7.2. Пищеварочные котлы

7.2.1. Назначение и классификация пищеварочных котлов

Пищеварочные котлы предназначены для варки пищевых продуктов в большом количестве воды, но в некоторых случаях они могут быть использованы для варки на пару. Наиболее распространены универсальные пищеварочные котлы, позволяющие варить любые пищевые продукты и готовить бульоны, супы и т.д., нагревать молоко и готовить молочные кулинарные изделия, отваривать мясо, рыбу, овощи, готовить компоты и многое другое. Наиболее просты по конструкции специализированные аппараты, рассчитанные на приготовление отдельных видов пищевых продуктов (макаронных изделий, сосисок и т.д.), которые также относятся к группе пищеварочных котлов.

На предприятиях общественного питания в основном эксплуатируются пищеварочные котлы, работающие на электрическом и газовом обогреве, реже используются паровые котлы; в армейских, полевых условиях, в высокогорных отелях востребованы твердотопливные и жидкотопливные котлы, которые выпускаются как в «островном», так и в модульном исполнении.

Рабочую камеру пищеварочных котлов называют варочным сосудом. Наиболее распространены котлы с цилиндрической формой варочного сосуда (круглые) или с варочным сосудом в виде параллелепипеда (прямоугольные или коробчатые). Эти котлы используются как стационарные пищеварочные котлы, имеющие неподвижный варочный сосуд, так и опрокидывающиеся котлы, оснащенные механизмом поворота, которые вращаются вокруг горизонтальной оси.

На предприятиях общественного питания востребованы пищеварочные котлы вместимостью варочного сосуда до 250 дм³, очень редко использутся котлы вместимостью 400 дм³.

Типоразмерный ряд отечественных пищеварочных котлов включает ряд аппаратов следующей вместимости: 40, 60, 100, 160 и 250 дм³.

Классификация пищеварочных котлов изображена на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Схема классификации пищеварочных котлов

Наиболее существенным признаком, влияющим на конструкцию пищеварочных котлов, является способ обогрева стенки варочного сосуда и вид энергоносителя.

7.2.2. Пищеварочные котлы с непосредственным обогревом стенки варочного сосуда

Особенности котлов с непосредственным обогревом. Котлы данного типа просты по конструкции, легкие и относительно дешевые. Они, как правило, лишены тепловой изоляции. Предназначены эти котлы для предприятий, в которых варочные процессы являются вспомогательными и кратковременными, благодаря чему контроль обслуживающего персонала в целях обеспечения достаточно высокого качества изделия не приводит к значительным затратам труда.

Особенность котлов с непосредственным обогревом — прямой контакт греющего элемента или продуктов сгорания топлива со стенкой варочного сосуда или с нагреваемой средой. Недостаток котлов с непосредственным обогревом — значительная неравномерность температур на обогреваемых поверхностях, неизбежный локальный перегрев поверхности и вероятность подгорания продукта.

По этой причине в этих аппаратах практически невозможно автоматизировать процесс варки пищи. Более того, при проведении варочного процесса необходимы постоянный контроль со стороны персонала и периодическое перемешивание продукта в варочном сосуде.

Пищеварочные котлы с непосредственным обогревом стенки варочного сосда бывают электрическими, огневыми и паровыми.

Электрические пищеварочные котлы. Многочисленные конструкции электрических пищеварочных котлов с непосредственным обогревом (рис. 7.2) по виду используемого энергонагревателя условно можно подразделить на четыре группы:

- обогреваемые электронагревателем закрытого типа, вмонтированным в днище варочного котла (см. рис. 7.2, а). К данному типу котлов также могут быть отнесены аппараты с вмонтированным в днище трубчатым электронагревателем (ТЭНом) или плоским электронагревателем (ПЭНом);

- с использованием гибкого ленточного электронагревателя (см. рис. 7.2, б);

- с напыленным на стенку полупроводниковым резистивным слоем (см. рис. 7.2, в);

- с электронагревателем, погруженным в нагреваемую среду и расположенным внутри варочного сосуда (см. рис. 7.2, г).

К увеличению неравномерности температурного поля на обогреваемой поверхности при использовании вмонтированных в днище варочного сосуда электронагревателей (см. рис. 7,2, а) приводит дискретный способ регулирования мощности, реализуемый практически во всех электрических тепловых аппаратах предприятий общественного питания. Этот метод предполагает отключение некоторых из спиралей нагревателя, что увеличивает неравномерность температурного поля.

Выровнять температуры на поверхности можно за счет увеличения площади контакта нагревателя с поверхностью. При этом сокращается удельная поверхностная мощность нагревательного элемента и, как следствие, уменьшаются абсолютные значения температур греющей спирали, поверхности электронагревателя и обогреваемой поверхности. Это возможно в конструкциях с использованием гибкого ленточного нагревателя (см. рис. 7.2, б) и равномерно нанесенного на обогреваемую поверхность варочного сосуда тонкого полупроводникового резистивного слоя (см. рис. 7.2, в).

Рис. 7.2. Принципиальные схемы устройства электрических пищеварочных котлов с непосредственным обогревом: а — с встроенным в днище котла электронагревателем; б— с гибким ленточным электронагревателем; в — с напыленным полупроводниковым резистивным слоем; г — с погруженным нагревательным элементом; / — варочный сосуд; 2 — крышка; 3 — тепловая изоляция; 4 — штурвал поворотного механизма; 5 — спирали электронагревателя; 6 — опорные тумбы; 7— ленточные электронагреватели; 8 — стенка варочного сосуда; 9 — электроизоляционный слой; 10 — полупроводниковый резистивный слой; // — тепловая изоляция; 12 — сетчатая корзина; 13 — ТЭН

К сожалению, последние способы имеют серьезные недостатки, сдерживающие их массовое использование. Так, при использовании гибкого электрического нагревателя трудно обеспечить нагрев днища, а нагрев значительной части боковой поверхности нецелесообразен при неполном заполнении варочного сосуда. Эффективность теплообмена и долговечность ленточного нагревателя зависят от плотности прижатия электронагревателя к стенке варочного сосуда, которое требует дополнительных мер при его установке.

В конструкциях пищеварочных котлов очень перспективно использование резистивного напыленного полупроводникового электрического нагревателя. Электрическое сопротивление полупроводникового резистивного слоя резко увеличивается в узком диапазоне температур и стабилизируется на определенном уровне. Если температура стабилизации сопротивления соответствует температуре кипения жидкости в варочном сосуде, то в этот период нагреватель обеспечивает минимальную тепловую мощность, что необходимо для поддержания режима «тихого» кипения в период варки пищевых продуктов. В то же время в период разогрева и особенно в момент включения аппарата электронагреватель имеет низкую температуру, малое сопротивление и его мощность максимально большая.

Таким образом, устраняется необходимость использования системы автоматизации процесса, система становится саморегулируемой.

Использование электронагревателя с полупроводниковым резистивным слоем, к сожалению, трудноосуществимо. При промышленной реализации этого варианта возникают серьезные трудности, связанные с обеспечением равномерной толщины напыляемого слоя, от чего зависят тепловой поток каждой локальной зоны нагрева. Кроме того, технически сложно на всю обогреваемую поверхность металлического варочного сосуда нанести тонкий надежный электроизоляционный слой (диэлектрическую подложку), который не только должен иметь высокие диэлектрические свойства, малое термическое сопротивление, но и сохранять их длительное время при многократных повторных тепловых нагрузках и возможных термических ударах.

Известны варочные аппараты (см. рис. 7.2, г), в которых электрический нагревательный элемент размещен непосредственно в варочном сосуде и контактирует с нагреваемой жидкостью. Для исключения прямого контакта продукта и нагревателя и, следовательно, уменьшения вероятности пригорания пищи обрабатываемый продукт размещают в специальных перфорированных емкостях или сетчатых корзинах.

