DE4231365A1 - Verfahren zum Backen, Braten oder Garen und Backofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Backen, Braten oder Garen nach dein Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wenn in einen vorgeheizten Backofen aus Teig geformte Back­ waren eingelegt werden, so sinkt deswegen, weil diese eine erheblich niedrigere Temperatur als der Innenraum des Back­ ofen haben, die Temperatur im Backofen ab. Diese beim Befül­ len des Backofens eintretende Temperaturabsenkung kann nicht in sehr kurzer Zeit ausgeregelt werden, weil die Heizlei­ stung beschränkt ist. Soll das Ende des Backvorgangs allein aufgrund einer für die bestimmte Backware (z. B. eine be­ stimmte Sorte von Brötchen) vorgegebene Backdauer (allgemei­ ner Wärmeeinwirkungsdauer) festgelegt werden, so ergeben sich ungleichmäßige Backergebnisse in Abhängigkeit davon, wie groß jeweils die in den Backofen eingelegte Menge an Backwaren ist. Dieser Effekt mag bei großen Öfen, wie sie in Bäckereien verwendet werden, eine geringere Rolle spielen, einerseits wegen der großen Wärmespeicherkapazität derarti­ ger großer Backöfen, andererseits deswegen, weil dort ge­ schultes Personal zur Verfügung steht, das diesem Effekt zum Beispiel durch eine Verlängerung der vorgegebenen Backdauer entgegenwirken kann. Bei relativ kleinen Backöfen, wie sie zum Beispiel verwendet werden, um in Bäckereifilialen, Metz­ gereien oder Gaststätten aus Teig vorgeformte Brötchen zu backen oder nahezu fertig gebackene tiefgekühlte Brötchen aufzuwärmen und fertig zu backen, oder auch bei kleinen Backöfen, wie sie im Haushalt üblich sind und dort insbeson­ dere häufig Teil des Küchenherds sind, wirkt sich dieser Ef­ fekt jedoch stärker aus, weil diese kleinen Backöfen nur ei­ ne sehr geringe Wärmespeicherkapazität haben und sie häufig von ungeschultem Personal verwendet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß der Ein­ fluß der jeweiligen Befüllmenge des Backofens auf die Quali­ tät der fertigen Ware automatisch verringert oder aufgehoben werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst.

Die Erfindung betrifft auch einen Backofen nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 2. Derartige Backöfen sind bekannt. Die­ se Backöfen weisen, insbesondere wenn sie für den gewerbli­ chen Bereich bestimmt sind, noch eine vorzugsweise elektro­ nische Steuereinrichtung auf, die für mindestens eine Back­ ware den Temperatursollwert und die vorgegebene Backdauer enthält, vom Benutzer zum Beispiel durch einfachen Knopf­ druck leicht ausgewählt werden können. Die Aufgabe, diese Backöfen so auszugestalten, daß der Einfluß einer unter­ schiedlichen Befüllmenge automatisch verringert oder vermie­ den werden kann, wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruch 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Nachfolgend wird die Erfindung hauptsächlich anhand des Backens von Lebensmitteln, insbesondere Brot, erläutert. Die Erfindung ist jedoch auch für das Braten und Garen (worunter hier das Kochen und das Dünsten, bei dem die Kochtemperatur nicht erreicht wird, verstanden wird) geeignet. Auch eine Anwendung im Nicht-Lebensmittelbereich wird in Betracht gezogen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die Viel­ zahl der Temperaturmessungen, wobei die dabei ermittelten Werte aufsummiert werden, ein Summenwert gebildet wird, der der Wärmeenergie, die der Backware bereits zugeführt worden ist, zumindest weitgehend proportional ist. Abweichungen von dem Temperatursollwert nach unten oder nach oben werden da­ bei miterfaßt und führen zu einer entsprechenden Verlänge­ rung bzw. Verkürzung der Backdauer gegenüber einem Sollwert, der zum Beispiel für eine mittlere Befüllmenge festgelegt ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch Temperaturabweichungen im Innenraum des Backofens, die auf anderen Einflüssen beruhen, als auf dem Befüllvorgang, berücksichtigt werden können, zum Beispiel der Einfluß einer kurzzeitigen Stromunterbrechung durch Netzausfall, bei dem die Temperatur im Backofen je nach dessen Wärmespeicherver­ mögen mehr oder weniger schnell abfällt. Es versteht sich, daß die Funktionsfähigkeit derjenigen Einrichtungen, die für die Erfindung wesentlich sind, zum Beispiel die Aufsummier­ vorrichtung, durch geeignete Maßnahmen, zum Beispiel durch eine Pufferbatterie, auch bei Stromausfall aufrechterhalten werden muß.

