Устройство для приготовления пищевых продуктов

Полезная модель относится к устройствам для приготовления пищевых продуктов путем тепловой обработки, в частности, к устройствам для приготовления пищевых продуктов на шампурах.
Из уровня техники известно большое количество устройств, которые представляют собой горизонтально стоящую конструкцию для тепловой обработки продуктов, в которой применяются дрова или угли. Приготавливаемый продукт на шампурах размещается над тлеющим углем. Недостатками данных конструкций являются сложности поддержания режима тепловой обработки: сохранение равномерной температуры на всей поверхности продукта и на протяжении всего времени приготовления, а также точное соблюдение времени приготовления. Сложность поддержания режима тепловой обработки возникает из-за горизонтальной конструкции устройства и из-за использования тлеющего угля в качестве источника тепла. Периодически на уголь попадает жир от продукта, что вызывает возгорание и чрезмерное тепловое воздействие на продукт. При приготовлении не жирных продуктов на уголь попадает жидкость, выделяющаяся из продукта, что, напротив, приводит к снижению температуры нагрева. Кроме того, сложность поддержания режима тепловой обработки обуславливается и необходимостью участия человека в приготовлении продукта, например при переворачивании шампуров, контроле длительности приготовления и поддержания стабильной температуры.
Известны устройства для тепловой обработки продуктов питания на шампурах, имеющие вертикальную конструкцию. Например, из патента на полезную модель РФ RU75922U1 (RU75922U1, заявка № 2008102331/22 от 21.01.2008, опубликована 10.09.2008) известна электрическая шашлычница, содержащая нагревательную камеру с крышкой, состоящую из двух полуцилиндров, основания и рамы, в которой размещены нагревательный элемент, вертикальные шампуры с приводным механизмом, отличающаяся тем, что полуцилиндры, образующие нагревательную камеру, закреплены к раме при помощи шарниров, которые соединены между собой посредством защелки в виде плоской пружины с зацепом, выполненной с возможностью вхождения в прямоугольный паз в раме, а нагревательный элемент жестко закреплен в средней части основания, при этом каждый шампур снабжен съемной фиксирующей скобой. Недостатком данного устройства является то, что шампуры с продуктами приготовления расположены вертикально. В результате чего при приготовлении жир или жидкость, выделяющаяся в верхней части продукта, стекает в нижнюю часть продукта, что приводит к неравномерному результату приготовления продукта и не дает возможности стабильно получать продукт высокого качества. Так как часть продукта, расположенная ниже, будет более сочной и в результате этого потребует более длительного времени тепловой обработки, чем часть, расположенная выше. То есть время и температура, необходимые для приготовления продукта, будут напрямую зависеть от степени жирности или влажности верхней части продукта. Недостатком является также наличие всего одного нагревательного элемента, который обеспечивает единовременное тепловое воздействие только на одну сторону продукта, что снижает скорость приготовления продукта.
Известны устройства, в которых шампуры с продуктом размещаются горизонтально друг над другом, а тепловая обработка происходит за счет расположенного напротив шампуров источника тепла. Например, из патента на изобретение RU2606325C1 (заявка 2015150093 от 23.11.2015, опубликована 10.01.2017, прототип) известен вертикальный мангал для приготовления пищевых продуктов на биотопливе, который содержит металлический каркас с опорами, металлический конусообразный короб для загрузки в него топлива жестко закреплен на содержащем отверстие воздуховоде прямоугольной формы, под которым находится зольник, при этом конусообразный короб с воздуховодом и зольником закреплен в центральной части указанного каркаса на горизонтальной консоли, в котором короб имеет форму конуса, расширяющегося от его прямоугольного основания вверх, и имеет две активные стороны, изготовленные из сетчатого металла, в котором на каркасе с двух сторон от короба установлены стойки с пазами для фиксации в них шампуров, в котором стойки выполнены с возможностью крепления к ним двух Г-образных стенок-экранов с беспазовых сторон стоек таким образом, что указанные стенки-экраны расположены за стойками напротив каждой из активных сторон короба в форме конуса. Представленная конструкция мангала предполагает ручное вращение каждого шампура и работает на биотопливе, что делает невозможным равномерное приготовление продукта и снижает качество готового продукта, поскольку пользователь не может обеспечить полностью равномерное ручное вращение каждого шампура и стабильную температуру нагрева.
