DE202007010358U1 - Device for controlling baking parameters - Google Patents

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DE202007010358U1 DE200720010358 DE202007010358U DE202007010358U1 DE 202007010358 U1 DE202007010358 U1 DE 202007010358U1 DE 200720010358 DE200720010358 DE 200720010358 DE 202007010358 U DE202007010358 U DE 202007010358U DE 202007010358 U1 DE202007010358 U1 DE 202007010358U1
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Abstract

Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie eine in einem Bypass (2) außerhalb der Backkammer (4) angeordnete, von der Backraumluft anströmbare Messstelle zum indirekten Erfassen der Feuchtekenngrößen der Backraumluft, wobei die Temperaturmessstelle (1) mittels einer Befeuchtungseinrichtung (7) die Feuchtkugeltemperatur tf erfassend ausgebildet ist und die Regel- und Steuereinheit des Backofens (3) dazu ausgelegt ist, die von der Temperaturmessstelle (1) erfasste Feuchtkugeltemperatur tf mit einer Feuchtkugeltemperatursollgröße tf,Soll vergleichen zu können und in Abhängigkeit der Regelabweichung ein Ausgangssignal zu erzeugen.Device for controlling baking parameters, in particular for baking moisture detection and control, comprising a control and control unit and in a bypass (2) outside the baking chamber (4) arranged, from the baking chamber air flowable measuring point for indirectly detecting the humidity characteristics of the baking chamber air, said Temperature measuring point (1) by means of a moistening device (7) the wet bulb temperature t f is detected and the control and control unit of the oven (3) is adapted to the of the temperature measuring point (1) detected wet bulb temperature t f with a wet bulb temperature setpoint t f, Soll to be able to compare and to produce an output signal as a function of the control deviation.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, während eines Backprozesses in einem Backofen.The Invention relates to a device for controlling baking parameters, in particular for baking air moisture detection and control, during a Baking process in an oven.

Bei der Herstellung von Backwaren besteht die Zielstellung während des Backprozesses darin, dass die Qualitätsmerkmale, wie z. B. Form, Glanz, Bräunung und Volumen, in dem gewünschten Maße kostengünstig in einer bestimmten Zeit erreicht werden. Im Teigling bzw. in der Masse laufen während des Backprozesses eine Vielzahl von verschiedenen biochemischen und physikalischen Reaktionen ab, die letztlich die Qualität des Fertigerzeugnisses bestimmen.at The production of baked goods is the objective during the Baking process in that the quality characteristics, such. Shape, Shine, browning and volume in the desired Dimensions inexpensive in reached a certain time. In the dough piece or in the mass run while the baking process a variety of different biochemical and physical reactions that ultimately affect the quality of the finished product determine.

Diese biochemischen und physikalischen Reaktionen werden durch die wesentlichen Backparameter, wie z. B. durch die Dampfmenge, die Backtemperatur, die Zeit, das Strömungsbild der Backluft und durch schlecht erfassbare Störgrößen, wie das Öffnen und Schließen der Ofenklappen, entscheidend beeinflusst.These Biochemical and physical reactions are governed by the essential Baking parameters, such. B. by the amount of steam, the baking temperature, the time, the flow picture the baking air and by badly detectable disturbances, such as opening and Shut down the furnace flaps, decisively influenced.

Die Dampfzugabe, respektive die Beschwadung zu Beginn des Backprozesses, hat eine besondere technologische Bedeutung. Durch die Kondensation des Dampfes auf den noch kalten Teiglingen erfolgt eine schlagartige Energieübertragung auf die Oberfläche der Teiglinge, so dass die Temperatur an der Oberfläche innerhalb von wenigen Sekunden von 30 auf 80 °C ansteigt. Durch Verkleisterung der Stärke und Denaturierung der Proteine bildet sich eine feste Backhaut, die den Ofentrieb und die Ausbundbildung unterstützt. In Verbindung mit dem Kondensat bildet sich eine Mikroschicht auf der Teiglingsoberfläche. Der Stärkekleister fließt durch die hohe Backtemperatur auseinander und bildet eine glatte Oberfläche (Dextrinierung, Glanzbildung).The Steam addition, respectively the steaming at the beginning of the baking process, has a special technological significance. By the condensation the steam on the still cold dough pieces is a sudden power transmission on the surface the dough pieces, so that the temperature at the surface inside increases from a few seconds from 30 to 80 ° C. By gelatinization the strength and denaturation of the proteins forms a solid back skin, which supports the furnace drive and the formation of bundles. In conjunction with the Condensate forms a microlayer on the surface of the dough. Of the starch paste flows through the high baking temperature apart and forms a smooth surface (dextrination, Brightening).

Die Steuerung der Beschwadung, also das gezielte Einbringen der erforderlichen Dampfmenge zu Beginn des Backprozesses, sowie das Abführen von Dampf zu bestimmten Zeitpunkten wird mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Mitteln, obgleich der immensen Bedeutung für den Backprozess, nur unzureichend gelöst.The Controlling the Beschwadung, so the targeted introduction of the required Steam quantity at the beginning of the baking process, as well as the discharge of Steam at certain times will match those of the prior art known methods and means, although of immense importance for the Baking process, only inadequately solved.

Infolge unzureichender Dampfgabe entstehen einerseits unerwünschte Krustenrisse am Backgut, und andererseits wird der enzymatische Abbau der Stärke bzw. der daraus entstehenden Zuckerstoffe, die zur Glanzbildung und Krustenbräunung beitragen, verhindert bzw. verzögert.As a result Inadequate steaming, on the one hand, causes unwanted crust cracks on the dough, and on the other hand, the enzymatic degradation of the starch or the resulting sugars that contribute to the luster and crust tanning, prevents or delays.

Ein verspätetes Abführen des Dampfes aus dem Backraum nach der Einwirkung des Dampfes auf der Oberfläche der Teiglinge führt beim Backen von Roggen- und Roggenmischbrot hingegen zum Auseinanderlaufen der Teiglinge und zur Bildung von Krustenrissen.One belated lead away steam from the baking chamber after exposure to steam the surface the dough pieces leads when baking rye and rye mixed bread, however, to diverge the dough pieces and crustal cracks.

Während des Backprozesses verdampft das Wasser aus der Oberfläche der Teiglinge und lässt die Backluftfeuchte auf Taupunkttemperaturen bis ca. 98 °C ansteigen. Durch zielgerichtete Entfernung der Backluftfeuchte zum Ende des Backprozesses werden die Bräunungsreaktionen beschleunigt, und die Backzeit kann bis zu 25 % verkürzt werden.During the Baking process evaporates the water from the surface of the Dough pieces and leaves the baking air humidity rises to dew point temperatures up to approx. 98 ° C. By targeted removal of the baking air moisture to the end of the Baking process, the tanning reactions accelerates, and the baking time can be shortened up to 25%.

Es besteht seit längerer Zeit bei Betreibern von Backöfen der Wunsch, mit geeigneten Mitteln eine kontinuierliche Backluftfeuchtemessung zur Steuerung des Backprozesses realisieren zu können. Die aus dem Stand der Technik allgemein bekannten Messgeräte zur Erfassung der Backluftfeuchte sind: Taupunkt-Hygrometer, Lithium-Chlorid-Hygrometer, Psychrometer, thermo dynamische Taupunkt-Hygrometer, kapazitive und Halbleitersensoren oder auch Zirkonoxid-Sensorverfahren.It exists for a long time Time with operators of ovens the desire, with suitable means a continuous baking moisture measurement to realize the control of the baking process. The from the state of the Technics commonly known measuring devices for detecting the baking air moisture are: dew point hygrometer, lithium chloride hygrometer, psychrometer, thermo dynamic dew-point hygrometer, capacitive and semiconductor sensors or zirconia sensor method.

Diese Feuchtemessgeräte unterscheiden sich infolge ihrer unterschiedlichen Messverfahren und ihres technischen Aufbaus in den Punkten: Messgröße, Messbereich, Fehlergrenzen, Hysterese und Einstellzeit, Klimaabhängigkeit, insbesondere unter Druck, Temperatur und Luftgeschwindigkeit, Alterung, Nullpunktdrift, Wartung, Messbereitschaft usw.These moisture meters differ due to their different measuring methods and their technical structure in the points: measurand, measuring range, Error limits, hysteresis and response time, climate dependence, especially under pressure, temperature and air velocity, aging, Zero drift, maintenance, readiness for measurement, etc.

