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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Backofens und
ein Haushaltsgerät
mit einem Backofen, z. B. einen Herd oder einen Einbaubackofen.
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Bisher
wird ein Backofen üblicherweise
unbeschickt vorgeheizt, bevor das zu garende Gargut in den Backofen
eingeführt
und dann für
eine bestimmte Garzeit gegart wird. Durch das Vorheizen wird sichergestellt,
dass der eigentliche Garvorgang für eine Vielzahl von unterschiedlichen
Backöfen
im Wesentlichen unter konstanten Randbedingungen ablaufen kann,
da die Aufheizeigenschaften der Backöfen sehr unterschiedlich sein
können.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine benutzerfreundlichere
und energiesparendere Möglichkeit
zum Garen von Gargut in einem Backofen bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der
unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
sind insbesondere den abhängigen
Ansprüchen
entnehmbar.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mittels eines Verfahrens zum Betreiben eines Backofens, wobei das
Verfahren den Schritt eines Eingebens mindestens einer zusammen
mit einem Vorheizvorgang vorgesehenen Garzeit und einer Solltemperatur
aufweist. Diese eingegebene Garzeit entspricht somit der in Rezepten usw. üblicherweise
angegebenen Garzeit. Eine Garzeit bezieht sich typischerweise auf
ein beschicktes Gargerät,
während
sich eine Vorheizzeit auf ein unbeschicktes Gargerät bezieht.
Das Verfahren weist ferner den folgenden Schritt auf: Ermitteln
einer ohne den Vorheizvorgang vorgesehenen, abgeleiteten Garzeit
mindestens aus der eingegebenen Garzeit und der eingegebenen Solltemperatur
(”integriertes Vorheizen”). Die
abgeleitete Garzeit ergibt ein dem herkömmlichen Betrieb des Backofens
mit einem Vorheizgang und einem folgenden Garen im Wesentlichen
entsprechendes Garergebnis. Ein Garen für die Dauer der abgeleiteten
Garzeit unter Verzicht auf ein Vorheizen ist in anderen Worten ergebnisäquivalent
zu dem Vorheizen und dem Garen mit der eingegebenen Garzeit im Rahmen
des herkömmlichen
Betriebs. Die abgeleitete Garzeit tritt also – bei einem ähnlichen
oder äquivalenten
Garergebnis – an
die Stelle des Vorheizens und des Garen mit der eingegebenen Garzeit.
Da bei diesem Verfahren ein Aufheizen des Backofens in den Garvorgang
integriert ist, wird das Gargut folglich bereits in den meist kalten
Backofen eingeführt.
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Dadurch,
dass auf einen von dem Garvorgang separaten Vorheizvorgang verzichtet
wird und sich das Gargut bereits während des Aufheizens in dem
Backofen befindet, kann die Gesamtgarzeit bei im Wesentlichen gleichem
Garergebnis verkürzt
werden, wodurch der Backofen energiesparender betreibbar ist. Auch
ist die Verkürzung
für einen
Benutzer angenehmer. Zudem braucht der Benutzer nicht mehr auf ein
Ende einer Vorheizzeit zu warten. Ferner können Fehlanwendungen bei dem
Vorheizen vermieden werden, z. B. ein unnötig langes Vorheizen genauso
wie ein eventuell zu frühes
Einschieben des Garguts in den Backofen.
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Diese
abgeleitete Garzeit kann in einer Ausgestaltung lediglich berechnet
und angezeigt werden; wobei ein Benutzer die abgeleitete Garzeit
dann als die Garzeit manuell an dem Backofen einstellen kann und
ein Gargut mit dieser abgeleiteten Garzeit ohne gesondertes Vorheizen
betreiben kann. Das Verfahren kann dann insbesondere in einem den Backofen
aufweisenden Haushaltsgerät
ablaufen oder auch in einem anderen Gerät, wie einer abnehmbaren Bedieneinheit,
einem Computer, einem PDA, einem Mobiltelefon usw. Das Verfahren
kann als ein Computerprogrammprodukt vorliegen, z. B. gespeichert
auf einer Diskette, CD, DVD, Flashspeicher usw. Die abgeleitete
Garzeit kann in einer anderen Ausgestaltung berechnet und automatisch
für den
Heizvorgang verwendet werden.