Технический результат заявленного устройства для приготовления пищевых продуктов заключается в снижении затрат времени пользователя на приготовление продукта при повышении качества готового продукта.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для приготовления пищевых продуктов содержит корпус с размещенным на нем как минимум одним нагревательным элементом, соединенный с корпусом подвижный элемент, имеющий как минимум один нагревательный элемент, систему управления, соединенную с двигателем и нагревательными элементами, и как минимум два замкнутых гибких элемента, зафиксированных на корпусе с возможностью синхронного движения и приводимых в движение двигателем, а также закрепленные на гибких элементах фиксаторы.
Снижение затрат времени пользователя на приготовление продукта достигается за счет того, что устройство для приготовления пищевых продуктов требует меньшего контроля со стороны пользователя и меньшего участия пользователя в приготовлении продукта, а также за счет того, что продукт готовится быстрее, чем в аналогах с нагревательным элементом, размещенным с одной стороны от продукта. Устройство для приготовления пищевых продуктов требует меньшего контроля со стороны пользователя так как пользователь может не следить за временем и температурой приготовления продукта: ему достаточно установить желаемое время и температуру до начала термической обработки продукта и устройство для приготовления пищевых продуктов будет соблюдать заданные параметры. Расположение нагревательных элементов с двух сторон от продукта позволяет обеспечить равномерную термическую обработку продукта за более короткий промежуток времени, чем при размещении нагревательного элемента с одной стороны от продукта.
Показателями качества готового продукта являются его органолептические свойства, внешний вид, степень прожарки (консистенция). Устройство для приготовления пищевых продуктов позволяет установить конкретную степень и продолжительность термического воздействия, благодаря чему можно повысить качество готового продукта корректируя данные параметры в зависимости от состава продукта и предпочтений пользователя.
На фиг. 1 представлен вариант исполнения заявленного устройства, где: 1 – корпус, 2 – основной нагревательный элемент, 3 – гибкий элемент, 4 – фиксатор, 5 – шампур, 6 – подвижный элемент, 7 – дополнительный нагревательный элемент, 8 - система управления.
Устройство для приготовления пищевых продуктов включает корпус 1, выполненный из жесткого прочного материала, например, металла. Корпус может быть выполнен в виде жестко скрепленных между собой поверхностей или в виде каркаса из жестких прочных элементов, например, уголков или профилей или труб, или в виде комбинации из жесткого каркаса и прикрепленных к каркасу поверхностей, образующих все или некоторые стенки корпуса. Корпус может иметь квадратную, прямоугольную или любую иную форму, которую можно устойчиво разместить на горизонтальной поверхности.
Корпус должен быть достаточно прочным для того, чтобы на нем можно было зафиксировать основной нагревательный элемент 2. Нагревательный элемент жестко зафиксирован как минимум на одной из сторон корпуса посредствам резьбового соединения, спайки или иным образом, обеспечивающим неподвижность нагревательного элемента в процессе приготовления продукта. Основных нагревательных элементов может быть несколько, это увеличит площадь поверхности нагрева и позволит увеличить скорость приготовления продукта за счет того, что в один момент времени большее количество продукта может подвергаться термической обработке.  Основной нагревательный элемент 2 может быть размещен в наклонной плоскости, расположенной под углом 60-120°. Чем ближе положение основного нагревательного элемента к вертикальному положению, тем равномернее термическая обработка и выше качество продукта.
С двух сторон от нагревательного элемента 2 на корпусе 1 расположены параллельные замкнутые гибкие элементы 3. Гибкие элементы могут быть выполнены из металла или иного жаропрочного материала и могут представлять собой цепь или трос или иные гибкие изделия из синтетических или стальных или металлических или смешанных прядей. Гибкие элементы 3 размещаются параллельно друг другу таким образом, чтобы они могли двигаться синхронно и при этом чтобы они могли двигаться снизу вверх или сверху вниз вокруг двух осей: одна ось находится выше основного нагревательного элемента 1, вторая ось находится ниже основного нагревательного элемента 1. Параллельное размещение гибких элементов 3 дает возможность более надежно зафиксировать шампур 5 с продуктом, то есть избежать ухудшения качества готового продукта из-за падения шампура 5.
На гибких элементах 3 расположены фиксаторы 4 для размещения шампура 5, позволяющие разместить на двух параллельных цепях шампур 5 с продуктом. Фиксаторы 4 для размещения шампура 5 могут быть съемными или не съемными, могут иметь разную форму, например, форму крюка или петли. Шампур 5 может быть выполнен из металла или иного жаропрочного жесткого материала, может иметь круглую, овальную или плоскую форму в сечении. Повышение качества готового продукта достигается за счет размещения шампуров 5 с продуктом горизонтально, в результате чего жир или сок равномерно распределяются по продукту и готовый продукт имеет равномерную сочность.
Гибкие элементы 3 соединены как минимум с одним двигателем таким образом, чтобы обеспечить возможность приведения в движение гибких элементов 3 при работе двигателя. Соединение каждого гибкого элемента 3 с двигателем может выполнено в виде червячной передачи. Двигатель выполняется электрическим, так как это дает возможность избежать появления посторонних запахов при работе двигателя, за счет чего повышается качество продукта. Каждый гибкий элемент 3 может быть соединен с отдельным двигателем или оба гибких элемента 3 могут быть соединены с одним двигателем.
К корпусу 1 как минимум в двух точках подвижно прикреплен подвижный элемент 6 таким образом, чтобы подвижный элемент 6 мог перемещаться вокруг оси, на которой расположены крепления. Подвижный элемент 6 может быть выполнен в виде жестко скрепленных между собой поверхностей или в виде каркаса из жестких прочных элементов, например, уголков или профилей или труб, или в виде комбинации из жесткого каркаса и прикрепленных к каркасу поверхностей, образующих все или некоторые стенки подвижного элемента 6.
Подвижный элемент 6 крепится к корпусу таким образом, чтобы в одном из положений он мог находиться в параллельной к основному нагревательному элементу 2 плоскости. В этом случае будет достигаться максимально равномерное распределение тепла по всей поверхности продукта, что обеспечит более высокое качество готового продукта.
Подвижный элемент 6 выполняется таким образом, чтобы обеспечить возможность крепления в нем или на нем дополнительного нагревательного элемента 7. Дополнительный нагревательный элемент  7 размещается таким образом, чтобы в одном из положений подвижного элемента 6 дополнительный нагревательный элемент  7 мог находиться в параллельной к основному нагревательному элементу 2 плоскости. В этом случае будет достигаться максимально равномерное распределение тепла по всей поверхности продукта, что обеспечит более высокое качество готового продукта.
Между подвижным элементом 6 и дополнительным нагревательным элементом может быть размещен теплоизоляционный материал, позволяющий избежать нагревания подвижного элемента при нагревании дополнительного  нагревающего элемента 6. Это позволяет предотвратить передачу тепла от дополнительного нагревательного элемента к подвижному элементу, что предотвращает нагревание загрязнений или материалов, расположенных на поверхности подвижного элемента, неприятный запах от нагревания которых которые мог бы снизить качество готового продукта.
Подвижный элемент 6 прикреплен к корпусу подвижно для того, чтобы как минимум в одном из положений подвижного элемента 6 была возможность получить доступ к основному нагревательному элементу 2 и дополнительному нагревательному элементу 7 или, если нагревательные элементы защищены керамическим стеклом, то к этому керамическому стеклу для очистки нагревательных элементов или керамического стекла от загрязнений. Возможность очистки от загрязнений позволяет избежать неприятного запаха, образующегося при нагревании загрязнений, что увеличивает качество готового продукта.
Система управления 8 соединена с двигателем, основным нагревательным элементом 2, дополнительным нагревательным элементом 7 и с электрической сетью или с источником энергии таким образом, чтобы обеспечить контроль пользователя за подачей энергии к двигателю, основному нагревательному элементу 2 и дополнительному нагревательному элементу 7. Система управления 8 обеспечивает возможность снижения или увеличения температуры нагрева основного нагревательного элемента 2 и дополнительного нагревательного элемента 7, а также обеспечивает возможность снижения или увеличения скорости движения гибких элементов 3 за счет контроля работы двигателя по желанию пользователя. Система управления 8 зафиксирована в корпусе 1. Система управления 8 позволяет пользователю контролировать температуру термического воздействия на продукт и длительность нахождения продукта в зоне термического воздействия, что дает возможность выбрать оптимальное соотношение температуры и длительности термической обработки и тем самым повысить качество готового продукта.
Для получения готового продукта систему управления 8 подключают к электрической сети или иному источнику энергии. С помощью системы управления 8 пользователь определяет степень нагрева основного нагревательного элемента 2 и дополнительного нагревательного элемента 7, а также определяет скорость движения гибких элементов 3. Основной нагревательный элемент 2 и дополнительный нагревательный элемент 7 нагреваются. Двигатель приводит в движение гибкие элементы 3, которые движутся снизу вверх. Пользователь размещает шампур 5 с продуктом на расположенных напротив друг друга фиксаторах 4 ниже нижней границы основного нагревательного элемента 2 и дополнительного нагревательного элемента 7. Подвижный элемент 6 приводят в положение, в котором дополнительный нагревательный элемент  7 находится в параллельной к основному нагревательному элементу 2 плоскости. Гибкие элементы 3 с размещенным на фиксаторах 4 шампуром 5 с продуктом движутся снизу вверх таким образом, что шампур 5 с продуктом перемещается между основным нагревательным элементом 2 и дополнительным нагревательным элементом 7. Когда фиксаторы 4 с шампуром 5 с продуктом достигнут точки, расположенной выше верхней границы основного нагревательного элемента 2 и дополнительного нагревательного элемента 7, пользователь может забрать шампур 5 с уже готовым продуктом, прошедшим термическую обработку.
Заявленное устройство для приготовления пищевых продуктов может использоваться для приготовления различных пищевых продуктов. Например, такими продуктами могут быть мясные и мясосодержащие продукты, продукты, содержащие растительные аналоги мяса или овощи или бобовые или тесто или иные пищевые продукты.
Нагревательные элементы выполняются в виде электрических нагревательных элементов, например, нагревательных элементов сопротивления или инфракрасных нагревателей, и могут быть защищены керамическим стеклом от соприкосновения с продуктом. Применение электрических нагревателей позволяет обеспечить нагрев нагревателя до конкретной заданной степени, обеспечивает сохранение температуры на протяжении всего времени приготовления продукта и делает возможным нагрев нагревательного элемента до 650°С. Благодаря этому можно выбрать и сохранить температурный режим, оптимальный для приготовления конкретного вида продута, а также заранее спрогнозировать время, необходимое для приготовления. Возможность выбрать и сохранить температуру приготовления продукта позволяет готовить продукт на максимально допустимой для сохранения высокого качества продукта температуре, благодаря чему продукт будет готовиться минимально возможное время. Количество нагревательных элементов может быть увеличено, что может повлиять на качество готового продукта или на время приготовления продукта или на количество продукта, которое можно одновременно подвергать термической обработке.
Система управления может быть соединена с табло, зафиксированным на корпусе, выполненным с возможностью отображать информацию для пользователя. Например, табло может отображать информацию о выбранной пользователем степени нагрева нагревательных элементов, а также о скорости движения гибких элементов. Возможность отображения такой информации позволяет пользователю установить, при каких условиях производится термическая обработка продукта, и опытным путем выбрать наиболее подходящие условия, при которых достигается наивысшее качество готового продукта.
В непосредственной близости от одного или нескольких нагревательных элементов может быть неподвижно зафиксирован датчик температуры нагревательного элемента. Такой датчик соединен с системой управления и передает информацию о температуре нагревательного элемента системе управления, которая сообщает эту информацию пользователю путем отображения информации на табло. Это дает возможность более точно определить температуру нагревательного элемента и установить температуру, наиболее подходящую для получения более качественного готового продукта.
В верхней части корпуса выше верхней границы нагревательных элементов с противоположной стороны от них размещается зона складирования готовых продуктов. Данная зона может представлять собой рамку, соединенную с корпусом или являющуюся продолжением корпуса, одна из граней которой находится ниже уровня верхней оси, вокруг которой движутся гибкие элементы. Причем ширина данной зоны складирования не должна превышать длину шампура. Когда фиксаторы 4 с шампуром 5 с продуктом достигнут точки, расположенной выше верхней границы основного нагревательного элемента 2 и дополнительного нагревательного элемента 7, пользователь может не забирать шампур 5 с уже готовым продуктом, прошедшим термическую обработку. В этом случае шампур с готовым продуктом останется в зоне складирования готовых продуктов, и пользователь сможет забрать его после того, как шампур немного остынет, не тратя время на поиск способа взять горячий шампур.