EP1253382B1 - Garverfahren und Gargerät mit automatischer Garguterkennung - Google Patents

Garverfahren und Gargerät mit automatischer Garguterkennung Download PDF

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EP1253382B1
EP1253382B1 EP02009510A EP02009510A EP1253382B1 EP 1253382 B1 EP1253382 B1 EP 1253382B1 EP 02009510 A EP02009510 A EP 02009510A EP 02009510 A EP02009510 A EP 02009510A EP 1253382 B1 EP1253382 B1 EP 1253382B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
food
cooking
variable
cooking process
cellular
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02009510A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1253382A1 (de
Inventor
Peter Wiedemann
Peter Kohlstrung
Pascal Gluck
Stefan Wagner
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.)
Rational AG
Frima SA
Original Assignee
Rational AG
Frima SA
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
Application filed by Rational AG, Frima SA filed Critical Rational AG
Publication of EP1253382A1 publication Critical patent/EP1253382A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1253382B1 publication Critical patent/EP1253382B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings
    • F24C15/102—Tops, e.g. hot plates; Rings electrically heated
    • F24C15/105—Constructive details concerning the regulation of the temperature

Definitions

  • the invention relates to a cooking method, in particular for cooking, grilling, frying, frying and / or steaming, in which food to be cooked on or in a food support with a cooking surface, the a plurality of each heatable via at least one heating element cell-like sections comprises, arranged and under the control and / or regulation of at least one of the heating elements is cooked; and a cooking appliance with a cooking surface of a food support, the one Variety of cell-like sections, each cell-like section at least a heating element, which is connected to a control and / or regulating device, to Carrying out a cooking process according to the invention.
  • a cooking process sensor is known, at least partially, namely with its pike-like tip, can be inserted into a food, with the top more spatially separated sensors for recording temperature and / or humidity values may include. About the time course of the recorded temperature or humidity values then specific Gargut- and / or cooking appliance sizes can be determined, which in turn used for cooking process control.
  • a cooking process probe to be inserted in the food is primarily for cooking appliances, which are designed as Kombigartechnik, ie working with hot air and / or steam, while, in particular, in the preparation of stir-fried foods, such as rice pudding, or scrambled eggs, or goulash, when preparing it first a searing of meat takes place and then liquid is added for steaming, but with disadvantages Afflicted is to insert a cooking process sensor in food.
  • Garprozeßferler can only be inserted in food, which is a substantially have solid consistency, they interfere with, for example, stirring and allow only a very selective state determination of food.
  • DE 197 18 399 A1 discloses a cooking appliance, with a measuring device for recording of at least one cooking state quantity whose value changes in the course of a cooking process, a cooking process depending on the cooking state size and / or a derivative same to lead after the time. In particular, it becomes dependent on the particular derivative values the time determines at which phase change of a cooking process to initiate is.
  • the controller for example, a heater in a cooking appliance, for grilling over a GarSullivansdorf and / or their derivative has, inter alia, the disadvantage that the Grilling usually not the entire heated cooking surface is covered with food and thus a part the applied energy is not used during the cooking process.
  • WO 85/05528 a generic cooking appliance with a grill surface is known which by arranging a plurality of individually controllable via a microprocessor Heating elements is divided into a plurality of segments and thus to perform a generic method is suitable. Nominal values can be set via an input unit for temperature, volume time and the like are input to a microprocessor, in which then takes place a comparison with corresponding, detected actual values to the To be able to selectively control individual heating elements.
  • a disadvantage of this cooking appliance is that a user inputs undefined values for a feed, so that a unwanted, areawise vaporization of liquid, area firing of Solid substances and the like is still inevitable.
  • a microwave oven in which the microwave irradiation controlled in dependence on a detected physical quantity of food to be cooked, which can be determined by the shape, the weight and / or the temperature of the food, wherein the food is at least rotated to detect said physical amount in the oven must become.
  • WO 95/16334 discloses a cooking method in which temperature signals from a subregion a cooking zone, and from this a determination of the temperature as well thermal load of the entire cooking zone is determined to increase the energy input to the To control Garzone. Determining the temperature of the entire cooking zone from the one However, subrange is subject to large errors, especially if the distance between the heat source and the cooking zone is large.
  • EP 0 831 675 A1 discloses a ceramic cooking plate with from the underside of the hotplate spaced heating resistors distributed over the entire surface of the heating field available. Below the heating resistors are a variety of transmitters and detectors for electromagnetic or acoustic waves attached, with which the expansion of a placed on the hob cooking vessel with the help of the bottom side reflected waves can be determined exactly. Corresponding to the determined extent of the floor area of the cooking vessel, the present below this floor surface heating resistors targeted be controlled. With this embodiment, it is no longer necessary, the occupancy a ceramic hob with magnetic detectors always on the use was dependent of magnetizable cooking vessels to fall back.
  • US-A-5 183 996 discloses a cooking appliance, in which for each section a weight sensor is provided.
  • Object of the present invention is therefore to the generic cooking method and the generic cooking appliance develop such that the disadvantages of the prior art be overcome.
  • the cooking of the relevant object is achieved in that the Covering the cell-like sections with food to be cooked is automatically detected by detection at least the resistors, in particular internal resistances, the heating elements with at least a device for determining the resistances and / or the temperature of the cell-like sections with at least one temperature sensor per cell-like section in operative connection with a control and / or regulating device, and in dependence on the Gargutbedeckung the cell-like sections, the cooking process is performed.
