DE102012210302A1

DE102012210302A1 - Analysevorrichtung zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem durch Erhitzung von Speiseöl erzeugten Dampf sowie Verfahren zur Durchführung einer derartigen Analyse

Info

Publication number: DE102012210302A1
Application number: DE102012210302A
Authority: DE
Inventors: Miguel Angel Buñuel Magdalena; Susana De Marcos Ruiz; Ana Escudero Carra; Francisco Javier Ester Sola; Vicente Ferreira González; Francisco Javier Galbán Bernal; Ignacio Ontañón Alonso; Fernando Planas Layunta; Javier Sanz Naval; Mónica Bueno Fernández; Jose Luis Salvador Lacosta; Beatriz Villanueva Valero
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2013-01-03
Also published as: ES2396091B1; ES2396091A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Analysevorrichtung (1) zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzung von Speiseöl (10) oder Bratfett erzeugt ist, mit einem Aufnahmegefäß (2) für das Speiseöl (10) oder Bratfett, einem Deckel (8) zum Abdecken des Aufnahmegefäßes (2), welcher eine erste Öffnung (11) aufweist, durch welche sich ein Messelement (12) zur Erfassung der Temperatur des Speiseöls (10) oder Bratfetts erstreckt, und eine zweite Öffnung (17) aufweist, durch welche sich eine Kartusche (14) erstreckt, in welcher Harz (15), in welches flüchtige Stoffe des Dampfs aufnehmbar sind, enthalten ist, und mit einer Auswerteeinrichtung (13) und/oder Spüleinrichtung (23), mit welcher die in dem Harz (15) aufgenommenen flüchtigen Stoffe auswertbar sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Analysevorrichtung zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzen von Speiseöl erzeugt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem derartigen Dampf.
Es ist bekannt, dass bei Kochprozessen das zuzubereitende Gargut verschiedene flüchtige Verbindungen erzeugt, die unter anderem auch entzündbar, giftig oder krebserregend sind und darüber hinaus auch ungünstige organoleptische Eigenschaften aufweisen können. Derartige flüchtige Stoffe stellen daher sowohl für Personen als auch für die Umgebung Nachteiliges dar.
Es ist daher von wesentlichem Interesse, diese flüchtigen Verbindungen genau analysieren zu können.
Die chemische Struktur und die gesamte Zusammensetzung derartig erzeugter flüchtiger Verbindungen hängt von der Art des Garguts und auch davon ab, wie es zubereitet ist. Gewöhnlich wird zum Zubereiten von Gargut Fett oder Öl verwendet und dies beispielsweise in einem Frittierprozess erhitzt, wodurch sich verschiedene Probleme ergeben, wenn entsprechend hohe Temperaturen erreicht werden.
Ein wesentliches Problem stellt dabei die Verbrennung von Öl dar. Dabei können drei verschiedene Temperaturen des Öls definiert werden. Zum einen ist dies der Rauchpunkt, welcher durch die Temperatur charakterisiert wird, wenn weißer Dampf entsteht. Des Weiteren kann der Brennbarkeitspunkt charakterisiert werden. Dieser definiert sich derart, dass eine Temperatur erreicht ist, bei der die Verbrennung des Öls beginnen kann, wenn die Flamme nahe einer Gasmischung ist. Als weitere definierte Schwelle kann der Selbstentzündungspunkt genannt werden. Dieser ist bei der Temperatur gegeben, bei der sich das Gasgemisch spontan selbst entzünden kann.
Als weiteres Problem kann genannt werden, dass erhitztes Öl chemische Prozesse starten kann, welche eine thermische Degradation dieser Verbindungen und die konsequente Freilegung von verschiedenen Arten von chemischen Substanzen, von denen die meisten toxisch sind, startet.
Ein drittes Problem kann darin gesehen werden, dass chemische Prozesse sich beschleunigen, wenn das verwendete Öl für mehrere Zubereitungsvorgänge verwendet wird. Dies verursacht in besonderem Maße die oben genannten organoleptischen Eigenschaften.
