DE10335295B4

DE10335295B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern

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Publication number: DE10335295B4
Application number: DE2003135295
Authority: DE
Inventors: Christine Dipl.-Chem. Hermann
Original assignee: IGV INSTITUT fur GETREIDEVERARBEITUNG GmbH
Current assignee: IGV INSTITUT fur GETREIDEVERARBEITUNG GmbH
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: DE10335295A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie eine in einer Backkammer (4) angeordnete, von der Backraumluft frei anströmbare Temperaturmessstelle (1) zum indirekten Erfassen von Feuchtekenngrößen der Backraumluft, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
A. Messen der Feuchtkugeltemperatur t_f an der als kontinuierlich befeuchtetes Thermoelement oder Pt-Element (1.1) ausgebildeten ersten Temperaturmessstelle (1), wobei die Dauerbefeuchtung durch den kondensierten Dampf realisiert wird, der in einem Wasserreservoir (6) bevorratet ist und unter Verwendung einer Versorgungsleitung (1.3) der Temperaturmessstelle (1) zugeführt wird,
B. Zuführung dieser Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f zu der Regel- und Steuereinheit des Umluftofens (3) als Eingangssignal,
C. Vergleich der Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f mit einer Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} und
D. Erzeugung eines Ausgangssignals zur Regelung des Feuchtegehalts der Backraumluft in Abhängigkeit der Regelabweichung zwischen der Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f und der Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll}
a) für den Fall einer negativen Regelabweichung für die Zuführung von...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 5 und 6 zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung.
Bei der Herstellung von Backwaren besteht die Zielstellung während des Backprozesses darin, dass die Qualitätsmerkmale, wie z. B. Form, Glanz, Bräunung und Volumen, in dem gewünschten Maße kostengünstig in einer bestimmten Zeit erreicht werden. Im Teigling bzw. in der Masse laufen während des Backprozesses eine Vielzahl von verschiedenen biochemischen und physikalischen Reaktionen ab, die letztlich die Qualität des Fertigerzeugnisses bestimmen.
Diese biochemischen und physikalischen Reaktionen werden durch die wesentlichen Backparameter, wie z. B. durch die Dampfmenge, die Backtemperatur, die Zeit, das Strömungsbild der Backluft und durch schlecht erfassbare Störgrößen, wie das Öffnen und Schließen der Ofenklappen, entscheidend beeinflusst.
Die Dampfzugabe, respektive die Beschwadung zu Beginn des Backprozesses, hat eine besondere technologische Bedeutung. Durch die Kondensation des Dampfes auf den noch kalten Teiglingen erfolgt eine schlagartige Energieübertragung auf die Oberfläche der Teiglinge, so dass die Temperatur an der Oberfläche innerhalb von wenigen Sekunden von 30 auf 80°C ansteigt. Durch Verkleisterung der Stärke und Denaturierung der Proteine bildet sich eine feste Backhaut, die den Ofentrieb und die Ausbundbildung unterstützt. In Verbindung mit dem Kondensat bildet sich eine Mikroschicht auf der Teiglingsoberfläche. Der Stärkekleister fließt durch die hohe Backtemperatur auseinander und bildet eine glatte Oberfläche (Dextrinierung, Glanzbildung).
Die Steuerung der Beschwadung, also das gezielte Einbringen der erforderlichen Dampfmenge zu Beginn des Backprozesses, sowie das Abführen von Dampf zu bestimmten Zeitpunkten wird mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Mitteln, obgleich der immensen Bedeutung für den Backprozess, nur unzureichend gelöst.
Infolge unzureichender Dampfgabe entstehen einerseits unerwünschte Krustenrisse am Backgut, und andererseits wird der enzymatische Abbau der Stärke bzw. der daraus entstehenden Zuckerstoffe, die zur Glanzbildung und Krustenbräunung beitragen, verhindert bzw. verzögert.
Ein verspätetes Abführen des Dampfes aus dem Backraum nach der Einwirkung des Dampfes auf der Oberfläche der Teiglinge führt beim Backen von Roggen- und Roggenmischbrot hingegen zum Auseinanderlaufen der Teiglinge und zur Bildung von Krustenrissen.
Während des Backprozesses verdampft das Wasser aus der Oberfläche der Teiglinge und lässt die Backluftfeuchte auf Taupunkttemperaturen bis ca. 98°C ansteigen. Durch zielgerichtete Entfernung der Backluftfeuchte zum Ende des Backprozesses werden die Bräunungsreaktionen beschleunigt, und die Backzeit kann bis zu 25% verkürzt werden.
Es besteht seit längerer Zeit bei Betreibern von Backöfen der Wunsch, mit geeigneten Mitteln eine kontinuierliche Backluftfeuchtemessung zur Steuerung des Backprozesses realisieren zu können. Die aus dem Stand der Technik allgemein bekannten Messgeräte zur Erfassung der Backluftfeuchte sind: Taupunkt-Hygrometer, Lithium-Chlorid-Hygrometer, Psychrometer, thermo dynamische Taupunkt-Hygrometer, kapazitive und Halbleitersensoren oder auch Zirkonoxid-Sensorverfahren.
Diese Feuchtemessgeräte unterscheiden sich infolge ihrer unterschiedlichen Messverfahren und ihres technischen Aufbaus in den Punkten: Messgröße, Messbereich, Fehlergrenzen, Hysterese und Einstellzeit, Klimaabhängigkeit, insbesondere unter Druck, Temperatur und Luftgeschwindigkeit, Alterung, Nullpunktdrift, Wartung, Messbereitschaft usw.
Trotz der großen Anzahl verschiedenartiger Feuchtemessgeräte ist kein für einen Backprozess geeignetes Feuchtemessgerät auf dem Markt verfügbar, das einerseits für die speziellen Einsatzbedingungen, nämlich für die wechselnden Druck- und Temperaturbedingungen, in einem Backofen uneingeschränkt einsetzbar ist und andererseits durch seinen einfachen technischen Aufbau die Grundlage für eine kostengünstige Massenproduktion, auch zur Nachrüstung vorhandener Backöfen, geeignet ist.
