DE102015006825A1

DE102015006825A1 - Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines Gargerätes und Gargerät

Info

Publication number: DE102015006825A1
Application number: DE102015006825.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Siuda
Original assignee: Kueppersbusch Grosskuechentechnik & Co KG GmbH
Current assignee: Gustatus Holding De GmbH
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines insbesondere zur Verwendung in Großküchen ausgebildeten Gargerätes (1), insbesondere einer Stand- und/oder Kippbratpfanne, während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs, wobei ein Gargut (5) während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs in einem Garbehälter (2) des Gargerätes (1) erhitzt, insbesondere gekocht, und eine Bodentemperatur eines mit der Heizeinrichtung beheizten Behälterbodens (3) des Garbehälters (1) mit wenigstens einem Bodenfühler (6) erfasst wird und wobei die Heizleistung der Heizeinrichtung automatisch verringert wird, wenn die mit dem Bodenfühler (6) erfasste Bodentemperatur während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs auf einen vorgegebenen ersten Temperaturwert ansteigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines insbesondere zur Verwendung in Großküchen ausgebildeten Gargerätes, weiter insbesondere einer Stand- und/oder Kippbratpfanne, während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Gargerät, insbesondere zur Verwendung in Großküchen, weiter insbesondere eine Stand- und/oder Kippbratpfanne, mit einem Garbehälter, wie einer Pfanne, mit einer Heizeinrichtung zur Beheizung eines Behälterbodens des Garbehälters, mit wenigstens einem im Bereich oberhalb von dem Behälterboden des Garbehälters angeordneten Kochfühler zur Erfassung einer Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur eines während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs im Garbehälter befindlichen Gargutes, mit wenigstens einem im Bereich des Behälterbodens des Garbehälters angeordneten Bodenfühler zur Erfassung der Bodentemperatur des Behälterbodens, mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Heizeinrichtung und, vorzugsweise, mit einer Regelungseinrichtung zur elektronischen und/oder thermostatischen Regelung der Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur.
Aus dem Stand der Technik sind Gargeräte bekannt, die Garräume in Form von Tiegeln, Pfannen oder Wannen aufweisen, wie Stand- und/oder Kippbratpfannen, um flüssiges oder sämiges Gargut aufzunehmen. Die Gargeräte können darüber hinaus in der Regel für andere Funktionen genutzt werden, beispielsweise zum Braten von Gargütern. Beim Kochen oder Braten befindet sich das Gargut in einem Garbehälter des Gargerätes und wird in der Regel über einen Behälterboden des Garbehälters oder auch über eine Seitenwandung des Garbehälters mit einer Heizeinrichtung beheizt. Die Kochtemperatur beim Kochen des Gargutes wird in der Regel elektronisch und/oder thermostatisch geregelt, wobei eine gewünschte Soll-Kochtemperatur durch wiederholten Sollwert-Istwert-Vergleich der Kochtemperatur in einer Regelungseinrichtung des Gargerätes und entsprechende Steuerung der Heizeinrichtung mit einer Steuereinheit des Gargerätes erreicht bzw. eingeregelt wird.
Beim Kochen von flüssigen oder fließfähigen Gargütern mit hohem Wassergehalt, beispielsweise bei der Zubereitung von Suppen oder Soßen, oder auch beim starken Einkochen von Flüssigkeiten, wie Fonds, Bratensäften, Soßen oder Sahne, mit dem Ziel, den Wassergehalt zu verringern und den Geschmack zu intensivieren, oder auch bei der Erwärmung und dem Warmhalten von flüssigen oder fließfähigen Nahrungsmitteln, wie Milch, kommt es aufgrund von Siedeprozessen und/oder Verdunstungsprozessen zu einem Wasserverlust durch Dampfaustritt aus dem Gargut. Der Wasserverlust während eines Kochvorgangs führt zu einer Abnahme der Gargutmenge und zu einer Änderung der Konsistenz des Gargutes. Die Mengenänderung führt bei gleicher Heizleistung zu einem Anstieg der Temperatur im Garbehälter. Die Änderung der Konsistenz des Gargutes führt zu veränderten Wärmeübertragungs- und Wärmeleiteigenschaften des Gargutes, wobei sich bei der Beheizung des Behälterbodens mit zunehmendem Eindicken des Gargutes Wärmepolster an dem Behälterboden ausbilden können. Durch die Verringerung der Gargutmenge und/oder die Änderung der Konsistenz des Gargutes kann es daher bei einer bestimmten Heizleistung zu einem Anstieg der Bodentemperatur des Behälterbodens verbunden mit einer Überhitzung des Gargutes kommen, was zum Anbrennen des Gargutes an dem Behälterboden führen kann. Beispielsweise kann es bei Milch aufgrund von chemischen Reaktionen zwischen der Milch und einem zu heißen Behälterboden oder einer zu heißen Behälterwandung zu einem Anbrennen der Milch kommen.
