음식을 제대로 따뜻하게 하는 방법: 적외선의 진실
자동화된 주방을 만든다면 그 어려움을 잘 알고 있을 것입니다. 열이 필요하며, 그 열은 지금 당장 필요합니다. 그래서 우리는 단파 적외선 램프를 사용합니다.
이걸 태양에 비유해보면 됩니다. 대류 방식처럼 공기를 가열하여 그 열이 음식에 도달하기를 기다리는 대신, 적외선은 직접 음식 표면을 가열합니다. 매우 빠른 속도죠. 게다가 가장 좋은 점은, 음식 주변의 공기가 건조해지지 않아 음식이 마르는 일이 없다는 것입니다.
적절한 온도 조절 (모든 것이 타버리지 않도록)
그렇다고 해서 단순히 스위치를 켜고 그냥 떠나면 안 됩니다. 그러면 음식의 겉부분은 타버리고 안쪽은 얼어버릴 것입니다.
적절한 온도를 유지하기 위해, 우리는 PID 컨트롤러와 K형 서미스터나 적외선 센서를 함께 사용합니다. 기본적으로 이 시스템은 온도를 감지하여 실시간으로 조정합니다. 또한 솔리드 스테이트 릴레이와 펄스 폭 변조 기술을 활용하여 전력을 매우 빠르게 켜고 끌 수 있습니다.
왜 이런 방식을 사용할까요? 오래된 기계식 릴레이에서 발생하는 급격한 온도 상승을 막기 위함입니다. 하지만 주의할 점이 있습니다. 강력한 열을 내기 위해 고출력 램프를 사용한다면, 솔리드 스테이트 릴레이가 그 전류를 감당할 수 있는지 반드시 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 릴레이가 손상될 수 있습니다.
하드웨어를 적절히 맞추는 방법
문제는, 시중에서 구할 수 있는 램프들은 맞춤형 기계에 잘 맞지 않는다는 것입니다. 너무 길거나 너무 짧거나, 전압도 맞지 않습니다.
이 문제를 해결하기 위해, 우리는 필요한 열 밀도에 맞게 램프의 길이와 전압을 조정합니다. 예를 들어, 더 짧은 튜브에 더 많은 와트수를 넣으면 훨씬 더 강력한 열이 발생합니다. 이렇게 해서 “빠른 가열 효과”를 얻을 수 있습니다.
또한 쿼츠 커버를 사용하여 적외선이 잘 통과하도록 합니다. 그리고 요리하는 음식에 따라 유리에 코팅을 추가할 수도 있습니다. 이렇게 하면 열이 음식의 바닥까지 잘 전달되어 표면만 타는 것을 방지할 수 있습니다.
공학적인 어려움들
모든 것이 순조롭지는 않습니다. 이러한 고강도 램프들은 단자 주변에 많은 열을 발생시킵니다.
램프들을 너무 가까이 배치하면 문제가 생깁니다. 전선의 절연체가 녹는 냄새가 날 수 있으며, PLC도 과열로 인해 작동을 중단할 수 있습니다.
배기 장치를 반드시 설치해야 합니다. 배기 팬과 쿨러를 제대로 준비하는 것이 램프가 최대 성능으로 작동할 때 전자 장비를 보호하는 유일한 방법입니다.