Вендинговый автомат по приготовлению жареных картофельных шариков
VENDING MACHINE FOR COOKING FRIED POTATO BALLS

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к индустрии питания.
Вендинг получил широкое распространение в мире как удобный и не очень требовательный способ вести торговлю или оказывать услуги. Вендинг имеет различные направления и применяется практически во всех сферах жизни общества.
На сегодняшний день вендинговые аппараты получили широкое распространение. Если за рубежом вендинговые аппараты используются повсеместно для продажи самых разнообразных товаров и даже услуг, то в нашей стране, пока что, как правило, внимание покупателей привлекают только классические кофе-автоматы и пружинные аппараты для выдачи снеков. Только в последние годы наметилась тенденция к появлению в России нетипичных вендинговых аппаратов, таких как автоматы по продаже картофеля фри, роботов-кофеен, пельменематов, пиццематов и т.д.
Некоторые эксперты считают, что пандемия может дать новый толчок к развитию данной сферы, т.к. покупка напитков и готовых блюд через вендинговый автомат является бесконтактной операцией. Также аппараты, предлагающие потребителю качественные блюда могут получить распространение на деловых встречах, праздниках, выездных мероприятиях, в условиях, когда нецелесообразно организовывать полноценную кухню, в условиях дефицита пространства. О перспективности данной сферы говорят и многочисленные новшества, представленные на выставках за последний год. В том числе, пельменемат от команды разработчиков из Казани, Brambor-машины для вендинговой продажи картофеля от Чешских фермеров, пиццемат от XRobotics, вендинг-магазин на колесах «Stop and Shop», предлагающий доставку целого киоска со свежими овощами и фруктами прямо к покупателю, все это без контакта с человеком. Эти факты говорят о перспективности данной сферы торговли. Прибыль будут приносить самые необычные, привлекательные, но при этом вызывающие доверие аппараты.
С относительно давнего времени (одна из первых моделей появилась в 1988 г.), принимались попытки ввести в эксплуатацию вендинговые аппараты-фритюрницы. Недостатки, а также дороговизна аппаратов не позволили им получить широкое распространение. Среди основных недостатков, что логично, выделялись сложности работы с фритюром. Продукт получался слишком жирным, вредным, также аппарат нуждался в частом обслуживании (смене фритюра, очистке готовящих поверхностей), без надлежащей вентиляции сильно загрязнял воздух. Недавно появившаяся технология аэрофритюра может стать решением этих проблем, дать шанс вендинговым аппаратам-фритюрницам на распространение.
Аэрофритюр - это технология приготовления пищи в потоке горячего воздуха с незначительным количеством фритюра.
Среди основных преимуществ этой технологии перед классическим приготовлением во фритюре стоит выделить:
• меньшая жирность, большее сохранение вкусовых качеств и высокая органолептическая оценка;
• отсутствие необходимости в смене фритюра;
• простое обслуживание аппарата;
• упрощенная конструкция вентиляции;
Эти факторы обуславливают возможность применения этой технологии для приготовления картофельных и многих других блюд внутри вендингового аппарата.
На сегодняшний день известны аппараты для жарки и реализации картофеля фри.
Известен патент US 4722267 - это один из первых вендинговых аппаратов для жарки и реализации картофеля фри.
Принцип работы аппарата следующий: из холодильных камер с разделяющими перегородками, которые обслуживаются отдельным компрессором, с помощью дозирующих устройств, полуфабрикат попадает на конвейер, которым доставляется в наклонную решетку. Решетка погружена в ванночку с разогретым маслом, где и осуществляется процесс приготовления картофеля или иного продукта. После приготовления, с помощью эксцентрикового механизма, решетка наклоняется, тем самым извлекая готовый продукт из масляной ванны.
Далее готовый продукт по воронке попадает в одноразовую посуду, приготовленную в разъеме для выдачи. В конструкции аппарата также имеется 2 резервуара (178, 200) для свежего и отработавшего масла соответственно. После каждых 4 циклов жарки, масло обновляется благодаря системе насосов и клапанов.
Преимущества: один из первых представителей автоматов такого рода, многократно использовался в качестве базы для изобретения новых вендинговых автоматов, о чем свидетельствуют многочисленные ссылки из других патентов, несколько продуктов в одном аппарате, неплохой пример всего необходимого вендинговому аппарату для жарки в масле.
Недостатки (возможности для доработки): большие, по современным меркам, габариты, очень много рабочих механизмов (конвейер, дозировщики, компрессор, эксцентриковый механизм, масляные насосы, клапана), что приводит к негативным последствиям в виде: падение надежности системы; высокая энергоемкость; материалоемкость и т.д.
Сложная система смены масла, вызывает паузы в работе аппарата (каждому пятому клиенту придется ждать замену масла). Невысокое качество готового продукта из-за неравномерности прожарки, излишне маслянистости, т.к. продукт прямо из масла попадает к потребителю, отсутствие продуманной системы вентиляции.
