CN1434680A - 用于烘焙食品的烘烙设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于烘焙位于输送表面上的，优选的是沿输送轨道移动的食品的烘焙设备，该设备包含许多置于输送轨道上方的电热红外辐射器。每一红外辐射器包含至少一个螺旋形灯丝，该灯丝具有气密的、传递红外辐射的、易破损的壳体，尤其是玻璃壳体。该烘焙设备还包含用于监测至少一个壳体破损的监测装置。本发明还涉及一种通过具有易破损的壳体的电热红外辐射器烘焙食品的方法。

Description

用于烘焙食品的烘焙设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于烘焙位于输送面上且最好沿输送轨道移动的食品的烘焙设备。
背景技术
从本文的上下文可知，“烘焙”应当理解为指的是使食品至少完全或部分烘焦(browning)和/或完全或部分烹熟。
在食品工业中，目前对消费者易于食用或仅需要消耗较短的制作时间的食品有越来越大的兴趣。其示例是完全或部分预烘焙的、且消费者可以通过简单地加热例如在微波炉中加热而制作的面食或肉块。
在制造这些产品时，重要的是可以精确地控制烘焙过程。对于所谓的易食性膳食，重要的是例如膳食的不同部分以这样的方式进行预处理，即所述部分的剩余制作时间基本上相同，且在消费者进行简短地制作之后，所述膳食的每一部分具有适当的烹熟度。在产品容易腐烂的情况下，更重要的是可以有较大的确定性预测所达到的烹熟程度，因为产品的储存寿命，即在产品预焙烧时和应当已经被吃掉时之间的安全时间间隔，可以因此而延长。尤其是对于肉类产品，至少是含肉的产品，上述问题是主要的。
通常，产品例如肉块，通过输送轨道使其经过沸油槽而进行预焙。其缺陷是不能足够快地控制烘焙过程。尤其是，当突然将许多产品浸入油中时，或当烘焙产品的尺寸突然变化时，不能足够快地调节油的温度。因此，至于提到的烹熟程度，总是留有较大的安全余量，结果产品的储存寿命较短，且在消费者制作之后经常使产品加工过度。
而且，利用油烘焙的缺点是在烘焙过程中产品失去了较多的水分。这减轻了产品的重量，从而增加了最终产品的单位重量的成本。而且，用油烘焙的产品含有较多的脂肪，目前这通常是消费者所不希望的。此外，油影响产品的味道，结果必定对油的质量提出更高的需求。因此，必须经常更换油。这不仅具有必须购买大量新油的缺点，而且必须排弃大量的污油。而且，使油保持适当的温度需要较多的能量。
为了避免这些缺点，例如已经提出了通过蒸气预烹肉块。其缺点是这些肉呈现灰色，这通常不受消费者的欢迎。尤其是对于消费者仅需通过微波炉制作的产品，从销售的观点来说，已经证明这种灰色的外观是一个大问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于烘焙沿输送轨道移动的食品的烘焙设备，该设备没有上述的缺点。为此目的，根据本发明的烘焙设备特征在于它包含许多置于输送轨道上方的电热红外辐射器，每一红外辐射器包含至少一个螺旋形灯丝，该灯丝具有气密的、传递红外辐射的、易破损的壳体，尤其是玻璃壳体，且还包含用于监测至少所述壳体之一破损的监测装置。
通过使用红外辐射所实现的效果是可以无接触地烘焙食品。这样，可以将油的使用降低到最小程度，或者甚至可以完全省掉，而产品仍然具有吸引人的外观。通过使用螺旋形灯丝的气密壳体，可以使用其发射的辐射强度可以快速且精确地设定的螺旋形灯丝，从而可以非常有效地控制烘焙过程。尤其是，这样可以控制辐射供应，从而仅在需要时供应辐射，这样能节省能量。而且，这样可以正确地预知产品的烹熟程度。这种壳体的另一优点是它保护了螺旋形灯丝，例如防止污染。在壳体破损的情况下，监测装置的使用防止了壳体部分，比如玻璃碎片，进入产品之间。
优选的是，使用所谓的短波型和/或所谓的快速中波型红外辐射器。在下文中将详细解释这些类型的红外辐射器。
