Articolul de mai jos nu-mi apartine, nici creatia despre care este vorba in articol. Pentru cei interesati, puteti gasi in continuare un mod destul de simplu pentru a va creea acasa o instalatie de gatit sous-vide. Mai multe detalii despre gatitul sous-vide gasiti AICI.

Ii multumesc prietenului Radu pentru idee, studiu si manufactura!

———————————————————————————————————————————————-

Avertisment

In cele ce urmeaza o sa descriu o instalatie care combina utilizarea electricitatii in prezenta unei cantitati mari de apa, care ajunge sa fie si fierbinte si in contact cu componente prin care trece curent electric. Nu este asumata nici o raspundere pentru pagube materiale sau pentru periclitarea sanatatii. Se lucreaza cu grija, de catre persoane cu raspundere si care inteleg riscurile. Presupun ca amatorii interesati au cunostinte elementare de electrotehnica si protectie a muncii, si pentru cazul de fata si pentru orice situatie care poate deriva din aplicatiile descrise aici. Mare atentie!

Introducere

Urmarim sa aducem si sa mentinem temperatura unei cantitati de apa la o valoare precis controlata.  Sistemul e compus dintr-un vas cu apa, un fierbator, un circulator de apa de acvariu, un controler de temperatura ( prescurtat PID ) cu sonda de temperatura si un releu de comanda.

Principiul e urmatorul: PID-ul masoara temperatura apei prin intermediul sondei si comanda fierbatorul sa incalzeasca, sa mentina sau sa permita sa se raceasca apa prin intermediul unui releu. Circulatorul functioneaza continuu si asigura distributia uniforma a temperaturii in apa:

O parte din componente sunt generice:

  • ca vas am folosit lada termoizolanta, am testat doua dimensiuni: 18 si 35 litri.
  • fierbator obisnuit, cel mai mic, am gasit de 500 wati
  • circulator de apa de acvariu de la pet shop, cel mai mic si mai ieftin functioneaza perfect.

Sunt totusi patru componente specifice: controler, releu + radiator si senzor de temperatura. Acestea trebuie achizitionate din surse mai putin conventionale, de pe internet, de la magazine de electronice. Insa, datorita popularitatii mari si a frecventei cu care sunt cumparate special pentru sous vide, se gasesc la pachet. Eu le-am cumparat de pe Aliexpress.com: link la ce am folosit. In februarie 2014 a costat intregul kit 17.5 euro, cu livrare gratuita prin posta. A ajuns dupa doua saptamani, fara probleme.

Componentele

Controler de temperatura PID REX C100. Prescurtarea PID vine de la Proportional Integral Derivative, o metoda matematica generica de a stabiliza un parametru al unui sistem in jurul unei valori presetate.

Din fata arata asa:

Martor iesire: e aprins cand e comandata pornirea fierbatorului, stins altfel. Observam ca atunci cand e apa rece sta tot timpul aprins si cu cat temperatura apei e mai aproape de temperatura tinta, incepe sa lumineze intermitent, pana cand se stabilizeaza in asa fel incat pierderile de caldura sunt echilibrate de pornitul/opritul fierbatorului. In cazurile testate se stabiliza la o jumatate de secunda aprins/ 2.5 secunde stins, adica fierbatorul functiona o șesime din timp. Daca vasul cu apa avea capac sau avea izolatie si mai buna, ar fi pornit si mai rar, Invers, daca faceam sous vide intr-un vas neizolat, intr-o oala de tabla, ar fi fost necesar sa incalzeasca mai mult. Fiind vorba de orele in sir in care e pornita instalatia, poate sa ajunga sa conteze energia consumata.

Afisajele de temperatura curenta si temperatura tinta, destul de clar ce e cu ele.

Blocul de butoane: primul din stanga e buton de setare. Il apasam si afisajul temperaturii tinta incepe sa clipeasca: putem sa schimbam valoarea incepand cu cifra din dreapta. Valoarea se modifica cu butoanele sus / jos si cifra se schimba cu butonul <. cand am terminat mai apasam o data set.

Controlerul are functii diverse: setat alarma, mod autotune, parametrii de estimare, frecventa comutarii, etc. Descrierea amanuntita nu face scopul acestei prezentari, documentatie exhaustiva se gaseste fara problema pe internet.

