DE3106833A1

DE3106833A1 - Indirekt beheizter mehrzonen-durchlauf-backofen

Info

Publication number: DE3106833A1
Application number: DE19813106833
Authority: DE
Inventors: John Raymond Stamford Lincolnshire Stamper
Original assignee: Baker Perkins Holdings Ltd
Current assignee: SPX Flow Technology Crawley Ltd
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1981-02-18
Publication date: 1982-01-28
Also published as: DE3106833C2; DK65581A; US4355972A; ZA81999B; NL8100796A; DK157652C; FR2476291A1; IT1145897B; IT8112441A0; FR2476291B1; NL185599B; NL185599C; SE8101048L; DK157652B

Description

PFENNING · MAAS · MEINIG · SPOTT

■ Patentanwälte Kurfürstendamm 170. D 1000 Berlin 15

225P39563

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Pf/schu 106658 (VNR)

PATENTANWÄLTE BERLIN · MÜNCHEN

J. Pfenning, Dipl.-Infl ■ Berlin Or. I MMS₁ Dipl.-Chem. München K. H. Meinig. Drpl -Phys Berlin Dr. S. Spott. Dipl.-Chem. - München

Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt

BÜRO BERLIN:

I Kurfürstendamm 170 D 1000 Berlin 15

Telefon:

030/881 2008/881 2009

Telegramme:
Seilwehrpatent

Telex: 5215880

Berlin Date

18. Februar 1981

BAKER PERKINS HOLDINGS LIMITED Westfield Road, Peterborough PE3 6TA, England

Indirekt beheizter Mehrzonen-Durchlauf-Backofen

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Indirekt beheizter Mehrzonen-Durchlauf-Backofen

Die Erfindung bezieht sich auf einen indirekt beheizten Mehrzonen-Durchlauf-Backofen, der für Bäckereiprodukte, beispielsweise Brot, Kuchen oder Konditorwaren, wie Keks, Torten und dergleichen,und für Biskuits verwendbar ist.

Der Ausdruck "Mehrzonen" besagt, daß über der Länge des Ofens keine gleichmäßige Temperatur oder gleichmäßige Wärmezufuhr vorliegt. Beim Backen von Brot beispielsweise wird eine hohe Unterhitze am fcingangsende des Ofenbodens der ersten Zone verwendet, damit das Brot sich ausdehnen kann, während eine sehr geringe oder gar keine Oberhitze an der Ofendecke erforderlich ist, um die Oberflächentemperatur so gering wie möglich zu halten und die Bildunq einer Kruste zu verhindern, damit der Teig mit hoher Geschwindigkeit sich ausdehnen kann ohne Reißen des Brotes, wobei das Reißen des Brotbodens verhindert wird entweder durch Backformen oder durch das in dem Ofen vorgesehene Durchlauf-Förderorgan

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In der zweiten Zone wird eine etwas geringere Unterhitze am Boden benötigt, und die Oberhitze ist geringer als die Unterhitze, jedoch größer als die Oberhitze in der ersten Zone zum Zwecke der Trocknung des Brotes; in der dritten oder letzten Zone wird eine noch geringere Unterhitze am Ofenboden gefordert, während die Oberhitze an der Ofendecke etwas geringer ungefähr gleich der Unterhitze ist zur Bräunung der Brotkruste.

Jede Ofenzone kann sich über ein Drittel der Ofenlänge erstrecken, die Zonen überlappen sich jedoch obenso wie auch die in ihnen ablaufenden Vorgänge. Die gleiche Art der Wärme- oder Temperatursteuerung ist erforderlich für die Mehrzahl von Backprodukten, jedoch für alle Produkte. Bei der Herstellung von Biskuit beispielsweise wird eine hohe Oberhitze und eine niedrige Unterhitze in der ersten Zone benötigt.

