DE3874233T2

DE3874233T2 - Schnellkochapparat fuer nahrungsmittel, insbesondere fuer teigwaren, wie spaghetti.

Info

Publication number: DE3874233T2
Application number: DE8888109900T
Authority: DE
Inventors: Gino Morandi; Ettore Santi
Original assignee: Trading Services International SRL
Current assignee: Trading Services International SRL
Priority date: 1987-06-24
Filing date: 1988-06-22
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2008-06-23
Also published as: ES2035165T3; EP0296549B1; CA1312501C; GR3006435T3; DE3874233D1; US5142966A; EP0296549A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schnellkochapparat für Nahrungsmittel, insbesondere Teigwaren, wie Spaghetti, der voreinstellbar ist, um sogar wiederholt automatisch zuzumessen, zu kochen und mehrere Portionen zu entwässern. Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf Spaghetti der Einfachheit wegen, es versteht sich aber, daß die Erfindung für alle Arten von Nahrungsmitteln anwendbar ist.
Geräte zum Schnellkochen von Nahrungsmittelportionen mit überhitztem Wasser und Wiederauffrischen in kochendem Wasser sind bekannt, wie z.B. diejenigen, die in den Patenten Nr. US-A-39 44 687 und WO-A-87 00 741 beschrieben sind, wobei das letztere der Ursprung der bekannten Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 ist.
Diese bekannten Geräte haben jedoch funktionelle und praktische Fehler und Nachteile und insbesondere:
- unregelmäßiges Zuführen des zu kochenden Nahrungsmittels;
- gewöhnliche Spaghetti können nicht verwendet werden, da die bekannten Geräte nur mit speziellen Spaghetti arbeiten, die es gewöhnlich nicht auf dem Markt gibt;
- das Kochen erbringt keine gleichmäßigen Ergebnisse;
- die Qualität des gekochten Produkts ist dürftig und geringer als diejenige von Produkten, die auf die gewöhnliche Art und Weise gekocht wurden;
- das Kochen kann nicht auf die verschiedenen Geschmäcker der Verbraucher abgestimmt werden;
- eine große Menge an schlecht gekochtem Essen wird im Falle einer unterbrochenen Nutzung vergeudet;
- die heißen Teile des Geräts verstopfen leicht infolge der Bildung von kalkhaltiger Materie und der Ablagerung von Verunreinigungen, die in städtischen Hauptwasserleitungen vorhanden sind;
- das Chlor, das in dem der Überhitzung unter Druck ausgesetzten Wasser enthalten ist, tränkt das Produkt auf eine abscheuliche Weise;
- die Wassermenge, die im Nahrungsmittel nach dem Ablaufen zurückbleibt, ist ungleich.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Apparat bereitzustellen, der die rasche, perfekte und ständig wiederholbare Zubereitung von gekochten Nahrungsmittelportionen, insbesondere gewöhnliche handelsübliche Spaghetti, mit den besten qualitativen Ergebnissen gestattet.
Dieses Ziel wird durch einen Schnellkochapparat für Nahrungsmittel, insbesondere für Teigwaren, wie Spaghetti erreicht, der folgendes aufweist: Einen volumetrischen Zuteiler für Nahrungsmittelmengen, eine erste unter Druck stehende Vorkochkamrner, und zwei aufeinanderfolgende bei Atmosphärendruck kochende Fertigkochkammern, die in Reihe zueinander und zu der Vorkochkammer angeordnet sind, wobei diese Kammern von Thermostaten auf durch die Art des Nahrungsmittels bestimmte Temperaturen geregelte Wände haben, Ventile zum Absperren des Einlasses und des Auslasses der Vorkoch- und Kochkammern, einen Kreislauf zur Bereitung von überhitztem Wasser, der zwei Erhitzer aufweist, in denen das Wasser immer auf einem höheren Druck als dem von Sattdampf gehalten wird, und der so angeordnet ist, daß er die Bildung von Luft- und Dampfblasen vermeidet, wobei diese Erhitzer eine Menge an unter Druck stehendem, überhitztem und gleichtemperiertem Wasser zu Beginn eines jeden Kochzyklus liefern und dieses Wasser ausreicht, um die Vorkochkammer zu füllen, eine erste Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme von dem aus der Vorkochkammer abgegebenen Dampf und eine zweite Vorrichtung zum Rückgewinnen von Wärme aus der Flüssigkeit, die von der gekochten Nahrungsmittelmenge abgelaufen ist, eine Einrichtung, um das in den Erhitzern überhitzte Wasser auf einen höheren Druck als den von Sattdampf zu bringen, pneumatische Stellglieder für das schnelle Betätigen der Absperrventile der Vorkoch- und Kochkammern, und ein programmierbares elektronisches System für die Kontrolle und Zeitregelung des Apparates.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 umrissen.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, darin zeigt:
Figur 1 eine teilweise geschnittene schematische Ansicht eines Apparates zum Kochen von Spaghettiportionen entsprechend der Erfindung;
Figur 2 eine vergrößerte Vorderansicht der Spaghettizumeßvorrichtung und ein Schnittbild der Vorkochkammer;
Figur 3 ein Schnittbild entlang der Linie III - III von Figur 2;
Figur 4 ein Diagramm der Arbeitsschritte des Apparates.
Es wird auf die Figur 2 und 3 Bezug genommen, in denen die Bezugsziffer 1 insgesamt eine Spaghettizumeßvorrichtung bezeichnet, die von einem Trichter 2 gebildet wird, in dem die Spaghetti S horizontal angeordnet sind. In Figur 2 sieht man die Spaghetti von der Seite, und in Figur 3 direkt von vorn.
Der Trichter 2 wird gebildet durch zwei ebene vertikale Seitenwände 3, 4 die senkrecht zu den Spaghetti S sind, eine Vorderwand 5 und eine Rückwand 6. Die Wände 5, 6 haben eine Breite, die geringer ist, als der Abstand zwischen den Seitenwänden, so daß die Enden der Spaghetti frei sind.
In ihrem unteren Teil haben die Wände 5, 6 sich gegenüberliegende Falten, die einen zick-zackförmigen Kanal 9 bilden, der den Abgang der Spaghetti ordnet, wobei er sie parallel anordnet. Der Endteil des Kanals 9 bildet eine volumetrische Zumeßkammer 10. In den Abschnitten der Wände 5, 6, welche die Kammer 10 begrenzen, befinden sich zwei entgegengesetzte Öffnungen 11, 12 die länglich in Richtung der Spaghetti ausgebildet sind und in die ein Messer 13 eingreift, das von dem Schaft 14 eines doppelt wirkenden pneumatikzylinders 15 getragen wird. Figur 3 stellt die elektromagnetischen Lagefühler 16, 17 dar, die anzeigen, wenn der Kolben seine entsprechenden Hubgrenzen erreicht hat. Besonders zu erwähnen ist, daß alle im folgenden genannten pneumatischen Stellorgane, ob sie nun geradlinig oder drehend sind, ebenso mit Hubbegrenzungsfühlern ausgerüstet sind, die in den Figuren nicht gezeigt sind. In Figur 3 ist das Messer 13 in der Stellung dargestellt, in welcher es den Kanal 9 absperrt und die darüberliegenden Spaghetti abstützt.
Unterhalb des Abstützmessers 13 befindet sich ein weiteres parallels Messer 18, das durch die entsprechenden Öffnungen 19, 20 der Wände 5, 6, hindurchgeht und zusammen mit dem Messer 13 die volumetrische Zumeßkammer 10 für die zu kochenden Spaghettiportionen begrenzt. Das Messer 18 ist mit dem Schaft 21 eines Pneumatikzylinders 22 verbunden. Wenn das Messer 13 außerhalb des Kanals 9 ist, wird das Messer 18 eingeführt, so daß die Spaghetti S die Kammer 10 füllen. Wenn die Kammer 10 gefüllt ist, wird das obere Messer 13 eingeführt, um die darüberliegenden Spaghetti abzustützen, und das Messer 18 wird zurückgezogen, so daß die abgemessene Spaghettiportion auf eine darunterliegende schräge Ebene 23 fallen kann, die sie zu einem Sammelkanal 24 leitet, der an seinen entgegengesetzten Enden offen ist.
Die Größe der Spaghettiportionen kann entsprechend den Anforderungen eingestellt werden, indem das obere Messer 13 und der dazugehörige Pneumatikzylinder 15 angehoben oder abgesenkt wird. Um zu diesem Zweck die Vertikalbewegung des Messers 13 zu ermöglichen, haben die Öffnungen 11, 12 eine geeignete Höhe, während der Zylinder 15 beispielsweise an einem Träger 25 mittels Schrauben 26 angebracht ist, die in einen vertikalen Schlitz 27 des Trägers eingreifen.
Eines der Enden des Sammelkanals 24 ist starr und drehbar mit der Ausgangswelle 28 eines pneumatischen Drehmotors 29 verbunden, der in der Lage ist, die Auf- und Abbewegung des Kanals zwischen einer horizontalen Spaghettiaufnahmestellung, die in Vollinien in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, und einer in gestrichelten Linien dargestellten Schrägstellung für die Abgabe der Spaghetti in einen Schacht 30 zu bewirken. Besonders zu erwähnen ist, daß der Kanal 24 während dieser Auf- und Abbewegung vor der Vorderwand 5 vorbeigeht. Nach der Abgabe der Spaghettiportion in den Kanal 24 wird das Messer 18 in die die Kammer 10 verschließende Stellung zurückgebracht, und eine weitere Spaghettiportion wird gebildet, und so fort.
Die Bezugsziffer 31 bezeichnet die Kammer für das Vorkochen der Teigwaren mit dem überhitzen Überdruckwasser. Die Kammer 31 wird durch ein zylindrisches Rohr mit kreisförmigen Querschnitt gebildet, dessen Höhe größer als die Länge der Spaghetti S ist.
Das Rohr ist nach oben durch ein Ventil 32, vorzugsweise ein Kugelventil, geschlossen, das im Schließzustand in Figur 1 dargestellt ist und das durch Drehen um 90º Grad mittels des pneumatischen Drehmotors 33 geöffnet werden kann.
Das Rohr 31 hat eine vertikale Achse und ist an seinem unteren Ende durch einen in der Mitte gewölbten Boden 34 geschlossen, um das Spaghettibündel an seiner Basis auszubreiten.
Ein Einlaß 35 für überhitzes Überdruckwasser ist bündig mit dem Boden des Rohrs 31 oder in jedem Fall in der Nähe dieses Bodens angeordnet und wird durch ein Ventil 36, vorzugsweise ein Kugelventil, kontrolliert, das durch die Drehung eines pneumatischen Drehmotors 37 geöffnet und geschlossen werden kann.
Ein größeres Ausgangsloch 38 ist bündig mit diesem Boden in einer anderen Lage (in der Figur ist es vor dem Loch 35 beispielsweise gezeigt) angeordnet und wird durch ein Ventil 39, vorzugsweise ein Kugelventil, auf- und zugemacht, das zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung durch den pneumatischen Drehmotor 40 bewegt wird. Aus hygienischen Gründen ist das Rohr 31 aus Edelstahl hergestellt, der bekanntlich ein schlechter Wärmeleiter ist.
Um somit die Temperatur der Rohrwand und des Bodens gleichzumachen, ist eng an ihrer Oberfläche anliegend ein Mantel 41, 41a aus einem Material vorgesehen, das ein guter Wärmeleiter, vorzugsweise Kupfer, mit einer entsprechenden Dicke ist. Heizwiderstände 42, 43 und 43a und ein Temperaturfühler 4lb sind auf der Außenwand des Mantels angeordnet.
Experimentell wurde festgestellt, daß die Wandtemperatur des Rohres 31 für optimales Kochen viel niedriger als die Temperatur des überhitzen Vorkochwassers sein muß, aber gleichzeitig darf die Wandtemperatur nie unter ungefähr 100ºC fallen.
Da im Falle einer ununterbrochenen Reihe von Kochvorgängen die Temperatur der Wände des Rohres 31 auf zu hohe Werte ansteigt, werden die Wände des Rohres während Dauerkochzyklen gekühlt, indem Umgebungsluft auf die Wände mit einem Gebläse 44 geblasen wird. Der Luftstrom kann durch eine nicht in den Figuren dargestellte Verkleidung auf geeignete Weise um die Wand des Rohres herumgeleitet werden.
Das Vorkochrohr 31 ist über das motorbetriebene Ventil 36, das vorzugsweise ein Kugelventil ist, mit einem Druckkreis für die Erzeugung von überhitztem Wasser verbunden, dessen Druck höher ist als der von Sattdampf bei der Temperatur des Wassers selbst.
Dieser Kreis besteht zwischen dem Rückschlagventil 45a am Ausfluß der Pumpe 45 und dem Ventil 36 für die Einführung von dem überhitzen Wasser in die unter Druck stehende Vorkochkammer 31.
Der Druck in dem Druckkreis wird durch einen sich selbst unter Druck setzenden Druckausgleichbehälter/Plenumkammer 46 der bzw. die ein von einem pneumatischen Stellglied angetriebenes oberes Entlüftungsventil 46a hat, durch einen angemessenen Querschnitt aufweisende Rohre 47, 48 und 49 aufrechterhalten, welche die Plenumkammer 46, eine Trenntrommel 50, eine Erhitzungseinheit 51 und eine Wärmerückgewinn- und Vorerhitzungseinheit 52 miteinander verbinden. Am untersten Punkt des Rohres 47 befindet sich ein Entleerungsventil 47a, das von einem pneumatischen Stellglied angetrieben wird. Ein Sicherheitsventil 47b ist auch an dem Rohr 47 angeordnet.
Der Druck in der Plenumkammer 46 wird durch den Druckschalter 53 gesteuert, der die Pumpe 45 immer dann in Betrieb setzt, wenn der Druck unter einen vorbestimmten Wert fällt, der größer als der Sattdampfdruck bei der maximalen Temperatur des Wassers in dem Druckkreis ist.
Das Volumen der Luftkammer 54 des Ausgleichbehälters/Plenumkammer beim minimalen Druck, der darin auftreten kann, bevor der Druckschalter eingreift, ist, wenn die Überleitung des überhitzten Wassers von dem Kreis in die Vorkochkammer 31 stattfindet, während dieser minimale Druck in der Plenumkammer herrscht, ausreichend, daß der Druck, der sich infolge der Expansion der Luft infolge der raschen Überleitung des Wassers von dem Druckkreis in die Kammer 31 weiter vermindert, immer größer bleibt, als der maximale Sattdampfdruck des überhitzten Wassers in dem Druckkreis.
Die Druckwasserleitungen von der Pumpe 45 zu dem Ventil 36, und von der niedrigsten Stelle 47 des Kreises unterhalb der Trenntrommel 50 zu dem Ventil 36, einschließlich der Leitung innerhalb des Erhitzer 51 und zu der Plenumkammer 46 sind alle nach oben gerichtet, so daß kein Luftstau in ihnen auftreten kann.
Die Erhitzungseinheit besteht vorzugsweise aus mindestens zwei in Reihe geschalteten Erhitzern 55 und 56 mit elektrischen Widerständen 57 und 58 oder anderen Heizeinrichtungen, die durch getrennte Thermostate gesteuert werden, die wiederum von Sensoren 59, 60 gesteuert werden. Als eine weitere Vorsichtsmaßnahme sind Sicherheitsthermostate, die in den Figuren nicht eingestellt sind, in den beiden Erhitzern 55, 56 vorgesehen.
Das Wasser wird auf eine Temperatur gebracht, die in der Nähe derjenigen der gewünschten Überhitzung in der Vorerhitzungskammer 55 ist.
Die Überhitzung wird mit Feineinstellung in der nachfolgenden Erhitzungskammer 56 vollendet, bis eine Menge Wasser mit Überhitzungstemperatur, die für die gute Ausführung des Vorkochvorganges ausreichend ist, um die Kammer 31 zu füllen, in dem Überhitzer selbst erhalten wird.
Um die beste Temperaturgenauigkeit zu erzielen, sind die Sensoren 59, 60 Sensoren mit niedriger Wärmeträgheit, und sie übertragen das wahrgenommene Signal an das Steuersystem, das die durchschnittliche elektrische Heizleistung mittels periodischer Unterbrechungen des elektrischen Stromes, die von äußerster kurzer Dauer im Vergleich zu der Dauer des Kochzyklus sind, in ein oder zwei Schritten fortschreitend verringert, wenn sich die Temperatur den vorgeschriebenen Werten nähert.
Bei diesem Apparat sind die Drucksteuerung und der entsprechende Betrieb der Pumpe 45 völlig unabhängig von dem Öffnen des Ventils 36, und sie werden ausschließlich durch den Druckschalter 53 gesteuert. Die Temperatursteuerung ist ihrerseits unabhängig von der Drucksteuerung, außer wenn der Druck unter einen minimal zulässigen Wert fällt, unter dem das Steuersystem des Apparats die Wassererhitzer abschaltet.
Der Kochapparat wird durch zwei Fertigkochkammern oder Kocher 61, 62 vervollständigt. Die Kammer 61 bekommt das in dem Rohr 31 vorgekochte Nahrungsmittel zusammen mit dessen Vorkochwasser, das durch den Druck und die Dampfentwicklung in Rohr 31 ausgestoßen wird, wenn sich das Ventil 39 öffnet. Das äußerst schnelle Öffnen dieses Ventils, daß mittels des Pneumatikmotors 40 bewirkt wird, ist für das vollständige Entleeren der Kammer 31 wesentlich.
Der bei der Expansion gebildete Dampf wird durch das Rohr 63 in den Vorerhitzer 52 geleitet, in welchem er an einem Rohrbündel oder einer Rohrschlange 64 kondensiert, durch die von der Pumpe 45 ankommendes Wasser strömt; die Rohrschlange 64 ist in einer Trommel 52a enthalten, die unten mit einem Dämpfer 52b zum Ablassen der Luft versehen ist.
Das Wasser und die Spaghetti bleiben in der Kammer 61, in welcher das Kochen der Spaghetti für die Dauer des Zyklus durchgeführt wird.
Die Kammer 61 ist mit der darunterliegenden Kammer 62 durch ein Messerventil 65 verbunden, das sich nach dem Ende der Verweilzeit der Spaghetti in der Kammer 61 öffnet und die Spaghetti und das Wasser in die darunterliegende Kammer 62 fallen läßt, in der die Spaghetti bis zum Ende des Zyklus bleiben und fertiggekocht werden.
Die Kammer 62 ist unten durch das Messerventil 66 geschlossen, das eine durchlöcherte Oberfläche 67 und einen darunterliegenden Boden 68 aufweist, der einen Sammler für das überschüssige Wasser bildet, das noch an den Spaghetti bleibt. Die Messerventile 65, 66 werden durch Pneumatikzylinder 69, 70 gesteuert. Am Ende des Kochvorgangs öffnet sich das Ventil 66 und läßt die gekochten Spaghetti auf die darunterliegende Platte 80 fallen, die auf einem Rost 81 steht, der eine darunterliegende Schale 82 zum Sammeln des Wassers und einen Auslaß 83 für dessen Austritt hat. Die obere Kammer 61 hat einen nach unten konvergierende zylindrische Form, während die untere Kammer 62 im wesentlichen zylindrisch ist. Ebenso wie die Kammer 31 sind auch auch die Kammern 61, 62 aus hygienischen Gründen aus Edelstahl hergestellt und außen mit Schichten 71, 72 aus einem Material, das ein guter Wärmeleiter ist, z.b. Kupfer, bedeckt.
Die elektrischen Heizwiderstände 73, 73a und 74, 74a sind zusammen mit den Temperatursensoren 71a, 72a um die Mäntel 71, 72 herum angeordnet. Ferner sind Gebläse 61a, 62a vorgesehen, die bei Bedarf eingeschaltet werden, um die Wände der Kammern 61, 62 nach dem Abschalten der zugehörigen Widerstände zu kühlen. Wenn die Temperatur der beiden Kammern in der Nähe von 100ºC gehalten wird, können die Gebläse 61a und 62a weggelassen werden und können die Kammern mit einem Wärmeisolationsmaterial außerhalb der Widerstände beschichtet werden. Der Sammelboden 68 ist über ein flexibles Rohr 75 mit dem Eingang einer volumetrischen Dosierpumpe 76 verbunden, die von den Spaghetti eine genau abgemessene Menge Kochwasser abführt und sie zu dem Rohrschlangentauscher 77 im Gegenstrom zu dem frischen Wasser schickt, das von der Pumpe 45 in den Druckkreis geschickt wird.
Das Kondensationswasser des von dem Austauscher 52 kommenden Dampfes vermischt sich mit dem von der Pumpe 76 kommenden Wasser an einer mittleren Stelle der Rohrschlange 77 durch ein Verbindungsrohr 52c.
Es sollte beachtet werden, daß die Volumina des warmen und kalten Wassers, das in jedem der Austauscher 52, 77 enthalten ist, größer als die Wassermenge sind, die in die Vorkochkammer 31 bei jedem Zyklus eingeführt wird und größer als das Volumen der Kammer 31 ihrerseits sind, so daß der Wärmeaustausch in diesen Austauschern durch die entsprechenden Austauschschwankungen zwischen den einzelnen Massen stattfindet, die durch die Austauscher gehen, sogar wenn der eine oder der andere der Ströme, die durch sie fließen, sich nicht bewegt.
Der Apparat wird durch ein programmierbares elektronisches Steuer- und Zeitregelsystem vervollständigt, das mindestens einen Mikroprozessor mit Pufferbatterie aufweist, der von der Hauptstromleitung und dem im folgenden bezeichneten Steuersystem gespeist wird; die Temperaturfühler, die Druckfühler, die Produktfühler in der Zumeßvorrichtung und die Offen- und Schließstellungsfühler aller pneumatischer Stellglieder, die nicht in den Figuren gezeigt sind, senden Signale an das Steuersystem.
Das Steuersystem stellt die Temperatur und die Öffnungs- und Schließschritte der einzelnen Steuerelemente entsprechend der Signale ein, die es von den verschiedenen Teilen des Systems empfängt, und ermöglicht es, die Dauer des Zyklus und des Wasserextraktionsschrittes durch Befolgen der Operationslogik, die in dem Diagramm der Figur 4 dargestellt ist, zu variieren.
Ferner weist der Apparat eine elektrische Pufferbatterie zum Steuern der Elektroventile im Falle eines Stromausfalls auf.
Der Apparat weist auch ein bekanntes Wasserreinigungssystem auf, das eine Aktivkohleeinheit 78 zum Eliminieren von schlechten Gerüchen, Chlor und anderen Substanzen und eine weitere Basenaustauscheinheit 79 zum Eliminieren von Kalziumsalzen aufweist.
Der Apparat arbeitet wie folgt.
Zuerst wird die gewünschte Spaghettiportion in die Kammer 31 durch Öffnen des Ventils 32 und durch Fallenlassen der Spaghetti mittels Drehung des Kanals 24 in die in Figur 2 mit gestrichelten Linien gezeigte Schrägstellung eingeführt. Dann wird das Ventil 32 geschlossen, und während das Ventil 39 zum Abgeben des vorgekochten Nahrungsmittels in den zweiten Kocher 61 auch geschlossen gehalten wird, wird das Ventil 36 geöffnet, und das auf 160ºC bis 170ºC und auf den Druck von 8 bis 10 tatsächlichen Atmosphären überhitze Wasser wird rasch von dem Druckkreis durch das Ventil 36 hindurchgedrückt, um die Kammer 31 zu füllen. Das zum Füllen der Vorkochkammer 31 erforderliche Wasser wird von der Plenumkammer 46 durch den Kompensator 50 und die beiden Erhitzer 55, 56 geliefert. Die in der Kammer 54 der Plenumkammer 46 enthaltene Luft dehnt sich aus und nimmt das Volumen ein, das von dem Wasser freibleibt, das in die Kammer 31 bewegt wurde. Wie erwähnt, ist der minimale Interventionsdruck der Pumpe 45, die von dem Druckschalter 53 gesteuert wird, derart, daß nach der oben erwähnten Expansion der Druck immer noch höher als der maximale Sattdampfdruck des überhitzen Wassers in dem Kreis ist. Auf diese Weise tritt keine Dampfbildung oder Luftstauung in irgendeinem Teil des Kreises auf.
Um diesen Zustand sicherzustellen, hängt die Betätigung des Ventils 36, um es zu Öffnen, über das Steuersystem des Apparats von der Existenz eines Druckes in der Kammer 54 ab, der für die oben genannten Wirkungen und Zwecke ausreichend ist.
Das Ventil 36 wird vorzugsweise während beinahe der gesamten Dauer des Vorkochschrittes offen gehalten und wird erst kurz vor dem Öffnen des Ventils 39 für die Weiterleitung des vorgekochten Nahrungsmittels in den zweiten Kocher 61 geschlossen. Auf diese Weise wird die erforderliche Füllung der Vorkochkammer 31 mit überhitztem und unter Druck stehendem Wasser immer sichergestellt.
Wärmeverluste werden durch die elektrischen Widerstände 42, 43 kompensiert, und die Temperatur in der Kammer 31 wird zwischen 100ºC und 110ºC zum Kochen von Hartweizenspaghetti, die einen Druchmesser zwischen 1,3 und 1,7 mm haben gehalten. Wenn die Wände zu heiß werden, werden sie durch das Gebläse 44 gekühlt, das auch von dem Steuersystem gesteuert wird.
Wenn der Druck in dem Druckausgleichbehälter/Plenumkammer 46 unter den Interventionswert des Druckschalters 53 gefallen ist, wird die Pumpe 45 durch diesen Druckschalter in Betrieb gesetzt, und sie bleibt eingeschaltet, bis der Abschaltdruck des Druckschalters 53 erreicht ist. Dies alles findet völlig unabhängig davon ab, ob das Ventil 36 offen oder nicht offen ist.
