«Прибор для изготовления сахарной ваты в домашних условиях»


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
Муниципальное автономное образовательное учреждение дополнительного образования «Центр дополнительного образования» г орода Искитима Новосибирской области Автор: Панкратьев Дмитрий Владимирович Прибор для изготовления сахарной ваты в домашних условиях Научный руководитель: Степаненко Наталья Александровна Искитим, 2014 2 Оглавление 1. Введение 3 2. Основная часть 4 3. Заключение 7 4. Библиографический список 8 5. Приложени е 9 3 1. Введение. В Америке еѐ прозвали — «хлопковая сладость» (сotton candy), в Англии — «волшебная шѐлковая нить» (fairу floss), в Германии — «сахарная шерсть» (Zuckerwolle), В Италии — «сахарная пряжа» (zucchero filato), во Франции — «борода дедушки» (barbe a papa), В Казахстане ее называли «фе шмак» или «фишмак» . Большую часть сладкой ваты составляет воздух, поэтому размер сладости может быть каким угодно. Некоторые считают, что это лакомство может вызвать кариес, но в нем сахара — всего на одну чайную ложечку. В стандартном мороженном и того б ольше. [ 13 ] Многие дети, в том числе и я , любим сахарную вату. Это воздушное вкусное лакомство, которое летом мы всегда покупаем с мамой, когда гуляем в парке. Сейчас в магазинах можно купить вату в любое время года, но мне не нравится то, что упаковки очень маленькие, а цена высокая. Кроме того вата, продающаяся в магазинах содержит красители, что н е очень полезно для здоровья и не всегда есть возможно сть и желание сходить в магазин. Актуальность: было бы удобно иметь возможность есть любимое лакомств о в любое время. С одной стороны, решением этой проблемы могло быть приобретение прибора для изготовления ваты, например через Интернет – магазин, но это достаточно дорого. Гипотеза: м ы предполагаем, что сахарную вату можно изготовить в домашних условиях и э то будет не дорогой и экологически чистый продукт. Цель исследования – сконструировать прибор для изготовлени я сахарной ваты в домашних условиях. Задачи:  Познакомиться с процессом изготовления сахарной ваты и устройствами для ее производства;  Изучить ассортимент и цену сахарной ваты в магазинах города и определить затраты на изготовление ваты в домашних условиях;  Разработать и собрать модель прибора для изготовления ваты;  Испыта ть прибор и получ ить сахарн ую ват у . Объект исследования – процесс изготовле ния сахарной ваты. Предмет исследования – возможность изготовления ваты в домашних условиях. Методы исследования:  Изучение информационных источников;  Теоретический анализ и синтез информации;  Моделирование;  Эксперимент. Практическая ценность исследования заключается в том, что прибор для изготовления сахарной ваты в домашних условиях позволит при минимальных затратах в любое время приготовить вкусный десерт для семьи и друзей. Методика исследования: В ходе исследования мы обращались к Интернет – ресурсам и изучили разные модели приборов для домашнего изготовления сахарной ваты , познакомились с историей ее происхождения и технологией производства. Мы нашли подробное описание нескольких моделей приборов, изготовленных в домашних условиях из доступных материалов, но по разным причинам они нас не устроили и, взяв их за основу, сконструировали собственную модель. Так же мы изучили ассортимент сладкой ваты в магазинах города, цены на нее, а так же цены на детали для изготовления прибора. Сл едующим этапом нашей работы стало изготовление и испытание прибора для получения ваты в домашних условиях. 