In spatele controlerului avem contactele:

 In dreptul fiecarui contact, pe carcasa de plastic, se vede si o numerotare, astfel:

  • 1, 2 alimentare 220V. contacte de curent alternativ, merg la priza, nu conteaza cum legam.
  • 4,5 comanda releului, contacte polarizate, trebuie sa respectam semnele de ‘+’ si ‘-’ cu cele de pe releu.
  • 6, 7 contactul de alarma, probabil inchis in cazul in care releul intra in starea de alarma, vezi martor alarma de pe fata. Nu l-am folosit la montajul nostru.
  • 9, 10 contact cu ‘polarizare’ empirica, conform descrierii din poza. In schema electrica de pe carcasa controlerului si in documentatia tehnica, pentru contactele 8, 9, 10 e descrisa conectarea mai multor feluri de termocuple, de senzori de temperatura, etc. Pentru ce avem noi, prin incercari l-am legat conform descrierii din poza, adica fisa rosie a senzorului la 9 si cea albastra la 10. Nu am gasit suficient de repede o descriere exacta a conexiunii si am legat senzorul prin incercari. Cand conexiunea nu era in regula, pe afisaj aparea un mod de avarie ‘oooo’, care insemna overvalue, adica indica o depasire cu mult a intervalului normal de temperatura. Mai multe amanunte prin documentatiile tehnice ale controlerului.

Cand e pus sub tensiune, controlerul parcurge o mica secventa de diagnostic prin care afiseaza configurarea senzorului de temperatura, tipul acestuia si intervalul de temperatura in care functioneaza. A venit din China gata setat pentru senzorul din pachet, termocupla de tip K, pentru temperaturi intre 0 si 400°C. Dupa ce termina diagnosticul intra in secventa propriuzisa de lucru. Aici trebuie foarte mare atentie: Daca temperatura tinta a ramas setata de la folosirea anterioara si instalatia nu e pregatita, adica nu avem apa in care sa stea fierbatorul, atunci acesta va fi alimentat pe uscat si se va arde prompt, cu consecinte neplacute pentru suprafetele din plastic sau epiderma cu care era in contact. Se pot imagina protectii la supra incalzire sau la mers pe uscat, probabil in versiunile viitoare. Deocamdata am avut grija ca inainte sa opresc aparatul sa ii setez o temperatura tinta foarte mica astfel incat la pornirea urmatoare sa nu aiba motiv sa alimenteze fierbatorul.

Releul de comanda cu radiatorul lui:

Este o componenta cu care fierbatorul este pornit sau oprit, are rolul intrerupatorului de la bec. Pe parcursul documentului am folosit termenul de releu pentru aceasta componenta. Nomina oficiala este de Solid State Relay, de unde si prescurtarea SSR40: un releu solid state, adica o componenta electronica, fara piese in miscare, cu capacitatea de a comanda, de a controla un curent de 40 de amperi. Vine la pachet cu un radiator de aluminiu care se monteaza ca in poza. Pana acuma nu mi s-a parut ca ar fi nevoie, probabil la sarcini mari, apropiate de limita constructiva a releului incepe sa se incalzeasca. Eu l-am folosit la mai putin de o zecime din putere. E foarte bine ca vine dotat cu acest radiator, il montam pe releu si trecem mai departe.

La contactele de putere 1, 2 inseriem fierbatorul:

La contactele de comanda (3, 4) conectam controllerul, avand grija la polaritate:

Termocupla, senzorul de temperatura:

O componenta electrica cu doi poli, montata pe o piesa cu filet, pentru fixare, conectata cu un cablu lung de doi metri cu doua terminale colorate, cum am zis mai sus, se conecteaza terminalul albastru la borna 9 pe controler si terminalul rosu la borna 10.  Si aici trebuie sa fim un pic atenti, cablul de conectare e destul de rigid, are un manson din impletitura de liță de inox si firele cu papuc de conectare, cele colorate, care ies din acest manson rigid o sa fie aiba tendinta sa preia indoiturile si rasucirile intregului cordon de doi metri cand sunt conectate la controler. Eu am pastrat tot cablul colac, in afara de 50 de centimetri la capat, unde e sonda propriuzisa si l-am fixat pe cutie, ca sa nu mai solicite firicelele de contact. De asemenea, cumva nu e chiar foarte izolat si atunci cand e ud, in timpul folosirii, o parte din cei cativa volti, cat e tensiunea de lucru a senzorului, o sa ii simtim ca ne pișca, ne ciup, atunci cand atingem. Se inlatura acest neajuns prin conectarea acestui manson din sarma la impamantare.

