DE19647987A1 - Verfahren zum Regeln des Garens - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Garens
gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der DE 43 36 752 A1 ist ein Verfahren zum Anpassen der
elektrischen Heizleistung an die zur Speisenzubereitung
erforderlichen Kenngrößen bekannt, bei welchem die Tempera
tur einer Kochstelle eines Glaskeramikkochfeldes
(Cerankochfeldes) gemessen wird, indem diagonal über das
Kochfeld ein metallischer Leiter mit temperaturabhängigem
elektrischen Widerstand geführt ist, der auf das
Glaskeramikmaterial aufgebracht ist. In einer ersten
Aufheizphase wird die Kochstelle mit der vollen Heizleistung
der ihr zugeordneten Heizeinrichtung beheizt. Dabei wird der
zeitliche Gradient des Temperaturanstiegs ermittelt. Wenn
dieser zeitliche Gradient einen Grenzwert unterschreitet,
wird dies als Beginn des Kochens gewertet und die zugehörige
Temperatur gespeichert. Die gespeicherte Temperatur wird
einer Regeleinrichtung als Kochtemperatur zugeführt, wobei
die Regeleinrichtung die Heizleistung dann derart steuert,
daß diese Temperatur beibehalten wird. Alternativ kann eine
vorgewählte Temperatur eingestellt werden.
Das bekannte Verfahren, bei dem die Kochtemperatur aus der
zeitlichen Änderung der Ableitung der Temperatur des
elektrischen Leiters hergeleitet wird, ist verhältnismäßig
ungenau, da der Temperaturgradient von zahlreichen
Einflußgrößen, wie Menge des zu garenden Gutes, Güte des
Wärmeübergangs zwischen Behälter und Oberfläche der Koch
stelle usw. abhängig ist.
Weiter ist bekannt, das Garen je nach Garungsart dadurch zu
steuern, daß die der Heizeinrichtung einer Kochstelle
zugeführte Heizleistung durch verschiedene Stellungen eines
Bedienknopfes vorgewählt wird. Die Steuerung der
Heizleistung läßt keine sichere Aussage auf die sich
einstellende Temperatur zu, so daß eine laufende Kontrolle
des Garvorgangs mit Veränderung der Knopfstellung
erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Regeln des Garens von auf einem mit einer Heizeinrichtung
versehenen Kochstelle zu garendem Gut anzugeben, das bei
einfacher Durchführbarkeit vielfältig anwendbar ist und zu
einem sicheren Garergebnis führt.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs
gelöst.
Erfindungsgemäß wird die Heizplatte in der ersten Stufe auf
eine vorwählbare Temperatur aufgeheizt und dann in einer
zweiten Stufe mit einer Heizleistung derart betrieben, daß
die Temperatur des zu garenden Gutes im wesentlichen
konstant bleibt. Die regelungstechnische Realisierung dieser
Verfahrensstufen ist außerordentlich einfach und führt zu
sehr sicheren Ergebnissen, wenn beispielsweise das zu
garende Gut lediglich erwärmt werden soll oder wenn die
Garung darin besteht, daß das Gut gebraten wird.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 lassen sich Speisen
vorteilhafterweise anwärmen.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 können unterschiedliche
Anwärmstufen bzw. Programme durchgeführt werden.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 können die
unterschiedlichen Anwärmprogramme in besonders komfortabler
Weise eingestellt werden.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 läßt sich ein Bratvorgang
besonders sicher und zweckmäßig ausführen, wobei durch die
plötzliche Zunahme der zum Aufrechterhalten der
erforderlichen Temperaturen der zweiten Stufe erforderlichen
Heizenergie die Bodengüte der Pfanne bestimmt wird. Durch
Nachsteuerung der Heizenergie derart, daß mit schlechterer
Bodengüte der Pfanne zunehmend mehr Heizenergie
nachgestrahlt wird, läßt sich unabhängig von der Bodengüte
der Pfanne eine bestimmte Temperatur des in der Pfanne
befindlichen, zu bratenden Gutes aufrechterhalten, was eine
einwandfreie Qualität des Bratvorgangs sicherstellt.
Der Anspruch 6 kennzeichnet ein besonders vorteilhaftes
Verfahren zur Feststellung der Bodengüte der Pfanne.
