ES2355598T3 - Procedimiento y dispositivo para la regulación de procesos de cocción en un espacio de cocción. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la regulación de procesos de cocción en un espacio de cocción (13), preferiblemente un horno (11), con las siguientes etapas: - determinación del alimento a cocer (22), - extracción de un vector (t0 S0) enlazado con este alimento a cocer a partir de una memoria de un circuito de evaluación (16, 28), habiendo sido determinado previamente el vector de manera empírica para el procedimiento y siendo al menos bidimensional con un valor temporal (t0) y un valor escalar (S0), - detección de la concentración (K) de un gas (24) característico para el alimento a cocer (22) por medio de un sensor de gas (26) que está diseñado o configurado para este gas, - detección de un primer punto (t1), en el cual la curva temporal de la concentración (K) del gas característico (24) presenta el gradiente (K'1) máximo en valor, - memorización del importe del gradiente (K'1) máximo en valor y del momento (t1) en el cual se alcanza el primer punto, - detección de un segundo punto (t2), en el cual la curva temporal de la concentración (K) del gas característico presenta el gradiente (K') cero, - memorización del momento (t2) en el cual se alcanza el segundo punto, - determinación de la pendiente (m) de una recta a través del primero y el segundo punto, - cálculo de la duración total de cocción (tG) para el alimento a cocer (22) multiplicando la pendiente determinada de la recta por el valor escalar del vector extraído y adicionando el valor temporal del vector extraído.
Description
Procedimiento y dispositivo para la regulación
de procesos de cocción en un espacio de cocción.
La invención se refiere a un procedimiento para
la regulación de procesos de cocción en un espacio de cocción.
Es sabido por ejemplo de la patente EP 1 489 361
A1 controlar sin contacto un proceso de cocción en un aparato de
cocción. En este caso, un alimento a cocer es seleccionado bien
manualmente o reconocido automáticamente. Un sensor de gas mide la
concentración de gas en un espacio de cocción, por ejemplo un horno
de cocción, a partir de la cual se averigua un cociente de cocción
en su transcurso de tiempo. Por comparación de los cocientes de
cocción con un valor final de la concentración del gas puede ser
controlado y particularmente finalizado el proceso de cocción,
cuando el alimento ha terminado de cocer según las especificaciones
teóricas en relación con la concentración de gas medida.
De la US 4,311,895 es sabido disponer un sensor
de gas en la parte superior de un dispositivo que está realizado de
forma similar a un horno. Este sensor de gas presenta una bobina de
calentamiento propia como caldeo activo. Con ella puede ser
detectada una concentración de un gas.
La invención se basa en la misión de
proporcionar un procedimiento alternativo, para controlar un proceso
de cocción en un espacio de cocción o sea aparato de cocción y de
automatizarlo a ser posible en gran parte, funcionando el
reconocimiento ventajosamente a ser posible fácilmente, con
precisión y correctamente.
Este problema es resuelto mediante un
procedimiento con las características de la reivindicación 1.
Configuraciones ventajosas así como preferidas de la invención son
objeto de las reivindicaciones ulteriores y en lo sucesivo vienen
detalladamente descritas. El texto de las reivindicaciones hace
referencia explícita al contenido de la descripción.
Para el procedimiento se determina el alimento a
cocer, pudiendo ser realizado de diferentes modos, como
sucesivamente se puntualizará aún más en detalle. Con este alimento
a cocer está relacionado un vector que es extraído de una memoria de
un circuito de evaluación. Este vector procede de una multitud de
vectores almacenado en la memoria, que han sido determinados
previamente de manera empírica para este procedimiento para una
multitud de diferentes alimentos a cocer y luego son memorizados en
la memoria por ejemplo por parte de la fábrica. El vector es
simultáneamente al menos bidimensional y presenta al menos un valor
temporal y al menos un valor escalar. Entonces se mide la
concentración de un gas característico para el alimento a cocer
averiguado por un sensor de gas. Este sensor de gas ventajosamente
está dimensionado o configurado especialmente para este gas
característico, por ejemplo pudiendo ser excitado de diferentes
maneras para captar especialmente bien los diferentes gases.
