DE3447083A1 - Process and apparatus for determining thermal characteristics, in particular of foodstuffs - Google Patents

Process and apparatus for determining thermal characteristics, in particular of foodstuffs

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DE3447083A1 DE19843447083 DE3447083A DE3447083A1 DE 3447083 A1 DE3447083 A1 DE 3447083A1 DE 19843447083 DE19843447083 DE 19843447083 DE 3447083 A DE3447083 A DE 3447083A DE 3447083 A1 DE3447083 A1 DE 3447083A1
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Abstract

The invention relates to a process for determining thermal characteristics, in particular of foodstuffs, by heating and measurement of a sample and an apparatus for carrying out the process having a heating plate, a sample vessel and at least one temperature measuring point, the measurements being carried out during a non-steady state of the sample and the apparatus having a digital analysis unit for this.

Description

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung wärmetechnischer Stoffwerte, insbesondere von Lebensmitteln durch Beheizung und Messungen an einer Probe und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Heizplatte, einem Probengefäß und mindestens einer Temperaturmeßstelle.The invention relates to a method for determining thermal engineering Material properties, especially of food, due to heating and measurements on one Sample and a device for carrying out the method with a heating plate, a sample vessel and at least one temperature measuring point.

Die Kenntnis wärmetechnischer Stoffwerte, insbesondere Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme, ist eine Vorrausetzung zur Auslegung aller Anlagen in denen Stoffe wärmetechnischen Prozessen unterworfen werden. Es gibt deshalb umfangreiche Sammlungen für viele Stoffe, die in großtechnischen Anlagen hergesellt, gewandelt oder veredelt werden.Knowledge of thermal properties, especially thermal conductivity and specific heat, is a prerequisite for the design of all systems in which Substances are subjected to thermal processes. There are therefore extensive Collections for many substances that are manufactured in large-scale plants, converted or be refined.

Die Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung dieser Stoffwerte sind ihrer großen wirtschaftlichen Bedeutung entsprechend teilweise genormt. So sind z. B. aus der DIN 52 612 und DIN 52 613 Verfahren und Vorrichtungen vorbekannt, die insbesondere der Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen dienen. Die Messungen erfolgen an einer Probe, die einem stationärern Wärmefluß ausgesetzt wird.The procedures and devices for determining these physical properties are partly standardized according to their great economic importance. So are z. B. from DIN 52 612 and DIN 52 613 methods and devices previously known, which serve in particular to determine the thermal conductivity of building materials. the Measurements are made on a sample that is exposed to a steady flow of heat.

Nachteilig an den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist, daß die Ermittlung der wärmetechnischen Stoffwerte sehr langwierig ist. Häufig sind auch die ermittelten Werte nicht auf die realen Prozesse übertragbar, da in technischen Prozessen der idealisierend stationäre Wärmefluß gar nicht vorhanden ist. Dies trifft insbesondere auf die meisten Prozesse in der Lebensmitteltechnologie zu, deren Wärmeprozesse, wie z.The disadvantage of the known methods and devices is that the Determining the thermal properties is very tedious. Often are too the values determined cannot be transferred to the real processes because they are technical Processes the idealizing steady flow of heat does not even exist. This is true in particular to most processes in food technology, whose heating processes, such as

B. Garen, Backen oder Grillen, in möglichst kurzen Zeitspannen ablaufen sollen und somit das Erreichen eines Stationären Zustandes gar nicht erwünscht ist.B. cooking, baking or grilling, take place in the shortest possible time and thus reaching a steady state is not at all desirable.

Darüberhinaus sind auch Lebensmittelproben zur Anwendung in bekannten Vorrichtungen ungeeignet. Aus den genannten Gründen ist auch heute noch notwendig, Anlagen ohne Kenntnis der wärmetechnischen Stoffwerte im Bewußtsein eines erhöhten Planungsrisikos zu entwerfen und zu bauen.In addition, food samples are also known for use in Devices unsuitable. For the reasons mentioned, it is still necessary today Systems without knowledge of the thermal properties in the awareness of an increased Planning risk to design and build.