Der Anspruch 7 kennzeichnet eine Durchführungsform eines
Bratvorgangs, mit der besonders zuverlässige Bratergebnisse
erzielt werden.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 8 wird ein besonders rasches
Aufheizen des zu garenden Gutes während der Aufheizphase
bzw. des Angarvorgangs erreicht.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 9 wird erreicht, daß die
Temperatur des zu garenden Gutes wenig über die vorwählbare
Temperatur der ersten Stufe ansteigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten
erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Kochfeldes,
Fig. 2 eine Sensoranordnung zur Temperaturmessung einer
Kochstelle des Kochfeldes gemäß Fig. 1,
Fig. 3 schematisch dem Verlauf der Temperatur der
Kochstelle und der Heizleistung bei einem Anwärmen
und
Fig. 4 schematisch den Verlauf von Temperaturen der
Kochstelle und der Heizleistung bei einem
Bratvorgang.
Gemäß Fig. 1 weist ein Kochfeld, beispielsweise ein
Glaskeramikkochfeld, eine Kochstelle 2 auf, der eine
Heizeinrichtung 4 und eine Temperaturmeßeinrichtung 6
zugeordnet sind. Die Heizeinrichtung 4 und die
Temperaturmeßeinrichtung 6 sind an eine Regel- und Steuer
einrichtung 8 angeschlossen, die einen Programmspeicher 10
enthält. Zur Bedienung der Regel- und Steuereinrichtung 8
sowie zum Programmieren des Programmspeichers 10 und/oder
zum Abrufen von darin abgelegten Programmen ist eine Bedien- und
Anzeigeeinheit 12 mit Programmtasten 14 und
Programmierknöpfen 16 sowie einer Anzeigeeinheit 18
vorgesehen.
Der Aufbau der beschriebenen Komponenten ist an sich
bekannt, so daß sie nicht im einzelnen beschrieben werden.
Die Regel- und Steuereinrichtung 8 enthält einen
Mikroprozessor mit zugehöriger Peripherie, wie einem
Festspeicher usw. In dem Festspeicher sind für die
Funktionsweise der Regel- und Steuereinrichtung unbedingt
erforderliche und nicht veränderbare Umfänge abgelegt.
Zumindest ein Teil des Inhaltes des Programmspeichers 10
kann über die Bedien- und Anzeigeinheit 12 verändert werden.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung von elektrischen Leitern bzw.
Leiterbahnen, wie sie an der Kochstelle 2 angebracht oder in
dieser integriert sind, wobei das mittels der Heizeinrich
tung 4 beheizte Feld gestrichelt ist.
Ein erster Leiter 20 mit temperaturabhängigem elektrischen
Widerstand erstreckt sich diagonal über die Kochstelle und
endet an Anschlüssen 30 und 32. Von dem Leiter 20 zweigen
nahe im Außenumfang des beheizten Feldes der Kochstelle
Meßleiter 24 und 26 ab, die in Anschlüssen 34 und 36 enden.
Parallel zu dem Leiter 20 verläuft ein weiterer Leiter 28,
der in Anschlüssen 38 und 40 endet.
Die Temperatur des innerhalb der Kochstelle befindlichen
Bereiches des Leiters 20 kann dadurch präzise gemessen
werden, daß dem Leiter 20 über die Anschlüsse 30 und 32 ein
konstanter Strom zugeführt wird und der Spannungsabfall, den
dieser Strom zwischen den Kontaktierungen der Meßleiter 24
und 26 erfährt, an den Anschlüssen 34 und 36 gemessen wird.
Der Widerstand des Glaskeramikmaterials innerhalb der
Kochstelle und damit dessen Temperatur kann durch Messung
des Widerstandes zwischen den Leitern 20 und 28 gemessen
werden. Diese Temperaturmessungen sind an sich bekannt und
beispielsweise in der eingangs genannten DE 43 36 752 A1
beschrieben.
Im folgenden wird anhand Fig. 1 eine Betriebsweise der
beschriebenen Vorrichtung erläutert, wobei auf der
Kochstelle 2 befindliches Gut gewärmt werden soll. Dazu wird
über die Bedien- und Anzeigeeinheit 12 eine erste Temperatur
T1 und zweite Temperatur T2 sowie die gegebenenfalls eine
Zeitdauer vorgewählt, während der die zweite Temperatur T2
beibehalten werden soll. Die Temperaturen T1 und T2 sind
jeweils diejenigen Temperaturen, die mit der Sensoranordnung
gemäß Fig. 2 als Temperaturen des Leiters 20 bestimmt
werden.
Wenn die Kochstelle 2 in Betrieb gesetzt wird, wird die
Heizeinrichtung 4 von der Regel- und Steuereinrichtung 8
zunächst mit großer Heizleistung H1 (in Fig. 1 gestrichelt)
angesteuert, so daß die Temperatur (in Fig. 1 durchgehend
gezeichnet) rasch auf den Wert T1 zunimmt. Zum Zeitpunkt t1,
zu dem Temperatur T1 erreicht wird, wird die Heizeinrichtung
4 abgestellt, um dann zum Zeitpunkt T2, zu dem die
Temperatur auf den Wert T2 abgefallen ist, mit einem
vorgesteuerten Wert in einen geregelten Betrieb überzugehen,
bei dem sich die Heizleistung auf einen Wert H2 einpendelt,
bei dem die Temperatur T2 aufrechterhalten wird.
Es sind unterschiedlichste Durchführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anwärmen möglich.
Beispielsweise können mit einer der Programmtasten 14
unterschiedliche Programme aufgerufen werden, die
unterschiedlichen Garungsintensitäten beim Wärmen
entsprechen und denen entsprechend unterschiedlichen
Temperaturen T1 und T2 zugeordnet sind, wobei die Temperatur
T1 eine Schwellwerttemperatur ist und die Temperatur T2 die
Fortwärmtemperatur ist. Jeder Garungsintensität entspricht
dann eine bestimmte Lebensmitteltemperatur. Ein Beispiel ist
in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:
Es versteht sich, daß die Temperaturen jeweils einzeln
programmiert werden können oder als vorbestimmte Programme
aufgerufen werden könne, wobei das Aufrufen der Programme
durch eine Taste folgen kann, die die Garungsintensität
angibt und eine weitere Taste, die das Lebensmittel angibt.
Die zugehörigen Anzeigen können jeweils auf der Anzeigeein
heit 18 sichtbar werden.
Anhand der Fig. 4 wird nun eine weitere Durchführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, bei dem
beispielsweise etwas in einer Pfanne gebraten werden soll,
die auf die Kochstelle gestellt wird.
In Fig. 4 stellt die durchgehende Kurve die Temperatur des
Leiters 20 dar; die strich-punktierte Kurve stellt die
Temperatur des Glaskeramikmaterials zwischen den Leitern 20
und 28 dar, wobei angenommen ist, daß die Pfanne eine
schlechte Bodenqualität hat, d. h. die Temperatur des
Glaskeramikmaterials infolge des schlechten Wärmeübergangs
deutlich höher ist als die der Pfanne. Die gestrichelte
Kurve stellt die Heizleistung dar, die von der Regel- und
Steuereinrichtung 8 der Heizeinrichtung 4 zugeführt wird.
Mit einer der Programmtasten 14 wird das Programm "Braten"
gewählt. Mit den Programmierknöpfen 16 wird die erwünschte
Garintensität eingestellt, indem die angestrebte Temperatur
der Pfanne vorgewählt wird.
Soll in einer ersten Verfahrensstufe nun die Pfanne auf die
vorgewählte Temperatur T1 erhitzt werden, so führt die
Heizeinrichtung 4 die hohe Heizenergie H1 zu, bis die Tempe
ratur T1 zum Zeitpunkt t1 erreicht ist. Zum Zeitpunkt T2
setzt die geregelte Beheizung der Pfanne mit der
Heizleistung H2 ein, bei der die Temperatur der leeren
Pfanne auf dem Wert T1 bleibt.
Wird zum Zeitpunkt t3 zu bratendes Gut in die Pfanne
gegeben, so sinkt deren Temperatur ab, was dazu führt, daß
die Heizenergie, geregelt von der Regel- und Steuerein
richtung 8 unter Messung der Temperatur T auf den Wert H3
nachgeregelt wird. Während der Nacherhitzung der Pfanne mit
der erhöhten Heizleistung H3 wird festgestellt, daß die
Temperatur des Glaskeramikmaterials aufgrund einer nicht
gleichmäßige Temperaturverteilung um DT über der des Leiters
20 liegt, woraufhin das im Programmspeicher 10 abgelegte
Bratprogramm die vorgewählte Solltemperatur um den Wert DT
auf den Wert T2 erhöht. Durch diese Erhöhung der
Solltemperatur des Leiters 20 ist gewährleistet, daß trotz
der schlechten Bodengüte der Pfanne das in ihr zu bratende
Gut die gewünschte Temperatur T1 annimmt.
