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Verfahren zum Erhitzen baw. Kochen eines Erzeugnissee
und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrene. Die Erfindung
bezieht sich sui` einen neuen und verbesserten Räatoten
und ein neues und verbesserten Röstverfahren,das mit der Einrichtung
gemäss der Erfindung
durchgeführt weiden kann.
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Wie zu erwarten ist,
ergibt sich
bei Röstöfen,
die
einen zwangsläufig umlaufenden, ungesättigten Dampf
oder eine verhältniemäseig
trockene Warmluft verwenden,.
weniger Schrumpfung
als bei den üblichen Röetöien
und verfahren,
bei denen eine
Vorrichtung
zu einem
solchen zwangsläufigen
Umlauf den gasförmigen
Kochmediums
über das Nahrungsmittel veriiendet wird.
Da ein umlaufendes
Wärmeübertragungemedium
eine viel grössere Wärmeüberleitungeoharakteristik
als ein relativ stationäres Wärmeübertragungemedium
hat, besteht ein wichtiger
Vorteil
der zwangsläufig umlaufenden
Duft oder des
| " zwangsläufig umlaufenden, nicht gesättigten Dampfen bei |
| Öfen drin ä e.'ie weJ: erheblich niedrigeren Tempera |
| betrieben werden können, obwohl trotzdem die Tempo- |
| ratur den Nahrungsmittels in einBr entsprechend gUnati- |
| gen Zeit auf einen vorbestimmten Wert gebracht werden
kann* |
| Röstöfen, die einen zwangsläufig imiaufenden, nicht So- |
| sättigten Daapf verwenden, wurden bei ainer Temperatur |
| von der Grössenordnung von 2000 (94Q a) betrieben,
um |
| beiapielaweiee -4#Pfundettloke vor h$ndelaübliohem Rind.. |
| fleieoh in ungefähr 3 Standen zu garen. Eine Mischung von |
| Duft und Dampf mit einer ungefähr 95%igen Sättigung
er- |
| gibt eine erhöhte Ausbeute bei handel,tübliohen Rind- |
| fleiechsorten von der Grössenordnung von 156, und das
" |
| eo entstehende Erzeugnis hat eine höhere und bessere |
Qualität als Fleisch, das bei wesentlich höheren Temperaturen in
den üblichen Ofentypen geröstet wurde. Da ein solches Wärmeübertragungsmedium 5%
Luft enthält, so wird die äussere Fläche des Fleisches während des Kochvorgangs
ausreichend oxydiert, während das Fleisch das allgemeine Aussehen, die Struktur,
die Farbe und den Geschmack von Fleisch hat, das in den üblichen bekannten Öfen
geröstet wird.
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Wenn Öfen mit zwangsläufig umlaufender Duft oder nicht gesättigtem
Dampf betrieben werden, so war der bekannte Vorgang dabei so, dass zuerst der Ofen
auf eine vorbestimmte Temperatur von beis-ielsweise.200o F(9400) vorgewärmt wurde.
Nach dieser Vorwärmung des Ofens wurde das zu kochende Nahrungsmittel eingelegt
und dem Ofen unter der Steuerung eines Thermostaten Wärme zugeführt, der die Temperatur
im Ofen ungefähr auf dem Wert aufrecht erhielt, auf den er ursprünglich eingestellt
wurde. Wenn beispielsweise nicht gesättigter Dampf als Wäxmeübertragungemedium verwendet
wird, so könne der Ofen bei 200°F (94°0) zum Kochen von Nahrungsmitteln bis in einen
Zustand betrieben werden, bei dem die innere Temperatur desselben ungefähr '?2o
F(?8oC) ist. Wenn ein elektriw scher oder ein Gasofen verwendet wird, so war das
bisherige
Verfahren derart, dass die Erwärmung so lange fortgesetzt
wurde, bis die Temperatur in der Kochkammer bei-. spieleweise 200°F (94o0) erreichte,
worauf dann der Thermostat die Heizelemente abschaltete und sie so lange abgeschaltet
liess, bis die Temperatur in der Kochkammer auf eine vorbestimmte geringere Höhe,
beispielsweise 195° F (900G), abgefallen war. Wenn die Temperatur bis zu diesem
vorbestimmten niedrigeren Wert abfällt, so wird über den Thermostat die Heizung
erneut eingeschaltet, um nun die Kammer wieder auf 2000 F (94°C) zu erwärmen. Das
System setzt nun dieses zyklische Hin- und Herpendeln zwischen 195o F (900C) und
200°F (94a0) so lange fort, bis das Nahrungsmittel im Ofen in der richtigen Weise
geröstet und seine Temperatur 1720F (7ö00) oder irgend einen anderen Grad eines
Kochzustandes erreicht hat.
