DE4310235A1 - Gar- Brat- und Backverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gar-, Brat- und Backver­ fahren und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens für mit Backofen ausgestattete Haushaltsgeräte, wobei die Haushaltsgeräte mit thermischen Heizeinrichtungen und ggf. in Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizeinrichtungen ausge­ staltet sind.

Es ist üblich, die Zufuhr von Wärme in Geräten zur Erwärmung von Gütern in Abhängigkeit einer zu erreichenden Temperatur zu regeln. Insbesondere sind für Haushaltsgeräte einfache Zweipunkt-Regler im Gebrauch, wobei die Erwärmung der Gargü­ ter nicht immer optimal sein kann. Um unerwünschte Erwär­ mungseffekte auszuschließen, bzw. Erwärmungsenergie als Funktionen der Erwärmungszeit den Gargütern möglichst ange­ paßt zuzuführen, wird die Wärmezuführung in Backöfen durch Temperatursensoren überwacht. Es ist dabei unvermeidlich, daß die im Backofen gemessene Temperatur mit einer Hysterese behaftet ist, d. h. die Temperatur, bei der die Heizung des Herdes eingeschaltet wird, liegt um eine gewisse Schaltdif­ ferenz unterhalb der Temperatur, bei der die Heizung des Herdes wieder ausgeschaltet wird. Diese Tatsache führt zu einer sogenannten Regelamplitude. Ausdruck dieser Regelam­ plitude ist das Schwanken einer Ist-Temperatur um eine mitt­ lere Backofentemperatur herum. Es hat sich gezeigt, daß Tem­ peraturschwankungen im Backofen eines Haushaltsgerätes für unterschiedliche Gargüter keine gleichartigen Auswirkungen haben. Es ist daher nicht unbedingt nur nachteilig, wenn grobe Regelamplituden im Backofen vorherrschen bzw. ist es generell nicht nur vorteilhaft, wenn eine nahezu konstante Temperatur im Backofen vorherrschend ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Back­ ofen-Temperatur-Regelhysteresen mit dem Garvorgang in vor­ teilhafter Weise anzupassen, so daß das Garergebnis optimal ausfällt.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabenstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine gargutspezifisch anwählbare Steue­ rung in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Backofen-Be­ triebsart, Gargutart, Gargutgewicht und einem gewünschten Gartgut-Behandlungsergebnis ein Zeit-Temperaturprofil mit dazu korrespondierender Backofen-Temperatur-Regelhysterese vorgibt, wobei der Gar-, Brat- oder Backprozeß durch minde­ stens einen Temperatursensor überwacht wird und vorzugsweise vollautomatisch abläuft.

Andere vorteilhafte Lösungsvarianten sind den Unteransprü­ chen entnehmbar. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese als Funktion der Zeit,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Gemäß Fig. 1 ist eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese als Funktion der Back- oder Garzeit dargestellt. Dabei ist das Schwanken der Temperatur-Amplitude um einen eingestellten, bzw. gewünschten Mittelwert der Temperatur im Backofen er­ kennbar. Als Hysterese wird die obere bzw. untere Schwan­ kungsbreite zum Mittelwert bezeichnet, die durch alle Träg­ heitselemente der jeweiligen Backofen-Temperaturregelung festgesetzt ist. Ausgangssituation heutiger Haushaltsgeräte- Backöfen ist es, daß eine optimale Einstellung, bezogen auf den gewünschten Garungsvorgang, der Backofen-Temperatur-Re­ gelhysterese nicht möglich ist. Bisheriger Stand der Technik und Annahme, daß eine möglichst geringe Regelamplitude gene­ rell für den Garungsprozeß vorteilhaft ist und zu optimalen Garergebnissen führt, bildet die Grundlage bisheriger auto­ matisierter Garungsvorgänge in Haushaltsgeräten. Bisher war es dem Anwender von Haushaltsgeräten mit Backöfen nicht mög­ lich, die durch den Aufbau des Herdes vorgegebene Backofen- Temperatur-Regelhysterse zu beeinflussen.