Um diese drei Probleme kontrollieren zu können, ist es wesentlich, die Abläufe und Entstehung der flüchtigen Verbindungen genauer zu kennen. Jedes Fett oder Öl hat seine eigenen Werte der angesprochenen drei Punkte, dem Rauchpunkt, dem Brennbarkeitspunkt und dem Selbstentzündungspunkt. Beispielsweise treten diese drei Punkte bei Olivenöl bei Temperaturen von etwa 200°C beziehungsweise 225°C beziehungsweise 325°C auf. Es ist jedoch zu betonen, dass diese Werte auch von der Spezifikation des Olivenöls (beispielsweise Extra Virgin, Virgin ...) abhängen.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass es durch Überhitzung von Speiseöl beim Zubereiten von Gargut auch zu Bränden in der Küche kommen kann. Auch aufgrund dessen ist es wesentlich, die Prozesse beim Erhitzen von Speiseöl besser und detaillierter nachvollziehen zu können, um entsprechende Vorkehrungen bei Hausgeräten zum Zubereiten von Lebensmitteln treffen zu können.
Die bereits angesprochenen chemischen Prozesse, die bei der Erhitzung von Speiseöl auftreten können, charakterisieren sich einerseits durch die Hydrolyse. Die Hydrolyse bezeichnet dabei das Aufbrechen von Triglyceriden oder Mono-Diglyceriden des Öls. Dieser Prozess verursacht darüber hinaus auch das Auftreten von Aldehyden und Ketonen mit niedrigem Molekulargewicht, welche einen großen Anteil der Familie der flüchtigen organischen Verbindungen (Volatile Organic Compounds VOC), darstellen.
Eine weitere Reaktion wird durch die Autooxidation charakterisiert. Dies ist ein Oxidationsprozess, der durch den Sauerstoff in der Luft induziert wird. Dies führt zum Auftreten von Oxiden und Peroxiden, die dann freie Radikale bilden und Radikalreaktionen in Gang bringen. Einige dieser Oxide und Peroxide treten auch in den VOC auf.
Eine dritte Reaktion ist durch die Polymerisation gegeben. Dies ist die Kombination der vorher erwähnten erzeugten Radikale, die sich dann zu Polymeren von Fettsäuren, welche die Dichte des Öls erhöhen, zusammenschließen. Sie induzieren darüber hinaus die Bildung von anderen hochtoxischen Verbindungen, wie beispielsweise polynukleare aromatische Hydrocarbonate (Polynuclear Aromatic Hydrocarbons PAH).
Während eines Zubereitungsvorgangs und dem Erhitzen von Speiseöl kann eine sehr große Anzahl derartiger flüchtiger Verbindungen, insbesondere Verbindungen der Familien von VOC und PAH, erzeugt werden.
PAHs stellen heterogene Gruppen von Verbindungen dar, die eine gemeinsame Struktur mit Benzenringen aufweisen. Diese Strukturen entstehen aufgrund der nicht vollständigen Verbrennung von organischen Matrizen und Polymerisationsreaktionen des Speiseöls. Die Anzahl dieser PAHs ist sehr hoch und einige von ihnen zeigen krebserregende, mutagene und teratogene Effekte.
Es wurde ein sprunghafter Anstieg von VOC bei erhitzten Speiseölen erkannt, wenn das Öl den Rauchpunkt erreicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Analysevorrichtung zur Analyse von derartigen flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzen von Speiseöl erzeugt ist, als auch ein entsprechendes Analyseverfahren zu schaffen, mit welchem die Entstehung derartiger flüchtiger Stoffe genauer erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Analysevorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Eine erfindungsgemäße Analysevorrichtung zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzung von Speiseöl erzeugt ist, umfasst ein Aufnahmegefäß für das Speiseöl. Darüber hinaus umfasst die Analysevorrichtung auch einen Deckel zum Abdecken des Aufnahmegefäßes. Der Deckel weist eine erste Öffnung auf, durch welche sich ein Messelement der Analysevorrichtung zur Erfassung der Temperatur des Speiseöls erstreckt. Der Deckel weist darüber hinaus eine zweite Öffnung auf, durch welche sich eine Kartusche erstreckt, in welcher Harz aufgenommen ist. Mittels dieser Kartusche und insbesondere dem spezifischen Stoff, nämlich dem Harz, wird eine Ausgestaltung geschaffen, welche es in sehr einfacher und dennoch präziser Weise während eines Analyseprozesses beziehungsweise einer Analysephase ermöglicht, die entstehenden flüchtigen Stoffe im Hinblick auf ihre Menge, ihre Art und ihre Entstehung abhängig von den gegenwärtigen Prozessbedingungen sehr exakt bestimmen zu können. Die Analysevorrichtung umfasst darüber hinaus auch eine Auswerteeinrichtung, mit welcher die in dem Harz aufgenommenen flüchtigen Stoffe auswertbar sind. Insbesondere weist der Deckel nur diese Öffnungen auf. Ein Austritt von Dampf und damit auch flüchtigen Stoffen an anderen Stellen kann somit verhindert werden. Mit den spezifischen Komponenten der Analysevorrichtung und deren Anordnung zueinander kann eine sehr exakte Analyse der flüchtigen Stoffe ermöglicht werden.
