Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Конструирование и производство приборов» ЭЛЕКТРОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ, МАШИНЫ И АППАРАТЫ Лабораторный практикум Часть 1 Электробытовые приборы для кухни М и н с к 2 0 1 0 Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Конструирование и производство приборов» ЭЛЕКТРОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ, МАШИНЫ И АППАРАТЫ Лабораторный практикум для студентов специальности 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты» В 3 частях Часть 1 ЭЛЕКТРОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ КУХНИ М и н с к Б Н Т У 2 0 1 0 УДК 621.31:64.06(076.5) ББК 31.293-5я7 Э 45 С о с т а в и т е л ь М.С. Самойлова Р е ц е н з е н т ы : А.Н. Осипов, первый проректор БГУИР, кандидат технических наук, доцент; А.Д. Маляренко, заведующий кафедрой «Торговое оборудование» БНТУ, доктор технических наук, профессор Э 45 Электробытовые приборы, машины и аппараты: лабораторный практикум для студентов специальности 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты»: в 3 ч. / сост. М.С. Самойлова.– ч.1. Электробытовые приборы для кухни.– Минск: БНТУ, 2010–…с ISBN 978-985-525-247-5(4.1). Лабораторный практикум содержит описание электробытовых приборов для кухни, их конструкций, электрических и принципиаль- ных схем, а также последовательность выполнения эксперименталь- ной части к семи лабораторным работам по дисциплине «Электробы- товые приборы, машины и аппараты». Практикум может быть полезен в процессе самостоятельной под- готовки к выполнению лабораторных работ студентами дневной фор- мы обучения специальности 1-38 01 01 «Механические и электроме- ханические приборы и аппараты». Автор выражает благодарность студентам групп 113224, 113225 за оказанную помощь. УДК 621.31:64.06(076.5) ББК 31.293-5я7 ISBN 978-985-525-247-5(4.1) © БНТУ, 2010 3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Лабораторная работа № 1 СОКОВЫЖИМАЛКИ ДЛЯ ЦИТРУСОВЫХ. . . . . . . . . . . . . 5 Лабораторная работа № 2 ЭЛЕКТРОШИНКОВКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Лабораторная работа № 3 БЛЕНДЕРЫ И МИКСЕРЫ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Лабораторная работа № 4 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КАПЕЛЬНЫХ КОФЕВАРОК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Лабораторная работа № 5 ЭЛЕКТРОЧАЙНИКИ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Лабораторная работа № 6 ЭЛЕКТРОТОСТЕРЫ И ЭЛЕКТРОРОСТЕРЫ. . . . . . . . . . . .61 Лабораторная работа № 7 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ НАГРЕВА И ПОДАЧИ МОЮЩЕГО РАСТВОРА В БЫТОВЫХ ПОСУДОМОЕЧНЫХ МАШИНАХ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 4 ВВЕДЕНИЕ Современный уровень развития электробытовых приборов ха- рактеризуется все возрастающими требованиями к качеству изго- товления, надежности, долговечности. Совершенствование технических и потребительских свойств бы- товых машин, приборов и аппаратов означает точное выполнение заданных технологических операций при минимальных затратах эле- ктроэнергии, воды, моющих средств, а также ручного труда. Соци- ально-экономический эффект автоматизации трудоемких процессов подтверждается социологическими обследованиями затрат времени на ведение домашнего хозяйства. В лабораторном практикуме описаны конструкции электропри- боров, принципы их действия, даны технические характеристики, электрические и конструктивные схемы, в отдельных случаях мето- дики расчета основных технических параметров, а также дан обзор отечественных приборов и уделено внимание приборам ведущих мировых фирм. Практикум содержит материалы, необходимые для выполнения экспериментальной части к семи лабораторным работам по дисци- плине «Электробытовые приборы, машины и аппараты». Экспери- ментальную часть работы предваряет теория, которая позволяет точно уяснить цель работы и подготовиться к ее выполнению. Для каждой лабораторной работы имеются требования к оформлению результатов экспериментальной части и заключительного отчета, а также перечень вопросов для самоконтроля. 5 Лабораторная работа № 1 СОКОВЫЖИМАЛКИ ДЛЯ ЦИТРУСОВЫХ Цель работы 1. Изучить принцип действия соковыжималок. 2. Изучить устройство, классификацию и особенности конструк- тивного исполнения соковыжималок Инструменты и принадлежности 1. Соковыжималка для цитрусовых. 2. Комплект инструментов. Теоретические сведения Соковыжималка – это один из самых распространенных бытовых электроприборов. Встретить их можно в любом магазине, где есть отдел бытовой техники. Цель у соковыжималок одна – выдавливать сок. Однако существует много разновидностей этого полезного прибора. Соковыжималки бывают трех типов: 1. для цитрусовых (их еще называют цитро-пресс или цитрус- пресс); 2. универсальные (с центрифугой); 3. шнековые (используются для приготовления сока из ягод, зе- лени). Бытовая соковыжималка для цитрусовых представляет собой простую конструкцию из мотор, конусообразной насадки и емкости для сбора сока. Прибор предназначен для выжимания сока только из апельсинов, грейпфрутов, лимонов и других цитрусовых плодов. Мощность у таких моделей небольшая, примерно 20 Вт, но этого вполне достаточно, чтобы отжать сок. Принцип работы предельно прост: на вращающуюся насадку прикладывают половинку апель- сина и сильно надавливают рукой; когда сок перестает отжиматься, корку выбрасывают, даже если на ней что-то осталось. Реже встре- чаются модели, у которых не нужно удерживать плод руками – для 6 этого есть специальный рычаг. Разумеется, стоимость такой соко- выжималки раза в два выше, чем обычной. В процессе работы соковыжималки образуется большое количе- ство влажной мякоти, которая скапливается под конусообразной на- садкой. Во время приготовления большого количества сока эту мя- коть приходится периодически удалять, поскольку она засоряет от- верстия, через которые сок попадает в резервуар. Существуют два вида цитрусовых соков: тот, который выжат из внутренней мякоти плода; тот, который выжимается вместе с под- кожным белым слоем. Сок, выжатый из внутренней мякоти плода, например, классиче- ский апельсиновый, легко извлекается из плодов в соковыжималке методом прессовки или выдавливания. Сок, выжатый вместе с подкожным белым слоем, труднее сде- лать, и для него требуется специальная соковыжималка. Сок по- лучается довольно густой с белой пеной и обладает ярким арома- том. Он также содержит больше питательных веществ (таких, как Bioflavinoids), чем в обычном соке, т. к. большая их часть находится в белом подкожном слое или в самой кожице. Этот вид сока не та- кой сладкий и иногда бывает с горчинкой. (Перед приготовлением такого сока необходимо предварительно снять цедру с плода, т. к. она не съедобна). При приготовлении этого сока используются полностью автоматические соковыжималки, которые перетира- ют весь плод внутренними, похожими на терку, ножами. К их до- стоинствам можно отнести многофункциональность, т. к. они от- жимают соки из любых фруктов и овощей, а к недостаткам – доста- точную дороговизну таких моделей, сложность в эксплуатации и трудоемкость мытья ее компонентов. У сока цитрусовых есть свои особенности – без консервантов он сохраняется только пять–десять минут после отжима. Поэтому и потребовалось создать устройство, позволяющее быстро пригото- вить не большую (чашка или две) порцию сока, сразу же разлить из контейнера сок и тут же выпить. При этом теряется много продук- тов, ведь апельсин (лимон, грейпфрут) почти полностью превраща- ется в мякоть, которая выбрасывается, а сока выделяется совсем немного. Например, на одну чашку апельсинового сока потребуется 2–3 фрукта. Зато свежий сок несравненно лучше консервированного из пакета и по вкусовым, и по питательным качествам. 7 Размер стандартного контейнера для сока у таких соковыжима- лок – один литр или даже меньше. У некоторых моделей контейнер изготавливается из прозрачной пластмассы, у других – снабжается шкалой для определения уровня жидкости. Отечественная промышленность почти не выпускает соковыжимал- ки для цитрусовых. В продаже чаще встречаются импортные цитрус- прессы, отличающиеся только в тонкостях дизайна и качестве пласт- массы, хорошо известных фирм «Braun», «Bork», «Philips», «Bimatek». Простейшая соковыжималка для цитрусовых – неподвижный ребристый конус, в основании которого имеется лоток или емкость для стекающего сока. Для облегчения процесса существуют элек- трические соковыжималки, в которых на вращающийся конус «насаживается» половинка фрукта. Различаются такие соковыжи- малки в основном мощностью двигателя, объемом емкости для сока и, естественно, дизайном. Как правило, двигатель таких устройств вращает конус через понижающий редуктор, так как для работы соковыжималке требуется значительная мощность при относитель- но низких оборотах. Такой соковыжималкой оснащено большин- ство кухонных комбайнов и других комбинированных устройств. Пригодна она для нечастого использования. Ручные (рычажные) соковыжималки (рис. 1. 1, а) для цитрусо- вых (на Западе их называют «citrus squeezer» или «citrus press», а у нас существует и обиходное наименование – давилки) очень просты по конструкции. Так, несколько десятилетий назад были очень рас- пространены соковыжималки в виде широкого стакана из дюралю- миния (не окисляемого сплава алюминия, меди и магния) со специ- альным прессом, покрытым отверстиями или небольшими выпук- лостями-ребрами и соединенным со стаканом с помощью шарниров. Апельсин очищали от кожуры, резали на половинки и сжимали прессом – чем сильнее, тем больше сока. Сейчас кон- струкция рычажных соковыжималок стала более удобной, и муж- ская сила для работы с ними вовсе не обязательна. Такие соковы- жималки, кстати, подходят и для томатов. Некоторые из них по принципу работы (а нередко и по форме) похожи на «давилку» для чеснока: надо с силой сжать половинку лимона между двух метал- лических пластин. Другие представляют собой толстое пластмассо- вое коническое сверло с ручкой: погрузив его в мякоть разрезанно- го пополам лимона, нужно вворачивать его до самой корки, подоб- 8 но винту. Третьи напоминают мягкую «грушу» пульверизатора: надрезанный лимон помещается внутрь этого устройства и с силой сжимается, а сок вытекает сквозь небольшое отверстие. а б Рис. 1.1. Соковыжималки для цитрусовых: а) ручная; б) электрическая Электрические (конусные) соковыжималки для цитрусовых. С развитим техники цитрус-прессы были дополнены штепселем, небольшим моторчиком и вращающейся конической насадкой, ко- торая в считанные секунды выдавливает сок из разрезанного попо- лам фрукта (рис 1.2). Мощность у таких моделей небольшая, при- мерно 20 Вт, но этого вполне достаточно, чтобы отжать сок. Рис. 1.2. Электрическая соковыжималка для цитрусовых 9 Насадка у большинства соковыжималок изготавливается из ме- талла, а контейнер для сбора сока – из прозрачной пластмассы. Удобный носик позволяет перелить сок в стакан, а шкала для опре- деления уровня жидкости – отмерить объем сока, необходимый для коктейля. Среди дополнительных возможностей, которыми оснащают со- ковыжималки для цитрусовых, стоит отметить: режим чередующегося вращения (реверса) – мотор крутит насадку то вправо, то влево. Эта функция позволяет выжать макси- мальное количество сока из фруктов; систему контроля количества мякоти в соке, с помощью которой можно регулировать густоту получаемого напитка, изменяя величину прорезей в насадке: чем они мельче, тем меньше мякоти будет в соке (рис. 1.3); специальные насадки для более крупных или, наоборот, плодов меньшего диаметра. Точно подобранный диаметр насадки позволяет извлечь максимум сока; наличие рычага, который удерживает плоды во время отжима; систему прямой подачи сока, позволяющую наливать сок прямо в бокал, без использования дополнительной емкости. Это и удобно, и лишней посуды мыть не придется; наличие шкалы для определения уровня жидкости, что очень удобно для приготовления коктейлей; функция «капля стоп»: при прямой подаче сока жидкость может продолжать капать в стакан довольно долго, и эта система позволяет сэкономить время. Рис. 1.3. Насадки для контроля количества мякоти 10 Порядок выполнения работы 1. Получить у преподавателя лабораторный образец соковыжи- малки, а также вспомогательный инструмент. 2. Произвести частичную разборку прибора для уточнения кон- струкции и принципа работы. 3. Схематично изобразить основные узлы конструкции. 4. Собрать образец. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Структурная схема соковыжималки для цитрусовых. 3. Принадлежность по классификационным признакам. 4. Расчет основных функциональных параметров. 5. Выводы о проделанной работе. Контрольные вопросы 1. Классификация соковыжималок для цитрусовых. 2. Расскажите об устройстве электрических соковыжималок для цитрусовых. 3. Какие дополнительные функции предусмотрены в соковы- жималках для цитрусовых? Л и т е р а т у р а 1. Джексон, А. Ремонт и обслуживание всех основных бытовых приборов / А. Джексон; пер. с англ. Ю. Суслова. – М.: АСТ: Астрель, 2007. – 304 с. 2. http://www.morphyrichards 3. http://www.irvespress.ru. 11 Лабораторная работа № 2 ЭЛЕКТРОШИНКОВКИ Цель работы 1. Изучить конструкцию и принцип работы электрошинковок. 2. Рассчитать производительность и мощность электродвигателя представленной электрошинковки. Инструменты и принадлежности 1. Электрошинковка. 