DE1143947B

DE1143947B - Device for the heat treatment of organic substances in a very high frequency electromagnetic radiation field

Info

Publication number: DE1143947B
Application number: DEB32256A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Guellner
Original assignee: Robert Bosch Elektronik GmbH
Current assignee: Robert Bosch Elektronik GmbH
Priority date: 1954-08-17
Filing date: 1954-08-17
Publication date: 1963-02-21

Description

Einrichtung zur Wärmebehandlung organischer Substanzen in einem elektromagnetischen Strahlungsfeld sehr hoher Frequenz Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wärmebehandlung organischer Substanzen in einem elektromagnetischen Strahlungsfeld sehr hoher Frequenz, z. B. mit Mikrowellen, bei der das Behandlungsgut in einem Hohlraum einer von einem Hochfrequenzgenerator erzeugten und eine möglichst gleichmäßige Durchwärmung des Behandlungsgutes bewirkenden Strahlung ausgesetzt ist. Durch die Erfindung soll die Wirkungsweise einer solchen Einrichtung verbessert werden.Device for the heat treatment of organic substances in an electromagnetic Radiation field of very high frequency The invention relates to a device for heat treatment organic substances in an electromagnetic radiation field of very high frequency, z. B. with microwaves, in which the material to be treated in a cavity of one Generated high-frequency generator and as uniform as possible heating of the The material to be treated is exposed to radiation. The invention aims to the operation of such a device can be improved.

Organische Substanzen lassen sich in einem hochfrequenten elektromagnetischen Strahlungsfeld rasch und gleichmäßig erwärmen, wenn man für eine ausreichende Intensität und gleichmäßige Verteilung des Feldes in einem beispielsweise von metallischen Wänden umschlossenen Hohlraum sorgt. Auf diese Weise lassen sieh beispielsweise Nahrungsmittel und Speisen kochen, braten und backen.Organic substances can be converted into a high frequency electromagnetic Heat the radiation field quickly and evenly if you look for sufficient intensity and uniform distribution of the field in, for example, a metallic one Walls enclosed cavity ensures. In this way, let's see for example Cooking, frying and baking food and dishes.

Im Gegensatz zu der üblichen Art der Erwärmung, wo die Wärme von außen an das Behandlungsgut herangebracht wird, erwärmt sich das Behandlungsgut im hochfrequenten Strahlungsfeld gleichsam von innen heraus, da die elektromagnetische Strahlung in das Innere des Gutes eindringt und dort die Wärmewirkung hervorruft. Dadurch geht zwar die Erwärmung schnell und gleichmäßig vor sich, jedoch erhalten die Speisen hierbei nicht die gewohnte und erwünschte Braunfärbung. und auch keine Kruste.In contrast to the usual type of heating, where the heat is from the outside is brought up to the item to be treated, the item to be treated is heated in the high-frequency Radiation field, as it were, from the inside out, since the electromagnetic radiation in penetrates the inside of the goods and causes the heat effect there. This goes warming up quickly and evenly in front of you, but the food is preserved not the usual and desired brown color. and no crust either.

Das wird trotz der Vorzüge aus diätetischen Gesichtspunkten häufig als nachteilig empfunden. Man muß daher bestrebt sein, auch bei der Erwärmung von Speisen im hochfrequenten Strahlungsfeld eine Bräunung und Krustenbildung zu erzielen. Es hat sich gezeigt, daß dies durch eine Verlängerung der Behandlungszeit nur unvollkommen zu erreichen ist. Eine Verlängerung der Behandlungszeit würde außerdem sehr unwirtschaftlich sein.This becomes common despite the dietary benefits felt to be disadvantageous. One must therefore strive, even when heating To achieve browning and crust formation in the high-frequency radiation field. It has been shown that this can only be done imperfectly by extending the treatment time can be achieved. An extension of the treatment time would also be very uneconomical be.

Man hat daher versucht, die Bräunung der Oberfläche auf einem anderen Wege herbeizuführen, nämlich durch Kombination der Hochfrequenzbestrahlung mit einer Infrarotbestrahlung. Bei der gleichzeitigen Anwendung einer Hochfrequenzbestrahlung und einer Infrarotbestrahlung beispielsweise durch glühende Heizkörper ergeben sich aber beträchtliche Schwierigkeiten. Die Heizkörper dürfen keine oder keine nennenswerte Hochfrequenzenergie aufnehmen. Andererseits sollen die bräunenden Infrarotstrahlen die zu kochenden oder backenden Speisen von allen Seiten möglichst gleichmäßig treffen, was zur Folge hat, daß die Heizkörper praktisch im Strahlungsfeld der Hochfrequenz liegen müssen, sofern die Infrarotstrahlen nicht durch Spiegel in geeigneter Weise umgelenkt werden. Die Anordnung von Spiegeln macht aber bei Infrarotstrahlen ebenfalls Schwierigkeiten, da die Leistungsdichte zum Bräunen der Oberfläche bei der kurzen Behandlungszeit, die im Mittel nur 34 bis 60 Sekunden beträgt, entsprechend hoch sein muß-.One has therefore tried the browning of the surface on another To bring about ways, namely by combining the high frequency irradiation with a Infrared radiation. When using high-frequency radiation at the same time and infrared radiation, for example from glowing heating elements but considerable difficulties. The radiators must have no or no significant Absorb high frequency energy. On the other hand, the tanning infrared rays are supposed to hit the food to be cooked or baked as evenly as possible from all sides, As a result, the radiators are practically in the radiation field of the high frequency Must lie unless the infrared rays through mirrors in a suitable manner be redirected. The arrangement of mirrors also works with infrared rays Difficulties because the power density to brown the surface in the short Treatment time, which is only 34 to 60 seconds on average, is correspondingly high have to be-.

