تحقیق در خصوص اجاق القایی یا اینداکشن

مقدمه از تحقیق اجاق القایی یا اینداکشن

در اجاق القایی یا اینداکشن پخت القایی[1] بر روی اجاق برقی با استفاده از گرمایش القایی[2] مستقیم ظروف پخت­ و­پز به جای اتکا به تابش غیر مستقیم، همرفت[3] یا هدایت حرارتی[4] انجام می شود. پخت القایی اجازه می دهد تا قدرت بالا و افزایش بسیار سریع دما حاصل شود. تغییرات در تنظیمات حرارتی بصورت آنی هستند. یک ظرف پخت با پایه مناسب بر روی یک اجاق القایی[5] قرار می گیرد که معمولاً دارای سطح شیشه­ای یا سرامیکی مقاوم در برابر حرارت بالای سیم پیچی از سیم مسی با جریان الکتریکی متناوب با فرکانس رادیویی کم است. اجاق القایی یا اینداکشن عبور از آن میدان مغناطیسی نوسانی حاصل به صورت بی سیم جریان الکتریکی را در کشتی القا می کند. این جریان گردابی بزرگ که از مقاومت یک لایه نازک فلز در پایه ظرف عبور می کند منجر به گرمایش مقاومتی می شود.

تقریباً برای همه مدل‌های اجاق القایی، ظرف پخت باید از فلز آهنی مانند چدن یا چند فولاد ضد زنگ ساخته شده باشد یا حاوی آن باشد. آهن موجود در ظروف جریان را برای تولید گرما در فلز متمرکز می کند. اگر فلز خیلی نازک باشد یا مقاومت کافی در برابر جریان نداشته باشد، گرمایش موثر نخواهد بود. رویه­[6]های القایی معمولا ظروف مسی یا آلومینیومی را گرم نمی کنند زیرا میدان مغناطیسی نمی تواند جریان متمرکزی تولید کند، اما تابه های چدنی، لعابی، فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ معمولاً کار می کنند. اگر روی یک دیسک فلزی مناسب که به عنوان یک صفحه داغ معمولی عمل می کند، می توان از هر ظرفی استفاده کرد.

آشپزی القایی دارای اتصال الکتریکی خوبی بین تابه و کویل است و بنابراین بسیار کارآمد است، به این معنی که گرمای اتلاف کمتری را از بین می‌برد و می‌توان آن را به سرعت روشن و خاموش کرد. القایی در مقایسه با اجاق گاز دارای مزایای ایمنی است و آلودگی هوا را به آشپزخانه وارد نمی­کند. اجاق‌ها نیز معمولاً به راحتی تمیز می‌شوند، زیرا خود سطح اجاق گاز سطحی صاف دارد و خیلی داغ نمی‌شود.

اصول اجاق القایی

نمای داخلی یک اجاق القایی: کویل مسی بزرگ میدان مغناطیسی را تشکیل می دهد، یک فن خنک کننده در زیر آن قابل مشاهده است و منبع تغذیه و فیلتر خط سیم پیچ را احاطه کرده است. در مرکز سیم پیچ یک سنسور دما قرار دارد که با گریس حرارتی سفید پوشانده شده است.

شکاف های تهویه قابل مشاهده است. واحد نسبت به عرض اجاق دارای عمق کمی است.

نمای جانبی اجاق گاز القایی

یک اجاق القایی انرژی الکتریکی را با القاء از سیم پیچی به یک ظرف فلزی منتقل می کند. سیم پیچ در زیر سطح پخت نصب می شود و یک جریان متناوب با فرکانس بالا (مثلاً 24 کیلوهرتز) از آن عبور می کند. جریان در سیم پیچ یک میدان مغناطیسی پویا ایجاد می کند. هنگامی که یک قابلمه رسانای الکتریکی مناسب به سطح پخت نزدیک می شود، میدان مغناطیسی جریان های گردابی زیادی را در قابلمه القا می کند. کویل پیچ های زیادی دارد، در حالی که کف ظرف به طور موثر یک چرخش کوتاه را تشکیل می دهد. این یک ترانسفورماتور[7] را تشکیل می دهد که ولتاژ را پایین می آورد و جریان را افزایش می دهد. این جریان بزرگ که از پایه ظرف می گذرد از طریق گرمایش ژول[8] گرما تولید می کند. ظرف داغ به نوبه خود محتویات خود را با هدایت گرما گرم می کند.