2. Комплект инструментов. Теоретические сведения Вкус и качество многих овощных и фруктовых салатов зависят не только от того, какие составляющие включены в их рецептуру, но и от того, как нарезаны продукты: кружочками, соломкой, брусочками, кубиками и т. п. Форма нарезки сказывается на внешнем виде блюда и на том, как быстро в процессе приготовления нашинкованные про- дукты пропитаются соусами и жирами. Поэтому электрошинковка – устройство незаменимое в приготовлении овощных блюд. Неоценимым преимуществом ее использования является быстро- та измельчения продуктов. Даже большое их количество она нареза- ет за короткое время, а это, в свою очередь, позволяет сохранить в приготовленных блюдах соки, витамины и минеральные вещества. Немаловажно и то, что продукты, измельченные с помощью эле- трошинковки, выглядят эстетично и вызывают аппетит. Конструкция электрошинковок всех типов позволяет использовать самые разнообразные насадки, замена которых занимает мини-мум времени. Даже самая неопытная хозяйка имеет возможность быстро и красиво и разнообразно нарезать овощи и фрукты, причем как по от- дельности друг от друга, так и перемешать их прямо в чаше шинковки. Электрошинковка проста и удобна в обращении, компактна, надежна, безопасна в работе, позволяет осуществлять: мелкое, среднее и крупное шинкование овощей и фруктов; истирание картофеля; 12 нарезание картофеля брусками; приготовление масла из созревших сливок или сметаны. Обзор существующих конструкций и моделей отечественных и зарубежных производителей электрошинковок Функция шинковки овощей присутствует в различных приборах: миксерах, универсальных кухонных комбайнах, электромясорубках. Однако наилучшего результата можно добиться только в приборах предназначенных исключительно для шинковки продуктов, т. е. в электрошинковках. Электрошинковка-терка ЭТБ-1 Рабочий орган – диск со сменными режущими (для мелкого и крупного шинкования, резки ломтиками) и терочными пластинами. ЭТБ-1 (рис.2.1)имеет съемные крышки: одна (с большим отверстием) используется при переработке капусты, другая – картофеля, све-клы, моркови, яблок и т. п. Универсальность, простота в обращении, удобство сборки и разборки при смене операций и мытье, быс- тродействие, сохранение свежести, цвета, аромата, и вкусовых ка- честв перерабатываемых овощей и фруктов без изменения содержа- ния в них витаминов – свойства, которые делают электрошинковку доступной и максимально полезной в обиходе и выгодно отличают ее от имеющихся в продаже ручных и механических шинковок-терок. Рис. 2.1. Электрошинковка-терка ЭТБ-1 13 Технические характеристики электрошинковки-терки ЭТБ-1: • режим работы – 15 мин; • производительность за 15 мин, кг, не менее; - моркови – 11 кг; - капусты – 27,5 кг; - картофеля – 12 кг; • габаритные размеры – 215 290 375 мм; • гарантийный срок эксплуатации – 30 мес.; • класс степени защиты от поражения электрическим током – 11. Электрошинковка-терка ЭТБ-2 (ЭТБ-2М) Рис. 2.2. Электрошинковка-терка ЭТБ-2 (ЭТБ-2М) Технические характеристики электрошинковки-терки ЭТБ-2 (ЭТБ-2М): • мощность – 130 Вт; • производительна и проста в обращении; • крупное, мелкое, среднее шинкование овощей и фруктов; • резка крупными и мелкими ломтиками, истирание; • сбивание масла из созревших сливок или сметаны (ЭТБ-2М); • специальный диск для нарезки картофеля «фри»; • комплектуется тремя двухсторонними режущими и терочными дисками; • блокировка включения шинковки при неправильной установке насадок обеспечивает дополнительную защиту пользователя; 14 • производительность: - шинкование, нарезание – 45 кг/час, - истирание – 40 кг/час, - норма загрузки продукта (маслобойка) – 1,5 л; • масса – 6,5 кг. Пример конструкции шинковки электрической Общее устройство электрошинковки (рис. 2.3) несложно: на ме- таллической раме, сваренной из стальных уголков (20 20 мм), кре- пят электродвигатель и подшипниковый узел рабочего диска с тре- мя ножами. Ременной передачей ему сообщается вращение от дви- гателя. В корпусе шинковки, ограждающем рабочий диск, два отвер-стия – входное с загрузочной воронкой и выходное. Для удобства работы раму устанавливают на ножках-опорах, сваренных из стальных уголков, так, чтобы рабочий диск на 30° отклонялся от горизонтали. Это упрощает загрузку и подачу капусты под нож. Рис. 2.3. Устройство электрической шинковки: 1 – загрузочная воронка; 2 – крышка; 3 – стяжной болт; 4 – рабочий диск; 5 – рама; 6 – электродвигатель; 7 – ведущий шкив; 8 – ремень; 9 – кожух рабочего диска; 10 – корпус подшипникового узла; 11 – вал рабочего диска; 12 – подшипник 15 Наиболее важная деталь шинковки – рабочий диск с тремя но- жами. Его вырезают из дюралюминиевого листа толщиной 2 мм. Для повышения жесткости край диска отбортовывается под прямым углом на 10 мм. Наметив места установки ножей, в диске прорезают три серповидных окна, а затем края пропила выдавливают на 6 мм над плоскостью диска (рис. 2.4). На полученные площадки на трех заклепках устанавливают серповидные ножи. Удалить капустную «лапшу» из-под диска помогут три дюралю- миниевых уголка, приклепанных с противоположной от ножей сто- роны диска. Рис. 2.4. Рабочий диск электрошинковки: 1 – нож; 2 – диск; 3 – ступица диска; 4 – уголок; 5 – заклепки уголка; 6 – заклепка ножа Регулировка рабочего органа сводится к установке зазора 3–5 мм между опорной пластиной подающей воронки и ножами, а толщина среза зависит от конструкции рабочего диска – высоты расположе- ния лезвий ножей относительно диска. Электрошинковка справля- ется с кочаном за считанные секунды, поэтому во избежание травм подавать овощи к вращающемуся диску следует пестиком. 16 Расчет производительности электрошинковки Производительность электрошинковки определяется производи- тельностью терочно-режущего узла, который представляет собой на- бор ножей. Следовательно, для расчета производительности рассчи- таем режимы резания, в качестве исходного выберем морковь, т. к. она довольно прочная и полученные результаты могут быть исполь- зованы для других продуктов с запасом по производительности. ρ 2 1 00VFQ (2.1) где F0 – рабочая площадь терочного тдиска; V0 – средняя скорость передвижения продукта в вертикальном направлении; ρ – плотность перерабатываемого материала; φ – коэффициент использования рабочей поверхности терочно- го диска (коэффициент перекрытия загрузочного отверстия и рабочей зубчатой поверхности). Среднюю скорость передвижения продукта рассчитываем по формуле , 60 0 phnz V где h – толщина срезаемых ломтиков, м; n – частота вращения диска, об/мин; zp – число ножей. Площадь терочного диска .π3π 20 2 min 2 max0 RRRF Подставляя значения, получаем скорость передвижения продукта м/мин.9,2 60 174100000001,0 0V 17 Площадь терочного диска .м003,0003,014,330035,00325,014,3 22220F Теперь рассчитаем производительность ;кг/мин55,03,04209,2003,05,0Q .кг/час9,32Q Расчет мощности электродвигателя по производительности и его выбор Нагрузка бытовых электроприборов в реальных условиях эксплуа- тации имеет случайный характер. Для стандартизации методов испы- таний бытовых электроприборов и выбора к ним приводных электро- двигателей на стадии проектирования вводят понятие «нормальная нагрузка», которая характеризуется стандартным режимом работы и загрузкой прибора. Электрошинковки для фруктов и овощей повтор- но-кратковременного действия работают 7–10 циклов. Продолжитель- ность рабочего периода составляет 2 мин, продолжительность паузы – 15 с. Во время каждого рабочего периода элект-рошинковку загружа- ют морковью (или другими фруктами) массой 0,1–0,4 кг. Толкатель, если он имеется, прикладывают с усилием 50 Н. Мощность двигателя определяется по формуле η/)( срSUM QRPN , (2.2) где Psum – суммарная сила сопротивления резанию; Rср – средний радиус расположения ножей; Q – производительность сепаратора; = 0,8 – КПД диска. 2/)( minмахminср RRRR , где Rmax – максимальный радиус расположения ножей; Rmin – минимальный радиус расположения ножей. м017,02)004,003,0(004,0срR . 18 В случае нарезания продукта на ломтики PSUM рассчитывается по формуле fPfPPP 3)αcosα(sin21sum , (2.3) где P1 – усилие резания ножами, расположенными параллельно плоскости диска, H; P2 – усилие на огибание отрезанным кусочком задней стороны лезвия, H; P3 – усилие прижатия продукта к диску, H; f – коэффициент трения между продуктом и лезвием (f = 0,01). HRRqP )(1 minmax , где q – удельное сопротивление резанию на единицу длины рабочей поверхности лезвия, q = 220 H; φн– коэффициент использования длины зуба, ( н= 0,8); Rmax и Rmin – максимальный и минимальный радиусы располо- жения зубьев. ,03,0max мR м004,0minR , HP 576,48,0026,02201 , HRRhGP )(α 6 5 2 minmax , где – угол заточки лезвия, = 30 ; G – модуль сдвига, G = 20 000; h – толщина срезаемых ломтиков, h = 0,001, м; H9,148,0026,0001,00002040 6 5 3P , )θ/()121(3 ftgGPaPP , где G1 – вес продукта с учетом усилия подталкивания; m – масса перерабатываемого продукта, кг. 19 501 mgG , H54508,94,01G . Коэффициент θsinθcosααcosαcosαsin tgftgtgfa , где (90- ) – угол подачи продукта к лезвию, =15 . H8,316)01,015/()549,14497,1576,4(3 tgP H4,1701,08,316)40cos01,040(sin9,14576,4sumP , Вт1858,0/)500017,04,17(N . В соответствии с рассчитанной мощностью и заранее известным числом оборотов выбираем коллекторный двигатель ДК 77-200-11 УХЛ 4 , ТУ 3311-001-47414559-2001, технические значения которо- го приведены в табл. 2.1. Таблица 2.1 Технические значения двигателя ДК 77-200-11 Параметр Значение Рном,, Вт 200 nном, об/мин 10000 Iном, А при Uном, В 110 127~ 220 220 1,92 2,46 0,9 1,42 η, % 52 Cosφ 0,95 Масса, кг 1,6 Крутящий момент , H·м 0,175 Порядок выполнения работы 1. Получить у преподавателя лабораторный образец электрошин- ковки, а также вспомогательный инструмент. 2. Произвести частичную разборку прибора для уточнения кон- струкции и принципа работы. 20 3. Рассчитать производительность электрошинковки. 4. Рассчитать мощность электродвигателя. 5. Схематично изобразить основные узлы конструкции. 6. Собрать образец. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Основные термины и определения. 3. Техническая характеристика электрошинковки. 4. Результаты определения производительности электрошинковки. 5. Результаты определения мощности электродвигателя электрошин- ковки. 6. Вывод. Контрольные вопросы 1. Классификация электроприборов. 2. Основные функции электрошинковки. 3. Общее устройство электрошинковки. Л и т е р а т у р а 1. http://www.fisinter.ru/ 2. Малышев, В. Энциклопедия технологий и методик / В. Малышев.– 1993–2007 . 21 Лабораторная работа № 3 БЛЕНДЕРЫ И МИКСЕРЫ Цель работы 1. Ознакомиться с видами блендеров и миксеров. 2. Изучить различные виды их конструкций. Инструменты и принадлежности 1. Электромиксер. 2. Блендер. 3. Комплект инструментов. Теоретические сведения Миксер – малый бытовой прибор, предназначенный для взбива- ния кремов и яичных белков, взбивания коктейлей, перемешивания жидкого и густого теста, взбивания пюре и т.п. Миксеры работают от электрической сети, некоторые – от обычной батарейки для кар- манного фонаря. Моделей миксеров очень много. Практически каждая фирма производит по несколько моделей миксеров. Чаще всего можно встретить миксеры Bosch, Siemens, Philips, Tefal, Braun. Миксеры бывают стационарные и «ручные» (более распростра- ненные устройства). «Ручной» миксер представляет собой компактный электриче- ский прибор, приспособленный для удержания одной рукой (рис.3.1, 3.2). Корпус обычно выполняется из пластмассы, внутри расположен электродвигатель (УКД – универсальный коллектор- ный двигатель), который приводит в движение два венчика- взбивателя, лопасти которых при вращении движутся по пересека- ющимся траекториям. Миксер, как правило, имеет несколько воз- можных скоростей вращения двигателя либо плавную регулировку. 22 Рис. 3.1. Ручной миксер «BOSCH TurboFixx MFQ 1901» Основные характеристики ручного миксера «BOSCH TurboFixx MFQ 1901»: мощность – 220 Вт; 3 скорости вращения; 2 крюка для теста и 2 венчика из нержавеющей стали. Рис. 3.2. Ручной миксер «Philips Essence HR 1571» Основные характеристики ручного миксера «Philips Essence HR 1571»: мощность – 400 Вт; венчики для взбивания, крюки для пере- мешивания теста насадка для пюре. 23 Особенности работы «ручного» миксера 1. При неправильном выборе посуды возможно разбрызгива- ние теста по пространству кухни. 2. Не всякий миксер способен тщательно замесить крутое те- сто. Нужна высокая мощность, крепкие насадки, остановки для пе- ремешивания ложкой по краям посуды. 3. Измельчить вареный картофель или морковь для пюре мик- сером трудно. Он взбивает пюре уже из измельченных овощей, в том числе картошки. Главное назначение – придание смеси воз- душности, насыщение ее кислородом. 4. Миксером взбиваются коктейли, в состав которых входят сливки, мед, яйца. Стационарный миксер имеет основание с чашей (часто враща- ющейся), над которой устанавливается откидная или съемная кон- струкция, аналогичная ручному миксеру (рис.3.3, 3.4). Дорогие и многофункциональные модели обычно представляют собой ручной миксер, который можно использовать в стационарном варианте, а также оснащаются специальными насадками для замеса теста, при- готовления пюре и т.