In der Vergangenheit beschränkte sich die Führung des Backprozesses auf eine zeitgesteuerte Temperatursequenz. Die bereits erwähnte Steuerung der Beschwadung und die kontinuierliche Backluftfeuchtemessung wurde jedoch nur ansatzweise in Tunnelbacköfen realisiert. Als Grund hierfür sind die bisher ungeeigneten Geräte zur kontinuierlichen Backluftfeuchtemessung und die nicht unerheblichen Kosten dieser Geräte zu nennen. Eine preisgünstige Messtechnik fehlt auf dem Markt.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise ein Gargerät mit im Garraum abstellbarem Garbehältnis zum Dampfgaren bekannt, das in der DE 196 38 664 A1 offenbart ist. Der Grundgedanke dieser Erfindung besteht darin, die erforderliche Dampfmenge beim Dampfgaren mittels geeigneter Sensoren steuern zu können. Zur Anwendung kommt hierbei ein Temperatursensor und alternativ ein Feuchtesensor. Wie der Beschreibung zu entnehmen ist, erfassen diese Sensoren die Gradienten der Steuerparameter Temperatur und Feuchte, also die Änderung der Messgröße je Zeiteinheit, während des Garprozesses. Als Probleme bezüglich eines geeigneten Einsatzes eines Feuchtesensors sind die Unzuverlässigkeit und die geringe Lebensdauer dieses Feuchtesensors zu nennen.
Aus der DE 43 30 646 C2 ist ein Verfahren zur Regelung von Temperatur und Feuchte von Luft in Räumen mittels einer raumlufttechnischen Anlage bekannt, die aus einer Anzahl von Einzelaggregaten zum Durchführen von Luftzustandsänderungen besteht und als Eingangsströme Außenluft und Abluft nutzt. Dabei erfolgt die Steuerung der Einzelklimaaggregate und die Prozessführung so, dass die Zuluft einen vorgegebenen Raumluftzustand bewirkt, wobei eine Zielfunktion erfüllt wird. Die Randbedingungen werden hinsichtlich der durch die Einzelaggregate einstellbaren Luftzustände vorgegeben und die realisierbaren Zustandsänderungen ermittelt. In der DE 41 42 122 A1 ist ebenfalls eine raumlufttechnische Anlage und ein Verfahren zur Regelung eines Innenraumklimas offenbart. Hierzu werden als Einflussgrößen für die auf Personen im Raum einwirkende Raumatmosphäre, wie Raumlufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Rauminnenwandtemperatur, Luftgeschwindigkeit, Außenlufttemperatur, Luftdruck, CO₂-Gehalt und dergleichen, gemessen, mit individuell für bestimmte gewünschte Arten der Raumatmosphäre einstellbaren Sollwerten verglichen und bei Abweichungen nachgeregelt. Hierbei können ergänzend die Raumbeleuchtung und Klangstruktur im Raum mit berücksichtigt werden. Die raumlufttechnischen Anlagen gemäß der DE 41 42 122 A1 und der DE 43 30 646 C2 mit ihren Messgeräten und Regelkreisen sind aber für die in einem Backraum herrschenden Bedingungen nicht ausgelegt.
Ein Messwerterfassungs- und Speichergerät für die Feuchtigkeit und die Temperatur zur Messung und Speicherung von Daten während des Backprozesses ist in der DE 40 22 964 C2 offenbart. Signifikant für diese Erfindung sind die Sensoren, die als Temperaturfühler und temperaturbeständige Sauerstoffsensoren, die indirekt zur Erfassung des Feuchtigkeitsprofils dienen, ausgebildet sind. Das Klimaprofil kann während des Backprozesses bis zu einer Temperatur von 450°C erfasst, aufgezeichnet und zur Steuerung des Backprozesses eingesetzt werden. Das aufgezeichnete Klima-Zeit-Profil wird hierbei zur Optimierung des Backprozesses eingesetzt. Besonders nachteilig an dieser Erfindung ist, dass das Messwerterfassungs- und Speichergerät technisch sehr kompliziert aufgebaut ist und die Herstellung desselben sehr aufwendig ist. Die hierbei verwendeten Sauerstoffsensoren zum indirekten Erfassen der Feuchtekenngrößen durchlaufen gemeinsam mit den Teigformlingen den Backprozess.
Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass keine kostengünstigen Messgeräte zur kontinuierlichen Backluftfeuchtemessung bei Temperaturen zum Einsatz oberhalb von 150°C am Markt erhältlich sind. Es existieren zwar Teillösungen zur Erfassung der Backraumtemperatur, die sich jedoch nur auf den Bereich der Service- und Feldgeräte beschränken.
Daher beschränkt sich die Steuerung des Backprozesses beim Stand der Technik auf die Parameter Zeit und Temperatur.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches Verfahren und eine kostengünstige Vorrichtung zu entwickeln, mit der die Backluftfeuchte während des Backprozesses erfasst und neben den Parametern Temperatur und Zeit als weiteren Steuerparameter für einen qualitätsgerechten Backprozess verwendet wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass durch den Einsatz dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung die Menge an benötigtem Dampf erheblich reduziert wird und damit die Betriebskosten deutlich verringert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Verfahren zur Steuerung von Backparametern gemäß der Ansprüche 1 und 2 sowie durch die Merkmale der Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern gemäß den Ansprüchen 5 und 6 gelöst; die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Nach der Konzeption der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste bevorzugte Verfahren zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchtemessung und -regelung, eine Regel- und Steuereinheit sowie eine in eines Backkammer angeordnete, von der Backraumluft frei anströmbare Temperaturmessstelle zum indirekten Erfassen von Feuchtekenngrößen der Backraumluft umfasst, wobei dieses Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

A. Messen der Feuchtkugeltemperatur t_f an der als kontinuierlich befeuchtetes Thermoelement oder Pt-Element ausgebildeten ersten Temperatur-Messstelle, wobei die Dauerbefeuchtung durch den kondensierten Dampf realisiert wird, der in einem Wasserreservoir bevorratet ist und unter Verwendung einer Versorgungsleitung der Temperaturmessstelle zugeführt wird,
B. Zuführung dieser Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f zu der Regel- und Steuereinheit des Umluftofens als Eingangssignal,
C. Vergleich der Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f mit einer Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} und
D. Erzeugung eines Ausgangssignals zur Regelung des Feuchtegehaltes der Backraumluft in Abhängigkeit der Regelabweichung zwischen der Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f und der Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll}
a) für den Fall einer negativen Regelabweichung durch die Zuführung von Wasser oder Dampf in die Backkammer oder
b) für den Fall einer positiven Regelabweichung durch die Entnahme von Dampf aus der Backkammer.