Insbesondere im Bereich der Lebensmitteltechnologie ist man meist zu einer derartigen Vorgehensweise genötigt.One is mostly in the field of food technology in particular forced to proceed in this way.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem zeitsparend und wirklichkeitsnah die wärmetechnischen Stoffwerte ermittelt werden können.The object of the invention is to provide a method that saves time and the thermal properties can be determined realistically.

Außerdem soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden, die einfach zu handhaben und auch zur Verarbeitung von Lebensmittelproben geeignet ist. Die Ergebnisse sollen möglichst wirklichkeitsnah sein.In addition, a device for carrying out the method is to be specified that are easy to use and also for processing food samples suitable is. The results should be as realistic as possible.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst,daß die Messungen während eines instationären Zustandes der Probe erfolgen. Das Warten, bis der stationäre Zustand erreicht ist, entfällt. Die Zeit zur Ermittlung der Stoffkennwerte verringert sich wesentlich. Das Verfahren läßt sich vorteilhaft auch in Produktionsstätten anwenden, wo es kurzfridtig zur Ermittlung von Referenzwerten dienen kann, um z. B. die Produktionsparameter von Backstraßen einzustellen. Die Anfahrzeiten der Anlagen werden verkürzt. Der Ausschuß verringert. Das Verfahren liefert Werte, die direkt auf den Produktionsprozeß übertragbar sind.The object is achieved in that the measurements during an unsteady The state of the sample. Waiting until the steady state is reached, not applicable. The time to determine the material properties is significantly reduced. The process can also be used advantageously in production facilities where it is short-term can be used to determine reference values in order to B. the production parameters of baking lines. The start-up times for the systems are shortened. Of the Reduced scrap. The method delivers values that directly affect the production process are transferable.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Messungen bei konstanter Wärmezufuhr erfolgen. Dieser Meßmodus liefert besonders wirklichkeitsnahe Werte, insbesondere für die Verfahren der Lebensmitteltechnologie, da dort meist mit ungeregelten konstanten Wärmequellen gearbeitet wird. Effekte die aus Phasenübergängen der Stoffe während des Prozesses resultieren werden vorteilhaft mit erfasst.In an embodiment of the invention it is provided that the measurements at constant heat supply. This measuring mode provides particularly realistic results Values, especially for the processes of food technology, because there mostly Unregulated constant heat sources are used. Effects from phase transitions the substances resulting during the process are advantageously recorded.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Messungen bei konstanter Heiztemperatur erfolgen.In a further embodiment of the invention it is provided that the measurements take place at a constant heating temperature.

Bei der Ermittlung von Werten für Prozesse, die mit geregelten Wärmequellen arbeiten, ist dieser Meßmodus vorteilhaft anzuwenden. Die Temperatur, bei der die Messung erfolgen soll, kann zuvor auf das Niveau des realen Prozesses eingestellt werden. Die Ergebnisse lassen sich auch direkt für die Anlagenplanung nutzen und mögliche Verfahrensoptima bestimmen. Die Leistung der Anlagen läßt sich somit erhöhen.When determining values for processes that use regulated heat sources work, this measuring mode is to be used advantageously. The temperature at which the Measurement should take place, can be adjusted beforehand to the level of the real process will. The results can also be used directly for system planning and determine possible process optimizations. The performance of the systems can thus be increased.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Temperaturmessungen gleichzeitig im räumlichen Abstand erfolgen. Auch innerhalb oder an der Oberfläche der Probe lassen sich örtlich zutreffende Vergleichswerte bestimmen, die ggf. gemittelt werden können, sofern es für die Apparateauslegung erforderlich sein sollte.In a further embodiment of the invention it is provided that temperature measurements take place at the same time at a spatial distance. Even inside or on the surface locally applicable comparative values can be determined for the sample, which may be averaged if it should be necessary for the equipment design.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Temperaturmessungen in festgelegten zeitlichen Abständen erfolgen. Auch zeitliche Veränderungen der wärmetechnischen Vergleichswerte lassen sich dadurch ermitteln. Das reale Verhalten der Probe läßt sich bereits im Vorstadium der Anlagenplanung weigehend objektiv erfassen. Die Risiken der Anlagenplanung werden vorteilhaft reduziert.In a further embodiment of the invention it is provided that temperature measurements take place at fixed time intervals. Changes in the Thermal comparison values can thereby be determined. The real behavior the sample can be made largely objective even in the preliminary stage of the system planning capture. The risks of system planning are advantageously reduced.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Zeitmessung erfolgt. Die Zeit läßt sich besonders exakt und einfach ermitteln.In a further embodiment of the invention it is provided that a time measurement he follows. The time can be determined particularly precisely and easily.

