- •Инженерные принципы создания теплового оборудования Курс лекций
- •Общие принципы создания тепловых аппаратов
- •I. Введение (история развития теплового оборудования)
- •II. Преимущества специализированных тепловых аппаратов.
- •III. Требования, предъявляемые к тепловым аппаратам
- •2). Эксплуатационные требования
- •3). Энергетические требования
- •4). Конструктивные требования
- •5). Экономические требования:
- •6). Требования техники безопасности и охраны труда
- •7). Требования технической эстетики и эргономики
- •IV. Значение стандартизации, нормализации и унификации при создании тепловых аппаратов
- •V. Материалы, используемые для изготовления тепловых аппаратов
- •По назначению материалы подразделяют на 3 группы:
- •3. Электротехнические материалы.
- •VI. Одно из интересных направлений создания теплового оборудования для ресторанного хозяйства:
- •Лекция №3. Устройство и расчет универсальных тепловых аппаратов и их основных рабочих элементов План лекции:
- •Электрические плиты
- •Пэсм – 4ш – отличается от пэсм – 4шб отсутствием бортов, т.Е. Её можно устанавливать в модульную линию;
- •Несекционные плиты
- •Характерные особенности плит
- •Технические требования к плитам
- •Тепловые и эксплуатационные показатели работы плит.
- •Некоторые правила эксплуатации электрических плит
- •Лекция №4. Плиты электрические (продолжение)
- •1. Некоторые эксплутационные вопросы при конструировании плит.
- •Так, если мощность ум. В 4 раза (при переключении с max на min), то температура ум. Вдвое.
- •4. Регулирование мощности нагрева в газовых тепловых аппаратах.
- •Мембранно-импульсная автоматика.
- •Комплексная автоматика 2арб
- •3.Вопросы выбора оптимальной модели
- •Виды фритюрниц
- •Модульная линия или автономная фритюрница?
- •На что обращать внимание при выборе фритюрницы?
- •5. Пример теплового расчета фритюрницы электрической
- •1.Размеры рабочей камеры и аппарата
- •2. Тепловой баланс.
- •Потери тепла с уходящими газами
- •Потери тепла от химической неполноты сгорания
- •Потери тепла от механической неполноты сгорания.
- •Потери тепла наружными поверхностями аппарата в окружающую среду
- •Потери тепла на разогрев конструкции теплового аппарата до стационарного режима
- •Особенности расчета электротепловых аппаратов
- •Особенности расчета паровых аппаратов
- •Эмпирические формулы для определения к
- •Лекция №8. Тема: объемные способы тепловой обработки продуктов
- •2. Спектр электромагнитных волн
- •Генераторы ик- энергии
- •Лекция №9. Тема: Пути модернизации водогрейного оборудования
- •1. Назначение и условные обозначения кипятильников.
- •2. Устройство и принцип работы кипятильника непрерывного действия.
- •3. Краткое описание конструкции кипятильника кнэ-50.
- •4.Модернизированные кипятильники типа кнэ-25м и кнэ-50м
- •5. Тепловые и эксплуатационные показатели работы.
- •Действительная производительность – это кол-во кипятка, полученное от аппарата в единицу времени при данных температурных условиях.
- •6. Техническое обслуживание кипятильников.
- •Диффузионные газовые горелки
- •Инжекционные газовые горелки
- •4. Инжекционные горелки для беспламенного сжигания газа (инфракрасные).
- •5. Эксплуатация газовых горелок
- •Кому выгоден пароконвектомат?
II. Преимущества специализированных тепловых аппаратов.
Предыдущий опыт эксплуатации и спец. исследования показывают, что применение специализированных тепловых аппаратов имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием универсальных аппаратов – плит. Специализированные – это например тостеры, шашлычницы, установки для поп-корна, хот-дога, кофеварка, сосисковарка, фритюрница, котел и др.
Преимущества: (пример по жарочным аппаратам)
Более высокое качество мясных кулинарных изделий (они получаются сочными, пышными, ароматными).
