Апарат з індукційним нагріванням для виготовлення попкорну “крилатий попкорн”

Реферат: UA 89863 U UA 89863 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обладнання харчової промисловості, а саме до апаратів, що використовуються для виготовлення та продажу повітряної кукурудзи - попкорну. Відомі апарати для виготовлення попкорну, в дно ємності яких вмонтований електричний або індукційний нагрівальний елемент. Такі апарати мають корпус і встановлену з можливістю повороту відносно корпусу ємність, в якій нагрівається зерно та жир, при необхідності в неї додаються інгредієнти з утворенням попкорну. Для цього, зазвичай, усередині корпусу між внутрішнім і зовнішнім дном розташовують зігнутий трубчатий нагрівальний елемент резистивного нагрівання (патент US № 4649263), або індукційну обмотку (патент UA № 96992). При цьому ємність розташована у верхній частині корпусу або на несучій опорі (промислові машини) і приєднана до джерела електричної енергії (гнізда) електропровідним кабелем, який в процесі роботи (спорожненні ємності) постійно гнеться, внаслідок чого приходить в непридатність і потребує заміни. Нагрівальний елемент, що розташований в корпусі ємності, не дає можливості застосувати проточну воду (занурення) при очищенні, в результаті чого неможливо видалити повністю залишки жири і нагару. В патенті (UA № 76188, AL231/18) реалізована можливість використання нагрівального елемента (електричного та газового) окремо від ємності. За аналоги прийнято запатентовані апарати: "Апарат універсальний для виготовлення попкорну "ПОПКОРН-СТАРЛАЙН", що містить корпус, ємність для загрузки та змішування складових компонентів продукту і утворення попкорну, робочий стіл, дно, систему нагрівання, незалежну від ємності (електричний та газовий нагрівач), та блок управління (патент України № 76188, A23L 1/18, 25.12.2012); "Апарат для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням", що містить корпус, розміщену в ньому ємність для загрузки та змішування складових компонентів продукту і утворення попкорну, дно, на якому підноситься система індукційного нагрівання під поворотною ємністю, та блок управління (патент US № 5928550, A23L 1/18, 27.07.1999); "Апарат для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням", що містить корпус, розміщену в ньому ємність для загрузки та змішування складових компонентів продукту і утворення попкорну, при цьому для спорожнення ємність виконана з можливістю повороту відносно корпусу, а також дно, індукційну систему нагрівання та блок управління (патент України № 96992, A23L 1/18, 26.12.2011) – прототип. Недоліком апарата по патенту України № 76188 є те, що резистивний нагрівач, як і у інших, вимагає попереднього розігріву елемента, для цього необхідно більше часу і споживання електроенергії для нагрівання ємності до робочого стану. Позитивним є відсутність нагрівачів у ємності, що дає можливість занурювати у воду для очищення її від жиру і нагару. Недоліком конструкції іншого аналога (патент US № 5928550) є те, що кругла основа індукційного нагріву займає багато місця на дні апарата, яке передбачено для прийому попкорну, і утрудняє вилучення готового продукту з апарата, крім того, щоб забезпечити можливість повороту ємності у верхні частині корпусу в положення спорожнення, потрібна велика відстань між дном ємності та індукційнім нагрівачем, що послаблює утворене індукційною обмоткою змінного магнітного поля, а це вимагає багато струму і часу для нагрівання до робочого стану ємності. Позитивним є відсутність нагрівачів у ємності, що дає можливість занурювати у воду для очищення її від жиру і нагару. Недоліком конструкції апарата з індукційним нагріванням по патенту України № 96992 є те, що індукційна обмотка розташована в корпусі ємності між внутрішнім і зовнішнім дном. В апараті з підвісною ємністю, яка знаходиться у верхній частині конструкції, немає можливості застосувати примусове повітряне охолодження індукційної обмотки (типу вентилятор, що є необхідним) і це не забезпечує ефективне використання індукційного нагріву, а також перетворювач