4 2. Основная часть Впервые сахарная вата появилась в XVI веке в Италии и была сладким лакомством лишь для избранных. В восемнадцатом веке кондитеры нач али делать различные украшения из сладкой ваты. Наиболее популярной была форма Пасхального яйца, туда также вплетались золотые и серебряные паутинки, которые изготавливались из карамели. В 1897 году Вильям Моррисон и Джон Вартон изобрели машину для произво дства сахарной ваты. Суть машины состояла в том, что сладкая вата изготавливается из растопленного сахара, выливаемого сквозь сито на вращающийся холодный металлический барабан или конус. В процессе приготовления образуются тонкие нити, которые собираются в комок. Если сахарный сироп подкрашивается пищевыми красителями, то сладкая «сахарная вата» приобретает цвет. Для широкого ознакомления публики с новым товаром изобретатели выбрали торговую выставку 1904 года в Луизиане, в материалах которой было зафикс ировано, что они заработали более 17000 долларов, продав почти 69 000 коробок с сахарной ватой. [ 4, 6 ] Изучив предложенные в Интернете модели, мы определили, что простейшая конструкция для изготовления сахарной ваты состоит из электродвигателя (1), втулки крепления (4) и прикрепленного к валу металлического диска (2). На расстоянии 30 - 40 см. от центра емкости устанавливается ограждение (3) для того, чтобы нити ваты не разлетались [ 8 ] . (Рис.1.) На диск наливается тонкой струйкой горячий саха рный сироп , и он разлетается тонкими нитями. Однако, этот способ не безопасен, так как сироп горячий, и необходимо одновременно наливать его и собирать на палочку нити ваты, поэтому есть риск получить ожог. Таким образом, в основе процесса изготовления ваты лежит действие центробежной силы, благодаря которому из расплавленного сахарного сиропа образуются нити, разлетающиеся в разные стороны. В более сложном варианте используется источник тепла – свеча или г азовая горелка. Вместо диска используется чаща - объемная емкость в которую помещают сахарный песок или расплавленный сироп. [14 ] Чаща подогревается и образуются сахарные нити (Рис. 2) . Этот способ так же нас не устроил, так как используется открытый о гонь. Еще один автор предлагал вместо открытого огня использовать тэн от электроплиты. Это наиболее удобный и безопасный вариант [ 9 ] , но он очень громоздкий и сложный в исполнении. В Приложении 1 проанализированы изученные нами образцы приборов для изготовления сахарной ваты, представленные в Интернете разными авторами. Определив достоинства и недостатки изученных моделей, мы пришли к выводу, что необходимо сконструировать прибор так, чтобы не было необходимости использовать горячий сахарный сиро п и открытый огонь, а так же чтобы он имел небольшие размеры . Еще один важный момент - чтобы его можно было собрать с минимальными затратами, например, используя детали от каких - то Рис . 2 5 сломанных или ненужных приборов. Основываясь на моделях, предложенных в Ин тернете, мы сконструировали свою модель (Рис. 3 ). Рис. 3 Схематический рисунок сконструированного прибора для получения сахарной ваты В качестве нагревательного элемента д ля нашего прибора м ы взяли спираль для электроплитки. Чтобы избежать перегрева корпуса и замыкания мы изолировали спираль от корпуса с помощью асбестового волокна и слюдяных изоляторов. В качестве корпуса использовали блок питания от компьютера , имеющий кнопку включения и разъем подключения провода питания. Электро двигатель переменного тока присоединен к источнику напряжения 220 V . Для запуска двигателя и придания валу вращения в заданную сторону используется конденсатор . (Рис. 4 ). 