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Es
kann eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass das Ermitteln der
abgeleiteten Garzeit ein Addieren der eingegebenen Garzeit mit einem
empirisch bestimmten Zeitzuschlag umfasst, wobei der Zeitzuschlag
in Abhängigkeit
von der eingegebenen Solltemperatur ermittelt wird. So kann ein
mit einem üblichen
Vorheizen vergleichbares Garergebnis genauer angenähert werden
Eine Verwendung eines solchen Zeitzuschlags ist besonders einfach
umsetzbar. Der Zeitzuschlag kann beispielsweise in einer Nachschlagetabelle
abgespeichert sein.
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Das
gewünschte
Garergebnis kann vorteilhafterweise auch dadurch genauer angenähert werden,
dass der Zeitzuschlag in Abhängigkeit
von einer Speisenart (z. B. Truthahn, Fischstäbchen usw.) bestimmt wird.
Eine solche Speisenart oder Speisenkategorie kann beispielsweise
im Rahmen einer Programmautomatik oder einer im Gargerät gespeicherten
Speisenliste (vergleichbar mit einem Inhaltsverzeichnis eines Kochbuchs)
eingegeben werden.
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Das
gewünschte
Garergebnis kann vorteilhafterweise auch dadurch genauer angenähert werden,
dass der Zeitzuschlag in Abhängigkeit
von einem Gewicht der Speise bestimmt wird, da so eine Wärmekapazität der Speise
berücksichtigt
werden kann. Beispielsweise kann es für ein Erreichen der Solltemperatur
einen Unterschied bedeuten, ob nach einer Wahl der Speisenart ”Geflügel” 250 g
Putenbrust aufgeheizt werden müssen
oder ein 12 kg schwerer Truthahn. Das Bestimmen des Zeitzuschlags
in Abhängigkeit
von dem Gewicht der Speise kann auch ein Bestimmen des Zeitzuschlags
in Abhängigkeit
von einem Speisenkaliber umfassen, welches neben dem Gewicht auch
eine Form der Speise berücksichtigt.
So kann es einen Unterschied darstellen, ob 12 kg Truthahn als ein
Stück oder
als mehrere Teile vorliegen.
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Das
gewünschte
Garergebnis kann vorteilhafterweise auch dadurch genauer angenähert werden,
dass der Zeitzuschlag in Abhängigkeit
von einer zum Zeitpunkt der Berechnung der abgeleiteten Garzeit
aktuellen Backofentemperatur ('Anfangstemperatur') bestimmt wird.
Dadurch kann nicht nur ein Garvorgang aus dem kalten Backofen heraus
gestartet werden, sondern es kann auch ein kürzlich vorangegangener Betrieb
des Backofens, z. B. zum Zubereiten eines anderen Gerichts, mitberücksichtigt
werden (warmer Backofen). Je höher
die Anfangstemperatur des Backofens ist, desto tendenziell geringer
wird sich die abgeleitete Garzeit von der eingegebenen Garzeit unterscheiden.
Es kann sogar der Fall eintreten, dass die Anfangstemperatur höher ist
als die eingegebene Solltemperatur; dann kann sich eine geringere
abgeleitete Garzeit als die eingegebene Garzeit ergeben, d. h.,
dass der Zeitzuschlag negativ wird.
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Der
Zeitzuschlag kann auch in Abhängigkeit von
einer eingestellten Heizart (z. B. Oberhitze, Unterhitze, Umluft
usw.) und/oder in Abhängigkeit
von der eingegebenen Garzeit eingestellt werden.
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Es
kann noch eine vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass das Verfahren
ferner die folgenden Schritte aufweist: Betreiben des Backofens
für die Dauer
der abgeleiteten Garzeit und Korrigieren der abgeleiteten Garzeit
während
des Betreibens des Backofens durch Ver gleichen eines empirisch bestimmten
Heizverhaltens mit einem gemessenen Heizverhalten. Durch diese Selbstkorrektur
während des
Heizvorgangs kann das gewünschte
Garergebnis noch genauer angenähert
werden. Insbesondere kann so eine starke nichtlineare Abweichung
des tatsächlichen
Temperaturverlaufs von einem empirisch bestimmten linearen Heizverhalten
erkannt werden.
