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Die Erfindung betrifft eine Backvorrichtung für Brotware sowie ein Verfahren zum Aufbacken von Brotware. Insbesondere wird hier eine (Auf-)Backvorrichtung bzw. ein Aufbackverfahren für Stangenbrot angegeben.
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Brotwaren, insbesondere längliche Brotwaren, die nach Art eines Baguettes, eines Brötchens, einer Brotrolle, etc. geformt sind, sollen gelegentlich vor dem Verzehr gebacken bzw. aufgebacken und dann ggf. noch mit einem Belag versehen werden. Erfolgt die Zubereitung solcher Brotwaren zum Beispiel in einer Gastronomie-Umgebung, sollten diese Prozesse so bereitgestellt und abgestimmt werden, dass diese schnell ein möglichst gleichbleibendes Geschmackserlebnis ermöglichen.
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Mit Blick auf dieses Ziel ist es problematisch, dass eine solche Zubereitung gegebenenfalls unter engen Platzverhältnissen stattfindet und/oder mit unterschiedlichen Ausgangsstoffen und/oder von verschiedenen Personen vorgenommen wird.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lindern. Insbesondere soll eine kompakte und ggf. mobile Backvorrichtung für Brotware angegeben werden, die eine für das (Auf-)Backen bzw. die Weiterverarbeitung einstellbare bzw. gleichbleibende Vorbereitung der Backware erlaubt. Weiter soll bevorzugt auch ein schnelles Aufbackverfahren ermöglicht werden. Bevorzugt soll die Brotware nach dem Backvorgang so bereitgestellt werden, dass diese einfach und mit gleichbleibendem Geschmackserlebnis für den Verzehr mit einem Belag serviert werden kann.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Backvorrichtung und/oder einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen genannten Merkmale können in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert und/oder durch Sachverhalte der Beschreibung (ggf. auch zu den Figuren) kombiniert werden. Die nachfolgende Beschreibung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung und gibt weitere bzw. konkretere Ausführungsbeispiele an.
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Hierzu trägt eine Backvorrichtung für Brotware bei, zumindest aufweisend ein Heizmodul, welches mindestens einen Flächenheizer, der einen Aufnahmeraum begrenzt, sowie mindestens einen Stabheizer in dem Aufnahmeraum umfasst, wobei der mindestens eine Flächenheizer und der mindestens eine Stabheizer mittels eines Linearantriebs zueinander parallel relativ verschiebbar sind.
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Die Backvorrichtung kann z.B. nach Art eines (portablen) Schranks, eines Tischgeräts, Untertisch- oder Einbaugerät oder dergleichen ausgeführt sein. Sie ist insbesondere dazu vorgesehen und/oder eingerichtet, längliche Brotwaren, z.B. nach Art eines Baguettes, zu erwärmen bzw. zu backen. Es ist möglich, dass die Backvorrichtung ein einzelnes Heizmodul aufweist; es ist jedoch auch möglich, dass die Backvorrichtung mehrere Heizmodule, bevorzugt alle in etwa gleich aufgebaut, umfasst. Ein Heizmodul ist insbesondere für das Backen genau einer Art vorgegebener Brotware eingerichtet. Das Heizmodul kann so gestaltet sein, dass es auf die Abmaße einer konkreten Backware (starr) eingerichtet ist, also im Wesentlichen einen konkret vorgegebenen Aufnahmeraum für die (einzelne) Backware aufweist. Möglich ist, dass eine Dimension und/oder ein Volumen des Aufnahmeraums einstellbar ist, so dass ggf. unterschiedliche Brotware und/oder mehrere Brotwaren in diesem Aufnahmeraum gebacken werden können. Weiterhin kann ein Heizmodul noch ein Gehäusebauteil umfassen, welches die Flächenheizer und/oder Stabheizer umgibt, ggf. (bereichsweise) ausgestattet mit Wärmeleit- und/oder Wärmeisolationselementen.
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Ein Heizmodul umfasst bevorzugt mehrere Flächenheizer, die einen Aufnahmeraum für die Brotware begrenzen. Bevorzugt ist der Aufnahmeraum nach Art eines Schachtes, eines Fachs oder dergleichen vorgesehen. Der Querschnitt des Aufnahmeraums ist bevorzugt nach Art eines Kreises, eines (regelmäßigen) Vielecks, einer Ellipse, eines Racetracks oder dergleichen, Insbesondere begrenzen die Flächenheizer außen bzw. in Umfangsrichtung den Aufnahmeraum. Es ist möglich, dass eine Mehrzahl oder Vielzahl von Flächenheizern in Umfangsrichtung des Aufnahmeraums angeordnet sind, diese jeweils aber nur einen Teilabschnitt des Umfangs überspannen. Der Begriff „Flächenheizer“ dient (nur) zur Veranschaulichung, dass dieses Heizelement einen Teil der Umfangsfläche des Aufnahmeraums abbildet. Ein Flächenheizer kann mit einer dem Aufnahmeraum zugewandten und/oder geschlossenen Wärmeübertragungsfläche ausgeführt sein. Die Wärmeübertragungsfläche kann strukturiert und/oder gekrümmt sein. Bevorzugt ist, dass die Wärmeübertragungsflächen aller Flächenheizer eine überwiegend oder gar vollständig geschlossene Umfangsfläche des Aufnahmeraums bilden. Damit ist eine gleichmäßige Wärmeeinbringung von außen hin zum Zentrum des Aufnahmeraums ermöglicht.