п. Рис. 3.3. Стационарный миксер «Moulinex MX 271» Основные характеристики стационарного миксера «Moulinex MX 271»: мощность – 400 Вт; количество скоростей – 12; насадки: венчик для взбивания, венчик для жидкого теста, универсальный смешиватель, венчики из нержавеющей стали; крышка для защиты от брызг с носиком для облегчения добавления ингредиентов во время смешивания; объем чаши 4 л. 24 Рис. 3.4. Стационарный миксер «Kenwood MX 300» Основные характеристики стационарного миксера «Kenwood MX 300»: мощность – 400 Вт; количество скоростей – 12; насадки: венчик для взбивания, крюки для теста, в комплекте насадка униве- рсальный смешиватель, материал корпуса – пластик/нержавею-щая сталь, кнопка отсоединения насадок, защитная крышка на чашу, планетарное смешивание, двустороннее вращение, чаша вращаю- щаяся, 4 л, нержавеющая сталь. Особенности работы стационарного миксера 1. Руки остаются свободны. 2. При перемешивании крутого теста прибор будет «плясать» по столу, если у него нет специальных приспособлений против сколь-жения. Но при перемешивании очень крутого теста и они мо- гут не спасти от сильной вибрации. 3. Чаша входит в комплект, поэтому подыскивать специальную посуду не требуется. Жидкости лучше наливать до половины объе- ма, максимум 2/3, иначе стены на кухне, стол и человек будет в брызгах. Разбрызгивание идет интенсивнее на больших скоростях работы прибора. 4. Чаша у миксера круглая, без сливного носика, поэтому пере- ливать коктейли не очень удобно. Она все-таки больше предназна- чена для кремов и теста. Таким образом, функционально «ручные» и стационарные миксеры почти не отличаются друг от друга. Главная идея – освобождение рук. Если необходимо, чтобы руки были свободны для других дел, то ста- 25 ционарный миксер предпочтительнее, если нет, то можно довольство- ваться «ручным». Конструкция ручного миксера приведена на рис. 3.5. Пластиковый корпус объединяет удобную рукоятку и электродвигатель. Рукоятка снабжена используемым и для установки скорости выключателем под большой палец. На валу двигателя стоит червячная передача с двумя противоположно вращающимися шестернями. Они в свою очередь вращают пару венчиков, которые вставляются в них снизу. Для извлечения венчиков используется кнопка, которая может быть объединена с выключателем. Обычно на валу устанавливается еще и вентилятор для предохранения электродвигателя от перегрева. Охла- ждению помогают вентиляционные отверстия в корпусе. Рис. 3.5. Конструкция ручного миксера: 1 – электродвигатель; 2 – выключатель; 3 – червяк; 4 – шестерня; 5 – венчики; 6 – вентилятор охлаждения; 7 – прижимная планка шнура 26 Масса миксера (без чаши и подставки) обычно составляет от 0,8 до 3 кг. Очевидно, что чем легче ручной миксер, тем меньше устает рука при его использовании. Длина сетевого шнура – от 1 до 1,5 м. Желательно, чтобы длина шнура ручного миксера была не менее 1 м, а стационарного – 0,4 м. Слишком короткий шнур будет затруд- нять эксплуатацию прибора и снизит уровень его безопасности. Потребляемая миксером мощность определяет скорость работы устройства и его производительность. Другими словами, чем мощ- нее прибор, тем больше видов работ он способен выполнить. Одна- ко нужно учесть, что более мощные приборы, как правило, стоят до- роже и потребляют больше электроэнергии. Поэтому при выборе миксера необходимо определиться с тем, какие задачи придется решать с его помощью. Если прибор необходим лишь для взбива- ния кремов, приготовления жидкого теста (например, блинного) и смешивания «легких» продуктов, то будет достаточно недорогой модели мощностью 180–250 Вт. Если же планируется использовать миксер для замеса более плотного теста, то понадобится более «сильный» прибор мощностью от 270 Вт. У маломощных моделей венчики сделаны из металла и напоминают проволочный каркас, с «тяжелым» тестом они могут не справиться. Венчики у мощных миксеров имеют более широкие и более прочные лопасти. Особенности миксеров Вращение чаши. Вращение емкости для перемешивания у ста- ционарных миксеров (у большинства моделей чаша может вращать- ся с помощью специального привода) позволяет перемешивать про- дукты равномернее. Защитная крышка на чашу. Крышка для чаши предотвращает разбрызгивание продуктов. Обычно такая крышка имеет дополни- тельное отверстие, которое позволяет добавлять ингредиенты прямо в процессе смешивания. Импульсный режим. Специальный режим работы, при котором двигатель работает с кратковременными паузами, предназначен для обработки особо твердых продуктов, например, льда. Материал корпуса. Чаще встречаются модели из пластика – не- дорогого, легкого и практичного материала. Модели со вставками из 27 нержавеющей стали можно встретить реже. Сталь придает прибору более дорогой и солидный внешний вид. Материал чаши. Чаши производятся из пластика, стекла или из нержавеющей стали. Пластик – это недорогой и легкий материал, но у него есть недостаток – он подвержен деформациям. Чаши из нержавеющей стали встречаются чуть реже, чем из пластика. Сталь дороже, зато прочнее. Емкости из стекла считаются более эколо- гичными. Объем чаши (от 0,5 до 4,83 л). Максимальное количество про- дуктов, которое вмещается в чашу. Чем больше объем, тем большее количество ингредиентов можно обработать за один цикл работы. Конструкция всех чаш устроена таким образом, что даже в большой емкости (до 4 л) можно смешивать продукты малыми порциями. При выборе миксера следует учитывать, что объем чаши, в котором продукты смогут хорошо перемешиваться, не разбрызгиваясь по всей кухне, будет меньше на 0,2–0,5 литра общего объема. Приспособление для намотки шнура. Наличие на корпусе при- бора специального отсека для хранения сетевого шнура. Отсек для шнура пригодится, если вы редко пользуетесь миксером. При сма- тывании шнура в произвольном порядке он может поломаться на местах сгиба. Устройство для намотки шнура позволяет свести к минимуму риск подобной поломки. Приспособление для хранения насадок. Специальный отсек или держатель для хранения насадок, входящих в комплект, может быть рассчитан для всех насадок или только для некоторых из них, кроме того, бывает встроенным или съемным. Прорезиненная ручка. Мягкое резиновое покрытие ручки мик- сера, делает работу с прибором более комфортной, предотвращая скольжение ручки в ладони. Турборежим. Функция позволяет нажатием на кнопку значи- тельно увеличивать скорость вращения насадок. Турборежим вклю- чается в конце приготовления для скорейшего и качественного за- вершения работы. Пользоваться им можно лишь в течение несколь- ких секунд, иначе возникнет риск перегрева электродвигателя. Турборежим позволяет быстро превратить в пюре особо мягкие и нежные продукты, разбить комки в тесте. 28 Насадки, прилагаемые в комплект с миксером Венчик для взбивания. Насадка для взбивания жидких продук- тов. Она позволяет быстро и качественно взбить сливки, яйца, а также кремы и жидкое тесто (если для них нет специальных наса- док). Большинство современных миксеров оснащено как минимум одним таким венчиком. Крюки для замешивания теста. Парная насадка из стали в форме спирали предназначена для приготовления густого и крутого теста. Насадка для приготовления пюре. Насадка из пластика предна- значена для приготовления однородных густых блюд. С помощью такой насадки можно приготовить пюре, муссы, кремы и т.д. Насадка представляет собой круглый плоский диск с направляю- щими. Насадка-блендер. Погружная блендерная насадка предназна- чена для приготовления пюре, детского питания и соусов. Насадка представляет собой стальной или пластиковый стержень (ножку) около 15 см в длину с двухлопастным ножом на конце. Чтобы при- готавливаемые блюда не разбрызгивались, ножи защищены специ- альным колпаком. Универсальный измельчитель. Это устройство предназначено для приготовления паштетного фарша, измельчения орехов, зелени, сыра, ягод и других продуктов в небольших количествах. Обычно измельчитель представляет собой емкость с крышкой, на дне кото- рой фиксируется нож-крыльчатка. Бле ндер – малый бытовой прибор, предназначенный для измель- чения пищи; взбивания коктейлей; приготовления всевозможных пюре, в том числе супов-пюре и соусов; колки льда; взбивания кре- мов и яичного белка; перемешивание жидкого теста. К сожалению, у блендеров есть один недостаток – нельзя смешивать им полужид- кое и плотное тесто. Блендеры производят компании BSH (под торговыми марками «Bosch», «Siemens», «Ufesa»), SEB (под торговыми марками «Tefal», «Moulinex»), Royal Philips Electronics (под маркой «Philips») и многие другие. 29 Некоторые компании производят блендеры высокого (premium) класса, предназначенные для оснащения баров. Такие модели отли- чаются особым дизайном, использованием нержавеющей стали или оксидированного алюминия при производстве, увеличенной мощ- ностью и объемом. Прочность и долговечность блендеров зависит от конструкции прибора. В основном, блендеры делят на два типа: стационарные и по- гружные. Стационарный блендер – кухонное приспособление для из- мельчения и смешивания продуктов, состоящее из вертикального кувшина с двигающимся лопостным ножом и рабочим мотором внизу (рис 3.6, 3.7). Чаще всего он имеет одну функцию и несколько скоростей. Рис. 3.6. Блендер «Binatone MRB 8803» Рис. 3.7. Блендер «Kenwood SB 307» Основные характеристики блендера «Binatone MRB 8803»: по- требляемая мощность – 500 Вт; емкость чаши – 1,5 л; количество скоростей – 2. 30 Основные характеристики блендера «Kenwood SB 307»: потреб- ляемая мощность – 700 Вт; емкость чаши – 2 л; количество скоро- стей – 2. Назначение стационарного блендера (ножи расположены вни- зу большой стеклянной емкости): взбивание коктейлей; приготовление всевозможных пюре, в том числе супов-пюре и соусов; колка льда; взбивание кремов и яичного белка; перемешивание жидкого и полужидкого теста. Особенности работы стационарного блендера 1. В комплект входит только один нож, других насадок нет. Только в некоторых моделях встречается специальный нож для колки льда. 2. Бармены отмечают, что в блендере лучше, чем в миксере, по- лучаются коктейли с мягкими фруктами – киви, банан, клубника. 3. Лучше всего прибор работает с жидкими и полужидкими сме- сями. Использовать блендер для измельчения лука, перца, зелени неудобно – все разлетается по стенкам. А вот измельчить вареную картошку для пюре прибор в состоянии, особенно при добавлении молока и масла. 4. На кувшине обычно есть носик, поэтому жидкости удобно пе- реливать. 5. Учитывайте общий и полезный объем кувшина. Никогда не наливайте кувшин до краев, ведь часть жидкости будет на столе. 6. О возможности колки льда обязательно должно быть сообще- но в инструкции к прибору. Ориентир при покупке – высокая мощ- ность и крепкий нож. Погружные блендеры представляют собой длинную «палочку» с двухлопастными ножами внизу, которые погружают в емкость с продуктами (рис. 3.8, 3.9). 31 Рис. 3.8. Блендер «Bosch MSM 5000» Рис. 3.9. Блендер «Tefal HB 7001» Основные характеристики блендера «Bosch MSM 5000»: потреб- ляемая мощность – 260 Вт; количество скоростей – 1. Основные характеристики блендера Tefal HB 7001: потребляемая мощность – 600 Вт; количество скоростей – 2. Назначение погружного блендера: измельчает небольшие количества продуктов, в том числе лук, чеснок, зелень, орехи; смешивает пюре, соусы. Особенности работы погружного блендера 1. Работает только при нажатии на кнопку. 2. Надо все время держать в руках. 3. Чем дольше работает, тем однороднее и мельче измельчает. 4. Отлично справляется с небольшими порциями, поэтому неза- меним при приготовлении детского питания. 5. Красиво овощи не порежет, может их только «порубить» и превратить в смесь. 6. В комплекте нет чаши, можно использовать любую свою по- суду. В последнее время все большую популярность завоевывают по- гружные блендеры с дополнительными насадками, благодаря кото- рым получается многофункциональный прибор. Названия ему еще 32 не придумали, встречаются разные варианты: блендер-миксер, вер- тикальный миксер, мультинабор и даже мини-комбайн. Итак, мультинабор (рис. 3.10, 3.11) состоит из погружного блендера, венчика для взбивания, насадки-ножа в закрытой емкости, мерного стаканчика. Может комплектоваться еще одной дополнительной емкостью большего размера. Рис. 3.10. Мультинабор «Bosch MSM 6700» Основные технические характеристики мультинабора «Bosch MSM 6700»: потребляемая мощность – 600 Вт; количество скоро- стей – 1. Мультинабор содержит: съемный нож из нержавеющей стали; чашу измельчителя с крышкой; нож для колки льда; венчик для взбивания яичного белка, приготовления крема, соуса; стакан для перерабатываемых продуктов; крышку к стакану (для хранения приготовленных продуктов в холодильнике); кронштейн для настенного монтажа. 33 Рис. 3.11. Мультинабор «Braun MR 6550 F» Основные технические характеристики мультинабора «Braun MR 6550 F»: потребляемая мощность – 600 Вт; количество скоро- стей – 15. Мультинабор содержит: блендерную насадку; мно- гофункциональную насадку с: ножом для рубки, держателем для насадок, насадкой для крупной нарезки, насадкой для тонкой нарез- ки, насадкой для крупной шинковки, насадкой для мелкой шинков- ки. Функциональное назначение мультинабора: сохранены функции погружного блендера, т.е. измельчение и смешивание овощей, орехов, специй, приготовление пюре; насадка-венчик позволяет взбивать кремы, яичные белки, ко- ктейли, полужидкое тесто; при наличии специального ножа и высокой мощности прибор может измельчать лед для коктейлей; при наличии в комплекте большой емкости превращается в стационарный блендер. Особенности работы мультинабора 1. Сохраняется принцип работы погружного блендера, т.