8.4. Аппараты для тепловой кулинарной обработки изделий в паровоздушной среде
8.4.1. Жарочные и пекарные шкафы
В жарочных и пекарных шкафах осуществляется тепловая кулинарная обработка в паровоздушной среде с естественным движением теплоносителя. Эти шкафы различаются между собой размерами рабочих камер, температурой в камере (объемной мощностью) и удельной поверхностной мощностью на нагревателях, а также наличием системы увлажнения рабочей камеры.
Жарочные шкафы предназначены для жарки мясных и рыбных продуктов, запекания овощных, творожных и крупяных блюд, а также выпечки некоторых кондитерских изделий; пекарные шкафы — для выпечки мелких хлебобулочных и кондитерских изделий.
Обычно эти шкафы являются стационарными периодического действия и представляют собой замкнутую теплоизолированную прямоугольную рабочую камеру, обогреваемую с помощью ТЭНов. Внутри рабочей камеры устанавливают неподвижные противни. Рабочая камера плотно закрывается теплоизолированной дверцей и имеет вентиляционное отверстие, закрываемое шибером.
Нагрев изделий в шкафах осуществляется за счет конвективного теплообмена с паровоздушной средой и лучистого инфракрасного потока от разогретых элементов рабочей камеры и нагревателей. При естественной конвекции в шкафах с закрытой рабочей камерой циркуляция греющей среды практически отсутствует, поэтому возрастает роль лучистого теплообмена.
При осуществлении разных технологических процессов в жарочных и пекарных шкафах возникает необходимость по-разному подводить энергию к изделию сверху и снизу. Для этого шкафы должны раздельно регулировать мощности верхних и нижних нагревателей.
Возможность раздельного регулирования мощности верхних и нижних нагревателей облегчает осуществление технологического процесса тепловой кулинарной обработки и позволяет осуществлять его без переворачивания изделия.
Необходимость раздельного регулирования мощности нагревателей возникает, например, при жарке мясных изделий, размещенных на противне. В этом случае на начальной стадии нагрева происходит значительное выделение влаги из мяса, в результате чего нижняя часть изделия оказывается в воде. В связи с этим в процессе тепловой кулинарной обработки снизу необходимо подводить больше энергии, чем сверху, так как в течение процесса тепловой кулинарной обработки, осуществляемого без переворачивания изделия, необходимо испарить всю воду и обеспечить образование такой же специфической корочки снизу, как и сверху изделия.
При тепловой кулинарной обработке творожных изделий, размещенных в соответствующей посуде, нагрев происходит следующим образом. Сверху изделие, представляющее собой белую поверхность, хуже воспринимает теплоту, чем снизу, куда теплота поступает от посуды, которая с наружной стороны представляет собой черную поверхность. Для обеспечения равномерного нагрева изделия сверху и снизу необходимо, чтобы мощность нагревателей под изделием была меньше, чем над ним.
Температура в рабочей камере жарочных шкафов должна регулироваться в диапазоне 150... 300 °С, а пекарных шкафов — в диапазоне 130... 260 °С. В связи с тем что на процесс жарки требуется больше энергии, чем на процесс выпечки, удельная объемная мощность для жарочных шкафов составляет 50... 110 кВт/м3, а для пекарных — 30...40 кВт/м3.
Кроме того, жарке подвергаются изделия со значительно большей влажностью, чем при выпечке, поэтому они имеют большую теплопроводность и для них допускается большая неравномерность нагрева. Соответственно для ТЭНов жарочных шкафов удельная поверхностная мощность на трубке находится в пределах 1,2... 1,7 Вт/см2, а для ТЭНов пекарных шкафов — 0,65...0,80 Вт/см2.
В существующих конструкциях жарочных и пекарных шкафов рабочая камера обычно представляет собой сварную конструкцию из листовой стали в виде параллелепипеда, на боковой поверхности которого предусмотрено несколько направляющих, что позволяет устанавливать противень на разную высоту камеры, меняя при этом интенсивность нагрева изделия сверху и снизу. ТЭНы размещают в верхней и нижней частях камеры. ТЭНы в нижней части камеры закрываются сплошным подовым листом, который служит для выравнивания температурного поля (равномерности прогрева противня), предохранения ТЭНов от механических повреждений и загрязнения. При этом подовый лист может использоваться для установки на него малогабаритной наплитной посуды.
