DE19647987C2 - Verfahren zum Betreiben einer mit einer Heizeinrichtung versehenen Kochstelle - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer mit einer Heizeinrichtung versehenen Kochstelle

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mit einer Heizeinrichtung versehenen Kochstelle.
Aus der DE 43 36 752 A1 ist ein Verfahren zum Anpassen der elektrischen Heizleistung an die zur Speisenzubereitung er­ forderlichen Kenngrößen bekannt, bei welchem die Temperatur einer Kochstelle eines Glaskeramikkochfeldes (Cerankochfel­ des) gemessen wird, indem diagonal über das Kochfeld ein me­ tallischer Leiter mit temperaturabhängigem elektrischen Wi­ derstand geführt ist, der auf das Glaskeramikmaterial aufge­ bracht ist. In einer ersten Aufheizphase wird die Kochstelle mit der vollen Heizleistung der ihr zugeordneten Heiz­ einrichtung beheizt. Dabei wird der zeitliche Gradient des Temperaturanstiegs ermittelt. Wenn dieser zeitliche Gradient einen Grenzwert unterschreitet, wird dies als Beginn des Ko­ chens gewertet und die zugehörige Temperatur gespeichert. Die gespeicherte Temperatur wird einer Regeleinrichtung als Kochtemperatur zugeführt, wobei die Regeleinrichtung die Heizleistung dann derart steuert, daß diese Temperatur bei­ behalten wird. Alternativ kann eine vorgewählte Temperatur eingestellt werden.
Das bekannte Ver fahren, bei dem die Kochtemperatur aus der zeitlichen Änderung der Ableitung der Temperatur des elek­ trischen Leiters hergeleitet wird, ist verhältnismäßig unge­ nau, da der Temperaturgradient von zahlreichen Einflußgrö­ ßen, wie Menge des zu garenden Gutes, Güte des Wärmeüber­ gangs zwischen Behälter und Oberfläche der Kochstelle usw. abhängig ist.
Weiter ist bekannt, das Garen je nach Garungsart dadurch zu steuern, daß die der Heizeinrichtung einer Kochstelle zuge­ führte Heizleistung durch verschiedene Stellungen eines Be­ dienknopfes vorgewählt wird. Die Steuerung der Heizleistung läßt keine sichere Aussage auf die sich einstellende Tempe­ ratur zu, so daß eine laufende Kontrolle des Gärvorgangs mit Veränderung der Knopfstellung erforderlich ist.
DE 40 22 846 C2 schließlich offenbart ein Verfahren zur Lei­ stungssteuerung und -begrenzung bei einer Heizfläche aus Glaskeramik einer Kochstelle. Mittels eines an der Glaskera­ mik angebrachten Temperatursensors wird die Temperatur an der Kochstelle erfaßt. Schlechtes Kochgeschirr auf der Koch­ stelle mit Unebenen Auflageflächen führt zu einer Erhöhung der Temperatur an der Glaskeramik und wird durch ein Über­ schreiten eines Temperaturschwellwertes detektiert. Um ein Überhitzen der Glaskeramik zu verhindern, wird die Tempera­ tur an der Glaskeramik durch Vermindern der der Kochstelle zugeführten Heizleistung bzw. der Heizleistungsdichte be­ grenzt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer mit einer Heizeinrichtung versehenen Kochstelle anzugeben, das zu einem sicheren Garergebnis führt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird die Bodengüte der Pfanne bestimmt und durch Nachsteuerung der Heizenergie derart, daß mit schlechterer Bodengüte der Pfanne zunehmend mehr Heizenergie nachgestrahlt wird, unabhängig von der Bodengüte der Pfanne eine bestimmte Temperatur des in der Pfanne befindlichen, zu bratenden Gutes aufrechterhalten. Dadurch ist eine einwand­ freie Qualität des Garvorgangs sichergestellt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfah­ rens ergeben sich aus den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprü­ chen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu­ tert.
Es stellen dar:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Kochfeldes,
Fig. 2 eine Sensoranordnung zur Temperaturmessung einer Kochstelle des Kochfeldes gemäß Fig. 1,
Fig. 3 schematisch dem Verlauf der Temperatur der Kochstelle und der Heizleistung bei einem nicht zur Erfindung gehörigen Anwärmverfahren und
Fig. 4 schematisch den Verlauf von Temperaturen der Kochstelle und der Heizleistung bei einem Bratvorgang.
Gemäß Fig. 1 weist ein Kochfeld, beispielsweise ein Glaskeramikkochfeld, eine Kochstelle 2 auf, der eine Heizeinrichtung 4 und eine Temperaturmeßeinrichtung 6 zugeordnet sind. Die Heizeinrichtung 4 und die Temperaturmeßeinrichtung 6 sind an eine Regel- und Steuer­ einrichtung 8 angeschlossen, die einen Programmspeicher 10 enthält. Zur Bedienung der Regel- und Steuereinrichtung 8 sowie zum Programmieren des Programmspeichers 10 und/oder zum Abrufen von darin abgelegten Programmen ist eine Bedien- und Anzeigeeinheit 12 mit Programmtasten 14 und Programmierknöpfen 16 sowie einer Anzeigeeinheit 18 vorgesehen.