Überraschenderweise läßt sich durch die gemessene Zeit eine weitere Temperaturmeßstelle einsparen. Zwei, am gleichen Ort, jedoch zu unterschiedlichen Zeiten gemessene Temperaturen, die verglichen werden, reichen bereits aus, um die gewünschten Stoffwerte zu ermitteln.Surprisingly, the measured time allows another Save temperature measuring point. Two, in the same place, but in different places Times measured temperatures that are compared are already sufficient to determine the to determine the desired physical properties.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Wärmestrommessung erfolgt. Hierdurch läßt sich vorteilhaft die Messung noch weiter vereinfachen. Zur vollständigen Ermittlung aller wärmetechnischen Stoffwerte ist nur noch eine einzige Messung erforderlich. Das bereits kurze Meßverfahren wird damit weiter vorteilhaft verkürzt.In a further embodiment of the invention it is provided that a heat flow measurement he follows. This advantageously allows the measurement to be simplified even further. To the complete determination of all thermal properties is only a single one Measurement required. The already short measuring process is thus further advantageous shortened.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Messung bei einer Heiztemperatur im Bereich zwischen 40 Grad Celsius und 250 Grad Celsius erfolgt.In a further embodiment of the invention it is provided that the measurement at a heating temperature in the range between 40 degrees Celsius and 250 degrees Celsius he follows.

Gerade für diesen Bereich liegen kaum verwendbare Werte vor. Die Erfindung läßt sich besonders nutzbringend in diesem Bereich anwenden, da die bei Lebensmitteln in diesem Bereich vorhandenen Phasenänderungen der Stoffe für das erfindungsgemäöße Verfahren keine Schwierigkeiten bieten.For this area in particular, hardly any usable values are available. The invention can be used particularly beneficially in this area, since the food Phase changes of the substances present in this area for the inventive product Procedures present no difficulties.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Abstandsmessung der Temperaturmeßstellen erfolgt, insbesondere als Dickenmessung der Probe. Es lassen sich damit auch Meßwerte ermitteln, die für quasistationäre Zustände gelten und dadurch direkt mit Werten vergleichbar sind, die mit bekannten Vorrichtungen nach gebräuchlichen Verfahren ermittelt wurden. Die Übertragbarkeit bekannter Werte läßt sich überprüfen und das neue Verfahren anhand bekannter Werte kalibrieren.In a further embodiment of the invention it is provided that a distance measurement the temperature measuring points takes place, in particular as a thickness measurement of the sample. Leave it thus also determine measured values that apply to quasi-stationary states and are thus directly comparable with values obtained with known devices according to common procedures were determined. The transferability of known values leaves check yourself and calibrate the new procedure using known values.

Außerdem ergibt sich die Möglichkeit, in Verbindung mit dem bekannten Querschnitt das Volumen der Probe ermitteln.There is also the possibility of using the known Cross-section to determine the volume of the sample.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Ermittlung des Probengewichts, insbesondere automatisch, erfolgt. Die Meßwerte lassen sich direkt auf das Probengewicht beziehen. Die Übertragbarkeit der Werte, bzw. die Auswertung der Meßergebnisse wird dadurch noch weiter vereinfacht.In a further embodiment of the invention it is provided that a determination of the sample weight, in particular automatically. The measured values can relate directly to the sample weight. The transferability of the values or the evaluation this simplifies the measurement results even further.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein wärmetechnischer Vergleichswert ermittelt wird, der den Wärmeübergangskoeffizienten mit beinhaltet.In a further embodiment of the invention it is provided that a thermal Comparative value is determined, which includes the heat transfer coefficient.