Vorzugsweise ist das Harz zur Festphasenextraktion ausgebildet. Die Festphasenextraktion ist eine Probenvorbereitungsmethode in Bezug auf eine mögliche Anreicherung, Aufkonzentration oder Isolation eines Analyten. Es handelt sich dabei um einen physikalischen Extraktionsprozess, der zwischen einer flüssigen und einer festen Phase stattfindet. Die zu analysierende Komponente ist in einem Lösungsmittel gelöst. Mithilfe der Festphasenextraktion ist es möglich, die zu bestimmende Komponente aus sehr verdünnten Lösungen für die eigentliche Analyse anzureichern. Wird das Lösungsmittel beziehungsweise die Probenlösung durch das Sorbens geleitet, reichert sich das Isolat auf dem Sorbensbett an, wobei das Lösungsmittel das Sorbens ungehindert passiert. Die Auswahl des Sorbens hat großen Einfluss auf die Extraktion. Die gebräuchlichste Festphasenextraktionsmethode besteht darin, das Sorbens in eine Art Säule zu packen und die Probenlösung durch das Sorbens zu leiten. Durch ein geeignetes Lösungsmittel wird das Isolat vom Sorbens heruntergelöst. Anschließend kann dieses Eluat weiter verarbeitet oder analysiert werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweite Öffnung zentral mittig am Deckel ausgebildet ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da der beim Erhitzen des Speiseöls aufsteigende Dampf dann definitiv zu dieser zweiten Öffnung gelangt und die flüchtigen Stoffe in das Harz gelangen und somit praktisch aufgefangen werden.
Vorzugsweise ist die Kartusche in einem rohrförmigen Halter angeordnet. Dadurch wird einerseits ein zusätzlicher Schutz und andererseits eine mechanische Stabilität der Anbringung an dem Deckel gewährleistet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Kartusche aus Glas oder Kunststoff, insbesondere Polypropylen ist.
Insbesondere hängt die Menge von in die Kartusche eingebrachtem Harz von der Menge des zu erhitzenden Speiseöls und der Analysetemperatur des Speiseöls ab. Es wird also eine Vorrichtung bereitgestellt, bei der die Harzmenge sehr präzise auf die Speiseölmenge einerseits und/oder auf die einzustellende Analysetemperatur des Speiseöls abgestimmt ist. Die Aufnahme der erzeugten flüchtigen Stoffe in dem Harz kann damit besonders begünstigt werden und insbesondere die Analyse durch die Festphasenextraktion kann dann sehr präzise und aussagekräftig ermöglicht werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Menge an Harz geringer ist, als die Menge an Speiseöl. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Menge an Harz insbesondere um zumindest 50 % weniger, insbesondere um zumindest 80 % weniger ist als die Menge an Speiseöl. Beispielsweise kann hier vorgesehen sein, dass bei einer Menge von 200 g von Speiseöl und einer Analysephase mit einer Zeitdauer von 1 min 100 mg von Harz in die Kartusche eingebracht ist.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Mengenverhältnis zwischen dem Harz und dem Speiseöl von der Zeitdauer der Aufnahme der flüchtigen Stoffe in dem Harz abhängig ist. Dies betrifft dann insbesondere auch die Zeitdauer der Analyse und somit die Zeitdauer der Analysephase.
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Analysevorrichtung eine Pumpe zur Absaugung von Medium aus dem Aufnahmegefäß aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass diese Pumpe mit der zweiten Öffnung, mit welcher auch die Kartusche verbunden ist, gekoppelt ist und das Medium über diese zweite Öffnung durch das Harz abgesaugt wird.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Durchflussmenge von Luft der Pumpe abhängig von der Menge des Harzes in der Kartusche eingestellt ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass die Pumpe mit einer minimalen Durchflussmenge von Luft eingestellt ist, die einer Durchflussmenge von 600 ml/min entspricht, wenn keine Kartusche vorhanden ist beziehungsweise vorhanden wäre.
Insbesondere hängt die Durchflussmenge der Pumpe von der Menge des verwendeten Harzes ab.
Vorzugsweise ist in jeder Öffnung des Deckels ein Teil aus Polytetrafluorethylen (PTFE) angeordnet, wobei das eine Teil zum Halten und Aufnehmen des Temperatur-Messelements und das andere Teil zum Aufnehmen der Kartusche und/oder des rohrförmigen Halters ausgebildet ist.
In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass das Aufnahmegefäß für das Speiseöl ein Zubereitungsgefäß ist, welches auch bei tatsächlichen Zubereitungsprozessen in einer Küche verwendet wird. Insbesondere wird hierbei eine Pfanne verwendet, in welche das Speiseöl eingebracht ist. Die besonders realitätsnahe Analyse im Vergleich zu einem tatsächlich ablaufenden Zubereitungsvorgang in einer Küche ist dadurch gewährleistet.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Aufnahmegefäß während der Analysephase auf einer Kochzone eines Kochfelds positioniert ist. Auch hier kann dem Aspekt der möglichst realitätsnahen Bedingungen bei der Analyse Rechnung getragen werden. Wesentliche Komponenten, nämlich die Heizeinheit zum Erhitzen der Kochzone, als auch das Zubereitungsgefäß mit dem darin eingebrachten zu erhitzenden Speiseöl, stellen daher eine Komponentenkombination dar, wie sie auch üblicherweise in einer Küche zum Zubereiten von Gargut vorhanden sind. Die Analysevorrichtung wird somit mit sehr realitätsechten Komponenten ausgerüstet, wodurch die Prozessbedingungen auch sehr realistisch sind und entsprechende Analyseergebnisse sehr genau und präzise erreichbar sind.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung der Analysevorrichtung zur Spülung des Harzes nach der Aufnahme der flüchtigen Stoffe mit einem Ausspülmittel ausgebildet ist. Die während der Analysephase in dem Harz aufgenommenen und beim Erhitzen des Speiseöls entstandenen flüchtigen Stoffe werden insbesondere mit Dichlormethan mit einem 5 % Methanolanteil als Ausspülmittel gespült.
Vorzugsweise ist das Verhältnis des Ausspülmittels zu Harz zwischen 0,5/100 ml/mg und 1,5/100 ml/mg, insbesondere 1/100 ml/mg, ausgebildet.
Gerade die Verwendung von sehr realitätsnahen Komponenten, nämlich einer Pfanne als Aufnahmegefäß für das Speiseöl, trägt zu realitätsnahen Prozessbedingungen bei. Denn so kann Metallmaterial der Pfanne die Oxidation des Öls beeinflussen, so dass auch durch die Analysevorrichtung dieser Aspekt entsprechend Berücksichtigung findet.
Im Hinblick auf die Verwendung von Kartuschen mit Harz kann beispielsweise die Ausgestaltung LiChrolut EN^® Verwendung finden.
Prinzipiell ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Analysevorrichtung mit einer Kartusche und darin befindlichem Harz als besonderer Vorteil gegenüber Ausgestaltungen zu sehen, bei denen der bei der Erhitzung des Speiseöls entstehende Rauch direkt in einen Gaschromatographen geleitet wird. Neben einer geringeren Schwankungsbreite und einer geringeren Fehleranfälligkeit bezüglich der Konzentration der detektierten flüchtigen Stoffe, wie sie bei Ausgestaltungen mit direkter Einleitung in Gaschromatographen auftreten können, können die zunächst in dem Harz der Kartusche aufgenommenen flüchtigen Stoffe in unterschiedlichsten Szenarien weiter verarbeitet und analysiert werden. Dies ist ansonsten nicht möglich. Identifikation und Bestimmung von flüchtigen Stoffen kann somit individueller, gegebenenfalls auch leichter und darüber hinaus auch effektiver erfolgen. Darüber hinaus ist die Detektion von flüchtigen Stoffen durch direkte Analyse über Gaschromatographen sowohl im Hinblick auf die aufzunehmende Menge als auch im Hinblick auf die Aufnahme von möglichst vielen unterschiedlichen flüchtigen Stoffen beschränkt. Insbesondere die Anzahl von unterschiedlichen Gerüchen ist dabei aufgrund der thermischen Desorption, gerade dann, wenn sie bei hohen Temperaturen erfolgen soll, limitiert. Gerade derartiges kann durch die Verwendung von Kartuschen mit einer Harzfüllung, die dann auch noch prozessabhängig in definierter Menge eingegeben ist, vermieden werden.
