Устройство и принципы работы мультиварки

Мультиварка по своей конструкции и принципу работы очень напоминает простую кастрюлю на газовой или электрической плите. И там и там имеются нагревательный элемент, емкость (кастрюля/чаша), крышка.

Так в чем же заключается отличие?

Отличие мультиварки залючается в наличии у нее:

• датчика температуры,
• микропроцессорного управления,
• герметичности крышки.

Датчик температуры (термодатчик, термостат) вместе с простейшим микропроцессорным управлением нагревательным элементом позволяет с достаточно высокой точностью автоматически выдерживать заданную температуру.

Герметичная крышка позволяет достигнуть более-менее равномерного распространения тепла в чаше, а также препятствует притоку кислорода, что сказывается на качестве приготовления блюд.

Как было написано в статье о типах мультиварок, мультиварки делятся по типу нагрева на ТЭН-овые и индукционные.

Мультиварки с ТЭН-овым нагревом

В мультиварках данного типа нагревательным элементом является ТЭН, который располагается на дне мультиварки, см. Рис. 1 (кликните для увеличения):

Рис. 1. Дисковый ТЭН с термодатчиком посередине на дне мультиварки

Посередине ТЭН-а находится подпружиненный термодатчик. ТЭН и термодатчик выполнены из алюминия и должны плотно прилегать ко дну чаши. Распределение тепловых потоков изображено на Рис.2:

Рис. 2. Схема работы мультиварки с ТЭН-овым нагревом

На ТЭН периодически подается напряжение 220В, что вызывает его нагрев. Тепло от ТЭНа передается на плотно прилегающую к нему чашу с продуктами, вызывая их постепенный нагрев. Тепло от чаши с продуктами в свою очередь передается на плотноприлегающий к ее дну термодатчик. Термодатчик измеряет температуру дна чаши и передает ее в устройство управления ТЭНом. Образуется обратная связь, за счет которой выдерживается заданная температура чаши.

Чтобы понять как устройство управления ТЭНом выдерживает заданную температуру в чаше посмотрим на график (Рис. 3):

Рис. 3. Принцип работы ТЭНа мультиварки (вариант нагрева 1 - быстрый)

На графике по гризонтальной оси - время, а по вертикальной - мощность, потребляемая ТЭНом, и температура чаши.

ТЭН работает в режиме ВКЛ-ВЫКЛ. Когда ТЭН включен, он работает на максимальной мощности, а когда выключен - с нулевой мощностью. Т.е. он или греет на всю катушку, или не греет вообще. Промежуточных вариантов нет.

Предположим, мы установили температуру 95 градусов. После запуска программы устройство управления включает ТЭН и периодически снимает показания термодатчика (т.е. измеряет температуру чаши). ТЭН шпарит на всю мощность до тех пор, пока температура не превысит целевые 95 градусов. Как только это произойдет, устройство управления выключит ТЭН, но чаша по инерции продолжит некоторое время нагреваться, что может привести например к убеганию молочной каши. Например, в мультиварке Polaris PMC 0523 в режиме МОЛОЧНАЯ КАША при целевой температуре 95 градусов после первичного нагрева реальная температура дна чаши после отключения ТЭНа по инерции доходит до 105-107 градусов. Далее происходит медленное остывание. Как только температура понизится ниже заданных 95 градусов, ТЭН опять включится и будет излучать тепло, пока температура не превысит 95 градусов. Далее этот процесс включения-выключения ТЭНа будет периодически повторяться, а температура чаши будет колебаться вокруг заданной температуры.

Заштрихованные прямоугольники показывают работу ТЭНа, их площадь соответствует количеству выделяемой тепловой энергии. На графике площадь первого прямоугольника большая, а остальных маленькая. Это означает большое количество тепловой энергии, выделяемой ТЭНом на этапе первичного нагрева (длительный импульс, интенсивный нагрев), и небольшие порции энергии (короткие импульсы) для поддержания заданной температуры.

Работа ТЭНа в режиме ВКЛ-ВЫКЛ сопровождается характерным щелчкам реле в мультиварке.

На графике выше первый импульс был длительный (ТЭН длительно работал не отключаясь, обеспечивая интенсивный нагрев), но в некоторых режимах мультиварка может быть запрограммированна на изначально медленный нагрев короткими тепловыми импульсами. В этом случае можно сразу после старта программы слышать периодические щелчки реле. На графике это выглядит так (Рис. 4):

Рис. 4. Принцип работы ТЭНа мультиварки (вариант нагрева 2 - плавный)

По графику видно, что в этом случае нагрев до заданной температуры происходит в несколько раз дольше, но зато плавнее и точнее (без больших перепадов). Например, именно так происходит нагрев во многих мультиварках Polaris в программе МУЛЬТИПОВАР. Плавный нагрев может быть важен при небольших рабочих температурах (до 100 градусов), например при готовке сувид.

Из вышесказанного очевидно, что для корректной работы мультиварки архи важно, чтобы чаша плотно прилегала к нагревательному элементу и термодатчику, обеспечивая максимальную термопроводность. В противном случае произойдет нарушение тепловых режимов с непредсказуемыми последствиями.

В мультиварках-хлебопечках может быть два ТЭНа: один снизу и второй сбоку (кликните для увеличения):

Рис. 5. Два ТЭНа в мультиварке-хлебопечке

Мультиварки с индукционным нагревом

В мультиварках с индукционным нагревом в качестве нагревающего элемента выступает сама чаша. Нагрев чаши происходит с помощью электромагнитных волн (кликните для увеличения):

Рис. 6. Индукционный нагрев

Чаши в таких мультиварках - толстостенные, тяжелые, качественные. Распространение тепловых потоков см. на Рис.7:

Рис. 7. Схема работы мультиварки с индукционым нагревом

Все вышерассмотренные графики (Рис.3 и Рис.4) применимы и к индукционным мультиваркам. Нагревательный элемент в большинстве из них работает также в режиме ВКЛ-ВЫКЛ без промежуточных значений мощности. По моему личному впечатлению индукционный нагрев более агрессивный, чем тэновый. Возможно это связано с тем, что индукционные мультиварки как правило более мощные, в результате тепловые импульсы также более мощные, что приводит к более резким перепадам температуры.

3D - нагрев

Почти все производители заявляют в рекламе о наличии 3D нагрева (т.е. объемного, равномерного), но на практике это в большинстве случаев - рекламная фикция. Под 3D нагревом пороизводители могут подразумевать, что угодно (например, металлическую отражающую крышку), но не полноценные активные нагревательные элементы. Даже если в крышке или сбоку окажется реальный нагревательный элемент, то скорей всего это будет очень маломощный (всего 50-100Вт) элемент, который никакого существенного влияния оказать не сможет (разве что при готовке йогурта и подогреве). Количество мощных активных нагревательных элементов можно определить, посмотрев на спецификацию или этикетку: например, если указана мощность 860 Вт, то полноценный ТЭН вероятно лишь один (даже если там будет два тэна 800+60Вт, то это погоды не сделает), а вот если указано, например: 800Вт + 700Вт, то в этом случае можно расчитывать на два полноценных ТЭНа (но и в этом случае нужно еще смотреть, можно ли будет их одновременно задействовать - в этом случае производитель еще должен указать и полную мощность, т.е. 1500Вт в нашем примере).

Крышка мультиварки

Крышка может быть съемной и несъемной. У несъемной крышки может быть съемная насадка.

Рис. 8. Крышка, клапан, съемная насадка с уплотнительным кольцом

На крышке имеется клапан выпуска пара и уплотнительное кольцо, которое может располагаться или на самой крышке, или на съемной насадке (второй вариант удобней для мытья). Уплотнительное кольцо является расходным материалом и потребует замены через пару-тройку лет.

В мультиварках-скороварках (с давлением) крышка и места крепления крышки к корпусу сделаны намного надежней.

Клапаны выпуска пара у скороварок можно условно разделить на следующие типы:

• Автоматический электронный (управляется микропроцессом)
• Автоматический механический
• Ручной механический (открывается-закрывается вручную)

Рис. 9. Ручной механический клапан

Панель управления

Панель управления состоит из кнопок и дисплея. Кнопки в большинстве мультиварок бывают сенсорными (емкостные, срабатывают от легкого прикосновения) и сенсорно-механическими (механические кнопки скрыты за герметичной пленкой). В первом варианте вероятны ложные срабатывания и отсутсвуют тактильные ощущения, а во втором - вероятно ухудшение срабатывания со временем.

Дисплеи бывают жидкокристаллическими (ЖК), светодиодными, люминисцентными. В дешевых мультиварках дисплея может не быть вовсе. ЖК-дисплеи могут быть с подсветкой или без таковой.

Программы мультиварки

В идеале было бы достаточно возможности устанавливать температуру и время. Все остальные автоматические программы по большей частью повторяют друг друга и являются рекламной фикцией, особенно когда температурные режимы недокумментированны. Программы могут отличаться агрессивностью первичного нагрева (что было рассмотренно выше), но это опять таки нигде не документируется.

Есть еще один важный аспект: когда начинается отсчет времени - сразу после старта или после выхода на заданный температурный режим? В последнее время производители к сожалению всё больше используют первый вариант (кроме ЖАРКИ и ПАРОВАРКИ - и то бывают исключения), хотя второй вариант мне лично намного удобней, т.к. время первичного нагрева зависит от многих факторов и трудно прогнозируемо (оно зависит от количества продуктов, начальной температуры продуктов и окружающей среды и даже от уровня напряжения в розетке). Подробнее мы вернемся к этому вопросу в статье о выборе мультиварки.

Также иногда еще можно встретить так называемые сенсорные программы, в которых время не устанавливается - останов программы происходит автоматически, когда блюдо (обычно крупа) впитает в себя воду. Обычно такими режимами были ПЛОВ и ГРЕЧКА. Когда в чаше есть вода, ее температура не может превышать температуры кипения (100 градусов). Когда превышение этого порога происходит, это означает, что вся вода уже впиталась/испарилась, и программа автоматически останавливается. Отличие сенсорных программ ГРЕЧКА и ПЛОВ заключается в том, что в режиме ПЛОВ после срабатывания датчика происходит непродолжительный нагрев для легкого поджаривания. Но сенорные программы в последнее время встречаются всё реже.

Заключение

В заключение могу сказать, что мультиварка - это далеко не простой прибор. Несмотря на кажущуюся простоту, к мультиварке надо приспособиться, изучить ее режимы и особенности, а отсутствие подробного описания температурных режимов (в большинстве инструкций) затрудняет этот процесс.