Entonces se mide la curva temporal de la concentración del gas
característico. Se detecta un primer punto, en el cual la
concentración presenta el gradiente máximo en valor. Este valor
extremo de la curva temporal de la concentración puede ser marcado
tanto como máximo como también como mínimo. Tanto este importe del
gradiente máximo en valor como también el momento, en el cual se
alcanza el mismo, son memorizados. Lo siguiente será detectar un
segundo punto, en el cual la concentración del gas presenta el
gradiente cero. En este caso se memoriza únicamente el momento de
alcanzar este segundo punto.
A continuación se pone de manera aritmética una
recta a través del primer y el segundo punto y se averigua su
pendiente. Con ayuda de esta pendiente o de esta recta puede
efectuarse otro cálculo del tiempo de cocción total. Esto ocurre de
manera que la pendiente de la recta se multiplique por el valor
escalar del vector extraído. A continuación, el valor temporal del
vector extraído es adicionado a esto y así se determina el tiempo de
cocción total. En comparación con el tiempo de cocción ya recorrido
se puede detectar la duración restante de la cocción. Una vez
alcanzado, se puede indicar a un operador el final de la cocción a
través de señales correspondientes. Alternativamente, el proceso de
cocción puede ser parado, particularmente por desconexión de una
calefacción en el espacio de cocción.
De esta forma, una multitud grande de diferentes
alimentos a cocer es utilizable para el procedimiento al menos
parcialmente automatizado o pueden ser cocidos de esta manera. La
determinación empírica de los diferentes vectores para diversos
alimentos a cocer representa sin duda un cierto coste. Puede ser
determinado sin embargo ya por parte de la fábrica y memorizado en
la memoria, lo que representa un gasto justificable en una multitud
de aparatos de cocción idénticos. La captación del primer y el
segundo punto es también relativamente fácil, puesto que estos dos
puntos son muy característicos. El vector bidimensional mencionado
como ejemplo permite también un cálculo relativamente fácil.
Mediante la integración de ambos puntos así como sus momentos
correspondientes es posible cocer diferentes alimentos con
variaciones en cuanto a la formulación de la receta y la manera de
preparación en gran parte de manera automatizada. En este caso es
posible también la consideración de desviaciones de especificaciones
nominales.
Otra ventaja de la aplicación de los gradientes
de la concentración de gas consiste en que de esta manera puedan ser
evitados o desconectados en gran parte los síntomas de
envejecimiento por ejemplo de un sensor de gas así como un
desplazamiento (Offset) debido a las condiciones ambientales durante
el funcionamiento del sensor de gas. Así es posible una captación
relativamente precisa de los puntos determinantes.
La detección del alimento a cocer puede
efectuarse fundamentalmente de dos modos diferentes. Por una parte
es posible que un operador inserte el alimento o lo comunica al
circuito de evaluación. Para ello puede estar prevista una dirección
de menús con los correspondientes medios de inserción.
Por otra parte es posible que se detecten y
evalúen con un sensor de gas desde el principio los gases producidos
en el alimento a cocer. Por ello puede efectuarse un reconocimiento
del alimento que se halla en el espacio de cocción, según está
descrito por ejemplo en la patente DE 103 401 46 A1. En este caso
puede iniciarse en primer lugar con un modo de calentamiento
universal, por ejemplo a una temperatura meta de 180ºC o 200ºC. De
mano de un tal caldeo universal o caldeo normalizado, el alimento a
cocer puede ser detectado o reconocido por un sensor de gas. Un
reconocimiento de este tipo, automatizado en gran parte, del
alimento a cocer presenta naturalmente la gran ventaja de que el
confort sea más grande para un operador. Sin embargo bajo ciertas
circunstancias, el coste constructivo o el coste en el procedimiento
de evaluación es mayor. Otra posibilidad para la detección o el
reconocimiento automático del alimento presente en el espacio de
cocción está contenido en la solicitud de patente alemana DE
102005011304.4, a la cual se hace referencia explícita.
