EP0625676A2 - Gar-, Brat- und Backverfahren - Google Patents

Gar-, Brat- und Backverfahren Download PDF

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EP0625676A2
EP0625676A2 EP94103438A EP94103438A EP0625676A2 EP 0625676 A2 EP0625676 A2 EP 0625676A2 EP 94103438 A EP94103438 A EP 94103438A EP 94103438 A EP94103438 A EP 94103438A EP 0625676 A2 EP0625676 A2 EP 0625676A2
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EP
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cooking
roasting
baking
food
oven
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EP0625676B1 (de
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Felicitas Dipl.-Ing. Ziegler
Susanne Dipl.Oec.Troph. Van Berkum
Ingrid Dipl.Oec.Troph. Stifter
Uwe Dipl.-Ing. Has
Katrin Brüggemann
Anke Bredel
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BSH Hausgeraete GmbH
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Bosch Siemens Hausgerate GmbH
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
    • F24C7/08—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C7/087—Arrangement or mounting of control or safety devices of electric circuits regulating heat

Definitions

  • the invention relates to a cooking, roasting and baking method and device for carrying out this method for household appliances equipped with an oven, the household appliances being designed with thermal heating devices and possibly in combination with microwave heating devices.
  • the invention is therefore based on the object of adapting the oven temperature control hysteresis with the cooking process in an advantageous manner so that the cooking result is optimal.
  • the solution to the problem according to the invention is characterized in that a control which can be selected specifically for the food to be cooked, depending on a predetermined oven operating mode, type of food to be cooked, weight of the food to be cooked and a desired result of the food to be cooked, provides a time-temperature profile with a corresponding oven-temperature control hysteresis, the cooking , Roasting or baking process is monitored by at least one temperature sensor and preferably runs fully automatically.
  • the oven temperature control hysteresis as a function of the baking or cooking time.
  • the fluctuation of the temperature amplitude around a set or desired mean value of the temperature in the oven can be seen.
  • the hysteresis is the upper or lower fluctuation range for the mean value, which is determined by all inertia elements of the respective oven temperature control.
  • the starting point of today's household appliance ovens is that an optimal setting, based on the desired cooking process, of the oven temperature control hysteresis is not possible.
  • Previous state of the art and the assumption that the smallest possible control amplitude is generally advantageous for the cooking process and leads to optimal cooking results forms the basis of previous automated cooking processes in household appliances. So far, the user of household appliances with ovens has not been able to influence the oven temperature control hysteresis given by the design of the oven.
  • FIG. 2 shows a circuit arrangement for carrying out the method according to the invention, with the aid of which recent research by nutritionists and household scientists can be made accessible to the user of household appliances with ovens.
  • FIG. 2 shows a controller 1, input options for the controller, for example the type of food 2, the oven operating mode 3, the weight of the food 4 and a result of the food 5, a sensor system 6 in an oven cooking space and the symbolically indicated output of oven temperature control hysteresis 7 , 8, 9 and 10 as well the relevant oven cooking chamber of a household appliance 11.
  • the control 1 receives input data which are suitable for determining an oven temperature control hysteresis as a function of time by manual input via the control elements 2, 3, 4 and 5 or by selecting the fully automatic and to feed the cooking space 11.
  • the food input option 2 is indirectly equipped with a statement of large, medium and small oven temperature hysteresis, it being up to the internal program of the control to what extent this data is processed and linked to the remaining input options.
  • the input option 3 for the oven operating mode includes the general option of cooking, baking and roasting. In direct connection to this are the input options for the weight of the food 4 and for the cooking result specification 5.
  • the food weight can be automatically fed to the control via a weight sensor arranged in the cooking chamber 11, on the other hand it is conceivable that household scales determine the weight, which is communicated to the controller via the input option 4.
  • a roast, baking or cooking process with three focal points that mean little, medium and strong can be communicated to the controller 1. If the cooking result specification is not selected, it is assumed that a medium cooking result is desired.
  • Examples of medium oven temperature control hysteresis are given when baking small baked goods, when baking in molds, when baking sheet cakes.
  • Very low oven temperature control hysteresis requires various drying processes for herbs, the cultivation of yoghurt cultures and the letting of yeast doughs.
