Бытовые электронагревательные приборы
Пирокерамические конфорки представляют собой нагревательный элемент, прикрытый сверху пирокерамическим материалом — ситаллом, который представляет собой продукт кристаллизации стекломассы особого состава с очень мелкими (0,01… 1 • 10_6м) кристаллами, равномерно распределенными по объему материала и сросшимися друг с другом или соединенными тонкими прослойками остаточного стекла. Ситаллы… Читать ещё >
Бытовые электронагревательные приборы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩИ
Электрические приборы для приготовления пищи подразделяют на четыре большие группы: электроплиты, электроплитки, жарочные шкафы и специализированные приборы.
Электроплиты различают по принципу преобразования электрической энергии в тепловую (с нагревом сопротивления и индукционные), по назначению (переносные и стационарные), по способу установки в комплекте с кухонной мебелью (встроенные, блочно-встраиваемые), по степени автоматизации технологического процесса приготовления пищи (полуавтоматические, автоматические), по числу конфорок (двух-, трехи четырехконфорочные).
Электроплитки, в которых используют нагрев сопротивлением, различают по типу примененной конфорки (штампованная, трубчатая, чугунная) и по числу конфорок (одно-, двухконфорочные).
Жарочные шкафы различают по виду теплоотдачи (радиационные и конвективные), по месту установки (настольные и встроенные), по способу автоматизации технологического процесса приготовления пищи (полуавтоматические и автоматические).
Специализированные приборы различают по способу нагрева продукта: нагрев за счет теплопроводности или инфракрасного излучения.
К группе, где нагрев продукта происходит за счет теплопроводности, относят электросковороды, электровафельницы, контактные грили, различные виды электрокастрюль. К группе, где нагрев продукта происходит за счет инфракрасного излучения, относят электрогрили, электрошашлычницы, тостеры, электрошкафы-тостеры.
В настоящее время при конструировании приборов для приготовления пищи наблюдается тенденция использования в одном приборе нескольких видов нагрева. Так, в жарочные шкафы с конвективным нагревом начали встраивать инфракрасный излучатель для осуществления процесса гриллования: появились универсальные электросковороды с крышкой, в которую встраивается инфракрасный нагреватель. Число приборов с несколькими видами нагрева постоянно расширяется.
Электроплита — наиболее энергоемкий и универсальный прибор, предназначенный для приготовления пищи. Основные элементы плиты — панель управления с регулирующими приборами, конфорочная панель, оснащенная двумя—четырьмя конфорками, жарочный шкаф с нагревателями, шкаф для хранения посуды. Встроенная электроплита состоит из нескольких блоков, которые размещены в кухонной мебели.
Основной элемент электроплиты — конфорка, которая выполняет функции нагревателя. В электроплитах сопротивления применяют конфорки трех типов: чугунные, трубчатые и пирокерамические. Форма рабочей поверхности конфорок обычно круглая диаметром 90, 100, 110, 145, 180, 220 мм. В зависимости от максимальной мощности нагревательных элементов конфорки подразделяют на две группы: нормального нагрева, у которых время разогрева до рабочей температуры 10…12 мин для чугунных и 4…5 минут для трубчатых; ускоренного нагрева, у которых время разогрева до рабочей температуры 3…6 мин для чугунных и 1…3 мин для трубчатых.
Конфорки ускоренного нагрева в зависимости от исполнения подразделяют на экспресс-конфорки и автоматические. Экспресс-конфорка— это конфорка ускоренного нагрева до рабочей температуры за счет дополнительно устанавливаемой мощности. Эти конфорки изготавливают из чугуна.
Автоматические конфорки — это конфорки с автоматическим проведением различных технологических процессов с самостоятельным переходом из режима разогрева в заданный тепловой режим.
Конфорки оснащают устройствами, позволяющими регулировать либо потребляемую мощность от минимально установленной 100…350 Вт до максимально установленной 800…2300 Вт, либо температуру рабочей поверхности в диапазоне Ю0…500°С.
Рис. 14.1. Чугунная конфорка:
I — корпус; 2—спираль; 3 — наполнитель.
Литые чугунные конфорки (рис. 14.1) имеют два или три спиральных паза, в которые укладывают наполнитель и нагревательные элементы. Наполнителем конфорок служит электроизоляционная масса, приготовляемая на основе талька или периклаза. В чугунные конфорки нормального нагрева помещают три, а ускоренного нагрева — дветри спирали нагревателей.
Трубчатые конфорки (рис. 14.2) выполняют из одного, двух или трех трубчатых нагревательных элементов — ТЭНов, согнутых в виде нескольких спиральных витков. Для улучшения теплового контакта посуды с
ТЭНом рабочая поверхность его выполняется плоской. Для повышения КПД под ТЭН устанавливают отражатель, изготовленный из нержавеющей стали. В конфорках используют либо односпиральные двухконцевые ТЭНы диаметром 7…9 мм, либо двухспиральные одноконцевые диаметром 14… 16 мм.
Рис. 14.2. Трубчатая конфорка из одного двухконцевого ТЭНа
Выпускают трубчатые конфорки диаметром 200 и 246 мм, состоящие из двух или трех двухконцевых ТЭНов, расположенных по кольцу. Так как кольцо одного ТЭНа расположено внутри другого, то в зависимости от диаметра устанавливаемой на нее посуды включают всю конфорку или ее часть. Оболочку этих ТЭНов выполняют из нержавеющей стали.
Пирокерамические конфорки представляют собой нагревательный элемент, прикрытый сверху пирокерамическим материалом — ситаллом, который представляет собой продукт кристаллизации стекломассы особого состава с очень мелкими (0,01… 1 • 10_6м) кристаллами, равномерно распределенными по объему материала и сросшимися друг с другом или соединенными тонкими прослойками остаточного стекла. Ситаллы характеризуются отсутствием водои газопоглощения, высокой механической прочностью, твердостью, нагревостойкостью, очень малыми коэффициентами температурного расширения. Использование ситаллов в качестве конструкционного материала повышает натревостойкость конфорок и облегчает очистку.
Для регулирования мощности конфорок применяют ступенчатые переключатели, с помощью которых изменяют схему включения спиралей.
Экспресс-конфорки оснащают термоограничителем, который обычно устанавливают внутри конфорки и включают последовательно в цепь нагревательного элемента, имеющего наибольшую мощность. При достижении рабочей поверхностью конфорки максимальной температуры (450…500 °С) термоограничитель отключает нагревательный элемент.
В автоматических конфорках наибольшее распространение получили терморегуляторы манометрического типа.
Жарочный шкаф электроплиты позволяет наиболее полно использовать преимущества электронагрева при приготовлении пищи. Конструкция шкафа показана на рис. 14.3. Металлический муфель 1 теплоизолирован стекловолокном или минеральной ватой 2. Слой теплоизоляции покрыт алюминиевой фольгой 3, выполняющей в данном случае роль отражателя. Алюминиевую фольгу и боковые стенки электроплиты разделяет воздушная прослойка. Муфель крепится к передней стенке, образуя загрузочное окно, которое закрывается дверцей 5. В дверцу жарочного шкафа вмонтировано смотровое стекло, позволяющее наблюдать за ходом технологического процесса. Регулировку температуры осуществляют терморегулятором 4.
По способу нагрева жарочные шкафы подразделяют на шкафы с радиационным и с конвективным нагревом. В шкафах с радиационным нагревом нагревателями служат ТЭНы разнообразной конфигурации.
Существуют два способа очистки внутренней поверхности жарочного шкафа от загрязнений: пиролитический (физический) и каталитический (химический). Пиролитический
способ очистки заключается в нагреве стенок шкафа до температуры 480…500 °С, при которой происходит сгорание остатков продуктов. Каталитический способ предусматривает покрытие стенок шкафа катализатором, включающим окислы металлов, которые вступают в химическое взаимодействие с продуктами загрязнения и ускоряют их окисление и испарение. Химический процесс протекает при сравнительно низких температурах
180…300 °С. Слой катализатора наносится на поверхность, покрытую грунтовой эмалью. Этот способ очень простой и недорогой, однако срок службы такого покрытия не превышает 2…3 лет.
Жарочные электрошкафы настольного типа по способу нагрева разделяют на радиационные и сверхвысокочастотные. Конструкция шкафов с радиационным нагревом идентична шкафам, встроенным в электроплиты.
Сверхвысокочастотные (СВЧ) шкафы и печи используют как дополнительное оборудование. К основным особенностям СВЧ-нагрева относят: способность переменного электромагнитного поля проникать в обрабатываемый продукт на значительную глубину, что позволяет осуществлять его нагрев по всему объему; отсутствие зависимости времени нагрева изделия от его формы, контакта обрабатываемого изделия с теплоносителем, а также тепловой инерции нагревателя; практически полное преобразование энергии СВЧ-поля в теплоту, выделяемую в нагревательном продукте. В отличие от традиционных способов тепловой обработки продуктов, когда изделие прогревают от внешнего источника теплоты за счет теплопроводности, СВЧ-нагрев обеспечивает генерацию теплоты непосредственно во всем объеме обрабатываемого изделия. Нагрев происходит из-за смещения заряженных частиц продукта при воздействии на него переменного электромагнитного поля. На перемещение заряженных частиц затрачивается энергия, которая из-за наличия внутреннего межмолекулярного трения трансформируется в теплоту.