частоти (генератор), розташований стаціонарно в корпусі апарата для виготовлення попкорну, знаходиться на певній відстані від ємності для приготування готового продукту і вимагає підведення спеціальної (захищеної) електричної системи енергозабезпечення, що ускладнює конструкцію. При цьому ємність розташована у верхній частині корпусу апарата і приєднана до джерела електричної енергії (гнізда) електропровідним кабелем, який в процесі роботи (спорожненні ємності) постійно гнеться, внаслідок чого приходить в непридатність і вимагає заміни. Розміщення індукційної обмотки всередині ємності між внутрішнім і зовнішнім дном, не дає можливості застосувати проточну воду (занурення) при очищенні, в результаті чого неможливо видалити повністю залишки жиру і нагару. В ємності зовнішнє дно для запобігання нагріву складається з електричного ізолятора з діа- або парамагнітними властивостями, що також ускладнює конструкцію. Мішалка розташована у верхній частині конструкції над ємністю. У великих апаратах для виготовлення попкорну з ємністю, змонтованою над приймальною ванною, на несучій опорі, індукційна обмотка розташована всередині ємності, яка має 1 UA 89863 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 частковий, однобічний, примусовий обдув (охолодження) вентилятором, а також перетворювач частоти (генератор), що розташований стаціонарно в корпусі апарата на певній відстані від індукційної обмотки. Ємність також приєднана до джерела електричної енергії (гнізда) електропровідним кабелем, який в процесі роботи (спорожнення ємності) постійно гнеться, в наслідок чого приходить в непридатність і вимагає заміни. В ємності зовнішнє дно для запобігання нагріву складається з електричного ізолятора з парамагнітними властивостями. Мішалка знаходиться у нижній частині несучої опори, приводний вал якої виступає в ємність знизу, через дно, проходячи крізь індукційну обмотку. Тому вал в місці впливу змінного магнітного поля, а також між індукційної обмоткою і дном ємності, повинен бути оточений оболонкою з діа- або парамагнітного матеріалу, що вносить в конструкцію складності і додаткові витрати. Також, як показала практика експлуатації, ємність для виготовлення попкорну з приводним валом мішалки, що проходить крізь дно ємності, в подальшому процесі роботи дає протікання масла в ємності всередину між внутрішнім і зовнішнім дном за місцем проходження вала, що надалі потребує ремонту і заміну деталей в ємності. В основу корисної моделі поставлена задача, відому конструкцію апарата для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням зробити більш економічною та зручнішою у обслуговувані за рахунок конструктивних удосконалень установки і використання індукційного нагрівального елемента, незалежного, роздільного від ємності, в якій виготовляють попкорн, з розташуванням мотор-редуктора кутової передачі мішалки збоку від ємності, на відміну від тих, що використовують мішалки в інших конструкціях зверху або з низу від неї. Поставлена задача вирішується тим, що в апараті з індукційним нагріванням для виготовлення попкорну "КРИЛАТИЙ ПОПКОРН", що містить корпус, розміщену в ньому ємність для загрузки та змішування складових компонентів продукту і утворенням попкорну, при цьому для спорожнення ємність виконана з можливістю повороту відносно корпусу, а також дно, робочий стіл, систему нагрівання з індукційною обмоткою, генератором високої частоти та блок управління, згідно з корисною моделлю, система нагрівання містить індукційний нагрівальний елемент (індукційну котушку), виконаний незалежно, роздільно від ємності і розташований під нею на робочому столі. Або в апараті для виготовлення попкорну з ємністю, змонтованою над приймальною ванною на несучій опорі (промислові машини), для спорожнення ємність виконана з можливістю повороту відносно корпусу опори, а індукційна система нагрівання, генератор та блок управління система нагрівання містить індукційний нагрівальний елемент (індукційну котушку), виконаний незалежно, роздільно від ємності і розташований під нею на несучій опорі. При цьому індукційна обмотка (котушка) має з тильної сторони радіально розташовані пластини з фериту, вентилятор примусового охолодження, який розташований нижче обмотки в парамагнітному матеріалі. Крім цього, перетворювач високої частоти 20-60 кГц (генератор) розташований безпосередньо біля обмотки і має вентилятор незалежного примусового охолодження. В свою чергу, температурний датчик розташований в індукційному блоці і проходить крізь індукційну обмотку, склокераміку і виступає над нею в повітряному прошарку, стикаючись по центру багатошарового дна ємності, з можливістю встановлення точного температурного режиму приготування попкорну регульованим блоком управління. Крім того, ємність з багатошаровим дном знаходиться вище індукційного нагрівального елемента і має повітряний прошарок між ними, не стикаючись. Також, система нагрівання блок управління забезпечує автоматичне відключення живлення електроенергії індукційного елемента нагріву під час спорожнення ємності і автоматичне включення при поверненні ємності в робоче положення для продовження роботи. Крім того, система управління нагрівом та конструкція ємності для завантаження забезпечує загрузку та змішування зерна кукурудзи, жиру та харчових добавок з можливістю виготовляти солоний або карамельний попкорн в одному і тому ж апараті. І на завершення, ємності для перемішування зерна, жиру та інших компонентів встановлена мішалка, що має кутовий привід від мотор-редуктора, розташованого збоку від ємності. В ємності для виготовлення попкорну багатошарове дно складається з сталевого диска магнітної сталі, алюмінієвого або мідного диска і поміщених в капсулу з нержавіючої сталі феритного класу. Для запобігання порушення цілісності багатошарового дна ємності була застосована кутова передача обертання мішалки. В свою чергу, як показала практика експлуатації системи нагріву апаратів для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням "КРИЛАТИЙ ПОПКОРН", час на приготування одного завантаження попкорну скоротився на 30 % і споживання електричної енергії на 35 %, по відношенню до аналогів з резистивної системою нагріву. 2 UA 89863 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вище перераховані нові ознаки (індукційний нагрівальний елемент виконаний незалежно, роздільно від ємності і розташований під нею, багатошарове, що акумулює тепло дно ємності, мотор-редуктор кутової передачі мішалки з боку від ємності, примусове охолодження індукційної обмотки і перетворювача частоти, робочий стіл), при взаємодії з відомими ознаками (корпус, несуча опора, теплоізолююче дно, ємність, мішалка верхнього або нижнього підведення в ємність, система нагрівання, генератор та блок управління) забезпечують виявлення нових технічних властивостей корисної моделі і підвищення зручності в обслуговувані, покращені споживчих властивостей, а саме: надійність і збільшення терміну експлуатації апаратів, простота у використанні, необмежений час безперервного процесу приготування попкорну, скорочення часу на виготовлення одного завантаження і зменшення споживання електричної енергії, можливість занурювати у проточну воду ємність для очищення від жиру та нагару, експлуатація при нестабільній напрузі електричної мережі, що не впливає на якісну роботу апаратів, відсутність ефекту нагрівання навколишнього повітря, як при резистивному або газовому нагріванні. На кресленнях показана конструктивно-технологічні схеми апаратів для виготовлення попкорну "КРИЛАТИЙ ПОПКОРН" з видом на два варіанти їх конструктивної реалізації: на фіг. 1 - вигляд апарата з індукційним нагріванням в корпусі; на фіг. 2 - вигляд апарата з індукційним нагріванням на несучій опорі; на фіг. 3 - спосіб спорожнення ємності від готового попкорну; на фіг. 4 - вигляд в розрізі частин і механізмів апаратів з індукційним нагріванням. Апарат складається з корпусу 1, нижньої теплоізолюючої частини (дно) 2, розміщеного в ній блока управління 3 (фіг. 1), в апаратах на несучій опорі блок управління розташований на бічній стороні 3-а (фіг. 2), робочого столу 4 або несучої опори 5, ємності 6, яка має форму каструлі для