DE68907738T2

DE68907738T2 - Mikrowellenöfen und Verfahren, um darin Lebensmittel aufzutauen.

Info

Publication number: DE68907738T2
Application number: DE89300772T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ian Eke
Original assignee: Microwave Ovens Ltd
Current assignee: Microwave Ovens Ltd
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1989-01-26
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2009-01-27
Also published as: GB8802575D0; DE68907738D1; CA1315353C; AU606259B2; EP0327262A1; EP0327262B1; AU2952789A; JPH02109935A; US4874914A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Mikrowellenherde und auf Verfahren zum Auftauen von Nahrungsmitteln in Mikrowellenherden.

Vorgeschichte der Erfindung

Herkömmliche Mikrowellenherde weisen eine Auftaueinrichtung auf, die dem Hohlraum im Herd entweder während einer vom Anwender eingestellten Zeitdauer oder während einer festen Zeitdauer Mikrowellenenergie zuführen. Im letzten Fall führt der Anwender bei großen Nahrungsmittelteilen den Auftauvorgang wiederholt durch. Die Erfindung zielt auf das Ausbilden eines Mikrowellenherdes und eines Auftauverfahrens ab, bei dem der Anwender lediglich die Auftaufunktion auswählen muß, worauf ein Auftauprogramm abhängig von der Größe des aufzutauenden Nahrungsmittels erfolgt.
Die EP-A-070 728 und die US-A-4 705 926 zeigen beide einen Mikrowellenherd mit einem vielstufigen Auftauverfahren, aber keine beruht zum Bewirken des Auftauens auf der Anwendung von sowohl Mikrowellenenergie als auch einer Zwangsluftdurchströmung wie in der Erfindung.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Auftauen eines gefrorenen Lebensmittels in einem Mikrowellenherd das Einstellen des Nahrungsmittels in einen Hohlraum des Herdes, Aussetzen des Nahrungsmittels einer ersten Auftaustufe, während derer eine umlaufende Luftströmung durch den Hohlraum gedrückt und Mikrowellenenergie dem Hohlraum gleichzeitig zugeführt wird, Überwachen der Temperatur der Luftströmung und zeitliches Bemessen des Auftauvorganges ausgehend vom Beginn der ersten Stufe, Beenden der ersten Stufe, sobald die Temperatur der Luftströmung einen Schwellwert erreicht, und Aussetzen des Nahrungsmittels einer zweiten Auftaustufe mit einer auf die Dauer der ersten Stufe bezogenen Dauer, wobei die Luftströmung während der zweiten Stufe stetig gehalten und die Mikrowellenenergie gepulst wird.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt weist ein Mikrowellenherd eine Auftaueinrichtung, einen Hohlraum, ein Gebläse zum Drükken von Luft durch den Hohlraum, ein Magnetron zur Zufuhr von Mikrowellenenergie in den Hohlraum, einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur der Zwangsluftströmung, eine Zeitsteuereinrichtung zum zeitlichen Bemessen des Auftauens und einen auf den Temperatursensor und die Zeitsteuereinrichtung zum Steuern des Gebläses und des Magnetrons ansprechenden Mikroprozessor auf, wobei die Auswahl der Auftaueinrichtung am Herd in Betrieb geht zum Auftauen eines in den Hohlraum eingestellten Nahrungsmittels durch Aussetzen des Nahrungsmittels einer ersten Auftaustufe, während derer eine umlaufende Luftströmung durch das Gebläse durch den Hohlraum gedrückt und gleichzeitig dem Hohlraum Mikrowellenenergie zugeführt wird, die erste Stufe beendet wird, wenn die Temperatur der Luftströmung einen Schwellwert erreicht, und das Nahrungsmittel einer zweiten Auftaustufe mit einer auf die Dauer der ersten Stufe bezogenen Dauer ausgesetzt wird und die Luftströmung während der zweiten Stufe stetig gehalten und die Mikrowellenenergie gepulst wird.
