DE102019107834A1

DE102019107834A1 - Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts und Gargerät

Info

Publication number: DE102019107834A1
Application number: DE102019107834.2A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Sillmen
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-07-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1) mit einem Garraum (11) zur Zubereitung von Gargut mittels einer Behandlungseinrichtung (2). Die Behandlungseinrichtung (2) wird unter Berücksichtigung von einem vorwählbaren Zielgarzustand angesteuert. Das Gargut wird im Garraum (11) während des Garprozesses mittels eines Messsystems (3) überwacht. Dabei werden mit dem Messsystem (3) ein Maß für eine Bräunung des Garguts und ein Maß für einen inneren Garzustand des Garguts ermittelt. Der vorwählbare Zielgarzustand beschreibt eine zu erreichende Bräunung und einen zu erreichenden inneren Garzustand des Garguts. Die Behandlungseinrichtung (2) wird abhängig von dem ermittelten Maß der Bräunung und dem ermittelten Maß des inneren Garzustands angesteuert, um das Gargut auf den Zielgarzustand zu bringen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts mit wenigstens einem Garraum zur Zubereitung von Gargut mittels wenigstens einer Behandlungseinrichtung. Die Behandlungseinrichtung wird unter Berücksichtigung von wenigstens einem vorwählbaren Zielgarzustand angesteuert. Das Gargut wird im Garraum während des Garprozesses mittels wenigstens eines Messsystems überwacht.
Gargeräte sind häufig mit Automatikfunktionen bzw. Garprogrammen ausgestattet, die die Zubereitung von Lebensmitteln erleichtern und das Ergebnis eines Garprozesses verbessern sollen. Beispielsweise wählt der Benutzer ein Lebensmittel, das er zubereiten möchte, aus einer Liste aus und muss anschließend nur noch den Garvorgang starten. Die Betriebsart und die Garraumtemperatur sind durch das Garprogramm vorgegeben und werden automatisch eingestellt.
Für ein optimales Garergebnis mit solchen Automatikfunktionen sind allerdings möglichst genaue Kenntnisse über den Garzustand entscheidend. Im Stand der Technik werden zum Beispiel Messsonden in das Gargut eingestochen, um über die gemessene Temperatur den Garzustand im Inneren des Garguts abzuleiten. Wenn im Inneren der vorgesehene Zielgarzustand erreicht ist, wird der Garvorgang beendet.
Problematisch ist, dass das Gargut zu diesem Zeitpunkt schon zu dunkel oder auch noch gar nicht gebräunt sein kann. Die im Garprogramm vorgesehene Garraumtemperatur stellt regelmäßig nur einen Kompromiss zwischen Garen im Inneren und Bräunen an der Oberfläche dar, welcher oft nicht zu dem gewünschten, optimalen Garergebnis führt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zubereitung von Gargut in einem Gargerät mit einem Garraum hinsichtlich des Garens und des Bräunens zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Bevorzugte Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben eines Gargeräts, insbesondere eines Backofens, mit wenigstens einem Garraum zur Zubereitung von Gargut mittels wenigstens einer Behandlungseinrichtung. Die Behandlungseinrichtung wird unter Berücksichtigung von wenigstens einem vorwählbaren Zielgarzustand angesteuert. Das Gargut wird im Garraum während des Garprozesses mittels wenigstens eines Messsystems überwacht. Dabei wird mit dem Messsystem wenigstens ein Maß für eine Bräunung des Garguts und wenigstens ein Maß für einen inneren Garzustand des Garguts ermittelt. Der vorwählbare Zielgarzustand beschreibt wenigstens eine zu erreichende Bräunung und wenigstens einen zu erreichenden inneren Garzustand des Garguts. Die Behandlungseinrichtung wird abhängig von dem ermittelten Maß der Bräunung und dem ermittelten Maß des inneren Garzustands angesteuert, um das Gargut auf den Zielgarzustand zu bringen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet das Messsystem, da damit sowohl die Bräunung als auch der innere Garzustand bestimmt werden können. Durch die Überwachung dieser Größen ist eine besonders gezielte Einstellung und Ansteuerung der Behandlungseinrichtung möglich, sodass besonders schmackhafte Garergebnisse erzielt werden können. Durch die Ansteuerung der Behandlungseinrichtung in Abhängigkeit der Bräunung und des inneren Garzustands kann das Gargut beispielsweise mit einer Automatikfunktion sowohl mit einer gewünschten Bräunung als auch mit einem gewünschten inneren Garzustand zubereitet werden. Durch die Erfindung kann am Ende des Garprozesses gezielt ein Garergebnis erreicht werden, welches sowohl hinsichtlich der Bräune als auch der inneren Gare den vorgewählten Wünschen in besonderem Maße entspricht. Dabei steht die Möglichkeit bereit, die Bräune und die inneren Gare unabhängig voneinander vorzuwählen und auch beim Zubereiten unabhängig voneinander zu kontrollieren und umzusetzen. Die Erfindung bietet somit eine erhebliche Verbesserung bei der Zubereitung von Gargut sowohl hinsichtlich des Garens als auch des Bräunens an der Oberfläche.
Besonders bevorzugt wird die Behandlungseinrichtung so angesteuert, dass die zu erreichende Bräunung und der zu erreichende innere Garzustand im Wesentlichen zeitgleich und insbesondere zeitgleich erreicht werden.
Zur Zubereitung des Garguts auf den Zielgarzustand wird das Gargut vorzugsweise in einem ersten Behandlungsschritt mittels wenigstens einer ersten Beheizungseinstellung sowohl gegart als auch gebräunt. Dabei erfolgt insbesondere eine wiederholte und vorzugsweise fortlaufende Überwachung der Bräunung und/oder des inneren Garzustands. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, um den zu erreichenden Garzustand und die zu erreichende Bräunung zu Beginn des Garvorgangs zunächst in einer Näherung anzufahren. Die Beheizungseinstellung kann die Art einer Beheizung und/oder einen Wert einer Garraumtemperatur und/oder wenigstens einen anderen Beheizungsparameter umfassen. Beispielsweise kann die Beheizungseinstellung eine Leistung, Intensität, Dauer und/oder Taktung der Beheizung vorgeben.
Vorzugsweise wird das Gargut in dem ersten Behandlungsschritt stärker gebräunt als gegart, sodass ein vorrangiges Bräunen erfolgt und die zu erreichende Bräunung eher als der zu erreichen der innere Garzustand erzielbar ist. Insbesondere läuft in dem ersten Behandlungsschritt die Bräunung dem inneren Garzustand vor. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da beim Bräunen regelmäßig auch ein Garen im Inneren des Garguts auftritt. Es ist möglich, dass im ersten Behandlungsschritt das Bräunen und Garen im Wesentlichen gleich stark eingestellt ist. Es kann aber auch eine Ausgestaltung vorgesehen sein, bei welcher im ersten Behandlungsschritt stärker gegart als gebräunt wird.