Gemäß Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, mit Hilfe de­ rer neuere Forschungen von Ernährungs- und Haushalts-Wissen­ schaftlerinnen dem Benutzer von Haushaltsgeräten mit Backöfen zugänglich gemacht werden kann. Fig. 2 zeigt eine Steuerung 1, Eingabemöglichkeiten für die Steuerung, beispielsweise der Gargutart 2 der Backofen-Betriebsart 3 des Gargutgewich­ tes 4 und einer Gargut-Ergebnisvorgabe 5, eine Sensorik 6 in einem Backofen-Garraum und symbolisch angedeutete Ausgabe von Backofen-Temperatur-Regelhysteresen 7, 8, 9 und 10 sowie den betreffenden Backofen-Garraum eines Haushaltsgerätes 11. Die Steuerung 1 erhält durch Handeingabe über die Bedienele­ mente 2, 3, 4 und 5 oder durch die Anwahl der Vollautomatik Eingabedaten, die geeignet sind, eine Backofen-Temperatur- Regelhysterese als Funktion der Zeit zu ermitteln und dem Garraum 11 zuzuleiten. Dabei ist beispielsweise die Gargut- Eingabemöglichkeit 2 indirekt mit der Aussage großer, mitt­ lerer und kleiner Backofentemperatur-Hysterese ausgestattet, wobei es am inneren Programm der Steuerung liegt, in wieweit diese Daten aufbereitet und in Verknüpfung mit den verblei­ benden Eingabemöglichkeiten gestellt sind. Die Eingabemög­ lichkeit 3 für die Backofen-Betriebsart beinhaltet die gene­ relle Möglichkeit des Garens, Backens und Bratens. In unmit­ telbarer Verbindung dazu stehen die Eingabemöglichkeiten für das Gewicht des Gargutes 4 und für die Garergebnis-Vorgabe 5. Das Gargutgewicht kann über eine im Garraum 11 angeordne­ te Gewichtssensorik automatisch der Steuerung zugeleitet werden, andererseits ist es vorstellbar, daß über Haushalts­ waagen eine Gewichtsermittlung erfolgt, die über die Einga­ bemöglichkeit 4 der Steuerung mitgeteilt wird. Mit Hilfe der Garergebnis-Vorgabe 5 kann ein Brat-, Back- oder Garvorgang mit drei Bewertungsschwerpunkten, die wenig, mittel und stark bedeuten, der Steuerung 1 mitgeteilt werden. Wird die Garergebnis-Vorgabe nicht angewählt, so wird unterstellt, daß ein mittleres Garergebnis gewünscht wird.

Beispiele für durch die Steuerung ausgewiesene grobe Back­ ofen-Temperatur-Regelhysteresen sind beim Grillen von fette­ ren Fleischarten bzw. bei der Herstellung von Gratins gege­ ben.

Beispiele für mittelere Backofen-Temperatur-Regelhysteresen sind gegeben beim Backen von Kleingebäck, beim Backen in Formen, beim Backen von Blechkuchen.

Sehr geringe Backofen-Temperatur-Regelhysteresen verlangen verschiedene Trockenvorgänge bei Kräutern, das Züchten von Yoghurtkulturen und Gehenlassen von Hefeteigen. Die mit den Eingabedaten beaufschlagte Steuerung 1 kann mit Hilfe eines bidirekten Steuerbusses die Sensorik 6 im Garraum 11 abfra­ gen und beaufschlagen, so daß ausgabeseitig die Steuerung in der Lage ist, die vorteilhafteste Backofen-Temperatur-Regel­ hysterese für bestimmte Eingabedaten im Garraum 11 herzu­ stellen. Gemäß Fig. 2 ist symbolisch angedeutet, daß minde­ stens vier Backofen-Temperatur-Regelhysteresegruppen in ei­ nem Backofen eines Haushaltsgerätes 11 einbringbar sein soll­ ten. Dabei bedeutet das Symbol 7 eine Backofen-Temperatur- Regelhysterese von ± 3° Kelvin, das Symbol 8 eine Backofen- Temperatur-Regelhysterese von nahezu 0° Kelvin, das Symbol 9 eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 30° Kelvin und das Symbol 10 eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 10° Kelvin.

Neben dem Trocknen von Kräutern und Tees, dem Züchten von Yoghurtkulturen und dem Gehenlassen von Hefeteig ist auch beim Grillen von Geflügel und dem Auftauen sehr fetthaltiger Tiefkühlware eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin optimal. Die sensorgespeiste Steuerung ist auf eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 10° Kelvin programmiert, wenn über den Eingabebus eine Normal-Gerichts­ fertigung oberhalb einer Behandlungstemperatur von 100°C an­ gewählt worden ist. Für das Auftauen normaler und wenig fetthaltiger Tiefkühlware, beispielsweise alle Gemüsearten, ist die Steuerung eingabeseitig bedingt auf eine Backofen- Temperatur-Regelhysterese von ± 15° Kelvin programmiert.