Die Zeitintervalle, innerhalb von denen jeweils einmal die Temperatur ermittelt wird, müssen so kurz sein, daß das Ziel der Erfindung hinreichend gut erreicht wird. Bevorzugt ist das Zeitintervall bei Nahrungsmitteln kürzer als 1 Minute. Als sehr gut geeigneter Wert für viele Anwendungen hat sich ein Zeitintervall von 10 Sekunden Länge herausgestellt. Wenn das Zeitintervall extrem kurz gemacht wird und somit eine extrem große Anzahl von Meßwerten ermittelt wird, so ist die Summe der Meßwerte in beliebig genauer Annäherung das Inte­ gral der Temperatur (oder des hiervon linear abhängigen Werts) über die Zeit.

Da der Backvorgang bei Brot, Brötchen oder anderen Backwaren mit dem Verdampfen von Wasser eng verbunden ist, haben je­ denfalls Temperaturen im Backofen, die unter 100° liegen, keinen oder nur einen äußerst geringen Einfluß auf den Back­ fortschritt. Tatsächlich haben auch etwas darüber liegende Temperaturen in einem Bereich von 100° bis 120°C, insbeson­ dere etwa 115°C keinen wesentlichen Einfluß auf den Back­ fortschritt. Daher ist gemäß einer Ausführungsform der Er­ findung vorgesehen, daß Temperaturen, die bei oder unter der Temperatur liegen, bei der ein wesentlicher Backfortschritt nicht mehr erfolgt, bei der Aufsummierung mit dem Wert Null berücksichtigt werden. Besonders einfach kann dies rechne­ risch, zum Beispiel durch einen geeignet programmierten Mi­ kroprozessor, dadurch berücksichtigt werden, daß für die Summenbildung nicht die tatsächlich ermittelte Temperatur im Innenraum des Backofens verwendet wird, sondern diese Innen­ temperatur abzüglich des genannten Werts, ab dem ein wesent­ licher Backfortschritt nicht mehr erzielt werden kann. Diese Differenz wird jedoch nur, wie soeben erläutert, mit dem Mi­ nimalwert Null berücksichtigt, nicht mit sich etwa ergeben­ den negativen Werten.

Vorteilhaft enthält eine vorzugsweise elektronische Steuer­ vorrichtung des Backofens für mindestens eine Backware den Temperatursollwert und die vorgegebene Backdauer gespei­ chert. Statt der Backdauer kann in der Steuervorrichtung jedoch auch der Summensollwert gespeichert sein oder ganz allgemein erfindungsgemäß jede Größe, die einerseits die Einhaltung der erforderlichen Solltemperatur und anderer­ seits die Überprüfung, ob die aufaddierten ermittelten Werte den Summensollwert erreicht haben, gestattet. Sind Solltem­ peratur und vorgegebene Backdauer eingegeben, so kann die Steuervorrichtung durch eine einfache Berechnung unter Be­ rücksichtigung der Intervalldauer den Summensollwert errech­ nen.

Es kann vorteilhaft sein, wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Temperatursollwert und die Backdauer vom Benutzer direkt eingegeben werden kann, der Benutzer also nicht auf in der Steuervorrichtung gespeicherte Werte ange­ wiesen ist. Diese Ausführungsform kann zum Beispiel für den Backofen eines üblichen Küchenherds vorteilhaft sein. Dabei kann der Temperatursollwert zum Beispiel, wie bei solchen Werten auch schon bisher üblich, mittels eines Drehknopfes oder in anderer Weise eingestellt werden, wodurch eine Ther­ mostatregelung entsprechend eingestellt wird. Der Steuervor­ richtung muß jedoch in diesem Fall durch geeignete techni­ sche Maßnahmen mitgeteilt werden, wie hoch der Temperatur­ sollwert ist. Statt dessen kann der Temperatursollwert auch vom Benutzer direkt in die Steuervorrichtung eingegeben wer­ den, die dann automatisch die Thermostatsteuerung verstellt. Durch diese geschilderten Ausführungsformen ist es insbeson­ dere leicht möglich, anhand von Rezepten den dort jeweils vorgegebenen Temperatursollwert und die Backdauer von Hand einzugeben.

Das Signal, das am Ende des Backvorgangs erzeugt wird, kann ein optisches oder akustisches Warnsignal sein, es kann je­ doch auch dazu verwendet werden, die Tür des Backofens auto­ matisch zu öffnen, damit die Temperatur im Innenraum rasch absinkt und somit nicht eine unerwünschte Verlängerung der Backdauer eintritt.

Beim Braten von sogenanntem Kurzgebratenen (z. B. Hähnchen­ schlegel oder Koteletten) können die gleichen Werte verwen­ det werden wie beim beschriebenen Backen: z. B. ein Tempera­ tursollwert von 180 bis 200 Grad Celsius, eine Bratdauer von 15 Minuten und eine Berücksichtigung der Temperaturen nur, soweit sie oberhalb von etwa 115 Grad liegen. Beim Kochen und Dünsten wird man zweckmäßig, um eine möglichst rasche Erwärmung zu ermöglichen, lediglich solche Temperaturen und nur insoweit bei der Addition berücksichtigen, wie sie ober­ halb der jeweiligen Temperatur des Kochwassers oder des zu dünstenden Materials liegen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombina­ tion bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines erfindungs­ gemäßen Backofens für kleinere Mengen von Backwaren zur Be­ nutzung im gewerblichen Bereich durch ungelernte Kräfte,

Fig. 2 eine vereinfachte Draufsicht auf den Innenraum des Backofens.

Ein Backofen 1 weist an seiner Vorderseite eine Tür 2 auf, durch die der Innenraum 3 mit aus Teig geformten Backwaren oder nahezu fertig gebackenen Backwaren, die tiefgefroren sind, befüllt werden kann. Es ist eine elektrische Heizvor­ richtung in Form von Heizstäben 5 vorgesehen, sowie ein le­ diglich angedeutetes Umluftgebläse 6, das für eine vorteil­ hafte gleichmäßige Temperaturverteilung sorgt. Ein im Be­ reich einer der Seitenwände 8 im Innenraum 3 hinten oben an­ geordnete Temperaturfühler 10 erfaßt die Temperatur im In­ nenraum. Eine Steuervorrichtung 20 weist ein lediglich ange­ deutetes Bedienfeld 22 auf, an dem der Benutzer durch Drücken von Druckknöpfen 24 vorgegebene Backprogramme (zum Bei­ spiel zum Backen von Brötchen, großen Broten, kleinen Bro­ ten) abrufen kann, oder an dem er durch Einstellen von Dreh­ knöpfen 26 und 28 einen Temperatursollwert und eine zum Bei­ spiel für eine mittlere Befüllmenge maßgebliche Backdauer von Hand einstellen kann. Die in den Ansprüchen erwähnte Überwachungsvorrichtung gehört zur Steuervorrichtung. Jedem Backprogramm ist ein Temperatursollwert und eine Backdauer zugeordnet. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 20 rech­ net diese Werte unter Berücksichtigung einer hier im Bei­ spiel vorhandenen Intervalldauer von 10 Sekunden und unter Berücksichtigung einer hier angenommenen Temperatur von 115°C, bei deren Unterschreitung ein wesentlicher Backfort­ schritt nicht mehr erzielt wird, in einen Summensollwert nach der folgenden Formel um:

Summensollwert = (Temperatursollwert - 115°C) × Backdauer/Intervalldau­ er.

Die Steuervorrichtung 20 erfaßt in jedem Temperaturintervall einmal die von dem Temperaturfühler 10 gemessene Temperatur, zieht von dieser den im Beispiel auf 115°C gesetzten oben erläuterten Wert ab und addiert diese so ermittelnden Werte auf. Sobald die Summe dieser aufaddierten Werte den Summen­ sollwert erreicht, veranlaßt die Steuervorrichtung 20 die Abgabe eines optischen und akustischen Signals und veran­ laßt außerdem das Abschalten der Heizung und das automati­ sche Öffnen der Tür 2, so daß die Temperatur im Innenraum rasch abfällt. Somit wird bei dem Backofen von dem erfin­ dungsgemäßen Steuerverfahren Gebrauch gemacht.

Die Anordnung kann erfindungsgemäß so variiert werden, daß unter Berücksichtigung des augenblicklich erreichten Summen­ werts bereits vor Ende des Backvorgangs unter Berücksichti­ gung des bekannten Wärmespeichervermögens des Backofens die Heizung abgeschaltet oder die Heizleistung zumindest redu­ ziert wird, wobei berücksichtigt wird, daß bis zum Erreichen des Summensollwerts sich der Innenraum des Backofens nicht soweit abgekühlt hat, daß hierdurch eine störende Verlänge­ rung der Backdauer eintritt. Dieses vorzeitige Abschalten der Heizung kann zum Beispiel beim Backen von Brot einige Minuten (zum Beispiel 2 oder 3 Minuten) betragen, beim Fer­ tigbacken von bereits weitestgehend fertig gebackenen und tiefgekühlten Brötchen kann es zweckmäßig sein, von einer derartigen vorzeitigen Abschaltung der Heizung abzusehen, weil hier die Backzeit ohnehin extrem kurz ist und zum Bei­ spiel nur 3 Minuten bei 180°C beträgt, wogegen beim Backen von Brötchen aus Teig die Backdauer bei einem Temperaturwert von 180°C etwa 15 bis 16 Minuten beträgt.

Bei dem Backofen ist zweckmäßig noch vorgesehen, daß der In­ nenraum durch die Steuervorrichtung in an sich bekannterwei­ se befeuchtet werden kann, um hierdurch insbesondere die Au­ ßenseite der fertigen Backware, zum Beispiel den Glanz, zu beeinflussen.

Die Erfindung gestattet es, unabhängig vom Befüllgrad des Backofen eine große Gleichmäßigkeit in der Qualität der fer­ tigen Backwaren zu erzielen, weil die Backdauer den tatsäch­ lichen Anforderungen automatisch angepaßt wird. Dies erfolgt ohne Eingriff in die Backware selbst.

Das in der Zeichnung gezeigt beispielhafte Gerät ist etwa 65 cm hoch, 80 cm breit und 80 cm tief. Es hat eine elektrische Leistung von 6 Kilowatt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Backen, Braten oder Garen, bei dem die Temperatur im Innenraum eines Backofens auf einen Temperatursollwert geregelt wird und beim Ende des Back-, Brat- bzw. Garvorgangs ein Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Vielzahl von aufeinander folgenden Zeitintervallen jeweils der Wert der augenblicklichen Temperatur oder ein von der augenblicklichen Temperatur linear abhängiger Wert ermittelt wird, daß die Werte aufaddiert werden, und daß das Signal erzeugt wird, wenn die Summe der Werte einen von dem Produkt aus dem Temperatursollwert bzw. einem von diesem linear abhängigen Wert, einer vorge­ gebenen Wärmeeinwirkungsdauer und der reziproken Län­ ge eines Zeitintervalls abhängigen Summensollwert er­ reicht.

2. Backofen mit einer Heizvorrichtung (5), einem Tempe­ raturfühler (10), einer Regelvorrichtung (20) zum Re­ geln der Temperatur im Innenraum (3) des Backofens (1) auf einen Temperatursollwert, und mit einer Über­ wachungsvorrichtung, die beim Ende eines Backvor­ gangs, Brat- oder Garvorgangs ein Signal erzeugt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsvorrich­ tung derart ausgebildet ist, daß sie in einer Viel­ zahl von aufeinander folgenden Zeitintervallen je­ weils den Wert der augenblicklichen Temperatur oder einen von der augenblicklichen Temperatur linear ab­ hängigen Wert ermittelt, daß die Werte aufaddiert werden, und daß das Signal erzeugt wird, wenn die Summe der Werte einen von dem Produkt aus dem Tempe­ ratursollwert bzw. einem von diesem linear abhängigen Wert, einer vorgegebenen Wärmeeinwirkungsdauer und der reziproken Länge eines Zeitintervalls abhängigen Summensollwert erreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und Backofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erfassung der Temperatur solche Temperaturen, die so niedrig sind, daß bei ihnen kein wesentlicher Fortschritt im Back-, Brat- bzw. Garungsprozeß erzielt wird, mit dem Wert Null erfaßt werden.

4. Verfahren zum Backen und Braten und Backofen nach An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, die mit dem Wert Null erfaßten Temperaturen im Bereich von 100 Grad Celsius bis 120 Grad Celsius, vorzugsweise im Bereich zwischen 110 und 120 Grad Celsius, liegen.

5. Verfahren zum Garen (Kochen, Dünsten) und Backofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, die mit dem Wert Null erfaßten Temperaturen im Bereich der augen­ blicklichen Temperatur des Kochwassers bzw. des zu dünstenden Materials liegen.

6. Verfahren und Backofen nach Anspruch 3, 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der von der augenblickli­ chen Temperatur linear abhängige Wert die Differenz zwischen der augenblicklichen Temperatur und der Tem­ peratur, ab der kein wesentlicher Fortschritt im Koch-, Back- bzw. Garungsprozeß erzielt wird, ist.

7. Verfahren und Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge ei­ nes Zeitintervalls kürzer ist als eine Minute.

8. Backofen nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Steuervorrichtung (20) aufweist, die den Temperatursollwert einerseits und die Wärmeeinwirkungsdauer oder den Summensollwert andererseits für mindestens eine Ware gespeichert enthält, und/oder in die diese Werte vom Benutzer eingebbar sind.

9. Verfahren und Backofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal ein optisches Signal und/oder ein akustisches Signal und/ oder ein das Öffnen des Backofens bewirkendes Signal ist.