DE102010055983A1 - Method for controlling a cooking process in a cooking appliance and cooking appliance - Google Patents

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Thomas Schreiner
Katrin Lauterbach
Simone Möller
Judith Kling
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Garverfahrens in einem Gargerät (10), bei dem ein spezifischer Wärmeeintrag in ein zu garendes Produkt bestimmt wird, dieser spezifische Wärmeeintrag über der Garzeit integriert wird und der Garprozess beendet wird, wenn dieses Wärmeflussintegral einen vorbestimmten Wert erreicht. Die Erfindung betrifft auch ein Gargerät (10) mit einem Garraum (12), einer Heizvorrichtung (18) und einer Steuerung (22), wobei die Steuerung (22) einen Integrierer (36) enthält, der einen spezifischen Wärmeeintrag in ein zu garendes Produkt über der Zeit integrieren kann, und eine Auswerteschaltung (38), die in Abhängigkeit von aufintegrierten Werten des spezifischen Wärmeeintrags den Garprozess steuern kann.The invention relates to a method for controlling a cooking method in a cooking device (10), in which a specific heat input into a product to be cooked is determined, this specific heat input is integrated over the cooking time, and the cooking process is ended when this heat flow integral reaches a predetermined value . The invention also relates to a cooking appliance (10) with a cooking chamber (12), a heating device (18) and a control (22), the control (22) containing an integrator (36) which makes a specific heat input into a product to be cooked can integrate over time, and an evaluation circuit (38) which can control the cooking process as a function of integrated values of the specific heat input.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Garverfahrens in einem Gargerät sowie ein Gargerät.The invention relates to a method for controlling a cooking process in a cooking appliance and a cooking appliance.

Bei vielen Garprozessen muss die Garzeit (oder die Gartemperatur) an die Beladung des Gerätes angepasst werden. Zu diesem Zweck ist im Stand der Technik bereits angedacht, durch Gewichtssensoren, optische Bilderkennung, etc. die Beladung des Garraums zu erfassen und in Abhängigkeit von der Beladung verschiedene Parameter zu verändern. Auf diese Weise soll bei einem jeweils ausgewählten Garprozess gewährleistet werden, dass unabhängig von der Beladung das zu garende Produkt am Ende des Garprozesses jeweils dieselbe Konsistenz hat. Ein Beispiel für ein solches Verfahren findet sich in der EP 2 098 788 A2 .For many cooking processes, the cooking time (or the cooking temperature) must be adapted to the load of the appliance. For this purpose, it is already contemplated in the prior art, by weight sensors, optical image recognition, etc. to detect the loading of the cooking chamber and to change various parameters depending on the load. In this way, it should be ensured in each selected cooking process that regardless of the load, the product to be cooked at the end of the cooking process has the same consistency. An example of such a method can be found in the EP 2 098 788 A2 ,

Es ist auch bekannt, dass durch die Auswertung der Temperatur der Garraumatmosphäre, nachdem die Tür des Gargeräts geschlossen wurde, Informationen über die Beladung des Garraums erhalten werden können. Beispielsweise fällt die Temperatur der Garraumatmosphäre, nachdem der Garraum vollständig mit einem tiefgekühlten Produkt beladen wurde, sehr viel stärker ab, als dies der Fall ist, wenn lediglich sehr wenige Produkte in den Garraum eingebracht wurden. Auch lässt sich in einem solchen Zustand mit geringer neuer Beladung die Garraumatmosphäre sehr viel schneller wieder auf die Solltemperatur aufheizen, als dies bei maximaler Beladung der Fall ist. In Abhängigkeit von dem erfassten Temperaturverlauf kann dann die Garzeit oder auch die Gartemperatur entsprechend angepasst werden, wobei die jeweils vorzunehmende Änderung vorab durch Versuche bestimmt werden muss. Die Änderung der Garparameter ist sowohl produkt- als auch prozessabhängig. Hinzu kommt eine Abhängigkeit vom jeweiligen. Gerätetyp. Es wären daher aufwendige Versuchsreihen nötig, um für alle Kombinationen von zu garenden Produkten, Garprozessen und unterschiedlichen Gerätetypen die jeweils geeigneten Änderungen der Prozessparameter zu bestimmen. Hinzu kommt, dass die Beladungserkennung auf der Basis des Temperaturverlaufs nur dann zuverlässig möglich ist, wenn eine Änderung der Beladung immer in derselben Weise erfolgt. Wenn allerdings unterschiedlich vorgeheizt wird, die Tür zum Beladen nur sehr kurz oder aber besonders lang geöffnet bleibt oder auch die Tür während eines Garprozesses geöffnet wird, um die Beladung dabei zu ändern, lässt sich der Beladungszustand nicht mehr zuverlässig erkennen, sodass der Garprozess nicht immer zum perfekten Ergebnis führt.It is also known that by evaluating the temperature of the cooking chamber, after the door of the cooking appliance has been closed, information about the loading of the cooking chamber can be obtained. For example, after the cooking chamber has been completely loaded with a frozen product, the temperature of the cooking chamber atmosphere drops much more than is the case when only very few products have been introduced into the cooking chamber. Also, in such a state with low new loading, the cooking chamber atmosphere can heat up much faster to the setpoint temperature than is the case at maximum load. Depending on the recorded temperature profile then the cooking time or the cooking temperature can be adjusted accordingly, the change to be made in each case must be determined in advance by experiments. The change of the cooking parameters is both product and process dependent. There is also a dependency on the respective one. Device type. It would therefore be costly test series necessary to determine the appropriate changes in the process parameters for all combinations of products to be cooked, Garprozessen and different types of equipment. In addition, the load detection on the basis of the temperature profile is only possible reliably if a change in the load always takes place in the same way. However, if it is preheated differently, the door is left open for loading only very briefly or for a particularly long time, or if the door is opened during a cooking process in order to change the load, the loading state can no longer be reliably detected so that the cooking process does not always take place leads to the perfect result.