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Es wurde festgestellt, dass eine erheblich grössere Ausbeute und eine
kleinere Schrumpfung bei dieser allgemeinen Art des Reptvarganges unter Verwendung
von zwangslä.ufig umlaufendem, nicht gesättigtem Dampf erreicht werden.kann, wenn
der Kochkammer nur in dem ungefähren Maß Wärme zugeführt wird, wie diese Wärme von
der Nahrung
während des Koehens absorbiert oder aufgenommen wird
Damit entsteht keine zyklische Veränderung und kein Aus. schalten der Heizung, und
bei Verwendung von beispieloweise einem elektrischen Ofen werden die Heizelemente
ständig während des ganzen Kochvorganges beheizt. Dadurch, dass die Temperatur in
der Kochkammer. während des ganzen Kochzyklusees in einen Kocher einer zwangsläufig
umlaufenden, ungesättigten Dampfanlage auf einer Höhe aufrechterhalten wird, die
nicht um mehr als zwischen 8 - 12°F (4 - b° C) über der Temperatur der üblichen
Fleischsorten liegt, ergab sich nun eine Ausbeute von 804, wenn derartige fleischeorten
gargekooht wurden. Dabei ist beachtenswert, dass die gesamte, zum Garen des Fleisches
auf eine vorbestimmte innere Temperatur erforderliche Zeit gemäss der Erfindung
im wesentlichen die gleiche ist, wie sie erforderlich wäre, wenn die Temperatur
in der Kochkammer auf einem relativ hohen konstanten Wert gehalten würde. Der (rund
fUr diese Ähnlichkeit in den Kochzeiten wird weiter unten noch näher erklärt.
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Zusätzlich zu der viel höheren Auobeute bei dem' i@uär@tigen Kochverfahren
und mit Hilfe der neuartigen Einriäh...:@`
tung ergeben sich noch
weitere zusätzliche Vorteile. Beispielsweise haben die gekochten Knorpeln die Konsistenz
von Gelatine, sind sehr zart und brauchen daher nicht abgeschnitten zu werden. Ferner
kann das Fleisch viel leichter geschnitten werden, da die Kanten nun nicht mehr
die Tendenz haben, zu zerbröckeln und daher das Fleisch In viel dünnere Scheiben
geschnitten werden kann. Wenn das Fleisch in Scheiben geschnitten wird, so fällt
das Pott von selbst ab, so dass ein getrenntes Beschneiden nicht erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil, der durch die Verwendung des neuen Kochverfahrens und der
neuen Einrichtung erzielt wird, besteht darin, dass die Schruäpfung während des
Kühlene um ca. 50% ermässigt ist im Vergleich zu der Schrumpfung, die auftritt,
wenn Fleisch durch die üblichen Verfahren geröstet wird.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil des neuen Kochverfahrens besteht darin,
dass das zu kochende Nahrungsmittel in gefrorenem Zustand in die Kochkammer- eingesetzt
.werden kann und dann ohne Beschädigung langsam auftaut. Be ist offensichtlich,
dass gefrorene Nahrungsmittel nicht bei hoher Temperatur aufgetaut werden dann
die
äusseren Teile gekocht werden, während die inneren Teile noch gefroren sind. Dies
ist bei dem Kochverfahren gemäss der Erfindung nicht der fall. Zusammenfassend darf
festgestellt werden, dass die der Erfindung zugrundeliegende Hauptaufgabe darin
besteht, eln neues und verbessertes Kochverfahren zu schaffen und ferner eine Einrichtung,
um dieses neue Verfahren durchzufüh en.
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Dabei soll gemäss der Erfindung das Verfahren so gestaltet sein, dass
die Schrumpfung reduziert wird, die sowohl während des Kochens als auch später während
des Abkühlens des gekochten Erzeugnissee eintritt.
