Регулювання тиску (температури) і контроль рівня рідини в обмежених об’ємах
Об’єктами регулювання температури (тиску ) і контролю рівня рідини в обмежених об’ємах в технологічному тепловому обладнанні є котли, марміти, фритюрниці, кип’ятильники і водонагрівачі.
Процес приготування перших і деяких других страв складається з двох періодів: доведення місткості теплового апарату до кипіння на повній потужності нагрівання (сильне нагрівання ), а потім доварювання страви на нижчій ступені потужності(слабке нагрівання). Доварювання може здійснюватись і при повному виключенні нагрівання, тобто за рахунок акумульованого тепла.
Автоматичне регулювання теплового процесу стравоварильних електричних котлів і автоклавів здійснюється не за температурою страви,що готується в цих апаратах, а за функціонально зв’язаним з ним параметром-тиском пари в пароводяній сорочці. Регулятором тиску в стравоварильних котлах типу КСЕ і в автоклавах використовується електроконтактний манометр ЕКМ-1,який являє собою регулятор непрямої дії. Манометр ЕКМ-1 встановлюється на пароводяній сорочці і дозволяє також здійснювати візуальний контроль за тиском в ній. В автоматичну систему регулювання тиску пари в пароводяній сорочці входять також в якості керуючих елементів електромагнітні реле,а виконуючим органом є магнітні пускачі. Рівень води в пароводяній сорочці котла (автоклава) контролюється за допомогою електродного датчика рівня. Регулятором тиску стравоварильних котлів типу КЕ є реле тиску.
Принципіальна електрична схема котла стравоварильного електричного секційного модульного типу КПЭСМ-60 М наведено на рис 33. Елементи автоматики котла розташовані в окремій шафі-станції керування. В коло керування подається напруга 220 В. Коло керування захищене від струмів короткого замикання плавкими запобіжниками FU. В силовому колі три ТЕНи загальною потужністю 9,45кВт в залежності від напруги джерела (380/220 В ) з’єднані в зірку чи трикутник.
Рис 31 - Принципіальна електрична схема стравоварильного котла
Режим роботи котла задається положенням перемикача SA. При заданому режимі 1 після закипання вмісту котла електронагрівачі перемикаються на слабке нагрівання, забезпечуючи тим самим „тихе” кипіння. Цей режим використовується при приготуванні супів, борщів і інших перших страв. При заданому режимі 11 після закипання вмісту котла електонагрівачі повністю вимикаються. Цей режим використовується при приготуванні круп’яних виробів, макаронів і овочів.
При подачі напруги в схему отримує живлення первинна обмотка трансформатора TV. З одної вторинної обмотки трансформатора знімається напруга 220 В для живлення електромагнітного реле KV4 в ланці електродного датчика рівня води, а з другої-6,3 для живлення сигнальних ламп. Якщо рівень води в пароводяній сорочці котла достатній, то електричний ланцюг між корпусом котла і електродом датчика BE замкнутий, обмотка реле KV 4 знаходиться під напругою, реле включено і його замикаючий контакт KV4.1 в керуючій ланці замкнений. Тому при натисканні на пускову кнопку SB2 створюється ланка живлення обмотки електромагнітного реле KV1, яке спрацьовує і контактом KV1.1 забезпечує блокування пускової кнопки і живлення решти ланки керування. При цьому під напругою буде знаходитись обмотка магнітного пускача КМ1, яка спрацьовує і трьома контактами КМ1.1, КМ1.2, КМ 1.3 в силовому колі забезпечує подачу напруги на ТЕНи, а контактом КМ1.4-живлення лампи HL1, яка сигналізує про включення котла на сильне нагрівання. Коли тиск в пароводяній сорочці досягає верхнього заданого значення (0,045 Мпа), замикається контакт рухомої стрілки з контактом покажчика „max” електроконтактного манометра ВР. Тим самим утворюється коло живлення обмотки електромагнітного реле KV3 , яке спрацьовує і замикаючим контактом KV3.1 самоблокується, шунтуючи контакт „max” манометра, замикаючим контактом KV3.2 підготовлює до включення реле KV2, замикаючим контактом KV 3.3 підготовлює до включення магнітний пускач КМ2, розмикаючим контактом KV 3.4 забезпечує живлення магнітного пускача КМ1 і розмикаючим контактом KV 3.5 розриває коло живлення обмотки реле KV1 при роботі котла в режимі 11.