При чередующихся варочных процессах, проводимых в одной и той же жидкости, концентрация пищевых веществ в ней увеличивается и возникает опасность их термического разрушения и окисления. При эксплуатации котлов с погруженными нагревателями жидкость следует своевременно заменять.

В серийном исполнении котлы данной конструкции представляют собой узкоспециализированные малогабаритные аппараты для варки сосисок, пельменей, макарон и т.д.

Огневые пищеварочные котлы с непосредственным обогревом. Данные аппараты, работающие на газообразном, твердом и жидком топливе, близки по конструкции.

Образующиеся в них в результате сжигания топлива продукты сгорания омывают наружную стенку варочного сосуда (рис. 7.3) и нагревают ее. По мере движения продукты сгорания топлива отдают теплоту и охлаждаются, соответственно нагреваются стенки варочного сосуда.

Рис. 7.3. Принципиальные схемы устройства огневых пищеварочных котлов с непосредственным обогревом: а — твердотопливных; б — газовых; / — варочный сосуд; 2 — крышка; 3 — тепловая изоляция; 4 — топочная камера; 5 — колосниковая решетка; 6 — дверца топки; 7 — зольник; 8 — дверца зольника; 9 — дымоотводящий газоход; 10 — газовая горелка; 11 — направляющая стенка газохода

В огневых пищеварочных котлах с непосредственным обогревом (см. рис. 7.3, aw б) требования по обеспечению равномерного нагрева стенки варочного сосуда практически невыполнимы: продукты сгорания топлива в топочной камере имеют максимальную температуру, которая снижается по мере их движения в газоходах в результате теплообмена со стенкой варочного сосуда. Таким образом, изменение температур поверхности варочного сосуда вынужденное и соответствуюет условиям теплообмена. Если учесть, что температура продуктов сгорания в топке близка к теоретической температуре горения и в зависимости от вида топлива и конструкции топочной камеры изменяется в пределах 1 000... 2 000 "С, а их температура на выходе редко бывает меньше 300 "С, то становится очевидной большая вероятность пригорания пищи при варке.

Смягчить теплообмен удается за счет сильного разбавления продуктов сгорания воздухом, поступающим в открытые топку и газоходы (коэффициент избытка воздуха при этом увеличивается до 5...6). Правда, при этом неизбежно понижается температура продуктов сгорания, что одновременно уменьшает КПД аппарата.

Выровнять температурное поле можно, если выполнить варочный сосуд из металла, обладающего высоким коэффициентом температуропроводности, и увеличить толщину стенки до 10... 15 мм или использовать многослойную конструкцию с алюминиевой прослойкой.

Несмотря на все указанные выше меры, эксплуатация огневых пищеварочных котлов с непосредственным обогревом возможна только при постоянном контроле процесса варки, поэтому целесообразна только при кратковременном использовании аппарата.

Паровые пищеварочные котлы с непосредственным обогревом.

В этих аппаратах в качестве энергоносителя используется влажный насыщенный пар, движущийся внутри парового теплообменника, расположенного непосредственно в варочном сосуде (рис. 7.4). В этом случае варочный сосуд не нагревается, а стенка парового теплообменника контактирует с пищевым продуктом.

Рис. 7.4. Принципиальная схема устройства парового котла с погружным теплообменником: / — варочный сосуд; 2 — крышка; 3 — тепловая изоляция; 4 — сетка-корзина; 5 — паровой змеевик; 6 — конденсатоотводчик; 7— продувочный кран; 8 — парозапорный вентиль

7.2.3. Пищеварочные котлы с косвенным обогревом стенки варочного сосуда

Принцип устройства котлов с косвенным обогревом. Для обеспечения равномерного обогрева стенки варочного сосуда используются рубашечные аппараты с промежуточным теплоносителем.

В пищеварочных котлах с косвенным обогревом стенки варочного сосуда общим узлом независимо от вида энергоносителя является узел «варочный сосуд — рубашка» (рис. 7.5), который представляет собой герметичную емкость, примыкающую с внешней стороны к обогреваемой поверхности варочного сосуда.

Рис. 7.5. Принципиальная схема устройства пищеварочных котлов с косвенным обогревом стенки варочного сосуда: а — электрических; 6 — паровых с погружным паровым теплообменником; в — паровых с прямой подачей пара в рубашку; г — газовых; д — твердотопливных; 1 — варочный сосуд; 2 — стенка рубашки; 3 — паровая рубашка; 4 — теплоизоляция; 5 — кожух; 6 — крышка; 7— электроконтактный манометр; 8 — заливная воронка; 9 — кран воронки; 10 — двойной предохранительный клапан; // — сливной кран; 12— электроды уровня; 13— парогенератор; 14— постамент; 15 — дно-фланец парогенератора; 16 — ТЭНы; 17 — вода; 18 — контрольный кран уровня; 19— змеевик; 20— конденсатоотводчик; 21 — продувочный кран; 22 — обратный клапан; 23 — парозапорный вентиль; 24 — дымоход; 25 — кран газовой горелки; 26 — карманы парогенератора; 27, 31 — окно для продуктов сгорания газа; 28 — газовая горелка; 29 — топочная камера; 30 — конвективные газоходы; 32 — загрузочный канал; 33 — загрузочная дверца; 34 — дверца зольника; 35 — зольниковый ящик; 36 — колосниковая решетка

Промежуточным теплоносителем служит влажный насыщенный водяной пар. При постоянном давлении в паровой рубашке на стенке варочного сосуда обеспечивается изотермическое поле, так как изобарный процесс для влажного насыщенного пара одновременно является и изотермическим.

При варке продуктов в пищеварочных котлах давление пара в паровой рубашке избыточное, а при выключении пищеварочных котлов и охлаждении паровой рубашки в результате конденсации пара давление в паровой рубашке резко понижается до значений, значительно меньших атмосферного. В этом случае наружная стенка рубашки испытывает либо внутреннее давление и работает на разрыв, либо внешнее давление атмосферного воздуха и работает на смятие, в результате чего она может деформироваться из-за потери устойчивости. Во избежание этого рубашку оснащают двойным предохранительным клапаном, в общем корпусе которого (рис. 7.6) располагаются паровой и вакуумный клапаны.

Рис. 7.6. Принципиальная схема устройства двойного предохранительного клапана: / — корпус; 2 — золотник парового клапана; 3 — грузовая втулка; 4 — крышка; 5 — рубашка котла; 6 — золотник вакуумного клапана; 7— седло вакуумного клапана

Действие парового клапана рассчитано на верхний предел давления, что предохраняет рубашку от разрыва; при действии вакуумного клапана давление в рубашке выравнивается с атмосферным давлением при выключении котла, что предохраняет рубашку от смятия.

Принцип действия парового и вакуумного клапанов следующий. В паровом клапане пар при критическом давлении поднимает золотник с грузовой втулкой и выходит в атмосферу. При разрежении в рубашке поднимается золотник вакуумного клапана, в результате чего в рубашку поступает воздух. Некоторые клапаны данного типа снабжены рычагом, что позволяет вручную приподнимать паровой клапан с грузовой втулкой и удалять воздух из паровой рубашки (осуществлять «продувку»).

На рубашке также устанавливается специальная заливочная воронка с краном, предназначенная для пополнения воды в парогенераторе, а ее кран используется для «продувки» рубашки.

Форма паровой рубашки определяются формой варочного сосуда. Ее размеры определяются условиями теплообмена между греющим паром и нагреваемой пищей.