Das Zeit-Temperaturprofil im Herd, also die Einstellung ei­ ner Backofen-Temperatur-Regelhysterese, kann durch geeignete mechanische Ausgestaltung des Herdes und durch eine diesbe­ zügliche Ausgestaltung des Reglers in Kombination mit geeig­ neten elektronischen Sensoren bzw. durch ein in einem Pro­ zessor, der in der Steuerung 1 befindlich ist, abgelegtes Programm beeinflußt werden. So kann beispielsweise die Back­ ofen-Temperatur-Regelhysterese dadurch verändert werden, in­ dem die Ankopplung des Temperaturfühlers im Backofen 11 des Herdes veränderbar gestaltet wird. Die Ankopplung kann durch Lagerung des Temperaturfühlers auf eine Bimetall geändert werden. Der Fühler wird dann abhängig von der Temperatur des Bimetalls in eine Position gebracht, in der seine Ankopplung an den Herd für das aktuelle Garen optimiert ist. Ein Bime­ tall kann den Temperaturfühler kontinuierlich bewegen. Der Fühler kann schaltend bewegt werden, wenn er auf einer Memo­ ryfeder gelagert ist. Ebenso ist ein Schalten auch durch Ausdehnung von Flüssigkeit oder Wachs in Kapilaren denkbar. Die angeführten Beispiele zur Veränderung der Ankopplung des Temperaturfühlers können durch die Temperatur des Herdes ge­ steuert werden. Dies übernimmt im vorliegenden Fall die Steuerung 1. Unter Umständen kann es jedoch sinnvoll sein, an dem Bimetall bzw. der Momoryfeder einen elektrischen Heizwiderstand zu montieren, so daß die thermische Ankopp­ lung des Temperaturfühlers an den Herd mit der Heizleistung des Heizwiderstandes eng korrespondiert.

Eine andere Art des bidirektionalen Verkehrs von Sensorik 6 mit der Steuerung 1 ist dadurch gegeben, daß mehr als zwei Temperatur- und Feuchtesensoren an zweckmäßigen Punkten des Garraumes 11 abfragefähig durch die Steuerung 1 plaziert sind. Dazu können Gassensoren, die vorteilhafterweise im Ab­ luftkanal des Backofens plaziert sein können, mit der Steue­ rung 1 verbunden sein, wobei sie durch ihre auswertbaren Da­ ten zur optimalen Einstellung der Backofen-Temperatur-Regel­ hysteres beitragen. Durch eine sinnvolle elektronische Aus­ wertung des Temperatursignales durch die Steuerung 1 kann fast jede gewünschte Backofen-Temperatur-Regelhysterese er­ zielt werden. Besonders kann mit einer elektronischen Rege­ lung der Temperatur nicht nur über bloßes Ein- und Ausschal­ ten eine optimierte Backofen-Temperatur-Regelhysterese er­ zielt werden, sondern vielmehr kann auch ein gewünschter Gradient bei Temperaturanstieg oder Abfall realisiert werden und für eine sogenannte Fuzzy-Logic-Steuerung brauchbar auf­ bereitet werden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung zur Beaufschlagung von Gargütern mit einer den Gargut-Eigenschaften imanenten Backofen-Temperatur-Regelhysterese sind gegenüber bisheriger konventioneller Backofen-Betriebsweise durch schonendes Ga­ ren, Braten oder Backen gekennzeichnet, wobei ein Gar-Ender­ gebnis erzielt wird, das weitgehend dem individuellen Ge­ schmack der Anwender entspricht.

Claims (7)

1. Gar-, Brat- und Backverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für mit Backöfen ausgerü­ steter Haushaltsgeräte, wobei die Haushaltsgeräte mit thermischen Heizelementen und ggf. in Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizelementen ausgestattet sind, da­ durch gekennzeichnet, daß eine gargutspezifisch anwählbare Steuerung (1) in Abhängig­ keit von einer vorbestimmten Backofen-Betriebsart, Gar­ gutart, einem Gargutgewicht und einem gewünschten Gar­ gut-Behandlungsergebnis ein Zeit-Temperaturprofil mit dazu korrespondierender Backofen-Temperatur-Regelhyste­ rese vorgibt, wobei der Gar-, Brat- oder Backprozeß durch mindestens einen Temperatursensor (6) überwacht wird und vorzugsweise vollautomatisch abläuft.

2. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Niedrigtemperatur-Garverfahren eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin durch die sensorgespeiste Steuerung (1) vorgeb­ bar ist, wobei Niedrigtemperatur-Garverfahren bei­ spielsweise das Trocknen von Kräutern und Tees, das Züchten von Yoghurtkulturen und das Gehenlassen von He­ feteig sind.

3. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin für das Grillen von Geflügel und das Auftauen sehr fetthaltiger Tiefkühlware einstellt.

4. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 15° Kelvin für das Backen von Flächenkuchen und Kleingebäck einstellt.

5. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 30° Kelvin für das Grillen von Schweinefleisch, Hammel­ fleisch und Gratins einstellt.

6. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 10° Kelvin für Normalgewichts-Fertigung oberhalb einer Be­ handlungstemperatur von 100°C einstellt.

7. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. 15° Kelvin für das Auftauen normaler, wenig fetthaltiger Tiefkühlware einstellt.