DE102011003122A1

DE102011003122A1 - Induktive Heizvorrichtung für einen Bäckereiofen und Bäckereiofen mit einer induktiven Heizvorrichtung

Info

Publication number: DE102011003122A1
Application number: DE102011003122A
Authority: DE
Inventors: Cay Vogel
Original assignee: Wachtel & Co Backereimaschinen-Backofen GmbH; Wachtel & Co Baeckereimaschinen Backoefen GmbH
Current assignee: Wiesheu GmbH
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: DE102011003122B4

Abstract

Eine induktive Heizvorrichtung für einen Bäckereibackofen (6, 13) zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln enthält einen Induktor (1) und einen Radiator (2, 2.1, 2.2), wobei der Radiator (2, 2.1, 2.2) eine keramische Beschichtung aufweisen kann, welche eine durch den Induktor (1) verursachte Wärmestrahlung in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich abgibt. Die Heizvorrichtung kann in verschiedenen Öfen (6, 13) und/oder Ofensystemen verwendet werden. Sie eignet sich auch zum Erhitzen von Fluiden, die den Ofen (6, 13) direkt zu erhitzen bestimmt sind, oder aber zum Verbessern des Backprozesses dienen, beispielsweise in Form eines Schwadenbildners.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine induktive Heizvorrichtung für einen Bäckereiofen sowie einen Bäckereiofen mit einer induktiven Heizvorrichtung, insbesondere einen Etagenofen und einen Tunnelofen.
Herkömmliche Backöfen zur Wärmebehandlung von Back- und anderen Waren werden üblicherweise mit Heizkörpern bestehend aus Heizwendeln in Stahlrohr oder Keramik gelagert beheizt.
Die Backkammern derartiger Öfen sind so aufgebaut, dass zuerst ein Heizdraht oder eine Heizwendel elektrisch beheizt wird, und infolgedessen das Gehäuse des Heizdrahts, bzw. der Heizwendel, gegebenenfalls die Ofenwand und dann die umgebende Luft. Dies ist jedoch energetisch sehr ungünstig. Zudem können mit derartigen aufgeheizten Komponenten keine schnellen Temperaturwechsel durchgeführt werden.
Induktives Beheizen von Kochstellen oder Garräumen in Öfen stellt neben den bekannten Verfahren des Beheizens mit Strom, wie oben beschrieben, oder auch mit Gas eine gute und sichere Alternative bei der Zubereitung von Lebensmitteln dar. So vereint Induktion den Vorteil des Kochens mit Gas, dass schnelle Temperaturanpassungen vorgenommen werden können, mit dem Vorteil des Kochens mit Strom eine vergleichsweise sichere Anlage zur Verfügung zu haben. Gerade die schnelle Anpassung der Temperatur macht die Anwendung der Induktion auch zum Beheizen von Garräumen sehr interessant.
Dies ist auch aus der DE 198 52 617 A1 bekannt, die eine Induktionsbeheizung einer Ofenmuffel eines Garofens, insbesondere eines Haushaltsgarofens, beschreibt. Der Garofen weist hier einen Induktor und einen Suszeptor auf, die beide außerhalb der Ofenmuffel angeordnet sind. DE 198 53 780 A1 beschreibt einen ähnlichen Ofen, der im Inneren der Ofenmuffel eine induktiv beheizbare Heizvorrichtung aufweist, die an der Muffelwandung befestigt ist. Dieser Ofen eignet sich auch für Ober- und Unterhitzeanwendungen.
US 3,790,735 A beschreibt einen Induktionsofen, der mit einer doppelten Muffelwand vorgesehen ist, wobei zwischen den Wänden ein induktiv beheizbares Element vorgesehen ist.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei diesen Öfen stets der gesamte Heizraum, also die gesamte Ofenmuffel, aufgeheizt wird. Dies ist für Öfen im privaten Gebrauch durchaus akzeptabel. In der gewerblichen Nutzung ist es jedoch wünschenswert, nur die Bereiche zu beheizen, in denen auch tatsächlich die Wärme benötigt wird.
Dies gilt insbesondere für Öfen, in denen in mehreren übereinander angeordneten Lagen Lebensmittel mit Wärme behandelt werden sollen. Speziell sind hier Bäckereibacköfen zu nennen.
Es ist in solchen Öfen auch nötig, in jeder einzelnen Schicht eine gleiche, oder zumindest eine für die jeweiligen Waren korrekte Temperatur einzustellen und aufrecht zu erhalten.
Aus den bekannten Öfen ist es zudem nicht bekannt, dass weitere Komponenten, wie beispielsweise Schwadenbildner, vorgesehen werden. Auch für derartige Komponenten ist es wünschenswert, eine schnelle Erhitzung zu gewährleisten, um bestmögliche Backergebnisse zu erzielen. Dies ist mit den bekannten Verfahren wie das Beheizen durch Strom, ähnlich einem Wasserkocher, oder anderen gängigen Verfahren nicht mit großer Flexibilität möglich.
Ein weiteres Problem, dass sich bei gewerblich genutzten Öfen oder Ofensystemen zudem stellt, ist die Versorgung der Muffel oder der Muffeln mit Heißluft, beispielsweise in Rauchgasöfen. Zur Erhaltung der Temperatur der Luft nach einem Wärmetausch mit der Primärluft ist eine Vorrichtung wünschenswert, die im Sinne einer besseren Energieeffizienz, die Luft auf einer für einen Grundbedarf ausreichenden Temperatur hält.