Als Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} sollen in der nachstehenden Ausführung diejenige Temperatur verstanden werden, die zur Realisierung des erfindungsgemäßen, qualitätsgerechten und zeitoptimierten Backprozesses nicht unter- bzw. überschritten werden darf. Diese Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} ist in die Steuer- und Regeleinheit des Umluftofens implementiert und steht zur Bildung einer Regelabweichung mit dem Eingangssignal, respektive der gemessenen Feuchtkugeltemperatur t_f, dem Vergleichsglied der Steuer- und Regeleinheit des Umluftofens, kontinuierlich zur Verfügung. Die Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} ist für jede einzelne Phase des Backprozesses, nämlich für die Dampfgabe, die Entfeuchtung und das eigentliche Backen, unterschiedlich festgelegt.
Für das später beschriebene zweite bevorzugte Verfahren zur Steuerung von Backparametern wird zum Zwecke der Bildung der Regelabweichung anstelle der Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} eine Soll-Feuchtekenngröße verwendet, die ebenso wie die Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} für jede einzelne Backphase des Backprozesses einen unterschiedlichen Betrag aufweisen kann.
Es wurde gefunden, dass allein durch die Messung der Feuchtetemperatur t_f eine Feuchtesteuerung des Backprozesses möglich ist. Mit Versuchen wurde nachgewiesen, dass bei einer Temperatur oberhalb von ca. 60°C die gemessene Feuchtetemperatur t_f und die Taupunkttemperatur t_tau nur geringfügig abweichen. Die Taupunkttemperatur repräsentiert naturgemäß diejenige Temperatur der Backraumluft, bei der der Partialdruck des Dampfes p_d gleich dem Sättigungsdampfdruck p_s ist. Geringfügige Abweichungen zwischen der Feuchtkugeltemperatur t_f und der Taupunkttemperatur t_tau lassen sich hinlänglich durch definierte Faktoren für den Backprozess korrigieren. Die Feuchtkugeltemperatur t_f kann demnach erfindungsgemäß als Maß bzw. Eingangsgröße für die Steuer- und Regeleinheit des Backofens Verwendung finden.
Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchtemessung und -regelung, sind mehrere in einer Backkammer angeordnete, von der Backraumluft frei anströmbare Temperaturmessstellen zum indirekten Erfassen von Feuchtekenngrößen der Backraumluft vorgesehen, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

A Messen der Feuchtkugeltemperatur t_f an der als kontinuierlich befeuchtetes Thermoelement (1.1) oder Pt-Element (1.1) ausgebildeten ersten Temperaturmessstelle (1) und Messen der Trockenkugel-Temperatur t_tr an einer zweiten Temperaturmessstelle,
B Zuführung dieser Temperaturmessgrößen t_f und t_tr zu der Regel- und Steuereinheit des Umluftofens (3) als Eingangssignale,
C Ermittlung der Feuchtekenngrößen der Backraumluft in Anwendung des psychrometrischen Prinzips,
D Vergleich der ermittelten Feuchtekenngrößen mit Soll-Feuchtekenngrößen und
E Erzeugung eines Ausgangssignals zur Regelung des Feuchtegehaltes der Backraumluft in Abhängigkeit der Regelabweichung zwischen den ermittelten Feuchtekenngrößen und den Soll-Feuchtekenngrößen
a) für den Fall einer negativen Regelabweichung durch die Zuführung von Wasser oder Dampf in die Backkammer (4) oder
b) für den Fall einer negativen Regelabweichung durch die Entnahme von Dampf aus der Backkammer 4.

Zur Realisierung der ersten bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung mit einer ersten Temperaturmessstelle vorgesehen, die die Feuchtkugeltemperatur t_f erfassend ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal zur Steuerung des Backprozesses zu erzeugen. Diese Temperaturmessstelle weist ein kontinuierlich befeuchtetes Thermo- oder Pt-Element auf, welches von einer saugfähigen Hülle vollständig umfasst wird. Die Dauerbefeuchtung der Hülle wird mittels in einem Reservoir gespeicherten kondensierten Dampfes sichergestellt. Der in dem Reservoir zu Wasser kondensierte Dampf wird als Wasser über eine Versorgungsleitung der saugfähigen Hülle zur Verfügung gestellt. Die Dauerbefeuchtung der Hülle des Thermoelements erfolgt in besonders vorteilhafter Weise selbsttätig und ohne Hilfsenergie. Sofern im Reservoir ein minimaler Füllstand unterschritten ist und damit die Gefahr besteht, dass das Thermo- oder Pt-Element nicht mehr kontinuierlich befeuchtet wird, erfolgt automatisch eine Befüllung des Reservoirs mittels einer an das Reservoir angeschlossenen Wasser-Notversorgung.
Die Thermo- oder Pt-Elemente sind besonders einfach aufgebaut und zudem sehr kostengünstig. Eine Nachrüstung derselben in bestehende Backöfen erweist sich als besonders geeignet, da die Regel- und Steuereinheit aller Backöfen bereits Schnittstellen zur Erfassung mindestens einer Temperatur aufweist und somit eine Implementierung einer weiteren Temperaturmessstelle unproblematisch ist.