В цьому випадку реле KV1 своїм замикаючим контактом KV1.1 обезструмлює коло керування, а, відповідно, і силове коло. В режимі 1 роботи котла магнітний пускач КМ1 розмикає три замикаючих контакти КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 в силовому колі і контакт КМ1.4 в колі сигнальної лампи HL1 і замикає розмикаючий контакт КМ1.5 в колі обмотки магнітного пускача КМ2.Створюється коло живлення обмотки магнітного пускача КМ2,який спрацьовує і трьома замикаючими контактами КМ2.1,КМ2.2,КМ2.4 і розмикаючим контактом КМ2.3 в силовому колі з’єднує послідовно три нагрівачі між фазою А і нулем N.А замикаючим контактом KM2.5 забезпечує живлення лампи HL2, яка сигналізує про роботу котла на нижчому ступеню потужності. При цьому потужність нагрівання зменшується в 9 раз. Коли тиск пари в пароводяній сорочці знизиться до мінімально заданого значення ( 0,005-0,01 Мпа),замикається контакт рухомої стрілки з контактом покажчика „min” електроконтактного манометра ВР .Тим самим створюється коло живлення обмотки електромагнітного реле KV 2, яке спрацьовує і розмикає контакти KV2. 1, KV2 .2 ,KV2.3 в колі обмотки магнітних пускачів КМ1 і КМ2 і електромагнітного реле KV3.Реле KV3 обезструмиться і розімкне контакт KV3.1 у власному колі,KV3.2 - в колі обмотки реле KV2, KV3.3 - в колі магнітного пускача КМ2, а замикає розмикаючі контакти KV 3.4 в колі обмотки магнітного пускача КМ1 і KV3.5-в колі обмотки реле KV1 ( для режиму 11 роботи котла). РелеKV2 обезструмлюється і замикає свої розмикаючі контакти KV2.1,KV2.2,KV2.3. В результаті схема повертається в вихідний стан, який відповідає включенню ТЕНів на сильне нагрівання.
При виникненні „сухого ходу” розривається електролітичний контакт в електродному датчику ВЕ, а відповідно, і коло живлення обмотки реле KV4, яке відпускає і своїм замикаючим контактом KV4.1 обезструмлює коло живлення обмотки релеKV1, що призведе до відключення ТЕНів, а розмикаючим контактом KV4.2 підключає сигнальну лампу HL3.
Пристрій електричний варильний типу УЕВ-40,-60 призначений для приготування заправочних супів, других і третіх страв, гарнірів і тушкування овочів, а також транспортування готових блюд на лінію роздачі, зберігаючи їх в гарячому стані, і роздачі споживачеві на підприємствах ресторанного господарства.
Принципіальна електрична схема варильного пристрою показана на рис.32.
Рис 32 - Принципіальна електрична схема варильного пристрою
Режим роботи задається перемикачем SA1 одночасно з вмиканням варильного пристрою. При будь-якому заданому режимі роботи пристрою подається напруга на первинну обмотку трансформатора TV. В колі однієї з вторинних обмоток трансформатора знаходиться електродний датчик рівня води в парогенераторі ВЕ (захист від „сухого ходу”), а другої-сигнальна лампа HLl. Якщо рівень води в парогенераторі вище електронагрівачів, то утворюється електролітичний контакт між електродом і корпусом, по колу якого подається напруга на обмотку електромагнітного реле KV1. Реле KV1 спрацьовує і замикаючим контактом KV1.1 створює коло живлення обмотком магнітного пускача КМ1, розмикаючим контактом KV1.2 розриває коло живлення магнітного пускача КМ2 і замикаючим контактом KV1.3 забезпечує живлення лампи з жовтим фільтром HL, яка сигналізує про включення електронагрівачів і про достатній рівень води в парогенераторі. Магнітний пускач КМ1 спрацьовує і своїми замикаючими контактами КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 підключають електронагрівачі на повну потужність, а розмикаючим контактом КМ1.4 розриває коло обмотки магнітного пускача КМ2 (електрична блокіровка від одночасного вмикання магнітних пускачів КМ1 і КМ2).
Коли тиск пари в пароводяній сорочці підвищується до верхнього заданого значення 0,045 Мпа, контакти реле тиску ВР переключаються. Під напругою опиняється обмотка електромагнітного реле KV2, яка спрацьовує і розмиканням контакту KV2.1 обезструмлює коло обмотки магнітного пускача КМ1, замиканням контакту KV2.2 підготовлює коло живлення обмотки магнітного пускача КМ2 ( в режимі 1 роботи пристрою), замиканням контакту KV2.3, блокується коло живлення сигнальної лампи HL,розмиканням контакту KV2.4 обезструмлює обмотку електромагнітного реле KV1 і замиканням контакту KV2.5 підготовлює коло самоблокування реле KV2. Реле KV1 відпускає і розмиканням контакту KV1.1 додатково розриває коло обмотки магнітного пускача КМ1, замиканням контакту KV1.2 підготовлює коло живлення обмотки магнітного пускача КМ2 і замиканням контакту KV1.4 забезпечує блокувальне коло живлення обмотки електромагнітного реле KV2. Магнітний пускач КМ1 відпускає і розмикає свої контакти КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3,відключаючи електронагрівачі від електромережі,і замикає контакт КМ1.4,який забезпечує живлення (в режимі 1) обмотки магнітного пускача КМ2. Пускач спрацьовує і контактами КМ2.1-КМ2.5 здійснює послідовне під’єднання нагрівачів до електромережі, що становить1/9 частину номінальної потужності (слабке нагрівання), розмикаючим контактом КМ2.6 розриває додатково коло магнітного пускача КМ1 (електричне блокування від можливості одночасного вмикання магнітних пускачів КМ1 і КМ2 ), а розмикаючим контактом КМ2.7 підготовлює до вмикання коло обмотки електромагнітного реле KV1.Якщо заданим є режим 2 роботи пристрою (доварювання за рахунок акумульованого тепла), то при досягненні верхнього заданого значення тиску магнітний пускач КМ1 відключить електронагрівачі від електромережі, коло обмотки магнітного пускача КМ2 залишається розімкненим контактом SA1.2 пакетного перемикача.
Після зниження тиску пари в пароводяній сорочці до заданого нижнього значення перемикаючий контакт реле тиску ВР повертається в вихідне положення. При цьому під напругою опиниться обмотка електромагнітного реле KV1 (в режимі 1 роботи пристрою), яке спрацьовує і забезпечує спрацювання магнітного пускача КМ1 для включення електронагрівачів на сильному нагріванні.
Якщо рівень води в парогенераторі опуститься нижче електрода датчика ВЕ, електричне коло між електродом і корпусом парогенератора розривається. Обезструмлюються обмотки електромагнітних реле KV1,KV2.В результаті обезструмлюються обмотки магнітних пускачів КМ1, КМ2, сигнальна лампа HL. Електронагрівачі відключаються від джерела струму, сигнальна лампа гасне. Пароварильні апарати, в яких обігрівання продукту здійснюється шляхом безпосереднього дотикання його з насиченою парою, не мають автоматичного регулювання нагрівання. В секційному модульованому пароварильному апараті типу АПЭСМ-2 (рис 35) нагрівання води в парогенераторі здійснюється чотирма ТЕНами ЕК1-ЕК4, потужність яких регулюється у співвідношенні 4:3:2:1. Регулювання здійснюється паралельним включенням всіх чотирьох ТЕНів (сильне нагрівання), трьох або двох ТЕНів (середнє нагрівання)і одного ТЕНа (слабке нагрівання). Силове коло комутують два магнітні пускачі КМ1 і КМ2, напруга на обмотки яких подається за допомогою пакетного вимикача SA2 через контакт реле тиску В. В режимі нагрівання парта горить сигнальна лампа HL1, яка живиться через замикаючий контакт КМ1.4 магнітного пускача КМ1. Захист ТЕНів від „сухого ходу” здійснюється за допомогою реле тиску типу РД-4.При виникненні „сухого ходу” контакт реле тиску ВР, через який подається напруга на обмотки магнітних пускачів КМ1, КМ2, розмикається і замикається контакт, через який живиться сигнальна лампа HL2. Магнітні пускачі відключаються і розмикають свої контакти, обезструмлюючи тим самим ТЕНи і сигнальну лампу HL1.
Рис 33 - Принципіальна електрична схема апарату пароварильного
Стаціонарні марміти, що призначені для короткочасного зберігання
в гарячому стані других страв, гарнірів, соусів і інших кулінарних
виробів, так само як і пароварильні апарати не мають автоматичного
регулювання нагрівання. Стаціонарний електричний секційний
модульний марміт типу МСЭСМ-60 (рис 34) включається в роботу
за допомогою вмикача SA1.
