SE455036B - Foerfarande foer att styra foerloppet vid tining av fryst livsmedel samt mikrovaagsugn foer genomfoerande av foerfarandet - Google Patents

Description

20 25 30 35 455 036 I en föredragen utföringsform av uppfinningen tvángscirkuleras luf- ten i ett gentemot omgivningen i huvudsak slutet luftrum, som omfattar kaviteten med livsmedlet. Genom att luftcirkulationen sker i ett slutet rum kan tiningstillstándet övervakas pä ett säkrare sätt och effektiv automatisk styrning av förloppet uppnås.

Enligt ett kännetecken för uppfinningen användes uppnáendet av ett minimum hos den uppmätta fuktigheten för att avbryta tiningsförloppet.

Enligt ett annat kännetecken för uppfinningen avbryts tiningsför- loppet då fuktigheten efter passerandet av ett minimum stigit till en viss nivå.

Enligt ytterligare ett kännetecken utnyttjas en tidsderivata av den fuktighetsangivande signalen för att styra tiningsförloppet.

För att ytterligare förbättra den automatiska styrningen av ti- ningsförloppet kan den fuktighetsangivande signalen användas i kombina- tion med en viktsangivande signal från en viktsensor.

En utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen som inte kräver att rummet där luftcirkulationen sker är slutet kännetecknas därav att upptiningen sker i cykler vardera bestående av minst tvâ perioder, en period då ingen tvángsvis luftomsättning i kaviteten förekommer och en period dä luften bringas att svepa förbi det frysta livsmedlet och då luftfuktigheten uppmätes för att styra tiningsförloppet.

En mikrovågsugn för genomförande av förfarandet innefattande en ugnskavitet avsedd att uppta ett livsmedel som skall tinas eller värmas, en mikrovagskälla för inmatning av mikrovågsenergi i kaviteten, en styr- anordning för styrning av mikrovägskällan och en inställningsanordning med vilken ugnen kan ställas om mellan ett läge för tining av fryst livsmedel och ett läge för värmning, kan enligt uppfinningen vara känne- tecknad av att den har en fläkt för att bringa luften att svepa förbi ett i kaviteten anbragt fryst livsmedel och en fuktighetssensor som mäter fuktigheten hos den luft som svept förbi livsmedlet, vilken fuktighets- sensor är ansluten till styranordningen för att styra inmatningen av mik- rovàgsenergi i kaviteten i beroende av den fuktighetsangivande signalen från fuktighetssensorn.

För att fa säker övervakning av tiningstillstándet medelst den fuktighetsangivande signalen från fuktighetssensorn och därigenom uppnå säker automatisk styrning av förloppet kan enligt en föredragen ut- föringsform av mikrovágsugnen enligt uppfinningen luftrummet i vilket livsmedlet befinner sig i huvudsak vara slutet gentemot omgivningen. 10 15 20 25 30 35 455 036 Detta krav tillåter emellertid att luftkanaler med fläktdriven luftom- röring användes för att utjämna den totala luftvolymens fuktighetshalt.

Härigenom fås fördelen att mikrovágsfältet inte påverkar givare och fläktrotor genom att dessa befinner sig i fältfritt rum.

En lämplig utföringsform av mirkovágsugnen enligt uppfinningen är därför kännetecknad av att den har en utanför kaviteten belägen kanal som med vardera änden står i förbindelse med kaviteten, vilken kanal inne- håller en fläkt för tvàngscirkulation av luften i kaviteten via nämnda kanal, varvid i läget för tining kanalen och kaviteten är väsentligen slutna gentemot omgivningen, och att den till styranordningen anslutna fuktsensorn är belägen i nämnda kanal.

I det fall då upptining sker med hjälp av strálningsenergi, t.ex. mikrovägsenergi, är en ytterligare förutsättning att energitillförseln till livsmedlet i princip endast sker genom strálningsenergin och inte via den cirkulerande luften. Detta kan innebära att åtgärder måste vara vidtagna för att inte onödigtvis tillföra värme till luften från omgiv- ningen, exempelvis genom att det slutna rummets väggar är termiskt väl isolerade eller att luftomsättningen är låg genom att reducerad effekt tillförs fläktmotorn.

Uppfinningen áskàdliggöres med hjälp av exempel med hänvisning till bifogade ritningar, där §¿g_l visar ett föredraget utförande av en mikro- vágsugn, vid vilken den automatiska styrningen av upptiningsförloppet en- ligt uppfinningen kan tillämpas, fig_¿ ger typiska kurvor för fuktighets- och temperaturförloppet under tining i mikrovägsugnen enligt fig 1 och fig 3 visar uppmätt fuktighet som funktion av tiden vid ett alternativt förfarande.

I fig 1 betecknar 10 en ugnskavitet i vilken livsmedlet 11 som skall tinas är placerat, 12 är en lucka till kaviteten, och 13 är en kanal med en fläkt 14. I ena änden av kanalen står denna i förbindelse med kaviteten 10 via ett hålfält 15. Vid andra änden av kanalen 13 finns en ventil 16, som kan omställas mellan tva lägen. I ena läget ger ventilen 16 förbindelse mellan kanalen 13 och kaviteten 10 via ett hàlfält 17. I andra läget av ventilen ger denna förbindelse mellan kanalen 13 och den omgivande luften via en öppning 18 i ugnsfronten.

Dessutom frilägges i detta läge en förbindelse från omgivningen till kaviteten via en öppning 19 i ugnsfronten och hâlfältet 17.

Vid tining ställs ventilen 16 in i det förstnämnda läget. Kaviteten 10 och kanalen 13 bildar därvid ett gentemot omgivningen tillslutet 15 20 25 30 35 455 056 luftrum, i vilket luften tvángscirkuleras genom drivning av fläkten 14.

I detta slutna luftrum, närmare bestämt i kanalen 13, finns en fuktsensor 20 som mäter den återcirkulerade luftens fuktighet. Den fuk- _ tíghetsangivande signalen från sensorn 20 går till en styranordning 21 för en magnetron 22 som matar in energi i kaviteten.

Fuktighetssensorn 20 kan även enligt känd teknik användas för styr- ning av förloppet vid áteruppvärmning och kokning av mat. Ventilen 16 ställes därvid in i det andra läget, i vilket luften i kanalen 13 bláses ut genom öppningen 18 och friskluft suges in i kaviteten genom öppning 19 och hálfältet 17.

Det visade föredragna valet av luftflöden och flödesvägar ger flera fördelar: - Då systemet är slutet används det endast för tining; livsmedlet är då kallt och avger då inte så stor mängd fukt att kondens på rummets väggar kan uppstå - Då systemet är öppet tillförs friskluft först pá luckan; kondens uppstår inte och stör, om luckan är försedd med glas eller dylikt för insyn. Vidare sker borttransport från apparaten av fuktig luft framåt/utåt så att kondens generellt undvikes.

- Fläkten 14 kan ha olika hastighet vid tinings- och värmningslägena, vilket möjliggör optimering av värmeutbyte och evaporation för de olika processerna.

Fig 2 visar tvâ typiska kurvor över förloppet vid tining i det slutna rummet enligt uppfinningen, varvid kurvan TI anger luftens tem- peratur som funktion av tiden t och III anger luftens fuktighet som funktion av tiden. För tydlighets skull har i figuren daggpunktstempera- turen hos luften valts för angivande av fuktigheten. Denna har ett enty- digt samband med den absoluta fuktigheten.

Initialt är temperatur och fuktighet i rummet detsamma som i omgiv- ningen. Dä det frysta livsmedlet läggs in i ugnen och denna startas börjar inom kort fuktigheten (genom kondensation på den kalla ytan) men också temperaturen att sjunka; tidpunkten ta.

Ett minimum hos fuktigheten nås efter en totaltid tb. Dä har ytan »J- pá livsmedlet värmts så mycket att kondensationen upphört. Samtidigt har lufttemperaturen i kaviteten sjunkit och vid en given tidpunkt blivit så làg att den från rumsväggar etc. tillförda värmen förhindrar ytterligare sänkning. Temperaturförloppet har dock betydligt större tröghet än fuk- tv tighetsförloppet. 10 15 20 25 30 35 455 036 Under den fortsatta tiningen börjar fuktigheten att stiga allt snabbare beroende pá att mättningstrycket hos vattenånga tilltar i stort sett exponentiellt med temperaturen.

Enligt uppfinningen avbryts tiningsförloppet automatiskt vid en tidpunkt som bestäms med ledning av den uppmätta fuktighetskurvan. Som enda villkor för avstängning av ugnen kan man använda uppnáendet av en viss daggpunktstemperatur i den stigande fasen, t.ex. vid tidpunkten tc i fig 2. Daggpunktstemperaturen eller fuktigheten kommer därvid att följa den streckade kurvan i fig 2. Om avstängning ej skett skulle daggpunkts- temperaturen följa den med punkter visade kurvan.