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Diese Aufgabe und Vorteile gemäss der Erfindung werden dadurch erreicht,
daso eine Kochkammer und eine Vorrichtung zum zwangsläufigen Umlauf einer Mischung
von erwärmter Luft und Dampf über das zu garende Nahrungsmittel hinweg vorgesehen
wird, wobei die Temperatur der Luft oder des Dampfes auf einem relativ niedrigen
e vorbeQtimmten Temperaturdifferential gehalten wird, das grösser äls die temperatur
des zu kochenden Nahruugsmittels ist. Gemäss dem erfindungsgemässen Kochverfahren
wird Wärme der Kochkammer ungefähr in einem
Maße zugeführt, wie
das Nahrungsmittel diese Wärme aufnehmen kann. Auf keinen Fall soll jedoch diese
Wärmezufuhr grösser als die maximale Aufnahmefähigkeit sein. Um nun den Übergang
der Wärme auf dar Nahrungsmittel in diesem gewünschten Umfang zu erleichtern, irt
gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung eine zeitge.. steuerte Heizvorrichtung
für die Luft--Dampf-Mischung vorgesehen, so dass die Luftdampftemperattir sich nicht
über die von der Zeitsteuervorrichtung festgelegte Geschwindigkeit erhöhen kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
im Zusammenhang mit der Zeichnung. Die Zeichnung enthält ein Ausführuhgäbeispiel
der Erfindung, und darin zeigen: Fig.1 einen senkrechten Schnitt durch eine Kocheinrichtung
gemäss der Erfindung, Fig.2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig.1. Fig.3 einen
Schnitt nach Linie 3-3 der Fig.2, Fig.4 eine Draufsicht auf eine Tropfwanne , wie
sie in der Einrichtung nach Fig.1 benützt -werden kann,
| Fig.5 eine graphische Darstellung, um das Verständnis |
| der Erfindung zu erleichtern, |
| Pig.ä-eine weitere graphische Darstellung, die das |
| Kochen unterschiedlicher Mengen und Arten von |
| Fleisch bis auf die verschiedenen endgültigen |
| Temperaturen innerhalb einer vorbestimmten Zeit |
| und mittels der erforderlichen Energie verdeutlicht, |
| Fig.7 ein scberrtatisohen Diagramm oder Schaltschema des |
| Steueralrateme gemäee der Erfindung. |
| Bevor im einzelnen auf das ertindungegesae Ko8hv0.r- |
| fahren und die erfindungsgemässe Einrichtung eingegangen |
| wird, ist es zweckmässig, wenn vergohiedene Pektoren |
| des näheren betrachtet werden, die beim Garen von Nah |
| runLemitteln, nebeaondere fleiaah, eine Rolle spielen. |
| Hierdurch wird das '7eretändnie der erfinduegemäaeen |
| Einrichtung und des erfindunguge.eewn Verfahrens wo-, |
| osntlich erleichtert. |
| Ein Nahrungemit tel. wird durch egart,. 4488,96
we |
| abearbert, und $e w## ider We sugefubfit* w*r |
| Die» wirdbliohe-@iee weh äcahe,,ten d. |
| gtt. tenie° @wm@n,g eitattmltedte, &1>&i
f e. |
Nahrungsmittel zu garen, und sie haben sich, seit es geschichtliche
Unterlagen gibt, nur wenig geändert. Beim $ästeri ist Luft das hauptsächliche WärmeUbertragungsmedium,
trotz ihrer ausserordentlich schlechten Wärmeleitfähigkeit. Zwar ist Sieden oder
Kochen ein weit besseres Verfahren, um einem Nahrungsmittel 'Norme zuzuführen, doch
ist dieses Verfahren im allgemeinen für das Garen von Fleisch nicht befriedigend,
weil hierbei die Tendenz besteht, dass die Säfte ausgelaugt werden ünd s das Fleisch
eine graue Farbe annimmt. Das Braten am Spiess (broiling) ergibt andererseite eins
erhebliche Schrumpfung, und die Darbe des gekochten Erzeugnisses ändert sich erheblich
von der Oberfläche bis zum Fern oder nach innen.
| Rüsten (roasting) ergibt eine geringere Schrumpfung als |
| das Braten am Spiese und ist daher ein im allgemeinen |
| meist verbrEit$tee Garungsveriahren für Fleisch, ..
e,i.d |
| zwar im Hinblick auf die erwünschte darbe, d,::2n Gesahmack: |
| und die Struktur des gekochten Erzeugniasea. |
| Hei allen Garungs- oder Kochverfahren musa ehre bereeben- |
| bare Wärmemenge auf de» Erzeugntn übertragen weeo, . |
| eo eine Tewperatur auf den gewünaahten Wer-t zu"b |
Im Falle von gut gekochtem Rindfleisch beispielsweise beträgt
die endgültige Temperatur 175°F (79o0). Die Wärmemenge, die einer bestimmten Fleischmenge
zum Anheben auf eine vorbestimmte Temperatur zugeführt werden muss, steht unmittelbar
mit dem Produkt aus dem Gewicht des Fleisches und der spezifischen Wärme des Fleisches
selbst im Zusammenhang. Ein sehr mageres Fleisch hat eine spezifische Wärme von
der Grössenordnung von 0,9 b.t.u. (ßritish Thermal Unit) pro engl.Pfund und pro
Grad Fahrenheit, während die handelüblichen Flei::ch-Sorten, die verhältnismässig
fett sind, eine spezifische Wärme von ungefähr 095 b.t.u. pro engl. Pfund und pro
Grad Fahrenheit haben. Damit ist also die spezifische Wärme des zu kochenden Fleisches
ein wichtiger Faktor in Bezug auf die Wärmemenge, die auf das Nahrungsmittel übertragen
werden muss, um seine Temperatur auf den gewünschten Wert zu erhöhen. Ein weiterer
wichtiger Faktor, der die Zeit beeinflusst, die notwendig ist, um das Erzeugnis
auf die gewünschte Temperatur zu bringen, ist die Wärmeübergangscharakter4stik des
Fleisches selbst. Diese Charakteristik hängt von der Form des Erzeugnisses und von
der Wärmeleitfähigkeit desselben ab. Da fette Teile einen viel niedrigeren Wärmeleitkoeßfizienten
als magere Teile haben, werden magere Flelech-
Borten schneller
als fette Fleischsorten gekocht. In beiden Fällen ist eine bestimmte jYärmeübergangaaharakteristik
vorhanden, die die Geschwindigkeit bestimmt, mit der Wärme vom äusseren Teil. des
Fleisches bis zum mittleren Teil weitergegeben werden kann, um so die Innentemperatur
auf den gewünschten Wert zu bringen.