Наиболее распространены котлы, имеющие цилиндрическую форму варочного сосуда. Цилиндрические пищеварочные котлы малой вместимости (до 100 дм³) имеют, как правило, выпуклое, а котлы большего размера — выпукло-вогнутое днище. Это объясняется тем, что такая форма днища более устойчива и позволяет преодолеть внутренние напряжения стенки, возникающие при давлении или вакууме в рубашке. При увеличении объема варочного сосуда использование полусферического днища нежелательно, так как при этом глубина рабочей камеры резко увеличивается, хотя исходя из эргономичности конструкции она не должна превышать длины руки человека (0,7 м), что обеспечивает возможность удобного обслуживания аппарата.

Модульные пищеварочные котлы предназначены для установки в единые технологические линии и рассчитаны на одностороннее фронтальное обслуживание. Диаметр их варочного сосуда не может быть больше ширины модульной линии, т.е. ее серии (0,6; 0,7; 0,8; 0,9 м).

При ограничении диаметра и глубины варочного сосуда цилиндрической формы лимитирован и объем, который может быть вписан в модульные габариты аппарата и не превышает 100 дм³.

Увеличить объем модульного пищеварочного котла можно, если изменить форму варочного сосуда. Такой формой могут служить параллелепипед или горизонтальный полуцилиндр (корытообразная форма). Рубашка в этом случае охватывает варочный сосуд и повторяет его форму.

В цилиндрических котлах рубашка представляет собой кольцевой, а в прямоугольных — коробчатый плоский канал. Последний весьма чувствителен к линейным деформациям, поэтому имеет обычно внутренние дополнительные анкерные связи в виде стержней, соединяющих рубашку и варочный сосуд, либо изготовляется в виде единой листоканальной панели (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Узел «варочный сосуд — рубашка», выполненный в виде листоканальной панели: / — гладкий лист; 2 — штампованный лист; 3 — штампованные участки для контактной сварки; 4 — паровые каналы

Листоканальная панель ограничивается гладким металлическим листом, образующим варочный сосуд, и листом, имеющим чередующиеся прямоугольные выдавленные штамповки глубиной до 10 мм. Эти два листа, приваренных контактной сваркой друг к другу в зоне штамповок, образуют единую жесткую конструкцию, которая при малой металлоемкости устойчива к линейным деформациям при значительных избыточных давлениях и глубоком вакууме.

К нижней части рубашки панельного типа, как и к традиционной цилиндрической, приваривается или присоединяется с помощью фланцев парогенератор, работающий на одном из видов энергоносителей.

Пищеварочные паровые котлы с косвенным обогревом. Наиболее известны два варианта конструкции пищеварочного котла, работающего от централизованной системы пароснабжения (см. рис. 7.5, б, в).

В первом варианте (см. рис. 7.5, б) стенка варочного сосуда нагревается паром, поступающим непосредственно из котельной в рубашку (первичным паром). Образующийся конденсат скапливается в нижней части рубашки и под действием силы тяжести через конденсатоотводчик и обратный клапан стекает в конденсатопровод. Для удаления воздуха предусмотрен специальный продувочный кран.

Второй вариант парового пищеварочного котла (см. рис. 7.5, в) предусматривает наличие встроенного парогенератора, который заполняется водой и нагревается паровым трубчатым теплообменником. В этом случае первичный пар движется внутри глухого теплообменника, который, нагревая воду до кипения, образует вторичный пар, согревающий стенку варочного сосуда, конденсирующийся на этой стенке и стекающий обратно в парогенератор. Конденсат из теплообменника отводится в конденсатопровод через конденсатоотводчик и обратный клапан. Удаление воздуха из паровой рубашки и теплообменника производится независимо друг от друга. Для этого используются специальный продувочный кран теплообменника и кран заливочной воронки, соединяющий рубашку с атмосферой. Заливочная воронка предназначена для долива в рубашку жидкости, так как часть ее теряется при продувке и срабатывании предохранительного клапана.

Для поддержания оптимального уровня воды в парогенераторе используется специальный контрольный кран уровня. Оптимальным считается минимальный уровень воды в парогенераторе (с небольшим запасом на испарение) при условии полного погружения теплообменника. Эти требования вызваны тем, что увеличение массы теплоносителя связано с дополнительными потерями теплоты на разогрев конструкции аппарата и снижает его КПД, а не погруженная в воду поверхность теплообменника фактически исключается из теплообмена.

Очевидно, что первый вариант, использующий первичный пар. более прост, а следовательно, и более надежен. Котлы с применением вторичного пара в паровой рубашке могут быть унифицированы при использовании любого энергоносителя, особенно легко они могут быть переоборудованы под электрический нагрев. Однако их применение оправданно лишь при включении теплообменника в систему пароснабжения высокого давления (не менее 500 кПа). При малых давлениях потребуется теплообменник неоправданно больших размеров.

Пищеварочные электрические котлы с косвенным обогревом. Эти котлы отличаются от паровых конструкцией парогенератора (см. рис. 7.5, а).

В парогенераторах электрических пищеварочных котлов для обогрева промежуточного теплоносителя (дистиллированной воды) в целях выработки греющего пара обычно используются ТЭНы, реже — электродный нагрев.

При использовании ТЭНов их в виде блока крепят на фланце, который служит стенкой парогенератора. Весь блок через герметизирующую прокладку болтами присоединяют к корпусу парогенератора. Разъемное крепление блока упрощает замену сгоревших нагревательных элементов.

ТЭНы должны быть полностью погружены в воду; в противном случае, находясь в воздухе, они перегреваются и быстрее выходят из строя. Такое явление называется «сухой ход» ТЭНов. Для обеспечения требуемого уровня жидкости используется контрольный кран уровня.

В котлах с электродным обогревом резистивным элементом служит сам промежуточный теплоноситель, а для подключения его к сети используют специальные пластины — электроды. Подводимая при этом мощность зависит от площади электродов, расстояния между ними и особенно от электрического сопротивления электролита. Удельное электрическое сопротивление электролита зависит от его состава и значительно меняется в зависимости от температуры.

Для придания фиксированных электролитических свойств дистиллированной воде, заливаемой в парогенератор, в ней растворяют соли или соду. Для замены теплоносителя служат сливной кран, расположенный в нижней части парогенератора, и заливочная воронка.

Рассмотрим устройство и принцип действия наиболее типичных электрических пищеварочных котлов с косвенным обогревом.

Электрический пищеварочный котел состоит из варочного сосуда, вокруг которого с зазором в 10...40 мм размещена дополнительная стенка, герметично приваренная к варочному сосуду посредством сварки. Образованное при этом замкнутое пространство представляет собой паровую рубашку (далее этот узел будем называть просто рубашкой). В нижней части рубашки расположен парогенератор. Рабочая камера котла, так называемый «варочный сосуд», закрыта крышкой, а в ее нижней части установлен сливной кран. Узел «варочный сосуд — рубашка» покрыт тепловой изоляцией и закрыт декоративным кожухом. В котлах небольшой вместимости этот узел монтируется на вилкообразной станине и вращается вокруг горизонтальной оси с помощью червячного редуктора, благодаря чему значительно облегчается и ускоряется выгрузка готового продукта. В парогенераторе монтируются ТЭНы. Вода заливается в парогенератор через заливную воронку до определенного уровня. Контроль уровня осуществляется с помощью крана уровня.

Измерение давления в рубашке и управление технологическим процессом осуществляется с помощью манометрического датчика — электроконтактного манометра (ЭКМ) или реле давления. Для защиты рубашки котла от разрыва при повышении давления сверх допустимого и от ее смятия при понижении давления ниже атмосферного при выключении имеется двойной предохранительный клапан.

