EP1074171A1 - Vorrichtung und verfahren zum zubereiten von nahrungsmittelportionen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum zubereiten von nahrungsmittelportionen

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Publication number
EP1074171A1
EP1074171A1 EP99913202A EP99913202A EP1074171A1 EP 1074171 A1 EP1074171 A1 EP 1074171A1 EP 99913202 A EP99913202 A EP 99913202A EP 99913202 A EP99913202 A EP 99913202A EP 1074171 A1 EP1074171 A1 EP 1074171A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microwave
roasting
product
frying
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99913202A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gunnar Paul
Oskar Wipf
Harald Lang
Albert Enzl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GVL Gesellschaft zum Vertrieb von Lebensmittelautomaten und -produkten mbH
Original Assignee
GVL Gesellschaft zum Vertrieb von Lebensmittelautomaten und -produkten mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP98103493A external-priority patent/EP0971563A1/de
Application filed by GVL Gesellschaft zum Vertrieb von Lebensmittelautomaten und -produkten mbH filed Critical GVL Gesellschaft zum Vertrieb von Lebensmittelautomaten und -produkten mbH
Priority to EP99913202A priority Critical patent/EP1074171A1/de
Publication of EP1074171A1 publication Critical patent/EP1074171A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/647—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques
    • H05B6/6482—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with radiant heating, e.g. infrared heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J37/00—Baking; Roasting; Grilling; Frying
    • A47J37/06—Roasters; Grills; Sandwich grills
    • A47J37/0611—Roasters; Grills; Sandwich grills the food being cooked between two heating plates, e.g. waffle-irons
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/64—Heating using microwaves
    • H05B6/6426—Aspects relating to the exterior of the microwave heating apparatus, e.g. metal casing, power cord

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and to a method according to the preamble of claim 9.
  • a frying pan and the microwave oven are occupied during the preparation time.
  • the best possible preparation time is still 6 minutes and is therefore not significantly less than the time of 9 minutes which is required for conventional preparation in the frying pan.
  • a container which convey approximately in the microwave oven allows the browning of near ⁇ .
  • the container comprises a heat absorption layer which, due to a high dielectric constant, converts energy from the microwave field into heat. This warmth is as
  • Alternating field is used for inductive heating - ie for heating by means of induction currents - of a receptacle, in particular a frying pan, on the support surface in the microwave oven.
  • the bottom of the oven is designed so that the alternating magnetic field can penetrate into the interior of the oven, but the microwaves cannot escape from the oven.
  • two layers with a large number of straight conductor tracks are arranged in the bottom of the furnace interior. The conductor tracks of the two layers run transversely to one another. If, for example, a hamburger is to be fried on both sides and heated sufficiently in the center, the frying pan must be removed from the oven to turn the hamburger. This involves a control effort because the turning must take place at the right time. Also, taking it out of the oven - 3 -
  • EP 247 574 A1 discloses a microwave oven with a radiant heat element arranged on its ceiling.
  • the radiant heat element comprises electrical resistance wires, a halogen lamp or a quartz lamp.
  • an infrared-permeable glass ceramic plate is arranged below it. The additional radiant heat source in a standard microwave oven cannot ensure that the preparation is quick enough. In addition, the underside of the product cannot be browned.
  • the known microwave ovens are very large in relation to the portion portions to be heated.
  • the invention is based on the object of finding a small-sized device and / or a method which, with little effort, makes it possible to roast or roast portions of food in an extremely short time on at least one side and on the inside bring a desired temperature.
  • an edge area is kept clear along the inside of the furnace.
  • the support surface is arranged at a distance from the peripheral surface in the interior of the furnace. Because a comparative energy density cannot be achieved easily enough with simple means and the field also depends on the introduced material, a turntable is arranged in many microwave ovens for receiving the material to be heated. On the rotating plate, the goods pass through various field areas, which leads to a more even heating effect.
  • the common product portions are essentially layered and have longitudinal and transverse dimensions in the range from 5 to 20 cm.
  • the layer thickness is in the range of 0.5 to 6 cm.
  • a recording area of approx. 20x20x6 cm is sufficient to accommodate such portions.
  • the common products have large dielectric constants in the thawed state and accordingly lead to a strong microwave absorption. If, for example, penetration depths in the range of approx. 3 cm are assumed, it is clear that the
  • Microwave propagation in the layer direction through the product is not sufficient to apply a sufficiently high energy density to the area of the product facing away from the magnetron.
  • the product would be very strong in the area against the magnetron, but only very slightly warmed in the area facing away from it. If only a partial area facing the magnetron was heated, it would be possible to even out the temperature distribution by rotating the product portion.
  • the spreading and the receiving area should preferably be dimensioned such that the microwave field can also spread around the product portion.
  • the frequency or the wavelength of the magnetron When dimensioning the microwave space, the frequency or the wavelength of the magnetron must be taken into account. When choosing the frequency, you are bound to the permitted frequencies of 2.45, 5.8 or 24 GHz. Although there are lower diffusion paths at 5.8 GHz and may therefore be advantageous under certain conditions, the magnetons commonly used for heating purposes, in particular due to the low cost, generally have a frequency of 2.45 GHz and correspondingly a wavelength in a vacuum of approx. 1 2.5 cm. If a layered recording area with a length and a width in the range of approx. 20 cm and a thickness of 6 cm was assumed above, it can be seen that the - 6 -
  • Extension in the layer direction, or the longitudinal dimension is between one and two wavelengths of the microwaves to be used with preference.
  • the longitudinal extent of the layered recording area should preferably be essentially in the range of 25 cm, that is to say of two wavelengths.
  • the feed or feed area with the magnetron should preferably be in the longitudinal direction in the range of a wavelength, that is in the range of 1 2.5 cm.
  • a quasi standing wave structure with few knot lines or a monomod structure can be achieved .
  • Such a monomodal structure is also conceivable to achieve at least part of the effect according to the invention regardless of the formation of at least one boundary surface of the microwave space as a roasting surface.
  • the microwave room has only a few for the wavelength used
  • the wave structure is not characterized by an overlay of multiple reflected partial waves. This also applies if the effective wavelength deviates somewhat from this wavelength due to the dielectric constant of the product. Multiple reflections are not possible because the area is layered and because a large proportion of waves would have to run through the product portion several times, which fills a large part of the recording area. However, the absorption in the product portion is so high with a common product that a partial wave cannot pass through the product portion several times. Therefore, the process may require minor adjustments to the products. Only a quasi standing wave structure can build up as a forced vibration excited by the magnetron. A standing wave has the advantage that it extends over the entire recording area and thus over the entire portion of the product.
  • Impedance measurements and subsequent heating tests in the layered recording or microwave room with a disk-shaped product portion arranged at different distances from the magnetron have shown that the position with the maximum impedance does not match the position of the most uniform heating. If the product is arranged in such a way that the impedance is at a maximum, then it is overheated or burned in the form of a sector of a circle on the side facing the magnetron, while it otherwise remains cold. It seems that in the situation with the maximum impedance, no standing wave structure can be built up, but a predominant part of the energy emanating from the magnetron is directly absorbed as radiation.
  • the layered microwave space can have a thickness that is directly adapted to the thickness of the product portion. This means that the microwave amplitude required for heating can also be achieved in the vicinity of the large boundary surfaces.
  • the microwave space closed off on both sides by these large boundary surfaces, in particular above and below, can thus have a layer thickness which is less than 12 cm, or less than one wavelength, and in particular also less than 6 cm, or less than half a wavelength is. Because placing the product in contact with - 8th -
  • the large boundary surfaces do not lead to undesirable disturbances in the monomodal microwave field, there is no need for a contact surface in the interior of the microwave space. Accordingly, at least a large boundary surface will be formed as a receiving or contact surface for the product. However, the two large boundary surfaces are preferably designed as contact surfaces. Because the boundary surface is now designed directly as a contact surface for the product, it can be designed both as a reflection surface for the microwaves and as a heating or roasting surface for giving off heat to the adjacent product.
  • the border In order to ensure the microwave reflection, the border must include an electrically conductive layer, for example a wire mesh or a metallic coating. In order to be able to emit heat supplied from the outside, the edges must be heat-conducting or let heat radiation pass through. At the heat-emitting contact surface, what is to be heated can be
  • radiant heat can be supplied to the upper product boundary from the upper boundary surface without a contact surface being on top of the product.
  • Radiant heat sources for this purpose are known, for example, from EP 247 574 A1, which was recognized at the front. However, any other known radiant heat sources can also be used, in particular if these are arranged in a microwave-free area, such as, for example, over a metallized glass ceramic plate. If there is no contact surface on the product at the top, the product cannot stick to the top and products with an uneven surface, such as pizza, can also be browned from above.
  • the product cannot stick to the top and products with an uneven surface, such as pizza, can also be browned from above.
  • the combination of searing on at least one roasting surface and heating in a microwave field enables frozen products, in particular e.g. Roasti portions can be prepared within 1 00, if necessary also only 90 seconds.
  • a frozen product is prepared, the combination of the microwaves with one or two roasting plates attached to the product has an effect that goes beyond the sum of the individual effects. This further effect is due to the fact that the dielectric constant of ice is significantly lower than that of water.
  • the product can absorb significantly less energy from the microwave field than in the molten state.
  • a hot roasting pan quickly thaws the edge of the product. There the microwave heating becomes more effective due to the greater dielectric constant of the water, which leads to a rapid melting process from the edge towards the center of the product.
  • the initially rapid melting on the at least one frying plate enables a different melting process than when melting only with microwaves.
  • Experiments with a test product have shown that for defrosting from - 1 8 ° C to 0 ° C approx. 40 see and for the subsequent heating from 0 ° C to 70 ° C approx. 50 see are required.
  • the electrical components are preferably designed and operated in such a way that the maximum electrical power required does not exceed 10 A.
  • two roasting surfaces or roasting plates are each heated with a 900 W heating device.
  • the microwave cooking power, or the electrical power of the magnetron is set at 1 260 W (with a power consumption of 1 800 W).
  • an upper radiant heat source can be provided instead of the heating device for an upper frying plate, or that an upper radiant heat source can always be meant by the heating device.
  • the magnetron or the heating devices or the radiant heat source are operated alternately. - 1 0 -
  • the roasting plates preferably have a heat storage capacity and can therefore also give off heat that was provided before the product was inserted, even when the plates were not heated.
  • the roasting plates are kept at a roasting temperature of preferably substantially 275 ° C., or particularly rapid heating is provided.
  • the frozen product is conveyed to a desired position between the roasting plates, or between the lower roasting plate and a radiant heat source arranged at the top.
  • the roasting plates are pressed against the introduced product with slight pressure, whereby approximately one of the two roasting plates is elastically supported and thereby achieves the pressing effect.
  • the heating devices for the frying plates are switched off, the microwave field is built up and maintained for about 90 seconds.
  • the roasting pan temperature drops continuously due to the heat given off. The drop and the minimum temperature reached depends on the heat capacity of the frying plates and the heat absorption of the product. In a final phase it will be
  • the roasting pan temperature rises again towards the roasting temperature.
  • the product is now browned on the surface for a period of approx. 20 seconds. Then the product is dispensed into a receptacle or on a plate.
  • the core temperature should be at least 65 ° C at or shortly after the dispensing. Different products and portion sizes can be prepared with the device according to the invention in less than 3 minutes.
