DE19643714C2 - Vorrichtung zum Regeln des Garvorgangs von zu garendem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Garvorgangs von zu garendem Gut.

Aus der DE 43 36 752 A1 ist ein Verfahren zum Anpassen der elektrischen Heizung an die zur Speisenzubereitung erforderlichen Kenngrößen bekannt, bei dem die Regelung der zugeführten Heizleistung in Abhängigkeit von Temperaturen erfolgt, die unterhalb eines Topfes in einem Ceranfeld gemessen werden. Aus diesen Temperaturen wird mittels mehr oder weniger komplizierten Algorithmen auf den tatsächlichen Garvorgang innerhalb des zu garenden bzw. zuzubereitenden Gutes geschlossen und die Heizleistung des Ceranfeldes wird so geregelt, daß die Temperaturen vorbestimmte Verläufe haben.

Die Zusammenhänge zwischen Temperaturen des Ceranfeldes und Garvorgang in einer zu bereitenden Speise sind verhältnismäßig kompliziert und häufig nicht eindeutig; auch kann ein Kochbeginn nur schwer exakt vorausgesagt werden, so daß die Gefahr eines Überkochens besteht.

Aus DE 44 01 642 A1 ist eine Vorrichtung zum Dampfgaren bei annähernd Umgebungsdruck bekannt, die ein mit einem Deckel verschließbares Dampfgarbecken aufweist, in das ein Gargutträger zur Aufnahme von Gargut einsetzbar ist. In einem Füllraum am Boden des Dampfgarbeckens ist Wasser einfüllbar, das über eine unterhalb des Bodens befindliche Widerstandsheizung erhitzt wird. Der dadurch erzeugte Wasserdampf erwärmt die auf dem Gargutträger befindlichen Speisen. Der Gargutträger ist oberhalb des Füllraumes angeordnet. Oberhalb des Gargutträgers ist eine Dampfauslassöffnung in der Wand des Dampfgarbeckens zum Druckausgleich gegenüber dem Umgebungsdruck vorgesehen. Es ist ferner eine mit der Widerstandsheizung in Verbindung stehende Regeleinrichtung zum Regeln der erzeugten Dampfmenge vorgesehen. Als Istwertgröße der Dampfmenge für die Regeleinrichtung wird ein Temperaturmesswert eines Temperatursensor verwendet, der in der Dampfströmung außerhalb des Füllraumes so angeordnet ist, dass eine Wärmeabgabe zur Umgebung derart erfolgt, dass sich die Sensortemperatur unterhalb der Siedetemperatur des Wassers in Abhängigkeit von der erzeugten Dampfmenge einstellt. Bei Erreichen einer bestimmten Dampfmenge als Sollwert schaltet die Regeleinrichtung die Heizung ab.

Die DE 41 36 133 A1 offenbart eine Anordnung zur Regelung der Heizleistung für einen von einer Kochplatte beheizbaren Topf mit einer sensorgesteuerten Elektronik. Dem Topf ist mindestens ein Sensor zur Erfassung der Temperatur der Nahrungsmittel zugeordnet. Der Topf ist ferner mit der Außenluft nur über ein Messrohr verbunden, in dem zum Erfassen des Dampfpunktes einer im Topf vorhandenen Flüssigkeit mindestens ein Dampfsensor angeordnet ist. Alle Sensoren sind auf die Elektronik geschaltet und über die Elektronik miteinander kombinierbar. Eine Heizeinrichtung der Kochstelle wird von der Elektronik angesteuert. Mit Hilfe des Dampfsensors wird der Dampfpunkt in dem Messrohr geregelt, indem die Temperatur konstant gehalten wird. Eine Regelung der Dampfmenge ist nicht offenbart. Mit einer Programmwahlvorrichtung kann der Elektronik ein vorgewähltes Temperatur-Zeit-Profil für den Garprozess eingegeben werden.