Ventajosamente la detección de los puntos o del
primer punto y del segundo punto se efectúa de manera algorítmica
por formación de diferencias entre los valores de los gradientes de
la curva temporal de la concentración del gas característico. Esto
puede tener lugar en intervalos de tiempo discretos con una duración
establecida, por ejemplo algunos segundos.
Además es ventajosamente posible que las señales
del sensor no se evalúen desde el comienzo, puesto que en este caso
en la mayoría de los casos de todas maneras aún no se puede contar
con un pronto final del proceso de cocción y los procesos, por
decirlo de algún modo, todavía no se han estabilizado.
Particularmente debería esperarse hasta que la temperatura del
espacio de cocción se haya aproximado más o menos a la temperatura
final, es decir hasta que se haya alcanzado por ejemplo al menos el
70%. Ventajosamente, una evaluación de las señales del sensor
incluso no se inicia hasta que la temperatura del espacio de cocción
haya alcanzado el 90% de la temperatura final o de la temperatura de
cocción seleccionada.
Los sensores de gas pueden estar configurados o
especificados de diferentes maneras. Por otra parte pueden estar
configurados de tal manera que detecten únicamente la concentración
de gases de tres átomos o incluso más átomos en el espacio de
cocción. Así es posible una determinada preselección de gases a
detectar, lo cual reduce el coste y puede aumentar la seguridad en
el reconocimiento. Además, es posible que los sensores de gas no
sean sensibles al oxígeno, nitrógeno y/o dióxido de carbono o no
detecten estos gases. No obstante es también posible que se detecte
en casos individuales, bajo ciertas circunstancias en dependencia
del alimento a cocer, también uno de estos tres gases, en particular
el dióxido de carbono.
Adicionalmente se puede detectar la humedad en
el espacio de cocción o el contenido en humedad del aire de salida o
del aire en el espacio de cocción. Para ello puede ser usado un
sensor de humedad diseñado de una manera especial. El valor de esta
humedad puede ser usado ventajosamente tanto para un reconocimiento
automático del alimento a cocer en sí como también para una
determinación de un momento final del proceso de cocción.
Debido a que la concentración del gas se mide ya
próximo a la temperatura final del espacio de cocción, el
accionamiento de un sensor de gas puede ser simplificado. Una
calefacción de sensor así como una regulación de temperatura no es
absolutamente necesaria. Ambas sin embargo pueden ser realizadas en
una configuración ventajosa de la invención.
Una disposición del o de los sensores de gas en
un conducto de salida de aire del espacio de cocción,
particularmente en caso de un horno en el canal de vapores, es
considerado especialmente ventajosa. En el aire de salida pueden ser
detectados los gases, los cuales se producen durante el proceso de
cocción en el espacio de cocción, de manera relativamente
concentrada y al mismo tiempo distribuidos uniformemente.
Un ejemplo de realización de la invención está
representado de manera esquemática en los dibujos y a continuación
está descrito detalladamente. En los dibujos se muestran:
Fig. 1 una representación esquemática de un
horno de cocción con sensor de gas y mando y
Fig. 2 el diagrama de una curva temporal de la
concentración de gas así como sus gradientes.
En la Fig. 1 se representa esquemáticamente un
horno 11. En el horno 11, la mufla 13 está circundada por una pared
12 correspondientemente aislada. Además, en la mufla 13 está
dispuesta una calefacción de horno 15 con una resistencia superior y
una resistencia inferior y está conectada a un mando de horno de
cocción 16. Sobre una rejilla 18 en la mufla 13 se encuentra un
molde 20 con una mezcla de masa 22 como alimento a cocer. Es visible
como sale gas 24 o una mezcla de gas de la mezcla de masa 22 por el
calentamiento mediante la calefacción de horno 15. Este gas 24
contiene diferentes compuestos. De la mano de estos compuestos por
un lado es posible bajo ciertas circunstancias ya al principio del
proceso de cocción una identificación automática del alimento o de
la mezcla de masa 22. Además por el gas 24 es posible una
identificación o un cálculo de la duración total de cocción, como se
describe en lo sucesivo más en detalle.
