DE102011102050A1 - Double-walled vessel e.g. roaster for cooking food at low temperature, has phase change medium stored in cavity, such that phase change of medium is performed from solid into the liquid phase within specific temperature interval - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gefäß zum Garen von Speisen. Solche Gefäße werden häufig auch als Bräter bezeichnet. Es kann zum Niedrigtemperaturgaren von Speisen verwendet werden. Beim Niedrigtemperaturgaren werden Speisen über einen längeren Zeitraum bei einer Temperatur unterhalb der Siedetemperatur gegart. Bevorzug wird eine Temperatur im Bereich um 80°C genutzt.The invention relates to a vessel for cooking food. Such vessels are often referred to as roast. It can be used for low-temperature cooking of food. In low-temperature cooking, food is cooked for a long time at a temperature below the boiling point. Preferably, a temperature in the range of 80 ° C is used.
Gargut und insbesondere Fleisch gart dadurch langsam von außen nach innen durch, der im Fleisch enthaltene Saft verbleibt darin, tritt nicht aus und das Fleisch bleibt dadurch sehr saftig und zart.Food and in particular meat cooks slowly from outside to inside, the juice contained in the meat remains in it, does not leak out and the meat remains very juicy and tender.
Beim Niedrigtemperaturgaren kann die Bildung gesundheitsschädlicher Röststoffe vermieden werden bzw. auf ein Minimum reduziert werden. So zubereitete Gerichte sind daher sehr viel bekömmlicher und gesünder.During low-temperature cooking, the formation of unhealthy roasting substances can be avoided or reduced to a minimum. So prepared dishes are therefore much easier to digest and healthier.
Wesentlich sind dabei aber die Einhaltung der gewünschten Temperatur zum Garen innerhalb eines eng begrenzten Temperaturintervalls und die Einhaltung der richtigen Garzeit.However, it is essential to maintain the desired temperature for cooking within a narrow temperature range and to ensure that the correct cooking time is maintained.
Die zum Garen genutzten Öfen weisen üblicherweise eine unzureichend genaue Temperaturregelung auf und es können Temperaturschwankungen von mindestens ±10°C um einen Mittelwert auftreten. Eine manuelle Regelung der Temperatur ist sehr aufwändig und es bereitet dabei auch Schwierigkeiten die Temperatur des Garguts zu messen.The ovens used for cooking usually have insufficiently accurate temperature control and can experience temperature fluctuations of at least ± 10 ° C around an average. A manual control of the temperature is very complex and it is also difficult to measure the temperature of the food.
Bisher ist es üblich, Gefäße (Bräter) einzusetzen, die eine große Masse aufweisen, um mit der dadurch erreichbaren Wärmekapazität eine Pufferwirkung für die gewünschte Temperatur zu erreichen. Dies ist aber wegen der Trägheit der Temperaturwechsel und auch wegen der großen Masse, die die Handhabbarkeit beeinträchtigt, nachteilig.So far, it is customary to use vessels (roasters), which have a large mass in order to achieve a buffer effect for the desired temperature with the heat capacity achievable thereby. However, this is disadvantageous because of the inertia of the temperature changes and also because of the large mass, which impairs the handling.
Der Einsatz von Phasenwechselmedium wird bisher lediglich zum reinen Warmhalten oder Kühlen genutzt.The use of phase change medium has hitherto only been used for pure keeping warm or cooling.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Einhaltung einer vorgegebenen Temperatur beim Garen von Speisen mit geringem Aufwand zu erreichen und die Handhabbarkeit geeigneter Gefäße dabei zu verbessern.It is therefore an object of the invention to achieve compliance with a predetermined temperature when cooking food with little effort and to improve the handling of suitable vessels thereby.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Gefäß, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Der Anspruch 9 betrifft die Verwendung des Gefäßes. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.According to the invention this object is achieved with a vessel having the features of claim 1. The claim 9 relates to the use of the vessel. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be realized with features described in the subordinate claims.
Erfindungsgemäß ist am/im Gefäß mindestens ein Hohlraum vorhanden, in dem ein Phasenwechselmedium enthalten ist, bei dem der Phasenwechsel von der festen in die flüssige Phase innerhalb des Temperaturintervalls zwischen 70°C und 90°C erfolgt. Bevorzugt ist dabei eine Phasenwechseltemperatur von 80°C ± 3 K.According to the invention, at least one cavity is present on / in the vessel in which a phase change medium is contained, in which the phase change from the solid to the liquid phase takes place within the temperature interval between 70 ° C and 90 ° C. Preference is given to a phase change temperature of 80 ° C ± 3 K.
Dadurch kann ausgenutzt werden, dass bei einer höheren Temperatur im Ofen die Wärmeenergie zunächst in die Schmelzwärme des Phasenwechselmediums übergeht, so dass die Temperatur des Gefäßes nicht oder nur geringfügig ansteigt. Eine Temperaturerhöhung erfolgt erst, wenn das Phasenwechselmedium vollständig in die flüssige Phase übergegangen ist.This can be exploited that at a higher temperature in the oven, the heat energy initially passes into the heat of fusion of the phase change medium, so that the temperature of the vessel does not increase or only slightly. A temperature increase takes place only when the phase change medium has completely gone over into the liquid phase.
