На головну

Процеси теплової обробки продуктів при індукційному нагріванні

Склокерамічна індукційна панель - один з найбільш прогресивних видів техніки для приготування їжі. Це одне з найзначніших винаходів в області приладів для кухні за останні роки. Індукційні варильні панелі швидко входять в повсюдний ужиток. Причому історично так склалося, що вони існують тільки як вбудована техніка; індукційних соло-плит немає в природі. Розробники провідних фірм саме у вбудовуваної техніки в першу чергу втілюють свої новітні технічні знахідки.

Конфорки індукційної варильної панелі взагалі не мають нагрівального елементу, однак така плита готує швидше газових і будь-яких електричних конфорок. Вода на індукційній конфорці закипає помітно швидше, ніж на традиційній електричної або газової плити. Так, 1,5 літра води закипають на індукційній конфорці в сталевий каструлі за 3,2 хвилини, тоді як на стандартній електричній конфорці з ніхромового спіраллю - за 14 хвилин. За швидкістю індукційні конфорки наближаються до мікрохвильової печі, в той же час забезпечуючи традиційне якість приготування.

Потужність індукційних плит висока, а витрата енергії низький (удвічі менше, ніж у інших плит такої потужності). При цьому в індукційній конфорці практично вся електроенергія йде на приготування їжі, а не на нагрівання плити і повітря в кухні. Таким коефіцієнтом корисної дії (до 90%) поки не володіє більше жоден прилад для приготування їжі.

У той же час індукційні плити - найбільш потужні серед пропонованих на сучасному ринку плит.

Ще в 1987 році німецька фірма AEG представила свою першу індукційну варильну поверхню, Тоді вона була сприйнята як дослідний зразок техніки далекого майбутнього. Сьогодні основні центри розробок і масового випуску індукційних плит - Німеччина (AEG, Siemens, Bosch, Gaggenau, Miele), Франція (Brandt, De Dietrich).

Індукційні варильні панелі випускаються серійно, їх виробництво в Європі вже становить 120000 штук на рік, і щорічний приріст випуску - близько 15 відсотків. За обсягом продажів перше місце займає Франція (47000 штук в рік), потім йдуть Нідерланди (30000 штук в рік), Іспанія (17000), Німеччина (12000), Бельгія (6000), Великобританія (6000).

На російському ринку перші індукційні варильні поверхні французької фірми Brandt з'явилися в 1996 році. В даний час тут пропонуються моделі всіх перерахованих вище фірм. Російські варильні панелі поки не випускаються.

Принцип дії індукційного плити - це спосіб отримання тепла для приготування продуктів за рахунок індукційного нагріву. Конфорки тільки намальовані на чорній (рідше білою) склокерамічною панелі, позначаючи місця, куди треба ставити каструлю або сковороду. Під склокерамікою знаходяться індукційні котушки, аналогічні використовуваним в трансформаторах. При роботі трансформатора виникають вихрові або паразитні струми, які утворюються в його осерді, без користі нагріваючи метал. Конструктори індукційних плит звернули ці паразитні струми на благо. Тут вони ефективно і швидко нагрівають дно металевого посуду, якщо поставити її на намальовану конфорку і повернути рукоятку включення. Сама посуд є економічним, рівномірним і ефективним джерелом тепла для приготування харчових продуктів, а поверхня плити залишається практично холодної.

На відміну від сучасних електричних конфорок під склокерамікою, які є досить інерційними, інтенсивність нагріву індукційного конфорки можна змінювати так само швидко, як і газової.

Обкантовує стеклокерамическую поверхню рама з нержавіючої сталі перешкоджає виливання рідини на підлогу. Надплоскі панель, обрамлення якої виступає всього на 1,7 мм, зливається в єдину площину з обробним столом, в який вона вбудована. На такій плиті зручно пересувати посуд, зрушувати її з конфорки, не боячись перекинути. Догляд за плитою спрощується завдяки бездоганній гладкості і відсутності виступів, де накопичувалася б бруд, а також тому, що випадково впали на панель шматочки продуктів або масло ніколи не пригоряють. Їжа теж не пригорає до дна посуду, так як температура прилеглої поверхні панелі залишається відносно низькою.

Догляд за склокерамікою індукційної панелі дуже легкий. Він такий же, як і за більш традиційними електричними склокерамічними панелями. Час від часу її протирають чистою і м'якою вологою ганчіркою. Існують спеціальні засоби для чищення склади для склокерамічних панелей. Що потрапив на стеклокерамическую панель цукор (наприклад, при варінні варення, компоту, киселю) треба негайно видаляти, інакше він залишає виводяться плями. З цієї ж причини необхідно відразу витирати пролилася на плиту воду при варінні моркви, буряка, картоплі та інших овочів, що містять цукор.

