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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zubereiten von Lebensmitteln, bei dem das Lebensmittel zumindest durch hochfrequente elektromagnetische Strahlung erwärmt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Gargerät mit einem Garraum, in dem Lebensmittel zur Zubereitung einbringbar sind, wobei das Gargerät zur Erwärmung der Lebensmittel zumindest durch hochfrequente Strahlung ausgebildet ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Mikrowellengeräte bekannt, welche Lebensmittel durch elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz von ca. 2,45 GHz erwärmen. Bei der Erwärmung von Lebensmitteln mittels hochfrequenter Wechselfelder werden die Lebensmittel, welche sich in einem geeigneten Behälter, üblicherweise in einem aus elektrisch leitfähigen Material gefertigten Hohlraum, z. B. einem aus Blech hergestellten Backraum befinden, den Wechselfeldern ausgesetzt. Die Wechselfelder versetzen dann die Moleküle in mehr oder weniger ausgeprägte Schwingungen, welche so eine Erwärmung der Lebensmittel bedeuten. Damit wird Energie aus dem elektrischen Wechselfeld entnommen und in das Lebensmittel eingebracht.
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Für die Umsetzung der Energie ist hilfreich, wenn das zu erwärmende Lebensmittel eine möglichst große relative Dielektrizitätskonstante aufweist. Weiterhin ist es für eine große Eindringtiefe der Hochfrequenz-Erwärmungswirkung in das Lebensmittel hilfreich, wenn die Frequenz des elektrischen Wechselfeldes eher gering ist. Zur Übertragung möglichst großer Energiemengen sollte die Frequenz möglichst hoch sein. Zur Erlangung einer Kombination von hoher Eindringtiefe und hohem Energieeintrag muss daher ein Kompromiss in Bezug auf die Frequenz erlangt werden.
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Problematisch ist hierbei, dass die relative Dielektrizitätskonstante von Wasser mit einer Temperatur über 0°C bei etwa 80 liegt, während bei Temperaturen unter 0°C diese Dielektrizitätskonstante von Wasser einen Wert von etwa 2 aufweist. Ähnliches gilt für verschiedene Fette. Wenn Fette flüssig sind oder doch zumindest soweit duktil sind, dass sich ihre physikalischen Eigenschaften nicht von denen flüssiger Fette unterscheiden, dann haben sie eine Dielektrizitätskonstante von etwa 40 bis 50, im gefrorenem Zustand liegt diese bei ca. einem 1/10 dieses Wertes. Da Lebensmittel zu einem signifikanten Prozentsatz aus Wasser und Fett bestehen, hängt die Dielektrizitätskonstante der Lebensmittel wesentlich von deren Temperatur ab.
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Bei herkömmlichen Gargeräten, die eine Erwärmung der Lebensmittel mit Mikrowellen durchführen, ist die Verwendung von niedrigfrequenter HF-Strahlung nicht möglich, da diese Art der Erwärmung zur Funkenbildung im Garraum führen kann. Derartiges ist unerwünscht und im Hinblick auf die Betriebssicherheit unsicher.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Zubereiten von Lebensmitteln und ein Gargerät zu schaffen, bei dem die Erwärmung der Lebensmittel mit hochfrequenter elektrischer Strahlung durchgeführt werden kann und die Frequenz im Vergleich zu herkömmlichen Mikrowellenstrahlen, die in herkömmlichen Geräten zur Zubereitung von Lebensmitteln eingesetzt werden können, reduziert werden kann, ohne das eine Funkenbildung im Garraum auftritt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Gargerät, welches die Merkmale nach Anspruch 16 aufweist, gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zubereiten von Lebensmitteln wird das Lebensmittel zumindest anteilig durch hochfrequente elektromagnetische Strahlung erwärmt. Das Lebensmittel ist dabei zwischen zwei Feldelementen eines Gargeräts eingebracht. Zwischen diesen Feldelementen wird das durch die hochfrequente Strahlung erzeugte elektromagnetische Feld aufgebaut. Es wirkt dadurch auf die Lebensmittel ein. Die zwischen dem Lebensmittel und zumindest einem Feldelement vorhandene gasförmige Atmosphäre wird darüber hinaus in zumindest einem ihrer physikalischen Parameter definiert verändert. Indem quasi auch die unmittelbare Umgebung des Lebensmittels im Bereich zwischen den Feldelementen gezielt beeinflusst wird, kann die Zubereitung des Lebensmittel in Wechselwirkung mit einer hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung verbessert werden. Insbesondere ist durch diese Beeinflussung der Atmosphäre in gewünschter und gezielter Weise auch erreicht, dass sich die Frequenzen der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung auch deutlich niedriger einstellen lassen, ohne das eine Funkenbildung im Garraum auftritt.