Vorzugsweise gleicht die Schwellwerttemperatur schwankende Umgebungstemperatur aus, wobei die Schwellwerttemperatur bei höherer Umgebungstemperatur höher ist. Die Schwellwerttemperatur kann durch Vermerken der Lufttemperatur zu einer vorgegebenen Zeit nach Beginn des Auftauens abgeleitet werden, und der vermerkten Temperatur wird eine auf die Umgebungstemperatur bezogene Ausgleichstemperatur hinzugefügt. Die Umgebungstemperatur wird vorzugsweise mit einem Thermopaar detektiert, das dort angeordnet ist, wo die Luft in den Hohlraum eintritt, und in dem Mikroprozessor ist eine die Ausgleichs- und die Umgebungstemperatur in Beziehung setzende Charakteristik abgespeichert.
Die Dauer der zweiten Stufe wird vorzugsweise durch Bezug auf eine Charakteristik, die in einem Mikroprozessor gespeichert ist, der den Betrieb des Herdes steuert und die Dauer der zweiten Stufe auf die Zeit bezieht, an der die Schwellwerttemperatur erreicht ist, abgeleitet.
Die zweite Stufe wird vorzugsweise nach Maßgabe eines voreingestellten Programms, das eine vorgegebene Zahl von Perioden aufweist, von denen jede eine Zeitdauer darstellt, die ein voreingestellter Anteil der Gesamtdauer der zweiten Stufe ist in sich abwechselnde Abschnitte mit keiner Mikrowellenenergie und vorgegebenen Amplituden von Mikrowellenenergie aufgeteilt.
Ein eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bildender Mikrowellenherd wird nun zusammen mit einem Auftauverfahren als Beispiel unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei ist:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Herdes von vorne mit offener Herdtür,
Fig. 2 eine Ansicht der Rückseite des Herdes mit zur Darstellung des hinteren Abteils des Ofens entfernter Rückwand,
Fig. 3 eine Ansicht mit Darstellung des Gehäuses und zugehöriger, das hintere Abteil bildender Elemente, Verfahren, und
Fig. 4 bis 7 Schaubilder zur Erläuterung des Auftauvorganges und
Fig. 8 ein Ablaufplan.
In Konstruktion und Schaltungsbauweise ist der Herd den in den Patentschriften GB-A-2 127 658 und 2 137 866 der Anmelderin offenbarten Herden ähnlich. Insbesondere weist der Herd einen das Nahrungsmittel aufnehmenden Hohlraum 10 auf, der mit einer angelenkten Vordertür 12 verschließbar ist und in dessen Boden ein drehbarer Drehtisch 14 angeordnet ist. Ein (nicht gezeigtes) Magnetron führt dem Hohlraum über einen Einlaß 16 Mikrowellenenergie zu. Kühlluft von einem Magnetron-Gebläse tritt über einen gelochten Einlaß 18, wenn eine (nicht gezeigte) Klappe offen ist, in den Hohlraum ein. Während des Auftauens wird die Klappe geschlossen und verhindert den Eintritt von Luft vom Magnetron-Gebläse in den Hohlraum. Die Rückwand 20 des Hohlraums weist eine gelochte Auslaßöffnung 22 und eine gelochte Einlaßöffnung 24 auf. Diese beiden Öffnungen dienen zum Aus- und Eintritt der Zwangsluftströmung aus und in den Hohlraum. Der Hohlraum weist eine weitere Entlüftung 25, eine gelochte Fläche 26, die beleuchtet ist, auf und die Vorderseite des Gehäuses des Ofens weist ein Steuerpult 30 mit einer Tastplatte zum Wählen des Auftauvorganges auf.