Darüber hinaus kann durch die Vermeidung von derartigen direkt detektierenden Gaschromatographen auch verhindert werden, dass Sauerstoff in diesen Systemen entstandene flüchtige Stoffe oxidiert während derartiger Heizprozesse. Es kann somit auch vermieden werden, dass sekundäre unerwünschte Reaktionen auftreten, die dann wiederum Stoffe generieren, die mit den eigentlich zu analysierenden und bei der eigentlichen Erhitzung von Speiseöl entstehenden flüchtigen Stoffen nichts zu tun haben. Eine Verfälschung des Analyseergebnisses aufgrund derartiger Reaktionen kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Analysevorrichtung vermieden werden.
Darüber hinaus kann mit der vorteilhaften Ausgestaltung der Analysevorrichtung mit dem genannten Ausspülmittel eine Ausgestaltung geschaffen werden, bei der eine sehr geringe Menge eines derartigen Ausspülmittels ausreicht.
In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Analysevorrichtung mit einer Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, welche abhängig von den von der Temperatur des Speiseöls und/oder der Analysezeitdauer und/oder der Art des Speiseöls und/oder der bei der Analyse verwendeten Menge des Speiseöls ermittelten Konzentrationen der flüchtigen Stoffe zur Bestimmung von Referenzwerten dieser Konzentrationen dieser flüchtigen Stoffe für Zubereitungsvorgänge bei Hausgeräten zum Zubereiten von Lebensmitteln ausgebildet ist. Eine derartige Bestimmung von Referenzwerten ist dahingehend vorteilhaft, da sie im Weiteren dann entsprechenden Sensoren derartiger Hausgeräte zum Zubereiten von Lebensmitteln bereitgestellt werden können und diese auf Basis dieser Referenzwerte dann arbeiten können. So kann dann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Steuereinheit eines Hausgeräts zum Zubereiten von Lebensmitteln, welche die entsprechenden Referenzwerte abgespeichert hat, bei einer Detektion von entsprechenden flüchtigen Stoffen bei einem Zubereitungsvorgang mittels der Sensoren eine entsprechende Steuerung des Hausgeräts durchführen kann. Beispielsweise kann dann hier vorgesehen sein, dass einem Nutzer eine entsprechende Information mitgeteilt wird, dass Konzentrationen von spezifischen flüchtigen Stoffen überschritten sind. Unerwünschte Geruchsbelästigung und/oder unzureichende Zubereitungsergebnisse können dadurch vermieden werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit dahingehend ausgebildet ist, dass sie den Zubereitungsvorgang automatisch abhängig von den detektierten Konzentrationen der flüchtigen Stoffe steuert, wenn diese momentan detektierten Konzentrationen der flüchtigen Stoffe die abgespeicherten Referenzwerte, die mit der Analysevorrichtung ermittelt wurden, übersteigt.
Die Analysevorrichtung dient somit auch als Vorrichtung zur Erzeugung von Referenzwerten für derartige Konzentrationen von flüchtigen Stoffen, die dann nachfolgend in Hausgeräten abgespeichert und abgelegt werden können. Insbesondere kann auch dann eine Analysevorrichtung geschaffen werden, die zur Kalibrierung derartiger Sensoren verwendet werden kann.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzung von Speiseöl erzeugt wird, bei welchem das Speiseöl in ein Aufnahmegefäß eingebracht wird und das Aufnahmegefäß mit einem Deckel abgedeckt wird. Durch eine erste Öffnung im Deckel erstreckt sich ein Messelement, mit welchem die Temperatur des Speiseöls in der Analysephase erfasst wird. Durch eine zweite Öffnung im Deckel erstreckt sich eine Kartusche, in welche Harz eingebracht wird, durch welches flüchtige Stoffe des Dampfs aufgenommen werden. Mittels einer Auswerteeinrichtung der Analysevorrichtung werden die in dem Harz in der Analysephase aufgenommenen flüchtigen Stoffe ausgewertet. Insbesondere erfolgt dabei eine Auswertung im Hinblick auf die Art der flüchtigen Stoffe und im Hinblick auf ihre Konzentration.