Diese Nachteile der bekannten Maßnahmen werden durch die Erfindung, beseitigt, die eine bequeme und wirtschaftliche Bräunung oder Krustenbildung der Speisen bei der Erwärmung in einem elektromagnetischen Strahlungsfeld gestattet.These disadvantages of the known measures are overcome by the invention, eliminates the convenient and economical browning or crusting of the Food permitted when heated in an electromagnetic radiation field.

Zu diesem Zweck wird eine Einrichtung zur Wärmebehandlung organischer Substanzen in einem elektromagnetischen Strahlungsfeld sehr hoher Frequenz, z. B. mit Mikrowellen, bei der das Behandlungsgut in einem Hohlraum einer von einem Hochfrequenzgenerator erzeugten und eine möglichst gleichmäßige Durchwärmung des Behandlungsgutes bewirkenden Strahlung ausgesetzt ist, gemäß der Erfindung in der Weise verbessert, daß zur Erzeugung eines zusätzlichen Feldes in dem Hohlraum ein weiterer Hochfrequenzgenerator mit einer gegenüber dem ersten Hochfrequenzgenerator hohen Frequenz vorgesehen ist, dessen Frequenz und Leistung gegenüber dem ersten Hochfrequenzgenerator derart bemessen sind, daß innerhalb der Behandlungszeit eine Wärmeüberlastung der Oberfläche des Behandlungsgutes auftritt.For this purpose, a device for heat treatment becomes more organic Substances in a very high frequency electromagnetic radiation field, e.g. B. with microwaves, in which the material to be treated is placed in a cavity by a high-frequency generator generated and causing the items to be treated to be heated as uniformly as possible Radiation is exposed, improved according to the invention in such a way that for generation an additional field in the cavity with a further high-frequency generator a high frequency compared to the first high-frequency generator is provided, its frequency and power compared to the first high-frequency generator so dimensioned are that within the treatment time a heat overload of the surface of the Good to be treated occurs.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit kürzer werdenden Wellenlängen die Eindringtiefe der Hochfrequenzstrahlung in das Behandlungsgut geringer wird, so daß die Energie im steigenden Maße nur noch den äußeren Schichten des Gutes zugeführt wird. Bei Fleisch- und Mehlspeisen ergibt sich deshalb eine stärkere Erwärmung der äußeren Schichten, und die Folge davon ist die gewünschte Bräunung der Oberfläche.The invention is based on the knowledge that with decreasing Wavelengths the depth of penetration the high frequency radiation into the Material to be treated is less, so that the energy is only increasing in the outer layers of the material is fed. With meat and flour dishes therefore a stronger warming of the outer layers, and the consequence of it is the desired browning of the surface.

Es ist an sich bereits bekannt, zwei Generatoren für ultrahochfrequente Schwingungen, z. B: zwei Magnetfeldröhren, mit gleichen oder wenig voneinander verschiedenen Frequenzen einen Hohlraum speisen zu lassen, um dem Behandlungsgut eine größere Energie in der Zeiteinheit zuzuführen. Dabei hat sich aber herausgestellt, daß die beiden Generatoren mit einem Teil der Energie über den Hohlraum hinweg unmittelbar aufeinander einwirken; so daß ihre Röhren zerstört werden. Um dies zu vermeiden, hat man die Frequenzen der beiden Generatoren auch schon so weit auseinandergelegt, daß die gegenseitige Beeinflussung klein wird: Demgegenüber liegt der Erfindung nicht das Problem der Energievergrößerung zugrunde, sondern es sollen in einem gewünschten Maße das Aussehen und der Geschmack der im hochfrequenten Strahlungsfeld erwärmten Speisen verbessert werden. Dies gelingt durch Anordnung eines zweiten Hochfrequenzgenerators, dessen Frequenz hoch gegen die desjenigen Generators ist, der die eigentliche und gleichmäßige Erwärmung des Gutes bewirken soll. Es hat sich gezeigt; daß die gewünschte Bräunung und Krustenbildung besonders zuverlässig dann eintritt, wenn der weitere Hochfrequenzgenerator ein Zentimeterwellengenerator mit einer Betriebswellenlänge bei 1 cm ist. Der erstrebte Zweck würde wahrscheinlich mit Wellenlängen im Millimeterbereich noch besser erreicht werden können, jedoch sind zur Zeit keine einfachen Generatoren bekannt, die bei diesen Frequenzen die benötigte Energie zu erzeugen gestatten. Aber auch die Anwendung kürzerer Wellen als 1 cm liegt im Bereich der Erfindung.It is already known per se, two generators for ultra-high frequency Vibrations, e.g. B: two magnetrons, identical or slightly different from one another Frequencies to feed a cavity in order to give the material to be treated a larger one To supply energy in the unit of time. It turned out that the both generators with part of the energy across the cavity directly interact; so that their tubes are destroyed. To avoid this, if the frequencies of the two generators have already been separated so far, that the mutual influence is small: on the other hand is the invention not the problem of energy enlargement underlying it, but rather it should be in a desired way Measure the appearance and taste of those heated in the high-frequency radiation field Food to be improved. This is achieved by arranging a second high-frequency generator, whose frequency is high compared to that of the generator that generates the actual and should bring about uniform heating of the goods. It has shown; that the desired Browning and crust formation occur particularly reliably when the other High frequency generator a centimeter wave generator with an operating wavelength at 1 cm. The intended purpose would probably be with wavelengths in the millimeter range can be achieved even better, but are not currently simple generators known that allow the required energy to be generated at these frequencies. However, the use of shafts shorter than 1 cm is also within the scope of the invention.