Aus der EP 0 735 449 B1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Backofens gezeigt, welches das Problem der unterschiedlichen Beladungszustände dadurch löst, dass für eine Neubeladung des Backofens mit maximaler Auslastung ein Kalibrierprozess durchlaufen wird, bei dem der Temperaturverlauf aufgezeichnet wird, also der Temperaturverlauf, den die Heizvorrichtung auch bei maximaler Beladung gewährleisten kann. Im Betrieb wird dann bei jeder neuen Beladung exakt dieser Temperaturverlauf nachgefahren. Dies gewährleistet, dass die Soll-Temperatur über den ganzen Backprozess gewährleistet werden kann. Andererseits führt dies dazu, dass bei einer geringen Beladung des Backofens Backzeit „verschenkt” wird, da die Heizung des Backofens in einem solchen Fall unterhalb ihrer maximalen Leistung betrieben werden muss. Hinzu kommt, dass dieses Verfahren nur für ein bestimmtes Produkt geeignet ist und keinerlei Variationsmöglichkeiten vorgesehen sind, mit denen andere Garprozessparameter (beispielsweise die Kerntemperatur des zu garenden Produkts) berücksichtigt werden können.From the EP 0 735 449 B1 a method for operating a baking oven is shown, which solves the problem of different loading conditions in that for a reloading of the oven with maximum utilization, a calibration process is performed, in which the temperature profile is recorded, so the temperature profile, the heater even at maximum load can guarantee. In operation, exactly this temperature profile is then traced with each new load. This ensures that the target temperature can be ensured throughout the baking process. On the other hand, this leads to the fact that at a low loading of the oven baking time is "given away", since the heating of the oven must be operated in such a case below its maximum power. In addition, this method is only suitable for a particular product and no variation possibilities are provided with which other cooking process parameters (for example the core temperature of the product to be cooked) can be taken into account.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Garverfahren sowie ein Gargerät zu schaffen, mit dem ohne Lasterkennung in einfacher und zuverlässiger Weise unterschiedliche Garprozesse so an unterschiedliche Produkte angepasst werden können, das ein vorgegebener Zustand des Produkts am Ende des Garprozesses möglichst zuverlässig erreicht wird.The object of the invention is to provide a cooking method and a cooking appliance, with which different cooking processes can be adapted to different products without load detection in a simple and reliable way so that a predetermined state of the product is achieved as reliably as possible at the end of the cooking process.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Steuern eines Garverfahrens in einem Gargerät vorgesehen, bei dem ein spezifischer Wärmeeintrag in ein zu garendes Produkt bestimmt wird, dieser spezifische Wärmeeintrag über der Garzeit integriert wird und der Garprozess beendet wird, wenn dieses Wärmeflussintegral einen vorbestimmten Wert erreicht. Erfindungsgemäß ist auch ein Gargerät mit einem Garraum, einer Heizvorrichtung und einer Steuerung vorgesehen, wobei die Steuerung einen Integrierer enthält, der einen spezifischen Wärmeeintrag in ein zu garendes Produkt über der Zeit integrieren kann, und eine Auswerteschaltung, die in Abhängigkeit von aufintegrierten Werten des spezifischen Wärmeeintrags den Garprozess steuern kann.To achieve this object, a method for controlling a cooking process is provided in a cooking appliance, in which a specific heat input is determined in a product to be cooked, this specific heat input is integrated over the cooking time and the cooking process is terminated when this heat flux integral a predetermined value reached. According to the invention, there is also provided a cooking appliance having a cooking chamber, a heating device and a controller, wherein the controller includes an integrator which can integrate a specific heat input into a product to be cooked over time, and an evaluation circuit which is dependent on integrated values of the specific Heat input can control the cooking process.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, als maßgeblichen Parameter für die Steuerung des Garprozesses den spezifischen Wärmeeintrag in das zu garende Produkt zu bestimmen. „Spezifischer Wärmeeintrag” bedeutet dabei einen Wärmefluss pro Gargutoberfläche. Dadurch wird die Erkenntnis umgesetzt, dass letztlich der spezifische Wärmeeintrag der maßgebliche Parameter ist, mit dem alle Abweichungen des tatsächlichen Garprozesses vom vorher festgelegten theoretischen Garprozess quasi automatisch erfasst werden. Wenn beispielsweise die Tür des Gargeräts zum Beladen übermäßig lange geöffnet ist und dadurch die Temperatur der Garraumatmosphäre absinkt, führt dies zu einer Verringerung des spezifischen Wärmeeintrags in das zu garende Produkt. Dasselbe gilt für ein starkes Absinken der Temperatur im Garraum, nachdem dieser beispielsweise maximal mit tiefgekühlten Produkten beladen wurde: der spezifische Wärmeeintrag in das Produkt wird verringert. Auch Kondensationsvorgänge auf dem zu garenden Produkt oder unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Garraumatmosphäre im Garraum beeinflussen den spezifischen Wärmeeintrag in das Produkt. Anstatt nun, wie im Stand der Technik, die verschiedenen Einzelparameter zu erfassen bzw. vorherzusagen und dann ihre Auswirkung auf den Garprozess abzuschätzen, wird erfindungsgemäß lediglich auf den spezifischen Wärmeeintrag abgestellt, der für jeden einzelnen Garprozess aufintegriert wird. Sobald der Wert des auf diese Weise erhaltenen Wärmeflussintegrals einen für das jeweilige Produkt spezifisch vorab festgelegten Wert erreicht hat, wird davon ausgegangen, dass von der Garraumatmosphäre genügend Energie an das Produkt abgegeben wurde, und der Garprozess wird als abgeschlossen angesehen.The invention is based on the basic idea of determining the specific heat input into the product to be cooked as a decisive parameter for the control of the cooking process. "Specific heat input" means a heat flow per cooking surface. Thus, the realization is realized that ultimately the specific heat input is the relevant parameter with which all deviations of the actual cooking process from the previously defined theoretical cooking process are detected virtually automatically. If, for example, the door of the cooking appliance is opened for loading for an excessively long time and as a result the temperature of the cooking chamber atmosphere drops, this leads to a Reduction of the specific heat input into the product to be cooked. The same applies to a strong decrease in the temperature in the cooking chamber, after it has been loaded, for example maximally with frozen products: the specific heat input into the product is reduced. Also, condensation processes on the product to be cooked or different flow velocities of the cooking chamber atmosphere in the cooking chamber influence the specific heat input into the product. Instead of detecting and predicting the various individual parameters as in the prior art and then estimating their effect on the cooking process, according to the invention only the specific heat input is used, which is integrated for each individual cooking process. As soon as the value of the heat flux integral obtained in this way has reached a value specifically predetermined for the respective product, it is assumed that enough energy has been released from the cooking chamber atmosphere to the product, and the cooking process is regarded as completed.

Der spezifische Wärmeeintrag kann bestimmt werden aus dem Produkt aus einem angenommenen Wärmeübergangskoeffizienten α für den aktuellen Garprozess und einer treibenden Temperaturdifferenz. Mit dem angenommenen Wärmeübergangskoeffizienten α wird einerseits die Konsistenz des jeweils zu garenden Produkts und zum anderen der Einfluss der Garraumatmosphäre abgebildet, also Strömungsgeschwindigkeit der Garraumatmosphäre sowie Feuchte.The specific heat input can be determined from the product of an assumed heat transfer coefficient α for the current cooking process and a driving temperature difference. With the assumed heat transfer coefficient α, on the one hand, the consistency of the respective product to be cooked and, on the other hand, the influence of the cooking chamber atmosphere is represented, that is, the flow velocity of the cooking chamber atmosphere and moisture.

Als die treibende Temperaturdifferenz wird vorzugsweise die Differenz zwischen einer Garmediumstemperatur TM und einer Temperatur TO verwendet, welche die Oberflächentemperatur des zu garenden Produkts repräsentiert. Auf diese Weise wird einer der maßgeblichen Parameter für den spezifischen Wärmeeintrag in das zu garende Produkt berücksichtigt.As the driving temperature difference, it is preferable to use the difference between a cooking medium temperature T M and a temperature T O representing the surface temperature of the product to be cooked. In this way, one of the relevant parameters for the specific heat input into the product to be cooked is taken into account.

Dabei kann als Garmediumstemperatur TM die stromabwärts einer Heizvorrichtung gemessene Temperatur verwendet werden. Dies ermöglicht, einen üblicherweise am Ausgang der Heizvorrichtung vorgesehenen Temperatursensor zu verwenden.In this case, the temperature measured downstream of a heating device can be used as the cooking medium temperature T M. This makes it possible to use a temperature sensor usually provided at the outlet of the heater.

Um präzisere Werte für die Garmediumstemperatur zu erhalten, kann als Garmediumstemperatur TM die stromabwärts der Heizvorrichtung gemessene Temperatur abzüglich eines Verlustwertes verwendet werden. Mit diesem Ansatz wird berücksichtigt, dass die Temperatur des Garmediums im Garraum unterhalb der Temperatur liegt, die sie beim Verlassen der Heizvorrichtung hat.In order to obtain more precise values for the cooking medium temperature, the temperature measured downstream of the heating device minus a loss value can be used as the cooking medium temperature T M. This approach takes into account that the temperature of the cooking medium in the cooking chamber is below the temperature it has when leaving the heating device.

