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Bezeichnung: Einrichtung zum Erwärmen von Back-
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oder Teigwaren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Brwärmen
gekühlter oder tiefgekühlter Back- oder Backteigwaren, bestehend aus einem Gehäuse,
in dem die zu erwärmende Ware gelagert ist, einem im Gehäuse vorgesehenen Umluftkanal,
der in Verbindung mit einem Gebläse für eine gleichmäßige Luftumströmung der anzuwärmenden
Ware sorgt, einem vom Luftstrom beaufschlagten Wärmeaustauscher, der dem Luftstrom
Wärme zuführt und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Erwärmung der Ware.
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Das Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Bäckerei.
Aus Gründen der Rationalisierung und Arbeitszeiteinteilung werden Teigstücke gekühlt
oder tiefgekühlt im isolierten Gehäuse für eine gewisse Zeit aufbewahrt und am nächsten
Tag oder mehrere Tage später erwärmt, sodaß sie zu einem bestimmten Zeitpunkt fertiggegart
sind.
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Bei bekannten Einrichtungen dieser Art treten immer wieder Probleme
auf, die zu einer Qualitätsminderung der Backwaren führen. Entweder ist die Gärzeit
nicht
der Entwicklungszeit der Hefe bzw. des Sauerteiges von der
Urphase im gekühlten bzw. tiefgekühlten Zustand bis zur besten Triebkraft im Gärbereich
angepaßt oder der Temperaturanstieg vom gekühlten oder tiefgekühlten Ruhezustand
bis zu gewünschten Gärenttemperatur erfolgt ungleichmäßig oder zu schnell, mit der
Folge, daß sich Schwitzwasser auf den Teigstücken bildet. Die Folgen sind: Bläschenbildung,
Krustenverfärbung und Ankleben der Teigstücke. Die Steuerung der Wärme zufuhr erfolgt
im allgemeinen durch den Bäcker von Hand, indem er je nach der im Gehäuse gelagerten
Warenmenge die Heizung stärker oder schwächer einstellt bzw. die Anwärmzeit länger
oder kürzer einstellt. Auch hier ergeben sich viele Fehlerquellen, die zu Qualitätseinbußen
führen. Nicht zuletzt ist es auch die Ausbildung des Umluftkanals im Gehäuse, die
zu einer ungleichen Luftverteilung im Gärklimaraum führt, sodaß beispielsweise Teigwaren
im oberen Bereich schneller erwärmt werden als im unteren Bereich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Einrichtung zum Erwärmen von
Back- oder Backteigwaren zu schaffen, bei der diese Nachteile vermieden werden.
Insbesondere soll eine gleichmäßige Erwärmung der gekühlten
oder
tiefgekühlten Backwaren in allen Zonen des Gärklimaraumes erreicht werden, ohne
daß Schwitzwasser an den Teigwaren entsteht oder andere Qualitätseinbußen auftreten
können. Die Steuerung der Wärme zufuhr soll unabhängig von der Menge der anzuwärmenden
Ware gemacht werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung
zwei Temperaturfühler aufweist, von denen einer im Luftstrom angeordnet ist und
die Umlufttemperatur mißt, und von denen der andere der anzuwärmenden Ware bzw.
einer diese simulierenden Masse zugeordnet ist und deren Massentemperatur mißt,
und daß ein Regelkreis vorgesehen ist, der die Differenz beider Temperaturmeßwerte
während mindestens eines Teils des Erwärmungsvorganges der Ware durch Regelung der
Wärmezufuhr vom Wärmeaustauscher an die Umluft auf einem konstanten Wert hält. Vorzugsweise
wird dabei die Meßstelle des anderen, die Temperatur der Ware bzw. der Masse messenden
Fühlers an oder nahe der Oberfläche der Ware bzw. der diese simulierenden Masse
angeordnet.
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Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß eine thermostatische
Regeleinrichtung zur Begrenzung der
Wärmezufuhr eingebaut ist,
die bei Erreichen einer voreingestellten Solltemperatur der Umgebungsluft der Ware
anspricht und eine weitere Erwärmung der Luft verhindert.
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Die Erfindung bringt erhebliche Vorteile. Durch Zeitschaltuhr gesteuert
beginnt die Erwärmung der gekühlten bzw. tiefgekühlten Ware, wobei die Wärmezufuhr
an die Umluft so gesteuert wird, daß die an der Ware vorbeistreichende Warmluft
nur geringfügig wärmer ist als die Oberflächentemperatur der Ware.
