SI25670A

SI25670A - Postopek toplotne obdelave živil in naprava za izvedbo postopka

Info

Publication number: SI25670A
Application number: SI201800159A
Authority: SI
Inventors: Andrej BOLÄŚINA; Klavdija Ĺ˝ERDONER; UroĹˇ KOKOLJ
Original assignee: Gorenje Gospodinjski Aparati, D.D.
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-01-31
Also published as: EP3597043A1

Abstract

Predlagani izum se nanaša na postopek toplotne obdelave živil, zlasti mesa, in na napravo za izvedbo postopka. Omenjeni postopek obsega korake vklopa pečice in nastavitev končne temperature Tk toplotne obdelave, segrevanje pečice s periodičnim aktiviranjem vsaj enega grela pečice, ki se ga aktivira v obdobju tps trajanja tP periode, ki določa takt vklopa omenjenega vsaj enega grela, in segrevanje živila, po preteku časa ti, ko se v pečici doseže prvo temperaturo Tp, pri temperaturi Tk, ki je višja od temperature Tp.

Description

POSTOPEK TOPLOTNE OBDELAVE ŽIVIL IN NAPRAVA ZA IZVEDBO POSTOPKA [0001] Predlagani izum se nanaša na postopek toplotne obdelave živil, zlasti mesa, in na napravo za izvedbo postopka.

[0002] V splošnem sta znana dva pristopa k toplotni obdelavi živil, zlasti mesa. Prvi pristop predlaga hiter doseg prve temperature v prvi fazi pečenja, da se zapre pore mesa, s čimer se prepreči izcejanje in izparevanje sokov, in kasnejšem pečenju pri drugi temperaturi, ki je nižja od omenjene prve temperature.

[0003] Drugi pristop k toplotni obdelavi živil, zlasti mesa, pravzaprav negira omenjeni prvi pristop in navaja, da površinska rjava skorja in plast skrknjenih beljakovin, živila, ki se ga toplotno obdeluje, nista neprepustna za vodo, zato ne moreta preprečiti izcejanje mesnega soka in izparevanje vode. Zato predlaga pečenje pri sorazmerno nizkih temperaturah.

[0004] Živilo, konkretno meso, med segrevanjem izgublja maso, kar je posledica izparevanja vode, izcejanja masti in mesnega soka. Na omenjeno izgubo mase med drugimi vplivata končna središčna temperatura mesa in temperatura pečenja. V splošnem velja, da je po segrevanju do enake temperature sredice živila izguba mase večja, če se uporabi višjo temperaturo pečenja. Večina znanih postopkov pečenja predlaga hitro segrevanje pečniške komore na želeno temperaturo in vzdrževanje takšnega stanja tekom celotnega časa pečenja. Alternativni postopki predlagajo začetno fazo s segrevanjem pečniške komore do želene temperature in nadaljevanje pečenja pri drugi temperaturi, določeni s strani proizvajalca, katera je nižja od želene temperature.

[0005] V dokumentu EP 2 519 773 BI je razkrita pečica, obsegajoča pečniško komoro, v kateri se izvaja postopek pečenja, grelo v pečniški komori za segrevanje živila, ki naj se ga peče, termostat, ki upravlja delovanje grela in krmilno napravo, ki zagotavlja, da se postopek pečenja izvaja v vsaj treh fazah od začetka do konca pečenja. Prva faza obsega pečenje v trajanju prvega časa pri prvi temperaturi, ki jo določi uporabnik na začetku postopka pečenja, druga faza obsega pečenje v trajanju drugega časa pri drugi temperaturi, ki je nižja od omenjene prve temperature, in tretja faza obsega pečenje v trajanju tretjega časa pri tretji temperaturi, ki je višja od omenjene prve in druge temperature. Krmilna naprava določa prehod iz prve faze v drugo fazo in/ali iz druge faze v tretjo fazo glede na razliko med zaporednimi časi delovanja oz. nedelovanja grela. Omenjena krmilna naprava zagotavlja prehod iz prve faze v drugo fazo in/ali iz druge faze v tretjo fazo, kadar se omenjena razlika med zaporednimi časi delovanja oz. nedelovanja grela vsaj izenači s kritičnim časom, ki ga vnaprej določi proizvajalec.

[0006] V dokumentu EP 1 461 568 BI je dalje razkrit postopek upravljanja pečice, ki predlaga dovajanje polne moči tekom začetnega časa segrevanja, nakar se energijo pni zn n dovaja s polno močjo grela pri stopnji ponavljanja 0,8 do 1, 5 pulzov na minuto in z delovnim ciklom v območju med 20 % in 28 %.

[0007] Naloga predlaganega izuma je ustvariti nov postopek toplotne obdelave živil, zlasti mesa, s katerim so odpravljene pomanjkljivosti znanih rešitev.

[0008] Poleg tega je naloga izuma ustvariti tudi napravo za izvedbo postopka toplotne obdelave živil, zlasti mesa.

[0009] Zastavljena naloga je po predlaganem izumu rešena z značilnostmi, podanimi v značilnostnem delu 1. patentnega zahtevka. Podrobnosti izuma so razkrite v pripadajočih podzahtevkih.

[0010] Izum je v nadaljevanju podrobneje predstavljen na osnovi neomejujočega izvedbenega primera in s sklicevanjem na priložene skice, kjer kaže sl. 1 diagram poteka temperature v odvisnosti od časa, sl. 2 napravo za izvedbo postopka po izumu, in sl. 3 drugi izvedbeni primer naprave za izvedbo postopka.

[0011] Postopek po izumu predlaga, da se živilo v začetni fazi segreva počasi, da se prepreči izparevanje in izcejanje mesnega soka. Pri toplotni obdelavi živila, na primer pečenju, je potrebno upoštevati tudi značilni reakciji, to je karamelizacijo in Maillardovo reakcijo, ki prispevata h kvaliteti pečene hrane, zlasti vplivata na okus. Značilna temperatura, kjer je ta pojav intenziven, znaša od 140 do 165 °C. Po predlaganem postopku se omenjeno temperaturo doseže ob koncu pečenja. Predlagani postopek se lahko izvaja v pečici, na kuhališču ali podobnem.

[0012] Postopek toplotne obdelave v pečici, ki obsega pečniški prostor z vsaj enim grelom, na primer vsaj enim zgornjim grelom in/ali vsaj enim spodnjim grelom in podobno, se prične z vklopom pecice in nastavitvijo končne temperature T_k toplotne obdelave. V pečici nahajajoče se živilo se prične segrevati s periodičnim aktiviranjem omenjenega vsaj enega grela (sl. 1), ki se ga aktivira v obdobju t_ps trajanja t_p periode, ki določa takt vklopa grel. Pri tem obdobje t_pspredstavlja čas delovanja vsaj enega grela tekom ene periode, medtem ko trajanje t_p predstavlja skupni čas delovanja in nedelovanja vsaj enega grela tekom ene periode. Razmerje časa t_ps proti času t_p predstavlja delovni cikel vsaj enega grela in leži v območju med 0,15 in 0,45. Omenjena perioda t_p tipično leži v območju od 20 do 180 sekund, prednostno v območju 90 sekund.

[0013] Na sl. 2 je shematsko prikazana pečica oz. upravljalna enota le-te za izvedbo postopka po izumu, katera skrbi za vklop oz. izklop omenjenega vsaj enega grela 1. Napajanje z energijo vsakokratnega grela 1, to je čas t_ps delovanja vsaj enega grela oz. omenjeno trajanje t_pperiode, se upravlja s pomočjo prvega stikala 2, na primer bimentalnega stikala. Ko temperatura T_p v pečici doseže omenjeno nastavljeno temperaturo T_k toplotne obdelave, prevzame upravljanje s temperaturo termostat pečice, ki preko drugega stikala 3, to je stikala termostata, na po sebi znan način upravlja z vklopom oz. izklopom vsakokratnega grela 1. Po preteku določenega časa toplotne obdelave oz. po lastni presoji uporabnik prekine postopek toplotne obdelave z izklopom grela 1. Omenjeni stikali 2, 3 sta v tokokrog vezani zaporedno.