Trotz der großen Anzahl verschiedenartiger Feuchtemessgeräte ist kein für einen Backprozess geeignetes Feuchtemessgerät für Backtemperaturen größer als 200 °C auf dem Markt verfügbar, das einerseits für die speziellen Einsatzbedingungen, nämlich für die wechselnden Druck- und Temperaturbedingungen, in einem Backofen uneingeschränkt einsetzbar ist und andererseits durch seinen einfachen technischen Aufbau die Grundlage für eine kostengünstige Massenproduktion, auch zur Nachrüstung vorhandener Backöfen, geeignet ist.In spite of the big Number of different types of moisture meters is not for one Baking process suitable moisture meter for baking temperatures greater than 200 ° C on available to the market, on the one hand for the special conditions of use, namely for the changing pressure and temperature conditions, in an oven unlimited can be used and on the other hand by its simple technical Building the basis for a cost-effective Mass production, also for retrofitting existing ovens, suitable is.

In der Vergangenheit beschränkte sich die Führung des Backprozesses auf eine zeitgesteuerte Temperatursequenz. Die bereits erwähnte Steuerung der Beschwadung und die kontinuierliche Backluftfeuchtemessung wurde jedoch nur ansatzweise in Tunnelbacköfen realisiert. Als Grund hierfür sind die bisher ungeeigneten Geräte zur kontinuierlichen Backluftfeuchtemessung und die nicht unerheblichen Kosten dieser Geräte zu nennen. Eine preisgünstige Messtechnik fehlt auf dem Markt.In the past, the management of the baking process was limited to a timed tem peratursequenz. However, the already mentioned control of the steaming and the continuous baking moisture measurement was only partially realized in tunnel ovens. The reason for this is the hitherto unsuitable equipment for continuous baking moisture measurement and the not inconsiderable cost of these devices. A low-cost measurement technology is missing in the market.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise ein Gargerät mit im Garraum abstellbarem Garbehältnis zum Dampfgaren bekannt, das in der DE 196 38 664 offenbart ist. Der Grundgedanke dieser Erfindung besteht darin, die erforderliche Dampfmenge beim Dampfgaren mittels geeigneter Sensoren steuern zu können. Zur Anwendung kommt hierbei ein Temperatursensor und alternativ ein Feuchtesensor. Wie der Beschreibung zu entnehmen ist, erfassen diese Sensoren die Gradienten der Steuerparameter Temperatur und Feuchte, also die Änderung der Messgröße je Zeiteinheit, während des Garprozesses. Als Problem bezüglich eines Einsatzes dieses Feuchtesensors während des Backprozesses ist der geringe Messbereich zu nennen, der nur Temperaturen bis ca. 100 °C zulässt. Desweiteren sind die Unzuverlässigkeit und die geringe Lebensdauer dieses Feuchtesensors zu nennen.From the prior art, for example, a cooking appliance with Abstellem cooking chamber in the cooking chamber for steam cooking is known in the DE 196 38 664 is disclosed. The basic idea of this invention is to be able to control the required amount of steam during steam cooking by means of suitable sensors. A temperature sensor and, alternatively, a humidity sensor are used here. As can be seen from the description, these sensors detect the gradients of the control parameters temperature and humidity, ie the change in the measured variable per unit of time, during the cooking process. The problem with regard to the use of this moisture sensor during the baking process is the low measuring range, which only allows temperatures of up to approx. 100 ° C. Furthermore, the unreliability and the low life of this moisture sensor can be mentioned.

Ein Messwerterfassungs- und Speichergerät für die Feuchtigkeit und die Temperatur zur Messung und Speicherung von Daten während des Backprozesses ist in der DE 40 22 964 offenbart. Signifikant für diese Erfindung sind die Sensoren, die als Temperaturfühler und temperaturbeständige Sauerstoffsensoren, die indirekt zur Erfassung des Feuchtigkeitsprofils dienen, ausgebildet sind. Das Klimaprofil kann während des Backprozesses bis zu einer Temperatur von 450 °C erfasst, aufgezeichnet und zur Steuerung des Backprozesses eingesetzt werden. Das aufgezeichnete Klima-Zeit-Profil wird hierbei zur Optimierung des Backprozesses eingesetzt. Besonders nachteilig an dieser Erfindung ist, dass das Messwerterfassungsund Speichergerät technisch sehr kompliziert aufgebaut ist und die Herstellung desselben sehr aufwendig ist. Die hierbei verwendeten Sauerstoffsensoren zum indirekten Erfassen der Feuchtekenngrößen durchlaufen gemeinsam mit den Teigformlingen den Backprozess.A measurement and storage device for the humidity and the temperature for measuring and storing data during the baking process is in DE 40 22 964 disclosed. Significant to this invention are the sensors, which are designed as temperature sensors and temperature resistant oxygen sensors that indirectly serve to detect the moisture profile. The climate profile can be recorded during the baking process up to a temperature of 450 ° C, recorded and used to control the baking process. The recorded climate-time profile is used here to optimize the baking process. A particular disadvantage of this invention is that the Meßwerterfassungsund storage device is technically very complicated and the production of the same is very expensive. The oxygen sensors used for indirect detection of the moisture parameters run through together with the dough forms the baking process.

In der DE 103 35 295 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern beschrieben, welche eine ganze Reihe der im Stand der Technik bekannten Nachteile behebt. Die Vorrichtung dient der Messung der Backluftfeuchte im Backherd von Heißluftumwälzöfen, wobei die Strömung im Ofen zur indirekten Erfassung der Feuchtekenngrößen genutzt wird. Nachteilig an der offenbarten Regelungsvorrichtung ist, dass in Backöfen mit ruhender Backatmosphäre das angewandte Messprinzip nicht geeignet ist.In the DE 103 35 295 A1 For example, there is described a method and apparatus for controlling baking parameters which overcomes a number of the disadvantages known in the art. The device is used to measure the baking air moisture in the oven of Heißluftumwälzöfen, the flow is used in the oven for indirect detection of moisture parameters. A disadvantage of the disclosed control device is that in baking ovens with a static baking atmosphere the applied measuring principle is not suitable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kostengünstige Vorrichtung zu entwickeln, mit der die Backluftfeuchte sicher in Backöfen mit ruhender Backatmosphäre während des Backprozesses erfasst und neben den Parametern Temperatur und Zeit als weiteren Steuerparameter für einen qualitätsgerechten Backprozess verwendet werden kann.The The object of the invention is a cost-effective device to develop with the the baking air moisture safely in ovens with resting baking atmosphere while recorded in the baking process and in addition to the parameters temperature and Time as another control parameter for a quality-appropriate Baking process can be used.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Menge an benötigtem Dampf erheblich reduziert wird und damit die Betriebskosten deutlich verringert werden.A Another object of the invention is that through the use a device according to the invention the amount of needed Steam is significantly reduced and thus significantly reduces operating costs become.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung gelöst, welche eine Regel- und Steuereinheit sowie eine in einem Bypass außerhalb der Backkammer angeordnete, von der Backraumluft anströmbare Messstelle zum indirekten Erfassen der Feuchtekenngrößen der Backraumluft umfasst, wobei die Temperaturmessstelle mittels einer Befeuchtungseinrichtung die Feuchtkugeltemperatur tf erfassend ausgebildet ist und die Regel- und Steuereinheit des Backofens dazu ausgelegt ist, die von der Temperaturmessstelle erfasste Feuchtkugeltemperatur tf mit einer Feuchtkugeltemperatursollgröße tf,Soll vergleichen zu können und in Abhängigkeit der Regelabweichung ein Ausgangssignal zu erzeugen.The object of the invention is achieved by a device for controlling baking parameters, in particular for baking moisture detection and control, which comprises a control and control unit and arranged in a bypass outside of the baking chamber, the backraumluft anströmbare measuring point for indirect detection of moisture parameters of the baking chamber air , wherein the temperature measuring point by means of a moistening the wet bulb temperature t f is detected and the control and control unit of the oven is designed to be able to compare the detected by the temperature measuring wet bulb temperature t f with a Wet bulb temperature setpoint t f, Soll and depending on the control deviation To produce output signal.

Alternativ wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung gelöst, welche eine Regel- und Steuereinheit sowie mehrere in einem Bypass außerhalb der Backkammer angeordnete Messstellen zum indirekten Erfassen der Feuchtekenngrößen der Backraumluft umfasst, wobei eine erste Temperaturmessstelle und eine zweite Temperaturmessstelle vorgesehen sind, wobei die erste Temperaturmessstelle die Trockenkugeltemperatur ttr und die zweite Temperaturmessstelle mittels einer Befeuchtungseinrichtung die Feuchtkugeltemperatur tf erfassend ausgebildet sind und die Steuer- und Regeleinheit des Backofens dazu ausgelegt ist, die von den beiden Temperaturmessstellen erfasste Feuchtkugeltemperatur tf und Trockenkugeltemperatur ttr in eine Feuchtekenngröße der Backraumluft umzuwerten.Alternatively, the object is achieved by a device for controlling baking parameters, in particular for baking air moisture detection and control, which comprises a control and control unit and a plurality arranged in a bypass outside the baking chamber measuring points for indirectly detecting the humidity characteristics of the baking chamber air, wherein a first temperature measuring point and a second temperature measuring point are provided, wherein the first temperature measuring point, the dry bulb temperature t tr and the second temperature measuring point by means of a moistening the wet bulb temperature t f are detected and the control unit of the oven is designed to the detected by the two temperature measuring wet bulb temperature t f and Dry bulb temperature t tr to convert into a moisture parameter of the baking chamber air.

Zur Realisierung der ersten bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Vorrichtung mit einer ersten Temperaturmessstelle in einer Bypassleitung zum Backraum vorgesehen, die die Feuchtkugeltemperatur tf erfassend ausgebildet ist, um ein Ausgangssignal zur Steuerung des Backprozesses zu erzeugen. Diese Temperaturmessstelle weist ein kontinuierlich befeuchtetes Thermo- oder Pt-Element auf, welches von einer saugfähigen Hülle vollständig umfasst wird. Die Dauerbefeuchtung der Hülle wird mittels in einem Reservoir gespeicherten kondensierten Dampfes bzw. entkalktem Wassers sichergestellt. Der in dem Reservoir zu Wasser kondensierte Dampf wird als Wasser über eine Versorgungsleitung der saugfähigen Hülle zur Verfügung gestellt. Die Dauerbefeuchtung der Hülle des Thermoelements erfolgt in besonders vorteilhafter Weise selbsttätig und ohne Hilfsenergie. Sofern im Reservoir ein minimaler Füllstand unterschritten ist und damit die Gefahr besteht, dass das Thermo- oder Pt-Element nicht mehr kontinuierlich befeuchtet wird, erfolgt automatisch eine Befüllung des Reservoirs mittels einer an das Reservoir angeschlossenen Wasser-Notversorgung. Die Dauerbefeuchtung kann aber alternativ auch durch eine taktweise Zwangsbefeuchtung erfolgen.To realize the first preferred embodiment, a device is provided with a first temperature measuring point in a bypass line to the baking chamber, which is designed to detect the wet bulb temperature t f to produce an output signal for controlling the baking process. This temperature measuring point has a continuously moistened thermo or Pt element, which is completely covered by an absorbent shell. The permanent moistening of the casing is ensured by means of condensed steam or decalcified water stored in a reservoir. The vapor condensed into water in the reservoir is provided as water via a supply line of the absorbent casing. The permanent moistening of the shell of the thermocouple takes place in a particularly advantageous manner automatically and without auxiliary power. If the reservoir is below a minimum level and there is a risk that the thermo or Pt element is no longer continuously moistened, there is an automatic filling of the reservoir by means of a water emergency supply connected to the reservoir. The permanent humidification can alternatively be done by a cyclic forced humidification.

Die Thermo- oder Pt-Elemente sind besonders einfach aufgebaut und zudem sehr kostengünstig. Eine Nachrüstung derselben in bestehende Backöfen erweist sich als besonders geeignet, da die Regel- und Steuereinheit aller Backöfen bereits Schnittstellen zur Erfassung mindestens einer Temperatur aufweist und somit eine Implementierung einer weiteren Temperaturmessstelle unproblematisch ist.The Thermo or Pt elements are particularly simple and also very inexpensive. A retrofit same in existing ovens proves to be particularly suitable because the control and control unit all ovens already interfaces for detecting at least one temperature and thus an implementation of another temperature measuring point is not a problem.

Zur Realisierung der zweiten bevorzugten Ausführungsvariante ist in der Bypassleitung oder im Backraum eine zweite Temperaturmessstelle vorgesehen, die zusätzlich auch die Trockenkugeltemperatur ttr der Backraumluft erfasst und der Regel- und Steuereinheit zuführt. Diese Temperaturmessstelle kann ebenso wie die die Feuchtkugeltemperatur tf messende erste Temperaturmessstelle als Thermoelement oder Pt-Element ausgebildet sein. Diese beiden erfassten Temperaturmessgrößen tf und ttr werden der Steuer- und Regeleinheit des Backofens zugeführt und in mindestens eine Feuchtekenngröße umgewertet. Mit Kenntnis dieser Feuchtekenngröße(n) wird ein Ausgangssignal zur Regelung der Backraumluft erzeugt.To realize the second preferred embodiment, a second temperature measuring point is provided in the bypass line or in the baking chamber, which also detects the dry bulb temperature t tr of the baking chamber air and the control and control unit supplies. This temperature measuring point, like the first temperature measuring point measuring the wet bulb temperature t f, can be designed as a thermocouple or Pt element. These two detected temperature variables t f and t tr are fed to the control and regulation unit of the oven and converted into at least one moisture parameter. With knowledge of this moisture parameter (s), an output signal for controlling the baking chamber air is generated.

Damit stehen der Regel- und Steuereinheit des Backofens zwei Temperatureingangssignale, nämlich die Feuchtkugeltemperatur tf und die Trockenkugeltemperatur ttr der Backraumluft, zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung. In Anwendung des psychrometrischen Prinzips können geeignete Feuchtekenngrößen, wie zum Beispiel die absolute Feuchte, ermittelt werden. In der Steuer- und Regeleinheit des Backofens können die absolute Feuchte oder die Taupunkttemperatur ttau ermittelt werden, wobei erstere zweckmäßiger in der Einheit g/m3 Luft angegeben wird.Thus, the control and control unit of the oven two temperature input signals, namely the wet bulb temperature t f and the dry bulb temperature t tr of the baking chamber air are available for further processing. By applying the psychrometric principle, suitable moisture parameters, such as the absolute humidity, can be determined. In the control unit of the oven, the absolute humidity or the dew point t tau can be determined, the former is more conveniently specified in the unit g / m 3 air.

Grundsätzlich lässt sich diejenige Temperaturmessstelle, die in jedem Backraum bereits vorhanden ist, auch zur Erfassung der Trockenkugeltemperatur ttr nutzen.In principle, the temperature measuring point which is already present in each baking chamber can also be used to detect the dry bulb temperature t tr .

Ein besonderer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass durch die Aufzeichnung von Backklimakurven mit den Parametern Temperatur, Zeit und Feuchte der Backprozess wiederholbar ist. Das führt zu einer höheren und gleichmäßigen Qualität des Backgutes, da in jedem Zeitpunkt des Backprozesses die für die Ausbildung der Kruste und der Krume der Teiglinge erforderlichen Klimabedingungen optimal erfüllt sind. Die Backparameter werden dazu in der Regel- und Steuereinheit abgespeichert und nach Bedarf wieder abgerufen.One particular advantage of this invention is that through the Recording of backclim curves with the parameters temperature, Time and humidity of the baking process is repeatable. That leads to a higher and consistent quality of the baked goods, because at any point in the baking process, for the formation of the crust and the crumb of the dough pieces required climatic conditions optimally Fulfills are. The baking parameters are in the control and control unit stored and retrieved as needed.