На демонстраціях побутової техніки виробники індукційних плит люблять показувати такий трюк: береться розрізана по діаметру сталева сковорідка, ставиться на конфорку, на неї розбивають сире яйце і включають конфорку. Результат виходить таким: частина яєчні, яка потрапила повз сковороди на голу конфорку, так і залишається сирої, тому що конфорка холодна, можна помацати пальцем, а на іншій половині сковороди швидко виходить половина яєчні.

Індукційна плита влаштована так, що нагріває тільки металеві предмети діаметром більше 12 см. Що впала на поверхню плити ложка, виделка або інший невеликий предмет не нагріються. Плита подаватися не буде, якщо на неї не поставлена ??каструля або поставлена ??порожня посуд.

 Мал. 1. Наведення індукційної ЕРС в плоскій котушці  Мал. 2. Наведення індукційної ЕРС в дні каструлі

Мал. 3. Розташування плоскою котушки в індукційній плиті

Деякі індукційні плити наділені здатністю не тільки розпізнавати наявність на конфорці посуду, але і визначати її розмір. Функція електронного розпізнавання наявності посуду і її розміру забезпечує не тільки безпеку, але і економію витрат енергії. На одній і тій же конфорці можна використовувати каструлі та сковорідки різного діаметру. І кожен раз завдяки автоматиці буде витрачатися мінімально необхідну кількість енергії.

Принцип роботи індукційних плит заснований на використанні ефекту наведення індукційної ЕРС в змінному магнітному полі. Дно каструлі являє собою замкнуту петлю провідника, на яку впливає змінне поле. При виникненні індукційного ЕРС по дну каструлі протікає струм короткого замикання, що призводить до нагрівання дна каструлі (рис. 1, 2, 3).

Індукційні плити мають зовнішній діелектричний склокерамічний настил, під яким розташовані плоскі котушки, на які подається харчування від генератора з частотою 20 - 30 кГц.

Плоска котушка притиснута на пружинах до склокераміки так, що між котушкою і дном каструлі залишається зазор в 4 мм. Цей шлях з високим магнітним опором повітряного прошарку в замкнутому магнітному контурі повинен бути пройдений силовими лініями В два рази. Щоб зберегти напруженість магнітного поля під котушкою з низьким опором, використовують феритовий диск або ферритові стрижні. Ферит володіє високою магнітною провідністю при низькій електропровідності (ізолятор), тому через нього не можуть проходити індукційні струми, і ферит не нагрівається.

При приготуванні страв на індукційних плитах при википанні води або при нагріванні масла в разі установки високого рівня потужності може значно нагріватися склокерамічна поверхня. Теплота передається також на котушку індуктивності, яка знаходиться під склокерамічною поверхнею. Для захисту котушка від постійного нагрівання під склокерамічною поверхнею знаходиться алюмінієва гребінка (рис.4), яка передає теплоту датчику температури і потім блоку управління. Якщо температура дна каструлі підвищується до 250 ° С, електронний блок управління автоматично знижує потужність генератора.

Мал. 4. Захист стеклокерамического покриття від перегріву

Індукційних конфорок на панелі завжди буває парна кількість в силу особливостей конструкції індукційних котушок: або чотири, або дві. Неможливо зробити варильну панель з п'яти або трьох індукційних конфорок, як це часом трапляється в електричних і газових плитах. Індукційні конфорки завжди пов'язані в пари, кожну з яких обслуговує одна індукційна котушка. Це дозволило оснастити їх функцією, недоступною традиційним нагрівальних елементів. Її назвали Boost, або Booster - по-англійськи це означає «гарячий прихильник». Сенс Boost-функції в тому, що в разі потреби можна прискорити закипання і приготування на одній конфорці за рахунок іншої. Для цього одним натисканням кнопки значно збільшують її потужність за рахунок сусідньої. Якщо індукційна конфорка має, наприклад, потужність 2000 Вт, то Boost-функція підвищує її до 3000 Вт! Сусідній конфоркою при цьому користуватися не можна.

Індукційна панель абсолютно безпечна як в сенсі випадкових опіків, так і в сенсі електромагнітного поля. Воно низькочастотні. У наукових лабораторіях були проведені ретельні перевірки та випробування на предмет впливу індукційних плит на здоров'я. Електричні наведення в оточуючих предметах відсутні, частота досить низька. Наприклад, для людей з кардіостимуляторами сусідство такої плити абсолютно безпечно.

Робота індукційної плити автоматично припиняється в разі перегріву, за яким стежать електронні датчики. Конфорка автоматично вимикається, якщо страву «втече» з каструлі.

Коли ви знімаєте каструлю з плити, конфорка швидко остигає. Проте індукційні конфорки обов'язково забезпечуються індикаторами залишкового тепла (оскільки поверхня склокераміки в місці, де намальована конфорка, може нагріватися від гарячої посуду). Це додатковий пристрій безпеки -індикатор, який світиться, поки робоча зона після закінчення приготування залишається все ще гарячою.