Gegenüber der Bräunung durch zusätzliche Infrarotstrahler hat die Erfindung den Vorzug, daß keine das Hochfrequenzfeld störenden oder absorbierenden Infrarotstrahler vorhanden sind. Die den Behandlungsraum im allgemeinen umschließenden metallischen Wände wirken auch für das zusätzliche Feld kleiner Wellenlänge als Reflektoren, so daß die bräunende Strahlung das Behandlungsgut ohne besondere Hilfsmittel von allen Seiten erreichen kann.Compared to tanning with additional infrared heaters, the Invention has the advantage that none of the high-frequency field disturbing or absorbing Infrared emitters are available. The ones that generally surround the treatment room metallic walls also act for the additional field of smaller wavelength than Reflectors, so that the tanning radiation hits the item to be treated without special aids can reach from all sides.

Wie die zur Bräunung des Gutes dienende Energie des weiteren Hochfrequenzgenerators in den das Behandlungsgut aufnehmenden Hohlraum gebracht wird, ist für - das Wesen der Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Die beiden Hochfrequenzgeneratoren der erfindungsgemäßen Einrichtung können je für sich entweder unmittelbar oder über An passungskreise oder aber auch über denselben Strahler, z. B. einen Horn-Strahler, an den Hohlraum angekoppelt sein. Zum Beispiel werden in an sich bekannter Weise zwei die Hochfrequenzgeneratoren darstellende Magnetfeldröhren unmittelbar oder über Wellenleiter, zweckmäßig über Zwischenkreise als. Anpassungsglieder angekoppelt.Like the energy from the additional high-frequency generator, which is used to brown the goods is brought into the cavity receiving the item to be treated is for - the being of minor importance to the invention. The two high frequency generators the device according to the invention can either directly or via On matching circles or even on the same radiator, z. B. a horn radiator, be coupled to the cavity. For example, in a manner known per se two magnetrons representing the high frequency generators directly or via waveguides, expediently via intermediate circuits as. Adaptation links coupled.

Um die Bräunung oder Krustenbildung je nach Geschmack beeinflussen zu können, ist der mit der höheren Frequenz arbeitende weitere Hochfrequenzgenerator zweckmäßigerweise für sich abschaltbar. Man kann dann den weiteren Hochfrequenzgenerator nur während eines gewünschten Abschnittes der Behandlungszeit einschalten, um auf diese Weise die Menge der zusätzlichen Strahlung im Verhältnis zur Menge der Hauptstrahlung zu dosieren. Für diesen Zweck kann man auch zur Steuerung des weiteren Hochfrequenzgenerators ein Zeitschaltwerk vorsehen..To influence the browning or crust formation depending on your taste to be able to, is the working with the higher frequency further high-frequency generator can expediently be switched off by itself. You can then use the additional high-frequency generator only switch on during a desired section of the treatment time to turn on this way the amount of additional radiation in relation to the amount of main radiation to dose. For this purpose you can also control the additional high-frequency generator provide a timer.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for the heat treatment of organic substances in a very high frequency electromagnetic radiation field, e.g. B. with microwaves, in which the material to be treated is placed in a cavity by a high-frequency generator generated and - causing the material to be treated to be heated as uniformly as possible Radiation is exposed, characterized in that to generate an additional Field in the cavity. another high frequency generator with one opposite that first high frequency generator high frequency is provided, its frequency and Power compared to the first high-frequency generator so dimensioned: are that within the treatment time a heat overload of the surface of the item to be treated occurs. - -2. Device according to claim 1; characterized in that the two high frequency generators each for itself - either directly or coupled to the cavity via matching circles are. 3. Device according to claim 1, characterized in that the two high-frequency generators Coupled to the cavity via the same radiator, e.g. a horn radiator are. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the other high frequency generator is a centimeter wave generator with an operating wavelength at 1 cm. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the further high-frequency generator can be switched off for itself. 6. Set up after Claim 5, characterized by a time switch which the further high-frequency generator turns on during a desired portion of the treatment time.