Recapitulez conectarea: papucul albastru la borna 9 pe controler si papucul rosu la borna 10 pe controler.

Circulator de apa

Am folosit un circulator pentru acvarii, banal, cel mai mic si mai ieftin, luat de la pet-shop. Nu are conexiune speciala, se poate folosi separat, concomitent cu instalatia. Cand dam drumul la incalzirea cu controller avem grija sa fie si circulatorul in priza.

Din cauza cantitatii foarte mari de apa si a faptului ca este si obstructionata partial de pungi, circulatia si uniformizarea temperaturii nu poate sa fie facuta doar prin convectia apei incalzite de fierbator. Pentru asta e necesar sa ne asiguram ca apa este circulata printre pungi si spre fierbator si are temperatura uniforma ca sa citeasca controlerul corect.

Cel pe care l-am folosit are limita de temperatura a lichidului de 35°, deocamdata nu a dat semne ca oboseste. Oricum, este clar ca e folosit in afara parametrilor si probabil ca o sa cedeze la un moment dat. Atunci, o sa cumpar un circulator de lichide calde de pe net, exista in diverse formule, pentru centrale pe combustibil lichid, pentru industria alimentara, etc… Insa cat timp functioneaza nu imi pun problema.

Fierbator

Folosim un fierbator obisnuit, nici macar nu trebuie sa fie de putere foarte mare, am gasit unul de 500de wati, este suficient. Din testele de pana acuma, ridica temperatura a 15 litri de apa de la robinet de la 18 – 20° pana la cele 65° la care am facut experimente in 25 de minute. Oricum din cauza ca apa nu e in contact cu mancarea, poate fi folosita apa calda menajera sau poate fi incalzita in oala pe aragaz, ca sa grabim lucrurile. Totodata, un fierbator mic nu solicita contacte, nu trebuie neaparat sa lipim fire cu fludor pe unde avem conexiuni, nu se incalzeste releul de comanda, etc.

 Vasul de lucru

Am incercat cu lazi izoterme, una de 15 – 18litri si alta de 35. Se poate face in orice vas, lighean, galeata, oala, tuci, etc. Este in primul rand o problema de pozitionare a pungilor si a elementelor active: fierbatorul nu prea e cazul sa atinga peretii sau pungile, circulatorul de apa e bine sa aiba degajare si deschidere suficiente astfel incat apa sa circule in tot volumul dar fara sa miste pungile, sonda de temperatura sa stea intr-o pozitie relevanta, nici deasupra fierbatorului nici strecurata pe dupa vreun pliu sa prin vreun colt.

Am vrut sa folosesc lazi izoterme din cauza ca au margini drepte, au izolatie, sunt suficient de adanci pentru improvizatii si aranjare diferita a pungilor. In cea mica nu incap mai mult de trei pungi separate corect, in cea mare am fi putut aranja cinci pungi cu un pic de atentie.

 Diverse anexe

Maruntisuri: vergele de gratar pe care sa prind pungile, clesti de rufe cu care sa prind pungile pe vergele.

Pungi de vidat, din cele cu ziplock. am incercat doua feluri. Unele aveau tendinta sa se rupa imediat sub marginea, sub șina de inchidere atunci cand vidam. La fel, cele care au accesoriu de inchidere, culisa care apasa strans cele doua margini, nu sunt bune. Acel plasticut nu face inchidere pana la capat si admite aer. Am gasit pungi ziplock simple care nici nu se rupeau la inchidere si erau si de mai multe dimensiuni in aceeasi cutie.

Accesoriu de vidat, pentru aspirator. Am folosit un kit de adaptare care e folosit la curatat tastaturi, echipamente electronice. E compus dintr-o adaptare pentru teava aspiratorului, care permite si oarece control asupra aspirarii, un racord flexibil si cateva piese tubulare de aspirare, din care una avea sectiune aplatizata, destul de potrivita pentru bagat in punga asa incat sa pot sa inchid aproape complet. Acest kit se gaseste prin diverse hipermarket-uri, e in jur de 15ron.

Pentru constructie diverse cabluri, cleme H pentru cabluri, soircei de strangere, o cutie de plastic pentru cablaje electrice si o bucata de aluminiu pe care sa montez ce intra in apa.

Constructia

 Recapitulam schema electrica.

Am inclus in schema de mai sus si circulatorul de acvariu, e in poza cam ca ce am gasit si eu.