1. Разъем подключения провода питания 220 V 2. Электродвигатель 3. Нагревательный элемент 4. Переходная втулка 5. Чаща 6. Воздухоотражающие крылышки 7. Слюда 8. Асбестовое полотно 9. Опоры ограничительного экрана 10. Корпус 11. Ножки 12. Выключатель питания 6 Рис. 4 Электрическая схема сконструированного прибора Вал двигателя с помощью переходной втулки соединяется с чащ ей , закрепленн ой над нагревательным элементом . Между чащей и нагревательным элементом расположен ы воздухоотражающие крылышки для того, чтобы нити ваты поднимались вверх . Чаща изготовлена из металлической крышки в которой по боковой кромке просверлили много мелких отверстий. Верхняя часть сделана из алюминиевой фольги, которая плотн о прижата по периметру к нижней . Экран сделан из пластикового таза . (Рис. 5 ) Затраты на изготовление прибора заключались в приобретении электрической спирали (2 4 рубл я ), слюдяных изоляторов (8 рублей), тазика (80 руб.) так как, опросив знакомых и родственников, мы смогли найти:  Электродвигатель от копировального аппарата ;  Бло к питания от компьютера ;  Крышку от банки для сыпучих продуктов;  Асбестовое полотно;  Переходную втулку;  Расходные материалы (шурупы, припой и т.п.). Таким образом, затраты на изготовление прибора составили 112 рублей. Отметим сразу, что затраты на изготовление 1 порции ваты составят около 40 коп . , что соответствует стоимости 2 ч . л. сахара. Время работы прибора, необходимое для того, чтобы начали образовываться нити – около 5 мин. Вата наматывается на деревянную палочку (рис. 6). Попытавшись изучить ассортимент сладкой ваты в магазинах города в период с 1 1 .12.13г. по 31.01.14г., мы нашли е е в магазин ах «Быстроном» , «Мария – Р а » и «Олимп». Средняя цена составила 27 руб . за упаковку 40 гр. и 36 руб. за 50 гр., а летом в ПКиО им. Коротеева вату продавали по цене 50 руб. за порцию. Рис.5 В 1 – разъем к источнику питания (220 V ) Пр 1 – предохранитель Вк 1 – выключатель R 1 – нагревательная спираль М 1 – двигатель С 1 - конденсатор 7 Таким образом, изготовление сладкой ваты в домашних условия х выгодно с экономической точки зрения, так как затраты на изготовление прибора сравнимы с 2 порциями ваты , купленной в парке или 3 порци ями в магазине. В ходе эксплуатации определились следующие недостатки конструкции:  Недостаточная теплоизоляция нагревательного элемента может приводить к нагреву корпуса и выходу из строя внутренних элементов . Для предотвращения этого нельзя эксплуатировать прибор долгое время без перерыва;  Необходимо периодически очищать корпус от налипающего волокна , так как оно начинает плавиться и присыхает. 3. Заключение В ходе исследовательской работы мы познакомились с несколькими моделями приборов для изготовления сахарной ваты, представленным и в Интернете разными авторами, изучили принцип их работы. Проанализировав их достоинства и недостатки, мы сконструировали и изготовили авторскую м одель. Она отличается от представленных безопасно стью и удобством использования. Сравнив среднюю стоимость сладкой ваты в магазине с нашими затратами, можно сделать вывод, что мы получили действительно недорогой продукт. При этом он не содержит красителей и консервантов, а значит, не наносит вреда здоровью. Таким образом, мы подтвердили гипотезу, что сахарную вату можно изготовить в домашних условиях (при чем , она буд ет не дорогой и экологически чистой) , для чего был сконструирован и изготовлен специальный прибор. Помимо решения поставленных в работе задач и достижения цели исследования, я получил еще ряд значимых для меня результатов:  Научился искать в Интернете инфо рмацию, обобщать ее, делать выводы, познакомился с