Verfahren und Einrichtung zum Backen von Gebäck mit Infrarotstrahlen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Backen von Brot und Frischgebäck mittels Infrarot- bestrahlung, wobei das Backgut auf einem Transport band kontinuierlich durch den Backofen geführt wird.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Ein richtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zum Backen von Brot sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen die Wirkung von Infrarotstrahlen zur Anwendung gelangt. Diese Verfahren haben ins gesamt die Anwendung langwelliger Infrarotstrahlen zur Grundlage. Bei den üblichen Backverfahren werden diese langwelligen Infrarotstrahlen unter Ver wendung von Kohle, Gas, Oel oder Elektrizität in der Weise erzeugt, dass ein Mittler (z.B. Keramik) zur Anwendung gelangt, von dem die Strahlung aus geht. Durch Zusatz von Feuchtigkeit für wenige Minuten wurden die bisherigen Backverfahren durch geführt. Dieselben Verfahren wurden auch zum Backen von Flachgebäck angewandt.
Bisher sind Verfahren, die auf der Anwendung einer kurzwelligen Infrarotstrahlung beruhen, nur für Flachgebäck bekannt.
Die bisher bekannten Backverfahren stellen einen ausgesprochenen Trocknungs- bzw. Röstprozess im Durchlaufofen dar. Bei diesen Backverfahren konnte die Wärme nur bis zu etwa 30% ausgenutzt werden. Die Backzeitnorm beträgt bei den bekannten Ver fahren bei Brot von 1 V2 Kilo 45 bis 50 Minuten, bei Brötchen von 40 Gramm 16 bis 18 Minuten.
Die bekannten Verfahren zum Backen von Brot setzen eine sorgfältige Vorbereitung wegen der Not wendigkeit des Aufheizens im wärmetechnischen Sinne voraus. Es muss nach jedem Arbeitsgang der Backofen wieder auf 240 bis 250 hochgeheizt werden, damit der Mittler wieder in genügendem Umfange lang wellige Infrarotstrahlung abgeben kann. Zur Durch führung des Backprozesses wurde Feuchtigkeit durch Zugabe von Wasser oder Wasserdampf, auch Wrasen genannt, bis zu einer Höchstdauer von 1 % Minuten angewandt.
Ausser den bisher genannten Backver- fahren von Brot ist ein Verfahren bekannt, bei dem Hochfrequenz in Verbindung mit Infrarotstrahlen zur Anwendung gelangt. Bei diesem Verfahren wird durch Hochfrequenz das Innere des Backgutes erhitzt. Letz teres Verfahren hat den Nachteil des hohen Anlage- Anschaffungspreises, der Kompliziertheit der Anlage und ihrer Bedienung.
Das Verfahren gemäss der Erfindung, welches diese Mängel vermeidet, zeichnet sich dadurch aus, dass das Backgut von oben und seitlich einer direkten kurzwelligen Infrarotbestrahlung durch Infrarot-Hell- strahler ausgesetzt und von unten durch ein Blech erhitzt wird, das von Infrarot-Hellstrahlern oder Infrarot-Dunkelstrahlern mit Reflektor angestrahlt ist und diese Strahlung absorbiert,
wobei dem Backgut während der Dauer der Krumenbildung von aussen regelbar Wrasen zugeführt und gegen Ende des Back- vorganges zur Krustenbildung das Backgut in eine Zone gelangt, in welcher dem Backgut keine Wrasen zugeführt werden und die Intensität der Infrarot bestrahlung kleiner gehalten wird.
Die kurzwellige Infrarothellstrahlung durchdringt ungehindert den in den Backraum von aussen einge führten Wasserdampf. Ferner dringt die Infrarothell- strahlung im Gegensatz zur, auch nicht sichtbaren, langwelligen Dunkelstrahlung einige Zentimeter tief in das Backgut ein, wobei die Anwesenheit des Wasser dampfes, auch Wrasen genannt, eine vorzeitige Krustenbildung verhindert.
Auch ermöglicht man so einen starken Wärmetransport in das Innere des Back- gutes bei gleichzeitig bleibender Elastizität der Ober fläche und verhindert bei gleichzeitiger Erhöhung der Strahlungsintensität ein Reissen des in Ausdehnung befindlichen Backgutes. Dadurch wird ein maximales Volumen des Gebäckes erreicht.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird das Backen von Brot oder Brötchen unter günstigsten Be dingungen gelöst, wobei eine Regelung zur Schaffung jedes gewünschten Backgrades erfolgen kann.
Da mit der Gerinnung der Eiweissubstanz und mit der Verkleisterung der Stärke im Innern des Back- gutes durch eine Temperatur von 95 bis 98 auch der Quellvorgang und die Bindung des Wassers ab geschlossen ist, wird die Innentemperatur bei Brot nur in den wenigsten Fällen 100 erreichen oder gar überschreiten. Damit ist die Krumenbildung abge schlossen. Erst dann wird ohne Anwesenheit von Wasserdampf die Krustenbildung abgeschlossen. Der gesamte Backvorgang wird in ungefähr der Hälfte der früher benötigten Backzeit durchgeführt.