Gemäß der Darstellung in den Figuren 2 und 3 weist die Rückseite des Ofens ein Gehäuse 32 auf, das so geformt ist, daß ein hinteres Abteil 34 entsteht, durch das Luft hinter der Rückwand 20 durchtritt. Im Abteil 34 sind ein Gebläse 36, das hinter der Auslaßöffnung 22 liegt, und ein elektrisches Widerstandsheizelement 38, das hinter der Einlaßöffnung 24 liegt, angeordnet. Das Gebläse 36 ist um eine horizontale Achse drehbar und weist an seinem Umfang mehrere Propellerblätter auf, die durch die Auslaßöffnung 22 Luft aus dem Hohlraum 10 ziehen und die Luft dann über das elektrische Widerstandsheizelement 38 drücken, wo sie aufgeheizt wird, bevor die Luft durch die Einlaßöffnung 24 in den Hohlraum 10 zurückgeleitet wird. Während des Auftauens bleibt das Heizelement 38 abgeschaltet. Das Gebläse 36 ist aber eingeschaltet und wälzt die Luft während des Auftauvorganges im Hohlraum 10 und dem Abteil 34 um.
Ein Temperaturfühler in der Form eines Thermopaares 40 ist in dem Abteil 34 an einer Stelle auf halber Strecke zwischen dem Außenumfang der Schaufeln des Gebläses 36 und der angrenzenden Wand 42 angeordnet, die in diesem Gebiet den Umfangsrand des hinteren Abteils bildet. Man sieht aus Fig. 3, daß das Thermopaar 40 unter einem Winkel von etwa 45º gegenüber einer durch die Drehachse des Gebläses 36 laufenden vertikalen Linie angeordnet ist. Ein weiteres Thermopaar 44 ist in einer geeigneten Stellung gerade strömungsunterhalb des elektrischen Widerstandsheizelementes 38 angeordnet. Signale von den beiden Thermopaaren 40, 44 ergeben eine genaue Anzeige des Auftauvorganges. Schwankungen der Temperatur über der Zeit, wie sie von den beiden Thermopaaren 40, 44 detektiert werden, werden vom Mikroprozessor des Herdes zum Steuern des Einsatzes der Mikrowellenenergie während des Auftauens in einer nun zu beschreibenden Weise verwandt.
Zum Auftauen eines gefrorenen Nahrungsmittels setzt der Anwender dieses auf einen drei Beine aufweisenden und auf dem Drehtisch 14 stehenden Drehteller, schließt die Herdtür 12, wählt "Aut. Auftauen" (50, Fig. 8) durch Drücken der richtigen Taste auf dem Steuerpult 30 und drückt dann die "Start"- Taste (52, Fig. 8) auf dem Steuerpult 30. Die Wahl des Auftaumodus bewirkt das Schließen der Klappe (um zu verhindern, daß Luft vom Magnetrongebläse in den Hohlraum gelangt), daß das Gebläse 36 eingeschaltet wird, daß der Drehtisch 14 eingeschaltet wird und das Magnetron erregt wird und dem Hohlraum 10 stetig Mikrowellenenergie zuführt. Dies wird durch den Kasten 54 in Fig. 8 angezeigt. Ein Zeitschalter läuft an und bestimmt den Zeitablauf des Auftauvorganges (56, Fig. 8).
Zu Beginn des Auftauens zeichnet das Thermopaar 44 die Temperatur auf, und der Mikroprozessor bestimmt durch Bezug auf die in Fig. 4 gezeigte Charakteristik den Wert einer Ausgleichstemperatur Ta (58, Fig. 8). Diese Charakteristik ist in dem Mikroprozessor gespeichert und setzt die zu Beginn des Auftauens von dem Thermopaar 44 detektierten Temperaturwerte in eine Beziehung zu den Werten der Ausgleichstemperatur Ta.