правилами написания исследовательских работ;  Узнал историю происхождения сахарной ваты;  Познакомился с такими физическими понятиями, как центробежная сила, переменн ый и постоянный ток, напряжение;  Научилс я собирать электрические цепи , изображать их, рисовать схемы;  Научился пользоваться различными инструментами (лобзик, отвертки, паяльник ) . В дальнейшем я хочу научиться моделировать из ваты различные фигурки и попро бовать получить цветную вату, ис пользуя н атуральные красители. Рис.6 8 4. Библиографический список 1. Асламазов Л. Г., Варламов А. А. Удивительная физика. – М.: Добросвет, 2002 2. Физика (Механика) / Под ред. Г. Д. Мякишева. – М.: Просвещение, 1995. 3. Артемовский форум URL: http://art - bahmut.org/forum/32 - 1409 - 1 (Дата обращения: 23 .1 2 .2013) 4. Вrugen.net URL: http://brugen.net/raznoe/764 - sladkaya - vata - svoimi - rukami - 2009 - dvdrip.html (Дата обращения: 1 8 .1 2 .2013) 5. «Fishki.net» URL: http://fishki.net/50300 - svoimi - rukami - apparat - dlja - saharnoj - vaty - 30 - foto.html (Дата обр ащения: 1 8 .1 2 .2013) 6. ООО «Гольфстрим НН» URL: http://golfstream52.ru/delaem - mashinu - dlya - prigotovleniya - sladkoy - vatyi.html (Дата обращения: 1 8 .1 2 .2013) 7. Источник - М URL : http://istochnik - m.ucoz.ru/publ/mekhanika/pribor_dlja_izgotovlenija_sakharnoj_vaty/3 - 1 - 0 - 108 (Дата обращения: 1 8 .1 2 .2013) 8. Народные изобретения URL: http://kulibin.my1.ru/publ/izobretenija_dlja_doma/mekhanicheskie/apparat_dlja_izgotovl enija_quot_sladkoj_vaty_quot/17 - 1 - 0 - 20 (Дата обращения: 1 8 .1 2 .2013) 9. Електроник URL: http://letronik.ucoz.ru/news/kak_sdelat_samodelnyj_apparat_dlja_proizvodstva_sladkoj_ vaty_svoimi_rukami/2012 - 12 - 08 - 130 (Дата обращения: 1 8 .1 2 .2013) 10. Форум замодельщиков URL: http://samodelka - kz.ucoz.net/forum/30 - 9 - 1 (Дата обращения: 23.12 .2013) 11. Сделай сам - электронный журнал URL: http://sdelay - sam.su/blogs/edicaster/pribor - dlya - prigotovleniya - sakharnoi - vaty - svoim - rukami (Дата обращения: 18.11.2013) 12. Сделай сам URL: http://sdelaysam - samodelki.ru/elektronika - sdelai - sam/101 - kak - sdelat - saharnuyu - vatu - samod elnyy - apparat - dlya - saharnoy - vaty.html (Дата обращения: 23.12 .2013) 13. Костанай.net – информационный сайт региона URL: http://www.kostanay.net/modules/newbb_plus/viewtopic.php?post_id=60914&topic_id= 3099&forumid=9 (Дата обращения: 2 3.1 2 .2013) 14. Домострой UR L: http://www.siti - stroi.info/publ/1/sladkaja_vata_svoimi_rukami/14 - 1 - 0 - 217#.Uus8YqiR941 (Дата обращения: 23.12 .2013) 15. Саврушева М. Философия науки и техники. Учебное пособие для магистрантов URL: http://www.gumer.info/bogoslov_Buks/Philos/savrush2/16.php (Дата обращения: 13.01.2014) 16. Методы исследования URL: http://s21.ozersk.chel.fcior.edu.ru/nd/poisk/metod_issled.htm (Дата обращения: 13.01.2014) 9 5. Приложени е Образцы приборов для изготовления сахарной ваты, представленные в Интернете разными авторами. № Модель Описание * Достоинства Недостатки 1 http://kulibin.my1.ru/publ/izobretenij a_dlja_doma/mekhanicheskie/appara t_dlja_izgotovlenija_quot_sladkoj_va ty_quot/17 - 1 - 0 - 20 Прибор состоит из электродвигателя (1)и прикрепленного к его валу (4) металличес кого диска (2). На некотором расстоянии от центра диска устанавливается экран (3). На диск наливается горячая карамельная масса. Показана принципиаль ная схема устройства. Использова ние горячего материала, необходим о точно попадать на диск, равномерно наливать сироп. 