8.10. Розрахунок хлібопекарських і кондитерських печей

8.10.1. Технологічний розрахунок печей

Продуктивність печі, кг/с, визначають за формулою (3), яка після перет-ворень має вигляд:

(223)

де , – кількість люльок і виробів на люльці печі; – маса виробу, кг; – тривалість випікання виробів, с.

Розрахунок печей з сітчастим подом виконують за тією самою формулою (223), але під і мають на увазі кількість рядів виробів по ширині та дов-жині сітчастого поду.

Кількісну й якісну характеристики роботи печі визначають за допомогою оптимальної питомої продуктивності, кг/(м²·с):

(224)

де – кількість виробів на 1 м² поду печі при оптимальній укладці;

– оптимальна тривалість випікання виробів, с.

Цей показник вищий у печах з тупиковими і прохідними камерами (700…1200 кг/(м²·сут)) порівняно з тунельними печами (400…700 кг/( м²·сут)).

Це свідчить про те, що за рівною продуктивністю печі з тупиковими ка-мерами займають меншу площу.

8.10.2. Тепловий баланс пічного агрегату

Щоб визначити витрати палива, складають тепловий баланс пічного агрегату:

(225)

де – витрати теплоти на випікання виробів; , , , – втрати теплоти в пекарній камері, топці, теплообмінних каналах і з відхідними газами; , – витрати теплоти на утворення пари в парогенераторі та нагрівання води в економайзері; , – ККД парогенератора ( = =0,85…0,95) і економайзера ( =0,85…0,90).

Витрати теплоти на випікання хліба

(226)

де – кількість випаруваної вологи з 1 кг хліба; , – ентальпія відповідно перегрітої пари ( 2900 кДж/кг) і води при температурі тіста, яке подається в піч ( 125 кДж/кг); , – вміст кірки в 1 кг хліба та її теплоємність; , – середня температура кірки і початкова температура тіста, ˚С; , – вміст сухої речовини в м’якушці та її теплоємність; , – кількість вологи в 1 кг хліба та її теплоємність; – температура м’якушки.

Втрати теплоти в пекарній камері, Вт,

(227)

де – витрати теплоти на випарування вологи і перегрівання пари, Дж/кг хліба; – витрати теплоти на нагрівання вентиляційного повітря, Дж/кг; – витрати теплоти на нагрівання транспортних пристроїв, Дж/кг; – втрати теп-лоти огородженням пекарної камери, Дж/кг; – втрати теплоти крізь підмурок печі, Дж/кг; – втрати теплоти крізь посадочний отвір, Дж/кг.

Перелічені складові формули (227) визначають за такими рівняннями:

,

де – кількість насиченої пари, яка подається в пекарну камеру для зво-ложення середовища, Дж/кг; – ентальпія насиченої пари; – кількість води, яка подається в пекарну камеру, Дж/кг; – теплоємність повітря; , – тем-пература пекарної камери і зовнішнього повітря; , – вологовміст середо-вища пекарної камери і повітря; , – маса металу, який переміщується в печі, віднесена до 1 кг хліба, та його теплоємність; – перепад температур металу на вході та виході з печі; , – коефіцієнти тепловіддачі стінок конвекцією й теплопровідності підмурку печі; , , – площа поверхні огородження, підмурку та посадочного отвору печі; – кутовий коефіцієнт випромінювання; – приведений ступінь чорноти поверхонь, які беруть участь у теплообміні; , , – абсолютна температура поверхні огородження, випромінювальної й поглинальної поверхонь; Δt – різниця температур між внутрішньою стінкою підмурку і ґрунту (беруть на глибині 2 м); – товщина підмурку.

Втрати теплоти в топці, Вт,

(228)

де – витрати палива, кг/с (м³/с); , , – питомі утрати теплоти від хімічної неповноти згоряння, механічних втрат палива і крізь огороджуючі стінки топки, %; – нижча теплотворна здатність палива, Дж/кг (Дж/м³); – ККД топки.

Втрати теплоти обмурівкою теплообмінних каналів, Вт,

(229)

де – ККД і–того теплообмінного каналу ( =0,85…0,95); , – ентальпія продуктів згоряння на вході в канал і на виході з нього, Дж/кг (Дж/м³); , – відносне підсмоктування в теплообмінні канали і ентальпія холодного повітря, Дж/м³ (Дж/кг); – кількість теплообмінних каналів.

Витрати теплоти на утворення насиченої пари, Вт,

(230)

де – питомі витрати пари на зволоження 1 кг хліба; та – ентальпія пари і води за температури 60…80 ˚С, Дж/кг.

Витрати теплоти на підігрівання води, Вт,

(231)

– витрати гарячої води, кг/с; , – ентальпія нагрітої та холодної води, Дж/кг.

Витрати теплоти з димовими газами, Вт, які відводяться в трубу,

(232)

де – ентальпія димових газів, які відводяться, за температури і коефіцієнта надлишку повітря , Дж/кг.

Підставляючи значення складових витрат теплоти з (226–231) у рівняння теплового балансу (225) і прирівнюючи , здобудемо вираз для виз-начення витрат палива, кг/с,

(233)

У сучасних пічних агрегатах з рециркуляцією димових газів при спалю-ванні газу і рідкого палива відсутні парогенератори та економайзери, тому

(234)

Витрати палива за абсолютним виміром не дозволяють порівняти еконо-мічність пічних агрегатів, тому для цього використовують питомі витрати умовного палива, кг/кг (м³/кг),

(235)

Економічні показники кращі у тієї печі, в якої менші. Крім показника , для характеристики економічності печі використовують також ККД, %,

(236)

який характеризує відношення теплоти, що йде на випікання хліба, до за-гальних витрат теплоти в пічному агрегаті. Залежно від конструкції і продук-тивності печі ККД =13…35%.

Щоб зменшити витрати палива, слід забезпечити максимальне заванта-ження печі, мінімальну вентиляцію пекарної камери й утилізацію теплоти, яка виноситься з димовими газами в атмосферу.

Питання для самоперевірки

1. Яке призначення мають печі?

2. Що собою являє процес гідротермічної обробки тістових заготовок?

3. Дайте класифікацію печей по типу пекарної камери.

4. Дайте класифікацію печей за способом теплообміну.

5. Які ви знаєте генератори тепла?

6. Які пальники для газоподібного і рідкого палива ви знаєте, і який їх прин- цип дії?

7. Які теплообмінні пристрої ви знаєте?

8. Охарактеризуйте і опишіть принцип дії допоміжних пристроїв хлібопе- карських і кондитерських печей.

9. Які ви знаєте різновидності і принципи дії транспортних пристроїв печей?

10. Як розрахувати продуктивність печі?

11. Як розрахувати витрати палива в печах?

12. Охарактеризуйте і напишіть формулу для визначення питомих показників роботи печі.