DE1124980B - Vorrichtung zum Auftauen tiefgefrorener Substanzen, insbesondere tiefgefrorener Nahrungsmittel, unter Benutzung von Heissluft und Mikrowellen-Energie - Google Patents

Description

Beim Auftauen tiefgefrorener Substanzen, beispielsweise tiefgefrorener Menüs, ergibt sich bei alleiniger Verwendung von Heißluft der Nachteil, daß die Temperatur der Luft nur so hoch gewählt werden darf, daß die aufzutauenden Speisen an ihrer Oberfläche weder verbrennen noch übermäßig austrocknen. Wegen der geringen Wärmeleitung in eingefrorenen Speisen ist daher eine verhältnismäßig lange Auftauzeit erforderlich, und es hat sich gezeigt, daß hierbei der Geschmack der Speisen leidet.

Andererseits sind zur dielektrischen Erwärmung von Nahrungsmitteln und Industrieprodukten Mikrowellengeneratoren mit abgeschlossenen Arbeitsräumen bekannt. Bei der Anwendung von Mikrowellen-Energie allein zum Auftauen von Speisen entsteht insofern ein Problem, als die dielektrischen Verlustgrößen bei eingeeisten Speisen und bei aufgetauten Speisen stark unterschiedlich sind. Werden eingeeiste Speisen mit Mikrowellen-Energie beaufschlagt, so ist der Energieumsatz im Speisegut so lange gering, bis die ersten Zonen aufgetaut worden sind. Der Energieumsatz in wasserhaltigen, nicht mehr gefrorenen Speisen ist wegen der wesentlich größeren dielektrischen Verluste sehr viel stärker, so daß dann die aufgetauten Randzonen einen relativ großen Anteil der Mikrowellen-Energie absorbieren und stärker erhitzt werden als die noch nicht aufgetauten Zonen. Ersichtlich kann daher auch bei alleiniger Anwendung von Mikrowellen-Energie die Auftau- und Erwärmungszeit von eingefrorenen Speisen nicht beliebig verringert werden, weil die Wärmeleitung der auftauenden Speisen für eine gleichmäßige Erwärmung mit herangezogen werden muß.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auftauen tiefgefrorener Substanzen, insbesondere tiefgefrorener Nahrungsmittel, wobei sowohl Mikrowellen-Energie als auch die thermische Energie von Heißluft verwendet werden können. Durch die Heißluft wird dabei der Temperaturausgleich zwischen den bereits aufgetauten, wässerigen und den noch geeisten Zonen begünstigt.

Die Heißluft dient hier also einem anderen Zweck als bei einer an sich bekannten Einrichtung zur dielektrischen Hochfrequenzbehandlung wasserhaltigen Gutes, bei der Warmluft zwischen die Behandlungselektrode geblasen wird, um den Niederschlag von Kondenswasser und damit die Gefahr von Überschlägen zu vermeiden.

Bei Heißluftauftauöfen ist es bekannt, in mehreren Etagen übereinander je eine Anzahl von Menüs unterzubringen und gleichzeitig aufzutauen. Die Übertragung einer solchen Anordnung auf die bekannten Vorrichtung

zum Auftauen tiefgefrorener Substanzen,
insbesondere tiefgefrorener Nahrungsmittel, unter Benutzung von Heißluft

und Mikrowellen-Energie

Anmelder:

Philips Patentverwaltung G. m. b. H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Dr. Wolfgang Schmidt, Hamburg-Othmarschen,

und Dipl.-Ing. Fritz Pötzl, Hamburg,

sind als Erfinder genannt worden

Elektronenherde ist nicht ohne weiteres möglich, da beim Einbringen mehrerer Menüs in den Arbeitsraum des Elektronenherdes notwendigerweise die der als Antenne wirkenden Einkopplung der Mikrowellen-Energie am nächsten stehenden Menüs sehr viel stärker als die übrigen Menüs erhitzt werden würden.

