DE102012006578A1

DE102012006578A1 - Gargerät und Verfahren zum Garen von Lebensmitteln

Info

Publication number: DE102012006578A1
Application number: DE201210006578
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Topinox SARL
Current assignee: Topinox SARL
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gargerät (10) mit einem Garraum (12), einer Heizvorrichtung (16), einer Steuerung (18), in der verschiedene Garprogramme hinterlegt sind, und einer Erfassungsvorrichtung (30), die mit der Steuerung (18) gekoppelt ist und mit der auf charakteristische Parameter von Gargut geschlossen werden kann, das sich im Garraum (12) befindet, wobei eine Hochfrequenzstrahlungsquelle (26) vorgesehen ist, mit der Hochfrequenzstrahlung in den Garraum (12) eingestrahlt werden kann, wobei die Erfassungsvorrichtung (30) reflektierte Hochfrequenzstrahlung empfangen kann, die von der Steuerung (18) ausgewertet wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Garen von Gargut in einem Gargerät (10), das einen Garraum (12) aufweist, eine Heizvorrichtung (16) und eine Steuerung (18), in der verschiedene Garprogramme hinterlegt sind, wobei mittels einer Hochfrequenzstrahlungsquelle (26) Hochfrequenzstrahlung in den Garraum (12) einstrahlt und mittels einer Erfassungsvorrichtung (30) reflektierte Hochfrequenzstrahlung empfangen wird, wobei die Steuerung (18) auf der Basis der empfangenen Hochfrequenzstrahlung charakteristische Parameter des Garguts erkennen kann und in Abhängigkeit von diesen Parametern das angewendete Garprogramm modifiziert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Garraum, einer Heizvorrichtung, einer Steuerung, in der verschiedene Garprogramme hinterlegt sind, und einer Erfassungsvorrichtung, die mit der Steuerung gekoppelt ist und mit der auf charakteristische Parameter von Gargut geschlossen werden kann, das sich im Garraum befindet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Garen von Gargut in einem Gargerät, das einen Garraum aufweist, eine Heizvorrichtung und eine Steuerung, in der verschiedene Garprogramme hinterlegt sind.
Von Profi-Gargeräten, wie sie in Restaurants oder der Großgastronomie verwendet werden, ist es bekannt, mittels der Steuerung automatisiert unterschiedliche Garprogramme ablaufen zu lassen. Zum einen soll auf diese Weise die optimale Qualität der gegarten Produkte gewährleistet werden. Zum anderen soll der Bediener des Gargeräts weitestgehend entlastet werden. Die Erfassungsvorrichtung dient dabei dazu, den Bediener davon zu entlasten, bestimmte Parameter des anzuwendenden Garprogramms manuell einzugeben. Ein Beispiel für einen charakteristischen Parameter des Garguts, der mit den bekannten Erfassungsvorrichtungen erkannt werden kann, ist die Beladung des Gargeräts mittels einer Beladungserkennung. Die Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise mittels Gewichtssensoren oder optischen Erfassungsvorrichtungen erkennen, welche Menge des zu garenden Produkts sich im Garraum befindet. In Abhängigkeit von der Menge kann dann die Steuerung das Garprogramm so modifizieren, dass es optimal an die Menge des zu garenden Produkts angepasst ist (beispielsweise durch Verwendung einer höheren Heizleistung oder einer höheren Temperatur bei einer höheren Beladung des Garraums).