Zur Realisierung der zweiten bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Backraum eine zweite Temperaturmessstelle vorgesehen, die zusätzlich auch die Trockenkugeltemperatur t_tr der Backraumluft erfasst und der Regel- und Steuereinheit zuführt. Diese Temperaturmessstelle kann ebenso wie die die Feuchtkugeltemperatur t_f messende erste Temperaturmessstelle als Thermoelement oder Pt-Element ausgebildet sein. Diese beiden erfassten Temperaturmessgrößen t_f und t_tr werden der Steuer- und Regeleinheit des Umluftofens zugeführt und in mindestens eine Feuchtekenngröße umgewertet. Mit Kenntnis dieser Feuchtekenngröße (n) wird ein Ausgangssignal zur Regelung der Backraumluft erzeugt.
Damit stehen der Regel- und Steuereinheit des Backofens zwei Temperatureingangssignale, nämlich die Feuchtkugeltemperatur t_f und die Trockenkugeltemperatur t_tr der Backraumluft zur weiteren Verarbeitung, zur Verfügung. In Anwendung des psychrometrischen Prinzips können geeignete Feuchtekenngrößen, wie zum Beispiel die relative Feuchte φ, ermittelt werden. Weitere Feuchtekenngrößen, die in der Steuer- und Regeleinheit des Umluftofens ermittelt werden, können auch die absolute Feuchte oder die Taupunkttemperatur t_tau sein, wobei erstere zweckmäßiger in der Einheit g/kg Trockenluft oder g/m³ Luft angegeben wird.
Grundsätzlich lässt sich diejenige Temperaturmessstelle, die in jedem Backraum bereits vorhanden ist, auch zur Erfassung der Trockenkugeltemperatur t_tr nutzen.
Ein besonderer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass durch die Aufzeichnung von Backklimakurven mit den Parametern Temperatur, Zeit und Feuchte der Backprozess wiederholbar ist. Das führt zu einer höheren und gleichmäßigen Qualität des Backgutes, da in jedem Zeitpunkt des Backprozesses die für die Ausbildung der Kruste und der Krume der Teiglinge erforderlichen Klimabedingungen optimal erfüllt sind. Die Backparameter werden dazu in der Regel- und Steuereinheit abgespeichert und nach Bedarf wieder abgerufen.
In einer alternativen Ausgestaltung ist diese Steuer- und Regeleinheit selbstlernend ausgebildet. Das heißt, der Betreiber kann nicht nur ein vorhandenes Klimaprofil abrufen, sondern auch in einem Lernmodus der Steuer- und Regeleinheit ein Klimaprofil erzeugen und abspeichern. Die manuell einstellbaren Backparameter Zeit, Temperatur und Feuchte können dazu vom Betreiber des Umluftofens fortlaufend durch Inaugenscheinnahme der zu backenden Teiglinge neu parametriert und mittels der Regel- und Steuereinheit abgespeichert werden.
Die Zuführung von entkalktem Wasser oder Dampf in die Backkammer erfolgt durch eine nicht näher spezifizierte Zuführvorrichtung. Die Erhöhung der Feuchte der Backraumluft wird bevorzugt mit Dampf realisiert, da sich gemäß der thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten dabei die Zustandsänderung der Backraumluft parallel zu den Isothermen vollzieht und damit die Trockenkugeltemperatur t_tr nahezu konstant bleibt.
Dem Einbringen von Wasser haftet der Nachteil an, dass die Zustandsänderung der Backraumluft sich parallel zu den Enthalpie-Linien vollzieht, was stets mit einer Abkühlung, unabhängig von der Temperatur des eingebrachten Wassers, der Backraumluft verbunden ist.
Die Entnahme von überschüssigen Dampf aus der Backkammer wird mittels automatisch gesteuerten Dampfabzugsklappen realisiert, die zusätzlich auch manuell und programmunabhängig steuerbar ausgebildet sein können.
Durch das gesteuerte Einbringen und Entnehmen von Dampf in bzw. aus dem Backraum bzw. der Backkammer kann in Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in erheblichem Umfang Wasser, vor allem bei der Dampfgabe zu Beginn des Backprozesses, und Energie durch gezielte Dampfabführung und damit Verkürzung der Klappenöffnungszeit nach Dampfgabe beim Backen von Roggen- und Roggenmischbrot sowie ein gezieltes Öffnen von Klappen zum Ende des Backprozesses, insbesondere zur Beschleunigung der Bräunungsreaktionen und Backzeitverkürzung, eingespart werden.
Mit der Messung und Steuerung der Luftfeuchte steht dem Backprozess ein weiterer Parameter zur Wiederholbarkeit des Backklimas zur Verfügung, was sich positiv auf die Verminderung der Acrylamidbildung im Backgut auswirkt. Acrylamid bzw. Acrylsäureamid ist wegen seiner schädigenden Wirkung in Bezug auf das Zentralnervensystem und auf die Fein- und Grobmotorik der Menschen als besonders gefährlich eingestuft.
Die erfindungsgemäße Backluftfeuchteerfassung, -steuerung und -regelung kann in allen Vorrichtungen zum Backen von Backgut angewendet werden. Auch wenn sich die Ausführungen im Ausführungsbeispiel auf einen Umluftofen (z. B. Stikken- und Ladenbackofen) beziehen, wird der Weg des Erfindungsgedankens auch dann nicht verlassen, wenn das erfindungsgemäße Verfahren und die zugehörige Vorrichtung in bzw. für Etagenbacköfen, Tunnelbacköfen, Haushaltsherden oder Backöfen mit angeschlossenem Mikrowellenteil angewendet wird.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Backluftfeuchteerfassung, -steuerung und -regelung kontinuierlich erfolgt. Damit können etwaige Fehler beim Backen, z. B. unzureichende Dampfmenge bei der Schwadengabe bzw. Undichtheiten am Backofen, rechtzeitig erkannt und geeignete Maßnahmen, wie z. B. eine Alarmsignalisierung, eine zusätzliche Dampfgabe oder eine Dampfabfuhr, eingeleitet werden.
Die signifikanten Merkmale und die erzielbaren Vorteile der Erfindung durch Einsatz der integrierten Feuchteerfassung und Feuchtesteuerung des Backprozesses sind im Wesentlichen:

• einfache und kostengünstige, auf dem psychrometrischen Prinzip basierende Vorrichtung zur Erfassung der Backluftfeuchte,
• erhebliche Wasser- und Energieeinsparung während des Backprozesses durch gesteuertes Einbringen von Dampf,
• Backzeitverkürzungen durch Verringerung der Backluftfeuchte zum Ende des Backprozesses,
• optimalere Auslastung der Backöfen,
• durch Aufzeichnung von Backklimakurven mit den Parametern Temperatur, Zeit und Feuchte ist der Backprozess wiederholbar,
• höhere und gleichmäßigere Qualität des Backgutes,
• Verminderung der Acrylamidbildung im Backgut und
• einfache Nachrüstbarkeit bei vorhandenen Backöfen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen.
Dabei zeigen:
1 Gesamtdarstellung eines Umluftofens,
2 schematische Darstellung der ersten Temperaturmessstelle,
3 Darstellung der Graphen Feuchtkugeltemperatur t_f und Taupunkttemperatur t_tau im Temperatur-Zeit-Diagramm und
4 Darstellung der Graphen Trockenkugeltemperatur t_tr, Feuchtkugeltemperatur t_f, Krumetemperatur t_KU und Krustentemperatur t_KS im Temperatur-Zeit-Diagramm.
Eine Gesamtdarstellung eines Umluftofens 3 mit den zugehörigen Komponenten ist in 1 dargestellt. Der Umluftofen 3 umfasst im Wesentlichen eine Backkammer 4, einen Ventilator 5, eine nichtdargestellte Vorrichtung zum Einbringen von Dampf in die Backkammer 4 sowie eine klappengesteuerte Dampfabzugsklappe 11 für überschüssigen Dampf. Der Ventilator 5 ist an der Rückseite der Backkammer 4 derart angeordnet, dass durch eine definierte Ausrichtung der Schaufelräder des Ventilators 5 ein gewünschtes Strömungsbild in der Backkammer 4 erzeugt werden kann. Gegebenenfalls können in Strömungsrichtung vor dem Ventilator 5 in axialer Verlängerung der Rotationsachse des Ventilators 5 auch ergänzend nichtdargestellte Leiteinrichtungen angeordnet sein, um ein gewünschtes Strömungsbild zu erzeugen. Der Ventilator 5 weist rückseitig einen axial angeordneten Ventilatorantrieb 5.1 auf. Die Trockenkugeltemperatur t_tr 13.1 der Backraumluft wird an einer zweiten nicht dargestellten Temperaturmessstelle erfasst und zum Zwecke der Kontrolle und Information für den Betreiber visuell dargestellt. Für die zweite bevorzugte Ausführungsform zur Feuchteregelung des Backprozesses werden diese gemessenen Temperatursignale t_tr 13.1 der Steuer- und Regeleinheit zugeführt und bei der Berechung der Feuchtekenngrößen in Anwendung des psychrometrischen Prinzips berücksichtigt.
Eine erste Temperaturmessstelle, die erfindungsgemäß die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 der Backraumluft erfasst, ist im Bereich des Ventilators 5 angeordnet und mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Diese erste Temperaturmessstelle 1 umfasst ein Thermoelement 1.1, welches von einer saugfähigen Hülle 1.2 umgeben ist. Die Dauerbefeuchtung dieser Hülle 1.2 wird mittels einer mit Wasser gefüllten Versorgungsleitung 1.3 realisiert. Das erste Ende der Versorgungsleitung 1.3 weist eine offene Mündung 1.5 auf, in die die saugfähige Hülle 1.2 zumindestens teilweise eintaucht. Das zweite Ende der Versorgungsleitung 1.3 ist mit einem Wasserreservoir 6 fest verbunden. Das Thermoelement 1.1 selbst ist oberhalb der Mündung 1.5 des ersten Endes der Versorgungsleitung 1.3 angeordnet, um von der Backraumluft frei angeströmt zu werden. Für eine detaillierte Darstellung der ersten Temperaturmessstelle 1 wird auf die Ausführungen zu 2 verwiesen.
Das zur Dauerbefeuchtung dienende Wasserreservoir 6 bevorratet entkalktes Wasser, welches vorzugsweise aus der Kondensation des in der Backkammer 4 vorhandenen Dampfes stammt. Die Kondensation des Dampfes erfolgt gattungsmäßig mit einem nicht dargestellten Kondensator, der im Bereich des Abluftsystems 9 angeordnet ist und mit dem Wasserreservoir 6 verbunden ist. Da die Menge des bevorratbaren Wassers im Wasserreservoir 6 begrenzt ist, weist dieses einen Überlauf 6.1 auf.
Der während des Backprozesses entstehende und nicht benötigte Dampf wird durch eine Dampfabzugsklappe 11 aus der Backkammer abgeführt. Die Dampfabzugsklappe 11 weist einen nicht dargestellten Antrieb auf, der elektro-motorisch, elektro-hydraulisch oder elektro-pneumatisch ausgebildet sein kann. Dieser Antrieb ist elektrisch mit der Regel- und Steuereinheit des Umluftofens 3 derart verbunden, dass bei Über- oder Unterschreitung der einstellbaren Feuchtkugeltemperatursollwerte t_f _{, Soll} die Dampfabzugsklappen 11 mit einer sehr kurzen Stellzeit geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Dampfabzugsklappen 11 sind derart ausgebildet, dass sich während eines Öffnungsvorgangs der freie durchströmbare Kanalquerschnitt progressiv erweitert, um eine exaktere Regelung zu erzielen.
Der sich an der Kanalinnenwandung des Abluftsystems 9 abkühlende Dampf kann gegebenenfalls kondensieren und damit zu unerwünschten Unzulänglichkeiten führen. Zweckmäßigerweise ist dieses Abluftsystem 9 mit einem Kondensator ausgebildet, der das Kondensat über einen Kondensatablauf 10 dem Wasserreservoir 6 zuführt.
Demnach wird das Wasserreservoir 6 von dem Kondensator und, im Falle des Unterschreitens eines minimalen Füllstandes im Wasserreservoir, auch von einer Wasser-Notversorgung gespeist. Eine Teilmenge des für den Backprozess benötigten Dampfes bzw. Wassers steht kontinuierlich für die Dauerbefeuchtung des Thermoelements 1.1 zur Verfügung.
2 illustriert schematisch den Aufbau der ersten Temperaturmessstelle 1 zur Erfassung der Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2. Die erste Temperaturmessstelle 1 weist als signifikantes Merkmal ein Thermoelement 1.1 auf, das mit der nicht dargestellten Steuer- und Regeleinheit des Umluftofens 3 elektrisch verbunden ist. Die Temperaturmesssignale t_f 13.2 werden kontinuierlich erfasst und dieser Steuer- und Regeleinheit als Eingangsgröße zur weiteren Verarbeitung zugeführt.
Die Befeuchtung dieses als Feuchtethermometer ausgebildeten Thermoelements 1.1 wird mittels einer saugfähigen Hülle 1.2 sichergestellt, die das Thermoelement 1.1 vollständig umschließt. Als bevorzugtes Material für die saugfähige Hülle 1.2 werden Glasseidengewebe, Musselinbäusche, Leinengewebe oder Kunstfasern eingesetzt.
Die saugfähige Hülle 1.2 taucht zumindestens teilweise in die offene Mündung 1.5 eines vertikal angeordneten Leitungselements 1.4 einer hier horizontal angeordneten Versorgungsleitung 1.3 ein. Diese offene Mündung 1.5 der Versorgungsleitung 1.3 stellt das zweite Ende der Versorgungsleitung 1.3 dar, währenddessen das erste Ende der Versorgungsleitung 1.3 mit einem in 1 dargestellten Wasserreservoir 6 verbunden ist. Das von der saugfähigen Hülle 1.2 umschlossene Thermoelement 1.1 ist in Bezug auf die Mündung 1.5 des vertikal angeordneten Leitungselements 1.4 der Versorgungsleitung 1.3 derart angeordnet, dass dieses Thermoelement 1.1 von der Backraumluft frei angeströmt werden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit der Backraumluft beträgt dabei mindestens 2 m/s, um Messungenauigkeiten zu vermeiden.
In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Thermoelement 1.1 in einem Bereich zwischen 5 bis 20 mm über der Mündung 1.5 des Leitungselements 1.4. Erfindungsgemäß kann die saugfähige Hülle 1.2 auch von einem nicht dargestellten Metallröhrchen umhüllt sein, wobei dieses Metallröhrchen seinerseits in die Mündung 1.5 des Leitungselements 1.4 eingeführt ist. Mittels dieses nicht dargestellten Metallröhrchens können thermische Störungen weitestgehend vermieden werden. Unabhängig von der Baulänge des vertikal angeordneten Leitungselements 1.4 ist sichergestellt, dass eine kontinuierliche Befeuchtung der saugfähigen Hülle 1.2 durch das im Wasserreservoir 6 bevorratete Wasser erfolgt. Dadurch, dass das Wasser aus dem Wasserreservoir 6 angesaugt wird, konnte auf einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb verzichtet werden. Die Dauerbefeuchtung der saugfähigen Hülle 1.2 und damit des Thermoelements 1.1 erfolgt demnach ohne Hilfsenergie nach rein physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Die Triebkraft für die Wasserfortleitung ist der Konzentrationsunterschied innerhalb der saugfähigen Hülle 1.2.
Im hier dargestellten Beispiel wird das vertikal angeordnete Leitungselement 1.4 und die horizontal ausgerichtete Versorgungsleitung 1.3 von einem Überlaufrohr 1.6 umhüllt, um überschüssiges angesaugtes Wasser gefahrlos abzuführen und für die weitere Nutzung zur Verfügung zu stellen.
Dieses Überlaufrohr 1.6 kann auch dann vorgesehen sein, wenn die Höhe des Wasserspiegels im Leitungselement 1.4 vorteilhaft über eine elektronische Höhenmessung erfolgt. Als Messsensoren können alle üblichen Messsensoren eingesetzt werden.
In der 3 sind die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 und die Taupunkttemperatur t_tau 13.5 in Abhängigkeit von der Zeit in einem Diagramm grafisch dargestellt. Die Zeitachse ist repräsentativ für einen vollständigen Backprozess. Die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 wurde ausschließlich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, respektive mit der ersten Temperaturmessstelle 1, erfasst und aufgezeichnet. Die feuchte Backraumluft, die sich infolge einer Verdunstung abkühlt, wird am Thermoelement 1.1 gemessen und entspricht hierbei der Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2.
Die Taupunkttemperatur t_tau 13.5 hingegen wurde mittels Software ermittelt, wobei als Eingangsgrößen die gemessene Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 und die gemessene Trockenkugeltemperatur t_tr 13.1 in die Berechnung einflossen. Die Berechnung erfolgt nach dem psychrometrischen Prinzip: pd = pf – k(ttr – tf) p in mbar (1)und
Hierbei bedeuten:

t_tr: = Temperatur des trockenen Thermometers/Trockenkugeltemperatur in °C,
t_f: = Temperatur des feuchten Thermometers/Feuchtkugeltemperatur in °C,
p_d: = Teildruck/Partialdruck des Wassserdampfes in mbar,
p: = Gesamtdruck in mbar,
p_f: = Dampfdruck bei der Feuchtkugeltemperatur t_f in mbar,
k: = Konstante = 0,61 × 10^–3 für Wasser/Luft und
p_s: = Sättigungsdruck in mbar bei der Temperatur t_tr.