Известен еще один вендинг: патент 2015109 - заявляемый аппарат является усовершенствованной версией рассмотренного ранее устройства, выпущен относительно недавно (2016) и является образцом для некоторых современных функционирующих моделей. Данное изобретение также является автоматом для реализации картофеля фри. Ценность данного аппарата в том, что здесь применяется система для вентиляции воздуха с помощью жидкостного фильтра.
Из описания патента известно, что система воздухопроводности предназначена для направления воздуха, извлеченного из системы обжарки, по поверхности воды или другой жидкости на водной основе для осаждения на ней жировых частиц, присутствующих в извлеченном воздухе.
Принцип работы аппарата следующий: полуфабрикат, в данном случае, замороженный картофель, из холодильной камеры, работающей с помощью отдельного компрессора, через питательный шнек дозированно подается в рабочую камеру.
В этой камере полуфабрикат попадает в решетку, погруженную в ванную с горячим маслом, где и происходит процесс жарки. По окончании процесса, решетка поднимается, готовый продукт попадает в воронку и по желобу попадает в посуду, приготовленную для потребителя в отсеке для выдачи. В системе предусмотрена система вентиляции с водяным фильтром, в котором будут задерживаться масляные капли и тяжелые частицы. Преимущество: усовершенствованный по сравнению с предыдущим образец, убраны механизмы, усложняющие конструкцию, такие как конвейер, система масляных насосов и клапанов, новый метод подачи полуфабриката - питательный шнек, система вентиляции с водяным фильтром, что исключает неприятные запахи при работе аппарата, упрощенная система перемещения полуфабриката и продукта, недостатки (возможности для доработки): отсутствие возможности замены масла, что приведет либо к частой необходимости обслуживания, либо к наличию канцерогенов в продукте. Маслянистость и низкое качество из-за неравномерности прожарки продукта. Сложность обслуживания желоба, на который в процессе работы попадает горячее масло после приготовления продукта. Данный аппарат является усовершенствованной версией предыдущего аппарата, что является хорошим примером технических решений. Однако в нем имеются недостатки, требующие доработок и новых идей для решения. Некоторые решения предлагает аппарат, предложенный в патенте US 5097754, который был взят за прототип, потому что максимально близок к проектируемому. Инновационная конструкция рабочей камеры, чтобы не иметь недостатков, выявленных у моделей ранее, имеет хорошо продуманную систему циркуляции воздуха с фильтрующей системой.
Принцип работы аппарата следующий: из холодильной камеры, с помощью дозирующего устройства (исполнение которого не предложено в настоящем патенте-прототипе) полуфабрикат попадает на цилиндрическую сетку-цилиндр в рабочей камере.
После этого решетка, состоящая из двух половин с помощью возвратно-поступательного механизма, собирается воедино, закрепляясь с помощью пазов. Затем цилиндр из сетки с полуфабрикатом начинает вращение в потоке горячего воздуха, который подается через систему труб. В патенте обозначены приблизительные показатели для температуры воздуха, скорости его движения. Важно отметить, что по задумке создателей, система воздуховодов заканчивается фильтрами, предотвращающими попадание гари, масляных капель и мелких частиц продукта в воздух, окружающий аппарат. После окончания готовки, продукт с помощью уже упомянутого механизма, в половинке сетки возвращается в исходное положение, где путем переворота сетки попадает в подготовленную для потребителя посуду.
Преимущества этого аппарата: лучший образец, по сравнению с предыдущими моделями, полное отсутствие масла, что позитивно сказывается не только на готовом продукте, но и на сложности системы, повышенная (по сравнению с предыдущими моделями) надежность системы, за счет меньшего числа механизмов, идея применения аэрофритюра в вендинговом аппарате, хорошая система фильтрации воздуха на выходе. Равномерная прожарка продукта за счет вращения барабана.
Недостатки (возможности для доработки): отсутствие рекомендованного дозирующего устройства, сложность выдачи готового продукта, т.к. невозможно подавать посуду сверху, потребность в очистке готовящего элемента - сетки, некоторые потребители не считают аэрофритюр достойной заменой традиционному, предпочитая маслянистую корочку.
Данное изобретение является одной из самых совершенных на сегодняшний день моделей. Реально функционирующие сегодня модели по своему устройству и исполнению наиболее близки к данному патенту. На основе сравнительного анализа патентов построено дальнейшее конструирование инновационного аппарата.
Обоснование выбора продукта: картофельные шарики являются хорошим вариантом для вендинговой торговли: при должном температурном режиме полуфабрикат может длительно храниться без потери качества; процесс доготовки занимает непродолжительное время; технология аэрофритюра подходит для приготовления данного блюда; данное блюдо имеет несколько разновидностей, что позволяет предоставлять потребителю ассортимент похожей продукции в зависимости от начинки и способа приготовления; является самостоятельным блюдом, способным составить конкуренцию классическим снекам, например, картофелю фри; достаточно сытное блюдо с приятной хрустящей корочкой, способное утолить голод без вреда для здоровья.
Вышеперечисленные аспекты позволяют рассматривать картофельные шарики как подходящее, но при этом неординарное блюдо для вендинговой торговли.
В разработанном аппарате предполагается использование шариков с сыром, грибами, курицей, ветчиной и сыром. Данный выбор сделан на основе популярности поисковых запросов пользователей сети интернет (таблица 1).
Разработанный аппарат предлагает потребителю небольшой ассортимент картофельных шариков с различными начинками (3-4 позиции), приготовленных из замороженных полуфабрикатов. Продукт будет приготовлен по технологии аэрофритюрницы, по желанию потребителя с добавлением масла для обжарки. Также аппарат будет предлагать несколько соусов на выбор. Оплатить заказ можно будет наличным и безналичным способом, а также через специальное приложение для мобильного (для скачивания приложения, на корпусе устройства будет предусмотрен QR-код).
Аппарат имеет небольшой экран с поддержкой нескольких языков, который будет приветствовать, и направлять клиента, после выбора заказа демонстрировать короткий видеофильм о работе автомата и набор интересных фактов о картофельных шариках, включая, конечно, факты о пользе данного блюда. По окончании процесса приготовления, экран будет желать приятного аппетита. Корпус аппарата будет иметь стеклянные вставки, чтобы покупатель мог наблюдать за процессом приготовления своего блюда. Также потребителю будет предложена покупка фирменной многоразовой посуды, которая не только помогает сберечь экологию, но и дает покупателю скидку на продукцию. Аппарат будет работать следующим образом (фиг.1):
После того, как пользователь с помощью сенсорного меню (10), или через мобильное приложение выполнил заказ и внес оплату, полуфабрикат (замороженные картофельные шарики с выбранной начинкой), из разделенной на секции (1) холодильной камеры, с помощью дозирующего устройства (2) попадает в отсек для приема-выдачи (3). Полуфабрикат с помощью поступательно-возвратного механизма перемещается в область готовки (4), где вращается в потоке горячего воздуха. Горячий воздух создается с помощью нагревательного элемента (5), двигается по воздуховоду с помощью вентилятора и фильтруется на выходе из аппарата фильтром (6). Если потребитель выбрал опцию приготовления в масле, из резервуара (8) подается масло на форсунку (7). Масло разбрызгивается на продукт, что придает корочке приятную маслянистость. После окончания процесса приготовления поступательно-возвратный механизм переходит в положение приема-выдачи и выгружает готовую продукцию в область выдачи (9) через воронку и наклонный желоб (использовать прямой желоб невозможно, т.к. это затруднит выдачу посуды). В зоне выдачи продукт попадает в заранее подготовленную посуду. Туда же будут доставлены выбранные покупателем соус и пакетик со специями.
Рабочая камера представляет собой отсек, в котором пересекается продукт и поток горячего воздуха. Она имеет форму прямоугольного параллелепипеда с небольшим изгибом на одной стенке. Схема работы следующая (фиг.2): электропривод (1) поднимает рабочую камеру (3), которая представляет собой сетчатый барабан на небольшой угол, положение показано на фиг.2 а. После этого полуфабрикат из бункера (2) поступает в рабочую камеру. Затем с помощью привода, барабан занимает горизонтальное положение и начинает вращаться. Минимальный зазор между выгнутой стенкой и барабаном не позволяет полуфабрикату выпасть из сетчатого барабана (фиг.2б). Вентилятор (4) подает горячий воздух, который проходит через продукт и выходит через систему вентиляции (5). После завершения процесса приготовления привод наклоняет барабан и готовый продукт поступает в зону выдачи (6) показано на фиг.2 в.
Литература
1. Бойцова Ю.С., Аленин И.П. Статистика и тенденции развития рынка вендинговых автоматов/ International Journal of Humanities and Natural Sciences, vol. 10-2 (49) - 2020. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/statistika-i-tendentsii-razvitiya-rynka-vendingovyh-avtomatov/viewer (дата обращения: 05.12.2021). - Режим доступа: Научная электронная библиотека Киберленинка.
2. Анализ российского рынка вендинговых автоматов: итоги 2018 г., прогноз до 2021 г. [В Интернете] 15.01.2019 [Цитировано: 05.12.2021] URL: https://marketing.rbc.ru/articles/10655/
3. Отчет EVA 8: рост вендингового рынка 2020 перечеркнут коронавирусом [В Интернете] 3.12.2020 [Цитировано: 05.12.2021] URL: https://infovend.ru/2020/12/otchyot-eva-8-rost-vendingovogo-rynka-2020-perechyorknut-koronavirusom/
4. Итоги года в вендинге 2020 [В Интернете] 31.12.2020 [Цитировано: 05.12.2021] URL: https://veq.ru/catalog/analitika-market/doc/6559
5. Вендинг в России 2021 [В Интернете] 1.01.2021 [Цитировано: 05.12.2021] URL: https://veq.ru/catalog/zhizn_vendingovyh_apparatov/doc/6777