Um die oben genannten Nachteile zu überwinden ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine induktive Heizvorrichtung für einen Bäckereibackofen zur Verfügung zu stellen, die den Stand der Technik verbessert und eine individuelle Beheizung verschiedener Komponenten des Ofens ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Heizvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 und deren Verwendung gemäß Patentanspruch 15 und dem Bäckereiofen gemäß Patentanspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile können insbesondere in den folgenden Aspekten liegen.
Eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung für einen Ofen zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln kann für die gewerbliche Nutzung, insbesondere in einem Bäckereiofen, vorgesehen sein. Die Verwendung einer induktiven Heizvorrichtung in einem derartigen Ofen kann einen große Energieeinsparung mit sich bringen, da eine gezieltere Wärmezufuhr zu den Lebensmitteln möglich ist. Zudem kann dies auch eine Zeitersparnis mit sich bringen, da die Garzeiten durch gezielte Wärmeeinbringung in die Lebensmittel, hier insbesondere Backwaren, bei vergleichbarem Backergebnis reduziert werden können. Dies kann die Wirtschaftlichkeit eines solchen Ofens erhöhen.
Es kann zudem ein Vorteil sein, wenn der Ofen ein Etagenofen ist. So kann durch Vorsehen einer separaten Heizvorrichtung für jede der verschiedenen Etagen oder für verschiedene Abschnitte, welche aus mehreren Etagen bestehen können, der oben erwähnte Vorteil genutzt werden. Dies kann eine weitere Steigerung der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit des Ofens mit sich bringen.
Zudem können induktive Heizvorrichtungen den Vorteil innehaben, dass schneller auf verschiedene Temperaturanforderungen reagiert werden kann, was wiederum eine Produktivitätssteigerung mit sich bringen kann.
Es kann weiterhin von Vorteil sein, dass eine Mehrzahl von Induktoren (Spulen) und Radiatoren (Abstrahlelemente) vorgesehen sein kann. Insbesondere können die Radiatoren an verschiedenen Stellen des Ofens, beispielsweise im Inneren des Ofens angeordnet sein. Auch können Radiatoren als Unter- oder Oberhitze des Ofens angeordnet sein. Durch diese Gestaltungsfreiheit kann der Ofen an individuelle Bedürfnisse angepasst werden. Zudem kann damit das Backergebnis optimiert werden.
Zudem kann eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung auch als Vorrichtung zum Erhitzen anderer Komponenten eines Ofens verwendet werden. So kann diese zum Erhitzen eines Schwadenbildners ausgebildet sein. Auch kann sie zum Erhitzen des Rohrleitungssystems bzw. des darin befindlichen Fluids verwendet werden, was insbesondere in Rauchgas- und Heißluftöfen Anwendung finden kann. Durch diese Anwendungen können sich die individuellen Backparameter (Luftfeuchte, Temperatur, etc.) noch besser kontrollieren lassen. Dies kann eine weitere Steigerung der Backqualität mit sich bringen und die Effizienz, insbesondere die Energieeffizienz, des Ofens weiter erhöhen.
Die folgenden Beschreibungen beziehen sich auf eine induktive Heizvorrichtung für einen Bäckereibackofen. Zur besseren Erläuterung der Erfindung wird ein Etagenofen beschrieben, wie er gewerblich verwendet wird. Die Beschreibungen gelten aber analog auch für andere Ofenarten, wie zum Beispiel Wagenöfen oder Tunnelöfen, wie später im Detail beschrieben ist. Auch ist der Einsatz in Ofensystemen denkbar. Dabei werden mehrere Öfen, die nicht von derselben Art sein müssen, von einer primären, gemeinsamen Heizvorrichtung beheizt.
In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Bäckereibackofen (in einer Weiterbildung der Erfindung ein Etagenofen) mit einer induktiven Heizvorrichtung vorgesehen. Die Heizvorrichtung besteht dabei aus einem Induktor, der vorzugsweise als eine elektrische Spule ausgebildet ist, die ein sich zeitlich wechselndes magnetisches Feld erzeugen kann; des Weiteren weist die Heizvorrichtung einen Radiator auf. Der Radiator wird durch das von dem Induktor erzeugte magnetische Feld erhitzt und gibt die Wärme an die Umgebung ab.
In einer Weiterbildung der ersten Ausführungsform ist der Radiator im Inneren des Ofens ausgebildet, vorzugsweise in unmittelbarer Nähe des Backguts. Dabei kann in verschiedenen Ausführungsformen ein Radiator als eine Unterhitzequelle und/oder eine Oberhitzequelle vorgesehen sein. Es ist auch denkbar, dass der Radiator als das das Backgut aufnehmende Element ausgebildet ist, beispielsweise in Form einer Backplatte. Auch das Backblech selbst (der Backgutträger) kann als ein Radiator ausgebildet sein. Je nach Ausführungsform ist es auch denkbar, dass der Induktor im Ofen oder außerhalb des Ofens angeordnet ist.
Insbesondere in der Weiterbildung der ersten Ausführungsform, die einen Etagenofen darstellt, ist für jede Etage mindestens eine separate Heizvorrichtung vorgesehen. Es können in einer weiteren Weiterbildung der Erfindung auch zwei separate Heizvorrichtungen für einen Etage vorgesehen sein, wenn eine Ober- und eine Unterhitzequelle gleichzeitig zur Verfügung gestellt werden soll, indem mindestens ein Radiator als Oberhitzequelle und mindestens ein Radiator als Unterhitzequelle vorgesehen wird. Dies kann zudem etagenweise verschieden sein.