  • the advantageous frying temperatures and the time intervals during which the frying plates are kept above a predetermined minimum temperature and in particular heated, or the radiant heat is supplied depend on the product to be heated. If the electrical supply at 220 V is not limited to 10 A, or the power is not limited to 2200 W, then it may be appropriate to supply the heating devices or the radiant heat source and the microwave field at the same time. With a power limitation, the alternation between microwave and griddle or Radiant heat sources are also supplied at shorter intervals or more frequently. For a fish product, the effective heat output of the microwave field must be reduced. This could be achieved by reducing the power of the magnetron or by switching the microwave field on and off. If necessary, a turntable known per se can also be inserted into the device according to the invention.
  • a control makes it possible to carry out the heating process in accordance with the respective product.
  • a measured value preferably on a temperature measurement
  • other sizes can also be determined, in particular, for example, a radiation value of the product that is recorded laterally, or a temperature recorded in the product. If necessary, the crust formation is also recorded using a measuring method.
  • the controller can preferably switch two roasting plates, or a lower roasting plate and an upper radiant heat source, on and off independently of one another and, in particular, also heat them to different temperatures.
  • the magnetron and the frying plate (s) or the radiant heat source can be switched on and off by the control at any time.
  • the control can be switched on and off by the control at any time.
  • control must also control the closing device of at least one opening to the microwave space, as well as the feed and removal elements.
  • the control system ensures that the roasting surfaces are pressed against the product at the beginning of the roasting process and that the roasting surfaces move apart at the end of the preparation.
  • control is also connected to control sensors which, for example, check whether a product has been introduced and whether the microwave compartment is properly closed.
  • the device and the preparation process can also be adapted to a specific product.
  • only one roasting plate may be provided, or only one of the two roasting plates may be heated.
  • no plate may be pressed onto the product from above.
  • the device according to the invention can also be designed for the preparation of products which are fried on the underside and grilled from above.
  • an upper grill device is provided in addition to a lower roasting plate.
  • the radiation energy of the grill device is optionally radiated into the microwave space through an electrically conductive layer, for example a wire mesh or a metal-coated glass plate. This prevents the microwave field from interacting with the grill device.
  • FIG. 1 shows a vertical section through a device with a microwave space and two frying surfaces
  • Fig. 3 is a schematic representation of a vertical section through two
  • roasting surfaces and the microwave space in between 4 shows a plan view of the roasting surface with the product, with the magnetron and its cooling fan; 5 shows a side view of the magnetron with fan, the feed waveguide and the microwave space;
  • Fig. 6 is a vertical section through a skewed device according to Fig.1, in which on a top or bottom narrow borders a Einzw. Outlet opening is formed;
  • 7 shows a vertical section through a device with a drawer-like lower frying surface, the extended state being shown at the top and the inserted state at the bottom;
  • 8 shows a vertical section through a box-like device, in which the base part can be moved upwards into or downwards from the cover part;
  • FIG. 9 shows a vertical section through a device with a belt conveyor system
  • Fig. 10 shows a vertical section through a device with a drawer-like lower frying surface and an upper radiant heat source.
  • a device for preparing food portions with a layered microwave space 1 which has two large, flat borders 2 and narrow borders 3 connecting them.
  • the edges are electrically conductive or they are provided with a conductive coating so that they reflect microwaves.
  • At least partial areas of the large borders 2 are designed as frying areas 2 '.
  • the roasting surfaces 2 ' have a low-adhesion surface, so that a product 4 lying on them can be removed essentially without residue even after roasting.
  • the frying surfaces 2 ' are optionally formed from material which is permeable to heat radiation, optionally from glass, so that the heat radiation directly makes the contact surface or outer surface of the product 4 heatable.
  • a glass plate, in particular a ceramic plate, would have to be electrically - 1 4 -
  • the electrically conductive layer could also be arranged on the outside of the glass plate facing away from the product. Instead of a vapor-deposited metal layer, a wire mesh could also be arranged on the outside as an electrically conductive layer that is permeable to heat radiation.
  • a heat radiation source with a frying plate, to which the product does not adhere and which allows the heat rays to pass through but reflects microwaves, is very advantageous. If the food to be roasted is in contact with such a roasting plate, in particular a glass plate, and the radiation source is switched on, heat immediately enters the food to be roasted. The glass plate is also heated and after a short time also allows the already heated product to be seared. Such searing is advantageous for frozen products.
  • a frying plate is preferably used which absorbs heat from a heating device and emits it as contact heat to the product.
  • an exchangeable aluminum plate or preferably an anti-adhesive, rustproof and acid-resistant stainless steel plate, is provided as the roasting plate 2 '.
  • the frying plate 2 ' is connected to a basic structure 5.
  • a heating coil 6 is arranged on the basic structure, which makes radiant heat transferable over a distance region 7 to the rear of the roasting plate 2 '.
  • the basic structure 5 is preferably formed from ceramic material. It goes without saying that any other known heating arrangements can be used to heat the roasting plates 2 '.
  • a temperature sensor 13 is assigned to each roasting plate 2'.
  • the temperature sensors 1 3 are connected via cables 14 to a control (not shown).
  • At least one guide device and preferably also a pressing device is arranged between the two basic structures 5.
  • the large and narrow borders 2 and 3 is designed so that the escape of microwaves is prevented in all positions.
  • electrical contact strips 1 6 are used, as are known, for example, from switch boxes.
  • the seal with the contact strips 16 is designed such that the two roasting surfaces 2 'can be pivoted somewhat from their parallel position. This is advantageous for products whose large outer surfaces are not aligned in parallel.
  • the pressed frying surface 2 'can adapt to the surface facing it by means of a small tilting movement.
  • the preferred dimensioning of the microwave space 1 and a feed area 8 can be seen schematically in FIGS. 2 and 3.
  • the microwave space 1 has a longitudinal dimension in the range of 20 to 30 cm, preferably of substantially 25 cm, a transverse dimension in the range of 15 to 30 cm, preferably of essentially 20 cm and a thickness in the range of 1 to 7 cm lies, but is preferably adjustable in this range.
  • a feed area 8 or a waveguide with a transmitter 9 is provided, which connects centrally to this in the longitudinal direction of the microwave space 1 and extends over a length in the range from 10 to 20 cm, preferably essentially 15 cm extends.
  • the width of the feed area 8 is slightly less than a third of the transverse extent of the microwave space 1 and widens somewhat against it.
  • the transmitter 9 belongs to a magnetron 10 which generates microwaves with a frequency of 2.45 GHz. To cool the magnetron, a fan 11 is attached to it.
  • the position of the transmitter 9, the feed area 8 and the microwave space 1 must be matched to one another and to the product in such a way that the product is optimally or quickly and essentially homogeneously prepared at the selected position.
  • an adjustable tuning element is preferably arranged between transmitter 9 and product 4.
  • guiding or polarizing elements can also be used.
  • Fig. 6 shows an embodiment in which a device according to Fig.1 is tilted.
  • An inlet opening 3a is formed in the narrow border 3 above, and an outlet opening 3b is formed in the narrow border 3 below.
  • the inlet opening 3a can be closed by an upper closure surface 15.
  • a contact strip 16 leading around the entry opening is pressed between the upper closure surface 15 and the border area around the entry opening 3a, so that an electrically conductive connection between the border area and the top closure surface 15 along the entire contact strip 16 is guaranteed.
  • This ring-shaped, closed, electrically conductive connection is necessary to prevent microwaves and arc-like discharges from escaping. Leaking microwaves and discharges are intolerable for safety reasons and would also lead to energy losses.
  • the opening 3a is opened and closed via an upper guide and actuation device 1 7. With the opening 3a open, this can be done
  • a stop element 19 made of non-dielectric material is provided.
  • the upper frying surface 2 ' can be pressed against the product 4 from above.
  • the stop element 19 is fastened, for example, to a lower closure surface 20, which makes the outlet opening 3b closable, and can be used to pull it out of the microwave space 1. In the closed state one is around
  • the outlet opening of the leading contact strip 16 is pressed tightly between the lower closure surface 20 and the edge area around the outlet opening 3b, so that an electrically conductive connection between the edge region and the lower closure surface 20 along the entire contact strip 16 is ensured.
  • the outlet opening 3b is opened and closed via a lower guide and actuation device 21. With the outlet opening 3a open and the stop element 19 lifted off the product 4, the product 4 can leave the microwave chamber 1 due to the force of gravity - 1 7 -
  • FIG. 7 shows a device in which the lower frying surface 2 'with its basic structure 5 can be moved like a drawer under the upper frying surface 2'.
  • a straight guide 23 is designed to guide this movement.
  • a product 4 is placed at the desired position on the lower frying surface 2 'by a laying device (not shown). Then the lower roasting surface 2 'is pushed under the upper roasting surface 2' and then the upper roasting surface 2 'with the narrow edges 3 is moved downwards.
  • a ⁇ / 4 seal 24 runs around the narrow borders 3.
  • This ⁇ / 4 seal 24 comprises at a distance ⁇ / 4 or a quarter of the microwave wavelength from the narrow borders 3 Central region of a groove 25 running in a ring around the microwave space 1, formed upwards and in a contact region 26 parallel to the frying surface 2 '.
  • the groove depth is ⁇ / 4 and the groove width ⁇ / 8.
  • the distance from the utility center to the outer edge of the contact area 26 is again ⁇ / 4. If the contact area 26 now rests on a support surface 27 for the contact area 26, or the ⁇ / 4 seal, which is tightly connected to the lower frying surface 2 ', the microwave space 1 is sealed radially outward in a microwave-tight manner.
  • the ⁇ / 4 seals have the advantage over the contact strips 1 6 that a micro-wave-tight seal is possible even with slightly spaced surfaces. After preparation, the bottom one
  • the product 4 is carried on by a removal device, not shown.
  • the seal between the narrow edges 3 and the upper frying surface 2 'which can be pressed against the lower frying surface 2' is also designed as a ⁇ / 4 seal 24 '.
  • the upper frying surface 2 ' is pressed on via a pressing surface 28 of a (not shown) - 1 8 -
  • Actuating device which is connected to the base structure 5 of the upper frying surface 2 'via spring elements 29.
  • ⁇ / 4 seals can also be designed in different designs and with different dimensions.
  • dielectric material can be arranged in the groove, which shortens the required mass by a factor of 1 / V ⁇ .
  • additional electrical contacts are recommended, through which a small current flows and which are preferably self-cleaning.
  • FIG. 8 shows a box-like device in which a base part 30 with a lower frying surface 2 ′ can be moved upwards into or downwards out of a cover part 31.
  • a ⁇ / 4 seal 24 ' is formed.
  • a manipulation device not shown, can place or remove the product.
  • the lower frying surface 2 'with the product is pressed against the upper frying surface 2' via a pressing surface 28 of an actuating device (not shown) which is connected to the basic structure 5 of the lower frying surface 2 'via spring elements 29.
  • the device according to FIG. 8 is preferably designed such that the lower frying plate 2 'can be moved like a drawer under the upper frying plate 2'.
  • a horizontal straight guide according to FIG. 7 can be used for this.
  • a product 4 is placed on the lower frying plate 2 'at the desired position.
  • the lower roasting plate is then pushed under the upper roasting plate.
  • the lower frying plate 2 ' is then moved upwards by a lifting device into a hood-like cover part with the feed unit for the microwave field.
  • a lifting device instead of the ⁇ / 4- shown in Fig. 8
  • a seal can also be used in a design with an annular groove on the cover part that is outwardly open towards the inside and vertical edge surfaces of the lower frying plate.