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Es
kann vorteilhaft sein, wenn das Vergleichen des empirisch bestimmten
Heizverhaltens mit dem gemessenen bzw. aktuellen Heizverhalten während eines
Aufheizabschnitts durchgeführt
wird, da dort ein kontinuierlicher Temperaturanstieg und somit eine
eindeutige Zuordnung einer Backofentemperatur zu einer Zeitdauer
bis zum Erreichen dieser Backofentemperatur gegeben ist.
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Das
Vergleichen des empirisch bestimmten Heizverhaltens mit dem gemessenen
Heizverhalten kann vorteilhafterweise umfassen, dass die abgeleitete
Garzeit mittels eines Korrekturfaktors korrigiert wird, wenn bei
zumindest einer Abgleichtemperatur eine Zeitabweichung zwischen
einer gemessenen Garzeit zum Erreichen dieser Abgleichtemperatur (Ist-Wert)
und einer empirisch vorbestimmten. Garzeit zum Erreichen dieser
Abgleichtemperatur (Soll-Wert) einen vorbestimmten Schwellwert erreicht
oder überschreitet.
So ergibt sich ein Zeitmaß für eine Abweichung,
welche vergleichsweise einfach in eine Korrektur der ursprünglich berechneten
abgeleiteten Garzeit umgewandelt werden kann.
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Der
Korrekturfaktor kann ein fester Wert sein oder ein Wert sein, welcher
beispielsweise von der Solltemperatur, der Anfangstemperatur, der
Heizart, der Speisenart, der Garzeit, dem Gewicht der Speise und/oder
der Zeitabweichung usw. abhängig
ist. Der Korrekturwert kann in einer Wertetabelle abgespeichert
sein. Der Korrekturwert kann die abgeleitete Garzeit grundsätzlich verlängern oder
verkürzen. Eine
Verkürzung
der abgeleiteten Garzeit mag seltener vorkommen, da der vorbestimmte
Sollwert anhand eines nicht mit Gargut beschickten und ggf. nur mit
einem Backgeschirr (Rost, Backblech usw.) ausgerüsteten Backofens ermittelt
wird. Dieser Fall kann beispielsweise eintreten, falls die Anfangstemperatur höher ist
als die Solltemperatur.
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Auch
der Schwellwert kann ein fester Wert sein oder ein Wert sein, welcher
beispielsweise von der Solltemperatur, der Heizart, der Speisenart,
der Garzeit, dem Gewicht der Speise und/oder der Zeitabweichung
usw. abhängt.
Der Schwellwert kann in einer Wer tetabelle abgespeichert sein. Dabei
macht sich das Verfahren beispielsweise die Erkenntnis zu Nutze,
dass eine Abweichung in dem Aufheizungsverhalten zwischen einem
Ist-Wert und einem Soll-Wert
bei einer langen eingegebenen Garzeit eine geringere Auswirkung
hat als bei einer kurzen Garzeit. So kann eine bestimmte Abweichung
bei einer langen eingegebenen Garzeit keine Korrektur auslösen, bei
einer kurzen Garzeit aber wohl.
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Bei
sehr kurzen Garzeiten, z. B. im Bereich einer typischen Aufheizzeit,
kann es vorkommen, dass bereits eine kleine Abweichung des tatsächlichen
Aufheizverhaltens von dem empirisch vorbestimmten Aufheizverhalten
den Garvorgang erheblich oder sogar unkorrigierbar stört. Dann
kann es vorteilhaft sein, wenn ein integriertes Vorheizen erst ermöglicht wird,
wenn die eingegebene Garzeit eine vorbestimmte Mindestgarzeit erreicht
oder überschreitet,
also erst ab einer minimalen eingegebenen Garzeit erlaubt ist. Die
Größe der minimalen
eingegebenen Garzeit kann variieren, z. B. in Abhängigkeit von
einer eingegebenen Speisenart ('empfindliche Speise'/'robuste Speise' usw.).
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Alternativ
oder zusätzlich
kann es eine Ausgestaltung sein, dass abgefragt wird, ob ein integriertes
Vorheizen durchgeführt
werden soll und das Ergebnis der Abfrage entsprechend ein integriertes Vorheizen
ermöglicht
oder nicht. Zur Unterstützung des
Benutzers bei einer Entscheidungsfindung kann vom Gargerät eine Nachricht
ausgegeben werden, ob ein integriertes Vorheizen empfohlen wird
oder nicht. Diese Nachricht kann beispielsweise auf einer Grundlage
der eingegebenen Garzeit, der Anfangstemperatur, der ausgewählten Speise,
des Gewichts (einschließlich
des Kalibers) der Speise, der Anfangstemperatur usw. ausgegeben
werden.