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Es wurde nun festgestellt, dass das Temperaturdifferential zwischen
der Innen- und der Aussenseite des Fleisches sehr wenig Wirkung auf die Wä,rmeiibeergangscharakteristik
oder auf die Zeit hat, die erforderlich ist, um die inneren Teile des Fleisches
auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Da der innere Teil oder der Kern eines
Tr'a.e:i achstixcltea Wärme nur mit der Geschwindigkeit aufnehmen icrain, mit der
diese von den äusseren Fleischteilen weitergegeben wird, ergibt eine Anwendung von
hoher Temperatur auf die äussere Oberfläche des Fleisches lediglich ein Verdampfen
des Wassers von der äusseren Schicht, so dass nun die Aussenschicht trocken, hart
und krustig wird. Ausserdem werden die Gewebe des Aussenteils zäh.
| Das Kochmedium icit oin weiterer wichtiger Faktor bei |
| der Wärmeüberira[,ting auf das Fleisch. Im besonderen ist |
| der @kirmeti@c@i i.rrt@ttr@f;:al;aeffizient des Kochmeditimcj
von |
Wichtigkeit. Wie oben erwähnt, hat Luft einen sehr niedrigen Wärmeübertragungskoeffizienten,
beispielsweise im Vergleich zu Dampf. Wenn daher trockene Luft bei bestimmter Temperatur
als Kochmedium verwendet wird, ao erfolgt die Wärmeübertragung auf das Nahrungsmittel
mit einer viel kleineren und niedrigeren Geschwindigkeit, als dies bei Dampf von
der gleichen gegebenen Temperatur der Fall wäre. Es wurde daher als erwünscht betrachtet,
ein Kochmedium mit einem hohen Wärmeü.bertragungekoeffizienten und nicht etwa ein
Kochmedium,ähnlich wie Luft, zu verwenden, das einen sehr niedrigen Wärmeübertragungokoefrizienten
hat.
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Die vorliegende Erfindung vieht nun a11 diese oben erwähnten Faktoren
In Erwägung, eo daso eich eine sehr wirksame Einrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad
und einem Verfahren mit hohem Wirkungsgrad ergibt, um so Wärme dem zu kochenden
Nahrungsmittel zuzuführen. Im folgenden wird im besonderen zuerst auf die Pig.19
2 und 3 vorwleeen, In denen eine Koolieinrichtung 10 gemüas der Brfindung dargeotellt
ist, die ein Gehäuse 12 aufwe ist, das auf vier Füauen
13 angeordnet ist.
Das Geh,use 12 hat einen Boden 12a, eine Deckwand 12b,
| eine Rückwand 12Q und ein Paar v6n"^B$t-t,ien 12d und |
12e, so dass sich nun eine Röstkammer oder ein Ofen ergibt. Oberhalb
einer Zugangsäffnung 15 an der Stirnseite ist eine schwenkbare Tür 17 abgedichtet
angeordnet. Die Wände des Gehäuses 12 und die Tür 17 sind doppelwandig, und zwischen
ihnen ist@ein geeignetes, wärmeisolierendes Material 18., wie bei ep:elaweise Glaswolle,
angeordnet. Im Abstand vom Boden des Gehäuses 12 ist eine Teilwand 19 an den Gehäusewänden
angeschweiaet, und eine Mehrzahl . von U-förmigen, eintauchbaren, elektrischen Heizelementen
20,
wie beispielsweise die wohlbekanaten Calrod-Elemente, sind in einer nach
unten hängenden Wanne 21
der Teilwand 19 montiert. Zur Zuführung von Wasser
23 zur
Wanne 21 ist eine geeignete, nicht dargestel_te Vorrichtung vorgesehen.
Dieses Wasser wird auf einem Flüesigkeitepegel etwas oberhalb der Heizelemente 20
gehalten. Von der Rückwand 12o erstreckt sich eine Vielzahl von mit Schultern versehenen
Schrauben oder Abstandsstücken 22 nach vorwärts, die Öffnungen in einer Trenn-#jand
24 teilweise durchgreifen, so deal eich ein offener Raum von erheblicher Tiefe an
der Rückseite der Kochkammer ergibt. In diesem Raum
ist eine Vielzahl von
U-förmigen elektrischen Heiz-. elementen 26 angeordnet, die ungefähr über 3/4 der
Höbe:
von oben nach unten reichen und so nach unten hängen.