在一有益的实施例中，根据本发明的烘焙设备的特征在于所述监测装置包含用于在使用过程中检测红外辐射器所消耗的电力和/或经过红外辐射器的电流的检测装置。优选的是，所述检测装置包含用于测量红外辐射器所消耗的电力和/或流经红外辐射器的电流强度的测量传感器。实际上，在壳体破损的情况下，将丧失所述的气密性，螺旋形灯丝将由于外界空气中的氧气而快速烧毁。通过对所消耗的电力或电流强度的测量或检测，可以确定螺旋形灯丝的烧穿，从而可以监测壳体的破损。通过检测，很容易检测是否有电力被消耗或是否有电流通过。测量过程具有也可以建立中间状态的优点，例如实际吸收的电力相对于预期吸收的电力的偏差。
在另一实施例中，根据本发明的烘焙设备还包含当监测装置监测到玻璃破损时用于中断沿输送轨道的产品移动的中断装置，和用于通过所述中断装置中断所述产品移动的控制装置。这样，每次当壳体破损时，可至少该烘焙设备局部清洁，并可以从输送轨道上去除灯丝和可能污染的产品。
在另一实施例中，根据本发明的烘焙设备还包含位于输送轨道和红外辐射器之间的收集装置，用于收集在壳体破损时的壳体部分。这样，可以显著降低灯丝混入至少打算供应给消费者的产品中的机会。
本发明还涉及一种通过至少一个电热红外辐射器，烘焙食品尤其是肉块的方法，其中，在第一步骤中，这样控制红外辐射器的强度，即在单位时间内，将比传递到产品内部的更多的辐射能供应到产品的表面，且在第二步骤中，这样控制红外辐射器的强度，即单位时间内，将至多与传递到产品内部的一样多的辐射能供应到产品表面。优选的是，使用在气密环境中的电力螺旋形灯丝，且测量产品表面的温度，然后根据测量的温度，控制红外辐射的强度。这样，不仅实现了产品具有吸引人的外层，而且可以使产品的薄薄的外层至少部分烤焦，从而可以防止内部水分的蒸发。这样减轻了烘焙过程中产品重量的降低，使最终产品的单位重量的成本价格更低。
附图说明
根据本发明的烘焙设备和方法的有益实施例的其他细节在从属权利要求中描述。
下面将参照附图中示出的示例性实施例详细描述本发明。附图中：
图1是烘焙设备的第一实施例的示意图；
图2是示出了图1的烘焙设备的多种功能的简图；
图3是烘焙设备的第二实施例的纵向剖面示意图；
图4是烘焙设备的第三实施例的侧视示意图；
图5是沿线V-V所作的图4的烘焙设备的剖面图。
具体实施方式
应当理解的是，这些附图仅是本发明的优选实施例的示意图。在附图中，相同或类似的部件用对应的参考标记来表示。
参照图1和2，其中示意性地示出了用于烘焙食品4的烘焙设备1，这些食品沿设计为环形输送带的输送轨道3在移动方向2上移动。在输送轨道3上方是许多电热红外辐射器5。所述的红外辐射器分别具有螺旋形灯丝6，该灯丝具有气密的、传递红外辐射的、易破损的壳体7。该烘焙设备1包含用于监测壳体7的破损的监测装置8。该监测装置8设计成位于电路9中的传感器10，该电路9用于通过感应测量不同的红外辐射器5消耗的电力。当然，所述的传感器也可以合并到电路中。所述传感器10连接于例如设计成PLC的控制装置11。通过控制装置11、可以启动中断装置12，用于中断产品4的移动。该中断装置12设计为中断输送带3的电动马达13的电流的继电器。
在壳体7破损的情况下，螺旋形灯丝6将暴露于外界空气中。由于与外界空气中的氧气反应，螺旋形灯丝6将很快烧毁，而不再传导任何电流，这由红外辐射器5所消耗电力的减少来表示。如果发生了这种减少，那么这种情况被监测装置8监测到并输送到控制装置11。接着，控制装置11启动中断装置12，致使产品4的移动中断。优选的是，对红外辐射器5的供电也中断。现在，可以更换螺旋形灯丝6断掉的辐射器5。如果壳体7破损，那么从输送轨道3上去除可能被污染的产品4，随后，清洁输送轨道3的位于辐射器5附近的部分。然后，通过控制装置11，使产品4再次继续移动，并恢复供电。
所述测量传感器10也可以连接于指示装置14，用于指示壳体7破损的红外辐射器5。所述指示装置例如可以设计为灯或显示器。
在输送轨道3和红外辐射器5之间，可以设置收集装置15，用于接收破损的壳体7的部分。收集装置15可以设计成塑料薄膜，最好是具有较低的红外辐射吸收的薄膜。例如一种适合的薄膜是市售的商品名为Kapton的DuPont的聚酰胺薄膜。
优选的是，壳体7细长且基本上垂直于移动方向2延伸。因此当壳体7破损时，输送轨道3可以仅在其长度的有限部分上被灯丝污染。可以注意到的是，在这种布置中，产品4不必沿输送轨道3线性移动。输送轨道3例如可以是圆形的，红外辐射器5可以布置在径向方向上。通过垂直于移动方向2的所述装置实现的第二个优点是辐射器5形成一个辐射场，其中所述场强度的任何不均匀性都存在于移动方向2上，所以当每一产品4经过辐射场时，理论上接收相同量的辐射。
烘焙设备1还可以包含用于调节红外辐射器5的强度的调节装置16。例如通过配合控制装置11的电力调节器，可以针对每一红外辐射器5分别调节强度，或者针对一组辐射器5调节。
也可以沿输送轨道3安装检测装置17，用于在使用过程中检测产品4是否处于给定位置。这种检测装置17例如可以设计成与光电元件配合的光源。通过将该检测装置17连接于控制装置11，可以实现当一段时间内没有产品4时切断红外辐射器5。这样，可以节省更多的能源。当然，对于使检测装置提前连接于控制装置也是有益的，从而在产品经过之前已经启动红外辐射器，例如以便补偿升温时间。
烘焙设备1还可以设有测量装置18，用于在使用过程中测量产品4的温度。这种测量装置18可以有益地设计成非接触式高温计，从而可以测量产品4的表面的温度。这种高温计是市售的标准产品，因此本文不再具体描述。
通过使测量装置18连接于控制装置11，可以有益地实现当检测装置17检测到产品4时，且通过测量装置18测量到产品4的温度时，根据设定值通过调节装置16调节一或多个红外辐射器5的强度。所述值可以例如取决于产品4的类型或产品4必须经历的处理工艺，且例如可以存储在与控制装置11连接的存储器19中。这样，可以精确地控制产品4的烹熟程度，并可以节省能量。
通过这种烘焙设备1，在第一步骤中，可以这样控制红外辐射器的强度，即每单位时间内，可以给产品的表面供应比传递到产品内部更多的辐射能。该第一步骤可以在输送轨道3的开始部分附近执行。通过同时测量产品表面的温度，可以烤焦产品外表面的薄层，以防止在随后的烘焙过程中水分散失。由于红外辐射器5的快速可控制性，可以防止产品的外层燃烧。在第二步骤中，红外辐射器的强度可以这样控制，即将至多与传递到产品内部相等的辐射能供应到产品的表面。因此随后可以尽快地加热产品，而没有导致任何水分散失。通过翻转产品，可以使产品表面的下部分朝上，使其也烤焦。
在烘焙设备1中，最好使用所谓的短波型或所谓的快速中波型红外辐射器5。这种红外辐射器的特征在于在接通过程中升温时间较短，而在切断过程中冷却时间较短。根据红外辐射器的类型，加热时间可以从小于15秒变化到甚至低于1秒。
在下文中，将解释红外辐射器。应当理解的是，这种解释仅是为了示例性说明。
短波型红外辐射器具有比快速中波型辐射器有更短的升温时间和更高的螺旋形灯丝的最后温度。在升温过程中，快速中波型红外辐射器的螺旋形灯丝的温度在大约4秒内例如从低于100℃上升到最高约1500-1700℃。对于这种短波型的红外辐射器，例如可在1秒内实现约1900-2100℃的最大温度。
对于快速中波型红外辐射器，最大的红外辐射强度存在于中波红外范围内，即波长约在1.4和2.5μm之间的辐射，尤其是约1.5μm。对于短波型辐射器来说，存在于短波红外范围内，即波长约在0.9和1.6μm之间的辐射，尤其是约1.4μm。
根据所需处理的产品类型，可以选择特定类型的红外辐射器，或者可以形成辐射器类型的组合。有益的快速中波型红外辐射器是Heraeus公司销售的1400系列的红外辐射器。有益的短波型红外辐射器是Heraeus公司的1700系列的红外辐射器。这些红外辐射器具有石英玻璃制成的壳体和通过汽化而涂覆的反射层，从而使红外辐射可以在输送轨道3的方向成束。
而且，控制装置11可包含用于记录红外辐射器5的发光时间的装置。因此，当壳体的破损机会已经增加到给定值之上时，例如当红外辐射器的预期寿命的90％已经过去时，控制装置11可以产生一个报警信号。因此，红外辐射器及时更换即在破损发生之前更换的机会变得更大，结果，打算供应给消费者的产品被壳体部分污染的机会进一步减少。
所述的烘焙设备1还可设有用于在红外辐射器5之间产生气流的装置20，例如风扇。这样所实现的效果是红外辐射器5周围的空气均匀地分布，从而使红外辐射器5不仅被冷却，而且红外辐射器5所发出的辐射也可以更均匀地分布在辐射区域。结果，可以防止被烘焙的产品表面的不均匀变色。这种情况在烘焙浅色产品时尤其重要，比如鸡片。优选的是，辐射器5装在一个灯箱21中。灯箱21可以有益地设置隔板22，用于分布沿不同的辐射器5的气流。如果需要，在面对输送轨道3的一侧上，所述灯箱可以通过上述塑料薄膜隔断。
图3示出了用于烘焙沿输送轨道3在移动方向2上移动的食品4的烘焙设备30的实施例，其中输送轨道设计成具有隧道形壳体32的环形输送带31，所述壳体围绕所述输送带31。输送带31包含四个部分33、34、35和36。位于部分34和35之间的是用于翻转产品4的翻转工位37，例如，当产品4是双面烘焙的汉堡包时。位于部分33和34以及部分35和36之间的分别是操作缸38，从而可以设定部分33和34以及部分35和36之间的高度差。这样可以实现小产品比如shoarma肉的更经常的翻转。为了增加产品的着色，可以通过管状喷雾器39在产品上喷洒少量的油。还设有清洗装置40，用于在返回行程中清洗输送带31的返回部分。优选的是，在清洗装置40的正上游，装有一个鼓风机，用于鼓风清洁输送带。
通过烘焙设备30，产品4例如可以在其上表面通过第一组辐射器55烤焦，通过第二组辐射器56烹熟。在通过翻转工位37使产品4翻转之后，所述产品可以通过第三组辐射器57进一步烤焦，通过第四组辐射器58进一步烹熟。可以观测到的是，将产品4直接全部烤焦是有益的，例如通过更早地翻转所述产品且在内部烹熟之前将其两侧烤焦。
产品4的表面温度可以通过位于产品烤焦表面所处位置附近的高温计测量，即在第一组辐射器5处和第三组辐射器57的下游。通过位于第三组辐射器57附近的高温计，也可以在翻转之后的温度基础上决定烹熟的程度。在第四组辐射器58附近，进行最后的表面温度测量，以便检查烹熟的程度。
参照图4和5，烘焙设备41具有分段部分42构成的隧道形壳体。分段部分42分别设有支撑许多红外辐射器5的盖部分43。所述盖部分43可相对于基本上沿移动方向2延伸的轴线44转动，所以盖部分可在辐射器5位于输送轨道3上方的第一位置和为维护操作而可以接近辐射器5的第二位置之间转动。在其垂直侧上，所述分段部分42设有侧板45。所述侧板45可相对于第一位置和第二位置之间的基本上竖直的转动轴线转动，在第一位置所述隧道形壳体32封闭，从而使辐射无法穿透，在第二位置所述分段部分的内部打开。这样，在第二位置，可以接近所述分段部分的内部。这样所获得的效果是当位于分段部分42的盖部分43内的辐射器5的壳体7破损时，可以取出该分段部分内的产品，且可以清洁段42的内部。
在输送带的上部分和下部分之间设置的是盘形元件49，用于在烘焙过程中收集从产品4中释放的汁液。所述盘形元件49例如可包括一在各段内部内的抽屉，所以它们可以拉出进行清洁。优选的是，所述盘形元件49向下倾斜，所以可以在所述元件49上流过一层水，以便排出释放的汁液。
可以注意到的是本发明不限于上述优选实施例。可以作出许多变化。
因此，例如可以使用其他类型的检测装置，例如用于检测壳体外部导管的中断，例如用于检测通过汽化涂覆的金反射层的破损。也可以通过光电元件检测壳体部分的经过，通过波扫描所述壳体，测量导管内的气压或测量发出的辐射的存在/强度。而且，可以设计不同的输送轨道，例如链式。
本领域的技术人员将直接理解这些和许多其他的变体。这些变体被认为落入下面权利要求中所述的本发明的框架内。

Claims (21)

1.一种用于烘焙位于输送表面上的、优选的是沿输送轨道移动的食品的烘焙设备，该设备包含许多置于所述输送轨道上方的电热红外辐射器，每一红外辐射器包含至少一个螺旋形灯丝，该灯丝具有气密的、传递红外辐射的、易破损的壳体，尤其是玻璃壳体，该设备还包含用于监测至少一个壳体破损的监测装置。
2.如权利要求1所述的烘焙设备，其特征在于，该监测装置包含用于在使用过程中检测红外辐射器所消耗的电力和/或经过红外辐射器的电流的检测装置。