ТЭНы имеют форму цилиндра, один или несколько раз согнутого в одной плоскости так, чтобы оба конца находились с одной стороны. Концы ТЭНов выводятся из рабочей камеры и закрываются кожухом. При ремонте камеру либо демонтируют (при этом шкаф отодвигают от стены), либо опрокидывают.
Ширина и длина рабочей камеры ограничиваются размерами используемого противня или функциональной емкости исходя из размеров, определенных эргономическими исследованиями, а высота — размерами обрабатываемых изделий. Жарочные шкафы имеют рабочую камеру высотой до 0,3 м, а пекарные — до 0,2 м. Разница обусловлена тем, что жарка может осуществляться не только мелкокусковых полуфабрикатов, но и крупнокусковых, а выпечка на предприятиях общественного питания осуществляется только мелких хлебобулочных и кондитерских изделий.
Конструкции шкафов могут быть многокамерными, где каждая камера представляет собой автономную конструкцию, и секционными, когда в одной камере устанавливают несколько противней, каждый из которых может обогреваться сверху и снизу нагревателями, причем нагреватели в совокупности с противнем, устанавливаемым между ними, образуют отдельные отсеки.
Шкафы устанавливают на соответствующие им основания, универсальные подставки или фермы. Обычно шкафы относятся к частично автоматизированным аппаратам, в которых автоматически поддерживаются параметры рабочей среды, но не контролируется состояние самого изделия.
Все шкафы имеют теплоизоляцию, защищенную от механического воздействия облицовками из нержавеющей или конструкционной стали, покрытой светлой эмалью. Теплоизолированная дверца в откинутом состоянии должна быть продолжением подового листа и служить опорой для противня при его загрузке и выгрузке. Плотное прижатие дверцы к лицевой панели обеспечивается пружинным механизмом.
В некоторых конструкциях шкафов для контроля параметров процесса без открывания дверцы предусмотрены смотровое термостойкое стекло и внутренняя подсветка. Пульт управления может располагаться под рабочей камерой или сбоку.
В качестве примера рассматриваются конструкции типовых жарочных и пекарных шкафов, наиболее распространенных на предприятиях общественного питания. Технические характеристики жарочных и пекарных шкафов представлены в справочнике «Тепловое оборудование предприятий общественного питания».
Шкаф жарочный электрический секционный модульный ШЖЭСМ-2 (рис. 8.31) используется на предприятиях общественного питания в виде отдельно стоящего аппарата или в составе технологической линии. Конструкция шкафа — бескаркасная, состоит из двух однотипных жарочных камер, установленных на инвентарном шкафу-подставке с регулируемыми по высоте ножками, что позволяет устанавливать его в горизонтальной плоскости непосредственно на полу без крепления.
Каждая камера, в свою очередь, состоит из стальных коробов (внутреннего и наружного), пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. Отвод излишних паров из рабочей камеры осуществляется через воздуховод, проходное сечение которого регулируется шибером. Камеры снабжены теплоизолированными дверцами, плотность закрывания которых обеспечивается специальными пружинами. После отсоединения питающих проводов рабочая камера может частично выдвигаться или полностью извлекаться из несущего кожуха для ее осмотра или ремонта.
Рабочая камера обогревается шестью ТЭНами: тремя снизу (нижняя группа) и тремя сверху (верхняя группа). Нижние ТЭНы накрыты подовым листом. Для ступенчатого регулирования мощности каждой группы ТЭНов рабочая камера снабжена переключателями и терморегулятором (ТР-4К) для автоматического поддержания заданного температурного режима. Аппаратура управления и сигнализации вынесена на лицевую панель управления.
В каждой рабочей камере имеется две направляющие (верхние и нижние) для установки противней с изделиями. Однако в основном процесс тепловой кулинарной обработки осуществляется в одном противне, а наличие двух направляющих позволяет устанавливать его на разную высоту камеры, меняя при этом интенсивность нагрева изделия сверху и снизу. В случае жарки на двух противнях процесс нагрева изделий протекает неравномерно и требует периодического переворачивания изделий на противнях или их взаимной перестановки в камере. Одновременно в двух противнях возможно осуществлять процессы доведения до готовности после предварительной обжарки на плите, размораживания и разогрева.
