DE19517824A1 - Cooker process and assembly introduces satd. steam into chamber - Google Patents
Cooker process and assembly introduces satd. steam into chamberInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kochen von Fleisch- und Wurstwaren oder dergleichen, bei dem die Zu kochende Ware in eine Kochkammer eingebracht und der Kochkammer anschließend Sattdampf zugeführt wird, wel cher sich mit der Luft in der Kochkammer vermischt, und bei dem das Sattdampf/Luftgemisch umgewälzt und zur Kondensation von Wasserdampf an Oberflächen der Ware herangeführt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Kochen von Fleisch- und Wurstwaren oder dergleichen, mit mindestens einer verschließbaren Koch kammer zur Aufnahme der zu kochenden Ware sowie einer Einrichtung zur Zufuhr von Sattdampf in die Kochkammer und zur Umwälzung eines bei der Sattdampfzufuhr entste henden Sattdampf/Luftgemischs in der Kochkammer, um dieses zur Kondensation von Wasserdampf an Oberflächen der Ware heranzuführen.The invention relates to a method for cooking Meat and sausages or the like, in which the Goods to be cooked are placed in a cooking chamber and the Cooking chamber is then fed saturated steam, wel mixes with the air in the cooking chamber, and in which the saturated steam / air mixture is circulated and used Condensation of water vapor on the surfaces of the goods is introduced. The invention further relates to a Device for cooking meat and sausages or the like, with at least one lockable cook chamber for receiving the goods to be cooked and a Device for supplying saturated steam to the cooking chamber and to recycle one in the saturated steam supply saturated steam / air mixture in the cooking chamber this for the condensation of water vapor on surfaces to introduce the goods.
Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen dieser Art zum Garen von Fleisch- und Wurstwaren unter Atmosphä rendruck bekannt, bei denen eine verschließbare Kochkam mer mit einem oder mehreren Kochwagen beschickt wird, an welchen die zu kochende Ware aufgehängt oder auf Roste aufgelegt ist, und bei denen die geschlossene Kochkammer nach Aufnahme der Kochwagen unter Atmosphä rendruck mit Sattdampf beaufschlagt wird. Der Sattdampf wird dort mit niedriger Geschwindigkeit zugeführt und vermischt sich mit der Luft in der Kochkammer. Das da bei entstehende Sattdampf/Luftgemisch wird umgewälzt, so daß es mit den Oberflächen der Ware in Berührung kommt, deren Temperatur unter dem Taupunkt des Satt dampf/Luftgemischs liegt. Somit kommt es dort zu einer Kondensation von Wasserdampf, so daß die Ware durch die freiwerdenden Kondensationswärme bis zu einer zum Garen erforderlichen Temperatur erhitzt und gleichzeitig in folge des Dampfdruckgefälles zwischen der Oberfläche und dem Inneren der Ware vor Austrocknung geschützt wird. Die Regelung der Temperatur in der Kochkammer auf einen angestrebten Wert von etwa 80°C bei einer rela tiven Luftfeuchtigkeit von etwa 98% erfolgt mittels eines in der Kochkammer angeordneten Thermometers, des sen Temperaturwert die Grundlage für die Einstellung der zugeführten Dampfmenge bildet.Methods and devices of this type are already in use for cooking meat and sausages under atmosphere Known pressure, where a lockable Kochkam one or more cooking trolleys are loaded, on which the goods to be cooked are hung up or on Gratings are placed, and in which the closed Cooking chamber after taking the cooking trolleys under atmosphere saturated steam is applied. The saturated steam is fed there at low speed and mixes with the air in the cooking chamber. That there in the event of saturated steam / air mixture being circulated, so that it is in contact with the surfaces of the goods comes whose temperature is below the dew point of the sat steam / air mixture. So there is one Condensation of water vapor, so that the goods through the released condensation heat up to one for cooking required temperature and at the same time in follow the vapor pressure gradient between the surface and protect the inside of the goods from drying out becomes. Regulation of the temperature in the cooking chamber a target value of about 80 ° C at a rela tive air humidity of about 98% a thermometer arranged in the cooking chamber, the temperature value the basis for the setting the amount of steam supplied.