  • the control 1 loaded with the input data can query and apply the sensors 6 in the cooking chamber 11 with the aid of a bidirectional control bus, so that the control is able on the output side to produce the most advantageous oven temperature control hysteresis for certain input data in the cooking chamber 11. 2, it is symbolically indicated that at least four oven temperature control hysteresis groups should be insertable in an oven of a household appliance 11.
  • the symbol 7 means an oven temperature control hysteresis of ⁇ 3 ° Kelvin
  • the symbol 8 an oven temperature control hysteresis of almost 0 ° Kelvin
  • the symbol 9 an oven temperature control hysteresis of ⁇ 30 ° Kelvin
  • that Symbol 10 shows an oven temperature control hysteresis of ⁇ 10 ° Kelvin.
  • an oven temperature control hysteresis of approx. ⁇ 3 ° Kelvin is also optimal when poultry is being grilled and frozen fatty foods are thawed.
  • the sensor-powered control is programmed to an oven temperature control hysteresis of ⁇ 10 ° Kelvin if normal judicial production above a treatment temperature of 100 ° C has been selected via the input bus.
  • the control is programmed on the input side to an oven temperature control hysteresis of ⁇ 15 ° Kelvin.
  • the time-temperature profile in the cooker can be achieved by suitable mechanical design of the cooker and by a corresponding design of the controller in combination with suitable electronic sensors or by a processor in the controller 1 stored program can be influenced.
  • the oven temperature control hysteresis can be changed by making the coupling of the temperature sensor in the oven 11 of the oven changeable.
  • the coupling can be changed to a bimetal by storing the temperature sensor.
  • the sensor is then brought into a position in which its coupling to the stove is optimized for the current cooking.
  • a bimetal can move the temperature sensor continuously.
  • the sensor can be moved switching when it is mounted on a memory spring.
  • Another type of bidirectional traffic of sensors 6 with the controller 1 is given in that more than two temperature and humidity sensors at appropriate points of the Cooking space 11 can be queried by the controller 1.
  • gas sensors which can advantageously be placed in the exhaust air duct of the baking oven, can be connected to the control 1, with their evaluable data contributing to the optimal setting of the oven temperature control hysteresis.
  • any desired oven temperature control hysteresis can be achieved by a sensible electronic evaluation of the temperature signal by the controller 1.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gar-, Brat- und Backverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für mit Backöfen ausgerüstete Haushaltgeräte, wobei die Haushaltgeräte mit thermischen Heizelementen und ggf. in Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizelementen ausgestattet sind, die eine gargutspezifisch anwählbare Steuerung (1) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Backofen-Betriebsart, Gargutart, einem Gargutgewicht und einem gewünschten Gargut-Behandlungsergebnis ein Zeit-Temperaturprofil mit dazu korrespondierender Backofen-Temperatur-Regelhysterese vorgeben, wobei der Gar-, Brat- oder Backprozeß durch mindestens einen Temperatursensor (6) überwacht wird und vorzugsweise vollautomatisch abläuft.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Gar-, Brat- und Backverfahren und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens für mit Backofen ausgestattete Haushaltgeräte, wobei die Haushaltgeräte mit thermischen Heizeinrichtungen und ggf. in Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizeinrichtungen ausgestaltet sind.
  • Es ist üblich, die Zufuhr von Wärme in Geräten zur Erwärmung von Gütern in Abhängigkeit einer zu erreichenden Temperatur zu regeln. Insbesondere sind für Haushaltgeräte einfache Zweipunkt-Regler im Gebrauch, wobei die Erwärmung der Gargüter nicht immer optimal sein kann. Um unerwünschte Erwärmungseffekte auszuschließen, bzw. Erwärmungsenergie als Funktionen der Erwärmungszeit den Gargütern möglichst angepaßt zuzuführen, wird die Wärmezuführung in Backöfen durch Temperatursensoren überwacht. Es ist dabei unvermeidlich, daß die im Backofen gemessene Temperatur mit einer Hysterese behaftet ist, d.h. die Temperatur, bei der die Heizung des Herdes eingeschaltet wird, liegt um eine gewisse Schaltdifferenz unterhalb der Temperatur, bei der die Heizung des Herdes wieder ausgeschaltet wird. Diese Tatsache führt zu einer sogenannten Regelamplitude. Ausdruck dieser Regelamplitude ist das Schwanken einer Ist-Temperatur um eine mittlere Backofentemperatur herum. Es hat sich gezeigt, daß Temperaturschwankungen im Backofen eines Kaushaltgerätes für unterschiedliche Gargüter keine gleichartigen Auswirkungen haben. Es ist daher nicht unbedingt nur nachteilig, wenn große Regelamplituden im Backofen vorherrschen bzw. ist es generell nicht nur vorteilhaft, wenn eine nahezu konstante Temperatur im Backofen vorherrschend ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Backofen-Temperatur-Regelhysteresen mit dem Garvorgang in vorteilhafter Weise anzupassen, so daß das Garergebnis optimal ausfällt.