[0014] Izvedbeni primer postopka po izumu predvideva, da se toplotna obdelava živila v prvi fazi prične na enak način, kot je opisano zgoraj. Po preteku časa t_b ko se v pečici doseže prvo temperaturo T_p (sl. 1), preide postopek toplotne obdelave v drugo fazo, kjer se segrevanje živila nadaljuje pri drugi temperaturi T_k, ki je višja od prve temperature T_p in ki jo nastavi uporabnik ob vklopu pečice. Omenjena prva temperatura T_p je izbiroma vnaprej določena s strani proizvajalca pečice. Alternativno je s strani proizvajalca lahko vnaprej določen čas ti toplotne obdelave.

[0015] Na sl. 4 je shematsko prikazana pečica oz. upravljalna enota le-te za izvedbo drugega izvedbenega primera postopka, katera skrbi za vklop oz. izklop vsaj enega grela. Napajanje z energijo vsakokratnega grela 1, to je čas t_ps delovanja omenjenega vsaj enega grela oz. omenjeno trajanje t_p periode, se upravlja s pomočjo stikala 2, na primer bimentalnega stikala. Poleg tega se s pomočjo temperaturnega tipala v pečici meri tudi dejansko temperaturo T_dpečice. Ko omenjeno temperaturno tipalo zazna, da je temperatura v pečici dosegla vrednost T_db se delovanje omenjenega vsaj enega grela s pomočjo dodatnega stikala 4 prestavi na način, da je čas t_ps delovanja vsaj enega grela določen z regulacijsko zanko. Omenjeno dodatno stikalo 4 je vzporedno vezano z bimetalnim stikalom 2. Omenjena regulacijska zanka deluje na način, ki omogoča, da se dejanska temperatura T_d v pečici približa končni temperaturi T_k toplotne obdelave. Odstopanje srednje vrednosti dejanske temperature Td pečice glede na omenjeno nastavljeno temperaturo T_k toplotne obdelave prednostno leži v območju 5 °C. Po preteku določenega časa toplotne obdelave oz. po lastni presoji uporabnik prekine postopek toplotne obdelave z izklopom grel(a).

[0016] Mogoča je tudi izvedba upravljalne enote na sl. 4, kjer omenjeno temperaturno tipalo leži izven pečice in meri temperaturo neposredne okolice le-te.

[0017] Postopek po izumu zagotavlja večjo funkcionalnost aparata in manjšo izgubo tekočine iz živila, zlasti mesa, ki se ga toplotno obdeluje. Preizkusi so pokazali upad izgube teže za okoli 6 %, upad porabe energije za okoli 10 % in izboljšani enakomernosti toplotne obdelave oz. pečenja. Se pa pri tem podaljšanja čas toplotne obdelave živila do okoli 20%.

[0018] Po še nadaljnjem izvedbenem primeru je predvideno, da sta omenjeno stikalo 2, na primer bimetalno stikalo, in omenjeno stikalo 3 termostata pečice po izumu spreženi na način, da se z njima sočasno vpliva na temperaturo v pečici in na količino dovedene energije. Omenjena sprega je po eni od mogočih variant izuma zasnovana iz bimetalnega stikala 2 in stikala 3 termostata.

[0019] Omenjeno bimetalno stikalo 2 obsega dva pola, pri čemer prvi pol predstavlja bimetalni trak, medtem ko je drugi pol gibljiv s pomočjo mehanizma. S spreminjanjem razdalje med poloma se vpliva na periodičen vklop in izklop stikala 2.

[0020] Omenjeno stikalo 3 termostata obsega medsebojno povezana tipalo in regulator. Pri enostavni mehanski izvedbi je omenjeno tipalo s pomočjo kapilare povezano z regulatorjem, pri čemer je delovanje tovrstnega sklopa zasnovano na principu raztezanja tekočine v tipalu in prenosa omenjenega raztezka preko kapilare na regulator. Slednji v odvisnosti od omenjenega raztezka skrbi za vklop oz. izklop stikala 3 termostata.

[0021] Omenjeno sprego bimetalnega stikala 2 in stikala 3 termostata je primeroma mogoče doseči na mehanski način, pri čemer sta tako stikalo 2 kot tudi stikalo 3 zasukljivo povezana na isti osi upravljalnega gumba pečice, s katerim upravlja uporabnik. Istoosna združitev bimetalnega stikala 2 in stikala 3 termostata omogoča sočasno spreminjanje nastavitve temperaturne pečice in količine dovedene energije.

[0022] Rešitev po predlaganem izumu je mogoče uporabiti pri vseh vrstah električnih pečic kot tudi pri vseh vrstah električnih kuhališč.

[0023] Zgornji opis izvedbenih primerov je osnovan na znanih gradnikih, s katerimi se da krmiliti moč grel(a) in regulirati temperaturo v pečici. Seveda pa je mogoča tudi izvedba, kjer je celoten postopek voden s pomočjo elektronskih komponent, za katerih funkcije in delovanje skladno z zgoraj opisanim postopkom skrbi ustrezna programska oprema.

Claims

Patentni zahtevki

1. Postopek toplotne obdelave živil, zlasti mesa, v pečici, na kuhališču ali podobno, značilen po tem, da obsega naslednje korake:

a) vklop pečice in nastavitev končne temperature T_k toplotne obdelave;

b) segrevanje pečice s periodičnim aktiviranjem vsaj enega grela pečice, ki se ga aktivira v obdobju t_ps trajanja t_p periode, ki določa takt vklopa omenjenega vsaj enega grela;

c) segrevanje živila, po preteku časa ti, ko se v pečici doseže prvo temperaturo T_p, pri temperaturi T_k, ki je enaka ali višja od temperature T_p.
2. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem, da omenjeno vsaj eno grelo pečice deluje periodično s periodo t_p, pri čemer je omenjeno vsaj eno grelo aktivno tekom obdobja t_psene periode t_p.
3. Postopek po zahtevkih 1 in 2, značilen po tem, da je izbiroma omenjena prva temperatura T_p in/ali je čas ti toplotne obdelave vnaprej določen s strani proizvajalca pečice.
4. Postopek po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da razmerje časa t_psdelovanja vsaj enega grela proti času t_p omenjene ene periode predstavlja delovni cikel grela in leži v območju med 0,15 in 0,45.
5. Postopek po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilen po tem, da omenjena perioda t_p tipično leži v območju od 20 do 180 sekund, prednostno v območju 90 sekund.
6. Naprava za izvedbo postopka po zahtevkih 1 do 5, značilna po tem, da obsega prostor za toplotno obdelavo hrane, kot je pečica, kuhališče in podobno, vsaj eno grelo (1), vsaj eno temperaturno tipalo in upravljalno enoto, ki obsega prvo stikalo (2), zaporedno vezano drugo stikalo (3) in izbiroma dodatno stikalo (4), ki je vezano vzporedno s prvim stikalom (2).
7. Naprava po zahtevku 6, značilna po tem, da je prvo stikalo (2) izbrano kot bimetalno stikalo in je drugo stikalo (3) izbrano kot stikalo termostata pečice.
8. Naprava po zahtevkih 6 in 7, značilna po tem, da sta omenjeno prvo stikalo (2) in omenjeno drugo stikalo (3) spreženi na način, da se z njima sočasno vpliva na temperaturo v pečici in na količino dovedene energije.
9. Naprava po kateremkoli od zahtevkov 6 do 8, značilna po tem, da je omenjena sprega prvega stikala (2) in drugega stikala (3) zasnovana na mehanski način, pri čemer sta tako prvo stikalo (2) kot tudi drugo stikalo (3) zasukljivo povezana na isti osi upravljalnega gumba pečice, s katerim upravlja uporabnik.
10. Naprava po kateremkoli od zahtevkov 6 do 9, značilna po tem, da je postopek po zahtevkih 1 do 5 voden s pomočjo elektronskih komponent, za katerih funkcije in delovanje skrbi ustrezna programska oprema.