Пищеварочный котел работает следующим образом. При включении ТЭНов вода в парогенераторе нагревается и закипает. Образующийся влажный водяной пар, поднимаясь вверх по пароводяной рубашке, конденсируется на стенке варочного сосуда, отдавая теплоту фазового перехода (конденсации). Вследствие этого температура содержимого варочного сосуда повышается и, когда она начинает приближаться к температуре кипения, начинает расти давление греющего пара в пароводяной рубашке. При закипании жидкости в варочном сосуде и соответствующем росте давления в рубашке указывающая стрелка электроконтактного манометра (ЭКМ) замыкается с неподвижной верхней контактной стрелкой. По данному сигналу срабатывает группа электромагнитных реле и мощность котла автоматически снижается.

Специальное реле, электроды которого установлены в парогенераторе, отключает нагревательные элементы при недопустимом понижении в нем уровня воды. Благодаря этому исключаются перегрев и перегорание ТЭНов. В основном отечественные котлы имеют два режима работы и лишь в отдельных случаях, например в котлах типа КЭ, — три режима.

При первом режиме содержимое варочного сосуда доводят до кипения на полной мощности. Затем происходит автоматическое переключение на пониженную ('Д или '/₉ часть) мощность для осуществления процесса «тихого» кипения. Этот режим используют для варки бульонов, супов, борщей и других первых блюд.

При втором режиме содержимое варочного сосуда доводят до кипения на полной мощности, а затем происходит полное автоматическое отключение нагревателей. Если есть необходимость, то доваривание продукта в этом случае осуществляется за счет аккумулированной аппаратом теплоты без дополнительного расхода энергии. Этот режим используется для варки каш, кипячения молока и приготовления некоторых напитков.

При третьем режиме (в котлах типа КЭ) содержимое варочного сосуда доводят до кипения на полной мощности, затем происходит автоматическое переключение на '/₆ часть мощности, а в случае снижения давления в пароводяной рубашке до нижнего заданного предела — на ¹/₂ часть мощности. В дальнейшем цикл повторяется. Данный режим особенно эффективен при использовании котлов для варки пищи на пару. Аппаратура управления и автоматики находится в выносном шкафу—станции управления или смонтирована в отдельной секции модульного аппарата, изолированной от узла «варочный сосуд — «рубашка».

«Островные» (немодульные) пищеварочные электрические котлы. Эти котлы устанавливаются автономно, с гарантированным зазором по отношению как к стенам и колоннам промышленных помещений, так и к другим тепловым технологическим аппаратам и вспомогательным («нейтральным») видам оборудования.

Такое размещение делает аппарат доступным со всех сторон, что очень удобно при работе с ним, а также при его наладке, ремонте и обслуживании. Однако для размещения такого котла требуется значительная производственная площадь.

В настоящее время выпускаются серийно и находятся в эксплуатации отечественные пищеварочные котлы серии КПЭ с цилиндрическим варочным сосудом.

Принципиально по конструктивному признаку и условиям эксплуатации их можно подразделить на две группы:

- с опрокидывающимся варочным сосудом (КПЭ-40 и КПЭ-60);

- с неопрокидывающимся варочным сосудом (КПЭ-100, КПЭ-160 и т.д.).

К пищеварочным электрическим котлам с опрокидывающимся варочным сосудом относятся котлы отечественного производства КПЭ-60 и КПЭ-40.

Котел КПЭ-60 производится серийно, котел КПЭ-40 в настоящее время снят с производства, но находится в эксплуатации.

Пищеварочные котлы КПЭ-40 и КПЭ-60 конструктивно устроены одинаково. Они различаются между собой вместимостью, габаритными размервми, массой и мощностью нагревательных элементов.

Котел КПЭ-60 (рис. 7.8) состоит из цилиндрического варочного сосуда с выпуклым полусферическим днищем. Варочный сосуд изготовлен из нержавеющей стали. Вокруг него с зазором 25...30 мм размещается наружный котел. Варочный сосуд и наружный котел соединены между собой с помощью сварки и образуют герметичное греющее пространство, которое выполняет функцию пароводяной рубашки. В нижней части паровой рубашки расположен парогенератор. Нижняя стенка парогенератора съемная; она прикреплена к парогенератору фланцевым соединением с помощью болтовых соединений. На съемном фланце закреплены три ТЭНа. Наружный котел покрыт слоем тепловой изоляции. Корпус аппарата представляет собой цилиндрический эмалированный кожух. С помощью пустотелых цапф он установлен на станине и может поворачиваться вокруг горизонтальной оси с помощью червячного редуктора. Вращение осуществляется вручную с помощью маховика и жестко фиксируется в любом промежуточном положении.

Рис. 7.8. Пищеварочный котел КПЭ-60: а — обший вид: 1 — ТЭН; 2 — наружный кожух; 3 — паровая рубашка; 4 — наружный котел; 5 — тепловая изоляция; 6 — поворотная труба; 7 — варочный сосуд; 8 — крышка; 9 — предохранительный клапан; 10 — электроконтактный манометр; // — заливочная воронка; 12 — кран воронки; 13 — маховик; 14 — станина; 15 — кран уровня; 16 — парогенератор; б — схема подводки коммуникаций

Через правую полую цапфу проходит трубка, соединяющая паровую рубашку с контрольно-измерительной арматурой, которая состоит из воронки с краном, электроконтактного манометра и конденсатосборника с предохранительным клапаном, имеющим трубку возврата конденсата в рубашку и рычат для продувки клапана.

Предохранительный клапан срабатывает при повышении давления в пароводяной рубашке свыше 0,045 МПа (0,45 кгс/см²).

Для контроля уровня воды, заливаемой в парогенератор, в нижней части котла имеется контрольный кран уровня.

Уровень воды в парогенераторе в процессе эксплуатации котла не должен быть выше контрольного крана уровня и ниже верхней кромки ТЭНов. Для исключения возможности работы ТЭНов при понижении уровня воды ниже допустимого значения в котле предусмотрена электродная система защиты от «сухого хода».

Заполнение варочного сосуда водой осуществляется с помощью вентиля системы холодного водоснабжения, закрепленного на левой стойке станины и имеющего поворотную насадку.

Котел снабжен станцией автоматического управления, где смонтированы все аппараты управления. На дверцу шкафа управления вынесены сигнальные лампы «Станция включена» и «Сухой ход», а также переключатель, с помощью которого устанавливается определенный режим работы котла.

Зарубежные цилиндрические пищеварочные котлы с косвенным обогревом и опрокидывающимся варочным сосудом для свободной островной установки выпускаются фирмами OFFGAR (Италия), INOX (Италия), BARTSCHER (Германия), METOS (Финляндия) и др.

Конструкция этих аппаратов аналогична конструкции описанных выше отечественных опрокидывающихся пищеварочных котлов КПЭ-40 и КПЭ-60. Они отличаются вместимостью варочного сосуда, массой, габаритными размерами и незначительными конструктивными деталями и дизайном.

К принципиальным отличиям следует отнести применение для механизма опрокидывания электропривода, а также оснащение котлов мешалками, стационарно закрепленными внутри варочного сосуда или вводимыми в варочный сосуд с помощью мобильного поворотного перемешивающего механизма. Зарубежные пищеварочные котлы с упомянутыми мешалками предназначены для приготовления муссов, соусов, картофельного пюре и других изделий, требующих перемешивания при нагреве.

Некоторые модели этих котлов оснащены микропроцессорным блоком управления, который обеспечивает пропорциональное регулирование мощности и, располагая оперативной памятью, осуществляют следующие функции:

- таймера и оповещателя об окончании процесса;

- программирование операционного времени с заданным температурным уровнем;

- программируемое операционное время перемешивания;

- то же при заданной температуре;

- программируемое время запуска котла;

- программируемый режим варки с последующей стадией доваривания при отключенных нагревателях;

- автоматическое наполнение котла водой необходимого объема;

- охлаждение пищи до желаемой температуры как в непрерывном, так и в дискретном режиме охлаждения.