Die weitere Druckschrift DE-PS 224 819 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Menge von durch Leitungen strömendem Dampf. In der Leitung sind dazu Heizwiderstände sowie sich gegenüberliegend auf je einer Seite der Widerstände elektrische Thermometer eingeschaltet und außerdem elektrische Messeinrichtungen vorgesehen, mittels welcher der durch die Heizwiderstände und die elektrischen Thermometer fließende Strom bestimmt werden kann.

Schließlich ist aus DE 43 18 206 A1 eine Bedieneinheit für eine Erhitzungsvorrichtung wie einen Mikrowellenherd bekannt mit einem drehbaren Auswählknopf zum Auswählen von unterschiedlichen Gruppen von Kochmenüs und einer Starttaste zum Starten eines Kochvorganges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine hinsichtlich ihrer Durchführung einfache und genaue Regelung bzw. Kontrolle eines erwünschten Garvorgangs von zu garendem Gut möglich ist und bei der eine einfache und an das jeweilige zu garende Gut und den erwünschten Garvorgang anpaßbare Bedienung möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird zur Charakterisierung des Garvorgangs des zu garenden Gutes die Dampfmenge herangezogen, die sich bei der Garung bildet. Diese Dampfmenge gestattet einerseits, den Kochbeginn sehr genau festzustellen, da bei Kochbeginn die Dampfbildung einsetzt. Ein Überkochen kann somit sicher vermieden werden, da die hohe Heizleistung, die vor Kochbeginn zur schnelleren Anwärmung des zu garenden Gutes eingebracht wird, bei Kochbeginn unmittelbar auf einen Wert zurückgenommen werden kann, der geringer Dampfbildung entspricht. Die Heranziehung der Dampfbildung zur Regelung des Garvorgangs hat den weiteren Vorteil, daß der Garvorgang dadurch sehr spezifisch beschrieben ist. Beispielsweise müssen manche Speisen, wie z. B. Spätzle, sprudelnd gekocht werden, was starker Dampfbildung entspricht, wohingegen z. B. Gemüse unter geringerer Dampfbildung zubereitet werden sollen. Es ist dadurch möglich, auf Temperaturmessungen oder Leistungsvorgaben zu verzichten, da die Garaktivität unmittelbar über Messung der Dampfmenge geregelt wird.

Der Anspruch 2 kennzeichnet einen vorteilhaft einsetzbaren Sensor zur Messung der Dampfströmung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine Kurve, die den Zusammenhang zwischen dem Widerstandswert eines Thermowiderstandes und Dampfmenge zeigt.

Gemäß Fig. 1 befindet sich auf einem Kochfeld 2, beispielsweise einer Keramikkocheinrichtung, die mit einer Heizeinrichtung 4 versehen ist, ein Topf 6. Der Topf 6 weist einen Deckel 8 mit einer Öffnung 10 auf. In die Öffnung 10 ist ein Hohlzylinder 12 von etwa 12 mm. Durchmesser eingesetzt, in dem quer durch die freie Öffnung hindurchführend ein Thermowiderstand 14 angeordnet ist. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 1, wie durch den Pfeil angedeutet, der Thermowiderstand mit seiner Verschaltung rechts in schematischer Aufsicht dargestellt.

Ein Regel-/Steuergerät 16 enthält eine Bedieneinheit 18 und die eigentliche Regel-/Steuereinrichtung 20 mit einem Mikroprozessor 22, einem Zeitgeber 24, einem Speicherbau­ stein 26 sowie weiteren, an sich bekannten Einheiten, die nicht dargestellt und nicht im einzelnen beschrieben sind.

An das Regel-/Steuergerät sind die Heizeinrichtung 4 sowie der Thermowiderstand 14 über Stromzufuhrleitungen 28 und Meßleitungen 30 angeschlossen. Über die Stromzufuhrleitungen 28 wird der Thermowiderstand mit einer vorbestimmten, konstanten Heizleistung beschickt. Über die Meßleistungen wird der zwischen deren Anschlüssen an den Thermowiderstand vorhandene Spannungsabfall und damit, da der durch den Thermowiderstand fließende Heizstrom bekannt ist, der Widerstandswert gemessen.

Fig. 2 zeigt in der Kurve den Zusammenhang zwischen durch den Hohlzylinder 10 strömender Dampfmenge in Gramm je Stunde und dem Widerstandswert des in diesem Beispiel als PT 100 ausgebildeten Thermowiderstandes 14 für den Fall, daß der Thermowiderstand 14 über die Stromzufuhrleitungen mit einer konstanten Leistung von 800 Milliwatt beheizt wird. Die Bedieneinheit 18 weist ein Anzeigefeld 32 sowie Bedientasten 34 und Bedienknöpfe 36 auf.

Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Bei angenommen, in dem Topf 6 befinde sich zu garendes Gut 28, das 10 Minuten lang derart gegart werden soll, daß während des Garens in dem Topf 6 eine Dampfmenge von 500 g pro Stunde entsteht. Über die Bedientasteen 34 wird die gewünschte bzw. Solldampfmenge als Garungssollwert eingegeben und die gewünschte Garzeit eingegeben, wobei die Werte in dem Anzeigefeld 32 angezeigt werden und in den Speicherbaustein 26 übernommen werden.

Trotz in Betrieb gesetzter Heizeinrichtung 4 entsteht innerhalb des Topfes 6 zunächst kein Dampf. Dies führt dazu, daß die Temperatur des Thermowiderstandes 14, der beispiels­ weise als ein PT 100-Widerstandstemperatursensor ausgebildet ist und aus dem Regel-/Steuergerät 16 über die Stromzufuhrleitungen 28 mit einer konstanten Leistung von 800 Milliwatt beheizt wird, auf etwa 400°C ansteigt, was einem Widerstand von etwa 250 Ohm entspricht (Fig. 2). Dieser Widerstand ist größer als der der erwünschten Dampf­ menge von 500 g/h entsprechende Widerstand von ca. 200 Ohm (Fig. 2), der entsprechend der Kennlinie gemäß Fig. 2 im Speicherbaustein 26 als Sollwiderstandswert abgelegt ist. Die Regel-/Steuereinrichtung 20 steuert die Heizleistung der Heizeinrichtung 4 auf den maximalen Wert, da der hohe Widerstand zu geringe Dampferzeugung anzeigt. Sobald das im Topf 6 befindliche Gut zu kochen beginnt, setzt rasch eine hohe Dampferzeugung ein, die den Thermowiderstand derart abkühlt, daß sein Wert unter 200 Ohm absinkt. Dies bedeutet einen Abfall unter dem Sollwert, woraufhin die Regel- /Steuereinrichtung die Heizleistung der Heizeinrichtung 4 zurückregelt. Der Regelvorgang hält an, bis der Wert des Thermowiderstandes 14, der über die Meßleitungen 30 gemessen wird, bei dem Sollwert von 200 Ohm liegt, der der erwünschten Dampfmenge entspricht. Wenn die eingestellten 10 Minuten vorbei sind, wird die Heizeinrichtung 4 außer Betrieb gesetzt, was vorteilhafterweise durch ein optisches oder akkustisches Signal von der Bedieneinheit 18 angezeigt wird.

Es sind vielfältige Abänderungen der beschriebenen Vorrichtung möglich:

Der Sensor zum Messen der erzeugten Dampfmenge kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein, beispielsweise auch als Durchflußmeßgerät, das die durchströmende Dampfmenge direkt mißt. Er kann fest mit dem Deckel 8 verbunden sein oder als auf einfache Weise in den Deckel 8 einsetzbarer Sensor ausgebildet sein.

Über die Bedieneinheit 18 können vorbestimmte Stufen von Garaktivitäten eingegeben werden, die von sprudelndem Kochen bis über vereinzelte Bläschenbildung reichen und beispielsweise als stark, mittelstark, mittel, mittelschwach und schwach bezeichnet sind. Über die Bedienknöpfe 36, die beispielsweise Symbole unterschiedlicher Speisen bzw Gerichte tragen, können voreingestellte Kombinationen aus Garintensität (Dampfmengenstrom) und Garzeit eingegeben werden. Auch können Programme eingegeben werden, die beispielsweise dem Ablauf einer Garung derart entsprechen, daß 5 Minuten mit einer Dampfmenge von 1000 g/h gekocht wird und anschließend 10 Minuten mit einer Dampfmenge von lediglich 150 g/h. Die Eingabe kann auch derart erfolgen, daß beispielsweise ein Namen des Gargutes, beispielsweise Gemüse, und eine Funktionswahl, beispielsweise Kochen eingegeben wird, wobei diesen beiden Eingabegrößen im Speicherbaustein 26 ein vorbestimmtes Programm zugeordnet ist.

Sowohl bei Eingabe der erwünschten Garzeit als auch bei Eingabe des Gargutes, dem beispielsweise eine Funktion unmittelbar zugeordnet ist, ist die Restgardauer jeweils bekannt. Vorteilhafterweise wird diese Restgardauer angezeigt, so daß der jeweilige Benutzer umfassend informiert ist.

Es versteht sich, daß der Deckel 8 mit dem Topf 6 nicht, wie bei an sich bekannten Dampfdrucktöpfen, mittels einer besonderen, druckdichten Vorrichtung verbunden sein muß, solange nicht mit extrem höhen Dampfmengen gearbeitet werden soll. Solch hohe Dampfmengen sind für Garungsvorgänge normalerweise nicht erforderlich, so daß es genügt, wenn der Deckel 8 flächig auf einem Flansch des Topfes 6 aufliegt. Wenn mit einem Dampfdurchflußsensor gearbeitet werden soll, der sich beispielsweise mit zunehmenden Dampfdruck zunehmend öffnet und dessen Öffnungsbewegung gemessen wird, ist es dagegen zweckmäßig, den Deckel 8 gegen Überdruck im Topf 6 dichtend mit dem Topf 6 zu verbinden.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Regeln des Garvorgangs von zu garendem Gut, dessen Garung unter Bildung von Dampf erfolgt, mit

• a) einem Behälter (6, 8) zur Aufnahme des zu garenden Gutes mit einer Dampfauslassöffnung (10)
• b) einer Heizeinrichtung (4) zur Zufuhr von Heizenergie zu dem Behälter,
• c) einem Sensor (14) zur Erzeugung eines der Menge des aus der Dampfauslassöffnung ausströmenden Dampfes entsprechenden- Dampfmengen-Istsignals und
• d) einer Regeleinrichtung (16), die die Heizeinrichtung derart steuert, dass eine Abweichung zwischen Dampfmengen-Istsignal und einem Dampfmengen-Sollwert abnimmt, wobei
• e) die Regeleinrichtung eine Bedieneinheit (18) aufweist, über die der Dampfmengen-Sollwert und eine Garungszeit, während der der Dampfmengen-Sollwert beibehalten werden soll, ge­ trennt einstellbar sind und Programme mit zeitlichen Folgen verschiedener Dampfmengen-Sollwerte und zugehöriger Garungs­ zeiten eingebbar sind und wobei
• f) eine Zeitsteuereinrichtung (24) vorgesehen ist, welche den Betrieb der Heizeinrichtung (4) nach einem über die Bedien­ einheit (18) eingebbaren Programm steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der

• a) der Sensor ein in der Dampfströmung angeordneter Thermowider­ stand (14) ist, der an eine elektrische Konstantleistungs­ quelle angeschlossen ist, und bei der
• b) eine Einrichtung (16, 30) zum Messen des Widerstandswertes des Thermowiderstandes vorgesehen ist, wobei das Dampfmengen- Istsignal aus einem dem Widerstandswert des Thermowiderstan­ des entsprechenden Signal hergeleitet ist.