Alternativt kan fuktighetskurvans tidsderivata användas som mått på när avstängning av ugnen skall ske. Därvid kan derivatavärdet noll, d.v.s. fuktighetens minimivärde, eller värden upp till ett visst positivt värde hos tidsderivatan komma i fråga för att initiera avstängning. Dess- utom kan ett andra, högre värde på derivatan användas som "säkerhetsav- stängning" oberoende av nedan angivna utvidgningar av uppfinningstanken.

I ett mera utvecklat system beror avstängningstidpunkten ocksâ, en- ligt en experimentellt fastlagd funktion, pà den uppmätta tiden från start tills en viss daggpunktstemperatur uppnåtts, Genom registrering av denna tid fås en värdefull korrelation till livsmedlets massa, som kan användas för förlängning av tiden utöver den då "gränsvärdet" enligt det valda avstängningskriteriet med den fuktighetsangivande signalen som styrparameter uppnåtts.

I en annan utföringsform styrs mikrovàgseffekten enligt förloppet hos daggpunktstemperaturen genom att tillförseln avbryts vid ett visst gränsvärde och påbörjas igen dä daggpunktstemperaturen (genom temperatur- utjämning genom ledning inuti livsmedlet) sjunkit under ett givet annat, lägre värde. I detta fall kan antalet cykler vara fast eller bero på tidsperioden fram till första avbrottet, enligt en algoritm där antalet ökar med den nämnda tidsperiodens längd.

Enligt en alternativ utföringsform behöver luftcirkulationen ej ske i en sluten bana. Efter att ha passerat fuktighetssensorn 20 leds dä luf- ten ut genom öppningen 18 och friskluft tillföras genom det gentemot om- givningen frilagda hálfältet 17. ventilen 16 är ej nödvändig i denna ut- föringsform.

Förloppet vid denna utföringsform är illustrerat i fig 3 som visar utsignalen S från fuktighetssensorn som funktion av tiden t.

Tiningen sker enligt fig 3 i successiva cykler I, II, III, IV, V, 15 20 25 30 35 455 036 VI som vardera består av minst två perioder 1 och 2. Under den första perioden 1 av varje cykel tillförs företrädesvis mikrovágsenergi och cir- kulationsfläkten 14 arbetar. Under den andra perioden 2 av varje cykel tillförs ingen energi och cirkulationsfläkten 14 är fränslagen. Even- tuellt används en tredje period under vilken cirkulationsfläkten 14 ar- betar men ingen energi tillförs. Alternativt tillförs energi kontinuer- ligt och endast luftcirkulationen omkopplas.

Under den första perioden 1 av den första cykeln I kommer luftfuk- tigheten att ligga nära omgivningens p g a luftcirkulationen. När cirku- lationsfläkten 14 är fránslagen i den andra perioden 2 av cykeln I kommer det frysta livsmedlet att påverka klimatet i kaviteten. Om livsmedlet är fruset kommer fukt att kondensera på det och luftfuktigheten i kaviteten minskar. Då luftcirkulationen startar under period 1 av nästa cykel II bláses den påverkade kavitetsluften till luftfuktighetssensorn. Denna av- ger en signal som under första delen av period 1 av cykel II har en kraf- tig dip. Denna dip representerar den sänkning av luftfuktigheten som skett under andra perioden av cykel I. Samma sak upprepas i period 1 av cykel III men dippen i utsignalen från fuktighetssensorn är nu mindre. I cykel IV sker ingen märkbar förändring av den fuktighetsangivande signa- len från fuktighetssensorn då fläkten startas i period 1 av cykeln. I nästa cykel V erhålles en signal från fuktighetssensorn, vilken anger en ökning av fuktigheten i kaviteten och i den därefter följande cykeln VI en signal som anger en ytterligare ökning av luftfuktigheten. Tiningsför- loppet kan avbrytas vid en tidpunkt tå där fuktigheten har stigit till ett visst värde efter att ha passerat ett minimum. Alternativt kan tiningen avbrytas då livsmedlet ej längre minskar luftfuktigheten i kavi- teten.

I en ytterligare utföringsform används förutom fuktsensorn också en viktsensor, (23 i fig 1). Alternativt finns på ugnen en knappsats eller liknande där användaren ställer in ungefärliga vikten. Viktinformationen används för val av gränsvärde pà daggpunktstemperaturen eller extratid enligt ovan eller antal cykler enligt ovan - eller en kombination av dessa möjligheter.

En utföringsform där den omgivande lokalens fuktighet används som korrektionsparameter ingår också i uppfinningstanken; initialvärdet i fig 2 lagras i en processor och om det är relativt högt så justeras gräns- värdet enligt ovan för att kompensera för det externa inflytandet.

I ett tilläggsutförande är gränsvärdet inställbart utifrån inom ett Kn 15 20 25 30 35 455 036 visst intervall. Användaren kan därvid välja 'svag“ upptining (exempelvis av fiskblock för fileseparation) eller 'stark' (exempelvis för grönsaker som sedan skall användas vidare). Inställningsmöjligheten kan också vara användbar för att kompensera för tillverkninqstoleranser i hela syste- met, varvid användaren instrueras att ställa in det läge man finner bäst.

Claims (8)

455 oss 8 Patentkrav.

1. Förfarande för att styra förloppet vid tining av fryst livsmedel, som är placerat i ett ugnsutrymme, i vilket energi, t ex mikrovågsenergi, kan matas in, varvid fuktigheten hos luft som svept förbi det frysta livsmedlet mätes upp kontinuerligt under tiningsförloppet och tiningen styrs i beroende den uppmätta fuktigheten, k ä n n e t e c k n a t av att passerandet av ett mi- nimum hos den uppmätta fuktigheten förorsakat av en kondensavsättning av vat- tenånga på livsmedlet under första delen av tiningsförloppet utnyttjas för att avbryta tiningen.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att tinings- förloppet avbryts då fuktigheten stigit till en viss nivå efter passerandet av minímat.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att en tidsderivata av den fuktighetsangivande signalen användes för att avbryta tiningen.

4. Förfarande enligt patentkravet i-3, k ä n n e t e c k n a t av att luften under tiningsförloppet tvângscirkuleras i ett gentemot omgivningen i huvudsak slutet rum innefattande kaviteten med livsmedlet, varvid fuktigheten i den cir- kulerande luften mätes kontinuerligt för att fastställa passerandet av nämnda minimum.

5. Förfarande enligt något av patentkravet l-Ä, k ä n n e t e c k n a t av att upptiningen utföres i cykler vardera bestående av minst två perioder, en period då ingen tvângsvis luftomsättning i kaviteten förekomer och en period då luften bringas att svepa förbi det frysta livsmedlet och då luftfuktigheten uppmätes för att fastställa passerandet av nämnda minimum.

6. Mikrovågsugn för genomförande av förfarandet enligt något av patentkraven 1-5, innefattande en ugnskavitet avsedd att uppta ett livsmedel som skall tinas eller värmas, en mikrovågskälla för inmatning av mikrovågsenergi i kaviteten, en styranordning för styrning av mikrovågskällan, en fläkt för att bringa luft att svepa förbi livsmedlet, en fuktighetssensor som kontinuerligt mäter fuktig- heten hos den Iuft som svept förbi livsmedlet samt en inställningsanordning med I) f? 455 036 'i vilken ugnen kan ställas om mellan ett läge för tining av fryst livsmedel och ett läge för värmning av livsmedlet, k ä n n e t e c k n a d av att inställ- ningsanordningen i läget för tining är utförd att åstadkomma ett gentemot om- givningen i huvudsak tillslutet rum omfattande kaviteten och som dessutom inne- håller fläkten och fuktighetssensorn, så att luften återcirkuleras i nämnda gentemot omgivningen i huvudsak tillslutna rum, varvid fuktighetssensorns ut- signal återföres till mikrovågskällans styranordning för att avbryta tiningen i beroende av passerandet av ett minimum hos den uppmätta fuktigheten.

7. Mikrovågsugn enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d av att den har en utanför kaviteten belägen kanal som med vardera änden står i förbindel- se med kaviteten, vilken kanal innehåller fläkten för tvångscirkulation av luf- ten i kaviteten via nämnda kanal, varvid i läget för tining kanalen och kavi- teten är väsentligen slutna gentemot omgivningen, och att den till styranord- ningen anslutna fuktighetssensorn också är belägen i nämnda kanal.

8. Mikrovågsugn enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d av att kana- len vid en ände har en ventil, som är omställbar mellan minst två lägen, var- vid den i ett läge motsvarande läget för tining enbart ger förbindelse mellan kanalen och kaviteten.