Die Umwälzung des Sattdampf/Luftgemischs erfolgt bei der bekannten Vorrichtung mit Hilfe eines im oberen Teil der Kochkammer angeordneten Gebläses. Bei der Dampfzufuhr mit geringer Einströmgeschwindigkeit bedeu tet dies jedoch, daß sich der Sattdampf erst im Gebläse innig mit der Luft in der Kochkammer vermischt, so daß es in Teilbereichen der Kochkammer zu einer inhomogenen Temperaturverteilung kommen kann, die ein ungleichmäßig ges Erhitzen der Ware zur Folge hat. Außerdem wird die Anbringung eines Gebläses innerhalb der Kochkammer u. a. wegen der zusätzlichen Kosten und der Notwendigkeit einer Überwachung als nachteilig empfunden. The saturated steam / air mixture is circulated at the known device with the help of one in the upper Part of the cooking chamber arranged fan. In the Steam supply with low inflow velocity is important However, this means that the saturated steam is only in the fan intimately mixed with the air in the cooking chamber so that it becomes an inhomogeneous part of the cooking chamber Temperature distribution can come up which is uneven heating the goods. In addition, the Attachment of a fan inside the cooking chamber u. a. because of the additional cost and necessity surveillance perceived as disadvantageous.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die eine gleichmäßige Durch mischung von Sattdampf und Luft und eine homogene Tem peraturverteilung in der Kochkammer ermöglichen und damit einen gleichmäßigeren Wärmeübergang vom Sattdampf/ Luftgemisch auf die Ware sicherstellen.Based on this, the object of the invention reasons, a method and a device of the beginning mentioned type to develop an even through mixture of saturated steam and air and a homogeneous tem enable temperature distribution in the cooking chamber and thus a more even heat transfer from saturated steam / Ensure air mixture on the goods.
Diese Aufgabe wird durch die den Patentansprüchen 1 bzw. 14 angegebene Merkmalskombinationen gelöst. Danach zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, da der Sattdampf durch eine Mehrzahl von Beschleu nigerdüsen mit hoher Geschwindigkeit in die Kochkammer injiziert wird, während die erfindungsgemäße Vorrich tung dadurch gekennzeichnet ist, da die Sattdampfzu fuhreinrichtung eine Mehrzahl von Beschleunigerdüsen umfaßt, um den Sattdampf mit hoher Geschwindigkeit in die Kochkammer zu injizieren. Der Begriff "hohe Ge schwindigkeit" bezieht sich auf die Strömungsgeschwin digkeit an einer Austrittsöffnung der Beschleunigerdü sen und soll Geschwindigkeiten umfassen, bei denen der Impuls des Sattdampfs ausreicht, um die Luft in der Kochkammer ohne ein Zusätzliches Gebläse oder derglei chen umzuwälzen. Allgemein wird dies erst bei Austritts geschwindigkeiten der Fall sein, die einem Mehrfachen der Strömungsgeschwindigkeit entsprechen, mit denen der Sattdampf bei Kochvorrichtungen der genannten Art durch das der Sattdampfzufuhr dienende Rohrleitungssystem geführt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind an der Düsenöffnung Austrittsgeschwindigkeiten von mehr als 50 m/s und vor zugsweise zwischen 100 und 200 m/s vorgesehen, vergli chen mit Strömungsgeschwindigkeiten im Rohrleitungssy stem, die bei den eingangs genannten Vorrichtungen ge wöhnlich weniger als 20 m/s betragen. Durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit des Sattdampfs wird ein Teil der Luft in der Kochkammer mitgerissen und eine starke Turbulenz erzeugt, die bereits in kurzer Entfernung hinter der Austrittsöffnung der Beschleunigerdüse eine intensive Verwirbelung und Vermischung des Sattdampf mit der Luft in der Kochkammer zur Folge hat. Außerdem entsteht hinter der Austrittsöffnung der Beschleuniger düse ein Unterdruck, der ein Nachströmen von Luft bzw. abgekühltem Sattdampf/Luftgemisch aus der Kochkammer und damit eine Umwälzung des Sattdampf/Luftgemischs in der Kochkammer bewirkt.This object is achieved by the claims 1 or 14 specified combinations of features solved. After that characterized by the inventive method because the saturated steam through a plurality of niger nozzles into the cooking chamber at high speed is injected while the Vorrich invention tion is characterized because the saturated steam a plurality of accelerator nozzles includes the saturated steam at high speed in to inject the cooking chamber. The term "high Ge speed "refers to the flow rate at an outlet opening of the accelerator nozzle and should include speeds at which the Impulse of saturated steam is sufficient to keep the air in the Cooking chamber without an additional fan or the like to circulate. Generally, this only becomes apparent when you leave speeds that are a multiple correspond to the flow velocity with which the Saturated steam in cooking devices of the type mentioned the piping system used to supply saturated steam to be led. According to a preferred embodiment of the inventive method are at the nozzle opening Exit speeds of more than 50 m / s and above preferably between 100 and 200 m / s, see chen with flow velocities in the pipe system stem, the ge in the devices mentioned usually less than 20 m / s. Due to the high The exit velocity of the saturated steam becomes a part entrained in the air in the cooking chamber and a strong one Turbulence generated at a short distance behind the exit opening of the accelerator nozzle intensive swirling and mixing of the saturated steam with the air in the cooking chamber. Furthermore the accelerator is created behind the outlet opening a negative pressure that prevents air or cooled saturated steam / air mixture from the cooking chamber and thus a circulation of the saturated steam / air mixture in the cooking chamber.
Durch entsprechende Anordnung und Ausrichtung der Be schleunigerdüsen läßt sich weiter erreichen, da das Sattdampf/Luftgemisch in gewünschter Weise in der Koch kammer zirkuliert, so daß die gesamte Ware gleichmäßig mit dem Sattdampf/Luftgemisch beaufschlagt wird und sich in der gesamten Kochkammer eine gleichmäßige Tem peraturverteilung einstellt.By appropriate arrangement and alignment of the Be accelerator nozzles can be reached further because the Saturated steam / air mixture in the desired way in the cook chamber circulates so that the entire goods are even with the saturated steam / air mixture and an even temperature throughout the cooking chamber temperature distribution.
Um neben dem Impuls des aus den Beschleunigerdüsen aus tretenden Sattdampfs auch den thermischen Auftrieb des Sattdampf/Gasgemischs in der Kochkammer zur Erzeugung oder Aufrechterhaltung einer Zirkulation auszunutzen, sieht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfin dung vor, da der Sattdampf von oben in die Kochkammer injiziert wird, so daß sich eine vertikale Zirkulation des Sattdampf/Luftgemischs ausbildet, die unterhalb der Beschleunigerdüsen eine Abwärtsströmung und zwischen den Beschleunigerdüsen eine Aufwärtsströmung umfaßt. Vorzugsweise sind die Beschleunigerdüsen derart im obe ren Teil der Kochkammer angeordnet, da der Sattdampf nach dem Austritt aus den Beschleunigerdüsen zusammen mit der mitgerissenen Luft zuerst an gegenüberliegenden Seitenwänden der Kochkammer nach unten in Richtung des Bodens der Kochkammer und anschließend in der Mitte der Kochkammer nach oben strömt, wobei er die auf dem oder den Kochwagen angeordnete Ware umstreicht. Durch diese Maßnahme wird erreicht, da die Zirkulation des Satt dampf/Luftgemischs im Bereich der Ware aufgrund des thermischen Auftriebs auch bei einer kurzzeitigen Un terbrechung der Sattdampfzufuhr anhält, so daß sich an der Oberfläche der Ware keine den Wärmeübergang behin dernde ruhende Luftschicht ausbilden kann.To in addition to the impulse from the accelerator nozzles saturated steam also the thermal buoyancy of the Saturated steam / gas mixture in the cooking chamber for generation or to maintain circulation, sees a further preferred embodiment of the Erfin the saturated steam from above into the cooking chamber is injected so that there is a vertical circulation of the saturated steam / air mixture that forms below the Accelerator nozzles have a downward flow and between the accelerator nozzles includes an upward flow. The accelerator nozzles are preferably in the above manner ren part of the cooking chamber arranged because the saturated steam together after exiting the accelerator nozzles with the entrained air first on opposite Side walls of the cooking chamber down towards the Bottom of the cooking chamber and then in the middle of the Cooking chamber flows upwards, the one on the or passes the goods arranged in the cooking cart. Through this Measure is achieved because the circulation of sati vapor / air mixture in the area of the goods due to the thermal buoyancy even with a brief Un Interruption of the saturated steam supply continues, so that the surface of the goods no heat transfer permanent dormant air layer can form.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein übermäßig starkes Aufheizen der in der Nähe der Beschleunigerdüsen angeordneten Ware dadurch ver mieden werden, da der Sattdampfstrahl jeweils von der Ware weg gelenkt und vorzugsweise schräg von oben gegen eine der Beschleunigerdüse benachbarte Seitenwand der Kochkammer gerichtet wird, wobei zudem durch den Auf prall eine weitere Verwirbelung erfolgt. Die Ablenkung des Sattdampfstrahls erfolgt zweckmäßig dadurch, da die nach unten weisenden Beschleunigerdüsen unter einem Winkel gegenüber der Vertikalen von der Ware weg in Richtung der benachbarten Seitenwand geneigt sind.According to an advantageous embodiment of the invention can overheat the nearby of the accelerator nozzles arranged thereby ver be avoided, since the saturated steam jet from the Goods steered away and preferably at an angle from above a side wall of the accelerator nozzle Cooking chamber is directed, whereby also by the Auf further swirling plump. The distraction the saturated steam jet expediently takes place because the downward accelerator nozzles under one Angle in relation to the vertical away from the goods Are inclined towards the adjacent side wall.
