單份菜品鹽含量顯示裝置

◆湖南省汨羅市第二中學(xué) 金夢(mèng)希

學(xué)校食堂的炒土豆片是我的最愛。有一次，炒土豆片口感較往常偏咸。詢問后得知，平時(shí)負(fù)責(zé)炒菜的李師傅請(qǐng)假，由另外一位師傅代為加工，因兩人炒菜時(shí)對(duì)佐料的把控不一樣，所以炒出來的土豆片口感有差別。于是，我突發(fā)奇想：研制一個(gè)能顯示每份炒土豆片鹽含量的裝置。

一、研究?jī)?nèi)容

我以炒土豆片為研究對(duì)象，分三步完成以下研究?jī)?nèi)容。

1.通過調(diào)查，掌握平時(shí)在家里和在學(xué)校食堂里吃的炒土豆片的鹽含量。用炒土豆片前儲(chǔ)鹽罐中鹽的質(zhì)量減去土豆片加鹽后儲(chǔ)鹽罐中鹽的質(zhì)量再除以份數(shù)，得到每份炒土豆片中食鹽的含量。

2.根據(jù)炒土豆片加鹽量的多少，制作自動(dòng)定量加鹽機(jī)械臂等裝置。該裝置先對(duì)土豆進(jìn)行稱重，自動(dòng)計(jì)算需要的加鹽量后向儲(chǔ)鹽罐發(fā)出指令，將鹽投入機(jī)械臂前端的碗中，機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)到鍋的上方后翻轉(zhuǎn)，將鹽灑入鍋中，完成加鹽步驟。

3.自動(dòng)顯示鹽含量。自動(dòng)計(jì)算每份土豆片中的鹽含量，并顯示在電子屏上，人們可根據(jù)食用菜品和菜量知曉自己每日食鹽的攝入量。

二、設(shè)計(jì)原理

作品制作的方框圖如圖1，設(shè)計(jì)圖如圖2。儲(chǔ)鹽罐豎立起來存鹽，其下端開口正對(duì)機(jī)械臂前端小碗。土豆片入鍋后，電腦發(fā)出指令，食鹽從儲(chǔ)鹽罐中倒入機(jī)械臂上的小碗中。得到食鹽后的機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)至鍋的上方，小碗翻轉(zhuǎn)將鹽灑入鍋中完成加鹽步驟，還能實(shí)時(shí)顯示菜品中的食鹽含量。

圖1 作品制作方框圖

圖2 作品設(shè)計(jì)圖

三、實(shí)驗(yàn)測(cè)試

2021年10月1日、10月2日，我讓媽媽按照平時(shí)的做法炒土豆片，我負(fù)責(zé)觀察和記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，10月3日、10月4日、10月5日，我嘗試自己炒土豆片。

（一）檢測(cè)家常做法中炒土豆片的鹽含量

利用電子秤、筆和紙，測(cè)量、計(jì)算炒土豆片中的鹽含量，重復(fù)5次。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，每500克炒土豆片中鹽含量約為2克時(shí)口味適宜。

表1 炒土豆片中的鹽含量

（二）學(xué)校食堂炒土豆片中的鹽含量

校長(zhǎng)在聽完該課題的內(nèi)容后得知我需要到食堂進(jìn)行調(diào)查，便幫我聯(lián)系好食堂的李師傅，允許我進(jìn)入廚房，在不影響李師傅工作的前提下在灶臺(tái)前觀察、記錄。我先記錄準(zhǔn)備炒的土豆片的總質(zhì)量，稱量炒菜前后鹽的質(zhì)量，查詢炒土豆片的供餐份數(shù)。計(jì)算結(jié)果顯示，食堂每份炒土豆片的鹽含量為0.2克左右。

表2 學(xué)校食堂每份炒土豆片中的鹽含量

四、制作裝置

我在學(xué)校科技館教室搭設(shè)炒菜臺(tái)，用于作品研制。

（一）食鹽存儲(chǔ)罐

食鹽存儲(chǔ)罐豎立在灶臺(tái)的左端，用來存儲(chǔ)食鹽。

準(zhǔn)備鋁合金一根、塑料瓶一個(gè)、不銹鋼固定配件兩個(gè)。將透明塑料瓶固定在立桿上，兩端開口，上方開口較大，用蓋子蓋緊，便于往瓶子里加鹽。下端開口較小，設(shè)置的開關(guān)能根據(jù)輸入的指令將鹽按量倒入機(jī)械臂前端的小碗中。

（二）機(jī)械臂

圖3 食鹽存儲(chǔ)罐

圖4 機(jī)械臂

準(zhǔn)備鋁合金一根、鋼管一根。機(jī)械臂由立桿和橫桿組成。立桿起支撐作用，可旋轉(zhuǎn)90°。橫桿前端為盛鹽的小碗，橫桿隨立桿旋轉(zhuǎn)，將盛鹽的小碗送至炒菜鍋的上方。

（三）盛鹽小碗

將一個(gè)小的塑料盒作為盛鹽的小碗置于橫桿前端。小碗獲取食鹽后，在橫桿的托起下隨立桿水平旋轉(zhuǎn)90°，到達(dá)鍋的上方后再翻轉(zhuǎn)180°，將鹽灑入鍋中，完成加鹽步驟后回位。

（四）自動(dòng)計(jì)量裝置

準(zhǔn)備電子秤一臺(tái)、電腦一臺(tái)、塑料籃一個(gè)，將電子秤與電腦連接，土豆片下鍋之前先稱重，電腦自動(dòng)計(jì)重并保存數(shù)據(jù)。

（五）制作廚灶

制作廚灶，購(gòu)置整套廚具、環(huán)保灶具。

裝置做好后，我對(duì)裝置進(jìn)行了測(cè)試。將土豆切片并稱重，模擬炒菜時(shí)的步驟加鹽，模擬計(jì)算機(jī)計(jì)算并顯示單份炒土豆片的鹽含量，裝置能根據(jù)食鹽質(zhì)量的減少顯示出鍋的炒土豆片中的鹽含量。

圖5 裝置完成后進(jìn)行測(cè)試

五、創(chuàng)新點(diǎn)

1.經(jīng)過調(diào)查與實(shí)驗(yàn)，得出每500克炒土豆片中鹽含量約為2克咸淡最宜。

2.設(shè)計(jì)并制作了每份菜品鹽含量顯示裝置，它能在指定時(shí)間內(nèi)完成定量加鹽并實(shí)時(shí)顯示。