工业煎炸机装置内的煎炸油传感装置和煎炸油管理的制作方法

本发明涉及食品煎炸领域，特别是工业规模的煎炸食品领域。具体地，本发明涉及一种用于煎炸食品的包括用于容纳煎炸油的煎炸容器的煎炸机。本发明进一步涉及一种在煎炸机的煎炸容器中煎炸食品的方法，其中煎炸容器包含煎炸油或融化的煎炸油脂。

背景技术：

1、煎炸过程包括在高温下，特别是在180至190℃的范围内，烹调部分浸没(浅炸)或完全浸没(深炸)在煎炸油和/或融化的煎炸油脂中的食品。工业规模的煎炸机通常包括传送机，该传送机通过包含煎炸油的煎炸容器输送待煎炸的食品。在使用过程中，煎炸油的化学成分会发生变化。在其新鲜状态下，煎炸油不包含大量的极性物质。随着煎炸油的持续使用，油会降解并且极性物质的量会增加。当总极性物质(tpm)的量达到24％至27％的范围时，煎炸油被认为不适合食用，因此应用替换煎炸油更换或更新。

2、总极性物质的量可以通过电容测量来确定，因此，通过测量浸没在煎炸油中的电容器的电容来确定。市场上有用于确定厨房煎炸机tpm的电容测量仪器。其中一种仪器是testo se&co.kgaa提供的testo 270烹饪油测试仪。

3、从wo 2020/191 150a1中可知类似的测量技术，其公开了一种在厨房中使用的间歇式煎炸机。提供一种可以附接至间歇式煎炸机以接收间歇式煎炸机的煎炸槽排出的油的油罐。油罐包括用于测量油的电容的传感器，而油的品质是根据在油中存在的总极性物质(tpm)方面的测量电容得出的。

技术实现思路

1、鉴于上述内容，本发明的目的在于能够确定和控制工业规模煎炸机中使用的煎炸油的品质。

2、为了更好地解决这个问题，在本发明的第一方面，提出一种食品加工线，该食品加工线包括用于煎炸食品的煎炸机，其包括煎炸容器以及可选的腔室，特别是泵室，其是煎炸容器的一部分或流体连接到用于容纳煎炸油的煎炸容器，食品加工线进一步包括至少一个储存罐，至少一个储存罐布置成与煎炸容器流体连通，食品加工线进一步包括导波雷达传感器，该导波雷达传感器用于基于导波雷达传感器或光学传感器的测量数据来确定容纳在煎炸容器和/或腔室中的煎炸油的介电常数，该光学传感器用于确定煎炸容器中或至少一个储存罐中的煎炸油的颜色，食品加工线进一步包括控制单元，其被配置为控制替代煎炸油流入煎炸容器，优选地从布置成与煎炸容器流体连通的至少一个储存罐流入；和/或基于导波雷达传感器和/或光学传感器的测量值，控制用过的煎炸油从煎炸容器流出，优选地流到布置成与煎炸容器流体连通的至少一个储存罐。

3、根据本发明的另一方面，提出了一种用于在煎炸机的煎炸容器中煎炸食品的方法，其中煎炸容器容纳煎炸油或融化的煎炸油脂，特别是其中至少一个传送机将待煎炸的食品传送通过煎炸容器，并且其中至少一个储存罐布置成与煎炸容器流体连通，其中该方法进一步包括以下方法步骤中的一项或全部：

4、分析单元基于导波雷达传感器的测量数据确定容纳在煎炸容器中或作为煎炸容器一部分的腔室中或流体连接到煎炸容器的腔室中的煎炸油的介电常数；

5、光学传感器确定煎炸容器中或至少一个储存罐中的煎炸油的颜色，

6、其中该方法进一步包括基于导波雷达传感器和/或光学传感器的测量值控制：

7、替代煎炸油流入煎炸容器，优选地从布置成与煎炸容器流体连通的至少一个储存罐；和/或

8、用过的煎炸油从煎炸容器流出，优选地流出到布置成与煎炸容器流体连通的至少一个储存罐。

9、导波雷达传感器能够确定油炸容器中煎炸油的介电常数。基于所确定的介电常数，可以确定油炸容器中的煎炸油的质量。导波雷达传感器进一步能够在线实时确定介电常数，从而可以改进工业规模油炸机中的食品加工。

