EP4255117A1 - Verfahren zum zubereiten von gargut in einem gargerät und gargerät - Google Patents

Verfahren zum zubereiten von gargut in einem gargerät und gargerät Download PDF

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Publication number
EP4255117A1
EP4255117A1 EP23161257.3A EP23161257A EP4255117A1 EP 4255117 A1 EP4255117 A1 EP 4255117A1 EP 23161257 A EP23161257 A EP 23161257A EP 4255117 A1 EP4255117 A1 EP 4255117A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
food
cooked
cooking
heat
microwave radiation
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.)
Pending
Application number
EP23161257.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Floren
Helge Nelson
Elena Unrau
Alexandrine Ziethen
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.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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 Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP4255117A1 publication Critical patent/EP4255117A1/de
Pending 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

Definitions

  • the invention relates to a method for preparing food to be cooked in a cooking appliance with a cooking chamber, the cooking appliance having at least one radiator for emitting heat to the cooking chamber and/or the food to be cooked and with a microwave source for emitting microwave radiation to the cooking chamber/and or that Food to be cooked is equipped, and wherein the cooking appliance is equipped with a control device with which the at least one radiator and the at least one microwave source can be controlled.
  • the invention also relates to a cooking appliance with a cooking chamber, wherein the cooking appliance is equipped with at least one radiator for emitting heat to the cooking chamber and with a microwave source for emitting microwave radiation to the cooking chamber, and wherein the cooking appliance is equipped with a control device with which the at least one radiator and the at least one microwave source can be controlled.
  • a food usually needs to undergo a change in the core (cooking) and on the surface (browning) in order to achieve the desired end result. These two aspects depend on the type and condition of the food and are achieved by chance, if possible at the same time at the time of removal.
  • the publication EP 2 608 635 A1 discloses a method for operating a cooking appliance with a thermal heating source and a microwave heating source, wherein at least one thermal heating source is used to heat the cooking chamber and that the microwave heating source is additionally switched on at least during a heating phase.
  • a method for operating a cooking appliance in which a food item to be cooked is irradiated with high-frequency radiation in different frequency ranges for cooking and browning.
  • the food to be cooked is continuously heated (cooked) due to the frequency-dependent penetration depth of the radiation Radiation in the second frequency range has a lower penetration depth, so that the food to be cooked is only heated on the surface and thus browned.
  • the food to be cooked can be heated specifically close to the surface using at least one thermal heating source.
  • the DE 10 2019 107 834 A1 discloses a method for operating a cooking appliance for preparing food to be cooked, in which a measurement system is used to determine a measure of browning and a measure of the doneness. For this purpose, a target state can also be set separately. In the process, the food is cooked and browned at a high temperature in a first step and then browned at a low temperature in a second treatment step.
  • EP 0 513 721 A2 describes a method for controlling a baking/roasting process in an oven, in which a device is present for ending the baking/roasting process when an adjustable final value is reached.
  • the final value can be a baking/roasting time, but it can also be a core temperature monitored with a temperature sensor skewer.
  • the method also uses a device for switching off the heating energy before the set final value is reached, with a control circuit calculating the switch-off point of the heating energy depending on the size and type of the set final value.
  • the invention therefore faces the problem of disclosing a method for preparing food to be cooked in a cooking appliance and a cooking appliance for carrying out such a process, in which good preparation quality is achieved using significantly lower energy consumption.
  • the cooking appliance for carrying out the method is equipped with at least one radiator for emitting heat to the cooking chamber, with a microwave source for emitting microwave radiation to the cooking chamber and with a control device with which radiators and the at least one microwave source can be controlled.
  • the advantages that can be achieved with the invention result from the fact that the method includes identifying a parameter of the food to be cooked and at least three steps for preparing the food to be cooked, wherein in a first step the cooking chamber is heated to a target temperature by supplying heat and the food to be cooked is additionally heated Emission of microwave radiation to the food to be cooked and/or the cooking space is heated, in a subsequent second step heat is released to the cooking space and/or the food to be cooked in such a way that the heat transfer to the food to be cooked is greater than in the first step, at least during one Part of the second step, the food to be cooked is further dielectrically heated by releasing microwave radiation to the food to be cooked and/or the cooking space, and in a subsequent third step the supply of heat to the cooking space and/or
  • Food to be cooked in the sense of the application means food that not only needs to be cooked on the inside, but should also be browned on the surface in such a way that a Maillard reaction occurs there.
  • a cooking device in the sense of the registration is a device with which the aforementioned preparation of the food to be cooked can be carried out.
  • a cooking chamber is a part of the cooking appliance that forms a closed area. It holds the food itself or a suitable cooking container in which the food is located and usually has an opening through which the food can be placed in the cooking space and which can be closed by a door.
  • Radiators for emitting heat can be conventional top heat, bottom heat or ring heaters used in cooking appliances such as ovens, with the first two supplying the heat to the cooking space through thermal radiation and thus at least partially giving it off to the food to be cooked, and the latter with the heat in the form of hot air is transported into the cooking chamber and thus also to the food to be cooked using a circulating air fan.
  • radiators can also be other devices, described later, with which heat is given off to the cooking space and in particular to the food to be cooked.
  • a microwave source can be a magnetron or a semiconductor-based generator of microwave radiation, preferably in the range of 915 MHz or 2.45 GHz, with which it is possible to emit microwave radiation to the cooking chamber and the food to be cooked therein and thus dielectric heating of the food to be cooked.
  • Control device is a device with which programs and program parts are in their process can be influenced.
  • Programs can be simple programs in which the user only sets a type of heating and a cooking chamber temperature, but programs can also be complex processes, in particular automatic programs, in which the individual types of heating and cooking chamber temperatures are varied and the actuators and consumers of the cooking appliance, in particular its heating devices and Microwave sources can be switched on and off and/or the amount of heat and microwave radiation released can be influenced. This influence can occur either as a result of conditions such as reaching a time within a program run and/or the presence of a measured value or as a result of user input.
  • Equipping the cooking appliance with the control device can mean that the control device is structurally integrated into the cooking appliance, but it can also mean that a control device located outside the appliance, for example in a cloud or on a mobile device, is only connected via suitable wired or wireless means communicates with the cooking appliance through data transmission. Mixed forms in which only part of the control device is structurally integrated into the cooking appliance are also conceivable. Identifying a parameter of the food to be cooked is defined in the following paragraphs of the dependent claims. This means that in at least one of the three following steps, one or more parameters, in particular the target temperature, the level of the microwave power causing the microwave radiation, the type and/or amount of heat transfer and/or the duration of the individual steps, are set depending on the parameter can be.
  • the easiest way to increase the heat transfer to the food is to increase the temperature in the cooking chamber. However, it can also be done by directing the transfer of heat to the food to be cooked and therefore at least approximately no increase in the cooking chamber temperature. Suitable means for this are also the subject of the dependent claims. Terminating the supply of heat to the cooking space and/or the food to be cooked in a subsequent third step means that at the beginning of this step, all heating devices with which heat is generated and the associated introduction of heat into the cooking space and/or onto the food to be cooked switched off or reduced to such an extent that they no longer make a significant contribution to the transfer of heat to the food. Stopping the supply of heat to the cooking chamber does not mean that heat already stored in the cooking chamber or adjacent components is used to further warm the food.
  • a parameter of the food to be cooked is the type of food to be cooked and the identification is carried out by a user input or by at least one suitable one Sensor.
  • User input can be made using suitable input means on the cooking appliance or on external devices that communicate with the control device of the device for data transmission.
  • image-capturing sensors can be used as a sensor, which identify either the food to be cooked itself or a marking arranged on the food to be cooked (which can be removed before the food to be cooked is placed in the cooking space).
  • the preparation process can be largely automated and the user does not need any knowledge about cooking times or cooking chamber temperatures to be set. This is particularly advantageous because the method according to the invention differs from conventional preparation methods that the user knows or from setting parameters in conventional recipes.
  • a parameter of the food to be cooked can be a target temperature, in particular a target core temperature of the food to be cooked, and the identification can take place through a user input or by assigning the target temperature to the identified type of food to be cooked. If it is not a target core temperature, a target temperature can, for example, be a temperature of the surface of the food to be cooked. If the target temperature is not identified through user input, it can be stored in a memory that is assigned to the control device and automatically assigned to the type of food that has already been identified. In this case, it may be possible for the user to influence the target temperature within specified limits by entering a degree of doneness (e.g. rare, medium, well done).
  • a degree of doneness e.g. rare, medium, well done.
  • At least one of the following parameters depends on at least one of the identified parameters of the food to be cooked: Duration of the first step, target temperature of the cooking chamber in the first step, amount of microwave radiation supplied in the first step, duration of the second step, type and / or amount of energy for heating in the second step, amount of microwave radiation supplied in the second step, duration of the third step, amount of microwave radiation supplied in the third step.
  • the target temperature of the cooking chamber is preferably 0 Kelvin to 40 Kelvin above the entered or assigned target core temperature of the food to be cooked; ideally it is 20 Kelvin above the target core temperature. In this way, a sufficient cooking chamber temperature is specified in order to heat the food effectively and at the same time in an energy-saving manner.
  • the target temperature of the cooking chamber is therefore below a temperature at which a Maillard reaction of the food to be cooked occurs.
  • the amount of microwave radiation supplied can be determined by both the duration and the power of the supplied Microwave radiation can be influenced.
  • the transmission power is the same in all three steps, but it can also vary. For example, you can start with a higher transmission power in the first step and then reduce it in the second step or in the following two steps. It is also possible that the transmission power in the third step is higher than in the second step, in particular equal to or greater than in the first step.
  • the duration of the second step can depend either on the food to be cooked or, in a particularly advantageous manner, on a sensory-determined property of the surface of the food to be cooked, in particular the browning and/or surface temperature of the food to be cooked. Suitable sensors for determining these properties are cameras, infrared sensors or thermometers.
  • the heat transfer to the food in the second step should be large enough to cause a Maillard reaction in the food.
  • the surface temperature of the food to be cooked in the second step is above 160°C.
  • Particularly energy-saving types of surface browning are the release of heat in the form of near-infrared waves with a wavelength of approx. 1.2 micrometers, in particular through a quartz or quartz-tungsten radiator, the release of heat through hot air concentrated on the food to be cooked (the so-called impingement method) or the release of heat through a combination of a circulating air fan and a grill heater.
  • microwave radiation is supplied to the cooking chamber during all three steps with a transmission power that is the same.
  • the transmission power during a step is understood to mean the average transmission power of the step.
  • the second step is ended when the food to be cooked has a target browning determined by sensors.
  • the target browning can be below the desired final browning, which means that the food can continue to brown in the third step. This measure ensures that the food is only heated with high energy for as long as is necessary to achieve the desired browning.
  • the heat supply to the cooking space only begins when the food to be cooked is in the cooking space. This can be ensured in particular by suitable sensors such as weight sensors or a camera. This avoids a heating process, which is usually not necessary, but already uses energy that would be better used to warm the food.
  • the third step is followed by a fourth step, in which heat is supplied to the cooking chamber again after the cooking chamber temperature has fallen below the target temperature. This ensures that the food is cooked to its desired state of doneness.
  • Fig. 1 shows a cooking appliance 2 in a first embodiment, which is suitable and designed for carrying out the method according to the invention for preparing food 6.
  • the cooking appliance 2 comprises a cooking space 4 which can be closed by a cooking space door 20 and in which the food to be cooked is placed on a food support 18 suitable for this purpose and selected by the operator.
  • the cooking appliance 2 is equipped with radiators, in the exemplary embodiment shown with a top heat radiator 10 arranged in the cooking space 4, a bottom heat radiator 12 below the cooking space floor and a circulating air heater in the form of a ring heater and a fan, both symbolized by the dashed ring 8.
  • the cooking appliance 2 is also equipped with a microwave source 26, via which microwave radiation from a microwave generator (not shown in the figures (magnetron or semiconductor microwave generator)) can be sent into the cooking chamber 4, whereby the food to be cooked, and only to a small extent also the cooking chamber, are dielectric be heated.
  • a microwave generator not shown in the figures (magnetron or semiconductor microwave generator)
  • Microwaves in the range of 915 MHz or 2.45 GHz are preferably used.
  • programs can be selected and parameters associated with the programs, such as types of heating, temperatures or times, as well as those necessary for carrying out the program can be set Information, for example parameters of the food to be cooked 6 such as the type of food to be cooked or a degree of doneness are identified.
  • a control device 14 controls the programs depending on programs and parameters entered with the operating and display device 13 and / or depending on sensor data that are measured with sensors described below. In particular, the radiators 8, 10 and 12 and the microwave source 26 are controlled or regulated.
  • the cooking appliance 2 is also equipped with a sensor in the form of a camera 16, with which parameters of the food 6 can be identified.
  • the type of food being cooked and the browning of the food being cooked are of particular interest here.
  • the camera 16 is arranged outside an insulation (not shown) of the cooking space 4 and takes images of the cooking space 4 through a transparent window (not shown).
  • a further sensor in the exemplary embodiment shown is a core temperature measuring probe 24, which can be inserted into the food 6 and determines the core temperature there and passes it on to the control device. As in the exemplary embodiment of the cooking appliance 2 shown, this can be done by radio, but also via a cable, not shown.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a cooking appliance 102 with a cooking chamber 104 and a food support 118, which is suitable and designed for carrying out the method according to the invention for preparing food 106, using a block diagram.
  • this cooking appliance not only has a top heat radiator 110, a bottom heat radiator 112 and a circulating air heater 108, but also with a device for generating and introducing hot steam into the cooking space 104 (steam generator 132). Quartz or quartz-tungsten radiator 134, a panel heater 136 and a device 138 for generating and specifically directing hot air to the food to be cooked in an impingement process.
  • the cooking appliance 102 is also equipped with a microwave source 126, via which microwave radiation from a microwave generator 127 can be sent into the cooking chamber 104.
  • the top heat radiator can also be operated at maximum power and/or by connecting another radiator as a grill radiator 111.
  • an operating and display device 113 with which programs can be selected and parameters associated with the programs such as heating types, temperatures or times can be set, as well as information necessary for carrying out the program, for example parameters of the food to be cooked 106 how the type of food to be cooked can be identified.
  • a control device 114 is also present, which functions in a similar manner to the control device 14.
  • a sensor 128 for measuring the surface temperature of the food to be cooked is present in the second exemplary embodiment.
  • This sensor 128 can be an infrared camera, but also a temperature measuring probe 124 with an additional temperature sensor in the handle area.
  • a temperature sensor 130 is shown in this figure, with the help of which the cooking chamber temperature can be regulated.
  • the food to be cooked is ideally placed in a cold, not preheated cooking chamber.
  • a parameter of the food to be cooked is identified beforehand (then through a user input) or at the same time (then possibly with the help of the camera). This can either be a target temperature of the food to be cooked, in particular the target core temperature, or the type of food to be cooked.
  • the control device assigns a target core temperature to the food to be cooked. Additional user input, particularly regarding the degree of doneness or the quantity of food being cooked, can help.
  • the aim of this identification step is for the control device to know at its end a target temperature and/or a target core temperature, which it monitors on the one hand with the help of the core temperature measuring probe and/or the sensor for measuring the surface temperature of the food to be cooked and, depending on which, on the other hand, it determines parameters of the further steps to prepare the food.
  • the cooking space is then heated up using the top heat radiator, the bottom heat radiator, the circulating air heater or a combination thereof.
  • the selection of the radiator can either be set by the user via the operating and display device, or it can be done automatically by the control device depending on the food being cooked.
  • the heating energy is already used to warm the food. Heating is preferably carried out via temperature control of the cooking chamber with suitable temperature sensors.
  • the target cooking chamber temperature in this step is 0 Kelvin to 40 Kelvin, ideally 20 Kelvin above the target core temperature of the food to be cooked. This is necessary so that the ambient air is warm enough that the food to be cooked does not cool down on the surface and thus the cooking space air is heated over the food in a very energy-inefficient manner.
  • microwave radiation with an output of approximately 150 watts is radiated into the cooking space via the microwave source, thereby dielectrically heating the food.
  • the level of performance can be fixed. Alternatively, it depends on the type of food being cooked Target temperature or the target core temperature possible.
  • the dielectric heating in particular results in heating and the associated cooking inside the food to be cooked.
  • the duration of the first step is set by the control device depending on the food to be cooked, the target temperature or the target core temperature.
  • the second step further cooking and browning takes place with a higher heat transfer to the food.
  • the aim is to cause a Maillard reaction on the surface of the food, which causes the food to brown.
  • the heat transfer can be increased in the simplest way by increasing the target cooking space temperature and continuing to use the radiators used in the first step.
  • higher heating outputs or other or additional radiators such as the quartz or quartz-tungsten radiator, the panel heater, the device for generating and directing hot air to the food in an impingement process or a combination in which the top heat Radiators are operated with higher power than grill radiators and only the fan of the circulating air heating without the ring heating element.
  • This step is deliberately not done at the beginning of the cooking process because, for example, in the case of casseroles sprinkled with cheese, the browning process is first waited until the cheese has melted in order to achieve an optimal browning result. Furthermore, the first step warms the surface of the food slightly and, if necessary, dries it so that the browning step can then take place faster and more energy-efficiently. It makes sense to continue cooking using microwave radiation during this browning step, since for large-volume foods such as meat and casseroles, cooking in volume is the time-limiting process and separating cooking and browning would be disadvantageous for both time and energy efficiency reasons.
  • the control device sets the duration of the second step, the radiators used, their heating output, the target cooking chamber temperature, and/or the power of the microwave radiation depending on the food to be cooked, the target temperature or the target core temperature.
  • the duration of the second step it is particularly advantageous if the second step is ended after the food to be cooked has reached a target browning that is dependent on the food to be cooked or other user input and determined with the camera. It is particularly advantageous if the target browning is below a desired final browning, since the food can continue to brown in a subsequent third step.
  • the target cooking chamber temperature is reduced again to 0 Kelvin to 40 Kelvin, ideally 20 Kelvin above the target core temperature of the food to be cooked.
  • the microwave source remains switched on and dielectrically heats the food.
  • the power of the microwave radiation can again depend on the type of food being cooked, depending on the target temperature or the target core temperature or be permanently set to approx. 150 watts.
  • the residual heat from the radiators used for browning is also used to continue cooking the food, browning it further and protecting the surface from cooling down. Only when the target cooking chamber temperature falls below are the top heat, bottom heat and/or circulating air heating switched on again in a fourth step.
  • the cooking process steps can be time-controlled.
  • sensors such as core temperature sensors, cooking chamber cameras, moisture sensors
  • support with heated steam from the steam generator is also conceivable, especially in the first and/or second step.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zubereiten von Gargut (6, 106) in einem Gargerät (2, 102) mit einem Garraum (4, 104), wobei das Gargerät (2, 102) mindestens mit einem Heizkörper (8, 10, 12, 108, 110, 111, 112, 134, 136, 138) zur Abgabe von Wärme an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) und mit einer Mikrowellenquelle (26, 126) zur Abgabe von Mikrowellenstrahlung an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) ausgestattet ist, und wobei das Gargerät (2, 102) mit einer Steuereinrichtung (14, 114) ausgestattet ist, mit der der mindestens eine Heizkörper (8, 10, 12, 108, 110, 111, 112, 134, 136, 138) und die mindestens eine Mikrowellenquelle (26, 126) steuerbar sind. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein Identifizieren einer Kenngröße des Garguts (6, 106) und mindestens drei Schritte zum Zubereiten des Garguts (6, 106) umfasst, wobei• in einem ersten Schritt der Garraum (4, 104) durch Zufuhr von Wärme auf eine Solltemperatur aufgeheizt wird und das Gargut (6, 106) zusätzlich durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut (6, 106) und/oder den Garraum (4, 104) aufgeheizt wird,• in einem nachfolgenden zweiten Schritt Wärme an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) in der Art abgegeben wird, dass die Wärmeübertragung auf das Gargut (6, 106) größer als im ersten Schritt ist,• wenigstens während eines Teils des zweiten Schritts das Gargut (6, 106) weiter zusätzlich durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut (6, 106) und/oder den Garraum (4, 104) dielektrisch erwärmt wird,• in einem nachfolgenden dritten Schritt die Zufuhr von Wärme an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) beendet wird und das Gargut (6, 106) weiter durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut (6, 106) und/oder den Garraum (4, 104) dielektrisch erwärmt wird.Die Erfindung betrifft außerdem ein Gargerät (2, 102), dessen Steuereinrichtung (14, 114) dazu geeignet und ausgebildet ist, ein solches Verfahren durchzuführen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zubereiten von Gargut in einem Gargerät mit einem Garraum, wobei das Gargerät mindestens mit einem Heizkörper zur Abgabe von Wärme an den Garraum und/oder das Gargut und mit einer Mikrowellenquelle zur Abgabe von Mikrowellenstrahlung an den Garraum/und oder das Gargut ausgestattet ist, und wobei das Gargerät mit einer Steuereinrichtung ausgestattet ist, mit der der mindestens eine Heizkörper und die mindestens eine Mikrowellenquelle steuerbar sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Gargerät mit einem Garraum, wobei das Gargerät mindestens mit einem Heizkörper zur Abgabe von Wärme an den Garraum und mit einer Mikrowellenquelle zur Abgabe von Mikrowellenstrahlung an den Garraum ausgestattet ist, und wobei das Gargerät mit einer Steuereinrichtung ausgestattet ist, mit der der mindestens eine Heizkörper und die mindestens eine Mikrowellenquelle steuerbar sind.
  • Speisen werden in Gargeräten häufig unter der Verwendung von einfachen Betriebsarten und Beheizungsarten wie Oberhitze/Unterhitze, Heißluft oder Mikrowellenbestrahlung zubereitet. Dies geschieht mit dem Ziel, eine möglichst gute Garqualität zu erreichen. Dabei wird bisher der Aspekt des energiesparenden Zubereitens nicht oder nur wenig berücksichtigt. Die am weitesten verbreiteten und damit vermeidbaren Aspekte der Energieverschwendung sind das unnötige Vorheizen und das Nichtverwenden der im Gerät gespeicherten Energie (Restwärme). Für Backöfen oder andere Gargeräte ist es typisch, dass nur 10 bis 20% der eingesetzten Energie zum Garen der Speise verwendet werden.
  • Bei der Zubereitung muss eine Speise üblicherweise eine Veränderung im Kern (das Garen) und an der Oberfläche (das Bräunen) erfahren, um das gewünschte Endergebnis zu erreichen. Diese beiden Aspekte hängen von der Art und der Beschaffenheit des Lebensmittels ab und werden eher zufällig möglichst gleichzeitig zum Entnahmezeitpunkt erreicht.
  • Die Druckschrift EP 2 608 635 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Gargerätes mit einer thermische Heizquelle und einer Mikrowellenheizquelle, wobei zum Beheizen des Garraumes wenigstens eine thermische Heizquelle und dass zusätzlich zumindest während einer Aufheizphase die Mikrowellenheizquelle zugeschaltet wird.
  • Aus der DE 10 2016 114 708 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts bekannt, bei dem ein Gargut mit Hochfrequenzstrahlung unterschiedlicher Frequenzbereiche zum Garen und zum Bräunen bestrahlt wird. Im ersten Frequenzbereich wird das Gargut aufgrund der frequenzabhängigen Eindringtiefe der Strahlung durchgehend erhitzt (gegart), die Strahlung des zweiten Frequenzbereichs besitzt eine geringere Eindringtiefe, so dass das Gargut lediglich an der Oberfläche erhitzt und damit gebräunt werden soll. Zusätzlich kann das Gargut mit wenigstens einer thermischen Heizquelle gezielt oberflächennah erhitzt werden.
  • Die DE 10 2019 107 834 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts zur Zubereitung von Gargut, bei dem mit einem Messsystem ein Maß für eine Bräunung und ein Maß für den Garzustand ermittelt wird. Hierfür ist auch jeweils ein Zielzustand getrennt einstellbar. Bei dem Verfahren wird das Gargut in einem ersten Schritt bei hoher Temperatur gegart und gebräunt und anschließend in einem zweiten Behandlungsschritt bei niedriger Temperatur gebräunt.
  • Aus der Druckschrift EP 1 793 300 A1 ist ein Garverfahren für ein Gargerät bekannt, bei dem die Regelung der Garraumtemperatur in Abhängigkeit der Kerntemperatur des Garguts erfolgt.
  • Auch bei einem aus der DE 10 2016 102 245 A1 bekannten Gargerät erfolgt zunächst bei einer hohen Garraumtemperatur ein Bräunungsschritt für das Gargut, anschließend wird ein Niedertemperaturgaren durchgeführt. Nach dem Bräunungsschritt wird außerdem die Garraumatmosphäre heruntergekühlt.
  • In der EP 0 513 721 A2 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Back-/Bratvorgangs in einem Backofen beschrieben, bei dem eine Vorrichtung zur Beendigung des Back-/Bratvorgangs bei Erreichen eines einstellbaren Endwertes vorhanden ist. Der Endwert kann eine Back-/Bratdauer sein, er kann aber auch eine mit einem Temperatursensorspieß überwachte Kerntemperatur sein. Bei dem Verfahren wird außerdem eine Vorrichtung zum Abschalten der Heizenergie vor Erreichen des eingestellten Endwertes eingesetzt, wobei eine Steuerschaltung in Abhängigkeit von Größe und Art des eingestellten Endwertes den Abschaltpunkt der Heizenergie berechnet.
  • Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zum Zubereiten von Gargut in einem Gargerät und ein Gargerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu offenbaren, bei dem eine gute Zubereitungsqualität unter Einsatz eines deutlich geringeren Energieverbrauchs erzielt wird.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Gargerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Das Gargerät zur Durchführung des Verfahrens ist mit mindestens einem Heizkörper zur Abgabe von Wärme an den Garraum, mit einer Mikrowellenquelle zur Abgabe von Mikrowellenstrahlung an den Garraum und mit einer Steuereinrichtung ausgestattet, mit der Heizkörper und die mindestens eine Mikrowellenquelle steuerbar sind. Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile ergeben sich dadurch, dass das Verfahren ein Identifizieren einer Kenngröße des Garguts und mindestens drei Schritte zum Zubereiten des Garguts umfasst, wobei in einem ersten Schritt der Garraum durch Zufuhr von Wärme auf eine Solltemperatur aufgeheizt wird und das Gargut zusätzlich durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut und/oder den Garraum aufgeheizt wird, in einem nachfolgenden zweiten Schritt Wärme an den Garraum und/oder das Gargut in der Art abgegeben wird, dass die Wärmeübertragung auf das Gargut größer als im ersten Schritt ist, wenigstens während eines Teils des zweiten Schritts das Gargut weiter zusätzlich durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut und/oder den Garraum dielektrisch erwärmt wird, und in einem nachfolgenden dritten Schritt die Zufuhr von Wärme an den Garraum und/oder das Gargut beendet wird und das Gargut weiter durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut und/oder den Garraum dielektrisch erwärmt wird.
  • Unter Gargut im Sinne der Anmeldung sind Lebensmittel zu verstehen, die nicht nur im Inneren gegart werden sollen, sondern auch an der Oberfläche in der Art gebräunt werden sollen, so dass dort eine Maillard-Reaktion eintritt. Entsprechend ist dann ein Gargerät im Sinne der Anmeldung ein solches Gerät, mit dem die vorgenannte Zubereitung des Garguts erfolgen kann. Ein Garraum ist ein Teil des Gargeräts, der einen abgeschlossenen Bereich bildet. Er nimmt das Gargut selbst oder einen geeignetem Garbehälter, in dem sich das Gargut befindet, auf und besitzt in der Regel eine Öffnung, über die das Gargut in dem Garraum platziert werden kann und die durch eine Tür verschlossen werden kann. Heizkörper zur Abgabe von Wärme können herkömmliche, in Gargeräten wie Backöfen eingesetzte Oberhitze-, Unterhitze- oder Ringheizkörper sein, wobei bei den ersten beiden die Wärme durch Wärmestrahlung dem Garraum zugeführt und damit wenigstens teilweise an das Gargut abgegeben wird und bei letzterem die Wärme in Form von Heißluft mittels eines Umluftgebläses in den Garraum und damit auch zum Gargut transportiert wird. Heizkörper können aber auch andere, an späterer Stelle beschriebene Vorrichtungen sein, mit denen Wärme an den Garraum und insbesondere an das Gargut abgegeben wird. Eine Mikrowellenquelle kann ein Magnetron oder ein halbleiterbasierter Erzeuger von Mikrowellenstrahlung sein, vorzugsweise im Bereich von 915 MHz oder 2,45 GHz, mit dem eine Abgabe von Mikrowellenstrahlung an den Garraum und das darin befindliche Gargut und damit eine dielektrische Erwärmung des Garguts möglich ist. Im Sinne der Anmeldung wird zwischen Wärme und Mikrowellenstrahlung dahingehend unterschieden, dass Wärme nicht durch eine Mikrowellenquelle und Mikrowellenstrahlung nicht durch einen Heizkörper erzeugt wird. Steuereinrichtung ist eine Einrichtung, mit der Programme und Programmteile in ihrem Ablauf beeinflusst werden können. Programme können einfache Programme sein, bei denen der Benutzer lediglich eine Beheizungsart und eine Garraumtemperatur einstellt, Programme können aber auch komplexe Abläufe, insbesondere Automatikprogramme sein, bei denen zwischen einzelnen Beheizungsarten und Garraumtemperaturen variiert wird und dazu Aktoren und Verbraucher des Gargeräts, insbesondere dessen Heizeinrichtungen und Mikrowellenquellen ein- und ausgeschaltet und/oder in der Abgabe der Menge der Wärme und Mikrowellenstrahlung beeinflusst werden können. Diese Beeinflussung kann entweder als Folge von Bedingungen wie dem Erreichen einer Zeit innerhalb eines Programmablaufs und/oder dem Vorliegen eines Messwerts oder als Folge einer Benutzereingabe stattfinden. Ausstattung des Gargeräts mit der Steuereinrichtung kann bedeuten, dass die Steuereinrichtung baulich in das Gargerät integriert ist, es kann aber auch bedeuten, dass eine außerhalb des Geräts befindliche Steuereinrichtung, beispielsweise in einer Cloud oder auf einem mobilen Gerät, lediglich über geeignete Mittel drahtgebunden oder drahtlos mit dem Gargerät durch Datenübertragung kommuniziert. Mischformen, bei denen lediglich ein Teil der Steuereinrichtung baulich in das Gargerät integriert ist, sind ebenfalls denkbar. Ein Identifizieren einer Kenngröße des Garguts ist in den folgenden Absätzen zu den abhängigen Ansprüchen definiert. Es führt dazu, dass in wenigstens einem der drei folgenden Schritte ein oder mehrere Parameter, insbesondere die Solltemperatur, die Höhe der die Mikrowellenstrahlung verursachende Mikrowellenleistung, die Art und/oder Menge der Wärmeübertragung und/oder die Dauer der einzelnen Schritte in Abhängigkeit der Kenngröße eingestellt werden können. Eine Steigerung der Wärmeübertragung auf das Gargut kann in einfachster Weise dadurch erfolgen, dass die Temperatur im Garraum erhöht wird. Sie kann aber auch dadurch erfolgen, dass die Übertragung von Wärme gezielt auf das Gargut gerichtet ist und demzufolge eine Erhöhung der Garraumtemperatur wenigstens annähernd unterbleibt. Geeignete Mittel hierfür sind ebenfalls Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Beenden der Zufuhr von Wärme an den Garraum und/oder das Gargut in einem nachfolgenden dritten Schritt bedeutet, dass bei Beginn dieses Schrittes alle Heizeinrichtungen, mit denen eine Erzeugung von Wärme und eine damit einhergehende Einleitung der Wärme in den Garraum und/oder auf das Gargut abgeschaltet oder so weit reduziert werden, dass sie keinen nennenswerten Beitrag zur Übertragung von Wärme auf das Gargut mehr leisten. Beenden der Zufuhr von Wärme an den Garraum bedeutet nicht, dass bereits im Garraum oder angrenzenden Komponenten gespeicherte Wärme zur weiteren Erwärmung des Garguts benutzt wird.