Bei Indirekter Beheizung ist üblicherweise ein geschlossenes Gasheizsystem vorgesehen, das von einem Erhitzer erwärmt wird, der im allgemeinen von an sich beliebiger Ausführung sein kann, und elektrische Heizelemente oder eine Kombination von elektrischen Heizelementen und Brennern umfassen" kann, wobei in der Praxis Gas oder ölbrenner oder Gas und ölbrenner verwendet werden. Mit einem solchen Brenner treten die Verbrennungsgase in den Kreislauf ein, und unmittelbar bevor das Gas zu dem Brenner zurückgeführt wird, wird üblicherweise ein Anteil von 10% des Gasflusses entnommen. Ein solches System ist bekannt unter dem Namen "Zyklothermsystem".

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Ein Durchlaufofen nimmt die zu backenden Produkte auf und führt sie vom Eingangsende zum Ausgangsende, üblicherweise mit einem Durchlaufförderer, auf dem die Produkte entweder unmittelbar oder in Backformen aufgenommen sind. Die Ofenkammer kann sehr lang, beispielsweise 30 m,und sehr breit sein, beispielsweise 4 m.

Ein indirekt brennerbeheizter Mehrzonen-Durchlauf-Backofen mit einem geschlossenen Gasheizsystem, das den wesentlichen Teil der Ofenlänge beheizt,ist in der GB-PS 382 266 beschrieben. Dieser Ofen befindet sich jedoch nicht in Gebrauch, da er über eine relativ geringe Wärmeausnutzung verfügt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen universell verwendbaren Durchlauf-Backofen zu schaffen, der über eine optimale Wärmeausnutzung und einen hohen Wirkungsgrad verfügt.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Backofen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches durch die in seinem kennzeichnenden Teil unter Schutz .gestellten Merkmale. '

Die Ansprüche 2 bis ·9, stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung nach dem Hauptpatent dar.

Der erfindungsgemäße Ofen verfügt über die folgenden Vorteile:

a) Der Ofen besitzt eine Beheizung, wie sie normalerweise für Brot und viele andere Bäckereiprodukte gefordert ist, nämlich einen Temperaturabfall

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längs des Ofenbodens und einen Temperaturanstieg längs der oberen Ofendecke.. Da das Gasheizsystem mit einer im Kreislauf abfallenden Temperatur betrieben wird, und da das Ausgangsende des Heizsystems an einer Ofenzone liegt, wo niedrige Temperatur erforderlich ist, besitzen die rückJcehrenden Gase eine niedrige Temperatur, und der Gasentzug wird dem System nicht zu viel Energie entnehmen. Auf diese Weise kann der Ofen mit guter Wärmeausnutzung betrieben werden, wobei sich eine Kosteneinsparung von ungefähr 10% bei einem vergleichbaren modernen Dreistufen-Turbo-Ofen gemäß GB-PS 1 212 ergeben, während eine Ersparnis von ungefähr 20% eintritt bei einem Ofen,der vergleichbar ist mit dem GB-PS 382 266. Der gesamte Gasfluß in dem Heizsystem verläuft längsgerichtet, wodurch der Widerstand des Systems erheblich reduziert wird, und es wurde gefunden, daß bei einem Ofen von ungefähr 30 m Länge das Gasheizsystem mit einem Druckabfall von ungefähr 25 Millibar betrieben werden kann.

Es wurde gefunden, daß allgemein die Erhitzer mit einer maximalen Leistung von .65 bis 70% betrieben werden, so daß ihre maximale Leistung für ein schnelles Aufheizen zur Verfügung steht.

b) Der erfindungsgemäße Ofen gestattet eine sehr •flexible Wärmesteuerung, da es möglich ist, unabhängige Ober- und Unterhitze und in ihrer

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Länge unabhängige obere und untere Zonen zur Verfügung zu haben. Die Heizgase werden von einer Zone zur nächsten Zone gefördert und ihre Temperatur kann abgetastet und zur automatischen Steuerung weiterer Erhitzer verwendet werden. Die weiteren Erhitzer können moduliert werden, und vorzugsweise sind sämtliche weiteren Erhitzer modulierbar oder abschaltbar, oder es kann kalte Luft anstelle der

Erhitzer eingeblasen werden; als weitere Möglichkeit kann eine Ofenzone, beispielsweise am Ausgangsende teilweise oder ganz überbrückt werden.

Ein erfindungsgemäßer Ofen kann eine Länge von ungefähr 30 m besitzen mit einer Gaszirkulation von nur ungefähr 500 m /m.