Der Radiator in der ersten Ausführungsform ist vorzugsweise mit einer Keramikbeschichtung versehen. Die Keramikbeschichtung ist so ausgebildet, dass sie die von dem Induktor in dem Radiator erzeugte Wärme in einem vorbestimmten, durch die Keramikbeschichtung beeinflussten Wellenlängenbereich abgibt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Keramikbeschichtung zum Emittieren von Wärmestrahlung optimiert, die ideal für das Zubereiten von Backwaren geeignet ist. In alternativen Ausführungen kann die Keramik auch für das Zubereiten anderer Lebensmittel optimiert sein.
Allgemein ist dieses Verfahren auch als STIR (Selektives Transformiertes InfraRot) Verfahren bekannt.
Die vorhergehende Beschreibung des Etagenofens betrifft insbesondere einen elektrisch betriebenen Etagenofen. Es ist zu beachten, dass der Etagenofen alternativ jedoch auch als Rauchgasofen ausgebildet sein kann. In einer derartigen Ausführungsform können dann, wie später noch im Detail beschrieben ist, die Fluide, welche die Wärme tragen, direkt in den entsprechenden Rohrleitungen erhitzt bzw. auf Temperatur gehalten werden.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Bäckereibackofen als ein Tunnelofen ausgebildet. Dieser Tunnelofen weist eine Netzbandheizvorrichtung auf. Die Netzbandheizvorrichtung besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einer Mehrzahl hintereinander angeordneter Elemente. Die einzelnen Elemente werden durch separate Heizvorrichtungen beheizt. Wie bereits in der ersten Ausführungsform beschrieben, kann die Beheizung mittels Ober- und/oder Unterhitze erfolgen.
Es ist speziell in dieser Ausführungsform auch denkbar, dass in einer Weiterbildung ein Radiatorelement vorgesehen ist, das sich über einen großen Teil oder den gesamten Teil des backaktiven Volumens des Backofens erstreckt. Dieser Radiator kann dann von mehreren Induktoren in verschiedenen Teilbereichen des Ofens beheizt werden. So kommt es zu einer kontinuierlichen Wärmeverteilung über die gesamte Tunnelbahn des Ofens.
Es ist auch denkbar, dass die verschiedenen Radiatorelemente verschiedene Keramikbeschichtungen besitzen, die sie für verschiedene Zwecke optimiert. In der oben beschriebenen Weiterbildung des Tunnelofens mit nur einem Radiatorelement, das sich über die gesamte Backlänge des Tunnels erstreckt, ist es denkbar, dass verschiedene Teilbereiche des Radiatorelements mit verschiedenen Beschichtungen versehen sind.
Die obigen Beschreibungen zur ersten Ausführungsform gelten ebenso für einen Tunnelbackofen mit einer Oberhitzequelle und/oder einer Unterhitzequelle sowie für andere, auch im Folgenden dargestellten Öfen, bei denen eine Erwärmung des Ofens mittels einer induktiven Heizvorrichtung bewirkt wird. Dabei ist es in alternativen Ausführungsformen insbesondere denkbar, dass die Ober- und die Unterhitze auf verschiedene Weise gemäß den obigen Darlegungen ausgestaltet sind.
Die vorhergehende Beschreibung des Tunnelofens betrifft insbesondere einen elektrisch betriebenen Tunnelofen. Es ist zu beachten, dass der Tunnelofen alternativ jedoch auch als Rauchgasofen ausgebildet sein kann. In einer derartigen Ausführungsform können dann, wie später noch im Detail beschrieben ist, die Fluide, welche die Wärme tragen, direkt in den entsprechenden Rohrleitungen erhitzt bzw. auf Temperatur gehalten werden.
In einer dritten Ausführungsform ist der Bäckereibackofen ein Rauchgasofen. Dabei wird beispielsweise an einem Wärmetauscher das zugeführte Rauchgas an die dem Ofenraum zugeführte Heißluft abgegeben. Eine induktive Heizvorrichtung kann dabei Leistungsspitzen, beispielsweise aufgrund hoher Temperaturanforderungen für einen kurzen Zeitraum oder ähnliches, ausgleichen. So ist es auch möglich, in einem Umluftsystem eine hohe Energieeffizienz zu erhalten.
In einer Weiterbildung dieser dritten Ausführungsform kann die Ofenanlage auch aus verschiedenen Ofenkomponenten bestehen, die mit einer zentralen Heizvorrichtung, beispielsweise einem Pelletbrenner, ausgebildet sind. Die dazu verwendbaren Öfen können neben dem oben beschriebenen Rauchgasofen auch andere Ofentypen sein, bei denen ein Wärmetausch zwischen verschiedenen Medien stattfinden soll (so beispielsweise ein Wärmetausch zwischen Rauchgas und Heißluft, oder ähnliches). Insbesondere ist dabei auch an Stikkenöfen zu denken, die mittels Heißluft beheizt werden. Die induktive Heizvorrichtung ist in dieser Ausführungsform dazu vorgesehen, ähnlich wie in dem Fall der Rohrbeheizung in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform, ein durch ein Rohr strömendes Fluid zu erhitzen.