Als Verlustwert kann dabei die Hälfte einer Garraumabkühlung ΔTGR angesetzt werden, die wie folgt berechnet wird: ΔTGR = PHZ/(V·ρ(T)·cp, wobei PHZ die Heizleistung des Gargeräts, V der Volumenstrom durch die Heizvorrichtung, ρ(T) die Dichte des Garmediums im Garraum und cp die isobare spezifische Wärmekapazität des Garmediums ist. Es hat sich herausgestellt, dass mit dieser Garraumabkühlung ΔTGR recht präzise die Wärmeverluste abgebildet werden können, die in der Praxis auftreten.Half of a cooking space cooling ΔT GR can be used as the loss value, which is calculated as follows: ΔT GR = P HZ / (V ·ρ (T) * c p , where P HZ is the heating power of the cooking appliance, V is the volume flow through the heating device , ρ (T) is the density of the cooking medium in the cooking space and c p is the isobaric specific heat capacity of the cooking medium It has been found that with this cooking space cooling ΔT GR quite precisely the heat losses that occur in practice can be mapped.

Als Oberflächentemperatur TO kann die Siedetemperatur, die Taupunkttemperatur, ein Mittelwert zwischen der Siedetemperatur und der Taupunkttemperatur oder eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen einer Starttemperatur und der Siedetemperatur angenommen werden. Zum einen können die jeweiligen Werte in Abhängigkeit vom zu garenden Produkt geeignet angesetzt werden. Zum anderen hat sich herausgestellt, dass der genaue Wert der Oberflächentemperatur meistens unkritisch ist. Ein Fehler der angenommenen Oberflächentemperatur ist in erster Näherung beladungsunabhängig. Somit geht er zwar in den Wert für den spezifischen Energieeintrag ein, in erster Näherung aber nicht in eine relative Änderung der Garprozessparameter. Dies liegt daran, dass der Zielwert des für das spezifische Produkt zu erreichenden Wärmeflussintegrals vorab unter Berücksichtigung der (möglicherweise fehlerhaften) Oberflächentemperatur TO festgelegt wird. Dadurch unterscheidet sich zwar möglicherweise der tatsächliche Wärmefluss vom berechneten Wärmefluss. Dieser Fehler wird aber bei allen Berechnungen identisch „mitgeschleppt” und wirkt sich somit bei der Überwachung eines tatsächlichen Garprozesses relativ zum theoretischen Garprozess nicht (oder jedenfalls nicht merkbar) aus.As the surface temperature T O , the boiling temperature, the dew point temperature, an average value between the boiling temperature and the dew point temperature or an average surface temperature between a start temperature and the boiling temperature can be assumed. On the one hand, the respective values can be suitably used depending on the product to be cooked. On the other hand, it has been found that the exact value of the surface temperature is usually not critical. An error of the assumed surface temperature is, to a first approximation, load-independent. Thus, although it enters into the value for the specific energy input, in a first approximation it does not enter into a relative change of the cooking process parameters. This is because the target value of the heat flux integral to be achieved for the specific product is determined beforehand taking into consideration the (possibly erroneous) surface temperature T O. As a result, the actual heat flow may differ from the calculated heat flow. However, this error is "dragged along" identically in all calculations and thus does not (or at least not noticeably) affect the monitoring of an actual cooking process relative to the theoretical cooking process.

Zur Verbesserung der Prozessgenauigkeit kann vorgesehen sein, dass die angesetzte Oberflächentemperatur TO garzeitabhängig variiert wird. Dies ermöglicht, das Wärmeflussintegral besonders präzise zu messen. Die Oberflächentemperatur TO kann dabei vorab experimentell bestimmt und aufgezeichnet werden.To improve the process accuracy can be provided that the scheduled surface temperature T O is varied depending on cooking time. This makes it possible to measure the heat flux integral particularly precisely. The surface temperature T O can be determined experimentally and recorded beforehand.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Wärmeübergangskoeffizient als konstant angenommen wird. Es hat sich herausgestellt, dass auch mit dieser Vereinfachung noch recht gute Ergebnisse erzielt werden.According to one embodiment of the method, it is provided that the heat transfer coefficient is assumed to be constant. It has been found that even with this simplification quite good results are achieved.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Wärmeübergangskoeffizient in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Lüfters variiert wird. Auf diese Weise wird die Änderung des Wärmeübergangs, die aus einer Änderung der Strömungsgeschwindigkeit der Garmediumsatmosphäre resultiert, besser in der Berechnung abgebildet.Alternatively it can be provided that the heat transfer coefficient is varied as a function of the rotational speed of a fan. In this way, the change in the heat transfer resulting from a change in the flow velocity of the Garmediumsatmosphäre better represented in the calculation.

Grundsätzlich ist es möglich, den Wert des Wärmeflussintegrals, bei dem der Garprozess beendet wird, theoretisch zu ermitteln. Vorzugsweise wird dieser Wert aber vorab experimentell ermittelt. Auf diese Weise können die in der Praxis vorliegenden Unterschiede der Gargerätetypen untereinander und die tatsächlichen Verhältnisse während des Garprozesses besonders exakt berücksichtigt werden.Basically, it is possible to determine the value of the heat flux integral, in which the cooking process is terminated, theoretically determine. Preferably, however, this value is determined experimentally beforehand. In this way, the differences in cooking appliance types present in practice with one another and the actual conditions during the cooking process can be taken into account particularly precisely.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wert des Wärmeflussintegrals, bei dem der Garprozess beendet wird, in Abhängigkeit vom gewünschten Bräunungsgrad des zu garenden Produkts festgelegt wird. Dies ermöglicht dem Anwender, unterschiedliche Bräunungsgrade des zu garenden Produktes festzulegen, die dann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr präzise erreicht werden können.According to one embodiment of the invention, it is provided that the value of the heat flux integral at which the cooking process is terminated is determined as a function of the desired degree of browning of the product to be cooked. This allows the user to set different degrees of browning of the product to be cooked, which can then be achieved very precisely with the method according to the invention.

Gemäß einer Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, dass der Wert des Wärmeflussintegrals um einen vorbestimmten Wert verringert wird, sobald eine vorbestimmte Garzeit überschritten wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass das zu garende Produkt aufgrund einer übermäßig langen Garzeit austrocknet.According to one embodiment, it is provided that the value of the heat flow integral is reduced by a predetermined value as soon as a predetermined cooking time is exceeded. In this way it is prevented that the product to be cooked dries out due to an excessively long cooking time.

Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Soll-Verlauf des Wärmeflussintegrals vorgegeben wird und während des Garprozesses eine Abweichung zwischen dem aktuellen Sollwert des Wärmeflussintegrals und dem aktuellen Istwert bestimmt und in Abhängigkeit von der Abweichung der Wärmeeintrag ins Gargut korrigiert wird. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird also nicht lediglich der Garprozess verlängert, wenn der Energieeintrag in das zu garende Produkt langsamer verläuft als geplant, sondern es wird bereits während des Garprozesses versucht, den Energieeintrag zu steigern. Dies kann durch eine Erhöhung der Garmediumstemperatur und/oder durch eine Erhöhung der Lüfterdrehzahl erfolgen. In gleicher Weise kann umgekehrt der Energieeintrag während des Garprozesses verringert werden, wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt festgestellt wird, dass bereits mehr Energie in das zu garende Produkt eingetragen wurde als vorgesehen.According to one embodiment of the method according to the invention, it is provided that a desired course of the heat flow integral is predetermined and a deviation between the current desired value of the heat flux integral and the current actual value is determined during the cooking process and corrected as a function of the deviation of the heat input into the food. In this embodiment of the invention, therefore, not only the cooking process is prolonged when the energy input into the product to be cooked is slower than planned, but it is already trying during the cooking process to increase the energy input. This can be done by increasing the Garmediumstemperatur and / or by increasing the fan speed. In the same way, conversely, the energy input during the cooking process can be reduced if it is established at a certain time that more energy has already been introduced into the product to be cooked than intended.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der Korrektur des Wärmeeintrags ein Kerntemperaturintegral berücksichtigt wird, das auf der Basis der treibenden Temperaturdifferenz insbesondere zu Beginn des Garprozesses eine Prognose der Kerntemperatur des zu garenden Produkts ermöglicht. Diese Ausführungsform ermöglicht es, den Garprozess nicht nur im Hinblick auf die Bräunung des zu garenden Produkts zu optimieren, sondern gleichzeitig den Garprozess so zu steuern, dass am voraussichtlichen Ende des Garprozesses eine angestrebte Kerntemperatur im Produkt erreicht wird.According to a preferred embodiment it is provided that in the correction of the heat input, a core temperature integral is taken into account, which on the basis of the driving temperature difference, in particular at the beginning of the cooking process allows a forecast of the core temperature of the product to be cooked. This embodiment makes it possible to optimize the cooking process not only with regard to the browning of the product to be cooked, but at the same time to control the cooking process so that a desired core temperature is achieved in the product at the anticipated end of the cooking process.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass ein Soll-Verlauf der Kerntemperatur vorgegeben wird und während des Garprozesses eine Abweichung zwischen dem Soll-Verlauf der Kerntemperatur und dem Verlauf der Ist-Kerntemperatur überwacht wird. Dies ermöglicht, den Garprozess in Abhängigkeit von etwaigen Abweichungen zwischen dem Ist-Verlauf und dem Soll-Verlauf der Kerntemperatur anzupassen. Wenn beispielsweise die Kerntemperatur schneller steigt, als dies eigentlich erwartet wird, kann die Garmediumstemperatur erhöht werden, um schneller als ursprünglich geplant den gewünschten Bräunungsgrad zu erreichen (und dadurch den weiteren Anstieg der Kerntemperatur, der maßgeblich von der Garzeit und nur unwesentlich von der Garmediumstemperatur abhängt, zu begrenzen). Umgekehrt kann die Garmediumstemperatur verringert werden, wenn erkannt wird, dass die Kerntemperatur langsamer ansteigt als erwartet. Auf diese Weise steht mehr Zeit für die Wärmeübertragung in das Innere des zu garenden Produkts zur Verfügung, bevor die Oberfläche den gewünschten Bräunungsgrad erreicht hat.Preferably, it is provided that a desired course of the core temperature is specified and during the cooking process, a deviation between the desired course of the core temperature and the course of the actual core temperature is monitored. This makes it possible to adjust the cooking process as a function of any deviations between the actual course and the desired course of the core temperature. For example, if the core temperature rises faster than expected, the temperature of the cooking medium can be increased to achieve the desired level of browning faster than originally planned (and thus the further increase in core temperature, which is critically dependent on cooking time and insignificant temperature of the cooking medium , to limit). Conversely, the temperature of the cooking medium can be reduced if it is recognized that the core temperature is rising more slowly than expected. In this way, more time is available for heat transfer to the interior of the product to be cooked before the surface has reached the desired degree of browning.

Eine besonders präzise Überwachung der Kerntemperatur ist möglich, wenn ein Kerntemperaturfühler verwendet wird, mit dem die Ist-Kerntemperatur ermittelt wird, wobei dann die Ist-Kerntemperatur mit einer vorbestimmten Soll-Kerntemperatur verglichen und der Wärmeeintrag in Abhängigkeit von der Abweichung korrigiert wird. Die so erhaltenen Werte sind sehr viel präziser als diejenigen, die durch Berechnung erhalten werden.A particularly precise monitoring of the core temperature is possible if a core temperature probe is used, with which the actual core temperature is determined, in which case the actual core temperature is compared with a predetermined target core temperature and the heat input is corrected as a function of the deviation. The values thus obtained are much more precise than those obtained by calculation.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Feuchte des Garmediums bei der Ermittlung des Wärmeflussintegrals berücksichtigt wird. So kann beispielsweise bei einem Garprozess, der auf die Bräunung des zu garenden Produkts abgestimmt ist, durch eine Reduzierung der Feuchte im Garmedium die Oberflächentemperatur des Produkts abgesenkt werden. Dies führt zu einer erhöhten Energieaufnahme, sodass die Bräunung beschleunigt werden könnte. Auch bei Garprozessen, die im Wesentlichen auf eine zu erzielende Kerntemperatur abgestimmt sind, kann durch Änderung der Feuchte des Garmediums der Garprozess in der gewünschten Weise beeinflusst werden.According to one embodiment of the invention, it is provided that the moisture of the cooking medium is taken into account in the determination of the heat flux integral. For example, in a cooking process that is tuned to the browning of the product to be cooked, the surface temperature of the product can be lowered by reducing the moisture in the cooking medium. This leads to an increased energy intake, so that the tanning could be accelerated. Even in cooking processes, which are tuned substantially to a core temperature to be achieved, the cooking process can be influenced in the desired manner by changing the humidity of the cooking medium.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:The invention will be described below with reference to various embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In these show:

1 schematisch ein erfindungsgemäßes Gargerät; 1 schematically a cooking appliance according to the invention;

2 den Verlauf des Wärmeflussintegrals bei verschiedenen Garprozessen mit unterschiedlicher Beladung; und 2 the course of the heat flux integral in different cooking processes with different loading; and

3 schematisch den Verlauf des Wärmeflussintegrals und der Kerntemperatur bei verschiedenen Garprozessen bei unterschiedlichen Beladungen. 3 schematically the course of the heat flux integral and the core temperature in different cooking processes at different loads.

In 1 ist schematisch ein Gargerät 10 gezeigt, das für den Profi-Einsatz in der Großgastronomie, in Restaurants, Kantinen, etc. vorgesehen ist. Es enthält einen Garraum 12, der von außen durch Öffnen einer Tür 14 zugänglich ist. Im Garraum kann hier schematisch angedeutet das Garraumzubehör 16 angeordnet sein, beispielsweise Backbleche, Grillplatten, Backformen oder Roste, auf denen sich zu garende Produkte befinden.In 1 is schematically a cooking appliance 10 shown, which is intended for professional use in large catering, in restaurants, canteens, etc. It contains a cooking space 12 coming from the outside by opening a door 14 is accessible. In the cooking chamber can be schematically indicated the cooking chamber accessories 16 be arranged, for example, baking sheets, grill plates, baking molds or grates on which are to be cooked products.

Zur Erzeugung einer gewünschten Garraumatmosphäre sind eine Heizvorrichtung 18 und ein Lüfterrad 20 vorgesehen, mit denen die im Garraum 12 vorhandene Atmosphäre (auch als Garmedium bezeichnet) erwärmt und umgewälzt werden kann. In die Heizvorrichtung 18 kann dabei auch ein Dampfmodul integriert sein, um die Feuchte des Garmediums auf einen vorgegebenen Wert zu bringen.To generate a desired cooking chamber atmosphere are a heater 18 and a fan 20 provided with those in the cooking chamber 12 existing atmosphere (also called Garmedium) can be heated and circulated. In the heater 18 can also be integrated a steam module to bring the humidity of the cooking medium to a predetermined value.

Weitere Bauteile wie eine Entlüftung des Garraums 12 zur Außenatmosphäre, ein Ablöschkasten, etc. sind zur besseren Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt.Other components such as a vent of the cooking chamber 12 to the outside atmosphere, a light box, etc. are not shown here for clarity.