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Am Oberteil des Gehäuses 12 und im Abstand von der Deckwand 12b ist
eine Querwand 28 mit einer kreisförmigen Öffnung 30 in der Nähe ihres Vorderendes
angeordnet.
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Am Oberteil des Gehäusen 12 ist ein Blehtromotor 32 angeordnet, der
ein Zentrifugalgebläse 36 antreibt,, das oberhalb der Öffnung 30 so angebracht ist,
dass bei laufendem Motor 32 das Gebläse 36 Luft von der Kochkammea° durch den Raum
oberhalb der Teilwand 28, in den Raum hinter der inneren Wand und um die hinteren
Reizelemente 26 herum zirkulieren kann. Die Heissluft strömt dann um die
untere Kante 24a der Trennwand 24 und quer über die Oberfläche des heissen Wassers
23 in der Wanne 21 hinweg. Wie weiter unten näher erklärt wird, sind gemäss einem
Merkmal der Erfindung die Heizelemente 20 ständig während eines ganzesn Kochzyklus
zum rriväi,men ;lies Wassers in der Wanne 21 unter Spannung. .
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Um nun Pfannen oder Tröge in der Röstkammer zu halten und um die Trennwand
24 auf den mit Schultern versehenen Schrauben 22 festzuhalten, eind@Lwei Gestelle
38 und 39
an der Innenseite der Wände 12d und 12e angebracht.
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Das Gestell 39 weist ein Paar von senkrechten Trägern 40
| auf,* an denen eine Vielzahl von horizontal angecpX-dne#igg_, |
Quergliedern41 s 42, 43, 44, 45, 46 und 47 angeschweisst sind.
Wie deutlich aus Fig.l hervorgeht, sind abwechselnd die Querglieder, wie beispielsilveise"42,44,
46, an den senkrechten Träge:-n 40 so angebracht, dass sie in Berührung mit der
Trennwand 24 sind, wenn das Gestell 38 an einer Vielzahl von Kopfbolzen 49 aufgehängt
ist, die sich von der Seitenwand 12d aus erstrecken. Die Trennwand 24 ist in Berührung
mit den Schultern der Schrauben 22 gehalten. Vier derartige Kopfbolzen sind vorgesehen,
und entsprechende Schlüssellochachlitze sind in
die senkrechten Glieder 40
eingestanzt, um so das Abnehmen der Gestelle zur Reinigung und dgl. zu erleichtern.
Das Gestell 38 ist spiegelgleich zum Gestell 39 und braucht daher im einzelnen nicht
beschrieben zu werden. Zum besseren Verständnis werden jedoch die dem Gestell 38
entsprechenden Teile durch Bezugszeichen unter Hinzufügung eines kleinen "a" bezeichnet.
Die Querglieder 4Z, 43, 45. und 47 und die entsprechenden Querglieder 41a,
43a, 45a und 47a Bind jeweils mit nach rückwärts angeordneten, suageatanzten
und gebogenen Teilen 48@ versehen, so dass beim Aufsetzen der Pfannen 50 diese Pfannen
durch die Querglieder 41, 41a; 43, 43a; 45.45a und
479 47a getragen
und mit erheblichem Abstand von der Trennwand 24 gehalten werden, und die vorderen
Kanten sind sehr dicht neben der Tür 17 angeordnet, wenn diese Tür gemäss Fig.fi
in geschlossener Lage ist. Wenn nun das Gemisch aus Heissluft und Dampf nach oben
durch die Rüstkammer hindurchgeht, so ergibt sich eine im allgemeinen gewundene
Bahn, die nach rückwärts unter der Pfanne auf dem Querglied 47, in Vorwärtsrichtung
unter der Pfanne auf dem Querglied 46, in Rückwärtsrichtungunter der Pfanne auf
dem Querglied 45 usw. verläuft, bis dann der Gasstrom das Oberteil erreicht und
dann hinter der Platte 24 durch das Gebläse 36 nach unten gedrückt wird. Die Luft-Dampf-Mischung
strömt daher unmittelbar über die in den Pfannen angeordnete Nahrung um diese herum.
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Um nun ein Abtropfen des in den Pfannen 150 angeordneten Fleisches
zu gestatten, wobei dann das Tropfgut auf deal Boden der Röstkammer füllt, und um
eine bessere Zirkulation von Dampf und Luft um das Fleisch herum zu erzielen, sind
die einzelnen Pfannen 50 auf der ganzen Bodenfläohe, wie in pig.3 angedeutet, perforiert.
Auf einem Paar von Auflagen 53 und 53a ist eine Tropfwanne 52
angeordnet.