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Weiter ist mindestens ein Stabheizer in dem Aufnahmeraum vorgesehen. Bevorzugt ist ein einzelner Stabheizer mittig bzw. zentral zu dem Aufnahmeraum angeordnet. Der Begriff „Stabheizer“ dient (nur) zur Veranschaulichung, dass sich dieses Heizelement länglich entlang einer zentralen Achse des Aufnahmeraums erstreckt. Ein Stabheizer kann mit einer dem umliegenden Aufnahmeraum zugewandten und/oder geschlossenen Wärmeübertragungsfläche ausgeführt sein. Die Wärmeübertragungsfläche kann strukturiert und/oder gekrümmt sein. Bevorzugt ist, dass die Wärmeübertragungsfläche des Stabheizer kleiner ist als die Wärmeübertragungsflächen aller Flächenheizer zusammen. Der Querschnitt des Stabheizers kann nach Art eines Kreises, eines (regelmäßigen) Vielecks, einer Ellipse, eines Racetracks oder dergleichen ausgeführt sein. Es ist möglich, dass der Stabheizer eine Positionierhilfe für die (Ausrichtung der) Brotware in dem Aufnahmeraum aufweist, was bevorzugt über einen nicht-runden Querschnitt erreicht wird. Die Wärmeübertragungsfläche des Stabheizer kann so bereitgestellt sein, dass die Brotware daran haften oder positioniert werden kann. Bevorzugt bildet der Stabheizer eine bzw. die einzige Halterung der Brotware in dem Aufnahmeraum.
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Die Backvorrichtung hat zudem mindestens einen Linearantrieb, mit dem der mindestens eine Flächenheizer und der mindestens eine Stabheizer parallel und relativ zueinander verschiebbar sind. Der Linearantrieb ist insbesondere so vorgesehen, dass die Verschieberichtung (etwa) der Längserstreckung des (zentralen) Stabheizers entspricht. Der Linearantrieb ermöglicht, dass der Stabheizer bedarfsgerecht bzw. zeitweise aus der Ummantelung des Flächenheizers bzw. der Flächenheizer befreit werden kann und damit leichter zugänglich für das Personal und/oder einen Greifer ist. Der Begriff „Linearantrieb“ dient (nur) zur Veranschaulichung, dass eine Bewegung entlang einer Achse erfolgt. Die Art des Antriebs (Feder, Riemen, Zahnstange, Spindel, etc.) soll durch den Begriff als solches nicht eingeschränkt sein. Ebenso schließt das nicht aus, dass der Stabheizer (zusätzlich) in vorgegebenen Situationen rotiert und/oder gekippt bzw. verschwenkt werden kann. Der Linearantrieb kann einen elektrischen Motor und ein longitudinal verschiebliches, geführtes Stellglied umfassen, ggf. versehen mit Endschaltern für die Erfassung von Endpositionen des Stellgliedes. Der Linearantrieb ist bevorzugt entweder (nur) mit einem Flächenheizer oder (nur) einem Stabheizer verbunden.
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Es können mehrere Flächenheizer vorgesehen sind, die einen zylindrischen Aufnahmeraum umgeben. Insbesondere können 2, 3, 4 oder 5 Flächenheizer vorgesehen sein. Diese können alle eine gebogene bzw. gekrümmte Wärmeübertragungsfläche aufweisen und in Umfangsrichtung des Aufnahmeraums (in etwa) aneinander anliegend positioniert sein. Derart kann mit solchen Wärmeübertragungsflächen ein im Wesentlichen zylindrischer Aufnahmeraum gebildet werden. Bevorzugt ist, dass alle Flächenheizer sich über die gesamte axiale Länge des Aufnahmeraums erstrecken. Falls mit der Backvorrichtung Brotwaren nach Art von Stangenbroten behandelt werden sollen, können die Dimensionen des zylindrischen Aufnahmeraums etwa in folgendem Bereich liegen: (axiale) Länge im Bereich von 50 bis 100 cm [Zentimeter], Durchmesser im Bereich von 10 bis 20 cm [Zentimeter].
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Es ist möglich, dass am Boden der Heizelemente bzw. am unteren Ende des Aufnahmeraumes ein Auffangelement vorgesehen ist. Das Auffangelement kann z. B. nach Art eines (Brot-)Krümel-Auffangteils gestaltet sein. Das Auffangelement kann ggf. seitlich entnommen werden, so dass darauf befindliche Ablagerungen, Krümel, etc. einfach aus dem Aufnahmeraum entfernt werden können. Dies trägt zu einer besseren und einfacheren Reinigung des Aufnahmeraumes bei, wodurch auch das Risiko einer Verbrennung dieser Ablagerungen, Krümel, im Betrieb reduziert werden kann.
