DE19533514A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Heizleistung bei der Zubereitung von Speisen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Heizleistung bei der Zubereitung von SpeisenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bekannt. Ihre
grundsätzliche Funktionsweise besteht darin, daß eine
Temperaturerfassung am oder im Kochgefäß (DE-OS 39 28 620)
oder auch aus einer räumlichen Entfernung heraus erfolgt
(DE-OS 43 42 489). Die Meßwerte werden mit einer vorgegebenen
Soll-Temperatur verglichen und es erfolgt beim oder vor dem
Erreichen dieser Temperatur ein Abschalten der Heizleistung.
Bei elektrisch betriebenen Kochplatten oder Bratöfen erfolgt
das Abschalten oder Regeln bereits vor dem Erreichen der
Solltemperatur, um vorhandene Restwärme zu nutzen und ein
Überschwingen der Temperatur-Zeit-Kennlinie über die
Solltemperatur zu verhindern (DE-OS 35 29 699).
Diese Lösungen weisen Nachteile auf. Sie berücksichtigen
unzureichend, daß es für jedes Lebensmittel ein spezifisches
Temperatur-Zeit-Verhalten gibt. Weiterhin sind die Art des
Kochgefäßes, seine Größe, die Füllmenge und auch seine
Stellung auf der Heizplatte Randbedingungen, die entweder
einer gesonderten Kontrolle oder einer gesonderten Eingabe und
rechentechnischen Verarbeitung bedürfen, die in einer
Kompromißgröße zusammengefaßt oder negiert werden.
Darüber hinaus finden Sensoren, die beim Kochen erst angebracht
werden müssen, wenig Akzeptanz.
Ein Schritt in die Richtung auf eine stärkere Berücksichtigung
des spezifischen Temperatur-Zeit-Verhaltens von Lebensmitteln
wird mit der EP-PS 03 48 298 vorgeschlagen. Bei dieser Lösung
wird die Temperaturanstiegskurve bei der Heizperiode erfaßt
und das Abschalten erfolgt in Abhängigkeit vom Anstieg des
Kurvenprofils deutlich vor einer vorgegebenen Höchsttemperatur
(65°C, 85°C, 95°C, 100°C und 170°C).
Ebenfalls in diese Richtung zielt die DE-OS 43 36 752, wobei
hier noch deutlich mehr Funktionen realisiert werden. So
erfolgt eine Inhaltserkennung für das Kochgefäß durch Erfassen
des Aufheizvorganges. Mittels einer Kapazitätsmessung wird die
Topfgröße bestimmt. Die Stellung des Topfes auf der Platte
wird erfaßt und bei Fehlstellungen signalisiert. Für den
eigentlichen Heizvorgang wird nach dem Einschalten einer
Heizleistung die zeitliche Änderung des Widerstandes zweier
Temperatursensoren ausgewertet, einmal zum Abschalten beim
Überschreiten bestimmter Sicherheitsmarken und zum anderen bei
Gar- und Kochvorgängen zur Berechnung einer Standardtemperatur
der Speisen, die einem Regler als Solltemperatur zugeführt
wird. Nachteilig bei dieser Lösung ist zweifellos die Anzahl
der Meßstellen und -größen. Aber auch Abstrahlungen werden
unzureichend berücksichtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Berücksichtigung
des spezifischen Temperatur-Zeit-Verhaltens von Lebensmitteln
einen optimalen Energieeinsatz bei der Zubereitung von Speisen
zu gewährleisten und auf einfache Weise den Randbedingungen:
Art des Kochgefäßes, seine Größe, die Füllmenge und auch der
Stellung auf der Heizplatte zu entsprechen.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung mit den
kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 9.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird während einer ersten
Phase des Aufheizungsprozesses dieser durch kurzzeitiges
Abschalten oder Drosseln der Energiezufuhr (einmal oder
mehrmals) unterbrochen. Aus dem Anstieg und dem Abfall des
gemessenen dynamischen Temperatur-Zeit-Verlaufs wird die
aufgenommene und abgegebene Wärmemenge als Ausdruck für die
Kochgefäßgröße, die Stellung auf der Heizplatte, das Volumen
mit Füllungsgrad ermittelt. Weichen die gemessenen und
verarbeiteten Daten von vorgegebenen Sicherheitsmarken ab,
wird der Aufheizvorgang abgebrochen und dies signalisiert.