Zur Zubereitung des Garguts auf den Zielgarzustand wird das Gargut vorzugsweise in einem zweiten Behandlungsschritt mittels wenigstens einer zweiten Beheizungseinstellung stärker gegart als gebräunt, sodass ein vorrangiges Garen erfolgt. Dadurch erfolgt insbesondere ein vorrangiges Garen und der zu erreichende innere Garzustand wird vorzugsweise eher als die zu erreichende Bräunung erzielt. Eine solche Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, um ein bereits gezielt gebräuntes Gargut auf einen optimalen inneren Garzustand zu bringen. Vorzugsweise wird die Beheizungseinstellung zwischen dem ersten und zweiten Behandlungsschritt geändert. Insbesondere sind die erste und zweite Beheizungseinstellung verschieden ausgebildet. Möglich ist aber auch eine Ausgestaltung, bei welcher das Gargut in dem zweiten Behandlungsschritt stärker gebräunt als gegart wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt der erste Behandlungsschritt zeitlich vor dem zweiten Behandlungsschritt. Dadurch kann eine optimale Bräunung erzielt und ein zu starkes Durchgaren wirkungsvoll vermieden werden. Möglich ist auch eine umgekehrte Ausgestaltung, bei welcher der erste Behandlungsschritt zeitlich nach dem zweiten Behandlungsschritt erfolgt.
Vorzugsweise wird nach dem ersten Behandlungsschritt und/oder vor dem zweiten Behandlungsschritt wenigstens ein Schnellabkühlen des Garraums durchgeführt. Dazu kann beispielsweise die Garraumtür wenigstens teilweise geöffnet werden. Möglich ist auch eine geeignete Durchlüftung des Garraums. Insbesondere wird der Garraum auf eine Temperatur abgekühlt, bei welcher wenigstens ein weiteres Bräunen und vorzugsweise auch ein weiteres Garen verhindert werden bzw. nicht auftreten. Das hat den Vorteil, dass ein unerwünschtes Weiterlaufen der Bräunung bzw. des inneren Garzustands wirkungsvoll verhindert wird.
Es ist bevorzugt, dass ein Wechsel zwischen den Behandlungsschritten erfolgt, wenn die ermittelte Bräunung und/oder der ermittelte innere Garzustand von wenigstens einem vorgegebenen zeitabhängigen Zwischenzustand abweicht. Insbesondere erfolgt ein Wechsel von dem ersten Behandlungsschritt zu dem zweiten Behandlungsschritt und/oder umgekehrt. Beispielsweise gibt er Zwischenzustand vor, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt eine bestimmte Bräunung und/oder ein bestimmter innerer Garzustand vorliegen müssen. Ist dies nicht der Fall, wird zu einem anderen Behandlungsschritt insbesondere mit einer anderen Beheizungseinstellung gewechselt und/oder es wird wenigstens ein anderer Parameter der Behandlungseinrichtung angepasst. Durch eine solche Ausgestaltung können Bräune und innerer Garzustand besonders gezielt eingestellt werden.
Der Zwischenzustand ist insbesondere abhängig von der bereits verstrichenen Zeit des Garprozesses. Der Zwischenzustand ist insbesondere in dem vorwählbaren Zielgarzustand hinterlegt und/oder wird abhängig von diesem berechnet. Insbesondere sind dem vorwählbaren Zielgarzustand eine Mehrzahl von Zwischenzuständen zugeordnet. Der Zwischenzustand definiert insbesondere wenigstens einen Schwellenwert für die Bräunung und/oder den inneren Garzustand. Der Schwellenwert kann abhängig von dem Zeitpunkt während des Garprozesses festgelegt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt ein Wechsel von dem ersten Behandlungsschritt zu dem zweiten Behandlungsschritt, wenn die ermittelte Bräunung oberhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für die Bräunung liegt. Möglich und bevorzugt ist auch, dass ein Wechsel von dem ersten Behandlungsschritt zu dem zweiten Behandlungsschritt erfolgt, wenn der ermittelte innere Garzustand unterhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für den inneren Garzustand liegt.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt ein Wechsel von dem zweiten Behandlungsschritt zu dem ersten Behandlungsschritt, wenn die ermittelte Bräunung unterhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für die Bräunung liegt. Möglich und bevorzugt ist auch, dass ein Wechsel von dem zweiten Behandlungsschritt zu dem ersten Behandlungsschritt erfolgt, wenn der ermittelte innere Garzustand oberhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für den inneren Garzustand liegt. In einem solchen Fall kann auch ein Schnellabkühlen durchgeführt werden, um ein weiteres Garen vorerst zu stoppen.
Insbesondere erfolgt ein vorrangiges Bräunen durch höhere Temperaturen und vorzugsweise durch Temperaturen oberhalb von 160 °C oder oberhalb von 170 °C und vorzugsweise oberhalb von 180 °C. Ein vorrangiges Bräunen kann auch durch Temperaturen oberhalb 190 °C oder 200 °C oder 220 °C oder mehr erfolgen. Die Temperaturen beziehen sich dabei insbesondere auf die Garraumtemperatur. Möglich ist auch, dass ein vorrangiges Bräunen durch den Einsatz wenigstens einer Grillheizquelle erfolgt.
Ein vorrangiges Garen erfolgt insbesondere durch niedrigere Temperaturen und vorzugsweise durch Temperaturen unterhalb 130 °C. Ein vorrangiges Garen kann auch durch Temperaturen unterhalb 120 °C oder unterhalb 110 °C oder auch unterhalb 100 °C erfolgen. Zur Erklärung: Bei Temperaturen unter 120°C ist keine Maillard Reaktion mit einer merklichen Bräunung möglich. Die Temperaturen beziehen sich dabei insbesondere auf die Garraumtemperatur. Es ist möglich, dass ein vorrangiges Garen durch Dampfgaren und/oder durch dielektrisches Erhitzen mittels einer Hochfrequenzquelle erfolgt.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind bei der Vorwahl des Zielgarzustandes die zu erreichende Bräunung und der zu erreichende innere Garzustand getrennt einstellbar. Insbesondere sind die zu erreichende Bräunung und der zu erreichende innere Garzustand unabhängig voneinander einstellbar. Insbesondere ist für die zu erreichende Bräunung und den zu erreichenden inneren Garzustand jeweils wenigstens eine Einstellmöglichkeit und beispielsweise ein Regler oder dergleichen vorgesehen. Die Einstellmöglichkeit kann durch einen Touchscreen oder dergleichen bereitgestellt werden. Möglich ist aber auch, dass die zu erreichende Bräunung und der zu erreichende innere Garzustand teilweise abhängig voneinander eingestellt werden. Beispielsweise erfolgt eine Anpassung der einen Größe bei einer Veränderung der anderen Größe. Dadurch können zu extrem voneinander abweichende bzw. unplausible Einstellungen vermieden werden.
Es ist möglich, dass das Maß für den inneren Garzustand mittels wenigstens einer Messsonde erfasst wird. Die Messsonde wird dazu insbesondere in und/oder an dem Gargut angeordnet. Vorzugsweise wird die Messsonde in das Gargut eingestochen. Insbesondere dient die Messsonde zur Erfassung einer inneren Temperatur des Garguts und vorzugsweise einer Kerntemperatur. Das ermöglicht eine besonders unaufwendige und verlässliche Bestimmung des inneren Garzustands. Insbesondere umfasst das Messsystem wenigstens eine solche Messsonde. Vorzugsweise wird die Innentemperatur des Garguts mit wenigstens zwei und vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Messstellen erfasst. Die Messsonde umfasst insbesondere wenigstens einen in das Gargut einstechbaren Messstellenabschnitt mit wenigstens einer und vorzugsweise wenigstens zwei oder einer Mehrzahl von Messstellen zur Erfassung einer Temperatur im Inneren des Garguts. Insbesondere umfasst die Messsonde wenigstens einen Griffabschnitt. Die Messstelle der Messsonde umfasst insbesondere wenigstens einen Temperatursensor. Das Maß für den inneren Garzustand kann auch mittels wenigstens eines Sauerstoffsensors und/oder Feuchtesensors erfasst werden.
