Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тепловое оборудование предприятий общественного питания. Учебное пособие
.pdf
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕПЛОВОМ
ОБОРУДОВАНИИ ПРЕДПРИЯТИЙ
ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
Технологический аппарат – это оборудование, в котором продукт
меняет свои физико-химические свойства или агрегатное состояние [4].
Изменение свойств продукта происходит в рабочей камере (РК) путем
воздействия промежуточного теплоносителя (вода, пар, воздух) на обрабатываемый продукт. Взаимодействие продукта и теплоносителя может происходить прямым (контактным) способом или непрямым (через
разделительную поверхность) способом.
2.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Все тепловое оборудование классифицируется по ряду признаков
[1–11].
I. По функциональному (технологическому) назначению:
варочное оборудование (пищеварочные шкафы, автоклавы, паро-
варочные шкафы, кофеварки, мантоварки и др.);
жарочные аппараты (сковороды, фритюрницы, жарочные и пекар-
ные шкафы, грили, шашлычные печи и др.);
водогрейное оборудование (кипятильники, водонагреватели).
Все перечисленные выше аппараты относятся к специализированным тепловым аппаратам.
К универсальным тепловым аппаратам относятся аппараты, в которых можно выполнить любую технологическую операцию из первых
трех групп названного оборудования. К этой группе аппаратов относятся плиты.
11
Вспомогательное тепловое оборудование служит для поддержания
продукта в горячем состоянии, кратковременного хранения, транспортировки и реализации готовой продукции (мармиты, тепловые стойки,
тепловые шкафы, термосы и т. п.).
II. В зависимости от применяемого энергоносителя:
электрические;
газовые;
твердотопливные;
жидкотопливные;
паровые.
Наибольшее распространение получило электрическое и газовое
оборудование. Паровые аппараты применяются на предприятиях общественного питания, имеющих централизованное пароснабжение (при
крупных промышленных предприятиях). Реже используют жидкотопливные и твердотопливные аппараты.
III. По циклу выполнения технологической операции:
периодического действия;
непрерывного действия.
Аппараты периодического действия предназначены для обработки
порционной продукции. В таком оборудовании продукт подвергается
обработке в течение определенного количества времени, затем он удаляется и на обработку подается новая порция продукта.
Аппараты непрерывного действия предназначены для обработки
непрерывно движущейся продукции. Процесс происходит непрерывно
с одновременной загрузкой и выгрузкой продукта. Характерной
особенностью конструкций аппаратов непрерывного действия является наличие транспортирующего устройства (трубопроводы, транспортеры, конвейеры, вращающиеся барабаны, шнеки и т. п.)
VI. По способу нагрева содержимого рабочей камеры:
с непосредственным обогревом;
с косвенным обогревом.
В аппаратах с непосредственным обогревом (а) продукт нагревается
непосредственно от теплоотдающей поверхности.
В аппаратах с косвенным обогревом (б) нагрев содержимого рабо-
чей камеры от энергоносителя осуществляется через промежуточный
12
теплоноситель и разделительную стенку. Как правило, в таких аппаратах можно получить равномерное температурное поле внутри рабочей
камеры (см. рисунок).
а б
1 – нагревательный элемент; 2 – обрабатываемый продукт
V. По конструктивному исполнению:
секционное;
модулированное;
секционно-модулированное.
По российским стандартам модуль, которому кратна длина оборудования, равен: М = 200 ± 10 мм или М = 100 ± 10 мм. Глубина 800…840 мм;
высота 850 ± 10 мм или 900 ± 10 мм.
Все тепловые аппараты имеют цифровую и буквенную индексацию.
Первая буква – группа аппаратов:
К – котел,
Ш – шкаф,
Ф – фритюрница,
С – сковорода.
Вторая буква – способ обогрева, конструктивное исполнение, цик-
личность
работы:
П – пищеварочный,
Ж – жарочный.
Третья буква – вид энергоносителя: Э – электрический,
Г – газовый,
П – паровой,
Т – твердотопливный.
13
Цифры могут показывать объем рабочей камеры или площадь жа-
рочной поверхности, а также производительность.
Буквы в конце обозначения: С – секционное, М – модулированное
оборудование.
Пример: ФЭСМ-20 – фритюрница электрическая секционно-моду-
лированная объемом 20 литров.
2.2. ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ АППАРАТОВ
Основные элементы конструкции аппарата: рабочая камера, рабо-
чий орган, теплогенерирующее устройство, изоляция, арматура, корпус
[1–11, 15, 16].
Рабочая камера (РК) – часть аппарата, в которой производится тепловая обработка продуктов. Имеет различные формы (вертикально или
горизонтально расположенный цилиндр, прямоугольный короб) и размеры. Может быть подвижной и неподвижной.
Загрузочное устройство (ЗУ) предназначено для загрузки
продуктов и может представлять собой верхнюю или боковую часть открытых
отверстий рабочей камеры либо специальные лотки или трубопроводы.