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabenstellung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine gargutspezifisch anwählbare Steuerung in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Backofen-Betriebsart, Gargutart, Gargutgewicht und einem gewünschten Gartgut-Behandlungsergebnis ein Zeit-Temperaturprofil mit dazu korrespondierender Backofen-Temperatur-Regelhysterese vorgibt, wobei der Gar-, Brat- oder Backprozeß durch mindestens einen Temperatursensor überwacht wird und vorzugsweise vollautomatisch abläuft.
  • Andere vorteilhafte Lösungsvarianten sind den Unteransprüchen entnehmbar. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese als Funktion der Zeit,
    Fig. 2
    eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Gemäß Fig. 1 ist eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese als Funktion der Back- oder Garzeit dargestellt. Dabei ist das Schwanken der Temperatur-Amplitude um einen eingestellten, bzw. gewünschten Mittelwert der Temperatur im Backofen erkennbar. Als Hysterese wird die obere bzw. untere Schwankungsbreite zum Mittelwert bezeichnet, die durch alle Trägheitselemente der jeweiligen Backofen-Temperaturregelung festgesetzt ist. Ausgangssituation heutiger Haushaltgeräte-Backöfen ist es, daß eine optimale Einstellung, bezogen auf den gewünschten Garungsvorgang, der Backofen-Temperatur-Regelhysterese nicht möglich ist. Bisheriger Stand der Technik und Annahme, daß eine möglichst geringe Regelamplitude generell für den Garungsprozeß vorteilhaft ist und zu optimalen Garergebnissen führt, bildet die Grundlage bisheriger automatisierter Garungsvorgänge in Haushaltgeräten. Bisher war es dem Anwender von Haushaltgeräten mit Backöfen nicht möglich, die durch den Aufbau des Herdes vorgegebene Backofen-Temperatur-Regelhysterse zu beeinflussen.
  • Gemäß Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, mit Hilfe derer neuere Forschungen von Ernährungs- und Haushalts-Wissenschaftlerinnen dem Benutzer von Haushaltgeräten mit Backöfen zugänglich gemacht werden kann. Figur 2 zeigt eine Steuerung 1, Eingabemöglichkeiten für die Steuerung, beispielsweise der Gargutart 2 der Backofen-Betriebsart 3 des Gargutgewichtes 4 und einer Gargut-Ergebnisvorgabe 5, eine Sensorik 6 in einem Backofen-Garraum und symbolisch angedeutete Ausgabe von Backofen-Temperatur-Regelhysteresen 7, 8, 9 und 10 sowie den betreffenden Backofen-Garraum eines Haushaltgerätes 11. Die Steuerung 1 erhält durch Handeingabe über die Bedienelemente 2, 3, 4 und 5 oder durch die Anwahl der Vollautomatik Eingabedaten, die geeignet sind, eine Backofen-Temperatur-Regel hysterese als Funktion der Zeit zu ermitteln und dem Garraum 11 zuzuleiten. Dabei ist beispielsweise die Gargut-Eingabemöglichkeit 2 indirekt mit der Aussage großer, mittlerer und kleiner Backofentemperatur-Hysterese ausgestattet, wobei es am inneren Programm der Steuerung liegt, in wieweit diese Daten aufbereitet und in Verknüpfung mit den verbleibenden Eingabemöglichkeiten gestellt sind. Die Eingabemöglichkeit 3 für die Backofen-Betriebsart beinhaltet die generelle Möglichkeit des Garens, Backens und Bratens. In unmittelbarer Verbindung dazu stehen die Eingabemöglichkeiten für das Gewicht des Gargutes 4 und für die Garergebnis-Vorgabe 5. Das Gargutgewicht kann über eine im Garraum 11 angeordnete Gewichtssensorik automatisch der Steuerung zugeleitet werden, andererseits ist es vorstellbar, daß über Haushaltwaagen eine Gewichtsermittlung erfolgt, die über die Eingabemöglichkeit 4 der Steuerung mitgeteilt wird. Mit Hilfe der Garergebnis-Vorgabe 5 kann ein Brat, Back- oder Garvorgang mit drei Bewertungsschwerpunkten, die wenig, mittel und stark bedeuten, der Steuerung 1 mitgeteilt werden. Wird die Garergebnis-Vorgabe nicht angewählt, so wird unterstellt, daß ein mittleres Garergebnis gewünscht wird.