Dieser, für die meisten Verfahren und zur Auslegung der dazu erforderlichen Anlagenkennwerte ausreichende Wert, läßt sich besonders schnell und einfach nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermitteln.This, for most procedures and for the interpretation of the necessary System parameters sufficient value, can be checked particularly quickly and easily determine the method according to the invention.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung'mit einer Heizplatte, einem Probengefäß und mindestens einer Temperaturmeßstelle geeignet, wobei die Vorrichtung ein digitales Auswertegerät aufweist. In dem digitalen Auswertegerät läßt sich vorteilhaft ein Auswertealgorithmus speichern, der die von der Temperaturmeßstelle ermittelten Temperaturen in ihrem zeitlichen Zusammenhang auswerten kann. Man kann vorteilhaft auf einen stationäten Zustand der Probe verzichten. Mit dem digitalen Auswertegerät lassen sich die wärmetechnischen Stoffwerte kurzfristig und bequem aus einem instationären Zustand heraus ermitteln. Dies ist besonders wichtig bei Lebensmitteln, die während der Garzeit noch ihre Struktur verändern.A device with a heating plate, a sample vessel and at least one temperature measuring point, the device has a digital evaluation device. In the digital evaluation device can be advantageous store an evaluation algorithm that determines the temperature measuring point Can evaluate temperatures in their temporal context. One can be beneficial dispense with a steady state of the sample. With the digital evaluation device the thermal properties can be quickly and conveniently extracted from a non-stationary Determine the condition. This is especially important with foods that are during change their structure during the cooking time.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, sie zusätzlich eine Waage und/oder Regler und/oder Plotter und/oder Drucker aufweist. Mit Hilfe der genannten wahlweise möglichen Peripheriegeräte des digitalen Auswertegerätes wird die Handhabung der Meßvorrichtung weiter erleichtert. Die Waage ermittelt automatisch das Gewicht der Probe, womit sich aus der bekannten Meßfläche und der Dicke mit Hilfe des Gewichts automatisch die Dichte der Probe ermitteln läßt. Der Regler hält je nach Art des gewählten Meßverfahrens entweder die Heiztemperatur oder die Heizleistung konstant. Mit dem Plotter läßt sich optisch der Temperaturverlauf darstellen und auch die intervallweise errechneten wärmetechnischen Stoffwerte aufzeichnen, aus denen sich wesentliche Rückschlüsse auf Veränderungen der Probenstruktur während der Meßzeit ermitteln lassen. Dies ist für Lebensmittel von großer Wichtigkeit In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Probengefäß ein handelsüblicher Kochtopf verwendet wird. Durch die Verwendung des Kochtopfes als Probengefäß kann die Ermittlung vorteilhaft wirklichkeitsnah erfolgen. Auf eine Isolation kann verzichtet werden, da erfindungsgemäß im instationären Zustand der Probe gemessen wird. Die Messung gestaltet sich dadurch besonders einfach und schnell.In a further embodiment of the invention, it is provided in addition has a scale and / or controller and / or plotter and / or printer. With help of the mentioned optional peripheral devices of the digital evaluation device the handling of the measuring device is further facilitated. The scales determine automatically the weight of the sample, which results from the known measuring area and the thickness With the help of the weight, the density of the sample can be determined automatically. The controller stops either the heating temperature or the heating power, depending on the type of measurement method selected constant. With the plotter the temperature profile can be visualized and also record the thermal properties calculated at intervals which draw significant conclusions about changes in the Sample structure have it determined during the measurement period. This is very important for food In a further embodiment of the invention it is provided that a sample vessel commercial saucepan is used. By using the saucepan as a In the sample vessel, the determination can advantageously take place realistically. On a Isolation can be dispensed with because, according to the invention, in the unsteady state Sample is measured. This makes the measurement particularly quick and easy.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das digitales Auswertegerät Wirkverbindungen zu einer Waage und/oder zu einer oder mehreren Temperaturmeßstellen und/oder einer Heizplattensteuerung aufweist. Die Wirkverbindungen ermöglichen es, direkt z.In a further embodiment of the invention it is provided that the digital Evaluation device active connections to a balance and / or to one or more temperature measuring points and / or a heating plate control. The active compounds make it possible directly z.