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Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die zu Erwärmung notwendige Energie dem Lebensmittel im Wesentlichen, aber nicht nur durch hochfrequente elektrische bzw. elektromagnetische Felder zugeführt wird. Es ist daher auch zu erwähnen, dass auch Kombinationsgeräte, wie eine Hochfrequenzerwärmung mit zusätzlicher Grillfunktion, eine Hochfrequenzerwärmung mit zusätzlich einer Umluftfunktion, eine Hochfrequenzerwärmung mit zusätzlich einem Backofenbetrieb etc. unter die Erfindung zu summieren sind.
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Im Sinne der Ausführungen dieser Erfindung wird der allgemeine Begriff Hochfrequenzerwärmung benutzt. Hier soll ausdrücklich nicht nur die Erwärmung von Lebensmitteln mittels Mikrowellen, häufig mit einer Frequenz von ca. 2,45 GHz, betrachtet werden. Vielmehr erstreckt sich die Ausführung der Erfindung insbesondere auch auf die Nutzung hochfrequenter elektrischer Wechselfelder mit Frequenzen von beispielsweise einigen 10 MHz oder einem Vielfachen dieser Frequenz. Im Vergleich zu den herkömmlichen Mikrowellengeräten kann somit durch das erfindungsgemäßen Verfahren auch eine Erwärmung von Lebensmitteln mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung erzielt werden, die deutlich geringere Frequenzen als die bisher üblichen Mikrowellenfrequenzen in GHz-Bereich aufweisen. Insbesondere werden somit zur Zubereitung von Lebensmitteln auch elektromagnetische Strahlen im Hochfrequenzbereich geeignet, die kleiner, insbesondere um ein vielfaches kleiner als 2,45 GHz sind. Dies kann insbesondere durch die gezielte Veränderung der Atmosphäre erreicht werden, so dass auch bei diesen noch relativ niedrigen Frequenzen im Hochfrequenzbereich eine Erwärmung ohne Funkenbildung im Garraum sicher gewährleistet werden kann. Dadurch kann Energie bei der Zubereitung von Lebensmitteln eingespart werden.
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Es haben ausführliche Untersuchungen gezeigt, dass der Erwärmung von Lebensmitteln mit Hochfrequenz-Wechselfeldern die Gleichmäßigkeit des Energieeintrags in das Volumen des Lebensmittel fehlt, wenn die Frequenz der Wechselfelder steigt. Für eine gleichmäßige Erwärmung ist es daher sinnvoll, eine möglichst niedrige Frequenz zu wählen.
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Wenn ein Lebensmittel in ein Hochfrequenz-Wechselfeld von eher niedriger Frequenz eingebracht wird, dann ergibt der entsprechende Aufbau einen Kondensator, in welchem sich ein geschichtetes Dielektrikum befindet.
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Unter diesem Aspekt können die Feldelemente als Kondensatorplatten betrachtet werden, wobei das Lebensmittel und die Atmosphäre zwischen den Lebensmittel und dem einen Feldelement als dielektrisches Material dieses Kondensators angesehen werden.