برای راندمان بالا باید مقاومت الکتریکی کمتری در کویل و تا حد امکان در تابه وجود داشته باشد تا بیشتر گرما در تابه ایجاد شود.

در فرکانس‌هایی که معمولاً در پخت القایی استفاده می‌شوند (در حد 25 کیلوهرتز تا 50 کیلوهرتز)، جریان‌ها بیشتر در خارج از هادی‌ها[9] جریان دارند (اثر پوست). کاهش اثر پوستی[10] در کویل باعث کاهش مقاومت آن و هدر رفتن حرارت در کویل می شود. بنابراین سیم پیچ از سیم لیتز ساخته شده است که مجموعه ای از بسیاری از سیم های عایق کوچکتر است که به صورت موازی به هم بافته شده اند. سیم لیتز اثر پوستی و مقاومت سیم پیچ را کاهش می دهد، به طوری که سیم پیچ خنک می ماند.

برای پخت القایی، پایه ظرف مناسب معمولاً از فولاد یا آهن ساخته می شود. این مواد فرومغناطیسی دارای نفوذپذیری مغناطیسی بالایی هستند که عمق پوست را تا حد زیادی کاهش می دهد و جریان را در یک لایه بسیار نازک در سطح کف فلزی تابه متمرکز می کند. این باعث می شود که مقاومت الکتریکی در تابه نسبتاً بالا باشد و تابه را گرم کند.

با این حال، برای فلزات غیرآهنی، مانند آلومینیوم، عمق پوست در ظروف با اجاق‌های القایی معمولی بسیار زیاد است، و بنابراین راندمان با اجاق القایی استاندارد ضعیف است: گرمایش مقاومتی در کویل و تابه مشابه است. این می­تواند به اجاق گاز آسیب برساند، که آن را تشخیص داده و ظرف را پس می زند.

مواد اجاق القایی

گرمایی که می­توان در گلدان تولید کرد تابعی از مقاومت سطح است. مقاومت سطح بالاتر، گرمای بیشتری را برای جریان های مشابه تولید می­کند. این یک “شکل شایستگی” است که می­تواند برای رتبه بندی مناسب بودن یک ماده برای گرمایش القایی استفاده شود. مقاومت سطح در یک هادی فلزی ضخیم متناسب با مقاومت تقسیم بر عمق پوست است. در جایی که ضخامت کمتر از عمق پوست است، ضخامت واقعی را می­توان برای محاسبه مقاومت سطح استفاده کرد.

برای برخی از مواد، ضخامت قابلمه پخت­و­پز می تواند کمتر از عمق پوست باشد و کارایی را افزایش دهد. برای مثال، ظروف کمپینگ تیتانیومی معمولی دارای ضخامت (معمولاً حدود 0.5 میلی متر) در حدود 4 برابر کمتر از عمق پوست آن در 24 کیلوهرتز است که کارایی آن را در مقایسه با تیتانیوم غلیظ تا این میزان افزایش می دهد. کمتر عملاً، یک تکه فویل آلومینیومی معمولاً حدود 35 برابر نازکتر از عمق پوست آلومینیوم است، بنابراین به طور موثر گرم می شود (و به سرعت ذوب می شود).

برای بدست آوردن همان مقاومت سطحی مس با فولاد کربنی، فلز باید نازک‌تر از چیزی باشد که برای یک ظرف پخت و پز عملی است. در فرکانس 24 کیلوهرتز، کف ظرف مسی باید 1/56 عمق پوست فولاد کربنی باشد. از آنجایی که عمق پوست با جذر فرکانس نسبت معکوس دارد، این نشان می‌دهد که فرکانس‌های بسیار بالاتری برای بدست آوردن حرارت معادل در ظرف مسی مانند ظرف آهنی با فرکانس ۲۴ کیلوهرتز مورد نیاز است. چنین فرکانس­های بالایی با نیمه هادی توان ارزان قیمت امکان پذیر نیست. در سال 1973 یکسو کننده های کنترل شده با سیلیکون[11] مورد استفاده به بیش از 40 کیلوهرتز محدود شدند. حتی یک لایه نازک مس در کف ظرف پخت فولادی از فولاد در برابر میدان مغناطیسی محافظت می­کند و آن را برای یک صفحه القایی غیرقابل استفاده می کند. در مواد آهنی مقداری گرمای اضافی با تلفات هیسترزیس[12] ایجاد می‌شود، اما کمتر از ده درصد از کل گرمای تولید شده را ایجاد می‌کند.