Das Gargerät 10 enthält auch eine Steuerung 22, die unter anderem Signale von einem Temperatursensor 24 empfängt, der hier unmittelbar stromabwärts der Heizvorrichtung 18 angeordnet ist, sowie einem Feuchtesensor 26, der hier im Inneren des Garraums 12 angeordnet ist. Von der Steuerung 22 werden unter anderem die Heizvorrichtung 18 und ein Antriebsmotor 28 des Lüfterrades 20 angesteuert. Weiterhin ist eine Bedieneinheit 30 vorgesehen, die ein Eingabefenster 32 und ein Ausgabefenster 34 enthält. Mit dem Eingabefenster kann insbesondere ein bestimmter Garprozess vorgewählt werden, beispielsweise das zu garende Produkt und die gewünschte Bräunungsstufe, und mit dem Ausgabefenster kann dem Anwender beispielsweise die Restlaufzeit des aktuellen Garprozesses angezeigt werden oder der Hinweis gegeben werden, in welcher der verschiedenen Einschubebenen im Garraum sich die Produkte befinden, deren Garprozess aktuell abgeschlossen ist. Das Eingabefenster und das Ausgabefenster können auch zu einer Multifunktionseinheit zusammengefasst sein. Zusätzlich kann die Bedieneinheit 30 so ausgestaltet sein, dass sie akustische Signale abgibt, beispielsweise einen Hinweiston als Eingabebestätigung oder einen Signalton bei Erreichen des Endes eines Garprozesses.The cooking appliance 10 also includes a controller 22 which inter alia signals from a temperature sensor 24 which is immediately downstream of the heater 18 is arranged, and a humidity sensor 26 that's inside the cooking chamber 12 is arranged. From the controller 22 Among other things, the heater 18 and a drive motor 28 of the fan wheel 20 driven. Furthermore, an operating unit 30 provided an input window 32 and an output window 34 contains. In particular, a certain cooking process can be preselected with the input window, for example the product to be cooked and the desired browning level, and the output window can be used to display the remaining cooking time of the current cooking process to the user or to indicate in which of the various shelf levels in the cooking space the products are currently being cooked. The input window and the output window can also be combined to form a multifunctional unit. In addition, the control unit 30 be configured so that it emits acoustic signals, such as a clue as an input confirmation or a beep when reaching the end of a cooking process.

Die Steuerung 22 enthält unter anderem einen Integrierer 36, mit dem der spezifische Wärmeeintrag in ein im Garraum 12 zu garendes Produkt über die Garzeit integriert werden kann, sowie eine Auswerteschaltung 38, die in Abhängigkeit von den aufintegrierten Werten, die der Integrierer 36 liefert, verschiedene Parameter des Garprozesses steuern kann.The control 22 contains inter alia an integrator 36 , with which the specific heat input into a cooking chamber 12 to be cooked product can be integrated over the cooking time, as well as an evaluation circuit 38 depending on the integrated values that the integrator 36 supplies, can control various parameters of the cooking process.

Der Integrierer 36 integriert während eines Garprozesses den spezifischen, Wärmeeintrag in das zu garende Produkt über der Garzeit. „Spezifischer Wärmeeintrag” ist dabei die je Flächeneinheit der Oberfläche des zu garenden Produkts aufgenommene Energiemenge pro Zeiteinheit. Hierbei berücksichtigt der Integrierer einen Wärmeübergangskoeffizienten α, der für verschiedene, vordefinierte Garprozesse. (also für jedes Produkt und die unterschiedlichen Garzustände der Produkte) hinterlegt ist. Der angenommene Wärmeübergangskoeffizient α wird zusätzlich in Abhängigkeit von anderen Parametern modifiziert, insbesondere von der Drehzahl des Lüfterrades 20. Hinsichtlich der Abhängigkeit des Wärmeübergangskoeffizienten α von der Drehzahl des Lüfterrades 20 kann davon ausgegangen werden, dass die Luftgeschwindigkeit proportional zur Lüfterdrehzahl ist. Ausgehend hiervon kann mit Näherungsformeln der jeweils anzusetzende Wärmeübergangskoeffizient abgeschätzt werden.The integrator 36 integrated during a cooking process, the specific, heat input into the product to be cooked over the cooking time. "Specific heat input" is the per unit area of the surface of the product to be cooked absorbed amount of energy per unit of time. In this case, the integrator takes into account a heat transfer coefficient α, which is suitable for various, predefined cooking processes. (ie for each product and the different cooking states of the products) is deposited. The assumed heat transfer coefficient α is additionally modified in dependence on other parameters, in particular on the rotational speed of the fan wheel 20 , With regard to the dependence of the heat transfer coefficient α on the speed of the fan wheel 20 It can be assumed that the air speed is proportional to the fan speed. Proceeding from this, the heat transfer coefficient to be applied in each case can be estimated using approximate formulas.

Weiterhin berücksichtigt der Integrierer eine treibende Temperaturdifferenz, die allgemein angenommen werden kann als die Differenz zwischen einer Temperatur TM des Garmediums und einer Temperatur TO an der Oberfläche des zu garenden Produkts. Die Temperatur des Garmediums kann relativ zuverlässig erfasst werden. In erster Näherung kann hierfür der vom Temperatursensor 24 erfasste Wert angesetzt werden. Präzisere Werte ergeben sich, wenn zusätzlich die Abkühlung des Garmediums im Garraum 12 berücksichtigt wird, die auf der Basis der Leistung bestimmt werden kann, die von der Heizvorrichtung 18 bereitgestellt werden muss, um die Temperatur im Garraum konstant zu halten. Besonders bevorzugt wird, wenn als Temperatur der Garatmosphäre der Mittelwert zwischen der Temperatur „vor” dem Garraum und „hinter” dem Garraum angesetzt wird, so dass ein Mittelwert für die Garmediumstemperatur erhalten wird.Furthermore, the integrator takes into account a driving temperature difference, which can generally be assumed as the difference between a temperature T M of the cooking medium and a temperature T O at the surface of the product to be cooked. The temperature of the cooking medium can be detected relatively reliably. As a first approximation, this can be done by the temperature sensor 24 recognized value. More precise values result if, in addition, the cooling of the cooking medium in the cooking chamber 12 which can be determined on the basis of the power supplied by the heater 18 must be provided to keep the temperature in the oven constant. It is particularly preferred if the average temperature between the temperature "before" the cooking chamber and "behind" the cooking space is set as the temperature of the cooking atmosphere, so that an average value for the cooking medium temperature is obtained.

Die Oberflächentemperatur TO des zu garenden Produkts kann theoretisch durch einen geeigneten Sensor, beispielsweise einen Infrarotsensor, unmittelbar erfasst und dem Integrierer bereitgestellt werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass hier vereinfachende Annahmen getroffen werden können, ohne dass dadurch das Ergebnis des Garprozesses wesentlich beeinflusst wird. So hat es sich beispielsweise als ausreichend herausgestellt, eine konstante Oberflächentemperatur anzusetzen, die zwischen der Starttemperatur und der Siedetemperatur liegt. Bei etwas aufwendigeren Steuerverfahren kann vorab experimentell für das jeweils zu garende Produkt der Verlauf der Oberflächentemperatur erfasst und als Kurve hinterlegt werden. Der Integrierer verwendet dann zu jedem Zeitpunkt des Garprozesses den Wert für die Oberflächentemperatur, der vorab für den jeweiligen Zeitpunkt gemessen wurde.The surface temperature T O of the product to be cooked can theoretically be detected directly by a suitable sensor, for example an infrared sensor, and made available to the integrator. However, it has been found that simplifying assumptions can be made without significantly affecting the outcome of the cooking process. For example, it has proven to be sufficient to set a constant surface temperature that is between the start temperature and the boiling point. In the case of a somewhat more complex control method, the course of the surface temperature can be recorded in advance experimentally for the product to be cooked in each case, and be deposited as a curve. The integrator then uses the value for the surface temperature, which was measured in advance for the respective time, at each time of the cooking process.

Ergänzend kann das Signal des Feuchtesensors 26 berücksichtigt werden, da die Feuchte der Garraumatmosphäre Auswirkungen auf die Oberflächentemperatur TO des zu garenden Produkts hat.In addition, the signal of the humidity sensor 26 be taken into account, since the humidity of the cooking chamber atmosphere has effects on the surface temperature T O of the product to be cooked.