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Die zwei Feldelemente können in einem Beispiel als Antennen die Funktion der Einspeisung von Hochfrequenzenergie übernehmen. Die Antennen können bei geeigneter Wahl der Ausgestaltung auch als integrale Bestandteile des Gehäuses des Garraums ausgeführt sein. Die Atmosphäre füllt somit insbesondere das nicht vom Lebensmittel in Anspruch genommene Volumen zwischen den beiden Feldelementen.
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Das elektrisch Hochfrequenzwechselfeld zwischen den beiden Feldelementen führt zu einer elektrischen Spannung, welche sich in Volt pro Meter beschreiben lässt. Die sich im Dielektrium einstellenden elektrischen Feldstärken verteilen sich entsprechend folgender Gleichung, bei der die Feldstärken umgekehrt proportional zu den Dielektrizitätskonstanten sind:
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Woraus nach einer Umformung folgt:
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Da der für eine sinnvolle Erwärmung von Lebensmitteln notwendige Leistungsumsatz im Lebensmittel bei mindestens einigen 100 W bis hin zu 2 kW liegen kann folgt aus obigen Gleichungen, dass die elektrische Feldstärke in der Atmosphäre Werte über der Durchbruchfeldstärke erreichen kann. Die Durchbruchfeldstärke typischer, trockner, nicht ionenhaltiger Luft liegt bei etwa 30 kV/m. Dieser Wert kann sich reduzieren, wenn die Luft Feuchtigkeit oder Ionen enthält. Das ist praktisch immer der Fall. Es muss daher immer gerechnet werden, dass bei der Hochfrequenz-Erwärmung mit vergleichsweise niedrigen Frequenzen von Lebensmitteln, welche das Volumen zwischen den Feldelementen und somit insbesondere Kondensatorplatten, nicht vollständig ausfüllen, im Bereich des mit Atmosphäre gefühlten Volumens Funken auftreten. Durch die Erfindung, oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon, wird dies verhindert.
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Für eine ausführliche Darstellung der Zusammenhänge kann die Dielektrizitätskonstante als komplexe Größe aufgefasst werden.
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Insbesondere wird bei dem Verfahren vorgesehen, dass zumindest ein physikalischer Parameter der gasförmigen Atmosphäre abhängig von der Frequenz der hochfrequenten Strahlung, mit der das Lebensmitte erwärmt wird, verändert wird. Indem insbesondere eine derartige Ausgestaltung nicht unabhängig voneinander ausgeführt wird, sondern dass gerade eine spezifische Kopplung durchgeführt wird, kann dieses Abstimmen eines geeigneten Zubereitungsergebnisses mit möglichst niederfrequenter Hochfrequenz ohne Funkenbildung erreicht werden.
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Vorzugsweise wird als physikalischer Parameter die Temperatur und/oder der Druck und/oder die Luftfeuchtigkeit dieser Atmosphäre zwischen den Feldelementen verändert. Dies sind ganz spezifische und im Hinblick auf die Wirkveränderung entscheidende Parameter, die darüber hinaus auch sehr gezielt eingestellt werden können.
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Insbesondere wird in diesem Zusammenhang die Temperatur und/oder der Druck und/oder die Luftfeuchtigkeit erhöht. Im Hinblick auf den physikalischen Parameter der Luftfeuchtigkeit wird vorgesehen, dass dieser vorzugsweise über 100% erhöht wird.
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Eine Erhöhung der relativen Luftfeuchtigkeit bis über 100% und damit eine Nebelbildung, ist dahingehend sinnvoll zur Erhöhung der Dielektrizitätskonstante, besonders wenn diese Erhöhung der Luftfeuchtigkeit kombiniert wird mit einer Erhöhung der Temperatur und/oder des Drucks der Atmosphäre.