Меньший расход жира – в среднем на 13,5% для рубленых и на 20% для натуральных изделий (печь ПКЖ).
Более производительное использование жира. Так, например, при жарке пирожков в электрофритюрнице процент отходов на каждую 1000 пирожков ≈ 0,1кг, в то время как для электросковороды ≈ 0,8-1кг, для наплитных противней ≈ до 1,5кг. Т.е. в 10-15 раз больше.
Объясняется это наличием у фритюрниц холодной зоны, температура жира в которой значительно меньше, чем в рабочей зоне. В процессе жарки частицы продукта осаждаются в холодной зоне и не обугливаются, фритюр не загрязняется, качество жира не ухудшается.
Сокращение сроков тепловой обработки продуктов (Тобраб) и увеличение выхода готовых изделий (z=Gr/G1). Так, например, процесс выварки костей в открытых котлах ≈ 8 часов минимум. За это время извлекается 5% жира (при среднем содержании его 15%). Тот же процесс в автоклавах происходит в 2 раза быстрее, жир извлекается полностью.
Более высокий КПД по сравнению с кухонными плитами.
-
Наименование
оборудования
Средний КПД,
%
Плиты
Пароварочный шкаф
Жарочный шкаф
Котел варочный
Кипятильник
35
60
50
80
90
6. Стоимость тепловой обработки ниже, чем стоимость обработки на плитах.
III. Требования, предъявляемые к тепловым аппаратам
Тепловые аппараты, используемые на предприятиях общественного питания, отличаются друг от друга устройством, принципом действия, конструктивным исполнением, назначением и правилами эксплуатации. Но, несмотря на многообразие аппаратов, можно выделить общие требования, которые связаны и взаимообусловлены между собой.
1). Технологические требования. Конструкция аппаратов должна прежде всего удовлетворять технологическим требованиям процесса тепловой обработки продуктов.
Под технологическими параметрами понимают:
температуру;
давление в аппарате;
скорость движения продукта через аппарат и др.
При этом необходимо, чтобы конструктивные и эксплуатационные показатели аппаратов обеспечивали оптимальные режимы технологического процесса, т.е. прохождение процесса должно осуществляться за минимальное время с получением наилучшего результата (высокие органолептические показатели; максимальное сохранение пищевых, ароматических и вкусовых веществ; максимальный выход и другие качественные показатели готового продукта).
От соответствия конструкции аппарата требованиям технологического процесса зависит качество кулинарной продукции. Именно поэтому и создаются специализированные аппараты, предназначенные для реализации одного (или нескольких) технологических процессов, но максимально полно удовлетворяющие требованиям конкретного процесса.
Примером несоответствия конструкции аппарата требованиям технологического процесса является варка костных бульонов в котлах. Процесс варки бульонов в котлах имеет ряд недостатков. При кипение водно-костной массы 1.жир окисляется и омыливается, что снижает качество бульона. 2.Из костей происходит неполное извлечение жира, экстрактивных и минеральных веществ.
По технологии варки бульона с его поверхности необходимо периодически удалять выделяющийся жир. Однако в пищеварочных котлах эта операция конструктивно не реализована и выполняется шумовкой или чумичкой вручную, что очень трудоемко. На практике в 90 случаях из 100 жир с поверхности не удаляют, что приводит к его окислению и, значит, к снижению качества бульона.
Качество бульона ухудшается за счет большого содержания в нем эмульгированного жира, образуемого в процессе кипения.
Кроме того, обычно измельченная кость размером 4-6см загружается на дно котла насыпью. При варке слеживается, образуя почти сплошную массу. Это затрудняет процесс экстрагирования пищевых веществ в жидкость (воду), т.е. препятствует свободной конвенции воды между кусочков костей, затрудняет и удлиняет выделение жира, минеральных и экстрактивных веществ.
У электрических пищеварочных котлов большая инерционность (разогрев длится 50-60 минут), причем значительная часть тепла расходуется на нагрев воды в парогенераторе и рубашке. Хотя известно что при варке костных бульонов косвенный обогрев варочного сосуда не обязателен.
Более рациональным [учебник Беляева М.И.] является приведение костной массы во взвешенное состояние, что создает благоприятные условия для естественной конвекции жидкости через массу кости, поэтому предлагается такая схема котла.
1 – сетчатая корзина; 2 – ТЭНы (6шт); 3 – теплоизоляция; 4 – кран для слива жира; 5 – кран для слива бульона; 6 – облицовка.
Нагрев содержимого котла осуществляется ТЭНами, помещенными непосредственно в варочный сосуд (т.е. котел с непосредственным нагревом).
Это позволяет:
1)-. снизить металлоемкость;
2)- снизить энергоемкость котла.
На уровне 0,9 высоты варочного сосуда установлен кран для слива жира с поверхности бульона.
Варочный сосуд в форме параллелепипеда.
Для костей – сетчатая корзина.
Преимущества:
Установка ТЭНов непосредственно в варочном сосуде значительно облегчает операцию их замены;
При варке бульона пищевая кость расположена в корзине непосредственно над нагревателями. При кипении жидкости естественные конвективные потоки направлены вверх и хорошо "промывают" массу кости, что создает благоприятные условия для интенсификации экстрагирования жира, белковых и минеральных веществ.
За счет отказа от рубашки снижены 1)металлоемкость котла m
М кг
m = , 2)потребляемая мощность Р, 3)удельный расход
V м3 электроэнергии
А кВт∙час
Э
= , где А
– расход электроэнергии за 1 варку.
М кг
Время варки бульона уменьшается в 1,5 раза.
Другой пример решения этого же вопроса, но другим способом.
Предлагается модернизированный котел для варки костных бульонов
ЛЕКЦИЯ №2
1 – ТЭНы; 2 – корзина; 3 – кран заливной воронки; 4 – двойной предохранительный клапан; 5 – электроконтактный манометр; 6 – заливная воронка; 7 – постамент; 8 – парогенератор; 9 – сливной кран; 10 – тепловая изоляция; 11 – ось мешалки; 12- лопасть мешалки; 13 – ручка корзины; 14 – кран для слива; 15 – варочный сосуд; 16 – крышка котла; 17 – соединительная муфта; 18 – маховичок.
Суть модернизации:
Измельченные кости загружают в корзину, которую вставляют затем в котел. Чтобы интенсифицировать процесс варки, через определенные промежутки времени приводят в движение вал с лопастями и тщательно перемешивают кости. Жир с поверхности удаляют через специальный сливной кран (благодаря разнице удельного веса жира и воды это сделать нетрудно).
Эксплуатация:
Снимают маховичок 18, заполняем варочный сосуд на 0,9-0,95 его высоты (выше крана 14). Затем крышку вновь закрывают, а шпиндель маховичка вставляют в гнездо соединительной муфты 17, включают аппарат.
В процессе варки (после того, как вода закипит) через каждые 20-30 минут при помощи маховичка приводят в движение мешалку (ось 11 с лопастями 12). Перемешав кости, котел отключают. Через 5 минут всплывает на поверхность жир, который сливают через кран 14.
Необходимый уровень бульона поддерживают, добавляя горячую воду.
Когда варка закончена, бульон сливают через кран 9. Оставшийся на костях, мешалке и корзине жир смывают струей горячей воды. Затем вынимают мешалку, а потом корзину с вываренными костями (за ручки 13).
Выводы:
Сравнительные испытания серийного котла КПЭ-60 и предлагаемого устройства созданного на базе этого же котла показывают, что при варке бульона из костей намного быстрее выделяются жир, минеральные и экстрактивные вещества. При этом на 1 час сокращается время варки, на 2 кВтч – расход электроэнергии, гораздо медленнее окисляется жир, что улучшает качество бульона.