In der Auswerteschaltung 38 ist für jeden Garprozess, den das Gargerät 10 fahren kann, ein Wert für den aufintegrierten spezifischen Wärmeeintrag über der Garzeit (nachfolgend bezeichnet als „Wärmeflussintegral”) hinterlegt, der mit dem Ende des jeweiligen Garprozesses gleichgesetzt wird. Dieser Wert kann für jedes zu garende Produkt mit unterschiedlichen Beladungen des Garraums 12, für die unterschiedlichen Eigenschaften des fertigen Produkts (beispielsweise Bräunung an der Oberfläche oder Kerntemperatur) und für die unterschiedlichen Gerätetypen experimentell ermittelt werden. In der Praxis dürfte es ausreichend sein, diese Versuche nur für bestimmte Beladungen und Produkte durchzuführen und dann durch Interpolation oder Extrapolation den Wert des Wärmeflussintegrals für die Garprozesse festzulegen, die nicht experimentell abgefahren wurden.In the evaluation circuit 38 is for every cooking process, the cooking appliance 10 a value for the integrated specific heat input over the cooking time (hereinafter referred to as "heat flow integral") deposited, which is equated with the end of each cooking process. This value can be used for each product to be cooked with different loads of cooking space 12 , are experimentally determined for the different properties of the finished product (for example, browning at the surface or core temperature) and for the different types of devices. In practice, it may be sufficient to carry out these tests only for certain loads and products and then determine by interpolation or extrapolation the value of the heat flux integral for the cooking processes, which were not experimentally run.

In 2 sind für einen beispielhaften Garprozess, der maßgeblich auf den gewünschten Bräunungsgrad abstellt (hier das Aufbacken von Semmeln), die unterschiedlichen Werte des Wärmeflussintegrals aufgetragen, die für unterschiedliche Bräunungsgrade vorab experimentell ermittelt wurden. Für den Bräunungsgrad „hell” ist ein Wert von 35 gewählt, für den Bräunungsgrad „mittel” ist ein Wert von 70 gewählt, und für den Bräunungsgrad „dunkel” ist ein Wert von 100 gewählt. In diesem Diagramm ist auch der Wert des Wärmeflussintegrals über der Garzeit für unterschiedliche Beschickungen aufgetragen. Die Linie d1 repräsentiert dabei den Verlauf des Wärmeflussintegrals in einem Garprozess für ein Blech mit Semmeln, die den Bräunungsgrad „dunkel” erhalten sollen. Die Linie d3 repräsentiert den Verlauf des Wärmeflussintegrals bei der Beschickung mit drei Blechen, und die Linie d6 repräsentiert den Verlauf bei einer Beschickung mit sechs Blechen. Entsprechendes gilt für die Linien, die dem Garprozess für den Bräunungsgrad „mittel” und für den Bräunungsgrad „hell” zugeordnet sind.In 2 are for an exemplary cooking process, which depends significantly on the desired degree of browning (here the baking of rolls), the different values of the heat flux integral applied, which were previously determined experimentally for different degrees of browning. For the degree of browning "light" a value of 35 is selected, for the degree of browning "medium" a value of 70 is selected, and for the degree of browning "dark" a value of 100 is selected. In this diagram, the value of the heat flux integral over the cooking time for different feeds is also plotted. The line d1 represents the course of the heat flux integral in a cooking process for a sheet with rolls, which should receive the degree of browning "dark". The line d3 represents the course of the heat flux integral in the three-sheet feed, and the line d6 represents the course of a six-sheet feed. The same applies to the lines which are assigned to the cooking process for the degree of browning "medium" and for the degree of browning "light".

Der jeweilige Garprozess ist abgeschlossen, wenn der Wert des Wärmeflussintegrals die vorgegebene Schwelle erreicht. Beispielsweise ist der Garprozess bei der Beschickung mit sechs Blechen mit Semmeln, die den Bräunungsgrad „hell” erhalten sollen, nach rund 1.000 Sekunden abgeschlossen. Die Garprozesse bei der Beschickung mit drei Blechen oder nur einem Blech enden etwas früher.The respective cooking process is completed when the value of the heat flow integral reaches the predetermined threshold. For example, the cooking process is complete after about 1,000 seconds when feeding six sheets of cakes that are to be "light" brown. The cooking processes when feeding with three sheets or only one sheet end a little earlier.

Zu erkennen ist auch, dass die Prozessdauer kaum vom jeweiligen Bräunungsgrad abhängt, jedoch merklich von der Beschickung abhängt. Beispielsweise endet der Garprozess mit dem Bräunungsgrad „dunkel” bei der Beschickung mit sechs Blechen etwa zu derselben Zeit, zu der auch der Garprozess mit dem Bräunungsgrad „mittel” bei der Beschickung mit ebenfalls sechs Blechen endet. Dies ist vereinfacht ausgedrückt darauf zurückzuführen, dass unabhängig vom gewünschten Bräunungsgrad etwa dieselbe Energiemenge zugeführt werden muss, um im Inneren der Semmel denselben, vollständig aufgebackenen Zustand zu erreichen. Der unterschiedliche Bräunungsgrad wird dabei durch unterschiedliche Temperaturen während des Garprozesses erhalten; für den Bräunungsgrad „dunkel” wird (mindestens über einen bestimmten Abschnitt des Garprozesses) eine höhere Garmediumstemperatur verwendet. Diese höhere Temperatur hat jedoch keinen Einfluss auf den Zeitpunkt, zu dem das Innere der Semmeln durchgebacken ist, da die Wärmeleitung innerhalb der Semmel durch die Siedetemperatur der im Teig enthaltenen Flüssigkeit begrenzt ist.It can also be seen that the duration of the process hardly depends on the degree of browning, but depends considerably on the feed. For example, the cooking process ends with the degree of browning "dark" at the loading of six sheets at about the same time, to which the cooking process ends with the degree of browning "medium" in the feed with six sheets. In simple terms, this is due to the fact that, regardless of the desired degree of browning, approximately the same amount of energy must be supplied in order to achieve the same, fully baked state inside the bread roll. The different degree of browning is obtained by different temperatures during the cooking process; for browning degree "dark", a higher cooking medium temperature is used (at least over a certain portion of the cooking process). However, this higher temperature has no influence on the time at which the interior of the rolls is baked through, since the heat conduction within the roll is limited by the boiling temperature of the liquid contained in the dough.

3 bezieht sich auf einen Garprozess, der als Führungsgröße eine gewünschte Kerntemperatur des Produkts nutzt, wie dies häufig beim Garen von Fleisch der Fall ist. Aufgetragen sind in 3 der Verlauf des Wertes des Wärmeflussintegrals über der Zeit sowie der d Verlauf der Kerntemperatur über der Zeit. Die Kurve KT1 bezeichnet dabei den Verlauf der Kerntemperatur bei der Beladung mit einem Blech, während der Verlauf der Kerntemperatur bei der Beladung mit drei Blechen mit KT3 und bei der Beladung mit sechs Blechen mit KT6 bezeichnet ist. Entsprechend sind die Kurven für die Werte des Wärmeflussintegrals mit WI1, WI3 und WI6 bezeichnet. 3 refers to a cooking process that uses a desired core temperature of the product as a guide, as is often the case when cooking meat. Placed in 3 the course of the value of the heat flux integral over time and the course of the core temperature over time. The curve KT1 indicates the course of the core temperature during loading with a sheet, while the course of the core temperature in the loading of three sheets with KT3 and in the loading of six sheets with KT6 is called. Similarly, the curves for the heat flux integral values are labeled WI1, WI3 and WI6.

