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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine thermische Behandlung von Lebensmitteln zwecks Zubereitung oder auch zur Haltbarmachung ist insbesondere bekannt in der Form des Garens, wobei in Abhängigkeit von der Art des jeweiligen Lebensmittels zahlreiche feuchte Gartechniken wie z. B. das Kochen, Dünsten, Druck-, Niedertemperatur- oder Vakuumgaren allgemein bekannt sind. Darüber hinaus sind trockene Gartechniken z. B. in der Form des Bratens, Sautierens, Grillens usw. bekannt. Die zur Erzielung eines Garzustands erforderlichen Garzeiten gestalten sich nach Maßgabe der benutzten Gartechnik jedoch unterschiedlich und fallen bei einem Druckgaren aufgrund der höheren Temperaturen am geringsten und bei einem Niedertemperaturgaren dementsprechend am längsten aus.
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Eine allgemein bekannte Vorrichtung zum Druckgaren ist der sogenannte Schnellkochtopf, der als druckfest verschließbarer Topf ausgebildet ist, so dass eine Normalsiedetemperatur entsprechend einer erreichbaren Druckerhöhung ebenfalls erhöht ist. Der Garungsprozess findet somit unter einer erhöhten Temperatur statt, womit eine Verkürzung der Garzeit darstellbar ist.
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Es ist ebenfalls bekannt, dass es bei hohen Temperaturunterschieden zwischen einer Kerntemperatur des Garungsguts und dessen Umgebung insbesondere bei Fleisch, letztendlich abhängig von der absoluten Temperatur sowie der benutzten Garzeit zu beträchtlichen Flüssigkeitsverlusten des Gewebes bzw. zu Austrocknungserscheinungen und sonstigen ungünstigen Veränderungen des Garungsguts kommen kann. Dieser Umstand erfordert im allgemeinen eine genaue Überwachung des Garungsprozesses. Bei einem Niedertemperaturgaren hingegen liegt ein beträchtlich geringeres Temperaturgefälle zwischen einer Kerntemperatur und der Umgebungstemperatur vor, welches zwar mit einer im Vergleich zu einem Druckgaren höheren Garzeit einhergeht, wobei jedoch ein Überschreiten der Garzeit von wesentlich geringerer Bedeutung ist.
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Das dem Niedertemperaturgaren von Fleisch eigene wesentliche geringere Temperaturgefälle zwischen einer Kern- und einer Umgebungstemperatur hat somit zur Folge, dass neben der Garzeit auch die Größe des Garungsguts nur eine geringe Rolle spielen, da in jedem Fall die Flüssigkeit im Gewebe gebunden erhalten bleibt.
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Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung in konstruktiv einfacher Weise mit Hinblick auf ihre Eignung für einen Garungsprozess, insbesondere einen Niedertemperaturgarungsprozss auszugestalten. Gelöst ist diese Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.
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Erfindungswessntlich ist, dass die zur Aufnahme der zu behandelnden Lebensmittel bestimmte Nutzkammer in thermischer Verbindung mit einer, ein Wärmeträgermedium aufnehmenden Kammer steht, so dass die Temperatur der Nutzkammer indirekt über die Temperatur des Wärmeträgermediums steuerbar ist. Dies ermöglicht nach Maßgabe der auf diese Weise zur Wärmeübertragung eingesetzten Flächen der Nutzkammer ein sehr genaue und in deren Raum gleichförmige Temperaturverteilung, welche mit einer Darstellung dementsprechend gleichförmiger Bedingungen des Garungsprozesses in der Nutzkammer einhergeht. Es kann somit der Garungsprozess somit bei gleichförmig niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, nämlich den Bedingungen eines Niedertemperaturgarens, wobei von einer, für die Darstellung eines keimfreien Zustands erforderlichen Mindesttemperatur von etwa 60°C ausgegangen werden sollte. Das innerhalb der Kammer aufgenommene Wärmeträgermedium kann als Wärmequelle zur Beheizung der Nutzkammer eingesetzt sein – in Betracht kommt jedoch auch ein als Wärmesenke eingesetztes Wärmeträgermedium, welches zur Kühlung der Nutzkammer eingesetzt ist.
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Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf die nähere Ausgestaltung des Systems aus Nutzkammer und Kammer gerichtet und es kann hiernach die Nutzkammer in die Kammer eingesetzt sein, um einen optimalen bodenseitigen und insbesondere seitlichen Wärmeaustausch mit dem Wärmeträgermedium sicher zu stellen.
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Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 ist die Kammer bodenseitig mit einer, einen Zulauf für das Wärmeträgermedium bildenden Leitung und in ihrem obersten Bereich mit einer, einen Ablauf bildenden Leitung versehen. Letztere bildet beim Befüllen der Kammer eine Entlüftungsleitung. Beide Leitungen sind mit Absperrorganen ausgerüstet, deren Stellung in Abhängigkeit von der Nutzung der Vorrichtung unterschiedlich eingerichtet ist. Hierauf wird im Folgenden noch näher eingegangen werden.
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Die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 sind auf die nähere Ausgestalung und Anordnung des die Nutzkammer oberseitig verschließenden Deckels gerichtet. Aufgrund der druckdichten Ausbildung der Schließstellung wird sich im Falle einer Beheizung der Nutzkammer ein Überdruck in dieser einstellen, der jedoch in Anbetracht einer Temperaturbegrenzung der Nutzkammer entsprechend deren hauptsächlicher Nutzung zum Niedertemperaturgaren nur gering ausfällt.
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Die Vorrichtung weist entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7 eine allseitige wärmeisolierend wirksame Beschichtung auf. Auf diese Weise werden weder eine Beheizung noch eine Kühlung der Nutzkammer durch die jeweils herrschenden Umgebungsbedingungen beeinflußt und gleichzeitig der Energiebedarf für die Aufrechterhaltung eines Beheizungs- und eines Kühlzustands gesenkt.
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Die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 sind auf alternative Möglichkeiten zur Darstellung einer für den Betrieb der Vorrichtung benötigten Wärmequelle gerichtet. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass die von der Wärmequelle auf die Nutzkammer übertragene Energie steuerbar und insbesondere mit Hinblick auf eine Beschränkung der sich in der Nutzkammer einstellbaren Temperatur beeinbflußbar ist, so dass in dieser die für den Garungsprozess erforderlichen Bedingungen einstellbar sind.
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Mittels eines Regelkreises im Sinne des Anspruchs 10 besteht die Möglichkeit, den Anwärmvorgang der Vorrichtung bis zum Erreichen der für den Garunsvorgang betimmten Betriebstemperatur der Nutzkammer zu beschleinigen.
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Ein Sicherheitsventil im Sinne des Anspruchs 11 begrenzt insbesondere während eines Betriebs der Wärmequelle den Druck innerhalb der Kammer.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine ebene Darstellung der Vorrichtung in einer Querschnittsebeneder 1;
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3 eine vergrößerte ebene Teildarstellung einer Einzelheit III der 2.
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Mit 1 ist in 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Gesamtheit bezeichnet, welche schematisch durch ein quaderförmiges Gehäuse dargestellt ist, welches oberseitig durch einen, um eine Achse 3 zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung schwenkbaren Deckel 2 verschlossen ist. Vorzugsweise weist die Vorrichtung jedoch eine zylindrische, insbesondere rotationsymmetrische Gestalt auf.
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Das Gehäuse umschließt eine zur Aufnahme der zu behandelnden Lebensmittel bestimmte Nutzkammer 4, welche einen Boden 5, Seitenwandungen 6 und eine offene Oberseite 7 aufweist, deren horizontale Berandung eine Auflagefläche 8 bildet. Der um die Achse 3 schwenkbare Deckel 2 liegt in der Schließstellung unter Zwischenanordnung einer Dichtung 9 auf dieser Auflagefläche 8 auf und kann in Richtung auf diese hin unter einer mechanischen, durch einen, in seiner konstruktiven Ausführung nicht näher dargestellten Schließmechanismus 10 eingerichteten Vorspannung stehen, so dass in der Schließstellung ein zuverlässiger Dichtungszustand der Nutzkammer 4 hergestellt ist.
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Auf der Auflagefläche 8, dem Schließmechanismus gegenüberliegend, ist die schematisch angedeutete Lagerung 16 des Deckels 2 angeordnet.
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Die Seitenwandungen 6 gehen unter Zwischenanordnung der Auflagefläche 8, einer sich an diese anschließenden Stufe 11, einer horizontalen oberseitigen Abschlußwandung 12 in Außenwandungen 13 über, so dass mit einem Boden 14 eine die Nutzkammer 4 seitlich und unterseitig umgebende Kammer 15 dargestellt ist, die der Aufnahme eines Wärmeträgermediums dient und deren Zweckbestimmung im Folgenden noch erläutert werden wird.
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Die Wandungen der Kammer 15 bestehen aus einem Metall und vermitteln eine wärmeleitende Verbindung zwischen dieser und der Nutzkammer 4.