Der Ofen gemäß Anspruch 2 ist allgemein anwendbar für Bäckereiprodukte, und der erste Brenner kann 75% der Wärmekapazität des ganzen Ofens besitzen. Für besondere Zwecke können jedoch auch andere Anordnungen verwendet werden I

Der Öfen gemäß Anspruch 6 benötigt eine einzelne Leitung für das gesamte Heizsystem .des Ofens, wodurch die Wärmerückgev/innung erleichtert wird.

Der Ofen gemäß Anspruch 7 sieht eine Heizung qtter züin Ofen vor ohne Vertöilungszylinder, und es ist schwierig, eine Hitzeverteilung quer zum Ofen zu erhalten.

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Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Backofens, und es bedeutet:

Fig. 1 schematische Seitenansicht des Ofens;

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Fig. 2a

und 2b zwei abgewandelte Ausführungsformen für die erste Eingangszone des Ofens in Seitenansicht in vergrößertem Maßstab;

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Fig. 3 den Aufbau der zweiten Ofenzone in Seitenansicht;

Fig. 4

Fig. bis

den Aufbau der dritten oder Ausgangszone des Ofens in Seitenansicht;

sind senkrechte Schnitte längs der Linien V-V der Fig. 2a und VI-VI, VII-VII und VIII-VIII der Fig. 4, wobei die Schnittpositionen gleichzeitig in Fig. 1 angedeutet sind.

Die Fig. 3 überlappt die Fig. 2a oder 2b und die Fig. 4 in gewissem Umfange. In den Zeichnungen bezeichnen die einfachen Pfeile den Fluß der Heizoder Verbrennungsgase, die Doppelpfeile den zirkulierenden Luftfluß und die dreifachen Pfeile die Bewegung der zu backenden Produkte, wobei die einfachen und Doppelpfeile die Fließrichtungen nur ungefähr anzeigen.

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Der Ofen ist ein indirekt beheizter Mehrzonen-Durchlauf-Ofen nach Art eines Tunnelofens; er besitzt ein einzelnes umlaufendes Förderband 1; der Boden der Backkammer ist Ofenboden 2a und die Decke der Ofenkammer ist mit 2b bezeichnet. Der Ofen besitzt eine Gasführung, die einzelnes geschlossenes Gasheizsystem darstellt, das praktisch die gesamte Länge des Ofens erwärmt, und durch einen ersten oder Haupterhitzer 3 und eine Zahl weiterer Erhitzer 4, 5, 6, 7 beheizt wird, die in Richtung des Gasflusses des Heizsystemes hinter dem ersten Erhitzer 3 angeordnet sind. Die allgemeine Natur des zirkulierenden Gassystems ergibt sich aus Fig. 1, und sämtliche Gasflüsse erstrecken sich längsgerichtet über die gesamte Ofenlänge, ausgenommen die Umkehrungen an den Ofenenden und die benachbart der Erhitzer 3 bis 7 auftretenden Abweichungen. Der Gasfluß verläuft längs des Ofenbodens und zurück längs der Ofendecke. Der Erhitzer 3 besitzt eine viel größere Kapazität als die weiteren Erhitzer 4 bis 7, so besitzt beispielsweise der erste Erhitzer 3 eine Kapazität

q
von 0,725 χ 10 K.Kalorien, während jeder weiterer Erhitzer die gleiche'Kapazität besitzt von

0,2 χ 10 K.Kalorien. Es ist ein einzelnes Ablaßventil 8 am Strömungsende des Heizsystems vorgesehen, das mit einer geeigneten Vorrichtung zur. Wärmerückgewinnung verbunden werden kann.

Einzelheiten des Haupterhitzers ergeben sich aus der Fig. 2a. Der Haupterhitzer 3 besitzt einen Brenner 9, der heiße Verbrennungsgase in ein unperforiertes Heizrohr 10 entläßt. Ein in der Decke montierter Ventilator 11 zieht die rück- ,

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laufenden Gase des Heizsystemes an ,und gibt sie in den ringförmigen Raum um das Heizrohr 10 ab, wobei die rückkehrenden Gase sich mit den heißen Brennergasen vermischen, bevor sie. in eine Einlaßleitung 12 eintreten, die einen Bodenerhitzer 13 speist.

