馒头从发酵到蒸熟的全过程智能控制技术的制作方法

本发明专利属于自动控制或智能控制领域，可用于食品机械制造行业、食品加工行业、小家电制造行业、馒头制做商户以及居民厨房用具等等，实现对制备好的成型生面馒头，从发酵到蒸熟的整个过程的自动智能控制。

背景技术：

本发明专利使用lm35温度传感器和pic单片机，实现对时间和温度的控制、参数的修改和保存，以及运行阶段、剩余时间和实时测量温度的显示等功能。同时利用有中间开口(开口上盖有可动薄盖片)的金属密封隔片，实现馒头发酵过程中湿度的控制，以及利用蒸汽压力打开金属密封隔片上中间开口上的可动薄盖片，实现发酵过程结束后到蒸馒头过程开始的物理环境的自动转换。本发明专利综合利用以上介绍的控制技术实现在一个相对密封的底部有水(蒸馒头时产生水蒸汽用)的容器里，完成馒头从发酵到蒸熟的全过程的自动智能控制。

技术实现要素：

本发明实现制做馒头时，从发酵开始到馒头蒸熟的全过程自动智能控制。馒头面柔好成型后，首先要进行发酵，在发酵过程中，需要控制发酵温度、时间和湿度。在发酵过程结束继而转换为蒸馒头的过程时，需要供给大量的高温水蒸气，也需要控制蒸馒头的时间、温度。这两个过程所需要控制的时间长短和温度范围都是不同的，而且在发酵过程中还要控制湿度不能太大，在蒸馒头时又需要大量的高温蒸汽。而且除了上述两个过程各自按各自的参数控制外，还要在同一个容器里实现发酵和蒸的两个过程的自动转换。本发明中温度和时间的控制采用温度传感器lm35和pic单片机来实现，而湿度控制本发明采用中间有开口的金属密封隔片，中间开口上盖有可动薄盖片。金属密封隔片的直径与容器(锅)内径一致，此隔片放在容器(锅)底部水与馒头笼篦之间。在馒头发酵阶段，由于隔片的放置，而且因为隔片直径与锅内径一致，所以隔片周边一圈几乎密闭，而中间开口上的可动薄盖片由于自身的重量也把中间的开口几乎密封。水蒸气无法上升到放馒头的空间，而馒头发酵时所需要的热量则需依靠金属隔片和盖片传递(馒头发酵时的温度一般控制在36℃度到40℃度之间，发酵过程中产生的水蒸气较少)。同时，在放馒头的空间的上面开有可调节大小的孔，用来让发酵过程中馒头面中的水分挥发出来后散发出去，这样就保证了馒头发酵过程中的湿度不会太大，从而使馒头的发酵良好、蒸熟后的馒头口感和外观都比较好。而当发酵过程结束后，蒸馒头时使用大功率的电加热器，会产生大量的蒸汽，足以克服隔片的中间开口上的可动薄盖片的自重，冲开可动薄盖片上升到上面放馒头空间，以利于馒头吸收大量的水蒸汽和热量。所以本发明专利中，有中间开口(开口上盖有可动薄盖片)的金属密封隔片起四个作用：1、在馒头发酵过程中的密封隔离作用，防止容器底部的水加热时产生的水蒸气上升的放馒头的空间，造成馒头湿度过大。2、馒头发酵过程中传递维持发酵温度的热量。3、发酵过程结束到开始蒸馒头的过程的自动转换，即利用水蒸气压力升高自动打开开口上的可动薄盖片，以便让容器底部大量的水蒸气上升的放馒头的空间。4、在蒸馒头过程中成为大量蒸汽上升到放馒头空间的入口(通过金属密封隔片的中间开口)。

附图说明

附图1是实现发酵过程中的湿度控制的装置示意图，蒸馒头前，锅里加上适量的水，水上面放置金属密封隔片(与水面有一定距离)，金属密封隔片中间开有适当大小的开口，开口上盖有可动薄盖片，此可动薄金属盖片发酵时依靠自身重量密封开口。金属密封隔片外边缘与锅内壁接触，依靠其自身重量产生密封作用。金属密封隔片之上放置放馒头的笼篦(它们之间有一定距离)，也就是说此时锅底的水与馒头之间被金属密封隔片隔开。在馒头发酵过程中，由于温度较低(正常发酵温度为36℃-40℃)，不会产生很多的水蒸气，依靠中间开口上的可动薄金属盖片自身的重量，以及金属密封隔片自身的重量与锅内壁的接触便可起到阻止锅底水受热产生的绝大部分水蒸气上升到上面放馒头的空间，同时馒头自身在发酵过程中也挥发出一定量的水蒸气，可通过锅盖顶部的可调放气孔跑掉一部分，这样就保证了发酵过程中馒头的湿度不会太大。馒头发酵结束后，开始蒸，这时将使用大功率的电加热器加热，很快就产生大量的水蒸气，当水蒸气集聚到一定压力，便克服可动薄盖片重量，冲开可动薄盖片，蒸汽便上升到上面放馒头的空间，提供蒸馒头时所需要的大量的高温水蒸汽。