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Sämtliche Außenseiten der Vorrichtung sind mit einer wärmedämmenden Beschichtung 17 überzogen, welche aus einem für diesen Zweck bekannten Werkstoff, z. B. Styropor, Kork oder vergleichbaren Material bestehen kann. Auf eine zeichnerische Wiedergabe dieser Beschichtung 17 ist in 3 aus Gründen der zeichnerischen Übersichtlichkeit verzichtet worden.
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Mit 18 ist eine Leitung bezeichnet, die in den unteren Bereich der Kammer 15 einmündet und mit einem Absperrorgan 19 ausgerüstet ist.
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Mit 20 ist eine weitere Leitung bezeichnet, die im obersten Bereich der Kammer 15, insbesondere über die Abschlusswandung 12 in die Kammer 15 einmündet und ebenfalls mit einem Absperrorgan 21 ausgerüstet ist. Mit 25 ist eine, ein Sicherheitsventil 26 beinhaltende Überbrückungsleitung des Absperrorgans 21 bezeichnet, deren Ausgang 27 in die Umgebung einmündet.
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Als Wärmeträgermedium kommt beispielsweise Wasser in Betracht, so dass über die Leitung 18 eine Zufuhr in die Kammer 15 erfolgt, während die Leitung 20 während eines Einführens von Wasser in die Kammer 15 über das Sicherheitsventil 26 die Funktion einer Entlüftungsleitung erfüllt. Durch das Sicherheitsventil 26 wird somit der Druck innerhalb der Kammer 15 begrenzt.
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Mit 22 ist eine elektrische Wärmequelle bezeichnet, die in den Raum unterhalb der Nutzkammer 4 hineinragt und deren Heizleistung mittels eines Schalters 23 mit der Maßgabe begrenzbar ist, dass eine eingestellte Höchsttemperatur des Wassers nicht überschritten wird. Diese Temperatur sollte in jedem Fall unter der Siedetemperatur von Wasser liegen und insbesondere einen Wert von 95°C nicht überschreiten. Sie sollte eher niedriger eingestellt sein, so dass jedenfalls in der Nutzkanmmer 4 eine Temperatur von etwa 90°C nicht überschritten wird. Die Wärmequelle 22 steht über eine Leitung 28 mit einer zeichnerisch nicht dargestellten Steuerungseinrichtung in Verbindung, über welche auch die Energieversorgung erfolgen kann.
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Die Vorrichtung wird vorzugsweise zum Niedertemperaturgaren von Lebensmitteln benutzt, welche zunächst in beispielsweise mehreren Gefäßen in die Nutzkammer 4 eingebracht werden, welche anschließend mittels des Deckels 2 dichtend verschlossen wird. Die Kammer 15 ist vollständig mit Wasser gefüllt, wobei die Absperrorgane 19, 21 geschlossen sind, so dass erst nach Öffnen des Sicherheitsventils 26 ein offenes System vorliegt. Nachdem die Heizleistung der Wärmequelle 22, insbesondere die Temperatur des Wassers eingestellt, die Wärmequelle eingeschaltet worden und die genannte Temperatur erreicht ist, beginnt der Garungsprozess, dessen Zeitbedarf von der genannten Temperatur abhängig ist und der dementsprechend unter den schonenden Bedingungen eines Niedertemperaturgarens abgewickelt wird. In der Nutzkammer 4, welche aufgrund der Dichtung 9 ein geschlossenes System bildet, stellt sich während des Garungsprozesses ein leichter Überdruck ein.
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Mit 29, 30 sind Temperaturfühler bezeichnet, die innerhalb der Nutzkammer 4 bzw. dr Kammer 15 angeordnet sind und zur Erfassung der in diesen Kammern herrschenden Temperaturen eingerichtet sind. Diese stehen über jeweilige Leitungen 31, 32 ebnefalls mit der Steuerungseinrichtung in Verbindung.
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Ein Aufheizvorgang der Vorrichtung ist daurch gekennzeichnet, dass zunächst das Wärmeträgermedium der Kammer 15 beheizt wird, dessen Wärme über den Boden 5 und die Seitenwandungen 6 in die Nutzkammer 4 übertragen wird. Um den Aufheizgang zu beschleinigen, wird für die Kammer 15 zumindest in einer Anfangsphase die Einstellung einer höheren Temperatur als derjenigen der Nutzkammer 4 zweckmäßig sein, wobei die Temperatureinstellung nach Erreichen einer für den Garungsprozess in der Nutzkammer 4 bestimmten Betriebstemperatur niedriger eingestellt werden kann, um ein Überheizen zu vermeiden. Diesem Zweck dienen die beiden Temperaturfühler 29, 30, welche mit der Steuerungseinrichtung insoweit die Funktion eines Regelkreises erfüllen.