Независимо от технологического назначения и конструктивного исполнения все бытовые СВЧ-печи содержат следующие основные элементы:
источник питания, обеспечивающий преобразование сетевого напряжения. Обычно это выпрямитель высокого напряжения или повышающий трансформатор с регулятором напряжения и устройством для питания цепей накала СВЧ-генератора и других его элементов;
СВЧ-генератор, преобразующий энергию постоянного тока в энергию СВЧ-диапазона. В настоящее время для этой цели используют электровакуумные приборы для генерирования импульсных и непрерывных СВЧ-колебаний — магнетроны. СВЧ-колебания имеют частоту 2450 Гц;
линию передачи СВЧ-энергии к нагревательной камере; систему ввода СВЧ-энергии в нагревательную камеру; электродинамическую систему нагревательной камеры, обеспечивающую заданное значение СВЧ-энергии в ее объеме;
вспомогательные элементы, способствующие достижению равномерного нагрева, например, вращающийся стол для размещения обрабатываемых изделий, элемент быстрой периодической перестройки распределения электромагнитного поля в камере;
герметизирующие уплотнения и устройства для предотвращения утечки СВЧ-энергии из нагревательной камеры в окружающее пространство;
устройство управления и обеспечения безопасности работы. Конструктивно СВЧ-печи имеют каркасное исполнение. Элементы каркаса изготовляют холодной штамповкой и сваривают. Облицовка печи — из холоднокатаной стали, окрашенной эмалью различных цветов. Съемные элементы облицовки прикреплены к каркасу винтами. Лицевая сторона имеет дверцу рабочей камеры, открывающуюся вниз или в сторону, и органы управления печью. На панелях корпуса предусмотрены жалюзи или решетки для прохода воздуха, используемого для охлаждения магнетрона и вентиляции рабочей камеры. Все печи имеют реле времени.
Установленная мощность отечественных СВЧ-печей достигает
2,4 кВт при колебательной мощности в рабочей камере 1,1 кВт. Максимальная установка времени не более 12 мин.
Эксплуатация СВЧ-печей имеет специфические особенности, одна из которых состоит в необходимости защиты от утечки СВЧэнергии за пределы установки. Допустимая норма плотности потока мощности утечки 1 мкВт • с. При больших плотностях утечки возможно неблагоприятное воздействие на организм человека.
Электрогриль — прибор, предназначенный для жарки мяса, дичи на решетке или вертеле. Электрогриль — сравнительно универсальный прибор, обеспечивающий высокое качество продукта. Электрогрили различают по исполнению (открытые и закрытые), системе регулирования мощности (ступенчатое, плавное), по способу очистки рабочего пространства (самоочищающиеся, неочищающиеся).
Закрытые электрогрили состоят из камеры прямоугольной формы, разделенной на приборный и рабочий отсеки. В рабочем отсеке, закрываемом дверцей, вверху расположены ИК-излучатели и отражатель, а ниже установлены вертел, приводимый во вращение электродвигателем. В приборном отсеке расположены электродвигатель, регулятор мощности или температуры, таймер или программатор, выключатели и сигнальная лампа.
Электрогрили открытого т и п, а не имеют рабочей камеры (рис. 14.4), ИК-излучатели крепят на стойках 3 и располагают в крышке 1. В комплект входят: вертел 2 с зажимами для мяса или птицы, жарочные решетки — одинарная или двойная, жиросборник 4 с приспособлением для его выемки и поворотное колесо, надеваемое на вертел с четырьмя или восемью шампурами для жарки шашлыка.
Новые модели электрогрилей —электрогрили-шкафы, помимо жарки на вертеле или решетке, позволяют также выпекать мучные и кондитерские изделия.
Электрошашлычница — разновидность элекгрогрилей. Их различают по расположению шампуров (вертикальное или горизонтальное). Всю загрузку массой 0,9…1,0 кг располагают на четырех—шести шампурах, приводимых во вращение вручную или с помощью электропривода.
Рис. 14.4. Схема устройства элсктрогриля б 224
Бытовые электротостеры — приборы для поджаривания хлеба. Сущность тепловой обработки хлеба в электротостерах заключается в том, что теплота, сообщаемая хлебу ИК-излучателем, выделяется в его поверхностном слое. В результате этого поверхность хлеба приобретает золотисто-коричневый цвет, а средняя часть хлеба размягчается. Нагревательные элементы в электротостерах выполняют в большинстве случаев проволочными или ленточными. Нихромовую проволоку или ленту наматывают на пластину из изоляционного материала. Средний нагреватель в двухсекционном тостере выполняют с двусторонней намоткой на пластину, а крайние — с односторонней намоткой.
Наряду с описанными электронагревательными бытовыми приборами выпускают менее сложные по конструкции другие многочисленные электронагревательные приборы, такие, как электросковороды, электровафельницы, электрокастрюли, электропароварки, электрофритюрницы и другие.