In einer alternativen Ausgestaltung ist diese Steuer- und Regeleinheit selbstlernend ausgebildet. Das heißt, der Betreiber kann nicht nur ein vorhandenes Klimaprofil abrufen, sondern auch in einem Lernmodus der Steuer- und Regeleinheit ein Klimaprofil erzeugen und abspeichern. Die manuell einstellbaren Backparameter Zeit, Temperatur und Feuchte können dazu vom Betreiber des Umluftofens fortlaufend durch Inaugenscheinnahme der zu backenden Teiglinge neu parametriert und mittels der Regel- und Steuereinheit abgespeichert werden.In an alternative embodiment is this control unit trained self-learning. That is, the operator can not only retrieve an existing climate profile, but also in a learning mode of Control unit generate and save a climate profile. The manually adjustable baking parameters time, temperature and humidity can to the operator of the convection oven continuously by visual inspection the dough pieces to be baked are newly parameterized and adjusted by means of the and control unit are stored.

Die Zuführung von Wasser oder Dampf in die Backkammer erfolgt durch eine nicht näher spezifizierte Beschwadungseinrichtung. Die Erhöhung der Feuchte der Backraumluft wird bevorzugt mit Dampf realisiert, da sich gemäß der thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten dabei die Zustandsänderung der Backraumluft parallel zu den Isothermen vollzieht und damit die Trockenkugeltemperatur ttr nahezu konstant bleibt.The supply of water or steam in the baking chamber by an unspecified Beschwadungseinrichtung. The increase in the humidity of the baking chamber air is preferably realized with steam, since in accordance with the thermodynamic laws, the change in state of the baking chamber air takes place parallel to the isotherms and thus the dry bulb temperature t tr remains almost constant.

Dem Einbringen von Wasser haftet der Nachteil an, dass die Zustandsänderung der Backraumluft sich parallel zu den Enthalpie-Linien vollzieht, was stets mit einer Abkühlung, unabhängig von der Temperatur des eingebrachten Wassers, der Backraumluft verbunden ist.the Adding water has the disadvantage that the state change the baking chamber air is parallel to the enthalpy lines, what always with a cooling, independently connected by the temperature of the introduced water, the baking chamber air is.

Die Entnahme von überschüssigen Dampf aus der Backkammer wird beispielsweise mittels automatisch gesteuerten Dampfabzugsklappen realisiert, die zusätzlich auch manuell und programmunabhängig steuerbar ausgebildet sein können.The removal of excess steam from the baking chamber is realized, for example, by means of automatically controlled steam extraction flaps, which additionally control manually and independently of the program Erbar can be formed.

Durch das gesteuerte Einbringen und Entnehmen von Dampf in bzw. aus dem Backraum bzw. der Backkammer kann mit der Vorrichtung in erheblichem Umfang Wasser, vor allem bei der Dampfgabe zu Beginn des Backprozesses, und Energie durch gezielte Dampfabführung und damit Verkürzung der Klappenöffnungszeit nach Dampfgabe beim Backen von Roggen- und Roggenmischbrot sowie ein gezieltes Öffnen von Klappen zum Ende des Backprozesses, insbesondere zur Beschleunigung der Bräunungsreaktionen und Backzeitverkürzung, eingespart werden.By the controlled introduction and removal of steam in or out of the Back space or the baking chamber can with the device in considerable Scope of water, especially in the steam at the beginning of the baking process, and Energy through targeted steam removal and thus shortening the flap opening time After steaming when baking rye and rye mix bread as well a purposeful opening from flaps to the end of the baking process, especially for acceleration the tanning reactions and baking time reduction, be saved.

Mit der Messung und Steuerung der Luftfeuchte steht dem Backprozess ein weiterer Parameter zur Wiederholbarkeit des Backklimas zur Verfügung, was sich positiv auf die Verminderung der Acrylamidbildung im Backgut auswirkt. Acrylamid bzw. Acrylsäureamid ist wegen seiner schädigenden Wirkung in Bezug auf das Zentralnervensystem und auf die Fein- und Grobmotorik der Menschen als besonders gefährlich eingestuft.With Measuring and controlling the humidity is the baking process another parameter available for the repeatability of the baking climate, what positive for the reduction of acrylamide formation in the dough effect. Acrylamide or acrylic acid amide is because of its damaging Effect on the central nervous system and on the fine and Gross motor skills of the people classified as particularly dangerous.

Die erfindungsgemäße Backluftfeuchteerfassung, -steuerung und -regelung kann in allen Vorrichtungen zum Backen von Backgut angewendet werden.The inventive baking moisture detection, Control and regulation can be used in all jaws be used by dough.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Backluftfeuchteerfassung, -steuerung und -regelung kontinuierlich erfolgt. Damit können etwaige Fehler beim Backen, z. B. unzureichende Dampfmenge bei der Schwadengabe bzw. Undichtheiten am Backofen, rechtzeitig erkannt und geeignete Maßnahmen, wie z. B. eine Alarmsignalisierung, eine zusätzliche Dampfgabe oder eine Dampfabfuhr, eingeleitet werden.When has proven particularly advantageous when the baking moisture detection, Control and regulation takes place continuously. This can any Error while baking, z. B. insufficient amount of steam in the Schwadengabe or leaks on the oven, detected in good time and suitable Activities, such as As an alarm signaling, an additional steam or a Steam removal, be initiated.

Die Erfindung wird durch das Vorsehen von technischen Mitteln für die tropfenweise getaktete Befeuchtung der Temperaturmessstelle für die Feuchttemperatur alternativ vorteilhaft ausgebildet.The Invention is achieved by the provision of technical means for the dropwise Clocked humidification of the temperature measuring point for the wet bulb temperature alternatively formed advantageous.

Die signifikanten Merkmale und die erzielbaren Vorteile der Erfindung durch Einsatz der integrierten Feuchteerfassung und Feuchtesteuerung des Backprozesses sind im Wesentlichen:

  • • einfache und kostengünstige, auf dem psychrometrischen Prinzip basierende Vorrichtung zur Erfassung der Backluftfeuchte,
  • • erhebliche Wasser- und Energieeinsparung während des Backprozesses durch gesteuertes Einbringen von Dampf,
  • • Backzeitverkürzungen durch Verringerung der Backluftfeuchte zum Ende des Backprozesses,
  • • optimalere Auslastung der Backöfen,
  • • durch Aufzeichnung von Backklimakurven mit den Parametern Temperatur, Zeit und Feuchte ist der Backprozess wiederholbar,
  • • höhere und gleichmäßigere Qualität des Backgutes,
  • • Verminderung der Acrylamidbildung im Backgut und
  • • einfache Nachrüstbarkeit bei vorhandenen Backöfen.
The significant features and the achievable advantages of the invention by using the integrated moisture detection and moisture control of the baking process are essentially:
  • Simple and inexpensive, based on the psychrometric principle device for detecting the baking air moisture,
  • Significant water and energy savings during the baking process by controlled introduction of steam,
  • Shortening of baking time by reducing the baking moisture to the end of the baking process,
  • • better utilization of the ovens,
  • • by recording backclim curves with the parameters temperature, time and humidity, the baking process is repeatable,
  • • higher and more consistent quality of the baked goods,
  • • Reduction of acrylamide formation in the dough and
  • • Easy retrofitting on existing ovens.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen.Further Details, features and advantages of the invention will become apparent the following description of an embodiment with reference on the associated Drawings.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 Schema Backofen mit Bypassfeuchtemessung, 1 Scheme oven with by-pass moisture measurement,

2 schematische Darstellung der zweiten Temperaturmessstelle, 2 schematic representation of the second temperature measuring point,

3 Darstellung der Graphen Feuchtkugeltemperatur tf und Taupunkttemperatur ttau im Temperatur-Zeit-Diagramm und 3 Representation of the graphs Wet bulb temperature t f and dew point temperature t tau in the temperature-time diagram and

4 Darstellung der Graphen Trockenkugeltemperatur ttr, Feuchtkugeltemperatur tf, Krumetemperatur tKU und Krustentemperatur tKS im Temperatur-Zeit-Diagramm. 4 Graph of the dry bulb temperature t tr , wet bulb temperature t f , crumb temperature t KU and crust temperature t KS in the temperature-time diagram.