10、与导电式和/或电容式传感器相比，导波雷达传感器不仅能够进行在线测量，而且还允许在宽温度范围内，例如在0℃至190℃温度范围内，特别是在0℃至180℃的温度范围内对煎炸油的介电常数进行可靠的测量。导波雷达传感器不会受到煎炸油中漂浮的污垢(例如烧焦的面包屑)的影响。

11、光学传感器能够确定煎炸容器中或至少一个储存罐中的煎炸油的颜色。煎炸油的颜色与人眼的视觉感知有关，这意味着光学传感器能够检测人类可见光谱部分的光。颜色可以以数字颜色值或者多个颜色值或颜色分量的组合的形式来确定。光学传感器可以是相机，特别是数码相机，例如ccd或cmos相机。

12、根据本发明，煎炸容器可以容纳煎炸油。煎炸油可以用于在煎炸容器中煎炸食品。替代地，煎炸容器可以容纳纯水或者包含水和清洁剂的组合物或者包含水和杂质(例如脂肪、油或污垢)的组合物的残余物或部分。煎炸容器内可以容纳水以清洗煎炸容器。

13、根据本发明，分析单元可以是煎炸机的控制系统的一部分，和/或可以是与煎炸机的控制系统分离的单元，和/或可以是食品加工线的控制系统的一部分，和/或可以是集中控制系统的一部分，和/或可以是导波雷达传感器的一部分。分析单元可以包括处理器，特别是可编程处理器。

14、导波雷达传感器可以包括用于生成信号的雷达发射器、联接到雷达发射器用于引导波朝向和/或穿过煎炸油的波导和/或用于接收由煎炸油和/或容器壁反射的波的雷达接收器。导波雷达传感器、特别是导波雷达传感器的波导可以部分地布置在煎炸油内。波导可以由金属构成，特别是由钢构成。波导可以具有杆或绳的形式。例如，导波雷达传感器的端部尖端，特别是导波雷达传感器的波导，可以浸没在煎炸油中。导波雷达传感器优选地被配置为测量由发射器通过波导发送并在被煎炸油和/或容器壁反射之后由接收器接收的信号的飞行时间。

15、根据本发明的优选实施例，导波雷达传感器包括导波管(stilling well)。导波管可以被实施为导波管道。导波管道可以围绕导波雷达传感器的波导，以减少煎炸油的流动、煎炸油中的杂质、周围结构以及机械冲击等扰动的影响。优选地，导波管包括一个或多个开口，煎炸油可以通过开口从导波管的外部流到内部，反之亦然。一个或多个开口可以布置在导波管的壳体表面中。

16、根据本发明的优选实施例，煎炸机被构造成连续地煎炸食品，并且包括用于将待煎炸的食品传送通过煎炸容器的至少一个传送机。传送机优选地被构造成将食品从煎炸机的食品入口传送到煎炸机的食品出口。传送机可以包括带，特别是环形带。该带可以被实施为网带，以便允许煎炸油流过该带。煎炸机可以额外包括浸没式传送机，其阻止食品漂浮到煎炸油的液面。浸没式传送机可以包括带，特别是环形带。该带可以被实施为网带，以便允许煎炸油流过该带。浸没式传送机优选地布置在传送机的上方。

17、根据本发明的优选实施例，导波雷达传感器布置在煎炸容器中。由此，可以在煎炸过程发生的地方直接确定煎炸油的品质。

18、根据本发明的特别优选的实施例，导波雷达传感器布置在作为煎炸容器的一部分的泵室中。泵室包括用于使煎炸机内的煎炸油循环的泵。优选地，泵室和煎炸容器流体连接为连通容器，使得泵室中的煎炸油和煎炸容器中的煎炸油在同一液位上平衡。

19、根据本发明的另一优选实施例，至少一个附加的导波雷达传感器布置在用于煎炸油的储存罐中。一个或多个储存罐可以流体连接至煎炸机以储存煎炸油。例如，一个储存罐包含第一类替代油(新鲜油)，另一储存罐包含第二类替代油(仍然可以使用的煎炸油)，而另一储存罐包含例如由于tpm百分比过高而不能再使用的煎炸油。优选地，每个储存罐包括用于确定相应储存罐中的煎炸油的介电常数的附加导波雷达传感器和/或用于确定煎炸油的颜色的光学传感器。优选地，每个储存罐包括连接到煎炸机的阀和/或泵，以便灌注/清空储存罐。优选地，分析单元进一步被配置为基于布置在储存罐中的附加导波雷达传感器的测量数据来确定各个储存罐中的煎炸油的介电常数。