Die Bodengüte der Pfanne kann auch durch Messung der
Kapazität zwischen dem Pfannenboden und einem an oder in die
Glaskeramik aufgebrachten Leiter festgestellt werden.
Es versteht sich, daß auch für das geschilderte
Bratverfahren zahlreiche Abänderungen möglich sind.
Beispielsweise kann zwischen starkem, mittelstarkem,
mittlerem, mittelschwachem und schwachem Braten gewählt
werden, denen beispielsweise Temperaturen T1 von 600, 550,
500, 400 und 300°C zugeordnet sind.
Es versteht sich, daß bei beiden geschilderten
Durchführungsformen das Erreichen der Temperatur T1 optisch
und/oder akustisch angezeigt werden kann, was einer
kochenden Person hilft, die einzelnen Arbeitsvorgänge
zeitgerecht durchzuführen, beispielsweise ein Steak in die
Pfanne zu legen oder Pommes frites in die Friteuse zu
schütten.
Claims (9)
1. Verfahren zum Regeln des Garens von auf einer
mit Heizeinrichtung (4) versehenen Kochstelle (2) zu
garendem Gut, bei welchem
die Kochstelle in einer ersten Stufe mit einer ersten Heizleistung (H1) aufgeheizt wird und in einer zweiten Stufe, in der ein vorwählbarer Garvorgang durchgeführt wird, mit einer Heizleistung (H2; H2, H3, H4) derart betrieben wird, daß die Temperatur des zu garenden Gutes im wesentlichen konstant bleibt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstelle (2) in der ersten Stufe auf eine vorwählbare Temperatur (T1) aufgeheizt wird.
die Kochstelle in einer ersten Stufe mit einer ersten Heizleistung (H1) aufgeheizt wird und in einer zweiten Stufe, in der ein vorwählbarer Garvorgang durchgeführt wird, mit einer Heizleistung (H2; H2, H3, H4) derart betrieben wird, daß die Temperatur des zu garenden Gutes im wesentlichen konstant bleibt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kochstelle (2) in der ersten Stufe auf eine vorwählbare Temperatur (T1) aufgeheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die
vorwählbare Temperatur (T1) der ersten Stufe höher ist als
die vorwählbare Temperatur (T2) der zweiten Stufe.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem für die
erste Stufe und die zweite Stufe mehrere Temperaturen
vorwählbar sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem jeder für
die erste Stufe vorwählbaren Temperatur eine Temperatur für
die zweite Stufe zugeordnet ist, wobei bei abnehmender
Temperatur der ersten Stufe auch die entsprechende
Temperatur der zweiten Stufe abnimmt und die Unterschiede
zwischen der ersten und der zweiten Temperatur mit
abnehmender erster Temperatur abnehmen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste
Stufe bei einer weitgehend leeren, auf der Kochstelle (2)
befindlichen Pfanne durchgeführt wird, daß bei einer
plötzlichen Zunahme der zum Aufrechterhalten der vorwähl
baren Temperatur der zweiten Stufe erforderlichen
Heizenergie die Bodengüte der Pfanne bestimmt wird und die
Temperatur der zweiten Stufe gegenüber der Temperatur (T1)
der ersten Stufe um einen von der Bodengüte der Pfanne
abhängigen Wert erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem als Maß für
die Bodengüte der Pfanne die Temperaturdifferenz (DT) dient,
die sich bei Zunahme der Heizleistung in einem unterhalb der
Pfanne verlaufenden, in die Glaskeramik eingebetteten oder
auf oder unter die Glaskeramik aufgebrachten metallischen
Leiter (20) und dem an den Leiter angrenzenden
Glaskeramikmaterial (20, 28) einstellt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, bei dem die
Temperatur der zweiten Stufe gegenüber der der ersten Stufe
um die Temperaturdifferenz (DT) erhöht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
bei dem der Heizplatte während der ersten Stufe die volle,
zur Verfügung stehende Heizleistung (H1) zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem bereits vor
Erreichen der vorwählbaren Temperatur (T1) der ersten Stufe
die Heizleistung zurückgenommen wird.
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