Міністерство освіти і науки України

Національний університет харчових технологій

С.І. СИДОРЕНКО

Промислові печі

КУРС ЛЕКЦІЙ

для студентів спеціальності 7.090221

“Обладнання переробних і харчових виробництв”

денної, заочної та скороченої форм навчання

спеціалізації 7.09022102 “Хлібопекарське виробництво”

Схвалено

на засіданні кафедри

машини і апарати

харчових виробництв

Протокол №16

від 12 червня 2008 р.

Київ НУХТ 2008

Сидоренко С.І. Промислові печі. Курс лекцій для студ. спец. 7.090221 “Обладнання переробних і харчових виробництв” ден., заочн. та скороч. форм навчання, спеціалізації 7.09022102 “Хлібопекарське виробництво”

– К.: НУХТ, 2008. – 178 с.

Рецензент О.В. Ковальов, канд. техн. наук

С.І. Сидоренко, канд. техн. наук

© С.І. Сидоренко, 2008

© НУХТ, 2008

Зміст

Вступ 5

1. Задачі дисципліни та її зміст………………………………………………...7

0. 1.1. Мета і завдання дисципліни................................................................... 7

1. 1.2. Історичний розвиток промислового будівництва печей 9

1. Основи теорії процесу випікання…………………………………………13

   0. 2.1. Основи теплообміну в печах................................................................ 13

   1. 2.2. Процеси, які відбуваються в тістовій заготовці, що випікається......15

2.2.1. Фізичні процеси............................................................................15

2.2.2. Біохімічні процеси........................................................................17

2.2.3. Мікробіологічні процеси...............................................................17

2.2.4. Колоїдні процеси............................................................................18

Контрольні питання…………………………………………………………….19

2. Внутрішнє тепломасоперенесення при випіканні.................................... 20

   0. 3.1. Закони перенесення вологи в тісті-хлібі при випіканні.....................20

   1. 3.2. Закон перенесення теплоти в тісті-хлібі при випіканні......................21

   2. 3.3. Механізм процесу випікання...............................................................22

Контрольні питання........................................................................................24

3. Кінетика процесу випікання хліба..............................................................25

   0. 4.1.Зміна температур шарів тіста-хліба в процесі випікання....................25

   1. 4.2.Вологовіддача при випіканні................................................................26

Контрольні питання.......................................................................................29

0. 4.3.Обґрунтування раціональних режимів випікання...............................30

4.3.1. Зона зволоження...........................................................................30

4.3.2. Реалізація найбільш раціональних режимів випікання...............31

Контрольні питання.......................................................................................34

4. Класифікація промислових печей за різними ознаками...........................35

   0. 5.1. Площа поду (продуктивність) печей..................................................35

   1. 5.2. Технологічне призначення................................................................... 35

   2. 5.3. Теплотехнічна ознака.............................................................................35

   3. 5.4. Конфігурація пекарної камери..............................................................35

   4. 5.5. Конструкція поду...................................................................................36

   5. 5.6. Спосіб обігрівання пекарної камери....................................................38

   6. 5.7. Керування тепловим режимом..............................................................40

Контрольні питання........................................................................................41

5. Елементи пічного агрегату..........................................................................42

   0. 6.1. Пекарна камера.......................................................................................42

   1. 6.2. Генератор теплоти..................................................................................43

   2. 6.3. Теплообмінні пристрої...........................................................................43

   3. 6.4. Пічний конвеєр.......................................................................................46

   4. 6.5. Парозволожуючий пристрій..................................................................47

   5. 6.6. Каркас, огородження та інші пристрої.................................................51

Контрольні питання........................................................................................53

6. О

   3

   сновні типи конструкцій промислових печей.........................................54

   0. 7.1.Цегляні печі..............................................................................................54

      0. 7.1.1. Печі з регенеративним обігріванням...............................................54

      1. 7.1.2. Печі з пароводяним обігріванням....................................................55

      2. 7.1.3. Печі з паровим обігріванням............................................................57

      3. 7.1.4. Печі з комбінованим обігріванням каналами і

пароводяними трубками................................................................................59

0. 7.1.5.Тупикові печі з канальним обігріванням..........................................63

Контрольні питання.......................................................................................76

0. 7.2. Тупикові блочно-каркасні печі з рециркуляцією гріючих

газів в каналах..................................................................................................77

Контрольні питання.......................................................................................89

0. 7.3. Тунельні каркасно-металічні печі з

циклотермічним обігріванням........................................................................90

Контрольні питання..................................................................................140

7.4. Печі з електричним обігріванням.......................................................141

7.4.1. Тунельні хлібопекарські електропечі............................................142

7.4.2. Тунельні кондитерські електропечі...............................................146