انواع جدید نیمه هادی های برقی و طرح های سیم پیچ کم تلفات، اجاق تمام فلزی را امکان پذیر کرده اند که می تواند با هر قابلمه یا تابه ای فلزی استفاده شود، حتی اگر برای القایی طراحی نشده باشد. پاناسونیک در سال 2009 یک اجاق القایی مصرفی را توسعه داد که از یک میدان مغناطیسی با فرکانس بالاتر 60 کیلوهرتز یا بالاتر و یک طراحی مدار نوسانگر متفاوت استفاده می‌کند تا امکان استفاده با فلزات غیرآهنی را نیز فراهم کند، از جمله قابلمه‌ها و تابه‌های آلومینیومی، چند لایه و مسی. در سال 2017 پاناسونیک با استفاده از نام تجاری خود “Met-All” یک واحد “تمام فلزی” را با هدف آشپزخانه­های تجاری عرضه کرد.

خواص آشپزی با اینداکشن

یک قابلمه آب جوش در بالای روزنامه روی سطح پخت القایی

سطح پخت القایی آب جوش از طریق چندین لایه کاغذ روزنامه، کاغذ سالم است زیرا گرما فقط در ته ظرف تولید می شود.

قدرت و کنترل اجاق القایی یا اینداکشن

پخت القایی گرمایش سریع، راندمان حرارتی بهبود یافته و گرمایش پایدارتر را نسبت به پخت و پز با هدایت حرارتی فراهم می­کند. به طور کلی، هرچه قدرت بالاتر باشد، زمان پخت سریعتر است. رتبه‌بندی‌های قدرت اجاق القایی معمولاً برای توان تحویلی به تابه ذکر می‌شوند، در حالی که رتبه‌بندی‌های گاز از نظر مصرف گاز مشخص می‌شوند، اما گاز بسیار کارآمدتر است. در عمل، مناطق پخت القایی معمولاً عملکرد گرمایشی بیشتری نسبت به مشعل‌های خانگی با مشعل‌های گازی تجاری دارند.

اغلب یک ترموستات برای اندازه گیری دمای ظرف وجود دارد. این به جلوگیری از داغ شدن شدید تابه در صورت گرم شدن تصادفی خالی یا جوشاندن خشک کمک می‌کند، اما برخی از مدل‌ها می‌توانند به اجاق القایی اجازه دهند دمای مورد نظر خود را حفظ کند.

ایمنی در اجاق های اینداکشن

تابه توسط سطح پخت عایق شده است و ولتاژهای تولید شده در تابه بسیار کم است که نشان دهنده خطر شوک باشد.

اجاق گاز می تواند با نظارت بر توان تحویلی، وجود ظروف را تشخیص دهد. مانند سایر سطوح پخت و پز سرامیکی برقی، حداکثر اندازه تابه ممکن است توسط سازنده مشخص شود و حداقل اندازه نیز مشخص شود.

اگر گلدانی وجود نداشته باشد یا به اندازه کافی بزرگ نباشد، سیستم کنترل المنت را خاموش می­کند. اگر یک ماهیتابه خشک شود، می تواند بسیار داغ شود، یک ترموستات در سطح اگر گرم شدن بیش از حد را حس کند برای جلوگیری از خرابی اجاق گاز و آتش سوزی احتمالی، برق را قطع می کند.

 بهره وری در طبخ اجاق اینداکشن

مطالعه تابستانی ACEEE در سال 2014 در مورد بهره وری انرژی در ساختمان ها به این نتیجه رسید که “پخت القایی همیشه کارآمدترین روش پخت و پز نیست. هنگامی که با یک ظرف پخت و پز بزرگ آزمایش شد، راندمان فناوری الکتریکی معمولی بالاتر از آن (83٪) اندازه گیری شد. پخت القایی (77%). با این حال نشان داده شد که کارایی وسایل پخت و پز معمولی به شدت به اندازه ظرف پخت بستگی دارد.” محیط؛ گرمایش القایی مستقیماً قابلمه را گرم می کند. از آنجایی که اثر القایی به طور مستقیم هوای اطراف ظرف را گرم نمی­کند، پخت القایی منجر به بهره وری بیشتر انرژی می­شود. هوای خنک کننده از طریق وسایل الکترونیکی زیر سطح دمیده می­شود اما فقط کمی گرم است.