Es ist möglich, dass mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung des Messsystems wenigstens ein Maß für die Größe des Garguts während des Garprozesses wiederholt und vorzugsweise fortlaufend bestimmt wird. Insbesondere wird daraus wenigstens ein Maß für die Größenänderung des Garguts über die Zeit ermittelt. Insbesondere wird abhängig von dem Maß für die Größenänderung das Maß für den inneren Garzustand abgeleitet. Dadurch kann der innere Garzustand besonders zuverlässig überwacht, da die Größenänderung in einem sehr engen und reproduzierbaren Zusammenhang mit dem Garzustand im Inneren des Garguts steht. Besonders bevorzugt erfolgt die Bestimmung des Garzustandes bei einem Gargut, welches durch ein zubereitungsbedingtes Schrumpfen gekennzeichnet ist. Dieses Gargut gehört vorzugsweise zu einer Gargutgruppe umfassend wenigstens Fleisch und/oder Obst und/oder Gemüse. Vorzugsweise erfolgte die Bestimmung des Garzustandes mittels wenigstens einer Zuordnungsfunktion. Die Zuordnungsfunktion beschreibt insbesondere wenigstens einen vorab ermittelten Zusammenhang zwischen dem Maß für die Größenänderung und dem inneren Garzustand.
Es ist möglich, dass das Maß für die Größe des Garguts ein Längenmaß oder ein aus zwei Längenmaßen gebildetes Flächenmaß betrifft. Das Längenmaß ist beispielsweise die Breite oder Länge oder Höhe. Insbesondere wird aus dem Längenmaß bzw. Flächenmaß eine Längenänderung bzw. Flächenänderung über die Zeit ermittelt. Die Längenänderung betrifft die Breite bzw. Länge bzw. Höhe. In einer solchen Ausgestaltung ist die Kameraeinrichtung beispielsweise als eine Kamera zur Erfassung von zweidimensionalen Bildinformationen ausgebildet. So kann die Höhe mit einer solchen Kamera beispielsweise durch eine Seitenansicht ermittelt werden. Insbesondere ist die Kamera dann seitlich zum Gargut angeordnet. Auch ein Flächenmaß kann mit einer solchen Kameraeinrichtung vorteilhaft ermittelt werden. Zur Bestimmung der Breite bzw. Länge ist die Kameraeinrichtung vorzugsweise oberhalb des Garguts angeordnet. Die Kameraeinrichtung kann dabei auch zur Erfassung von dreidimensionalen Bildinformationen ausgebildet sein. Möglich ist auch, dass das Maß für die Größe des Garguts durch einen Schattenwurf und/oder eine Projektion ermittelt wird.
Es kann ein Abstand des Garguts zur Kameraeinrichtung als Maß für die Größe des Garguts herangezogen werden. Insbesondere wird daraus eine Abstandsänderung und/oder eine Volumenänderung des Garguts über die Zeit ermittelt. Dann werden mittels der Kameraeinrichtung räumliche Bildinformationen erfasst. Insbesondere ist die Kameraeinrichtung als eine 3D-Kamera ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Wenn die Kameraeinrichtung über dem Gargut positioniert ist, wird insbesondere eine Höhe des Garguts ermittelt. Insbesondere entspricht die Abstandsänderung dann einer Höhenänderung des Garguts. Es ist möglich, dass mittels der Kameraeinrichtung drei Längenmaße erfasst werden.
Vorzugsweise betrifft das Maß für die Größe des Garguts dann ein aus den drei Längenmaßen gebildetes Volumenmaß. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eine andere räumliche Bildinformation zur Berechnung des Maßes für die Größe des Garguts herangezogen werden.
Das Heranziehen von räumlichen Bildinformationen zur Bestimmung des inneren Garzustands bietet besonders viele Vorteile. Besonders vorteilhaft ist dies bei Backgut, welches beispielsweise in einer Form aufgenommen ist und sich nicht ausbreiten kann und daher im Wesentlichen nur in der Höhe wächst. Durch die Betrachtung aller drei Längenmaße kann eine besonders genaue und aussagekräftige Überwachung der Größenänderung erfolgen. Das bietet auch bei der Zubereitung von Bratenstücken bzw. Fleisch eine sehr zuverlässige Überwachung.
Als Maß für die Größenänderung wird insbesondere wenigstens eine Ableitung und/oder wenigstens ein Extremwert eines zeitlichen Verlaufs des Maßes für die Größe des Garguts bestimmt. Unter einem zeitlichen Verlauf des Maßes für die Größe des Garguts wird dabei insbesondere das Maß für die Größe als Funktion der Zeit verstanden. Beispielsweise werden die Höhe, der Abstand, das Längenmaß und/oder das Flächenmaß als Funktion der Zeit herangezogen. Dadurch kann zeitlich noch vor Erreichen des Zielgarzustandes der Zeitpunkt ermittelt werden, zu dem der Zielgarzustand erreicht wird bzw. sehr wahrscheinlich erreicht wird. So lassen sich beispielsweise auch innere Garzustände automatisch ansteuern bzw. verwirklichen, welche noch vor einer maximalen Größenänderung bzw. einer maximalen Feuchteabgabe des Garguts liegen. Dadurch kann der Garprozess mit besonders hoher Zuverlässigkeit rechtzeitig beendet bzw. abgekühlt oder warmgehalten werden. Es kann z. B. erkannt werden, wenn ein Teig beim Backen maximal aufgegangen und optimal gegart ist.
Möglich ist auch, dass mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung des Messsystems über die Zeit Bilder des Garraums erfasst werden. Insbesondere bestehen die Bilder jeweils aus einer Vielzahl von Bildelementen. Insbesondere werden die Bilder mittels wenigstens einer Verarbeitungseinrichtung des Messsystems ausgewertet. Insbesondere wird wenigstens ein Maß für eine Streuung wenigstens eines Bildparameters über wenigstens einen Teil der Bildelemente bestimmt. Insbesondere wird abhängig von dem Maß für die Streuung das Maß für die Bräunung des Garguts abgeleitet. Dadurch kann die Bräunung besonders zuverlässig und reproduzierbar bestimmt werden. Insbesondere wird als Maß für die Streuung wenigstens eine Standardabweichung des Bildparameters betrachtet. Insbesondere wird die maximale Standardabweichung als maximale Streuung herangezogen und/oder als mittlere Bräune festgelegt. Möglich und bevorzugt ist auch, dass als Maß für die Streuung wenigstens ein Rechenausdruck dient, welcher die Standardabweichung enthält oder wenigstens teilweise berücksichtigt. Als Maß für die Streuung kann wenigstens ein Kontrastwert dienen.
Der Bildparameter ist vorzugsweise wenigstens ein Farbwert und/oder wenigstens ein Helligkeitswert oder beschreibt wenigstens einen solchen. Möglich ist auch, dass der Bildparameter wenigstens ein Grauwert und/oder wenigstens ein Intensitätswert ist oder wenigstens einen solchen beschreibt. Möglich und bevorzugt ist auch, dass der Bildparameter wenigstens ein anderer Parameter der Bildverarbeitung ist oder einen solchen beschreibt.