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Es
kann eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sein, dass das Korrigieren
der abgeleiteten Garzeit ein Korrigieren des empirisch bestimmten
Zeitzuschlags umfasst, insbesondere ein Multiplizieren des Zeitzuschlags
mit dem Korrekturfaktor. Diese Ausgestaltung ist besonders leicht
umsetzbar.
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Eine
besonders einfache Bestimmung des Korrekturfaktors kann vorteilhafterweise
dadurch erreicht werden, dass das empirisch bestimmte Heizverhalten
in Form einer empirisch bestimmten (t; T)-Kennlinie abgespeichert
ist.
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Die
Aufgabe wird auch gelöst
mittels eines Haushaltsgeräts
mit einem Backofen, z. B. mittels eines Herds oder eines Einbaubackofens,
wobei das Haushaltsgerät
dazu eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren ablaufen
zu lassen.
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In
den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit
gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen
versehen sein.
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1 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Betreiben eines Backofens nach dem Stand
der Technik;
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum erfindungsgemäßen Betreiben eines Backofens;
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3 zeigt
Details des Ablaufdiagramms aus 2 zum Bestimmen
einer abgeleiteten Garzeit tg2 und einer korrigierten abgeleiteten
Garzeit tg2k;
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4 zeigt
eine Auftragung einer Backofentemperatur in °C gegen eine Heizdauer t in
Minuten für
den erfindungsgemäß betriebenen
Backofen.
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1 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Betreiben eines Backofens nach einem typischen
Stand der Technik.
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Dabei
wird in einem ersten Schritt S11 von einem Benutzer des Backofens
eine beispielsweise in einem Rezept oder auf einer Lebensmittelschachtel
angegebene Heizart und eine Solltemperatur Ts eingegeben.
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In
einem folgenden optionalen Schritt S12 kann der Backofen vorgeheizt
werden. Dazu wird zunächst
in einem Teilschritt S13 bei nicht-beschicktem Backofen der Vorheizvorgang
aktiviert. Dieser dauert so lange, bis die in Schritt S11 eingestellte
Solltemperatur Ts erreicht ist (Schritt S14). Mit Erreichen der Solltemperatur
Ts wird ein optisches und/oder akustisches Signal ausgegeben (Schritt
S15).
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In
einem folgenden Schritt S16 öffnet,
z. B. durch das Signal zum Ende des Vorheizens alarmiert, ein Benutzer
den Backofen und beschickt diesen mit Gargut.
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Hierauf
folgend kann in einem optionalen und von einer Ausstattung des Backofens
abhängigen
Schritt S17 von dem Benutzer eine Gardauer oder Garzeit tg eingestellt
werden.
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Dann
wird ein Garvorgang durch den Benutzer in einem Schritt S18 gestartet.
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Falls
keine Garzeit tg voreingestellt ist, hält der Backofen die Solltemperatur
Ts bis zum Ausschalten durch einen Benutzer. Falls eine Garzeit
tg voreingestellt ist, hält
der Backofen bis zum Ausschalten durch einen Benutzer die Solltemperatur
Ts nur für
die vorgegebene Dauer der Garzeit tg. Wenn die voreingestellte Garzeit
tg abgelaufen ist, werden die Heizkörper automatisch ausgeschaltet.
Zusätzlich
kann ein Signal, zum Beispiel ein akustisches Signal, zur Benachrichtigung
an den Benutzer ausgegeben werden.
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Die
Durchführung
des Vorheizvorgangs und des Garvorgangs sind in der Bedienung dahingehend
unterschiedliche Abschnitte, dass sie durch eine Benutzeraktion,
nämlich
die Beschickung des Backofens, voneinander getrennt sind.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum erfindungsgemäßen Betreiben eines Backofens
mittels eines automatisch aktivierten Vorheizablaufs.