Die Erfindung zeigt einen Weg, auf dem es möglich ist, in einem Mehretagenofen unter Anwendung von Mikrowellen-Energie und thermischer Energie zugeführter Heißluft eine Vielzahl von Portionen tiefgefrorener Substanzen gleichmäßig aufzutauen bzw. zu erwärmen.

Bei einer Vorrichtung zum Auftauen tiefgefrorener Substanzen, insbesondere tiefgefrorener Nahrungsmittel, unter Benutzung von Heißluft und Mikrowellen-Energie, sind zu diesem Zweck gemäß der Erfindung Hohlleiterkanäle vorgesehen, welche zur Führung der Mikrowellen-Energie bis an die einzelnen Etagen des Arbeitsraumes dienen, und die Hohlleiter-

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wände weisen im Bereich des Arbeitsraumes Schlitze auf für die Ausstrahlung der Mikrowellen-Energie auf jede der Portionen der tiefgefrorenen Substanzen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung schräg von hinten;

Fig. 2 gibt einen Schnitt durch die Vorrichtung und den die Mikrowellen-Energie zuführenden Hohlleiter wieder;

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung mit abgenommener Rückwand;

Fig. 4 läßt die beispielsweise Anordnung der Schlitze in den Wänden der Etagenböden erkennen;

Fig. 5 zeigt die Anordnung der für den Durchtritt der Heißluft bestimmten senkrechten Schlitze in den Seitenwänden des Arbeitsraumes und

Fig. 6 die Anordnung der Schienen, auf denen die auftauenden Substanzen ruhen.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Energie von einem Mikrowellenmagnetron, das beispielsweise mit einer Wellenlänge von 12,5 cm arbeitet, in einem geknickten Rechteckhohlleiter 1 eingekoppelt. Das von der Einkopplungsstelle nach vorn, d. h. in Richtung des Pfeiles 11, überstehende Hohlleiterstück wird zweckmäßig durch einen Kurzschlußschieber abgeschlossen, damit eine ausreichende Anpassung des Magnetrons an die angeschlossene Vorrichtung eingestellt werden kann. Die Wellenenergie wird zunächst im Rechteckhohlleiter 1 über einen an sich bekannten reflexionsfreien Knick 2 des Wellenleiters an der Rückwand 3 der Vorrichtung entlanggeleitet. Durch Auskopplungsschlitze im Rechteckhohlleiter 1 und durch Ernkopplungszwischenstücke 6 wird die Energie in die Etagenböden 16 des Arbeitsraumes geleitet. Der Hohlleiter 1 ist an seinem unteren Ende 7 in einer Entfernung von λ/4 vom untersten Paar der Auskopplungsschlitze 5 entfernt abgeschlossen. Hierdurch und durch eine entsprechende Wahl des Abstandes der Auskopplungsschlitze 5 voneinander kann erreicht werden, daß sich an den einzelnen Auskopplungsstellen Maxima des Feldes einstellen.

Wie insbesondere die Fig. 3 erkennen läßt, sind die Etagenböden 16 als je drei nebeneinanderliegende Rechteckhohlleiter ausgebildet, die nach der Vorderseite des Arbeitsraumes zu kurzgeschlossen sind. Die Wände dieser Rechteckhohlleiter sind mit Schlitzen versehen, die derart angeordnet sind, daß sich in bezug auf die einzelnen, in den Arbeitsräumen eingebrachten Menüs eine günstige Feldverteilung ergibt. Durch die Anordnung der Schlitze in den Etagenböden kann in jedem Etagenraum 8 die Mikrowellen-Energie von oben und von unten eingespeist werden, wie es die Pfeile in Fig. 2 andeuten.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die Anordnung der Schlitze 11 in einem Etagenboden. Die Breite der Schlitze 11 kann beispielsweise 4 mm betragen.

Fig. 5 zeigt die elektrisch kurzschließenden senkrechten Schlitze 9, die in den Seitenwänden 10 des Arbeitsraumes angeordnet sind. Die Fig. 5 läßt auch erkennen, wie das Einkopplungssystem durch Verschrauben mit der Vorrichtung nach der Erfindung verbunden werden kann. Die nach hinten offenen Zwischenboden sind nach vorn durch Blechstreifen abgeschlossen. Die rückwärtigen Öffnungen stehen den Einkopplungsschlitzen in der Rückwand des Arbeitsraumes gegenüber, an die die Einkopplungszwischenstücke 6 direkt angeflanscht sind.