виготовлення попкорну з багатошаровим дном 20, блока індукційного нагріву 7, перетворювача частоти (генератора) 8, індукційної обмотки (котушки) 9, склокераміки 10, вентилятора примусового охолодження 11, мотор-редуктора 12, мішалки 13, кутової передачі обертання мішалки 14, механізму повороту ємності 15, повітряного прошарку 16 та 18, вихідних повітряних вентиляційних отворів 17, температурного датчика 19. В апараті для виготовлення попкорну "КРИЛАТИЙ ПОПКОРН" індукційна обмотка 9 містить намотаний спіраллю провідник з мідного дроту, покритий термостійким ізолюючим лаком і розташований в площині котушки 9 на основі, яка знаходиться у корпусі робочого столу 4 або несучої опори 5, над якою на відстані 8 мм встановлена склокераміка 10 для захисту обмотки, яка не перешкоджає проходженню крізь неї змінного магнітного поля і між ними знаходиться повітряний прошарок 16 з вихідними вентиляційними отворами 17, а також примусове охолодження 11, що розташоване безпосередньо під котушкою 9. Для запобігання дії до низу змінного магнітного поля на металеві деталі корпуса, обмотка 9 має з тильної сторони радіально розташовані пластини з фериту (не вказано), тому для обмеження дії слабкого, розсіяного магнітного поля, котушка 9 і вентилятор 11, який знаходиться нижче обмотки 9 на відстані 50 мм, ув'язнені в парамагнітний матеріал 7. Система індукційного нагрівання 7, разом з блоком управління 3 (3-а), містить сполучений з індукційною котушкою 9 перетворювач високої частоти 20-60 кГц (генератор) 8, розташований безпосередньо біля обмотки 9 і примусово охолоджуваний вентилятором 11. В ємності 6 для перемішування зерна, жиру та інших компонентів встановлена мішалка 13, що має кутовий привід 14 від мотор-редуктора 12. А сама ємність має багатошарове дно 20 і розташована над склокерамікою 10 на відстані 8 мм і має повітряний прошарок 18. Таким чином ємність 6 знаходиться на відстані 20 мм вище над індукційною обмоткою 9, при найбільш допустимих 30 мм для роботи, що дає стабільний, рівномірний нагрів багатошарового дна 20 ємності 6. Для того щоб запобігти перегріву зерна кукурудзи, жиру і харчових добавок в ємності 6, конструкція апарата "КРИЛАТИЙ ПОПКОРН" забезпечена температурним датчиком 19, який найкращим чином встановлено по центру блока індукційного нагріву 7, датчик 19 проходить крізь індукційну котушку 9, повітряний прошарок 16, склокераміку 10, виступаючи в повітряному прошарку 18 і стикаючись по центру з багатошаровим дном 20 ємності 6 і підключений до блока управління 3 (3-а), для більш точного налаштування температури (190 °C-195 °C –карамельний або 210 °C-215 °C - солоний попкорн) нагріву багатошарового дна 20 ємності 6 і утримання в заданих межах. Для виготовлення солоного або карамельного попкорну температура встановлюється окремо на блоці управління 3 (3-а), на відміну від інших конструкцій, де настройка встановлюється безпосередньо в самій ємності (в спеціалізованих майстернях), що неможливо здійснити споживачеві самому в процесі експлуатації. Склокераміка 10 під час роботи апарата не нагрівається, так як електричний струм, який проходить через котушку 9, перетворюється в змінне електромагнітне поле (вихровий змінний індукційний струм), що проходить крізь склокераміку і впливає на електрони 3 UA 89863 U 5 10 15 20 25 30 феромагнітних матеріалів багатошарового дна 20 ємності 6, що призводить до виділення теплової енергії безпосередньо в дні 20 ємності 6. Апарат для виготовлення попкорну з індукційним нагріванням "КРИЛАТИЙ ПОПКОРН" використовують наступним чином. В ємність 6 загружають зерна кукурудзи, жир та харчові добавки і за рахунок наявної мішалки 13, за допомогою якої вміст ємності 6 при нагріванні перемішується і тим самим досягається рівномірне нагрівання зерна кукурудзи та компонентів до стану, при якому утворюється готовий попкорн, який під впливом мішалки 13 транспортується вгору ємності 6 і падає вниз, на дно теплоізолюючої частини 2 апарата (приймальної ванни не показано). При завершенні процесу готовий попкорн з ємності 6 видаляється шляхом повороту (спорожнення) ємності 