DE2659865B2 - Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln mittels Heißluft und Wasserdampf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln mit Heißluft und Wasserdampf, bestehend aus einem wärmeisolierten Behälter, in dem thermisch regelbare Heizelemente, ein Kreiselgebläse, zwei seitlich einander gegenüberliegende, Strömungsöffnungen aufweisenden Luftführungskanäle und eine Umlenkeinrichtung vorgesehen sind, durch die die Luft abwechselnd in den einen und den anderen Seitenkanal leitbar ist, wobei die Luftführungskanäle einen Behandlungsraum umschließen, in welchem zur Aufnahme von Gefäßen eingerichtete Roste angeordnet sind.

Unter Wärmebehandlung wird das Auftauen, Kochen, Backen und Braten von Nahrungsmitteln mit Heißluft mit und ohne Dampf verstanden, wie es unter Verwendung solcher Vorrichtungen in Nahrungsmittelbetrieben, Großküchen, Kantinen u. dgl. betrieben wird.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Garen von Lebensmitteln, vorzugsweise Fleischwaren, treibt ein auf dem Behälter angeordneter Elektromotor ein an der Decke des Behälterraumes angeordnetes Kreiselgebläse an, das seinerseits die Luft durch den mit dem Rost besetzten Bchäiierinnenrauni umwälzt derart, daß es die

Luft aus dem Innenraum ansaugt und durch einen den Innenraum von der Wandung trennenden Luftmantel, in dem druckseitig zum Gebläse die Heizelemente angeordnet sind, hindurchdrückt bis in den Boden, von wo sie dann durch den Rost hindurch nach oben strömt (DE-PS IO 03 557). In der Anwendung wird zunächst die Luft auf die vorgegebene Bebandlungstemperatur des Gutes erhitzt und dann Wasserdampf bis zur Sättigung eingeblasen. Hierdurch sollen Gewichts- und Aromaverluste vermieden werden.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Dampf an getrenntem Ort erzeugt und in den Behandlungsraum eingeblasen. Dies schränkt den Anwendungsbereich erheblich ein bzw. verteuert die Anschaffungskosten, wenu diese Voraussetzung nicht vorhanden ist und erst geschaffen werden muß.

Bei einer anderen, zum Auftauen und Erwärmen tiefgefrorener Speisen bestimmten Vorrichtung ist auch vorgesehen, den Dampferzeuger im Behandlungsraum selbst unterzubringen und dessen Boden als heizbares Wasserbad auszubilden (DE-PS 1102 540). Diese Anordnung ist aber nur möglich, wenn der Behandlungsraum unten an die Druckseite und oben, unter der Decke, an die Saugseite des Gebläses angeschlossen ist und die Rostetagen nacheinander durchströmt werden. Dabei ändern sich Temperatur und Zusammensetzung des Wasse/dampfluftgemisches ständig, so daß in dem Behandlungsraum ein ungleichmäßiges und je nach Beschickung wechselndes Temperaturfeld entsteht und man, um stellenweise Oberhitzungen (Spots) und Schädigung des Gutes zu vermeiden, größeren Abstand von den zulässigen Grenztemperaturen halten und demzufolge eine längere Behandlungszeit aufwenden muß, als bei optimaler Temperaturverteilung im ganzen Raum notwendig wäre.

Um örtliche Überhitzungen zu vermeiden und ein möglichst gleichmäßiges Temperaturfeld im Behandlungsraum zu erreichen, ist es aus der DE-AS 10 38 889 bekannt, die Strömungsrichtung während des Auftauens und Erwärmens mehrfach zu wechseln. Hierzu ist unter dem Behandlungsraum eine Vorkammer vorgesehen, in der ein Drehschieber Saug- bzw. Druckseite eines Radialgebläses wechselweise an die seitlichen, einander gegenüberliegenden Luftführungskanäle anschließt Bei dieser Vorrichtung ist aber keine Dampfanwendung vorgesehen, so daß ebenfalls längere Behandlungszeiten in Kauf genommen werden müssen.