Zu einer vorgegebenen Zeit von zehn Sekunden ab Beginn des Auftauens wird die von dem Thermopaar 40 detektierte Temperatur vermerkt und ergibt eine vermerkte Temperatur T&sub1;&sub0;, wie es in Fig. 8 bei 60 angezeigt wird. Eine Schwellwerttemperatur wird dann durch Hinzufügen der Ausgleichstemperatur Ta zu der festgestellten Temperatur T&sub1;&sub0;, wie diese bei 62 gezeigt wird, errechnet.
Wenn die Schwellwerttemperatur (T&sub1;&sub0; + Ta) vom Thermopaar 40 erreicht wird, wird die entsprechende Zeit T vermerkt, wie dies in Fig. 5 graphisch und in Fig. 8 bei 64 dargestellt ist. Zur Zeit T wird ein Faktor x dann unter Bezug auf die abgespeicherte Charakteristik von Fig. 6, die die Werte von T zu den Werten von x in Beziehung setzt, bestimmt.
Nach Bestimmen des Faktors x (66, Fig. 8) beginnt der Auftauvorgang seine zweite Stufe, während derer das Gebläse 36 eingeschaltet bleibt, das Magnetron aber für die Zeiträume und die in der nachstehenden Tabelle gezeigten Ausgangsleistungen gepulst wird: Zeit (sec) vom Beginn der zweiten Auftaustufe Ausgangsleistung (w) des Magnetron
Dieser gepulste Betrieb des Magnetrons wurde zum Anlegen der richtigen Leistungsbeträge, mit angemessenen dazwischenliegenden Standzeiten mit keiner Leistung, für ein wirksames Auftauen ohne ein unzulässiges Erwärmen von Extremitäten, wie zum Beispiel Geflügelbeinen, empirisch gefunden. Es leuchtet ein, daß die Gesamtdauer der zweiten Auftaustufe dem Faktor x, der in Abhängigkeit vom Faktor T ermittelt wird, der seinerseits von der Art und der Größe des aufzutauenden Nahrungsmittels und der Umgebungstemperatur abhängt, unmittelbar proportional ist. Der Bezug 68 in Fig. 8 stellt die Anwendung des Faktors x auf die programmierte zweite Stufe dar.
Die zweite Stufe kann eine verschiedene Aufeinanderfolge für verschiedene Werte von x (die verschiedene Arten von Nahrungsmitteln, zum Beispiel rotes Fleisch im Unterschied zu weißem Fleisch, anzeigen) aufweisen, aber es wird daran gedacht, daß eine zweite Stufe, wie sie vorstehend im einzelnen beschrieben wurde, bei sämtlichen Nahrungsmitteln anwendbar sein sollte.
Fig. 7 zeigt graphisch den gesamten Auftauvorgang. Die erste Stufe 70 hält bis zur Zeit T, wo die Schwellwerttemperatur T&sub1;&sub0; + Ta vom Thermopaar 40 erreicht wird, an. Während der zweiten Stufe 72 wird die Mikrowellenenergie, wie es in der obigen Tabelle angegeben wird, während der gesamten Zeit Tc, die gleich 32x ist, gepulst. Zur Zeit T wird die verbleibende Auftauzeit Tc durch den Mikroprozessor (74, Fig. 8), der die verbleibende Zeit darstellt, errechnet und mit einer begleitenden Darstellung der Höhe der dem Magnetron (76, Fig. 8) zugeführten Eingangsleistung bis Null nach unten gezählt. Sobald die Zeit bis auf Null herabgezählt ist, was das Ende der zweiten Auftaustufe und das Ende des Auftauvorganges markiert, wird das Magnetron abgeschaltet, das Gebläse 36 wird abgeschaltet, der Drehtisch 14 wird abgeschaltet und die Klappe wird geöffnet, wie dies in Fig. 8 bei 78 dargestellt ist. Das Ende des Auftauens wird in Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 78 angezeigt.
Das beschriebene Auftauverfahren spricht auf eine kleine Last (oder auf keine Last) an, da T unter diesen Umständen sehr klein ist und deshalb x und Tc entsprechend klein sein werden.

