DE102018002806B4 - Tunnel oven with internal vapor recovery for energy and product optimization during baking - Google Patents
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Abstract
Der Tunnel-Backofen weist einen Höhenunterschied zwischen Tunneleinlauf- und -auslauf auf. In Ausführung A (Fig. 1) zeigt die Backfläche zum Ofenauslauf ein Gefälle. Dadurch werden die Backschwaden frei konvektiv in den vorderen Teil des Backraums oder in einen dem Backtunnel vorgelagerten separaten Beschwadungsraum geführt. Die auf diese Weise zurückgewonnenen Backschwaden ersetzen bei Gebäcksorten mit Beschwadungsbedarf extern erzeugten Dampf. Dadurch wird Energie zum Backen eingespart. In Ausführung B zeigt die Backfläche zum Ofenauslauf eine Steigung (Fig. 2). Dadurch werden die Backschwaden frei konvektiv in den hinteren Teil des Backraums geführt, wo sie zur Erzielung technologischer Wirkungen zurückgewonnen werden. Der Luftaustausch des Backraums mit der Umgebung wird minimiert und dadurch Energie zum Backen eingespart.The tunnel oven has a height difference between the tunnel inlet and outlet. In version A (Fig. 1) the baking surface shows a slope towards the oven outlet. As a result, the baking steam is guided freely convectively into the front part of the baking space or into a separate steaming space in front of the baking tunnel. The baking steam recovered in this way replaces externally generated steam for baked goods that require steaming. This saves energy for baking. In version B, the baking surface shows an incline towards the oven outlet (Fig. 2). As a result, the baking steam is guided freely convectively into the rear part of the baking chamber, where it is recovered to achieve technological effects. The exchange of air between the baking chamber and the environment is minimized, saving energy for baking.
Description
Verschiedene Sorten Brot, Kleingebäck und Feine Backwaren werden zu Beginn des Backens beschwadet, um gebäcktypische Qualitätsmerkmale auszubilden. Bei der Beschwadung werden die Gebäckstücke in eine mit Wasserdampf angereicherte Umgebung gebracht, um Wasserdampf auf der Gebäckoberfläche zu kondensieren. Zu trockene oder zu feuchte Luft führen beim Beschwaden gleichermaßen zu Gebäckfehlern. In Tunnel-Backöfen erfolgt die Beschwadung üblicherweise in einem Beschwadungsraum am Einlauf des Backtunnels, der mit extern erzeugtem Dampf gefüllt wird.Different types of bread, small baked goods and fine baked goods are steamed at the beginning of baking in order to develop quality features typical of baked goods. During the steaming process, the pastries are brought into an environment enriched with water vapor in order to condense water vapor on the surface of the pastry. Air that is too dry or too humid lead to baking defects when steaming. In tunnel ovens, the steaming usually takes place in a steaming room at the inlet of the baking tunnel, which is filled with externally generated steam.
In der
Je nach Gebäcksorte entfallen bis zu 30 % der Energie zum Backen auf die externe Erzeugung des Dampfs. Dieser Energieverbrauch ist vermeidbar, wenn zur Beschwadung anstelle des extern erzeugten Dampfs die beim Backen entstehenden Backschwaden eingesetzt werden. Dazu müssen die Backschwaden in Tunnel-Backöfen aus dem hinteren Teil des Backraums, wo sie entstehen, in den vorderen Teil, wo der Beschwadungsbedarf besteht, transportiert werden. Für diesen Transport sind bisher nur Lösungen mit zusätzlichen Vorrichtungen und zusätzlichem Energieaufwand bekannt. Diese haben außerdem den Nachteil, dass die Backschwaden nicht immer in der gewünschten Luftfeuchte in den gewünschten Teil des Backraums gelangen, wo sie ihre technologische Wirkung entfalten sollen.Depending on the type of baked goods, up to 30% of the energy required for baking comes from the external generation of steam. This energy consumption can be avoided if the steam generated during baking is used for steaming instead of the externally generated steam. For this purpose, the baking steam must be transported in tunnel ovens from the rear part of the baking chamber, where they are created, to the front part, where the steaming requirement exists. So far, only solutions with additional devices and additional energy expenditure are known for this transport. These also have the disadvantage that the baking steams do not always reach the desired part of the baking chamber with the desired humidity, where they are supposed to develop their technological effect.
Ein weiterer Teil von bis zu 10 % der Energie zum Backen wird dazu aufgewendet, Umgebungsluft zu erhitzen, die am Ofeneinlauf und -auslauf, besonders bei Beschickungs-und Entleerungsvorgängen, in den Backraum eindringt. Auch dieser Energieverbrauch ist vermeidbar, wenn die Backschwaden geregelt aus dem Backraum entfernt werden.A further part of up to 10% of the energy for baking is used to heat the ambient air that penetrates the oven at the oven inlet and outlet, especially during loading and unloading processes. This energy consumption can also be avoided if the baking steam is removed from the baking chamber in a controlled manner.
Es ist eine backraum-externe Lösung bekannt, bei der die Backschwaden aus dem hinteren Teil des Backraums mit einem Ventilator entnommen und über Rohrleitungen in den vorderen Teil des Backraums gefördert und dort in diesen wieder eingebracht werden. Diese Lösung erfordert konstruktiven Aufwand für Absaugung, Transportleitungen und Einbringung sowie Energieaufwand für den Transport.A solution that is external to the baking chamber is known in which the baking steam is removed from the rear part of the baking chamber with a fan and conveyed via pipelines to the front part of the baking chamber and introduced there again. This solution requires constructive effort for suction, transport lines and introduction as well as energy expenditure for the transport.