Втім, в сенсі залишкового тепла в порівнянні з іншими видами конфорок індукційні - найменш проблематичні. Вимірювання показали, що після кип'ятіння літра води індукційна конфорка остигає до температури 60 градусів Цельсія протягом 6 хвилин 10 секунд, електрична склокерамічна-протягом 24 хвилин, а традиційна чавунна конфорка вимагає для цього 49 хвилин.

Поверхня індукційної панелі буде якийсь час зберігати тепло, а й охолоне швидше, ніж інші плити (рис. 2.26).

Під склом немає розігрітій конфорки, а саме по собі тонке скло охолоне швидко. Крім того, у багатьох моделях передбачений вентилятор, що охолоджує стеклокерамическую панель. Сам факт наявності під склом індукційної котушки дає можливість системі управління плити визначати, чи правильно поставлена ??каструля на окреслену над конфоркою зону.

Плита подаватися не буде, якщо каструля зміщена щодо конфорки або якщо на зону нагріву поклали «відповідний» метал, але це ніж або виделка. Крім того, плита може підлаштовувати діаметр зони нагрівання під діаметр розташованої на ній посуду. Така функція індукційних плит називається «Автофокус»і застосовується у виробах багатьох виробників (Bosch-Siemens, Kaiser і ін.). Індукційні плити зазвичай мають цілу набором функцій безпеки - це та автоматичне відключення конфорки, і обмеження температури нагріву (наприклад, на плитах Brandt до 300 ° С), і блокування органів управління від дій дітей.

Завдяки плавному регулюванню потужності нагріву індукційного конфорки за допомогою електронної системи управління, на ній можна підтримувати як високі, так і дуже низькі рівні нагріву. Конфорка, на якій виставлено невеликий нагрів, замінює собою парову баню: наприклад, можна годинами плавити шоколад, і він не буде густіти або тверднути. Ще один плюс електронного управління - миттєва реакція. Можна зупинити нагрів каструлі з молоком точно на стадії закипання, і воно не втече. Словом, індукційні плити мають незаперечні переваги - їжа на них готується швидко, користування такою плитою безпечно, панель легко чистити, а енергії вони споживають менше, ніж інші типи плит. Але при всіх чудових достоїнства у пристрої нового типу є один, але істотний недолік: індукційна плита майже в шість разів дорожче газової і втричі дорожче склокерамічною електроплити. До того ж індукційна плита має практично одну основну запчастина - це блок високочастотних конфорок. Окремо конфорки не змінюються, тому при ремонті, якщо такий буде потрібно, доведеться міняти весь блок, а вартість блоку складає близько 1 000 €.

Для індукційних плит придатна тільки посуд, у якій дно виконано з магнітного матеріалу (чавуну або железосодержащей стали). Перевірити це легко: якщо постійний магніт прилипає до дна - посуд придатний для індукційної плити.

Популярна нині посуд з антипригарним покриттям зазвичай робиться на алюмінієвій основі, тому для індукційних плит непридатна. Виняток становить антипригарний посуд «Ultima Armatal» французької фірми Tefal, яка може бути застосована для будь-яких джерел тепла, включаючи індукційні. В її дно вмонтовано особливий диск з нержавіючої сталі.

Крім того, в даний час практично всі провідні виробники якісної кухонного посуду поставляють на ринок посуд для індукційних плит з феромагнітними властивостями. Це Hackmann, Fissler, WMF, Spring, Silit, Berghoff, ВЕКО і інші.

Посуд для приготування страв на індукційних плитах повинна відповідати наступним вимогам:

* Дно повинно мати гарні магнітними властивостями;

* Дно повинно мати електропровідністю;

* Дно повинно бути стійким до нагрівання зсередини;

* Дно повинно мати гладку поверхню.

В цілому, посуд для індукційного нагріву повинна володіти так званим компенсаційним дном, яке забезпечувало б оптимальний розподіл температури. Так як звичайна нержавіюча сталь, до складу якої входять хром і нікель, нездатна намагнічуватися, дно посуду виконують з шару хромової сталі. За шаром хромової сталі слід серцевина з алюмінію, який має здатність рівномірно розподіляти теплоту. Внутрішній шар посуду, дотичний з продуктами, виконується з нержавіючої сталі.

 Мал. 5. Робоча поверхня посуду для індукційних плит з нагріванням дна  Мал. 6. Робоча поверхня посуду для індукційних плит з нагріванням дна і стінок

 



Процеси теплової обробки при нагріванні опором | Процеси приготування харчових продуктів в духових шафах електроплит

Вибухобезпечні пилососи. | Садові пилососи. | Рух твердої частинки в вертикальній трубі. | Рух твердої частинки в довільно розташованої трубі. | Критерій притиснення. | Облік впливу механічних домішок до повітря на втрати тиску. | Розрахунок трубопроводів для чистого повітря. | СВЧ - енергією | Глибина проникнення поля частотою 2450 МГц в різні | І сублімування харчових продуктів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати