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.

Продуктивність теплових 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 теплоти Q₁ до всієї теплоти, витраченої на процес Q:

.

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

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

; ,

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

Питома енергоємність є відношенням потужності апарата N, 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 – число і-циклів апарата за зміну; _і – відповідно тривалості і-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).

Продуктивність теплових 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’ятком називається 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 води t_п і 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 g вказує 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 теплоти Q₁ до всієї витраченої теплоти Q_вит.:

.