Der Aufbau der beschriebenen Komponenten ist an sich bekannt, so daß sie nicht im einzelnen beschrieben werden. Die Regel- und Steuereinrichtung 8 enthält einen Mikroprozessor mit zugehöriger Peripherie, wie einem Festspeicher usw. In dem Festspeicher sind für die Funktionsweise der Regel- und Steuereinrichtung unbedingt erforderliche und nicht veränderbare Umfänge abgelegt. Zumindest ein Teil des Inhaltes des Programmspeichers 10 kann über die Bedien- und Anzeigeinheit 12 verändert werden.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung von elektrischen Leitern bzw. Leiterbahnen, wie sie an der Kochstelle 2 angebracht oder in dieser integriert sind, wobei das mittels der Heizeinrich­ tung 4 beheizte Feld gestrichelt ist.
Ein erster Leiter 20 mit temperaturabhängigem elektrischen Widerstand erstreckt sich diagonal über die Kochstelle und endet an Anschlüssen 30 und 32. Von dem Leiter 20 zweigen nahe im Außenumfang des beheizten Feldes der Kochstelle Meßleiter 24 und 26 ab, die in Anschlüssen 34 und 36 enden. Parallel zu dem Leiter 20 verläuft ein weiterer Leiter 28, der in Anschlüssen 38 und 40 endet.
Die Temperatur des innerhalb der Kochstelle befindlichen Bereiches des Leiters 20 kann dadurch präzise gemessen werden, daß dem Leiter 20 über die Anschlüsse 30 und 32 ein konstanter Strom zugeführt wird und der Spannungsabfall, den dieser Strom zwischen den Kontaktierungen der Meßleiter 24 und 26 erfährt, an den Anschlüssen 34 und 36 gemessen wird. Der Widerstand des Glaskeramikmaterials innerhalb der Kochstelle und damit dessen Temperatur kann durch Messung des Widerstandes zwischen den Leitern 20 und 28 gemessen werden. Diese Temperaturmessungen sind an sich bekannt und beispielsweise in der eingangs genannten DE 43 36 752 A1 beschrieben.
Im folgenden wird anhand Fig. 3 eine nicht zur Erfindung gehörige Betriebsweise der beschriebenen Vorrichtung erläutert, wobei auf der Kochstelle 2 befindliches Gut gewärmt werden soll. Dazu wird über die Bedien- und Anzeigeeinheit 12 eine erste Temperatur T1 und zweite Temperatur T2 sowie die gegebenenfalls eine Zeitdauer vorgewählt, während der die zweite Temperatur T2 beibehalten werden soll. Die Temperaturen T1 und T2 sind jeweils diejenigen Temperaturen, die mit der Sensoranordnung gemäß Fig. 2 als Temperaturen des Leiters 20 bestimmt werden.
Wenn die Kochstelle 2 in Betrieb gesetzt wird, wird die Heizeinrichtung 4 von der Regel- und Steuereinrichtung 8 zunächst mit großer Heizleistung H1 (in Fig. 3 gestrichelt) angesteuert, so daß die Temperatur (in Fig. 3 durchgehend gezeichnet) rasch auf den Wert T1 zunimmt. Zum Zeitpunkt t1, zu dem Temperatur T1 erreicht wird, wird die Heizeinrichtung 4 abgestellt, um dann zum Zeitpunkt T2, zu dem die Temperatur auf den Wert T2 abgefallen ist, mit einem vorgesteuerten Wert in einen geregelten Betrieb überzugehen, bei dem sich die Heizleistung auf einen Wert H2 einpendelt, bei dem die Temperatur T2 aufrechterhalten wird.
Es sind unterschiedlichste Durchführungsformen des nicht zur Erfindung gehörigen Verfahrens zum Anwärmen möglich.
Beispielsweise können mit einer der Programmtasten 14 unterschiedliche Programme aufgerufen werden, die unterschiedlichen Garungsintensitäten beim Wärmen entsprechen und denen entsprechend unterschiedlichen Temperaturen T1 und T2 zugeordnet sind, wobei die Temperatur T1 eine Schwellwerttemperatur ist und die Temperatur T2 die Fortwärmtemperatur ist. Jeder Garungsintensität entspricht dann eine bestimmte Lebensmitteltemperatur. Ein Beispiel ist in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:
Es versteht sich, daß die Temperaturen jeweils einzeln programmiert werden können oder als vorbestimmte Programme aufgerufen werden könne, wobei das Aufrufen der Programme durch eine Taste folgen kann, die die Garungsintensität angibt und eine weitere Taste, die das Lebensmittel angibt. Die zugehörigen Anzeigen können jeweils auf der Anzeigeein­ heit 18 sichtbar werden.
Anhand der Fig. 4 wird nun eine Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, bei dem beispielsweise etwas in einer Pfanne gebraten werden soll, die auf die Kochstelle gestellt wird.