Dieses Fluid kann ein Rauchgas sein, dass nach einem Wärmetausch mit einem sekundären Kreislauf auf einer bestimmten Temperatur gehalten oder auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden soll. Dabei ist vorstellbar, dass das Rauchgas Hitze an einen ersten Ofen abgegeben hat und, bevor es zum Erhitzen eines zweiten Ofens verwendet wird, zunächst wieder erhitzt, oder in der Temperatur stabilisiert werden soll.
Das Fluid kann in einer alternativen Ausführungsform oder in einer Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform auch Heißluft sein, die zum Aufheizen von mindestens einem Ofen verwendet wird. Diese Heißluft kann Heißluft sein, die nach einem Wärmetausch in einem Rauchgasofen von dem Rauchgas erhitzt wurde.
Insbesondere ist auch denkbar, dass die induktive Heizvorrichtung dazu verwendet wird, kurzfristige Leistungsspitzen, die benötig werden, zu ermöglichen, ohne dass dazu der Grundumsatz an Brennmaterial eines entsprechenden Ofens erhöht werden muss. Dadurch wird der Bedarf an Brennmaterial verringert und die Wirtschaftlichkeit solcher Öfen erhöht.
Natürlich ist es mittels dieses Verfahrens auch möglich, ähnlich einem Ofensystem, eine Grundtemperatur zu gewährleisten, beispielsweise für den Fall, dass die Wärmeleistung der primären Wärmequelle abnimmt, beispielsweise durch Verschmutzung oder ähnliches.
Diese Beschreibungen treffen auch auf andere Öfen zu, die mit Hilfe eines Fluids oder einem anderen, durch Wärmestrahlung beheizbaren Wärmeträger, zum Erhitzen eines Ofens vorgesehen sind. Insbesondere sind Ausführungsformen denkbar, die sowohl ein Ofensystem wie auch einen einzelnen Ofen darstellen. In einzelnen Öfen werden die Fluide dann im Kreislaufsystem des Ofens in ihrer Temperatur angepasst.
Die Fluide sind dabei vorzugsweise Wasser, Thermoöl, Rauchgase, Luft oder andere, speziell für den Wärmetransport geeignete Gase oder Flüssigkeiten.
Ofensysteme können aus mehreren gleichartigen oder verschiedenen Öfen bestehen, die eine gemeinsame primäre Heizvorrichtung besitzen. Ein von der Anmelderin angedachtes System besteht beispielsweise aus einem Rauchgas-Etagenofen und einem Rauchgas-Stikkenofen. Es sind natürlich auch andere Ausführungsformen in Form anderer Systeme denkbar, solange die Rauch- und Heizgase in einem Rohrsystem geleitet werden, das von der induktiven Heizvorrichtung beheizt werden kann, bzw. Systeme, in denen die Gase auf andere Weise der induktiven Heizvorrichtung zugänglich sind. Die einzelnen Öfen können dabei individuelle induktive Heizvorrichtungen aufweisen.
Auch ist in einer weiteren alternativen Ausführungsform, denkbar, dass ein Elektro-Stikkenofen verwendet wird. In einem Elektro-Stikkenofen wird die Heißluft durch ein elektrisches Heizregister erzeugt. Dabei wird die Luft aus dem Backraum angesaugt und anschließend durch das Heizregister zurück in den Backraum geblasen.
Es ist in den herkömmlichen Öfen dieses Typs jedoch nicht möglich, eine Keramikbeschichtung einzusetzen, wie es von dem STIR Verfahren bekannt ist. Dazu sind in diesem Fall die Oberflächentemperaturen an den Backraumwänden zu gering.
Um eine bessere Erwärmung der Luft in dem Heizregister zu ermöglichen, wird in dieser Ausführungsform eine induktive Heizvorrichtung vorgesehen. Mit der induktiven Heizvorrichtung können dann beispielsweise die Trägerplatte des Heizregisters oder die Ofenwände beheizt werden und somit kann die vorhandene Raumheizung entlastet werden. Dies ist dadurch in einer Weiterbildung der Ausführungsform dann wiederum kombinierbar mit einer Keramikbeschichtung der Trägerplatte oder der Ofenwände. Dies kann die Effizienz des Ofens steigern und macht die Vorteile der induktiven Beheizung auch für einen derartigen Stikkenofen zugänglich.
In einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist der Bäckereibackofen ein Wagenofen. Dieser Wagenbackofen ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Ausführungsform ein rein elektrisch betriebener Wagenofen. Dabei wird ein Wagen, der mit mehreren übereinander beabstandet angeordneten Backgutträgern ausgebildet ist in den Backraum des Ofens gefahren. In dem Ofen ist mindestens eine induktive Heizvorrichtung vorgesehen. In alternativen Ausführungsformen sind vorzugsweise mehrere induktive Heizvorrichtungen vorgesehen. Ähnlich wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform können die Heizvorrichtungen, und insbesondere die Radiatoren, als Ober und/oder Unterhitzequelle ausgebildet werden. Die Heizvorrichtungen bzw. die Radiatoren werden dabei vorzugsweise in dem Bereich ausgebildet, die sich unter und gegebenenfalls auch über den Backgutträgern befinden, wenn der mit den Backgutträgern bestückte Wagen in den Ofen eingebracht ist.