  • At least a first size of the product to be cooked such as the surface temperature, the thermal conductivity, the energy input, the moisture content, the surface condition, the contour, the Volume, density, browning, crusting, consistency, weight and / or the Gargutart, at least one derivative of the first Gargutionat after the time each cell-like portion, the load and / or optical characteristics is determined or be.
  • the invention proposes that by means of a cooking process sensor, preferably at least partially in the food to be cooked, at least a second Gargutacious, in particular the core temperature, the density, the type of food, the degree of ripeness, the pH Value, the pasteurization factor, the consistency, the juiciness, the smell, the taste, the quality, the browning, the crusting, the degree of protein swelling, the vitamin degradation, the development of carcinogenic substances, hygiene and / or thermal conductivity, and / or at least a time derivative of the second Gargutacious after the time is determined or will be.
  • a cooking process sensor preferably at least partially in the food to be cooked, at least a second Gargutacious, in particular the core temperature, the density, the type of food, the degree of ripeness, the pH Value, the pasteurization factor, the consistency, the juiciness, the smell, the taste, the quality, the browning, the crusting, the degree of protein swelling, the vitamin degradation, the development of carcinogenic substances, hygiene and / or
  • the first Gargutying, the derivative of the first Gargutying, the second Gargutest and / or the derivative of the second Gargutying with at least one stored third Gargutificat and / or at least one entered fourth Gargutados is or will be compared, and depending on the result the comparison the cooking process is performed.
  • first Garguty, the derivation of the first Garguty, the second Gargutest and / or the derivative of the second Gargutying especially as Function of the time, as a third Gargutacious is or will be saved.
  • the fourth Gargutty entered by a user is stored, in particular as a function of time.
  • the invention also proposes that at least one instruction to a user depending on at least one detected resistance of a detected temperature and / or a specific first, second, third and / or fourth cooking product size for guiding of the cooking process is issued.
  • the cooking appliance relating to the object is achieved by at least one device for determination the resistors, in particular internal resistances, the heating elements and / or at least a temperature sensor per cell-like section in operative connection with the Control and / or regulating device.
  • Another object of the invention is achieved by a weight sensor and / or an optical detection unit for each cell-like portion operatively connected to Control and / or regulating device.
  • the invention can also be characterized by an at least partial thermal Isolation of the individual cell-like sections from each other.
  • Embodiments of the invention may be characterized in that the control and / or Control device in operative connection with at least one cooking process sensor, the at least partially insertable into a food, a storage unit, an input unit, a display unit and / or an output unit is, in particular self-learning To control cooking methods and / or to regulate.
  • the food support is tiltable.
  • the invention proposes that the food support by means of a lid, preferably airtight, closable.
  • the invention is thus based on the surprising finding that food is automatically cooked recognizable on a cooking surface and the energy supply to this food depends on the detected Gargutart and Gargutposition is adjustable, so that, for example, the meat-crickets only pieces of meat are heated while the rest of the cooking surface remains substantially cold, so that evaporation of escaping from the pieces of meat juice and a burn is substantially avoided by sloping solid particles on the cooking surface.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a part of a cooking appliance 1 according to the invention with a smart Cooking surface 100, which allows cooking by the method according to the invention.
  • the cooking appliance 1 comprises a food support 10 with a cooking surface 100, which in turn is divided into individual cell-like sections or cells 101 to 114.
  • the subdivision of the cooking surface 100 is achieved in that each cell 101 to 114 in thermal Contact with a heating element 2 is, while the cooking surface 100 is a forms closed surface.
  • the heating elements 2 are essentially in direct contact arranged with the cooking surface 100 at the bottom thereof.
  • every cell has 101 to 114, a weight sensor 3 and an optical detection unit 4, consisting of a source for emission of electromagnetic radiation and a detector for detection of the food to be scattered and / or reflected radiation.
  • each cell 101 to 114 comprises corresponding elements.
  • alternative embodiment may be provided that the cells mechanically separated from each other, even isolated from each other, are formed, for example, a weight determination to allow separate for each cell.
  • On the cooking surface 100 is a food to be cooked 6, in the form of a steak, in which at least partially a cooking process sensor 5 is inserted.
  • the cooking process sensor 5, the optical detection units 4, the weight sensors 3, the heating elements 2 and a device, not shown, for determining the (internal) resistors the heating elements 2, preferably all cells 101 to 114, are connected to a not shown Control and / or regulating unit connected.
  • This control and / or regulating unit is again with a memory unit (not shown), an input unit (not shown) and an output unit (not shown).
  • Control unit can be prevented, that it partially to a burning of food comes. Because there is significant in an area where burning is imminent or already taking place The heat transfer into the food changes, resulting in a change the resistance of the affected heating elements 2 and in a change of the over the Weight sensors 3 detected weight due to the locally different moisture content of the food to be cooked, can specifically reduce the heating locally and / or over the Output unit, the request is issued to the user to stir the food or to be taken.
  • the change in the heat transfer can also by a Change of a recorded over a temperature sensor, not shown, temperature profile for each cell.
  • a thinning of the cooking surface 100 can be prevented and at the same time ensuring a perfect cooking result.
  • the determined by the control unit and / or by a user via the input unit Entered Gargutieren be preferred, especially as a function of time stored in the storage unit.
  • the control and / or regulating unit recognizes tendencies, such as B. the burning of food, and leads early counter-regulation of Cooking process through, or gives about the output unit corresponding instructions to the User.
  • the cooking appliance 1 according to the invention is thus self-learning.
  • a cooking process and a cooking process using this Cooking device provided a satisfactory cooking result through an intelligent scheme single cells into which the cooking surface is divided, including comparison of current ones Gargutestn with stored Gargutestn, guaranteed, with an additional energy savings achieved and contamination of the cooking surface is reduced.

Landscapes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Garverfahren, insbesondere zum Kochen, Grillen, Braten, Frittieren und/oder Dünsten, bei welchem Gargut auf oder in einem Gargutträger mit einer Garfläche, die eine Vielzahl von jeweils über zumindest ein Heizelement beheizbaren zellenartigen Abschnitte umfaßt, angeordnet und unter Steuerung und/oder Regelung zumindest eines der Heizelemente gegart wird; und ein Gargerät mit einer Garfläche eines Gargutträgers, die eine Vielzahl von zellenartigen Abschnitten umfaßt, wobei jeder zellenartige Abschnitt zumindest ein Heizelement aufweist, das mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist, zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Garverfahrens.
Es sind Gargeräte bekannt, bei denen über zumindest einen Sensor, der in ein Gargut einsteckbar ist, spezifische Gargutgrößen aus aufgenommenen Meßwerten bzw. deren zeitlichem Verlauf zur Garprozeßsteuerung bzw. -regelung bestimmt werden, insbesondere um verschiedene Phasen eines Garprozeßverlaufs einzuleiten.
So ist aus der DE 299 23 215 U1 ein Garprozeßfühler bekannt, der zumindest teilweise, nämlich mit seiner spießartigen Spitze, in ein Gargut einsteckbar ist, wobei die Spitze mehrere räumlich getrennt angeordnete Sensoren zur Aufnahme von Temperatur- und/oder Feuchtewerten umfassen kann. Über den zeitlichen Verlauf der erfaßten Temperatur- bzw. Feuchtewerte können dann spezifische Gargut- und/oder Gargerätegrößen bestimmt werden, die wiederum zur Garprozeßsteuerung verwendet werden.
Die Verwendung eines in Gargut einzusteckenden Garprozeßfühlers ist vorrangig für Gargeräte, die als Kombigargeräte ausgeführt sind, also mit Heißluft und/oder Dampf arbeiten, vorteilhaft, während es insbesondere bei der Zubereitung von Rührspeisen, wie Milchreis, oder Rührei, oder von Goulasch, bei dessen Zubereitung zunächst ein Anbraten von Fleisch erfolgt und anschließend Flüssigkeit zum Dünsten zugegeben wird, jedoch mit Nachteilen behaftet ist, einen Garprozeßfühler in Gargut einzustecken. Zusätzlich dazu, daß die bekannten Garprozeßfühler nur in Gargüter eingesteckt werden können, die eine im wesentlichen feste Konsistenz aufweisen, wirken sie störend beispielsweise bei Rührvorgängen und ermöglichen nur eine sehr punktuelle Zustandsbestimmung von Gargut.
Die DE 197 18 399 A1 offenbart ein Gargerät, mit einer Meßeinrichtung zum Aufnehmen von zumindest einer Garzustandsgröße, deren Wert sich im Laufe eines Garprozesses ändert, um einen Garprozeß in Abhängigkeit von der Garzustandsgröße und/oder einer Ableitung derselben nach der Zeit zu führen. Insbesondere wird in Abhängigkeit der bestimmten Ableitungswerte der Zeitpunkt bestimmt, an welchem ein Phasenwechsel eines Garprozesses einzuleiten ist.
Die Steuerung, beispielsweise einer Heizeinrichtung in einem Gargerät, zum Grillen über eine Garzustandsgröße und/oder deren Ableitung weist unter anderem den Nachteil auf, daß beim Grillen meist nicht die gesamte beheizte Garfläche mit Gargut belegt ist und somit ein Teil der aufgebrachten Energie während des Garprozesses nicht genutzt wird. Darüber hinaus führt die Beheizung der gesamten Garfläche beim Grillen von Fleisch dazu, daß Saft, der aus dem Fleisch austritt, so stark erhitzt wird, daß er zum Teil verdampft, während andere, im wesentlichen feste Bestandteile des Fleisches an der Garfläche anbrennen bzw. sich in diese einbrennen.
Ferner weisen herkömmliche Garflächen den Nachteil auf, daß ihnen eine hohe Trägheit im thermischen Verhalten eigen ist, so daß eine Regelung des Garprozesses in engen Temperaturgrenzen erschwert ist.
In der WO 85/05528 ist ein gattungsgemäßes Gargerät mit einer Grillfläche bekannt, welche durch die Anordnung einer Vielzahl von individuell über einen Mikroprozessor ansteuerbaren Heizelementen in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt ist und somit zum Durchführen eines gattungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Über eine Eingabeeinheit können Soll-Werte für Temperatur, Volumengarzeit und dergleichen in einen Mikroprozessor eingegeben werden, in dem dann ein Vergleich mit entsprechenden, erfaßten Ist-Werten stattfindet, um die einzelnen Heizelemente gezielt ansteuern zu können. Nachteilig bei diesem Gargerät ist jedoch, daß ein Benutzer Soll-Werte für eine Beschickung undifferenziert eingibt, so daß ein unerwünschtes, bereichsweises Verdampfen von Flüssigkeit, bereichsweises Einbrennen von festen Substanzen und dergleichen noch stets unvermeidbar ist.
Aus der US 6,172,348 B 1 ist ein Mikrowellenofen bekannt, bei dem die Mikrowellenbestrahlung in Abhängigkeit von einer erfaßten physikalischen Menge an Gargut gesteuert wird, die bestimmt sein kann durch die Form, das Gewicht und/oder die Temperatur des Garguts, wobei das Gargut zur Erfassung besagter physikalischer Menge im Garraum zumindest gedreht werden muß.
Auch aus der US 5,478,987 ist ein Mikrowellenofen bekannt, bei dem eine Zuordnung von Gargut in eine von zwei Gruppen in Abhängigkeit von dem Ausgabewert eines Alkoholsensors, eines Gassensors, sowie Fotosensoren zur Erkennung der Form eines auf einem Drehteller abgestellten Gefäßes stattfindet.
Beispielsweise aus der US 6,022,572 ist ein Garverfahren bekannt, bei dem die Bestimmung des Gewichts eines Gargutes stattfindet.
Auch bei dem Garverfahren der EP 0 464 925 A1 wird die Belastung einer Heizplatte mit Gargut erfaßt, um den Betrieb der Heizplatte gezielt ansteuern zu können.
Die WO 95/16334 offenbart ein Garverfahren, bei dem Temperatursignale aus einem Unterbereich einer Garzone erfaßt werden, und daraus eine Bestimmung der Temperatur sowie thermischen Belastung der gesamten Garzone ermittelt wird, um die Energiezufuhr zu der Garzone zu steuern. Die Bestimmung der Temperatur der gesamten Garzone aus der eines Unterbereichs ist jedoch mit großen Fehlern behaftet, insbesondere wenn der Abstand zwischen der Wärmequelle und der Garzone groß ist.
Die EP 0 831 675 A1 offenbart eine keramische Kochplatte mit von der Unterseite der Kochplatte beabstandeten Heizwiderständen, die über die gesamte Fläche des Heizfeldes verteilt vorliegen. Unterhalb der Heizwiderstände sind eine Vielzahl an Sendern und Detektoren für elektromagnetische oder akustische Wellen angebracht, mit denen sich die Ausdehnung eines auf dem Kochfeld aufgesetzten Gargefäßes mit Hilfe der bodenseitig reflektierten Wellen exakt bestimmen lässt. Korrespondierend zu der festgestellten Ausdehnung der Bodenfläche des Gargefäßes können die unterhalb dieser Bodenfläche vorliegenden Heizwiderstände gezielt angesteuert werden. Mit dieser Ausführungsform ist es nicht mehr erforderlich, die Belegung eines keramischen Kochfeldes mit magnetischen Detektoren, die stets auf die Verwendung von magnetisierbaren Gargefäßen angewiesen war, zurückgreifen zu müssen.
US-A-5 183 996 offenbart ein gargerät, bei dem für jeden Abschnitt ein Gewichtssensor vorgesehen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Garverfahren und das gattungsgemäße Gargerät derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden.
Die das Garverfahren betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bedeckung der zellenartigen Abschnitte mit Gargut automatisch erkannt wird durch Erfassung zumindest der Widerstände, insbesondere Innenwiderstände, der Heizelemente mit zumindest einer Einrichtung zur Bestimmung der Widerstände und/oder der Temperatur der zellenartigen Abschnitte mit zumindest einem Temperatursensor pro zellenartigem Abschnitt in Wirkverbindung mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, und in Abhängigkeit von der erkannten Gargutbedeckung der zellenartigen Abschnitte das Garverfahren geführt wird.
Dabei kann vorgesehen sein, daß zur Erkennung der Gargutbedeckung der zellenartigen Abschnitte, zumindest eine erste Gargutgröße, wie die Oberflächentemperatur, die Wärmeleitfähigkeit, der Energieeintrag, der Feuchtegehalt, die Oberflächenbeschaffenheit, die Kontur, das Volumen, die Dichte, die Bräunung, die Krustenbildung, die Konsistenz, das Gewicht und/oder die Gargutart, zumindest eine Ableitung der ersten Gargutgröße nach der Zeit jedes zellenartigen Abschnitts, die Belastung und/oder optische Charakteristiken bestimmt wird bzw. werden.
Ferner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mittels eines Garprozeßfühlers, der vorzugsweise zumindest teilweise in das Gargut einsteckbar ist, zumindest eine zweite Gargutgröße, insbesondere die Kerntemperatur, die Dichte, die Gargutart, der Reifegrad, der pH Wert, der Pasteurisationsfaktor, die Konsistenz, die Saftigkeit, der Geruch, der Geschmack, die Qualität, die Bräunung, die Krustenbildung, der Grad der Proteinaufquellung, der Vitaminabbau, die Entstehung karzinogener Substanzen, die Hygiene und/oder die Wärmeleitfähigkeit, und/oder zumindest eine zeitliche Ableitung der zweiten Gargutgröße nach der Zeit bestimmt wird bzw. werden.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß, daß der Garverlauf, insbesondere über die Heizelemente der einzelnen zellenartigen Abschnitte oder Gruppen derselben, in Abhängigkeit von der ersten Gargutgröße, der Ableitung der ersten Gargutgröße, der zweiten Gargütgroße und/oder der Ableitung der zweiten Gargutgröße gesteuert und/oder geregelt wird.
Dabei kann vorgesehen sein, daß von einem Gargut zumindest teilweise überdeckte zellenartige Abschnitt zu einer Gruppe zusammengefaßt werden.
Ferner wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die erste Gargutgröße, die Ableitung der ersten Gargutgröße, die zweite Gargutgröße und/oder die Ableitung der zweiten Gargutgröße mit zumindest einer gespeicherten dritten Gargutgröße und/oder zumindest einer eingegebenen vierten Gargutgröße verglichen wird bzw. werden, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs das Garverfahren geführt wird.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die erste Gargutgröße, die Ableitung der ersten Gargutgröße, die zweite Gargutgröße und/oder die Ableitung der zweiten Gargutgröße, insbesondere als Funktion der Zeit, als eine dritte Gargutgröße gespeichert wird bzw. werden.
Auch kann vorgesehen sein, daß die vierte Gargutgröße von einem Benutzer eingegeben und gespeichert wird, insbesondere als Funktion der Zeit.
Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß zumindest eine Anweisung an einen Benutzer in Abhängigkeit von zumindest einem erfaßten Widerstand einer erfaßten Temperatur und/oder einer bestimmten ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Gargutgröße zum Führen des Garverfahrens ausgegeben wird.
Die das Gargerät betreffende Aufgabe wird gelöst durch zumindest eine Einrichtung zur Bestimmung der Widerstände, insbesondere Innenwiderstände, der Heizelemente und/oder zumindest einen Temperatursensor pro zellenartigem Abschnitt in Wirkverbindung mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung.
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch einen Gewichtssensor und/oder eine optische Detektionseinheit für jeden zellenartigen Abschnitt in Wirkverbindung mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung.
Die Erfindung kann ferner gekennzeichnet sein durch eine zumindest teilweise thermische Isolierung der einzelnen zellenartigen Abschnitte voneinander.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen können dadurch gekennzeichnet sein, daß die Steuerund/oder Regeleinrichtung in Wirkverbindung mit zumindest einem Garprozeßfühler, der zumindest teilweise in ein Gargut einsteckbar ist, einer Speichereinheit, einer Eingabeeinheit, einer Anzeigeeinheit und/oder einer Ausgabeeinheit steht, insbesondere um selbstlernend Garverfahren zu steuern und/oder zu regeln.
Ferner kann vorgesehen sein, daß der Gargutträger kippbar ist.
Schließlich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Gargutträger mittels eines Deckels, vorzugsweise luftdicht, verschließbar ist.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß automatisch Gargut auf einer Garfläche erkennbar und die Energiezufuhr zu diesem Gargut abhängig von der erkannten Gargutart und Gargutposition regelbar ist, so daß beispielsweise beim Fleisch-Grillen nur Fleischstücke erhitzt werden, während der Rest der Garfläche im wesentlichen kalt bleibt, so daß ein Verdampfen von aus den Fleischstücken austretendem Saft und ein Einbrennen von abfallenden Festkörperpartikeln auf der Garfläche im wesentlichen vermieden wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der eine erfindungsgemäße Ausführungsform beispielhaft anhand einer aus einer einzigen Figur bestehenden schematischen Zeichnung erläutert wird. Die Figur zeigt dabei eine perspektivische Ansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Gargeräts 1 mit einer intelligenten Garfläche 100, die ein Garen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht.
Wie die Figur erkennen läßt, umfaßt das Gargerät 1 einen Gargutträger 10 mit einer Garfläche 100, die ihrerseits in einzelne zellenartige Abschnitte bzw. Zellen 101 bis 114 unterteilt ist. Die Unterteilung der Garfläche 100 wird dadurch erreicht, daß jede Zelle 101 bis 114 in thermischem Kontakt mit einem Heizelement 2 steht, während die Garfläche 100 an sich eine geschlossene Fläche bildet. Dabei sind die Heizelemente 2 im wesentlichen in direktem Kontakt mit der Garfläche 100 an der Unterseite derselben angeordnet. Zudem weist jede Zelle 101 bis 114 einen Gewichtssensor 3 und eine optische Detektionseinheit 4, bestehend aus einer Quelle zur Emission elektromagnetischer Strahlung und einem Detektor zur Detektion von vom Gargut gestreuter und/oder reflektierter Strahlung, auf. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die Elemente 2, 3 und 4 in der Figur in getrennten Zellen 103, 104 bzw. 102 dargestellt, obwohl jede Zelle 101 bis 114 entsprechende Elemente umfaßt. In einer nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Zellen mechanisch voneinander getrennt, selbst isoliert zueinander, ausgebildet sind, um beispielsweise eine Gewichtsbestimmung getrennt für jede Zelle zu ermöglichen.
Auf der Garfläche 100 befindet sich ein Gargut 6, in Form eines Steaks, in welches zumindest teilweise ein Garprozeßfühler 5 eingesteckt ist.
Der Garprozeßfühler 5, die optischen Detektionseinheiten 4, die Gewichtssensoren 3, die Heizelemente 2 sowie eine nicht dargestellte Einrichtung zur Bestimmung der (Innen-) Widerstände der Heizelemente 2, vorzugsweise aller Zellen 101 bis 114, sind mit einer nicht dargestellten Steuer- und/oder Regeleinheit verbunden. Diese Steuer- und/oder Regeleinheit ist wiederum mit einer Speichereinheit (nicht dargestellt), einer Eingabeeinheit (nicht dargestellt) und einer Ausgabeeinheit (nicht dargestellt) verbunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Anschluß am Beispiel des Grillens des Steaks 6 beschrieben:
  • Über die Widerstände der Heizelemente 2 findet eine Bestimmung der Gargutbedekkung der Garfläche 100 statt. Die so erfaßte Gargutbedeckung kann über Ausgabesignale der Gewichtssensoren 3, welche vorzugsweise in Form von Dehnungsmeßstreifen auf der Garflächenunterseite der Zelle 101 bis 114 ausgeführt sind, und der optischen Detektionseinheiten 4 präzisiert werden, beispielsweise unter Erfassung der Kontur des Steaks 6. Dabei wird erfaßt, daß die Zellen 101 bis 104 und 108 bis 111 nicht mit dem Steak 6 belegt sind, im Gegensatz zu den Zellen 105 bis 107 und 112 bis 114. Nach Erkennung des Bereichs der Garfläche 100, welche mit dem Steak 6 belegt ist, werden zunächst nur diejenigen Zellen 105 bis 107 und 112 bis 114 über ihre Heizelemente 2 beheizt, die mit dem Steak 6 zumindest teilweise belegt sind.
  • Abhängig von der erfaßten Veränderung der Widerstände der Heizelemente 2 und den Ausgabesignalen der Gewichtssensoren 3 sowie optischen Detektionseinheiten 4, gegebenenfalls einschließlich deren Ableitungen, bestimmt die Steuer- und/oder Regeleinheit zudem spezifische Gargutgrößen, insbesondere Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise über die mittels der Einrichtung zur Bestimmung der Widerstände bestimmten Widerstände der Heizelemente 2, Feuchtegehalt, beispielsweise über die zeitliche Änderung des Gewichts, und Gargutvolumen, beispielsweise über die vom Gargut eingenommene Fläche und das Gargutgewicht, aus denen auch die Gargutart, beispielsweise durch einen Vergleich mit abgespeicherten Soll-Werten, bestimmbar ist. In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Wärmeleitfähigkeit des Garguts über Temperaturveränderungen bestimmbar ist, die von Temperatursensoren (nicht gezeigt) in den Zellen erfaßt werden. Zudem liefert der Garprozeßfühler 5 Gargutgrößen, wie Kerntemperatur, Reifegrad und pH-Wert, die ebenfalls von der Steuer- und/oder Regeleinheit zur Garprozeßführung herangezogen werden können. Durch die Unterteilung der Garfläche 100 in einzelne Zellen 101 bis 114 ist es darüber hinaus möglich, die spezifischen Gargutgrößen für spezielle Bereiche des Steaks 6 zu bestimmen. Wenn sich verschiedene Gargutarten auf der Garfläche 100 befinden, kann dies für jedes Gargut geschehen.
  • Dadurch, daß zu Beginn des Grillens gezielt nur die Zellen 105 bis 107 und 112 bis 114 beheizt werden, auf denen sich das Steak 6 befindet, wird insbesondere Energie eingespart, da die nicht genutzten Zellen, also die Zellen 101 bis 104 und 108 bis 111 nicht beheizt werden.
  • Während des Grillens des Steaks 6 aus demselben heraustretender Saft, der auf nicht von dem Steak 6 belegte und somit unbeheizte Zellen 101 bis 104 und 108 bis 111 fließt, verdampft nicht; und feste Rückstände des Steaks 6 auf den Zellen 101 bis 104 und 108 bis 111 brennen aufgrund der gezielten Beheizung nicht ein. Dies gewährleistet, daß eine Steaksoße herstellbar ist und gleichzeitig keine übermäßige Verschmutzung stattfindet.
  • Darüber hinaus kann der Garprozeß so gefiihrt werden, daß die vom Steak 6 unbelegten Zellen 101 bis 104 und 108 bis 111 ebenfalls beheizt werden, sobald sich ein Fleischsaft darauf ausbreitet, was eine Warmhaltung von besagtem Fleischsaft sicher stellt. Die Aufheiztemperatur der Zellen 101 bis 104 und 108 bis 111 liegt dabei sicherlich unter der der Zellen 105 bis 107 und 112 bis 114.
  • Über die ermittelten spezifischen Gargutgrößen wird der Garprozeßverlauf durch die Steuer- und/oder Regeleinheit geführt, so daß ein von einem Benutzer über die Eingabeeinheit eingegebener, erwünschter Garungsgrad am Ende des Garprozesses vorliegt. Insbesondere können zu diesem Zweck über die Ausgabesignale der optischen Detektionseinheiten 4, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Veränderung der Farbe des Garguts und der Veränderungen der Widerstände der Heizelemente 2, also der Veränderung des Wärmeeintrags, der Bräunungs- und Krustierungsgrad des Steaks 6 bestimmt werden. Neigt das Steak 6 während der Phase, in der zunächst nur eine Garung und keine Bildung einer Kruste erwünscht ist, beispielsweise dazu, eine erhöhte Bräunung aufzuweisen, wie über die optischen Detektionseinheiten 4 erfaßt, so können gezielt Heizelemente 2 heruntergeregelt werden. Erreicht das Steak 6 jedoch den erwünschten Garzustand im Inneren, wie über den Garprozeßfühler 5 erfaßt, so wird eine weitere Garprozeßphase, nämlich die Krustenbildung eingeleitet, indem die Beheizung der entsprechenden Zellen erhöht wird. Ist der erwünschte Bräunungsgrad, wie über die optischen Detektionseinheiten 4 erfaßt, erreicht, so kann über die Ausgabeeinheit dem Benutzer die Anweisung gegeben werden, das Steak 6 zu wenden oder aus dem Gargerät 1 zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß ist ebenfalls vorgesehen, daß die Steuer- und/oder Regeleinheit Inhomogenitäten im Steak 6 erkennt und gezielt darauf reagiert.
