物食品的初始水分含量以及预定或期望最终水分含量。在一个实施例中，初始水分含量由谷物食品的生产者预先确定并在包装上注明。这种预包装谷物食品通常具有约14％的水分含量(以wt./wt.％为基础)。因此，在一个实施例中，谷物食品具有约14％的初始水分含量。对于初始水分含量约为14％的谷物食品，不需要如上所述预处理谷物食品以增加水分含量。但是，根据谷物食品和用户的喜好或要求，可能需要单独确定初始水分含量，并根据需要进行调整。

因此，在方法200的步骤204，可选地，确定谷物食品的初始水分含量。在一个实施例中，在将谷物食品放入膨化装置的膨化室之前确定初始水分含量。在替代实施例中，初始水分含量可以基于本领域已知的技术确定，例如，在烘箱中干燥前后，测量食品谷物的样品的重量，直到获得恒定质量。在一个实施例中，初始水分含量可以通过控制谷物食品的干燥，在有或没有如前所述的任意预处理的情况下获得。在一个实施例中，约14％(表示为wt./wt.％)的初始水分含量为是期望的。在替代实施例中，使用传感器在膨化室中确定谷物食品的初始水分含量。在该实施例中，步骤202至206的顺序可以颠倒或不颠倒。在图2所示方法的替代实施例中，预热膨化装置(202)，确定初始水分含量(204)和将谷物食品放入膨化设备(206)的步骤是颠倒的，并且基于预定初始水分含量，将膨化室预热至预定温度。在另一实施例中，初始水分含量可在预热后在膨化室中确定。一旦确定了初始水分含量，用户就可以将该值作为方法程序的一部分输入装置中。基于接收到的用户输入，预热温度和爆裂温度可以由装置的控制单元确定。替代地，装置可以设置有信息图表，信息图表将初始水分含量与适当预热和爆裂温度相关联，并且用户将期望预热和爆裂温度输入装置中。

在方法200的步骤206，将具有预定初始水分含量的谷物食品放入膨化室并在膨化室中进行加热，其中，如前所述地控制膨化室的温度。

在方法200的步骤208，如前所述地确定膨化过程期间的水分损失。在一个实施例中，水分损失基于被膨化谷物食品的重量损失来确定。在一个实施例中，水分损失基于膨化室内的湿度增加来确定。在一个实施例中，水分损失每隔至少5秒确定一次，例如每隔至少10秒，从而在膨化过程中反复确定水分损失，以监控预定最终水分含量。

一旦确定了被膨化谷物食品的水分损失，就在方法200的步骤210中控制膨化室的温度。例如，膨化室的温度可以保持大致恒定，直到获得预定最终水分含量。例如，供应到膨化室的功率可以保持大致恒定，直到获得预定最终水分含量。

最后，当获得膨化谷物的预定最终水分含量时，膨化方法200在步骤212中终止。在一个实施例中，膨化方法的终止包括终止加热，以及关闭向膨化装置提供加热功率的电源。膨化方法的终止还可以包括对用户的至少一个指示，例如，用户界面上关于膨化方法已完成的声音警报或通知。

图3是根据另一实施例的谷物食品膨化方法的流程图。在所述实施例中，该方法对应于图2所示的方法，但具体地在膨化过程期间确定谷物食品的水分损失速率。因此，方法300可以由装置100的控制单元102控制，但应当理解的是，该方法也可以被单独控制。在方法300的步骤302中，将膨化装置的膨化室预热至预定温度，然后将待加热谷物食品放入膨化室。步骤304包括确定待膨化谷物食品的初始水分含量的可选步骤。然后，在步骤306，将谷物食品放入膨化设备中。在将谷物食品放入预热的膨化室中之后，在步骤308确定水分损失速率。基于所确定的水分损失速率，在步骤310控制膨化室内的温度。可选地，重复进行确定水分损失速率的步骤(308)和控制温度的步骤(310)，直到预定水分损失速率对应于预定水分损失速率。最后，在步骤312中，当达到膨化谷物食品的预定最终水分含量时，结束加热。

应当理解的是，图3中描述的方法适用于任意谷物食品的膨化，尤其是上面结合图2提到的那些。在方法300的步骤302，如前所述，将膨化装置的膨化室预热至预定温度或以预定功率预热预定时间。膨化室的预热确保了当谷物食品被密封在膨化室中时，立刻开始待膨化谷物食品的快速过热。

