ES2945383A1 - Sistema de control para tostador vertical y metodo asociado - Google Patents

Abstract

Tostadora vertical que comprende, al menos, una unidad de control configurada con al menos una función operativa de precalentamiento del elemento calefactor (4); y una función de tostado de la rebanada; al menos una cavidad o receptáculo para recibir las tostadas, con al menos un sensor de temperatura; un elemento calefactor (4); una plataforma porta tostadas, con al menos dos posiciones operativas y al menos un mecanismo para variar entre las dos posiciones; una posición interior, en la que la plataforma porta tostadas está dentro de la cavidad o receptáculo para recibir las rebanadas; y una posición exterior, en la que la plataforma porta tostadas está fuera de la cavidad o receptáculo.

Description

DESCRIPCIÓN

SISTEMA DE CONTROL PARA TOSTADOR VERTICAL Y MÉTODO ASOCIADO

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a los procedimientos y dispositivos que tienen por objeto el tostado y/o recalentamiento de productos agroalimentarios comestibles, por exposición a una radiación de infrarrojos, y más concretamente, una tostadora vertical.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Generalmente, las máquinas de preparación de comida presentes en el estado de la técnica cuentan con un elemento calefactor que ejerce una transferencia de calor al recipiente donde se ejecutan las elaboraciones que, a su vez, realiza una transferencia de calor por conducción a los alimentos dentro de él, para llevar a cabo las tareas de cocinado.

Las tostadoras convencionales incluyen cada una, una o más matrices de elementos calefactores, por ejemplo, matrices de elementos de alambre de nicromo enrollados en formadores de mica, y mecanismos para mantener una o más rebanadas de pan en proximidad espacial a una o más matrices.

Pertenece al estado de la técnica el documento US6267044B1, que presenta una tostadora doméstica de tipo lote que tiene un receptáculo para el pan rebanado alejado del compartimento de tostado y que, automáticamente retiene el pan en ese receptáculo hasta que los elementos de tostado alcancen una temperatura de tostado eficiente. Solo cuando estos elementos han alcanzado la temperatura óptima, el receptáculo baja y se cierran unas compuertas en la parte superior, creando un horno. De esta manera el calor se concentra en el interior del aparato, transfiriéndose a las superficies del mismo. Así pues, la superficie exterior del tostador absorberá gran parte de la temperatura interior, pudiendo producir una quemadura al usuario durante el uso del aparato e incluso una vez finalizado el proceso de cocción.

Con la configuración planteada en la presente invención, no se genera un cierre hermético de la cavidad, por lo que el calor no se acumula en el interior del aparato y, por tanto, la temperatura de las superficies exteriores del mismo, se reduce respecto al documento anteriormente descrito.

Por otra parte, el documento US2005178757A1 se refiere a un tostador que encierra totalmente el producto alimenticio que se está tostando. El tostador posee una apertura mediante la cual se introducen los elementos en el interior, una vez esta se cierra los alimentos están ya dentro y se produce una curva de calentamiento progresiva. Debido a ello, se produce una pérdida de humedad en el interior de la rebanada, perdiendo gran parte del agua que la forma. Esta secuencia de tostado es precisamente la que se pretende evitar con la invención actual, pues se evita que el producto esté presente en la cavidad durante la curva de calentamiento. De esta manera, se asegura una tostada que no pierda la humedad interna, mientras que se alcanza un grado de tostado óptimo en la superficie exterior.

Por último, se presenta el documento AU2015275269A1 que presenta un tostador con un control activo de la temperatura en el interior de la cavidad. Dependiendo de la temperatura inicial medida, se calcula mediante una fórmula la temperatura final que provocará un tostado óptimo. Por otra parte, se encienden o apagan ciertos elementos calefactores en el interior de la cavidad dependiendo de la temperatura que se mide en el momento inicial. En el caso de la presente invención, será necesario hacer un control activo de la temperatura para conocer la temperatura óptima para el inicio del tostado.

La principal diferencia radica en que hacer un control de la temperatura no evita el secado del interior de la rebanada, no evitando la pérdida de humedad al iniciar el tostado justo en el momento óptimo.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención pretende resolver el problema que reside en la pérdida de humedad en el interior de las tostadas cuando se realiza una curva de calentamiento progresiva durante su tostado.

En los tostadores verticales convencionales, las rebanadas de pan se introducen en el interior de la cavidad desde el primer momento, cuando la temperatura de la misma es igual a la temperatura del ambiente. Por tanto, cuando se produce el calentamiento de la cavidad, simultáneamente ocurre un secado o pérdida de humedad tanto en la superficie de la tostada como en su interior.

El funcionamiento de una tostadora de pan parte de la generación de calor, que en este caso se da al aprovechar el efecto de la conducción de la electricidad por una resistencia. A grandes rasgos se emplea una radiación infrarroja para que se caliente la pieza de pan. En el momento en que una rebanada es introducida se observará un alambre enrollado que brilla y se va a tornar de un color rojo. El alambre enrollado es el que produce la radiación infrarroja. No obstante, esta radiación no llega a su nivel máximo de forma instantánea, sino que necesita un tiempo de establecimiento y/o precalentamiento.

Respecto al modo típico para producir la radiación infrarroja, suele hacerse uso de un alambre de nicrom envuelto alrededor de una lámina de mica. Es necesario destacar, que el alambre de nicrom es una aleación de níquel y cromo, que presenta características apropiadas con las que disipa bien el calor.

En resumen, en las tostadoras que tienen una estructura vertical, las rebanadas de pan que se van a tostar se bajan primero a la posición de tostado, ya sea de forma manual o automática, los elementos de tostado que están inicialmente a temperatura ambiente, luego se calientan lentamente a una temperatura de tostado. Normalmente, durante este proceso de precalentado, la comida se deshidrata parcialmente antes de que comience el proceso de tostado. El proceso de tostado o de dorado del pan deshidrata aún más la comida, y el grado de deshidratación depende en gran medida del tiempo necesario para dorarlo. Si el tostado toma más de 3 minutos, el pan puede deshidratarse severamente y el resultado es un producto muy seco.

La retención de la humedad en el interior del pan es de vital importancia para asegurar una textura y un sabor agradable para los usuarios. Por lo que, es necesario que el tiempo de precalentamiento sea lo menor posible o que el producto a tostar esté el mínimo tiempo en un ambiente caliente mientras no se haya alcanzado la temperatura óptima de tostado.

Así pues, la presente invención se refiere a una tostadora vertical que posee un receptáculo para depositar las rebanadas de pan que se pretenden tostar. Este receptáculo tiene una plataforma porta tostadas, con al menos dos posiciones, la posición de precalentamiento de la cavidad, en la que la plataforma está sustancialmente fuera del receptáculo; y la posición de tostado en la que las rebanadas de pan portadas por la plataforma y la propia plataforma porta tostadas están en el interior del receptáculo. Este receptáculo cuenta con los medios de generación de calor pertinentes para tostar la rebanada en el interior del receptáculo.

La plataforma porta tostadas es capaz de moverse entre ambas posiciones gracias a la acción de un actuador eléctrico y si es necesaria, la PCB o unidad de control. En la posición de precalentamiento, la plataforma porta tostadas se encuentra en la parte exterior de la ranura por la que se introducen las rebanadas. La base de la plataforma tiene perfil de V; tiene una forma especialmente diseñada para recircular el calor que sube desde el interior de la rejilla hacia los laterales, de tal forma que el calor generado durante el precalentamiento no afecte a la humedad del interior de la rebanada.

La invención comprende una base de la plataforma, con un diseño en V extruido a lo largo de la rejilla de entrada a la cavidad del tostador. En la parte interna de la extrusión se sitúa el alimento, por lo que el calor que sube desde los medios de calentamiento, se desvía hacia los laterales evitando el secado prematuro de la tostada durante el proceso de precalentamiento.

En el interior de la cavidad se sitúa un sensor de temperatura que es capaz de medir activamente y en cada instante la temperatura a la que se encuentra la cavidad del tostador. Al detectarse que se alcanza la temperatura de precalentamiento de la cavidad, se acciona el actuador eléctrico, bajando los productos que el usuario pretende tostar hasta la zona de tostado. De esta forma, el proceso de tostado de las rebanadas se produce cuando la temperatura interna de la cavidad es óptima para ello, por lo que la tostadora comprende en su unidad de control o PCB, información previamente establecida de temperaturas de trabajo.