Пищеварочные электрические котлы «островные» стационарные (неопрокидывающиеся) с цилиндрическим варочным сосудом типа КПЭ-100, КПЭ-160 и КПЭ-250 (рис. 7.10) имеют одинаковое конструктивное исполнение и отличаются друг от друга вместимостью, габаритными размерами, массой, мощностью нагревательных элементов и установочными размерами.

Рис. 7.10. Установочный чертеж пищеварочного котла КПЭ-100 (а) и станции управления (б)

Котлы этого типа представляют собой сварную конструкцию, состоящую из цилиндрического варочного сосуда, рубашки, парогенератора, облицовки (кожуха) и постамента. В пространстве между кожухом и наружным котлом уложена тепловая изоляция.

К нижней части рубашки приварен парогенератор, в котором установлены шесть ТЭНов, электрод защиты от «сухого хода» и контрольный кран уровня.

Варочный сосуд закрывается откидной крышкой, имеющей противовес. Плотное прилегание крышки к кромке варочного сосуда обеспечивается прокладкой из термостойкой пищевой резины, уложенной в канавке крышки. Прижатие крышки к варочному сосуду осуществляется накидными поворотными болтами. Для слива жидкости из варочного сосуда предусмотрен сливной кран, защищенный со стороны сосуда защитной сеткой-фильтром.

По центру крышки котла установлен клапан- «турбинка», который не допускает образования избыточного давления в варочном сосуде выше 0,0025 МПа, выпуская избыток пара в пароотводную трубку, соединенную с канализационным трубопроводом.

К котлу подведены трубопроводы горячего и холодного водоснабжения, а также трубопровод для отвода избытка пара из варочного сосуда в канализационный трубопровод (см. рис. 7.10). На трубопроводах размещены вентили, окрашенные в разные цвета.

Элементы автоматического управления тепловым режимом котла и защиты ТЭНов от «сухого хода» смонтированы в специальном шкафу станции управления. В режиме «сухого хода», когда уровень воды недостаточен (ниже уровня электрода «сухого хода»), срабатывает защита, и котел включить невозможно. В этом случае загорается сигнальная лампа «Сухой ход».

С помощью тумблера, находящегося на станции управления, включают один из режимов работы. При установлении тумблера в положение «Разогрев» содержимое котла доводится до кипения, после чего все ТЭНы отключаются и продукт доваривается только за счет теплоты, аккумулированной котлом. При включении другого режима после доведения содержимого котла до кипения отключаются пять из шести ТЭНов. Оставшийся ТЭН обеспечивает режим «тихого» кипения, при котором продукты доводятся до состояния готовности. Если давление по каким-либо причинам превысит верхний предел, то срабатывает двойной предохранительный клапан.

Техническая характеристика неопрокидывающихся пищеварочных котлов типа КПЭ приведена в справочнике [5].

В эксплуатации также находятся котлы стационарные неопрокидывающиеся серии КПЭ с дополнительным индексом НГ. Они отличаются тем, что оснащены негерметичной крышкой, в результате чего их конструкция упрощена. У них отсутствуют клапан-«турбинка», пароотводная трубка, накидные болты, отражатель, а также трубопроводы для горячей воды и отвода пара в канализацию. По всем остальным параметрам они соответствуют котлам типа КПЭ. Принципиальная электрическая схема пищеварочного котла КПЭ-100 функционально не отличается от рассмотренной электрической схемы котла КПЭ-60.

Модульные пищеварочные электрические котлы. Корпус модульных пищеварочных электрических котлов имеет форму параллелепипеда строго лимитированных размеров, позволяющих вписывать эти аппараты в модульные технологические линии.

Все котлы данного типа имеют напольное исполнение. Высота аппаратов в большинстве случаев составляет 850...900 мм и регулируется благодаря использованию опорных ножек специальной конструкции.

Ширина (глубина) модульного пищеварочного электрического котла соответствует ширине (мм) модульной линии, которую принято называть серией. В настоящее время выпускаются модульные линии серии 600, 700, 800, 900. Отечественными и зарубежными производителями предлагаются модульные пищеварочные котлы серии 700 и 900.

Длина котлов пропорциональна модулю: М = (100 ± 10) мм.

В подавляющем большинстве предлагаемых модульных котлов используется косвенный обогрев стенки варочного сосуда.

Модульные пищеварочные котлы малой вместимости (до 80 л) выполнены как в стационарном варианте, так и с опрокидывающимся варочным сосудом.

Отечественные производители предлагают оригинальный вариант модульного пищеварочного котла со стационарным тепловым блоком и передвижным варочным сосудом, выполненным в виде передвижной тележки, так называемое универсальное электрическое варочное устройство (УЭВ-60).

К модульным пищеварочным электрическим котлам стационарным (неопрокидывающимся) с варочным сосудом цилиндрической формы относятся отечественные котлы КЭ-60Ц, КЭ-100Ц, КЭ-160Ц, КЭ-250Ц и др.

Модульные котлы КЭ-160Ц и КЭ-250Ц имеют два варочных сосуда, встроенных в общий корпус. Варочные сосуды изготовлены из хромоникелевой нержавеющей стали.

По конструктивному исполнению котлы стационарные неопрокидывающиеся снабжены предохранительными клапанами, установленными на паровой рубашке, которые срабатывают при превышении допустимого уровня давления.

Варочный процесс автоматизирован. Система управления аналогична рассмотренной выше (используемой в котлах серии КПЭ).

Зарубежные модульные стационарные пищеварочные котлы с косвенным обогревом и цилиндрическим варочным сосудом конструктивно очень близки к отечественным аналогам и существующие отличия незначительны.

Модульные пищеварочные электрические котлы с опрокидывающимся варочным сосудом в России и за рубежом в настоящее время не производят. В России эксплуатируются ранее производимые котлы данной группы, к которым относятся котлы типа КПЭСМ-60 и КПЭСМ-60М.

Котел пищеварочный электрический опрокидывающийся секционный модульный КПЭСМ-60 (рис. 7.11) может быть использован на предприятиях общественного питания как отдельно стоящий аппарат, так и в составе технологической линии.

Корпус котла, имеющий модульные размеры, изготовлен из тонколистовой «черной» стали, покрытой белой эмалью. Котел оснащен электроконтактным манометром, обеспечивающим заданный режим варки. Тумбы закреплены на сварной раме, имеющей регулируемые по высоте ножки, и представляют собой бескаркасную конструкцию. Внутри тумб смонтированы чугунные кронштейны, на которые с помощью пустотелых цапф устанавливается узел «варочный сосуд — рубашка». Устройство этого узла аналогично котлу КПЭ-60.

Рис. 7. L1. Котел пищеварочный электрический секционный модулированный КПЭСМ-60:

1 — тумба; 2 — цапфа; 3 — варочный сосуд; 4 — паровая рубашка; 5 — стенка паровой рубашки; 6— тепловая изоляция; 7 — крышка; 8 — электроконтактный манометр; 9 — заливная воронка; 10— предохранительный клапан; // — регулируемая ножка; 12 — поворотное устройство; 13 — парогенератор; 14 — ТЭН; 75 — рама; 16 — трубопроводы холодной и горячей воды

В правой тумбе котла размещен поворотный механизм, а в левой — выдвижная панель с электроаппаратурой и переключатель режимов варки.

Котел пищеварочный электрический секционный модульный КПЭСМ-60М является полным аналогам котла КПЭ-60 и отличается от него только формой кожуха узла «варочный сосуд — рубашка». У данного аппарата форма не коробчатая, а цилиндрическая. В остальном конструкция полностью идентична, есть некоторые отличия в технических характеристиках.