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gargerät und ein Verfahren zum Garen von Gargut zu schaffen, mit denen die Möglichkeiten zur Erfassung charakteristischer Parameter des Garguts verbessert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Gargerät der eingangs genannten Art. eine Hochfrequenzstrahlungsquelle vorgesehen, mit der Hochfrequenzstrahlung in den Garraum eingestrahlt werden kann, wobei die Erfassungsvorrichtung reflektierte Hochfrequenzstrahlung empfangen kann, die von der Steuerung ausgewertet wird. Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ist vorgesehen, dass mittels einer Hochfrequenzstrahlungsquelle Hochfrequenzstrahlung in den Garraum einstrahlt und mittels einer Erfassungsvorrichtung reflektierte Hochfrequenzstrahlung empfangen wird, wobei die Steuerung auf der Basis der empfangenen Hochfrequenzstrahlung charakteristische Parameter des Garguts erkennen kann und in Abhängigkeit von diesen Parametern das angewendete Garprogramm modifiziert wird. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Hochfrequenzstrahlung (nachfolgend vereinfacht bezeichnet als „Mikrowellenstrahlung”), die bisher bei sogenannten Mikrowellenöfen zum Erwärmen von Lebensmitteln verwendet wurde, sehr gut zum Erfassen von charakteristischen Parametern des Garguts geeignet sind. Anders als die bisher eingesetzten Sensoren, die speziell zur Erkennung eines spezifischen Parameters ausgelegt waren, beispielsweise des Gewichts des sich im Garraum befindenden Garguts, kann die reflektierte Hochfrequenzstrahlung unter verschiedenen Gesichtspunkten ausgewertet werden. Somit können unterschiedliche charakteristische Parameter erkannt werden, die gezielt zur Beeinflussung und Optimierung des ablaufenden Garprogramms eingesetzt werden können.
Aus der WO 2011/138675 ist grundsätzlich bekannt, bei einem Mikrowellenofen die Mikrowellenstrahlung zu analysieren und daraus gewisse Rückschlüsse zu ziehen. In Abhängigkeit von diesen Rückschlüssen wird dann der Mikrowellengenerator gesteuert. Erfindungsgemäß wird jedoch ein anderer Ansatz verfolgt. Die Mikrowellenstrahlung wird nicht primär dazu verwendet, um einen Energieeintrag in das Gargut zu bewerkstelligen, sondern als Sensorstrahlung. Zwar wird dabei auch eine gewisse Wärmemenge in das Gargut eingebracht; diese Wärmemenge ist jedoch klein gegenüber der Wärmemenge, die von der Heizvorrichtung des Gargeräts bereitgestellt wird. Dementsprechend ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Leistung der Heizvorrichtung größer ist als die Leistung der Hochfrequenzstrahlungsquelle, insbesondere mindestens dreimal größer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Hochfrequenzstrahlungsquelle eine Leistung von weniger als zehn Watt hat, insbesondere in der Größenordnung von einem Watt oder auch nur einigen Milliwatt. Dies verdeutlicht, dass die Wärmemenge, die mittels der „Sensorstrahlung” in das Gargut eingebracht wird, vernachlässigbar ist.
Beim charakteristischen Parameter, der von der Auswerteeinheit erkannt wird, kann es sich um die Größe des Garguts, die Art des Garguts und/oder um die Anordnung des Garguts im Garraum handeln. Alle diese Parameter lassen sich durch geeignete Auswertung der reflektierten Mikrowellenstrahlung erkennen.
Die als „Sensorstrahlung” verwendete Hochfrequenzstrahlung kann kontinuierlich eingestrahlt werden, wenn eine dauerhafte Überwachung bestimmter Parameter gewünscht wird, oder auch diskontinuierlich, wenn es ausreichend ist, in bestimmten Abständen die überwachten Parameter zu erfassen. Wird beispielsweise der Aggregatzustand des Garguts überwacht, insbesondere der Übergang von einem gefrorenen in einen aufgetauten Zustand, kann es zweckmäßig sein, die Hochfrequenzstrahlung kontinuierlich einzustrahlen. Wird dagegen mittels der „Sensorstrahlung” die Art des Garguts oder die Anordnung des Garguts im Garraum erfasst, ist es meist ausreichend, einen Abfragevorgang nach einer Beladung des Gargeräts durchzuführen. Ein nachfolgender Erkennungsschritt wird üblicherweise erst dann wieder notwendig sein, nachdem die Tür des Gargeräts geöffnet wurde, da nicht anzunehmen ist, dass sich die Art des Garguts und seine Verteilung im Garraum ohne Eingriff von außen ändert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
1 in einer schematischen Schnittansicht ein erfindungsgemäßes Gargerät;
2 eine grafische Darstellung der Änderung der erfassten Mikrowellenstrahlung bei einer Änderung eines charakteristischen Parameters des Garguts; und
3 schematisch die Erkennung der Art des Garguts.
In 1 ist schematisch ein Gargerät 10 gezeigt, bei dem es sich um ein Profi-Gargerät handelt, wie es in Restaurantküchen, Kantinenküchen und der Großgastronomie eingesetzt wird. Es enthält einen Garraum 12, in welchen Lebensmittel (nachfolgend auch als Gargut bezeichnet) eingebracht werden können. Zu diesem Zweck sind zwei hier schematisch dargestellte Einhängegestelle 14 vorgesehen, die in verschiedenen Einschubebenen jeweils Gargutträger aufnehmen können.
Um im Inneren des Garraums 12 eine gewünschte Garraumatmosphäre (insbesondere hinsichtlich der gewünschten Temperatur- und Feuchtigkeitswerte) herbeizuführen, ist eine Heizvorrichtung 16 vorgesehen, die hier nur schematisch dargestellt ist. Der Begriff „Heizvorrichtung” wird hier als Oberbegriff für sämtliche Bauteile des Gargeräts 10 verstanden, die einen substanziellen Energieeintrag in die Garraumatmosphäre bewerkstelligen können, insbesondere eine Heizvorrichtung im engeren Sinne, mit der die Luft im Garraum aufgeheizt werden kann, und ein Dampfgenerator, mit dem Dampft erzeugt werden kann, der in den Garraum 12 eingebracht wird. Die Heizvorrichtung 16 wird von einer Steuerung 18 gesteuert, die auch mit einem Antriebsmotor 20 eines Lüfterrades 22 verbunden ist. Dieses ist im Garraum 12 hinter einem Trennblech 24 angeordnet und dient dazu, die Garraumatmosphäre umzuwälzen.
Das Gargerät 10 enthält weiterhin eine Hochfrequenzstrahlungsquelle 26, die nachfolgend vereinfacht als Magnetron bezeichnet wird und die elektromagnetische Hochfrequenzwellen erzeugen kann (nachfolgend vereinfacht bezeichnet als Mikrowellenstrahlung). Die Mikrowellenstrahlung wird mittels eines Wellenleiters 30 in den Garraum 12 geleitet. Angesteuert wird das Magnetron 26 von der Steuerung 18.
Es ist eine Erfassungsvorrichtung 30 vorgesehen, mit der reflektierte Mikrowellen empfangen werden können. Zusammen mit der Steuerung 18 kann die empfangene Hochfrequenzstrahlung (insbesondere die rücklaufende Welle) analysiert und ausgewertet werden. Dadurch können charakteristische Parameter des sich im Garraum 12 befindenden Garguts erkannt werden. Durch die Analyse der rücklaufenden Welle kann insbesondere auf die räumliche Verteilung, die Form und die Menge des Garguts geschlossen werden. Weiterhin kann auf die lokalen dielektrischen Eigenschaften des Garguts geschlossen werden, was ebenfalls zur Produkterkennung und zur Zustandserkennung herangezogen werden kann. Die Kombination dieser Eigenschaften ist für bestimmte Gargüter charakteristisch, sodass daraufhin die Produkte erkannt und geeignete Garprozesse ausgewählt werden können. Insbesondere kann der ausgewählte Garprozess an das erkannte Kaliber und/oder die erkannte Menge angepasst werden. Weiterhin, können Veränderungen im Gargut (beispielsweise Austrocknen, Auftauen, etc.) erkannt werden, woraufhin der Garprozess wiederum optimiert wird. Zwei Beispiele für charakteristische Parameter und ihr Erfassung werden nachfolgend ausführlicher beschrieben.
In 2 ist die Änderung des Signals der rücklaufenden Welle, also der von der Erfassungsvorrichtung 30 empfangenen, reflektierten Mikrowellenstrahlung, dargestellt für einen Garprozess, bei dem das Gargut zu einem Zeitpunkt T1 auftaut. Im gefrorenen Zustand liegt die Absorption der Mikrowellenstrahlung im Gargut, also das Verhältnis von eingestrahlter zu reflektierter Strahlung, in der Größenordnung von 70%, während sich im aufgetauten Zustand ein Wert der der Größenordnung von 90% ergibt. Wenn es sich beim Gargut beispielsweise um Gemüse handelt, kann mittels der Mikrowellenstrahlung festgestellt werden, ob dieses gefroren ist oder nicht. Falls festgestellt wird, dass das Gemüse gefroren ist, startet die Steuerung 18 einen Auftauschritt, beispielsweise mit Dampf, der dem eigentlichen Garvorgang vorangestellt wird. Der Auftauschritt wird dann automatisch beendet, sobald detektiert wird, dass das Gargut aufgetaut ist.
Bei dieser Ausgestaltung wird also der Benutzer davon entlastet, zu Beginn des Garvorgangs manuell einzugeben, in welchem Zustand sich das Gargut befindet. Mittels der Mikrowellenstrahlung kann die Steuerung den Aggregatzustand, also gefroren oder aufgetaut, als charakteristischen Parameter automatisch erkennen und das gewählte Garprogramm entsprechend modifizieren.
Ein anderer charakteristischer Parameter, der mittels der Mikrowellenstrahlung von der Steuerung 18 automatisch erkannt werden kann, ist die Art des Garguts selbst. Hier wird mit Gruppen- oder Clusterbildung gearbeitet.
In 3 ist schematisch als Gargut ein Steak S gezeigt, welches sich im Garraum 12 befindet. Aus der Analyse der rücklaufenden Welle kann nicht nur erkannt werden, wo sich Gargut im Garraum 12 befindet und welche Menge des Garguts dort enthalten ist, sondern auch die Form des Garguts. Aus der reflektierten Welle lässt sich nämlich schließen, wo im Garraum Leistung von einem Gargut absorbiert wird. Dadurch können unterschiedliche geometrische Formen unterschieden werden, und anhand der Menge der absorbierten Energie kann auch auf die Zusammensetzung des Garguts geschlossen werden. Durch die Kombination von geometrischer Form und der Menge an absorbierter Energie lässt sich recht präzise erkennen, um welche Art von Lebensmittel es sich handelt. In 3 sind auf der rechten Seite beispielhaft von oben nach unten ein Braten, ein Hähnchen, ein Steak, eine Pizza und ein Brot dargestellt. Anhand der geometrischen Form lassen sich viele Lebensmittel sehr gut unterscheiden, beispielsweise die flache, runde Form einer Pizza von der länglichen, voluminösen Form eines Bratens. Selbst wenn es Ähnlichkeiten hinsichtlich der geometrischen Form gibt, beispielsweise zwischen einem Brot und einem Braten, lässt sich anhand der Energiemenge, die vom Gargut aufgenommen wird, meist recht gut unterscheiden, um welches Lebensmittel es sich handelt. Ein Braten nimmt aufgrund des sehr viel höheren Wassergehalts mehr Energie auf als ein Brot.
Im gezeigten Beispiel kann die Steuerung 18 durch Abgleich mit den in einer internen Datenbank hinterlegten Beispielen feststellen, um welche Art von Gargut es sich handelt. Im Falle eines Steaks kann beispielsweise automatisch ein Garprogramm verwendet werden, welches mit einer hohen Temperatur, aber kurzen Garzeiten arbeitet. Würde ein großes Bratenstück (beispielsweise Krustenbraten) erkannt, könnte automatisch ein Garprogramm verwendet werden, welches mit niedrigeren Temperaturen, aber einer längeren Garzeit arbeitet. Auch hier wird der Bediener von manuellen Eingaben entlastet.