Das Anbrennen des Gargutes führt zu einer erheblichen Verschmutzung des Garbehälters, so dass eine arbeits- und zeitintensive Reinigung des Garbehälters erforderlich wird. Hinzu kommt, dass es aufgrund der beim Anbrennen entstandenen Ablagerungen auf dem Behälterboden sehr leicht zu einer weiteren Verstärkung dieser Ablagerungen im nächsten Kochvorgang kommt. Zudem führt das Anbrennen des Gargutes regelmäßig zu einer Geschmacks- und Qualitätseinbuße des Gargutes. Mit zunehmenden Wasserverlusten steht darüber hinaus zu befürchten, dass es zu einem Leerkochen des Garbehälters kommt, was ebenfalls zum Anbrennen bzw. Festbrennen des Gargutes bis hin zu einem Brand in dem Garbehälter führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines Gargerätes und ein entsprechend gesteuertes Gargerät zur Verfügung zu stellen, die die Durchführung eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs ermöglichen, ohne ein An- oder Festbrennen eines Gargutes und einen Brand in dem Garbehälter befürchten zu müssen. Darüber hinaus soll ein unbemerktes Leerkochen des Garbehälters möglichst ausgeschlossen sein.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgaben wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines Gargerätes vorgeschlagen, wobei während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs, bei dem ein Gargut in einem Garbehälter des Gargerätes erhitzt, insbesondere gekocht, wird, eine Bodentemperatur eines mit der Heizeinrichtung beheizten Behälterbodens des Garbehälters mit wenigstens einem Bodenfühler erfasst wird. Die Heizleistung der Heizeinrichtung wird erfindungsgemäß automatisch verringert, sobald die mit dem Bodenfühler erfasste Bodentemperatur während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs auf einen vorgegebenen ersten Temperaturwert ansteigt bzw. angestiegen ist. Das Regel- und Steuersystem des erfindungsgemäßen Gargerätes ist dementsprechend zur Durchführung des beschriebenen Steuerverfahrens eingerichtet bzw. ausgebildet.
Der Erfindung liegt der Grundgedanke zugrunde, einen während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs auftretenden und insbesondere auf einen Wasserverlust beim Erhitzen zurückzuführenden Anstieg der Bodentemperatur des Behälterbodens und/oder der Temperatur einer beheizten Behälterwand auf einen bestimmten ersten Temperatur(grenz)wert zu erfassen und durch Verringerung der Heizleistung ab Erreichen des ersten Temperaur(grenz)wertes einem Anbrennen des Gargutes in einfacher Weise vorzubeugen. Auch das Leerkochen des Garbehälters und ein Brand in dem Garbehälter sind nicht zu befürchten, da die Heizleistung der Heizeinrichtung bei Erreichen des ersten Temperaturwertes abgesenkt und damit ein weiterer Temperaturanstieg der Bodentemperatur verhindert oder zumindest deutlich verringert wird. Aufgrund der Verringerung der Heizleistung kommt es vorzugsweise zu einer Absenkung der Bodentemperatur unter eine bestimmte Anbrenntemperatur, die unter anderem von der Art des Gargutes, der Gargutmenge und/oder der Konsistenz des Gargutes abhängt. Der erste Temperaturwert, bei dem es zu einer automatischen Verringerung der Heizleistung kommt, kann der Anbrenntemperatur entsprechen oder, vorzugsweise, unter der Anbrenntemperatur liegen. Damit wird ein Anbrennen des Gargutes sicher ausgeschlossen. Die nachfolgend für einen Kochvorgang und eine Kochtemperatur beschriebenen Merkmale können entsprechend für einen Erwärmungsvorgang und eine Erwärmungstemperatur gelten.
Während des Kochvorgangs kann eine Kochtemperatur des Gargutes in dem Garbehälter mit wenigstens einem Kochfühler erfasst bzw. gemessen werden. Die Kochtemperatur und/oder die Bodentemperatur werden während des Kochvorgangs vorzugsweise fortlaufend erfasst. Dies lässt es zu, die Beheizung des Garbehälters bis zum Anstieg der Bodentemperatur des Garbehälters auf den ersten Temperaturwert entsprechend einer elektronischen und/oder thermostatischen Regelung der Kochtemperatur zu steuern. Bei der Regelung kann es sich insbesondere um einen PID-Regler handeln. Hierbei wird die Höhe der Heizleistung bei der Beheizung des Behälterbodens so gesteuert, dass im Garbehälter eine bestimmte Soll-Kochtemperatur des Gargutes erreicht wird. Durch wiederholten Vergleich einer erfassten Ist-Kochtemperatur mit einer vorgegebenen Soll-Kochtemperatur in der Regelungseinrichtung des Gargerätes und eine entsprechende Steuerung der Heizeinrichtung durch Ein- oder Ausschalten der Heizeinrichtung und/oder durch Veränderung der Heizleistung mit der Steuereinheit des Gargerätes wird dann die Soll-Kochtemperatur eingeregelt.