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Der mindestens eine Flächenheizer kann einen Infrarot-Stahler umfassen. Bevorzugt ist, dass alle Flächenheizer einen Infrarot-Stahler umfassen bzw. als ein solcher ausgebildet sind. Infrarot-Stahler in diesem Sinne sind technische Bauteile, die dazu bestimmt sind, dass sie einen möglichst großen Anteil der in sie eingespeisten Energie (elektrischer Strom, Gas) in Wärme umwandeln und diese über eine Strahlungsfläche (Wärmeübertragungsfläche) abgeben können. Der Infrarot-Stahler kann in Abhängigkeit von seiner technischen Auslegung, Infrarot-Strahlung in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich emittieren (auch Spektralbereich genannt). So kann das Strahlungsleistungs-Maximum eines solchen Infrarot-Stahler im Wellenlängen-Bereich von 3 - 10 µm [Mikrometer] liegen. Bevorzugt kommt ein keramischer Infrarotstrahler zum Einsatz, z. B. ausgelegt für Betriebstemperaturen von mindestens (dauerhaft) 300 °C. Der Infrarot-Stahler kann ein integriertes Thermoelement und/oder einen Temperaturfühler aufweisen.
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Es ist möglich, dass eine flexible bzw. variable Befestigung des mindestens einen Flächenheizers realisiert ist. Insbesondere erfolgt die Befestigung derart, dass ein Abstand hin zur Brotware bzw. der zentralen Achse des Aufnahmeraumes veränderbar bzw. einstellbar ist. Derart kann z. B. auch bei verschiedenen Größen und/oder verschiedenen Formen der zu erhitzenden Brotwaren ein gewünschter Abstand eingestellt bzw. beibehalten werden. Es ist möglich, dass die Befestigung eines Flächenheizers hierfür mit einem Verschiebelement, einem Gelenk, einem Klick- und/oder Rasten-Element, einem Teleskop, einem Biegeabschnitt oder dergleichen ausgeführt ist. Die Befestigung kann insbesondere eine radiale Entfernung eines Flächenheizers von der zentralen Achse des Aufnahmeraumes (wieder lösbar) einstellen. Der radiale Verstellweg an einem Flächenheizer kann z. B. im Bereich von 2 cm bis 5 cm liegen. Es ist möglich, dass mit der Befestigung ein Neigungswinkel des Flächenheizers gegenüber der zentralen Achse des Aufnahmeraumes (wieder lösbar) einstellbar ist, beispielsweise bis hin zu 30 Winkelgrad. Es ist möglich, dass ein Verstellmechanismus vorgesehen ist, der gleichzeitig die Einstellung aller Befestigungen der Flächenheizer realisiert, z.B. nach Art eines Hebelwerkes, eines Getriebes oder eines Bowdenzug-Systems.
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Es kann ein einzelner Stabheizer in dem Aufnahmeraum vorgesehen sein, der einen ohmschen Widerstandsheizer umfasst. Es ist möglich, dass der Stabheizer einen Grundkörper umfasst, der eine (zentrale) Aufnahme für (mindestens) einen elektrisch heizbaren Stabheizer aufweist. Der Stabheizer kann mit einer Spannungsquelle elektrisch verbunden werden. Es ist möglich, dass der Grundkörper mit einem sehr gut wärmeleitenden Material ausgeführt ist, z. B. aus Aluminium, wobei der Stabheizer bevorzugt mit einem umfassenden und innigen Kontakt in der Aufnahme angeordnet ist. Der Stabheizer kann eine (ebenfalls wärmeleitende bzw. temperaturbeständige) Schutzschicht aufweisen, z.B. gebildet mit Polytetrafluorethylen (PTFE). Der Stabheizer kann mit einer axialen Länge im Bereich von 20 - 25 cm [Zentimeter] und/oder eine Breite im Bereich von 1,5 bis 5 cm ausgeführt sein. Der Stabheizer kann mit einer abgerundeten Spitze oder Kuppe ausgeführt sein
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Der mindestens eine Stabheizer kann wenigstens teilweise mittels des Linearantriebs in den Aufnahmeraum hinein und aus dem Aufnahmeraum heraus verfahrbar sein. Derart kann die Brotware an dem Stabheizer einfach positioniert werden, wenn dieser außerhalb des Aufnahmeraums angeordnet ist. Danach kann die Brotware über die Verstellung des Stabheizers genau in dem Aufnahmeraum bzw. relativ zu den Flächenheizern positioniert werden. Ebenso kann dann die behandelte bzw. gebackene Brotware wieder außerhalb des Aufnahmeraumes zur Weiterverarbeitung übergeben werden. Der Linearantrieb ist insbesondere eingerichtet, einen Verstellweg von mindestens 20 cm [Zentimeter] auszuführen, bevorzugt einen Verstellweg im Bereich von 30 bis 50 cm.