Eine schematische Darstellung eines Backofens 3 mit den zugehörigen Komponenten ist in 1 dargestellt. Der Backofen 3 umfasst im Wesentlichen eine Backkammer 4 sowie eine Beschwadungseinrichtung 6. Weiterhin ist ein Bypass 2 für die Backraumluft an der Backkammer 4 vorgesehen.A schematic representation of a baking oven 3 with the associated components is in 1 shown. The oven 3 essentially comprises a baking chamber 4 and a Beschwadungseinrichtung 6 , Furthermore, there is a bypass 2 for the baking chamber air at the baking chamber 4 intended.

Die universelle Messung der Feuchttemperatur erfolgt nicht im Backraum, sondern über einen Bypass 2 außerhalb des Ofens. Dazu wird ein kleiner Teil der Luft aus Backkammer 4 durch den Bypass 2 über die Temperaturmessstelle 1 mit der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung 7 und einem Wasserreservoire 8 geleitet und danach wieder in den Backraum 4 zurückgeführt. Die Messung der Feuchttemperatur erfolgt mittels einer als Thermoelement bzw. Pt-Element ausgebildeten Temperaturmessstelle 1, die kontinuierlich befeuchtet wird und mit einer Luftströmung von 1 bis 3 m/sec, vorzugsweise 2 m/sec, umspült wird.The universal measurement of the wet temperature is not carried out in the oven, but via a bypass 2 outside the oven. In addition, a small part of the air from the baking chamber 4 through the bypass 2 about the Temperature measuring point 1 with the associated humidifier 7 and a water reservoir 8th passed and then back into the oven 4 recycled. The measurement of the wet temperature by means of a designed as a thermocouple or Pt element temperature measuring point 1 , which is continuously moistened and with an air flow of 1 to 3 m / sec, preferably 2 m / sec, is washed.

Die Befeuchtung des Feuchtthermometers wird entweder über das Ansaugen von Wasser mittels Baumwollfaser oder ähnlicher saugfähiger Fasern aus einem Vorratsgefäß oder über eine tropfenweise Taktung als Zwangsbefeuchtung geregelt.The Humidification of the humidity thermometer is either via the Aspirate water using cotton fiber or similar absorbent fibers from a storage vessel or over a Drop-wise timing regulated as forced humidification.

Die Befeuchtungseinrichtung 7 ist mit einem Wasserreservoire 8 zur Sicherstellung der Befeuchtung versehen.The humidifier 7 is with a water reservoir 8th to ensure humidification.

Die Feuchtemessung ist in das nicht näher dargestellte Regel- und Steuerungssystem des Backofens 3 integriert, wodurch eine umfassende Klimasteuerung der Backparameter Temperatur, Luftfeuchte und Zeit möglich ist.The moisture measurement is in the control and control system of the oven, not shown 3 integrated, whereby a comprehensive climate control of the baking parameters temperature, humidity and time is possible.

Die Durchströmung des Bypasses 2 ermöglicht der Ventilator 5, der außerhalb oder unmittelbar an der Backkammer 4 angeordnet ist. Der Ventilator 5 weist rückseitig einen nicht dargestellten Ventilatorantrieb auf.The flow through the bypass 2 allows the fan 5 that is outside or directly at the baking chamber 4 is arranged. The ventilator 5 has the back of a fan drive, not shown.

Nach einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird die Trockenkugeltemperatur ttr 13.1 der Backraumluft an einer zweiten Temperaturmessstelle 9 in der Messeinheit im Bypass 2 oder einer Temperaturmessstelle 10 in der Backkammer 4 erfasst und zum Zwecke der Kontrolle und Information für den Betreiber visuell dargestellt. Für diese Ausführungsform zur Feuchteregelung des Backprozesses werden die gemessenen Temperatursignale ttr 13.1 der Steuer- und Regeleinheit zugeführt und bei der Berechnung der Feuchtekenngrößen in Anwendung des psychrometrischen Prinzips berücksichtigt.According to a further alternative embodiment of the invention, the dry bulb temperature t tr 13.1 the baking chamber air at a second temperature measuring point 9 in the measuring unit in the bypass 2 or a temperature measuring point 10 in the baking chamber 4 recorded and visually presented to the operator for purposes of control and information. For this embodiment for the moisture control of the baking process, the measured temperature signals t tr 13.1 supplied to the control unit and taken into account in the calculation of the moisture parameters in application of the psychrometric principle.

Die erste Temperaturmessstelle, die erfindungsgemäß die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 der Backraumluft erfasst, ist im Bypass 2 angeordnet und mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Diese erste Temperaturmessstelle 1 umfasst in der Ausgestaltung nach 2 ein Thermoelement 1.1, welches von einer saugfähigen Hülle 1.2 umgeben ist. Die Dauerbefeuchtung dieser Hülle 1.2 wird mittels einer mit Wasser gefüllten Versorgungsleitung 1.3 realisiert. Das erste Ende der Versorgungsleitung 1.3 weist eine offene Mündung 1.5 auf, in die die saugfähige Hülle 1.2 zumindestens teilweise eintaucht. Das zweite Ende der Versorgungsleitung 1.3 ist mit einem nicht dargestellten Wasserreservoir fest verbunden. Das Thermoelement 1.1 selbst ist oberhalb der Mündung 1.5 des ersten Endes der Versorgungsleitung 1.3 angeordnet, um von der Backraumluft über den Bypass 2 frei angeströmt zu werden.The first temperature measuring point according to the invention the wet bulb temperature t f 13.2 the baking chamber air is detected, is in the bypass 2 arranged and with the reference numeral 1 characterized. This first temperature measuring point 1 comprises in the embodiment according to 2 a thermocouple 1.1 which of an absorbent shell 1.2 is surrounded. The permanent humidification of this shell 1.2 is by means of a water-filled supply line 1.3 realized. The first end of the supply line 1.3 has an open mouth 1.5 in which the absorbent shell 1.2 at least partially immersed. The second end of the supply line 1.3 is firmly connected to a water reservoir, not shown. The thermocouple 1.1 itself is above the mouth 1.5 the first end of the supply line 1.3 arranged to bypass from the baking chamber air 2 to be flown freely.

Der während des Backprozesses entstehende und nicht benötigte Dampf wird durch eine nicht dargestellte klappengesteuerte Abzugsvorrichtung aus der Backkammer abgeführt. Die Luftklappe weist einen nicht dargestellten Antrieb auf, der elektro-motorisch, elektro-hydraulisch oder elektro-pneumatisch ausgebildet sein kann. Dieser Antrieb ist elektrisch mit der Regel- und Steuereinheit des Backofens 3 derart verbunden, dass bei Über- oder Unterschreitung der einstellbaren Feuchtkugeltemperatursollwerte tf,Soll die Luftklappen mit einer sehr kurzen Stellzeit geöffnet bzw. geschlossen werden. Die Luftklappen sind derart ausgebildet, dass sich während eines Öffnungsvorgangs der freie durchströmbare Kanalquerschnitt progressiv erweitert, um eine exaktere Regelung zu erzielen.The resulting during the baking process and unnecessary steam is removed by a flap-controlled trigger device, not shown, from the baking chamber. The air damper has a drive, not shown, which may be electro-motor, electro-hydraulic or electro-pneumatic. This drive is electric with the control unit of the oven 3 connected such that when exceeding or falling below the adjustable wet bulb temperature setpoints t f, Soll the louvers are opened or closed with a very short positioning time. The louvers are designed such that during an opening process, the free flow-through channel cross-section progressively expanded in order to achieve a more accurate control.

Der sich an der Kanalinnenwandung des Abluftsystems abkühlende Dampf kann gegebenenfalls kondensieren und damit zu unerwünschten Unzulänglichkeiten führen. Zweckmäßigerweise ist ein Abluftsystem mit einem Kondensator ausgebildet, der das Kondensat über einen Kondensatablauf einem Wasserreservoir zuführt.Of the Cooling steam at the duct inner wall of the exhaust air system may optionally condense and thus undesirable shortcomings to lead. Conveniently, an exhaust system is formed with a condenser, the Condensate over supplies a condensate drain to a water reservoir.

Das Wasserreservoir wird im Falle des Unterschreitens eines minimalen Füllstandes auch von einer Wasser-Notversorgung gespeist, wodurch kontinuierlich Wasser für die Dauerbefeuchtung des Themoelements 1.1 zur Verfügung steht.The water reservoir is fed in the event of falling below a minimum level of a water emergency supply, thereby continuously water for the permanent moistening of the Themoelements 1.1 is available.