  • the lifting device comprises a positioning device which, preferably via an adjustable upper stop or off switch, makes it possible to adjust the frying plate distances adapted to the respective product thickness.
  • a positioning device which, preferably via an adjustable upper stop or off switch, makes it possible to adjust the frying plate distances adapted to the respective product thickness.
  • a pressing device in particular with spring elements 29, is provided. It is expedient if the contact pressure of this press unit can also be adjusted according to the respective product.
  • the lower frying plate 2 is placed only on first supports of the horizontal straight guide and can be lifted from the first supports in the retracted state by upwardly moving second supports of the lifting device.
  • a spring unit is inserted between the lifting drive and the second supports to achieve the desired pressing effect. If the lower frying plate and its heating device are not connected to one another but are only moved together by the carriers, the lower frying plate can be lifted off without a heating device in the extended state. This simple removal of the frying plate makes it possible to replace and / or clean it with little effort.
  • the cover part is pivoted upwards with the upper frying plate.
  • the upper frying plate can also be designed analogously to the lower one, so that it can also be easily removed.
  • the boundary of the microwave room is divided into three parts. A jacket area with vertical borders and an upper and a lower ⁇ / 4 sealing groove is connected to the microwave feed. From below and above, the roasting plates are together with the
  • Heating devices can be used in the jacket area and ensure the necessary microwave tightness with vertical surfaces lying against the respective ⁇ / 4 sealing groove. Both frying plates are then independent of the heating device - 20 -
  • Embodiment designed a drainage and in particular collecting arrangement for condensed liquid and oil.
  • a simple solution provides for small passage openings in a drip area of the lower frying plate, preferably in the form of a segment of a circle. These are arranged radially outside the heating device, so that the dripping liquid can be collected in a collecting container under the heating device.
  • the lower frying plate is treated in such a way that it slightly bulges upwards within the dripping area due to the central heating during roasting.
  • a circulation device which guides air from the area around the microwave space or air from the microwave space through a cleaning device in suction or blowing operation.
  • the inlet and outlet openings must be air-permeable and microwave-tight, which can be achieved, for example, with a wire mesh at the mouth openings of the air duct system or at the boundary areas of the microwave space. If the air only circulates outside the microwave space, the odor-laden exhaust air should be fed as completely as possible to a cleaning device when the microwave space is opened and the portion is removed. - 21 -
  • the cleaning device preferably comprises an exchangeable filter or a filter mat.
  • the filter retains larger particles and / or well adhering parts of the exhaust air. If necessary, the exhaust air is passed through a condensation device in order to collect and dispose of the condensable portion of the exhaust air in the form of condensate. It would also be conceivable to pass the exhaust air through a washing device, but this is usually associated with great effort. It has now been shown that good cleaning effects can be achieved with an absorber substance which is brought into contact with the exhaust air, in particular the odor emission can be significantly reduced.
  • the absorber active ingredient is preferably fat-dissolving and in particular temperature-resistant up to temperatures of 280 ° C.
  • the absorber active ingredient optionally comprises catalytic and / or germ-inhibiting constituents. If the absorber active substance is in liquid form, it is introduced into the exhaust air stream by a spraying or atomizing device.
  • control mentioned above should also make it possible to set the distance between the frying plates and, if necessary, the contact pressure when roasting.
  • the control preferably comprises a storage unit for storing target parameter sets. After determining the optimal parameters for a very specific, predetermined product, for example for the roasting times, roasting temperatures, the plate spacing and the microwave times, these are stored in the storage unit and can be called up for preparation for this particular product with a single keystroke.
  • FIG. 9 shows an embodiment in which the product can be conveyed from a feed and forwarding device 32, possibly with pivotable conveyor belts, to the microwave space 1 and away from it.
  • a feed and forwarding device 32 possibly with pivotable conveyor belts
  • tapes 33 are guided over the roasting surfaces.
  • the tapes 33 are coated with or formed from non-stick material such as Teflon and are each held by a tape guide device 34. It is possible to continue these belts 33 with each product preparation by a product length and to carry out cleaning in the area outside the microwave room. Another possibility is to assign a band area to each seasoning, which is then positioned on the roasting surfaces 2 ′ in accordance with the desired product in the microwave space 1 before the product 4 is fed. For feeding or removing a product 4, the narrow border 3 facing the forwarding device 32 becomes
  • the narrow borders 3 are connected to the upper and lower roasting surfaces in a microwave-tight manner by means of ⁇ / 4 seals 24 ', 33 gap areas remaining free for the strips to be passed through.
  • Fig. 1 0 shows an embodiment in which a pizza, or a product 4 'with an uneven top, rests on a lower roasting plate 2' and is browned from above by radiant heat without contact.
  • the radiant heat comes from a radiant heat element, such as a heating coil 6.
  • a cover plate 1 02 is arranged under the heating coil 6.
  • the cover plate 102 consists of a material which is permeable to heat radiation, optionally made of glass or glass ceramic, so that the heat radiation directly makes the uneven top of the product 4 'heatable.
  • the glass or. Ceramic plate can be coated with an electrically conductive layer.
  • the electrically conductive layer could also be arranged on the outside of the glass plate facing away from the product.
  • a wire mesh could also be arranged on the outside as an electrically conductive layer that is permeable to heat radiation.
  • Radiant heat source or its cover plate 1 02 is not pressed onto the product 4 ', a ⁇ / 4 seal between the narrow borders 3 and the radiant heat source can be dispensed with.
  • a ⁇ / 4 seal between the narrow borders 3 and the radiant heat source can be dispensed with.
  • a support bracket 103 is arranged with a lower support edge 1 03a for the cover plate 102 and an upper support edge 103b for a support plate 1 28.
  • the radiant heat source or the heating coil 6 are attached to the support plate 1 28.
  • the support plate 1 28 with the heating coil 6 and the cover plate can be used for cleaning and maintenance purposes
  • the lower frying plate 2 ' can be moved in a drawer-like manner and, in the inserted state, is connected to the vertically movable narrow border 3 in a microwave-tight manner via a ⁇ / 4 seal 24.

Abstract

Die Vorrichtung zum Zubereiten von Nahrungsmittelportionen (4) umfasst einen Mikrowellenraum (1), in dem eine Portion (4) erhitzbar ist. Zumindest ein Teil einer Berandung (2) des Mikrowellenraumes (1) ist als Bratfläche (2') ausgebildet. Wenn nun die Portion im Mikrowellenofen an der Bratfläche (2') anliegt, kann eine äusserst schnelle Zubereitung mit Erwärmung und Anbraten durchgeführt werden. Die Vorrichtung kann an die möglichen Portionen angepasst äusserst klein dimensioniert werden. Das Verfahren zum Zubereiten von Nahrungsmittelportionen (4) sieht vor, dass beim Erwärmen mittels Mikrowellen zwei einander gegenüberliegende Randflächen der Portion (4) mit Bratflächen (2') in Kontakt sind.

Description

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Vorrichtung und Verfahren zum Zubereiten von Nahrungsmitteiportionen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des An- Spruches 1 und auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 9.
In Restaurants und insbesondere in Schnellimbiss-Betrieben müssen essbereite Nahrungsmittelportionen kurze Zeit nach der Bestellung abgegeben werden können. Die Zubereitung darf nicht arbeitsintensiv sein. Dazu werden etwa ganze Menues oder Teile davon vorgängig zubereitet und bis zur Bestellung, bzw. bis kurz vor der Abgabe, gelagert. Direkt vor der Abgabe werden diese Menues in einem Mikrowellenofen, oder gegebenenfalls in einem Dampferhitzer auf die gewünschte Abgabetemperatur erhitzt. Bei angebratenen, bzw. gerösteten Speiseteilen ist es nicht zweckmässig, wenn sie im gerösteten Zustand ge- lagert werden müssen. Daher werden Röstbeilagen, wie beispielsweise geraspelte Kartoffelmassen, Maisscheiben, Teigprodukte, Bratlinge oder auch Fleischstücke direkt vor der Abgabe geröstet. Weil die Lagerung im gefrorenen oder gekühlten Zustand erfolgt, wird die zu röstende Portion etwa in einem Mikrowellenofen erwärmt und anschliessend auf einer Bratfläche geröstet bzw. angebraten. Die dabei nötigen Manipulationen sind aufwendig und umfassen beim Mikrowellenofen das Einführen und Entnehmen und bei der Bratvorrichtung das Einstellen der gewünschten Brattemperatur, das Einlegen des Röstgutes, das Überwachen des Röstvorganges, insbesondere auch das Wenden bei beidseitiger Röstung, und am Schluss das Entnehmen.
Um die Zubereitungszeit zu verkürzen, wurde gemass der US 5 1 66 485 eine Bratpfanne entwickelt, die in einen Mikrowellenofen einsetzbar ist. Beim Zubereiten eines Hamburgers wird dieser zuerst in der erhitzten Bratpfanne auf einer Seite angebraten, dann wird er gewendet und mitsamt der Pfanne in den Mi- krowellenofen eingebracht. Dort wird das Innere des Hamburgers von Mikrowellen erhitzt. Gleichzeitig erfolgt auf der noch heissen Bratpfanne ein Weiter¬ braten der zweiten Seite des Hamburgers. Diese Lösung hat den Nachteil, dass während des gesamten Zubereitungsvorgangs eine Person den Ablauf durch- - 2 -
führen bzw. die Zeiten der beiden Hauptschritte überwachen muss. Zudem sind eine Bratpfanne und der Mikrowellenofen während der Zubereitungszeit belegt. Die bestenfalls erzielbare Zubereitungszeit beträgt immerhin noch 6 Minuten und liegt somit nicht wesentlich unter der Zeit von 9 Minuten, die bei der kon- ventionellen Zubereitung in der Bratpfanne benötigt wird.
Aus der US 5 1 07 087 ist ein Behälter bekannt, der das Anbräunen von Nah¬ rungsmitteln im Mikrowellenofen ermöglicht. Dazu umfasst der Behälter eine Wärmeaufnahmeschicht, die aufgrund einer hohen Dielektrizitätskonstante Energie aus dem Mikrowellenfeld in Wärme umwandelt. Diese Wärme ist als
Kontaktwärme an das Nahrungsmittel übertragbar, so dass dieses im Kontaktbereich zum Behälter angebräunt wird. Aufgrund der hohen Dielektrizitätskonstanten des Behälters wird das Mikrowellenfeld stark verändert. Dadurch wird die Erwärmung des Nahrungsmittels durch die direkte Aufnahme von Energie aus dem Mikrowellenfeld beeinträchtigt. Dies wirkt sich wiederum in einer
Verlangsamung des Zubereitungsprozesses aus, weil ja die Wärmeübertragung vom Behälter an das Gut durch Kontaktwärme und somit langsam erfolgt.