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Die Temperaturdifferenz liegt erfindungsgemäß im Bereich von 3° C
bis etwa 7" C. Vorzugsweise wird mit etwa 5° C Temperaturdifferenz gefahren. Die
Ware wird dadurch sehr schonend erwärmt. Schwitzwasserbildung wird vermieden. Eine
Steuerung der Luftfeuchte des Gärklimaraumes ist nicht mehr nötig, weil die Temperaturdifferenz
zwischen der Umlufttemperatur und der Teigoberflächentemperatur konstant bleibt.
Erst nach Erreichen der eingestellten Gärraumendtemperatur verändert sich diese
konstante Temperaturdifferenz, da nunmehr die Umlufttemperatur konstant bleibt und
sich die Teigoberflächentemperatur allmählich angleicht. Eine Regelung der Wärmezufuhrmenge
in Abhängigkeit von der Warenmenge entfällt gemäß der Erfindung, da die
zugeführte
Wärmemenge der Warenmenge sich automatisch anpaßt.
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Um eine schonende gleichmäßige Erwärmung der Ware unabhängig von der
Warenmenge und unabhängig von der Position der Ware im Gehäuse zu erreichen ist
gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung voryesehen, daß im Gehäuse zwischen zwei
parallelen einander gegenüberliegenden Gehäusewänden bzw. einer Gehtiuscwand und
einer Gehäusetür eine parallele vertikale Trennwand angeordnet ist, die von einer
der beiden Gehäusewänden einen geringeren Abstand als von der anderen aufweist,
Diese Trennwand grenzt mit einer der beiden Gehäusewänden an den Umluftkanal und
mit der anderen Gehäusewand den eigentlichen Gärklimaraum. Die Trennwand ist erfindungsgemäß
mit einer Anzahl paralleler Luftdurchtrittsc}llitze versellen, die über nahezu die
gesam-te, in Schlitzlängsrichtung gemessene Dimension der Trennwand reichen.
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Die Schlitze sind vorzugsweise horizontal angeordnet, können aber
auch vertikal angeordnet sein.
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Weiterhin ist an der Trennwand parallel zu und im Abstand von ihr
eine Anzahl flacher Schienen vorgesehen, deren Breite größer und deren Länge etwa
gleich der der Schlitze ist, wobei jedem Schlitz eine Schiene derart zugeordnet
ist, daß jeweils
die Längsmittellinie eines Schlitzes mit der Längsmittellinie
einer Schiene in einer gemeinsamen geometrischen Querebene der Trennwand liegt.
Dank dieser Ausbildung wird eine Luftverteilungswand geschaffen, die für eine gleichmäßige
Luftströmung im Gärklimaraum sorgt.
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Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, sei die
Erfindung näher beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht durch eine Ausführungsform
einer Gärklimaeinrichtung, Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht eines Teils der
im Gehäuse der Einrichtung nach Fig.1 angeordneten Luftverteilungswand, Fig. 3 einen
horizontalen Schnitt durch ein seitliches Ende der Luftverteilungswand längs der
Linie 3-3 der Fig. 2 und Fig. 4 die Anbringung des die Warenoberflächentemperatur
messenden Temperaturfühlers in vergrößertem Maßstab.
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Eine Gärklimaeinrichtung weist ein allgemein mit 10 bezeichnetes prismatisches
Gehäuse auf, das ringsrum doppelwandig ausgebildet ist und dazwischen eine Wärmeisolierschicht
enthält. D Rückwand 12 gegenüberliegend
ist eine Tür 14 angeordnet,
die bis zum Gehäuseboden 16 reicht. Im Abstand von der Gehäuserückwand 12 und parallel
zu ihr ist eine Luftverteilungswand 18 angeordnet, die zusammen mit der Gehäuserückwand
12 einen Luftkanal 20 begrenzt.
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Von der Tür 14 hat die Luftverteilungswand 18 einen größeren Abstand
als von der Rückwand 12. Zwischen Tür und Luftverteilungswand 18 wird eine Gärklimakammer
22 begrenzt, in die ein Wagen 24 eingefahren werden kann, der eine Anzahl übereinander
angeordneter Bleche oder Roste für Teigwaren 26 aufweist.
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Im Ausführungsbeispiel ist im Oberteil des Gehäuses 10 unterhalb der
Oberwand ein Wärmeaustauscher 28 angeordnet, der hier als mit Lamellen besetzter
Rohrschlangenwärmeaustauscher dargestellt ist. Der Wärmeaustauscher 28 kann in bekannterweiser
mit Heizstäben für eine elektrische Widerstandsheizung ausgestattet sein. Dieser
Wärmeaustauscher 28 ist an eine Kältemaschineneinrichtung angeschlossen und bildet
während der Abkühlphase der Ware 26 den Verdampfer. Während der Anwärmphase kann
er zur Erwärmung der Umluft benutzt werden, wenn der Kältemaschinenkreislauf als
Wärmepumpe betrieben wird. Der Wärmeaustauscher bildet dann den Kondensator
des
Kältemaschinenprozesse. Unterhalb des Wärmeaustauschers 28 ist eine Tropfwanne 30
angeordnet. Es versteht sich, daß der Wärmeaustauscher 28 auch an anderer Stelle,
beispielsweise im Umluftkanal 20 angeordnet sein kann.
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Zwischen dem Wärmeaustauscher 28 und der Gehäuserückwand 12 ist ein
Gebläse 32 angeordnet, das Luft über den Wärmeaustauscher 28 ansaugt und in den
Luftkanal 20 fördert. Die Luftverteilungswand 18 ist mit einer Anzahl nahezu über
ihre gesamte Breite reichender Schlitze 34 ausgebildet, durch die die Luft gleichmäßig
verteilt in den Gärklimaraum 22 gelangt, wo sie die Ware 26 überstreicht und anschließend
nach oben in den Wärmeaustauscher 28 zurückgesaugt wird.
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In der Gehäuserückwand 12 sind mehrere Temperaturfühler zur Steuerung
des Erwärmungsvorganges angeordnet. Diese Temperaturfühler reichen in den Luft kanal
20 hinein in einer alternativen Ausführungsform sind sie innerhalb der Gärklimakammer
direkt angeordnet, jedoch immer so, daß sie von der gleichmäßig strömenden Luft
beaufschlagt werden.
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Ein erster Temperaturfühler 36 mißt die Temperatur
der
vom Gebläse 32 aus dem Wärmeaustauscher 28 geförderte angewärmte Luft. Ein zweiter
Temperaturfühler 38, der in Fig. 4 in größerem Maßstab dargestellt ist ist mit seiner
Meßstelle 40 in einen Massenkörper 42 eingetaucht, jedoch unmittelbar an der Massenoberfläche
angeordnet. Diese Masse kann ein Ballen oder ein Kugel aus Zellstoff, Schaumstoff,
Schwamm oder dergl. sein. Die Masse ist mit Feuchtigkeit getränkt und enthält vorzugsweise
eine 3teige Salzlösung. Um ein Hinausdiffundieren der Feuchti.c3-keit zu verhindern
ist die Masse 42 mit einer dünnen Hülle 44 diffusionsdicht verschlossen. Der Temperaturfühler
38 mißt somit die Oberflächentemperatur einer Masse, welche den Teig der zu erwärmenden
Ware 26 simuliert.
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Anstelle des Fühlers 38 kann auch ein in Fig. 1 L-rcnpunktiert dargestellter
Fühler 39 vorgesehen sein, der unmittelbar in die Ware 26 eingetaucht wird, zedoch
wiederum so, daß die Meßstelle möylichst dicht an der Oberfläche der Ware 26 liegt.
Der Fühler 39 fordert jedoch bei jedem Einfahren und Ausfahren des Wagens 24 das
Herausnehmen aus der Ware bzw.
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erneute Einführen in die Ware und ist daher umständlicher. Der Fühler
38 simuliert die Messung der Oberflächentemperatur der Ware 26 und ist, da er nicht
jedes
Mal betätigt werden muß eine überlegene Alternative.
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Schließlich ist ein dritter Fühler 46 im Luftkanal 20 angeordnet.