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Vorzugsweise wird die Luftfeuchtigkeit derart erhöht, dass in dieser Atmosphäre schwebende Wassertröpfchen gebildet werden.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die Veränderung der Luftfeuchtigkeit durch das von dem Lebensmittel verdampfte Wasser stammt und/oder die Zufuhr von Wasser von extern durchgeführt wird. Auch dadurch kann eine besonders gezielte und bedarfsgerechte Einstellung der Luftfeuchtigkeit ermöglicht werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Veränderung der Luftfeuchtigkeit durch das von dem Lebensmittel verdampfte Wasser stammt und durch Zufuhr von Wasser von extern durchgeführt wird, wobei der Anteil der externen Zufuhr abhängig von dem von dem Lebensmittel verdampften Anteil bestimmt wird.
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Vorzugsweise wird abhängig von der Luftfeuchtigkeit in der Atmosphäre eine Belüftung des Garraums, in dem das Lebensmittel zubereitet wird, durchgeführt. Auch dadurch können unerwünschte Erhöhungen oder kurze Momente einer zu hohen Luftfeuchtigkeit umgehend kompensiert und verändert werden.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass als physikalischer Parameter der Atmosphäre die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert wird. Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass bei der Änderung der Zusammensetzung die Gaszusammensetzung verändert wird und insbesondere der Sauerstoffanteil verändert wird.
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Eine übliche Zusammensetzung einer Atmosphäre und somit von Umgebungsluft ist eine Mischung der Gase Stickstoff mit einem Volumenanteil von ca. 78%, Sauerstoff mit einem Anteil von etwa 21%, Argon mit einem Anteil von etwa 1% und weiteren bekannten Spurengasen, wie z. B. Kohlendioxid, Methan, Dichlorit, Difluormethan, Tetrachlorkohlenstoff oder Bromtrifluormethan.
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Die vorangehenden Zahlen geben die Verhältnisse bei trocknere Atmosphäre wieder. Die Spurengase sind aufgrund ihrer geringen Konzentration in dieser Betrachtung vernachlässigbar, daher wird dies diesbezüglich nicht näher betrachtet. Gerade im Hinblick auf die Veränderung der Gaszusammensetzung können somit die genannten Anteile der Hauptgase, Stickstoff und Sauerstoff verändert werden, um die Atmosphäre diesbezüglich in ihrer Zusammensetzung zu variieren. Gerade die Änderung des Sauerstoffanteils ist in diesem Zusammenhang besonders einfach durchzuführen und gewährleistet darüber hinaus ein besonders gezieltes und definiertes Änderungspotential.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass bei der Änderung der Zusammensetzung Öl- und/oder Fettdämpfe definiert zugeführt werden. Neben einer Änderung der Gaszusammensetzung kann bei dieser Ausgestaltung quasi die Stoffzusammensetzung mit zusätzlichen Partikeln erfolgen.
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Vorzugsweise wird die Konzentration der Öl- und/oder der Fettdämpfe so eingestellt, dass neben den Dämpfen auch Tröpfchen dieser Stoffe in der Atmosphäre gebildet werden und der Fettgehalt der Atmosphäre so definiert erhöht wird.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass die Veränderung des Fettgehalts durch die von dem Lebensmittel abgegebenen Öl- und/oder Fettdämpfe und/oder durch Zufuhr von Öl- und/oder Fettdämpfe von extern durchgeführt wird. In diesem Zusammenhang kann das Gargerät so aufgebaut werden, dass die von dem Lebensmittel stammenden Öl- und/oder Fettdämpfe nicht aus dem Garraum abtransportiert werden und durch eine sensorgesteuerte Kontrolle ihr Austritt aus dem Garraum verhindert wird. Eine sehr gezielte und schnell einstellbare und veränderbare Fettgehaltkonzentration ist dadurch möglich.
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Die Eingabe der Öl- und/oder Fettdämpfe von extern in die Atmosphäre wird durch Sensoren vorzugsweise kontrolliert, welche die Konzentration der Öl- und/oder Fettdämpfe in der Atmosphäre beständig erfassen und ein entsprechendes Messsignal an eine Steuereinheit des Gargeräts zur Verfügung stellen.