为了确定水分损失速率，必须知道待膨化谷物食品的初始水分含量。知道初始水分含量允许基于水分损失速率以及预定或期望最终水分含量来控制膨化过程。在一个实施例中，初始水分含量由谷物食品的生产者预先确定并在包装上注明。这种预包装谷物食品通常具有约14％的水分含量(基于wt./wt.％)。因此，在一个实施例中，谷物食品具有约14％的初始水分含量。对于初始水分含量约为14％的谷物食品，不需要如上所述预处理谷物食品以增加水分含量。但是，根据谷物食品和用户的喜好或要求，可能需要单独确定初始水分含量，并根据需要进行调整。

因此，在方法300的步骤304，可选地，确定谷物食品的初始水分含量。在一个实施例中，在将谷物食品放入膨化装置的膨化室之前确定初始水分含量。在替代实施例中，初始水分含量可以基于本领域已知的技术确定，例如，在烘箱中干燥前后，测量食品谷物样品的重量，直到获得恒定质量。在一个实施例中，初始水分含量可以通过控制谷物食品的干燥，在有或没有如前所述的任意预处理的情况下获得。在一个实施例中，约14％(表示为wt./wt.％)的初始水分含量为是期望的。在替代实施例中，使用传感器在膨化室中确定谷物食品的初始水分含量。在该实施例中，步骤302至306的顺序可以颠倒或不颠倒。在图2所示方法的替代实施例中，预热膨化装置(302)，确定初始水分含量(304)和将谷物食品放入膨化设备(306)的步骤是颠倒的，并且基于预定初始水分含量，将膨化室预热至预定温度。在另一实施例中，初始水分含量可在预热后在膨化室中确定。一旦确定了初始水分含量，用户就可以将该值作为方法程序的一部分输入装置中。基于接收到的用户输入，预热温度和爆裂温度可以由装置的控制单元确定。替代地，装置可以设置有信息图表，信息图表将初始水分含量与适当预热和爆裂温度相关联，并且用户将期望预热和爆裂温度输入装置中。

在方法300的步骤306，将具有预定初始水分含量的谷物食品放入膨化室并在膨化室中进行加热，其中，如前所述地控制膨化室的温度。

在方法300的步骤308，如前所述地确定膨化过程期间的水分损失速率。在一个实施例中，水分损失速率基于被膨化谷物食品的重量损失速率来确定。在一个实施例中，水分损失速率基于膨化室内的湿度增加来确定。在一个实施例中，水分损失速率每隔至少5秒确定一次，例如每隔至少10秒，从而在膨化过程中反复确定水分损失速率。

一旦确定了膨化谷物食品的水分损失速率，就在方法300的步骤310中控制膨化室的温度。例如，当所确定的水分损失速率超过预定水分损失速率时，可以降低膨化装置中的温度，以降低水分损失速率。替代地，当所确定的水分损失速率低于预定水分损失速率时，可以提高膨化装置中的温度，以增加水分损失速率。在另一实施例中，当所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率时，可以保持膨化室内的温度，以保持水分损失速率。

一旦确定了被膨化谷物食品的水分损失速率，就通过控制供应至加热元件的功率，在方法300的步骤310中控制膨化室的温度。例如，当所确定的水分损失速率超过预定水分损失速率时，可以降低供应至加热元件的功率，以降低水分损失速率。

替代地，当所确定的水分损失速率低于预定水分损失速率时，可以提高供应至加热元件的功率，以增加水分损失速率。在另一实施例中，当所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率时，可以保持供应至加热元件的功率恒定，以保持温度，并进而保持水分损失速率。可选地，可以根据需要重复方法300的步骤308和310，直到所确定的水分损失速率对应于预定水分损失速率。

最后，当获得膨化谷物的预定最终水分含量时，膨化方法300在步骤312中终止。在一个实施例中，膨化方法的终止包括终止加热，以及关闭向膨化装置提供加热功率的电源。膨化方法的终止还可以包括对用户的至少一个指示，例如，用户界面上关于膨化方法已完成的声音警报或通知。

以不同的水分损失速率在不同温度下膨化白米的一系列实验结果显示在下表1中。可以看出，水分损失速率与温度不成线性关系，温度较高也会导致产品变色。水分含量显示为wt./wt.％。

表1

还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，计算机可读介质中储存有计算机可读代码，计算机可读代码配置为使得在由适当计算机或处理器执行时，引起该计算机或处理器，例如，在本文所述的装置上，执行同样由本文所述的一个或多个方法。

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不指示这些措施的组合不能被用于获得优势。计算机程序可以储存/分布在适当介质上，如与其它硬件一起供应或作为其一部分的光学存储介质或固态介质，但也可以以其它形式分布，如经由网络或其它有线或无线通信系统。权利要求中的任意附图标记不应该被理解为限定其范围。