Es kann wenigstens eine Ableitung eines zeitlichen Verlaufs des Maßes für die Streuung ermittelt und zur Bestimmung des Maßes für Bräunung herangezogen werden. Beispielsweise kann durch die Betrachtung der Ableitung eine genauere Unterteilung in eine Mehrzahl von Bräunungsstufen erfolgen. Insbesondere wird wenigstens eine erste und/oder eine zweite und/oder wenigstens eine höhere Ableitung betrachtet. Insbesondere wird aus der ersten Ableitung wenigstens ein Wendepunkt in einem zeitlichen Verlauf des Maßes für die Streuung bestimmt. Der Wendepunkt entspricht insbesondere einem geringeren oder stärkeren Bräunungszustand als der mittleren Bräunung. Insbesondere werden wenigstens zwei Wendepunkte bestimmt, sodass wenigstens ein Wendepunkt eine stärkere Bräunung als die mittlere Bräunung und wenigstens ein Wendepunkt eine schwächere Bräunung als die mittlere Bräunung beschreibt. Insbesondere wird in dem zeitlichen Verlauf des Maßes für die Streuung wenigstens eine Extremstelle ermittelt und zur Bestimmung des Bräunungszustands und/oder des Fertigzeitpunkts herangezogen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird mit dem Messsystem in wenigstens einem ersten Messvorgang ein erster Temperaturwert der Oberfläche des Garguts ermittelt. Insbesondere wird in wenigstens einem zweiten Messvorgang eine von dem Gargut ausgehende Wärmestrahlung erfasst. Insbesondere wird aus einer Leistung der Wärmestrahlung ein zweiter Temperaturwert der Oberfläche des Garguts ermittelt. Insbesondere wird eine Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Temperaturwert bestimmt. Insbesondere wird abhängig von der Temperaturdifferenz das Maß für die Bräunung des Garguts ermittelt. Möglich ist auch, dass aus dem ersten und zweiten Temperaturwert ein Emissionsgrad der Oberfläche des Garguts bestimmt wird und dass abhängig von dem Emissionsgrad das Maß für die Bräunung des Garguts ermittelt wird. Das bietet eine verlässliche und unaufwendige Bestimmung der Bräunung. Durch die Bräunung des Garguts kommt es im weiteren Verlauf des Garprozesses zu einer Veränderung des Emissionsgrades. Diese Änderung kann dann als Temperaturdifferenz und/oder Abweichung des Emissionsgrads erkannt werden.
Insbesondere wird der erste und/oder zweite Temperaturwert aus der Leistung der erfassten Wärmestrahlung und dem Emissionsgrad ermittelt. Der zweite Temperaturwert wird insbesondere mittels wenigstens einer Messeinheit mit wenigstens einem und vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Sensoren bzw. Sensorsegmenten zur Erfassung von Wärmestrahlung erfasst. Insbesondere ist dazu wenigstens eine Wärmebildkamera bzw. Infrarotkamera vorgesehen. Insbesondere ist eine Kamera vorgesehen, welche wenigstens einen Teil des Infrarotspektrums erfasst. Die Sensoren bzw. Sensorsegmenten entsprechen insbesondere den Pixeln der Kamera. Möglich ist auch ein Pyrometer oder dergleichen.
Vorzugsweise wird der erste Temperaturwert des Garguts mittels wenigstens einer Messsonde erfasst. Die Messsonde wird insbesondere in und/oder an dem Gargut angeordnet und besonders bevorzugt in das Gargut eingestochen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der erste Temperaturwert des Garguts dadurch ermittelt, dass der Garraum auf eine Solltemperatur aufgeheizt wird. Vorzugsweise wird bei Vorliegen der Solltemperatur angenommen, dass das Gargut an seiner Oberfläche eine definierte Temperatur aufweist. Vorzugsweise wird die definierte Temperatur als erster Temperaturwert herangezogen. Insbesondere entspricht die definierte Temperatur vorzugsweise dem Siedepunkt von Wasser, insbesondere auf einer Höhe des Gargeräts und/oder auf einer Meeresspiegelhöhe. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auch der erste Temperaturwert berührungslos und besonders unaufwendig erfasst wird. Es kann auf eine Messsonde verzichtet werden. Dadurch, dass der erste Temperaturwert bekannt ist, kann dann wie zuvor beschrieben die Temperaturdifferenz bzw. der Emissionsgrad der Oberfläche des Garguts bestimmt werden.
Es ist bevorzugt, dass die Bräunung des Garguts abhängig von einem zeitlichen Verlauf der Temperaturdifferenz ermittelt wird. Bevorzugt ist auch, dass die Bräunung des Garguts abhängig von einem zeitlichen Verlauf des aus dem ersten und zweiten Temperaturwert bestimmten Emissionsgrads ermittelt wird. Das bietet eine besonders vorteilhafte Bestimmung der Bräunung. Zur Ermittlung des zeitlichen Verlaufs der Temperaturdifferenz bzw. des Emissionsgrades werden vorzugsweise wiederholt erste und/oder zweite Messvorgänge durchgeführt und insbesondere über die Zeit registriert. Insbesondere wird der Emissionsgrad fortlaufend ermittelt bzw. für die vorgesehenen Messzeitpunkte nachgeführt, sodass die jeweils ermittelten ersten und zweiten Temperaturwerte in Übereinstimmung gebracht werden. Die Nachführung ergibt insbesondere den zeitlichen Verlauf des neu bestimmten Emissionsgrades.
Es kann vorgesehen sein, dass mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung des Messsystems während des Garprozesses wiederholt und insbesondere fortlaufend Bilder des Garraums mit dem darin aufgenommenen Gargut erfasst werden. Insbesondere bestehen die Bilder jeweils aus einer Vielzahl von Bildelementen. Die Bilder werden insbesondere mittels wenigstens einer Verarbeitungseinrichtung des Messsystems ausgewertet. Dabei werden sich über die Zeit verändernde Bildelemente identifiziert und als zu dem Gargut gehörend zugeordnet, um eine Unterscheidung von den von außerhalb des Garguts stammenden Bildelementen zu ermöglichen. Vorzugsweise werden die Bildinformationen nur aus den Bildelementen ausgewertet, welche dem Gargut zugeordnet sind. Insbesondere werden diejenigen Bildelemente dem Gargut zugeordnet, welche eine zeitliche Mindeständerung aufweisen. Insbesondere werden diejenigen Bildelemente dem Gargut nicht zugeordnet und/oder dem Garraum zugeordnet, welche eine zeitliche Mindeständerung nicht erreichen. Das ist insbesondere für die hier beschriebenen Ausgestaltungen vorgesehen, welche eine Kameraeinrichtung umfassen. Da sich das Gargut im Gegensatz zu seiner Umgebung und beispielsweise einem Gargutträger während des Garprozesses in Farbe und Aussehen sowie und Form verändert, wird so eine besonders zuverlässige Identifizierung des Garguts erreicht. Die Veränderung kann z. B. das Maß für die Größe des Garguts und/oder den Bildparameter und/oder den Temperaturwert und/oder den Emissionsgrad betreffen.