In Fig. 4 stellt die durchgehende Kurve die Temperatur des Leiters 20 dar; die strich-punktierte Kurve stellt die Temperatur des Glaskeramikmaterials zwischen den Leitern 20 und 28 dar, wobei angenommen ist, daß die Pfanne eine schlechte Bodenqualität hat, d. h. die Temperatur des Glaskeramikmaterials infolge des schlechten Wärmeübergangs deutlich höher ist als die der Panne. Die gestrichelte Kurve stellt die Heizleistung dar, die von der Regel- und Steuereinrichtung 8 der Heizeinrichtung 4 zugeführt wird.
Mit einer der Programmtasten 14 wird das Programm "Braten" gewählt. Mit den Programmierknöpfen 16 wird die erwünschte Garintensität eingestellt, indem die angestrebte Temperatur der Pfanne vorgewählt wird.
Soll in einer ersten Verfahrensstufe nun die Pfanne auf die vorgewählte Temperatur T1 erhitzt werden, so führt die Heizeinrichtung 4 die hohe Heizenergie H1 zu, bis die Tempe­ ratur T1 zum Zeitpunkt t1 erreicht ist. Zum Zeitpunkt T2 setzt die geregelte Beheizung der Pfanne mit der Heizleistung H2 ein, bei der die Temperatur der leeren Pfanne auf dem Wert T1 bleibt.
Wird zum Zeitpunkt t3 zu bratendes Gut in die Pfanne gegeben, so sinkt deren Temperatur ab, was dazu führt, daß die Heizenergie, geregelt von der Regel- und Steuerein­ richtung 8 unter Messung der Temperatur T auf den Wert H3 nachgeregelt wird. Während der Nacherhitzung der Pfanne mit der erhöhten Heizleistung H3 wird festgestellt, daß die Temperatur des Glaskeramikmaterials aufgrund einer nicht gleichmäßige Temperaturverteilung um DT über der des Leiters 20 liegt, woraufhin das im Programmspeicher 10 abgelegte Bratprogramm die vorgewählte Solltemperatur um den Wert DT auf den Wert T2 erhöht. Durch diese Erhöhung der Solltemperatur des Leiters 20 ist gewährleistet, daß trotz der schlechten Bodengüte der Pfanne das in ihr zu bratende Gut die gewünschte Temperatur T1 annimmt.
Die Bodengüte der Pfanne kann auch durch Messung der Kapazität zwischen dem Pfannenboden und einem an oder in die Glaskeramik aufgebrachten Leiter festgestellt werden.
Es versteht sich, daß auch für das geschilderte Bratverfahren zahlreiche Abänderungen möglich sind. Beispielsweise kann zwischen starkem, mittelstarkem, mittleren, mittelschwachem und schwachem Braten gewählt werden, denen beispielsweise Temperaturen T1 von 600, 550, 500, 400 und 300°C zugeordnet sind.
Es versteht sich, daß bei beiden geschilderten Durchführungsformen das Erreichen der Temperatur T1 optisch und/oder akustisch angezeigt werden kann, was einer kochenden Person hilft, die einzelnen Arbeitsvorgänge zeitgerecht durchzuführen, beispielsweise ein Steak in die Pfanne zu legen oder Pommes frites in die Friteuse zu schütten.

Claims (5)

1. Verfahren zum Betreiben einer mit einer Heizeinrichtung (4) versehenen Kochstelle (2), bei welchem
  • a) die Kochstelle (2) in einer ersten Stufe bei einer weit­ gehend leeren, auf der Kochstelle (2) befindlichen Pfanne mit einer ersten Heizleistung (H1) auf eine vorwählbare Temperatur (T1) aufgeheizt wird,
  • b) die Kochstelle (2) in einer zweiten Stufe, in der ein vorwählbarer Garvorgang durchgeführt wird, zunächst mit einer zweiten Heizleistung (H2) derart betrieben wird, daß die Temperatur der leeren Pfanne im wesentli­ chen konstant bleibt, wobei
  • c) anschließend in der zweiten Stufe nach Zugabe des zu ga­ renden Gutes in die Pfanne die Bodengüte der Pfanne be­ stimmt wird und
  • d) die Temperatur der zweiten Stufe gegenüber der Temperatur (T1) der ersten Stufe um einen von der Bodengüte der Pfanne abhängigen Wert erhöht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei einer Kochstelle mit einer Glaskeramik als Maß für die Bodengüte der Pfan­ ne die Temperaturdifferenz (DT) dient, die sich bei Zu­ nahme der Heizleistung zwischen einem unterhalb der Pfan­ ne verlaufenden, in die Glaskeramik eingebetteten oder auf oder unter die Glaskeramik aufgebrachten metallischen Leiter (20) und dem an den Leiter angrenzenden Glaskera­ mikmaterial (20, 28) einstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Temperatur der zweiten Stufe gegenüber der der ersten Stufe um die Tem­ peraturdifferenz (DT) erhöht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bodengüte der Pfanne durch Messung der Kapazität zwischen dem Pfannen­ boden und einem an oder in die Kochstelle aufgebrachten Leiter bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Kochstelle während der ersten Stufe die volle, zur Verfügung stehende Heizleistung (H1) zugeführt wird.
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