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Insbesondere zur Bereitstellung von Öl- und/oder Fettdämpfen und/oder von Wasser zur Veränderung der Luftfeuchtigkeit kann das Gargerät einen oder mehrere Vorratsbehälter für die entsprechenden Medien aufweisen. Insbesondere weist das Gargerät in diesem Zusammenhang auch austauschbare Behälter auf, die dann einfach und aufwandsarm ausgetauscht werden können. Diese Behälter sind allgemein Mitteln zugeordnet, die eine entsprechende Zufuhr und Dosierung von derartigen Medien ermöglichen. Derartige Mittel können beispielsweise darüber hinaus auch Sprüheinrichtungen, wie Düsen und dergleichen sein, mit denen das Wasser und/oder die Öle oder Fette in den Garraum eingebracht werden können und dann gezielt die Atmosphäre zwischen den Feldelementen verändern können. Das Einbringen von Wasser und Ölen oder Fetten kann daher in Dampfform und/oder als Nebel erfolgen.
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Gerade bei der Veränderung der Gaszusammensetzung der Atmosphäre hat sich gezeigt, dass die Anwesenheit von Sauerstoff in der Atmosphäre wesentlich ist für eine gewisse, zu Weilen gewünschte Bräunung der Oberfläche des zu erwärmenden Lebensmittels. Im Hinblick auf eine physiologisch optimale Zubereitung der Lebensmittel ist eine Bräune der Oberfläche aber nicht immer gewünscht. In ganz spezifischen Situationen kann es daher auch sinnvoll sein, die Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre nicht zu erhöhen sondern zu reduzieren. Wenn es jedoch für das Zubereitungsziel des Lebensmittels sinnvoll ist, dann ist eine Erhöhung des Sauerstoffanteils vorrangig zu betreiben und zielführend.
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Ein erfindungsgemäßes Gargerät umfasst einen Garraum, in dem Lebensmittel zum Zubereiten einbringbar sind, wobei das Gargerät zur Erwärmung der Lebensmittel zumindest durch hochfrequente Strahlung ausgebildet ist. Im Garraum sind zumindest zwei Feldelemente angeordnet, zwischen denen das durch die hochfrequente Strahlung erzeugte elektromagnetische Feld aufgebaut wird, und zwischen denen das Lebensmittel zum Erwärmen eingebracht ist. Das Gargerät umfasst darüber hinaus Mittel, durch welche die zwischen dem Lebensmittel und zumindest einem Feldelement vorhandene gasförmige Atmosphäre in zumindest einem physikalischen Parameter definiert veränderbar ist. Neben den bereits oben erwähnten spezifischen Komponenten, die diesen Mitteln zugeordnet werden, sind darüber hinaus auch eine Steuereinheit und Sensoren zu nennen, mit denen Werte der physikalischen Parameter erfasst werden können und verarbeitet werden können.
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In einer Ausführung kann vorgesehen sein, dass beide Feldelemente plattenartig ausgebildet sind und beabstandet und parallel zueinander positioniert sind, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass eine dieser Platten dann im Bereich einer Decke des Garraums und die zweite im Bereich des Bodens des Garraums angeordnet ist. Diese Feldelemente sind vorzugsweise eben und erstrecken sich möglichst großflächig im Garraum.
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In einer vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Feldplatte aus einem flexibel verformbaren Material ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann zumindest eine Feldplatte an die Formgebung des zwischen den Feldelementen zu zubereitenden Lebensmittels angepasst werden. Eine derartige Platte kann sich somit an die ihr zugewandte Oberfläche des Lebensmittels anschmiegen und so jeden mit Atmosphäre gefüllten Zwischenraum zwischen der Feldplatte und dem Lebensmittel minimieren, um auf diese Weise den Aufbau besonders hoher Feldstärken zu vermeiden.
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Besonders bevorzugt ist hier vorgesehen, dass sich insbesondere die obere Feldplatte entsprechend flexibel verformen lässt. Dies vor dem Hintergrund, dass die untere Feldplatte bzw. das untere Feldelement ohnehin so ausgebildet ist, dass sich darauf das Lebensmittel befindet und sich dieses aufgrund seiner Elastizität möglichst großflächig auf dieses untere Feldelement aufliegt.