Sobald der vorgegebene erste Temperaturwert der Bodentemperatur erreicht wird, das heißt, sobald ein Anbrennen der Speisen bevor steht, wird die Heizleistung zum Schutz vor einem Anbrennen des Gargutes dann automatisch verringert. Die Heizleistung nach der Leistungsverringerung kann dabei unterhalb einer bestimmten Soll-Heizleistung des jeweiligen Kochvorgangs unter Berücksichtigung des Fortschritts des jeweiligen Kochvorgangs liegen, die zum Erreichen einer bestimmten Koch-Solltemperatur erforderlich ist. Die Steuerung der Heizeinrichtung kann derart erfolgen, dass die Höhe der Heizleistung nach der Leistungsverringerung möglichst stark an die von der Regelung angeforderte Soll-Heizleistung angepasst bzw. der Soll-Heizleistung angenähert wird, solange sichergestellt ist, dass die Bodentemperatur nicht auf die Anbrenntemperatur ansteigt.
Es ist zweckmäßig, wenn die Heizleistung über eine bestimmte Zeitdauer vom Erreichen des ersten Temperatur(grenz)wertes bis zum Erreichen eines vorgegebenen zweiten Temperatur(grenz)wertes der Bodentemperatur zunehmend verringert wird, wobei die Heizleistung bis zum Erreichen des zweiten Temperaturwertes vorzugsweise linear und stetig fallend abnimmt. Der zweite Temperaturwert liegt vorzugsweise unterhalb der Anbrenntemperatur des Gargutes, weiter vorzugsweise unterhalb des ersten Temperaturwertes. Der zweite Temperaturwert kann auch dem ersten Temperaturwert entsprechen. Die Endleistung der Heizeinrichtung beim Erreichen des zweiten Temperaturwertes kann einem Bruchteil der Maximalleistung der Heizeinrichtung entsprechen bzw. prozentual zur Maximalleistung einstellbar sein. Vorzugsweise kann die Heizleistung auch über die gesamte verbleibende Restdauer des Kochvorgangs stetig verringert werden, so dass über die gesamte verbleibende Restdauer des Kochvorgangs ein Anbrennen des Gargutes verhindert wird.
Die jeweils zulässige Heizleistung, um die Anbrenntemperatur sicher zu unterschreiten, hängt insbesondere vom Wassergehalt des Gargutes bzw. von der Höhe des Wasserverlustes während des Kochvorgangs ab. Die Festlegung der jeweiligen Heizleistung kann auf der Grundlage empirischer Messungen des Wassergehalts/Wasserverlustes während eines Kochvorgangs eines bestimmten Gargutes und/oder auf der Grundlage von Berechnungen erfolgen.
Grundsätzlich ist auch eine Regelung der Bodentemperatur möglich, wobei die Bodentemperatur während des Kochvorgangs nach dem Erreichend des ersten Temperaturwertes fortlaufend erfasst wird und wobei eine gewünschte Soll-Bodentemperatur, die unterhalb der Anbrenntemperatur liegt, durch wiederholten Sollwert-Istwert-Vergleich der Bodentemperatur in einer Regelungseinrichtung des Gargerätes sowie eine entsprechende Steuerung der Heizeinrichtung mit einer Steuereinheit des Gargerätes eingestellt bzw. eingeregelt wird.
Die Heizleistung kann ab Erreichen des zweiten Temperaturwertes, insbesondere am Ende des Kochvorgangs, konstant gehalten werden, beispielsweise, um den Garbehälter warmzuhalten. Aufgrund der fortdauernden Beheizung des Garbehälters kann es jedoch weiterhin zu einem Dampfaustritt aus dem Gargut durch Siede- und/oder Verdunstungsprozesse und zu einem fortschreitenden Wasserverlust kommen. Mit zunehmender Dauer des Kochvorgangs kann sich der Garbehälter dem Leerkochen annähern, was schließlich zu einem Festbrennen des Gargutes an dem Behälterboden und zu einem Brand im Garbehälter führen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zum Verhindern des Leerkochens vor, dass die Beheizung des Behälterbodens automatisch beendet oder die Heizleistung der Heizeinrichtung automatisch verringert wird, wenn die Bodentemperatur nach dem Erreichen des vorgegebenen zweiten Temperaturwertes über eine bestimmte Zeitdauer auf einen vorgegebenen dritten Temperaturwert ansteigt. Der dritte Temperaturwert liegt vorzugsweise zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert, kann aber auch dem ersten Temperaturwert entsprechen. Vergisst der Benutzer des Gargerätes, den Kochvorgang zu überwachen, und nähert sich der Garbehälter dem Leerkochen an, so steigt die Bodentemperatur und die Leistung wird erfindungsgemäß automatisch ab Erreichen einer bestimmten Bodentemperatur (dritter Temperaturwert) und/oder ab einer bestimmten Zeitdauer der fortgesetzten Beheizung auf den Wert Null reduziert bzw. die Beheizung wird beendet, um dass An- bzw. Festbrennen und einen Brand in dem Garbehälter zu verhindern. Es versteht sich, dass es grundsätzlich auch möglich ist, die Beheizung des Behälterbodens bei Erreichen des dritten Temperaturwertes über die bestimmte Zeitdauer lediglich stark zu verringern, um den Garbehälter bei geringer Heizleistung warmzuhalten.