2 illustriert schematisch den Aufbau der ersten Temperaturmessstelle 1 zur Erfassung der Feuchtkugeltemperatur tf 13.2. Die erste Temperaturmessstelle 1 weist als signifikantes Merkmal ein Thermoelement 1.1 auf, das mit der nicht dargestellten Steuer- und Regeleinheit des Backofens 3 elektrisch verbunden ist. Die Temperaturmesssignale tf 13.2 werden kontinuierlich erfasst und dieser Steuer- und Regeleinheit als Eingangsgröße zur weiteren Verarbeitung zugeführt. 2 schematically illustrates the structure of the first temperature measuring point 1 for detecting the wet bulb temperature t f 13.2 , The first temperature measuring point 1 indicates a significant feature of a thermocouple 1.1 on, with the unillustrated control unit of the oven 3 electrically connected. The temperature measuring signals t f 13.2 are continuously recorded and fed to this control unit as an input for further processing.

Die Befeuchtung dieses als Feuchtethermometer ausgebildeten Themoelements 1.1 wird mittels einer saugfähigen Hülle 1.2 sichergestellt, die das Thermoelement 1.1 vollständig umschließt. Als bevorzugtes Material für die saugfähige Hülle 1.2 werden Glasseidengewebe, Musselinbäusche, Leinengewebe oder Kunstfasern eingesetzt.The moistening of this designed as a humidity thermometer Themoelements 1.1 is by means of an absorbent shell 1.2 ensured that the thermocouple 1.1 completely encloses. As a preferred material for the absorbent shell 1.2 Glass fiber fabrics, muslin noises, linen fabrics or synthetic fibers are used.

Die Hülle 1.2 taucht zumindestens teilweise in die offene Mündung 1.5 eines vertikal angeordneten Leitungselements 1.4 einer hier horizontal angeordneten Versorgungsleitung 1.3 ein. Diese offene Mündung 1.5 der Versorgungsleitung 1.3 stellt das zweite Ende der Versorgungsleitung 1.3 dar, währenddessen das erste Ende der Versorgungsleitung 1.3 mit einem nicht dargestellten Wasserreservoir verbunden ist. Das von der saugfähigen Hülle 1.2 umschlossene Thermoelement 1.1 ist in Bezug auf die Mündung 1.5 des vertikal angeordneten Leitungselements 1.4 der Versorgungsleitung 1.3 derart angeordnet, dass dieses Themoelement 1.1 von der Backraumluft im Bypass 2 frei angeströmt werden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit der Backraumluft beträgt dabei mindestens 2 m/s, um Messungenauigkeiten zu vermeiden.The case 1.2 at least partially dives into the open mouth 1.5 a vertically arranged conduit element 1.4 a horizontal supply line here 1.3 one. This open mouth 1.5 the supply line 1.3 represents the second end of the supply line 1.3 meanwhile the first end of the supply line 1.3 is connected to a water reservoir, not shown. That of the absorbent shell 1.2 enclosed thermocouple 1.1 is in relation to the estuary 1.5 of the vertically arranged conduit element 1.4 the supply line 1.3 arranged such that this theme element 1.1 from the baking chamber air in the bypass 2 can be flowed freely. The flow rate of the baking chamber air is at least 2 m / s to avoid measurement inaccuracies.

In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das Thermoelement 1.1 in einem Bereich zwischen 5 bis 20 mm über der Mündung 1.5 des Leitungselements 1.4. Erfindungsgemäß kann die saugfähige Hülle 1.2 auch von einem nicht dargestellten Metallröhrchen umhüllt sein, wobei dieses Metallröhrchen seinerseits in die Mündung 1.5 des Leitungselements 1.4 eingeführt ist. Mittels dieses nicht dargestellten Metallröhrchens können thermische Störungen weitestgehend vermieden werden. Unabhängig von der Baulänge des vertikal angeordneten Leitungselements 1.4 ist sichergestellt, dass eine kontinuierliche Befeuchtung der saugfähigen Hülle 1.2 durch das im Wasserreservoir bevorratete Wasser erfolgt. Dadurch, dass das Wasser aus dem Wasserreservoir angesaugt wird, konnte auf einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Antrieb verzichtet werden. Die Dauerbefeuchtung der saugfähigen Hülle 1.2 und damit des Thermoelements 1.1 erfolgt demnach ohne Hilfsenergie nach rein physikalischen Gesetzmäßigkeiten. Die Triebkraft für die Wasserfortleitung ist der Konzentrationsunterschied innerhalb der saugfähigen Hülle 1.2.In a preferred embodiment, the thermocouple is located 1.1 in a range between 5 to 20 mm above the mouth 1.5 of the conduit element 1.4 , According to the invention, the absorbent shell 1.2 be wrapped by a metal tube, not shown, in turn, this metal tube in turn into the mouth 1.5 of the conduit element 1.4 is introduced. By means of this metal tube, not shown, thermal disturbances can be largely avoided. Regardless of the length of the vertically arranged pipe element 1.4 It is ensured that a continuous humidification of the absorbent shell 1.2 through the water stored in the water reservoir. The fact that the water is sucked from the water reservoir, could be dispensed with an electric, hydraulic or pneumatic drive. The permanent humidification of the absorbent shell 1.2 and thus the thermocouple 1.1 takes place without auxiliary power according to purely physical laws. The driving force for water circulation is the concentration difference within the absorbent shell 1.2 ,

Im hier dargestellten Beispiel wird das vertikal angeordnete Leitungselement 1.4 und die horizontal ausgerichtete Versorgungsleitung 1.3 von einem Überlaufrohr 1.6 umhüllt, um überschüssiges angesaugtes Wasser gefahrlos abzuführen und für die weitere Nutzung zur Verfügung zu stellen. Dieses Überlaufrohr 1.6 kann auch dann vorgesehen sein, wenn die Höhe des Wasserspiegels im Leitungselement 1.4 vorteilhaft über eine elektronische Höhenmessung erfolgt. Als Messsensoren können alle üblichen Messsensoren eingesetzt werden.In the example shown here, the vertically arranged line element 1.4 and the horizontally oriented supply line 1.3 from an overflow pipe 1.6 wrapped to safely dissipate excess intake water and provide for further use. This overflow pipe 1.6 may also be provided if the height of the water level in the conduit element 1.4 advantageously takes place via an electronic height measurement. As measuring sensors all common measuring sensors can be used.

In der 3 sind die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 und die Taupunkttemperatur ttau 13.5 in Abhängigkeit von der Zeit in einem Diagramm grafisch dargestellt. Es ist ersichtlich, dass sich im oberen Temperaturbereich, der für die Backluftfeuchtemessung ausschlaggebend ist, die Feuchttemperatur und die Taupunktttemperatur nahezu identisch sind. Diese Erkenntnis kann in vorteilhafter Weise derart genutzt werden, dass es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ausreichend ist, die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 zu messen und diese der Steuer- und Regeleinheit als Eingangsgröße zur weiteren Verarbeitung zuzuführen.In the 3 are the wet bulb temperature t f 13.2 and the dew point temperature t tau 13.5 graphically represented as a function of time in a diagram. It can be seen that in the upper temperature range, which is decisive for the measurement of the baking air humidity, the wet bulb temperature and the dew point temperature are almost identical. This finding can be used in an advantageous manner such that it is sufficient according to an advantageous embodiment of the invention, the wet bulb temperature t f 13.2 to measure and supply them to the control unit as an input for further processing.