Aus der US 5 698 1 25 ist ein Mikrowellenofen mit einer Vorrichtung zum Be- reitstellen eines hochfrequenten Magnetfeldes bekannt. Dieses magnetische
Wechselfeld wird zum induktiven Erwärmen - d.h. zum Erwärmen mittels Induktionsströmen - eines Aufnahmebehälters, insbesondere einer Bratpfanne, auf der Auflagefläche im Mikrowellenofen eingesetzt. Dabei wird der Ofenboden so ausgebildet, dass das magnetische Wechselfeld von aussen in den Ofeninnenraum eindringen kann, die Mikrowellen aber nicht aus dem Ofen austreten können. Im Boden des Ofeninnenraumes sind dazu zwei Schichten mit einer Vielzahl gerader Leiterbahnen angeordnet. Die Leiterbahnen der beiden Schichten verlaufen quer zueinander. Wenn nun etwa ein Hamburger auf beiden Seiten angebraten und im Zentrum genügend erhitzt werden soll, so muss die Bratpfanne zum Wenden des Hamburgers aus dem Ofen genommen werden. Dies ist mit einem Kontrollaufwand verbunden, weil ja das Wenden im richtigen Zeitpunkt erfolgen muss. Zudem ist das Herausnehmen aus dem Ofen, - 3 -
das Wenden und Wiedereinbringen in den Ofen mit Arbeit und mit einem Zeitverlust verbunden.
Aus der US 5 61 6 266 ist ein Mikrowellenofen bekannt, an dessen Rückwand ein elektrisches Widerstands-Heizelement angeordnet ist. Das flächige Heizelement ermöglicht eine Erhitzung des Ofeninnenraumes. Dadurch kann ein in konventionellen Backöfen durchführbarer Zubereitungsprozess auch in einem Mikrowellenofen durchgeführt werden. Aufgrund des Mikrowellenbeitrages kann der Gesamtprozess etwas beschleunigt werden. Trotzdem kann kein schnelles Anbraten oder Bräunen erzielt werden.
Aus der EP 247 574 A1 ist ein Mikrowellenofen mit einem an dessen Decke angeordneten Strahlungswärme-Element bekannt. Das Strahlungswärme- Element umfasst als Strahlungsquelle elektrische Widerstandsdrähte, eine Ha- logenlampe oder einen Quarzstrahier. Zum Schutz der Strahlungsquelle ist unter dieser eine infrarot-durchlässige Glaskeramikplatte angeordnet. Die zusätzliche Strahlungswärmequelle in einem Standard-Mikrowellenofen kann keine genügend schnelle Zubereitung gewährleisten. Zudem kann die Unterseite des Produktes nicht gebräunt werden.
Die bekannten Mikrowellenöfen sind im Verhältnis zu den zu erwärmenden Beilagenportionen sehr gross.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine klein dimensionierte Vor- richtung und/oder ein Verfahren zu finden, die bzw. das es mit kleinem Aufwand ermöglicht, Nahrungsmittelportionen in äusserst kurzer Zeit zumindest an einer Seite zu rösten bzw. anzubraten und im Innern auf eine gewünschte Temperatur zu bringen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsvarianten. Damit werden in der Regel auch grössere Gewichtsverluste der Nahrungsmittelportion beim Erhitzen vermieden. Bei der Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass die zum Zubereiten von Nahrungsmitteln eingesetzten Mikrowellenöfen Standardöfen sind. Deren Innenmasse sind wesentlich grösser als die Aussenmasse von Beilagenportionen, bzw. Produkteportionen. Die Masse sind so gross gewählt, dass sowohl verschiedene Teller, Platten oder Schüsseln mit Nahrungsmitteln, als auch Becher mit Getränken einsetzbar sind. Zudem soll der Innenraum für die verwendeten Mikrowellen möglichst viele Resonanzen haben. Um zu gewährleisten, dass die eingebrachten Nahrungsmittel im wesentlichen unabhängig von deren Position im Ofen erwärmt werden, wird versucht, durch die Überlagerung vielfach reflektierter Teilwellen ein Multimod-Mikrowellenfeld aufzubauen, dessen Energiedichte möglichst gleichmässig verteilt ist. Um ein ungestörtes Reflektieren der Teilwellen und ein Einwirken der Teilwellen auf das Produkt von allen Richtungen zu ermöglichen, wird entlang der Ofeninnenberandung ein Randbereich freigehalten. Die Auflagefläche ist entsprechend von der Berandungsfläche beabstandet im Ofeninnern angeordnet. Weil eine vergieichmässigte Energiedichte mit einfachen Mitteln nicht genügend gut erzielbar ist und das Feld auch vom eingebrachten Gut abhängt, wird in vielen Mikrowellenöfen ein Drehteller zur Aufnahme des zu erwärmenden Gutes angeordnet. Auf dem drehenden Teller gelangt das Gut durch verschiedene Feldbereiche, was zu einer Vergleichmä- ssigung der Erwärmungswirkung führt.
In einem ersten Schritt zur Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass nicht von den Lösungsansätzen der Standard-Mikrowellenöfen ausgegangen werden darf. Es musste vielmehr eine Lösung gesucht werden, die zunächst davon ausgeht, dass die Massunterschiede verschiedener Beilagenportionen nicht gross sind und die Portionen immer im wesentlichen gleich im Mikrowellenofen positioniert werden können. Anstelle einer räumlich möglichst konstanten Verteilung der Energiedichte des Mikrowellenfeldes soll das Mikrowellenfeld in Anwesen- heit der Produkteportion so ausgebildet sein, dass diese möglichst schnell und möglichst vollständig erhitzt wird. - 5 -
Die gängigen Produkteportionen sind im wesentlichen schichtförmig und haben Längs- und Querausdehnungen im Bereich von 5 bis 20 cm. Die Schichtdicke liegt im Bereich von 0.5 bis 6 cm. Zur Aufnahme solcher Portionen genügt also ein Aufnahmebereich von ca. 20x20x6 cm. Weil das Mikrowellenfeld von einer Quelle, bzw. einem Magnetron aus aufgebaut wird, muss zwischem dem Magnetron und der zu erwärmenden Portion ein Ausbreitungsbereich für die Mikrowellen vorgesehen werden. Die gängigen Produkte haben im aufgetauten Zustand grosse Dielektrizitätskonstanten und führen entsprechend zu einer starken Mikrowellen-Absorption. Wenn nun beispielsweise von Eindringtiefen im Bereich von ca. 3 cm ausgegangen wird, so ist anschaulich klar, dass die
Mikrowellenausbreitung in der Schichtrichtung durch das Produkt nicht genügt, um den vom Magnetron abgewandten Bereich des Produktes mit Mikrowellen genügend hoher Energiedichte zu beaufschlagen. Im Bereich gegen das Magnetron wäre das Produkt sehr stark, im davon abgewandten Bereich aber nur sehr schwach erwärmt. Bei einer Erwärmung lediglich eines dem Magnetron zugewandten Teilbereiches wäre es durch das Drehen der Produkteportion zwar möglich, die Temperaturverteilung zu vergleichmässigen. Anstelle der vorwiegenden Erwärmung des dem Magnetron zugewandten Teilbereiches sollen aber bevorzugt der Ausbreitungs- und der Aufnahmebereich so dimensioniert sein, dass sich das Mikrowellenfeld auch um die Produkteportion ausbreiten kann.
Dadurch stehen auch im abgewandten Teilbereich genügend hohe Energiedichten zur Verfügung.
Bei der Dimensionierung des Mikrowellenraumes muss die Frequenz, bzw. die Wellenlänge des Magnetrons berücksichtigt werden. Bei der Wahl der Frequenz ist man an die zugelassenen Frequenzen von 2.45, 5.8 oder 24 GHz gebunden. Obwohl sich mit 5.8 Ghz geringere Diffusionswege ergeben und daher unter bestimmten Voraussetzungen vorteilhaft sein mögen, haben die für Heizzwecke gängigerweise, insbesondere aufgrund der tiefen Kosten, eingesetzten Magne- trons in der Regel eine Frequenz von 2.45 GHz und entsprechend eine Wellenlänge im Vakuum von ca. 1 2.5 cm. Wenn nun oben von einem schichtförmigen Aufnahmebereich mit einer Länge und einer Breite im Bereich von ca. 20 cm und einer Mächtigkeit von 6 cm ausgegangen wurde, so zeigt es sich, dass die - 6 -
Ausdehnung in Schichtrichtung, bzw. das Längsmass zwischen einer und zwei Wellenlängen der bevorzugt einzusetzenden Mikrowellen liegt.
In einem zweiten Schritt zur Lösung der Aufgabe wurde erkannt, dass bei der Verwendung eines Magnetrons mit einer Frequenz von 2.45 GHz die Längsausdehnung des schichtförmigen Aufnahmebereiches vorzugsweise im wesentlichen im Bereich von 25 cm, also von zwei Wellenlängen liegen soll. Der Zuführ- bzw. Einspeisbereich mit dem Magnetron soll vorzugsweise in seiner Längsrichtung im Bereich einer Wellenlänge, also im Bereich von 1 2.5 cm lie- gen.
Durch die Dimensionierung der Längsausdehnung des Aufnahmebereiches und des Einspeisbereiches eines schichtförmigen Gesamtbereiches im Bereich von wenigen Vielfachen der Wellenlänge und durch das Vorsehen von im wesentli- chen ebenen Reflektionsflächen zur Berandung der Längsausdehnung wird eine quasi stehende Wellenstruktur mit wenigen Knotenlinien bzw. eine Monomod- Struktur erzielbar. Eine solche Monomod-Struktur ist zur Erzielung wenigstens eines Teils der erfindungsgemässen Wirkung auch unabhängig von der Ausbildung wenigstens einer Berandungsfläche des Mikrowellenraumes als Bratfläche denkbar. Der Mikrowellenraum hat für die verwendete Wellenlänge nur wenige
Resonanzen. Die Wellenstruktur wird nicht durch eine Überlagerung von vielfach reflektierten Teilwellen geprägt. Dies gilt auch dann, wenn die effektive Wellenlänge aufgrund der Dielektrizitätskonstanten des Produktes noch etwas von dieser Wellenlänge abweicht. Ein vielfaches Reflektieren ist nicht möglich, weil der Bereich schichtförmig ist und weil dazu ein grosser Wellenanteil mehrmals durch die Produkteportion, die einen grossen Teil des Aufnahmebereiches ausfüllt, laufen müsste. Die Absorption in der Produkteportion ist aber bei einem gängigen Produkt so hoch, dass eine Teilwelle nicht mehrmals durch die Produkteportion laufen kann. Daher mag das Verfahren erfordern, die Pro- dukte geringfügig anzupassen. Nur eine quasi stehende Wellenstruktur kann sich als vom Magnetron angeregte, erzwungene Schwingung aufbauen. Eine stehende Welle hat den Vorteil, dass sie sich über den gesamten Aufnahmebereich und somit über die ganze Produkteportion ausdehnt. Die Knotenbereiche, - 7 -
in denen nur wenig Wärme gebildet wird, sind so schmal, dass von benachbarten Bereichen mit grossen Amplituden genügend schnell Wärme in diese Knotenbereiche gelangt.
Impedanzmessungen und anschliessende Erhitzungsversuche im schichtförmigen Aufnahme- bzw. Mikrowellenraum mit einer in verschiedenen Abständen zum Magnetron angeordneten, scheibenförmigen Produkteportion haben gezeigt, dass die Lage mit der maximalen Impedanz nicht mit der Lage der gleichmässigsten Erwärmung übereinstimmt. Wenn das Produkt so angeordnet ist, dass die Impedanz maximal ist, so wird es an der dem Magnetron zugewandten Seite kreissektorförmig überhitzt bzw. angebrannt, während es sonst kalt bleibt. Es scheint, dass bei der Lage mit der maximalen Impedanz keine stehende Wellenstruktur aufgebaut werden kann, sondern ein vorwiegender Anteil der vom Magnetron ausgehenden Energie als Strahlung direkt absorbiert wird. Durch die Erhöhung des Abstandes zwischen der Produkteportion und dem Magnetron konnte eine Lage gefunden werden, in der die Impedanz kleiner ist, die Erwärmung aber äusserst schnell und im wesentlichen über die ganze Portion erfolgt. Es wurde festgestellt, dass die Temperaturverteilung direkt nach dem Erhitzen einen radialen Gradienten aufweist. Im Innern war die Tem- peratur am tiefsten und aussen am höchsten. In einem Test wurde direkt nach dem Erhitzen aussen eine Temperatur von 95 ° C und im Zentrum eine Temperatur von 70° C gemessen. Zirka 30 see nach der Entnahme hatten sich die Temperaturen dann im wesentlichen ausgeglichen, und es wurde überall eine Temperatur über 85 ° C gemessen.
Der schichtförmig ausgebildete Mikrowellenraum kann eine Mächtigkeit haben, die direkt der Mächtigkeit der Produkteportion angepasst ist. Das heisst also, dass die zum Erhitzen nötige Mikrowellenamplitude auch im Nahbereich der grossen Berandungsflächen erzielbar ist. Der von diesen grossen Berandungs- flächen beidseits, insbesondere oben und unten, abgeschlossene Mikrowellenraum kann somit eine Schichtdicke haben, die kleiner als 12 cm, bzw. kleiner als eine Wellenlänge, und insbesondere auch kleiner als 6 cm, bzw. kleiner als eine halbe Wellenlänge ist. Weil das Anordnen des Produktes im Kontakt mit - 8 -
den grossen Berandungsflächen nicht zu unerwünschten Störungen des mono- modartigen Mikrowellenfeldes führt, kann auf eine Auflagefläche im Innern des Mikrowellenraumes verzichtet werden. Entsprechend wird zumindest eine gro- sse Berandungsfläche als Aufnahme- bzw. Kontaktfläche für das Produkt ausgebildet werden. Vorzugsweise sind aber beide grossen Berandungsflächen als Kontaktflächen ausgebildet. Weil nun die Berandungsfläche direkt als Kontaktfläche für das Produkt ausgebildet ist, kann sie sowohl als Reflektionsfläche für die Mikrowellen als auch als Heiz- bzw. Bratfläche zum Abgeben von Wärme an das anliegende Produkt ausgebildet werden.
Zum Gewährleisten der Mikrowellen-Reflexion muss die Berandung eine elektrisch leitende Schicht, beispielsweise ein Drahtgewebe oder eine metallische Beschichtung, umfassen. Um von aussen zugeführte Wärme abgeben zu können, muss die Berandung wärmeleitend sein oder aber Wärmestrahlung durch- treten lassen. An der wärmeabgebenden Kontaktfläche kann das zu erhitzende
Produkt angebraten, bzw. geröstet werden. Um zu verhindern, dass das Produkt an der Kontaktfläche haften bleibt, ist diese vorzugsweise mit einer haftungsarmen Beschichtung ausgebildet.
Wenn das Produkt nur mit der unteren als Bratfläche ausgebildeten Berandungsfläche in direktem Kontakt steht, dann kann von der oberen Berandungsfläche her Strahlungswärme der oberen Produktberandung zugeführt werden, ohne dass eine Kontaktfläche oben am Produkt anliegt. Strahlungswärmequellen dazu sind beispielsweise aus der vorne gewürdigten EP 247 574 A 1 be- kannt. Es sind aber auch beliebige andere bekannte Strahlungswärmequellen einsetzbar, insbesondere wenn diese in einem mikrowellenfreien Bereich, wie etwa über einer metallisch bedampften Glaskeramikplatte, angeordnet sind. Wenn nun oben keine Kontaktfläche am Produkt anliegt, kann das Produkt oben nicht haften bleiben, und es können auch Produkte mit einer unebenen Oberfläche, wie etwa Pizza, von oben gebräunt werden. Zudem ermöglicht der
Freiraum über dem Produkt - wie bereits beschrieben - eine bessere Ausbreitung des Mikrowellenfeldes. - 9 -
Die Kombination des Anbratens an mindestens einer Bratfläche und des Erhit- zens in einem Mikrowellenfeld ermöglicht es, tiefgekühlte Produkte, insbesondere z.B. Rösti-Portionen, innerhalb von 1 00, gegebenenfalls auch von nur 90 see zuzubereiten. Wenn ein gefrorenes Produkt zubereitet wird, zeigt die Kom- bination der Mikrowellen mit einer oder zwei am Produkt anliegenden Bratplatten eine Wirkung, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgeht. Dieser weitergehende Effekt ergibt sich aufgrund der Tatsache, dass die Dielektrizitätskonstante von Eis wesentlich unter jener von Wasser liegt. Im gefrorenen Zustand kann das Produkt deutlich weniger Energie aus dem Mikrowellenfeld aufnehmen, als im geschmolzenen Zustand. Eine heisse Bratplatte führt zu einem schnellen Auftauen des Produkte-Randbereiches. Dort wird die Mikrowellen-Erwärmung aufgrund der grösseren Dielektrizitätskonstanten des Wassers erhöht wirksam, was zu einem schnellen Aufschmelzvorgang vom Rand gegen das Zentrum des Produktes führt. Das anfänglich schnelle Schmelzen an der mindestens einen Bratplatte ermöglicht einen anderen Aufschmelzvorgang als beim Schmelzen lediglich mit Mikrowellen. Bei Versuchen mit einem Testprodukt hat sich gezeigt, dass für das Auftauen von - 1 8 °C auf 0 ° C ca. 40 see und für das anschliessende Erwärmen von 0° C auf 70° C nochmals ca. 50 see benötigt werden.
Um eine vielseitig einsetzbare Vorrichtung zu erhalten, werden die elektrischen Komponenten vorzugsweise so ausgelegt und betrieben, dass die maximal benötigte elektrische Leistung 10 A nicht überschreitet. Beispielsweise werden zwei Bratflächen bzw. Bratplatten je mit einer Heizvorrichtung von 900 W er- wärmt. Die Mikrowellen-Garleistung, bzw. die elektrische Leistung des Magnetrons, wird auf 1 260 W (bei einer Stromaufnahme von 1 800 W) festgelegt. Es versteht sich von selbst, dass anstelle der Heizvorrichtung für eine obere Bratplatte eine obere Strahlungswärmequelle vorgesehen werden kann bzw. dass mit Heizvorrichtung immer auch eine obere Strahlungswärmequelle gemeint sein kann. Um nicht mehr als 10 A zu benötigen, werden alternierend das Magnetron oder die Heizvorrichtungen bzw. die Strahlungswärmequelle betrieben. - 1 0 -
Die Bratplatten haben vorzugsweise eine Wärme-Speicherkapazität und können dadurch Wärme, die vor dem Einlegen des Produktes bereitgestellt wurde, auch noch bei nicht geheizten Platten abgeben. Im röstbereiten Zustand werden die Bratplatten auf einer Brattemperatur von vorzugsweise im wesentlichen 275 ° C gehalten, oder es wird eine besonders rasche Aufheizung vorgesehen. Das tiefgekühlte Produkt wird an eine gewünschte Position zwischen die Bratplatten, bzw. zwischen die untere Bratplatte und eine oben angeordnete Strahlungswärmequelle, gefördert. Die Bratplatten werden mit leichtem Druck gegen das eingebrachte Produkt gepresst, wobei etwa eine der beiden Bratplatten ela- stisch gelagert ist und dabei die Presswirkung erzielt. Die Heizvorrichtungen für die Bratplatten werden ausgeschaltet, das Mikrowellenfeld wird aufgebaut und während ca. 90 see aufrechterhalten. Die Bratplatten-Temperatur sinkt aufgrund der Wärmeabgabe kontinuierlich ab. Das Absinken und die dabei erreichte minimale Temperatur hängt von der Wärmekapazität der Bratplatten und der Wärmeaufnahme des Produktes ab. In einer abschliessenden Phase wird das
Magnetron ausgeschaltet und die Heizvorrichtungen werden wieder eingeschaltet. Die Bratplatten-Temperatur steigt wieder gegen die Brattemperatur an. Das Produkt wird nun während einer Zeit von ca. 20 see an der Oberfläche fertig gebräunt. Dann wird das Produkt in einen Aufnahmebehälter oder auf einen Teller ausgegeben. Die Kerntemperatur soll bei, oder kurze Zeit nach, der Ausgabe mindestens 65 ° C betragen. Unterschiedliche Produkte und Portionsgrö- ssen können mit der erfindungsgemässen Vorrichtung in weniger als 3 min zubereitet werden.
Es versteht sich von selbst, dass bei einer Lösung mit einer unteren Bratplatte und einer oben angeordneten Strahlungswärmequelle auf das Anpressen der beiden Wärmequellen am Produkt verzichtet wird. Das Produkt liegt dann lediglich aufgrund seines Gewichtes auf der unteren Bratplatte auf. Die Strahlungswärmequelle kann parallel zur Heizvorrichtung der unteren Bratplatte betrieben werden. Gegebenenfalls ist es aber zweckmässiger, das Zuführen von Strahlungswärme während der gesamten Zubereitungszeit oder während anderer Zeitabschnitte als das Beheizen der unteren Bratplatte vorzusehen. - 1 1 -
Die vorteilhaften Brattemperaturen und die Zeitintervalle, während welcher die Bratplatten über einer vorgegebenen Mindesttemperatur gehalten und insbesondere beheizt werden, bzw. die Strahlungswärme zugeführt wird, hängen vom zu erwärmenden Produkt ab. Wenn die elektrische Speisung bei 220 V nicht auf 1 0 A, bzw. die Leistung nicht auf 2200 W beschränkt ist, so ist es gegebenenfalls zweckmässig, die Heizvorrichtungen bzw. die Strahlungswärmequelle und das Mikrowellenfeld gleichzeitig zu speisen. Bei einer Leistungsbeschränkung könnte das Abwechseln zwischen Mikrowellen- und Bratplattenbzw. Strahlungswärmequellen-Speisung auch in kürzeren Zeitintervallen bzw. häufiger erfolgen. Bei einem Fischprodukt muss die effektive Wärmeleistung des Mikrowellenfeldes reduziert werden. Dies könnte über die Reduktion der Leistung des Magnetrons oder aber durch ein Ein- und Ausschalten des Mikrowellenfeldes erreicht werden. Gegebenenfalls kann aber auch in die erfin- dungsgemässe Vorrichtung ein an sich bekannter Drehteller eingesetzt werden.
Die Vorteile des kleinen Mikrowellenraumes lassen sich auch bei industriellen Grossanlagen dadurch gewinnen, dass für die Massen- bzw. Serienzubereitung von Nahrungsmittelportionen die erfindungsgemässe Vorrichtung vervielfacht wird.
Eine Steuerung, deren Steuerfunktionen insbesondere von einem Messwert abhängen, vorzugsweise von einer Temperaturmessung, ermöglicht es, den Erhitzungsvorgang entsprechend dem jeweiligen Produkt durchzuführen. Neben der Temperatur der Bratplatten können auch andere Grossen, insbesondere etwa ein seitlich erfasster Abstrahlungswert des Produktes, oder eine im Produkt er- fasste Temperatur ermittelt werden. Gegebenenfalls wird auch die Krustenbildung mit einem Messverfahren erfasst. Die Steuerung kann vorzugsweise zwei Bratplatten, bzw. eine untere Bratplatte und eine obere Strahlungswärmequelle, unabhängig voneinander ein- und ausschalten und insbesondere auch auf un- terschiedliche Temperaturen erhitzen. Bei einer äusserst vielseitig einsetzbaren
Ausführungsform können das Magnetron und die Bratplatte(n) bzw. die Strahlungswärmequelle von der Steuerung zu beliebigen Zeitpunkten ein- und ausschaltbar sein. Bei Vorrichtungen, die das Produkt automatisch in den Mikro- - 1 2 -
wellenraum fördern und nach der Zubereitung auch automatisch entnehmen, muss die Steuerung auch die Verschliessvorrichtung mindestens einer Öffnung zum Mikrowellenraum, sowie die Zuführ- und Entnahmeorgane steuern. Die Steuerung gewährleistet mit einer Zustellvorrichtung am Anfang des Bratvorganges das Anpressen der Bratflächen am Produkt und am Ende der Zubereitung das Auseinanderbewegen der Bratflächen. Um Gefahren zu vermeiden, ist die Steuerung auch mit Kontrollsensoren verbunden, die beispielsweise kontrollieren, ob ein Produkt eingeführt und der Mikrowellenraum richtig verschlossen ist.
Neben den Variationen in der Steuerung des Brat- und Erhitzungsvorganges kann auch die Vorrichtung und das Zubereitungsverfahren an ein spezielles Produkt angepasst sein. Zum Bereitstellen von Produkten mit nur einer angebratenen Aussenfläche wird gegebenenfalls nur eine Bratplatte vorgesehen, oder aber nur eine der beiden Bratplatten erhitzt. Bei speziellen Produkten, insbesondere bei Spiegeleiern, darf von oben keine Platte an das Produkt gepresst werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch zum Zubereiten von Produkten ausgelegt werden, die an der Unterseite gebraten und von oben her gegrillt sind. Dazu wird neben einer unteren Bratplatte eine obere Grillvorrich- tung vorgesehen. Die Strahlungsenergie der Grillvorrichtung wird gegebenenfalls durch eine elektrisch leitende Schicht, beispielsweise ein Drahtnetz oder eine metallbedampfte Glasplatte, in den Mikrowellenraum eingestrahlt. Dadurch wird verhindert, dass das Mikrowellenfeld mit der Grillvorrichtung in Wechselwirkung tritt.
Die Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles. Dabei zeigen
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung mit einem Mikrowellen- räum und zwei Bratflächen;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Bratfläche mit einer scheibenförmigen Portion Kartoffelraspeln; - 1 3 -
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines vertikalen Schnittes durch zwei
Bratflächen und den dazwischenliegenden Mikrowellenraum; Fig. 4 eine Draufsicht auf die Bratfläche mit dem Produkt, mit dem Magnetron und dessen Kühl-Ventilator; Fig. 5 eine Seitenansicht des Magnetrons mit Ventilator, des Zuführhohlleiters und des Mikrowellenraumes; Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch eine schief gestellte Vorrichtung gemass Fig.1 , bei der an oberen bzw. unteren schmalen Berandungen eine Einbzw. Austrittsöffnung ausgebildet ist; Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung mit einer schubladenartigen unteren Bratfläche, wobei oben der ausgezogene und unten der eingeschobene Zustand dargestellt ist; Fig. 8 einen vertikalen Schnitt durch eine schachtelartige Vorrichtung, bei der der Bodenteil nach oben in den bzw. nach unten aus dem Deckelteil be- wegbar ist;
Fig. 9 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung mit einem Band- Fördersystem; Fig. 1 0 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung mit einer schubladenartigen unteren Bratfläche und einer oberen Strahlungswärmquelle.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Zubereiten von Nahrungsmittel-Portionen mit einem schichtförmigen Mikrowellenraum 1 , der zwei grosse ebene Berandungen 2 und diese verbindende schmale Berandungen 3 hat. Die Berandungen sind elektrisch leitend oder sie sind mit einer leitenden Beschichtung versehen, so dass sie Mikrowellen reflektieren. Zumindest Teilflächen der grossen Berandungen 2 sind als Bratflächen 2' ausgebildet. Die Bratflächen 2' haben eine haftungsarme Oberfläche, so dass ein daran anliegendes Produkt 4 auch nach dem Rösten im wesentlichen rückstandsfrei entnehmbar ist.
Die Bratflächen 2' werden gegebenenfalls aus für Wärmestrahlung durchlässigem Material, gegebenenfalls aus Glas, gebildet, so dass die Wärmestrahlung direkt die Kontaktfläche bzw. Aussenfläche des Produktes 4 heizbar macht. Eine Glasplatte, insbesondere eine Ceranplatte, müsste mit einer elektrisch lei- - 1 4 -
tenden Schicht und gegebenenfalls mit einer haftungsarmen Schicht, insbesondere für Wärmestrahlung im wesentlichen transparentem Teflon, vorzugsweise aber transparentem PFA, beschichtet sein. Die elektrisch leitende Schicht könnte auch auf der vom Produkt abgewandten Aussenseite der Glasplatte ange- ordnet sein. Auf der Aussenseite könnte anstelle einer aufgedampften Metallschicht auch ein Drahtnetz als elektrisch leitende und für Wärmestrahlung durchlässige Schicht angeordnet werden. Die Kombination einer Wärmestrahlungsquelle mit einer Bratplatte, an der das Produkt nicht haftet und die Wärmestrahlen durchlässt, Mikrowellen aber reflektiert, ist sehr vorteilhaft. Wenn das Bratgut an einer solchen Bratplatte, insbesondere an einer Glasplatte, anliegt und die Strahlungsquelle eingeschaltet wird, so gelangt sofort Wärme ins Bratgut. Die Glasplatte wird auch erwärmt und ermöglicht nach kurzer Zeit auch ein Anbraten des bereits angewärmten Produktes. Ein derartiges Anbraten ist bei gefrorenen Produkten vorteilhaft.
Vorzugsweise wird aber eine Bratplatte verwendet, die von einer Heizvorrichtung Wärme aufnimmt und diese als Kontaktwärme an das Produkt abgibt. In der dargestellten Ausführungsform ist eine auswechselbare Aluminiumplatte, oder vorzugsweise eine antihaftende, nicht rostende und säurebeständige Edel- stahlplatte, als Bratplatte 2' vorgesehen. Die Bratplatte 2' ist mit einer Grundstruktur 5 verbunden. Auf der Grundstruktur ist eine Heizspirale 6 angeordnet, die Strahlungswärme über einen Abstandsbereich 7 an die Rückseite der Bratplatte 2' übertragbar macht. Die Grundstruktur 5 ist vorzugsweise aus keramischem Material gebildet. Es versteht sich von selbst, dass beliebige andere be- kannte Heizanordnungen zum Erhitzen der Bratplatten 2' eingesetzt werden können. Um die Temperatur jeder Bratplatte 2' auf einen gewünschten Wert bringen zu können, ist jeder Bratplatte 2' ein Temperatursensor 1 3 zugeordnet. Die Temperatursensoren 1 3 sind über Kabel 14 mit einer (nicht dargestellten) Steuerung verbunden.
Um den Abstand der Bratplatten 2' an das eingesetzte Produkt 4 anpassen zu können, ist zwischen den beiden Grundstrukturen 5 zumindest eine Führungsund vorzugsweise auch eine Pressvorrichtung angeordnet. Die Verbindung zwi- - 1 5 -
sehen den grossen und den schmalen Berandungen 2 und 3 ist so ausgebildet, dass in allen Lagen das Austreten von Mikrowellen verhindert wird. Im dargestellten Beispiel sind elektrische Kontaktstreifen 1 6 eingesetzt, wie sie etwa von Schaltkästen bekannt sind. Gegebenenfalls ist die Dichtung mit den Kontaktstreifen 1 6 so ausgeführt, dass die beiden Bratflächen 2' etwas aus ihrer parallelen Lage verschwenkbar sind. Dies ist bei Produkten vorteilhaft, deren grosse Aussenflächen nicht parallel ausgerichtet sind. Beim Pressen kann sich die gepresste Bratfläche 2' mittels einer kleinen Neigebewegung an die ihr zugewandte Oberfläche anpassen.
Die bevorzugte Dimensionierung des Mikrowellenraumes 1 und eines Einspeisbereiches 8 ist schematisch den Fig. 2 und 3 zu entnehmen. Der Mikrowellenraum 1 hat eine Längsausdehnung im Bereich von 20 bis 30 cm, vorzugsweise von im wesentlichen 25 cm, eine Querausdehnung im Bereich von 1 5 bis 30 cm, vorzugsweise von im wesentlichen 20 cm und eine Mächtigkeit, die im Bereich von 1 bis 7 cm liegt, vorzugsweise aber in diesem Bereich verstellbar ist. Zum Einspeisen der Mikrowellen ist ein Einspeisbereich 8 bzw. ein Hohlleiter mit einem Sender 9 vorgesehen, der zentral in der Längsrichtung des Mikrowellenraumes 1 an diesen anschliesst und sich über eine Länge im Bereich von 1 0 bis 20 cm, vorzugsweise von im wesentlichen 1 5 cm erstreckt. Die Breite des Einspeisbereiches 8 liegt etwas unter einem Drittel der Querausdehnung des Mikrowellenraumes 1 und weitet sich gegen diesen etwas auf.
Der Sender 9 gehört gemass Fig. 4 und 5 zu einem Magnetron 1 0, das Mikro- wellen mit einer Frequenz von 2.45 GHz erzeugt. Zur Kühlung des Magnetrons ist ein Ventilator 1 1 an diesem befestigt. Die Position des Senders 9, der Einspeisbereich 8 und der Mikrowellenraum 1 müssen so aufeinander und auf das Produkt abgestimmt sein, dass das Produkt an der gewählten Position optimal bzw. schnell und im wesentlichen homogen zubereitet wird. Um eine einfache Feinabstimmung zu ermöglichen, ist vorzugsweise ein verstellbares Abstimmelement zwischen Sender 9 und Produkt 4 angeordnet. Nebst dem Abstimmelement können auch Leit- oder Polarisationselemente eingesetzt werden. - 1 6 -
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Vorrichtung gemass Fig.1 schief gestellt ist. In der oben liegenden schmalen Berandung 3 ist eine Eintrittsöffnung 3a, in der unten liegenden schmalen Berandung 3 eine Austrittsöffnung 3b ausgebildet. Die Eintrittsöffnung 3a ist durch eine obere Ver- schlussfläche 1 5 verschliessbar. Im verschlossenen Zustand ist ein um die Eintrittsöffnung führender Kontaktstreifen 1 6 zwischen der oberen Verschlussfläche 1 5 und dem Berandungsbereich um die Eintrittsöffnung 3a festgepresst, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Berandungsbereich und der oberen Verschlussfläche 1 5 entlang des gesamten Kontaktstreifens 1 6 ge- währleistet ist. Diese ringförmig geschlossene, elektrisch leitende Verbindung ist nötig, um ein Austreten von Mikrowellen und lichtbogenartige Entladungen zu verhindern. Austretende Mikrowellen und Entladungen sind aus Sicherheitsgründen nicht tolerierbar und würden auch zu Energieveriusten führen. Das Öffnen und Schliessen der Eintrittsöffnung 3a erfolgt über eine obere Füh- rungs- und Betätigungseinrichtung 1 7. Bei offener Eintrittsöffnung 3a kann das
Produkt 4 aufgrund der Schwerkraft über eine Zuführfläche 1 8 in den Mikrowellenraum 1 rutschen.