    • Mit dem in der Figur dargestellten Gargerät 1 ist weiterhin die Zubereitung von Gargut in Form von Rührspeisen, wie Milchreis oder Omeletts, möglich. Bei der Zubereitung von solchem Gargut ist es wichtig, ein Anbrennen des Garguts an der Garfläche 100 zu verhindern. Hierzu werden zunächst die flüssigen Zutaten in den Gargutträger 10, der durch eine seitliche Umrandung begrenzt ist, eingebracht. Dabei kommt es zu einer flächendeckenden Bedeckung der Garfläche 100 mit dem Gargut. Diese Bedeckung wird beispielsweise über die Widerstände der Heizelemente 2, die Gewichtssensoren 3 und die optischen Detektionseinheiten 4 zu Beginn der Beheizung der Zellen 101 bis 114 festgestellt. Ähnlich dem oben beschriebenen Verfahren beim Grillen von Steaks werden dann spezifische Gargutgrößen, einschließlich die Gargutart, bestimmt. Abhängig von den bestimmten Werten kann über die Steuer- und Regeleinheit verhindert werden, daß es bereichsweise zu einem Anbrennen von Gargut kommt. Da sich in einem Bereich, in dem ein Anbrennen droht oder bereits stattfindet, signifikant der Wärmeübertrag in das Gargut ändert, was sich unter anderem in einer Veränderung des Widerstands des bzw. der betroffenen Heizelemente 2 und in einer Änderung des über die Gewichtssensoren 3 erfaßten Gewichts aufgrund des lokal unterschiedlichen Feuchtegehalts des Garguts widerspiegelt, kann gezielt die Beheizung lokal verringert und/oder über die Ausgabeeinheit die Aufforderung an den Benutzer ausgegeben werden, das Gargut umzurühren oder zu entnehmen.
    Wie bereits zuvor dargelegt, läßt sich die Veränderung des Wärmeübertrags auch durch eine Veränderung eines über einen nicht gezeigten Temperatursensor aufgenommenen Temperaturverlaufs für jede Zelle bestimmen. Durch Berücksichtigung besagten Temperaturverlaufs und somit Wärmeübertrags beim Garen kann eine Verdreckung der Garfläche 100 verhindert und gleichzeitig ein einwandfreies Garergebnis sichergestellt werden.
    Die von der Steuer- und Regeleinheit bestimmten und/oder von einem Benutzer über die Eingabeeinheit eingegebenen Gargutgrößen werden, insbesondere als Funktion der Zeit, bevorzugt in der Speichereinheit abgelegt. Durch Vergleich der Gargutgrößen vorheriger Garprozesse mit aktuell bestimmten Gargutgrößen erkennt die Steuer- und/oder Regeleinheit Tendenzen, wie z. B. das Anbrennen von Gargut, und führt frühzeitig eine Gegenregelung des Garprozesses durch, bzw. gibt über die Ausgabeeinheit entsprechende Anweisungen an den Benutzer. Das erfindungsgemäße Gargerät 1 ist somit selbstlernend.
    Also wird erfindungsgemäß erstmals ein Garverfahren und ein dieses Garverfahren nutzendes Gargerät bereitgestellt, das ein befriedigendes Garergebnis durch eine intelligente Regelung einzelner Zellen, in die die Garfläche unterteilt ist, einschließlich Vergleich von aktuellen Gargutgrößen mit gespeicherten Gargutgrößen, gewährleistet, wobei zusätzlich eine Energieersparnis erreicht und eine Verschmutzung der Garfläche reduziert wird.
    Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
    Bezugszeichenliste
    1
    Gargerät
    2
    Heizelement
    3
    Gewichtssensor
    4
    Optische Detektionseinheit
    5
    Garprozeßfühler
    6
    Gargut
    10
    Gargutträger
    100
    Garfläche
    101-114
    Zelle

    Claims (15)

    1. Garverfahren, insbesondere zum Kochen, Grillen, Braten, Frittieren und/oder Dünsten, bei welchem Gargut auf oder in einem Gargutträger (10) mit einer Garfläche (100), die eine Vielzahl von jeweils über zumindest ein Heizelement (2) beheizbaren zellenartigen Abschnitten (101-114) umfaßt, angeordnet und unter Steuerung und/oder Regelung zumindest eines der Heizelemente (2) gegart wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedeckung der zellenartigen Abschnitte (101-114) mit Gargut automatisch erkannt wird durch Erfassung der Veränderung zumindest der Widerstände, insbesondere Innenwiderstände, der Heizelemente (2) mit zumindest einer Einrichtung zur Bestimmung der Widerstände und/oder der Temperatur der zellenartigen Abschnitte (101-114) mit zumindest einem Temperatursensor pro zellenartigem Abschnitt (101-114) in Wirkverbindung mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, und in Abhängigkeit von der erkannten Gargutbedeckung der zellenartigen Abschnitte (101-114) das Garverfahren geführt wird.