Um insbesondere bei relativ langen Mehrwagen-Kochkam mern Unterschiede bei der Beladung der Wagen und da durch bedingte unterschiedliche Strömungswiderstände auszugleichen und eine Vergleichmäßigung der Temperatur in der gesamten Kammer sicherzustellen, sieht eine wei tere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, da der vertikalen Zirkulation in der Kochkammer eine im we sentlichen parallel zu den Seitenwänden in Umfangsrich tung der Kochkammer verlaufende horizontale Zirkulation überlagert wird. Dies wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß mindestens ein Teil der nach unten weisenden Be schleunigerdüsen in einem Bereich angeordnet ist, der an den Seitenwänden der Kochkammer entlang um diese herum verläuft, und da die Beschleunigerdüsen jeweils in derselben Umfangsrichtung unter einem Winkel gegen über der Vertikalen geneigt sind.In order to cook especially when the cooker was relatively long Differences in the loading of the wagons and there due to different flow resistances balance and an equalization of the temperature ensure in the entire chamber sees a white tere preferred embodiment of the invention, since the vertical circulation in the cooking chamber one in the we substantially parallel to the side walls in the circumferential direction horizontal circulation is superimposed. This is expediently achieved by that at least part of the downward facing Be accelerator nozzles is arranged in an area which around the side walls of the cooking chamber runs around, and since the accelerator nozzles each in the same circumferential direction at an angle are inclined above the vertical.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Dampfzufuhr in Abhängigkeit von der Temperatur in der Kochkammer, wobei vorzugsweise auf eine Aufheizphase mit kontinuierlicher Sattdampfin jektion eine Warmhaltephase mit intermittierender Satt dampfinjektion folgt, so daß die Sattdampfzufuhr bei Erreichen eines vorgegebenen Temperatursollwerts in der Kochkammer verringert werden kann, ohne die Austritts geschwindigkeit des Sattdampfs herabzusetzen und damit die Umwälzung des Sattdampf/Luftgemischs zu beeinträch tigen. Zwischen der Aufheizphase und der Warmhaltephase ist zweckmäßig eine Übergangsphase vorgesehen, in der bei Annäherung an den Temperatursollwert auf aufeinan derfolgende Einzelinjektionen übergegangen und deren Dauer schrittweise verringert wird. Um bei einer inter mittierenden Zufuhr von Sattdampf während der Warmhal tephase und ggf. während der Übergangsphase ein Abreißen der Zirkulation in der Kochkammer zu verhindern, wird der Sattdampf gemäß einer weiteren bevorzugten Ausge staltung der Erfindung jeweils nur mit kurzzeitigen Unterbrechungen von wenigen Sekunden in die Kochkammer injiziert.According to a further advantageous embodiment of the Invention, the steam supply is dependent on the temperature in the cooking chamber, preferably on a heating phase with continuous saturated steam a warming phase with intermittent satiation steam injection follows, so that the saturated steam supply at Reaching a predetermined temperature setpoint in the Cooking chamber can be reduced without the exit reduce the speed of saturated steam and thus to affect the circulation of the saturated steam / air mixture term. Between the heating phase and the keeping warm phase a transition phase is expediently provided in which when approaching the temperature setpoint the following single injections passed and their Duration is gradually reduced. In order to have an inter middle supply of saturated steam during the warmhal tephase and, if necessary, tearing off during the transition phase to prevent circulation in the cooking chamber the saturated steam according to a further preferred embodiment staltung of the invention only with short-term Interruptions of a few seconds in the cooking chamber injected.
Zur Steuerung der Sattdampfzufuhr wird vorzugsweise ein PID-Regler verwendet, bei dem der P-Anteil am Steuerge rät derart vorgegeben werden kann, da es nur zu den ge nannten kurzzeitigen Unterbrechungen der Sattdampfzu fuhr kommt, so daß sich die Zirkulation in der Kochkam mer nie bis zu einem Abreißen der Strömung verlangsamt.A is preferably used to control the saturated steam supply PID controller used, in which the P part of the control area advises can be specified in this way, since it only applies to the ge called brief interruptions to saturated steam drove comes, so that the circulation in the cook came never slowed down until the flow stopped.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigenIn the following the invention is based on one in the Drawing shown in a schematic manner example explained in more detail. Show it
Fig. 1 eine Perspektivische Ansicht einer mit drei Kochwagen beschickten Mehrwagen-Kochkammer; Figure 1 is a perspective view of a multi-car cooking chamber loaded with three cooking trolleys.
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kochkammer entlang der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 2 shows a cross section through the cooking chamber along the line 2-2 of Fig. 1;
Fig. 3 einen horizontalen Schnitt durch die Kochkammer entlang der Linie 3-3 der Fig. 2; Figure 3 is a horizontal section through the cooking chamber along the line 3-3 of Fig. 2.
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Kochkammer entlang der Linie 4-4 der Fig. 3; Fig. 4 shows a longitudinal section through the cooking chamber along the line 4-4 of FIG. 3;
Fig. 5a eine Seitenansicht einer mit mehreren Beschleu nigerdüsen verbundenen Dampfzufuhrleitung; Fig. 5a is a side view of a steam supply line connected to a plurality of accelerator nozzles;
Fig. 5b einen Längsschnitt durch eine Beschleunigerdüse; FIG. 5b is a longitudinal section through an accelerator nozzle;
Fig. 6 ein Schaubild, welches den Temperaturverlauf in der Kochkammer und im Inneren der Ware während eines Kochvorgangs sowie die Art und Weise der Dampfzufuhr während einzelner Phasen des Koch vorgangs veranschaulicht. Fig. 6 is a graph illustrating the temperature profile in the cooking chamber and inside of the goods during a cooking process and the manner in which steam is supplied during individual phases of the cooking process.