  • Als Folge einer Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich gegenüber herkömmlichen Garverfahren ein Einsparpotential von bis zu 50%.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Kenngröße des Garguts die Gargutart und die Identifikation erfolgt durch eine Benutzereingabe oder durch mindestens einen geeigneten Sensor. Eine Benutzereingabe kann durch geeignete Eingabemittel am Gargerät oder an externen Geräten, die mit der Steuereinrichtung des Geräts zur Datenübertragung kommunizieren, erfolgen. Als Sensor können insbesondere bilderfassende Sensoren verwendet werden, die entweder das Gargut selbst oder eine am Gargut angeordnete Kennzeichnung (die vor Platzierung des Garguts im Garraum entfernt werden kann) identifizieren. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann der Zubereitungsvorgang weitestgehend automatisiert werden und der Benutzer benötigt keine Kenntnisse über einzustellende Gardauern oder Garraumtemperaturen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, weil das erfindungsgemäße Verfahren von herkömmlichen Zubereitungsmethoden, die der Benutzer kennt, oder von Einstellparametern in herkömmlichen Rezepten abweicht.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine Kenngröße des Garguts eine Zieltemperatur, insbesondere eine Zielkerntemperatur des Garguts sein und die Identifikation durch eine Benutzereingabe oder durch eine Zuordnung der Zieltemperatur zu der identifizierten Gargutart erfolgen. Eine Zieltemperatur kann, wenn sie keine Zielkerntemperatur ist, beispielsweise eine Temperatur der Gargutoberfläche sein. Erfolgt die Identifikation der Zieltemperatur nicht durch eine Benutzereingabe, so kann Sie in einem Speicher, welcher der Steuereinrichtung zugeordnet ist, hinterlegt und der bereits identifizierten Gargutart automatisch zugeordnet werden. In dem Fall kann die Möglichkeit bestehen, dass der Benutzer die Zieltemperatur durch die Eingabe eines Gargrads (Z. B. rare, medium, well done) in vorgegebenen Grenzen beeinflusst. Die vorbeschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt dem Benutzer mehr Freiheiten zur Beeinflussung des Zubereitungsergebnisses.
  • Es ist außerdem vorteilhaft, wenn mindestens einer der folgenden Parameter in Abhängigkeit mindestens einer der identifizierten Kenngrößen des Garguts erfolgt: Dauer des ersten Schritts, Solltemperatur des Garraums im ersten Schritt, Menge der zugeführten Mikrowellenstrahlung im ersten Schritt, Dauer des zweiten Schritts, Art und/oder Energiemenge der Beheizung im zweiten Schritt, Menge der zugeführten Mikrowellenstrahlung im zweiten Schritt, Dauer des dritten Schritts, Menge der zugeführten Mikrowellenstrahlung im dritten Schritt.
  • Die Solltemperatur des Garraums liegt im ersten Schritt bevorzugt 0 Kelvin bis 40 Kelvin über der eingegebenen oder zugeordneten Zielkerntemperatur des Garguts, idealerweise liegt sie 20 Kelvin über der Zielkerntemperatur. Auf diese Weise wird eine ausreichende Garraumtemperatur vorgegeben, um das Gargut effektiv und gleichzeitig energiesparend zu erwärmen. Die Solltemperatur des Garraums liegt damit unterhalb einer Temperatur, bei der eine Maillard-Reaktion des Garguts eintritt. Die Menge der zugeführten Mikrowellenstrahlung kann sowohl durch die Dauer als auch durch die Leistung der zugeführten Mikrowellenstrahlung beeinflusst werden. Hier ist es vorteilhaft, Mikrowellenstrahlung während der gesamten Dauer des ersten, zweiten und dritten Schritts mit einer Sendeleistung von 50 bis 500 Watt, vorzugsweise größer 100 Watt, insbesondere von 100 bis 200 Watt dem Garraum zuzuführen. Die Sendeleistung ist im einfachsten Fall in allen drei Schritten gleich hoch, kann aber auch variieren. So kann beispielsweise auch im ersten Schritt mit einer höheren Sendeleistung gestartet und diese dann in dem zweiten Schritt oder in den beiden folgenden zwei Schritten reduziert werden. Auch ist es möglich, dass die Sendeleistung im dritten Schritt höher ist als im zweiten Schritt, insbesondere gleich oder größer als im ersten Schritt. Die Dauer des zweiten Schritts kann entweder vom Gargut abhängen oder in besonders vorteilhafter Weise von einer sensorisch ermittelten Eigenschaft der Gargutoberfläche, insbesondere der Bräunung und/oder Oberflächentemperatur des Garguts. Geeignete Sensoren zur Ermittlung dieser Eigenschaften sind Kameras, Infrarotsensoren oder Thermometer. Hierzu sollte die Wärmeübertragung auf das Gargut im zweiten Schritt groß genug sein, um eine Maillard-Reaktion des Garguts hervorzurufen. Insbesondere liegt die Oberflächentemperatur des Garguts im zweiten Schritt oberhalb von 160°C. Besonders energiesparende Arten der Oberflächenbräunung sind die Abgabe von Wärme in Form von Nahinfrarotwellen mit einer Wellenlänge von ca. 1,2 Mikrometern insbesondere durch einen Quarz- oder Quarz-Wolfram-Strahler, die Abgabe von Wärme durch auf das Gargut konzentrierte Heißluft (das sogenannte Impingement-Verfahren) oder die Abgabe von Wärme durch eine Kombination aus einem Umluftgebläse und einem Grillheizkörper.
  • Ein Aspekt ist es, dass die Mikrowellenstrahlung während allen drei Schritten mit einer Sendeleistung dem Garraum zugeführt wird, welche gleich hoch ist.
  • Ein Aspekt ist es, dass unter der Sendeleistung während eines Schrittes die durchschnittliche Sendeleistung des Schrittes verstanden wird.
  • Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn der zweite Schritt beendet wird, wenn das Gargut eine sensorisch ermittelte Zielbräune aufweist. Dabei kann die Zielbräune unterhalb der gewünschten Endbräune liegen, das heißt, das Gargut kann im dritten Schritt noch nachbräunen. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass das Gargut nur so lange mit hoher Energiezufuhr beheizt wird, wie es zum Erreichen der gewünschten Bräune notwendig ist.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Beginn der Wärmezufuhr zum Garraum erst erfolgt, wenn sich das Gargut im Garraum befindet. Dies kann insbesondere durch geeignete Sensoren wie Gewichtssensoren oder eine Kamera sichergestellt werden. Dadurch wird ein Aufheizvorgang vermieden, der in der Regel nicht notwendig ist, aber bereits Energie verbraucht, die besser zum Erwärmen des Garguts verwendet wird.
  • Es kann vorteilhaft sein, das Garen des Garguts dadurch zu unterstützen, dass in mindestens einem der Schritte zur zusätzlichen Beheizung des Garraums erhitzter Dampf eingeleitet wird. Hierdurch erfolgt das Garen schonend und ohne Austrocknung des Garguts.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens schließt sich an den dritten Schritt ein vierter Schritt an, in welchem dem Garraum nach einem Absinken der Garraumtemperatur unter die Solltemperatur erneut Wärme zugeführt wird. Hierdurch wird ein Garen des Garguts bis zu seinem gewünschten Garzustand sicher gewährleistet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform eines Gargeräts 2 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    Fig. 2
    ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines Gargeräts 102;
    Fig. 3
    ein Diagramm, in dem der zeitabhängige Energieverbrauch in einem erfindungsgemäßen Verfahren und einem konventionellen Verfahren zur Zubereitung eines Kartoffelauflaufs dargestellt sind.
  • Fig. 1 zeigt ein Gargerät 2 in einer ersten Ausführungsform, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zubereiten von Gargut 6 geeignet und ausgebildet ist. Das Gargerät 2 umfasst einen durch eine Garraumtür 20 verschließbaren Garraum 4, in dem das Gargut auf einem dafür geeigneten und vom Bediener ausgewählten Gargutträger 18 platziert ist. Zum Garen und Bräunen des Garguts 6 ist das Gargerät 2 mit Heizkörpern ausgestattet, im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem im Garraum 4 angeordneten Oberhitze-Heizkörper 10, einem Unterhitze-Heizkörper 12 unterhalb des Garraumbodens und einer Umluft-Heizung in Form eines Ringheizkörpers und eines Gebläses, beides durch den gestrichelten Ring 8 symbolisiert. Diese Heizkörper/Heizungen 8, 10 und 12 geben Wärme sowohl an das Gargut 6 als auch an den Garraum 4 und seine weiteren Bestandteile (18 und 20) ab. Das Gargerät 2 ist außerdem mit einer Mikrowellenquelle 26 ausgestattet, über die Mikrowellenstrahlung eines in den Figuren nicht näher dargestellten Mikrowellenerzeugers (Magnetron oder Halbleiter-Mikrowellenerzeuger) in den Garraum 4 gesendet werden können, wodurch das Gargut, und lediglich in geringem Maße auch der Garraum dielektrisch erwärmt werden. Vorzugsweise werden Mikrowellen im Bereich von 915 MHz oder 2,45 GHz verwendet.
  • Mittels einer Bedien- und Anzeigeeinrichtung 13 können Programme ausgewählt und den Programmen zugehörige Parameter wie Beheizungsarten, Temperaturen oder Zeiten eingestellt werden und außerdem für die Durchführung des Programms notwendige Informationen, beispielsweise Parameter des Garguts 6 wie die Gargutart oder ein Gargrad identifiziert werden. Eine Steuereinrichtung 14 steuert die Programme in Abhängigkeit von mit der Bedien- und Anzeigeeinrichtung 13 eingegebenen Programmen und Parametern und/oder in Abhängigkeit von Sensordaten, die mit nachfolgend beschriebenen Sensoren gemessen werden. Dabei werden insbesondere die Heizkörper 8, 10 und 12 und die Mikrowellenquelle 26 gesteuert oder geregelt.
  • Das Gargerät 2 ist ferner mit einem Sensor in Form einer Kamera 16 ausgestattet, mit dem Parameter des Garguts 6 identifiziert werden können. Hier sind insbesondere die Gargutart und die Bräunung des Garguts von Interesse. Die Kamera 16 ist außerhalb einer Isolierung (nicht dargestellt) des Garraums 4 angeordnet und nimmt durch ein transparentes Fenster (nicht dargestellt) Bilder des Garraums 4 auf. Als weiterer Sensor ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Kerntemperaturmesssonde 24 vorhanden, die in das Gargut 6 gesteckt werden kann und dort die Kerntemperatur ermittelt und an die Steuereinrichtung weitergibt. Dies kann wie im gezeigten Ausführungsbeispiel des Gargeräts 2 per Funk, aber auch über ein nicht gezeigtes Kabel erfolgen.
  • Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Gargeräts 102 mit einem Garraum 104 und einem Gargutträger 118, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zubereiten von Gargut 106 geeignet und ausgebildet ist, anhand eines Blockschaltbildes. Gegenüber der ersten Ausführungsform ist dieses Gargerät nicht nur mit einem Oberhitze-Heizkörper 110, einem Unterhitze-Heizkörper 112 und einer Umluft-Heizung 108, sondern zusätzlich mit einer Einrichtung zur Erzeugung und Einleitung von heißem Dampf in den Garraum 104 (Dampferzeuger 132), einem Quarz- oder Quarz-Wolframstrahler 134, einem Flächenheizkörper 136 und einer Einrichtung 138 zur Erzeugung und zielgerichteten Leitung von heißer Luft auf das Gargut in einem Impingement-Verfahren ausgestattet. Das Gargerät 102 ist außerdem mit einer Mikrowellenquelle 126 ausgestattet, über die Mikrowellenstrahlung eines Mikrowellenerzeugers 127 in den Garraum 104 gesendet werden kann. Der Oberhitzeheizkörper kann auch mit maximaler Leistung und/oder durch Zuschaltung eines weiteren Heizkörpers als Grill-Heizkörper 111 betrieben werden.
  • Auch hier ist, wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel, eine Bedien- und Anzeigeeinrichtung 113 vorhanden, mit der Programme ausgewählt werden können und den Programmen zugehörige Parameter wie Beheizungsarten, Temperaturen oder Zeiten eingestellt werden und außerdem für die Durchführung des Programms notwendige Informationen, beispielsweise Parameter des Garguts 106 wie die Gargutart identifiziert werden. Ebenfalls ist eine Steuereinrichtung 114 vorhanden, die in ähnlicher Art und Weise wie die Steuereinrichtung 14 fungiert.
  • Neben den bereits vom ersten Ausführungsbeispiel bekannten Sensoren Kamera 116 und Kerntemperaturmesssonde 124 ist im zweiten Ausführungsbeispiel ein Sensor 128 zur Messung der Gargut-Oberflächentemperatur vorhanden. Dieser Sensor 128 kann eine Infrarot-Kamera, aber auch eine Temperaturmesssonde 124 mit einem zusätzlichen Temperatursensor im Griffbereich sein. Außerdem ist in dieser Figur noch ein Temperatursensor 130 dargestellt, mit dessen Hilfe eine Regelung der Garraumtemperatur erfolgen kann.
  • Mit einem der beiden Gargeräte 2 oder 102 wird folgendes Verfahren ausgeführt:
    In einem ersten Schritt wird ein Gargut idealerweise in einen kalten, nicht vorgeheizten Garraum eingeschoben. Zuvor (dann durch eine Benutzereingabe) oder zeitgleich (dann gegebenenfalls mit Hilfe der Kamera) erfolgt eine Identifikation einer Kenngröße des Garguts. Dies kann entweder eine Zieltemperatur des Garguts, insbesondere die Zielkerntemperatur sein oder die Gargutart. Nach der Identifikation der Gargutart ordnet die Steuereinrichtung dem Gargut eine Zielkerntemperatur zu. Dabei können weitere Benutzereingaben, insbesondere zum Gargrad oder zur Gargutmenge helfen. Ziel dieses Identifikationsschrittes ist es, dass die Steuereinrichtung an dessen Ende eine Zieltemperatur und/oder eine Zielkerntemperatur kennt, die sie einerseits mit Hilfe der Kerntemperaturmesssonde und/oder des Sensors zur Messung der Gargut-Oberflächentemperatur überwacht und in deren Abhängigkeit sie andererseits Parameter der weiteren Schritte zum Zubereiten des Garguts steuert. Anschließend erfolgt ein Aufheizen des Garraums mit dem Oberhitze-Heizkörper, dem Unterhitze-Heizkörper, der Umluft-Heizung oder einer Kombination davon. Die Auswahl des Heizkörpers kann entweder durch den Benutzer über die Bedien- und Anzeigeeinrichtung eingestellt werden, oder sie erfolgt automatisch durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit des Garguts. Beim Aufheizen des Garraums wird die Aufheizenergie bereits zur Erwärmung des Garguts genutzt. Das Aufheizen erfolgt vorzugsweise über eine Temperaturregelung des Garraums mit geeigneten Temperatursensoren. Die Soll-Garraumtemperatur liegt in diesem Schritt 0 Kelvin bis 40 Kelvin, idealerweise 20 Kelvin über der Zielkerntemperatur des Garguts. Dies ist notwendig, damit die Umgebungsluft so warm ist, dass das Gargut nicht oberflächlich auskühlt und somit eine sehr energieineffiziente Erwärmung der Garraumluft über das Gargut erfolgt. Eine zu hohe Umgebungstemperatur um ca. 160-200°C, die man im klassischen Kombinationsbetrieb von Mikrowellen und konventioneller Beheizung hat, ist nachteilig, da durch die hohen Umgebungstemperaturen eher der Garraum und seine Bestandteile als das Gargut selbst erwärmt wird und damit der unnötige Energieverbrauch steigt. Zusätzlich zur Wärme, die durch die vorgenannten Heizkörper erzeugt wird, wird über die Mikrowellenquelle Mikrowellenstrahlung mit einer Leistung von ca. 150 Watt in den Garraum eingestrahlt und dadurch das Gargut dielektrisch erwärmt. Die Höhe der Leistung kann fest eingestellt werden. Alternativ ist eine Abhängigkeit von der Gargutart, der Zieltemperatur oder der Zielkerntemperatur möglich. Durch die dielektrische Erwärmung erfolgt insbesondere eine Erwärmung und ein damit verbundenes Garen im Inneren des Garguts. Die Dauer des ersten Schrittes wird von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit des Garguts, der Zieltemperatur oder der Zielkerntemperatur eingestellt.
  • Im zweiten Schritt erfolgt das Weitergaren und Bräunen mit einer höheren Wärmeübertragung auf das Gargut. Dabei soll an der Gargutoberfläche eine Maillard-Reaktion hervorgerufen werden, durch die eine Bräunung des Garguts erfolgt. Die Erhöhung der Wärmeübertragung kann in einfachster Weise durch Erhöhung der Soll-Garraumtemperatur und Weiterverwendung der im ersten Schritt benutzten Heizkörper erfolgen. Es können aber auch höhere Heizleistungen oder andere oder zusätzliche Heizkörper wie der Quarz- oder Quarz-Wolframstrahler, der Flächenheizkörper, die Einrichtung zur Erzeugung und zielgerichteten Leitung von heißer Luft auf das Gargut in einem Impingement-Verfahren oder eine Kombination, bei der der Oberhitze-Heizkörper mit höherer Leistung als Grillheizkörper betrieben wird und zusätzlich lediglich das Gebläse der Umluft-Heizung ohne den Ringheizkörper. Dieser Schritt erfolgt bewusst nicht zu Beginn des Garvorgangs, da zum Beispiel bei mit Käse bestreuten Aufläufen mit dem Bräunen zunächst abgewartet wird, bis der Käse geschmolzen ist, um ein optimales Bräunungsergebnis zu erzielen. Des Weiteren wird durch den ersten Schritt das Gargut bereits oberflächlich etwas erwärmt und gegebenenfalls angetrocknet, so dass der Bräunungsschritt dann schneller und energieeffizienter erfolgen kann. Es ist sinnvoll, während dieses Bräunungsschritts das Garen mittels Mikrowellenstrahlung fortzuführen, da bei großvolumigen Lebensmitteln wie Fleisch und Aufläufen das Garen im Volumen der zeitlimitierende Prozess ist und eine Trennung von Garen und Bräunen hier sowohl aus Zeit als auch aus Energieeffizienzgründen nachtteilig wäre. Die Dauer des zweiten Schritts, die eingesetzten Heizkörper, deren Heizleistung, die Soll-Garraumtemperatur, und/oder die Leistung der Mikrowellenstrahlung stellt die Steuereinrichtung in Abhängigkeit des Garguts, der Zieltemperatur oder der Zielkerntemperatur ein. Alternativ zur Vorgabe der Dauer des zweiten Schrittes durch die Steuereinrichtung ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der zweite Schritt beendet wird, nachdem das Gargut eine vom Gargut oder anderen Benutzereingaben abhängige und mit der Kamera ermittelte Zielbräune erreicht hat. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zielbräune unterhalb einer gewünschten Endbräune liegt, da das Gargut in einem nachfolgenden dritten Schritt noch nachbräunen kann.
  • Im dritten Schritt wird die Soll-Garraumtemperatur wieder auf 0 Kelvin bis 40 Kelvin, idealerweise 20 Kelvin über der Zielkerntemperatur des Garguts abgesenkt. Das führt dazu, dass in diesem Schritt die Zufuhr von Wärme an den Garraum und/oder das Gargut zunächst einmal beendet wird. Dabei bleibt die Mikrowellenquelle weiter eingeschaltet und erwärmt das Gargut dielektrisch. Die Leistung der Mikrowellenstrahlung kann wieder von der Gargutart, der Zieltemperatur oder der Zielkerntemperatur abhängig sein oder fest auf ca. 150 Watt eingestellt sein. Es wird zudem die Restwärme der Heizkörper, die zu Bräunung eingesetzt wurden, genutzt, um das Gargut weiter zu garen, weiter zu bräunen und die Oberfläche vor dem Auskühlen zu bewahren. Erst wenn die Soll-Garraumtemperatur unterschritten wird, werden Oberhitze, Unterhitze und/oder Umluft-Heizung in einem vierten Schritt wieder zugeschaltet.
  • Da die Dauer des Garens im Volumen und das Bräunen der Oberfläche meist nicht identisch sind, ist eine sinnvolle zeitliche Abfolge notwendig, wann das Garen und wann das Bräunen in welcher Intensität erfolgen soll. Die Garprozessschritte können dabei im einfachsten Fall zeitgesteuert sein. Noch besser ist es jedoch, wenn idealerweise Sensoren (wie z.B. Kerntemperaturfühler, Garraumkamera, Feuchtesensor) zum Einsatz kommen, die während des Garvorgangs Informationen zum Zustand der Oberfläche und des Kerns/ Volumens geben können und somit eine dynamische Steuerung der einzelnen Garschritte ermöglichen. Neben den hier beschriebenen Beheizungsmethoden ist auch eine Unterstützung mit erhitztem Dampf durch den Dampferzeuger denkbar, insbesondere im ersten und/oder im zweiten Schritt.
  • Da sich Gargüter stark dadurch unterscheiden, wie schnell sie garen und wie schnell sie bräunen und was deren gewünschter Zielzustand ist, ist es für einen möglichst energieeffizienten Garprozess sinnvoll, das Verfahren an das Gargut anzupassen und somit im besten Fall die Art des Garguts zu kennen. Dies ist entweder durch die manuelle Eingabe der Gargutart oder durch eine automatische Garguterkennung zum Beispiel über eine Kamera möglich. Durch das Kennen des Garguts können die Sensoren dann gezielt eingesetzt werden, um garguttypische Merkmale zu erkennen und somit einzelne Garschritte zu starten/ zu beenden. So kann zum Beispiel mittels Kamera erkannt werden, wann Käse auf einem Auflauf geschmolzen ist, um dann den energieeffizienten Schritt zur Bräunung des Garguts zu starten. Bei einem Stück Fleisch könnte dieser Schritt beispielsweise dann erfolgen, wenn eine gewisse Kerntemperatur (zum Beispiel 20 Kelvin unterhalb der Ziel-Kerntemperatur) erreicht ist.
  • In Figur 3 und im nachfolgenden Text ist zur näheren Erläuterung anhand eines Kartoffelauflaufs ein Beispiel genannt, in dem reale Messwerte erhoben wurden, und mit dem Energieverbrauch in einem herkömmlichen Garverfahren verglichen. Hierfür wurde der Kartoffelauflauf in den kalten Garraum eingeschoben (Schritt 0). Anschließend wurde er in einem ersten Schritt (I) bei Umluft-Heizung bei 120°C und mit Mikrowellenbestrahlung (150 W) im Volumen gegart. Nach 15 Minuten war das Schmelzen des Käses abgeschlossen (über den Sensor Kamera messbar) und der zweite Schritt (II) zum energieeffizienten Bräunen wurde gestartet. Hierzu wurde der Oberhitze-Heizkörper bei maximaler Leistung betrieben. Das Garen im Volumen mittels Mikrowellen lief dabei parallel weiter. Das Bräunen wurde dann beendet, als eine gewisse Zielbräunung erreicht war (erkennbar über den Sensor Kamera oder über zeitliche Steuerung). Im folgenden dritten Schritt (III) wurde die Soll-Garraumtemperatur erneut auf 120°C gesenkt und somit zudem erst einmal die Restwärme des Gerätes sowie das Garen mittels Mikrowellen genutzt, um die Ziel-Kerntemperatur von 99°C (über einen Kerntemperaturfühler messbar) zu erreichen.