Alle drei Fühler 36, 38 bzw. 39 und 46 sind über Verbindungsleitungen 48 einer elektrischen
Steuereinrichtung zugeführt, die nicht weiter dargestellt ist. Diese Steuereinrichtung
ist mit Vergleichsschaltkreisen versehen, wobei aus den Temperaturmeßwerten der
beiden Fühler 36, 38 ein Differenzsignal erzeugt wird, das zur Steuerung der Wärme
zufuhr an die Umluft benutzt wird. Dieses Differenzsignal wird mit einem einstellbaren
Wert verglichen. Dieser Einstellwert kann beispielsweise 50C betragen. Überschreitet
das gemessene Differenzsignal den Wert von 50C' so wird die Wärme zufuhr an den
Wärmeaustauscher 28 unterbrochen. Zusätzlich oder alternativ kann das Ge-32 zu 32
abgeschaltet oder auf geringere Drehzahl gebracht werden und/oder es können Luftklappen
vorgesehen sein, die die Luft statt über den Wärmeaustauscher 28 über einen Beipaßkanal
saugen. Die Umgebungsluft im Gärklimaraum 27 und damit auch im Kanal 20 kühlt sich
nach Abschaltung des Wärmeaustauschers 28 ab, bis die gemessene Lufttemperatur des
Luftfühlers 36 weniger als 50C über der Oberflächentemperatur der anzuwärmenden
Masse 26 liegt.
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Dann schaltet der Wärmeaustauscher 28 wieder ein.
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Die beschriebene Regelung der Wärmemenge bewirkt, daß die Temperatur
der die Ware 26 beaufschlagenden Umluft nie mehr als einen vorher gewählten Wert,
hier 50C über der Warenoberflächentemperatur liegt.
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Entsprechend der allmählichen Erwärmung der Warenoberfläche steigt
auch die Umlufttemperatur, und zwar solange, bis der Fühler 46 eine Lufttemperatur
mißt, die einer eingestellten Gärklimaendtemperatur entspricht. Dieser Fühler 46
gehört zu einem Thermostaten, der nunmehr nach Erreichen der eingestellten Gärklimaendtemperatur
die Zufuhr der Wärmemenge aus dem Wärmeaustauscher übernimmt und die Umlufttemperatur
auf dem voreingestellten Wert konstant hält.
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Die Oberflächentemperatur der Ware 26 gleicht sich nun allmählich
dieser Gärklimaendtemperatur an und auch der Kern der Ware wird auf diese Endtemperatur
erwärmt, die etwas oberhalb der Raumtemperatur liegt und ca. 280C beträgt.
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Es versteht sich, daß anstelle des Temperaturfühlers 46 auch der Fühler
36 selbst über eine elektronische Vergleichsschaltung in der Steuereinrichtung zur
Einhaltung der konstanten Gärklimaendtemperatur verwendet werden kann.
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Wesentlich für die gleichmäßige Erwärmung der Ware 26 unabhängig von
ihrer Position in der Kammer 22 ist die gleichmäßige Luftströmung in der Gärklimakammer
22. Die Luftverteilungswand 18 sorgt für diese gleichmäßige Luftverteilung. Sie
besteht aus einer Anzahl Wandplatten 50, die über die ganze Wandbreite reichen und
an ihren oberen und unteren Rändern U-förmig zurückgebogen sind, sodaß jeweils abgewinkelte
Schenkel 52, 54 gebildet werden. Zwischen je zwei Wandplatten 50 wird ein Luftströmungsschlitz
34 gebildet, in den mittig eine im Querschnitt T-förmig ausgebildete Schiene 56
eingreift. Die Schiene 56 hat eine streifenförmige Stauplatte 58, deren in Höhenrichtung
gemessene Breite größer als die Breite des Schlitzes 34 ist und deren Länge etwa
gleich der Länge der Luftverteilungswand 18 ist. Die T-Schiene 56 hat einen Mittelsteg
60, der die Längsmitte des Schlitzes 34 durchsetzt. Diese Anordnung gewährleistet
einmal mechanische Stabilität der Luftverteilungswand 18 und zum anderen dank des
durch die Stauplatten 58 bewirkten Staueffektes eine gleichmäßige Luftverteilung
aus dem Kanal 20 in den Gärklimaraum 22.
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Wie sich aus Fig. 3 ergibt werden zum Aufbau der
Luftverteilungswand
18 zwei vertikale Randschienen 62 verwendet, an denen.die Wandplatten 50 entsprechend
der Anordnung nach Fig. 2 innenseitig angenietet werden. Die Schienen 56 werden
mit ihren Stauplatten 58 an diesen Randschienen 62 außenseitig angenietet, wobei
die Mittelstege 60 an den Schienenenden weggeschnitten sind.
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