Die Behandlungszeit ist aber neben der Qualität der Speisen insbesondere in Großküchen, Kantinen- und Restaurationsbetrieben von außerordentlicher Bedeutung für eine zügige Bedienung der Gäste.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln auf schonendste Weise bei optimalen Behandlungstemperaturen und -zeiten möglich ist, ohne den apparativen Aufwand und damit die Gestehungs- und Wartungskosten der Vorrichtung zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß die Umlenkeinrichtung aus gegenläufig umsteuei baren Klappen besteht und die Heizelemente in einer gegen die Luftführungskanäle durch die Klappen wechselseitig verschließbaren und gegen die Saugseite des Kreiselgebläses ständig offenen Kammer angeordnet sind, in der unterhalb der Heizelemente ein heizbares Wasserbad vorgesehen ist.

Vorteilhaft kann die Kammer selbst in ihrem unteren Teil das Wasserbad bilden.

Die Heizung für die Heißluft bzw. das Wasserdampfluftgemisch und das Wasserbad für dessen Erzeugung sind also auf der Saugseite des Kreiselgebläses angeordnet, so daß eine vollständige Durchmischung mit neu hinzukommendem Wasserdampf stattfindet, bevor das Gemisch in einen der Luftführungskanäle und aus diesem in den Behandlungsraum gedrückt wird.

Mit besonderem Vorteil kann dann der Temperaturfühler für den Regelkreis der Heizelemente in dem Druckraum des Kreiselgebläses mittig zwischen den Klappen angeordnet sein, so daß die wechselnde Ausströmung aus dem Druckraum keinen störenden Einfluß auf die Regelung und Steuerung hat

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kammer mit den Heizelementen und dem Wasserbad über dem Behandlungsraum und unter dem Druckraum des Kreiselgebläses angeordnet

In einer Kammerseitenwand kann oberhalb der Heizelemente und unterhalb der Ansaugöffnung des Kreiselgebläses eine Sprühdüse angeordnet sein, mit der ein Wassernebel zur Kühlung in die Luftströmung eingesprüht werden kann. Überschüssiges, von der Strömung nicht mitgerissenes bzw. nicht verdampftes Wasser wird dann in der Wanne aufgefangen.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln mit einem Beschickungswagen;

Fig.2 einen Querschnitt durch die Haube der Vorrichtung längs der Linie Il 11 in F i g. 1;

F i g. 3 ein Temperaturschaubild.

Ein hohes, etwa quaderförmiges Gehäuse 1 umgibt den nach außen geschlossenen Mantel 2 eines Luftumwälzsystems und bildet mit Rückwand 1.1 und Tür 3 selbst einen Teil dieses Mantels. Den mittleren Raum nimmt ein Beschickungswagen 4 ein, der durch die Tür 3 eingefahren wird und in Schienen 1.2 läuft.

Auf der Decke 1.4 des Gehäuses 1 sitzt ein Elektromotor 5, und unter der Decke 1.4 bildet der Mantel 2 eine Haube 6, in welcher ein Kreiselgebläse 7 angeordnet ist, dessen Gebläserad mit der Welle des Elektromotors 5 gekuppelt ist. Unter dem Kreiselgebläse 7 liegt eine Wanne 8, in der übereinander zwei Reihen von Heizelementen, im folgenden als Heizregister 9 und 10 bezeichnet, untergebracht sind. In die Wanne 8 kann bis zu einer vorgegebenen Höhe Wasser eingelassen werden, so daß ein Wasserbad 8.1 entsteht, in dem das Heizregister 10 liegt. Die Wanne 8 ist durch einen Deckel 11 abgeschlossen; in seiner Mitte ist die Lufteinlaßöffnung 7.1 des Kreiselgebläses 7 ausgeschnitten, und seitlich sind an ihm zwei Klappen 12 und 13 schwenkbar gelagert. Unterhalb der LufteinlaSöffnung 7.1 sitzt in einer Seitenwand der Kammer 8 eine Spritzdüse 14. In der Haube 6 ist zwischen den Klappen 12 und 13 ein Temperaturfühler 15 der (nicht dargestellten) Temperaturregelvorrichtung angeordnet.