Die in der Zeichnung dargestellte Kochkammer 2 ist Teil einer Vorrichtung oder Anordnung zum Kochen von Fleisch- und Wurstwaren oder dergleichen, welche neben der Koch kammer 2 im wesentlichen einen Sattdampferzeuger, eine Einrichtung zur Zufuhr von Sattdampf vom Sattdampf erzeuger zur Kochkammer 2, eine Regelungseinrichtung für die Sattdampfzufuhr sowie eine mit zwei Bodensyphons 4 der Kochkammer 2 verbundene Einrichtung zur Entsorgung des beim Kochen in der Kochkammer 2 anfallenden Kondens wassers umfaßt.The cooking chamber 2 shown in the drawing is part of a device or arrangement for cooking meat and sausages or the like, which in addition to the cooking chamber 2 essentially a saturated steam generator, a device for supplying saturated steam from the saturated steam generator to the cooking chamber 2 , a control device for the saturated steam supply and a device connected to two floor siphons 4 of the cooking chamber 2 for disposing of the condensation water produced when cooking in the cooking chamber 2 .
Die Kochkammer 2 besteht im wesentlichen aus einem qua derförmigen wärmeisolierten Gehäuse 6 mit einer ver schließbaren Türe 8, durch welche die Kochkammer 2 mit Kochwagen 10 beschickt werden kann, die mit der zu ko chenden Ware (nicht dargestellt) beladen sind. Die in neren Abmessungen der Kochkammer 2 sind so an die äuße ren Abmessungen der Kochwagen 10 angepaßt, da zwischen den Seitenwänden 12, 14 der Kochkammer 2 und den seitli chen Begrenzungen der Kochwagen 10 sowie zwischen be nachbarten Kochwagen 10 ein schmaler Zwischenraum 16 freibleibt. Das Gesamtvolumen der Kochkammer 2 beträgt bei einer Grundfläche von etwa 3,3 m und einer Höhe von etwa 2 m ungefähr 6,6 m.The cooking chamber 2 consists essentially of a qua derformen heat-insulated housing 6 with a ver closable door 8 through which the cooking chamber 2 can be loaded with cooking trolleys 10 , which are loaded with the goods to be chilled (not shown). The other dimensions of the cooking chamber 2 are so adapted to the outer dimensions of the cooking trolley 10 , since between the side walls 12 , 14 of the cooking chamber 2 and the lateral limits of the cooking trolley 10 and between the adjacent cooking trolley 10, a narrow space 16 remains free. The total volume of the cooking chamber 2 is approximately 6.6 m with a base area of approximately 3.3 m and a height of approximately 2 m.
Zum Kochen der in die Kochkammer 2 eingebrachten Ware kann Sattdampf vom Sattdampferzeuger in die unter Atmos phärendruck gehaltene Kochkammer 2 zugeführt werden. Für die Dampfzufuhr weist die Kochkammer 2 zwei Reihen von jeweils vier Beschleunigerdüsen 20 auf, die neben einander und parallel zu den Längsseitenwänden 12 in einem Deckenraum 18 der Kochkammer 2 angeordnet und durch eine verzweigte, mit einem Absperrventil versehe ne gemeinsame Dampfzufuhrleitung 26 mit dem Sattdampf erzeuger verbunden sind. Die Beschleunigerdüsen 20 wei sen einen in Richtung ihrer Austrittsöffnung 28 verjüng ten Innenquerschnitt auf, so daß aus der Dampfzufuhrleitung 26 in eine Beschleunigerdüse 20 eintretender Sattdampf in der Düse 20 beschleunigt wird. Bei einem eintrittsseitigen Überdruck von etwa 0,5 bar und einer Strömungsgeschwindigkeit in der Dampfzufuhrleitung 26 von etwa 12,5 m/s bei gegebenenem Querschnittsverhält nis (Fig. 5b) der aus der Beschleunigerdüse 20 austre tende Sattdampf mit einer Geschwindigkeit von bis zu 200 m/s in die Kochkammer 2 injiziert, so daß sich in der Kochkammer 2 starke Turbulenzen bilden, die für eine intensive Verwirbelung und Vermischung mit der Luft in der Kochkammer 2 sorgen. In der Kochkammer 2 selbst werden Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 1 m/s angestrebt, die sich bei den oben genannten Abmessungen der Kochkammer 2 durch eine Injektion von Sattdampf unter den zuvor genannten Bedingungen ohne weiteres erreichen lassen.To cook the introduced into the cooking chamber 2 Goods saturated steam can be fed into the phärendruck held under Atmos cooking chamber 2 from the saturated steam generator. For the steam supply, the cooking chamber 2 has two rows of four accelerator nozzles 20 , which are arranged next to one another and parallel to the longitudinal side walls 12 in a ceiling space 18 of the cooking chamber 2 , and through a branched, provided with a shut-off valve ne common steam supply line 26 with the saturated steam generator are connected. The accelerator nozzles 20 wei sen a in the direction of its outlet opening 28 th internal cross-section verjüng, so that 26 entering into an accelerator nozzle 20 saturated steam is accelerated in the nozzle 20 from the steam supply line. With an inlet-side excess pressure of approximately 0.5 bar and a flow speed in the steam supply line 26 of approximately 12.5 m / s for a given cross-sectional ratio ( FIG. 5b), the saturated steam emerging from the accelerator nozzle 20 at a speed of up to 200 m / s injected into the cooking chamber 2 , so that strong turbulence forms in the cooking chamber 2 , which ensure intensive swirling and mixing with the air in the cooking chamber 2 . In the cooking chamber 2 itself, flow velocities of about 1 m / s are aimed for, which, given the dimensions of the cooking chamber 2 mentioned above, can be easily achieved by injecting saturated steam under the aforementioned conditions.