Der Backprozess lässt sich im Wesentlichen in drei signifikante Zeitabschnitte, nämlich Dampfgabe, Entfeuchtung und Backen, unterteilen. Gemäß 3 erstreckt sich die Dampfgabe von etwa 340 sec bis 1190 sec, die Entfeuchtung zwischen 1190 sec bis 1870 sec und das sich daran anschließende Backen von 1870 bis etwa 2890 sec Verweilzeit des Backgutes im Umluftofen. Der Feuchttemperaturbereich beträgt bei der Dampfgabe zwischen 80 und 90°C, bei der Entfeuchtung zwischen 60 und 70°C und während der eigentlichen Backphase zwischen 90 und 100°C.
Es wird an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass die genannten Backphasen und die Temperaturbereiche in Abhängigkeit des Backgutes differieren können, so dass eine im Diagramm dargestellte Quantifizierung nur beispielhaften Charakter hat. Bei Roggengebäcken bildet sich im Gegensatz zu Weizengebäcken sehr rasch eine erstarrte Kruste aus. Bei Weizengebäcken muss die Kruste hingegen im ersten Teil des Backprozesses dehnbar bleiben. Dies hat dahingehend Einfluss auf die Einstellung der Backprozessparameter, dass der Zeitabschnitt Dampfgabe und gegebenenfalls auch die darauf folgenden Zeitabschnitte für Weizen- und Roggengebäcke qualitativ und quantitativ unterschiedlich sind.
Wie im Diagramm weiterhin ersichtlich, sind der Graphenverlauf der Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 und der Taupunkttemperatur t_tau 13.5 über den gesamten Backprozess, bis auf einen Teilbereich bei der Dampfgabe und der Entfeuchtung, nahezu identisch. Diese Erkenntnis kann in vorteilhafter Weise derart genutzt werden, dass ausschließlich die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 gemessen werden muss und diese der Steuer- und Regeleinheit als Eingangsgröße zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden muss.
Die 4 illustriert die Trockenkugeltemperatur t_tr 13.1 in der Ofenmitte, die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2, die Temperatur der Krume t_KU 13.3 und die Temperatur der Kruste t_KS 13.4 in einer vergleichen Darstellung in Abhängigkeit von der Backzeit. Die Zeitachse ist repräsentativ für einen vollständigen Backprozess. Zu Beginn des Backens von Teiglingen, insbesondere von Brot und Brötchen, erfolgt eine Dampfgabe, wobei die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 in kürzester Zeit stark ansteigt. Der Dampf kondensiert an der Oberfläche der Teiglinge, wodurch die Temperatur schlagartig ansteigt und sich eine geschlossene Backhaut bildet.
Gemäß 4 steigt die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 in den ersten 120 sec von ca. 50°C auf ca. 80°C. Da dieser Backluftfeuchteanstieg erwartet wird, können geringere gemessene Feuchtkugeltemperaturen t_f 13.2 ein Indiz für eine unvollständige oder gestörte Dampfgabe sein. Dies kann beispielsweise durch Undichtheiten im Umluftofen 3 oder durch eine unterbrochene Wasserzufuhr hervorgerufen werden. Infolge eines eventuell auftretenden Fehlers wird die Dampfmenge dann bis zu einem vorgegebenen Feuchtkugeltemperatursollwert t_{f, Soll} erhöht.
Im weiteren Verlauf des Backens steigt die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 infolge der Verdampfung des Wassers aus der Oberfläche des Backgutes, wobei sich in Abhängigkeit der Dichtigkeit des Umluftofens 3 eine Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 zwischen 95°C und 100°C einstellt. Für den Anwendungsfall des Backens von Roggenmischbrot muss beispielsweise die Feuchteregelung der Backraumluft bereits nach ca. 60 sec erfolgen.
Das aus der Oberfläche, respektive aus dem Krustenbereich, verdampfende Wasser wird nun mittels einer gesteuerten Dampfabzugsklappe 11 abgeführt, wobei sich die Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 auf unter 70°C abkühlt. Eine bevorzugte Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 beträgt 65°C. Nach Erreichen dieser Feuchtkugeltemperatur t_f 13.2 werden die Dampfabzugsklappen 11 wieder verschlossen. In dem sich anschließenden Prozess vergrößert sich nach entsprechender Krustenbildung das Volumen des Backgutes. Unmittelbar vor dem Backprozessende werden erneut die Dampfabzugsklappen 11 geöffnet, was zu einer erneuten Reduzierung der Backluftfeuchte führt. Im Ergebnis dieser Reduzierung der Backluftfeuchte wird die Krustenbräunung beschleunigt und die Backzeit erfindungsgemäß verkürzt.
Es lässt sich erschließen, dass der Backprozess neben den Backparametern Temperatur und Zeit nunmehr auch in Abhängigkeit der Feuchte geregelt wird.

1: erste Temperaturmessstelle
1.1: Thermoelement/Pt-Element
1.2: saugfähige Hülle
1.3: Versorgungsleitung
1.4: Leitungselement
1.5: offene Mündung
1.6: Überlaufrohr
1.7: elektrische Leitung
3: Umluftofen
4: Backkammer eines Umluftofens
5: Ventilator
5.1: Ventilatorantrieb
6: Kondensatbehälter/Wasserreservoir
6.1: Überlauf des Kondensatbehälters bzw. des Wasserreservoirs
7: Strömung der Umluft
8: Dunstabsaughaube
9: Abluftsystem
10: Kondensatablauf
11: Dampfabzugsklappe
12: Abzugsrohr/Überdruckrohr
13: Temperaturen
13.1: Temperatur t_tr des trockenen Thermometers/Trockenkugeltemperatur
13.2: Temperatur t_f des feuchten Thermometers/Feuchtkugeltemperatur
13.3: Temperatur t_KU der Krume
13.4: Temperatur t_KS der Kruste
13.5: Taupunkttemperatur t_tau

Claims

Verfahren zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie eine in einer Backkammer (4) angeordnete, von der Backraumluft frei anströmbare Temperaturmessstelle (1) zum indirekten Erfassen von Feuchtekenngrößen der Backraumluft, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: A. Messen der Feuchtkugeltemperatur t_f an der als kontinuierlich befeuchtetes Thermoelement oder Pt-Element (1.1) ausgebildeten ersten Temperaturmessstelle (1), wobei die Dauerbefeuchtung durch den kondensierten Dampf realisiert wird, der in einem Wasserreservoir (6) bevorratet ist und unter Verwendung einer Versorgungsleitung (1.3) der Temperaturmessstelle (1) zugeführt wird, B. Zuführung dieser Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f zu der Regel- und Steuereinheit des Umluftofens (3) als Eingangssignal, C. Vergleich der Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f mit einer Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} und D. Erzeugung eines Ausgangssignals zur Regelung des Feuchtegehalts der Backraumluft in Abhängigkeit der Regelabweichung zwischen der Feuchtkugeltemperaturmessgröße t_f und der Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} a) für den Fall einer negativen Regelabweichung für die Zuführung von Wasser oder Dampf in die Backkammer (4) oder b) für den Fall einer positiven Regelabweichung für die Entnahme von Dampf aus der Backkammer (4).