Die Backzeit beträgt bei dem erfindungsgemässen Verfahren für Brot von 1 Y2 Kilo 20 bis 25 Minuten, für Brötchen von 40 Gramm 8 bis 9 Minuten. Ausserdem wird bei diesem Verfahren nicht wärmetechnisch vor bereitet. Besonders günstig ist noch die gute Regel barkeit des Backvorganges durch das schnelle Reak tionsvermögen der Strahlungselemente.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur rationellen Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen dampfdichten, tunnelartigen Backraum, in welchem ein kontinuierlich angetriebenes Ketten band für das Backgut angeordnet ist, über welchem an einer Isolierdecke Zwischenwände zur Unterteilung des oberen Backraumes sowie kurzwellige Infrarot- Hellstrahler, deren Anzahl in Richtung auf die Back- gutabnahme geringer wird, und unter dem Ketten band Bleche,
die von Infrarot-Hellstrahlern oder Infrarot-Dunkelstrahlern mit Reflektor angestrahlt werden und diese Strahlung absorbieren, vorgesehen sind, wobei Trennwände den unterhalb des Ketten bandes befindlichen Raum unterteilen, die gleichzeitig als Ableitschächte für Mehlstaub und Abrieb dienen, und Dampf durch Rohre nur in die vom Backgut zuerst durchlaufenen, durch Wände gebildeten Kam mern oberhalb bzw. unterhalb des Kettenbandes ge leitet wird.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Einrichtung ist eine wärmetechnische Vorbereitung vor Beginn des Backprozesses nicht mehr erforderlich. Nach dem Einschalten des Stromkreises der Backein- richtung und Dampfzuführung ist diese sofort back- bereit.
Ferner wird eine hohe Betriebssicherheit der Ein richtung gewährleistet. Mehl und Abriebteilchen sowie Dampf, die im Backraum während des Betriebes herumkreisen, schlagen nicht auf Kettenband, Strahl körper und Reflektoren nieder und können diese nicht verkrusten und den Betriebsablauf behindern, weil die zwischengeschalteten Ableitschächte für eine stän dige Abführung sorgen.
In Verbindung damit, dass die Schächte gleichzeitig die Trennwände von Back- raumschotten bilden, wird eine zweckentsprechende Temperaturverteilung im Backraum erreicht und damit die Brauchbarkeit und Funktion der Einrichtung vor teilhaft erhöht. Es werden z.B. drei Hitzezonen ge schaffen, so dass die sich bildende Warmluft aus der langen Mittelzone nicht abfliessen kann.
Durch den in genügender Menge im Backraum vorhandenen, z.B. durch niedrig gespannten Dampf erzeugten Backschwaden, welcher im dampfdichten Backraum gehalten wird, werden gute Backergebnisse erreicht.
In der Zeichnung wird die erfindungsgemässe Ein richtung schematisch an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 dieselbe im Längsschnitt, Fig. 2 im Schnitt nach der Linie A-B, Fig. 3 eine Teilansicht des Ableitschachtes für Abrieb u.ä., Fig. 4 eine in der Isolierdecke des Backraumes eingesetzte Fassung für Infrarotstrahler.
Mit 1 ist der dampfdichte, tunnelartige Backraum bezeichnet, durch den mittels Antriebsräder 2 durch einen nicht dargestellten Motor das Kettenband 3 in Pfeilrichtung bewegt wird. Am Eingang 4 zum Backraum erfolgt die Aufgabe des Backgutes, während bei 5 die Abnahme des gebackenen Brotes bzw. Ge bäcks vor sich geht. Diese Oeffnungen im Backraum öffnen und schliessen sich dementsprechend z.B. automatisch. An einer Isolierdecke 6 des Backraumes 1 sind etwa 360 kurzwellige Infrarot-Hellstrahler 7 zur Erzielung der Oberhitze angeordnet.
Jede Fassung 8 dieser Strahler 7 ist konisch gestaltet und auf Punkt berührung in der Fassungsöffnung der Isolierdecke 6 eingesetzt und mit einer ausserhalb des Backraumes 1 befindlichen Isolierkappe 9 verschlossen und z.B. durch einen Schraubring 10 oder auf andere Weise dampfdicht lösbar befestigt. Das Backgut wird von den kurzwelligen Infrarot-Hellstrahlern von oben und seitlich direkt angestrahlt, wobei der obere Backraum 1 durch Wände 12 unterteilt ist. Für die vom Backgut zuerst durchlaufenen Räume sind mehr Strahler vor gesehen als in den nachgeordneten Räumen, so dass durch die Wände 12 der Temperaturausgleich im oberen Backraum 1 verhindert wird.