Das erfindungsgemäße Gargerät ist nach dem zuvor beschriebenen Verfahren betreibbar. Insbesondere ist das Gargerät dazu geeignet und ausgebildet, nach dem zuvor beschriebenen Verfahren betrieben zu werden. Das zuvor beschriebene Verfahren dient insbesondere zum Betreiben des erfindungsgemäßen Gargerätes.
Auch das erfindungsgemäße Gargerät bietet viele Vorteile und ermöglicht eine erheblich verbesserte Zubereitung von Gargut sowohl hinsichtlich des Garens als auch des Bräunens.
Das Messsystem umfasst insbesondere wenigstens eine Kameraeinrichtung. Insbesondere ist die Kameraeinrichtung als eine 2D-Kamera oder 3D-Kamera und/oder Wärmebildkamera bzw. IR-Kamera ausgebildet oder umfasst wenigstens eine solche. Zur Verarbeitung bzw. Auswertung der erfassten Bildinformationen umfasst das Messsystem insbesondere wenigstens eine Verarbeitungseinrichtung bzw. Recheneinheit.
Durch den vorwählbaren Zielgarzustand wird vorzugsweise wenigstens ein Wert für die Kenngröße der Bräunung und/oder wenigstens ein Wert für die Kenngröße des inneren Garzustands bereitgestellt. Bei Erreichen des Zielgarzustands wird der Garprozess insbesondere beendet. Das Beenden kann ein Schnellabkühlen und/oder Warmhalten umfassen. Insbesondere wird mittels der Behandlungseinrichtung wenigstens eine dem Zielgarzustand zugeordnete Funktion ausgeführt.
Das Maß für die Bräunung beschreibt insbesondere eine Bräunung an der Oberfläche des Garguts bzw. eine Oberflächenbräunung. Das Maß für die Bräunung kann auch andere, am Gargut messbare Parameter betreffen, beispielsweise eine Bräunungsgleichmäßigkeit oder Krustendicke. Das Maß für den inneren Garzustand kann dimensionslos sein. Der innere Garzustand kann bei Fleisch beispielsweise roh, halb gar bzw. medium oder durch sein. Der innere Garzustand kann weitere Zwischenstufen umfassen. Der innere Garzustand ist insbesondere durch eine bestimmte Kerntemperatur im Gargut gekennzeichnet. Das Maß für den inneren Garzustand kann andere, am Gargut messbare Parameter betreffen, beispielsweise einen Temperaturgradienten im Volumen. Das Maß für die Bräunung und/oder das Maß für den inneren Garzustand werden während des Garprozesses insbesondere wiederholt und vorzugsweise fortlaufend ermittelt. Die Ermittlung des Maßes für die Bräunung und des Maßes für den inneren Garzustand können gleichzeitig oder auch zeitversetzt erfolgen.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
Es zeigen:

1 eine rein schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gargerätes in einer Vorderansicht; und
2 eine rein schematische Darstellung eines anderen erfindungsgemäßen Gargerätes in einer perspektivischen Ansicht.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Gargerät 1, welches hier als ein Backofen 100 ausgeführt ist. Das Gargerät 1 wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben. Das Gargerät 1 hat einen beheizbaren Garraum 11, welcher durch eine Garraumtür 21 verschließbar ist. Das Gargerät 1 ist hier als ein Einbaugerät vorgesehen. Es kann auch als ein Standgerät ausgebildet sein.
Zur Zubereitung von Gargut ist eine Behandlungseinrichtung 2 vorgesehen, die in der hier dargestellten Ansicht nicht sichtbar im Garraum 11 bzw. Geräteinneren angeordnet ist. Die Behandlungseinrichtung 2 umfasst z. B. eine Heizeinrichtung mit mehreren Heizquellen für die Beheizung des Garraums 11. Als Heizquelle können beispielsweise eine Oberhitze und/oder eine Unterhitze, eine Heißluftheizquelle und/oder eine Grillheizquelle oder andere Arten von Heizquellen vorgesehen sein. Es kann auch ein Dampferzeuger vorgesehen sein. Zudem kann die Behandlungseinrichtung 2 zum Erhitzen bzw. Garen mit Hochfrequenzstrahlung ausgebildet sein und dazu wenigstens einen Hochfrequenzerzeuger umfassen.
Das Gargerät 1 umfasst hier eine mit der Behandlungseinrichtung 2 wirkverbundene Steuereinrichtung zur Steuerung bzw. Regelung von Gerätefunktionen und Betriebszuständen. Über die Steuereinrichtung sind vorwählbare Betriebsmodi und vorzugsweise auch verschiedene Garprogramme bzw. Programmbetriebsarten und andere Automatikfunktionen ausführbar. Die Steuereinrichtung steuert dazu z. B. die Behandlungseinrichtung 2 in Abhängigkeit eines vorgewählten Betriebsmodus bzw. Garprogramms entsprechend an.
Zur Bedienung des Gargerätes 1 ist eine Bedieneinrichtung 101 vorgesehen. Beispielsweise können darüber der Betriebsmodus, die Garraumtemperatur und/oder ein Automatikprogramm bzw. eine Programmbetriebsart oder andere Automatikfunktionen ausgewählt und eingestellt werden. Über die Bedieneinrichtung 101 können auch weitere Benutzereingaben vorgenommen werden und zum Beispiel eine Menüsteuerung vorgenommen werden. Die Bedieneinrichtung 101 umfasst auch eine Anzeigeeinrichtung 102, über die Benutzerhinweise und z. B. Eingabeaufforderungen angezeigt werden können. Die Bedieneinrichtung 101 kann Bedienelemente und/oder eine berührungsempfindliche Anzeigeeinrichtung 102 bzw. einen Touchscreen umfassen.
Über die Bedieneinrichtung 101 können hier verschiedene Zielgarzustände vorgewählt werden, welche jeweils durch eine gewünschte Bräune und einen gewünschten inneren Garzustand am Ende des Garprozesses charakterisiert sind. Um das Gargut auf den Zielgarzustand zu bringen, wird das Gargut wird im Garraum 11 während des Garprozesses mit einem Messsystem 4 fortlaufend überwacht. Das Messsystem 4 ermittelt dabei ein Maß für die Bräunung und ein Maß für den inneren Garzustand und stellt diese Informationen der Behandlungseinrichtung 2 bereit. Die Bräunung und der innere Garzustand werden dann durch die Behandlungseinrichtung 2 so beeinflusst, dass der vorgewählte Zielgarzustand erreicht wird.
Das Messsystem ist hier mit einer Kameraeinrichtung 4 ausgestattet, um zweidimensionale oder dreidimensionale bzw. räumliche Bildinformationen oder um temperaturspezifische Bildinformationen bzw. Wärmebilder aus dem Garraum 11 zu erfassen. Aus den Bildinformationen wird z. B. der innere Garzustand und die Bräunung ermittelt, z. B. mittels einer Verarbeitungseinrichtung bzw. Recheneinheit.
Beispiele für eine Steuerung bzw. Regelung für einen Garprozess auf ein zeitgleiches Erreichen zweier zu Beginn vom Benutzer angewählter Zielparameter für die Bräunung und den inneren Garzustand werden nachfolgend beschrieben.