Vorzugsweise werden bei dem Verfahren Prozessbedingungen eingestellt und variiert, wobei hier insbesondere die Zeitdauer der Analysephase und/oder die Menge des Harzes und/oder die Menge des Speiseöls und/oder die Temperatur des Speiseöls insbesondere der Temperaturverlauf während der Analysephase definiert werden und diesbezüglich auch unterschiedlichste Szenarien durch Variation der Parameter erzeugt werden und abhängig davon dann die Analyse der flüchtigen Stoffe erfolgen kann.
Insbesondere werden mit dem Verfahren auch Referenzwerte für Konzentrationen derartig auftretender flüchtiger Stoffe während der Erhitzung eines Speiseöls gebildet. Diese Referenzwerte werden insbesondere dahingehend festgelegt, dass keine unerwünschten Gerüche auftreten und keine unerwünschten Zubereitungsergebnisse des Garguts auftreten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Analysevorrichtung; und
2 eine teilweise Explosionsdarstellung von Teilkomponenten der Analysevorrichtung gemäß 1.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Analysevorrichtung 1 gezeigt, welche zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzen von Speiseöl oder Bratfett erzeugt ist, ausgebildet ist. Die Analysevorrichtung 1 umfasst ein Aufnahmegefäß 2, welches als Bratpfanne ausgebildet ist.
Die Analysevorrichtung 1 umfasst darüber hinaus auch eine Kochzone 3 eines Kochfelds 4, auf deren Oberseite 5 das Aufnahmegefäß 2 aufgestellt ist. Das Kochfeld 4 umfasst dazu eine Kochfeldplatte 6, welche aus Glas oder Glaskeramik ausgebildet sein kann. Unterhalb der Kochfeldplatte 6 ist eine Heizeinheit 7 ausgebildet, mittels welcher die Kochzone 3 und das Aufnahmegefäß 2 heizbar sind.
Darüber hinaus umfasst die Analysevorrichtung 1 einen Deckel 8, der das nach oben hin offene Aufnahmegefäß 2 abdeckt, insbesondere auch dichtend abdeckt. In einem zwischen dem Aufnahmegefäß 2 und dem Deckel 8 gebildeten Volumenraum 9 ist Speiseöl 10 eingebracht.
Der Deckel 8 umfasst eine erste Öffnung 11, durch welche sich ein Messelement 12 zur Erfassung der Temperatur des Speiseöls 10 erstreckt. Das Messelement 12 ist mit einer Auswerteeinheit 13 elektrisch verbunden.
Die Analysevorrichtung 1 umfasst darüber hinaus eine rohrförmige Kartusche 14, in welcher zur Festphasenextraktion ausgebildetes Harz 15 eingebracht ist. Die Kartusche 14 ist darüber hinaus von einem rohrförmigen Halter 16 umgeben.
Die Kartusche 14 ist so angeordnet, dass sie sich durch eine zweite Öffnung 17 in dem Deckel 8 erstreckt, wobei diese zweite Öffnung 17 zentral mittig ausgebildet ist.
Die Kartusche 14 und auch der Halter 16 sind mit einer Pumpe 18 verbunden, die saugend arbeitet. Die Pumpe 18 umfasst eine interne Energiequelle 19, welche beispielsweise eine Batterie sein kann. Darüber hinaus umfasst sie einen Motor 20, welcher die Luftströmung erzeugt.
Die Pumpe 18 weist darüber hinaus auch noch einen Ein-Aus-Schalter 21 auf. Ferner umfasst sie einen elektronischen Ausgang 22.
In 2 ist eine teilweise Explosionsdarstellung der Komponenten Pumpe 18, der Kartusche 14 und des Halters 16 gezeigt.