En la zona superior de la mufla 13 está
representada esquemáticamente una salida de vapores 14a que pasa a
un canal de vapores 14b. Este canal de vapores 14b conduce fuera de
la mufla 13 o el horno 11 de la manera conocida. En el canal de
vapores 14b está dispuesto un sensor de gas 26. Este está conectado
a una electrónica de sensores 28. Naturalmente es posible y en
ciertas formas de realización de la invención incluso ventajoso
prever más de un sensor de gas 26 o una multitud de dichos sensores
de gas.
En un sensor de gas 26 representado o en varios
sensores de gas puede ser detectado un gas característico, el cual
se halla en la mezcla de gas 24. Como ya se había mencionado
anteriormente, el horno 11 o el mando 16 ya sabe ventajosamente en
este momento de qué alimento a cocer se trata o que se trata de la
mezcla de masa 22 especial.
En dependencia de esta mezcla de masa 22
conocida, cuyos respectivos datos o características están
memorizados en una memoria del mando 16, es medido un determinado
gas o su concentración K en el gas de escape, el cual sale por el
canal de vapores 14b del horno 11. Esta concentración K está
representada de manera esquemática en la figura 2 sobre el tiempo t.
Como es visible, la misma sube primero lentamente, luego alcanza un
punto máximo y después desciende relativamente en picado. Este punto
culminante forma el valor extremo inicialmente mencionado. También
podría ser un mínimo, para ser usado como valor extremo para la
evaluación.
Relativo a esta concentración de gas K se
determina el gradiente o la primera derivación K'. Esto está
representado rayado en su transcurso de tiempo a lo largo del tiempo
t.
Por ejemplo por la formación de diferencias o
procedimientos matemáticos similares se determina el momento t1, en
el cual el gradiente K' presenta su valor máximo K'1. Esto está
dibujado en el diagrama en la figura 2.
Además se averigua, cuándo el gradiente K' llega
a cero. Este momento t2 igualmente está dibujado. Entonces se pone
una recta g, que está representada con trazos y puntos, a través de
los dos puntos previamente averiguados o se detecta de manera
puramente aritmética la subida de esta recta. Esta subida m resulta
por la ecuación
Ahora se extrae para el alimento conocido o la
mezcla de masa 22 un vector correspondiente almacenado en una
memoria del mando 16. Este vector es bidimensional y comprende un
valor temporal t0 y un valor escalar S0. Esto puede estar averiguado
ventajosamente de manera empírica y puede ser averiguado por parte
de fábrica para este tipo de horno 11 así como para determinados
grupos de alimentos a cocer, entre otras cosas también la mezcla de
masa 22 y luego puede ser memorizado en el mando 16.
Ahora es posible el cálculo de la duración total
de cocción tG según la ecuación
Una vez transcurrido este tiempo de cocción
total tG, la calefacción de horno 15 puede ser desconectada por
medio del mando 16. Alternativa o adicionalmente a esto se puede
emitir una señal a un operador, preferiblemente de manera acústica
y/u óptica.
Por consiguiente es necesario para el
procedimiento según la invención descrito aquí que se conozca el
tipo de alimento a cocer. Esto puede ser insertado por medio de
medios de inserción no representados en la figura 1, sin embargo
fácilmente realizables para el experto, por un operador en el horno
11 o el mando 16. Alternativamente por ejemplo puede tener lugar por
medio del sensor de gas 26 de la mano del gas 24 un reconocimiento
del alimento a cocer o de la mezcla de masa 22, como eso ha sido
descrito en la solicitud de patente alemana DE 102005011304.4.
Partiendo de eso, ya no se examina la mezcla de gas total en cuanto
a sus componentes de gas individuales, sino únicamente
se presta atención a la concentración K de un gas característico 24 y esta se detecta mediante el sensor de gas 26.
se presta atención a la concentración K de un gas característico 24 y esta se detecta mediante el sensor de gas 26.