20、根据本发明的另一优选实施例，至少一个附加导波雷达传感器布置在流体连接煎炸容器和至少一个储存罐，优选地多个储存罐的管道中。通过管道中的附加导波雷达传感器，可以检测管道中的煎炸油。在煎炸油从煎炸容器中排出的情况下，这可能会有所帮助。由此，可以防止煎炸油在清空煎炸容器后残留在管道中并在随后的清洁步骤中与清洁水混合。进一步地，如果在完成清洁步骤之后在用煎炸油灌注煎炸容器之前从管道中去除清洁水，则可以防止这种情况发生。因此，可以避免煎炸油和清洁水的不必要的混合。布置在管道中的附加导波雷达传感器还可以用于确定清洁剂是否残留在管道中，从而决定是否需要(进一步)冲洗步骤以从管道中去除所有清洁剂。

21、优选地，控制单元被配置为另外基于布置在储存罐中的至少一个附加导波雷达传感器和/或布置在管道中的至少一个附加导波雷达传感器的测量值，控制替代煎炸油流入煎炸容器中，优选地从布置成与煎炸容器流体连通的至少一个储存罐；和/或用过的煎炸油从煎炸容器流出，优选地流出到布置成与煎炸容器流体连通的至少一个储存罐。

22、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置成基于导波雷达传感器的与空气和煎炸油之间的界面处的信号反射相关联的测量数据来确定容器中的煎炸油的介电常数。根据本发明的方法优选地包括：分析单元基于导波雷达传感器的与空气和煎炸油之间的界面处的信号反射相关联的测量数据来确定容器中的煎炸油的介电常数。具体地，煎炸油的介电常数被确定为在空气和煎炸油之间的界面处反射的信号的幅度的函数。优选地，较强的反射信号与煎炸油的较高介电常数相关。

23、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置成根据所确定的介电常数来确定容器中的煎炸油中的总极性物质的量和/或容器中的煎炸油中的游离脂肪酸的量，特别是在一定的油温下。根据本发明的方法优选地包括：分析单元根据所确定的介电常数来确定容器中的煎炸油中的总极性物质的量和/或容器中的煎炸油中的游离脂肪酸的量。

24、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置为另外根据预定校准数据来确定容器中的煎炸油中的总极性物质的量和/或容器中的煎炸油中的游离脂肪酸的量。在根据本发明的方法中，优选地，分析单元另外根据预定校准数据来确定容器中的煎炸油中的总极性物质的量和/或容器中的煎炸油中的游离脂肪酸的量。校准数据优选地包括容器中的煎炸油的总极性物质的量和/或容器中游离脂肪酸的量作为特别是在特定油温下的煎炸油的介电常数的函数(并且可选地作为煎炸油类型的函数)的关系。该关系可以是数学函数或查找表。校准数据，特别是与总极性物质相关的校准数据，可以通过使用电容传感器进行测量来创建。替代地或附加地，校准数据，特别是与游离脂肪酸相关的校准数据，可以通过使用测试条或ftir进行测量来产生。

25、根据本发明的优选实施例，煎炸机包括用于测量煎炸容器中，特别是泵室中的煎炸油的温度的温度传感器，其中分析单元被配置为另外根据所测量的煎炸油的温度来确定容器中的煎炸油中的总极性物质的量和/或容器中的煎炸油中的游离脂肪酸的量。在根据本发明的方法中，优选地，煎炸机的温度传感器测量煎炸容器中的煎炸油的温度，并且分析单元另外根据所测量的煎炸油的温度来确定容器中的煎炸油中的总极性物质的量和/或容器中的煎炸油中的游离脂肪酸的量。校准数据可以取决于温度。因此，校准数据优选地包括容器中的煎炸油的总极性物质的量和/或容器中游离脂肪酸的量作为煎炸油的介电常数和/或温度的函数(并且可选地作为煎炸油类型的函数)的关系。

26、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置成根据所确定的介电常数来确定煎炸容器中的异物的量，特别是清洁液或水的量。在根据本发明的方法中，优选地，分析单元根据所确定的介电常数来确定煎炸容器中的异物的量，特别是清洁液或水的量。由此，可以在煎炸容器中和/或煎炸油中检测清洁剂和/或水的残留物。根据煎炸容器中异物的量，可以控制和/或停止煎炸机的操作。