Im Hinblick auf die Funktionsweise der Analysevorrichtung ist vorgesehen, dass die Menge von Harz 15 abhängig von der Menge von Speiseöl 10 und der in der Analysephase gewählten Analysetemperatur des Speiseöls 10 ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einem Ausführungsbeispiel bei einer Menge von 200 g Speiseöl und einer Zeitdauer der Analysephase von 1 min 100 mg von Harz 15 in die Kartusche 14 eingebracht wird.
Die Pumpe 18 ist darüber hinaus so ausgebildet, dass sie eine Durchflussmenge von 600 ml/min minimal fördert, wenn keine Kartusche 14 vorhanden wäre.
Zur Analyse wird nun dahingehend verfahren, dass zunächst das Speiseöl 10 erhitzt wird und die Temperatur über das Messelement 10 überwacht wird und eine entsprechende Temperatursteuerung über die Auswerteeinheit 13, die auch als Steuereinheit ausgebildet ist, erfolgt. Dazu wird die Heizeinheit 7 entsprechend gesteuert. Ist die für die Analyse gewünschte Temperatur des Speiseöls 10 erreicht, wird die Pumpe 18 aktiviert und es wird der Dampf abgesaugt, wobei dies direkt über das Harz 15 und die Öffnung 17 erfolgt.
Die in der Analysephase erzeugten flüchtigen Stoffe des erhitzten Speiseöls 10 werden in dem Harz 15 gesammelt.
Ist die Analysephase beendet, wird die Pumpe 18 abgeschaltet und die Kartusche 14 entnommen und die Spülung des Harzes 15 mit einer Mischung von Dichlormethan mit einer fünfprozentigen Methanollösung durchgeführt. Hierzu wird eine Mischung von 1 ml verwendet, wenn die Menge von Harz verwendet wurde.
Zur Ausspülung der in dem Harz 15 gesammelten flüchtigen Stoffe ist eine in einem lediglich vereinfachten Blockbild gezeigte Spüleinrichtung 23 vorgesehen.
In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass mittels der Analysevorrichtung, insbesondere über die Auswerteeinrichtung, abhängig von den von der Temperatur des Speiseöls 10 und/oder der Analysezeitdauer und/oder der Art des Speiseöls 10 und/oder der bei der Analyse verwendeten Menge des Speiseöls ermittelten Konzentrationen der flüchtigen Stoffe Referenzwerte für diese Konzentrationen bei einem Zubereitungsvorgang von Gargut im Hinblick auf unerwünschte Geruchsbildung und unzureichende Zubereitungsergebnisse bestimmt werden können. Diese Referenzwerte können dann einem Hausgerät zur Zubereitung von Lebensmitteln bereitgestellt und dort abgespeichert werden. Eine Steuereinheit mit einem Sensor, der dann wiederum diese flüchtigen Stoffe detektieren kann, kann dann abhängig von diesen Detektionen bei einem tatsächlichen Zubereitungsvorgang diesen in spezifischer Weise steuern oder zumindest einen Nutzer darauf hinweisen, dass beispielsweise ein Überschreiten der Konzentration von flüchtigen Stoffen im Vergleich zu den Referenzwerten aufgetreten ist.
Bezugszeichenliste

1: Analysevorrichtung
2: Aufnahmegefäß
3: Kochzone
4: Kochfeld
5: Oberseite
6: Kochfeldplatte
7: Heizeinheit
8: Deckel
9: Volumenraum
10: Speiseöl
11: Öffnung
12: Messelement
13: Auswerteeinheit
14: Kartusche
15: Harz
16: Halter
17: Öffnung
18: Pumpe
19: Energiequelle
20: Motor
21: Ein-Aus-Schalter
22: Ausgang
23: Spüleinrichtung

Claims

Analysevorrichtung (1) zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzung von Speiseöl (10) oder Bratfett erzeugt ist, mit einem Aufnahmegefäß (2) für das Speiseöl (10) oder Bratfett, einem Deckel (8) zum Abdecken des Aufnahmegefäßes (2), welcher eine erste Öffnung (11) aufweist, durch welche sich ein Messelement (12) zur Erfassung der Temperatur des Speiseöls (10) oder Bratfetts erstreckt, und eine zweite Öffnung (17) aufweist, durch welche sich eine Kartusche (14) erstreckt, in welcher Harz (15), in welches flüchtige Stoffe des Dampfs aufnehmbar sind, enthalten ist, und mit einer Auswerteeinrichtung (13) und/oder Spüleinrichtung (23), mit welcher die in dem Harz (15) aufgenommenen flüchtigen Stoffe auswertbar sind.
Analysevorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher das Harz (15) zur Festphasenextraktion ausgebildet ist.
Analysevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die zweite Öffnung (17) zentral mittig am Deckel (8) ausgebildet ist.
Analysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Kartusche (14) in einem rohrförmigen Halter (16) angeordnet ist.
Analysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Kartusche (14) aus Glas oder Kunststoff, insbesondere Polypropylen, ist.
Analysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Menge an in die Kartusche (14) eingebrachten Harz (15) von der Menge des zu erhitzenden Speiseöls (10) oder Bratfetts und der vorgesehenen Analysetemperatur des Speiseöls (10) abhängig ist.
Analysevorrichtung (1) nach Anspruch 6, bei welcher die Menge an Harz (15) geringern ist, als die Menge an Speiseöl (10) oder Bratfett, insbesondere um zumindest 50% weniger, insbesondere um zumindest 80% weniger ist, als die Menge an Speiseöl (10) oder Bratfett.
Analysevorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher das Mengeverhältnis zwischen Harz (15) und Speiseöl (10) oder Bratfett von der Zeitdauer der Aufnahme der flüchtigen Stoffe in dem Harz (15) während der Analyse abhängig ist.
Analysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher eine Pumpe (18) zur Absaugung von Dampf aus dem Aufnahmegefäß (2) ausgebildet ist, insbesondere der Dampf in die Kartusche (14) und das Harz (15) über die zweite Öffnung (17) absaugbar ist.
Analysevorrichtung (1) nach Anspruch 9, bei welcher die Durchflussmenge der Pumpe (18) abhängig von der Menge des Harzes (15) eingestellt ist, insbesondere mit einer minimalen Durchflussmenge von Luft eingestellt ist, die einer Durchflussmenge von 600 ml/min entspricht, wenn keine Kartusche (14) vorhanden ist.
Analysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Aufnahmegefäß (2) eine Pfanne ist und/oder das Aufnahmegefäß (2) während der Analysephase auf einer Kochzone (3) eines Kochfelds (4) positioniert ist.
Analysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher eine Spüleinrichtung (23) zur Spülung des Harzes (15) nach der Aufnahme der flüchtigen Stoffe mit einem Ausspülmittel, insbesondere Dichlormethan mit 5% Methanol, ausgebildet ist.
Analysevorrichtung (1) nach Anspruch 12, bei welcher das Verhältnis von Spülmittel zu Harz zwischen 0,5/100 ml/mg und 1,5/100 ml/mg, insbesondere 1/100 ml/mg, beträgt.
Analysevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche, insbesondere bei welcher die Auswerteeinrichtung (13), abhängig von den von der Temperatur des Speiseöls (10) oder Bratfetts und/oder der Analysezeitdauer und/oder der Art des Speiseöls (10) oder Bratfetts und/oder der bei der Analyse verwendeten Menge des Speiseöls (10) oder Bratfetts ermittelten Konzentrationen der flüchtigen Stoffe zur Bestimmung von Referenzwerten dieser Konzentrationen dieser Stoffe für Zubereitungsvorgängen bei Hausgeräten zum Zubereiten von Lebensmitteln ausgebildet ist.
Verfahren zur Analyse von flüchtigen Stoffen in einem Dampf, der durch Erhitzung von Speiseöl (10) oder Bratfett erzeugt wird, bei welchem das Speiseöl (10) oder Bratfett in ein Aufnahmegefäß (2) einer Analysevorrichtung (1) eingebracht wird und das Aufnahmegefäß (2) mit einem Deckel (8) abgedeckt wird, wobei sich durch eine erste Öffnung (11) im Deckel (8) ein Messelement (12) erstreckt, mit welchem die Temperatur des Speiseöls (10) oder Bratfetts in der Analysephase erfasst wird, und sich durch eine zweite Öffnung (17) eine Kartusche (14) erstreckt, in welche Harz (15) eingebracht wird, durch welches flüchtige Stoffe des Dampfs aufgenommen werden, und mit einer Auswerteeinrichtung (13) und/oder Spüleinrichtung (23) die in dem Harz (15) in der Analysephase aufgenommenen flüchtigen Stoffe ausgewertet werden.