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Dabei
werden zunächst
in einem ersten Schritt S21 zumindest eine Gardauer oder Garzeit
tg und eine Solltemperatur Ts eingegeben, nicht notwendigerweise
in dieser Reihenfolge. Zusätzlich
können
andere Garparameter zum Betreiben des Backofens eingegeben werden,
z. B. eine Heizart, eine Speisenart, ein Gewicht der Speise usw.
Die Eingabe kann direkt durch den Benutzer erfolgen, z. B. über einen
Menüsteuerung,
oder auch eingelesen werden, z. B. aus einem Rezept.
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In
einem weiteren Schritt S22 wird abgefragt, ob ein ”integriertes
Vorheizen” erwünscht ist.
Ein integriertes Vorheizen kann beispielsweise bei Speisen unerwünscht sein,
welche eine sehr kurze Garzeit tg aufweisen, z. B. Plätzchen,
um so ein reproduzierbares Garergebnis zu erlangen.
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In
Schritt S22 kann von dem Gargerät
optional eine Nachricht ausgegeben werden, ob ein integriertes Vorheizen
empfohlen wird oder nicht. Diese Nachricht kann beispielsweise auf
einer Grundlage der eingegebenen Garzeit tg, der ausgewählten Speise,
der Anfangstemperatur usw. ausgegeben werden.
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Falls
ein integriertes Vorheizen nicht gewünscht wird (”Nein”), schließt sich
ein übliches
Garen mit Vorheizen an, das hier beispielhaft durch die bereits
in 1 beschriebenen Schritte S12, S16 und S18 implementiert
wird. Alternativ oder zusätzlich
kann auch auf ein Vorheizen ganz verzichtet werden.
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Falls
ein integriertes Vorheizen ausgewählt wird (”Ja”), kann zunächst ein
Benutzer den Backofen mit dem Gargut bestücken (Schritt S23).
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In
einem folgenden Schritt S24 bestimmt der Backofen die abgeleitete
Garzeit tg2 zumindest aus der eingegebenen Garzeit tg und der Solltemperatur Ts.
Diese abgeleitete Garzeit tg2 dauert meist länger als die eingegebene Garzeit
tg, aber kürzer
als die Summe der eingegebenen Garzeit tg und einer separaten Vorheizzeit.
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Die
Bestimmung der abgeleiteten Garzeit tg2 kann zusätzlich auch unter Berücksichtigung
der Heizart, der Anfangstemperatur, der Speisenart, des Gewichts
der Speise usw. erfolgen.
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Folgend
heizt der Backofen für
die von ihm automatisch bestimmte, abgeleitete Garzeit tg2 auf die
eingestellte Solltemperatur Ts auf und hält diese (Schritt S25). Am
Ende der abgeleiteten Garzeit tg2 oder einer während der abgeleiteten Garzeit
tg2 korrigierten abgeleiteten Garzeit tg2k werden die Heizelemente
abgeschaltet. Optional kann ein – insbesondere akustisches – Signal
ausgegeben werden.
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Der
in 2 beschriebene Ablauf weist gegenüber dem
aus 1 bekannten Ablauf die Vorteile auf, dass die
Gesamtgarzeit bei gleichem Garergebnis wie mit einem Vorheizen verkürzt wird,
wodurch der Backofen energiesparender betreibbar ist. Auch ist die
Verkürzung
für einen
Benutzer angenehmer. Zudem braucht der Benutzer nach dem Starten des
Garvorgangs keine weitere Handlung mehr durchzuführen, z. B. kein Gargut mehr
einzuschieben. Dadurch werden auch Fehlanwendungen vermieden, die
sich aus dem Vorhei zen ergeben können,
z. B. wird ein unnötig
langes Vorheizen genauso vermieden wie ein eventuell zu frühes Einschieben des
Garguts in den Backofen.
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Der
Backofen kann beispielsweise ein Einbaubackofen oder ein Backofen
eines Herds sein.
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Anhand
von 3 wird im Folgenden eine Bestimmung der abgeleiteten
Garzeit tg2 und der korrigierten abgeleiteten Garzeit tg2k genauer
beschrieben.
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In
einem ersten, bereits in 2 beschriebenen Schritt S21
werden an dem Backofen zumindest eine vorgegebene Garzeit tg und
eine Solltemperatur Ts eingegeben.