Der Mantel 2 verjüngt sich nach unten zum Boden 1.2 hin konisch und bildet mit den Seitenwänden des Beschickungswagens 4 zwei seitliche Luftführungskanäle 16 und 17. Die beiden Luftführungskanäle kommunizieren oben mit der Haube 6 und enden unten in Höhe des Wagenbodens 4.1. Der Wagen hat schmale Führungsschienen, in die die Ränder der Gefäße eingeschoben werden. Einige Gefäßformen sind angedeutet: Ein Rost 20, eine flache Schale 21, eine Wanne 22 und ein tiefer, gelochter Topf 23.

Die Klappen 12, 13 sind so an dem Wanne 8 und

Haube 6 trennenden Deckel 11 angeordnet, daß sie entweder die Verbindung der Luftführungskanäle 17,18 mit der Wanne 8 oder mit der Haube 6 absperren können, und zwar, wie F i g. 1 zeigt, abwechselnd je eine der beiden Verbindungen. Zur Steuerung sind die Klappen 12, 13 über Hebel und Gestänge mit den Kolbenstangen pneumatischer Arbeitszylinder gekuppelt; diese an sich bekannten Antriebe sind nicht dargestellt Solche Antriebe sind bei einfachem und preiswertem Aufbau kräftig genug, um die beim Umschalten auftretenden Klappendrücke zu überwinden. Die Taktzeiten können sehr kurz gehalten werden, weil praktisch keine Totzeiten auftreten, was wiederum der Vergleichmäßigung des Temperaturfeldes zugute kommt

Die Vorrichtung arbeitet nun unter Steuerung und Regelung durch ein Programmwerk wie folgt:

Das von dem Elektromotors angetriebene Kreiselgebläse 7 saugt Luft aus der Wanne 8 an und drückt sie in die Haube 6. Die Haube ist je nach Klappenstellung gegen einen der Luftführungskanäle offen, und zwar in dem in F i g. 1 dargestellten Takt gegen den linken Luftführungskanal 17, weil die Klappe 13 den Deckel 11 der Wanne 8 auf einer Seite schließt, während die rechte Klappe 12 die Auslaßöffnung der Haube 6 verschließt und der rechte Luftführungskanal 16 mit dem Raum in der Wanne 8 und über diesen mit der Lufteinlaßseite des Kreiselgebläses 7 Verbindung hat Die Luft wird daher in der Richtung der Pfeile umgewälzt und strömt durch die Schlitze 18 zwischen den T-Schienen 4.3 in den Seitenwänden des Beschickungswagens 4 quer durch diesen hindurch und gibt ihre Wärme an die in diesen eingesetzten Gefäße und Nahrungsmittel ab. Sobald die Klappen 12,13 umgesteuert werden, wird die Luft in der Gegenrichtung umgewälzt, während das Kreiselgebläse 7 bei konstanter Drehzahl weiterläuft.

Wird in die Wanne 8 in einem Behandlungsabschnitt Wasser eingelassen, so wird dieses durch das Heizregister 10 erwärmt, und die aus dem jeweils offenen Luftführungskanal kommende Luft strömt über das erwärmte Wasserbad 8.1 und nimmt aus diesem Feuchtigkeit auf. Außerdem kann aus der Spritzdüse 14 impulsförmig ein Wassernebel eingesprüht werden. Die Temperatur der in die Haube 6 eingedrückten Luft wird von dem Temperaturfühler 15 gemessen und von diesem an einen Temperaturregelkreis gemeldet, der sie mit der vorgegebenen Temperatur vergleicht und danach den Strom durch das obere oder durch beide Heizregister 9, 10 regelt. Der zeitliche Ablauf wird durch Zeitgeber gesteuert.