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Mindestens ein Heizmodul kann in einem Rahmen mit einer Grundfläche angeordnet sein, wobei der Stabheizer über die Grundfläche hinausragend positionierbar ist. Es ist möglich, dass die Backvorrichtung mit einem stellbaren Rahmen bereitgestellt wird, mit dem eine obere Grundfläche gebildet wird. Die obere Grundfläche kann nach Art einer (überwiegend geschlossenen) Arbeitsfläche ausgeführt sein. Die Grundfläche kann dann mindestens eine (offene und/oder verschließbare) Öffnung aufweisen, die oberhalb eines Heizmoduls angeordnet ist und damit den Zugang zum / vom Aufnahmeraum ermöglicht. An dem Rahmen können Verkleidungen und/oder die Komponenten der Backvorrichtung befestigt sein. Insbesondere sind das Heizmodul und der Linearantrieb am Rahmen befestigt bzw. im Rahmen angeordnet. Bevorzugt ist der Linearantrieb (teilweise) unter dem Heizmodul (und unter der zugehörigen Öffnung) positioniert, wobei sein Stellglied den Stabheizer aus einer eingefahrenen Position im Aufnahmeraum (erste Endlage) in eine herausragende Position außerhalb des Aufnahmeraums (zweite Endlage) und zurück verfahren kann. Der Stabheizer kann auf einer Bodenplatte montiert sein, die in der herausragenden Position die Öffnung im Wesentlichen verschließt. Es ist möglich, dass an bzw. in dem Rahmen elektronische Bauteile und/oder Anschlüsse, ein oder mehrere Steuergeräte, ein oder mehrere Netzteile, ein oder mehrere Schalter oder Tasten, elektrische Sicherungen, Regler oder Messfühler, Kühlkörper, etc. vorgesehen sind.
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Es kann eine Kontrolleinheit vorgesehen sein, die zur Datengewinnung mit mindestens einem Zähler oder mindestens einem Sensor ausgestattet ist. Weiter kann die Kontrolleinheit eingerichtet sein, den Linearantrieb basierend auf den mittels Zähler oder Sensor gewonnenen Daten zu aktivieren. Die Kontrolleinheit kann als Regel- und Steuereinheit ausgeführt sein. Ein Zähler kann bestimmte Prozesse oder Situationen erfassen und zählen. Ein Zähler kann eine Uhr bzw. ein Zeitglied sein. Ein Sensor kann mindestens eine Umgebungsbedingung erfassen, wie z. B. die Temperatur in der Nähe seines Fühlers. Die Kontrolleinheit kann elektrisch und/oder datentechnisch mit dem Linearantrieb verbunden sein und damit den Betrieb des Linearantriebs regeln bzw. steuern. Die Kontrolleinheit kann elektrisch und/oder datentechnisch mit einem Zähler und/oder Sensor verbunden sein und damit mit diesen Bauteilen erfasste und/oder vorgegebene Daten erhalten. Die Kontrolleinheit kann Bauelemente und/oder Befehle zum Vergleichen von Daten und/oder Aktivieren und/oder Deaktivieren des Linearantriebs umfassen.
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Einem weiteren Aspekt folgend wird ein Verfahren zum Aufbacken von Brotware vorgeschlagen, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- a) Anordnen einer Brotware an einen Stabheizer, wobei die Brotware in Kontakt mit dem Stabheizer ist und diesen wenigstens teilweise umgibt,
- b) Positionieren des Stabheizers mit Brotware in einem Aufnahmeraum, so dass mindestens ein Flächenheizer mit Abstand und außen benachbart zur Brotware angeordnet ist,
- c) gleichzeitiges Heizen der Brotware über den Stabheizer und den mindestens einen Flächenheizer,
- d) Beenden des Heizvorgangs, wenn mittels des Stabheizers eine Innenoberfläche der Brotware versiegelt ist.
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Bevorzugt laufen die Schritte a) bis d) für jeden Backprozess und jedes Heizmodul wiederholt ab, insbesondere wenigstens zeitweise mit der angegebenen Reichenfolge. Sind mehrere Heizmodule an einer Backvorrichtung vorgesehen, können die Schritte unabhängig voneinander für jedes Heizmodul ausgeführt werden.
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Ein Verfahren zum Aufbacken von Brotware betrifft insbesondere die thermische Behandlung von nicht fertig gebackenen Brotwaren, also (vorgefertigte) Brotware, die noch nicht den gewünschten Bräunegrad und/oder die gewünschte Temperatur aufweist. Eine Brotware kann ganz oder teilweise aus Getreide und/oder Getreideerzeugnissen sowie einer Flüssigkeit und/oder anderen Lebensmitteln (z. B. Leguminosen-Kartoffelerzeugnisse) durch Kneten, Formen, Lockern, Backen oder Heißextrudieren des Brotteiges hergestellt werden. Brotware kann weniger als 10 Gew.-% Fett und/oder Zucker auf 90 Gew.-% Getreide und/oder Getreideerzeugnisse umfassen.
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Gemäß Schritt a) wird zunächst eine Brotware an einen Stabheizer angeordnet. Dies kann manuell oder automatisiert mittels eines Greifers erfolgend. Während dieses Schrittes a) ist der Stabheizer bevorzugt exponiert bereitgestellt, also z. B. (wenigstens teilweise) außerhalb eines Aufnahmeraumes eines Heizmoduls einer Backvorrichtung. Die Brotware kann so in innigen Kontakt mit dem Stabheizer gebracht werden, z.B. indem der Stabheizer zumindest teilweise in die Brotware eindringt bzw. der Stabheizer in einer vorgesehenen Aussparung in der Brotware positioniert wird. Bevorzugt bedeckt die Brotware zumindest 50%, insbesondere zumindest 80% und bevorzugt (nahezu) vollständig die äußere Oberfläche bzw. Wärmeübertragungsfläche des Stabheizers. Der Stabheizer kann dann in einem inneren Bereich der Brotware positioniert sein, so dass die Brotware den Stabheizer wenigstens teilweise umgibt. Bevorzugt liegt der Stabheizer großflächig oder überwiegend an der Brotware (unmittelbar) an. Es ist möglich, dass der Kontakt von Stabheizer und Brotware eine Pressverbindung bildet, wonach die Brotware nun an bzw. auf dem Stabheizer klemmt bzw. dort wenigstens formschlüssig befestigt ist. Bevorzugt ist, dass die Brotware auf den Stabheizer mit einer axialen Richtung aufgeschoben wird.