е. при- бор нужно держать в руках, и чем дольше он работает, тем мельче получается смесь. 2. Может иметь несколько скоростей вращения насадок. 34 3. Наличие разных емкостей позволяет более правильно с точки зрения гигиены обрабатывать продукты. 4. В небольшой емкости и с крышкой особенно удобно измель- чать продукты типа лука, чеснока, хрена. Это уменьшит распро- странение специфических запахов и предотвратит появление слез. Отличия блендеров от комбайна 1. Мультинабор только измельчает, «рубит» овощи. Он не может их красиво нашинковать, поэтому не пригоден для приготовления салатов, у него они превратятся в «каши». 2. Не готовит соки ни из цитрусовых, ни из твердых овощей и фруктов. 3. Предназначен для работы с небольшими количествами про- дуктов. Комбайны нацелены на большой объем. 4. Не приготовит хорошего фарша, просто может измельчить не- большое количество сырого или вареного мяса. Конструкция стационарного блендера приведена ниже на рис. 3.12. Рис. 3.12. Конструкция стационарного блендера: 1 – контейнер-кувшин; 2 – защелка; 3 – резак; 4 – шпиндель; 5 – приводной вал; 6 – электродвигатель; 7 – механизм блокировки; 8 – выключатель; 9 – шнур Емкость для закладки продуктов представляет собой контейнер в виде кувшина с плотной крышкой. Его объем в среднем блендере 35 составляет примерно 1,5 литра, а на контейнере есть пометки раз- ных объемов. В основании контейнера находится вращающаяся насадка (ножи, венчик и т.п.), которая приводится в действие электродвигателем, расположенным в литом пластиковом или металлическом корпусе блендера. Управление варьируется от простого включения-выклю- чения до установки нескольких скоростей и импульсного режима. Как правило, у блендеров есть механизм предохранительной бло- кировки, который не позволяет включиться электродвигателю, если контейнер не будет правильно стоять на базовом корпусе. Как и контейнер, аксессуары для размалывания орехов и кофейных зерен крепятся на верхней части корпуса с двигателем. Длина сетевого шнура должна быть от 1 до 2,0 м. Недостаточно длинный шнур (менее 1 м) не позволит комфортно работать с блен- дером, особенно с погружным. Максимальная мощность, потребляемая блендером при работе должна быть от 100 до 1500 Вт. Чем мощнее блендер, тем быстрее он превратит продукты в однородную массу и тем более твердые продукты сможет обрабатывать. Если вы планируете не только де- лать коктейли и супы-пюре, но и измельчать орехи, лед и другие твердые продукты, стоит обратить внимание на модели мощностью не менее 400–500 Вт. При одинаковой функциональности и ком- плектации более мощные приборы обычно стоят дороже. Максимальная скорость вращения (от 700 до 24 000 об /мин) обыч- но напрямую зависит от мощности. Чем выше скорость, тем быстрее блендер превратит продукты в однородную массу. Особенности некоторых моделей блендеров Вакуумный насос. Насос представляет собой насадку, помогаю- щую создавать вакуум в специальных контейнерах, либо входящих в комплект, либо приобретенных отдельно. В контейнер можно поло- жить любой продукт, плотно закрыть крышкой и с помощью насоса выкачать из емкости воздух, т. е. создать вакуумное пространство. Продукты, «упакованные» таким образом, могут храниться в не- сколько раз дольше. На крышке некоторых контейнеров есть кален- дарик, на котором можно отметить дату, когда продукт был запеча- тан. Это помогает контролировать степень свежести продукта. 36 Емкость измельчителя (от 0,5 до 2 л). Чем больше емкость, тем большие порции продуктов можно приготовить в измельчителе единовременно. Сейчас производителями предлагается достаточно широкое разнообразие: можно купить блендер с измельчителем в 250 мл, а можно и литровый. Если блендер необходим для того, чтобы крошить орехи, зелень, сыр и другие добавочные ингредиен- ты в основные блюда, тогда лучше отдать предпочтение небольшой емкости. Для жидких смесей, лучше подобрать емкость побольше. Емкость кувшина (от 0,5 до 2,5 л). Стандартный объем для блендеров-кувшинов – 1,5-1,7 л. Для частого приготовления малых порций лучше отдать предпочтение погружному блендеру. Импульсный режим. Во время импульсного режима насадки вращаются с короткими прерываниями. Импульсный режим работы предназначен для более тщательного измельчения или для обработки особо твердых продуктов, например, льда. Для краткосрочного включения необходимо удерживать кнопку, причем скорость враще- ния зависит от степени нажатия на кнопку. Колка льда. Обычно такую функцию имеют блендеры мощно- стью более 400 Вт, и в большинстве случаев – при наличии стек- лянного кувшина (у стационарных блендеров). Возможность колки льда пригодится при приготовлении алкогольных и безалкогольных коктейлей. Крепление на стену. В комплект некоторых моделей входит специальная подставка с отверстиями для корпуса прибора и наса- док. Подставка крепится на стену с помощью шурупов. Возмож- ность крепления блендера будет особенно актуальна, если вы поль- зуетесь прибором постоянно – в этом случае он всегда будет под рукой и не займет место на столе. Материал кувшина. Материалом, из которого изготовлен кув- шин стационарного блендера, может быть стекло, пластик или ме- талл (нержавеющая сталь, реже алюминий). Чаще всего кувшины делают из пластика – прочного, легкого и недорогого материала. Правда, со временем на пластике появляются царапины, которые могут испортить внешний вид кувшина. Кувшины из стекла более функциональны – в них можно колоть лед, но они и значительно тяжелее. Если необходим блендер со стеклянной емкостью, нужно обращать внимание на ручку: она не должна быть слишком тонкой. Модели с кувшином из металла встречаются в продаже достаточно 37 редко, в большинстве вариантов это профессиональные устройства. Блеск стали всегда придает стиль и выразительность любой техни- ке. Но в данном случае использование металлического кувшина несет в себе существенное неудобство – его стенки непрозрачны, поэтому сложнее контролировать процесс смешивания. Материал погружной части. Основная насадка представляет собой стержень из пластика или нержавеющей стали. На конце стержня расположен небольшой двухлопастный нож, скрытый под защитным колпаком, который не только делает эксплуатацию более безопасной, но и исключает разбрызгивание. Для измельчения или смешивания продуктов ножка блендера погружается прямо в смесь. Ножка из пластика легче, дешевле, но не слишком прочная. Нержа- веющая сталь дороже, зато прочнее. Режим вспенивания. Вспенивание производится во время про- цесса подачи напитка в бокал, т. е. данная функция осуществима то- лько при наличии в блендере сливного краника. При активации функции происходит подача напитка под небольшим давлением. Сливной краник. Сливной краник обычно расположен у основа- ния кувшина. С помощью него можно осуществлять прямую подачу приготовленного коктейля прямо в подставленный бокал, не снимая сам кувшин с блока управления. Турборежим. Турборежим представляет собой кратковременное ускорение обычного режима работы блендера. Включается в конце приготовления для скорейшего и качественного завершения работы. Турборежим позволяет быстро превратить в пюре особо мягкие и нежные продукты. Управление. Тип управления стационарным блендером может быть механическим или электронным (у погружных блендеров управ- ление всегда механическое). Механическое управление подразумевает наличие одного пово- ротного переключателя, отвечающего за включение/выключение прибора и переключение скоростей. Электронное управление более сложное. Панель управления мо- жет состоять из разного количества кнопок, каждая из которых от- вечает за выполнение определенной команды. Кнопки могут под- свечиваться или различаться по цвету для удобства пользователя. Само по себе устройство и управление блендера предельно простое, поэтому производители редко оснащают их электронной панелью. 38 Функция самоочистки. Обычно у стационарных блендеров кув- шины довольно объемные, поэтому мыть их в раковине не очень удобно, особенно если они сделаны из стекла. Поэтому в некоторых моделях продумана функция самоочистки. Для очистки кувшина нуж- но после окончания работы налить в него немного теплой воды, мою- щего средства и нажать соответствующую кнопку. Через пару минут емкость останется протереть мягкой тканью. Порядок выполнения работы 1. Получить у преподавателя лабораторный образец миксера и блендера, а также вспомогательный инструмент. 2. Произвести частичную разборку приборов для уточнения кон- струкции и принципа работы. 3. Собрать образец. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Структурная схема миксера и блендера. 3. Схематичное изображение основных узлов конструкций. 4. Принадлежность по классификационным признакам. 5. Выводы о проделанной работе. Контрольные вопросы 1. Для чего предназначен миксер? 2. На какие виды подразделяются миксеры? В чем заключается особенность каждого вида? 3. В чем заключается главная задача стационарного миксера? 4. Из каких основных узлов состоит миксер? 5. Какие режимы обработки продуктов возможны при использо- вании миксера? 6. Для чего предназначен блендер? 7. На какие виды подразделяются блендеры? В чем заключается особенность каждого вида? 8. Из каких основных узлов состоит блендер? 9. Какие существуют отличия блендера от комбайна и миксера? Л и т е р а т у р а 1. www.fisinter.ru 2. Малышев, В. Энциклопедия Технологий и Методик / В. Малышев. 1993–2007 39 Лабораторная работа № 4 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КАПЕЛЬНЫХ КОФЕВАРОК Цель работы Изучить устройство и принцип действия капельных кофеварок. Инструменты и принадлежности 1. Кофеварка капельная. 2. Набор отверток. 3. Плоскогубцы. Теоретические сведения Ежедневно более миллиарда человек на нашей планете начинают утро с чашки свежесваренного кофе. Причины такой популярности – приятный вкус и аромат этого напитка, а также заряд бодрости, кото- рый обеспечивается содержащимися в нем веществами. В качестве исходного материала используются натуральный кофе (в зернах или молотый), растворимый кофе, молотые кофейные смеси с цикори- ем, ячменем, ванилью и другими добавками. Изобретено множество вариантов приготовления натурального кофе (например, американо, латте, капучино, по-варшавски, по-венски, по-итальянски и даже по- японски). Наконец, существует множество приспособлений для про- ведения этой процедуры – от простых кофейников до сложнейших по конструкции аппаратов, уважительно называемых кофе-машинами, которые способны не только перемолоть и заварить кофе, но и доба- вить в него необходимое количество вспененного молока. Основная задача всех этих приспособлений – извлечь из продукта максималь- ное количество содержащихся в нем полезных веществ. Классификация кофеварок 1. Французский пресс (френч-пресс, кофеварка поршневого типа). 2. Фильтрационные (фильтр-кофеварка, капельного типа). 3. Гейзерные (перколяционного типа). 40 4. Эспрессо-кофеварки (рожкового типа). 5. Капсульные. 6. Комбинированные (кофемашины). 1. Французский пресс (френч-пресс, кофеварка поршневого типа) Рис. 4.1. Кофеварка поршневого типа Кофеварка поршневого типа (рис. 4.1) или «французский пресс» представляет собой кувшин. Его стенки выполнены из жаропрочно- го, теплосберегающего стекла, в нижней части установлен поршень, соединенный с сетчатым металлическим фильтром, плотно приле- гающим к стеклянным стенкам кофейника. Верхняя часть поршня соединяется с крышкой. Приготовление кофе с помощью такого прибора: кофеварка наполняется небольшим количеством молотого кофе, заливается горячей водой, настаивается 4–5 мин. После этого поршень плавно опускают вниз, таким образом фильтруя кофе (ко- фейная гуща остается собранной на дне). Преимущества: автономность прибора (не нуждается в электро- энергии). Отсутствие риска, что можно забыть выключить прибор из электросети. Замена фильтра и прочие расходы на эксплуатацию не требуются. Кофеварка компактна. Недостатки: кофе готовится не автоматически, а вручную. Опа- сность получения ожога при неосторожном заливе горячей воды в кувшин. 41 Френч пресс не способен приготовить капучино. Во французском прессе необходимо варить кофе непосредственно перед употребле- нием. Такие модели не снабжаются ни таймером программирования, ни автоподогревом, ни термосом в отличие от фильтрационных ко- феварок. Нет возможности выбрать крепость кофе. Фильтрационные кофеварки (фильтр-кофеварка, капельного типа) Рис. 4.2. Капельная (фильтрационная) кофеварка Бытовые кофеварки «капельного» типа (рис. 4.2) состоят из ем- кости для воды, мгновенного водоподогревателя с устройством по- дачи воды, держателем для бумажного фильтра конической формы и кофейника с пластиной подогрева или термоса для напитка. В ко- феварку насыпают желаемое количество молотого кофе и наливают холодную воду. Мгновенный водоподогреватель включается нажа- тием кнопки пуска, процесс заваривания начинается. Принцип при- готовления заключается в том, что нагретая до 87–95 С вода по капле стекает в фильтр с молотыми кофейными зернами, вбирая в себя все ароматические и питательные вещества, а затем поступает в емкость. Чем медленнее вода проходит через кофейный порошок, тем крепче окажется напиток. С другой стороны, медленное стека- ние вызывает быстрое охлаждение воды и замедляет процесс зава- 42 ривания кофе. По окончании заваривания кофеварка автоматически выключается. В зависимости от типа используемой кофеварки можно заварить от 4 до 12 чашек кофе методом фильтрации. В рай- онах с очень жесткой водой кофеварку необходимо очищать от от- ложений извести в соответствии с рекомендациями изготовителя. Преимущества: простота применения, доступность. Недостатки: напитки можно готовить только из молотого кофе, невозможность приготовления напитка со взбитым молоком или сливками. 