Рис 34 - Принципіальна електрична схема марміту
Мармітниця обігрівається парою, яка поступає з парогенератора, де вода нагрівається ТЕНом ЕК1. Комутують коло ТЕНів чотири силових контакти КМ1.1, КМ1.2, КМ1.3, КМ1.4 магнітного пускача КМ1. З метою підвищення надійності роботи в схемі передбачено дублювання силових контактів магнітного пускача. В коло живлення обмотки магнітного пускача ввімкнутий контакт реле тиску ВР, який здійснює захист ТЕНів від „сухого ходу”. Замикаючий контакт магнітного пускача КМ1.6 введений в коло лампи HL2, яка сигналізує про вмикання ТЕНів парогенератора, а розмикаючий контакт КМ1.5-в коло лампи HL1,яка сигналізує про виникнення „сухого ходу”.
Теплова шафа для зберігання несоусних страв обігрівається двома ТЕНами. Включення шафи і регулювання потужності ТЕНів здійснюється перемикачем SA2.
На відміну від стаціонарних електромармітів електричні марміти настольні типу МНЕ-22, МНЕ-45, призначені для зберігання в гарячому стані перших і других страв, оснащені терморегуляторами для автоматичного підтримання заданого температурного режиму.
Фритюрниці призначені для смаження кулінарних і кондитерських виробів у фритюрі. На рис.35 представлена принципіальна електрична схема фритюрниці секційної модульованої типу ФЭСМ-20.
Рис 35 - Принципіальна електрична схема фритюрниці
При вмиканні вмикача SA1 під напругою опиняються обмотки електромагнітних реле KV1 I KV2, а також сигнальна лампа HL1, яка сигналізує про вмикання фритюрниці. Електромагнітні реле KV1 і KV2 спрацьовують і замикаючими контактами KV1.2, KV2.1 забезпечують подачу живлення на обмотку магнітного пускача KM1, який спрацьовує і замиканням силових контактів КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 вмикає три ТЕНи ЕК1-ЕК3 загальною потужністю7,5 кВт. Коли температура олії в смажильній ванні досягає нижнього заданого значення (170 С), контакт ВК1 одного температурного реле ТР-200, розмикається, обмотка електромагнітного реле KV1 обезструмлюється, реле відпускає і свої контакти ставить в неробоче положення. При цьому через розмикаючий контактKV1.1 отримує живлення лампа HL2, що сигналізує про досягнення мінімального значення температури олії в смажильній ванні. Не дивлячи на розмикання контакта KV1.2, обмотка магнітного пускача KM1 залишається під напругою за рахунок кола замкнених контактів KV2.1 і KM1.4. Коли температура олії досягне максимально заданого значення (180 С), розмикається контакт BK2 другого температурного реле ТР-200. Обмотка електромагнітного реле KV2 обезструмлюється, реле відпускає і розмикає контакт KV2.1 в блокувальному колі пускача KM1. Магнітний пускач відпускає і розмикає свої контакти, обезструмлюючи тим самим ТЕНи. При зниженні температури і замиканні контакту BK2 температурного реле спрацьовує електромагнітне реле KV2 і замикається його контактKV2.1. Коли температура жиру досягне мінімального значення,замикається контакт ВК1 температурного реле, через який отримує живлення обмотка електромагнітного реле KV1.Реле KV1 спрацьовує і замикаючим контактом KV1.2 забезпечує живлення обмотки магнітного пускача KM1, який спрацьовує і силовими контактами вмикає в коло ТЕНи, а розмикаючим контактом KV1.1 обезструмлює коло сигнальної лампи HL2. В подальшому цикл роботи електрофритюрниці по регулюванню температури жиру повторюється.
Електричні кип’ятильники безперервної дії. Промисловістю випускаються електричні кип’ятильники безперервної дії типу КНЕ-25,КНЕ-50,КНЕ-100, які мають однакове призначення і будову,але різняться один від одного габаритами, номінальною потужністю (відповідно 3;6;12 кВт) і продуктивністю (відповідно 25;50;100 дм /г)
Принципіальну електричну схему кип’ятильника КНЭ-50 наведено на рис.36.
Рис 36 - Принципіальна електрична схема кип’ятильника безперервної дії
Напруга в коло керування подається при замиканні вмикача SA. Живлення отримує понижуючий трансформатор TV, який має дві вторинні обмотки. В коло однієї обмотки (75В ) включена автоматична система контролю з електродним датчиком рівня води, в коло другої (6 В) введено сигнальну лампу. Про наявність напруги на кип’ятильнику свідчить світловий сигнал червоної лампи HL1. Електродний датчик ВЕ1, який контролює наявність води, що поступає з водопроводу в кип’ятильник, встановлений на дні живильної коробки. Електродні датчики ВЕ2 і ВЕ3, що контролюють рівень води в збірнику окропу, встановлені відповідно, на верхньому і нижньому рівнях збірника. Постійний рівень води підтримується за допомогою поплавкового пристрою.
