IT201900011499A1 - Forno elettrico con vapore per alimenti - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un forno elettrico con vapore per alimenti.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce ad un forno elettrico per la cottura di alimenti con la tecnica del vapore e, più nello specifico, con l’utilizzo di vapore umido.

Come è noto, con riferimento particolare ai forni elettrici ad uso alimentare, i mezzi per il riscaldamento del forno sono collocati nella piana di cottura della camera di cottura, sotto o entro il piano di cottura (o platea) e sulla volta (o cielo) della medesima camera di cottura.

La piana di cottura è, tipicamente ma non esclusivamente, realizzata in materiale completamente o parzialmente refrattario che permette di mantenere una giusta temperatura di cottura e di diffondere il calore nel modo tendenzialmente più uniforme possibile.

I mezzi di riscaldamento (costituiti da resistenze elettriche) sono posizionati all’interno della piana di cottura che costituisce la platea e sono, altresì, posizionati sul cielo della camera di cottura medesima; detti i mezzi di riscaldamento possono essere, ad esempio e nel caso della piana di cottura o platea, alloggiati in cavità formate nello spessore della piana di cottura o platea, secondo un piano orizzontale e tra loro parallele oppure, secondo note forme di realizzazione alternativa, possono anche essere posizionate al di sotto di dette cavità; similmente può essere notoriamente realizzata la disposizione dei mezzi di riscaldamento sul cielo della camera di cottura. Alcune tipologie di forni di cottura per alimenti, oltre al calore generato dai sopra menzionati mezzi di riscaldamento, utilizzano anche del vapore (generato a mezzo di una caldaia che riscalda l’acqua prelevata da un serbatoio o dalla rete idrica e la vaporizza all’interno della camera di cottura).

Il vapore utilizzato per la cottura di cui sopra si genera per effetto di uno shock termico che si verifica quando l’acqua viene a contatto con elementi (o una massa) roventi della caldaia.

Una tale tipologia di cottura a vapore presenta alcuni vantaggi legati alla capacità di mantenere inalterate le proprietà nutritive ed organolettiche dei cibi, oltre che garantire la stabilità degli aromi ed il mantenimento di morbidezza e succosità degli alimenti in cottura ed, altresì, consente una cottura più rapida delle pietanze con una migliore qualità di cottura (ad esempio, assenza di formazione di crosta sul pane in cottura o, comunque, una considerevole riduzione dello spessore della stessa ed un rallentamento di reazioni chimiche responsabili della formazione di melanoidini e della caramellizzazione degli zuccheri).

Per tali motivi i forni che utilizzano una cottura con vapore assumono importanza per cotture tradizionali del tipo verdure, pesce o carni e simili, ma anche nel caso della panetteria in cui le temperature massime raggiungono valori compresi tra 200°C e 250°C.

E’ noto che il vapore ottimale per la modalità di cottura sopra descritta è un vapore che si genera ad una pressione atmosferica e che è noto come “vapore umido”.

Tuttavia, i sistemi tradizionali di cottura con vapore sono spesso soggetti a problematiche legate al fatto che, una volta generato il vapore, la massa rovente (che consente la generazione di detto vapore) tende a perdere temperatura e, conseguentemente, tende a perdere parte della propria efficacia; ciò comporta che, per poter procedere con una successiva insufflata di vapore, si renda necessario un tempo di attesa definito “tempo refrattario” (pertanto si assiste ad una dilatazione dei tempi che oltre a comportare un maggiore consumo energetico porta come conseguenza anche un aumento dei correlati costi).

Per risolvere questa problematica possono essere utilizzati dei sistemi resistivi potenziati con carichi resistivi molto elevati che, tuttavia, non sono garanzia di sostenibilità ambientale e di risparmio energetico.

Altre soluzioni tecniche note comportano l’utilizzo di sistemi in pressione, ossia di caldaie che, tuttavia, presentano l’inconveniente di generare del vapore secco che è portatore di scarsa qualità per il prodotto cotto.

Tutte le note soluzioni tecniche sopra illustrate vedono, altresì, amplificate le citate problematiche nel caso in cui si rendesse necessaria una cottura con vapore in regimi di temperatura più elevati rispetto a quelli in precedenza considerati e, più in particolare, nel caso di regimi di temperatura compresi tra 350°C e 400°C che sono le temperature tipiche di cottura della pizza.