Электрические пищеварочные котлы с варочным сосудом прямоугольной формы предназначены для варки пищевых продуктов непосредственно в перфорированных функциональных емкостях или в специальных сетчатых корзинах. По этой причине иногда за рубежом они называются гастронормовскими. Такой способ варки значительно упрощает процессы загрузки и разгрузки, позволяет механизировать данные операции.

Котлы устанавливаются в технологическую линию модульных технологических аппаратов, но могут быть расположены и отдельно.

К пищеварочным электрическим котлам с варочным сосудом прямоугольной формы относятся котлы КЭ-100, КЭ-160 и КЭ-250.

Все три типа котлов имеют аналогичную конструкцию.

Основным элементом конструкции котлов (рис. 7.12) является узел «варочный сосуд — рубашка», который выполнен в виде листоканальной панели, установленной на каркасе, и облицован панелями из тонколистовой эмалированной или нержавеющей стали.

Паровая рубашка этих котлов представляет собой конструкцию, полученную посредством сварки плоского и наружного штампованного листов, сваренных в единую панель контактной сваркой. Оба листа толщиной не более 1,5 мм изготовлены из хромоникелевой нержавеющей стали. Свободное щелевое пространство панели образует систему паровых греющих каналов, заменяющую паровую рубашку. В верхней и нижней частях рубашки каналы образуют коллекторы. Нижний коллектор соединен с парогенератором, в который через заливную воронку заливается вода.

Рис. 7.12. Пищеварочный котел КЭ-250:

/ — ТЭНы; 2, 4 — сливные краны; 3 — облицовка; 5 — накидной болт; 6 — клапан избыточного давления пара в варочном сосуде; 7 — крышка; 8 — заливная трубка; 9 — мановакуумметр; 10 — панель управления; 11 — переключатель; 12 — сигнальная лампа; 13 — опорные ножки; 14 — основание; 15 — парогенератор; 16 — теплоизоляция; 17— варочный сосуд; 18 — кран воронки; 19 — заливная воронка; 20 — предохранительный клапан; 21 — отражатель; 22 — поворотные рычаги; 23 — резиновая прокладка; 24 — сетка; 25 — кран уровня; 26— реле давления

Варочный сосуд герметично закрывается крышкой с рычажным прижимным устройством. Крышка котла снабжена клапаном, предназначенным для отвода пара при избыточном давлении его в варочном сосуде. Элементы управления и сигнализации котла выведены на панель управления. Слив содержимого варочного сосуда производится через сливной кран.

Котел позволяет реализовать один из трех режимов работы: 1-й режим — варка, 2-й режим — разогрев, 3-й режим — варка на пару.

Особенность эксплуатации котлов типа КЭ заключается в том, что варка в этих котлах может осуществляться в перфорированных функциональных емкостях без перекладывания обрабатываемого продукта. Для загрузки и выгрузки кассет с функциональными емкостями используют подъемные тележки ТП-80К (рис. 7.14).

Рис. 7.14. Схема загрузки кассет в котел типа КЭ с помощью тележки ТП-80К: / — пищеварочный котел типа КЭ; 2 — крышка; 3 — кассета; 4 — захваты; 5 — пантограф; 6 — поручни; 7— каретка; 8— редуктор; 9— рукоятка; 10 — каркас; 11 — направляющие; 12 — рама; 13 — тормозное устройство; 14 — колесо

Загрузка котла происходит следующим образом. Обрабатываемый продукт закладывают в перфорированные емкости габаритными размерами 530x325x190 мм, закрывают их крышками и задвигают в кассету по направляющим уголкам. Затем, подкатив тележку к загруженной кассете, фиксируют последнюю захватами каретки тележки и, вращая ручку редуктора тележки по часовой стрелке, поднимают кассету до крайнего верхнего положения. После этого ее подвозят к котлу, устанавливая таким образом, чтобы кассета оказалась над варочным сосудом. Далее, вращая ручку механизма подъема тележки против часовой стрелки, опускают кассету в варочный сосуд, освобождают захваты каретки и откатывают тележку от котла.

Процесс варки происходит так же, как и в котлах типа КПЭСМ. После окончания варки производят выемку кассет. Для этого отключают котел поворотом ручки переключателя в положение 0. Снимают давление в варочном сосуде котла, для чего поворачивают ручку клапана на крышке по часовой стрелке. Открывают крышку котла, отвернув накидные болты, и подкатывают тележку к котлу, фиксируя кассету захватами. Затем вынимают ее из варочного сосуда, подняв каретку в крайнее верхнее положение, и оставляют на несколько минут для стекания бульона.

Выполнив эти операции, откатывают тележку с кассетой от котла. Для слива бульона и других жидкостей из варочного сосуда в функциональные емкости, установленные в передвижные котлы, мармиты и другое подобное оборудование, крышку котла закрывают и герметизируют с помощью накидных рычагов; переливной кран при этом должен находиться в открытом положении над емкостью, в которую производится слив. Котел включают поворотом ручки переключателя в положение /.

В варочном сосуде при кипении жидкости создается избыточное давление, в результате чего осуществляется перелив (выдавливание) содержимого из варочного сосуда. При отсутствии интенсивного выдавливания бульона ручку предохранительного клапана поворачивают стрелкой вверх и держат клапан открытым до тех пор, пока стрелка манометра не переместится к отметке, близкой к нулю. После этого клапан закрывают, поворачивая ручку стрелкой вниз. Процесс выдавливания ускоряется.

После окончания работы производят санитарную обработку котла горячей водой. Для санитарной обработки верхнего переливного крана котел заливают водой на 2... 3 см выше уровня фильтра и плотно закрывают крышку котла всеми накидными рычагами; включают котел; подкатывают к нему тележку с емкостью для воды, в которую и переливают воду, как было указано ранее. Оставшуюся воду сливают через нижний кран.

Устройство электрическое варочное (УЭВ-60) предназначено для варки (первых, вторых и третьих блюд, гарниров) и тушения, а также транспортирования готовых блюд на линию раздачи, сохранения их в горячем состоянии и раздачи потребителю на предприятиях общественного питания.

Варочное устройство УЭВ-60 (рис. 7.15) представляет собой электрический модульный пищеварочный котел с разделяющимся стационарным тепловым блоком, состоящим из парогенератора и элементов арматуры, а также передвижного котла (КГТ-60), представляющего собой теплоизолированный и закрытый корпусом узел «варочный сосуд — рубашка», смонтированный на передвижной тележке.

Стационарный тепловой блок выполнен в виде коробчатой конструкции с нишей для установки передвижного котла.

В задней и боковой тумбах стационарного теплового блока смонтированы панели с электроаппаратурой. На передней панели установлены ручка переключателя режимов работы варочного устройства и сигнальная лампа. Парогенератор расположен в нижнем объеме корпуса стационарного блока, а в боковой и задней коробчатых полостях этого корпуса размещены арматурные узлы и система управления. На съемной стенке — фланце-крышке парогенератора закреплены три ТЭНа, датчик уровня защиты от «сухого хода», кран уровня и пробка-заглушка для слива воды. Кран уровня позволяет контролировать уровень воды в парогенераторе.

На корпусе парогенератора расположена нижняя часть парозапорного устройства, которая состоит из чашек, собранных через резиновую прокладку, и которая запирается на стакан, вваренный в корпус парогенератора. По стакану перемещается втулка. Герметичность соединения при подключении котла к парогенератору обеспечивается прокладками. Подключение осуществляется с помощью вала с кулачками, установленного на кронштейнах.

Верхняя часть парозапорного устройства состоит из фланца, на который запирается резиновая диафрагма, прижатая пружиной подвижного фланца, и направляющего стакана.