Die Tropfwanne 52 ist nicht durchlässig, so dass nun das Tropfgut in dieser Tropf7anne
gesammelt wird und nicht in das in der Wasserwanna21 enthaltene Wasser eintropfen
kann. Wie deutlich aus Pig.1 hervorgeht, ist die Tropfwanne 52 im Abstand von der
Tür 17 derart angebracht, dass die Luft-Dampf-Mischung" die über das Wasser in der
Wanne 21 strömt, nun nach oben zwischen dem vorderen Ende der Tropfwanne 52 und
der Tür 17 hindurchströmt und dann gegen die unterste der Fleischpfannen 50 prallt.
Um nun das leeren und Reinigen der Tropfwanne 52 zu erleichtern, ist ein lösbarer
Stopfen 54 in günstiger Weiue am vorderen Ende der Tropfwanne angebracht, so dass
er ohne Entfernen der Tropfwanne 52 aue der Kammer zugänglich ist. ' Der in dem
Gerät unterhalb der Teilwand 19 vorgesehene Räum kann*zur Unterbringung verächiedener,
nicht dargestellter Steuerteile dienen, beispielsweise eines Schwimmerventile, um
den Flüssigkeitsspiegel in der Wanne 21 auf einem vorbestimmten Niveau zu halten.
| Wenn nun der Koehpr%eee weiter fortschreitet, werden die |
| äueseren Teile dee Fleisches zuerst erwärmt, und das |
Volumen des noch nicht erwärmten Teils nimmt daher ab. Die dem
System während des Kochvorganges zuzuführende Energlemenge nimmt daher progressiv
während des Kochvorgangs ab.
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Um nun die durch die Heizelemente 20 und 26 abgegebene Wärme zu steuern
und um so ein konstantes Temperaturdifferential zwischen der Luf;,-t.und dem Fleisch
während des Kochvorganges aufrecht zu erhalten, kann'eine Vorrichtung vorgesehen
werden, die auf das #2emperaturdifferential zwischen dem Fleisch und dem Kochmedium
anspricht. Gegebenenfalls kann auch ein normales oder Bezugsmaterial mit ungefähr
der bestimmten Wärme und dem bestimmten Übergangsmerkmal des zu kochenden Fleisches
in den Ofen gebracht und das Temperaturdifferential. zwischen diesem Bezugsmaterial
und der Luft-Dampf-Mischung gemessen werden, und dieses Differential kann dann zur
Steuerung des Stromes zu den Heizelementen verwendet werden. Es kann jedoch noch
einfacher die Luftdampftemperßtur reguliert und auf die ganze Steuervorrichtung
verzichtet werden, ,indem die zum Kochen einer beutimmten Fleischmenge in den Rüstkammern
erforder-Hohe Wärme errechnet und gleich anfangs die Wärmemenge eingestellt wird,-
aiedem- Heizmedf-tlm durch Alt Heizelemente
20 und 26 zugeführt
werden soll, um eine solche Energie zu erzeugen.
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Da das Temperaturdifferential zwiochen dem Luft-Dampf-Reizmedium und
dem Fleisch verhältnismässig gering ist, wenn grosse Fleischmengen gekocht werden,
so können gemäss der Erfindung auch Zusatzmittel vorgesehen sein, um Wärme der Luft-Dampf-Mischung
zuzuführen, während diese auf der gewundenen Bahn durch den Ofen hindurchströmt.
Zu diesem Zweck ist eine Vielzahl von Reizvorrichtungen 60 an der Tür 17 entgegengesetzt
zu den hinteren Auflagern 42, 44 und 46 angeordnet. Die einzelnen Heizvorrichtungen
60 weisen jeweils ein Paar von elektrischen Reizelementen auf. 14,4em bevorzugten
Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung sind die Reizelemente in jeder Heizvorrichtung
60 in Reihe an einer Phase eines Drehstromeystems angeschlossen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die kombinierte Wärmeenergie, wie
sie von den Reizvorrichtungen 60, den Reizelementen 20 und 26 erzeugt wird, die
Wärmemenge ist, die dem Fleisch zugeführt wird, plus,der Wärme, die aus dem System
abgeführt wird. Diese gesamte Wärmeenergie sollte ge*äso der Erfindung nicht
die Wärmemenge übersteigen, die erforderlich ist, um das Temperaturdifferential
zwischen
dem Luft-Dampf-Medium und dem Fleisch innerhalb des vorerwähnten Temperaturbereiches
aufrecht zu erhalten, .
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In rig.6 ist eine Gruppe von Kurven dargeotellt, aus denen die erforderliche
Energiemenge entnommen werden kann, die dem System zugeführt werden muss, um das
Fleisch zu garen, das eine Anfangstemperatur von beispielsweise 40o f4,500) hat
und das auf eine Kochtemperatur von 1700F (76°C) in drei Stunden gebracht werden
soll.