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Nach Einrichten eines entsprechenden Verbundes aus Brotware und Stabheizer wird der Stabheizer zusammen mit der daran befestigten Brotware in einen Aufnahmeraum verfahren, insbesondere mittels eines Linearantriebs. Dabei wird eine Position angesteuert, so dass mindestens ein Flächenheizer mit einem vorgegebenen Abstand (also ohne direkten Kontakt mit der Brotware) und außen benachbart zur Brotware angeordnet ist. Der Abstand ist bevorzugt in Umfangsrichtung im Wesentlichen gleich und beträgt beispielsweise zwischen 3 und 10 cm [Zentimeter]. Insbesondere wird der Stabheizer so weit verfahren, dass die daran befestigte Brotware vollständig in dem Aufnahmeraum aufgenommen ist.
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Beginnend während Schritt b) oder mit Ende von bzw. nach Schritt b) kann eine der beiden Heizsysteme aktiviert werden. Es ist möglich, dass Schritt c) erst initiiert wird, nachdem der Stabheizer seine Endposition erreicht hat; es ist aber ebenso möglich, dass z. B. der Stabheizer schon zu einem früheren Zeitpunkt eingeschaltet wird. Jedenfalls gibt es dann in Schritt c) ein Zeitintervall, in dem beide Heizsysteme, Stabheizer und Flächenheizer, zeitgleich aktiviert bzw. eingeschaltet sind. In diesem Zeitintervall erfolgt eine Wärmeeinwirkung innen und außen auf die Brotware. Die thermische Behandlung der Innenoberfläche der Brotware mittels Stabheizer kann ein Toasten (Verdampfen von Wasser und Heißtrocknen) und/oder Rösten umfassen, wobei diese Behandlung im Wesentlichen auf die Innenoberfläche der Brotware beschränkt bzw. besonderes intensiviert sein kann. Nach diesem Zeitintervall kann eines der Heizsysteme oder können beide Heizsysteme wieder deaktiviert werden, bevor der Stabheizer wieder ausgefahren wird.
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Jedenfalls wird der Heizvorgang dann beendet, wenn mittels des Stabheizers eine Innenoberfläche der Brotware versiegelt ist. Dieser Zeitpunkt kann zeitgesteuert, sensorisch ermittelt und/oder auf Erfahrungswerte basierend (variable) vorgegeben sein. Die Innenoberfläche der Brotware ist insbesondere angrenzend der Kontaktfläche zwischen Stabheizer und Brotware ausgebildet. „Versiegelt“ ist die Innenoberfläche insbesondre dann, wenn diese so thermisch behandelt ist, dass sie für eine Flüssigkeit pro Zeiteinheit weniger von einer Flüssigkeit bzw. einer flüssigen oder pastösen Masse durchdringbar ist als die Brotware in anderen Bereichen bzw. an der Innenoberfläche vor Schritt c). Insbesondere ist die Innenoberfläche nach Schritt c) härter als die restliche Krume (das Teiginnere) der Brotware. Die Versiegelung kann mit einer Aushärtung und/oder Trocknung und/oder Krustenbildung einhergehen. Bei der Krustenbildung kann eine Maillard-Reaktion (nicht-enzymatische Bräunungsreaktion) und/oder die Bildung heller und dunkler Dextrine (homologe Stärkeabbauprodukte, die von ihrer Molekülgröße zwischen Oligosacchariden und Stärke liegen) auftreten.
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Bevorzugt ist, dass Schritt c) eine Zeitdauer von maximal 50 Sekunden hat. Ganz besonders bevorzugt ist, dass die Zeitdauer 30 Sekunden nicht überschreitet. Demnach ist insbesondere die Heizleistung des Stabheizers so gewählt, dass die (ausreichend) versiegelte Innenoberfläche der Brotware nach dieser Zeitdauer vorliegt. Es ist möglich, dass mittels des Stabheizers eine Heizleistung von mehr als 500 Watt, insbesondere mehr als 750 Watt, bevorzugt aber weniger als 900 Watt bereitgestellt wird. Es ist möglich, dass die Oberflächentemperatur des Stabheizers auf eine Heiztemperatur von maximal 400 °C, insbesondere höchstens 300 °C, bevorzugt aber mindestens 200 °C beträgt. Die Zeitdauer kann z. B. über einen Zähler vorgegeben werden. Die Zeitdauer kann unter Berücksichtigung von Erfahrungswerten voreinstellbar vorgegeben sein, z. B. mit Blick auf einen gewünschten Versiegelungsgrad. Die Zeitdauer kann unter Berücksichtigung von Prozessparametern und/oder der Art bzw. des Zustands der Brotware einstellbar sein.