На парогенераторе имеются направляющие для колес, по которым производится перемещение котла. На столе боковой тумбы расположен рычаг для стыковки и расстыковки верхней и нижней частей парозапорного устройства.

Для заполнения парогенератора водой предусмотрена наливная воронка, установленная на столе задней тумбы совместно с предохранительным клапаном и манометром.

Давление в пароводяной рубашке котла поддерживается с помощью электроконтактного манометра (ЭКМ), расположенного на электропанели, или реле давления, заменяющего ЭКМ. Пределы настройки электроконтактного манометра или реле давления 0,005...0,028 МПа (0,28 кгс/см²).

Передвижной котел КП-60 состоит из теплоизолированного и облицованного окрашенным тонколистовым листом узла «варочный сосуд — рубашка», закрепленного на подвижной раме-платформе, которая представляет собой сварную рамную регулируемую по высоте конструкцию на колесах. В верхней части пароводяной рубашки установлен кран для выхода воздуха. Для слива жидкости из варочного сосуда в его дне предусмотрена пробка. Сверху варочный сосуд закрыт одностенной негерметичной крышкой.

Подсоединение котла к парогенератору осуществляется парозапорным устройством после въезда котла по направляющим до упора. Перемещением «на себя» стыковочного рычага производится соединение верхней и нижней частей парозапорного устройства.

Рис. 7.15. Устройство электрическое варочное УЭВ-60:

/ — направляющие; 2 — передвижной котел (КП-60); 3 — манометр; 4 — предохранительный клапан; 5 — кран; 6 — заливная воронка; 7 — сигнальная лампа; 8 — ручка переключателя режимов; 9 — передняя панель; 10, 11 — панели с электроаппаратурой; 12 — зажим заземления; 13 — панель парогенератора; 14 — парогенератор; 15 — ТЭН; 16 — парозапорное устройство; 17 — заглушка; 18 — датчик защиты от «сухого хода»; 19 — кран уровня; 20 — колесо; 21 — подвижная платформа; 22 — пробка; 23 — теплоизоляция; 24 — верхняя часть парозапорного устройства; 25 — паровая рубашка; 26 — наружная облицовка; 27 — варочный сосуд; 28— кран для выхода воздуха; 29— стыковочный рычаг; 30— кнопка; 31 — кронштейн; 32 — кулачки; 33 — вал; 34 — фланец; 35 — диафрагма; 36 — пружина: 37 — стакан; 38 — подвижный фланец; 39, 42 — прокладки; 40 — втулка; 41 — стакан; 43, 44— чашки; 45 — крышка; 46, 47 — боковая и задняя тумбы; 48 — скоба

Для отсоединения котла от парогенератора следует нажать кнопку на стыковочном рычаге и движением рычага «от себя» установить его в крайнее положение.

Технические характеристики варочного устройства УЭВ-60 приведены в справочнике [5].

Принципиальная электрическая схема варочного устройства функционально близка к электрической схеме котлов серии КПЭ.

Пищеварочные котлы модульные стационарные с прямоугольной формой варочного сосуда зарубежного производства конструктивно очень близки к отечественным аналогам, описанным выше. К отличиям следует отнести отсутствие второго поворотного сливного крана. Устройству электрическому варочному (УЭВ-60) аналога в зарубежной практике не существует.

Электрические аппараты для варки сосисок, пельменей, макаронных изделий, отваривания овощей предназначены для тепловой кулинарной обработки пищевых продуктов, погружая их в кипящую воду. Для этого продукт размещают в специальных металлических сетках-корзинах. Аппараты могут быть приспособлены для варки пищевых продуктов на пару.

Аппараты используются в составе модульных линий технологического оборудования, установленных в производственных цехах предприятий общественного питания. Особенно популятны эти аппараты на специализированных предприятиях с барным (буфетным) методом обслуживания.

Конструктивно аппараты устроены примерно одинаково. Роль рабочей камеры выполняет коробчатая ванна, как правило, по форме и размерам соответствующая функциональным емкостям «гастронорм» большого объема — N1/1 или N2/1. Нагревание воды в греющей ванне производится водяным ТЭНом, расположенным и закрепленным на дне ванны. Над ТЭНом размещается съемная вставка в виде перфорированной стенки-подставки, закрывающей ТЭН и служащей опорой для корзины с продуктом. В результате исключается возможность прямого контакта нагревателя с продуктом и обеспечивается высокое качество продукции.

В некоторых аппаратах, например в отечественной сосисковарке настольной электрической СНЭ-15 и пельменеварке настольной электрической, нагрев воды в ванне осуществляется съемным ТЭНом.

Известны зарубежные аппараты данной группы, нагрев воды в которых осуществляется ТЭНом или плоским гибким нагревателем в виде силиконового коврика, прикрепленного к дну ванны с внешней стороны. В аппаратах относительно большой вместимости в ванне расположены сливное отверстие, защищенное сеткой-фильтром, и сливной кран. Существуют конструкции, в которых общая ванна разделена герметичной перегородкой на две секции: рабочую, обогреваемую, и вторую — для слива жидкости и обсушивания обработанного продукта. Вторая секция сверху, как правило, закрыта съемной перфорированной крышкой-полкой, на которую ставится сетка-корзина с продуктом.

Регулировка режима нагрева осуществляется терморегулятором в диапазоне температур 60... 100 °С. Для этих целей используются как терморегуляторы манометрического типа прямого действия, так и электронные.

Аппараты имеют настольное и напольное исполнение. Настольные аппараты могут быть установлены в модульную линию на специальной рамной подставке.

Пищеварочные газовые котлы с косвенным обогревом стенки варочного сосуда. Эффективность газового котла зависит главным образом от совершенства конструкции парогенератора, которая, в свою очередь, определяется площадью тепловоспринимающей поверхности топки и газохода.

Чем больше площадь поверхности топки и газоходов, т.е. чем больше поверхность контакта продуктов сгорания с теплоносителем в парогенераторе, тем ниже температура продуктов сгорания на выходе и тем меньше с ними теряется теплоты. Котлы с газовым обогревом имеют те же основные детали, что и котлы с электрическим обогревом, и отличаются лишь конструкцией парогенератора, совмещенного с камерой сгорания газа, в которой установлены горелки с автоматикой безопасности и регулирования. Парогенератор газового котла представляет собой теплообменник с развитой поверхностью нагрева, сформированной топочной камерой (топкой) и системой газоходов, соединенных с дымовой трубой.

Наиболее известны газовые котлы с варочным сосудом цилиндрической или корытообразной формы.

В газовых котлах с варочным сосудом цилиндрической формы (рис. 7.16, а) топка также имеет цилиндрическую форму, а газоходы — форму кольцевых концентрических каналов (рис. 7.16, б, в). Такие топки и газоходы обеспечивают оптимальную компоновку парогенератора с необходимой поверхностью нагрева.

В нижней плоскости топочной камеры располагаются инжекционные газовые горелки. Образующиеся при сжигании газа продукты сгорания поступают в топочную камеру. Там они отдают часть своей теплоты теплоносителю, омывающему стенки топки, и через специальное отверстие (окно) переходят в первый газоход. При этом продукты сгорания разделяются на два параллельных потока. Далее, двигаясь по полукольцевой траектории, они соединяются и через окно проходят в следующий газоход и т.д.

В оптимальном варианте в парогенераторе газовых котлов с цилиндрической формой варочного сосуда в зависимости от вместимости варочного сосуда имеются два-три кольцевых газохода.

Газовые пищеварочные котлы могут быть опрокидывающимися (КПГ-40 и КПГ-60) и неподвижными (КПГ-100, КПГ-160 и КПГ-250) как в обычном, так и в модульном исполнении (КПГСМ-60 и КПГСМ-250).