B. in Abhängigkeit von dem Gewicht der Probe die Sollwertvorgabe für die Heizungssteuerung einzustellen.B. depending on the weight of the sample, the setpoint specification for to adjust the heating control.

Das digitale Auswertegerät wertet die Meßsignale der Temperaturmeßstellen aus und liefert, vorteilhaft unabhängig von der Geschicklichkeit des Auswertepersonals die ermittelten wärmetechnischen Stoffwerte aus.The digital evaluation device evaluates the measurement signals from the temperature measuring points and delivers, advantageously regardless of the skill of the evaluation staff the determined thermal properties.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Heizplatte, insbesondere der Boden eines Kochtopfes, eine induktive Beheizung aufweist. Besondere Vorteile bietet eine induktive Beheizung der Heizplatte.In a further embodiment of the invention it is provided that the heating plate, in particular the bottom of a saucepan has inductive heating. Special Inductive heating of the heating plate offers advantages.

Diese Heizweise, vorzugsweise über den Boden eines Kochtopfes, wirkt fast trägheitslos. Außerdem ist sie elektronisch gut und sicher regelbar. Die Meßdauer wird dadurch vorteilhaft verkürzt.This type of heating, preferably over the bottom of a saucepan, works almost inertia. In addition, it can be easily and safely regulated electronically. The duration of the measurement is thereby advantageously shortened.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Heizplatte Widerstandsbeheizung aufweist. Eine Beheizung durch Widerstandswirkung läßt sich kostengünstiger herstellen und ist für einfachere Fälle die probate Lösung.In a further embodiment of the invention it is provided that the heating plate Has resistance heating. A heating by resistance effect can be Manufacture more cheaply and is the best solution for simpler cases.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Heizplatte eine Flüssigkeitsbeheizung durch ein Wärmeträgermedium aufweist. Konstante temperatur wird vorteilhaft mit einer Heizplatte erzielt, die durch ein Wärmeträgermedium beheizt wird. Derartige Heizplatten sind besonders träge und lassen sich auf einem vorteilhaft konstanten Niveau halten.In a further embodiment of the invention it is provided that the heating plate has a liquid heating by a heat transfer medium. Constant temperature is advantageously achieved with a heating plate that is heated by a heat transfer medium will. Such heating plates are particularly sluggish and can be advantageous on one keep a constant level.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß sie zur Ermittlung der Temperaturleitzahl und/oder spezifischen Wärme und/oder Wärmeübergangszahl und/oder des Wärmeleitkoeffizienten verwendet wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich besonders schnell und einfach die Temperaturleitzahl bestimmen. Für viele Prozesse reicht dieser Kennwert zur Auslegung aus. Sind jedoch Dichte und der Wärmefluß bekannt, so lassen sich auch mit Hilfe dieser ermittelten bzw. bekannten Daten leicht auf die spezifische Wärme rückschließen. Von Vorteil ist dabei aus praktischer Sicht, daß durch die Einbeziehung des Wärmeübergangs und der ihn bestimmenden Wärmeübergangszahl besonders realistische Kennwerte ermittelbar sind. Insgesamt stellt das Verfahren ünd die Vorrichtung folglich eine neue Meßmöglichkeit zur Verfügung, mit der besonders realistische Kennwerte für alle wärmetechnischen Prozesse in besonders kurzer Zeit auf vorteilhaft einfache Weise ermittelbar sind.In a further embodiment of the invention it is provided that they are used for Determination of the thermal diffusivity and / or specific heat and / or heat transfer coefficient and / or the coefficient of thermal conductivity is used. With the device according to the invention the temperature diffusivity can be determined particularly quickly and easily. For many This parameter is sufficient for the design of processes. However, there are density and heat flow known, it is also easy to use these determined or known data draw conclusions about the specific heat. From a practical point of view, the advantage here is that by including the heat transfer and the heat transfer coefficient that determines it particularly realistic characteristic values can be determined. Overall, the procedure represents ünd the device consequently a new measurement possibility available, with the particular realistic parameters for all thermal engineering processes in a particularly short time can be determined in an advantageously simple manner.