Die Beschleunigerdüsen 20 sind jeweils so angeordnet, daß sich ihre Austrittsöffnung 28 am oberen Ende des Zwischenraums 16 zwischen den Längsseitenwänden 12 der Kochkammer 2 und den Kochwagen 10 befindet, so daß der austretende Sattdampfstrahl nach unten in den Zwischen raum 16 hinein gerichtet ist. Dadurch wird erreicht, daß der Sattdampf Luft aus der Kammer in den Zwischen raum 16 mitreißt, wo eine intensive Verwirbelung er folgt. Das im Zwischenraum 16 nach unten strömende Satt dampf/Luftgemisch gelangt über Freiräume zwischen der Ware und unter dem Boden der Kochwagen 10 zur Mitte der Kochkammer 2, wo es aufgrund des thermischen Auftriebs zwischen der Ware nach oben strömt. Dabei kühlt es sich an den kälteren Oberflächen der Ware ab, wobei ein Teil des Wasserdampfs kondensiert und sich an der Ware nie derschlägt. Dabei wird die Kondensationswärme auf die Ware übertragen und erwärmt diese. Gleichzeitig verhin dert das an der Oberfläche der Ware gebildete Kondens wasser ein Austrocknen der Ware.The accelerator nozzles 20 are each arranged so that their outlet opening 28 is located at the upper end of the space 16 between the longitudinal side walls 12 of the cooking chamber 2 and the cooking trolley 10 , so that the exiting saturated steam jet is directed downwards into the intermediate space 16 . It is thereby achieved that the saturated steam entrains air from the chamber into the intermediate space 16 , where it follows an intensive swirl. The saturated steam / air mixture flowing down in the intermediate space 16 passes through free spaces between the goods and under the bottom of the cooking trolley 10 to the center of the cooking chamber 2 , where it flows upwards due to the thermal buoyancy between the goods. It cools down on the colder surfaces of the goods, with some of the water vapor condensing and never hitting the goods. The heat of condensation is transferred to the goods and heats them up. At the same time, the condensed water formed on the surface of the goods prevents the goods from drying out.
Durch das Mitreißen von Luft bei der Injektion des Satt dampfs entsteht hinter der Austrittsöffnung 28 der Be schleunigerdüse 20 ein Unterdruck, der dafür sorgt, daß das zwischen der Ware hindurch in den Deckenraum 18 ge langte abgekühlte und mit weniger Feuchtigkeit beladene Sattdampf/Luftgemisch wieder in Richtung der Beschleu nigerdüsen 20 angesaugt wird, so daß insgesamt eine durch Pfeile P1 in Fig. 1 und 2 dargestellte vertikale Zirkulation des Sattdampf/Luftgemischs in der Kochkam mer 2 erzeugt wird.The entrainment of air during the injection of the saturated steam creates a negative pressure behind the outlet opening 28 of the loading accelerator nozzle 20 , which ensures that the cooled and less moisture-laden saturated steam / air mixture between the goods passes into the ceiling space 18 direction of the nozzle is sucked Accelerat niger 20, so that overall a direction shown by arrows P1 in Fig. 1 and 2, vertical circulation of the saturated steam / air mixture is generated in the Kochkam mer 2.
Die Beschleunigerdüsen 20 weisen mit ihrer Austritts öffnung 28 schräg nach unten, wobei sie sowohl auf die benachbarte Längsseitenwand 12 als auch auf eine der Stirnseitenwände 14 zu gerichtet sind. Mit anderen Wor ten schließen die Projektionen der Beschleunigerdüsen in eine zu den Längsseitenwänden 12 senkrechte Verti kalebene und in eine zu den Stirnseitenwänden 14 senk rechte Vertikalebene einen Winkel mit der Vertikalen ein, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweckmäßig zwischen 5° und 10° liegt und vorzugsweise 7° beträgt. Dabei sind jeweils die Beschleunigerdüsen 20 einer Düsenreihe zur gleichen Stirnseitenwand 14 hin geneigt, während die Beschleunigerdüsen 20 der anderen Düsenreihe zur gegenüberliegenden Stirnseitenwand 14 hin weisen. Während durch die Neigung der Beschleuni gerdüsen 20 in Richtung der jeweils benachbarten Längs seitenwand 12 verhindert wird, daß der Sattdampfstrahl unmittelbar auf die zu kochende Ware auftrifft und die se überhitzt und schädigt, wird der Sattdampfstrahl durch die Neigung der Beschleunigerdüsen 20 der beiden Düsenreihen in jeweils entgegengesetzter Richtung in einer horizontalen Umfangsrichtung der Kochkammer 2 abgelenkt, so daß der vertikalen Zirkulation eine durch Pfeile P2 in Fig. 1 und 3 dargestellte horizontale Zir kulation in der Kochkammer 2 überlagert wird. Durch den schrägen Aufprall des Sattdampfstrahls auf die benach barte Längsseitenwand 12 wird dieser außerdem zusätz lich verwirbelt.The accelerator nozzles 20 point with their outlet opening 28 obliquely downward, whereby they are directed both towards the adjacent longitudinal side wall 12 and towards one of the end side walls 14 . Th other Wor close the projections of the accelerator nozzle in a plane perpendicular to the longitudinal side walls 12 Verti kalebene and in one of the end walls 14 perpendicular right vertical plane an angle with the vertical one, which is useful in the illustrated embodiment between 5 ° and 10 ° and preferably Is 7 °. In each case, the accelerator nozzles 20 of one row of nozzles are inclined toward the same end wall 14 , while the accelerator nozzles 20 of the other row of nozzles point toward the opposite end wall 14 . While gerdüsen 20 is prevented by the inclination of the accelerator 20 in the direction of the respective adjacent longitudinal side wall 12 that the saturated steam jet strikes the product to be cooked directly and overheats and damages the saturated steam jet is caused by the inclination of the accelerator nozzles 20 of the two rows of nozzles in each opposite direction in a horizontal circumferential direction of the cooking chamber 2 deflected so that the vertical circulation is a horizontal zir in the cooking chamber 2 is shown by arrows P2 in Fig. 1 and 3 superimposed. Due to the oblique impact of the saturated steam jet on the adjacent long side wall 12 , this is also additionally vortexed.
Das von der Ware und den Kochwagen 10 abtropfende Kon denswasser fließt über den schwach geneigten Boden der Kochkammer 2 in die zwei Bodensyphons 4 (Fig. 4) und kann nach einem Hindurchtritt in einem Sammelbehälter aufgefangen und vorschriftsgemäß entsorgt werden.The dripping from the goods and the cooking trolley 10 Kon denswasser flows over the slightly inclined floor of the cooking chamber 2 in the two floor siphons 4 ( Fig. 4) and can be collected after a passage in a collection container and disposed of properly.
Die Regelung der Sattdampfzufuhr in die Kochkammer 2 erfolgt in Abhängigkeit von der Temperatur in der Koch kammer 2. Diese wird zweckmäßig mit einem nicht darge stellten Temperaturfühler im Deckenraum 18 gemessen. Das Ausgangssignal des Temperaturfühlers wird einem PID-Regler (nicht dargestellt) zugeführt, der das Ab sperrventil in der Sattdampfzufuhrleitung 26 in Abhän gigkeit von der gemessenen Temperatur öffnet oder schließt. Das Ende des Kochvorgangs wird durch eine Temperaturmessung im Kern der Ware bestimmt, beispiels weise mit Hilfe eines als Stichfühler ausgebildeten Temperaturfühlers, der an einer ausgewählten Stelle in der Mitte des Wagens in die Ware eingestochen wird und eine gewisse Zeit nach Erreichen einer vorgegebenen Temperatur-Sollwerts im Kern von etwa 65°C über den Regler eine Abschaltung der Sattdampfzufuhr bewirkt. Fig. 6 zeigt den zeitabhängigen Verlauf der Kochkammer temperatur und der Kerntemperatur sowie den Öffnungs- und Schließzustand des Absperrventils bzw. der Satt dampfzufuhr.The regulation of the saturated steam supply in the cooking chamber 2 takes place depending on the temperature in the cooking chamber 2nd This is expediently measured with a temperature sensor not shown in the ceiling space 18 . The output signal of the temperature sensor is fed to a PID controller (not shown), which opens or closes the shut-off valve in the saturated steam supply line 26 as a function of the measured temperature. The end of the cooking process is determined by a temperature measurement in the core of the goods, for example with the help of a temperature sensor designed as a stitch sensor, which is inserted into the goods at a selected point in the middle of the cart and a certain time after reaching a predetermined temperature setpoint at a core of around 65 ° C, the saturated steam supply is switched off via the controller. Fig. 6 shows the time-dependent course of the cooking chamber temperature and the core temperature as well as the opening and closing state of the shut-off valve or the saturated steam supply.