Zur Unterteilung des unterhalb des Kettenbandes 3 befindlichen Back- raumes la sind Trennwände 15 vorgesehen, die gleich zeitig als Ableitschächte 13 dienen zum Auffangen des umgewälzten Mehlstaubes, Abriebes und anderer Verunreinigungen.
Mittels der Ableitschächte 13 fallen diese Parti- kelchen, insbesondere die sich vom Backgut auf dem Kettenband ablösen, eine russige, kleistrige Schicht bilden und stark isolierend wirken, in die unter den Ableitschächten 13 befindlichen, auswechselbaren Sammelbehälter 14. Die Trennwände 15 der in ver schiedenen Abständen angeordneten Ableitschächte 13 bewirken eine gute Unterteilung des unteren Back- raumes la, indem gewissermassen Trennschotten ge bildet werden.
Die Warmluft, die sich bei Anstrahlung der unterhalb des Kettenbandes 3 mit dem Backgut angeordneten Bleche durch Hellstrahler oder Dunkel strahler mit Reflektoren 17 im unteren Backraum la bildet, wird durch die Trennwände 15 gehindert, sich über die ganze Länge des unteren Backraumes aus zubreiten, da sie sonst bis zu einem gewissen Grad temperaturausgleichend wirken würde. Die beispiels weise vorgesehenen Dunkelstrahler mit Reflektoren 17 sind im unteren Backraum entsprechend der theoretisch notwendigen Temperaturverteilung in ver schiedenen Abständen angeordnet. Oberhalb des Backraumes 1 sind in einem Dom 18 Dampfaggregate bzw. Dampfzuführungen 19 untergebracht.
Der nie- derig gespannte Dampf wird durch Rohrleitungen 20 in den oberen und unteren Backraum eingeführt.
Anschliessend an den Backraum ist eine Sprüh vorrichtung 21 zum Abkühlen der fertigen Backware vorgesehen. Der Backraum selbst kann zusätzlich mit reflektierenden Blechen ausgekleidet sein.
Im Backraum sind ferner einige Schwadenrohre vorgesehen, sowie Thermo-Elemente für Mess- und Regelzwecke für Ober- und Unterhitze im Backraum sowie Kettenbandvorwärmung. Zum Absaugen des Wrasens dient eine nicht dargestellte Absaug- vorrichtung.
Hell- und Dunkelstrahler unterscheiden sich in ihrem Aufbau nicht voneinander. Bei den Dunkel strahlern ist der Glaskolben auf der Innenseite mit Email od.dgl. belegt, während der Glaskolben des Hellstrahlers unbelegt zum Einsatz kommt. Dunkel strahler werden bevorzugt dort eingesetzt, wo eine Wärmeübertragung durch Lichtwellen nicht gefördert werden kann. Daher werden zur direkten Bestrahlung des Backgutes Hellstrahler und zur Bestrahlung von die Wärme auf das Backgut übertragenden Blechen Dunkelstrahler verwendet. Die Zu- oder Abschaltung von Widerständen schafft die Möglichkeit einer aus reichenden Regelbarkeit dieser Strahler.
Infrarot ist der im elektromagnetischen Spek trum jenseits von rot liegende und für das menschliche Auge unsichtbare Spektralbereich.
Die Unterschiedlichkeit zwischen der kurzwelligen Infrarot-Hellstrahlung und der langwelligen Infrarot- Dunkelstrahlung zeigt sich beim Backen von Brot und Frischgebäck darin, dass die kurzwellige Strahlung im Gegensatz zur langwelligen Strahlung einige Zenti meter tief in das Backgut eindringt.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zeigt sich beim Einsatzt von Wrasen, der unbedingt erforderlich ist, um im ersten Backabschnitt während der Krumen bildung eine vorzeitige Krustenbildung zu verhindern. Während die langwelligen Infrarot-Dunkelstrahlen nämlich von dem Wrasen absorbiert werden, gelangen die kurzwelligen Infrarot-Hellstrahlen ungehindert in das Backgut.
Während nach dem beschriebenen Verfahren das Backgut von oben und seitlich einer direkten kurz welligen Infrarot-Hellstrahlung ausgesetzt und durch innermolekulare Vorgänge diese Strahlung im Back- gut absorbiert und in dessen Inneren in Wärmeenergie umgewandelt wird, wird die Unterseite des Backgutes durch Wärmeleitung (Kontakt) behandelt. Daher müssen die unterhalb des Kettenbandes vorgesehenen und angestrahlten Bleche diese Strahlung gut absor bieren und über das auf ihnen entlang gleitende Kettenband an den Boden des Backgutes übertragen.
Für die Anstrahlung der erwähnten Bleche können Hellstrahler oder auch Dunkelstrahler mit Reflektor verwendet werden.
Während der Dauer der Krummenbildung wird dem Backgut von aussen regelbar Wrasen zugeführt und gegen Ende des Backvorganges gelangt das Back- gut in eine Zone, in welcher ihm keine Wrasen zuge führt werden und die Intensität der Infrarotbestrahlung kleiner gehalten wird.