Die Erfindung wird in Zeichnungen beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Zeichnungen zu entnehmen sind.The invention is described in drawings, with further advantageous Details can be found in the drawings.

Die Zeichnung, Figur 1, zeigt einen schematischen Schnitt durch die erfindungsgemäße Meßvorrichtung und die dazu gehörigen elektronischen Funktionseinheiten als Blockschaubild darstellt.The drawing, Figure 1, shows a schematic section through the measuring device according to the invention and the associated electronic functional units as a block diagram.

In Figur 1 bedeutet 1 den Probenbehälter, der als einfacher Kochtopf ausgebildet ist. Mit 2 ist die Probe gekennzeichnet. wie sie z. B. Der Deckel 3 ist isolierend ausgebildet. Beheizt wird der Boden 5 des Probenbehälters 1 durch einen Mikrowellensender 6. Der Boden 5 des Probenbehälters wirkt somit gleichzeitig als Heizplatte.In Figure 1, 1 denotes the sample container, which is a simple saucepan is trained. The sample is marked with 2. how they z. B. The lid 3 is insulating educated. The bottom 5 of the sample container is heated 1 by a microwave transmitter 6. The bottom 5 of the sample container thus acts at the same time as a heating plate.

Direkt verbunden mit dem Boden 5 ist in diesem Fall eine die Wärmeströmung messende Meßschicht 7 . Außerdem weist der Boden noch die Temperaturmeßstelle 8 auf. Wahlweise kann ein weiteres Temperaturmeßelement 9, strichpunktiert dargestellt vorhanden sein. Der Regler 10 hält je nach Sollwertvorgabe , die durch Eingebe über Tastatur 16'in das digitale Auswertegerät 11 erfolgt, die Temperatur auf ein vorher bestimmtes Niveau konstant oder aber den Wärmestrom durch die Meßschicht 7. Das digitale Auswertegerät 11 ist über weitere Wirkverbindungen mit dem Sichtgerät 12 und dem Drucker bzw. Plotter 13 verbunden. Über das Sichtgerät kann die ganze Messung überwacht und geführt werden sowie wunschgemäß die Art der Auswertung über Tastatur vorgegeben werden. Das Meßergebnis wird von dem Plotter bzw. dem Drucker 13 dokumentiert. Weiter bestehen Wirkverbindungen zur Waage 15, die die Signale der Druckmeßdosen 14 in ein Gewichtssignal der Probe umwandelt.In this case, the heat flow is directly connected to the bottom 5 measuring layer 7. The floor also has the temperature measuring point 8 on. Optionally, a further temperature measuring element 9, shown in dash-dotted lines to be available. The controller 10 holds, depending on the setpoint specification, which is entered through Keyboard 16 'in the digital evaluation device 11 takes place, the temperature on a previously certain level constant or the heat flow through the measuring layer 7. The The digital evaluation device 11 is connected to the display device 12 via further operative connections and the printer or plotter 13 connected. The entire measurement can be carried out via the display device monitored and managed as well as the type of evaluation via keyboard, if required can be specified. The measurement result is documented by the plotter or printer 13. There are also active connections to the balance 15, which receive the signals from the pressure cells 14 is converted into a weight signal of the sample.