6 (використовується поворотний механізм 15) і процес повторюється заново. Під час повороту (спорожнення) ємності 6 відбувається автоматичне відключення живлення індукційної обмотки 9 і вона не працює до того часу, поки ємність 6 не буде повернута в своє робоче положення, після цього автоматично вмикається живлення індукційної обмотки 9 і процес повторюється. При виготовленні карамельного попкорну в ємності 6 жир та харчові добавки утворюють піноподібну масу, в якій при розкритті зерна, попкорн покривається тонким шаром розплавленої карамелі і надалі при вивантаженні на теплоізоляційне дно 2 апарата (приймальну ванну), остигає і утворює карамельний попкорн, що не містить вологи (як при виробництві попкорну в карамелізаторах). Практичне застосування апарата для виготовлення попкорну за своєю конструктивною особливістю дає можливість споживачеві працювати більш комфортно для досягнення своєї мети, на свій розсуд виготовляти солоний або карамельний попкорн в одному і тому ж апараті, скоротивши час на виготовлення одного завантаження попкорну на 30 % і споживання електричної енергії на 35 %. Ємність для приготування попкорну, яка виконана незалежно від нагрівального елемента (індукційної котушки) і виготовлена з харчової нержавіючої сталі з багатошаровим дном, що дає рівномірний розподіл заданої температури всередині ємності для найкращої якості приготування продукції. Таким чином, споживач має можливість очищення та миття ємності із зануренням під проточною водою, що не можливо при використанні аналогів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 60 1. Апарат з індукційним нагріванням для виготовлення попкорну, що містить корпус (або несучу опору), розміщену в ньому (на ній) ємність з багатошаровим дном для загрузки та змішування складових компонентів продукту і утворення попкорну, при цьому для спорожнення ємність виконана з можливістю повороту відносно корпусу, а також теплоізоляційне дно (приймальну ванну), систему нагрівання з індукційною обмоткою, генератором високої частоти та блок управління, який відрізняється тим, що система нагрівання містить виконаний незалежно від ємності і розташований під нею на робочому столі нагрівальний індукційний елемент. 2. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що індукційна обмотка (котушка) має з тильної сторони радіально розташовані пластини з фериту, вентилятор примусового охолодження, який розташований нижче обмотки в парамагнітному матеріалі. 3. Апарат за пп. 1 і 2, який відрізняється тим, що перетворювач високої частоти 20-60 кГц (генератор) розташований безпосередньо біля обмотки і має вентилятор незалежного примусового охолодження. 4. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що температурний датчик розташований в індукційному блоці і проходить крізь індукційну обмотку, склокераміку і виступає над нею в повітряному прошарку, стикаючись по центру багатошарового дна ємності, з можливістю встановлення точного температурного режиму приготування попкорну регульованим блоком управління. 5. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що ємність з багатошаровим дном знаходиться вище індукційного нагрівального елемента і має повітряний прошарок між ними, не стикаючись. 6. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що блок управління забезпечує автоматичне відключення живлення електроенергії індукційного елемента нагріву під час спорожнення ємності і автоматичне включення при поверненні ємності в робоче положення для продовження роботи. 7. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що система управління нагрівом та конструкція ємності для завантаження забезпечує загрузку та змішування зерна кукурудзи, жиру та харчових добавок з можливістю виготовляти солоний або карамельний попкорн в одному і тому 4 UA 89863 U ж апараті. 8. Апарат за п. 1, який відрізняється тим, що в ємності для перемішування зерна, жиру та інших компонентів встановлена мішалка, що має кутовий привід від мотор-редуктора, розташованого збоку від ємності. 5 UA 89863 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6