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Diese graphische Darstellung zeigt die Energiemenge, die erforderlich
ist und dem System zugeführt werden muss, um die Temperatur bei verschiedenen Arten
und Mengen von Fleisch auf 130°F (54°G) in drei Stunden anzuheben. Diese
Kurven wurden auf der Basis von 509 Wirkungsgrad beim Arbeiten des Systeme ei nachliesslich
der Kochkammer berechnet.
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im folgenden
ein typischer Kochzyklus unter Verwendung e irres Kochgerätes 10 des näheren
beschrieben werden, um no das Verfahren gemdee der Erfindung zu erläutern.
Es sei ang-eno.::nen, dass das zu rüstende Nahrungsmittel ein handelsüblichen
Rindfleisch mit einer spezifiochen Wärme von 0,? b.t.u. pro engl.Pfund pro
Grad
Fahrenheit ist. Dabei sind 500 engl.Pfund in relativ grossen Stänken von ungefähr
3- 4Pfund im Abstand in den Pfannen 50 angeordnet, und eine ausreichende Zahl von
Heizelementen 26 steht unter Spannung, oder es sind alle an eine entsprechende Spannung
angeschlossen und führen einen ausreichenden elektrischen Strom, und ferner sind
die Heizelemente 20 in ähnlicher Weise so angeschlossen, dass die dem System durch
diese beiden Gruppen von Heizelementen zugeßährte Wärme gerade ausreicht, um das
Temperaturdifferential zwischen den Fleischstücken und der Luft-Dampf-Mischung in
einem Bereich zwischen 8-120F (4-6°C) zu halten. Wie sieh aus Pig.6 ergibt, ist
nun die Energiezufuhr zu.den Heizelementen ungefähr 6.75kW. Wenn die der Luft und
dem Wasser zugeführte Energie diesen Betrag übersteigt, so erhöht sieh die Temperatur
in der Kochkammer mit einer Geeohwindigkeit, die grösser als die Temperatur des
Fleisches ist, wodurch der Koahproaeee beeinträchtigt wird. Es ist wichtig, daee
das Temperaturdifferential von 8-120F (4-60G) während des ganzen Xoahzykluesee nicht
übereahritten wird, und vorzugeweiee nimmt das Temperaturdifferential langsam während
de® Kouh$yklueeee so ab, dass das Koob medium und das Fleisch ungefähr die gleiche
Temperatur haben, wenn das Pleiaoh die gewünschte Garheit erreicht.
Es
wurde durch Versuche festgestellt, dass sich befriedigende Ergebnisse erzielen lassen,
wenn das Temperatur-..ifferential zwischen dem Kochmedium und dem Fleisch von etwa
50 C (100F) zu Beginn bis 000 am Ende eines Kochzyklus schwankt. Zu Beginn
des Kochzyklus hat das Fleisch eine Temperatur von ca. 40C (400F) und wird bei einer
inneren Temperatur von 7400(1650F) Bargekocht. Fig.5 zeigt eine graphische Darstellung,
die die Temperatur des Fleisches und des Kochmediums während eines typischen Kochzyklus
zeigt, bei dem 580 Pfund von frischem Rindfleisch auf eine innere Endtemperatur
von 74C (1650F) gebracht werden. Die Temperatur des Heizmediums ist in ausgezogenen
Linien dargestellt, während die gestrichelten Linien die Temperatur des Rindfleisches
während des Kochvorgangs zeigen. Um das richtige Gleichgewicht zwischen der dem
System mittels der Heizelemente 20, 26 und 60 zugeführten Wärme aufrecht zu erhalten,
sei erwähnt, dass der Zweck der Heizelemente 20 vorwiegend der ist, das Wasser in
der Wanne zu erwärmen,, um dem Iieizmedium Strom zur Weitergabe an das zu kochende
Fleisch zuzuleiten. Es hat sich herausgestellt, dass zu diesem Zweck die Heizelemente
20 in
solchem Maße erwärmt werden müssen, dass die Temperatur
der Luft-Dampf-Mischung um etwa 500 (100F) oberhalb der Temperatur des Fleisches
gehalten wird. Mit anderen Worten, es ist nicht erforderlich, das Wasser zu kochen,
um ein befriedigendes Wärmeübertragungemedium vorzusehen. Zu Beginn des Kochzyklus
ist der Dampfgehalt des Kochmediums verhältnismässig niedrig und steigt mit ansteigender
Temperatur des Kochmediums bis zu einem maximalen Wert am Ende des Zyklus an. Daher
wird Wärme in einem solchen Maße auf das Fleisch übertragen, in dem dieses die Hitze
absorbieren kann. Es ist also am Ende des Zyklus das Fleisch in nahezu demselben
Grad durchgekoch, d.h. Farbe, Struktur und Geschmack sind von einem nahe der Aussenseite
liegenden Punkt aus bis zum Inneren gleich. Infolge der im Kochmedium enthaltenen
Luft ist eine sehr dünne Aussenschicht geröstet und weist die charakteristische
dunkle Farbe von geröstetem Fleisch auf, da eine Oxydation stattgefunden hat.