Bei Unterschreiten der Schmelztemperatur des Phasenwechselmediums wird Wärmeenergie bei der Erstarrung und den Übergang in die feste Phase abgegeben. Es hat sich gezeigt, dass eine Temperaturabweichung von der gewünschten Gartemperatur von 10 K über einen Zeitraum von 15 min problemlos ausgeglichen werden kann. Dies führt zu einer wesentlich sicheren Kalkulierbarkeit der jeweils erforderlichen Garzeit und es kann ein Überschreiten einer Temperatur, die für das Niedrigtemperaturgaren kritisch ist besser vermieden werden. Dabei ist kein zusätzlicher Regelaufwand, auch manuell erforderlich.When falling below the melting temperature of the phase change medium heat energy is released during the solidification and the transition to the solid phase. It has been found that a temperature deviation from the desired cooking temperature of 10 K over a period of 15 minutes can be easily compensated. This leads to a significantly safe calculability of the cooking time required in each case and it can be better avoided exceeding a temperature that is critical for the low-temperature cooking. There is no additional control effort, also manually required.
Die Erfindungsgemäßen Gefäße können gegenüber herkömmlichen eine deutlich reduzierte Eigenmasse aufweisen und sind somit besser handhabbar. Die Eigenmasse kann dabei gegenüber solchen die aus Gusseisen hergestellt sind auf 30%, bei besserer Wirksamkeit, reduziert sein.The vessels according to the invention can have a significantly reduced inherent mass compared with conventional ones and are thus easier to handle. The net mass can be reduced compared to those made of cast iron to 30%, with better effectiveness.
Bevorzugt sollte ein Masseverhältnis zwischen der Masse des Gefäßmaterials MGefäß und der Masse des Phasenwechselmediums MPCM von 20%:80% bis 95%:5% eingehalten sein.Preferably, a mass ratio between the mass of the vessel material M vessel and the mass of the phase change medium M PCM should be maintained from 20%: 80% to 95%: 5%.
Ein oder mehrere Hohlräume können im Boden und/oder in seitlichen Wandbereichen der Gefäßwand ausgebildet sein.One or more cavities may be formed in the bottom and / or in lateral wall regions of the vessel wall.
Besonders vorteilhaft ist in mindestens einem Hohlraum ein poröses und/oder zelluläres Metall, das mit dem Gefäßmaterial in Kontakt steht, vorhanden. Dabei ist in den Freiräumen des porösen und/oder zellulären Metalls das Phasenwechselmedium enthalten. Es kann sich dabei um einen Metallschaum oder eine offenzellige Struktur handeln. Durch das Metall kann die Wärmeleitung zwischen dem Gefäßmaterial und dem Phasenwechselmedium verbessert werden. Das für die Struktur eingesetzte Metall weist eine höhere thermische Leitfähigkeit als das Phasenwechselmedium auf, so dass die Zeitkonstante bei der mittels des Phasenwechselmediums erreichbaren Temperaturregelung verkleinert werden kann.It is particularly advantageous for at least one cavity to contain a porous and / or cellular metal which is in contact with the vessel material. In this case, the phase change medium is contained in the free spaces of the porous and / or cellular metal. It may be a metal foam or an open-cell structure. Through the metal, the heat conduction between the vessel material and the phase change medium can be improved. The metal used for the structure has a higher thermal conductivity than the phase change medium, so that the time constant at the achievable by means of the phase change medium temperature control can be reduced.
Außerdem kann dadurch die Festigkeit des Gefäßes auch im Bereich bzw. in Bereichen in denen Hohlräume vorhanden sind, erhöht werden.In addition, thereby the strength of the vessel in the area or in areas in which cavities are present, can be increased.
Solche regellosen metallischen Strukturen weisen gegenüber anderen geometrisch gestalteten Elementen, wie beispielsweise Wabenstrukturen eine erhöhte Oberfläche auf, so dass die für die Wärmeleitung zwischen dem Metall der Struktur und dem Phasenwechselmedium nutzbare Oberfläche vergrößert ist.Such random metallic structures have an increased surface area compared to other geometrically shaped elements, such as honeycomb structures, so that the surface usable for the heat conduction between the metal of the structure and the phase change medium is increased.
Diese Effekte können aber auch mit metallischen Hohlkörpern, bevorzugt Hohlkugeln erreicht werden, die gemeinsam mit dem Phasenwechselmedium in einem oder mehreren Hohlräumen eines Gefäßes enthalten sind, erreicht werden. Die metallischen Hohlkörper sollten dabei poröse Außenwände aufweisen und Phasenwechselmedium zumindest auch in den Hohlräumen der Hohlkörper enthalten sein.However, these effects can also be achieved with metallic hollow bodies, preferably hollow spheres, which are contained together with the phase change medium in one or more cavities of a vessel. The metallic hollow body should have porous outer walls and phase change medium at least be included in the cavities of the hollow body.