Um das Produkt 4 im Mikrowellenraum 1 an der gewünschten Position zu hal- ten, ist ein Anschlagelement 1 9 aus nicht dielektrischem Material vorgesehen.
Sobald das Produkt 4 am Anschlagelement 1 9 anliegt, kann die obere Bratfläche 2' von oben gegen das Produkt 4 gepresst werden. Das Anschlagelement 1 9 ist etwa an einer unteren Verschlussfläche 20 befestigt, weiche die Austrittsöffnung 3b verschliessbar macht, und kann mit dieser aus dem Mikrowel- lenraum 1 herausgezogen werden. Im verschlossenen Zustand ist ein um die
Austrittsöffnung führender Kontaktstreifen 1 6 zwischen der unteren Verschlussfläche 20 und dem Berandungsbereich um die Austrittsöffnung 3b festgepresst, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Berandungsbereich und der unteren Verschlussfläche 20 entlang des gesamten Kon- taktstreifens 1 6 gewährleistet ist. Das Öffnen und Schliessen der Austrittsöffnung 3b erfolgt über eine untere Führungs- und Betätigungseinrichtung 21 . Bei offener Austrittsöffnung 3a und vom Produkt 4 abgehobenem Anschlagelement 1 9 kann das Produkt 4 aufgrund der Schwerkraft aus dem Mikrowellenraum 1 - 1 7 -
auf eine Weiterführungsfläche 22 rutschen. Bei dieser Lösung kann die Schwerkraft zur Beschickung und Entleerung des Mikrowellenraumes benützt werden. Zudem läuft eventuell frei werdende Flüssigkeit aus dem Mikrowellenraum ab.
Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung, bei der die untere Bratfläche 2' mit ihrer Grundstruktur 5 unter der oberen Bratfläche 2' schubladenartig bewegbar ist. Zur Führung dieser Bewegung ist eine Geradführung 23 ausgebildet. Im ausgezogenen Zustand wird von einer nicht dargestellten Auflegevorrichtung ein Produkt 4 an der gewünschten Position auf die untere Bratfläche 2' gelegt. Anschlie- ssend wird die untere Bratfläche 2' unter die obere Bratfläche 2' geschoben und dann die obere Bratfläche 2' mit den schmalen Berandungen 3 nach unten bewegt. Um die schmalen Berandungen 3 verläuft eine mit diesen verbundene λ/4-Dichtung 24. Diese λ/4-Dichtung 24 umfasst im Abstand λ/4, bzw. im Ab- stand eines Viertels der Mikrowellen-Wellenlänge von den schmalen Berandungen 3, den zentralen Bereich einer ringförmig um den Mikrowellenraum 1 verlaufenden, nach oben und in einem zur Bratfläche 2' parallelen Kontaktbereich 26 ausgebildeten Nut 25. Die Nuttiefe beträgt λ/4 und die Nutbreite λ/8. Die Distanz vom Nutzentrum zum äusseren Rand des Kontaktbereiches 26 ist wie- derum λ/4. Wenn nun der Kontaktbereich 26 auf einer mit der unteren Bratfläche 2' dicht verbundenen Auflagefläche 27 für den Kontaktbereich 26, bzw. die λ/4-Dichtung, aufliegt, wird der Mikrowellenraum 1 radial nach aussen mikrowellendicht abgeschlossen. Die λ/4-Dichtungen haben den Vorteil gegenüber den Kontaktstreifen 1 6, dass auch bei leicht beabstandeten Flächen ein mikro- wellendichter Abschluss möglich ist. Nach dem Zubereiten wird die untere
Bratfläche 2' mit dem Produkt 4 nach dem Abheben der oberen Bratfläche 2' ausgezogen. Im ausgezogenen Zustand wird das Produkt 4 von einer nicht dargestellten Entnahmevorrichtung weitergeführt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Dichtung zwischen den schmalen Berandungen 3 und der gegen die untere Bratfläche 2' pressbaren, oberen Bratfläche 2' als λ/4-Dichtung 24' ausgebildet. Das Anpressen der oberen Bratfläche 2' erfolgt über eine Pressfläche 28 einer (nicht eingezeichneten) - 1 8 -
Betätigungsvorrichtung, die über Federelemente 29 mit der Grundstruktur 5 der oberen Bratfläche 2' verbunden ist.
Es versteht sich von selbst, dass die λ/4-Dichtungen auch in konstruktiv ande- ren Anordnungen und mit anderen Vermassungen ausgebildet werden können.
Insbesondere kann in der Nut dielektrisches Material angeordnet werden, was die benötigten Masse um den Faktor 1 /Vε verkürzt. Um völlig dichte Verbindungen zu schaffen, werden zusätzlich elektrische Kontakte empfohlen, die von einem kleinen Strom durchflössen werden und vorzugsweise selbstreinigend sind.
Fig. 8 zeigt eine schachtelartige Vorrichtung, bei der ein Bodenteil 30 mit einer unteren Bratfläche 2' nach oben in einen bzw. nach unten aus einem Deckelteil 31 bewegbar ist. Um den Mikrowellenraum 1 zwischen diesen beiden Teilen mikrowellendicht abzuschliessen, ist eine λ/4-Dichtung 24' ausgebildet. Wenn der Bodenteil 30 vollständig aus dem Deckelteil 31 herausgezogen ist, kann eine nicht dargestellte Manipuliervorrichtung das Produkt auflegen oder entnehmen. Das Pressen der unteren Bratfläche 2' mit dem Produkt gegen die obere Bratfläche 2' erfolgt über eine Pressfläche 28 einer (nicht eingezeichneten) Be- tätigungsvorrichtung, die über Federelemente 29 mit der Grundstruktur 5 der unteren Bratfläche 2' verbunden ist.
Die Vorrichtung gemass Fig. 8 wird vorzugsweise so ausgebildet, dass die untere Bratplatte 2' unter der oberen Bratplatte 2' schubladenartig bewegbar ist. Dazu kann eine horizontale Geradführung gemass Fig. 7 eingesetzt werden. Im ausgezogenen Zustand wird ein Produkt 4 an der gewünschten Position auf die untere Bratplatte 2' gelegt. Anschliessend wird die untere Bratplatte unter die obere Bratplatte geschoben. Dann wird die untere Bratplatte 2' von einer Hebevorrichtung nach oben in einen haubenartigen Deckelteil mit der Einspeise- einheit für das Mikrowellenfeld bewegt. Anstelle der in Fig. 8 dargestellten λ/4-
Dichtung kann aber auch eine Ausführung mit einer am Deckelteil nach aussen stehenden, gegen innen offenen, Ringnut und vertikalen Randflächen der unteren Bratplatte eingesetzt werden. - 1 9 -
Die Hebevorrichtung umfasst eine Positioniervorrichtung, die vorzugsweise über einen verstellbaren oberen Anschlag bzw. Ausschalter an die jeweilige Produktedicke angepasste Bratplattenabstände einstellbar macht. Um zu gewährleisten, dass der Bratplattenabstand an beim Schmelzen tiefgefrorener Produkte auftretende Dickenänderungen anpassbar ist, wird eine Presseinrichtung, insbesondere mit Federelementen 29, vorgesehen. Dabei ist es zweckmä- ssig, wenn auch der Anpressdruck dieser Presseinheit entsprechend dem jeweiligen Produkt einstellbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die untere Bratplatte 2' lediglich auf ersten Trägern der horizontalen Geradführung aufgelegt und kann im eingefahrenen Zustand durch aufwärts bewegte zweite Träger der Hebevorrichtung von den ersten Trägern abgehoben werden. Zur Erzielung des gewünschten Press- effektes ist zwischen dem Hebeantrieb und den zweiten Trägern eine Federeinheit eingesetzt. Wenn nun die untere Bratplatte und deren Heizvorrichtung nicht miteinander verbunden sind, sondern lediglich von den Trägern miteinander bewegt werden, so kann die untere Bratplatte im ausgefahrenen Zustand ohne Heizvorrichtung abgehoben werden. Diese einfache Entnahme der Brat- platte ermöglicht es, diese mit kleinem Aufwand auszuwechseln und/oder zu reinigen.
Um auch die obere Bratplatte für Reinigungszwecke einfach zugänglich zu machen, ist der Deckelteil mit der oberen Bratplatte nach oben aufschwenkbar gelagert. Es versteht sich von selbst, dass in einer weiteren Ausführungsform auch die obere Bratplatte analog zur unteren ausgebildet sein kann, so dass auch diese einfach entnehmbar ist. Dazu wird die Berandung des Mikrowellenraumes in drei Teile aufgeteilt. Ein Mantelbereich mit vertikalen Berandungen und einer oberen und einer unteren λ/4-Dichtungs-Nut ist mit der Mikrowellen- einspeisung verbunden. Von unten und oben sind die Bratplatten mitsamt den
Heizvorrichtungen in den Mantelbereich einsetzbar und gewährleisten mit an die jeweilige λ/4-Dichtungs-Nut anliegenden Vertikalflächen die nötige Mikrowellendichtheit. Beide Bratplatten sind dann unabhängig von den Heizvorrich- - 20 -
tungen entnehmbar. Um Geschmacksverschleppungen zu vermeiden, wäre es möglich, für Produkte mit unterschiedlichen Würzungen, insbesondere mit oder ohne Zwiebeln bzw. Knoblauch, oder salzig bzw. süss, jeweils andere Heizplatten einzusetzen.
Ferner hat es sich gezeigt, dass abhängig vom jeweiligen Produkt beim Zubereiten Dampf und/oder Öl austritt. Der Dampf kondensiert an kühleren Flächen und bildet dabei Kondensflüssigkeit. Es wäre möglich, den Dampf abzuführen, was aber auch mit einem Wärmeverlust verbunden ist und eine aufwendige Abluftreinigung erfordert. Um dies zu verhindern, wird in einer bevorzugten
Ausführungsform eine Abfliess- und insbesondere Sammelanordnung für kondensierte Flüssigkeit und Öl ausgebildet. Eine einfache Lösung sieht in einem vorzugsweise kreissegmentförmigen Abtropfbereich der unteren Bratplatte kleine Durchtrittsöffnungen vor. Diese sind radial ausserhalb der Heizvorrichtung angeordnet, so dass die abtropfende Flüssigkeit in einem Sammelbehälter unter der Heizvorrichtung aufgefangen werden kann. Um ein gutes Zufliessen zum Abtropfbereich zu gewährleisten, ist die untere Bratplatte so behandelt, dass sie sich aufgrund der beim Braten zentralen Erwärmung innerhalb des Abtropfbereiches nach oben geringfügig bombiert.
Es hat sich nun gezeigt, dass bei Zubereitungsvorrichtungen mit einer genügend hohen Wärmeleistung auch das Abführen und Reinigen von Abluft vorteilhaft eingesetzt werden kann. Dazu wird eine Zirkulationsvorrichtung vorgesehen, die im Saug- oder Blasbetrieb Luft vom Bereich um den Mikrowellenraum oder Luft aus dem Mikrowellenraum durch eine Reinigungsvorrichtung führt.