    2. Garverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
      zur Erkennung der Gargutbedeckung der zellenartigen Abschnitte (101-114) zusätzlich zumindest eine erste Gargutgröße, wie die Oberflächentemperatur, die Wärmeleitfähigkeit, der Energieeintrag, der Feuchtegehalt, die Oberflächenbeschaffenheit, die Kontur, das Volumen, die Dichte, die Bräunung, die Krustenbildung, die Konsistenz, das Gewicht und/oder die Gargutart, zumindest eine Ableitung der ersten Gargutgröße nach der Zeit jedes zellenartigen Abschnitts (101-114), die Belastung und/oder optische Charakteristiken jedes zellenartigen Abschnitts (101-114) bestimmt wird bzw. werden.
    3. Garverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
      mittels eines Garprozeßfühlers (5), der vorzugsweise zumindest teilweise in das Gargut einsteckbar ist, zusätzlich zumindest eine zweite Gargutgröße, insbesondere die Kerntemperatur, die Dichte, die Gargutart, der Reifegrad, der pH-Wert, der Pasteurisationsfaktor, die Konsistenz, die Saftigkeit, der Geruch, der Geschmack, die Qualität, die Bräunung, die Krustenbildung, der Grad der Proteinaufquellung, der Vitaminabbau, die Entstehung karzinogener Substanzen, die Hygiene und/oder die Wärmeleitfähigkeit und/oder zumindest eine zeitliche Ableitung der zweiten Gargutgröße nach der Zeit bestimmt wird bzw. werden.
    4. Garverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
      der Garverlauf, insbesondere über die Heizelemente (2) der einzelnen zellenartigen Abschnitte (101-114) oder Gruppen derselben, in Abhängigkeit von der ersten Gargutgröße, der Ableitung der ersten Gargutgröße, der zweiten Gargutgröße und/oder der Ableitung der zweiten Gargutgröße gesteuert und/oder geregelt wird.
    5. Garverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
      von einem Gargut zumindest teilweise überdeckte zellenartige Abschnitte (101-114) zu einer Gruppe zusammengefaßt werden.
    6. Garverfahren nach einem der Ansprüch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
      die erste Gargutgröße, die Ableitung der ersten Gargutgröße, die zweite Gargutgröße und/oder die Ableitung der zweiten Gargutgröße mit zumindest einer gespeicherten dritten Gargutgröße und/oder zumindest einer eingegebenen vierten Gargutgröße verglichen wird bzw. werden, und in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs das Garverfahren geführt wird.
    7. Garverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
      die erste Gargutgröße, die Ableitung der ersten Gargutgröße, die zweite Gargutgröße und/oder die Ableitung der zweiten Gargutgröße, insbesondere als Funktion der Zeit, als eine dritte Gargutgröße gespeichert wird bzw. werden.
    8. Garverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß
      die vierte Gargutgröße von einem Benutzer eingegeben und gespeichert wird, insbesondere als Funktion der Zeit.
    9. Garverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Anweisung an einen Benutzer in Abhängigkeit von zumindest einem erfaßten Widerstand, einer erfaßten Temperatur und/oder einer bestimmten ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Gargutgröße zum Führen des Garverfahrens ausgegeben wird.
    10. Gargerät (1) mit einer Garfläche (100) eines Gargutträgers (10), die eine Vielzahl von zellenartigen Abschnitten (101 - 114) umfaßt, wobei jeder zellenartige Abschnitt (101-114) zumindest ein Heizelement (2) aufweist, das mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden ist, zur Durchführung eines Garverfahrens, bei welchem Gargut auf oder in einem Gargutträger mit einer Garfläche, die eine Vielzahl von jeweils über zumindest ein Heizelement beheizbaren zellenartigen Abschnitten umfaßt, anordbar und unter Steuerung und/oder Regelung zumindest eines der Heizelemente garbar ist, wobei die Bedeckung der zellenartigen Abschnitte mit Gargut automatisch erkenbar ist durch Erfassung zumindest der Widerstände, insbesondere Innenwiderstände, der Heizelemente mit zumindest einer Einrichtung zur Bestimmung dieser Widerstände und/oder der Temperatur der zellenartigen Abschnitte mit zumindest einem Temperatursensor pro zellenartigem Abschnitt (101-114) in Wirkverbindung mit der Steuerund/oder Regeleinrichtung.
    11. Gargerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
      einen Gewichtssensor (3) und/oder eine optische Detektionseinheit (4) für jeden zellenartigen Abschnitt (101 - 114) in Wirkverbindung mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung.
    12. Gargerät nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch
      eine zumindest teilweise thermische Isolierung der einzelnen zellenartigen Abschnitte (101-114) voneinander.
    13. Gargerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
      die Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Wirkverbindung mit zumindest einem Garprozeßfühler (5), der zumindest teilweise in ein Gargut (6) einsteckbar ist, einer Speichereinheit, einer Eingabeeinheit, einer Anzeigeeinheit und/oder einer Ausgabeeinheit steht, insbesondere um selbstlernend Garverfahren zu steuern und/oder zu regeln.
    14. Gargerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
      der Gargutträger (100) kippbar ist.
    15. Gargerät nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
      der Gargutträger (100) mittels eines Deckels, vorzugsweise luftdicht, verschließbar ist.
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