3.如权利要求2所述的烘焙设备，其特征在于，所述检测装置包含用于测量红外辐射器所消耗的电力和/或流经红外辐射器的电流强度大小的测量传感器。
4.如权利要求1-3任一所述的烘焙设备，其特征在于，还包含当监测装置监测到玻璃破损时，用于中断沿输送轨道的产品移动的中断装置，和用于通过所述中断装置中断所述产品移动的控制装置。
5.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含位于输送轨道和红外辐射器之间的收集装置，用于收集壳体破损时的壳体部分。
6.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，所述收集装置包含一塑料薄膜，优选的是具有较低的红外辐射吸收的薄膜。
7.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含用于指示具有破损壳体的红外辐射器的指示装置。
8.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，该壳体大致是细长的，且基本上垂直于产品的移动方向延伸。
9.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，所述红外辐射器沿产品的移动方向间隔开。
10.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含用于调节一或多个红外辐射器的强度的调节装置。
11.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含用于在使用过程中检测产品是否位于特定位置的检测装置。
12.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含用于在使用过程中测量产品温度的测量装置，优选的是非接触式高温计。
13.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含当检测装置检测到产品且测量装置测量到产品的温度时，根据设定值控制一或多个红外辐射器的强度的控制装置。
14.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含用于在红外辐射器之间产生气流的装置。
15.如前述任一权利要求所述的烘焙设备，其特征在于，还包含围绕所述输送轨道的隧道形壳体。
16.如权利要求15所述的烘焙设备，其特征在于，所述壳体由分段部分构成，所述分段部分分别包含至少一个盖部分，该盖部分支撑许多红外辐射器，且可在红外辐射器位于输送轨道上方的第一位置和为维护操作而可以接近辐射器的第二位置之间调节。
17.如权利要求16所述的烘焙设备，其特征在于，在所述分段部分的垂直侧上，分段部分设有一或多个侧板，所述侧板可在第一位置和第二位置之间调节，在第一位置所述壳体封闭，从而使辐射无法穿透，在第二位置所述分段部分的内部打开，这样，在第二位置时，可以接近所述分段部分的内部以进行维护操作。
18.一种通过至少一个电热红外辐射器烘焙食品尤其是肉块的方法，其特征在于在第一步骤中，这样控制红外辐射器的强度，即在单位时间内，将比传递到产品内部更多的辐射能供应到产品表面，且在第二步骤中，这样控制红外辐射器的强度，即单位时间内，将至多与传递到产品内部一样多的辐射能供应到产品表面。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，测量所述产品表面的温度，然后根据测量的温度，控制红外辐射的强度。
20.如权利要求18或19所述方法，其特征在于，螺旋形灯丝位于气密的、传递红外辐射的壳体内。
21.一种用于如前述任一权利要求所述的烘焙设备或方法的灯箱，包含电热红外辐射器。
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