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Die Brotware kann sich wenigstens während Schritt a) zumindest teilweise noch in einem gefrorenen Zustand befinden. Ein gefrorener Zustand liegt insbesondere dann vor, wenn die Brotware zumindest in einem Bereich, besonders bevorzugt in einem innen liegenden Bereich bzw. in Nachbarschaft des Stabheizers, gefrorenes gebundenes Wasser umfasst. Ein solcher Zustand kann vorliegen, wenn die Temperatur der Brotware zumindest teilweise 0 °C unterschreitet. Schritt c) kann dann auch einen Auftau-Prozess umfassen, wobei das gefrorene gebundene Wasser wenigstens teilweise wieder verflüssigt (oder sogar auch verdampft) wird. Es ist also möglich, dass die Brotware vor Schritt a) zumindest bereichsweise, bevorzugt insgesamt, einem Kühlschritt unterzogen wird, so dass die Brotware eine Temperatur kleiner 0 °C aufweist und/oder das darin gebundene Wasser (vollständig) gefroren ist.
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Die Brotware kann nach Schritt d) im Bereich der versiegelten Innenoberfläche mit einem Füllstoff versehen werden. Es ist möglich, dass hierfür die Brotware zunächst von dem Stabheizer (manuell oder mit einem Greifer) entfernt wird. Es ist möglich, dass die Brotware neu positioniert wird, so dass eine Aussparung in der Brotware, in der zuvor der Stabheizer angeordnet war, für eine (teilweise) Füllung mit einem Füllstoff besser zugänglich ist, z.B. von oben oder von einer Seite. Die Füllung kann Lebensmittel umfassen, wobei diese unterschiedliche Strukturen, Festigkeiten und/oder Konsistenzen aufweisen können. Es ist möglich, dass der Füllstoff eine (vorbereitete) Masse und/oder Paste ist, die in der Aussparung der Brotware und/oder auf der Innenoberfläche der Brotware angeordnet wird. Es ist möglich, dass der Füllstoff die Aussparung der Brotware zumindest zu 50%, bevorzugt zu mindestens 75% ausfüllt. Es ist möglich, dass mehrere Füllstoffe gleichzeitig und/oder nacheinander verfüllt werden. Die Füllung kann z.B. Butter oder dergleichen, Gemüsepasten, Käsepasten, Wurst- und/oder Fischpasten, Kräutermassen, Zucker- und/oder Honigaufstriche, etc. umfassen. Die Füllung kann feste Lebensmittel umfassen, wie beispielsweise Käsewürfel, Gemüsestückchen, Flakes, etc. Der Füllstoff kann Raumtemperatur ausweisen, (teilweise) gefroren und/oder (teilweise) erwärmt sein. Es ist möglich, dass die verfüllte Backware in einem Backofen nochmals erwärmt wird; bevorzugt ist aber, dass Schritt d) zu einem Zeitpunkt erfolgt, wenn die Innenoberfläche der Backware noch erwärmt (z. B. mit einer Temperatur oberhalb 100 °C oder sogar mindestens 150°C bzw. 220 °C) ist und demnach der Füllstoff von der Backware direkt erwärmt wird.
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Zumindest die Schritte b) bis d) können mit einer hier offenbarten Backvorrichtung automatisch ausgeführt werden. Insbesondere können diese Schritte mittels der Kontrolleinheit und dem Linearantrieb automatisch - also ohne erforderliches Eingreifen eines Benutzers - veranlasst werden. Insbesondere kann die hier offenbarte Backvorrichtung eingerichtet zur Durchführung des hier offenbarten Verfahrens sein.
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Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, können auch zur Charakterisierung der Backvorrichtung herangezogen werden, und umgekehrt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, umfassend Befehle, die bewirken, dass eine hier offenbarte Backvorrichtung zumindest die Verfahrensschritte b) bis d) (automatisch) ausführt. Weiter kann auch ein computerlesbares Medium beansprucht werden, auf dem dieses Computerprogramm gespeichert ist. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Medium der Kontrolleinheit aufspielbar oder dort installiert sein.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nun anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Figuren gezeigten Merkmale mit anderen Merkmalen aus Beschreibung und anderen Figuren kombinierbar sind, soweit das hier nicht explizit ausgeschlossen ist. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und sollen den Gegenstand der Erfindung nicht beschränken. Es zeigen:
- 1: eine Ausführungsvariante einer Backvorrichtung,
- 2: eine Ausführungsform eines Stabheizers
- 3: eine Ausführungsform eines von Flächenheizern gebildeten Backraums (Draufsicht),
- 4: eine Ausführungsform eines Heizmoduls (seitliche Ansicht), und
- 5: einen Verfahrensablauf.
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1 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Backvorrichtung 1 für Brotware. Diese Backvorrichtung 1 hat ein Heizmodul 3 umfassend mehrere Flächenheizer 4, die einen Aufnahmeraum 6 begrenzen, sowie einen (einzelnen) Stabheizer 5 in dem Aufnahmeraum 6. Die Flächenheizer 4 umgeben einen im Wesentlichen zylindrischen Aufnahmeraum 6, in dem der Stabheizer 5 samt Brotware untergebracht werden kann.