附图2为本发明专利的电气控制原理图，由lm35温度传感器和pic16f883单片机构成控制的核心，使用单片机内置的模数转换口，实现对lm35的模拟电压的数字转换。有三个按键输入，用于设置、修改、保存运行参数，用一个5位共阴极led数码管显示运行阶段、本阶段剩余时间以及实时温度显示。采用了tl431提供的稳定电压作为模数转换的参考电压。tl604为运算放大器，构成了稳定lm35的测量值的电压跟随器，同时起阻抗变换作用。设定的参数保存在单片机内的eeprom里，不会因断电丢失。单片机程序通过对实际运行温度、时间与设定的温度、时间比较，来判断是否需要开大加热器或小加热器，实现对温度和时间的控制。

具体实施方式

本发明专利温度的测量是由lm35温度传感器、pic16f883单片机、tl431精密电压参考ic完成的，lm35温度传感器把锅内的温度转变为10mv/度的模拟电压，pic16f883单片机片内模数转接口将其转变为数字信号供单片机处理，模数转换的参考电压由tl431ic提供。tl604起稳定电压和阻抗匹配的作用。五位共阴极led数码管用于显示运行阶段、剩余时间和锅内实时测量温度的显示，模式键、增加键和确认键三个按键用于设置修改并保存参数，利用该单片机内部的eeprom实现参数的保存，做到掉电不丢失，下次开机仍可使用，避免频繁设定。

本发明专利的温度和时间控制编程是这样的：共可设定三个时间控制段，每段的时间可以分别设定，每段时间的设定范围为：1分-100小时，每段的温度控制范围也可以分别设定，每段的温度设定范围为0℃-99.5℃。在馒头发酵阶段，为了加快容器内的温度尽可能快的达到发酵所需的温度，程序根据启动时的实测温度，首先采用大加热器加热适当时间，再使用小加热器加热到发酵所需的温度。此时，当实测温度小于设定温度范围的低值时，接通小加热器加热，当实测温度高于设定温度范围的高值时，关断小加热器。这样温度便保持在设定发酵温度范围之内，直到设定的发酵时间到。另外，为防止没有达到发酵温度但发酵时间已经用完而造成发酵不良的现象，在发酵阶段只有温度达到36℃时才计算发酵时间。发酵时间到后立即转到蒸馒头的时间段，若此时实测温度小于该段设定温度范围的低值(如98℃)则接通大加热器开始加热，若实测温度高于该段设定温度范围的高值时(如99.5℃)则停止加热，利用电加热器的剩余热量维持设定的温度范围，以节省电力、提高电能利用率，保护电加热器。这样锅内的温度将一直保持在设定的温度范围，直到设定的蒸馒头时间段到后，结束整个过程停机。

在馒头发酵阶段的湿度控制是这样的：先给锅里加适量的水，然后放上金属密封隔片，盖好隔片中间开口的可动薄金属盖片，使锅底下面的水与上面的馒头隔离开，再放需要发酵的生面成型馒头，盖上锅盖，插上电源开始发酵(若设定了预定时间，要等预定时间到了后才能开始发酵)。在馒头发酵阶段，由于发酵温度一般为36℃-40℃之间，产生的蒸汽很少，隔片的密封作用阻止了绝大部分的蒸汽上升到上面放馒头的空间，而金属密封隔片基本上只起传热的作用，而馒头发酵过程中馒头自身挥发的水蒸气可以通过锅盖上面的通气孔散发出一部分(当然也会带走一些热量)。这样就保证了在发酵过程中馒头所在空间的湿度不是很大。当设定的发酵时间已到，立即转为蒸馒头阶段，接通大电加热器，锅底的水很快产生大量的水蒸汽，当水蒸气的压力达到一定大小时，将克服中间开口的可动薄金属盖片自身重量，冲开盖片，水蒸气便不断地上升的上面放馒头的空间，满足蒸馒头时所需要的大量的高温水蒸汽。

由于本发明专利兼顾了普通电饭煲的功能，故增加了一个转换开关来实现普通电饭锅功能和蒸馒头功能的切换。所以若普通的电饭煲配以本发明专利的控制电路和金属密封隔片，只要将接线稍微改动一下，就可实现即具有普通电饭锅蒸米饭的功能又可以用于蒸馒头的多功能电饭煲。