Vergleicht man den Beladungszustand mit nur einem Blech mit dem Beladungszustand mit drei Blechen, ist zu erkennen, dass bei einer Beladung mit drei Blechen die Kerntemperatur etwas langsamer ansteigt als bei der Beladung mit nur einem Blech. Dies ist die Folge der erhöhten Wärmeabnahme im Garraum und der daraus resultierenden Abkühlung der Garraumatmosphäre. Aufgrund der niedrigeren Temperatur der Garraumatmosphäre steigt auch der Wert für das Wärmeflussintegral bei einem Beladungszustand mit drei Blechen langsamer an als bei einem Beladungszustand mit nur einem Blech. Dementsprechend wird der hier angesetzte Wert von 80 für das Garprozessende bei der Beladung mit drei Blechen später erreicht als bei der Beladung mit nur einem Blech. Es ist zu erkennen, dass dennoch der Garprozess so geführt wird, dass dieselbe Kerntemperatur von 80°C erreicht wird.If one compares the loading state with only one plate with the loading state with three plates, it can be seen that with a loading with three plates the core temperature rises somewhat slower than with the loading with only one plate. This is the result of the increased heat loss in the cooking chamber and the resulting cooling of the cooking chamber atmosphere. Due to the lower temperature of the cooking chamber, the value for the heat flux integral increases more slowly in a loading state with three sheets than in a loading state with only one sheet. Accordingly, the value set here of 80 for the end of the cooking process when loading with three sheets is achieved later than in the case of loading with only one sheet. It can be seen, however, that the cooking process is nevertheless carried out in such a way that the same core temperature of 80 ° C. is reached.

Bei einigen Beladungszuständen des Garraums kann der Fall eintreten, dass die zu garenden Produkte mehr Wärme abnehmen, als von der Heizvorrichtung bereitgestellt werden kann. Dies führt dazu, dass der Garvorgang länger dauern muss, weil die Garraumatmosphäre (zumindest über einen Teil des Garprozesses) nicht auf die Soll-Temperatur gebracht werden kann. In diesen Fällen entstehen Zielkonflikte, die je nach Produkt unterschiedlich sein können und es erfordern, unterschiedliche Kompromisse einzugehen. Es kann beispielsweise das Problem auftreten, dass eine gewünschte Bräunung erhalten werden soll, ohne dass die Kerntemperatur einen bestimmten Wert überschreitet. Ein Beispiel hierfür ist Roastbeef; hier würde die Priorität auf die Kerntemperatur gelegt, während Abstriche bei der gewünschten Bräunung gemacht werden müssen. Ein anderes Problem kann darin bestehen, dass es, bis die eigentlich gewünschte Kerntemperatur erhalten wird, so lange dauert, dass das Risiko des Austrocknens des Produkts besteht. Wenn es sich um ein Produkt handelt, dass hinsichtlich der zu erreichenden Kerntemperatur nicht kritisch ist, wird der Garprozess vorzeitig beendet, um das Austrocknen zu verhindern.In some loading conditions of the cooking chamber, it may be the case that the products to be cooked take up more heat than from the Heating device can be provided. This means that the cooking process has to last longer, because the cooking chamber atmosphere (at least over part of the cooking process) can not be brought to the desired temperature. In these cases, conflicts of interest arise that may vary by product and require different compromises. For example, there may be a problem that a desired browning should be obtained without the core temperature exceeding a certain value. An example of this is roast beef; Here priority would be placed on the core temperature, while compromising on the desired browning must be made. Another problem may be that until the actual desired core temperature is obtained, it will take so long that there is a risk of the product drying out. If it is a product that is not critical with regard to the core temperature to be achieved, the cooking process is prematurely terminated to prevent it from drying out.

Eine Beispiel, wie solche Fälle berücksichtigt werden können, ergibt sich aus 3. Dort ist zu erkennen, dass der Wert für das Wärmeflussintegral, der den Abschluss des Garprozesses darstellt, in Abhängigkeit von der Dauer des Garprozesses definiert ist. Sobald der Garprozess eine Dauer von 600 Sekunden erreicht hat, sinkt der Integralwert ab. Bei einer Dauer des Garprozesses von 700 Sekunden ist der Wert gegenüber dem Ausgangswert von 80 nun auf einen Wert von 50 abgesunken. Dies gewährleistet, dass bei Garprozessen, die länger als ein vorgegebener Wert dauern, ein Kompromiss zwischen der erreichten Kerntemperatur und in diesem Fall der Bräunung des Produkts erhalten wird. Im dargestellten Beispiel einer Beladung mit sechs Blechen ist zu erkennen, dass der Garprozess bereits dann beendet wird, wenn das Wärmeflussintegral einen Wert von 60 erreicht hat. Dies bedeutet, dass der Garprozess zu einem Zeitpunkt beendet wird, zu dem dem zu garenden Produkt noch nicht so viel Energie zugeführt wurde wie eigentlich vorgesehen, jedoch noch rechtzeitig, bevor die Kerntemperatur übermäßig hohe Werte erreicht hat und das zu garende Produkt ausgetrocknet ist.An example of how such cases can be taken into account follows 3 , There it can be seen that the value for the heat flux integral, which represents the completion of the cooking process, is defined as a function of the duration of the cooking process. As soon as the cooking process has reached a duration of 600 seconds, the integral value decreases. With a duration of the cooking process of 700 seconds, the value has now fallen from 80 to a value of 50 compared to the initial value. This ensures that in cooking processes that last longer than a predetermined value, a compromise between the achieved core temperature and in this case the browning of the product is obtained. In the illustrated example of a loading with six sheets, it can be seen that the cooking process is already ended when the heat flux integral has reached a value of 60. This means that the cooking process is ended at a time when the product to be cooked has not yet been supplied with as much energy as originally planned, but still in good time before the core temperature has reached excessively high levels and the product to be cooked has dried out.

Die in 3 aufgetragenen Werte für die Kerntemperatur können entweder durch einen Kerntemperaturfühler unmittelbar erfasst werden oder auf Annahmen basieren, die garzeitabhängig den Verlauf der Kerntemperatur abschätzen. Auf diese Weise können insbesondere beladungsbedingt Temperaturunterschiede in der Anfangsphase eines Garprozesses kompensiert werden. Der maximale Wert für die Oberflächentemperatur TO liegt dabei knapp unterhalb der Siedetemperatur.In the 3 applied values for the core temperature can either be detected directly by a core temperature sensor or based on assumptions that estimate the course of the core temperature depending on the cooking time. In this way, in particular, loading-related temperature differences in the initial phase of a cooking process can be compensated. The maximum value for the surface temperature T O is just below the boiling temperature.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es einfacher zu verwirklichen ist als eine Lasterkennung. Hinzu kommt, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu einem geringeren Aufwand an Versuchen bei der Prozessentwicklung führt, da die passende Verlängerung der Garzeit sich von selbst ergibt und nicht durch Versuche mit unterschiedlicher Beladung im Einzelfall werden muss. Außerdem werden Geräteunterschiede kompensiert. Ein weiterer Vorteil ist, dass auch unterschiedliche Ausgangsbedingungen wie falsch eingestellte Gasbrenner oder ausgefallende Heizregister in die Garzeitverlängerung eingehen. Auch werden Änderungen der Lüfterdrehzahl oder unterschiedlich häufiges Reversieren berücksichtigt. Schließlich ist vorteilhaft, dass die Bräunung des zu garenden Produkts und die Kerntemperatur aufeinander abgestimmt werden können.The particular advantage of the method according to the invention is that it is easier to implement than a load detection. In addition, the inventive method leads to a lower cost of experiments in the process development, since the appropriate extension of the cooking time is self-evident and does not have to be by experiments with different loading in each case. In addition, device differences are compensated. Another advantage is that even different starting conditions such as incorrectly set gas burners or failed heating coils are included in the cooking time extension. Also, changes in the fan speed or different frequent reversing are taken into account. Finally, it is advantageous that the tanning of the product to be cooked and the core temperature can be coordinated.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2098788 A2 [0002] EP 2098788 A2 [0002]
  • EP 0735449 B1 [0004] EP 0735449 B1 [0004]

Claims (23)