Darüber hinaus kann auch der Verlauf der Kochtemperatur Hinweise auf ein etwaiges Leerkochen des Garbehälters liefern. In diesen Zusammenhang kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Beheizung des Garbehälters automatisch beendet oder die Heizleistung der Heizeinrichtung automatisch verringert wird, wenn die Bodentemperatur über eine bestimmte Zeitdauer des Kochvorgangs nach dem Erreichen des vorgegebenen zweiten Temperaturwertes auf einen vorgegebenen dritten Temperaturwert ansteigt und die Kochtemperatur gleichzeitig um einen bestimmten Temperaturdifferenzwert absinkt. Dadurch lassen sich ein Leerkochen des Garbehälters und ein Anbrennen des Gargutes wirkungsvoll verhindern.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht bei einem Verfahren zur Leistungssteuerung einer Heizeinrichtung vor, dass ein Gargut während eines Garvorgangs in einem Garbehälter des Gargerätes gekocht und eine Kochtemperatur des Gargutes mit wenigstens einem Kochfühler erfasst wird, wobei ein Behälterboden (oder eine Behälterwand) des Garbehälters während des Kochvorgangs mit der Heizeinrichtung beheizt wird und wobei die Heizleistung der Heizeinrichtung während des Kochvorgangs automatisch verringert oder die Beheizung automatisch beendet wird, wenn die erfasste Kochtemperatur über eine bestimmte Zeitdauer des Kochvorgangs bei fortdauernder Beheizung des Behälterbodens um einen bestimmten Temperaturdifferenzwert abnimmt bzw. abgesunken ist. Bei diesem Aspekt der Erfindung erfolgt die Überwachung des Kochvorgangs zur Verhinderung des Leerkochens über die Auswertung des Kochfühlers. Fällt die Kochtemperatur über einen Zeitraum ab, obwohl geheizt wird, führt dies zu einer Leistungsverringerung oder sogar zum Abschalten der Beheizung des Behälterbodens. Bis zur automatischen Leistungsverringerung kann die Heizleistung aber so eingestellt sein, dass eine von der Temperaturregelung der Kochtemperatur vorgegebene Koch-Solltemperatur erreicht wird.
Die vorgegebenen Temperaturwerte und/oder die Höhe der Heizleistung können variabel einstellbar sein. Die Einstellung kann manuell durch einen Benutzer des Gargerätes erfolgen und/oder durch ein in einer Steuer- und/oder Regelungseinrichtung des Gargerätes hinterlegtes Garprogramm vorgegeben sein. Zur Festlegung einer noch zulässigen Höhe der Heizleistung kann der funktionale Zusammenhang zwischen dem Wasserverlust des Gargutes während eines Kochvorgangs und einer bestimmten zulässigen Heizleistung, bei der es (noch) nicht zum Anbrennen des Gargutes kommt, empirisch ermittelt und/oder mit dem Fachmann bekannten Algorithmen berechnet werden.
Der Bodenfühler kann je nach Ort der Beheizung an und/oder in dem Behälterboden und/oder an einer an den Behälterboden angrenzenden beheizten Seitenwand des Gargerätes vorgesehen sein. Der Kochfühler kann an und/oder in einer Seitenwand des Gargerätes, oberhalb von dem Bodenfühler, und gegebenenfalls auch innerhalb des Gargutes angeordnet sein. Zusätzlich zum Bodenfühler kann wenigstens ein Regelfühler an und/oder in dem Behälterboden vorgesehen sein, um die Bodentemperatur des Behälterbodens bei einem Bratvorgang zu erfassen. Bodenfühler und Regelfühler können dann eine unterschiedliche Parametrisierung aufweisen. Mit dem Regelfühler ist es möglich, während eines Bratvorgangs die Bodentemperatur zu erfassen und elektronisch und/oder thermostatisch zu regeln, beispielsweise durch wiederholten Vergleich einer erfassten Ist-Brattemperatur mit einer vorgegebenen Soll-Brattemperatur des Behälterbodens in der Regelungseinrichtung und entsprechende Steuerung der Heizeinrichtung zum Erreichen der Soll-Brattemperatur. Im Ergebnis können die Bodentemperaturen beim Braten und beim Kochen über unterschiedliche Temperaturfühler erfasst werden.