7.4.3. Тупикові блочно-каркасні електропечі.........................................149

7.4.4. Багатоярусні електропекарські шафи............................................153

Контрольні питання..................................................................................156

7.5. Тунельні кондитерські печі з внутрішньо-камерним

спалюванням газу (газові печі).......................................................................157

Контрольні питання......................................................................................164

7.6. Печі з конвективним обігріванням пекарної камери.......................165

Контрольні питання.................................................................................172

8. Розрахунок теплового балансу пічного агрегату з

канальним обігріванням................................................................................173

Література......................................................................................................177

4

вступ

Серед харчових виробництв хлібопекарські підприємства є найбільш розповсюдженими. В Україні немає такого міста, де б не було кількох хлібозаводів або пекарень, а у великих містах працюють десятки хлібозаводів. Хліб – основний продукт харчування. Асортимент хлібобулочних виробів перевищує 200 найменувань, всі випікаються в промислових печах, які є основним технологічним обладнанням хлібозаводів.

Одним з шляхів підвищення якості виробів є управління процесами, які відбуваються при випіканні хліба. З метою підвищення якості та одночасного зниження енергоспоживання у виробництві, покращання техніко-економічних показників роботи печей, тривалості і безпеки їхньої експлуатації ведеться удосконалення конструкцій пічних агрегатів, розробка нових і оптимізація теплових режимів їх роботи. У зв'язку з цим перед хлібопекарською промисловістю нашої країни стоїть задача по заміні застарілих конструкцій печей новими, з автоматичним регулюванням теплового режиму випікання, що забезпечить високу якість хліба при зниженні витрат палива, пари, електроенергії та людських ресурсів.

Після проголошення незалежності України і переходу на ринкові відносини, перетворенні форм власності на підприємствах змінилися задачі і умови роботи виробництв. Підвищились вимоги до якісних характеристик устаткування, зокрема хлібопекарських печей, до надійності і довговічності роботи, їх техніко-економічних показників.

Для переозброєння діючих і оснащення нових великих підприємств впроваджуються сучасні тунельні печі для автоматизованих і комплексно-механізованих ліній виробництва хліба, булочних, борошняних кондитерських виробів та ін. Застосування в печах газу, рідкого палива, електрики підвищує культуру виробництва, ліквідує тяжку фізичну працю, сприяє підвищенню продуктивності і технічних характеристик обладнання.

В умовах високомеханізованого виробництва особливою є задача реконструкції і модернізації діючої пічної техніки, печей тупикового типу, що дозволить підвищити продуктивність праці, покращити якість продукції, підняти ефективність виробництва за рахунок зменшення технологічних витрат і втрат, призведе до економії хлібних ресурсів і збільшення виходів готової продукцї.

Актуальною також стала задача створення підприємств малої продуктивності, пекарень-магазинів, найчастіше обладнаних безподовими ротаційними та багатоярусними печами, що скорочує відстань до покупця і час, вартість доставки, зберігає високу якість продукції.

Х

5

лібопекарська піч – є основним обладнанням хлібозаводу. Саме піч визначає тип та потужність підприємства, асортимент та якість продукції. Піч – не тільки тепловий, а перш за все технологічний агрегат, основним призначенням якого є вироблення високоякісної продукції при високих техніко-економічних показниках – низьких питомих витратах палива,

електроенергії, пари, незначному упіканні. Якість виробленої продукції, зокрема, смак, аромат, пористість, глянець, зовнішній вигляд та інші показники хлібобулочних виробів в значній мірі залежать від конструкції пічного агрегату, теплового та гігротермічного режимів робочої камери, правильної його експлуатації. Ці фактори впливають на втрати при упіканні, які можуть змінюватись від 6 до 12%, що впливає на вихід хліба. Із загальної кількості теплоти, яка витрачається безпосередньо на випікання, більше половини спадає на випаровування вологи (упікання), тому для економії палива істотне значення має удосконалення процесів в робочій камері при випіканні, поліпшення роботи систем обігрівання та парозволоження.

Проблеми удосконалення та інтенсифікації процесу випікання давно турбують вчених різних країн. Це пов'язано із застосуванням різних способів обігрівання: інфрачервоного, надвисокочастотного, мікрохвильового, конвективного та їх комбінацій.

Впровадження нової пічної техніки має напрям на заміну та реконструкцію малопродуктивних та морально застарілих тупикових печей з цегляною ізоляцією, які часто не відповідають вимогам до сучасних пічних агрегатів.

З

6

абезпечення раціональних теплових режимів випікання, найбільш ефективне використання потужностей можливе при створенні нових сучасних економічних агрегатів на базі всебічного і глибокого вивчення процесів, що відбуваються при випіканні, в ув'язанні з режимами, обумовленими конструкцією агрегату.