Рис. 8.31. Шкаф жарочный ШЖЭСМ-2: / — инвентарный шкаф-подставка; 2 — нижняя секция; 3 — верхняя секция; 4 — рукоятка поворота шибера заслонки; 5 — лимб терморегулятора; 6 — сигнальная лампа; 7 — рукоятка переключателя; 8 — панель управления; 9 — отверстия для воздушного охлаждения электроаппаратуры; 10 — сварная рама; 11 — регулируемая по высоте ножка; 12 — подовый лист; 13 — противень; 14 — датчик терморегулятора; 15 — проходной изолятор; 16— вентиляционное отверстие; 17 — верхние ТЭНы; 18 — ручка дверцы жарочного шкафа; 19 — жарочная (рабочая) камера; 20 — теплоизоляция; 21 — решетка; 22 — нижние ТЭНы; 23 — дверца инвентарного шкафа-подставки
Инвентарный шкаф-подставка представляет собой необогреваемую камеру, установленную в несущем кожухе. Кожух образуют боковые стенки и задние облицовки, заключенные между рамками.
Камеры шкафа работают независимо одна от другой. К первой камере (рис. 8.32) подводятся фазы А, В и нулевой провод /V, ко второй — фазы А, Си нулевой провод N. Для регулирования мощности верхних (Е1, Е2, ЕЗ) и нижних (Е4, Е5, Е6) нагревателей первой камеры шкафа имеются два четырехпозиционных кулачковых переключателя S1 и S2. Если переключатели S1 или S2 установлены в положение 0, ТЭНы отключены, если в положение 1 — два крайних ТЭНа соединены между собой параллельно, а последовательно им включен средний ТЭН, если в положение 2 — два крайних ТЭНа включены параллельно, если в положение 3 — все три ТЭНа включены параллельно.
Для быстрого достижения в рабочей камере заданной температуры нагреватели шкафа включают на максимальную мощность (переключатели SI и S2 устанавливают в положение 3). По достижении заданной температуры нагревательные элементы переключают на необходимые ступени мощности в соответствии с требованиями технологического процесса.
Автоматическое поддержание заданной температуры в камере шкафа осуществляется терморегулятором, контакты которого (В) управляют работой нагревателей и сигнальными лампами. По достижении в камере заданной температуры контакты терморегулятора В размыкаются ив 1-м и во 2-м положении переключателей SI, S2 отключают нагреватели, а в 3-м положении переключателей отключают нагреватели Е1, ЕЗ, Е4, Е6 и сигнальные лампы Ш и Н2. При понижении температуры в камере ниже дифференциала (разность температур включения и отключения) терморегулятора контакты В замыкаются и включают нагреватели и сигнальные лампы.
Шкаф жарочный электрический ШЖЭ-1,36 с вкатным стеллажом предназначен для жарки полуфабрикатов из мяса, рыбы, овощей, выпечки мелкоштучных мучных изделий и запекания творожных блюд.
Шкаф устанавливается таким образом, чтобы обслуживание его было возможно с фронтальной и задней сторон. Он комплектуется двумя передвижными стеллажами и двумя типами емкостей для пищи.
Шкаф (рис. 8.35) состоит из жарочной камеры, смонтированной на раме каркаса и закрытой с лицевой стороны дверью с помощью запорного рычага. Внутри камеры на равном расстоянии друг от друга установлены девять блоков с электронагревателями, которые жестко закреплены на выходе.
Между жарочной камерой и задней облицовкой шкафа размещена электрокоммутационная проводка. В крыше камеры для ее вентиляции имеется труба, которая открывается и закрывается поворотным стаканом с ручкой. Камера теплоизолирована.
Рис. 8.35. Шкаф жарочный электрический ШЖЭ-1,36: / — дверь; 2 — панель управления; 3 — кнопка; 4 — сигнальные лампы; 5 — ручки датчиков-реле температуры; 6 — лимб реле времени; 7 — выдвижная панель с электроаппаратурой; 8 — облицовка; 9 — рама; 10 — теплоизоляция; // — ручка; 12 — труба; 13 — термобаллон; 14 — ТЭН; 15 — жарочная камера; 16 — регулируемая по высоте ножка
С правой стороны шкафа расположен электроотсек, в верхней части которого спереди крепится съемная панель с ручками управления, а в нижней — установлена выдвижная электропанель с аппаратурой.
С помощью реле времени задается продолжительность работы электронагревателей шкафа. Ручками соответствующих датчиков-реле температуры задается температура в верхней и нижней половинах жарочной камеры. Заданная температура в камере шкафа поддерживается ими автоматически путем включения и отключения нагревателей.