  • Beispiele für durch die Steuerung ausgewiesene große Backofen-Temperatur-Regelhysteresen sind beim Grillen von fetteren Fleischarten bzw. bei der Herstellung von Gratins gegeben.
  • Beispiele für mittelere Backofen-Temperatur-Regelhysteresen sind gegeben beim Backen von Kleingebäck, beim Backen in Formen, beim Backen von Blechkuchen.
  • Sehr geringe Backofen-Temperatur-Regelhysteresen verlangen verschiedene Trockenvorgänge bei Kräutern, das Züchten von Yoghurtkulturen und Gehenlassen von Hefeteigen. Die mit den Eingabedaten beaufschlagte Steuerung 1 kann mit Hilfe eines bidirekten Steuerbusses die Sensorik 6 im Garraum 11 abfragen und beaufschlagen, so daß ausgabeseitig die Steuerung in der Lage ist, die vorteilhafteste Backofen-Temperatur-Regelhysterese für bestimmte Eingabedaten im Garraum 11 herzustellen. Gemäß Fig. 2 ist symbolisch angedeutet, daß mindestens vier Backofen-Temperatur-Regelhysteresegruppen in einem Backofen eines Haushaltgerätes 11 einbringbar sein sollten. Dabei bedeutet das Symbol 7 eine Backofen-Temperatur-Regel hysterese von ± 3° Kelvin, das Symbol 8 eine Backofen-Temperatur-Regel hysterese von nahezu 0° Kelvin, das Symbol 9 eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 30° Kelvin und das Symbol 10 eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 10° Kelvin.
  • Neben dem Trocknen von Kräutern und Tees, dem Züchten von Yoghurtkulturen und dem Gehenlassen von Hefeteig ist auch beim Grillen von Geflügel und dem Auftauen sehr fetthaltiger Tiefkühlware eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin optimal. Die sensorgespeiste Steuerung ist auf eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ± 10° Kelvin programmiert, wenn über den Eingabebus eine Normal-Gerichtsfertigung oberhalb einer Behandlungstemperatur von 100°C angewählt worden ist. Für das Auftauen normaler und wenig fetthaltiger Tiefkühlware, beispielsweise alle Gemüsearten, ist die Steuerung eingabeseitig bedingt auf eine Backofen-Temperatur-Regel hysterese von ± 15° Kelvin programmiert.
  • Das Zeit-Temperaturprofil im Herd, also die Einstellung einer Backofen-Temperatur-Regelhysterese, kann durch geeignete mechanische Ausgestaltung des Herdes und durch eine diesbezügliche Ausgestaltung des Reglers in Kombination mit geeigneten elektronischen Sensoren bzw. durch ein in einem Prozessor, der in der Steuerung 1 befindlich ist, abgelegtes Programm beeinflußt werden. So kann beispielsweise die Backofen-Temperatur-Regelhysterese dadurch verändert werden, indem die Ankopplung des Temperaturfühlers im Backofen 11 des Herdes veränderbar gestaltet wird. Die Ankopplung kann durch Lagerung des Temperaturfühlers auf einme Bimetall geändert werden. Der Fühler wird dann abhängig von der Temperatur des Bimetalls in eine Position gebracht, in der seine Ankopplung an den Herd für das aktuelle Garen optimiert ist. Ein Bimetall kann den Temperaturfühler kontinuierlich bewegen. Der Fühler kann schaltend bewegt werden, wenn er auf einer Memoryfeder gelagert ist. Ebenso ist ein Schalten auch durch Ausdehnung von Flüssigkeit oder Wachs in Kapilaren denkbar. Die angeführten Beispiele zur Veränderung der Ankopplung des Temperaturfühlers können durch die Temperatur des Herdes gesteuert werden. Dies übernimmt im vorliegenden Fall die Steuerung 1. Unter Umständen kann es jedoch sinnvoll sein, an dem Bimetall bzw. der Momoryfeder einen elektrischen Heizwiderstand zu montieren, so daß die thermische Ankopplung des Temperaturfühlers an den Herd mit der Heizleistung des Heizwiderstandes eng korrespondiert.
  • Eine andere Art des bidirektionalen Verkehrs von Sensorik 6 mit der Steuerung 1 ist dadurch gegeben, daß mehr als zwei Temperatur- und Feuchtesensoren an zweckmäßigen Punkten des Garraumes 11 abfragefähig durch die Steuerung 1 plaziert sind. Dazu können Gassensoren, die vorteilhafterweise im Abluftkanal des Backofens plaziert sein können, mit der Steuerung 1 verbunden sein, wobei sie durch ihre auswertbaren Daten zur optimalen Einstellung der Backofen-Temperatur-Regelhysteres beitragen. Durch eine sinnvolle elektronische Auswertung des Temperatursignales durch die Steuerung 1 kann fast jede gewünschte Backofen-Temperatur-Regelhysterese erzielt werden. Besonders kann mit einer elektronischen Regelung der Temperatur nicht nur über bloßes Ein- und Ausschalten eine optimierte Backofen-Temperatur-Regelhysterese erzielt werden, sondern vielmehr kann auch ein gewünschter Gradient bei Temperaturanstieg oder Abfall realisiert werden und für eine sogenannte Fuzzy-Logic-Steuerung brauchbar aufbereitet werden.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung zur Beaufschlagung von Gargütern mit einer den Gargut-Eigenschaften imanenten Backofen-Temperatur-Regelhysterese sind gegenüber bisheriger konventioneller Backofen-Betriebsweise durch schonendes Garen, Braten oder Backen gekennzeichnet, wobei ein Gar-Endergebnis erzielt wird, das weitgehend dem individuellen Geschmack der Anwender entspricht.

Claims (7)

  1. Gar-, Brat- und Backverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für mit Backöfen ausgerüsteter Haushaltgeräte, wobei die Haushaltgeräte mit thermischen Heizelementen und ggf. in Kombination dazu mit Mikrowellen-Heizelementen ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine gargutspezifisch anwählbare Steuerung (1) in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Backofen-Betriebsart, Gargutart, einem Gargutgewicht und einem gewünschten Gargut-Behandlungsergebnis ein Zeit-Temperaturprofil mit dazu korrespondierender Backofen-Temperatur-Regelhysterese vorgibt, wobei der Gar-, Brat- oder Backprozeß durch mindestens einen Temperatursensor (6) überwacht wird und vorzugsweise vollautomatisch abläuft.
  2. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Niedrigtemperatur-Garverfahren eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin durch die sensorgespeiste Steuerung (1) vorgebbar ist, wobei Niedrigtemperatur-Garverfahren beispielsweise das Trocknen von Kräutern und Tees, das Züchten von Yoghurtkulturen und das Gehenlassen von Hefeteig sind.
  3. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 3° Kelvin für das Grillen von Geflügel und das Auftauen sehr fetthaltiger Tiefkühlware einstellt.
  4. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 15° Kelvin für das Backen von Flächenkuchen und Kleingebäck einstellt.
  5. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 30 ° Kelvin für das Grillen von Schweinefleisch, Hammelfleisch und Gratins einstellt.
  6. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. ± 10° Kelvin für Normalgewichts-Fertigung oberhalb einer Behandlungstemperatur von 100°C einstellt.
  7. Gar-, Brat- und Backverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sensorgespeiste Steuerung (1) eine Backofen-Temperatur-Regelhysterese von ca. 15° Kelvin für das Auftauen normaler, wenig fetthaltiger Tiefkühlware einstellt.
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EP0625676A3 EP0625676A3 (de) 1996-04-17
EP0625676B1 EP0625676B1 (de) 1999-02-17

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