  • Im Vergleich zum konventionellen Garen, das auch ohne Vorheizen erfolgte und somit auch schon die Aufwärmenergie nutzte, konnte in dem hier gezeigten Beispiel eine Energieeinsparung von 15% erzielt werden.
    • Bezugszeichenliste Erstes Ausführungsbeispiel
    • 2
    Gargerät
    4
    Garraum
    6
    Gargut
    8
    Umluft-Heizung
    10
    Oberhitze-Heizkörper
    12
    Unterhitze-Heizkörper
    13
    Bedien- und Anzeigeeinrichtung
    14
    Steuereinrichtung
    16
    Kamera
    18
    Gargutträger
    20
    Garraumtür
    24
    Kerntemperaturmesssonde
    26
    Mikrowellenquelle
    Zweites Ausführungsbeispiel
    • 102
    Gargerät
    104
    Garraum
    106
    Gargut
    108
    Umluft-Heizung
    110
    Oberhitze-Heizkörper
    111
    Grill-Heizkörper
    112
    Unterhitze-Heizkörper
    113
    Bedien- und Anzeigeeinrichtung
    114
    Steuereinrichtung
    116
    Kamera
    118
    Gargutträger
    120
    Garraumtür
    124
    Kerntemperaturmesssonde
    126
    Mikrowellenquelle
    127
    Mikrowellenerzeuger
    128
    Sensor zur Messung der Gargut-Oberflächentemperatur
    130
    Temperatursensor (zur Messung der Garraumtemperatur)
    132
    Dampferzeuger
    134
    Quarz- oder Quarz-Wolframstrahler
    136
    Flächenheizkörper
    138
    Einrichtung zur Erzeugung und zielgerichteten Leitung von heißer Luft

Claims (15)

  1. Verfahren zum Zubereiten von Gargut (6, 106) in einem Gargerät (2, 102) mit einem Garraum (4, 104), wobei das Gargerät (2, 102) mindestens mit einem Heizkörper (8, 10, 12, 108, 110, 111, 112, 134, 136, 138) zur Abgabe von Wärme an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) und mit einer Mikrowellenquelle (26, 126) zur Abgabe von Mikrowellenstrahlung an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) ausgestattet ist, und wobei das Gargerät (2, 102) mit einer Steuereinrichtung (14, 114) ausgestattet ist, mit der der mindestens eine Heizkörper (8, 10, 12, 108, 110, 111, 112, 134, 136, 138) und die mindestens eine Mikrowellenquelle (26, 126) steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verfahren ein Identifizieren einer Kenngröße des Garguts (6, 106) und mindestens drei Schritte zum Zubereiten des Garguts (6, 106) umfasst, wobei
    • in einem ersten Schritt der Garraum (4, 104) durch Zufuhr von Wärme auf eine Solltemperatur aufgeheizt wird und das Gargut (6, 106) zusätzlich durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut (6, 106) und/oder den Garraum (4, 104) aufgeheizt wird,
    • in einem nachfolgenden zweiten Schritt Wärme an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) in der Art abgegeben wird, dass die Wärmeübertragung auf das Gargut (6, 106) größer als im ersten Schritt ist, wobei wenigstens während eines Teils des zweiten Schritts das Gargut (6, 106) weiter zusätzlich durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut (6, 106) und/oder den Garraum (4, 104) dielektrisch erwärmt wird,
    • in einem nachfolgenden dritten Schritt die Zufuhr von Wärme an den Garraum (4, 104) und/oder das Gargut (6, 106) beendet wird und das Gargut (6, 106) weiter durch Abgabe von Mikrowellenstrahlung an das Gargut (6, 106) und/oder den Garraum (4, 104) dielektrisch erwärmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenstrahlung während der gesamten Dauer des ersten, zweiten und dritten Schritts mit einer Sendeleistung von 50 bis 500 Watt, bevorzugt von 100 bis 500 Watt, insbesondere von 100 bis 200 Watt dem Garraum zugeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrowellenstrahlung während des ersten Schritts und während des zweiten Schritts mit einer Sendeleistung dem Garraum zugeführt wird, welche größer oder gleich ist als die Sendeleistung im zweiten Schritt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mikrowellenstrahlung während allen drei Schritten mit einer Sendeleistung dem Garraum zugeführt wird, welche gleich hoch ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kenngröße des Garguts (6, 106) die Gargutart ist und die Identifikation durch eine Benutzereingabe oder durch mindestens einen geeigneten Sensor (16, 116) erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dass eine Kenngröße des Garguts (6, 106) eine Zieltemperatur, insbesondere eine Zielkerntemperatur des Garguts (6, 106) ist und die Identifikation durch eine Benutzereingabe oder durch eine Zuordnung der Zieltemperatur zu der identifizierten Gargutart erfolgt.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der folgenden Parameter in Abhängigkeit mindestens einer der identifizierten Kenngrößen des Garguts (6, 106) erfolgt: Dauer des ersten Schritts, Solltemperatur des Garraums (4, 104) im ersten Schritt, Menge der zugeführten Mikrowellenstrahlung im ersten Schritt, Dauer des zweiten Schritts, Art und/oder Energiemenge der Beheizung im zweiten Schritt, Menge der zugeführten Mikrowellenstrahlung im zweiten Schritt, Dauer des dritten Schritts, Menge der zugeführten Mikrowellenstrahlung im dritten Schritt.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
    die Solltemperatur des Garraums (4, 104) im ersten Schritt unterhalb einer Temperatur liegt, bei der eine Maillard-Reaktion des Garguts eintritt, und dass die die Wärmeübertragung auf das Gargut (6, 106) im zweiten Schritt groß genug ist, um eine Maillard-Reaktion des Garguts (6, 106) hervorzurufen
    und/oder
    die Solltemperatur des Garraums (4, 104) im ersten Schritt etwa bei einer Temperatur liegt, die 0 bis 40 Kelvin, vorzugsweise etwa 20 Kelvin über der als Kenngröße des im Garraum befindlichen Garguts (6, 106) definierten Zielkerntemperatur liegt und dass die Oberflächentemperatur des Garguts (6, 106) im zweiten Schritt oberhalb von 160°C liegt.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beginn der Wärmezufuhr zum Garraum (4, 104) erst erfolgt, wenn sich das Gargut (6, 106) im Garraum (4, 104) befindet.
  10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in mindestens einem der Schritte, vorzugsweise im ersten und/oder zweiten Schritt, zur zusätzlichen Beheizung des Garraums (4, 104) erhitzter Dampf eingeleitet wird.
  11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich an den dritten Schritt ein vierter Schritt anschließt, in welchem dem Garraum (4, 104) nach einem Absinken der Garraumtemperatur unter die Solltemperatur erneut Wärme zugeführt wird.
  12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im zweiten Schritt Wärme in Form von Nahinfrarotwellen mit einer Wellenlänge von ca. 1,2 Mikrometern insbesondere durch einen Quarz- oder Quarz-Wolfram-Strahler (134) abgegeben wird.
  13. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im zweiten Schritt Wärme durch auf das Gargut (6, 106) konzentrierte Heißluft abgegeben wird.
  14. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im zweiten Schritt Wärme durch eine Kombination aus einem Umluftgebläse und einem Grillheizkörper (111) abgegeben wird.
  15. Gargerät (2, 102) mit einem Garraum (4, 104), wobei das Gargerät mindestens mit einem Heizkörper (8, 10, 12, 108, 110, 111, 112, 134, 136, 138) zur Abgabe von Wärme an den Garraum (4, 104) und mit einer Mikrowellenquelle (26, 126) zur Abgabe von Mikrowellenstrahlung an den Garraum (4, 104) ausgestattet ist, und wobei das Gargerät (2, 102) mit einer Steuereinrichtung (14, 114) ausgestattet ist, mit der der mindestens eine Heizkörper (8, 10, 12, 108, 110, 111, 112, 134, 136, 138) und die mindestens eine Mikrowellenquelle (26, 126) steuerbar sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuereinrichtung (14, 114) dazu geeignet und ausgebildet und eingerichtet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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