Sind die Voraussetzungen für die Fortsetzung des
Erhitzungsprozesses erfüllt, wird auf der Basis der gemessenen
und verarbeiteten Daten und unter Berücksichtigung von
Eingabedaten die optimale Energiezufuhr zum Erreichen der
vorgegebenen Temperatur errechnet und geregelt. Der
Erhitzungsprozeß findet seinen Abschluß, indem nach dem
Erreichen der vorgegebenen Temperatur diese bis kurz vor dem
Erreichen des gewünschten Garzustandes annähernd konstant
gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt das Abschalten der
Energiezufuhr, so daß der Endgarzustand unter Nutzung der
Restwärme der Heizplatte erreicht wird.
Es hat sich gezeigt, daß für die erste Phase mit dem
kurzzeitigen Abschalten oder Drosseln der Energiezufuhr
gewöhnlich 1/3 der Zeit bis zum Erreichen der vorgegebenen
Temperatur ausreichend ist, wobei ein mehrmaliges Abschalten
oder Drosseln der Energiezufuhr die Genauigkeit des Verfahrens
deutlich erhöht.
Die Erfindung sieht neben der Eingabe der Temperatur und einer
Zeit auch alternativ die Eingabe der zuzubereitenden Speise
(als elektrisches Signal) vor.
Weiterhin ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, den
Endgarpunkt in engen Grenzen variabel zu gestalten, um z. B.
Gemüse bißfest oder sehr weich zubereiten zu können. Eine
entsprechende Eingabe bewirkt dabei, daß der Zeitpunkt der
Energieabschaltung vor- oder zurückverlegt wird, bezogen auf
eine eingegebene oder im Programm enthaltene Gardauer.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht
vor, daß die eingegebenen und während des Aufheizens und
Garens gemessenen und berechneten Daten gespeichert werden
können. Eine gelungene Speisenzubereitung ist so wiederholbar,
indem bei der Wiederholung während des Aufheiz- und
Garvorganges die ermittelten mit den gespeicherten Daten
verglichen und im Temperatur-Zeitverlauf angenähert werden,
unter Berücksichtigung der aktuellen in der ersten Phase zum
Topf und zur Füllmenge ermittelten Ergebnisse, oder indem nach
dem Erreichen einer vorgegebenen Gartemperatur der weitere
Garprozeß unter Verwendung der bereits gespeicherten Daten
vollzogen wird.
Zur Durchführung des Verfahrens werden an der Heizplatte
Sensoren zur Temperaturmessung angeordnet. Die Meßwerte werden
dann einer Auswerte- und Regeleinrichtung zugeführt, die nach
der Meßwertverarbeitung eine Fehlermeldung abgibt, was den
Abbruch des weiteren Aufheizvorganges nach sich zieht, oder
den weiteren Aufheizvorgang bis auf eine vorgegebene
Temperatur optimal regelt.
Neben der Energieeinsparung liegt ein großer Vorteil der
Erfindung in einer für das zuzubereitende Lebensmittel
optimalen Temperaturzuführung. Was in der Vergangenheit eine
Reihe von Einzweckgeräten nötig machte, kann nunmehr unter
Nutzung der Erfindung mittels eines "Topfes" beliebiger Größe,
beliebigen Materials und Füllungsgrades erfolgen.
Folgende Beispiele machen dies deutlich, wobei mittels der
Erfindung bestimmte Temperaturen innerhalb der angegebenen
Bereiche erreichbar sind:
40°C-60°C
bisherige Geräte: Babykostwärmer, Warmhalteteller.
bisherige Geräte: Babykostwärmer, Warmhalteteller.
Einsatzmöglichkeiten der Erfindung sind die Wiedererwärmung
von Getränken und Speisen, das Temperieren von Getränken und
Speisen und das Auftauen von Gefrierkonserven. Der
Energieeinsatz ist minimal, zu warme Speisen und ein damit
notwendig gewordenes Abkühlen entfallen, Qualitätsverluste
durch Anbrennen werden vermieden. Ein Spezialfall innerhalb
dieses Temperaturbereiches ist mit 42°C die Joghurt
herstellung, wo bereits geringe Temperaturabweichungen zu
deutlichen Qualitätsverlusten führen. Mit der Erfindung kann
die Temperatur in engen Grenzen auf die gewünschte geregelt
und gehalten werden.
80°C-85°C
bisherige Geräte: Puddingkocher, Einkochautomat.
bisherige Geräte: Puddingkocher, Einkochautomat.
Der Anwendungsbereich der Erfindung erfaßt hier neben dem
Einkochen und dem Kochen von Pudding auch das Kochen von Reis
und das Erwärmen von Würstchen, Milch und von Wasser für
Instandgetränke. Auch für die Bereitung eines Käsefondue ist
dieser Temperaturbereich optimal. Die Vorteile der Erfindung
zeigen sich bei ihrer Anwendung sehr schnell: kein Anbrennen
der Milch, keine Dampf- und Phrasenbildung, gelungener Reis,
keine geplatzten Würstchen und trotzdem ist alles warm und
pasteurisiert.
95°C
bisherige Geräte: Heißwasserbereiter, Einkochautomat.
bisherige Geräte: Heißwasserbereiter, Einkochautomat.
Mit der Erfindung können die Aufgaben der benannten Geräte
ebenso erfüllt werden wie das Kochen von Kartoffeln, Nudeln,
Gemüse, Obst und Eiern. Bei dieser Temperatur werden diese
Produkte genau so schnell gegart wie in kochendem Wasser,
unter Nutzung der Erfindung, die ein optimales Erreichen und
Halten der Temperatur gewährleistet, jedoch ohne Dampf- und
Phrasenbildung und mit weniger Energie.
100°C
bisherige Geräte: Milchkochtopf, Kochtopf, Einkochautomat.
bisherige Geräte: Milchkochtopf, Kochtopf, Einkochautomat.
Bei Temperaturregelung mittels der Erfindung werden bei
geringem Energieeinsatz und minimalem Verdampfen von Wasser
Fisch, Fleisch und Obst gedünstet, Dampfnudeln und Hefeklöße
bereitet und sind Brot und Brötchen aufbackbar.
100°C-200°C
bisherige Geräte: Bratpfanne, Kochtopf, Fritteuse, Fondue, Eierkocher, Pop-Corn-Bereiter, Backdraluma.
bisherige Geräte: Bratpfanne, Kochtopf, Fritteuse, Fondue, Eierkocher, Pop-Corn-Bereiter, Backdraluma.
Bei Einsatz der Erfindung entfallen die bekannten
Qualitätsmängel durch zu geringe Temperaturen (Aromaverlust,
Austrocknen des Gutes, zu große Fettaufnahme) und durch zu
hohe Temperaturen (Herausbildung von Bitteraromastoffen, außen
zu dunkel - innen nicht gar).
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 ein Temperatur-Zeit-Diagramm,
Fig. 2 Blockschaltbild der Vorrichtung.
Das in Fig. 1 dargestellte Temperatur-Zeit-Diagramm
verdeutlicht die vier Phasen des Garprogramms. In einer ersten
Phase entsteht durch den Wechsel von Energiezufuhr und
Energieabschalten ein dynamischer Kurvenverlauf, der
rechentechnisch verarbeitet Auskunft gibt über die
Kochgefäßgröße, die Stellung auf der Heizplatte und das
Volumen mit Füllungsgrad und auf dessen Grundlage die optimale
Energiezufuhr für die zweite Phase zum Erreichen einer
vorgegebenen Temperatur Tx ermittelt und geregelt wird. In der
dritten Phase bis kurz vor dem Erreichen des gewünschten
Speisezustandes wird die Temperatur annähernd konstant
gehalten. Der Garprozeß wird in einer vierten Phase bei
abgeschalteter Heizung unter Nutzung der Restwärme
abgeschlossen.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild der Vorrichtung mit der
Heizplatte 1, den unten angeordneten Sensoren 2 zur
Temperaturmessung und die Auswerte- und Regeleinrichtung 3
für die Energiezufuhr zur Heizplatte.
Claims (14)
1. Verfahren zum Regeln der Heizleistung bei der Zubereitung
von Speisen, bei dem durch Messungen während des
Aufheizvorganges der weitere Speisenerhitzungsprozeß
zielgerichtet auf eine vorgegebene Temperatur erfolgt und für
eine vorgegebene Zeitdauer eingehalten wird, dadurch
gekennzeichnet, daß
während einer ersten Phase des Aufheizungsprozesses dieser
durch kurzzeitiges Abschalten oder Drosseln der Energiezufuhr
unterbrochen wird, aus dem Anstieg und dem Abfall des
gemessenen Temperatur-Zeit-Verlaufs die aufgenommene und
abgegebene Wärmemenge als Ausdruck für die Kochgefäßgröße, die
Stellung auf der Heizplatte, das Volumen mit Füllungsgrad
ermittelt wird, der Prozeß des weiteren Aufheizens bei
Abweichungen von vorgegebenen Sicherheitsmarken abgebrochen
und signalisiert wird, oder bei Erfüllung der Voraussetzungen
für die Fortsetzung des Erhitzungsprozesses auf dieser Basis
die optimale Energiezufuhr zur Erreichung der vorgegebenen
Temperatur in einer zweiten Phase errechnet und geregelt wird
und während einer dritten Phase bis zum Erreichen des
gewünschten Speisezustandes die Temperatur annähernd konstant
gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die dritte Phase kurz vor dem Erreichen des gewünschten
Speisezustandes durch Abschalten der Energiezufuhr
abgebrochen wird und der Endgarzustand unter Nutzung der
Restwärme der Heizvorrichtung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
das kurzzeitige Abschalten oder Drosseln der Energiezufuhr in
der ersten Phase mehrfach erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
die erste Phase mit dem kurzzeitigen Abschalten oder Drosseln
der Energiezufuhr maximal 1/3 der Zeit bis zum Erreichen der
vorgegebenen Temperatur in Anspruch nimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
der Zeitpunkt des Abschaltens der Energiezufuhr am Ende der
dritten Phase in engen Grenzen variabel ist, um in Abhängigkeit
von Eingabedaten einen bestimmten Bißzustand (bißfest-weich)
zu erreichen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß
der Temperatur-Zeit-Verlauf während des Aufheizens und Garens
gespeichert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Wiederholung der Art der Speisenzubereitung während
des Aufheiz- und Garvorganges die ermittelten mit den
gespeicherten Daten verglichen und im Temperatur-Zeit-Verlauf
angenähert werden, unter Berücksichtigung der aktuellen in der
ersten Phase zum Topf und zur Füllmenge ermittelten
Ergebnisse.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer Wiederholung der Art der Speisenzubereitung nach dem
Erreichen einer vorgegebenen Gartemperatur der weitere
Garprozeß unter Verwendung der bereits gespeicherten Daten
vollzogen wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Sensoren (2) zur Ermittlung des Temperatur-Zeit-Verlaufs an
der Heizplatte (1) angeordnet sind und die Meßwerte einer
Auswerte- und Regeleinrichtung (3) für die Energiezufuhr zur
Heizplatte zugeführt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoren (2) symmetrisch an der Heizplatte (1) verteilt
sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
drei Sensoren (2) zur Ermittlung des Temperatur-Zeit-Verlaufs
an der Heizplatte (1) symmetrisch bezogen auf den
Heizplattenmittelpunkt angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
nur ein Sensor (2) zur Ermittlung des Temperatur-Zeit-Verlaufs
an der Heizplatte (1) angeordnet ist, vorzugsweise mittig.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Sensoren (2) unten an der Heizplatte (1) angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Sensoren (2) in die Heizplatte (1) eingelassen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19533514A DE19533514A1 (de) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Heizleistung bei der Zubereitung von Speisen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19533514A DE19533514A1 (de) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Heizleistung bei der Zubereitung von Speisen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19533514A1 true DE19533514A1 (de) | 1997-09-18 |
Family
ID=7771805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19533514A Ceased DE19533514A1 (de) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Heizleistung bei der Zubereitung von Speisen |
Country Status (1)
Country | Link |
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