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In einer weiteren Ausführung kann auch vorgesehen sein, dass beide Feldelemente flexibel verformbar sind. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass das Gargerät entsprechende Motoren und mechanische Führungen aufweist, mittels denen zumindest ein Feldelement im Garraum bewegt und an das Lebensmittel quasi auch mit definierbarer Kraft angedrückt werden kann. Dadurch ergibt sich die Verformung automatisch.
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Insbesondere kann ein derartig flexibles verformbares Feldelement aus einem folienartigen Material bestehen, welches insbesondere reversibel verformbar ist. So kann die multiple Verwendung bei gleichbleibender Funktionalität gewährleistet werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gargeräts anzusehen. In diesem Zusammenhang sind die gegenständlich genannten Mittel dazu ausgebildet, die entsprechenden Verfahrensschritte durchzuführen.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische schematische Frontansicht von Teilkomponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gargeräts;
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2 eine Seitenansicht von Teilkomponenten des Gargeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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3 eine Seitenansicht von Teilkomponenten eines erfindungsgemäßen Gargeräts gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
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4 eine Seitenansicht von Teilkomponenten eines erfindungsgemäßen Gargeräts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein Gargerät 1 gezeigt, welches zur Zubereitung von Lebensmitteln und somit auch zur Erwärmung von Lebensmitteln mittels hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung ausgebildet ist. Dazu umfasst das Gargerät 1 einen Garraum 2, der durch Wände begrenzt ist. Dabei ist eine Seitenwand 3, eine weitere Seitenwand 4, eine Rückwand 5, eine Deckenwand 6 und ein Boden 7 vorgesehen, welche zusammen eine Muffel bilden, die frontseitig eine Beschickungsöffnung aufweisen. Durch die kann ein Lebensmittel 8 in den Garraum 2 eingebracht werden.
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Die frontseitige Beschickungsöffnung des Gargerätes wird während des Betriebes des Gargerätes mit HF-Energie durch eine Tür verschlossen, welche den Garraum nach außen nicht nur optisch abschließt, sondern auch den Austritt hochfrequenter Wechselfelder unterbindet.
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Das Gargerät 1 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel an der Deckenwand 6 ein erstes Feldelement 9, welches als Feldplatte ausgebildet ist. Darüber hinaus ist auch am Boden 7 eine weitere Feldplatte als zweites Feldelement 10 ausgebildet. In der gezeigten Ausführung sind die beiden Feldelemente ebene Platten, zwischen denen das elektromagnetische Feld der hochfrequenten elektromagnetischen Strahlung ausgebildet wird. Wie aus der Darstellung in 1 zu erkennen ist, ist das Lebensmittel 8 auf dem zweiten Feldelement 10 und somit auch am Boden 7 direkt aufgestellt bzw. darauf positioniert. Das Lebensmittel 8 ist somit in vertikaler Richtung (y-Richtung) zwischen den beiden Feldelement 9 und 10 positioniert und somit wird es unmittelbar der hochfrequenten Strahlung ausgesetzt.
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In dem Gargerät 1 werden zur Erwärmung des Lebensmittels 8 hochfrequente elektromagnetische Strahlen erzeugt, die Mikrowellenstrahlen mit einer Frequenz von ca. 2,45 GHz sein können. Insbesondere ist das Gargerät 1 jedoch auch zur Erzeugung von hochfrequenten elektromagnetischen Strahlen ausgebildet, die eine deutlich niedrigere Frequenz aufweisen, wobei diese hochfrequente Strahlung auch Frequenzen bis runter zu einigen 10 MHz aufweisen kann. Eine derartig niedrige hochfrequente Strahlung ist bei herkömmlichen Geräten zur Zubereitung von Lebensmitteln bisher ungeeignet, da es zur Funkenbildung kommen kann.