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In Fig.? ist eine vereinfachte schematioehe Form eines Steuerkreises
zur Betätigung der Heizelemente 20,26
und 60 dargestellt, der verhindert,
dass die der Luft-Dampf-Mischung zugeführte Wärme das Maß übersteigt, in dem das
Nahrungsmittel diese Wärme absorbieren kann.
Hierbei wird- Strom
aus.einem Drehstromanlage über entsprechende Teile 75a, 75b und 750 eines
Schalters 75.
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drei normalerweise geschlossenen Sätzen von Kontakten 77a9 77b und
77c eines Relais 77 zugeführt. Die drei Gruppen von parallel angeordneten Heizelementen
20, 26 und 60 sind zwischen den Kontakten 77a, 77b und
770 und über die drei
Phasen des Stromnetz4bs verbunden. Die Paare von Heizelementen 60 sind hintereinander
an die Kontakte 77a, 77b und 77c angeschlossen und somit mit drei Phasen des Stromnetzes
verbunden. Ist also der Schalter 75 geschlossen, so stehen die Heizelemente 20,
26 und 60 unter Strom, wenn das Relais 77 aberregt ist, und sie werden bei Erregen
des Relais 77 abgeschaltet. Um gicher zu sein, dass die Temperatur der Luftr-Dampf#-Mischung
nicht höher als die des gekochten Nahrungsmittels ansteigt,- ist ein motorangetriebener
Thermostat 79 vorgesehen, der die Betätigung des Relais 77 steuert. Der Thermostat
79 weist ein erstes, zeigerartiges Element 80 mit einem Kontakt 80a auf, der ber
einen Teil des Schalters 75 elektrisch mit einer Zeitung des Stromnetzes
| verbunden iat, und ferner ein zweites Zeigerelement 81 |
| mit -inem @(nitakt 51e,, #-1L-r mit einor Seit: der Spule |
| deo fm:rbunden Jut. 1)le andere |
geite dieser Relaisapule ist über einen anderen Teil des Schalters
?5 mit einer anderen Leitung des Stromnetzes verbunden. Das Element 80 kann ein
Zeiger sein und wird durch geeignete Mittel entlang eines Kreisbogens im Uhr-. zeigerainn
bewegt, wobei es auf eine Temperaturerhöhung des Beizmf)diume anspricht. Der Zeiger
80 ist also winkelföx@aig angeordnet und spricht auf eine Temperaturänderung der
Luft-Dampf-Miaehung an.
-
-Der Zeiger 81 bewegt sich ebenfalls entlang eines Kreiabo,ggns im
Uhr$eigersinn und wird über ein geeigneten Getriebe 83 durch eine Motor- und Reduktionagetriebeeinheit
84 angetrieben. Die Geschwindigkeit der Abtriebewelle des Antrieben 84 kann durch
einen Hebel 85 eingestellt werden, der no angeordnet sein sollte, dass sich der
Zeiger 81 mit einer Geschwindigkeit bewegt, die dem Maß mit der das Kochgut Wärme
aufnehmen kann, proportional ist. Für handelsübliche Arten von Rindfleisch hat sich
ein Maß von 2000 pro Stunde als richtig erwiesen. Sollte der Anstieg der Luft-Dampf-Miaohung
dieses NaB überschreiten, so kommen die Kontakte 80a und 91a auf
| den Zeigern 80 und 81 miteinander in Berührung. In diesem |
| Augenblick spricht das Relais 7'i an ;. und die Heizelemente |
| 2(1#,?6 und 60 werden abgesahal.tet. Der Temperaturanstieg |
der Luft-Dampf-Mischung ist daher durch die Geschwindigkeit begrenzt,
mit der der Zeiger 81. angetrieben wird.
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Ferner ist als Sicherneitsmasanahme ein dritter Zeiger 87 vorgesehen,
der einen Kontakt 87a trägt, der mit einem zweiten, auf dem Zeiger 81 vorgesehenen
Kontakt älb zusammenwirkt, sobald der Kochzyklus beendet ist. Der auf dem Sicherheitszeiger
87 vorgesehene Kontakt 87a ist mit dem Kontakt 80a elektrisch verbunden, so dass
bei Schlieesen der Kontakte 81a bzw. 87a das Relais 77 betätigt wird und die Heizelemente
20, 26 und 60 infolge Beendigung des Kochzyklus dauernd abgeschaltet werden. Es
kann auch zusätzlich ein geeichtes, temperaturanzeigendes Zifferblatt 89 vorgesehen
sein, so dass der Zeiger 80 die Temperatur der Luft-Iampf-Mischung in der Kochkammer
vbeuell anzeigt.