Um zu verhindern, daß an den strahlenden Schlitzen 11 (Fig. 4) der einzelnen Etagen unerwünscht hohe Energiekonzentrationen in den aufzutauenden Substanzen entstehen, werden zweckmäßig die zur Aufnahme der Substanzen dienenden genormten Schalen auf Schienen 12 aufgesetzt, um zu erreichen, daß ein gewisser Abstand von den Böden sichergestellt ist. Diese Schienen 12 sind in Fig. 6 sichtbar, die einen Etagenboden im Schnitt zeigt. Die Zwischenboden werden zweckmäßig für sich zusammengelötet. Die Schienen 13 unterteilen jeweils einen Etagenboden in drei Rechteckhohlleiter bestimmter Breite. Der unterste Boden wird nach unten durch ein ungeschlitztes Blech abgeschlossen, und dieses wird mit dem Boden des Arbeitsraumes verschraubt. In gleicher Weise kann die Decke der obersten Etage ausgebildet sein.

Der Arbeitsraum der Vorrichtung nach der Erfindung wird nach vorn zu von einer Tür abgeschlossen, die ihn elektrisch und pneumatisch abdichtet. Die elektrische Abdichtung kann beispielsweise durch zwei A/4-Taschen erfolgen, die innerhalb der Luftdichtung liegen.

Vorrichtungen nach der Erfindung bewirken eine gleichmäßige Energieabgabe an verlustbehafteten Medien durch eine Hohlleiterverzweigung. Die Energie wird etagenweise eingekoppelt, und es ist in dieser Weise eine gleichmäßige Erwärmung einer Vielzahl von Substanzmengen gewährleistet, die in den Arbeitsraum eingebracht werden. Durch die Wahl der Anordnungen und der Größe der Schlitze in den Etagenböden läßt sich leicht erreichen, daß eine starke Bestrahlung der aufzutauenden Substanzen von unten her erfolgt und eine schwächere Bestrahlung von oben her. Dadurch ist es möglich, das Auftauen der gefrorenen Substanzen bei gleichzeitig wirkendem Wärmeluftstrom gleichmäßig zu gestalten. Es hat sich gezeigt, daß wegen der Kopplung der Mikrowellen-Energie im Verteilersystem durch Schlitze und wegen der Abstrahlung der Energie über weitere Schlitze eine Verringerung der Lastrückwirkung auf den Mikrowellenerzeuger eintritt.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Auftauen tiefgefrorener Substanzen, insbesondere tiefgefrorener Nahrungsmittel, unter Benutzung von Heißluft und Mikrowellen-Energie, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlleiterkanäle vorgesehen sind, welche zur Führung der Mikrowellen-Energie bis an die einzelnen Etagen des Arbeitsraumes dienen, und daß die Hohlleiterwände im Bereich des Arbeitsraumes Schlitze für die Ausstrahlung der Mikrowellen-Energie auf jede der Portionen der tiefgefrorenen Substanzen aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter reflexionsfreier Knick die in einen Rechteckhohlleiter eingekoppelte Mikrowellen-Energie an der Rückwand des Arbeitsraumes entlangführt und daß Auskopplungsschlitze und Einkopplungszwischenstücke vorgesehen sind, über welche die Mikrowellen-Energie in die Etagenböden weitergeleitet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Etagenböden als mehrere, beispielsweise drei nebeneinanderliegende Rechteckhohlleiter ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei Etagenräumen liegenden Hohlleiter an ihrer oberen und ihrer unteren Wand mit Schützen für die Abstrahlung der Mikrowellen-Energie versehen sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Etagenböden Schienen angeordnet sind, die als Träger der aufzutauenden Substanzen dienen.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden des Arbeitsraumes die Wellen kurzschließende, z. B. senkrecht verlaufende Schlitze für die Zirkulation der Heißluft vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen