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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum automatischen Auftauen von Nahrungsmitteln,
die in einen Ofen mit nach Wunsch miteinander zu kombinierenden
Erwärmungsarten,
durch Umluft, Grill und Mikrowellen, gebracht sind, also ein sogenanntes Auftau-Automatik-Programm
für einen
derartigen Ofen, der folgende Elemente aufweist: einen Ofenraum
und eine Steuervorrichtung, die entweder kombiniert oder. getrennt
und während
einer zuvor vom Benutzer gewählten
Auftauzeit t, die der Dauer eines automatischen Auftauvorgangs entspricht,
ein Umluftheizelement, ein vom Umluftheizelement umgebenes Gebläse, das
im Ofenraum einen Luftumlauf zwischen mindestens einem Lufteinlaß und mindestens
einem Luftauslaß erzeugt,
ein Grill-Heizelement und ein Magnetron einschaltet, d.h. mit elektrischer Energie
versorgt.
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US 4,525,615 beschreibt
allgemein ein Verfahren zum Auftauen von Nahrungsmitteln mittels
Mikrowellenenergie. In Abhängigkeit
von der Art des Nahrungsmittels werden verschiedene Auftauprofile angewendet,
wobei jedes Profil sich aus zwei oder drei Zeitabschnitten zusammensetzt.
Diese Zeitabschnitte berechnen sich im wesentlichen aus dem Gewicht
des Nahrungsmittels. Die Profile unterscheiden sich durch die jeweils
eingesetzten Leistungen.
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Die
DE 38 30 431 C1 beschreibt
eine Auftaufunktion und einen Mikrowellenofen. Die Auftauleistung
wird dem Garraum als Impulsfolge zugeführt, wobei das Taktverhältnis von
zugeführtem
Leistungsimpuls zu nachfolgender Leistungspause abhängig von
der gewählten
Auftaustufe variiert. Auch in der
US
3,470,942 wird die Mikrowellenleistung dem aufzutauenden
Gargut als Impulsfolge zugeführt.
Um eine Abnahme der zugeführten
Mikrowellenenergie zu erreichen, ist es möglich, die Dauer oder die Amplitude
der Heizimpulse kontinuierlich zu reduzieren.
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Schließlich offenbart
die
JP 5807630A einen Mikrowellenofen,
bei dem die Auftauzeit in Abhängigkeit
von dem Gewicht des Garguts festgelegt wird und kontinuierlich über ein
Gebläse
heiße
Luft im Garraum umgewälzt
wird.
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In
derartigen Öfen
schaltet bei einem Verfahren zum automatischen Auftauen eines Nahrungsmittels,
das in den Ofen gestellt ist, die Steuervorrichtung nur das Magnetron
in mehreren Zyklen ein, in deren Verlauf man die Mikrowellenenergie
herabsetzt, um die kristallinen Strukturen des gefrorenen Nahrungsmittels
zu zerbrechen und so ein gutes Auftauen zu erhalten. Obgleich so
die Qualität
der aufgetauten Nahrungsmitteln deutlich besser ist als bei Anwendung üblicher
Auftaumethoden, wie durch einen Luftstrom oder ein Bad in warmem
Wasser, ist dieses oben beschriebene automatische Auftauverfahren leider
noch nicht immer befriedigend. Tatsächlich sind die Auftaueffekte meist
nicht gleichmäßig und die
aufgetauten Nahrungsmittel weisen kalte Bereiche auf, in denen die
Energie nicht tief genug eingedrungen ist, und/oder warme Bereiche,
in denen wegen ortlicher Wärmestaus
die Erwärmung
des Nahrungsmittels zu stark ist. Daher zeigt das Nahrungsmittel
am Ende eines automatischen Auftauverfahrens weder das Aussehen
noch den Charakter eines frischen Nahrungsmittels bei Raumtemperatur.
Wenn man dann ein solches Nahrungsmittel verarbeitet, beispielsweise
durch Kochen oder Braten, wird das schlecht aufgetaute Nahrungsmittel
nicht optimal und gleichmäßig erwärmt und
man erhält
daher ein schlecht gegartes Nahrungsmittel.
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Die
Erfindung hat die Aufgabe, die erwähnten Nachteile zu beheben
und besonders die Verteilung der Energien im Ofenraum während des
automatischen Auftauverfahrens zu modifizieren.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen
von Anspruch 1 vor.
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So
werden durch die Kombination von Mikrowellenenergie und Luftstromwärme die
Wärmeaustauschvorgänge im Inneren
des Ofens verbessert, und im Verlauf eines automatischen Auftauverfahrens
eines Nahrungsmittels unterliegt dieses weniger den bekannten Problemen
von Wärmestaus
in der Nähe
von 0°C.
Außerdem
ermöglicht
diese Kombination von Luftstrom und Mikrowellenenergie, eine gute Qualität des Auftauens
zu erhalten.
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Die
Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten und Vorteilen erläutert, jedoch
nicht begrenzt, durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels,
die sich auf die beigefügten
Zeichnungen bezieht. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Ofens zur Durchführung des erfindungsgemäßen automatische
Auftauverfahrens;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Ofens, dessen Schalttafel die Steuerung
und Kontrolle des erfindungsgemäßen automatischen
Auftauverfahrens ermöglicht;
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3 eine
graphische Darstellung des Verlaufs der Einschaltung des Magnetrons
und des Gebläses
während
eines automa tischen Auftauverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
graphische Darstellung der Einschaltung des Magnetrons, des Gebläses und
des Umluftheizelements (Widerstands) während eines automatischen Auftauverfahrens
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Der
in 1 gezeigte Ofen mit einer nach Wahl kombinierbaren
Heizung durch Umluft, Grill und Mikrowellen, weist einen Ofenraum 1 und
eine elektronische Steuervorrichtung 2 von bekannter Art
auf, die von einer nicht gezeigten Stromquelle entweder in Kombination
oder getrennt ein Umluftheizelement (Widerstand) 3, ein
in der Nähe
des Umluftheizelements 3 angeordnetes Gebläse 4,
ein Grill-Heizelement 5 und/oder ein Magnetron 6 speist.
Nach 1 umgibt das Umluftheizelement 3 das
Gebläse 4.
Das Umluftheizelement 3 und das Gebläse 4 sind im wesentlichen
auf halber Höhe
im Mittelbereich hinter der Rückwand
F des Ofenraums 1 angeordnet. Die Rückwand F weist am Umfang mindestens
einen Lufteinlaß E
auf, der Luft in den Ofenraum zuführt, sowie mindestens einen
gegenüber
dem Gebläse 4 angeordneten
Luftauslaß F,
wo Luft aus dem Ofenraum angesaugt wird. Im gezeigten Beispiel weist
die Rückwand
F vier Lufteinlässe
auf, die von gelochten Bereichen gebildet sind.
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Die
Temperatur im Ofenraum wird durch die elektronische Steuervorrichtung 2 mittels
eines Thermostaten D gesteuert, der im Ofenraum 1 angeordnet
und mit der Steuervorrichtung 2 verbunden ist. Man erkennt,
daß zur
Sicherheit die Summe der kombinierten Leistungen, die auf dem Niveau
der Stromquelle durch das Umluftheizelement 3, das Gebläse 4,
das Grill-Heizelement 5 und das Magnetron 6 aufgenommen
werden, kleiner als die Nennleistung der Energiequelle, in unserem
Beispiel kleiner als 3680 W sein muß.
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Wie
in 2 gezeigt, weist der Ofen ein Gehäuse 7 auf,
das die mit Bezug auf 1 beschriebenen Elemente umschließt. Eine
Tür 8 ist
an der Vorderseite des Gehäuses 7 angelenkt,
um den Ofenraum 1 zu öffnen
und zu verschließen,
und eine Schalttafel 9 ist an der rechten Seite der Vorderseite des
Gehäuses 7 vorgesehen.
Die Schalttafel 9 weist unter anderem eine Einschalttaste 10 für das vom Benutzer
wählbare
automatische Auf tauverfahren, eine Informationseingabevorrichtung 11 zur
Eingabe einer Auftauzeit t eines automatischen Auftauverfahrens,
eine Zeitanzeigevorrichtung 12 und einen Startknopf 13 zum
Starten des automatischen Auftauverfahrens auf. Die geeigneten Auftauzeiten
t für das
automatische Auftauverfahren sind im allgemeinen auf der Verpackung
der aufzutauenden Produkte, jedoch auch in Kochbüchern angegeben. Die Einschalttaste 10 der
Auftauautomatik, die Informationseingabe-Vorrichtung 11,
die Anzeigevorrichtung 12 und der Startknopf 13 sind
mit der elektronischen Steuervorrichtung 2 verbunden. Diese
Steuervorrichtung 2 weist an sich bekannte Rechenvorrichtungen
auf, welche die Betriebszyklen entweder in Kombination oder getrennt
des Umluftheizelements 3, des Gebläses 4, des Grill-Heizelements 5 und/oder
des Magnetrons 6, und zwar in Abhängigkeit von den vom Benutzer
gewählten
Informationen bestimmen.
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Erfindungsgemäß ist das
mit dem beschriebenen Ofen durchzuführende automatische Auftauverfahren
dadurch gekennzeichnet, daß während der gewählten Auftauzeit
t die Steuervorrichtung 2 gleichzeitig das Gebläse 4 kontinuierlich
und das Magnetron 6 gemäß einer
Mehrzahl von Zyklen von je gleichen oder verschiedenen Leistungsniveaus
steuert, deren Perioden durch die Steuervorrichtung festgelegt sind.
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3 zeigt
für ein
automatisches Auftauverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung die Diagramme der Stromversorgung des Magnetrons 6 und
des Gebläses 4 in
Abhängigkeit von
der Zeit.
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Während der
Auftauzeit t wird die Mikrowellenenergie in fünf Zyklen gleicher Dauer und
mit gleichem Leistungsniveau eingesetzt, deren Perioden von der
Rechenvorrichtung in Abhängigkeit
von der Auftauzeit t bestimmt sind. Die Rechenvorrichtung empfängt die
gewählte
Auftauzeit t und vergleicht diese mit einem Zeitschwellenwert SO,
der einer bestimmten Zeit entspricht, in der einerseits unterhalb des
Schwellenwerts SO die Mikrowellenenergie in fünf Zyklen von gleichbleibenden
Leistungsniveaus eingesetzt wird und andererseits oberhalb des Schwellenwertes
SO die Mikrowellenenergie in fünf Zyklen
mit abnehmendem Leistungsniveau eingesetzt wird. Der Schwellenwert
SO ist im wesentlichen gleich 1 Minute und 30 Sekunden. Wenn die
Dauer der gewählten
Auftauzeit t unterhalb oder gleich 1 Minute und 30 Sekunden ist,
wird das Leistungsniveau jeweils mit etwa 20% der vollen Mikrowellenleistung gewählt, wobei
letztere nahe bei 900 W liegt. Wenn die gewählte Auftauzeit t größer als
1 Minute und 30 Sekunden ist, werden die Leistungsniveaus entsprechend
bei etwa 60%, dann 40%, dann 20% und schließlich 10% der vollen Mikrowellenleistung
gewählt.
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Während dieser
gleichen Auftauzeit t ist das Gebläse 4 dauernd eingeschaltet
und erzeugt so einen Luftstrom im Ofenraum und bewirkt eine Umwälzung der
Luft im Inneren des Ofenraumes. Die Leistung des Gebläses 4 ist
mit einer Größe zwischen
14 bis 20 Litern/Sek. gewählt.
Im Verlauf von Untersuchungen der Anmelderin wurde als geeignete
Leistung des Gebläses
ein Wert von 16 Litern/Sek. gefunden.
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Der
Betrieb des automatischen Auftauverfahrens ist daher einfach und
wirksam.
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Nachdem
der Benutzer ein gefrorenes Nahrungsmittel in den Ofenraum gestellt
hat, gibt er die Auftauzeit t ein. Anschließend wählt der Benutzer die Einschalttaste "Auftau-Automatik" 10. Dann
drückt
er auf den Startknopf 13 und löst damit das automatische Auftauverfahren
aus. Die Auftauzeit t wird der elektronischen Steuervorrichtung 2 übermittelt,
die gleichzeitig das Magnetron 6 und das Gebläse 4 während des
automatischen Auftauverfahrens einschaltet.
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Infolge
dieser Sequenzen der Einschaltmodi des Magnetrons und des Gebläses wird
die Luftumwälzung
im Ofenraum kombiniert mit der Einstrahlung der Mikrowellenenergie
gemäß vorbestimmter Zyklen,
was die Wärmeaustauschvorgänge erheblich verbessert,
wodurch das automatische Auftauverfahren eines Nahrungsmittels dem
eines solchen Verfahrens in einem üblichen Ofen deutlich überlegen ist.
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Gemäß einem
anderen Merkmal der Erfindung schaltet die Steuervorrichtung 2 während der Auftauzeit
t das Umluftheizelement 3 gemäß einem von der Steuervorrichtung
bestimmten Einschalt/-Abschaltzyklus während einer kurzen Zeitdauer
d zu Beginn des automatischen Auftauverfahrens. Diese Zeit d entspricht
beispielsweise der Dauer der zwei ersten Zyklen der Mikrowellenenergie.
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Bei
der Einschaltung des Umluftheizelements steigt die Temperatur T
im Inneren des Ofenraumes erheblich an. Um zu vermeiden, daß die Wirkung
der Kombination von Mikrowellenenergie und Umluft begrenzt wird,
ist es daher unbedingt erforderlich, die Temperatur T zu regeln
und auf einen bestimmten Wert zu begrenzen, damit das Nahrungsmittel
nicht nachteilig beeinflußt
wird, beispielsweise durch ein beginnendes Garen oder eine Entwicklung von
Bakterien. Diese Regelung erfolgt durch die Steuervorrichtung 2,
die die Temperatur T mittels des Thermostaten D regelt. Die Temperatur
T liegt im wesentlichen nahe bei 25°C und entspricht der Raumtemperatur.
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4 zeigt
die Diagramme der Einschaltung des Umluftheizelements 2,
des Magnetrons 6 und des Gebläses 4 während eines
automatischen Auftauverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung, wobei das Umluftheizelement 3, das Magnetron 6 und
das Gebläse 4 von
der Steuervorrichtung 2 während der Auftauzeit t des
automatischen Auftauverfahrens, die vom Benutzer gewählt ist,
eingeschaltet werden.
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Während der
Auftauzeit t wird die Mikrowellenenergie gemäß den gleichen Zyklen wie für 3 beschrieben,
eingesetzt. Während
der gleichen Auftauzeit t bleibt das Gebläse dauernd eingeschaltet, wie
für 3 beschrieben.
Das Umluftheizelement 3 wird dagegen im Verlauf der Auftauzeit
t nur während der
Zeit d eingeschaltet.
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Infolge
dieser Energiezufuhr zu Beginn des automatischen Auftauverfahrens
wird das Aufbrechen der kristallinen Strukturen und damit das gesamte
automatische Auftauverfahren verbessert.