Por otra parte, la bajada de los productos desde la zona exterior a la interior debe producirse con la rapidez suficiente para evitar que el pan empiece a secarse durante ese proceso de transporte.

Una vez se ha realizado dicho transporte, empieza el proceso de tostado que depende de la temperatura interna de la cavidad y el tiempo que el producto resida en su interior. El proceso de precalentamiento tendrá una duración mayor en caso de que se pretenda cocinar una tostada cuando la temperatura de la cavidad es igual a la temperatura ambiente. Debido a que el tiempo de establecimiento de la temperatura interna de precalentamiento será mayor que si se tratara de la segunda tanda de tostadas a realizar. En la cual, la temperatura inicial de la cavidad es mayor y, por tanto, el tiempo de establecimiento de la temperatura optimizada para el precalentado de la cavidad, será menor.

De esta manera, el tiempo total de tostado es dependiente de la temperatura inicial de la cavidad y de la temperatura ambiente, debido a que si el tostador se encuentra en un ambiente cálido necesitará menos tiempo para establecer una temperatura interna elevada.

Por otra parte, en el caso de que el tostador se encuentre en un ambiente frío, necesitará mayor potencia y tiempo para establecer la temperatura previamente establecida de precalentamiento de la cavidad. Por tanto, el funcionamiento del tostador no se rige por tiempos o potencias de tostado sino por temperaturas de trabajo.

Así pues, se consigue un tostado del producto más rápido, húmedo y sabroso cuando la tostada es introducida en la cavidad. El resultado obtenido consiste en que la superficie exterior del pan se encuentre crujiente, mientras que la miga interior haya retenido un gran porcentaje de la humedad que poseía inicialmente.

La siguiente propuesta resuelve el problema planteado anteriormente. Los componentes que conforman el invento son un actuador eléctrico, que permite realizar el transporte de la barra que sujeta los productos desde la posición de precalentado hasta la posición de tostado, la barra que se acaba de mencionar que se encarga del transporte de los productos introducidos en el tostador. En esta barra se instalan dos varillas metálicas que, conectadas a unos muelles, son capaces de aprisionar la parte inferior de los productos cuando se encuentran en posición de precalentado.

Por otra parte, son necesarias unas rejillas adicionales, situadas en el interior de la cavidad del tostador, que aprisionan el cuerpo completo de los productos cuando son transportados a la zona de tostado. Esta estructura que se conforma para portar las tostadas recibe el nombre de plataforma porta tostadas, la cual comprende al menos unas guías que le permiten movimiento relativo, al menos suficiente para diferenciar entre una posición exterior, donde la plataforma porta tostadas está en el exterior.

Para controlar la temperatura de la cavidad, es necesaria la instalación de un termopar que sea capaz de medir en cada instante la temperatura interna de la cavidad del tostador. Esta información se procesa a través de una unidad de control, también conocida como PCB que, en función de la temperatura de la cavidad, provoca unas actuaciones u otras por parte de los mecanismos del tostador. Además, se necesitan dos finales de carrera para marcar que la barra transportadora ha llegado a la posición más elevada o a la posición menos elevada. Una vez accionados, se cambia la dirección de giro del actuador eléctrico para que suba o baje los productos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Despiece de partes del sistema propuesto

Figura 2.- Sistema propuesto sin cuerpo exterior.

Figura 3.- Mecanismo de transporte de las tostadas.

Figura 4.- Corte seccional cuerpo del tostador.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En una realización preferente, la presente invención describe una tostadora vertical, que comprende un sistema autónomo de tostado, formado por varios elementos entre los cuales habrá al menos un elemento calefactor (4), una plataforma porta tostadas para poder portar las tostadas (3) con al menos dos posiciones, en la que una posición exterior es de precalentamiento, en la que la plataforma porta tostadas está en el exterior del receptáculo; y la otra posición es de tostado, en la que la plataforma porta tostadas está en el interior del receptáculo; la plataforma porta tostadas permanece en la posición exterior durante el tiempo de precalentamiento de la cavidad que se encuentra en el interior del cuerpo principal (1), un actuador o motor eléctrico (7) y un mecanismo que se encarga de realizar el transporte de las tostadas (3) desde la zona de precalentamiento hasta la zona de tostado que es donde se almacenan los elementos calefactores (4) que proporcionan la temperatura óptima para el tostado de las tostadas (3), la plataforma porta tostadas comprenden unas rejillas de aprisionamiento (5) que mantienen las tostadas (3) erguidas durante el periodo de tostado, unas varillas de aprisionamiento que mantienen las tostadas (3) erguidas durante el periodo de precalentamiento, un sistema de control del proceso (6) y un sensor de temperatura (11).

El actuador o motor eléctrico (7) deberá estar conectado a una biela (8) que se encargará de transformar el movimiento rotatorio del actuador eléctrico (7) en un movimiento vertical de transporte de la plataforma porta tostada que porta las tostadas (3).

Tanto las rejillas de aprisionamiento (5) como las varillas de aprisionamiento (9) deben estar conectadas a un elemento elástico de tal manera que tengan una posición de reposo y una posición de actuación. En el caso de las rejillas de aprisionamiento (5), la posición de reposo será la apertura completa de las mismas, en el momento en el que el receptáculo (10) baje hasta la posición de tostado, accionará el elemento elástico para llevar a las rejillas de aprisionamiento (5) hasta su posición de actuación.

Por otro lado, en cuanto a las varillas de aprisionamiento (9), su posición de reposo consistirá en estar en contacto entre ellas en el centro geométrico del aparato, para que cuando las tostadas (3) se inserten entre ellas, sometan la presión suficiente para mantenerlas erguidas.

En otra realización preferente, la invención comprende al menos un cuerpo exterior del tostador (1), las superficies laterales (2), las tostadas (3) que se introducen en el cuerpo (1), los elementos calefactores (4) que son los encargados de realizar el precalentado y tostar los productos alimenticios que son introducidos, las rejillas de aprisionamiento (5) que se encargan de apretar los productos para que tengan una posición de tostado fija, la unidad de control o PCB (6) donde se almacena toda la electrónica necesaria para desarrollar el software propuesto, el actuador eléctrico (7) encargado de ejercer la fuerza necesaria para transportar las tostadas (3) desde la zona de espera a la zona de tostado, la biela (8) que va conectada al actuador eléctrico (7) y al receptáculo (10), siendo la encargada de transformar el movimiento rotatorio del motor a un movimiento vertical de subida y bajada, las varillas de aprisionamiento superior (9) que se encargan de sujetar las tostadas (3) en posición vertical cuando están depositadas en el receptáculo (10) de espera durante el tiempo de precalentamiento y, por último, el receptáculo (10) donde se alojan las tostadas (3) y que posee un diseño específico encargado de redirigir el calor generado por los elementos calefactores (4) hacia los laterales, evitando el secado prematuro de las tostadas (3).

Como se puede apreciar en la Fig.2, vemos el sistema propuesto sin el cuerpo exterior (1) del tostador, para poder entender mejor el mecanismo interno. En ella, se puede apreciar cómo quedan aprisionadas las tostadas (3) en las varillas de aprisionamiento (9) cuando el receptáculo (10) se encuentra en posición de precalentamiento de la cámara de tostado. El sistema permanece en esta posición hasta que el sensor de temperatura (11) detecta que la temperatura del interior de la cámara es óptima para el tostado de las tostadas (3). Una vez se ha detectado esto, se procede a activar el actuador eléctrico (7) para transportar las tostadas (3) desde la posición de precalentamiento hasta la posición de tostado. Una vez se baja hasta esta posición, se accionan las rejillas de aprisionamiento (5) para mantener las tostadas (3) en una posición fija durante el proceso de tostado.

En la Fig.3 apreciamos un mecanismo de transporte de las tostadas (3) en posición de precalentado. Se puede distinguir la unidad de control o PCB (6) que es la encargada de indicar cuándo debe iniciarse el movimiento de bajada o de subida que se realiza gracias a la acción del actuador o motor eléctrico (7), además se observa el receptáculo (10) que está especialmente diseñado para redirigir el calor del interior de la cavidad hacia los laterales, evitando de esta manera que las tostadas (3) empiecen a perder humedad durante el proceso de precalentado. Además, posee unas hendiduras que están diseñadas con el fin de que las rejillas de aprisionamiento (5) puedan ejercer presión sobre las tostadas (3) cuando el receptáculo se encuentra en la posición de tostado, de esta manera las tostadas (3) siempre tendrán una posición erguida y constante durante el proceso de tostado.

En la Fig.4 un cuerpo principal del tostador (1), dentro del cual se encuentran los elementos calefactores pertinentes (4) y las rejillas de aprisionamiento de las tostadas (5), que se encuentran a la separación suficiente para que el receptáculo (10) pueda bajar sin problema hasta la zona de tostado y, posteriormente estas se cierren aprisionando las tostadas (3) para que tengan una posición totalmente erguida y constante durante el proceso de tostado. Por otra parte, mientras las tostadas (3) se encuentran en la posición de precalentamiento, se mantienen erguidas gracias a la actuación de las varillas de aprisionamiento (9) que sujetan las tostadas (3) verticalmente hasta que se inicia el transporte desde la zona de precalentamiento.

En la Fig.5 ende al menos un botón (13) para iniciar el programa, que va a estar controlado por un microcontrolador (14). Adicionalmente se muestra un convertidor de tensión (12) para poder pasar de 220V a 5V, que es la tensión a la que suelen operar este tipo de electrodomésticos. Además, puede introducirse un regulador de potencia (15) para cambiar la potencia de las barras de cuarzo (4). Por último, para realizar el control de temperatura anteriormente mencionado, es necesario un sensor de temperatura (11), que será el encargado de enviar la información de la temperatura que existe en la cavidad del aparato en cada momento.”

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES

   Tostadora vertical que comprende, al menos,

   - una unidad de control configurada con al menos una función operativa de precalentamiento del elemento calefactor (4); y una función de tostado de la rebanada.

   - una cavidad o receptáculo para recibir las tostadas, con al menos un sensor de temperatura;

   - un elemento calefactor (4);

   - una plataforma porta tostadas, con al menos dos posiciones operativas y al menos un mecanismo para variar entre las dos posiciones; una posición interior, en la que la plataforma porta tostadas está dentro de la cavidad o receptáculo para recibir las rebanadas; y una posición exterior, en la que la plataforma porta tostadas está fuera de la cavidad o receptáculo; y a su vez comprende, al menos:

   - una base (10) de la plataforma porta tostadas; y,

   - un elemento sujeción de al menos una tostada (5, 9);

   Caracterizado por comprender, al menos,

   - una base (10) de la plataforma porta tostadas que tiene un perfil cóncavo, que puede ser en U o en V, sobre el que se coloca al menos una rebanada; de manera que cuando la plataforma porta tostadas está en la posición exterior, en proceso precalentamiento del elemento calefactor (4) disipa el calor originado que se dirige en sentido ascendente, hacia la plataforma porta tostadas en su posición exterior, la cual porta al menos una rebanada, evitando que actúe el calor para cocinar la rebanada de pan (3), antes de que la plataforma porta tostadas cambie a su posición interior, en una operación de trabajo ordenada por la unidad de control. - La unidad de control está configurada para que, estando la plataforma en posición exterior, active el elemento calefactor (4) hasta una temperatura previamente establecida, conformando una función de precalentamiento que, una vez alcanzada la temperatura previamente establecida, la plataforma porta tostadas puede acceder a su posición interior, permitiendo la función de tostado, para cocinar al menos una rebanada y obtener al menos una tostada.
2. 2. Método de operación para una tostadora según la reivindicación 1, caracterizado por comprender, al menos, los siguientes pasos,

   - Encendido de la tostadora;

   - Colocación al menos una rebanada de pan en la plataforma porta tostadas en su posición exterior;

   - Inicio de fase de precalentamiento, mediante activación del elemento calefactor (4) hasta alcanzar una temperatura previamente establecida;

   - Una vez alcanzada la temperatura previamente establecida, la plataforma porta tostadas con la rebanada de pan cambia de su posición exterior a su posición interior, activando la función de tostado;

   - La plataforma porta tostadas está en su posición interior durante el tiempo de tostado previamente establecido;

   - La plataforma porta tostadas volverá a la posición exterior para poder extraer al menos una tostada;

   - Posibilidad de apagado la tostadora o realizar al menos otra tostada, aprovechando la reducción de tiempo de la fase de precalentamiento, en su caso.