Използване на гъвкави силиконови нагреватели за дебели течности

Едно от предизвикателствата, пред които е изправен начинаещият дестилатор (пивовар, производител на сирене, готвач и др.) При работа с нишестени, плодови и други дебели суровини с голям обем, е плавното му нагряване без изгаряне. Този проблем възниква например при пасиране на пивната мъст, при нагряване на кашата за първична дестилация, при готвене на плодов сок и др.
Статията описва оригинален метод за отопление, който е лишен от много недостатъци, но по някаква причина все още е непопулярен.

Обикновено се използват следните методи за електрическо отопление:

Нагревателен елемент;
индукционна готварска печка;
отопление с жива пара (парогенератор);
парно отопление с твърда пара (парно-воден котел).

Тези методи имат своите недостатъци и ограничения.

Този тип нагряване може да се използва само за доста течни вещества, за дебели е практически неприложим поради голямото количество топлина, генерирана на единица повърхност на нагревателния елемент, с други думи, всичко ще изгори до нагревателния елемент, до прегряване и експлозия на последния.

Този метод е много по-добър от предишния, той има по-ниски показатели за количеството отделена топлина на единица повърхност, което позволява например да се вари сок, да се загрява мляко, да се дестилира напълно ферментирала каша от зърнени култури и брашно, отстранено от утайката, но приготвени главно по студен начин с използване на ензими. С пасирането на пивната мъст нещата са по-сложни и дестилацията на приготвената по класически горещ начин каша е невъзможна без изгаряне.
Друг недостатък е необходимостта от специални съдове за готвене с феромагнитно дъно, както и високата цена на професионални модели, които могат да издържат на теглото на тиган от 36 литра.

Отопление с жива пара

С помощта на парогенератор е възможно да се намачкат някои видове пивна мъст, да се дестилират всякакви видове каша. Основните недостатъци на метода са обемността на системата от два контейнера, шумът на възвратния клапан на паропровода, повишената опасност при работа с пара под налягане, увеличаването на обема на течността в контейнера, докато се затопля нагоре поради кондензация на пара в него, възможност за запушване на парогенератора поради запушване на балончето до експлозия.

Отопление с пароводен котел

В момента този метод е най-напредналият, но и най-скъпият, поради сложността на котела с водна риза. Тя ви позволява да работите с всякакви суровини, но все пак има основния недостатък - повишена опасност при работа под високо налягане. Налягането се създава в затвореното пространство на ризата, когато в нея кипи вода.

След като тествах самостоятелно първите три метода, дълго време решавах за себе си по кой път да отида. Изборът беше между пароводен котел и дизайн, който ще бъде обсъден допълнително.

Решаващият аргумент срещу парно-водния котел беше липсата на желание за справяне с натиска в затвореното пространство на риза в апартамент и високата цена, така че беше решено да се рискува и да се измисли нещо свое.

Като начало избрах такива силиконови нагреватели като нагревателен елемент.

Тези нагреватели работят на 220V и имат мощност съответно 400W и 500W; вторият нагревател има вграден термистор от 100K ома. Според документацията работната температура на нагревателите е от 200 до 250 g, след което те се унищожават.

Следващата стъпка беше да поръчате контейнер с размер 500x310 мм, изработен от 2 мм дебела неръждаема стомана с обем около 35 литра.

Инсталирането на кръгъл нагревател е много лесно, тъй като има залепваща основа и просто го залепих отдолу.

Три лентови нагреватели бяха навити на куб и фиксирани с лепяща лента Kapton, която може да издържи нагряване до 400 градуса, а 3 термистора от 100K ома бяха прикрепени към всеки от 3-те нагреватели в самия връх на термопастата, за да контролират прегряването на лентата.

След това увих нагревателя със стъклена лента, за да намаля температурата на повърхността му. Следващият слой на сандвича е направен от обикновен филц с дебелина 10 мм, след което последният слой е направен от изолация за банята. Той уви всичко отгоре с алуминиева лента. Дебелината на ризата се оказа около 6см.

Разработи най-простата тестова автоматизация, базирана на Atmega32 и 4 триаци, която изпълнява следните функции:
контролира температурата на 4 нагревателя (изключва се при температура 150-160gr);
позволява да включите от 1 до 4 нагреватели, в зависимост от количеството течност;
следи целевата температура на течността и времето на задържане.

В резултат на това получихме следните характеристики:

Максимален обем течност - 35L;
Разпределение на отоплението - 2,3 W на 1 кв. См, което изключва изгарянето;
Обща мощност - 1700W;
Загуба на топлина - 12%;
Максималната температура на нагревателя с вряща вода е 160g;
Без шум от кипене.

Котелът работи активно вече шест месеца, използва се за готвене на различни течности (доматен и ябълков сок, медовина), както и за пасиране и дестилация на зърнена каша.

От по-нататъшните планове да се направи потопяем миксер и да се преобразува автоматизацията в аналогова форма с по-лесен за управление контрол, така че да можете да използвате не само мен, но и вашите родители.