Die vorgenannten Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sowie die nachfolgend beschriebenen Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung können unabhängig voneinander, aber auch in einer beliebigen Kombination, realisiert werden.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Es zeigen
1 den zeitabhängigen Verlauf der Bodentemperatur eines Behälterbodens eines Gargerätes und den dazugehörenden zeitabhängigen Verlauf der Heizleistung einer Heizeinrichtung des Gargerätes bei der Beheizung des Behälterbodens während eines Kochvorgangs, schematisch dargestellt, gemäß einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Heizeinrichtung,
2 den zeitabhängigen Verlauf der Kochtemperatur eines Gargutes während eines Kochvorgangs in einem Garbehälter eines Gargerätes und den dazugehörenden zeitabhängigen Verlauf der Heizleistung einer Heizeinrichtung des Gargerätes bei der Beheizung eines Behälterbodens des Garbehälters während eines Kochvorgangs, schematisch dargestellt, gemäß einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Heizeinrichtung,
3 den zeitabhängigen Verlauf der Bodentemperatur eines Behälterbodens eines Gargerätes und den zeitabhängigen Verlauf der Kochtemperatur eines Gargutes, jeweils während eines Kochvorgangs des Gargutes in einem Garbehälter eines Gargerätes, sowie den dazugehörenden zeitabhängigen Verlauf der Heizleistung einer Heizeinrichtung des Gargerätes bei der Beheizung des Behälterbodens während des Kochvorgangs, schematisch dargestellt, gemäß einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Heizeinrichtung,
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gargerätes und
5 den zeitabhängigen Verlauf der Bodentemperatur eines Behälterbodens eines Gargerätes und den zeitabhängigen Verlauf der Kochtemperatur eines Gargutes, jeweils während eines Kochvorgangs des Gargutes in einem Garbehälter eines Gargerätes, sowie den dazugehörenden zeitabhängigen Verlauf der Heizleistung einer Heizeinrichtung des Gargerätes bei der Beheizung des Behälterbodens während des Kochvorgangs, schematisch dargestellt, gemäß einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung der Heizeinrichtung.
Anhand der 1 bis 3 sowie 5 werden nachfolgend unterschiedliche Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines insbesondere zur Verwendung in Großküchen ausgebildeten Gargerätes 1 (4) beschrieben, wobei es sich bei dem Gargerät 1 beispielhaft um eine Kippbratpfanne handeln kann. Das Gargerät 1 weist gemäß 4 einen Garbehälter 2 mit einer nicht dargestellten Heizeinrichtung zur Beheizung eines Behälterbodens 3 des Garbehälters 2 auf. Im Bereich oberhalb von dem Behälterboden 3 ist wenigstens ein Kochfühler 4 zur Erfassung der Kochtemperatur eines während eines Kochvorgangs in dem Garbehälter 2 befindlichen Gargutes 5 vorgesehen. Darüber hinaus sind ein Bodenfühler 6 und zwei Regelfühler 7 im Bereich des Behälterbodens 3 des Garbehälters 2 jeweils zur Erfassung der Bodentemperatur des Behälterbodens 3 vorgesehen. Nicht dargestellt ist, dass das Gargerät 1 eine Steuereinheit zur Steuerung der Beheizung des Behälterbodens 3 und eine Regelungseinrichtung zur elektronischen und/oder thermostatischen Regelung einer mit dem Kochfühler 4 erfassten Kochtemperatur des Gargutes 5 aufweist. Bei dem Gargut 5 handelt es sich vorzugsweise um ein flüssiges oder fließfähiges Nahrungsmittel mit hohem Wasseranteil, beispielsweise eine Suppe oder Soße oder um Milch.
Der Bodenfühler 6 kann an und/oder in dem Behälterboden 3 und/oder an und/oder in einer an den Behälterboden 3 angrenzenden beheizten Seitenwand des Garbehälter 2 vorgesehen sein. Der Kochfühler 4 kann an und/oder in einer Seitenwand des Garbehälters 2, oberhalb von dem Bodenfühler 6, und gegebenenfalls auch innerhalb des Gargutes 5 angeordnet sein. Zusätzlich zum Bodenfühler 6 können die Regelfühler 7 an und/oder in dem Behälterboden 3 vorgesehen sein, um die Bodentemperatur des Behälterbodens 3 bei einem Bratvorgang zu erfassen. Der Bodenfühler 5 ist dagegen vorgesehen, um die Bodentemperatur des Behälterbodens 3 während eines Kochvorgangs zu erfassen. Der Bodenfühler 6 und die Regelfühler 7 können daher eine unterschiedliche Parametrisierung aufweisen. Grundsätzlich können die Bodentemperatur beim Kochen und die Bodentemperatur beim Braten jedoch auch mit demselben Temperaturfühler erfasst werden.
Das Gargerät 1 weist zudem eine Eingabeeinrichtung 8 zur variablen Eingabe von nachfolgend beschriebenen Temperaturwerten und/oder von Werten für die Heizleistung auf. Die Temperaturwerte und/oder die Werte für die Heizleistung können auch durch ein in der Regelungseinrichtung hinterlegtes Kochprogramm vorgegeben sein.
