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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Grillplatte in der Art eines "heißen
Steins" zum Grillen
von Grillgut.
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Es sind sogenannte "heiße Steine" bekannt, die aus
Naturstein, beispielsweise Granit oder Speckstein sind. Derartige
heiße
Steine werden typischerweise im Backrohr erwärmt und auf einem Rechaud gehalten. Auf
deren Oberseite können
Lebensmittel ähnlich
wie auf einem Grillrost gegrillt werden. Derartige Grillplatten werden
teilweise von Verbrauchern den üblichen
Grillrosten über
ein Kohleglut vorgezogen, da es zu keinem direkten Kontakt des Grillguts
mit dem Feuer bzw. mit dessen Rauch kommen kann, wobei gesundheitsgefährdende
Stoffe gebildet werden können.
Vielmehr kann auf derartigen heißen Steinen das Grillgut sehr
schonend und auch geschmackstreu gegrillt werden.
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Grundsätzlich besteht ein Risiko,
dass der heiße
Stein insbesondere bei übermäßiger lokaler
Erhitzung zerspringt und damit unbrauchbar wird. Das Risiko ist
umso höher,
je weniger geeignet das Steinmaterial für diese Verwendung ist. Obwohl
Speckstein und Granit generell ausreichend fest sind, sind mit ihnen
deutliche Nachteile verbunden. So ist der Speckstein nur bis etwa
800°C belastbar
und verändert
seine Struktur bereits bei ca. 520°C. Granitstein hingegen springt
in der Regel noch leichter. Dazu kommt, dass beispielsweise in Speckstein
eventuell Asbestspuren enthalten sind. Des weiteren haben diese
natürlichen
Materialien Anisotropien in der Wärmeverteilung, d.h. die Wärmeleitfähigkeit
ist nicht in alle Richtungen gleich, was zu einem weniger als optimalen
Abtransport von Wärme
von einer bestimmten Erhitzungsstelle und damit zur Rißbildung führen kann.
Dazu kommt, dass auch die Festigkeit zum Teil richtungsabhängig ist.
Kommen mehrere ungünstige
Parameter zusammen, so kann es selbst bei einem heißen Stein,
der lange Zeit ohne Problem verwendet wurde, plötzlich zu einem Brechen kommen.
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Ein weiteres Problem bei heißen Steinen
aus Natursteinmaterial ist die aufwendige Herstellung und Bearbeitung
dieser Steine, was sich negativ auf die Kosten auswirkt.
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Daneben gibt es Grillplatten aus
Gußeisen
oder Metallblech, die auch über
dem offenen Feuer oder der Kohleglut eingesetzt werden können. Letztere
haben den Nachteil, dass sie sich relativ leicht verformen. Zudem
erreicht das Metall relativ schnell eine sehr hohe Temperatur, so
dass das Grillgut anbrennt, wenn nicht kontinuierlich ein Fett-
oder Ölfilm
auf der Oberfläche
vorhanden ist. Dieses Fett oder Öl
verbrennt häufig,
was nach kurzer Zeit sehr unansehnlich wird.
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Entsprechend ist es die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Grillplatte bereitzustellen, die ausreichend
stabil ist, insbesondere eine lokale Erwärmung auf typische Grillfeuertemperaturen
wiederholt ohne zu brechen verträgt,
einfach und kostengünstig
herzustellen ist, und bei typischen Grilltemperaturen materialbeständig und
formbeständig
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
eine Grillplatte gelöst,
die einen Scherben in der Form einer flachen Platte aus gebrannter
Keramikmasse aufweist.
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Als "Scherben" wird der gebrannte Ton bzw. die gebrannte
Keramikmasse bezeichnet. Aus Ton bzw. Keramikmasse werden schon
lange Behältnisse
hergestellt, die auch zum Kochen verwendet werden können. Voraussetzung
dafür ist
regelmäßig, dass
(i) der Ofen nicht vorgeheizt ist, (ii) die Ware zu Beginn Raumtemperatur
hat, und (iii) das Gefäß nicht
leer ist. Das – typischerweise
flüssige – Kochgut
in dem Behältnis
dient dabei als Wärmepuffer
und Wärmeleiter,
um eine gleichmäßige Erwärmung des
Behälters
zu ermöglichen.
Es werden auch Keramikbehälter
zum Braten eingesetzt. Eines der bekanntesten Beispiele dafür ist der "Römertopf". Dieser wird typischerweise vor dem
Braten in Wasser gestellt, so dass er sich vollsaugt. Außerdem ist neben
dem Braten immer eine gewisse Menge an Flüssigkeit in dem Topf vorhanden.