Unabhängig davon, ob in einem Hohlraum eine metallische Struktur oder metallische Hohlkörper enthalten ist/sind, sollte ein Volumenanteil von Metall VolMetall und Volumenanteil Phasenwechselmedium VolPCM innerhalb eines Hohlraums im Bereich 75% zu 25% bis 95% zu 5% eingehalten sein.Regardless of whether a metallic structure or metallic hollow bodies are contained in a cavity, a volume fraction of metal volume metal and volume fraction phase change medium Vol PCM within a cavity in the range of 75% to 25% to 95% to 5% should be maintained.
Die Flexibilität kann dadurch erhöht werden, wenn mindestens ein mit Phasenwechselmedium befüllter Hohlraum in einem Einsatzelement, das in das Gefäß eingesetzt werden kann, ausgebildet ist. So kann ein Gefäß ohne weiteres in herkömmlicher Form zum Garen oder Erwärmen von Speisen eingesetzt werden. Soll es dann zum Niedrigtemperaturgaren eingesetzt werden, kann mindestens ein solches Einsatzelement in das Gefäß eingesetzt bzw. eingelegt werden.The flexibility can be increased if at least one phase change medium-filled cavity is formed in an insert element that can be inserted into the vessel. Thus, a vessel can readily be used in conventional form for cooking or heating food. If it is then used for low-temperature cooking, at least one such insert element can be inserted or inserted into the vessel.
Das Einsatzelement kann dabei ausschließlich Phasenwechselmedium enthalten. Es besteht aber auch die Möglichkeit ein Einsatzelement bei der Erfindung einzusetzen, in dem wie vorab beschrieben, eine metallische Struktur oder metallische Hohlkörper mit dem Phasenwechselmedium enthalten ist/sind.The insert element can contain only phase change medium. However, it is also possible to use an insert element in the invention in which, as described above, a metallic structure or metallic hollow body with the phase change medium is / are included.
Nachfolgend soll die Erfindung an Hand von Beispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to examples.
Dabei zeigen:Showing:
Beispiel 1:Example 1:
Bei einem doppelwandigen Gefäß
Die Berechnungen zeigen, wie aus
Aus dem in
Ein Vergleich der Eigenmasse der Gefäße mit gleichem Inhaltsvolumen ergibt ebenfalls erhebliche Vorteile der Erfindung. So liegt die Eigenmasse eines erfindungsgemäßen Gefäßes
Beispiel 2Example 2
Dabei ist ein erfindungsgemäßes Gefäß
Beispiel 3Example 3
Das erfindungsgemäße Gefäß
Die so erhaltenen metallischen Hohlkugeln, mit ihren porösen Wänden, wurden mit dem Paraffin erwärmt und bei einem Druck erheblich unterhalb des Atmosphärenumgebungsdrucks das Paraffin geschmolzen und damit die metallischen Hohlkugeln mit dem Paraffin infiltriert.The metallic hollow spheres thus obtained, with their porous walls, were heated with the paraffin and, at a pressure well below atmospheric ambient pressure, melted the paraffin and thus infiltrated the metallic hollow spheres with the paraffin.
Nach einer Reinigung der äußeren Oberflächen konnten die mit dem Paraffin befüllten Hohlkugeln mit einer Beschichtung aus Nickel galvanisch beschichtet werden. Die Beschichtung kann dann eine Versiegelung bilden, die ein Auslaufen des Phasenwechselmediums verhindern kann.After cleaning the outer surfaces, the paraffin-filled hollow spheres could be electroplated with a coating of nickel. The coating can then form a seal which can prevent leakage of the phase change medium.
Die metallischen Hohlkugeln können dann mit weiterem Paraffin in einen Hohlraum
Auch mit einem so ausgebildeten Gefäß können die Wirkung des Phasenwechselmediums und die bessere thermische Leitfähigkeit der metallischen Hohlkugeln in Kombination vorteilhaft genutzt und ggf. beim Garen auftretende Temperaturschwankungen besser und in kürzerer Zeit kompensiert werden, so dass nahezu konstante Temperaturen auch bei schwankender Ofentemperatur eingehalten werden können.Even with such a vessel, the effect of the phase change medium and the better thermal conductivity of the metallic hollow spheres can be used advantageously combined and possibly occurring during cooking temperature fluctuations better and in less time, so that almost constant temperatures can be maintained even with fluctuating furnace temperature ,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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DE102013107466A1 (en) * | 2013-07-15 | 2015-01-15 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Device for preparing food |
CN110087516A (en) * | 2016-10-25 | 2019-08-02 | 普罗巴尔科有限公司 | Cooking apparatus with handle arrangement |
Citations (1)
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DE19929760A1 (en) | 1999-06-29 | 2001-01-04 | Fraunhofer Ges Forschung | Production of metallic oxidic ceramic hollow spheres comprises applying the starting materials as cladding material to spherical support elements, pyrolyzing the green body formed and sintering |
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- 2011-05-16 DE DE102011102050A patent/DE102011102050A1/en not_active Withdrawn
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