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Das Heizmodul 3 ist in einem Rahmen 10 angeordnet, der oben von einer Grundfläche 11 bedeckt sein kann. Der Rahmen 10 hat hier eine solche Tiefe, dass - wie angedeutet - zumindest ein weiteres Heizmodul 3 (oder eine andere Apparatur für die Bearbeitung von Brotware, bzw. ein Speicher für Brotware) integriert sein kann.
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Die Flächenheizer 4 und der Stabheizer 5 sind zudem mittels eines Linearantriebs 7 zueinander parallel relativ verschiebbar. Hierfür ist in dem Rahmen 10 auch der Linearantrieb 7 untergebracht. Wie in der Figur veranschaulicht, ist der Stabheizer 5 mit dem Linearantrieb 7 axial verstellbar, kann also nach oben und unten über einen vorgegebenen Verstellweg verfahren werden. Derart kann der Stabheizer 5 vollständig in den Aufnahmeraum 6 hinein und (fast vollständig) aus dem Aufnahmeraum 6 heraus verfahrbaren werden (dieser also über die Grundfläche 11 hinausragt). Insbesondere auch für den Betrieb des Linearantriebs 7 ist eine Kontrolleinheit 12 vorgesehen, die zur Datengewinnung mit einem Zähler 13 und/oder mindestens einem Sensor 14 ausgestattet ist. Folglich ist die Kontrolleinheit 12 eingerichtet, den Linearantrieb 7 basierend auf den mittels Zähler 13 und/oder Sensor 14 gewonnenen Daten zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Für den Betrieb der Backvorrichtung 1 können zudem Tasten 19 und/oder Anzeigen 21 vorgesehen sein, die ebenfalls am Rahmen 10 befestig sind.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stabheizers 5, links in seitlicher Ansicht und rechts in Draufsicht. Der Stabheizer 5 weist eine längliche Form auf, die oben mit einer Art Kuppe verschlossen ist und unten Zugänge für darin integrierte Bauteile hat. Der Stabheizer 5 ist mit einem Grundkörper 24 gebildet, in dem zentral ein einzelner ohmscher Widerstandsheizer 9 vorgesehen ist. Zudem ist in dem Grundkörper und beabstandet von dem Widerstandsheizer 9 ein Sensor 14 - z.B. nach Art eines Temperaturfühlers - vorgesehen. Daten über den elektrischen Widerstand des Widerstandsheizers 9 und/oder des Sensors 14 können für den Betrieb der Backvorrichtung genutzt werden. Widerstandsheizer 9 und Sensor 14 können mit einer Spannungsquelle und/oder einer Kontrolleinheit 12 der Backvorrichtung 1 verbunden sein.
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Außen ist der Stabheizer 5 noch mit einer Schutzschicht 25 ausgeführt, an der die angedeutete Brotware 2 einerseits gut haften aber gleichzeitig nach der thermischen Behandlung abrutschen kann. Die Kuppe des Stabheizers 5 bzw. dessen gesamte Form kann so gestaltet sein, dass diese gut in die Brotware 2 eindringen oder in einer dort bereits vorgesehenen Aussparung 22 eingeführt bzw. an einer Innenoberfläche 16 der Brotware 2 in Anlage gebracht werden kann. Die angedeutete Brotware 2 ist hier in Kontakt mit dem Stabheizer 5 und umgibt diesen.
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3 zeigt eine Ansicht von oben in ein Heizmodul 3 mit einem Backraum 18, der hier beispielsweise durch ein zylindrisches Gehäuse gebildet sein kann. Darin sind in Umfangsrichtung 23 verteilt drei gekrümmte Flächenheizer 4, jeweils in Form eines Infrarot-Strahlers 8, angeordnet, die einen innenliegenden Aufnahmeraum 6 für die Brotware 2 und den Stabheizer 5 bilden. Die Anordnung ist so gewählt, dass der Stabheizer 5 die Brotware 2 so in dem Aufnahmeraum 6 positioniert, dass die Flächenheizer 4 mit einem vorgegebenen Abstand 15 und außen benachbart zur Brotware 2 angeordnet sind, wobei bevorzugt ein im Wesentlichen gleichförmiger, umlaufender Spalt gebildet ist. Wie mit den kleinen Pfeilen angedeutet, kann die Brotware 2 über den Stabheizer 5 (über einen unmittelbaren Kontakt) und die Flächenheizer 4 (über Wärmestrahlung) gleichzeitig aufgeheizt werden.