Verfahren zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie mehrere in einer Backkammer (4) angeordnete, von der Backraumluft frei anströmbare Temperaturmessstellen zum indirekten Erfassen des Feuchtekenngrößen der Backraumluft, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: A. Messen der Feuchtkugeltemperatur t_f an der als kontinuierlich befeuchtetes Thermoelement oder Pt-Element (1.1) ausgebildeten ersten Temperaturmessstelle (1) und Messen der Trockenkugeltemperatur t_tr an einer zweiten Temperaturmessstelle, B. Zuführung dieser Temperaturmessgrößen t_f und t_tr zu der Regel- und Steuereinheit des Umluftofens (3) als Eingangssignale, C. Ermittlung der Feuchtekenngrößen der Backraumluft in Anwendung des psychrometrischen Prinzips, D. Vergleich der ermittelten Feuchtekenngrößen mit Soll-Feuchtekenngrößen und E. Erzeugung eines Ausgangssignals zur Regelung des Feuchtegehalts der Backraumluft in Abhängigkeit der Regelabweichung zwischen den ermittelten Feuchtekenngrößen und den Soll-Feuchtekenngrößen a) für den Fall einer negativen Regelabweichung durch die Zuführung von Wasser oder Dampf in die Backkammer (4) oder b) für den Fall einer negativen Regelabweichung durch die Entnahme von Dampf aus der Backkammer (4).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Backprozess zeitabhängig, temperaturabhängig und feuchteabhängig nach einem frei wählbaren Programm bzw. einem Klimaprofil gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheit des Umluftofens selbstlernend ausgebildet ist, um manuell erzeugte Klimaprofile automatisch wiederholbar realisieren zu können.
Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie eine in der Backkammer (4) angeordnete, von der Backraumluft frei anströmbare Messstelle zum indirekten Erfassen von Feuchtekenngrößen der Backraumluft, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturmessstelle (1) die Feuchtkugeltemperatur t_f erfassend ausgebildet ist und die Regel- und Steuereinheit des Umluftofens (3) dazu ausgelegt ist, die von der Temperaturmessstelle (1) erfasste Feuchtkugeltemperatur t_f mit einer Feuchtkugeltemperatursollgröße t_{f, Soll} vergleichen zu können und in Abhängigkeit der Regelabweichung ein Ausgangssignal zu erzeugen.
Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie mehrere in der Backkammer (4) frei anströmbare Messstellen zum indirekten Erfassen von Feuchtekenngrößen der Backraumluft, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Temperaturmessstelle (1) und eine zweite Temperaturmessstelle vorgesehen sind, wobei die erste Temperaturmessstelle (1) die Feuchtkugeltemperatur t_f und die zweite Temperaturmessstelle die Trockenkugeltemperatur t_tr erfassend ausgebildet sind und die Steuer- und Regeleinheit des Umluftofens (3) dazu ausgelegt ist, die von den beiden Temperaturmessstellen erfasste Feuchtkugeltemperatur t_f und Trockenkugeltemperatur t_tr in eine Feuchtekenngröße der Backraumluft umzuwerten.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Temperaturmessstelle (1) als kontinuierlich befeuchtetes Thermoelement oder Pt-Element (1.1) ausgebildet ist, wobei das Thermoelement (1.1) von einer saugfähigen Hülle (1.2) umgeben ist, und die Dauerbefeuchtung der saugfähigen Hülle (1.2) des Thermoelements (1.1) mittels einer von einem Wasserreservoir (6) gespeisten Versorgungsleitung (1.3) realisiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauerbefeuchtung der saugfähigen Hülle (1.2) des Thermoelements (1.1) selbsttätig und ohne Hilfsenergie sichergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die saugfähige Hülle (1.2) aus einem Glasseidengewebe, einem Musselinbausch, einem Leinengewebe oder Kunstfasern besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende der Versorgungsleitung (1.3) mit dem Wasserreservoir (6) verbunden ist und dass ein im Bereich der ersten Temperaturmessstelle (1) angeordnete zweite Ende der Versorgungsleitung (1.3) mit einer offenen Mündung (1.5) ausgebildet ist, in welche die saugfähige Hülle (1.2) zumindestens teilweise eintaucht, wobei das Thermoelement oder das Pt-Element (1.1) von der Backraumluft oberhalb der offenen Mündung (1.5) umströmbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abluftsystem (9) ein Kondensator angeordnet ist, der derart ausgebildet ist, das während eines Backprozesses in der Backkammer (4) des Umluftofens (3) verdampfte Wasser zu verflüssigen und dem Wasserreservoir (6) zuzuführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserreservoir (6) zusätzlich auch von einer Wasser-Notversorgung gespeist wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (1.3) im Bereich der ersten Temperaturmessstelle (1) ein vertikal angeordnetes Leitungselement (1.4) aufweist und das zweite Ende der Versorgungsleitung (1.3) zumindestens im Mündungsbereich von einem Überlaufrohr (1.6) umhüllt ist.