Dazu kommt weiterhin, dass der Topf typischerweise in den kalten
Herd bei Zimmertemperatur gebracht wird und dann langsam allseits
aufgewärmt
wird. Somit sind die drei vorangehend beschriebenen Kriterien erfüllt.
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Hingegen wurden für das Grillen bislang keine
Keramikgegenstände
verwendet. Das hängt
insbesondere damit zusammen, dass dabei gegen die drei vorangehenden
Kriterien verstoßen
wird. Zum einen bringt man typischerweise die sich auf Raumtemperatur
befindliche Platte über
das heiße
Feuer. Als Weiteres wird das Grillgut typischerweise erste dann
aufgelegt, wenn die Platte eine ausreichende Temperatur erreicht
hat. In Verbindung mit der aus praktischen Gründen günstigen relativ geringen Dicke,
aber relativ großen
Fläche einer
derartigen Platte besteht hier in der Fachwelt ein Vorbehalt gegen
die Eignung keramischer Materialien zur Verwendung als Grillplatte.
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung
hat sich über
dieses Vorurteil hinweggesetzt und festgestellt, dass bestimmte
Keramikmaterialien zur Verwendung als Grillplatte geeignet sind.
So ist es vorteilhaft, wenn der Scherben eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit
besitzt. Allerdings ist es besonders bevorzugt, wenn der Scherben
in der Lage ist, ohne Beschädigung
lokal auf die Platte aufgebrachte hohe Temperaturen auszuhalten.
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Vorzugsweise weist der Scherben einen
niedrigen, vorzugsweise im wesentlichen isotropen Wärmeausdehnungskoeffizienten
auf. Im wesentlichen isotrop bedeutet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient nicht
grundsätzlich
exakt in alle Richtungen gleich sein muss. Vielmehr bedeutet es,
dass er funktional gesehen gleich ist, d.h. so in alle Richtungen
im wesentlichen gleich ist, dass er in der Lage ist, die Temperatur
so schnell und gleichmäßig in alle
Richtungen zu verteilen, dass es in Folge der Wärmeausdehnung nicht zu Spannungen
bzw. Spannungsspitzen in dem Gefüge
kommt, die letztendlich die Festigkeit des Gefüges überschreiten.
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Vorzugsweise ist der Wärmeausdehnungskoeffizient
im Bereich von vorzugsweise unter 1 × 10–6 K–1 bis
4 × 10–6 K–1,
bevorzugter von unter 1 × 10–6 K–1 bis
3 × 10–6 K–1.
Bei dem aus verschiedenen Gründen,
wie beispielsweise Verar beitbarkeit, Kosten, Beschaffbarkeit, etc.
bevorzugtem Material liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient
von ca. Raumtemperatur bis zu ca. 500°C, d.h. typischerweise der beim
Grillen angetroffenen Maximaltemperatur, bei etwa 2,52 × 10–6 K–1.
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Vorzugsweise weist die Grillplatte
eine hohe, im wesentlichen isotrope Wärmeleitfähigkeit auf. Für alle schon
genannten und noch zu nennenden Parameter sei darauf hingewiesen,
dass diese Parameter typischerweise in Wechselbeziehung miteinander
stehen. So ist ein hoher, isotroper Wärmeleitfähigkeitswert alleine nicht
ausreichend für
eine Eignung als Grillplatte. Vielmehr ist bei dem nachfolgend beschriebenen
besonders bevorzugten Material sogar ein relativ niedriger Wärmeleitfähigkeitswert
von 1,2 bis 2,5 W/mK, verglichen mit Steatit (2 bis 3 W/mK), Fosterit
(3 bis 4 W/mK) oder Mullit (6 bis 15 W/mK) anzutreffen.
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Vorzugsweise weist der Scherben der
Grillplatte eine hohe Porosität
von ca. 15 bis 30%, vorzugsweise 20 bis 25% und eine sich daraus
ergebende hohe Gefügeelastizität auf, die
vorzugsweise derart auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten
abgestimmt ist, dass die durch einen lokalen durch typische Grillfeuertemperaturen
verursachten Wärmeeintrag
verursachten Temperaturspannungen in der Grillplatte geringer sind
als die maximale Zugfestigkeit des Materials des Scherben. Die hohe
Porosität
ist in Verbindung mit dem Material des Scherben ein wesentlicher
Punkt für
eine sehr hohe Gefügeelastizität. Die Gefügeelastizität wiederum
erlaubt es, Wärmeausdehnung
in dem Gefüge
aufzunehmen, ohne dass es zu übermäßigen Spannungen
oder gar Beschädigungen
des Materials kommt. Ist einerseits die Gefügeelastizität sehr hoch, so ist die gleichmäßige und
schnelle Verteilung (isotrope hohe Wärmeleitfähigkeit) nicht so wesentlich,
um eine Beschädigung
des Scherben zu vermeiden, selbst wenn bei einem Temperatureintrag
lokal relativ große
Spannungsunterschiede (verursacht durch den Wärmeausdehnungskoeffizienten)
auftreten. Ist andererseits die Wärmeleitfähigkeit isotrop und sehr hoch,
so kann auch sprödes
Material sehr hohe Temperaturspitzen ertragen. Bei diesen Überlegungen
spielt auch die Temperaturwechselbeständigkeit eine Rolle, die vorzugsweise
sehr hoch sein soll und auch bei lediglich lokalem Wärmeeintrag
sehr hoch sein sollte.