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Die Vorrichtung kann gleichermaßen auch zur Warmwasserbereitung benutzt werden, und zwar nach Maßgabe der über die Wärmequelle installierten Heizleistung nach Art eines Warmwasserspeichers, wobei in diesem Fall das Absperrorgan 19 geöffnet ist und Warmwasser über das Absperrorgan 21 entnommen werden kann. Bei entsprechender Positionierung der Austrittsöffnung 27 kann an dieser Stelle austretendes Warmwasser bei geöffnetem Deckel 2 auch unmittelbar in die Nutzkammer 4, beispielsweiswe zu Reinigungszwecken eingeführt werden.
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Die Vorrichtung kann ferner auch zum Zweck der Kühlung der in der Nutzkammer 4 augenommenen Lebensmittel benutzt werden. In diesem Fall wird die Kammer 15 mit Kaltwasser oder einem sonstigen, unter tiefen Temperaturen stehenden Medium gefüllt, so dass aufgrund des großflächigen wärmeleitenden Kontaktes zwischen der Nutzkammer 4 und der Kammer 15 in Verbindung mit der außenseitigen Beschichtung 17 ein gekühlte Atmosphäre innerhalb der Nutzkammer 4 darstellbar ist.
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Es sind zahlreiche weitere Ausgestaltungen und Änderungen des Funktionsprinzips der vorstehend beschriebenen Vorrichtung möglich.
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Zur Unterstützung der genannten Nutzung als Warmwasserspeicher kann die Wärmequelle 22 als solche innerhalb der Kammer 15 und/oder die Kammer 15 mit Mitteln zur Strömungsführung des über die Leitung 18 einströmenden Wassers mit Hinblick auf die Darstellung einer optimalen Wärmeübertragung ausgerüstet sein.
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Die Wärmequelle 22 wurde vorstehend als elektrische Wärmequelle vorgestellt. Grundsätzlich kommt an dieser Stelle alternativ auch eine andere Art der Beheizung in Betracht, beispielsweise mittels eines Wärmetauschers, der zur Führung eines weiteren extern beheizten Wärmeträgermediums und zur Übertragung seiner Wärme auf das innerhalb der Kammer 15 befindliche Wärmeträgermedium eingerichtet ist. Bei einer Nutzung der Vorrichtung zum Kühlen von Lebensmitteln kann in ähnlicher Weise über einen solchen Wärmetauscher der Kammer 15 auch Wärme entzogen werden, so dass außerhalb der Vorrichtung Mittel zur Wärmeabfuhr bereit gestellt werden müssen.
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Schließlich kann im Fall einer elektrischen Wärmequelle 22 diese mit einer Anordnung von Photovoltaikzellen versehen sein, die auf dem Deckel 2 angeordnet sind.
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Auf eine Darstellung üblicher Sicherheitseinrichtungen wie z. B. Überdruckventilen ist aus Gründen der zeichnerischen Übersichtlichkeit verzichtet worden.
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Man erkennt, dass die vorstehend beschriebene Vorrichtung sich durch einen konstruktiv einfachen Aufbau auszeichnet und zur Erfüllung zahlreicher klassischer Küchenfunktionen geeignet ist, insbesondere zur thermischen Behandlung von Lebensmitteln, z. B. einer schonenden Niedertemperaturgarung, zur Kühlung von Lebensmitteln und sonstigen Materialien, zur Geschirrspülung und sonstiger Tätigkeiten, für die Warmwasser benötigt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Deckel
- 3
- Achse
- 4
- Nutzkammer
- 5
- Boden
- 6
- Seitenwandung
- 7
- Oberseite
- 8
- Auflagefläche
- 9
- Dichtung
- 10
- Schließmechanismus
- 11
- Stufe
- 12
- Abschlusswandung
- 13
- Außenwandung
- 14
- Boden
- 15
- Kammer
- 16
- Lagerung
- 17
- Beschichtung
- 18
- Leitung
- 19
- Absperrorgan
- 20
- Leitung
- 21
- Absperrorgan
- 22
- Wärmequelle
- 23
- Schalter
- 24
-
- 25
- Überbrückungsleitung
- 26
- Sicherheitsventil
- 27
- Austrittsöffnung
- 28
- Leitung
- 29
- Temperaturfühler
- 30
- Temperaturfühler
- 31
- Leitung
- 32
- Leitung