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Für das in
Schritt S24 in 2 beschriebene Bestimmen der
abgeleiteten Garzeit tg2 wird zunächst in einem ersten Teilschritt
S24a ein Zeitzuschlag x zumindest in Abhängigkeit von der zuvor eingegebenen
Garzeit tg und der eingegebenen Solltemperatur Ts bestimmt. Dies
kann beispielsweise durch Nachschlagen in einer Tabelle geschehen, welche
mit einer Steuereinheit verbunden ist, z. B. abgespeichert in einem
EEPROM.
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Der
Zeitzuschlag x kann auch von einer Heizart, einer Speisehart, einem
Gewicht der Speise, der Anfangstemperatur usw. abhängig sein
und entsprechend berechnet werden.
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Daraus
wird in einem zweiten Teilschritt S24b die abgeleitete Garzeit tg2
aus einer Addition der eingegebenen Garzeit tg und des Zeitzuschlags x
berechnet, d. h., tg2 = tg + x. Typischerweise gilt für ein Garen
aus dem kalten Backofen: tg < tg2 < tg + tv, wobei
tv eine bei einem üblichen,
separaten Vorheizvorgang (ohne Beschickung des Backofens mit Gargut)
benötigte
Zeitdauer darstellt. Jedoch kann tv auch ungefähr Null betragen, wenn die
Anfangstemperatur des Backofens z. B. aufgrund eines vorangegangenen
Heizvorgangs bereits in der Nähe
der Solltemperatur Ts liegt. Es kann sogar sein, dass der Wert für tv negativ
ist, also die eingegebene Garzeit tg verkürzt wird, falls die Anfangstemperatur über der Solltemperatur
Ts liegt.
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Mit
dieser abgeleiteten Garzeit tg2 beginnt der Backofen zu heizen,
wie hier als ein erster Teilschritt S25a des Schritts S25 aus 2 dargestellt.
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In
einem zweiten Teilschritt S25b des Schritts S25 korrigiert der Backofen
nötigenfalls
während
des Heizvorgangs die abgeleitete Garzeit tg2 zu einer korrigierten
abgeleiteten Garzeit tg2k. Dies kann beispielsweise durch einen
Vergleich eines oder mehrerer experimentell bestimmter und vorabgespeicherter Heizparameter
mit einem oder mehreren während des
Heizvorgangs aktuell bestimmten Heizparametern durchgeführt werden.
Beispielsweise kann eine Differenz zwischen dem mindestens einen
vorabgespeicherten und dem mindestens einen aktuellen Heizparameter
dazu verwendet werden, die korrigierte abgeleitete Garzeit tg2k
zu berechnen. Zum Beispiel kann aus der Differenz ein Korrekturfaktor
f bestimmt werden, welcher gemäß tg2k tg
+ x·f
die korrigierte abgeleitete Garzeit tg2k ergibt. Ein möglicher Heizparameter
kann eine Zeitdauer bis zum Erreichen eines bestimmten Temperaturwerts
im Backofen sein.
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In
einem dritten Teilschritt S25c des Schritts S25 heizt der Backofen
nun mit der korrigierten abgeleiteten Garzeit tg2k.
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4 zeigt
zur Verdeutlichung einer Korrektur der abgeleiteten Garzeit tg2
eine Auftragung einer Garraumtemperatur T in °C gegen eine Heizzeit t in min.
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Dabei
ist zunächst
die zuvor bestimmte abgeleitete Garzeit tg2 zur Festsetzung der
Heizdauer des Backofens vorgesehen. Mit dem Starten des kalten Backofens
bei t = 0 min, z. B. in Schritt S25a aus 3, heizt
sich der Backofen von einer Raumtemperatur Tr (welche in etwa einer
Anfangstemperatur des kalten Backofens entspricht) auf die Solltemperatur
Ts von hier beispielhaft 180°C
auf (Aufheizabschnitt A) und wird dann auf die Solltemperatur Ts eingeregelt
(Regelabschnitt R), wie durch die Temperaturschwingungen angedeutet.
Dieser gemessene Temperaturverlauf ist als eine gestrichpunktete,
im Aufheizabschnitt A gerade Linie K1 dargestellt. Für den Fall
eines Betreibens des Backofens mit einem herkömmlichen Vorheizen würde die
Vorheizzeit idealerweise einer Dauer des Aufheizabschnitts A gleichgesetzt,
und die eingegebene Garzeit würde
einer Dauer des Regelabschnitts R entsprechen. Mittels einer Nutzung
des integrierten Vorheizens kann die gesamte Garzeit tg, welche
auf eine separate Vorheizphase des unbeschickten Backofens verzichtet,
auf einen Wert verkürzt
werden, welcher kürzer ist
und weniger Strom verbraucht als die kombinierte Vorheizzeit und
Garzeit der herkömmlichen
Methode.