Mit dem Programmwerk können verschiedene Programme eingestellt werden. Fig.3 zeigt den Temperaturverlauf eines solchen Programms für das Braten von Fleischwaren. Die Programmzeit beträgt etwa 50 Minuten bei einer Schichtfolge von 60 Minuten; 10 Minuten verbleiben für das Be- und Entladen.

Die Programmzeit ist in zwei Teilzeiteil U und t₂ unterteilt, für die verschiedene Temperaturen T\ und T₂ vorgegeben sind.

Zu Beginn wird während der Zeit fi die eingeschlossene Luft rasch auf eine hohe Temperatur Ti von z. B. 250⁰C aufgeheizt Die ständig in kurzen Takten umgesteuerten Klappen 12,13 steuern die Heißluft aus der Haube 6 in wechselnder Richtung quer durch den Beschickungswagen 4. Die Poren des Gutes werden geschlossen und ein Bräunungsprozeß setzt ein.

Nach Ablauf der hierfür eingestellten Zeit ii wird der Temperaturregelkreis auf eine niedrige Temperatur T₂

von z. B. 100⁰C umgeschaltet. Der Temperaturfühler 15 stellt eine viel zu hohe Temperatur fest, und unter Steuerung durch den Regelkreis wird aus der Spritzdüse 14 in die Heißluft ein Wassernebel eingesprüht, so daß ein Wasserdampfluftgemisch entsteht. Dabei sinkt die Temperatur dieses Gemisches rasch auf den Wert Ti und wird durch Nachregeln der Heizung auf diesem Wert zum Garen des Gutes bis zum Programmende gehalten. Ohne diese Wassernebelkühlung würde die Temperatur nur sehr langsam abnehmen, und dem Gut würde eine zu hohe Wärmemenge zugeführt werden, so daß die Gefahr des Anbackens an den Gefäßwänden besteht, oder es müßte eine Pause eingeschaltet werden, mit der aber dann der Schichtrhythmus nicht einzuhalten wäre.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Nahrungsmitteln mit Heißluft und Wasserdampf, bestehend aus einem wärmeisolierten Behälter, in dem thermisch regelbare Heizelemente, ein Kreiselgebläse, zwei seitlich einander gegenüberliegende, Strömungsöffnungen aufweisende Luftführungskanäle und eine Umlenkeinrichtung vorgesehen sind, durch die die Luft abwechselnd in den einen und den anderen Seitenkanal leitbar ist, wobei die Luftführungskanäle einen Behandlungsraum umschließen, in welchem zur Aufnahme von Gefäßen eingerichtete Roste angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung aus gegenläufig umsteuerbaren Klappen (12, 13) besteht und din Heizelemente (9, 10) in einer gegen die Luftführungskanäle (16, 17) durch die Klappen (12, 13) wechselseitig verschließbaren und gegen die Saugseite des Kreiselgebläses (7) ständig offenen Kammer (8) angeordnet sind, in der unterhalb der Heizelemente (9, 10) ein heizbares Wasserbad (8.1) vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (8) mit den Heizelementen (9, 10) und dem Wasserbad (8.1) über dem Behandlungsraum (4) und unter dem Druckraum des Kreiselgebläses (7) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (8) selbst in ihrem unteren Teil das Wasserbad (8.1) bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kammerseitenwand oberhalb der Heizelemente (9,10) und unterhalb der Ansaugöffnung (7.1) des Kreiselgebläses (7) eine Sprühdüse (14) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (15) für den Regelkreis der Heizelemente (9, iO) in dem Druckraum des Kreiselgebläses (7) mittig zwischen den Klappen (12,13) angeordnet ist.