Das Meßverfahren gestaltet sich wie folgt: Der Probenbehälter 1, der sich beispielsweise auf einer vorgewählten Temperatur befindet, wird mit der Probe 2 befüllt. Die Temperatur wandert durch die Probe, wird an ihrer Oberseite reflektiert und wandert dann zurück. Die Zeit die sie dazu benötigt, entspricht dem Quadrat der dabei zurückgelegten Wegstrecke dividiert durch das zwölffache der Wärmeleitzahl. In Kenntnis der Probendicke sowie der benötigten Zeit läßt sich folglich die Temperaturleitzahl aus dem genannten Algarithmus ermitteln.The measuring process is as follows: The sample container 1, the is, for example, at a preselected temperature, the sample 2 filled. The temperature moves through the sample and is reflected on its upper side and then wanders back. The time it takes to do this is equal to the square the distance covered divided by twelve times the coefficient of thermal conductivity. Knowing the sample thickness and the required time, the thermal diffusivity can be determined determine from the algarithm mentioned.

Weitehin ist bekannt, daß der Wärmestrom in Abhängigkeit der Zeit dem Quotienten aus dem doppelten des Wärmeleitkoeffizienten multipliziert mit dem Temperaturunterschied zwischen Probe und Heizfläche dividiert durch die Wurzel aus dem Produkt von der Kreiszahl mit der Temperaturleitzahl, wobei der Quotient mit der Wurzel der dabei verstrichenen Zeit multiplziert wird. Mit Hilfe des genannten Algorithmus läßt sich bei Kenntnis der Temperaturdifferenz, der Zeit und der zuvor bestimmten Temperaturleitzahl auch der Wärmeleitkoeffizient bestimmen.It is also known that the heat flow as a function of time the quotient of twice the coefficient of thermal conductivity multiplied by the Temperature difference between sample and heating surface divided by the square root of the product of the circle number with the thermal coefficient, where the Quotient is multiplied by the root of the time that has passed. With help of the above-mentioned algorithm, if the temperature difference is known, the time and the previously determined thermal conductivity also determine the coefficient of thermal conductivity.

Da die Temperaturleitzahl dem Quptienten des Wärmeleitkoeffizienten dividiert durch das Produkt aus der Dichte und der Spezifischen Wärme der Probe entspricht, läßt sich auch, nachdem, wie oben beschrieben, die Temperaturleitzahl, der Wärmeleitkoeffizient und die Dichte bekannt sind, auch die Spezifische Wärme der Probe errechnen.Since the thermal diffusivity corresponds to the component of the coefficient of thermal conductivity divided by the product of the density and the specific heat of the sample corresponds to, after, as described above, the temperature diffusivity, the coefficient of thermal conductivity and the density are known, also the specific heat of the sample.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist es also möglich, mit nur einer Meßstelle und in einer bisher nicht gekannten Schnelligkeit, alle erforderlichen wärmetechnischen Werte auch bei kritischen Proben auf besonders einfache Weise zu ermitteln.With the method described, it is therefore possible to use only one Measuring point and with a previously unknown speed, all necessary thermal values in a particularly simple way, even with critical samples determine.

Claims (19)