Разгрузочное устройство (РУ) служит для выгрузки готовой продукции из рабочей камеры и представляет собой отверстие в верхней,
нижней, или боковой части РК, которое в процессе работы закрывается
крышкой или дверцей. Это
устройство может также представлять собой
лоток или разборный кран, через который удаляется содержимое РК.
Рабочий орган (РО) – устройство, с помощью которого происходит
интенсификация процесса тепловой обработки внутри рабочей камеры.
Как правило, рабочий орган взаимодействует с продуктом.
Для нагрева содержимого рабочей камеры в тепловых аппаратах применяются различные энергоносители. Наиболее характерные –
это электроэнергия, твердое топливо (дрова, торф, уголь), жидкое топливо (мазут,
нефть, керосин), газовое топливо (природный или сжиженный газ).
Наиболее предпочтительными в тепловых аппаратах являются электрическая энергия и газ.
Помимо перечисленных энергоносителей, в тепловых аппаратах
находят применение промежуточные теплоносители, которые получают теплоту от источника сгорания и отдают ее через
стенку тепло-
обменника содержимому рабочей камеры теплового аппарата.
14
К промежуточным теплоносителям предъявляется ряд требований:
обеспечивать интенсивность теплообмена при небольших массо-
1)
вых и объемных расходах;
обладать малой вязкостью;
2)
иметь относительно высокую плотность и теплоемкость;
3)
быть негорючим, нетоксичным, термически стойким, доступным;
4)
5)
не оказывать разрушающего воздействия на материал теплооб-
менника.
Наиболее характерными видами промежуточного теплоносителя
тепловых аппаратов является вода, водяной пар, влажный воздух.
Названные теплоносители относятся к группе низкотемпературных.
В некоторых тепловых аппаратах находят применение высокотемпературные теплоносители, в частности, органические жидкости с температурой кипения t = 296…336 ºС или минеральное масло с темпера
турой кипения t = 268 ºС.
Теплогенерирующее устройство (ТГУ) – та часть аппарата, в которой или с помощью которой происходит образование тепловой энергии.
ТГУ предназначено для организации процесса сжигания топлива и превращения различных видов энергии в тепловую.
Различают следующие виды теплогенерирующих устройств:
электрические: открытые, закрытые, герметично закрытые (ТЭН,
СЭН, РЭН, магнетрон);
газовые: горелки (диффузионные, инжекционные);
жидкотопливные (форсунки);
твердотопливные (топки для сжигания твердого топлива).
В качестве ТГУ наибольшее распространение получили электронагреватели. Они могут преобразовывать электрическую энергию непосредственно в тепловую энергию или в электромагнитные колебания,
которые уже в самом продукте превращаются в тепловую (инфракрасный (ИК) и сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев). Электронагреватели
бывают с металлическим и неметаллическим сопротивлением, откры
того и закрытого типа.
На крупных предприятиях, имеющих собственные котельные, в качестве ТГУ могут применяться также устройства, использующие теплоту
влажного насыщенного пара. Пар поступает из котельной с избыточным
давлением 50…400 кПа по системе паропровода непосредственно
-
-
15
к аппарату. Перед аппаратом давление снижается до необходимого с помощью редукционного клапана. Этот уровень поддерживается постоянным во время работы аппарата независимо от изменений в системе, которые могут быть связаны с одновременным включением и выключением других аппаратов.
Тепловая изоляция аппарата предназначена для снижения температуры поверхности аппарата с
целью уменьшения тепловых потерь в окружающую среду и защиты обслуживающего персонала от ожогов. Может
быть выполнена из различных материалов: шлаковаты, минеральной
ваты, стекловаты, асбеста, альфолья (мятая алюминиевая фольга).
Корпус общий – конструкция из уголковой или профильной стали,
на которую устанавливаются или к которой крепятся все перечисленные
выше элементы.
Облицовка аппарата,
или наружный кожух, служит для обеспече-
ния безопасности персонала и создания дизайна.
Арматура предназначена для пуска, остановки и правильной эксплуатации аппарата, а также регулирования его работы. Различают контрольно-измерительную и предохранительную арматуру. Контрольноизмерительная арматура необходима для контроля и регулирования давления и температуры. Предохранительная арматура – для обеспечения
безопасной
работы аппарата. К арматуре относятся краны, вентили, за-
движки, предохранительные клапаны и т. п.
Все перечисленные выше узлы и элементы являются обязательными
для тепловых аппаратов периодического действия. Для аппаратов непрерывного действия обязательно также наличие транспортирующего
устройства, с помощью которого обеспечивается перемещение продукта от загрузочного устройства до разгрузочного.
2.3. УДЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Основной теплотехнической характеристикой теплового аппарата
является
где
коэффициент полезного действия (КПД) [1–8, 15]
Q
Q
– полезная теплота, кДж;
пол
пол
Q
зат
,
100 %
Q
– затраченная (подведенная)
зат
теплота, кДж.