Verfahren zum Steuern eines Garverfahrens in einem Gargerät (10), bei dem ein spezifischer Wärmeeintrag in ein zu garendes Produkt bestimmt wird, dieser spezifische Wärmeeintrag über der Garzeit integriert wird und der Garprozess beendet wird, wenn dieses Wärmeflussintegral einen vorbestimmten Wert erreicht.Method for controlling a cooking process in a cooking appliance ( 10 ), in which a specific heat input is determined in a product to be cooked, this specific heat input over the cooking time is integrated and the cooking process is terminated when this heat flux integral reaches a predetermined value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der spezifische Wärmeeintrag bestimmt wird aus dem Produkt aus einem angenommenen Wärmeübergangskoeffizienten α für den aktuellen Garprozess und einer treibenden Temperaturdifferenz.A method according to claim 1, characterized in that the specific heat input is determined from the product of an assumed heat transfer coefficient α for the current cooking process and a driving temperature difference. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die treibende Temperaturdifferenz die Differenz zwischen einer Garmediumstemperatur TM und einer Temperatur TO ist, welche die Oberflächentemperatur des zu garenden Produkts repräsentiert.A method according to claim 2, characterized in that the driving temperature difference is the difference between a Garmediumstemperatur T M and a temperature T O , which represents the surface temperature of the product to be cooked. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Garmediumstemperatur TM die stromabwärts einer Heizvorrichtung gemessene Temperatur verwendet wird.A method according to claim 3, characterized in that as the cooking medium temperature T M, the temperature measured downstream of a heating device is used. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Garmediumstemperatur TM die stromabwärts einer Heizvorrichtung gemessene Temperatur abzüglich eines Verlustwertes verwendet wird.A method according to claim 3, characterized in that as Garmediumstemperatur T M, the temperature measured downstream of a heater minus a loss value is used. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Verlustwert die Hälfte einer Garraumabkühlung ΔTGR angesetzt wird, die wie folgt berechnet wird: ΔTGR = PHZ/(V·ρ(T)·cp. wobei PHZ die Heizleistung des Gargeräts ist, V der Volumenstrom durch die Heizvorrichtung, ρ(T) die Dichte des Garmediums im Garraum ist, und cp die isobare spezifische Wärmekapazität des Garmediums ist.A method according to claim 5, characterized in that as a loss value half of a cooking space cooling .DELTA.T GR is set, which is calculated as follows: ΔT GR = P HZ / (V · ρ (T) · c p . where P HZ is the heating power of the cooking appliance, V is the volume flow through the heating device, ρ (T) is the density of the cooking medium in the cooking chamber, and c p is the isobaric specific heat capacity of the cooking medium. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Oberflächentemperatur TO die Siedetemperatur, die Taupunkttemperatur, ein Mittelwert zwischen der Siedetemperatur und der Taupunkttemperatur oder eine mittlere Oberflächentemperatur zwischen einer Starttemperatur und der Siedetemperatur angenommen wird.Method according to one of claims 3 to 6, characterized in that is assumed as the surface temperature T o the boiling point, the dew point temperature, an average value between the boiling temperature and the dew point temperature or an average surface temperature between a start temperature and the boiling temperature. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die angesetzte Oberflächentemperatur TO garzeitabhängig variiert wird.A method according to claim 7, characterized in that the applied surface temperature T O is varied depending on cooking time. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur TO vorab experimentell bestimmt wirdMethod according to one of claims 3 to 6, characterized in that the surface temperature T O is previously determined experimentally Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübergangskoeffizient als konstant angenommen wird.Method according to one of claims 2 to 9, characterized in that the heat transfer coefficient is assumed to be constant. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübergangskoeffizient in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Lüfters variiert wird.Method according to one of claims 2 to 9, characterized in that the heat transfer coefficient is varied as a function of the rotational speed of a fan. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Wärmeflussintegrals, bei dem der Garprozess beendet wird, vorab experimentell ermittelt wurde.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the value of the heat flux integral, at which the cooking process is terminated, has been previously determined experimentally. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Wärmeflussintegrals, bei dem der Garprozess beendet wird, in Abhängigkeit vom gewünschten Bräunungsgrad des zu garenden Produkts festgelegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the value of the heat flux integral at which the cooking process is terminated, is determined depending on the desired degree of browning of the product to be cooked. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Wärmeflussintegrals um einen vorbestimmten Wert verringert wird, sobald eine vorbestimmte Garzeit überschritten wird.A method according to claim 13, characterized in that the value of the heat flux integral is reduced by a predetermined value as soon as a predetermined cooking time is exceeded. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Verlauf des Wärmeflussintegrals vorgegeben wird und während des Garprozesses eine Abweichung zwischen dem aktuellen Sollwert des Wärmeflussintegrals und dem aktuellen Istwert bestimmt und in Abhängigkeit von der Abweichung der Wärmeeintrag ins Gargut korrigiert wird.Method according to one of claims 13 and 14, characterized in that a desired course of the heat flow integral is specified and determined during the cooking process, a deviation between the current setpoint of the heat flow integral and the current actual value and corrected in dependence on the deviation of the heat input into the food , Verfahren nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Korrektur des Wärmeeintrags ein Kerntemperaturintegral berücksichtigt wird, das auf der Basis der treibenden Temperaturdifferenz insbesondere zu Beginn des Garprozesses eine Prognose der Kerntemperatur des zu garenden Produkts ermöglicht.Method according to one of claims 14 and 15, characterized in that in the correction of the heat input, a Kerntemperaturintegral is taken into account, which allows on the basis of the driving temperature difference, especially at the beginning of the cooking process, a forecast of the core temperature of the product to be cooked. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Wärmeflussintegrals, bei dem der Garprozess beendet wird, in Abhängigkeit von einer festgelegten Ziel-Kerntemperatur des zu garenden Produkts festgelegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the value of the heat flow integral, at which the cooking process is terminated, is set in dependence on a predetermined target core temperature of the product to be cooked. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Verlauf der Kerntemperatur vorgegeben wird und während des Garprozesses eine Abweichung zwischen dem Soll-Verlauf der Kerntemperatur und dem Verlauf der Ist-Kerntemperatur überwacht wird.A method according to claim 18, characterized in that a desired course of the core temperature is specified and during the cooking process, a deviation between the desired course of the core temperature and the course of the actual core temperature is monitored. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kerntemperaturfühler verwendet wird, mit dem die Ist-Kerntemperatur ermittelt wird, dass die Ist-Kerntemperatur mit einer vorbestimmten Soll-Kerntemperatur verglichen und dass der Wärmeeintrag in Abhängigkeit von der Abweichung korrigiert wird. Method according to one of claims 18 and 19, characterized in that a core temperature sensor is used, with which the actual core temperature is determined that the actual core temperature compared with a predetermined target core temperature and that the heat input is corrected in dependence on the deviation , Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur des Wärmeeintrags die Garraumtemperatur geändert wird.Method according to one of claims 15 to 20, characterized in that for the correction of the heat input, the cooking chamber temperature is changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur des Wärmeeintrags die Lüfterdrehzahl geändert wird.Method according to one of claims 15 to 21, characterized in that for correcting the heat input, the fan speed is changed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchte des Garmediums bei der Ermittlung des Wärmeflussintegrals berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the moisture of Garmediums is taken into account in the determination of the heat flux integral. Gargerät (10) mit einem Garraum (12), einer Heizvorrichtung (18) und einer Steuerung (22), wobei die Steuerung (22) einen Integrierer (36) enthält, der einen spezifischen Wärmeeintrag in ein zu garendes Produkt über der Zeit integrieren kann, und eine Auswerteschaltung (38), die in Abhängigkeit von aufintegrierten Werten des spezifischen Wärmeeintrags den Garprozess steuern kann.Cooking appliance ( 10 ) with a cooking space ( 12 ), a heating device ( 18 ) and a controller ( 22 ), whereby the controller ( 22 ) an integrator ( 36 ), which can integrate a specific heat input into a product to be cooked over time, and an evaluation circuit ( 38 ), which can control the cooking process depending on integrated values of the specific heat input.
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