Die vorhergehende Beschreibung des Wagenofens betrifft insbesondere einen elektrisch betriebenen Wagenofen. Es ist zu beachten, dass der Wagenofen alternativ jedoch auch als Rauchgasofen oder auf anderweitige Weise ausgebildet sein kann.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist zudem denkbar, dass der Stikkenwagen selbst den Radiator darstellt. Dieser wird dann durch mindestens einen Induktor erhitzt.
In anderen Ausführungsformen sind als Wagenöfen auch Rauchgas-, Ringrohr- oder Thermoölöfen denkbar.
In all den oben aufgezeigten Ausführungsformen können alternativ die separat voneinander vorgesehenen Heizvorrichtungen auch separat voneinander angesteuert und erhitzt werden.
In einer fünften Ausführungsform wird die induktive Heizvorrichtung in einem Bäckereibackofen zum Erhitzen eines Schwadenbildners vorgesehen. Dazu wird ein in dem Schwadenbildner vorgesehenes Flüssigkeitsvolumen, vorzugsweise Wasser, durch Erhitzen der Flüssigkeit in einen dampfförmigen Zustand überführt. Das Erhitzen erfolgt in einer Ausführungsform indirekt, indem der Radiator der Heizvorrichtung ein Gefäß, bzw. dessen Wand, aufheizt, das die zu verdampfende Flüssigkeit enthält.
In einer anderen und bevorzugten Alternative dieser vierten Ausführungsform der Erfindung bildet der Radiator diese Gefäßwand selbst. So werden Energieverluste reduziert und die Erwärmung der Flüssigkeit wird optimiert.
Alternativ kann das Verdampfen der Flüssigkeit, das dem Erzeugen von gesättigtem Wasserdampf dient, direkt in einem Rohr vorgenommen werden, das als Zuleitung des Schwadenbildners in den Ofen dient. Ein Teil der Rohrwand kann dabei aus einem Material (z. B. ferromagnetisches Material, wie Eisen) gefertigt sein, das als Radiator dient. So kann das durch das Rohr strömende Medium (Fluid) direkt erhitzt werden. Alternativ kann ein Radiator um das Rohr herum angeordnet sein, um ein Erhitzung des Rohrs zu bewirken. Das aufgeheizte Rohr kann dann die Wärme an das strömende Fluid abgeben.
Der Induktor ist dabei stets an einer geeigneten Stelle angeordnet, um eine gute Energieübertragung zu ermöglichen.
Einzelheiten, weitere Vorteile und Weiterentwicklungen der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
1 Induktive Heizvorrichtung für einen Etagenbackofen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 Induktive Heizvorrichtung für einen Etagenbackofen in einer Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 Induktive Heizvorrichtung für einen Etagenbackofen in einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 Induktive Heizvorrichtung für einen Etagenbackofen in einer weiteren Variante der ersten Ausführungsform der Erfindung;
5 Induktive Heizvorrichtung in einem Tunnelofen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
5.1 Induktive Heizvorrichtung in einem Tunnelofen gemäß einer Variante der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 Induktive Heizvorrichtung in einem Ofen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
6.1 Induktive Heizvorrichtung in einem Ofen gemäß einer Variante der dritten Ausführungsform der Erfindung;
7 Induktive Heizvorrichtung in einem System aus hintereinander angeordneten Öfen gemäß einer weiteren Variante der dritten Ausführungsform der Erfindung;
8 Induktive Heizvorrichtung in einem Wagenofen gemäß einer weiteren Variante der vierten Ausführungsform der Erfindung;
9 Induktive Heizvorrichtung in einem Ofen zum Erhitzen eines Schwadenbildners gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Für die folgenden Beschreibungen ist zu beachten, dass die verwendeten Bezugszeichen für alle aufgezeigten Ausführungsformen gelten. Wiederholungen der Beschreibungen der durch die Bezugszeichen gekennzeichneten Elemente werden vermieden, falls dies nicht für sachdienlich erachtet wird.
In der 1 ist eine induktive Heizvorrichtung für einen Bäckereibackofen in einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ofen ein Etagenbackofen. Die Figur zeigt beispielhaft eine Etage eines solchen Ofens. Diese wird im Folgenden als Ofenelement bezeichnet. Das Ofenelement besteht aus einer Backkammer 3. Die Backkammer 3 weist an einer Seite eine Kammeröffnung 5 auf. Die Kammeröffnung 5 ist mit einer Tür (nicht gezeigt) schließbar.
Eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Induktor 1 und einem Radiator 2.
In der in 1 gezeigten Ausführungsweise sind außerhalb der Backkammer 3 zwei Induktoren 1 vorgesehen. Die Induktoren 1 sind hier oberhalb und unterhalb der Backkammer 3 angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Induktoren 1 alternativ oder zusätzlich hinter einer Rückwand der Backkammer und/oder seitlich der Backkammer angeordnet sind.
Auch ist es im Rahmen der Erfindung ausreichend, wenn nur ein Induktor 1, beispielsweise unterhalb der Backkammer 3, vorgesehen ist.
Der Induktor 1 ist vorzugsweise als eine elektrische Spule ausgebildet, die ein Magnetfeld erzeugt, das sich zeitlich verändert. Der Induktor 1 muss jedoch nicht als Spule ausgebildet sein, solange er in der Lage ist, ein sich zeitlich veränderndes Magnetfeld zu erzeugen.