16
Удельный расход теплоты
М
M
F
M
дукта для аппаратов периодического действия
q
(Дж/кг) на единицу готового про-
зат
()
или (Дж ч/кг) для
п
аппаратов непрерывного действия (П):
qМ
зат
Q
зат
,
п
или
q
зат
Q
П
зат
.
Для аппаратов периодического действия важной характеристикой
является время разогрева аппарата
,t
т. е. время доведения его до ра-
раз
бочей температуры.
Удельная объемная тепломощность рабочей камеры,
Q
зат
bV
,
раз
кДж/мч:
3
где V – объем рабочей камеры,
3
м .
Видимое тепловое напряжение поверхности нагрева рабочей камеры,
кДж/мч:
где F – площадь поверхности нагрева рабочей камеры,
2
Q
зат
ТF
в
,
раз
2
м .
Действительное тепловое напряжение поверхности нагрева рабочей
камеры,
кДж/мч:
Удельная металлоемкость аппарата, m,
2
Q
ТF
пол
д
.
раз
32
)(кг/мкгм()/ для аппара-
тов периодического действия или для аппаратов непрерывного действия
(кг ꞏ ч/кг)
M
mV
а
m
а
или
17
m
П
а
.
Удельная энергоемкость – это отношение общего количества затраченной теплоты к его существенному параметру:
QQ
зат зат
ЭЭ
VF
.
Удельная металлоемкость и удельная энергоемкость являются важной характеристикой степени совершенства аппарата.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Сущность тепловой обработки пищевых продуктов.
Назначение и принцип действия аппаратов.
2.
Устройство теплового аппарата.
3.
4.
Виды теплогенерирующих устройств (ТГУ).
Классификация теплового оборудования.
5.
Какие удельные показатели рассчитываются для аппаратов?
6.
Как расшифровать цифровую и буквенную индексацию аппара-
7.
тов?
18
3. ВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Варка – сложный нестационарный тепло- и массообменный процесс,
являющийся одним из основных видов тепловой обработки пищевых
продуктов на предприятиях общественного питания.
При варке изменяется структура, внешний вид и цвет продукта, происходят физико-химические изменения жиров, белков, углеводов и других компонентов сырья [9, 12].
Скорость прогревания продуктов в процессе варки зависит от теп
лофизических свойств греющей среды и обрабатываемого продукта.
Варка состоит из двух стадий:
нагревания жидкой среды до температуры кипения, когда темпе-
1)
ратура в каждой точке аппарата и среды изменяется во времени (нестационарный режим);
варки при кипении, когда температура в упомянутых точках не
2)
изменяется во времени (стационарный режим).
При этом для максимально быстрого доведения жидкой среды до кипения необходим сильный нагрев аппарата, а для собственно варки, т. е.
доведения продуктов до готовности, наоборот, слабый нагрев, обеспечивающий получение «тихого» кипения.
При интенсивном кипении происходит
кости, обусловленное парообразованием, а при «тихом» кипении парообразование практически не влияет на перемещение частиц жидкости и последние двигаются в основном вследствие разности плотности
самой жидкости.
Процесс варки может быть выполнен при температурах ниже 100 ºС,
при 100 ºС и выше 100 ºС. Варьирование температурных режимов в про-
варки пищевых продуктов осуществляется изменением давления
цессе
в рабочих камерах варочных аппаратов.
перемещение частиц жид-
-
19
Варку проводят в жидкости или в атмосфере водяного пара при атмосферном или избыточном давлении. Варку продуктов при нормальном атмосферном давлении проводят в негерметизированных сосудах
(пищеварочных котлах), при этом температура кипения жидкой среды
близка к 100 °С. Варку продуктов при повышенном давлении применяют для интенсификации процесса приготовления пищи и
осуществ-
ляют в герметически закрытых сосудах – автоклавах.
3.1. КОТЛЫ ПИЩЕВАРОЧНЫЕ И АВТОКЛАВЫ
Классификация пищеварочных котлов [1–8, 11]:
I. В зависимости от давления в варочном сосуде:
пищеварочные котлы (атмосферное давление P = 100 кПа);
автоклавы (повышенное давление P до 250 кПа).
II. В зависимости от энергоносителя:
твердотопливные;
жидкотопливные;
газовые;
электрические;
паровые.
III. По способу установки:
3
дм );
3
дм );
менее 60
3
дм ).
(V
(V
РК
более 60
РК
менее 60
неопрокидывающиеся
опрокидывающиеся
со съемным варочным сосудом
(V
РК
V. В зависимости от способа обогрева:
с непосредственным обогревом;
с косвенным обогревом.
V. По соотношению основных геометрических размеров:
немодулированные;
секционные модулированные;
котлы под функциональные емкости.
3
дм :
VI. По емкости рабочей камеры,
20 (КПЭ-20);
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]