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4 veranschaulicht zwei Endlagen des Stabheizers 5, nämlich einerseits eine eingefahrene Position im Aufnahmeraum 6 bzw. im Backraum 18 (untere, erste Endlage) und eine herausragende Position außerhalb des Aufnahmeraums 6 bzw. im Backraums 18 (obere, zweite Endlage). Hierfür kann der Stabheizer 6 mittels des Linearantriebes 7 über einen vorgegebenen Verstellweg 26 entlang der Richtung der Achse 27 verfahren werden. Diese Bewegung bzw. der Betrieb des Linearantriebs 7 kann mittels der Kontrolleinheit 12 und ggf. auch Daten eines Sensors 14 gesteuert oder geregelt werden. In der gestrichelt darstellten oberen Endlage ragt der Stabheizer 5 über die Grundfläche 11 hinaus, so dass dann die Brotware 2 gut an bzw. auf dem Stabheizer 5 appliziert werden kann. 5 veranschaulicht ein Beispiel eines Ablaufs des Verfahrens zum Aufbacken von Brotware 2, insbesondere unter Mitwirkung der vorstehend beschriebenen Backvorrichtung.
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Der Block 100 betrifft z.B. eine Vorbehandlung der Brotware 2. Diese Vorbehandlung kann einen Gefrierprozess umfassen, so dass zumindest teilweise gefrorene Brotware 2 aus Ausgangsprodukt für den Folgeprozess vorliegt.
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Block 110 veranschaulicht das Anordnen der Brotware 2 an einen Stabheizer 5, wobei die Brotware 2 in Kontakt mit dem Stabheizer 5 ist und diesen wenigstens teilweise umgibt. Die Brotware 2 kann auf den Stabheizer 5 gespießt oder darauf gestülpt werden. Bevorzugt ist die Brotware 2 derart sicher an dem Stabheizer gehalten, beispielsweise durch Presskräfte und/oder Adhäsion bzw. aufgrund der Schwerkraft. Diese Prozesse können vom offenbarten Schritt a) umfasst sein.
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Danach erfolgt, wie mit Block 120 gezeigt, das Positionieren des Stabheizers 5 mit Brotware 2 in einem Aufnahmeraum 6, so dass Flächenheizer 4 mit Abstand und außen benachbart zur Brotware 2 angeordnet sind. Insbesondre umfasst das Positionieren eine axiale Linearbewegung des Stabheizers 5, wobei der Stabheizer 5 in den Aufnahmeraum 6 eintaucht. Diese Prozesse können vom offenbarten Schritt b) umfasst sein.
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Weiter ist damit ermöglicht, dass dann ein gleichzeitiges Heizen der Brotware 2 im Aufnahmeraum 6 über den Stabheizer 5 und die Flächenheizer 4 erfolgt, vergleiche Block 130. Bevorzugt findet ein gleichzeitiges Heizen in dem Aufnahmeraum 6 für eine Zeitdauer von ca. 30 Sekunden statt. Dabei wird mittels des Stabheizers 5 eine Innenoberfläche der Brotware 2 zunehmend geröstet bzw. versiegelt. Diese Prozesse können vom offenbarten Schritt c) umfasst sein.
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Der Heizvorgang bezüglich der Brotware 2 wird beendet, wenn mittels des Stabheizers 5 eine Innenoberfläche der Brotware 2 versiegelt ist. Wie Block 140 veranschaulicht, kann der Stabheizer 5 sodann mit der fertig gerösteten, innen versiegelten Brotware 2 wieder aus dem Aufnahmeraum 6 herausgefahren werden. In der dargestellten herausgefahrenen Position kann ein Greifer 20 die Brotware 2 von dem Stabheizer 5 (automatisch) entfernen. Diese Prozesse können vom offenbarten Schritt d) umfasst sein.
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Nachfolgend kann die Brotware 2 noch zu einer Füllstation gefördert werden, siehe Block 150, wo die Aussparung 22 der Brotware 2, in der zuvor der Stabheizer 5 steckte, mit einem Füllstoff 17 versehen wird. Die so fertiggestellte Brotware 2 mit Füllstoff 17 kann unmittelbar für den Verzehr geeignet sein, wobei insbesondere die Brotware 2 noch eine gegenüber der Raumtemperatur erhöhte Temperatur aufweisen kann.
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Somit lindert die hier offenbarte Erfindung die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise. Insbesondere wurde eine kompakte und ggf. mobile Backvorrichtung für Brotware angegeben, die eine für das (Auf-)Backen bzw. die Weiterverarbeitung einstellbare bzw. gleichbleibende Vorbereitung der Backware erlaubt. Weiter wurde auch ein schnelles Aufbackverfahren ermöglicht. Weiterhin kann die Brotware nach dem Backvorgang so bereitgestellt werden, dass diese einfach und mit gleichbleibendem Geschmackserlebnis für den Verzehr mit einem Belag (Füllstoff) serviert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Backvorrichtung
- 2
- Brotware
- 3
- Heizmodul
- 4
- Flächenheizer
- 5
- Stabheizer
- 6
- Aufnahmeraum
- 7
- Linearantrieb
- 8
- Infrarot-Stahler
- 9
- ohmscher Widerstandsheizer
- 10
- Rahmen
- 11
- Grundfläche
- 12
- Kontrolleinheit
- 13
- Zähler
- 14
- Sensor
- 15
- Abstand
- 16
- Innenoberfläche
- 17
- Füllstoff
- 18
- Backraum
- 19
- Taste
- 20
- Greifer
- 21
- Anzeige
- 22
- Aussparung
- 23
- Umfangsrichtung
- 24
- Grundkörper
- 25
- Schutzschicht
- 26
- Verstellweg
- 27
- Achse
- 100 - 150
- Blöcke