Um am Ende des Garvorgangs das zeitgleiche Erreichen der Zielparameter für Oberflächenbräunung und inneren Garzustand zu erreichen, werden im Garverlauf eine oder mehrere Regelgrößen des Gargerätes 1 verändert, die Einfluss auf die Geschwindigkeiten beim Bräunen und Garen im Innern des Garguts nehmen. Beispielsweise wird dazu die Regelgröße „Garraumtemperatur“ während des Garvorgangs so variiert, dass die gewünschte Oberflächenbräunung und der gewünschte innere Garzustand im Fertigzeitpunkt zeitgleich erreicht sind.
Neben der Garraumtemperatur kommt grundsätzlich als weitere Regelgröße, die beim Garen variiert werden kann, vorzugsweise die Luftfeuchte im Garraum11. Eine (ausreichend) hohe Luftfeuchte im Garraum 11 kann den Trocknungs- und Bräunungsvorgang an der Gargutoberfläche verlangsamen und umgekehrt. So wird Einfluss auf das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Bräunen und innerem Garen genommen. Das ermöglicht besonders vorteilhaft den Zeitabgleich für das gleichzeitige Erreichen der beiden gewählten Zielgrößen.
Eine weitere Regelgröße bei Mikrowellenkombinationsgeräten ist der Anteil an Mikrowellenleistung, der in den Garraum 11 gesendet wird bzw. der im Garraum 11 oder im Gargut verbleibt. Da durch die Hochfrequenzstrahlung nur die Geschwindigkeit des inneren Garens und nicht die des Bräunens beeinflusst wird, wird damit auch das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Bräunen und innerem Garen verändert. Weitere Regelgrößen sind z. B. die Luftgeschwindigkeit im Heißluftbetrieb oder das Verhältnis der Beiträge von Heißluft und Strahlung an der Erwärmung des Garguts.
Die 2 zeigt eine Skizze, bei welcher die Geschwindigkeit 200 für das Bräunen und das innere Garen gegen die Garraumtemperatur 201 in °C im Garprozess aufgetragen wurde. Eine der Kurven zeigt den Bräunungsverlauf 202 bzw. den Zusammenhang zwischen Garraumtemperatur 201 und der Geschwindigkeit des Bräunens. Die andere Kurve zeigt den inneren Garverlauf 203 bzw. den Zusammenhang zwischen Garraumtemperatur 201 und der Geschwindigkeit des inneren Garens. Dabei sind eine Garraumtemperatur 204 von etwa 120 °C, eine Garraumtemperatur 205 von etwa 160 °C und eine Garraumtemperatur 206 von etwa 200 °C durch vertikale Linien hervorgehoben.
Unter der Garraumtemperatur 204 findet keine Bräunung an der Gargutoberfläche statt. Darüber steigt die Geschwindigkeit des Bräunens mehr als linear an. Das innere Garen erfolgt, sobald die Garraumtemperatur höher ist als die des Garguts. Ein Garen ohne Bräunung erfolgt auch, wie z. B. beim Niedertemperaturgaren, bei Garraumtemperaturen unterhalb etwa 80 °C. Die Geschwindigkeit des Garens ist dann allerdings gering.
Wird die Garraumtemperatur weiter erhöht, steigt die Geschwindigkeit des inneren Garens nach Erreichen einer maximalen Gargeschwindigkeit bei der Garraumtemperatur 206 nicht mehr weiter an. Diese Begrenzung ergibt sich durch die maximale Wärmeleitfähigkeit im Gargut. Für höhere Garraumtemperaturen über 200 °C wird daher nur noch die Geschwindigkeit des Bräunens gesteigert.
Für Garraumtemperaturen zwischen den Garraumtemperaturen 204 und 205 ist die Geschwindigkeit des inneren Garens größer als die des Bräunens. Für Garraumtemperaturen kleiner als die Garraumtemperatur 204 erfolgt nur noch inneres Garen innen, ohne zu bräunen. Für Garraumtemperaturen größer als die Garraumtemperatur 205 ist die Geschwindigkeit des Bräunens größer als die des inneren Garens. Für Garraumtemperaturen größer als die Garraumtemperatur 206 vergrößert sich die Differenz noch einmal zugunsten des Bräunens, weil die Gargeschwindigkeit des inneren Garens nicht weiter ansteigen kann.
Bei der Garraumtemperatur 206 erfolgen Bräunen und inneres Garen (etwa) gleich schnell. So ist bei vielen Rezepten die Standard-Temperatureinstellung 160 °C, sodass eine mittlere Bräunung und ein mittlerer innerer Gargrad erreicht werden. Die Erfindung bietet nun den Vorteil anderer und unabhängiger Paarungen von Bräunung und innerem Garzustand.
Beispielsweise ist eine Menüführung zur Vorwahl des Zielgarzustands vorgesehen, bei der aus einer 5 x 5 Matrix für die Zielparameter Bräunen und innerem Garzustand gewählt werden kann. So sind für die Bräunung z. B. fünf Stufen vorgesehen: sehr hell, hell, mittel, dunkel, sehr dunkel. Für den inneren Garzustand sind z. B. auch fünf Stufen vorgesehen: sehr roh, roh, mittel, durch, sehr durch. Diese Stufen können dabei beliebig miteinander kombiniert bzw. gepaart werden.
Zu verschiedenen Zeiten während des Garens kann nun nach Bedarf gemessen werden, wie der augenblickliche Zustand von Bräunung und Garzustand innen ist. Die zeitliche Entwicklung des Zustand-Paares kann dann z. B. so dargestellt werden, dass h dabei der Messwert der mittleren Teighöhe ist. h(t) beschreibt die zeitliche Entwicklung der Teighöhe. Die mittlere Teighöhe als Funktion der Zeit h(t) ist beim Backen ein besonders zuverlässiges Maß für den inneren Garzustand. Sie steigt vom Start an bis auf ein Maximum. Ist das Maximum erreicht, ist die Krume, d. h. das Innere des Kuchens, mittel durchgebacken.
Es gibt einen Zeitpunkt t, bei dem h(t) sein (erstes) Maximum erreicht. Dieser Zeitpunkt korreliert (etwa) mit dem inneren Garzustand = mittel. Durch Bilden der zeitlichen Ableitungen von h(t) und Bestimmung der Zeitpunkte, bei denen die ersten Maxima in den Ableitungen auftreten, ergeben sich die Zeiten für das Erreichen geringerer innerer Garzustände. Durch Spiegelung der Zeitmarken erhält man auch Zeitmarken hinter dem mittleren inneren Garzustand für das Innere des Kuchens.
Entsprechendes gilt für die Bräunung. Hier wird z. B. zu jedem Zeitpunkt die Standardabweichung der Grauwerte oder der R-, G- oder B-Werte oder L-, a-, b-Werte über alle dem Gargut zugeordneten Bildelemente bzw. Pixel berechnet. Es gibt einen Zeitpunkt t, bei dem die Standardabweichung ihr (erstes) Maximum erreicht. Dieser Zeitpunkt korreliert (etwa) mit dem Bräunungszustand = mittel. Durch Bilden der zeitlichen Ableitungen der Standardabweichung und Bestimmung der Zeitpunkte, bei denen die ersten Maxima in den Ableitungen auftreten, ergeben sich die Zeiten für das Erreichen geringerer Bräunungen.