Mit der Erfassung des Garguts kann auch eine Beladungserkennung realisiert werden, also die automatische Erkennung, in welchem Umfang der Garraum mit zu garenden Nahrungsmitteln beladen ist. Der Grad der Beladung führt dann zu einer Änderung des Garprozesses, beispielsweise zu einer Anpassungen von Temperaturen, Feuchte und Luftgeschwindigkeitssollwerten. Auch können Warnmeldungen oder Hinweise (”Bitte wenden”, ”Bitte übergießen”, ”Bitte rühren”, etc.) in Abhängigkeit der erkannten Größe ausgegeben werden.
Um die Energieeffizient und/oder den Durchsatz zu steigern, kann in Abhängigkeit vom Grad der Beladung auch ein Beladungsvorschlag erfolgen. Wenn eine gewisse Beladungsmenge und/oder Größe erkannt wird, kann eine Beladungsempfehlung für zusätzliche. Gargüter erfolgen, beispielweise in der Form, dass angezeigt wird, welche Gargüter desselben Typs noch zusätzlich geladen werden könnten oder welche Gargüter eines anderen Typs dazu geladen werden könnten, die mit dem aktuell ablaufenden Garprogramm ebenfalls sinnvoll gegart werden können.
Wichtig ist, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Gargerät nicht um einen Mikrowellenofen handelt, sondern um ein Gargerät, bei dem die zum Garen der Gargüter benötigte Energie zu einem wesentlichen Teil von der Heizvorrichtung 16 bereitgestellt wird. Die vom Magnetron 26 in den Garraum 12 eingestrahlte Mikrowellenstrahlung dient primär als Sensorstrahlung. Die Mikrowellenstrahlung kann zwar Energie zuführen, die den Garvorgang unterstützt; die Hauptaufgabe der Mikrowellenstrahlung besteht aber darin, die Erfassung von charakteristischen Parametern des Garguts zu ermöglichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/138675 [0005]

Claims

Gargerät (10) mit einem Garraum (12), einer Heizvorrichtung (16), einer Steuerung (18), in der verschiedene Garprogramme hinterlegt sind, und einer Erfassungsvorrichtung (30), die mit der Steuerung (18) gekoppelt ist und mit der auf charakteristische Parameter von Gargut geschlossen werden kann, das sich im Garraum (12) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochfrequenzstrahlungsquelle (26) vorgesehen ist, mit der Hochfrequenzstrahlung in den Garraum (12) eingestrahlt werden kann, wobei die Erfassungsvorrichtung (30) reflektierte Hochfrequenzstrahlung empfangen kann, die von der Steuerung (18) ausgewertet wird.
Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der Heizvorrichtung (16) größer ist als die Leistung der Hochfrequenzstrahlungsquelle (26), insbesondere mindestens dreimal größer.
Gargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzstrahlungsquelle (26) eine Leistung von weniger als zehn Watt hat, insbesondere in der Größenordnung von einem Watt.
Verfahren zum Garen von Gargut in einem Gargerät (10), das einen Garraum (12) aufweist, eine Heizvorrichtung (16) und eine Steuerung (18), in der verschiedene Garprogramme hinterlegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Hochfrequenzstrahlungsquelle (26) Hochfrequenzstrahlung in den Garraum (12) einstrahlt und mittels einer Erfassungsvorrichtung (30) reflektierte Hochfrequenzstrahlung empfangen wird, wobei die Steuerung (18) auf der Basis der empfangenen Hochfrequenzstrahlung charakteristische Parameter des Garguts erkennen kann und in Abhängigkeit von diesen Parametern das angewendete Garprogramm modifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim charakteristischen Parameter um den Aggregatzustand des Garguts handelt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim charakteristischen Parameter um die Größe des Garguts handelt..
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim charakteristischen Parameter um die Art des Garguts handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim charakteristischen Parameter um die Anordnung des Garguts im Garraum handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzstrahlung (30) kontinuierlich eingestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzstrahlung (30) diskontinuierlich eingestrahlt wird.