هدف از اجاق گاز تهیه غذا است. به عنوان مثال، ممکن است به مدت طولانی جوشیدن نیاز باشد. اندازه‌گیری‌های بازده انرژی منتشر شده بر توانایی یک اجاق گاز برای انتقال انرژی به یک بلوک تست فلزی متمرکز است که اندازه‌گیری مکرر آن آسان‌تر است.

تهویه اجاق گاز اینداکشن

انرژی از دست رفته از پخت و پز گازی آشپزخانه را گرم می کند، در حالی که با پخت القایی، تلفات انرژی بسیار کمتر است. این امر باعث گرمایش کمتر آشپزخانه و کاهش تهویه مورد نیاز می شود. اجاق‌های گاز منبع مهمی از آلودگی هوای داخل ساختمان هستند.

با در نظر گرفتن تولید گرمای زباله، راندمان پخت گاز کمتر می شود. به خصوص در رستوران ها، پخت و پز با گاز می تواند دمای هوا را در مناطق محلی به میزان قابل توجهی افزایش دهد. ممکن است برای ایجاد شرایط مناسب مناطق گرم بدون خنک کردن بیش از حد نواحی دیگر، به خنک‌سازی اضافی و تهویه منطقه‌ای نیاز باشد.

در یک محیط تجاری، اجاق‌های القایی نیازی به اتصال ایمنی بین منبع سوخت و تهویه ندارند، همانطور که ممکن است برای سیستم‌های گاز مورد نیاز باشد.

برنامه های کاربردی اجاق القایی

تجهیزات القایی ممکن است یک سطح داخلی، بخشی از یک محدوده یا یک واحد سطح مستقل باشد. واحدهای داخلی و سقفی معمولاً چندین عنصر دارند که معادل مشعل های متعدد در محدوده سوخت گاز است. ماژول­های القایی مستقل معمولاً تک یا دو عنصری هستند. همه این عناصر دارای یک آهنربای الکتریکی هستند که در زیر یک ورقه شیشه­ یا سرامیک مقاوم در برابر حرارت مهر و موم شده است. ظرف روی سطح شیشه سرامیکی قرار می گیرد و محتویات آن را گرم می کند.

تولیدکنندگان آسیایی در تولید سطوح ارزان قیمت تک القایی پیشرو هستند. در ژاپن، برخی از مدل های پلوپز با نیروی القایی کار می­کنند. اجاق­های القایی در سایر نقاط جهان کمتر مورد استفاده قرار می­گیرند.

محدوده‌های القایی ممکن است در آشپزخانه‌های رستوران‌های تجاری، با هزینه‌های نصب، تهویه و تجهیزات اطفاء حریق کمتر قابل استفاده باشند. معایب برای استفاده تجاری شامل شکستگی های احتمالی صفحه اجاق، هزینه اولیه بالاتر و نیاز به ظروف مغناطیسی است.

کنترل ها در اجاق القایی

برخی از واحدها دارای کنترل­های حساس به لمس هستند. برخی از آنها یک تنظیم حافظه برای هر عنصر برای کنترل زمان اعمال گرما دارند. حداقل یک تولید کننده یک سطح پخت القایی “بدون منطقه” با سیم پیچ های القایی متعدد می سازد. این اجازه می­دهد تا پنج قابلمه را به طور همزمان در هر نقطه از سطح پخت و پز استفاده کنید، نه در نقاط از پیش تعریف شده.

ظروف آشپزی اینداکشن

بعضی ظروف آشپزی ممکن است دارای نمادی باشند که آن را به عنوان سازگار با اجاق طبخ القایی شناسایی کند.

ظروف آشپزی باید با گرمایش القایی سازگار باشد. به طور کلی، فقط فلزات آهنی را می­توان گرم کرد. ظروف آشپزی باید کف صاف داشته باشند زیرا قدرت میدان مغناطیسی (قدرت گرمایش) با فاصله از سطح به سرعت کاهش می­یابد. (صفحه‌های پخت ووک شکل برای استفاده در کاسه‌های ته گرد موجود است.) دیسک‌های القایی صفحات فلزی هستند که توسط القایی گرم می‌شوند و قابلمه‌های غیرآهنی را با تماس حرارتی گرم می‌کنند، اما کارایی آنها بسیار کمتر از ظروف پخت آهنی است.