3. Гейзерные кофеварки (перколяционного типа) Рис. 4.3. Гейзерная кофеварка Выделяют два типа гейзерных кофеварок (рис. 4.3): без встроен- ного нагрева (ставится на плиту, на газ) и электрическая. Принцип действия: через молотый кофе (грубого помола), засыпанный в ме- таллический сосуд, неоднократно проходит пар от кипящей воды из нижнего отсека. Затем он попадает в третий (самый верхний) отсек. Пар конденсируется, возвращаясь обратно в исходный отсек. Время приготовления кофе – около 5 мин. При выборе гейзерной кофевар- ки очень важно, чтобы ее объем соответствовал ровно тому количе- ству кофе, которое необходимо для одного заваривания, поскольку кофе получается вкуснее при полной загрузке кофеварки. Важно, 43 чтобы между кофейными зернами не оставалось пустого простран- ства. Преимущества: вкус кофе, приготовленного в гейзерной кофе- варке, значительно лучше по сравнению с капельной. Недостатки: кофеварка рассчитана на полную загрузку, нет возможности ограничиться меньшим объемом кофейного порошка. 4. Эспрессо-кофеварки (рожкового типа) Рис. 4.4. Эспрессо-кофеварка Эспрессо-кофеварки (рис. 4.4) предназначены для приготовления капучино (кофе-эспрессо с молочной пенкой) и других напитков: ристретто, лунго, мокка. Он готовится за счет давления пара. Для кофеварок этого типа используется кофе специального помола «Эс- прессо» (крупный помол, предварительное обжаривание зерен по специальной технологии). Вместо традиционных фильтрационных сеточек для кофейного порошка здесь применяются пластмассовые или металлические рожки (алюминиевые или медные). Перед за- варкой кофейный порошок нужно засыпать в рожок и утрамбовать. Выделяют два типа эспрессо-кофеварок: 1. Модели более низкого класса – Steam-Espresso, паровые кофе- машины. Они рассчитаны на приготовление небольшого количества кофе (2–4 чашки). Steam-Espresso доводит всю имеющуюся воду до кипения в герметичном сосуде (примерно за 2 мин), затем вода пе- 44 реходит в пар. Как только давление пара достигает нужного преде- ла, открывается клапан, и вода проходит через резервуар с кофе. Из- за низкого давления (около 4 бар) процесс заваривания происходит не очень быстро. При этом вода может нагреться до 100 С, хотя оп- тимальной считается температура 87–95 С. 2. Более совершенные модели – Pump-Espresso, помповые кофе- варки. В бойлер, находящийся под давлением около 15 бар, подается холодная вода, которая быстро нагревается до 85–90 С и проходит через кофе. Таким образом, температура воды не превышает опти- мального уровня. Расход кофе в таких моделях меньше, скорость приготовления выше. А поскольку вода проникает в кофе под боль- шим давлением, она вбирает в себя больше питательных веществ. Преимущества: доступная цена (хотя рожковые кофеварки до- роже капельных) и удобство пользования, возможность приготов- ления кофе не только из молотого кофе, но и из порционного кофе капсулах. Недостатки: если рожок утрамбовать неплотно, вкус и качество напитка пропадут; вероятность получения ожогов при неправиль- ном обращении. Капсульные кофеварки Рис. 4.5. Капсульная кофеварка 45 Кофеварка капсульного типа (рис. 4.5) работает на основе того же принципа, что и «pump espresso» с той лишь только, что в каче- стве порошка используется не молотый кофе, а кофе в капсулах. Капсулы с кофе представляют собой индивидуальный, герметично запакованный, контейнер, вмещающий 7 г. профессионально приго- товленной, обжаренной и утрамбованной кофейной смеси, гаранти- рующий сохранение свежести и аромата свежемолотого кофе на протяжении нескольких месяцев. При включении кнопки «пуск», кофеварка прокалывает капсулу в трех местах, и все ее содержимое перемешивается мощной воздушной струей. Затем в отсек с порош- ком поступает вода под большим давлением. Использованная кап- сула выбрасывается из кофеварки автоматически. Отработанная кофейная гуща оказывается в специальной емкости. Чем больше ее размеры, тем реже придется ее опорожнять и очищать. Преимущества: простота управления Недостатки: высокая стоимость кофейных капсул, невозможно- сть использования обычного молотого кофе, за один раз можно приго- товить всего одну чашку кофе. 6. Комбинированные кофеварки (кофемашины) Рис. 4.6. Кофемашина 46 Комбинированные кофемашины (рис. 4.6) являются одним из наиболее универсальных типов кофеварок, поскольку они позволя- ют сварить «американский» кофе капельным способом, а после это- го чашечку эспрессо, капучино и других кофейных напитков. От- дельное приспособление взобьет сливки для капучино. Габариты та- ких аппаратов превышают размеры остальных кофеварок, к тому же они более дорогие. Как правило, комбинированные кофеварки оснащены кофемолкой, фильтром для воды. Кроме того, комбинированная кофемашина предназначена не только для приготовления кофе, она также позволяет вскипятить небольшое количество воды, например, для лапши быстрого приго- товления. Преимущества: комбинированная кофемашина позволяет ис- пользовать как натуральный кофе в зернах, так и молотые зерна, и прессованный порошок. Недостатки: качество кофе, приготовленного из молотых зерен, зависит от качества утрамбовки порошка в рожке. Капельные (фильтрационные) кофеварки История развития капельных кофеварок В 1800 г. парижский архиепископ Жан-Батист де Беллуа изобрел капельную кофеварку, являющуюся первой широко распространен- ной кофеваркой фильтрационного типа. В основу конструкции по- ложен метод перколяции, или процеживания: горячая вода одно- кратно, капля за каплей, проходит через размолотый кофе, стекая в другую емкость. Кофеварка Беллуа состоит из трех частей: цилиндрического со- суда для горячей воды, фильтра и емкости для готового напитка (непосредственно кофейника). Цилиндрический сосуд помещают на кофейник, между ними устанавливают фильтр. Кофейник предва- рительно нагревают, на фильтр насыпают мелко размолотый кофе. В цилиндрический сосуд заливают свежий кипяток. Когда вся вода по капле пройдет сквозь фильтр в кофейник, верхний цилин- дрический сосуд снимают, кофейник закрывают крышкой. В 1819 г. Мориз изобрел новый вариант капельной кофеварки Беллуа, которая представляла собой переворачивающуюся двойную 47 кофеварку. Кофеварка состоит из двух сосудов – один с носиком, а другой – со спускным краном. Между ними помещается фильтр, который заполняется тонко размолотым кофе. Нижний сосуд наполняется водой, а другой, вспомогательный сосуд, снабженный носиком, закрепляется сверху вверх дном. Затем собранная и за- правленная таким образом кофеварка ставится на огонь. Когда вода закипает, горячий пар выходит из клапана. Это сигнал для снятия кофеварки с огня, при этом ее переворачивают. Горячая вода про- ходит сквозь кофе, помещенный в фильтре, напиток собирается во вспомогательном сосуде с носиком, который теперь находится вни- зу. Сам процесс заваривания кофе точно такой же, как в капельной кофеварке Беллуа. Преимущества этой кофеварки заключаются в том, что кипячение воды осуществляется в ней. Устройство и принцип работы капельной кофеварки Рис. 4.7. Кофеварка капельного типа: 1 – резервуар; 2 – гибкая трубка; 3 – хомут гибкой трубки; 4 – трубка кипятильника; 5 – нагревательный элемент; 6 – пластина подогрева основания; 7 – отверстие для горя- чей воды; 8 – держатель фильтра; 9 – клапан; 10 – тепловой предохранитель; 11 – термостат; 12 – выключатель; 13 – контактная колодка; 14 – прижимная планка шнура; 15 – обратный клапан; 16 – провод с наконечником 48 Принцип действия капельной кофеварки (рис. 4.7) основан на том, что она должна пропускать горячую воду через молотый кофе, а затем собирать заваренную жидкость в кувшин и держать подо- гретой до разлива. Этот процесс начинается с наливания требуемого количества воды в соответствующий резервуар 1 прибора. Из основания резервуара 1 гибкая силиконовая трубка 2 идет к основанию прибора, где она со- единена с металлической трубкой кипятильника 4 с помощью хомута 3. Вода, проходящая по трубке кипятильника 4, быстро нагревается электронагревательным элементом 5, соединенным с трубкой 4 и пла- стиной подогрева 6 основания сверху. Эта нагретая вода поступает в верхнюю часть прибора и оттуда капает в фильтр с молотым кофе. Просочившись через молотые зерна, вода, теперь уже в виде кофе, попадает в кувшин, который стоит на основании, на пластине подо- грева 6. Простейший запорный клапан 9 на дне держателя фильтра 8 не позволяет кофе вытекать, если под его отверстием не стоит кув- шин. Этот процесс продолжается пока вся вода не пройдет через трубку кипятильника 4 и резервуар 1 не опустеет. Термостат 11 под- держивает температуру, необходимую для того, чтобы кофе в кув- шине оставалось теплым. Если по какой-то причине прибор перегре- вается, то плавкий предохранитель 10 отключает питание нагрева- тельного элемента. Параметры капельных кофеварок 1. Мощность кофеварки. Чем мощнее капельная кофеварка, тем интенсивнее в ней осуществляется подогрев воды и, соответствен- но, приготовление кофе. Однако при увеличении скорости процесса снижается крепость получаемого напитка – вода проходит сквозь порошок достаточно быстро. Поэтому в больших и мощных кофе- варках капельного типа для приготовления крепкого кофе исполь- зуют большее количество исходного продукта. Для уменьшения расхода кофе и повышения экономичности в некоторых моделях применяется контроль крепости – в зависимости от заданного коли- чества чашек уменьшается или увеличивается интенсивность нагре- ва и подачи воды. 2. Объем резервуара для воды. От величины резервуара зави- сит, какое количество напитка получится за один цикл работы при- 49 бора. У наименее вместительных кофеварок этот объем составляет 0,2 л. Такие модели рассчитаны на приготовление двух чашек кофе. Большее распространение получили кофеварки с кофейником объ- емом 0,8–1,2 л, способные приготовить за один раз 10–15 чашек. 3. Колба кофейника. Обычно изготавливается из стекла или пла- стика специального состава. Последние модели кофеварок снаб-жены кофейником, который можно использовать для микроволновой печи. Ручку колбы изготавливают из теплоизолирующего материала. Неко- торые производители разрабатывают специальную конструкцию но- сика и крышки кофейника (системы защиты аромата, поддержания температуры). Последние разработки конструкции ко-фейника снаб- жены «защитой от переливания». Суть технологии: кофеварка авто- матически прекратит работу, если попытаться сварить кофе больше, чем может вместить колба. Т. е. аппарат автоматически отключается при заполнении кофейника до верхнего предела . 4. Тип фильтра. Существует три типа фильтров для капельных кофеварок: – одноразовый бумажный. Наиболее «чистый» (использованный кофе выкидывается вместе с фильтром). Основной недостаток – нужно постоянно покупать новые фильтры, что значительно увели- чивает расходы на содержание кофеварки; – нейлоновый – наиболее распространенный вариант фильтра. Обычно входит в комплект с кофеваркой. Один фильтр рассчитан на 60 завариваний; – «золотой». Такой же, как и нейлоновый, только покрыт слоем нитрида титана, что увеличивает срок службы фильтра и, соответ- ственно, стоимость кофеварки. 5. Плавающая корзина фильтродержателя. Конструкция отъ- езжает в сторону, что облегчает процесс засыпания кофе в корзину. 6. Противокапельный механизм. Такая конструкция позволяет налить чашку кофе, пока еще не готов остальной кофе. При выни- мании колбы из кофеварки специальный затвор прекращает выте- кание готового кофе. Если поставить колбу на место, то она сама нажимает на «рычаг», и кофе снова льется в кофейник. Не следует долго держать колбу вне работающей кофеварки. Затвор не выдер- жит дольше пяти минут – готовый кофе может прорвать фильтр и вылиться наружу. Противокапельный механизм обязательно дол- жен присутствовать во всех моделях кофеварок. 50 7. Плита автоподогрева с автоматическим выключением. Позволяет держать кофе горячим в течение нескольких часов, а по- том сама отключается. 8. Контроль крепости кофе. Позволяет контролировать вкус напитка и устанавливать желаемую крепость. Большинство таких кофеварок работает в двух режимах: «крепкий» и «мягкий» кофе. Достигается такая возможность либо с изменением мощности при- бора, либо с изменением пути воды через фильтр с кофе. В случае изменения мощности используется комбинация двух нагреватель- ных элементов. В другом случае, крепкий кофе получается, когда вода протекает через центр фильтра, «мягкий» – если большая ее часть стекает по стенкам. 9. Фильтр для воды и индикатор степени его загрязнения. Показывает, когда необходимо заменить фильтр. Фильтр предот- вращает образование налета на нагревательных элементах. 10. Функция автоматической дозировки. Позволяет запро- граммировать и обеспечить оптимальное соотношение воды и кофе в напитке. 11. Шкала соответствия. Позволяет определить, сколько ложек молотого кофе нужно насыпать для приготовления указанного объ- ема напитка. 12. Таймер программирования. Позволяет, установив таймер на определенное время, предварительно засыпав порошок в фильтр и за- лив воду, получить свежесваренный напиток к определенному времени. 13. 