Die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 wurde mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, respektive mit der Temperaturmessstelle 1, erfasst und aufgezeichnet. Die feuchte Backraumluft, die sich infolge einer Verdunstung abkühlt, wird am Feuchtethermometer 1.1 gemessen und entspricht hierbei der Feuchtkugeltemperatur tf 13.2.The wet bulb temperature t f 13.2 was with the device according to the invention, respectively with the temperature measuring point 1 , recorded and recorded. The damp baking chamber air, which cools as a result of evaporation, is measured by the humidity thermometer 1.1 measured and corresponds to the wet bulb temperature t f 13.2 ,

Die Taupunkttemperatur ttau 13.5 hingegen wurde mittels Software ermittelt, wobei als Eingangsgrößen die gemessene Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 und die gemessene Trockenkugeltemperatur ttr 13.1 in die Berechnung einflossen. Die Berechnung erfolgt nach dem psychrometrischen Prinzip: pd = pf – k(ttr – tf) p in mbar (1)und

Figure 00150001
The dew point temperature t tau 13.5 on the other hand, it was determined by means of software, the measured wet bulb temperature t f being the input variables 13.2 and the measured dry bulb temperature t tr 13.1 into the calculation. The calculation is based on the psychrometric principle: p d = p f - k (t tr - t f ) p in mbar (1) and
Figure 00150001

Hierbei bedeuten:

ttr
= Temperatur des trockenen Thermometers/Trockenkugeltemperatur in °C,
tf
= Temperatur des feuchten Thermometers/Feuchtkugeltemperatur in °C,
pd
= Teildruck/Partialdruck des Wasserdampfes in mbar,
p
= Gesamtdruck in mbar,
pf
= Dampfdruck bei der Feuchtkugeltemperatur tf in mbar,
k
= Konstante = 0,61 × 10–3 für Wasser/Luft und
ps
= Sättigungsdruck in mbar bei der Temperatur
Figure 00160001
Where:
t tr
= Temperature of the dry thermometer / dry bulb temperature in ° C,
t f
= Temperature of the wet thermometer / wet bulb temperature in ° C,
p d
= Partial pressure / partial pressure of the water vapor in mbar,
p
= Total pressure in mbar,
p f
= Vapor pressure at the wet bulb temperature t f in mbar,
k
= Constant = 0.61 × 10 -3 for water / air, and
p s
= Saturation pressure in mbar at the temperature
Figure 00160001

Der Feuchttemperaturbereich beträgt bei der Dampfgabe zwischen 80 und 100 °C (Daten für Feuchttemperatur und Taupunkttemperatur sind nahezu identisch), bei der Entfeuchtung, je nach Öffnungszeit der Klappen, zwischen 30 und 70 °C.Of the Wet temperature range is when steaming between 80 and 100 ° C (data for wet bulb temperature and dew point temperature are almost identical), during dehumidification, depending on the opening time the flaps, between 30 and 70 ° C.

Je nach zu backendem Produkt werden spezifische Backparameter (Temperatur, Zeit sowie Klappenöffnungszeiten) eingestellt.ever The product to be baked requires specific baking parameters (temperature, Time as well as valve opening times) set.

Die 4 illustriert die Temperatur- und Zeitdaten für das Backen von Roggenmischbrot. Es sind die Trockenkugeltemperatur ttr 13.1 in der Ofenmitte, die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2, die Temperatur der Krume tKU 13.3 und die Temperatur der Kruste tKS 13.4 in Abhängigkeit von der Backzeit dargestellt. Die Zeitachse ist repräsentativ für einen vollständigen Backprozess. Zu Beginn des Backens von Teiglingen, insbesondere von Brot und Brötchen, erfolgt eine Dampfgabe, wobei die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 in kürzester Zeit stark ansteigt. Der Dampf kondensiert an der Oberfläche der Teiglinge, wodurch die Temperatur schlagartig ansteigt und sich eine geschlossene Backhaut bildet.The 4 illustrates the temperature and time data for baking mixed rye bread. It is the dry bulb temperature t tr 13.1 in the furnace center, the wet bulb temperature t f 13.2 , the temperature of the crumb t KU 13.3 and the temperature of the crust t KS 13.4 depending on the baking time. The timeline is representative of a complete baking process. At the beginning of the baking of dough pieces, especially of bread and rolls, a steam is given, wherein the wet bulb temperature t f 13.2 rises sharply in no time. The steam condenses on the surface of the dough pieces, causing the temperature to rise suddenly and form a closed back skin.

Gemäß 4 steigt die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 in den ersten 120 sec von ca. 50 °C auf ca. 85 °C. Da dieser Backluftfeuchteanstieg erwartet wird, können geringere gemessene Feuchtkugeltemperaturen tf 13.2 ein Indiz für eine unvollständige oder gestörte Dampfgabe sein. Dies kann beispielsweise durch Undichtheiten im Umluftofen 3 oder durch eine unterbrochene Wasserzufuhr hervorgerufen werden. Infolge eines eventuell auftretenden Fehlers wird die Dampfmenge dann bis zu einem vorgegebenen Feuchtkugeltemperatursollwert tf,Soll erhöht.According to 4 the wet bulb temperature t f increases 13.2 in the first 120 sec from about 50 ° C to about 85 ° C. As this back air humidity increase is expected, lower measured wet bulb temperatures t f 13.2 an indication of an incomplete or disturbed steam. This can be caused, for example, by leaks in the convection oven 3 or caused by a broken water supply. As a result of a possibly occurring error, the amount of steam is then increased up to a predetermined wet bulb temperature setpoint tf, desired .

Für den Anwendungsfall des Backens von Roggenmischbrot (4) muss beispielsweise die Feuchteregelung der Backraumluft bereits nach ca. 60 sec erfolgen, indem die Backluftfeuchte im Herd durch Öffnen einer gesteuerten Klappe 11 auf eine Feuchtkugeltemperatur von ca. 70 °C reduziert wird.For the application of baking rye bread ( 4 ), for example, the humidity control of the baking chamber air already after about 60 sec done by the baking air moisture in the stove by opening a controlled flap 11 is reduced to a wet bulb temperature of about 70 ° C.

Eine bevorzugte Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 beträgt 65 °C. Nach Erreichen dieser Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 werden die Klappen 11 wieder verschlossen und die Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 steigt durch Verdampfen von Wasser aus der Oberfläche der Teiglinge an, wobei sich in Abhängigkeit der Dichtigkeit des Ofens 3 eine Feuchtkugeltemperatur tf 13.2 zwischen 95 und 100 °C einstellt. Ca. 3 bis 5 Minuten vor dem Backprozessende werden wiederum die Klappen 11 geöffnet, was zu einer erneuten Reduzierung der Backluftfeuchte führt. Im Ergebnis dieser Reduzierung der Backluftfeuchte wird die Krustenbräunung beschleunigt und die Backzeit erfindungsgemäß verkürzt. Es lässt sich erschließen, dass der Backprozess neben den Backparametern Temperatur und Zeit nunmehr auch in Abhängigkeit der Feuchte geregelt wird. Es wird an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass die genannten Backphasen und die Temperaturbereiche in Abhängigkeit des Backgutes differieren können, so dass eine im Diagramm dargestellte Quantifizierung nur beispielhaften Charakter hat. Bei Roggengebäcken bildet sich im Gegensatz zu Weizengebäcken sehr rasch eine erstarrte Kruste aus. Bei Weizengebäcken muss die Kruste hingegen im ersten Teil des Backprozesses dehnbar bleiben. Dies hat dahingehend Einfluss auf die Einstellung der Backprozessparameter, dass der Zeitabschnitt Dampfgabe und gegebenenfalls auch die darauf folgenden Zeitabschnitte für Weizen- und Roggengebäcke qualitativ und quantitativ unterschiedlich sind.A preferred wet-bulb temperature t f 13.2 is 65 ° C. After reaching this wet bulb temperature t f 13.2 become the flaps 11 closed again and the wet bulb temperature t f 13.2 increases by evaporation of water from the surface of the dough pieces, depending on the tightness of the oven 3 a wet bulb temperature t f 13.2 between 95 and 100 ° C. Approximately The flaps turn 3 to 5 minutes before the end of the baking process 11 opened, which leads to a further reduction of the baking air moisture. As a result of this reduction in the baking air moisture, the crust browning is accelerated and the baking time is shortened according to the invention. It can be deduced that the baking process is now controlled in addition to the baking parameters temperature and time, depending on the humidity. It is expressly mentioned at this point that the said baking phases and the temperature ranges can differ depending on the baked good, so that a quantification shown in the diagram has only exemplary character. In rye pastries, in contrast to wheat pastries, a frozen crust develops very quickly. In the case of wheat pastries, on the other hand, the crust must remain elastic in the first part of the baking process. This has an effect on the setting of the baking process parameters that the period of time steaming and possibly also the subsequent periods for wheat and rye pastry different qualitatively and quantitatively.