Über die Zeiten für das Auftreten anderer Extremwerte (z. B. nächster oder übernächster Extremwert oder Nulldurchgang) als das erste Maximum in den Ableitungen lassen sich auch Bräunungs- und innere Garzustände hinter dem Zielgarzustand bzw. Zielquadrat zuordnen. Diese späteren Extremwerte der Ableitungen liegen hinter dem Zeitpunkt für die mittlere Bräunung bzw. den mittleren inneren Garzustand. Auch sie können als Markierungen zur Zuordnung der Bräunung bzw. des inneren Garzustands während des Garprozesses verwendet werden.
Beide Messverfahren für Teighöhe und Streuung der Farbwerte über die Pixel führen hier zu einer Aussage darüber, bei welcher Zustandspaarung aus Bräunung und innerem Garzustand sich der augenblickliche Garprozess befindet.
Liegt der aktuelle innere Garzustand (deutlich) vor dem Zustand der Bräunung und wurde als Zielgarzustand „roh“ und „dunkel“ vorgewählt, wird z. B. die Temperatur im Garraum 11 auf wenigstens 160 °C oder vorzugsweise auf wenigstens 200 °C erhöht. Dadurch erfolgt die Bräunung schneller als das innere Garen.
Liegt die aktuelle Bräunung (deutlich) vor dem inneren Garen und wurde als Zielgarzustand „roh“ und „dunkel“ vorgewählt, wird z. B. die Temperatur im Garraum 11 auf unter 160 °C oder vorzugsweise auf unter 120 °C gesenkt. So kann ein weiteres Bräunen vermieden werden. Für das gute Funktionieren dieser Art Regelung ist es besonders vorteilhaft, auf die Funktionen Schnellaufheizen und Schnellabkühlen zuzugreifen, um möglichst verzögerungsfrei stark oder gar nicht mehr Bräunen zu können.
Bei einem beispielhaften Ablauf des Verfahrens setzt der Benutzer vor dem Start des Garprozesses die Zielwerte für Ziel-Bräunung und Ziel-Garzustand im Inneren (im Folgenden nur als Ziel-Garzustand bezeichnet). Je nach Wahl der Paarung wählt das Gargerät aus einer hinterlegten Tabelle eine Garraumtemperatur für einen ersten Behandlungsschritt aus, bei der die Ziel-Bräunung sicher zeitlich (etwas) eher erreicht wird als der Ziel-Garzustand. Das ist dann der Fall, wenn die Garraumtemperatur eher etwas höher als sonst üblich gewählt wird und dadurch mehr Bräunung pro Zeit erfolgt als Garen im Inneren.
Ist die Bräunung >= als die gewünschte Ziel-Bräunung oder liegt sie um eine hinterlegte Entfernung (kurz) vor dem Erreichen der Ziel-Bräunung, wird die Garraumtemperatur so stark bis auf abgesenkt, dass kein weiteres Bräunen mehr erfolgen kann. Das ist bei Garraumtemperaturen <= 120/125 °C der Fall. Die augenblickliche Bräunung wird dafür berührungslos und ständig gemessen und mit dem Zielwert verglichen. Um wegen der hohen Wärmekapazitäten im Garraum 11 nicht noch unnötig lange Wärme zum Weiterbräunen des Garguts nachzuschieben, erfolgt das Absenken der Garraumtemperatur bevorzugt mithilfe der Funktion Schnellabkühlen.
Ist die abgesenkte Garraumtemperatur erreicht, wird abgewartet, bis der Ziel-Garzustand erreicht ist oder bis der innere Garzustand um eine hinterlegte Entfernung (kurz) vor dem Erreichen des Ziel-Garzustands liegt. Die Bräunung verändert sich währenddessen wegen der niedrigen Garraumtemperatur nicht mehr. Der augenblickliche innere Garzustand wird dafür berührungslos und ständig gemessen und mit dem Zielwert verglichen. Dann kann der Garvorgang beendet oder warmgehalten werden.
Nach Erreichen des Ziels für Bräunung und inneren Garzustand kann die Garraumtemperatur am Garzeitende mit Schnellabkühlen sehr schnell sehr deutlich abgesenkt werden, damit sich weder Bräunung noch Garzustand (z. B. durch Austrocknen) nach Erreichen der Zielparameter noch weiter verändern können. Die dafür erforderliche abschließende Garraumtemperatur liegt etwa zwischen Raumtemperatur und <= 50 °C.
In einer Ausgestaltung wählt das Gargerät den Wert für die Garraumtemperatur in dem ersten Behandlungsschritt nicht aus einer hinterlegten Tabelle aus, sondern die Garraumtemperatur wird je nach Istzustand nachgeregelt. Dabei wird in dem ersten Behandlungsschritt (Garen und Bräunen) durch jeweiliges Messen der augenblicklichen Bräune und des augenblicklichen inneren Garzustands sichergestellt, dass die extrapolierte Zielbräune vor dem extrapolierten inneren Zielgarzustand erreicht wird. Ist das nicht der Fall, wird die Garraumtemperatur nachgeregelt und erhöht. Die Wirkung tritt in der Regel langsam ein. Nach Ablauf einer entsprechenden Warte- und Beobachtungszeit wird erneut geprüft, ob die Garraumtemperatur jetzt wie gewünscht angestiegen ist. Sonst wird sie erneut um einen bestimmten Wert erhöht. Typische Werte für die schrittweise Änderung der Garraumtemperatur sind z. B. +/- 5 K oder +/-10 K.
Ist der Vorsprung der Bräune zum inneren Garzustand sehr groß bzw. zu groß, so kann die Garraumtemperatur auch gesenkt werden. Die Werte für die Garraumtemperatur in dem ersten Behandlungsschritt liegen zwischen zwei Grenzwerten und z. B. zwischen 125 °C und 230 °C.
In dem ersten Behandlungsschritt dieses Verfahrens erfolgen Bräunen und Garen etwa mit gleicher Geschwindigkeit. Das Bräunen wird etwas schneller als das innere Garen eingestellt. In einem zweiten Behandlungsschritt mit niedriger Garraumtemperatur ist das Bräunen dann vollständig abgeschaltet. Das innere Garen erfolgt weiter, wenn auch langsamer als im ersten Behandlungsschritt. In dem zweiten Behandlungsschritt sind die beiden Prozesse Bräunen und Garen entkoppelt: Es gibt im Wesentlichen nur das innere Garen. Das ist für ein zeitgleiches Erreichen von Zielbräune und Ziel-Garzustand besonders vorteilhaft.
In einer Variante wird nicht zunächst abgewartet, bis die gewünschte Bräunung erreicht ist. Läuft der Bräunungszustand schneller als der innere Garzustand seinem Ziel entgegen, dann wird das Verfahren wie zuvor beschrieben durchgeführt. Die Bräunung wird erreicht, Abkühlen des Garraums soweit, dass kein Bräunen mehr erfolgt und Abwarten, bis der Ziel-Garzustand erreicht ist, ohne weiter zu bräunen.
Läuft der innere Garzustand jedoch schneller als die Bräune außen seinem Ziel entgegen, wird in dem ersten Behandlungsschritt (Bräunen und Garen) das Erreichen des Ziel-Garzustands abgewartet oder eines inneren Garzustands (kurz) davor. Die Garraumtemperatur wird dann stark erhöht, um auch die gewünschte Bräune innerhalb kurzer Zeit danach zu erreichen. Die innere Gare ändert sich dadurch allerdings unerwünschterweise auch. Um das Defizit in der Bräune aufzuholen, muss deshalb mit dem starken und schnellen Bräunen zu einem Zeitpunkt begonnen werden, zu dem der innere Garzustand auch noch nicht erreicht ist.