Eine ähnliche backraum-externe Lösung ist bekannt, bei der die Backschwaden aus dem Backraum mit einem Ventilator entnommen und über Rohrleitungen in den Backraum zurückgeführt werden. Der Transport der Backschwaden erfolgt durch versetztes oder gerichtetes Einbringen der Backschwaden in den Backraum. Der konstruktive und energetische Aufwand für diese Lösung ist mit dem der vorgenannten Lösung vergleichbar.A similar solution external to the oven is known, in which the baking steam is removed from the oven with a fan and returned to the oven via pipes. The baking steam is transported by staggered or directed introduction of the baking steam into the baking chamber. The constructive and energetic effort for this solution is comparable to that of the aforementioned solution.
Es ist aus der Praxis weiterhin eine backraum-interne Lösung bekannt, bei der im hinteren Teil des Backraums ein Druckluft-Impuls zum Transport der Backschwaden eingesetzt wird. Bei dieser Lösung besteht der Aufwand in der Druckluftinstallation und im Energieverbrauch. A baking chamber-internal solution is also known from practice in which a compressed air pulse is used in the rear part of the baking chamber to transport the baking steam. With this solution, the effort is in the compressed air installation and in the energy consumption.
Gegenstand der Erfindung ist ein Tunnel-Backofen, dessen Ausführung dadurch Energie spart, dass der Luftaustausch zwischen Backraum und Umgebung konstruktiv minimiert und regelungstechnisch optimiert und außerdem in seiner Beschwadungszone (
Der Tunnel-Backofen wird in den Ausführungen A und B vorgestellt. Gemeinsam ist den Ausführungen eine Backfläche mit Höhenunterschied zwischen Tunneleinlauf und -auslauf.The tunnel oven is presented in versions A and B. What they have in common is a baking surface with a height difference between the tunnel inlet and outlet.
In Ausführung A (
Für Gebäcksorten, die wie Weizen- und Roggen-Mischbrot nach der Beschwadung für kurze Zeit ein trockenes Backraumklima zur Ausbildung gebäcktypischer Eigenschaften benötigen, wird das vorgestellte Transportprinzip in einer Sonderausführung von A genutzt. In dieser läuft das Gebäck durch einen separaten Beschwadungsraum, anschließend über eine belüftete Transportstrecke und erst dann in den Backtunnel. Die Backschwaden werden ihrerseits am Eingang des Backtunnels entnommen, horizontal an der offenen Transportstrecke vorbei zurückgeführt und dann in die vorgelagerte Beschwadungszone eingeführt. Die Füllung der separaten Beschwadungszone mit Backschwaden erfolgt ebenso wie in der Standardausführung A frei konvektiv.For types of baked goods, such as mixed wheat and rye bread, which require a dry baking chamber climate for a short time after the steaming process in order to develop typical pastry properties, the presented transport principle is used in a special version by A. In this, the baked goods run through a separate steaming room, then over a ventilated transport section and only then into the baking tunnel. The baking steam is in turn removed at the entrance to the baking tunnel, returned horizontally past the open transport route and then introduced into the upstream steaming zone. The filling of the separate steaming zone with baking steam is carried out as in the standard version A freely convective.
In Ausführung B (
Der vorgestellte Tunnel-Backofen schafft die Voraussetzung für folgendes Regelkonzept zur Energie- und Qualitätsoptimierung beim Backen.The presented tunnel oven creates the conditions for the following control concept for energy and quality optimization during baking.
Bei Ausführung A kontrolliert ein erster Regelkreis, dass der hintere Teil des Backraums gegen Einzug von Luft aus der Umgebung geschützt und gleichzeitig der vordere Backraum mit Backschwaden versorgt wird. Er besteht aus einem Luftfeuchte-Sensor (
Bei Ausführung B kontrolliert ein einziger Regelkreis, dass der vordere Teil des Backraums gegen Einzug von Luft aus der Umgebung geschützt ist und dass gleichzeitig der hintere Ofenteil mit der gewünschten Luftfeuchte aus Backschwaden versorgt wird. Er besteht aus einem Luftfeuchte-Sensor (
Bei beiden Ausführungen A und B werden anstelle der Luftfeuchte-Sensoren (
Verzeichnis der Nummern mit Bezug zu den Zeichnungen
- 1 Beschwadungszone
- 2 extern erzeugter Dampf
- 3 Schwadenkamin
- 4 Luftfeuchte-Sensor hinten
- 5 Drosselklappe
- 6 Luftfeuchte-Sensor vorn
- 7 Dampfregelventil
- 8 Vorhang
- 9 Gebäcksorten mit Beschwadungsbedarf
- 10 Gebäcksorten ohne Beschwadungsbedarf
- 1 humidification zone
- 2 externally generated steam
- 3 vent chimney
- 4 rear humidity sensor
- 5 throttle valve
- 6 Front humidity sensor
- 7 steam control valve
- 8 curtain
- 9 types of pastry that require steaming
- 10 types of pastry without need for steam
Claims (9)
Priority Applications (2)
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