ظروف آشپزی سازگار با القایی تقریباً همیشه می­توانند روی اجاق های دیگر استفاده شوند. برخی از ظروف آشپزی یا بسته بندی با نمادهایی برای نشان دادن سازگاری با گرمای القایی، گاز یا الکتریکی مشخص شده اند. سطوح پخت القایی با هر تابه­ای با محتوای فلز آهنی بالا در پایه به خوبی کار می کنند. تابه های چدنی و هر تابه فلزی یا آهنی مشکی با هم سازگار هستند. تابه­ های فولادی ضد زنگ در صورتی سازگار هستند که پایه تابه دارای درجه مغناطیسی از فولاد ضد زنگ باشد. اگر آهنربا به خوبی به ته ظرف بچسبد، سازگار است. ظروف غیر آهنی با اجاق های تمام فلزی سازگار است.

آلومینیوم و مس در ظروف پخت و پز مطلوب هستند، زیرا گرما را بهتر هدایت می کنند. به همین دلیل، تابه­های سه لایه اغلب دارای پوسته­ای از فولاد ضد زنگ سازگار با القاء هستند که حاوی لایه­ای از آلومینیوم رسانای حرارتی است.

برای سرخ کردن، پایه تابه باید رسانای گرمایی خوبی باشد تا گرما را سریع و یکنواخت پخش کند. کف تابه یا یک صفحه فولادی فشرده به آلومینیوم یا یک لایه فولاد ضد زنگ روی آلومینیوم خواهد بود. رسانایی حرارتی بالای آلومینیوم باعث می شود دما در سراسر تابه یکنواخت­تر شود. ماهی­تابه ­های ضد زنگ با پایه آلومینیومی در کناره­های خود دمایی برابر با تابه های آلومینیومی ندارند. ماهیتابه­ های چدنی به خوبی با سطوح پخت القایی کار می کنند، اگرچه این مواد به خوبی آلومینیوم رسانای حرارتی نیستند.

هنگام جوشاندن آب، آب به گردش در می آید و گرما را پخش می کند و از ایجاد نقاط داغ جلوگیری می کند. برای محصولاتی مانند سس، مهم است که حداقل در پایه تابه از مواد رسانای گرما خوب استفاده شود تا حرارت به طور یکنواخت پخش شود. برای محصولات ظریف مانند سس های غلیظ، یک تابه با آلومینیوم در سرتاسر بهتر است، زیرا گرما از کناره­ های آلومینیومی عبور می­کند و سس را به طور یکنواخت گرم می کند.

جهت استعلام موجودی کالا، قیمت و خرید با شماره های زیر تماس برقرار کنید:

شرکت لوازم صنعتی طبخ شمیم: ۱-۶۶۷۹۳۳۷۰ (۰۲۱)

کارشناس فروش: ۰۹۰۲۷۲۹۰۴۰۴ – ۰۹۱۲۷۲۹۰۱۰۱

یا یک پیام در شبکه های اجتماعی و اعلام درخواست کمتر از یک ساعت میتوانید نمونه های مشابه، قیمت و مشاوره کامل دریافت کنید.

به شماره های ۰۹۰۲۷۲۹۰۴۰۴ و ۰۹۱۲۷۲۹۰۱۰۱ در شبکه های داخلی و خارجی یک پیام همراه با درخواست خود ارسال بفرمائید.

شرکت طبخ شمیم آمادگی خود را جهت ارائه مشاوره در خصوص تجهیزات صنعتی برای کسب و کار شما به صورت رایگان اعلام می کند.

لینک های مرتبط:

فیلم رستوران مجهز به اجاق القایی

فیلم کافه آنا یا رستوران آنا مجهز به اینداکشن

سوالات و پاسخ اینداکشن

پاورقی تحقیق اجاق القایی:

[1] روش جدید پخت­ و­پز در نسل سوم اجاق­ ها

[2] گرمایش القایی

[3] همرفت

[4] رسانایی حراراتی

[5] پخت و پز القایی

[6] رویه می­توان همان سطح روی اجاق باشد

[7] ترانسفورماتور

[8] گرمایش ژول

[9] رساناها

[10] اثر پوستی پدیده‌ای است که در خطوط انتقال برق یا مخابرات که جریان‌‌های متناوب (با فرکانس‌های کم یا زیاد) را منتقل می‌کنند

[11] جهت بروز کردن در ویکی­پدیا

[12] هیسترزیس