2-ступенчатый переключатель количества чашек. В зави- симости от того, сколько необходимо кофе, можно приготовить от четырех до восьми чашек, получая оптимальную крепость кофе независимо от количества чашек. Это осуществляется с помощью двухступенчатого переключателя: при переводе его в положение, соответствующее числу готовящихся чашек, изменяется скорость, с которой вода проходит через фильтр с кофе, а значит, и степень крепости, поскольку количество вкусовых и ароматических ве- ществ, которые кофе передает воде, зависит от длительности их контакта. 14. Индикатор температуры приготовленного кофе на кув- шине. Позволяет определить, насколько кофе горячий. Красный цвет индикатора указывает на температуру кофе выше 65 °С – кофе надлежащей температуры, пригодной для потребления. Черный 51 цвет индикатора указывает на температуру кофе ниже 65 °С – кофе считается холодным для потребления. Технические характеристики капельных кофеварок 1. Мощность: 1000 Вт. 2. Объем кофейника: 1 л. 3. Количество больших/малых чашек кофе: 5. 4. Стеклянный кофейник с крышкой и шкалой. 5. Держатель фильтра с каплезащитным затвором. 6. Размер фильтра: 1 4. 7. Горячая пластина для поддержания температуры кофе. 8. Отсек для кабеля. 9. Клавиша включения со световым индикатором. Порядок выполнения работы 1. С помощью отвертки снять верхнюю крышку кофеварки. 2. Вынуть резервуар для воды. 3. Открутить держатель фильтра. 4. Открыть нижнее основание кофеварки. 5. Вынуть пластину подогрева основания. 6. Выделить элементы кофеварки: нагревательный элемент, трубку кипятильника, термостат, предохранительный клапан, контактную колодку – и определить их назначение. 7. Собрать кофеварку. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Структурная схема капельной кофеварки. 3. Схематичное изображение основных узлов конструкций. 4. Принадлежность по классификационным признакам. 5. Выводы о проделанной работе. 52 Контрольные вопросы 1. Классификация кофеварок. 2. Преимущества и недостатки каждого типа кофеварок. 3. Устройство и принцип действия капельных кофеварок. 4. Основные параметры капельных кофеварок. Л и т е р а т у р а 1. http://kitchenz.ru/modules/sections/index.php?op=viewarticle&artid=206 2. http://www.ivd.ru/document.xgi?id=7024&gid=392&oid=388 3. Коляда, В.В. Капельные кофеварки. Устройство и ремонт / В.В. Коляда // Ремонт & Сервис. – 2000. – № 4, С. 35 –39. 53 Лабораторная работа № 5 ЭЛЕКТРОЧАЙНИКИ Цель работы 1. Изучить конструкцию и принцип работы электрочайников. Инструмент и принадлежности к работе 1. Электрочайник. 2. Комплект инструментов. Теоретические сведения Главная деталь электрочайника – нагревательный элемент с раз- личными регулирующими и контактными частями. Сплавы, из ко- торых изготовляют нагревательные элементы, обладают высоким удельным сопротивлением. В зависимости от назначения они бы- вают открытыми и закрытыми, а последние, в свою очередь, – не- герметичными и герметичными. Закрытые негерметичные нагревательные элементы представля- ют собой спираль или ленту в оболочке из электроизоляционного материала. Она предохраняет нагреватель от механических повре- ждений, не препятствуя доступу воздуха. Защитной оболочкой раньше, например, служили чешуйчатые керамические бусы, кото- рые надевали на витки спирали из нихромовой или фехралевой проволоки. У этих простых по устройству элементов был суще- ственный изъян – при их повреждении могло произойти замыкание спирали на корпус (рис. 5.1 и 5.2) Рис. 5.1. Нагревательный пластинчатый элемент: 1 – проволока из нихрома или фехраля; 2 – пластина из миканита; 3 – контактные выводы элемента 1 2 3 54 Рис. 5.2. Нагревательный элемент закрытого типа в защитной оболочке из керамических бус Герметичные нагревательные элементы представляли собой спи- раль из проволоки, которую помещали в металлический кожух. Ко- жух заполнялся порошкообразной электроизоляционной массой. Такие элементы были надежны в эксплуатации, но нагревались сравнительно долго. Более совершенны герметичные элементы закрытого типа с трубчатыми электронагревателями – ТЭНами (рис. 5.3), которые, излучая тепло, нагревают воду в чайнике. ТЭН – это металлическая трубка, внутри которой расположена нагревательная спираль, за- прессованная в специальный наполнитель – минерал периклаз (ок- сид магния MgO с температурой плавления 2800–2940 С), играю- щий роль надежного изолятора. Прежде ТЭНы представляли собой спирали в медных трубках, покрытых никелем. Со временем вместо меди стали использовать долговечную нержавеющую сталь, кото- рая легко очищается от накипи и не боится коррозии. Рис. 5.3. Трубчатый нагревательный элемент из нержавеющей стали Для отечественных нагревательных приборов приняты следую- щие обозначения: ЭЧ (ЭС) – электрочайник (электросамовар) без термовыключателя; 55 ЭЧТ (ЭСТ) – электрочайник (электросамовар) с термовыключа- телем; ЭЧЗ (ЭСЗ) – электрочайник (электросамовар) с устройством от- ключения при закипании воды; ЭЧТЗ (ЭСТЗ) – электрочайник (электросамовар) с термовыклю- чателем и устройством отключения при закипании воды. Обязательно также указываются вместимость, потребляемая мощность и напряжение сети. Электрическая схема электрочайника приведена на рис. 5.4. Рис. 5.4. Электрическая схема чайника: ТВ – термовыключатель; R – сопротивление; Л – сигнальная лампа; ЭН – электронагреватель; ТК – термоконтакт Вода нагревается в чайнике (рис. 5.5) от электронагревателя 8, включенного в сеть. Для защиты от влаги он размещен внутри ме- таллической трубки, служащей экраном. Пластмассовый корпус чайника при неисправности защищает (изолирует) от опасного напряжения. Корпус электрочайника размещается на подставке 11, он легко устанавливается на ней и так же легко с нее снимается. Подставка имеет контактный разъем 12, одна его половина соеди- няется со шнуром питания электросети, а другая находится в дне корпуса, где через выключатели напрямую связывается с нагрева- тельным элементом. Когда чайник поднимают, разъем автоматиче- ски разрывается и контакты подставки закрываются защитными шторками, что предотвращает случайное прикосновение к находя- щимся под током проводникам и попадание на них влаги. 56 Рис. 5.5. Типовая конструкция электрочайника: 1 – крышка; 2 – фильтр; 3 – накладка; 4 – кнопка включения с сигнальной лампочкой и терморегулятором, выключающим прибор при закипании воды; 5 – сигнальная лампочка; 6 – правый указатель уровня воды; 7 – левый указатель уровня воды; 8 – нагревательный элемент; 9 – кольцо; 10 – гнездо для подсоединения шнура с термо-контактом, выключающим чайник при его нагреве без воды; 11 – подставка; 12 – контактный блок; 13 – пружина; 14 – биметаллическая пластина; a – ОТКЛ; b – ВКЛ; c – ПРИ КИПЕНИИ (100°) 57 Электрочайники делают из пластика, металла, стекла или ком- бинируют эти материалы. Самые многочисленные – пластиковые чайники, они разнооб- разны по дизайну и цветовому решению. Чайники из пластмассы белого цвета считаются самыми безопасными. Среди достоинств можно отметить демократичную цену и то, что корпус не так силь- но нагревается во время кипячения, как в металлических или стек- лянных приборах. Чайники со стеклянной колбой считаются самыми экологиче- ски безопасными. Такие приборы привлекательны, но за ними труднее ухаживать и они боятся ударов. Чайники из нержавеющей стали – прочные, долговечные, кра- сивые. Вода в них кипятится быстрее, чем в пластиковых. Главный недостаток металлических чайников в том, что их корпус серьезно нагревается. Чтобы предупредить ожоги, ручки и держатели кры- шек таких чайников, как правило, изготавливают из пластмассы. Есть чайники и с полуавтоматическим размыканием разъема, от- деление одной части разъема от другой происходит у них при нажа- тии рычага, расположенного на ручке чайника. Разделение чайника на две части (корпус и подставку) позволяет наполнять его водой и переносить по помещению так же свободно, как и чайники, нагре- вающиеся на огне. В корпусе чайника предусматриваются два выключателя. Один – полуавтоматический 4 – для ручного включения нагревательного элемента и автоматического выключения его при кипении воды. Другой – для автоматического выключения нагревательного эле- мента при перегреве 10, когда в чайнике мало или совсем нет воды. В обоих выключателях в качестве датчиков используются биметал- лические однослойные или многослойные пластины 14. В полуав- томатическом выключателе биметаллическая пластина и собствен- но выключатель, срабатывающий от давления на него сжимающей- ся пружины, объединены и называются контроллером. Автоматическое выключение чайника с нагревшейся водой име- ет несколько преимуществ: предельная экономия электроэнергии и главное – не перекипающая вода. Кипятить воду, по мнению специ- алистов, желательно один раз, особенно водопроводную. При кипя- чении выходит обессоленный пар и в остающейся воде увеличива- ется концентрация солей. 58 Для удобства слежения за уровнем воды в чайнике предусмотре- ны смотровые окна 6 и 7. На корпусе чайника обычно нанесены указатели максимально и минимально возможного уровня заполне- ния емкости. Многие последние модели имеют крышку с блокирующим зам- ком, защищающую нас от неожиданного открытия чайника. Ручка прибора при кипячении воды не нагревается. Из-за большого количества накипи чайник может отключаться до того, как в нем закипит вода. Поэтому накипь нужно регулярно удалять специальными препаратами. Многие чайники снабжены съемными сетчатыми фильтрами 2, чтобы избежать попадания в чашки частичек накипи. Особенно эф- фективны трехступенчатые фильтры, которые снижают попадание накипи в чай на 99 %. Схема установки и очистки фильтра приведе- ны на рис. 5.6. а б Рис. 5.6. Установка (а) и очистка (б) фильтра На первой ступени частицы накипи, образующиеся вблизи нагревательного элемента, подхватываются потоками циркулиру- ющей при нагревании воды и попадают в трехступенчатый фильтр. На второй – при наливании вскипяченной воды из чайника в чашку, все оставшиеся частицы накипи захватываются нейлоновой сеточкой, расположенной около носика чайника (как и в обычных фильтрах). На третьей ступени, когда чайник возвращается на подставку и снова оказывается в вертикальном положении, оставшиеся на нейлоновой сеточке частицы накипи попадают в зону действия фильтра и задерживаются на сеточке из нержавеющей стали. Основная часть терморегулятора – биметаллическая система в виде пластинки 14, которая состоит из двух или нескольких соеди- 59 ненных между собой слоев металлов или сплавов с различными ко- эффициентами линейного расширения. Один конец биметалличе- ской пластинки соединен с датчиками, выведенными на нагрева- тель. Когда вода закипает, пластинка нагревается и изгибается, под- нимая при этом контактную пружинящую пластинку. Контакт размыкается, и электронагреватель отключается. Когда вода осты- вает, биметаллическая пластинка также охлаждается. Она разгиба- ется и освобождает верхнюю пружинящую пластинку. В чайнике также действует термо-ограничитель с легкоплавкой вставкой, предохраняющий прибор при случайном включении без воды. Порядок выполнения работы 1. Отверните контактные штифты, снимите шайбы и фарфоро- вую колодку. 2. Торцовым ключом отверните гайку, снимите штепсельную ко- робку вместе с фибровой прокладкой. 3. Через горловину чайника извлеките электронагреватель с ре- зиновыми прокладками. 4. Изучите ТЭН. 5. При сборке чайника обращайте особое внимание на то, чтобы сальники надежно, до упора, прилегали к корпусу чайника. 6. Затем наденьте штепсельную коробку на выступы резиновых сальников. 7. Поставьте фибровую прокладку и плотно с помощью торцово- го ключа закрепите электронагреватель гайками. 8. На резьбовые концы электронагревателя наденьте фарфоро- вую колодку, затем наденьте шайбы на выводы нагревателя и наверните на них с помощью отвертки контактные штифты. Вы- полняйте операцию осторожно, чтобы не повредить фарфоровую колодку. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Классификация нагревательных элементов. 3. Электрическая схема электрочайника. 4. Конструкция электрочайника. 60 Контрольные вопросы 1. Классификация нагревательных элементов. 2. Что собой представляют негерметичные нагревательные эле- менты? 3. Что собой представляют герметичные нагревательные эле- менты? 4. Устройство ТЭНа. Л и т е р а т у р а 1. Лепаев, Д.А. Электрические чайники / Д.А. Лепаев // Наука и жизнь. – 1998. – № 10.– С. 17 2. Меркулов, В. Электрочайник сегодня и завтра / В. Меркулов // Наука и жизнь. – 2000. – № 9.– С. 27 3. Лепаев, Д.А. Справочник слесаря по ремонту бытовых элек- троприборов и машин / Д.А. Лепаев. – Легкая индустрия 1980. 61 Лабораторная работа № 6 ЭЛЕКТРОТОСТЕРЫ И ЭЛЕКТРОРОСТЕРЫ Цель работы Изучить устройство и принцип действия электротостеров и элек- троростеров, их классификацию и особенности конструктивного исполнения. Инструмент и принадлежности к работе 1. Электротостер. 2. Электроростер. 3. Комплект инструментов. Теоретические сведения Электротостеры (рис.6.1.) предназначены для поджаривания лом- тиков хлеба с использованием нагрева инфракрасным излучением, эле- ктроростеры-электрогрили – мяса, бутербродов. И те, и другие прибо- ры обеспечивают равномерное обжаривание хлеба и бутербродов. Рис. 6.1. Электротостер Rotel AG Характеристики тостеров Мощность, Вт. Количество потребляемой энергии, Вт. Количество отделений. 