Опрокидывающийся котел Ж/7Г-6#установливается на постаменте с кронштейнами, с правой стороны которых смонтирована червячная передача, служащая для опрокидывания варочного сосуда при сливе жидкости. Для отключения горелок при опрокидывании котла служит скоба, закрепленная на его корпусе. При опрокидывании котла скоба поворачивается и открывает датчик положения, после чего блок автоматики срабатывает и прекращает поступление газа в горелку. С рабочей стороны котла, на постаменте, смонтирован щиток с дверцей, через которую производятся розжиг запальника и наблюдение за работой горелки. В постаменте котла расположена камера сгорания, в которой установлена горелка для нагрева воды до кипения и получения влажного насыщенного пара с избыточным давлением 50 кПа для тепловой кулинарной обработки содержимого варочного сосуда.

Рис. 7.16. Котел пищеварочный газовый секционный модульный КПГСМ-60:

а — внешний вид; б — схема устройства; в — сечение парогенератора; / — дымовая труба; 2 — пароводяная рубашка; 3 — варочный сосуд; 4 — кран заливочный воронки; 5 — крышка; 6 — контрольный кран уровня; 7 — штурвал поворотного механизма; 8 — смотровое окно; 9 — ножки; 10 — кран газовой горелки; // — короб для розжига; 12 — блок основных инжекционных газовых горелок.; 13 — вспомогательная горелка; 14 — топочная камера; 15 — теплоноситель; 16 — карманы парогенератора; 17 — тепловая изоляция; 18 — газоходы

У неподвижного котла КПГ-250 нижняя часть пароводяной рубашки соединена с парогенератором, состоящим из двух концентрических карманов, каждый из которых образован двумя стальными цилиндрами. Внутренняя стенка внутреннего кармана является экранной стенкой топки (камеры сгорания). Кольцевой щелевой канал между карманами образует первый газоход, а канал между наружным карманом и обечайкой — второй газоход. Карманы заполнены водой. Полость внутреннего цилиндра представляет собой топку—камеру сгорания. Карманы имеют окна для прохода продуктов сгорания газа. Окна расположены на противоположных сторонах и вместе со стенками образуют удлиненный газоход для более полного использования теплоты уходящих продуктов сгорания. Последние из камеры сгорания направляются в первый кольцевой газоход, затем — во второй и через дымовой патрубок отводятся в вытяжную трубу, на которой для регулирования тяги установлена заслонка с просверленными в ней отверстиями.

Наружный корпус газового секционного модульного котла КПГСМ-60 (см. рис. 7.16) теплоизолирован и облицован плоскими панелями, образующими параллелепипед. Газовый котел имеет цилиндрический варочный сосуд с полусферическим днищем вместимостью 60 л. Котел помимо внутреннего цилиндрического варочного сосуда и наружного корпуса включает в себя малоемкий парогенератор, который выполнен в виде двух цилиндрических карманов разной высоты.

Наружные стенки цилиндрических карманов образуют топку и два кольцевых газохода. Наружная стенка второго газохода не экранирована. Газоходы снизу закрыты торцевой стенкой.

Под топкой в специальном цилиндрическом кожухе установлены горелка с кольцевой насадкой и запальник. Кожух плотно прилегает к топке, исключая возможность подсоса воздуха. Для подвода к горелке вторичного воздуха в днище кожуха имеются специальные отверстия. В пространстве между задней стенкой и облицовочным листом установлен вертикальный дымоход прямоугольного сечения, обеспечивающий верхний отвод продуктов сгорания.

Котел КПГСМ-60 снабжен автоматикой регулирования и безопасности (АРБ) и соответствующей контрольно-измерительной арматурой, аналогичной арматуре котла КПГ-60.

В правой стойке котла смонтировано опрокидывающее устройство и газопровод, в левой расположены трубопроводы холодной и горячей воды.

Газовый секционный модульный котел КПГСМ-250 вместимостью 250 л выполнен в виде параллелепипеда и имеет варочный сосуд в форме горизонтального полуцилиндра, что, в свою очередь, предопределяет форму коридорной топки и щелевых газоходов.

Топку образуют три плоских вертикальных кармана, причем средний карман разделяет ее на две части. Такая форма топки обусловливает значительную радиационную поверхность нагрева, особенно центрального кармана с двухсторонним облучением. В топке между карманами располагается двухтрубная горелка, при этом каждая насадка размещается в своей топочной камере.

Горелка имеет малогабаритный многосопловый смеситель с периферийной подачей газа. Продукты сгорания из открытых торцевых концов окон расходятся, поворачиваясь на 180°, по двум прямолинейным газоходам, образованным наружными стенками двух основных карманов и стенками газоходов.

Для увеличения поверхности нагрева по всей длине газохода расположено два дополнительных кармана, высота которых меньше высоты основного газохода.

Таким образом, три основных и два дополнительных кармана создают компактный парогенератор с малым заполнением его водой (около 26 л) и развитой поверхностью нагрева (2,1 м²).

Из газоходов продукты сгорания через два короба выводятся в нижний дымоход.

В пищеварочных котлах КПГСМ-250 с варочным сосудом корытообразной формы парогенератор состоит из плоских коробчатых вертикальных карманов, заполненных водой. Эти карманы формируют топку (или систему топок) в виде параллелепипеда, а также группу щелевых плоских газоходов. В этом случае сохраняются все указанные выше критерии оптимизации конструкции газового парогенератора.

При использовании системы топочных камер, разделенных общим карманом, значительно уменьшается требуемая поверхность нагрева, так как общий карман работает как экран двойного облучения, воспринимая значительную часть лучистого потока. Так, в двухкамерной топке с одним общим центральным карманом на долю последнего приходится не менее 55...65 % полезной теплоты топочных камер.

Снизу двухтоннельная топка и газоходы плотно закрываются листом с щелевыми отверстиями для установки горелки и подвода вторичного воздуха.

Котлы КПГСМ-250 и КПГ-250 снабжены автоматикой безопасности и регулирования, контрольно-предохранительной арматурой и тепловой изоляцией.

Пищеварочные твердотопливные котлы с косвенным обогревом стенки варочного сосуда. По устройству твердотопливные пищеварочные котлы сходны с газовыми и отличаются от них в первую очередь конструктивными элементами, обеспечивающими сжигание твердого топлива. Для этого в нижней плоскости топочной камеры расположена колосниковая решетка, а под ней — зольниковая камера и зольниковый ящик. Топочная и зольниковая камеры оборудованы дверцами (рис. 7.17).

Рис. 7.17. Принципиальная схема устройства твердотопливных котлов с косвенным обогревом:

1 —- топочная камера; 2 — конвективный газоход; 3 — дымовая труба; 4 — пружинный противовес крышки; 5 — окно для топливных газов; 6 — контрольный кран Уровня; 7— загрузочный канал; # —дверца топки; 9 — колосниковая решетка; 10 — зольниковый ящик; 77 — дверца зольника; 12 — карманы парогенератора; 13 — люки для чистки газохода; 14 — свод камеры

В отличие от газообразного при сжигании твердого топлива имеет место значительный химический недожог. В результате на стенках газоходов откладывается и накапливается слой сажи, обладающий низким коэффициентом теплопроводности. По этой причине в газоходах в процессе эксплуатации уменьшается тепловой поток, передаваемый к промежуточному теплоносителю, и они становятся малоэффективными, в связи с чем возникает необходимость в периодической очистке газоходов от сажи. Самый простой и надежный способ очистки — механический, который может быть реализован благодаря специальным лючкам, расположенным по периметру котла. Естественно, что в этих условиях газоход в твердотопливных котлах может быть лишь один.

В такой конструкции велики тепловые потери с химическим и механическим недожогом топлива, а также с уходящими продуктами сгорания, в результате чего КПД редко достигает 35 %.