Più nello specifico, a tali regimi di temperatura si concretizzano anche problematiche legate alle tempistiche di cottura che nel caso della pizza tendo ad essere molto più basse rispetto a quelle che caratterizzano la cottura dei prodotti di panetteria (circa 3 o 4 minuti di cottura per le pizze con i 20 o 30 minuti che caratterizzano il settore panetteria) ed, inoltre, problematiche legate alla necessità di tempi di refrattario molto più bassi rispetto a quelli che caratterizzano la cottura dei prodotti di panetteria.

Un ulteriore inconveniente che caratterizza particolarmente il settore della pizzeria è rappresentato dal fatto che i forni specialmente idonei alla cottura della pizza presentano camere di cottura in cui la distanza tra platea (o piano di cottura) e cielo (o volta) è inferiore rispetto alla distanza che caratterizza i forni utilizzati per il settore della panetteria (14-18cm, contro i 25-30cm della panetteria) e ciò comporta una minore possibilità del vapore di rendersi efficace, pertanto, per la cottura viene richiesta una quantità di vapore maggiore con un conseguente maggiore dispendio di energie e correlati costi. Scopo della presente invenzione è quello di fornire un forno elettrico per alimenti atto a risolvere le problematiche di cui sopra.

Più in particolare, lo scopo della presente invenzione è quello di fornire un forno elettrico per cottura di alimenti con vapore e, più nello specifico, con vapore umido con una garanzia di avere sempre una erogazione di vapore umido nella camera di cottura.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di consentire un ottimale utilizzo della cottura con vapore, con una ottimizzazione della cottura, anche in regimi di temperatura tipici della cottura di pizza e simili, ossia un intervallo di temperatura compreso tra 350° e 400°C.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un forno elettrico per alimenti che consenta un aumento della velocità di cottura con un correlato risparmio energetico.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione degli utilizzatori un forno elettrico con vapore per alimenti atto a garantire un elevato livello di affidabilità e durata nel tempo e tale, inoltre, da poter essere facilmente ed economicamente realizzato.

Questi e altri scopi vengono raggiunti dall'invenzione che presenta le caratteristiche di cui alla rivendicazione 1.

Secondo l'invenzione si fornisce un forno elettrico con vapore per alimenti, per la cottura di alimenti del tipo pizza e simili comprendente un corpo-forno ed un basamento eventualmente provvisto di ruote, il corpo-forno che comprende una camera di cottura provvista di una bocca-forno chiusa da uno sportello apribile, la camera di cottura che comprende un suolo o platea del forno e una volta di cottura o cielo opposta a detto suolo del forno e con detti piano di cottura e volta di cottura che alloggiano, rispettivamente, resistenze di suolo e resistenze di volta necessarie al riscaldamento della camera di cottura del forno, detto forno comprendente mezzi di generazione di vapore umido all’interno della camera di cottura e mezzi di rilevazione di parametri operativi dei mezzi di generazione del vapore e del forno cooperanti in una logica di processo adattivo con una unità di elaborazione centrale comprendente una centralina per una quantificazione del vapore da immettere nella camera di cottura.

Realizzazioni vantaggiose dell'invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche costruttive e funzionali del forno elettrico con vapore per alimenti della presente invenzione, potranno essere meglio comprese dalla dettagliata descrizione che segue nella quali si fa riferimento alle allegate tavole di disegno che nel rappresentano una forma di realizzazione data solo a scopo esemplificativo e non limitativo e in cui;

la figura 1 illustra a livello schematico una vista frontale del forno elettrico per alimenti con cottura a vapore della presente invenzione;

la figura 2 illustra a livello schematico una vista dall’alto del forno elettrico;

la figura 3 illustra a livello schematico una vista in sezione secondo un piano A-A di figura 2 del forno elettrico dell’invenzione;

la figura 4 illustra schematicamente un componente del forno elettrico dell’invenzione.

Con riferimento alle citate figure, il forno elettrico con vapore per alimenti, indicato schematicamente con 10 nelle figure, comprende (in una sua forma di realizzazione esemplificativa) un corpo-forno 12 ed un basamento 14 eventualmente provvisto di ruote 16 per una agevole movimentazione del forno 10 medesimo, con il corpoforno 12 che comprende una camera di cottura 18 provvista di una bocca-forno 17 chiusa da uno sportello apribile 19, la camera di cottura 18 che comprende un suolo 20 del forno ed una volta di cottura 22 opposta a detto suolo del forno e con detti piano di cottura 20 e volta di cottura 22 che alloggiano resistenze (le resistenze del piano di cottura indicate con 20’ e le resistenze della volta di cottura indicate con 22’) necessarie al riscaldamento della camera di cottura 18 del forno; il suolo 20 del forno costituisce quella che in gergo è definita come “platea” e definisce il piano di appoggio per l’alimento in cottura (ad esempio una pizza 15, come schematizzato in figura 3), mentre la volta di cottura 22 costituisce ciò che in gergo è indicato come “cielo”.

La camera di cottura 18 del forno dell’invenzione presenta una distanza tra piano di cottura 20 (o platea) e volta di cottura 22 (o cielo) che è sostanzialmente corrispondente alla distanza che caratterizza i forni per il settore panetteria (ossia 25-30 cm).

Considerando il fatto che il forno elettrico dell’invenzione è un forno con vapore, la camera di cottura 18 comprende bocche o ugelli 25 di fuoriuscita di vapore “V” (come indicato in figura 3) la cui generazione verrà meglio dettagliata nel seguito.

Il vapore “V” è prodotto a mezzo di una vaporiera 26 (non descritta nei dettagli tecnici e funzionali in quanto nota) stabilizzata al corpo-forno 12 e collegata all’alimentazione di acqua di rete ad un ingresso 27 che consente l’introduzione dell’acqua di rete nel corpo della vaporiera e, più nello specifico, in una camera stagna (non rappresentata) che è “infuocata” o riscaldata a mezzo di resistenze elettriche alimentate dalla rete elettrica cui la vaporiera è collegata tramite un morsetto o passacavi 28; il vapore si genera quando l’acqua fredda proveniente dalla rete di alimentazione viene a contatto con le pareti della camera stagna della vaporiera 26.

Secondo la soluzione tecnica di cui all’invenzione il forno elettrico comprende un dispositivo di preriscaldo 30 stabilizzato alla vaporiera 26 ed avente la funzione di realizzare un preriscaldamento dell’acqua proveniente dalla rete di alimentazione preventivamente al passaggio della medesima nella vaporiera 26.

Il dispositivo di pre-riscaldo 30 comprende una coppia di riscaldatori (definiti da un primo riscaldatore 31 e da un secondo riscaldatore 32) disposti in serie e ciascuno provvisto di una pasticca termica 33 e 33’ rispettivamente; l’acqua fredda proveniente dalla rete di alimentazione centrale entra dall’ingresso 27 della vaporiera 26, arriva ad un primo condotto 34 del primo riscaldatore 31 nel quale avviene un primo salto termico (∆termico1) ed esce da un secondo condotto 36 di detto primo riscaldatore 31 per entrare in un primo condotto 37 del secondo riscaldatore 32 nel quale avviene un secondo salto termico (∆termico2) ed uscire da un secondo condotto 38 del secondo riscaldatore 32 dal quale tale acqua riscaldata viene poi inviata nella vaporiera 26.

Nel dispositivo di pre-riscaldo 27, l’acqua proveniente dalla rete di alimentazione centrale subisce un salto termico maggiore nel primo riscaldatore 31 rispetto al secondo riscaldatore 32 ((∆termico1)>(∆termico2)).

Al termine del ciclo di vaporizzazione dell’acqua, il quantitativo di acqua in esubero viene scaricato a mezzo di un rubinetto 40 della vaporiera 26.

Le pasticche termiche 33 e 33’ del dispositivo di pre-riscaldo 27 che sono sensori di temperatura triangolano i dati rilevati nel dispositivo di preriscaldo con i dati di temperatura rilevati da un termostato di lavoro (non rappresentato in figura) della vaporiera 6 e con i valori di temperatura rilevati da termocoppie (non rappresentate in figura) disposte nella camera di cottura 18 del forno 12, con detti sensori tutti indipendenti tra loro; tale triangolazione è realizzata a mezzo di una centralina 42 del forno che va ad interpolare i dati di temperatura rilevati dai sopra citati sensori al fine di definire delle casistiche di lavoro ottimali utilizzate per il miglioramento delle caratteristiche di cottura degli alimenti nel forno e, più in particolare, l’interpolazione è funzionale all’ottenimento della giusta ed ottimale quantità di vapore “V”.

L’interpolazione dei dati rilevati dai sensori di cui sopra è attuata nella centralina 42 del forno 12 a mezzo di un dedicato algoritmo o programma di elaborazione di tipo adattivo.

In particolare, il software della centralina rileva quando e quanto stanno lavorando le pasticche termiche 33 e 33’, quanto e quando sta lavorando il termostato della vaporiera 26 e li interpola con le condizioni di lavoro del forno (le condizioni termiche della camera di cottura 18 rilevate dalle termocoppie) in modo tale da regolare il funzionamento del dispositivo di pre-riscaldo 27 con una regolazione dell’accensione o dello spegnimento delle resistenze dei riscaldatori del medesimo (ossia anticipare l’accensione o lo spegnimento) oppure regolare l’accensione o lo spegnimento della vaporiera 26, così da garantire tempi di riarmo molto bassi e una vaporiera sempre pronta quanto ad ottimale condizioni di lavoro.

Modificando le condizioni di lavoro, cambieranno in modo conseguente i valori interpolati dalla centralina come poco sopra descritto e, pertanto, il sistema si andrà ad adattare alle nuove condizioni di lavoro al fine di garantire invariate condizioni di output.

Come si può rilevare da quanto precede, sono evidenti i vantaggi che il forno elettrico con vapore della presente invenzione consegue.

Il forno elettrico con vapore della presente invenzione e, più nello specifico, il forno elettrico con vapore umido, consente vantaggiosamente di disporre di una velocità di cottura incrementata e con una garanzia di avere sempre una erogazione di vapore umido nella camera di cottura.

Un ulteriore vantaggio del forno elettrico della presente invenzione è rappresentato dal fatto di disporre sempre, nella camera di cottura del forno, di vapore umido e ciò grazie alla presenza del dispositivo di pre-riscaldo che gestisce la temperatura dell’acqua di alimentazione di rete inviata alla vaporiera.

Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto il dispositivo dell’invenzione permette di realizzare una mappatura delle varie condizioni di lavoro del forno permettendo all’utilizzatore di capire quanto vapore si sta immettendo nella camera di cottura nelle differenti condizioni di lavoro.

Ulteriormente vantaggioso è il fatto che il vapore generato a mezzo della vaporiera in accordo con l’invenzione si interpone tra i carichi resistivi (il cielo o volta del forno) ed il prodotto da cuocere (disposto sulla platea del forno) rallentando la formazione della crosta, diminuendone lo spessore e ciò in modo tale da garantire che il prodotto sviluppi meglio in fase di cottura, ossia sia caratterizzato da un volume maggiore rispetto a quello che caratterizzerebbe la cottura dello stesso alimento in un forno di tipo tradizionale.

Ulteriormente vantaggioso è il fatto che il vapore generato nel forno dell’invenzione rallenta le reazioni chimiche responsabili della colorazione della crosta e riduce l’irraggiamento delle resistenze del cielo della camera di cottura ottenendo superfici dell’alimento in cottura meno scure, più omogenee e, conseguentemente, più salubri.

Ulteriormente vantaggioso è il fatto che il forno con vapore dell’invenzione, considerando il fatto che consente di eliminare la variabile della temperatura dell’acqua di rete e, pertanto, di avere una situazione di riscaldo più stabile, permette di incrementare la velocità di cottura delle pietanze o alimenti e, conseguentemente, consente di realizzare un risparmio energetico; infatti, la presenza di vapore umido tra cielo e platea della camera di cottura del forno aumenta la conducibilità termica di tipo convettivo del fluido che trasmette calore (fluido in questo caso definito dalle particelle di vapore presenti nella camera di cottura).

Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che nel forno di cui all’invenzione la centralina di controllo realizzando una interpolazione dei valori dei parametri rilevati dalle termocoppie della camera di cottura, dal termostato di lavoro della vaporiera e dalle pasticche termiche del dispositivo di pre-riscaldo consente di regolare, in modo adattivo, le condizioni di lavoro del forno per avere sempre vapore umido nelle giuste ed ottimali condizioni e, in tale modo, consente di migliorare la cottura del prodotto (eliminazione della variabile legata al valore di temperatura dell’acqua di rete.

Ulteriormente vantaggioso è il fatto che nel forno dell’invenzione la distanza tra il piano di cottura 20 (o platea) e la volta di cottura 22 (o cielo) corrispondente alla distanza che caratterizza i forni per il settore panetteria (ossia 25-30 cm) e ciò garantisce il disporre di un vapore più efficace, con un contenimento del dispendio energetico e, conseguentemente un contenimento dei costi.

Benché l’invenzione sia stata sopra descritta con particolare riferimento a una sua forma di realizzazione data solo a scopo esemplificativo e non limitativo, numerose modifiche e varianti appariranno evidenti ad un tecnico del ramo alla luce della descrizione sopra riportata. La presente invenzione, pertanto, intende abbracciare tutte le modifiche e le varianti che rientrano nell’ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un forno elettrico (10) con vapore per alimenti, per la cottura di alimenti del tipo pizza e simili comprendente un corpo-forno (12) ed un basamento (14) eventualmente provvisto di ruote (16), il corpo-forno (12) che comprende una camera di cottura (18) provvista di una bocca-forno (17) chiusa da uno sportello apribile (19), la camera di cottura (18) che comprende un suolo (20) o platea del forno e una volta di cottura (22) o cielo opposta a detto suolo del forno e con detti piano di cottura (20) e volta di cottura (22) che alloggiano, rispettivamente, resistenze di suolo (20’) e resistenze di volta (22’) necessarie al riscaldamento della camera di cottura (18) del forno, detto forno caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di generazione di vapore umido all’interno della camera di cottura (18) cooperanti con mezzi per una regolazione di parametri termici dell’acqua gestita dai mezzi di generazione di vapore e mezzi di rilevazione di parametri operativi dei mezzi di generazione del vapore, dei mezzi di rilevazione e del forno cooperanti in una logica di processo adattivo con una unità di elaborazione centrale comprendente una centralina (42) per una quantificazione del vapore da immettere nella camera di cottura (18).
2. 2. Il forno elettrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una vaporiera (26) stabilizzata al corpo-forno (12) atta ad introdurre vapore nella camera di cottura (18) attraverso bocche o ugelli (25) della camera di cottura medesima, detta vaporiera essendo collegata ad una alimentazione di acqua di rete a mezzo di un ingresso (27) e comprendendo resistenze elettriche alimentate dalla rete elettrica cui la vaporiera è collegata tramite un morsetto o passacavi (28).
3. 3. Il forno secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi di regolazione dei parametri termici dell’acqua comprendono un dispositivo di pre-riscaldo (30) stabilizzato alla vaporiera (26) per un preriscaldamento dell’acqua proveniente dalla rete di alimentazione preventivamente al passaggio della medesima nella vaporiera (26).
4. 4. Il forno secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di preriscaldo (30) comprende una coppia di riscaldatori definiti da un primo riscaldatore (31) e da un secondo riscaldatore (32) disposti in serie, il primo riscaldatore (31) essendo funzionale a realizzare un primo salto termico (∆termico1) per l’acqua fredda proveniente dalla rete di alimentazione centrale ed il secondo riscaldatore (32) essendo funzionale a realizzare un secondo salto termico (∆termico2) per l’acqua in uscita dal primo riscaldatore ed in ingresso in detto secondo riscaldatore, con il primo salto termico essendo maggiore del secondo salto termico ((∆termico1)>(∆termico2)).
5. 5. Il forno secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il primo riscaldatore (31) comprende un primo condotto (34) ed un secondo condotto (36), il secondo riscaldatore (32) che comprende un primo condotto (37) ed un secondo condotto (38), detto primo condotto (34) del primo riscaldatore (31) in cui entra l’acqua fredda proveniente dalla vaporiera e detto secondo condotto (36) da cui esce acqua che entra nel primo condotto (37) del secondo riscaldatore (32) per uscire dal secondo condotto (38) ed entra nella vaporiera (26).
6. 6. Il forno secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di preriscaldo (27) comprende sensori di temperatura applicati al primo riscaldatore (31) e al secondo riscaldatore (32) e definiti da pasticche termiche (33, 33’).
7. 7. Il forno secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere termocoppie disposte nella camera di cottura (18).
8. 8. Il forno secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la vaporiera (28) comprende un termostato di lavoro.
9. 9. Il forno secondo le rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che le pasticche termiche del dispositivo di pre-riscaldo (30), le termocoppie della camera di cottura (18) e il termostato di lavoro della vaporiera (26) sono tra loro indipendenti.
10. 10. Il forno secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la centralina (42) triangola i dati rilevati dai sensori del dispositivo di pre-riscaldo (30), della camera di cottura (18) e della vaporiera (26) e li interpola per pilotare accensione/spegnimento del primo (31) e secondo (32) riscaldatore del dispositivo di pre-riscaldo (30) o per pilotare accensione/spegnimento della vaporiera (26).