Der Radiator 2 ist im Wirkbereich des Induktors 1 vorgesehen. Dabei sind der Radiator 2 und der Induktor 1 vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet. Der Radiator 2 besteht im Wesentlichen aus einem ferromagnetischen Material. Durch das von dem Induktor 1 erzeugte magnetische Wechselfeld wird in dem Radiator 2 aufgrund dessen magnetischer Eigenschaften Wärme erzeugt.
Wie in 1 gezeigt ist, kann der Radiator 2 im Inneren der Backkammer 3 angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, wie ebenfalls in 1 gezeigt ist, dass der Radiator 2 als Teil der die Backkammer 3 umschließenden Wand ausgebildet ist. Zudem ist denkbar, dass der Radiator 2 außerhalb der Backkammer 3 angeordnet ist.
In dem Fall, dass ein Teil der Backkammerwand als Radiator 2 ausgebildet ist, ist zumindest dieser Teil der Backkammerwand ebenfalls aus einem ferromagnetischen Material hergestellt.
Des Weiteren ist im Inneren der Backkammer 3 eine Herdplatte 4 vorgesehen. Die Herdplatte 4 wird dabei in einer bevorzugten Ausführungsform von einem Radiator 2 erhitzt. Dann gibt die Herdplatte die Wärme an ein Backgut 12 ab. Die Herdplatte 4 besteht vorzugsweise aus Beton oder Stein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Herdplatte 4 aus einem anderen Material besteht, beispielsweise Eisen, Keramik, oder ähnliches, solange sich dieses Material zur Verwendung bei Back-Temperaturen eignet.
Die Herdplatte 4 ist dabei vorzugsweise wiederum parallel zu dem Radiator 2 angeordnet, soweit dieser sich unter- oder oberhalb der Herdplatte 4 bzw. der Backkammer 3 befindet.
2 zeigt eine Abwandlung der in 1 gezeigten Heizvorrichtung. Hier ist ein Radiator 2.1, der innerhalb der Backkammer 3 angeordnet ist, mit einer keramischen Beschichtung ausgebildet. Die keramische Beschichtung des Radiators 2.1 bewirkt, dass die in dem Radiator 2.1 durch den Induktor 1 erzeugte Wärme als Wärme (Infrarotstrahlung) in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich abgegeben wird.
3 zeigt ein Ofenelement entsprechend den obigen Beschreibungen, wobei ein Radiator 2.2 gemeinsam mit der Herdplatte 4 ausgebildet ist. So erfolgt durch den engen Kontakt der Wärmequelle (Radiator 2.2) mit dem Backgut 12 eine noch bessere Wärmeübertragung. Es kann dabei, wie gezeigt, ein zweiter Radiator 2 vorgesehen sein, der zusätzlich als Oberhitzequelle dient.
4 zeigt eine Weiterbildung der 3, wobei die Oberhitzequelle ein keramisch beschichteter Radiator 2.1 ist.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier ist ein Tunnelofen gezeigt. Der Tunnelofen weist eine Mehrzahl von verschiedenen Elementen (hier Zonen 1 bis 5) auf. Die einzelnen Zonen sind vorzugsweise mit jeweils einer induktiven Heizvorrichtung vorgesehen. Die jeweilige induktive Heizvorrichtung wird dabei insbesondere als Oberhitze angeordnet.
Wie bereits in den vorherigen Ausführungsformen kann der Radiator als normaler Radiator 2 oder als keramisch beschichteter Radiator 2.1 ausgebildet sein.
Es ist zudem möglich, dass alternativ oder zusätzlich zu der Oberhitze eine induktive Heizvorrichtung als Unterhitze angeordnet wird (5.1).
Der Tunnelofen weist des Weiteren ein Netzband 11 auf. Das Netzband 11 trägt das Backwerk 12. Ein Motor (nicht gezeigt) treibt das Netzband an, wodurch das Backwerk 12 durch die verschiedenen Zonen getragen wird.
Dabei ist auch denkbar, dass das Netzband aus einem ferromagnetischen bzw. einem induktionsfähigen Material hergestellt ist, und selbst den bzw. einen Radiator darstellt.
Es ist auch denkbar, dass die verschiedenen Zonen nicht unterschiedliche Induktoren und/oder Radiatoren aufweisen. Vorzugsweise sind die Zonen jedoch separat voneinander in ihren zum Backen notwendigen Parametern (insbesondere Temperatur, Wärmekapazität, etc.) ausgebildet bzw. steuerbar. Der Tunnelofen kann auch eine geringere oder eine höhere Anzahl an Zonen aufweisen, als hier beispielhaft gezeigt wurde.
6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei die induktive Heizvorrichtung in einem Rauchgasofen 6 vorgesehen ist. Dabei wird die induktive Heizvorrichtung separat, oder, wie hier gezeigt ist, in Kombination mit einem Wärmetauscher 9 ausgebildet. Wird die induktive Heizvorrichtung separat vorgesehen, so wird mit der Heizvorrichtung vorzugsweise ein Teil des Rohrsystems des Ofens 6 beheizt.
Der Induktor 1 der Heizvorrichtung wird dabei außerhalb eines Bereichs, in dem das in dem Ofenrohr strömende Fluid erhitzt werden soll, angeordnet. Der Radiator 2 wird wahlweise ebenfalls außerhalb oder aber innerhalb des betreffenden Rohrabschnitts im Wirkungsbereich des Induktors 1 angeordnet. Es ist auch denkbar, dass der Radiator 2 zumindest einen Teil des Rohres bildet. Dabei wird das Rohr, ähnlich wie bereits oben beschrieben, aus einem ferromagnetischen Material hergestellt.