Claims

1. Ein Verfahren zum Auftauen eines gefrorenen Nahrungsmittels in einem Mikrowellenherd mit Einstellen des Nahrungsmittels in einen Hohlraum (10) des Herdes, Aussetzen des Nahrungsmittels einer ersten Auftaustufe (70) und einer zweiten Auftaustufe (72) und Bemessen des Auftauvorganges ausgehend vom Beginn der ersten Stufe (70), gekennzeichnet durch Drücken einer Luftströmung durch den Hohlraum (10) und gleichzeitige Zufuhr von Mikrowellenenergie in den Hohlraum während der ersten Auftaustufe (70), Überwachen der Temperatur der Luftströmung während der ersten Stufe (70) und Beenden der ersten Stufe (70), sobald die Temperatur der Luftströmung einen Schwellwert erreicht, wobei die zweite Auftaustufe (70) eine auf die Dauer der ersten Stufe (70) bezogene Dauer aufweist und die Luftströmung während der zweiten Stufe (72) stetig gehalten und die Mikrowellenenergie gepulst wird.

2. Ein Mikrowellenherd mit einer Auftaueinrichtung, einem Hohlraum (10), einem Gebläse (36) zum Drücken von Luft durch den Hohlraum (10), einem Magnetron zur Zufuhr von Mikrowellenenergie in den Hohlraum (10), einem Temperatursensor (40) zum Messen der Temperatur der Zwangsluftströmung, einer Zeitsteuereinrichtung zum zeitlichen Bemessen des Auftauens und einem auf den Temperatursensor (40) und die Zeitsteuereinrichtung zum Steuern des Gebläses (36) und des Magnetrons ansprechenden Mikroprozessor, wobei die Auswahl der Auftaueinrichtung am Herd in Betrieb geht zum Auftauen eines in den Hohlraum (10) eingestellten Nahrungsmittels durch Aussetzen des Nahrungsmittels einer ersten Auftaustufe (70) und einer zweiten Auftaustufe (72), dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten Auftaustufe (70) eine Luftströmung durch das Gebläse (36) durch den Hohlraum (10) gedrückt und dem Hohlraum (10) Mikrowellenenergie gleichzeitig zugeführt wird, der Mikroprozessor die erste Stufe (70) beendet, wenn die Temperatur der Luftströmung einen Schwellwert erreicht, die zweite Auftaustufe (70) eine auf die Dauer der ersten Stufe (70) bezogene Dauer aufweist und die Luftströmung während der zweiten Stufe (72) stetig gehalten und die Mikrowellenenergie gepulst wird.

3. Ein Mikrowellenherd nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerttemperatur schwankende Umgebungstemperatur ausgleicht und die Schwellwerttemperatur bei höherer Umgebungstemperatur höher ist.

4. Ein Mikrowellenherd nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerttemperatur durch Vermerken der Temperatur der Luftströmung zu einer vorgegebenen Zeit nach Beginn des Auftauens abgeleitet und die vermerkte Temperatur einer auf die Umgebungstemperatur bezogenen Ausgleichstemperatur (Ta) hinzugefügt wird.

5. Ein Mikrowellenherd nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgebungstemperatur mit einem Thermopaar (44) detektiert wird, das dort angeordnet ist, wo die Luft in den Hohlraum (10) eintritt, und der Mikroprozessor eine die Ausgleichstemperatur (Ta) und die Umgebungstemperatur in Beziehung setzende Charakteristik (Fig. 4) in sich gespeichert hat.

6. Ein Mikrowellenherd gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor dort angeordnet ist, wo die Luftströmung den Hohlraum verläßt.

7. Ein Mikrowellenherd gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der zweiten Stufe (72) durch Bezug auf eine Charakteristik (Fig. 6), die in dem Mikroprozessor gespeichert ist und die die Dauer der zweiten Stufe auf die Zeit bezieht, an der die Schwellwerttemperatur erreicht ist, abgeleitet wird.

8. Ein Mikrowellenherd nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stufe (72) nach Maßgabe eines voreingestellten Programms, das eine vorgegebene Anzahl von Perioden aufweist, von denen jede eine Zeitdauer darstellt, die ein voreingestellter Anteil der Gesamtdauer der zweiten Stufe ist, in zwei sich abwechselnde Abschnitte mit keiner Mikrowellenenergie und vorgegebener Amplituden von Mikrowellenenergie aufgeteilt ist.