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Diese wird durch die Erfindung und die in 1 erläuterte vorteilhafte Ausführung des Gargeräts 1 dadurch vermieden, dass bei derartig niedrigen Strahlen, die im Kontext der vorliegenden Erfindung noch zum Hochfrequenzbereich gerechnet werden, der Bereich zwischen den Feldelementen 9 und 10, der durch gasförmige Atmosphäre 11 gefüllt ist, definiert und bedarfsgerecht verändert und aktiv beeinflusst wird.
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Im Hinblick auf das Volumen und den Ort dieser gasförmigen Atmosphäre wird dabei der Bereich zwischen den Feldelementen 9 und 10 betrachtet der nicht von dem Lebensmittel 8 ausgefüllt ist.
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Das Gargerät 1 ist darüber hinaus auch ausgebildet, eine Erwärmung des Lebensmittels 8 nicht nur durch hochfrequente elektrische Strahlung bzw. elektromagnetische Felder, wie sie durch die Frequenzangaben konkretisiert wurden, durchzuführen. Es kann auch eine Kombinationsfunktion aufweisen, bei der die Erwärmung durch Hochfrequenzstrahlung plus einer Grillfunktion oder durch Hochfrequenzstrahlung plus einer Umluftfunktion oder Hochfrequenzstrahlung plus einen Backofenbetrieb ermöglicht ist.
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Das Gargerät 1 umfasst darüber hinaus eine Steuereinheit 12, welche zur Steuerung von Betriebsabläufen des Gargeräts 1 ausgebildet ist. Die Steuereinheit 12 ist darüber hinaus auch zur Steuerung von Komponenten und Parametern ausgebildet, mittels welchen die gasförmige Atmosphäre 11 in einem ihrer physikalischen Parameter definiert veränderbar ist, wenn ein Zubereitungsvorgang durchgeführt wird oder gestartet ist. Insbesondere erfolgt diese Veränderung zumindest eines physikalischen Parameters dieser gasförmigen Atmosphäre 11 abhängig von der Frequenz der gerade verwendeten hochfrequenten Strahlung.
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Insbesondere wird als physikalischer Parameter die Temperatur und/oder der Druck und/oder die Luftfeuchtigkeit der gasförmigen Atmosphäre verändert. Für eine Veränderung der Luftfeuchtigkeit kann vorgesehen sein, dass das von dem Lebensmittel 8 verdampfte Wasser verwendet wird. Zusätzlich oder anstatt dafür kann auch vorgesehen sein, dass von extern eine derartige Zufuhr von Wasser, beispielsweise in Form von Dampf erfolgt. Dazu weist das Gargerät 1 vorzugsweise zumindest einen Behälter oder Tank 13 auf, aus dem das Wasser in den Garraum eingebracht wird. Dieser kann mit einer Düse 14 verbunden sein, über welche das Wasser zerstäubt oder in Dampfform in den Garraum 2 eingebracht wird und dadurch gezielt die gasförmige Atmosphäre 11 in diesem genannten Volumenbereich verändert wird. Vorzugsweise wird dabei die Luftfeuchtigkeit über 100% erhöht. Es kann vorgesehen sein, dass die Luftfeuchtigkeit derart erhöht wird, dass in der Atmosphäre 11 schwebende Wassertröpfchen gebildet werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass eine weitere Düse 15 ausgebildet ist, über welche Öl- und/oder Fettdämpfe von extern in den Garraum 2 eingebracht werden, wobei auch hier wieder die Dosierung und die Menge der Einbringung sowie der Zeitpunkt durch die Steuereinheit 12 gesteuert werden können. Dazu kann zusätzlich oder anstatt dem Tank 13 ein weiterer Tank, welcher nicht dargestellt ist, vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, dass zur Änderung des Fettgehalts der gasförmigen Atmosphäre 11 in dem spezifizierten Volumenbereich zwischen den Feldelementen 9 und 10 durch das beim Zubereiten des Lebensmittels 8 verdampfte Fett gezielt genutzt wird.