Die induktive Heizvorrichtung ist dabei derart angeordnet, dass sie Luft, die dem Ofen durch eine Zuführung 7 zugeführt wird, erhitzen kann, wie in 6, 6.1 sowie 7 gezeigt ist. Die in den 6 und 6.1 gezeigten Ausführungsformen zeigen einen Ofen 6, der eine Umluftführung 10 aufweist. Dabei wird die Abluft aus dem Ofen 6 mittels eines Abgangs 8 in den Wämetauscher 9 eingeleitet. Dort kann wiederum eine Erwärmung des Fluids (der Abluft) zum Wiederverwenden erfolgen.
In einer Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann der Ofen 6 auch im Bereich des Backraumes eine weitere induktive Heizvorrichtung aufweisen. Diese kann so ausgebildet sein, dass sie den Backraum aufheizt und/oder die Abluft, die dem Ofen 6 wieder zugeführt werden soll.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein Ofensystem bestehend aus mehreren hintereinander angeordneten Öfen 6 vorgesehen sein, wie in 7 dargestellt ist. Zusätzlich oder alternativ zu den oben beschriebenen Ausführungen kann in einem derartigen Ofensystem eine oder mehrere induktive Heizvorrichtungen vorgesehen sein. Dabei wird Heißluft, die in einem Brenner erzeugt wird, einem ersten Ofen 6 durch eine Zuführung 7 zugeführt. Die Wärme-reduzierte Luft wird durch einen Abgang 8 des ersten Ofens 6 wieder ausgeleitet.
Die Luft wird dann einem zweiten Ofen 6 zugeleitet. Der Abgang 8 des ersten Ofens 6 ist dabei die Zuführung 7 des zweiten Ofens. Die induktive Heizvorrichtung kann dann zwischen den beiden Öfen um den Abgang 8 des ersten Ofens 6 bzw. die Zuführung 7 des zweiten Ofens angeordnet werden. Damit kann, wie oben beschrieben, die Temperatur der Heißluft besser kontrolliert werden.
Dabei wird zumindest ein Induktor 1, vorzugsweise eine Mehrzahl Induktoren 1, um die Zuführung 7 des zweiten Ofens angeordnet. Der Radiator 2 kann wiederum außerhalb, innerhalb oder zumindest als Teil des Rohrs ausgebildet sein.
Auch für diese dritte Ausführungsform der Erfindung gilt, dass der Radiator wahlweise ein normaler Radiator 2 oder ein mit einer keramischen Schicht ausgebildeter Radiator 2.1 sein kann.
Es ist ebenso alternativ zu dem beispielhaft beschriebenen Rauchgasofen möglich, dass es sich um einen Umluftofen oder einen Stikkenofen handelt. Dies beinhaltet auch Wagenöfen, wie im Folgenden näher beschrieben wird. Auch sind Kombinationen verschiedener Öfen denkbar, sowie die Verwendung verschiedener Öfen im Falle eines Ofensystems, wie in 7 beispielhaft dargestellt wurde.
8 zeigt als vierte Ausführungsform einen Wagenofen 14, der mit einer erfindungsgemäßen induktiven Heizvorrichtung ausgebildet ist. Der in der 8 gezeigte Wagenofen ist ein rein elektrisch betriebener Wagenofen. Der Wagenofen 14 weist in dem gezeigten Beispiel eine Mehrzahl an separaten induktiven Heizvorrichtungen auf.
Zudem weist der Wagenofen 14 einen Stikkenwagen 13 auf. Der Stikkenwagen 13 ist dazu vorgesehen, in den Ofenraum des Wagenofens 14 eingebracht zu werden. Der Stikkenwagen 13 weist mehrere Backgutträger auf, die das Backwerk 12 tragen. Die einzelnen Backgutträger sind etagenweise in dem Stikkenwagen 13 vorgesehen. Des Weiteren sind die einzelnen Backkgutträger derart angeordnet, dass sie, wenn der Stikkenwagen 13 in den Wagenofen 14 eingebracht wird, jeweils von mindestens einer der induktiven Heizvorrichtungen beheizt werden. Vorzugsweise wird jeder Backgutträger von einer Oberhitze und einer Unterhitze erhitzt.
Es ist auch denkbar, dass die Backgutträger eine Herdplatte 4 darstellen. Auch ist es vorstellbar, dass zumindest ein Teil der verwendeten Radiatoren eine keramische Beschichtung aufweisen (Radiator 2.1) oder einen als Herdplatte ausgebildeten Radiator 2.2 darstellen.
9 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, wobei die induktive Heizvorrichtung in einem Bäckereibackofen mit Schwadenbildner zum Einsatz kommt. Dies kann beispielsweise in einem Bäckereibackofen der Fall sein, wie er zuvor als Etagenofen beschrieben worden ist. Es ist jedoch auch eine Kombination mit den anderen beschriebenen oder genannten Öfen bzw. mit jeglichen Öfen, die einen Schwadenbildner aufweisen sollen, denkbar.