Während eines Kochvorgangs des Gargutes 5 kann zur Beheizung des Behälterbodens 3 gemäß 1 zunächst eine bestimmte konstante oder auch variable Heizleistung P₁ eingestellt sein, um eine vorgegebene Soll-Kochtemperatur zu erreichen. Während es Kochvorgangs kommt es aufgrund von Wasserverlusten, ausgelöst durch Siedeprozesse im Gargut, zu einer Verringerung der Gargutmenge bzw. der Gargutmasse und zu einer Änderung der Konsistenz bzw. zu einem Eindicken des Gargutes 5, was mit zunehmender Dauer des Kochvorgangs zu einem Anstieg der Bodentemperatur führt.
Um zu verhindern, dass die Bodentemperatur in Verbindung mit einem bestimmten Gargut 5 eine Anbrenntemperatur T₀ erreicht und es dadurch zu einem Anbrennen des Gargutes 5 an dem heißen Behälterboden 3 kommt, kann gemäß 1 in Verbindung mit einer elektronischen Steuerung mit Leistungssteuerung, mittels Überwachung durch den Bodenfühler 6, der zusätzlich zum Kochfühler 4 installiert ist, vorgesehen sein, die Heizleistung P₁ der Heizeinrichtung bei Erreichen eines vorgegebenen ersten Temperaturwertes T₁ der mit dem Bodenfühler 6 gemessenen Bodentemperatur (zum Zeitpunkt t₁) automatisch zu verringern. Der erste Temperaturwert T₁ liegt dabei unter der Anbrenntemperatur T₀.
Ab Erreichen des ersten Temperaturwertes T₁ nimmt die Heizleistung durch eine entsprechende Steuerung der Heizeinrichtung linear bis zum Erreichen eines vorgegebenen zweiten Temperaturwertes T₂ der erfassten Bodentemperatur (zum Zeitpunkt t₂) automatisch ab und erreicht im Zeitpunkt t₂ den Wert P₂. Die Endleistung P₂ beim Erreichen des zweiten Temperaturwertes T₂ kann prozentual zur Maximalleistung der Heizeinrichtung einstellbar sein. Der zweite Temperaturwert T₂ liegt unter der Anbrenntemperatur T₀ und vorzugsweise unter dem ersten Temperaturwert T₁. Die Temperaturwerte T₁, T₂ können variabel einstellbar sein.
Die Zeitdauer Δt_1,2 zwischen dem Erreichen des ersten Temperaturwertes T₁ und dem Erreichen des zweiten Temperaturwertes T₂ kann der Dauer des verbleibenden Kochvorgangs entsprechen, so dass davon ausgegangen wird, dass der Kochvorgang zum Zeitpunkt t₂ beendet ist. Durch die lineare Abnahme der Heizleistung P zwischen diesen beiden Zeitpunkten t₁, t₂ wird sichergestellt, dass die Bodentemperatur bei fortschreitender Dauer des Kochvorgangs trotz der zunehmenden Wasserverluste stets unter der Anbrenntemperatur T₀ liegt.
Ab Erreichen des zweiten Temperaturwertes T₂ kann die Heizleistung P₂ wieder konstant gehalten werden, um den Garbehälter 2 warmzuhalten. Grundsätzlich könnte die Heizleistung auch weiter verringert werden. Vergisst der Benutzer des Gargerätes 1 allerdings, das Gargerät 1 auszuschalten, kommt es aufgrund der fortdauernden Beheizung des Garbehälters 2 durch weitere Wasserverluste zu einem weiteren Eindicken des Gargutes 5. Dies kann zu einem erneuten Anstieg der Bodentemperatur über den zweiten Temperaturwert T₂ führen. Hiermit verbunden ist die Gefahr des Leerkochens des Garbehälters 2 und eines Festbrennens des Gargutes 5 an dem Behälterboden 3 oder sogar eines Brandes in dem Garbehälter 2. Um ein Leerkochen zu verhindern, wird die Beheizung des Behälterbodens 3 daher automatisch beendet (Leistungsverlauf a in 1) oder die Heizleistung der Heizeinrichtung wird zumindest automatisch weiter verringert (Leistungsverlauf b in 1), wenn die Bodentemperatur nach dem Erreichen des vorgegebenen zweiten Temperaturwertes T₂ über eine bestimmte Zeitdauer Δt_2,3 auf einen vorgegebenen dritten Temperaturwert T₃ zum Zeitpunkt t₃ ansteigt. Dadurch werden das Festbrennen und ein Brand in dem Garbehälter 2 wirkungsvoll verhindert. Der dritte Temperaturwert T₃ liegt vorzugsweise zwischen dem ersten Temperaturwert T₁ und dem zweiten Temperaturwert T₂. Die Temperaturwerte T₁, T₂, T₃ können variabel von einem Benutzer einstellbar oder durch ein Garprogramm vorgegeben sein. Das Gleiche gilt für die jeweilige Höhe der Heizleistung P.