62 У различных моделей тостеров может быть 1 или 2 отделения для тостов. Модели с одним отделением вытянутые в длину, ломти хлеба для тостов располагаются рядом, без перегородок. Тостеры с двумя отделениями более компактные, ломти хлеба помещаются параллельно, разделены перегородкой. – Количество тостов. Максимальное количество ломтей хлеба, которое может вместить тостер за один раз. В зависимости от моде- ли тостер может быть рассчитан на 2 или 4 тоста. – Электронное управление. В зависимости от выбранной темпе- ратуры электронное управление определяет время и степень обжари- вания всех ломтей хлеба. По окончании этого времени тостер авто- матически отключается, либо подается предупреждающий сигнал. – Регулируемый термостат. Позволяет выбрать и поддерживать температурный режим, который является предпочтительным для приготовления более или менее поджаренных тостов, и скорость приготовления. У некоторых моделей плавная регулировка темпе- ратуры, другие имеют поворотный переключатель с заданным чис- лом позиций (обычно 6- (рис.6.2) или 7-позиционный). Ростеры используются в основном для поджаривания и разогре- ва продуктов, хотя в них можно готовить такие сложные блюда, как запеканки и шашлык. Благодаря инфракрасному тепловому излуче- нию все блюда, приготовленные в ростере, покрыты аппетитной поджаристой корочкой. Рис. 6.2. Электроростер Binatone MO 4200 63 Классический ростер представляет собой небольшой духовой шкаф с удобной стеклянной дверцей, через которую можно наблю- дать за процессом приготовления пищи. Ростеры также используют как большие тостеры: поджаривают хлеб (на решетку ростера мож- но уложить не два кусочка, как в тостер, а четыре-шесть). Кроме решетки модели могут быть оборудованы противнем и съемным поддоном для крошек. В некоторых моделях можно регулировать процесс готовки, переключая режимы верхнего/нижнего подогрева. В приборах с автоматическим включением нагревателя от сети отключение происходит по достижении желаемой степени обжари- вания хлеба. Электротостеры и электроростеры классифицируются в зависи- мости от оснащения регулирующими устройствами: ЭТР – электротостер с ручным отключением нагревателя от сети; ЭТЦ – электротостер с автоматическим отключением нагревате- ля от сети; ЭРР – электроростер с ручным отключением нагревателя от сети; ЭРЦ – электроростер с автоматическим отключением электро- нагревателя от сети. В тостерах с ручным управлением ломтики хлеба помещают в ниши и извлекают их вручную. Время поджаривания устанавлива- ется произвольно. Поджаривание может быть как с одной, так и с двух сторон. В автоматических тостерах автоматизировано не только время поджаривания, но и выемка поджаренных ломтиков хлеба с помо- щью пружинных толкателей. В качестве электронагревателей в тостерах используюся открытые спирали или кварцевые трубки. Эксплуатационные параметры тосте- ров следующие: количество и размер камер или поджаривающих по- верхностей; количество стандартных кусков хлеба, которые могут поджариваться одновременно; время поджаривания (2 – 3 мин); рав- номерность и диапазон поджаривания; усилие, необходимое для приведения в действие каретки у автоматических тостеров; воз- можность удаления крошек; степень автоматизации и др. Потребля- емая тостером мощность 500 – 1200 Вт. Автоматический тостер (рис. 6.3) – это прибор прямоуголь- ной формы, состоящий из основания 12, к которому с двух сторон крепятся две пластмассовые боковые крышки 6 и 16. С двух других 64 сторон прибор закрыт двумя металлическими никелированными декоративными панелями 18, снизу к основанию прикреплена ниж- няя крышка 11. Внутри находятся два нагревательных элемента 13, защищенных решетками, которые препятствуют попаданию хлеба непосредственно на нагревательные элементы. Включение прибора и регулировка температуры поджаривания хле- ба осуществляется двумя ручками 7, расположенными на крышке 6. Рис. 6.3. Конструкция автоматического тостера: 1 – датчик температуры; 2 – предохранительная решетка; 3 – пружинный рычаг выбрасывателя; 4 – выбрасыватель; 5 – электромагнит срабатывания электровы- брасывателя; 6 – крышка с ручками управления; 7 – ручка управления; 8 – регуля- тор поджаривания; 9 – защелка выбрасывателя; 10 – контакты регулятора поджа- ривания; 11 – нижняя крышка; 12 – основание; 13 – нагревательный элемент; 14 – соединительный шнур; 15 – микропереключатель нагревательных элементов; 16 – крышка с соединительным шнуром; 17 – корпус; 18 – декоративная панель 65 Рис. 6.4. Кинематическая схема: 1 – контакты; 2, 6, 10 – пружины; 3 – выбрасыватель; 4 – якорь; 5 – защелка; 7 – лента; 8 – коромысло; 9 – ось; 11 – ручка Рис. 6.5. Электрическая схема: У – электромагнитное устройство; Е1, Е2 – нагревательные элементы; S1 – регулятор поджаривания; S2, S3 – контакты Принцип работы прибора (см. рис. 6.3, рис. 6.4, рис. 6.5) заключа- ется в следующем. Нарезанный ломтиками хлеб (толщиной не более 12 мм) опускают в камеру поджаривания на выбрасыватель 4, кото- рый движется под действием пружинного рычага 3 выбрасывателя вниз, и хлеб перемещается в рабочую камеру прибора. Одновременно выбрасыватель замыкает контакты микропереключателя 15. В ниж- 66 нем положении выбрасыватель фиксируется защелкой. При замы- кании контактов на нагревательные элементы подается напряжение сети 220 В. При достижении на поверхности поджариваемого хлеба определенной температуры, устанавливаемой с помощью ручки 11, контакты регулятора поджаривания замыкаются, образуя цепь пи- тания электромагнита У, который притягивает якорь 4, освобождая выбрасыватель 3. Под действием пружины 2 выбрасыватель подни- мает гренки из рабочей камеры. При движении выбрасывателя вверх контакты S2 и S3 микропереключателя размыкаются, и при- бор отключается от сети. Под действием пружины 6 якорь 4 воз- вращается в исходное положение. Контроль температуры поверхности поджариваемого хлеба осу- ществляется с помощью регулятора поджаривания, который состо- ит из коромысла 8, свободно поворачивающегося вокруг оси 9 с помощью пружины 10. В исходном положении коромысло 8 удер- живается лентой 7, которая касается поверхности хлеба, от этого нагревается и, удлиняясь, позволяет коромыслу 8 повернуться на определенный угол. При этом коромысло своим плечом замыкает контакты 1. Поворотом ручки 11 изменяется положение контактов регулятора поджаривания относительно плеча коромысла. Порядок выполнения работы 1. Получить у преподавателя лабораторные образцы тостера и ростера, а также вспомогательный инструмент: отвертку, плоско- губцы. 2. Произвести частичную разборку моделей для уточнения кон- струкции и принципов работы полученных образцов. 3. Схематично изобразить основные узлы конструкции. 4. Собрать образцы. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Кинематическая и электрическая схема тостера. 3. Схематичное изображение основных узлов конструкций. 4. Выводы о проделанной работе. 67 Контрольные вопросы 1. Назовите основные отличия электротостеров от электроростеров. 2. Перечислите основные классификационные признаки электро- тостеров и электроростеров. 3. Какие дополнительные функции предусмотрены в электрото- стерах и электроростерах? 4. Какие улучшения конструкции вы бы предложили? Л и т е р а т у р а 1. Джексон, А. Ремонт и обслуживание всех основных бытовых приборов / А. Джексон; пер. с англ. Ю. Суслова. – М.: АСТ: Астрель, 2007. – 304 с. 2. http://www.irvispress.ru/cgi/index/review/small/roasters. 68 Лабораторная работа № 7 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ НАГРЕВА И ПОДАЧИ МОЮЩЕГО РАСТВОРА В БЫТОВЫХ ПОСУДОМОЕЧНЫХ МАШИНАХ Цель работы Изучить принцип действия посудомоечных машин; их устрой- ство, классификацию и особенности конструктивного исполнения; определить основные функциональные параметры. Теоретические сведения Появлению посудомоечной машины потомки обязаны любимому сервизу госпожи Ж. Кокрейн. Именно ей принадлежит идея дове- рить мытье посуды механизму. За более чем столетнюю историю, а первая посудомоечная ма- шина появилась в 1889 г., идея американской изобретательницы трансформировалась от круглой деревянной бадьи с металлической осью посередине до высокотехнологичных устройств, превратив- ших мытье посуды в абсолютно необременительное занятие. Пожа- луй, единственная сложность, с которой обязательно столкнется потенциальный пользователь, – это правильный выбор модели до- машней посудомоечной машины. Правда, в отличие от другой бы- товой техники, в нашей стране посудомоечная машина считается атрибутом роскоши. Однако, ведь ее преимущества очевидны: ваши руки не страдают, вы экономите воду, бережете силы и время, зна- чительно уменьшается бой посуды (по статистке, стекло в ней бьет- ся в 5 раз реже, чем при ручной мойке), моющие средства строго дозируются, что исключает их перерасход, поддерживает высокий уровень гигиены (в процессе мытья при высокой температуре гиб- нут все микробы). Сегодня на рынке представлено несколько сотен разнообразных моделей посудомоечных машин. Их выпускают практически все круп- ные производители бытовой техники. В числе самых популярных ма- рок можно назвать «AEG», «Bosch», «Hansa», «Miele», «Siemens» (Германия), «Ariston», «Ardo», «Candy», «Indesit», «Siltal», «Zanussi» 69 (Италия), «Asko», «Electrolux» (Швеция), «Beko» (Турция), «Gorenje» (Словения), «Hoover» (Великобритания), «LG», «Samsung» (Корея), «Whirlpool» (США). Отечественных марок на рынке нет. Посудомоечные машины по устройству несколько отличаются от стиральных. Главный принцип их работы заключается в орошении посуды мощными струями горячей воды в разных направлениях. Давление воды в посудомоечной машине создает циркуляционный насос. Орошение происходит за счет подачи давления на нижний и верхний «разбрызгиватели», которые к тому же крутятся в разных направлениях (один – по часовой стрелке, а другой – против часо- вой стрелки). Давление воды в нижней части «посудомойки», подающееся че- рез «разбрызгиватели», самое сильное. Поэтому, нижняя часть ма- шины обычно заполняется «тяжелой» посудой: сковородами, ка- стрюлями и т.д., а верхняя – стаканами, фужерами, блюдцами и т.д. Посудомоечные машины различаются: По типу управления: – электронные; – механические. По дополнительным функциям: – «турбосушка» посуды (сушка в конце мойки горячим воз- духом, а не нагревательным элементом); – задержка по времени начала мойки (отсрочка старта); – система защиты от протечек (например, «поплавок» в под- доне в самом низу, где находится циркуляционный насос, кстати, очень редкое явление на стиральных машинах); – нагрев воды во время мойки непосредственно в циркуляци- онном «сопле» (в других нагреватель расположен внутри самого отсека для посуды) и т.д. Внутри (внизу) отсека для посуды находится фильтр-решетка, который периодически необходимо снимать и чистить от остатков пищи. Там же расположено отверстие для соли. Соль предназначена для смягчения жесткости воды, но, как и в стиральных машинах «Калгон», нужна она далеко не в каждом регионе. Если открыть дверцу «посудомойки», то на ее внутренней сто- роне имеется отсек для специального порошка и отверстие для за- лива специального ополаскивателя для блеска посуды (стекла, хру- 70 сталя и т.д.). Одной заливки ополаскивателя хватает минимум на 10–15 моек, когда он заканчивается специальное окошечко стано- вится светлым. Порошок может быть в виде таблеток, пользоваться которыми нужно аккуратно. Из-за неправильной дозировки может создаться избыточное пенообразование, что, в свою очередь приве- дет к поломке. «Посудомойки», в отличие от стиральных машин, имеют боль- шую теплозащиту корпуса, поэтому их можно ставить рядом с пли- той. Способ подключения такой же, как у стиральных машин. Основные характеристики моделей: – максимальная загрузка комплектов посуды, – расход воды и электроэнергии, – классы экономичности и эффективности мойки и сушки, – уровень шума. По размерам посудомоечные машины делятся: – стандартные (60-60-85) на 10–14 комплектов посуды. Эти по- судомоечные машины подойдут для семьи из 4–5 человек. Их эф- фективно включать 1 раз в день при полной загрузке. Они имеют большую производительность, много режимов и много дополни- тельных функций. Такие посудомоечные машины наиболее дорого- стоящие, но и более экономичные. Многие имеют половинный ре- жим загрузки; – узкие (45-60-85) на 6–8 комплектов. Особенно они хороши для небольших кухонь. Такие посудомойки по качеству мытья не усту- пают стандартным; – компактные (настольные) (45-55-45) на 4 комплекта посуды. Они хороши для малогабаритных квартир и дач. Их можно устано- вить на столе или встроить в навесной шкаф. Они более дешевые, но и менее экономичные, качество мойки у них ниже. Имеют ми- нимальный набор функций. Согласно европейским стандартам 1 комплект посуды включает 11 предметов на каждую обедающую персону: 3 разных по размерам и назначению тарелки, стакан, чашка с блюдцем, нож, вилка и 3 ложки Максимальная загрузка комплектами посуды определяет макси- мальную производительность посудомоечной машины с минималь- ным потреблением воды и моющих средств и минимальным расхо- дом электроэнергии. Неполная загрузка приводит к увеличению 71 расхода воды, моющих средств и электроэнергии на каждый ком- плект посуды. При необходимости мойки меньшего количества по- суды важно наличие в машине функции половинной загрузки. Если специальный режим отсутствует, то при загрузке на 2/3 машина бу- дет расходовать такое же количество воды, моющих средств и элек- троэнергии, как при полной загрузке. Расход