11
Temperaturmessstelle für FeuchttemperaturTemperature measuring point for wet bulb temperature
1.11.1
Thermoelement/Pt-ElementThermocouple / Pt element
1.21.2
saugfähige Hülleabsorbent shell
1.31.3
Versorgungsleitungsupply line
1.41.4
Leitungselementline element
1.51.5
offene Mündungopen muzzle
1.61.6
ÜberlaufrohrOverflow pipe
22
Bypassbypass
33
Backofenoven
44
Backkammerbaking chamber
55
Ventilatorfan
66
Beschwadungseinrichtung BackkammerBeschwadungseinrichtung baking chamber
77
Befeuchtungseinrichtung Messstellehumidifying measuring point
88th
Wasserreservoire für Befeuchtungseinrichtungwater reservoirs for moistening device
99
Temperaturmessstelle für Trockentemperatur in der MesseinheitTemperature measuring point for drying temperature in the measuring unit
1010
Temperaturmessstelle für Trockentemperatur in der BackkammerTemperature measuring point for drying temperature in the baking chamber
1313
Temperaturentemperatures
13.113.1
Temperatur ttr des trockenen Thermometers/TrockenkugeltemperaturTemperature t tr of the dry thermometer / dry bulb temperature
13.213.2
Temperatur tf des feuchten Thermometers/FeuchtkugeltemperaturTemperature t f of the wet thermometer / wet bulb temperature
13.313.3
Temperatur tKU der KrumeTemperature t KU of the crumb
13.413.4
Temperatur tKS der KrusteTemperature t KS of the crust
13.513.5
Taupunkttemperatur ttau Dew point temperature t dew

Claims (9)

Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie eine in einem Bypass (2) außerhalb der Backkammer (4) angeordnete, von der Backraumluft anströmbare Messstelle zum indirekten Erfassen der Feuchtekenngrößen der Backraumluft, wobei die Temperaturmessstelle (1) mittels einer Befeuchtungseinrichtung (7) die Feuchtkugeltemperatur tf erfassend ausgebildet ist und die Regel- und Steuereinheit des Backofens (3) dazu ausgelegt ist, die von der Temperaturmessstelle (1) erfasste Feuchtkugeltemperatur tf mit einer Feuchtkugeltemperatursollgröße tf,Soll vergleichen zu können und in Abhängigkeit der Regelabweichung ein Ausgangssignal zu erzeugen.Device for controlling baking parameters, in particular for detecting baked air humidity and regulation, comprising a control and control unit and a bypass ( 2 ) outside the baking chamber ( 4 ), which can be flowed on by the baking chamber air, for indirect detection of the moisture parameters of the baking chamber air, wherein the temperature measuring point ( 1 ) by means of a moistening device ( 7 ) the wet bulb temperature t f is formed detecting and the control and control unit of the oven ( 3 ) is adapted to the temperature measuring point ( 1 ) detected wet bulb temperature t f with a wet bulb temperature setpoint t f, to be able to compare and to generate an output signal as a function of the control deviation. Vorrichtung zur Steuerung von Backparametern, insbesondere zur Backluftfeuchteerfassung und -regelung, umfassend eine Regel- und Steuereinheit sowie mehrere Messstellen zum indirekten Erfassen der Feuchtekenngrößen der Backraumluft, wobei eine Temperaturmessstelle (1) in einem Bypass (2) außerhalb der Backkammer (4) angeordnet ist und eine weitere Temperaturmessstelle (10, 9) in der Backkammer (4) oder im Bypass (2) vorgesehen ist, wobei die Temperaturmessstelle (1) mittels einer Befeuchtungseinrichtung (7) die Feuchtkugeltemperatur tf und die weitere Temperaturmessstelle (9 oder 10) die Trockenkugeltemperatur ttr erfassend ausgebildet ist und die Steuer- und Regeleinheit des Backofens (3) dazu ausgelegt ist, die von den beiden Temperaturmessstellen (1, 9 oder 10) erfasste Feuchtkugeltemperatur tf und Trockenkugeltemperatur ttr in eine Feuchtekenngröße der Backraumluft umzuwerten.Device for controlling baking parameters, in particular for detecting baked air humidity and control, comprising a control and control unit and a plurality of measuring points for indirectly detecting the moisture parameters of the oven air, wherein a temperature measuring point ( 1 ) in a bypass ( 2 ) outside the baking chamber ( 4 ) is arranged and another temperature measuring point ( 10 . 9 ) in the baking chamber ( 4 ) or in the bypass ( 2 ) is provided, wherein the temperature measuring point ( 1 ) by means of a moistening device ( 7 ) the wet bulb temperature t f and the further temperature measuring point ( 9 or 10 ) the dry bulb temperature t tr is detected and the control and regulation unit of the oven ( 3 ) is adapted to the temperature of the two temperature measuring points ( 1 . 9 or 10 ) wet bulb temperature t f and dry bulb temperature t tr converted into a moisture parameter of the baking chamber air. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessstelle (1) als kontinuierlich befeuchtetes Thermoelement (1.1) oder Pt-Element (1.1) ausgebildet ist, wobei das Thermoelement (1.1) von einer saugfähigen Hülle (1.2) umgeben ist, und die Dauerbefeuchtung der Hülle (1.2) des Thermoelements (1.1) mittels einer von einem Wasserreservoir (8) gespeisten Versorgungsleitung (1.3) realisiert wird.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature measuring point ( 1 ) as a continuously moistened thermocouple ( 1.1 ) or Pt element ( 1.1 ) is formed, wherein the thermocouple ( 1.1 ) of an absorbent casing ( 1.2 ), and the permanent humidification of the envelope ( 1.2 ) of the thermocouple ( 1.1 ) by means of one of a water reservoir ( 8th ) fed supply line ( 1.3 ) is realized. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauerbefeuchtung der Hülle (1.2) des Thermoelements (1.1) selbsttätig und ohne Hilfsenergie sichergestellt ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the permanent humidification of the envelope ( 1.2 ) of the thermocouple ( 1.1 ) is ensured automatically and without auxiliary power. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die saugfähige Hülle (1.2) aus einem Glasseidengewebe, einem Musselinbausch, einem Leinengewebe oder Kunstfasern besteht.Device according to claim 4, characterized in that the absorbent casing ( 1.2 ) consists of a glass silk fabric, a muslin pad, a linen fabric or synthetic fibers. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende der Versorgungsleitungsleitung (1.3) mit einem Wasserreservoir verbunden ist und dass ein im Bereich der Temperaturmessstelle (1) angeordnetes zweites Ende der Versorgungsleitung (1.3) mit einer offenen Mündung (1.5) ausgebildet ist, in welche die saugfähige Hülle (1.2) zumindestens teilweise eintaucht, wobei das Thermoelement (1.1) oder das Pt-Element (1.1) von der Backraumluft oberhalb der offenen Mündung (1.5) umströmbar angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a first end of the supply line ( 1.3 ) is connected to a water reservoir and that in the region of the temperature measuring point ( 1 ) arranged second end of the supply line ( 1.3 ) with an open mouth ( 1.5 ) into which the absorbent casing ( 1.2 ) at least partially immersed, wherein the thermocouple ( 1.1 ) or the Pt element ( 1.1 ) of the baking chamber air above the open mouth ( 1.5 ) is arranged flow around. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (1.3) im Bereich der Temperaturmessstelle (1) ein vertikal angeordnetes Leitungselement (1.4) aufweist und das zweite Ende der Versorgungsleitung (1.3) zumindestens im Mündungsbereich von einem Überlaufrohr (1.6) umhüllt ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the supply line ( 1.3 ) in the area of the temperature measuring point ( 1 ) a vertically arranged line element ( 1.4 ) and the second end of the supply line ( 1.3 ) at least in the mouth region of an overflow pipe ( 1.6 ) is wrapped. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bypass (2) ein Ventilator (5) vorgesehen ist, der die Backluft durch den Bypass (2) bewegt.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the bypass ( 2 ) a fan ( 5 ) is provided, the baking air through the bypass ( 2 ) emotional. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass technische Mittel zur tropfenweise getakteten Befeuchtung der Temperaturmessstelle (1) vorgesehen sind.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that technical means for dropwise clocked humidification of the temperature measuring point ( 1 ) are provided.
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