Die Radiatoren des Ofens liegen in Form paralleler längsgerichteter Rohre 14 vor, wie beispielsweise aus den Fig. 5, 7 und 8 ersichtlich ist; die Rohre 14 sind eng benachbart, besitzen jedoch Luftschlitze zwischen sich. Der erste Radiator in der abgewandelten Form gemäß Fig. 2 kann entweder ein Kasten oder ein Rohr sein in Abhängigkeit von der Art des Durchlauf-Förderers 1, der für die zu backenden Produkte verwendet wird. Im allgemeinen wird ein kastenartiger Radiator 15 verwendet mit einem Drahtband für Ofen-Bodenprodukte, die unmittelbar auf dem Förderorgan 1 verbleiben, während der rohrförmige Radiator verwendet wird für einen gitterartigen Förderer, auf dem in Formen befindliche Produkte gefördert werden.

Gemäß Fig. 2a wird ein Teil der heißen Gase von dem Bodenerhitzter 13 nach rückwärts in den ersten Radiator 15 -und einen Bodenvorheizradiator 16 geführt zur Vorheizung des Förderbandes 1.

Diese Anordnung ist unterschiedlich zu der gemäß Fig. 2b, wo sämtliche Gase nach vorwärts von dem Bodenerhitzer 13 in einen ersten Radiator 17 geführt werden.

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Die Fig. 3, 4 und 6 zeigen Darstellungen weiterer Erhitzer 5, 7 , die unmittelbar unter-und oberhalb der Backzone angeordnet sind und durch Brenner 18, 19 gespeist werden, die unmittelbar an der Seite unterhalb und oberhalb der Backzone liegen und quer zum Förderweg der Produkte durch den Ofen in entsprechende perforierte Heizrohre injizieren, die sich quer zum Weg des Gasflusses in dem Heizsystem erstrecken. Benachbart zu jedem Erhitzerrohr 20 sind die einzelnen Rohre 14 der Radiatoren mit einem Kopfstück verbunden, das sich über die gesamte Breite der Ofenkammer erstreckt und die entsprechenden Heizrohre 20 aufnimmt.

Am Ausgangsende des Ofens gemäß Fig. 4 wird die zirkulierenden Gase durch Führungen 21 an den Seiten der Ofenkammer zur Decke des Ofens geleitet und wandern dann zurück zu dem Rezirkulationsventilator 11 durdidie oberen Radiatoren und über weitere Heizrohre 20.

In dem Gassystem sind keine Drosselorgane oder Ausgleichsventile angeordnet. Die Menge der freigegebenen Wärme wird bestimmt durch Regulierung der Temperatur der nassezirkulation, die konstant ist, insbesondere durch Regulierung der weiteren Brenner 4 bis 7, wobei der Wärmeausstoß des Hauptbrenners 3 konstant gehalten wird. In der Praxis ist nur sehr wenig Wärme erforderlich von den weiteren Brennern 4 bis 7 für die Bäckereiprodukte, wie Brot, da diese eine abfallende Unterhitze und eine ansteigende Oberhitze bei ihrem Durchgang durch den Ofen benötigen; das System kann voll ausgenutzt werden, wobei die Hitze von der vorher-

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gehenden Zone in den Gasen verbleibt. Nichtdargestellte automatische Temperatursteuerung kann verwendet werden.

Die Brenner und die Erhitzer sind beschrieben in GB-PS 707 750.

Konvektionsventilatoren 22 sind zur Zirkulierung der Atmosphäre der Ofenkammer oberhalb den Radiatorrohren 14 angeordnet, wie Fig. 8 zeigt. Die Zirkulation kann nach oben gerichtet, wie dargestellt, oder auch nach unten gerichtet sein in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Konvektionsventilators 22; die Konvektionsventilatoren 22 sind an alternativen Seiten des Ofens angeordnet, um einen Luftfluß so gleichmäßig wie möglich zu erhalten.