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Des Weiteren kann zusätzlich oder anstatt zu den bisher genannten physikalischen Parameter eine Änderung eines weiteren physikalischen Parameters, nämlich der Zusammensetzung der gasförmigen Atmosphäre erfolgen. In diesem Zusammenhang kann die Gaszusammensetzung verändert werden und vorzugsweise der Sauerstoffanteil verändert werden.
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Die Ausgestaltung gemäß der Darstellung in 1 ist dahingehend gebildet, dass durch die beiden Feldelemente 9 und 10 Kondensatorplatten ausgebildet sind, wobei durch das Lebensmittel 8 und die gasförmige Atmosphäre 11 ein Dielektrikum beziehungsweise ein dielektrisches Material gebildet ist.
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Sowohl die Position auch als die Anzahl der Düsen 14 und 15 und des Tanks 13 sind lediglich beispielhaft. Diese genannten Komponenten sind ganz allgemein zu Mitteln funktionell und komponententechnisch zuzuordnen, die die definierte Änderung zumindest eines physikalischen Parameters der gasförmigen Atmosphäre 11 ganz gezielt in dem Volumenbereich zwischen den Feldelementen 9 und 10 ermöglichen. Zu diesen Mitteln können auch nicht gezeigte dargestellte Sensoren summiert werden, die zur Erfassung der Werte dieser Parameter und anderer Informationen ausgebildet sind.
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In 2 ist eine schematische Seitenansicht der Ausführung in 1 dargestellt, wobei lediglich die plattenartigen Feldelemente 9 und 10 das Lebensmittel 8 und die gasförmige Atmosphäre 11 mit ihrem spezifizierten Volumenbereich dargestellt sind. In 2 ist somit im Wesentlichen der gebildete Kondensator dargestellt.
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In 3 ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Seitenansicht der auch bereits in 2 gezeigten und genannten Komponenten dargestellt. Im Unterschied zur Ausgestaltung in 2 ist bei dieser Ausführung vorgesehen, dass das Feldelement 9 aus einem flexibel verformbaren Material ausgebildet ist. Es ist zu erkennen, dass durch diese Verformung quasi ein Anliegen des oberen Feldelements 9 an die Oberfläche des Lebensmittels 8 gewährleistet ist oder zumindest ganz nah diesbezüglich herangebracht werden kann.
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In 4 ist eine weitere Ausführung gezeigt, bei der sowohl das obere Feldelement 9 als auch das untere Feldelement 10 flexibel verformbar sind, wobei durch die Pfeile F angedeutet ist, dass durch entsprechende Krafteinwirkung die Feldelemente 9 und 10 an das Lebensmittel 8 angedrückt werden.
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Durch die Erfindung und insbesondere die definierte gezielte Beeinflussung eines oder mehrerer physikalischer Parameter der definiert begrenzten gasförmigen Atmosphäre 11 kann nicht nur gezielt die Dielektrizitätskonstante des Materials zwischen den Feldelementen 9 und 10 verändert, insbesondere erhöht werden, sondern es können durch diese Variation auch weitere Vorteile in der Zubereitung von Lebensmitteln erzielt werden, besonders im Hinblick auf die ernährungstechnischen Eigenschaften. Dies gilt ganz besonders dann, wenn dem Wasser beziehungsweise den Fetten oder Ölen, welche in den Garraum 2 eingebracht werden können und dadurch eine gezielte Veränderung der gasförmigen Atmosphäre 11 erreicht werden kann, bestimmte Stoffe zugesetzt werden, welche als Gewürze oder Aromen dienen, so dass die Lebensmittel nach der Zubereitung schmackhafter sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gargerät
- 2
- Garraum
- 3
- Seitenwand
- 4
- Seitenwand
- 5
- Rückenwand
- 6
- Deckenwand
- 7
- Boden
- 8
- Lebensmittel
- 9
- Feldelement
- 10
- Feldelement
- 11
- Atmosphäre
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Tank
- 14
- Düsen
- 15
- Düsen
- F
- Pfeil