Ein Schwadenbildner weist eine Wasserzuführung 15 auf. Durch die Wasserzuführung 15 wird eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, in eine Wanne 17 eingebracht. Die Wanne 17 wird durch eine induktive Heizvorrichtung erhitzt. Dabei kommt es durch das Erhitzen der Wanne 17 und folglich der in der Wanne 17 befindlichen Flüssigkeit zum Verdampfen der Flüssigkeit. Es bildet sich somit eine feuchtigkeitgesättigte Atmosphäre 16. Die feuchte Luft (Schwaden) wird dann in die Backkammer 3 zumindest eines Ofenelements, wahlweise in mehrere Ofenelemente bzw. die gesamte Backkammer, eingeleitet.
Die Heizvorrichtung besteht auch in dieser Ausführungsform aus einem Induktor 1 und einem Radiator. Der Induktor 1 ist außerhalb der Wanne 17 angeordnet. Der Radiator kann als ein normaler Radiator 2 oder als keramisch beschichteter Radiator 2.1 außerhalb oder innerhalb der Wanne 17 angeordnet sein, solange er im Wirkungsbereich des Induktors 1 vorgesehen wird.
Es ist auch denkbar, dass die Wanne 17 selbst als Radiator ausgebildet ist, so dass der Induktor die Wanne 17 direkt erhitzt. Insbesondere ist vorstellbar, dass die Wanne 17 zusätzlich mit einer keramischen Beschichtung ausgebildet ist, die dazu optimiert ist, die zum Verdampfen eingebrachte Flüssigkeit effizient zu erhitzen.
Auch ist denkbar, dass anstelle einer Wanne das zu erhitzende Fluid direkt in einem als Zuführung in den Ofen oder in das Ofenelement dienenden Rohr von einer induktiven Heizvorrichtung erhitzt wird, wie bereits oben beschrieben wurde.
Es sind vielzählige Kombinationen der oben dargestellten Ausführungsformen denkbar. So können Öfen mit induktiver Heizvorrichtung zusätzlich einen Schwadenbildner aufweisen, oder in einem Ofensystem angeordnet sein, das wiederum an den Verbindungsstellen induktive Heizvorrichtungen vorsieht. Auch weitere Kombinationen sind denkbar, die dem Fachmann anhand der obigen Ausführungen auch unmittelbar deutlich werden.
Zusammenfassend enthält eine induktive Heizvorrichtung für einen Bäckereiofen 6, 13 zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln einen Induktor 1 und einen Radiator 2, 2.1, 2.2, wobei der Radiator 2, 2.1, 2.2 eine keramische Beschichtung aufweisen kann, welche eine durch den Induktor 1 verursachte Wärmestrahlung in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich abgibt. Die Heizvorrichtung kann in verschiedenen Öfen 6, 13 und/oder Ofensystemen verwendet werden. Sie eignet sich auch zum Erhitzen von Fluiden, die den Ofen 6, 13 direkt zu erhitzen bestimmt sind, oder aber zum Verbessern des Backprozesses dienen, beispielsweise in Form eines Schwadenbildners.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19852617 A1 [0005]
DE 19853780 A1 [0005]
US 3790735 A [0006]

Claims

Induktive Heizvorrichtung für einen Ofen (6, 13) zur Wärmebehandlung von Lebensmitteln, die einen Induktor (1) und einen Radiator (2, 2.1, 2.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (6, 13) ein Bäckereiofen ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Radiator (2, 2.1, 2.2) eine keramische Beschichtung aufweist, welche eine durch den Induktor (1) verursachte Wärmestrahlung in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich abgibt.
Induktive Heizvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ofen (6, 13) ein Etagenofen ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 3 wobei für eine Mehrzahl der im Ofen (6, 13) vorgesehenen Etagen jeweils eine separate Heizvorrichtung vorgesehen ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei zumindest eine der für die verschiedenen Etagen vorgesehenen Heizvorrichtungen Wärmestrahlung in einem anderen Wellenlängenbereich abgibt, als zumindest eine andere.
Induktive Heizvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Radiator (2, 2.1, 2.2) im Inneren des Ofens (6, 13) angeordnet ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl an Radiatoren (2, 2.1, 2.2) und Induktoren (1) vorgesehen ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Radiator (2, 2.1, 2.2) als Oberhitze und zumindest ein Radiator (2, 2.1, 2.2) als Unterhitze angeordnet ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Radiator als Backgutträger ausgebildet ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Radiator (2, 2.1, 2.2) als eine Wanne (17) eines Schwadenbildners ausgebildet ist und/oder die Wanne (17) eines Schwadenbildners beheizt.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Ofen (6, 13) ein Tunnelofen ist und wobei eine Mehrzahl von beheizbaren Bereichen, die von den mit Wärme zu behandelnden Lebensmitteln zu durchlaufen sind, mit einer Mehrzahl von induktiven Heizvorrichtungen vorgesehen ist.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei mindestens eine der Mehrzahl der Heizvorrichtungen Wärmestrahlung in einem anderen Wellenlängenbereich abgibt, als mindestens eine andere.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Heizvorrichtung als Teil eines Ofenrohrsystems ausgebildet ist und daran angepasst ist, in dem Ofenrohrsystem zirkulierende Fluide zu beheizen.
Induktive Heizvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei der Radiator derart ausgebildet ist, dass er in direkten Kontakt mit dem zu beheizenden Fluid kommt.
Verwendung einer induktiven Heizvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Bäckereiofen.
Bäckereiofen, dadurch gekennzeichnet, dass der Bäckereiofen eine induktive Heizvorrichtung aufweist.