Перед началом тепловой кулинарной обработки камера шкафа предварительно разогревается до заданной температуры и только после этого в камеру вкатывается стеллаж, загруженный функциональными емкостями с полуфабрикатами. При этом функциональные емкости оказываются между блоками нагревателей. При неполной загрузке шкафа можно включать пять верхних рядов ТЭНов и производить загрузку верхней части стеллажа четырьмя емкостями.
По истечении времени тепловой кулинарной обработки продуктов начинает звонить звонок, выключить который можно нажатием на соответствующую кнопку.
Шкаф пекарный электрический секционный модульный ШПЭСМ-3 (рис. 8.37) может устанавливаться на предприятиях общественного питания самостоятельно или в составе технологической линии. Он предназначен для выпечки кондитерских и мелких хлебобулочных изделий и состоит из сварной подставки и трехкамерного шкафа.
На сварной подставке размещен отсек с блоком управления, на лицевую панель которого выведены сигнальные лампы, а также ручки переключателей и датчиков-реле температуры. Над блоком управления смонтированы три теплоизолированные рабочие камеры, обогреваемые сверху и снизу ТЭНами. Контактные группы ТЭНов выведены на заднюю облицовку рабочих камер. Нижняя группа ТЭНов закрыта подовым листом, на который устанавливаются противни или кондитерские листы.
С задней и боковой сторон, а также сверху шкаф облицован стальными листами, покрытыми силикатной эмалью.
Дверцы шкафа закреплены шарнирно и теплоизолированы; они имеют задвижки для удаления из камеры избытков влаги, образующихся при выпечке изделий.
Заданная температура в рабочих камерах поддерживается автоматически датчиком-реле температуры путем включения и отключения электронагревателей, а интенсивность последних — установкой переключателя в положения 1, 2 или 3, соответствующие слабому, среднему и сильному нагреву.
Рис. 8.37. Шкаф пекарный электрический секционный модульный ШПЭСМ-3: 1, 7, 10 — облицовки; 2 — задвижка; 3 — дверца; 4 — ручка; 5 — панель управления; 6 — подставка; 8 —- теплоизоляция; 9 — термобаллон датчика-реле температуры; 11 — верхние ТЭНы; 12 — рабочая камера; 13 — кондитерский лист; 14 — подовый лист; 15 — сигнальная арматура; 16 — датчик-реле температуры; 17 — нижние ТЭНы
Печь МХП-100 предназначена для выпечки хлебобулочных изделий в мини-пекарнях, кондитерских и мелкоштучных хлебобулочных изделий на предприятиях общественного питания и небольших предприятиях агропромышленного комплекса. Кроме того, на предприятиях общественного питания она может быть использована и для процесса жарки. В этом случае печь комплектуется дополнительно двумя противнями размерами 680 x500 мм.
Печь состоит из расстоечного шкафа с установленным на нем хлебопекарным шкафом (рис. 8.39). Над расстоечным шкафом расположена лицевая панель, на которой имеются ручка терморегулятора, сигнальные лампы и тумблер для включения фонаря подсветки.
Рис. 8.39. Мини-печь хлебопекарная МХГГ-100: 1 — хлебопекарный шкаф; 2 — ручка переключателя; 3 — приборная панель; 4 — ручка датчика-реле температуры хлебопекарного шкафа; 5 — сигнальные лампы хлебопекарного шкафа; 6 — лицевая панель; 7— ручка терморегулятора расстоечного шкафа; 8 — тумблер подсветки; 9 — сигнальные лампы расстоечного шкафа; 10 — расстоечный шкаф; II — дверной шарнир; 12 — ножка; 13 — дверь; 14— решетка; 15— ручка; 16 — дверь; 17— ручка; 18— крышка печи; 19 — ТЭН расстоечного шкафа; 20 — подовый лист; 21 — нижний ТЭН; 22 — емкость с водой; 23 — штуцер для подачи воды; 24 — теплоизоляция; 25 — фонарь; 26 — верхний ТЭН
Хлебопекарный шкаф представляет собой теплоизолированную камеру, вверху и внизу которой установлено по два ТЭНа. У задней стенки в камере имеется емкость с водой. Для подвода и слива излишков воды из емкости на задней панели имеется два штуцера. На боковой внутренней поверхности рабочей камеры имеется фонарь подсветки. Справа от дверцы расположена приборная панель, на которую выведены ручка переключателя, лимб датчика-реле температуры и сигнальные лампы. Температура в рабочей камере поддерживается автоматически в пределах 50...300°С.