Wenn eine Luftzirkulation durch den Mikrowellenraum vorgesehen wird, so müssen die Ein- und die Austrittsöffnung luftdurchlässig und mikrowellendicht sein, was beispielsweise mit einem Drahtgitter an den Mündungsöffnungen des Luftkanalsystems bzw. an den Berandungsbereichen des Mikrowellenraumes erzielbar ist. Wenn die Luft lediglich ausserhalb des Mikrowellenraumes zirkuliert, so sollte beim Öffnen des Mikrowellenraumes und bei der Entnahme der zubereiteten Portion die geruchsbelastete Abluft möglichst vollständig einer Reinigungsvorrichtung zugeführt werden. - 21 -
Die Reinigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise einen austauschbaren Filter bzw. eine Filtermatte. Der Filter hält grössere Partikel und/oder gut haftende Anteile der Abluft zurück. Gegebenenfalls wird die Abluft durch eine Kondensa- tionsvorrichtung geführt, um den kondensierbaren Anteil der Abluft in der Form von Kondensat zu sammeln und entsorgen zu können. Es wäre auch denkbar, die Abluft durch eine Waschvorrichtung zu führen, was aber meist mit grossem Aufwand verbunden ist. Es hat sich nun gezeigt, dass mit einem Absorberwirkstoff, der mit der Abluft in Kontakt gebracht wird, gute Reinigungseffekte er- zielbar sind, insbesondere kann die Geruchsemission wesentlich reduziert werden. Der Absorberwirkstoff ist vorzugsweise fettlösend und insbesondere temperaturbeständig bis zu Temperaturen von 280° C. Gegebenenfalls umfasst der Absorberwirkstoff katalytische und/oder keimhemmende Bestandteile. Wenn der Absorberwirkstoff in flüssiger Form vorliegt, so wird dieser von einer Sprüh- bzw. Vernebelungsvorrichtung in den Abluftstrom eingebracht.
Die bereits erwähnte Steuerung soll auch den Bratplattenabstand und gegebenenfalls den Anpressdruck beim Braten einstellbar machen. Um den Bratvorgang für verschiedene Produkte mit kleinem Aufwand optimal durchführen zu können, umfasst die Steuerung vorzugsweise eine Speichereinheit zum Speichern von Soll-Parameter-Sets. Nach dem Ermitteln der optimalen Parameter für ein ganz bestimmtes, vorgegebenes Proukt, beispielsweise für die Bratzeiten, Brattemperaturen, den Plattenabstand und die Mikrowellenzeiten, werden diese in der Speichereinheit abgelegt und sind zum Zubereiten für eben dieses spezielle Produkt durch einen einzigen Tastendruck abrufbar.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Produkt von einer Zuführ- und Weiterleitvorrichtung 32, gegebenenfalls mit schwenkbaren Transportbändern, zum Mikrowellenraum 1 und von diesem weg förderbar ist. Beim aufeinander- folgenden Zubereiten von Produkten mit unterschiedlichen Würzungen, insbesondere mit oder ohne Zwiebeln bzw. Knoblauch, oder salzig bzw. süss, muss ein Verschleppen von Geschmacksträgern verhindert werden. Da die Bratflächen 2' im Mikrowellenraum nicht gut reinigbar sind, wurde eine Lösung ent- - 22 -
wickelt, bei der Bänder 33 über die Bratflächen geführt sind. Die Bänder 33 sind mit antihaftendem Material, wie etwa Teflon, beschichtet, oder aus diesem gebildet und werden von je einer Bandführungsvorrichtung 34 gehalten. Es ist möglich, diese Bänder 33 mit jeder Produktzubereitung um eine Produktlän- ge weiterzuführen und im Bereich ausserhalb des Mikrowellenraumes eine Reinigung durchzuführen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, jeder Würzung einen Bandbereich zuzuordnen, der dann entsprechend dem gewünschten Produkt im Mikrowellenraum 1 auf den Bratflächen 2' positioniert wird, bevor das Produkt 4 zugeführt wird. Zum Zuführen oder Entnehmen eines Produktes 4 wird die der Weiterleitvorrichtung 32 zugewandte schmale Berandung 3 zur
Freigabe des Mikrowellenraum-Zuganges wegbewegt. Die schmalen Berandungen 3 sind mittels λ/4-Dichtungen 24' mikrowellendicht mit der oberen und der unteren Bratfläche verbunden, wobei zur Durchführung der Bänder 33 Spaltbereiche frei bleiben.
Fig. 1 0 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Pizza, bzw. ein Produkt 4' mit einer unebenen Oberseite, auf einer unteren Bratplatte 2' aufliegt und von oben kontaktfrei durch Strahlungswärme gebräunt wird. Die Strahlungswärme stammt von einem Strahlungswärmeelement, wie etwa einer Heizspirale 6. Um die Heizspirale 6 vor einer Beschmutzung durch aus dem Produkt 4' austretende Stoffe zu schützen, wird unter der Heizspirale 6 eine Abdeckplatte 1 02 angeordnet. Die Abdeckplatte 102 besteht aus für Wärmestrahlungs durchlässigem Material, gegebenenfalls aus Glas bzw. Glaskeramik, so dass die Wärmestrahlung direkt die unebene Oberseite des Produktes 4' heizbar macht. Um den Mikrowellenraum bei der Abdeckplatte 102 zu begrenzen, müsste die Glasbzw. Ceranplatte mit einer elektrisch leitenden Schicht beschichtet sein. Die elektrisch leitende Schicht könnte auch auf der vom Produkt abgewandten Aussenseite der Glasplatte angeordnet sein. Auf der Aussenseite könnte anstelle einer aufgedampften Metallschicht auch ein Drahtnetz als elektrisch leitende und für Wärmestrahlung durchlässige Schicht angeordnet werden. Weil die
Strahlungswärmequelle bzw. deren Abdeckplatte 1 02 nicht an das Produkt 4' angepresst wird, kann auf eine λ/4-Dichtung zwischen den schmalen Berandungen 3 und der Strahlungswärmequelle verzichtet werden. Über den schma- - 23 -
len Berandungen 3 ist eine Auflagehalterung 103 mit einem unteren Auflagerand 1 03a für die Abdeckplatte 102 und einem oberen Auflagerand 103b für eine Tragplatte 1 28 angeordnet. An der Tragplatte 1 28 sind die Strahlungswärmequelle bzw. die Heizspirale 6 befestigt. Für Reinigungs- und Wartungs- zwecke können die Tragplatte 1 28 mit der Heizspirale 6 und die Abdeckplatte
1 02 einfach entnommen werden.
Die untere Bratplatte 2' ist wie bei der Ausführung gemass Fig. 7 schubladenartig bewegbar und wird im eingeschobenen Zustand über eine λ/4-Dichtung 24 mit der vertikal bewegbaren schmalen Berandung 3 mikrowellendicht verbunden.
Es versteht sich von selbst, dass die anhand verschiedener Beispiele beschriebenen Merkmale auch beliebig anders kombinierbar sind.

Claims

- 24 -Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Zubereiten von Nahrungsmittel-Portionen (4), mit einem Mikrowellenraum ( 1 ), in dem eine Portion (4) erhitzbar ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest ein Teil wenigstens einer - vorzugsweise der unteren - Berandung (2) des Mikrowellenraumes ( 1 ) als Bratfläche (2') ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikro- wellenraum ( 1 ) schichtförmig ist und dabei zwei grosse Berandungen (2) sowie diese verbindende schmale Berandungen (3) aufweist, wobei gegebenenfalls im Bereich der oberen Berandung eine Strahlungswärmequelle angeordnet ist, vorzugsweise aber einander zugewandte Teilflächen der beiden grossen Berandungen (2) - gegebenenfalls aber auch die schmalen Berandungen (3) - als Bratflächen (2') ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den beiden Bratflächen (2') verstellbar und/oder die Temperatur der beiden Bratflächen (2') unabhängig voneinander regelbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellenraum ( 1 ) und eine Einspeisvorrichtung (8,9) mit einem Magnetron ( 10) so ausgelegt sind, dass eine Monomod-Mikrowellenstruktur erzielbar ist, bzw. dass der Mikrowellenraum ( 1 ) mit der Portion (4) für die verwendete Wellenlänge nur wenige Resonanzen hat.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellenraum ( 1 ) eine Längsausdehnung im Bereich von 20 bis 30 cm, vorzugsweise von im wesentlichen 25 cm, eine Querausdehnung im
Bereich von 1 5 bis 30 cm, vorzugsweise von im wesentlichen 20 cm und eine Mächtigkeit hat, die im Bereich von 1 bis 7 cm liegt, vorzugsweise aber in diesem Bereich verstellbar ist. - 25 -
6. Vorrichtung- nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einspeisen der Mikrowellen ein Zuführbereich (8) bzw. ein Hohlleiter mit einem Magnetron ( 1 0), vorzugsweise mit einer Frequenz von 2.45 GHz, vorgese- hen ist, der zentral in der Längsrichtung des Mikrowellenraumes (1 ) an diesen anschliesst und sich über eine Länge im Bereich von 1 0 bis 20 cm, vorzugsweise von im wesentlichen 1 5 cm erstreckt, wobei die effektive Wärmeleistung variierbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Bratfläche (2'), vorzugsweise auswechselbar, an einer Grundstruktur (5) befestigt ist, die auch eine Heizvorrichtung (6), insbesondere eine Strahlungs-Wärmequelle trägt, wobei die Wärme von der Heizvorrichtung (6) durch die Bratfläche (2') zur beim Zubereiten daran anliegenden Nahrungsmittel-Portion (4) gelangt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bratfläche (2) für Wärmestrahlung durchlässig ist, eine haftungsarme Oberfläche hat und Mikrowellen reflektiert, wobei sie vorzugsweise aus Glas gebildet ist, das gegen den Mikrowellenraum ( 1 ) mit einer für Wärmestrahlung im wesentlichen transparenten Antihaft-Beschichtung und gegebenenfalls auf der davon abgewandten Seite mit einer für Wärmestrahlung im wesentlichen transparenten, elektrisch leitenden Schicht, oder einem Drahtnetz versehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Steuerung umfasst, welche die Mikrowellen bzw. das Magnetron ( 10) und die Heizvorrichtung (6) jeder Bratfläche (2') ein- und ausschaltbar macht.
1 0. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abführen und Reinigen von Abluft eine Zirkulationsvorrichtung vorgesehen ist, die im Saug- oder Blasbetrieb Luft vom Bereich um - 26 -
den Mikrowellenraum oder Luft aus dem Mikrowellenraum durch eine Reinigungsvorrichtung führbar macht, wobei die Reinigungsvorrichtung einen austauschbaren Filter bzw. eine Filtermatte und/oder eine Sprüh- bzw. Ver- nebelungsvorrichtung, die der Abluft eine Absorber- bzw. geruchsneutrali- sierende Flüssigkeit zuführbar macht, umfasst.
1 . Verfahren zum Zubereiten von Nahrungsmittel-Portionen (4), bei dem eine Erwärmung mittels Mikrowellen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Randfläche der Portion (4) während der Mikrowelleneinwirkung mit einer Bratfläche (2') in Kontakt ist, während eine gegenüberliegende Randfläche der Portion mit einer weiteren Bratfläche (2') in Kontakt ist oder von einer Strahlungswärmequelle erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speisung des Magnetrons ( 10) zum Erzeugen der Mikrowellen und die Speisung der
Heizvorrichtungen (6) zum Eintragen von Wärme an mindestens einer Bratfläche (2') oder von der Strahlungswärmequelle alternierend eingeschaltet werden, wobei vorzugsweise während einer initialen, und insbesondere während einer abschliessenden, Phase die Heizvorrichtungen (6), nach der initialen Phase jedoch das Magnetron ( 1 0) gespiesen werden.
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