Alternativ kann die Überwachung des Leerkochens auch über die Auswertung des Kochfühlers während eines Kochvorgangs erfolgen. Dies ist in 2 dargestellt. Fällt die Kochtemperatur über einen Zeitraum Δt_1,2 um eine Temperaturdifferenzwert ΔT von einem ersten Temperaturwert T₁ zum Zeitpunkt t₁ auf einen zweiten Temperaturwert T₂ zum Zeitpunkt t₂ _, obwohl der Behälterboden 3 beheizt wird, so wird die Heizleistung P entweder auf den Wert Null verringert (Leistungsverlauf a in 2) oder zumindest reduziert (Leistungsverlauf b in 2), um ein Leerkochen des Garbehälters 2 zu verhindern.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung einer Heizeinrichtung des Gargerätes 1 gezeigt. Bis zum Zeitpunkt t₁ wird die Heizleistung konstant gehalten. Dies führt zu einem Anstieg der Bodentemperatur und der Kochtemperatur. Erreicht die Bodentemperatur zum Zeitpunkt t₁ einen ersten Temperaturwert T₁, wird die Heizleistung nachfolgend linear reduziert, bis die Bodentemperatur auf den Wert T₂ zum Zeitpunkt t₂ abgesunken ist. Im selben Zeitraum sinkt die Kochtemperatur vom Wert T₁ zum Zeitpunkt t₁ auf den Temperaturwert T₂' zum Zeitpunkt t₂. Steigt die mit dem Bodenfühler 6 gemessene Bodentemperatur aufgrund der Beheizung des Behälterbodens 3 über die Zeitdauer Δt_2,3 wieder auf die Temperatur T₃ zum Zeitpunkt t₃ an und sinkt gleichzeitig die Temperatur des Kochfühlers 4 um eine bestimmte Temperaturdifferenz ΔT auf die Temperatur T₃', so wird die Beheizung des Behälterbodens 3 beendet (Leistungsverlauf a in 3) oder entsprechend reduziert (Leistungsverlauf b in 3), um ein Leerkochen des Garbehälters 2 und ein Anbrennen des Gargutes 5 zu verhindern. Die Temperaturwerte T₁, T₂, T₃ können wiederum variabel von einem Benutzer einstellbar oder durch ein Garprogramm vorgegeben sein. Das Gleiche gilt für die Höhe der jeweiligen Heizleistung P.
Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Heizeinrichtung des Gargeräts 1 wird der in 5 gezeigte zeitliche Verlauf der Boden- und Kochtemperatur und der Heizleistung erreicht.
Zum Zeitpunkt t₀ beginnt der Heizvorgang mit der vom Bediener eingestellten Leistung P₁. Die Heizleistung wird zunächst auf dem Wert P₁ konstant gehalten, während sowohl die Boden- als auch die Kochtemperatur ansteigen. Zur optimalen Annäherung an die Soll-Kochtemperatur T_Soll ist bei der hier gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine PID-Regelung vorgesehen. Diese reduziert ab dem Zeitpunkt t₁ die Heizleistung geringfügig, so dass der Temperaturanstieg, sowohl der Koch- als auch der Bodentemperatur, verlangsamt wird.
Überschreitet die Bodentemperatur eine einstellbare Grenztemperatur T₁ (Zeitpunkt t₂ in 5), wird die zuvor aktive PID-Regelung außer Kraft gesetzt und die Leistung linear über ein Temperaturintervall von T₁ bis T₂ reduziert, wobei die dabei minimal erreichbare Heizleistung P₂ im Vorhinein einstellbar ist und zwischen 0% und 100% der Leistung P₁ betragen kann.
Erreicht die Kochtemperatur die eingestellte Solltemperatur T_Soll und bleibt die Bodentemperatur im zeitlichen Verlauf konstant, wird die Heizleistung nicht weiter verringert, sondern auf einem Wert P₃, der zwischen P₁ und P₂ liegt, konstant gehalten.
Im Falle eines weiteren Anstiegs der Bodentemperatur wird die Leistung in der vorgenannten Art und Weise weiter linear reduziert bis zur Minimalleistung P₂ beim Erreichen eines einstellbaren oberen Grenzwerts T₂ für die Bodentemperatur. Steigt die Bodentemperatur weiter an, so wird bei Erreichen einer einstellbaren Abschalttemperatur T₃ die Heizleistung abrupt auf 0 reduziert. Die Abschalttemperatur T₃ liegt vorliegend unterhalb der Anbrenntemperatur T₀.
Erreicht die mit dem Bodenfühler 6 gemessene Bodentemperatur infolge eines Abkühlungsprozesses wieder die Temperatur T₂, wird die Heizung wieder eingeschaltet, wobei der Wert P₂ für die Heizleistung eingestellt wird. Die Leistung wird mit einem weiteren Abkühlen der Bodentemperatur linear erhöht, wobei maximal die voreingestellte Heizleistung P₁ erreicht werden kann. Sollte nachfolgend die Bodentemperatur erneut ansteigen, werden die vorgenannten Verfahrensschritte in entsprechender Weise wiederholt.