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Vorzugsweise ist die Grillplatte
im wesentlich kreisförmig,
und weiterhin vorzugsweise besitzt sie einen Durchmesser von 200
bis 800 mm, vorzugsweise von 300 bis 600 mm. Vorzugsweise beträgt die Dicke
etwa von 5 bis 40 mm, vorzugsweise etwa von 8 bis 30 mm, vorzugsweise
etwa von 10 bis 25 mm und bevorzugter etwa von 15 bis 22 mm.
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Vorzugsweise ist die Grillplatte
im wesentlich rechteckig oder quadratisch, und vorzugsweise ist
deren längere
Seitenlänge
etwa von 200 bis 800 mm, vorzugsweise etwa von 300 bis 600 mm. Vorzugsweise
beträgt deren
Dicke etwa von 5 bis 40 mm, vorzugsweise etwa von 8 bis 30 mm, vorzugsweise
etwa von 10 bis 25 mm und bevorzugter etwa von 15 bis 22 m.
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Dabei soll mit "im wesentlichen rund" bzw. "im wesentlichen rechteckig" auch der Zwischenformen
einer beispielsweise elliptischen Platte mit abgedeckt sein, grundsätzlich sollte
die Grillplatte eben und nicht gewölbt sein. Die Grillplatte kann
jedoch eine gewisse Wölbung
aufweisen, um beispielsweise das Abfließen von Fett zu erleichtern.
Die Grillplatte kann ferner eine Vertiefung aufweisen, in der sich
z.B. Fett ansammeln kann, oder die ein Fließen von Fett und Öl nach außen über den
Rand vermeidet. Grundsätzlich
sollte die Platte im wesentlich flach bzw. eben sein und kann dabei
in der Draufsicht beliebige Gestalt haben, wobei die längste Seitenlänge des
Quadrats entsprechend der längsten
Erstreckung der Grillplatte beliebiger Formen mit den oben angegebenen
Maßangaben
entspricht. Darüber
hinaus ist auch die Dicke vorzugsweise wie vorangehend angegeben.
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Grundsätzlich ist das Verhältnis von
größter Erstreckung
zur Dicke vorzugsweise zwischen 5 und 160, vorzugsweise zwischen
10 und 100, bevorzugter zwischen 14 und 40.
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Vorzugsweise weist der Scherben im
wesentlichen Lithiumkeramik (LiAISi), Cordierit bzw. Cordieritmaterial
oder Siliziumkarbid auf.
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Vorzugsweise ist der Scherben aus
Cordierit und besonders bevorzugt aus porösem Cordierit. Cordierit ist
deshalb besonders bevorzugt, weil es relativ kostengünstig ist
und sich besonders einfach verarbeiten lässt. Poröses Cordierit hat gegenüber dichtgebranntem
Cordierit den Vorteil der besseren Temperaturwechselbeständigkeit,
was sich wesentlich aus der mit der Porosität in Relation stehenden Gefügeelastizität ergibt. Dieser
Vorteil überwiegt
den niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
von dichtgebranntem Cordierit.
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Vorzugsweise hat das Cordieritmaterial
folgende Zusammensetzung (in Massen%): SiO2 52,0,
Al2O3 29,6, Fe2O3 1,16, TiO2 1,17, K2O 0,20,
Na2O 0,03, CaO 0,20, MgO 10,1, MnO 0,01,
P2O5 0,05, PbO 0,01,
BaO 0,01 und Glühverlust
5,36. Diese Analyse steht für
die zur Zeit am geeignetsten erscheinende Cordieritmasse vor dem
Brennen mit einem Zuschlag von zwei verschiedenen Schamotten, wobei
der Schamottezuschlag in der Analyse mit enthalten ist. Besonders
auffällig
bei dieser Analyse ist der hohe Anteil an MgO, der sehr viel vorhandenes
Cordierit oder das Potential zur Bildung von viel Cordierit anzeigt.
Darüber
hinaus ist auffällig
der relativ geringe Anteil an Fe2O3 sowie der geringe Anteil an Flussmitteln
wie K2O und Na2O.
Der Anteil der verschiedenen Bestandteile und insbesondere der Hauptbestandteile
(SiO2, Al2O3, MgO ...) kann um die angegebenen Werte
variieren (vgl. Anspruch 10). So kann der Anteil an SiO2 in
Cordieritmaterial in einem gewissen Bereich beispielsweise ±5 Masse%
um den Wert 52 Massen% variieren; entsprechend kann der Anteil an Al2O3 um ±10, vorzugsweise ±5 Massen%
um den Wert von 30 Massen% variieren; und der Wert von MgO kann
um etwa ± 3,5
Massen% um den beispielhaften Wert von ca. 10 Massen% variieren.
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Vorzugsweise weist der Scherben der
Grillplatte einen Schamottezuschlag auf. Vorzugsweise ist der Schamottezuschlag
aus Cordieritmaterial. Besonders bevorzugt beträgt er zwischen 30 und 65 Massen%
vorzugsweise 40 – 50
Massen% der Keramikmasse vor der Verarbeitung. Vorzugsweise hat
der Schamottezuschlag eine gewisse Korngrößenverteilung mit Korngrößen im Bereich
von etwa 0 bis 5 mm, vorzugsweise etwa 0 bis 3 mm. Es können unterschiedliche
Arten, z.B. hinsichtlich Material, Form, Porosität etc., von Schamottezuschlag
vorgesehen sein. Der Schamottezuschlag kann aus porösem Cordierit und/oder
dichtgebranntem Cordierit sein. Besonders bevorzugt ist ein Schamottezuschlag
mit einer plättchenartigen
Struktur. Derartiger Schamottezuschlag hat sich als besonders günstig für die vorgesehene
Anwendung herausgestellt. Vorzugsweise ist die Größe der Plättchen-Schamotteteilchen
im Bereich von etwa 0 bis 5 mm, vorzugsweise etwa 0 bis 3 mm. Vorzugsweise
ist derartige Plättchen-Schamotte
poröses
Cordierit und ein Bestandteil mit etwa 20 Massen% an der Keramikmasse.
Und vorzugsweise ist ein zweiter Schamottebestandteil mit konventioneller Struktur
und einer Teilchengröße von 0
bis 1 mm mit einem Anteil von ca. 25 Massen% an der Keramikmasse. Die
Keramikmasse kann aus üblichem
Tonmaterial bestehen, wie sie abgebaut wird. Der Cordieritzuschlag
liefert dann die erforderlichen Bestandteile für eine ausreichende Cordieritbildung,
bzw. einen ausreichenden Cordieritanteil. Eine derartige Ausgangsmasse
ist ein sehr günstiger
Rohstoff für
die Herstellung einer Grillplatte.
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Vorzugsweise ist mindestens eine
Seite des Scherben mit einer Glasur versehen. Die Glasur verhindert
das Eindringen von Schmutz bzw. Öl
in das Volumen der Grillplatte und erleichtert deren Reinigung.
Vorzugsweise hat die Glasur einen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
der in etwa dem des Scherben entspricht oder etwas geringer ist.
Mit "in etwa dem
Wärmeausdehnungskoeffizienten
des Scherben entspricht" ist
ein Wärmeausdehnungskoeffizient
der Glasur gemeint, der dazu führt,
dass die Glasur weder im Verlauf der Herstellung noch im anschließenden Gebrauch
durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
abplatzt bzw. rissig wird. Nachfolgend seien die Segerformeln (in
Mol) für
zwei beispielhafte Glasuren angegeben: Segerformel
(in Mol)
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Die Segerformeln sind lediglich als
Anhaltspunkte für
die Glasurzusammensetzungen zu sehen und können in dem üblichen
Rahmen vom Fachmann variiert werden. Die Glasur A trifft deutlich
besser den Wärmeausdehnungskoeffizienten
des bevorzugt verwendeten Cordieritmaterials. Insbesondere scheint
hier der Magnesium- und/oder der Lithiumanteil bei den Flussmitteln
eine wesentliche Rolle zu spielen. Die Glasur und insbesondere Glasur
A sollte vorzugsweise in einer Dicke von weniger als 1,9 mm, insbesondere
weniger als 0,8 mm und insbesondere im Bereich von 0,2 bis 0,8 mm
aufgebracht werden. Diese Glasur hat zudem den Vorteil, dass sie
was die Viskositätseinstellung
bzw. die Dichteeinstellung betrifft, nicht besonders empfindlich ist.
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Ein Auftrag der Glasur auf beiden
Seiten vereinfacht die Reinigung der Grillplatte von eventuell anhaftendem
Ruß.
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Die Erfindung betrifft ferner einen
Grill aufweisend eine erfindungsgemäße Grillplatte und vorzugsweise
aufweisend eine keramische Feuerschale, d.h. eine Keramikschale,
vorzugsweise aus einem Material, das auch für die Grillplatte geeignet
ist, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Grillplatte.
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Die Erfindung und Ausgestaltungen
der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines zeichnerisch dargestellten
Ausführungsbeispiels
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Grill
mit einer erfindungsgemäßen Grillplatte.
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Die 1 zeigt
einen erfindungsgemäßen Grill 2 aufweisend
eine Feuerschale 4 aus Keramikmaterial sowie eine erfindungsgemäße Grillplatte 6.
Die Grillplatte 6 ist bei der gezeigten Ausführungsform
mittels einer Abstützvorrichtung 8 an
den Rand der Feuerschale 4 abgestützt. Die Abstützvorrichtung
kann beispielsweise aus Metall gebildet sein. Die Abstützvorrichtung
könnte
auch aus Keramikmaterial gebildet sein. Alternativ kann der obere
Rand der Feuerschale beispielsweise drei im wesentlichen gleichmäßig verteilte
Vorsprünge aufweisen,
auf denen die Grillplatte 6 aufliegt.
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Die Feuerschale 4 ist auf
einem Dreibein 10 abgestützt.
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Die Grillplatte 6 besteht
aus einem Cordieritmaterial mit der in der Beschreibungseinleitung
geschilderten Zusammensetzung. Die gezeigte Grillplatte 6 hat
eine im wesentlichen kreisförmige
Gestalt, wobei sie im wesentlichen eben und flach ist. Umlaufend
um ihren Rand kann beispielsweise eine Rinne vorgesehen sein, die
eventuell fließendes Öl oder Fett
auffangen kann und verhindert, dass dieses an die Unterseite der Grillplatte 6 fließt. Die
Grillplatte 6 weist ferner eine Glasur mit der in. der
Beschreibungseinleitung beschriebenen Zusammensetzung auf. Insbesondere
die Glasur A besitzt einen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
der so gut zu dem Scherbenmaterial passt, dass es weder Abplatzungen
noch Mikrorisse gibt. Eine derartige Oberfläche der Grillplatte 6 ist
dicht, so dass Öl,
Fett etc. nicht eindringen kann und eine Reinigung leicht möglich ist.
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Die Grillplatte 6 wird aus
dem plastisch Ausgangsmaterial hergestellt, beispielsweise durch
Walzen, was eine sehr ebene und gleichmäßige Dicke der Grillplatte 6 ermöglicht.
Runde Grillplatten 6 können
dann auch beispielsweise auf der Drehscheibe nachgearbeitet werden
und ihre endgültige
Gestalt erhalten. Grillplatten mit anderer Form, beispielsweise
Rechteck oder Quadrat, kön nen
ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Grundsätzlich ist eine Herstellung
im isostatischen Pressverfahren ebenso möglich.
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Die geformte Grillplatte je nach
Trocknungsbedingungen wird bei Raummilieu ca. eine Woche im Trockner
entsprechend schneller getrocknet und anschließend einem Schrüh-Brand
ausgesetzt. Dazu wird der Rohling in den kalten Ofen gegeben und
der Ofen mit einer Erwärmungsrate
von ca. 150° C/h
auf ca. 950 C erwärmt
und dort ca. 45 min getempert. Danach wird der Ofen abgeschaltet
und mit der Abkühlrate
des Ofens in ca. 15 bis 20 h abgekühlt. Anschließend wird
auf den schrüh-gebrannten
Scherben die Glasurmasse aufgebracht und erneut gebrannt und dabei
die mit einer Rate von 200° C/h
von Raumtemperatur steigend die Temperatur im Ofen erhöht und bei
einer Brenntemperatur von etwa zwischen 850°C und 1400°C, vorzugsweise ca. 1200°C bis 1300°C für 45 min
getempert. Abschließend
erfolgt wieder ein Abkühlen
mit der Abkühlrate
des Ofens über
einen Zeitraum von ca. 24 h. Die so erhaltene Grillplatte besitzt
zum einen die erforderliche mechanische Festigkeit und zum anderen
auch die nötige
Temperaturwechselbeständigkeit.