Anlage zum Patentgesuch von Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung wärmetechnischer Stoffwerte, insbesondere von Lebensmitteln Patentansprüche Verfahren zur Ermittlung wärmetechnischer Stoffwerte, insbesondere von Lebensmitteln durch Beheizung und Messungen einer Probe, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Messungen während eines instationären Zustandes der Probe erfolgen.Annex to the patent application for a method and device for determination Thermal properties, in particular of foodstuffs for the determination of thermal properties, especially of food Heating and measurements of a sample, that is not indicated that the measurements take place during an unsteady state of the sample. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Messungen bei konstanter Wärmezufuhr erfolgen.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the measurements are made with a constant supply of heat. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Messungen bei konstanter Heiztemperatur erfolgen.3. The method according to claim 1 or 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h e t that the measurements are carried out at a constant heating temperature. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Temperaturmessungen gleichzeitig im räumlichen Abstand erfolgen.4. The method of claim 1, 2 or 3, d a -d u r c h g e k e n n notices that temperature measurements are carried out simultaneously at a spatial distance. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Temperaturmessungen in festgelegten zeitlichen Abständen erfolgen.5. The method of claim 1, 2, 3 or 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i n e t that Temperature measurements at specified times Intervals. 6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Zeitmessung erfolgt. 6. The method of claim 1, 2, 3, 4 or 5, d a -d u r c h g e no indication that a time measurement is taking place. 7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Wärmestrommessung erfolgt. 7. The method of claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, d a -d u r c h g It is not clear that a heat flow measurement is taking place. 8. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Messung bei einer Heiztemperatur im Bereich zwischen 40 Grad Celsius und 250 Grad Celsius erfolgt. 8. The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, d a d u r c h It is not noted that the measurement is carried out at a heating temperature in the range takes place between 40 degrees Celsius and 250 degrees Celsius. 9. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Abstandsmessung der Temperaturmeßstellen erfolgt, insbesondere als Dickenmessung der Probe. 9. The method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, d a d u r c h e k e n n n e i c h n e t that a distance measurement of the temperature measuring points takes place, in particular as a thickness measurement of the sample. 10. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Ermittlung des Probengewichts, insbesondere automatisch, erfolgt.10. The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, d a d u r e k e k e n n n n z e i n e t that a determination of the sample weight, in particular automatically. 11. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß ein wärmetechnischer Vergleichswert ermittelt wird, der den Wärmeübergangskoeffizienten beinhaltet.11. The method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10, d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that a thermal comparison value is determined, which includes the heat transfer coefficient. 12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Heizplatte, einem Probengefäß und mindestens einer Temperaturmeßstelle, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß sie ein digitales Auswertegerät (11) aufweist.12. Device for performing the method according to one or more of the preceding claims with a heating plate, a sample vessel and at least a temperature measuring point, d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that it has a digital evaluation device (11). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß sie zusätzlich eine Waage (15) und/oder Regler und/oder Plotter und/oder Drucker aufweist.13. The apparatus of claim 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that they also have a scale (15) and / or controller and / or plotter and / or printer. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Probengefäß (1) ein handelsüblicher Kochtopf verwendet wird.14. The apparatus of claim 12 or 13, d a -d u r c h g e k e n It is not noted that a commercially available saucepan is used as the sample vessel (1) will. 15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das digitale Auswertegerät Wirkverbindungen zu einer Waage und/oder zu einer oder mehreren Temperaturmeßstellen und/oder einer Heizplattensteuerung aufweist.15. The apparatus of claim 12, 13 or 14, d a -d u r c h g e k It is noted that the digital evaluation device operative connections to a Balance and / or to one or more temperature measuring points and / or a heating plate control having. 16. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13, 14 oder 15, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Heizplatte, insbesondere der Boden (5) eines Kochtopfes, eine induktive Beheizung aufweist.16. The apparatus of claim 12, 13, 14 or 15, d a -d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the heating plate, in particular the bottom (5) of a Cooking pot, having inductive heating. 17. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13, 14, 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Heizplatte eine Widerstandsbeheizung aufweist.17. The apparatus of claim 12, 13, 14, 15 or 16, d a d u r c it should be noted that the heating plate has resistance heating. 18. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13, 14, 15, 16 oder 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Heizplatte eine Flüssigkeitsbeheizung durch ein Wärmeträgermedium aufweist.18. The apparatus of claim 12, 13, 14, 15, 16 or 17, d a d u It is noted that the heating plate uses liquid heating having by a heat transfer medium. 19. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13, 14, 15, 16, 17 oder 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß sie zur Ermittlung der Temperaturleitzahl und/oder spezifischen Wärme und/oder Wärmeübergangszahl und/oder des Wärmeleitkoeffizienten verwendet wird.19. The apparatus of claim 12, 13, 14, 15, 16, 17 or 18, d a d u r c h e k e n n n z e i c h -n e t that they are used to determine the temperature diffusivity and / or specific heat and / or heat transfer coefficient and / or the coefficient of thermal conductivity is used.
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