Der im bisherigen Garverlauf erfolgte zeitliche Verlauf des Wertepaares aus Bräune und innerem Garzustand kann bestimmt und mit bekannten Methoden in die Zukunft extrapoliert werden. Aus der Extrapolation ergibt sich, ob die Bräunung oder der innere Garzustand vorweglaufen und somit das zeitgleiche Erreichen beider angewählter Zustände beeinträchtigt sein könnte. Läuft die Bräunung vorweg, wird als Ergebnis dieser Analyse die Garraumtemperatur wie oben beschrieben gesenkt. Läuft die Bräunung hinterher, wird die Garraumtemperatur wie oben beschrieben erhöht.
Bevor die nächste Erhöhung oder Senkung der Garraumtemperatur erfolgt, wird wegen der Trägheit der Regelstrecke eine gewisse Reaktionszeit abgewartet. Ganz am Ende erfolgt wieder bevorzugt ein Schnellabkühlen, um eine weitere Veränderung von Bräunung und innerem Garzustand zu verhindern.
Bezugszeichenliste

1: Gargerät
2: Behandlungseinrichtung
3: Messsystem
4: Kameraeinrichtung
11: Garraum
21: Garraumtür
100: Backofen
101: Bedieneinrichtung
102: Anzeigeeinrichtung
200: Geschwindigkeit
201: Garraumtemperatur
202: Bräunungsverlauf
203: Garverlauf
204: Garraumtemperatur
205: Garraumtemperatur
206: Garraumtemperatur

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts (1) mit wenigstens einem Garraum (11) zur Zubereitung von Gargut mittels wenigstens einer Behandlungseinrichtung (2), wobei die Behandlungseinrichtung (2) unter Berücksichtigung von wenigstens einem vorwählbaren Zielgarzustand angesteuert wird und wobei das Gargut im Garraum (11) während des Garprozesses mittels wenigstens eines Messsystems (3) überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Messsystem (3) wenigstens ein Maß für eine Bräunung des Garguts und wenigstens ein Maß für einen inneren Garzustand des Garguts ermittelt wird und dass der vorwählbare Zielgarzustand wenigstens eine zu erreichende Bräunung und wenigstens einen zu erreichenden inneren Garzustand des Garguts beschreibt und dass die Behandlungseinrichtung (2) abhängig von dem ermittelten Maß der Bräunung und dem ermittelten Maß des inneren Garzustands angesteuert wird, um das Gargut auf den Zielgarzustand zu bringen.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zubereitung des Garguts auf den Zielgarzustand das Gargut in einem ersten Behandlungsschritt mittels wenigstens einer ersten Beheizungseinstellung sowohl gegart als auch gebräunt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gargut in dem ersten Behandlungsschritt stärker gebräunt als gegart wird, sodass ein vorrangiges Bräunen erfolgt und die zu erreichende Bräunung eher als der zu erreichende innere Garzustand erzielbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zubereitung des Garguts auf den Zielgarzustand das Gargut in einem zweiten Behandlungsschritt mittels wenigstens einer zweiten Beheizungseinstellung stärker gegart als gebräunt wird, sodass ein vorrangiges Garen erfolgt und der zu erreichende innere Garzustand eher als die zu erreichende Bräunung erzielbar ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch und nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Behandlungsschritt zeitlich vor dem zweiten Behandlungsschritt erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2 und/oder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Behandlungsschritt und/oder vor dem zweiten Behandlungsschritt wenigstens ein Schnellabkühlen des Garraums (11) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel zwischen den Behandlungsschritten erfolgt, wenn die ermittelte Bräunung und/oder der ermittelte innere Garzustand von wenigstens einem vorgegebenen zeitabhängigen Zwischenzustand abweicht.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel von dem ersten Behandlungsschritt zu dem zweiten Behandlungsschritt erfolgt, wenn die ermittelte Bräunung oberhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für die Bräunung liegt und/oder wenn der ermittelte innere Garzustand unterhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für den inneren Garzustand liegt.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel von dem zweiten Behandlungsschritt zu dem ersten Behandlungsschritt erfolgt, wenn die ermittelte Bräunung unterhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für die Bräunung liegt und/oder wenn der ermittelte innere Garzustand oberhalb eines durch den Zwischenzustand definierten Schwellenwertes für den inneren Garzustand liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorrangiges Bräunen durch höhere Temperaturen und vorzugsweise Temperaturen oberhalb 180 °C erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorrangiges Garen durch niedrigere Temperaturen und vorzugsweise Temperaturen unterhalb 130 °C erfolgt und/oder durch Dampfgaren und/oder durch dielektrisches Erhitzen mittels einer Hochfrequenzquelle.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorwahl des Zielgarzustands die zu erreichende Bräunung und der zu erreichende innere Garzustand getrennt einstellbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß für den inneren Garzustand mittels wenigstens einer Messsonde erfasst wird, welche in und/oder an dem Gargut angeordnet und vorzugsweise eingestochen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung (4) des Messsystems (3) wenigstens ein Maß für die Größe des Garguts während des Garprozesses wiederholt bestimmt wird und dass daraus wenigstens ein Maß für die Größenänderung des Garguts über die Zeit ermittelt wird und dass abhängig von dem Maß für die Größenänderung das Maß für den inneren Garzustand abgeleitet wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Maß für die Größenänderung wenigstens eine Ableitung und/oder wenigstens ein Extremwert eines zeitlichen Verlaufs des Maßes für die Größe des Garguts bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung (4) des Messsystems (3) über die Zeit Bilder des Garraums (11) erfasst werden und dass die Bilder jeweils aus einer Vielzahl von Bildelementen bestehen und mittels des Messsystems (3) ausgewertet werden und dass wenigstens ein Maß für eine Streuung wenigstens eines Bildparameters über wenigstens einen Teil der Bildelemente bestimmt wird und dass abhängig von dem Maß für die Streuung das Maß für die Bräunung des Garguts abgeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Messsystem (3) in wenigstens einem ersten Messvorgang ein erster Temperaturwert der Oberfläche des Garguts ermittelt wird und dass in wenigstens einem zweiten Messvorgang eine von dem Gargut ausgehende Wärmestrahlung erfasst wird und dass aus einer Leistung der Wärmestrahlung ein zweiter Temperaturwert der Oberfläche des Garguts ermittelt wird und dass eine Temperaturdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Temperaturwert bestimmt und abhängig von der Temperaturdifferenz das Maß für die Bräunung des Garguts ermittelt wird und/oder dass aus dem ersten und zweiten Temperaturwert ein Emissionsgrad der Oberfläche des Garguts bestimmt und abhängig von dem Emissionsgrad das Maß für die Bräunung des Garguts ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens einer Kameraeinrichtung (4) des Messsystems (3) während des Garprozesses wiederholt Bilder des Garraums (11) mit dem darin aufgenommenen Gargut erfasst werden und dass die Bilder jeweils aus einer Vielzahl von Bildelementen bestehen und mittels des Messsystems (3) ausgewertet werden und dass sich über die Zeit verändernde Bildelemente identifiziert und als zu dem Gargut gehörend zugeordnet werden, um eine Unterscheidung von den von außerhalb des Garguts stammenden Bildelementen zu ermöglichen.
Gargerät (1), betreibbar nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.