2.1.5. Техніко-економічні показники апаратів

Робота теплових апаратів характеризується експлуатаційними і теплотехнічними показниками апаратів: продуктивністю, ККД, питомою метало- та енергоємністю, коефіцієнтом використання апарата, питомою витратою енергоносіїв та жиру.

Продуктивністьтеплових апаратів визначається кількістю кулінарної продукції, що одержують в результаті теплової обробки за одиницю часу (кг/год; м³/год; шт./год.). Продуктивність теплового апарата залежить від виду продукту, що обробляється, поверхні нагрівання, конструкції робочої камери, її стану, теплового режиму роботи і ступеня використовування робочого об’єму (поверхні) апарата.

Коефіцієнт корисної дії апарата  –це відношення корисно використаної теплотиQ₁до всієї теплоти, витраченої на процес Q:

.

Корисно використана теплота – це теплота, затрачена безпосередньо на нагрівання продуту.

Питома металоємністьхарактеризує досконалість конструкції апарата і визначається як відношення маси металоконструкції апаратаМ (кг) до основного параметра апарата, кг/м²:

;,

де V– об’єм робочої камери, м³;F– площа робочої поверхні, м².

Питома енергоємністьє відношенням потужності апаратаN, кВт, до його основного параметра, кВт/м²:

;.

Ступінь використання теплових апаратів у технологічних процесах різна і залежить від типу і потужності підприємства, виробничої програми, рівня організації виробництва, і оцінюється коефіцієнтом використання апарата. Коефіцієнт використання апарата характеризується відношенням суми часу окремих циклів роботи апарата, проведених за зміну, до часу роботи зміни:

,

де n_i– числоі-циклів апарата за зміну;_і– відповідно тривалостіі-го циклу і роботи зміни, год.

Конкретні значення величин, які необхідні для визначення коефіцієнта використання, визначають за циклограмою роботи апа­рата. За повний цикл роботи апарата вважають час, який було затрачено на всю операцію, пов’язану з тепловою обробкою про­дуктів у цьому апараті (завантаження, теплова обробка, розванта­ження і чищення апарата).

Для апаратів безперервної дії коефіцієнт використання можна розглянути як відношення тривалості роботи апарата до тривалості робочої зміни за формулою

.

Потрібно зазначити, що коефіцієнт використання апарата загалом недостатньо характеризує ступінь використання його основного параметра (для котла – об’єм, фритюрниці – "дзеркала жиру", сковороди – жарильна поверхня, шафи – поверхні листів тощо).

Більш повно, наприклад, ефективність використання сковороди відображає коефіцієнт завантаження жарильної поверхні

,

де – сума площ кулінарних виробів, завантажених упродовж одного циклу на робочу поверхню сковороди, м²;F_ж.п.– площа жарильної поверхні сковороди, м².

Експериментально встановлено, що для сковорід при смаженні штучних виробів коефіцієнт завантаження жарильної поверхні становитиме 0,9–0,95. При цьому потрібно враховувати, що у процесі смаження відбувається об’ємна усадка виробів і частина жарильної поверхні вивільняється, тому її необхідно завантажувати нової партією виробів, не чекаючи закінчення процесу. Це дозволить підви­щити продуктивність сковороди на 7–10% і знизити питомі витрати електроенергії на 12–13, а жиру на 8–9%.

Можна покращити і використання фритюрниць. Встановлено, що порівняно із смаженням виробів плаваючим способом (в один шар) смаження заглибленим способом (вироби розміщуються на сітці в два шари) сприяє підвищенню продуктивності фритюрниці на 35–47%, зменшенню питомих витрат жиру на 17–23%, а електро­енергії на 29–35%. При цьому темп окиснювальних процесів, що протікають у жирі, значно знижується, а якість обсмажених продуктів підвищується.

Для котлів коефіцієнт завантаження повинен становити не менше 0,8 – 0,9.

Важливою характеристикою апаратів періодичної дії є трива­лість розігрівання апарата_раз, тобто витрати часу на доведення апарата до робочої температури або до виходу на стаціонарний режим роботи (коли температура окремих елементів апарата з часом не змінюється).

Продуктивністьтеплових апаратів безперервної дії характери­зується кількістю готових виробів, одержаних за одиницю часу, і виражається в одиницях маси (кг/год).

Для визначення продуктивності кип’ятильника використову­ється поняття "нормального кип’ятку". Це обумовлено тим, що продуктивність кожного апарата за інших рівних умов залежить від початкової температури води в кип’ятильнику і температури кипіння води, яка, у свою чергу, визначається барометричним тиском.

Нормальним кип’яткомназивається вода, нагріта від 10 до 100°С, або кип’яток, на готування 1 кг якого витрачається 374 кДж теплоти. Нормальна продуктивність кип’ятильника – це кількість нормального кип’ятку, одержаного в кип’ятильнику упродовж однієї години. Її визначають за формулою

,

де D_д – дійсна продуктивність кип’ятильника при початковій температурі водиt_пі температурі кипіння t_к, кг/год.

Питома витрата енергоносія– це витрата його на одиницю готової продукції:

,

де А– загальна витрата енергоносія (пара, газ, рідке паливо, електроенергія);n– кількість готової продукції за зміну у відповідних одиницях.

Питома витрата енергоносіїв залежить від виробничої програми підприємства, досконалості теплових апаратів, правильної їх експлуатації, коефіцієнта використання апаратів, рівня організації виробництва.

Питома витрата теплоти gвказує на кількість теплоти, що витрачається на обробку одиниці готової продукції або сировини:

,

де Q_вит.– витрачена теплота, кДж;М– маса готових виробів або сировини, кг.

Питома витрата жиру n, що враховується при смаженні виробів основним способом і у фритюрі, характеризує відношення загальної кількості жиру, витраченого на процеси смаження, до маси готової продукції або сировини:

,

де G_ж– маса жиру, кг.

ККД теплового апарата – відношення корисно використаної теплотиQ₁до всієї витраченої теплотиQ_вит.:

.