Los métodos matemáticos anteriormente descritos,
en particular el cálculo del gradiente K' de la concentración del
gas K así como también la detección del valor máximo K'1 de K' junto
con el respectivo momento t1 y el retorno al nivel cero de K' en el
momento t2, son conocidos y fáciles de realizar. De esta manera, y
mediante un enlace con vectores correspondientemente conocidos y
memorizados en el mando 16, los cuales pertenecen en cada caso a un
alimento determinado, puede efectuarse un cálculo automático de la
duración total de cocción tG para este alimento a cocer 22. A
consecuencia de esto puede ser finalizado el proceso de cocción o se
puede indicar esto a un operador. Por consiguiente este
procedimiento sirve por lo tanto para determinar el momento final
del proceso de cocción para un alimento a cocer. El conocimiento
necesario del alimento a cocer puede ser logrado bien por inserción
directa por un operador o por reconocimiento automático.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de los documentos relacionados por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector y no forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores y
omisiones.
\bullet EP 1489361 A1 [0002]
\bullet US 4311895 A [0003]
\bullet DE 10340146 A1 [0011]
\bullet DE 102005011304 [0011][0029]
Claims (9)
1. Procedimiento para la regulación de procesos
de cocción en un espacio de cocción (13), preferiblemente un horno
(11), con las siguientes etapas:
- -
- determinación del alimento a cocer (22),
- -
- extracción de un vector (t0 S0) enlazado con este alimento a cocer a partir de una memoria de un circuito de evaluación (16, 28), habiendo sido determinado previamente el vector de manera empírica para el procedimiento y siendo al menos bidimensional con un valor temporal (t0) y un valor escalar (S0),
- -
- detección de la concentración (K) de un gas (24) característico para el alimento a cocer (22) por medio de un sensor de gas (26) que está diseñado o configurado para este gas,
- -
- detección de un primer punto (t1), en el cual la curva temporal de la concentración (K) del gas característico (24) presenta el gradiente (K'1) máximo en valor,
- -
- memorización del importe del gradiente (K'1) máximo en valor y del momento (t1) en el cual se alcanza el primer punto,
- -
- detección de un segundo punto (t2), en el cual la curva temporal de la concentración (K) del gas característico presenta el gradiente (K') cero,
- -
- memorización del momento (t2) en el cual se alcanza el segundo punto,
- -
- determinación de la pendiente (m) de una recta a través del primero y el segundo punto,
- -
- cálculo de la duración total de cocción (tG) para el alimento a cocer (22) multiplicando la pendiente determinada de la recta por el valor escalar del vector extraído y adicionando el valor temporal del vector extraído.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que el alimento a cocer (22) es
prefijado manualmente por un operador al mando (16), en particular
por inserción manual a partir de un menú.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que un reconocimiento del
alimento a cocer (22) existente efectuado por evaluación de los
gases del alimento a cocer (24) con el al menos un sensor de gas
(26), por lo cual para ello el caldeo se efectúa primero utilizando
un modo de calentamiento aplicable de manera general.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el primer punto (t1) y el segundo punto (t2) son determinados de
manera algorítmica por formación de la diferencia bajo utilización
de intervalos de tiempo discretos.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que las señales del sensor no son evaluadas hasta que la temperatura
del espacio de cocción, partiendo de un espacio de cocción (13) no
calentado, haya alcanzado al menos el 70% de una temperatura de
cocción seleccionada, preferiblemente al menos el 90%.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la concentración de gases de tres átomos o más (24) del alimento
a cocer (22) en el espacio de cocción (13) es detectada por los
sensores de gas (26).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la detección del gas (24) no es sensible al oxígeno, nitrógeno
y/o dióxido de carbono o estos gases no son detectados.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que la humedad en el espacio de cocción (13) es detectada.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que ciertos grupos de alimentos a cocer son definidos, los cuales
presentan respectivamente un gas conductor común como gas
característico (24) principal generado durante el proceso de
cocción.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|
| ES2355598T3 true ES2355598T3 (es) | 2011-03-29 |
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|---|---|---|---|
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