2 http://art - bahmut.org/forum/32 - 1409 - 1 Используется моторчик от детской игрушки, батарейка, металлическая крышка, гипс, пластиковая бутылка 0,5 л. . Бутылка разрезается на 2 части, в нижнюю заливается гипс, чтобы утяжелить конструкцию. Из металлической крышки вырезается диск диаметром 5 см. К крышке бутылки крепится моторчик, на вал которого насаживается диск. Моторчик подсоединяется к батарейке и в ерхняя часть бутылки надевается на нижнюю. Простота сборки, малый размер. Использова ние горячего материала, необходим о точно попадать на диск, равномерно наливать сироп. 3 http://sdelay - sam.su/blogs/edicaster/pribor - dlya - prigotovleniya - sakharnoi - vaty - svoim - rukami Необходим моторчик, металлические крышечки от детского питания одинакового размера, свечка или сухое горючее, батарейки или блок питания. С крышечек нужно стереть всю краску, облить кипятком, продырявить и скрепить между собой проволокой. В верхней крышке по середине должно быть одно большое отверстие (через него насыпается сахар), а в боках Можно использовать сахар вместо сироп а Использова ние открытого огня 10 нижней проделывается много мелких (через них вылетают нити ваты). Крышки н асаживаются на вал моторчика. Сбоку ставится крышечка с источником тепла. В отверстие засыпается сахар, который разогревается с помощью горючего или свечи, и при включении моторчика через отверстия разлетаются нити. 4 http://www.sitistroi.info/publ/1/sladk aja_vata_svoimi_rukami/14 - 1 - 0 - 217#.Uus8YqiR941 Модель аналогична предыдущей, но автор предлагает использовать не постоянный источник тепла, а разогреть емкость с сахаром до его расп лавления, а затем включить моторчик. Чем разогревается сахар из описания не понятно. Если вместо сахара - песка использовать готовый сироп, то необходимо точно попасть в отверстие. Дос таточно прост в изготовлении Чем разогревает ся сахар из описания не понятно. Предполага ется использова ние открытого огня 5 http://istochnikm.ucoz.ru/publ/mekha nika/pribor_dlja_izgotovlenija_sakha rnoj_vaty/3 - 1 - 0 - 108 Похожая на №№ 3,4 модель. Автор предлагает использовать для нагрева сахара зажигалку. Использова ние открытого огня. Экран не получится установить по всему периметру. 6 - svoimi - rukami - apparat - dlja - saharnoj - vaty - 30 - foto.html В основе машины – старый винчестер. Из алюминиевой банки сделана емкость для нагревательного элемента (све ча, сухое горючее), над ней закрепляется чаща, сделанная из жестяной банки с отверстиями для засыпания сахара и вылета нитей. Чаща вращается вместе с нагревательным элементом. Оригинально сть конструкции, использовани е сахара вместо сиропа Использова ние открытого огня 7 http://golfstream52.ru/delaem - mashinu - dlya - prigotovleniya - sladkoy - vatyi.html Особенностью модели является предположительно использование Не достаточно подробное описание 11 в качестве источника тепла газовой горелки. 8 at_samodelnyj_apparat_dlja_proizvo dstva_sladkoj_vaty_svoimi_rukami/2 012 - 12 - 08 - 130 В основе модели - плафон от лампы уличного освещения, двигатель от автомобильного стеклоочистителя (вмонтированный в корпусе держателя патрона лампы), тэн от старой электроплитки. Головка для засыпки сырья сделана из редукторов от газовых баллонов. Для лучшего распыления нитей внизу головки прикреплены лопасти. Не используется открытый огонь и горячий сироп Большой объем, отсутствие детал ей.  Для того, чтобы нити не разлетались в разные стороны во всех моделях (кроме №№ 1, 7, 8) предполагается дополнительно защитный экран

Приложенные файлы

  • pdf Vata
    Исследовательская работа "Прибор для изготовления сахарной ваты в домашних условиях"
    Размер файла: 534 kB Загрузок: 7