При достатньому рівні води в живильній коробці між електродом датчика ВЕ1 і корпусом кип’ятильника утворюється електролітичний контакт, через який напруга змінного струму подається на діагональ мостової схеми двох напівперіодних випрямлячів, які зібрано на напівпровідникових діодах VD1-VD4. Випрямленою напругою живиться обмотка електромагнітного реле KV1, яке спрацьовує і замикаючим контактом KV1.1 забезпечує подачу напруги 220 В на обмотку магнітного пускача KM1. Магнітний пускач спрацьовує і через силові контакти КМ1.1,КМ1.2,КМ1.3 забезпечує живлення трьох ТЕНів ЕК1-ЕК3.замикаючим контактом КМ1.4 підключає зелену сигнальну лампу HL2, яка сигналізує про режим нагрівання і розмикаючим контактом КМ1.5 відключає електродний датчик ВЕ3.При досягненні окропом верхнього заданого рівня в збірнику утворюється електролітичний контакт між електродом датчика ВЕ2 і корпусом кип’ятильника, в результаті чого шунтується вхід випрямляча і припиняється живлення обмотки реле KV1. Реле відпускає і замикаючим контактом KV1.1 розмикає коло живлення обмотки магнітного пускачаКМ1.Останній відпускає і своїми контактами відключає від живлення ТЕНи, сигнальну лампу і з’єднує паралельно електродні датчики ВЕ2 і ВЕ3.Після відбирання окропу із збірника електрод ВЕ2 оголяється,але шунт входу моста залишається за рахунок електрода датчика ВК3 і розмикаючого контакту КМ1.5 магнітного пускача. Коли рівень води в збірнику окропу понизиться до нижнього заданого значення, оголяється електрод датчика ВЕ3, розривається електролітичний контакт в колі шунта входу моста, з’являється напруга на вході випрямляча, і схема приходить в робочий стан, який відповідає включенню ТЕНів.
При замиканні кола силового вмикача QS і тумблера SA подається напруга на понижуючий трансформатор TV. При достатньому рівні води в резервуарі водонагрівача замикається електролітичний контакт між корпусом і електродом датчика BE, установленому на кришці резервуара. Під напругою знаходиться обмотка електромагнітного реле KV3, яке спрацьовує і замикаючим контактом KV3.1 підключає в коло вторинної обмотки трансформатора решту схеми (про що свідчить світловий сигнал лампи HL), а контактом KV3.2 забезпечує живлення обмотки магнітного пускача KM1.Магнітний пускач спрацьовує і підключає до мережі шість ТЕНів EK1-EK6 номінальною потужністю 12 кВт.
Автоматичне регулювання температури води здійснюється за допомогою термометра манометричного конденсаційного показуючого сигналізуючого ТКП-160 Сr. При досягненні нижнього заданого значення температури води в резервуарі водонагрівача (90 С ) замикається контакт рухомої стрілки з контактом покажчика „min” термометра (ВК1 ). Тим самим утворюється коло живлення обмотки електромагнітного реле KV1, яке спрацьовує і своїм замикаючим контактом KV1.1 підготовлює до включення електромагнітне реле KV2. Коли температура води в резервуарі водонагрівача досягне верхнього заданого значення ( 95 С ),замкнеться контакт рухомої стрілки з контактом покажчика “max” термометра ( BK2 ). Під напругою опиниться обмотка релеKV2,яка спрацьовує і замикаючим контактом KV2.2 самоблокується, шунтуючи контакт “max” термосигналізатора, а розмикаючим контактомKV2.1 забезпечує коло обмотки магнітного пускача KM1.Магнітний пускач відпускає і розмикає силові контакти KM1.1,KM1.2,KM1.3, відключаючи ТЕНи від мережі.
При зменшенні температури води контакт BK2 термометра розмикається,однак електромагнітне релеKV2 залишається в робочому стані за рахунок кола самоблокування. Коли температура води досягне нижнього заданого значення,розімкнеться контакт BK1 термометра і обезструмиться обмотка електромагнітного реле KV1. Реле KV1 відпускає і розмикає свій контакт KV1.1 в колі обмотки реле KV2.Реле KV2 відпускає,в результаті чого схема приходить в вихідне положення, коли ТЕНи підключаються до мережі.