воды и электроэнергии определяет экономичность посу- домоечной машины. Чем меньше нужно воды для мойки, тем меньше расходуется моющих средств и электроэнергии. Большинство машин потребляет 17-20 л воды на 1 цикл мойки при 60–65°С, высокоэко- номичные модели потребляют 14-16 л, неэкономичные – до 26 л. Европейские стандарты предусматривают 7 классов энергопо- требления, обозначаемые буквами латинского алфавита от A до G. Чем выше класс, тем ниже потребление электроэнергии. Классы А, B и C указывают на высокую экономичность машины, D и E – на среднюю экономичность, F и G – неэкономичные модели. Машины класса А заметно меньше расходуют воды и электроэнергии на каждый комплект посуды, чем машины классов F и G. Качество мойки посуды определяют классами эффективности мойки от A до G. Чем выше класс, тем качественнее мойка и выше цена машины. Машины класса А обеспечивают безупречное каче- ство мойки и сохранность посуды. Качество мойки посуды зависит также от жесткости воды, ко- торая влияет и на долговечность машины. Поэтому важно наличие в машине индикатора жесткости воды. Для смягчения воды приме- няют регенерирующую соль, необходимое количество зависит от градуса жесткости воды. Данные о жесткости воды в водопроводе может сообщить местная санэпидемстанция. При сигнале индика- тора необходимо восполнить запас соли. Мыть посуду жесткой водой – занятие неблагодарное. Моющее средство работает неэффективно, а при высыхании такой воды на посуде остаются белесые разводы – нерастворимые соли кальция (Са) и магния (Mg). На ТЭНе образуется накипь из тех же солей, преждевременно выводя его из строя. Смягчение воды производится при помощи встроенного в посу- домоечную машину ионообменника, наполненного материалом в виде небольших гранул из специальной смолы (леватита), которая обеспечивает обмен поступающих с водой ионов кальция и магния 72 на ионы натрия, содержащиеся в гранулах смолы. Чтобы ионооб- менник работал, он предварительно должен быть насыщен ионами натрия из концентрированного раствора соли (NaCl). А после того, как ионообменник выполнил свою задачу, т.е. обменял большое ко- личество содержавшихся в жесткой воде ионов кальция Ca2+ на ио- ны натрия Na+, он нуждается в регенерации. Для работы системы регенерации ионообменной смолы машине нужна соль. В ней находится натрий, без которого ионообменник не восстановит недостающие ионы. Регенерация происходит при последнем полоскании посуды. Насыщенный соляной раствор впрыскивается в ионообменник и остается в нем примерно на 15 минут, за это время гранулы смолы избавляются от ионов кальция и насыщаются ионами натрия. После этого, через ионообменник пропускается примерно три литра воды, которой смываются остатки солей кальция в канализацию. Некоторые фирмы предлагают в комплекте с посудомоечной машиной индикаторные полоски, которые позволяют контролиро- вать жесткость воды перед мойкой посуды. Расход моющих средств на мойку 12 комплектов посуды составляет около 30 г или около 9,5 кг в год. Кроме класса эффективности, на качество мойки влияют заклю- чительные операции ополаскивания и сушки посуды. Чтобы свести до минимума остатки моющих средств, сохранить блеск посуды и исключить появление мутных пятен и потеков, при ополаскивании в теплую воду добавляют жидкий ополаскиватель. Емкость для ополаскивателя размещают на внутренней стороне дверцы машины. Наличие достаточного количества ополаскивателя гарантирует блеск и приятный запах чистой посуды. При ополаскивании без ополаскивателя стеклянная посуда тускнеет. Для контроля наличия ополаскивающего средства предназначены индикаторы наличия ополаскивателя в воде. Расход ополаскивателя составляет менее 1 л в год или около 3 мл на 1 мойку. Эффективность сушки также определяется классами от A до G. После сушки в машине с высокой эффективностью посуда выходит с приятным запахом и приятной на ощупь. При статической, конденсационной, системе сушки последнее полоскание посуды производится при 70 °С, а затем посуда сохнет в полости машины за счет остаточного тепла, которое постепенно 73 уходит в окружающую среду. А сконденсировавшаяся влага стекает на дно машины и удаляется сливным насосом. Турбо-сушка предполагает наличие специального вентилятора, который гоняет воздух по замкнутому контуру (рис. 7.1). Сначала он попадает на посуду, становится влажным, затем вентилятор заса- сывает его вверх, по специальному воздуховоду воздух попадает в водозаборник – пластиковый контейнер, в котором в противоход воздуху распыляется холодная вода. Теплый влажный воздух с по- суды оставляет в водозаборнике конденсат, становится холодным и сухим, и гонится вентилятором обратно на посуду. Рис. 7.3. Система турбо-сушки посуды (Electrolux) Активная сушка с реконденсацией представляет собой промежу- точный тип сушки между статической и турбо-сушкой. Контур, по ко- торому циркулирует воздух тот же, что и в системе турбо-сушки, только вентилятора в этом случае нет. Воздух попадает в вытяжное отверстие воздуховода за счет разницы давления (воздуховод соединен с водозаборником, а там температура ниже, чем в камере посудомоеч- ной машины). Вентилятор 74 Такая система сушки менее эффективна, чем турбо-сушка, но эффективнее статической сушки. Таким образом, подсушивается без потребления электроэнергии. Сушка за счет аккумуляции тепла, выделяемого при мойке, бо- лее эффективная. Посуда выходит без разводов. Принудительная сушка горячим воздухом с помощью вентиля- тора обеспечивает самый высокий класс сушки – А. Весь цикл мойки занимает от 25 до 160 мин в зависимости от уста- новленного режима. После завершения мойки в стандартной машине нужно подождать около 15 минут, чтобы посуда немного остыла. Внутреннее устройство посудомоечной машины На рис. 7.2 представлены основные элементы посудомоечной машины. Рис. 7.2. Посудомоечная машина: 1 – передняя стенка (открыта); 2 – дозатор; 3 – воздушный тракт системы сушки; 4 – верхняя корзина; 5 – нижняя корзина; 6 – корзинка для столовых приборов; 7 – верхнее коромысло; 8 – нижнее коромысло; 9 – нагнетательный насос; 10 – фильтр 75 На внутренней стороне откинутой стенки находится дозатор 2, в отсеки которого перед мойкой помещают моющее средство и опо- ласкиватель посуды. Внутри стенки проходит воздушный тракт 3 системы сушки посуды. Вся внутренняя поверхность стенки, а так- же основной полости машины покрыта нержавеющей сталью, стой- кой к воздействию высоких температур и активных химических средств. Кроме того, стенка снабжена эффективной тепло- и звуко- изоляцией. Посуда помещается в верхнюю 4 и нижнюю 5 корзины, которые выдвигаются из машины наружу. Для мелких столовых приборов есть отдельная небольшая корзинка 6. Во время работы машины посуда орошается водой, бьющей из сопел верхнего 7 и нижнего 8 вращающихся коромысел. Коромысла вращаются без мотора – их приводит в движение реактивная сила истекающей из сопел воды. А вот для нагнетания воды к коромыслам под днищем полости имеет- ся мощный нагнетательный насос 9. Остатки пищи, смытые с посу- ды, оседают на поверхности фильтра 10. Фильтр и другие элементы, расположенные на «дне» посудомо- ечной машины показаны на рис. 7.3. Рис. 7.3. Элементы «дна» посудомоечной машины: 1 – нижнее коромысло; 2 – фильтр; 3 – емкость для соли 76 Обязательным элементом конструкции посудомоечной машины является система защиты от протечек воды. Задачей устройств за- щиты (aqua-stop, aqua-control и т.д.) является своевременное пере- крытие подачи воды (рис. 7.4). Эту задачу выполняет блок 1 из двух электромагнитных клапанов (рабочего клапана и клапана безопас- ности), смонтированный на входном конце шланга залива воды 2. Шланг имеет защитную оболочку, которая в состоянии выдержать давление, многократно превышающее допустимое давление в водо- проводе. Рис. 7.4. Система «aqua-stop»: 1 – блок электромагнитных клапанов; 2 – шланг залива воды; 3 – поддон машины; 4 – поплавок; 5 – провод системы безопасности; 6 – кнопка «Сброс» Клапан безопасности находится над рабочим клапаном и посто- янно открыт. А рабочий клапан, наоборот, всегда закрыт и открыва- ется только при подаче электрического тока в машину, т. е. после ее включения. Если прибор выключен, клапан безопасности находится не под напряжением, а давление воды в системе шлангов отсутству- ет. В случае повреждения заливного шланга или протечки в самой машине вода попадает по водонепроницаемой защитной оболочке в поддон, расположенный в цокольной части посудомоечной машины. 77 В металлическом поддоне машины имеется поплавок 4, подъем которого в случае появления воды в поддоне активирует аварийную систему, провод 5 которой соединен с блоком клапанов. Всплывая, поплавок размыкает контакты микровыключателя, который преры- вает подачу электричества к клапану безопасности. Это означает, что магнитный клапан перекрывает подачу воды. Для возобновления работы машины после устранения протечек следует нажать кнопку 6 («Сброс»). Подобные устройства срабаты- вают, даже если машина не работает, но подключена к электросети. Определение коэффициента теплоотдачи Определим коэффициент теплоотдачи, который зависит от повыше- ния скорости потока моющего раствора относительно нагревателя. Коэффициент теплоотдачи l Nu α , где – коэффициент теплопроводности среды, Вт/м.°С; Nu – критерий Нуссельта; l – характерный размер тела, м. В свою очередь для случая турбулентного потока критерий Нус- сельта Nu = 0,021Re 8,0 п Pr 43,0 п ( cтPr Prn )0,25· , где Re – критерий Рейнольдса; Pr – критерий Прандтля; – коэффициент, зависящий от соотношения длины и диаметра трубы. Известно, что критерий Рейнольдса определяется по формуле: Re = d/ ν , где – скорость движущейся жидкости, м/с; 78 d – внутренний диаметр трубы, м; ν – коэффициент кинематической вязкости, м²/с . Критерий Прандтля: Pr = / а, где a – коэффициент температуропроводности, м²/с. Таким образом, с увеличением скорости потока возрастает зна- чение критерия Рейнольдса, и, следовательно, повышается коэффи- циент теплоотдачи от электронагревателя к моющему раствору. Во всасывающей трубе насоса при его работе образуется разре- жение, позволяющее поднять уровень раствора на высоту hвс, по- крыть потери энергии на этом пути hωвс, а также образовать ско- рость движения раствора в трубе. Высота всасывания определяется: hвс = (Po – Pв)/ g – hωвс – 2 в /2g, где Po – давление на свободной поверхности жидкости в резервуа- ре, Н/м²; Pв – давление во входном сечении насоса, Н/м²; в – скорость движения жидкости во всасывающей трубе, м/с; – плотность жидкости, кг/м³; g – ускорение, м/с². Уменьшение давления снижает температуру кипения жидкости. В случае, если Pв ниже давления парообразования всасываемого раствора Pп, начинается процесс образования пара (кавитация), про- исходит срыв работы насоса. Для предотвращения процесса парообразования необходимо со- блюдать следующие условия: давление в насосе должно быть выше давления парообразования всасываемого раствора при данной тем- пературе. Но т. к. при работе насоса в его всасывающей трубе про- исходит снижение давления до величины Pв < Po, то необходимым условием беспрерывной работы насоса является: Pп < Pв < Po. Процесс кавитации исключается при определенной высоте уста- новки насоса, которая ограничивается типом насоса, величиной 79 местных сопротивлений, температурой воды, а также величиной атмосферного давления. При температуре воды выше 343 К воду к насосу подают под напором, т. к. высота всасывания получается отрицательной. Таким образом, очевидно, что перенос источника тепла из зоны забора насосом моющего раствора в зону нагнетания способствует улучшению условий для более стабильной работы насоса, что в свою очередь обеспечивает повышение качества работы машины. Порядок выполнения работы 1. Получить у преподавателя макет посудомоечной машины, а также вспомогательный инструмент: отвертка, плоскогубцы. 2. Произвести частичную разборку макета для уточнения кон- струкции и принципов работы основных узлов. 3. Собрать макет. Содержание отчета 1. Цель работы. 2. Структурная схема посудомоечной машины. 3. Принадлежность посудомоечной машины по классификаци- онным признакам. 4. Расчет коэффициента теплоотдачи и высоты всасывания. 5. Выводы о проделанной работе. Контрольные вопросы 1. Классификация посудомоечных машин. 2. Расскажите о системе турбо-сушки посуды. 3. Что представляет собой система «aqua-stop»? 4. Назовите условие беспрерывной работы насоса. Л и т е р а т у р а 1. Джексон, А. Ремонт и обслуживание всех основных бытовых приборов / А. Джексон; пер. с англ. Ю. Суслова. – М.: АСТ: Аст- рель, 2007. – 304 с. 2. Андреев, С.А. Современная бытовая техника / С.А. Андреев. – М., 2000. Учебное издание ЭЛЕКТОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ, МАШИНЫ И АППАРАТЫ Лабораторный практикум для студентов специальности 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты» В 3 частях Часть 1 ЭЛЕКТРОБЫТОВЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ КУХНИ С о с т а в и т е л и : САМОЙЛОВА Марина Сергеевна Редактор Е.О. Коржуева Компьютерная верстка С.В. Бондаренко Подписано в печать 28.04.2010. Формат 60 841/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Гарнитура Таймс. Усл. печ. л. 4,59. Уч.-изд. л. 3,59. Тираж 100. Заказ 1126. Издатель и полиграфическое исполнение: Белорусский национальный технический университет. ЛИ № 02330/0494349 от 16.03.2009. Проспект Независимости, 65. 220013, Минск.