Din punct de vedere mecanic am ales sa impart instalatia in doua parti: o parte externa care e compusa din cutia in care am montat controlerul si releul cu radiatorul lui, cutie la care racordam cablul de alimentare si cele trei cabluri de lucru, cabluri de lucru la care ajungem imediat. Cutia este de prin magazine de bricolaj, are un capac detasabil pe care l-am perforat ca sa aiba ventilatie mai buna. Este construita dintr-un plastic suficient de rigid, in care am decupat o deschidere in care se monteaza controlerul.

A doua parte a instalatiei o reprezinta o sina metalica pe care am montat cele trei componente din vas, din apa: fierbatorul, circulatorul si senzorul. Aparatele de pe sina metalica sunt alimentate de trei cabluri organizate deocamdata cu legaturi ca sa le tina stranse, prima dezvoltare o sa fie sa le bag printr-un copex. Inca o adaugare imediata o sa fie aducerea impamantarii pana la sina metalica. Observam in poza montarea provizorie cu soricei de plastic, dupa cele cateva incercari nu s-au slabit sesizabil. O alta dezvoltare o sa fie montarea pe sina cu niste cleme metalice mai serioase si adaugarea unui scut, unei plase rigide, unei incastrari in care sa stea fierbatorul, astfel incat sa nu poata sa mai atinga pungile cu carnea sau peretii vasului.

Organizarea in vas am obtinut-o foarte elegant cu un set de frigarui metalice si clesti de rufe. Ideea e ca pungile sa fie la distante egale intre ele si intre peretii vasului, astfel incat sa fim absolut siguri ca exista o circulatie fara piedici a apei, un schimb uniform de caldura si o repartizare egala a temperaturii. Si aici, ca dezvoltare, pot fi adaugate niste distantiere si niste clesti de imobilizare sau un cadru care sa permita asezarea stabila a vergelelor pe marginea vasului. In formula incercata de noi aveau tendinta sa se miste.

Vidarea se face suficient de bine cu aspiratorul si kitul de care pomeneam, kit de curatat tastaturi, electronice diverse, Nu trebuie propriuzis vid absolut in punga, numai cat sa asigure un contact in proportie maxima intre punga si carne si, foarte important, sa nu aiba tendinta sa pluteasca. Ar fi foarte greu de mentinut aliniate pungile daca ar pluti si le-ar misca apa propulsata de circulator. In prima faza, in lipsa acestui kit cred ca e suficient  sa fie  tras aerul din punga cu un pai de suc.

Procedura de lucru

Lucrul cu aceasta instalatie consta in umplerea vasului cu apa, eventual deja calda. Apa nu intra in contact cu mancarea, deci poate fi apa calda menajera. Introducem ansamblul de lucru in apa, ne asiguram ca toate componentele sunt acoperite cu apa. Pentru fierbator e fatal sa fie pornit pe uscat, nici circulatorului nu cred ca ii convine sa mearga fara apa si senzorul de temperatura… normal, trebuie sa fie in apa, ca sa determine temperatura apei. Pornim aparatul, in cazul de fata prin conectarea la priza, asteptam controlerul sa termine secventa initiala, introducem temperatura tinta si asteptam o perioada, pana cand apa e incalzita.

Intre timp, probabil pregatim pungile cu carnea. Trebuie tinut cont de faptul ca, chiar daca apa a ajuns la temperatura tinta, dupa ce introducem carnea, acesteia ii e necesar o perioada de timp pana ajunge la temperatura interna la care se produce gatirea propriuzisa, la nivel molecular.

Dupa ce terminam de gatit, setam o temperatura tinta mica, astfel incat sa nu ramana posibilitatea ca fierbatorul sa porneasca fara sa fie in apa, dupa care scoatem din priza. Si aici se pot imagina protectii, contacte suplimentare intre releu si fierbator, etc.

Pana la urma, un proiect absolut simplu, se poate aduce in stadiu functional cu o surubelnita, un cutit si cateva sarme. E un montaj care se preteaza foarte bine la constructie in regim amator, cu idei de dezvoltari multiple si imediate. Numai cat am scris documentul de fata m-am gandit la cateva modificari rapide. Va invit sa cautati pe internet, este o mare bogatie de idei si de oameni carora le-a reusit proiectul, incepand de la formula simpla de aici, pana la solutii complexe cu controlere in cascada, cu temporizare, cu comanda incalzirii cu gaz si multe altele.

 Spor la treaba!