27、根据本发明的优选实施例，煎炸机、食品加工线、集中控制系统和/或导波雷达传感器包括存储单元，该存储单元被配置为存储介电常数和/或总极性物质的量和/或游离脂肪酸的量的随时间变化过程。根据本发明的方法优选地包括存储介电常数的时间过程和/或总极性物质的量和/或游离脂肪酸的量。介电常数和/或总极性物质的量和/或游离脂肪酸的量的随时间变化过程可以存储在日志文件中，优选地存储在待煎炸的每批食品的日志文件中。可以出于品质控制的目的保留日志文件。

28、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置为基于相应导波雷达传感器的测量值来确定煎炸容器中和/或布置成与煎炸容器流体连通的储存罐中的煎炸油的灌注液位。在根据本发明的方法中，优选地，分析单元基于相应的导波雷达传感器的测量值来确定煎炸容器和/或储存罐中的煎炸油的灌注液位。可以通过测量煎炸油表面即空气-油界面的信号反射来确定灌注液位。分析单元可以基于所测量的反射信号的飞行时间来计算发射器与煎炸油表面之间的距离。

29、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置为：如果介电常数超过预定阈值和/或如果总极性物质的量超过预定阈值和/或如果游离脂肪酸的量超过预定阈值，则产生警告。在根据本发明的方法中，优选的是，如果介电常数超过预定阈值和/或总极性物质的量超过预定阈值和/或游离脂肪酸的量超过预定阈值，则产生警告。该阈值例如可以在20％至22％总极性物质的范围内。机器的用户，例如可以更换煎炸油或可以将替换煎炸油添加到煎炸机的容器和/或储存罐的机器管理员可以察觉该警告。

30、根据本发明，煎炸机和/或食品加工线包括控制单元，该控制单元被配置为基于导波雷达传感器的测量值来控制替代煎炸油流入煎炸容器中，优选地从布置成与煎炸容器流体连通的储存罐流入煎炸容器中；和/或用过的煎炸油从煎炸容器流出，优选流出到布置成与煎炸容器流体连通的储存罐。

31、在根据本发明的方法中，可以预见的是，

32、基于导波雷达传感器的测量值来控制替代煎炸油流入煎炸容器中，优选地从布置成与煎炸容器流体连通的储存罐流入煎炸容器中；和/或用过的煎炸油从煎炸容器流出，优选流到布置成与煎炸容器流体连通的储存罐。

33、替代煎炸油可以是新鲜煎炸油或满足对介电常数和/或总极性物质和/或游离脂肪酸的某些最大要求的煎炸油。从而，可以将煎炸机中的煎炸油品质自动调节到预定的品质范围。例如，如果分析单元发现煎炸油品质已经下降到预定阈值以下，例如，如果总极性物质的量超过预定阈值，则煎炸机可以自动地将替换煎炸油从储存罐添加到容器中。

34、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置为预测煎炸油保质期限，此时介电常数和/或总极性物质的量和/或游离脂肪酸的量将超过预定阈值。在本发明的方法中，优选地预测煎炸油保质期限，此时介电常数和/或总极性物质的量和/或游离脂肪酸的量将超过预定阈值。利用预测的煎炸油保质期限，可以提前计划更换煎炸油和/或更新煎炸油，例如，通过将替换煎炸油添加到煎炸容器中的煎炸油中。

35、根据本发明的优选实施例，分析单元被配置为：如果预测的保质期限在处理一批食品的预定时间窗口内，则基于导波雷达传感器的测量来生成警告。在本发明的方法中，优选的是，如果预测的保质期限在处理一批食品的预定时间窗口内，则基于导波雷达传感器的测量值来生成警告。该警告可以表明在当前批次的待加工食品结束加工之前将需要更换煎炸油或更新煎炸油。

36、根据本发明的优选实施例，煎炸容器和/或至少一个储存罐包括用于监测煎炸油的氧化的传感器。优选地，煎炸容器和/或至少一个储存罐包括用于测量煎炸油的粘度的粘度传感器。优选地，煎炸容器和/或至少一个储存罐包括用于监测煎炸油的照度和/或煎炸油的极性的光传感器。确定粘度和/或照度和/或极性可以允许得到煎炸油中游离脂肪酸的量。

37、根据本发明的优选实施例，食品加工线包括流体连接至煎炸容器的外部过滤器。外部过滤器优选是全自动、自清洁压力过滤器，例如oberlin热油过滤器。

38、根据本发明的优选实施例，控制单元进一步被配置为基于导波雷达传感器和/或光学传感器的测量值来控制外部过滤器。优选地，通过设置操作参数和/或操作特性，例如油压、油流量、油的速度、移动过滤装置的速度、真空设置和停留时间，控制外部过滤器。

39、参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并被阐明。