Aufgrund der schnellen Überleitung von Wasser in die Kammer 31 stammt beinahe das gesamte in die Kammer 31 eintretende Wasser immer von der Plenumkammer 46.
Das Nachfüllen der Plenumkammer mit Wasser wird nach und nach durch die Pumpe 45 bewirkt, indem das Wasser durch die Wärmerückgewinnungsvorrichtung 52, 57 geschickt wird. Wenn es die Hauptwasserleitung zuläßt, und sie genügend Druck liefert, kann statt der Pumpe eine direkte Verbindung zu der Hauptwassserleitung mittels eines Absperrventils und einer Druckregelvorrichtung für den Fall eines übermäßigen Hauptleitungsdruckes vorgesehen werden.
Die durch ein relativ langes Rohr gebildete Trenntrommel 50, die vertikal ist oder zu den Erhitzern hin ansteigt und ein Volumen hat, das größer als das der Vorkochkammer 31 ist, vermeidet das Vermischen des vorerhitzten Wassers mit der Wassermasse in der Plenumkammer, wodurch das vorerhitzte Wasser zu kalt wird und das Erhitzen des Wassers in der Plenumkammer unnötig wird.
Wenn das Ventil 36 der Vorkochkammer 31 geöffnet wird, nimmt das von der Plenumkammer 46 kommende kalte Wasser einen Teil des Volumens des Separators 50 ein, ohne in den Kreis einzutreten, der sich von dem Ventil 45a bis zu dem Ventil 36 erstreckt.
Wenn als Folge eines abgesunkenen Druckes die Pumpe 45 Wasser, das in den Wärmeaustauschern 52, 77 vorerhitzt wurde, zu der Plenumkammer 46 schickt, füllt dieses Wasser den Separator 50 teilweise aus, ohne sich mit dem kalten Wasser der Plenumkammer zu vermischen.
Ein Überdruck in dem Kreis wird durch das Sicherheitventil 47b verhindert, das, wenn der Druck das maximal zulässige Sicherheitsniveau erreicht, Wasser ausstößt und die Ausdehnung von Luft in der Plenumkammer 46 zuläßt, um den Druck in den zulässigen Wert zurückzuführen.
Auf alle Fälle muß der Austritt von Luft der Plenumkammer 46 aus dieser Plenumkammer durch Expansion und ihr Eintritt in die Erhitzer 55, 56, wo sie die elektrischen Widerstände oder andere Heizeinrichtungen beschädigen könnte, vermieden werden. Diese Gefahr kann durch Membranplenumkammern oder mit Schwimmerventilen am Boden der Plenumkammer vermieden werden, die das Ausströmen der Luft aus der Plenumkammer verhindern.
Eine in den Figuren dargestellte bevorzugte Lösung besteht darin, die Plenumkammern 46 mit einem solchen Volumen zu versehen, daß, wenn sie vollständig mit Luft gefüllt ist (durch Ausstoßen der gesamten darin enthaltenen Flüssigkeit durch das Ventil 47a, wobei das Ventil 46a offen ist, und durch ihr nachfolgendes Wiederbefüllen mit Wasser mittels der Pumpe 45 nach dem Schließen der Ventile 47a und 46a), ein für den Betrieb in der oben beschriebenen Weise ausreichendes Luftvolumen sich wieder in der Kammer 54 bildet, wobei der Druck in dem Kreis immer über dem Sattdampfdruck des überhitzen Wassers gehalten wird. Selbst wenn der Druck in dem Kreis auf Null abfallen würde, würde sich mittels dieser Bemessung die Luft so weit ausdehnen, daß sie das gesamte Volumen der Plenumkammer einnimmt, ohne sie zu verlassen und in den Kreis einzutreten, der unter Druck zu setzen ist.
Das überhitzte Wasser tritt weiter in die Vorkochkammer 31 ein, bis der Druck darin zu dem des Druckkreises gleich wird (und bleibt).
Figur 4 erläutert die Betriebsschritte der Mechanismen der Zumeßvorrichtung und der Ventile, die von dem Steuersystem mittels der elektropneumatischen Ventile (ihr Betrieb wird durch die Pufferbatterie im Falle eines Stromausfalls sichergestellt) für die Verteilung der komprimierten Luft und zum Entlüften oder Ablassen des Druckes von den pneumatischen Stellgliedern betätigt. Diese Schritte sind von der Überprüfung der anderen Ventile bezüglich Öffnen und Schließen, und Temperatur- und Druckprüfungen abhängig, die mittels der Übertragung der Signale von den Stellungs-, Temperatur- und Drucksensoren an das Steuersystem und mittels der darin stattfindenen Verarbeitung dieser Signale durchgeführt werden. Über Leistungsschalter, die von dem Steuersystem betätigt werden, betätigen die Temperatursignale ferner die Heizwiderstände und die Kühlgebläse der mit Thermostaten ausgerüsteten Oberflächen.
Die Dauer des Zyklus und die Dauer des Schrittes der Abführung des Wassers von der dritten Kochkammer können unter Verwendung einer Tastatur für die Eingabe von Daten in das Steuersystem über die Wasseextraktionsdosierpumpe vor dem Öffnen des Spaghettiauslaßventils 67 geändert werden.
Das Steuersystem weist einen Speicher zum Aufzeichnen der Anzahl der benötigten Portionen auf, die eine nach der anderen in die Vorkochkammer 31 einzugeben sind, mit einem Zähler für die ausgegebenen Portionen und einer Anzeige der noch offenen Portionen, mit einer Tastatur zum Erhöhen und zum Vermindern der bereits in dem Apparat gekochten Portionen auf den Minimalwert. Das Steuersystem weist schließlich die Programme für die Ausführung der Anfahr- und Abschaltzyklen des Apparats und des Übergangs bei Strommangel auf. Der Apparat hat einen Luftkompressor mit einem Drucklufttank und Zubehör für die Reinigung und Einstellung der Luft für die pneumatischen Stellglieder, oder hat eine entsprechende Verbindung zu der Hauptdruckluftleitung, die mit Druckfühlern versehen ist.
Die grundlegende Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß der Druck in der Kammer 31 immer einen höheren Wert hat als der des Sattdampfdruckes bei der maximalen Temperatur des überhitzten Wassers: Dies verhindert innerhalb des gesamten Druckkreises die Bildung eines Zweiphasenfluids, d.h. die gleichzeitige Präsenz von Wasser und Dampf, die im wesentlichen die Ursache für die schlechte Funktion der bekannten Vorrichtungen ist. Ferner ermöglicht die Verwendung der beiden in Reihe geschalteten Erhitzern 55, 56 die Optimierung der Temperatur des Wassers in dem oberen Erhitzer 56.
Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht in der Anbringung von Thermostaten, d.h. in der Haltung der Wände der Kochkammern auf einer voreingestellten gleichmäßigen Temperatur mittels eines äußeren Mantels, der aus einem Metall hergestellt ist, das ein guter Wärmeleiter ist, an dem elektrische Widerstände und Temperaturfühler angeordnet sind, und mittels der Gebläse. Mit Hilfe des beschriebenen Apparats wurden Kochzyklen von Portionen von 100 gr. Spaghetti, die einen Durchmesser von 1,7 mm haben, in 70 sek. durchgeführt, wobei das überhitzte Wasser eine Temperatur von ungefähr 150ºC hatte, wobei die Wände der Kochkammern durch Thermostate auf ungefähr 100ºC eingesteuert wurden, bei einem tatsächlichen Druck von 8 Atmosphären, wobei ein exzellent schmeckendes und duftendes perfekt gekochtes Produkt erhalten wurde, mit einer optimalen Menge an Restwasser. Diese Ergebnisse wurden ohne Ausnahme sowohl bei einzelnen Zyklen, die einen zeitlichen Abstand voneinander hatten, als auch bei der Herstellung in einer ununterbrochenen Folge von gekochten Portionen mit einem Abstand von 70 sek. zwischen der einen Portion und der nächsten beobachtet. Die Analysen der rohen und gekochten Spaghetti und des abgelassenen Kochwassers haben gezeigt, daß im Vergleich zum gewöhnlichen Kochen in einem Topf bei 100ºC die mit dem beschriebenen Apparat gekochten Spaghetti ein viel besseres Aussehen auf der Platte aufgrund ihrer Konsistenz und Farbe haben, einen bedeutend geringeren Kochverlust haben, eine geringere Freigabe von Stärke in das Kochwasser erzeugen und einen optimalen Gehalt an Maltose haben, der etwas größer als die Hälfte ihres Dextringehalts ist, der den gekochten Teigwaren einen angenehmen Geschmack gibt.
Bei einem variierten Aspekt der Erfindung wird die Pumpe 45 durch einen Fühler gesteuert, der die korrekte Präsenz von Wasser am Eingang der Pumpe wahrnimmt, um ihre Einschaltung ohne Wasser zu vermeiden und infolgedessen ihre Beschädigung zu verhindern.
Um das System in den Betriebszustand ausgehend von einem kalten Apparat ohne Wasser und mit allen Ventilen offen zu bringen, wird der Luftkompressor in Gang gesetzt (oder die Verbindung zu der Hauptdruckluftleitung wird geöffnet) und wenn die Drucküberprüfung der Ventilbetätigungsluft positiv ist, werden alle Ventile geschlossen und der Druckschalter 53 wird für den Betrieb verbunden.
Die Pumpe 45 beginnt zu laufen und schickt Wasser in die sich selbst unter Druck setzende Plenumkammer 46, wobei es die Luft in der Kammer 54, im Separator 50 und in den Erhitzern 55, 56 komprimiert.
In diesem Schritt sind die Widerstände 57 und 58 nicht verbunden, während die Widerstände 42, 43, 43a, 73, 73a und 74, 74a unter der Steuerung ihrer jeweiligen Thermostate verbunden sind. Wenn der maximale Druck in der Plenumkammer 46 erreicht ist, stoppt der Druckschalter 53 die Pumpe über das Steuersystem und startet eine Reihe von Scheinzyklen, ohne Heizung und ohne eine Spaghettiladung. Wenn der Druck in der Plenumkammer 46 auf den Interventionswert des Druckschalters 53 abfällt, welcher die Pumpe 45 startet, unterbricht das Steuersystem die Reihe von Scheinzyklen und nimmt sie wieder auf, wenn der Druck wieder auf den Interventionswert des Druckschalters 53 angestiegen ist. Das Verfahren setzt sich somit fort, wobei der Apparat nicht erhitzt und leer ist, bis alle Teile mit kaltem Wasser gewaschen wurden und die gesamte in den beiden Erhitzern 55, 56 enthaltene Luft abwärts gedrückt und ausgestoßen wurde.
In diesem Zeitpunkt werden die von den jeweiligen Thermostaten gesteuerten Widerstände 57, 58 eingeschaltet.
Wenn von allen Temperaturen ein positives Prüfergebnis vorliegt, werden zwei Scheinzyklen (ohne eine Spaghettiladung) mit Erhitzung durchgeführt, um das Waschen des Apparats fertigzumachen, wonach der Apparat bereit für die regulären Betriebszyklen ist und ein sichtbares Signal gibt, das anzeigt, daß er bereit ist zu arbeiten, wobei vorzugsweise ein akustisches Signal vorausgeht.
Während des Gebrauchs des Apparats fordert die Bedienungsperson die Anzahl von benötigten Portionen über eine Steuerta-Statur an, und diese werden unter der Kontrolle des Steuersystems einzeln der Reihe nach in die erste Kochkammer 31 eingeführt und von dort, dem Zyklus folgend, in die beiden anderen Kammern 61 und 62 überführt; wobei die gekochten Portionen mit der erforderlichen Menge Wasser letztendlich auf die Sevierplatte 80 abgeladen werden.
Während dieser Funktion kann die Bedienungsperson den Bedarf an gekochten Portionen (außer denen, die bereits gekocht werden, und die natürlich fertig sind) noch erhöhen oder verringern.
Eine geeignete Anzeige zeigt immer die Anzahl der offenen Portionen an, die eine nach der anderen von der Maschine fertiggekocht werden, wenn es keine Änderung in den Bestellungen gibt.
Wenn das Kochen der bestellten Portionen einmal fertig ist, hält der Apparat im Bereitschaftszustand an, wobei alle Drücke und Temperaturen eingestellt sind und er bereit ist, weitere Bestellungen für gekochte Portionen anzunehmen und abzufertigen.
Wenn in irgendeinem Anspruch hinter den technischen Merkmalen Bezugszeichen stehen, sind diese Bezugszeichen nur eingefügt worden, um die Ansprüche verständlicher zu machen, und infolgedessen haben diese Bezugszeichen keine beschränkende Wirkung auf den Umfang eines jeden Elements, das beispielsweise durch ein solches Bezugszeichen gekennzeichnet ist.