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Zur
Korrektur der abgeleiteten Garzeit tg2 wird der gemessene Temperaturverlauf
K1 an einem oder mehreren Abgleichtemperaturwerten, hier: bei einer
Abgleichtemperatur T1 = 100°C,
mit einer, hier Aufheizabschnitt A ebenfalls linearen, abgespeicherten
t/T-Kennlinie K2
verglichen. Genauer gesagt werden die Zeitdauern verglichen, die
zum Erreichen der Abgleichtemperatur T1 benötigt werden. In dem vorliegenden
Beispiel wird die Abgleichtemperatur T1 = 100°C bei dem realen Backvorgang
eine Zeitabweichung td1 später
erreicht als gemäß der empirisch bestimmten
Kennlinie K2. Dies kann beispielsweise bei einem voluminösen Gargut
wie einer Gans auftreten. Aus der Zeitabweichung td1 kann ein Korrekturfaktor
f (td1) berechnet werden, z. B. dadurch, dass bei einem Erreichen
oder Überschreiten
eines vorbestimmten und ggf. von der Temperatur oder anderen Faktoren
abhängigen
Schwellwerts durch die Zeitabweichung td1 ein aus einer Nachschlagetabelle
ermittelter zugehöriger
Korrekturfaktor verwendet wird. Ein solcher Korrekturfaktor f ergibt
eine korrigierte abgeleitete Garzeit tg2k = tg2 + x·f, welche
in der Regel länger
dauert als die ursprünglich
berechnete abgeleitete Garzeit tg2, aber immer noch wesentlich kürzer ist
als die Summe der Vorheizzeit und der eingegebenen Garzeit tg bei
einem Betrieb mit dem Vorheizen.
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Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
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So
kann der Korrekturfaktor auch von einer Speisenart (z. B. pflanzlich/tierisch; Fleisch/Fisch/Gemüse usw.;
Rind/Schwein/Geflügel usw.
oder andere Einteilungen), einem Speisengewicht (einschließlich eines
Speisenkalibers), einer Anfangstemperatur und/oder einer Heizart
abhängig sein.
Die Speisenart kann beispielsweise mittels einer Programmautomatik
eingegeben werden.
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Der
Schwellwert der Zeitabweichung td1 kann beispielsweise in Abhängigkeit
von der Solltemperatur Ts, der Anfangstemperatur, der eingegebenen
Garzeit, der Abgleichtemperatur, der Speisenart, dem Gewicht der
Speise und/oder der Heizart variiert werden.
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Auch
können
mehrere Abgleichtemperaturen zur Korrektur verwendet werden. Dies
kann insbesondere sinnvoll sein, um ein nicht-lineares Verhalten
einer realen bzw. gemessenen (t/T)-Kurve berücksichtigen und den Korrekturfaktor
entsprechend anpassen zu können.
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Ferner
kann ein integriertes Vorheizen erst ab einer minimalen eingegebenen
Garzeit tg erlaubt werden, ggf. abhängig der Solltemperatur Ts,
der eingegebenen Garzeit, der Abgleichtemperatur, der Speisenart,
dem Gewicht der Speise und/oder der Heizart usw.
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Zudem
brauchen die angegebenen Verfahrensschritte nicht in der gezeigten
Reihenfolge durchgeführt
zu werden, so können
auch – wo
möglich – eine andere
Reihenfolge einnehmen.
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Bezugszeichenliste
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- A
- Aufheizabschnitt
- f
- Korrekturfaktor
- K1
- Kennlinie
- K2
- gemessener Temperaturverlauf
- R
- Regelabschnitt
- S
- Prozessschritt
- td1
- Zeitabweichung
- tg
- eingegebene Garzeit
- tg2
- abgeleitete Garzeit
- tg2
- kkorrigierte abgeleitete
Garzeit
- T1
- Abgleichtemperatur
- Tr
- Raumtemperatur
- Ts
- Solltemperatur
- x
- Zeitzuschlag