Idealerweise lässt sich damit erreichen, dass die Bodentemperatur dauerhaft zwischen den Temperaturen T₁ und T₂ liegt, während die Kochtemperatur der einstellbaren Solltemperatur T_Soll entspricht. Wenngleich bei der vorliegenden Ausführungsform die Abschalttemperatur T₃ größer ist als die obere Grenztemperatur T₂, ist es erfindungsgemäß auch möglich, dass die Abschalttemperatur T₃ zwischen T₁ und T₂ liegt.
Bezugszeichenliste

1: Gargerät
2: Garbehälter
3: Behälterboden
4: Kochfühler
5: Gargut
6: Bodenfühler
7: Regelfühler
8: Eingabeeinrichtung

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Heizeinrichtung eines insbesondere zur Verwendung in Großküchen ausgebildeten Gargerätes (1), insbesondere einer Stand- und/oder Kippbratpfanne, während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs, wobei ein Gargut (5) während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs in einem Garbehälter (2) des Gargerätes (1) erhitzt, insbesondere gekocht, und eine Bodentemperatur eines mit der Heizeinrichtung beheizten Behälterbodens (3) des Garbehälters (1) mit wenigstens einem Bodenfühler (6) erfasst wird und wobei die Heizleistung der Heizeinrichtung automatisch verringert wird, wenn die mit dem Bodenfühler (6) erfasste Bodentemperatur während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs auf einen vorgegebenen ersten Temperaturwert ansteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs eine Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur des Gargutes (5) mit wenigstens einem Kochfühler (4) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung bis zum Anstieg der Bodentemperatur auf den ersten Temperaturwert entsprechend einer elektronischen und/oder thermostatischen Regelung der Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur gesteuert wird und dass, vorzugsweise, die Heizeinrichtung bei und/oder ab Anstieg der Bodentemperatur auf den ersten Temperaturwert unabhängig von der Temperaturregelung der Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung bis zum Erreichen eines vorgegebenen zweiten Temperaturwertes der Bodentemperatur automatisch verringert wird, wobei die Heizleistung vorzugsweise linear abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung des Behälterbodens (3) automatisch beendet oder die Heizleistung der Heizeinrichtung automatisch verringert wird, wenn die Bodentemperatur nach dem Erreichen des zweiten Temperaturwertes über eine bestimmte Zeitdauer auf einen dritten Temperaturwert ansteigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung des Behälterbodens (3) automatisch beendet oder die Heizleistung der Heizeinrichtung automatisch verringert wird, wenn die Bodentemperatur über eine bestimmte Zeitdauer des Kochvorgangs nach dem Erreichen des zweiten Temperaturwertes auf einen vorgegebenen dritten Temperaturwert ansteigt und die Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur gleichzeitig um einen bestimmten Temperaturdifferenzwert abnimmt.
Verfahren zur Leistungssteuerung einer Heizeinrichtung eines insbesondere zur Verwendung in Großküchen ausgebildeten Gargerätes (1), insbesondere einer Stand- und/oder Kippbratpfanne, insbesondere Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Gargut (5) während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs in einem Garbehälter (2) des Gargerätes (1) gekocht und eine Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur des Gargutes (5) mit wenigstens einem Kochfühler (4) erfasst wird, wobei ein Behälterboden (3) des Garbehälters (2) während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs mit der Heizeinrichtung beheizt wird und wobei die Heizleistung der Heizeinrichtung während des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs automatisch verringert oder die Beheizung automatisch beendet wird, wenn die erfasste Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur über eine bestimmte Zeitdauer des Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs bei fortdauernder Beheizung des Behälterbodens (3) um einen bestimmten Temperaturdifferenzwert abnimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Temperaturwerte und/oder die Höhe der Heizleistung variabel einstellbar sind.
Gargerät (1), insbesondere zur Verwendung in Großküchen, weiter insbesondere Stand- und/oder Kippbratpfanne, mit einem Garbehälter (2), wie einer Pfanne, mit einer Heizeinrichtung zur Beheizung eines Behälterbodens (3) des Garbehälters (2), mit wenigstens einem im Bereich oberhalb von dem Behälterboden (3) angeordneten Kochfühler (4) zur Erfassung einer Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur eines während eines Erwärmungs- und/oder Kochvorgangs im Garbehälter (2) befindlichen Gargutes (5), mit wenigstens einem im Bereich des Behälterbodens (3) angeordneten Bodenfühler (6) zur Erfassung der Bodentemperatur des Behälterbodens (3), mit einer Steuereinheit zur Steuerung der Heizeinrichtung und, vorzugsweise, mit einer Regelungseinrichtung zur elektronischen und/oder thermostatischen Regelung der Erwärmungs- bzw. Kochtemperatur, ausgebildet zur Steuerung der Heizeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.