Das Absperrventil bleibt während einer Aufheizphase zu Beginn des Kochvorgangs kontinuierlich geöffnet, bis sich die Luft in der Kochkammer durch fortlaufende Zu fuhr von Sattdampf mit einer Temperatur von etwa 107°C (vor der Entspannung in den Beschleunigerdüsen) von ei ner Ausgangs- oder Umgebungstemperatur auf eine Tempe ratur von etwa 70°C erwärmt hat. Um eine Aufheizung der Kochkammer 2 auf eine Temperatur oberhalb des ge wünschten Kammertemperatur-Sollwerts von etwa 80°C zu vermeiden, schließt sich an die etwa 40 Minuten dauern de Aufheizphase eine Übergangsphase von etwa 30 Minuten Länge an, in welcher der Sattdampf durch abwechselndes Öffnen und Schließen der Dampfzufuhr intermittierend zugeführt wird, wobei in dieser Phase die Zeitspannen, in denen eine Dampfzufuhr erfolgt, schrittweise bis zu einer Dauer von etwa 2 bis 3 Sekunden verkürzt werden. In der an die Übergangsphase anschließenden Warmhalte phase bis zum Ende des Kochvorgangs erfolgt das Öffnen und Schließen der Dampfzufuhr in einem annähernd perio dischen Takt, wobei es jeweils für etwa 2 bis 3 Sekun den geöffnet und anschließend für etwa 5 bis 7 Sekunden geschlossen wird. Während der Warmhaltephase wird die Temperatur in der Kochkammer 2 durch die Regelung der Dampfzufuhr konstant gehalten, bis der Kochvorgang nach dem Erreichen der vorgegebenen Kerntemperatur in der Ware abgebrochen wird.The shut-off valve remains open during a heating-up phase at the beginning of the cooking process until the air in the cooking chamber rises from a starting or ambient temperature due to the continuous supply of saturated steam at a temperature of around 107 ° C (before relaxation in the accelerator nozzles) has heated a temperature of about 70 ° C. In order to avoid heating the cooking chamber 2 to a temperature above the desired chamber temperature setpoint of approximately 80 ° C., the approximately 40 minutes de heating phase is followed by a transition phase of approximately 30 minutes in which the saturated steam is alternately opened and closing the steam supply intermittently, in which phase the periods in which steam is supplied are gradually reduced to a duration of about 2 to 3 seconds. In the warming phase following the transition phase until the end of the cooking process, the steam supply is opened and closed in an approximately periodic cycle, opening it for about 2 to 3 seconds and then closing it for about 5 to 7 seconds. During the keep-warm phase, the temperature in the cooking chamber 2 is kept constant by regulating the steam supply until the cooking process is stopped after the predetermined core temperature in the goods has been reached.
Durch die intermittierende Zufuhr des Sattdampf während der Warmhaltephase wird sichergestellt, da nur die zur Aufrechterhaltung der Kammertemperatur erforderliche Wärmemenge durch Injektion von Sattdampf in die Koch kammer zugeführt wird. Da bei geöffnetem Absperrventil stets eine gleichbleibende Sattdampfmenge pro Zeitein heit in die Kochkammer 2 zugeführt wird, ändert sich außerdem die Austrittsgeschwindigkeit des Sattdampfs an der Beschleunigerdüse nicht, so daß die Verwirbelung des Sattdampfs mit der Kammerluft und die Umwälzung des Sattdampf/Luftgemischs während der Sattdampfinjektions takte nicht beeinträchtigt wird.The intermittent supply of saturated steam during the keep-warm phase ensures that only the amount of heat required to maintain the chamber temperature is fed into the cooking chamber by injecting saturated steam. Since with the shut-off valve always a constant amount of saturated steam per Zeitein unit is supplied to the cooking chamber 2 , the exit velocity of the saturated steam at the accelerator nozzle does not change, so that the swirling of the saturated steam with the chamber air and the circulation of the saturated steam / air mixture during the saturated steam injection cycle is not affected.
Allerdings kommt es bei geschlossenem Absperrventil je weils zu einem Abklingen der Zirkulation in der Koch kammer 2, wobei sich die Strömungsgeschwindigkeit stark verlangsamt. Um ein Abreißen der Zirkulation zu verhin dern, darf die Dampfzufuhr nicht länger als etwa 10 Se kunden unterbrochen werden, was durch eine entsprechen de Einstellung des P-Anteils am Steuergerät des PID-Reg lers erreicht werden kann.However, when the shut-off valve is closed, the circulation in the cooking chamber 2 decays, the flow speed slowing down considerably. In order to prevent the circulation from breaking off, the steam supply must not be interrupted for longer than about 10 seconds, which can be achieved by setting the P component accordingly on the control unit of the PID controller.
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