Claims

1. Schnellkochapparat für Nahrungsmittel, insbesondere für Teigwaren, wie Spaghetti, der folgendes aufweist: einen volumetrischen Zuteiler für Nahrungsmittelmengen, eine erste unter Druck stehende Vorkochkammer (31), eine erste darauf folgende Fertigkochkammer (61) auf atmosphärischem Druck, eine erste Vorrichtung (52) zum Rückgewinnen von Wärme von dem aus der Vorkochkammer abgegebenen Dampf und eine zweite Vorrichtung (77) zum Rückgewinnen von Wärme aus der Flüssigkeit, die von der Menge gekochter Nahrungsmittel abgelaufen ist, eine Einrichtung (46), um das in den Erhitzern überhitzte Wasser auf einen höheren Druck als den von Sattdampf zu setzen, und ein programmierbares elektronisches System zur Kontrolle und Zeitregelung des Apparates, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich folgendes aufweist: eine zweite folgende Fertigkochkammer unter atnosphärischem Druck, die in Serie zur ersten und zur Vorkochkammer angeordnet ist, wobei diese Kammern von Thermostaten auf vorbestimmte, der Art des Nahrungsmittels entsprechende Temperaturen geregelte Wände haben, Ventile (65, 66) zum Absperren des Einlasses und des Auslasses der Vorkcch- und Kochkammern, einen Kreislauf zur Bereitung von überhitztem Wasser, der zwei Erhitzer (55, 56) aufweist, in denen das Wasser immer auf einem höheren Druck als dem von Sattdampf gehalten wird, und der so angeordnet ist, daß er die Bildung von Luft- und Dampfblasen vermeidet, wobei diese Erhitzer eine Menge an unter Druck stehendem, überhitztem und gleichtemperiertem Wasser am Beginn eines jeden Kochzyklus liefern und dieses Wasser ausreicht, um die Vorkochkammer zu füllen, und pneumatische Stellglieder (69, 70) für das schnelle Betätigen der Absperrventile der Vorkoch- und Kochkammern.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugeeinrichtung eine Druckausgleichsbehälterkammer (46) und einen Wasserabscheider (50) in Reihe zu den Erhitzern und eine Pumpe (45) zur Versorgung mit unter Druck stehendem Wasser aufweist, deren Auslaß zwischen den Erhitzern und dem Wasserabscheider angeschlossen ist und die mit einem Rückschlagventil versehen ist.

3. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsbehälterkammer (46) mit einem Pumpenkontrolldruckschalter (53) versehen ist.

4. Apparat nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (46) ein Luftvolumen hat, das auf einen höheren Druck als den maximalen Sattdampfdruck des überhitzten Wassers gebracht ist, und das ausreicht, in die Vorkochkammer eine Charge Wasser zu bringen, wobei es einen höheren Druck als den von Sattdampf in dem Kreislauf hält.

5. Apparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserabscheider (50) von einem Rohr gebildet ist, das nach oben verlängert ist und ein größeres Volumen hat als das Volumen einer Charge von Wasser, das in die Vorkochkammer gebracht wird.

6. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf zur Bereitung überhitzten Wassers von zwei Erhitzern (55, 56) in Reihe gebildet ist, die rnit einer Heizeinrichtung versehen sind und übereinander angeordnet sind, von denen der obere (56) mit der Vorkochkammer (31) verbunden ist und der untere (55) mit dem Wasserabscheider (50) verbunden ist, wobei der untere Erhitzer thermostatisch geregelt ist, um die Temperatur des Wassers auf einen Wert in der Nähe des gegenwärtigen Überhitzungswertes zu bringen, während der obere Erhitzer thermostatisch geregelt ist, um die Temperatur des überhitzten Wassers auf den gegenwärtigen Wert zu bringen.

7. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kochkammern (61, 62) übereinander angeordnet sind und miteinander durch ein Absperrventil (65) verbunden sind, wobei die unten liegende Kammer nach unten durch ein Ventil (66) abgeschlossen ist, das eine perforierte Oberfläche (67) und einen Sammler (68) für das ablaufende Wasser des Nahrungsmittels am Ende des Kochens aufweist, wobei der Kollektor mit einer Dosierpumpe (76) verbunden ist, die das abgelaufene Wasser zu der Wärmerückgewinnungseinrichtung (52) bringt.

8. Apparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oben liegende Kochkammer (61) mit einem Dampfabzug (63) versehen ist, der mit der Wärmerückgewinnungseinrichtung (52) verbunden ist.

9. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkochkammer (31) von einem senkrechten Rohr gebildet ist, das oben mit einem Einlaßventil (32) für die Lebensmittelportionen und an seiner Unterseite mit zwei Ventilen (36, 39) zur Verbindung mit der Heizeinrichtung bzw. den Kochkammern versehen ist.

10. Apparat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkoch- und Fertigkochkammern außen herum mit einer Lage von Metall (71, 72), die ein guter Wärmeleiter ist, ummantelt sind, und mit elektrischen Heizwiderständen (73, 73a, 74, 74a) versehen sind, die mit Kühlventilatoren (44, 61a, 62a) zusammenwirken, wobei die Widerstände und die Ventilatoren von thermcostatischen Regeleinrichtungen (71a, 72a) kontrolliert sind.

11. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmerückgewinnungseinrichtung (52, 77) einen ersten Wärmetauscher (52) mit Röhren aufweist, in denen das dem unter Druck stehenden Kreislauf zuzuführende und von der Pumpe (45) kommende Wasser fließt und die von dem von den Kochkammern kommenden Expansionsdampf geheizt werden, und einen zweiten Wärmetauscher (77) mit Röhren, durch die das Wasser zur Versorgung des unter Druck stehenden Kreislaufes fließt, das von der Pumpe (45) im Gegenstrom zu dem Lebensmittelablaufwasser, vor dessen Auslauf aus den Kochkammern, zu dem an einem dazwischen liegenden Punkt das Kondensationswasser des ersten Austauschers dazugegeben wird, gepumpt wird, wobei die Volumen von beiden, dem Zuführwasser und dem Ablaßwasser der Wärmetauscher, größer sind als das Volumen der Vorkochkammer.

12. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine volumetrische Spaghettidosageeinrichtung aufweist, die von einem Trichter (2) für das Zurückhalten der Spaghettis in waagrechter Anordnung gebildet ist, der einen Zickzack-Kanal (9) bildet, unter dem eine Dosierkammer (10) ist, die von einem Paar übereinanderliegender Platten (13, 18) für das Abschneiden des Falls der Spaghettis begrenzt ist, wobei eine (13) dieser Platten in der Höhe beweglich ist, um das Volumen der Dosierkammer zu verändern, und die Platten abwechselnd durch jeweilige Pneumatische Stellglieder (15, 22) betätigt werden, wobei am Ausgang dieser Kammer eine geneigte Ebene (23) angeordnet ist, die die von der Dosageeinrichtung frei gegebene Spaghettiportion seitlich in einen Kanal (24) ableiten kann, der auf der Hauptwelle eines sich drehenden Motors angeordnet ist, wobei dieser Kanal auf einer senkrechten Ebene zwischen einer waagrechten Pcsition zur Aufnahme der Spaghettis und einer geneigten Position zum Abgeben der Spaghettis durch einen Zuführtrichter (30) in die Vorkochkammer drehbar ist.

13. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Reiniger aufweist, der stromaufwärts von der Zuführpumpe angeordnet ist, und aus einem Aktivkohlefilter (78) und einem Basenaustauscher (79) zur Entfernung von Calciumsalzen zusammengesetzt ist.

14. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckausgleichsbehälter (46) von einem Behälter gebildet wird, der mit einem Auslaß (47a) am Boden und oberen Belüftungsventilen (46a) versehen ist, und daß das Volumen komprimierter Luft durch das Entleeren des Behälters von allem Wasser, indem der Ablauf am Boden und die obere Belüftung geöffnet wird, und dann durch Schließen des Ablaufs am Boden und der oberen Belüftung und Befüllen des Behälters mit Wasser, das zum Boden des Behälters durch die Zuführpumpe geschickt wird, gebildet wird.

15. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatischen Stellglieder von elektrischen Ventilen kontrolliert werden, die von einer Pufferbatterie mit Strom versorgt werden.