In Abwandlung der Erfindung können Konvektions- oder Turbulenz-Ventilatoren verwendet werden zur Förderung eines Systems von Blasrohren, wie es in der GB-PS 1 212 525 beschrieben ist zur Zirkulation der Ofenkammeratmosphäre über und zwischen den Radiatorrohren 14. Bei dieser Methode kann die Anwendung der Konvektion nach oben und/oder nach unten gerichtet sein in Abhängigkeit von den Drosselorganen in dem System.

Ein Entnahmeventilator 23 gemäß Fig. 4 ist mit dem Mittelteil der Ofenkammer durch eine mechanisch gesteuerte Drosselklappe 24 gemäß Fig. 7 verbunden und dient dem Abzug von Luft und Dampf aus der Ofenkammer und ist auch verbunden mit dem Kanal 25 zur Verhinderung einer starken Emission von Abgas aus dem Austrittsende des Ofens. Ein weiterer Entnahmeventilator 26 und Entnahmekanal 27 verhindern

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eine starke Emission von Abgasen am Eingangsende des Ofens, und es ist Dampf zur Gelatinisierung vorgesehen dadurch, daß Dampf eingeblasen wird durch perforierte quergerichtete Rohre 28 am Beschickungsende des Ofens (vgl. Fig. 2a und 2b).

Bei einem Produkt, beispielsweise Brot, kann das Gas in dem Zirkulationssystem von einer Temperatur von ungefähr 69O°C auf eine Temperatur von ungefähr 24O°C abfallen, wobei die letzte Temperatur die an dem Auslaß 8 herrschende Temperatur ist.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Indirekt beheizter Mehrzonen-Durchlauf-Backofen mit einem geschlossenen, wenigstens den Hauptteil der Ofenlänge der heizenden

Heizgassystem, dadurch gekennzeichnet , daß das Heizsystem wenigstens zwei Erhitzer (3,4,5,6,7) besitzt, die in Richtung des Gasflusses des Heizsystemes hintereinander angeordnet sind,

daß der Gasfluß längs des Bodens des Ofens zum Ofenausgang und dann zurück längs der Oberseite des Ofens verläuft, und daß die Temperatur in dem Heizsystem derart abfällt, daß die maximale Unterhitze benachbart zum Ofeneingangsende und die maximale Oberhitze benachbart zum Ofenausgangsende vorliegt.

2. Backofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Erhitzer (3) des

Heizsystems benachbart zum Eingangsende des Ofens angeordnet ist und eine wesentlich größere Kapazität besitzt als jeder der weiteren nachgeschalteten Erhitzer (4,5,6,7). 25

3. Backofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von weiteren nachgeschalteten Erhitzern, (4,5,6,7) vorgesehen ist, bei der sämtliche Erhitzer die gleiche Kapazität besitzen.

4. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Gas-, flüsse des Heizsystemes über die gesamte Länge des Ofens oder des durch das Heizsystem

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beheizten Teiles längsgerichtet verlaufen außer Umkehrungen an wenigstens einem Ende des Ofens oder Ofenteiles und außer benachbart zu den Erhitzern auftretenden Abweichungen.

5. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfluß des Heizsystemes in längsgerichteten Rohren (14) geführt wird, über denen die Ofenatmosphäre in zirkulierende Bewegungen versetzende Ventilatoren (22) angeordnet sind.

6. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Abfluß (8) in dem Heizsystem vorgesehen ist.

7. Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Erhitzer (3) benachbart zum Eingangsende des Ofens, und wenigstens ein weiterer Erhitzer (4,5,6,7) im Abstand hinter dem ersten Erhitzer (3) in dem Heizsystem angeordnet sind, daß der oder die weiteren Erhitzer (4,5,6,7") aus einem oder mehreren Brennern bestehen, die unmittelbar seitlich und oberhalb und unterhalb der Backzone angeordnet sind und quer zum Weg des Ofens

• durch den Ofen in die zirkulierenden Gase des Heizsystems injizieren, wobei der oder die Brenner (4,5,6,7) in einen perforierten Verteilungszylinder (20) injizieren, der sich quer durch den Weg des Gasflusses in dem Heizsystem erstreckt.

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Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ofenzone ganz oder teilweise überbrückbar ist.

Backofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Heizsystem keine Drosselklappen oder-schieber angeordnet.sind.

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