Классификация и индексация теплового оборудования.

 

Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов. Их можно классифицировать по нескольким различным признакам.

По своему функциональному назначению тепловое оборудование классифицируется на универсальное и специализированное. К универсальным теп­ловым аппаратам относятся плиты кухонные, с помощью которых можно осу­ществлять различные приемы тепловой обработки. Специализированные теп­ловые аппараты предназначены для реализации отдельных способов тепловой обработки.

По технологическому назначению специализированное тепловое оборудование классифицируется на варочное, жарочное, жарочно-пекарное, водо­грейное, вспомогательное.

Варочное оборудование включает варочные котлы, автоклавы, пароварочные аппараты, сосисковарки.

В группу жарочного оборудования входят сковороды, фритюрницы, грили, шашлычные печи.

К жарочно-пекарному оборудованию относятся жарочные и пекарные шкафы, парожарочные аппараты.

Водогрейное оборудование представлено кипятильниками и водонагрева­телями.

Вспомогательное оборудование включает мармиты, тепловые шкафы и стойки, термостаты, оборудование для транспортировки пищи.

В зависимости от источника теплоты оборудование классифицируется на электрические, паровые, газовые (твердо или жидко топленные) тепловые аппа­раты.

Но структуре рабочего цикла тепловое оборудование подразделяется на аппарат периодического и непрерывного действия.

По способу обогрева различают контактные тепловые аппараты и аппара­ты с непосредственным обогревом пищевых продуктов.

В контактных тепловых аппаратах продукт нагревается при непосредственном контакте с теплоносителем (например, с паром в пароварочных аппара­тах).

В аппаратах с непосредственным обогревом теплота к продуктам переда­ется через разделительную стену (например, котлы и сковороды), в аппаратах с косвенным обогревом через промежуточный теплоноситель. В качестве проме­жуточного теплоносителя используют воду, пар, минеральные масла, органиче­ские и кремнийорганические жидкости.

По конструктивному решению тепловые аппараты классифицируются на секционные и несекционные, немодулированные и модулированные.

Несекционные тепловые аппараты имеют различные габарита, конструктивное исполнение: их детали и узлы не унифицированы и они устанавливают­ся индивидуально, без учета блокировки с другими аппаратами.

Несекционное оборудование требует для своей установки значительных площадей, так как его монтаж и обслуживание осуществляется со всех сторон.

Секционное оборудование выполняется в виде секций, в которых основные узлы и детали унифицированы. Фронт обслуживания таких аппаратов – с одной стороны, благодаря чему возможно соединение отдельных секций и по­лучение блока аппаратов требуемой мощности и производительности.

В основу конструкций модульных аппаратов положен единый размер -модуль. При этом ширина (глубина) и высота до рабочей поверхности всех ап­паратов одинаковы, а длина кратна модулю. Основные детали и узлы этих ап­паратов максимально унифицированы.

Отечественная промышленность выпускает секционное модулированное оборудование с модулем 200 ± 10 мм. Ширина оборудования 840 мм, а высота до рабочей поверхности 850 ± 10 мм, что соответствует основные средним антро­пометрическим данным.

Секционное модулированное оборудование имеет ряд преимуществ перед немодулированным оборудованием:

- одинаковая ширина и высота отдельных секций позволяют устанавливать их в технологические линии;

- применение линейного принципа расстановки позволяет экономить 12-20% производственных площадей.

- Обеспечивается последовательность технологического процесса, удобная взаимосвязь отдельных его стадий;

- сокращается непроизводительное помещение персонала, что способствует повышению производительности труда;

- снижаются затраты на монтаж и ремонт оборудования;

- уменьшаются расходы на прокладку трубопроводов, канализационных труб, электрического кабеля.

Для упорядочения проектирования и производства аппаратов новых конструкций, обеспечения максимальной унификации узлов и деталей, снижения эксплуатационных затрат разработаны ГОСТына все тепловые аппараты.

За исходные параметры в типоразмерном ряду тепловых аппаратов приняты: для плит и сковород - площадь жарочной поверхности, м²; для кипятиль­ников - часовая производительность, дм³/ч; для котлов - вместимость варочного сосуда, дм³ и т.д.

Аппараты, работающие на электроэнергии, газе, паре, твердом и жидком топливе, включаются в один параметрический ряд, который состоит из нескольких типов, работающих на одном виде энергоносителя. Аппараты одного типа могут быть представлены одним или несколькими типоразмерами.

В соответствии с классификационной схемой ГОСТами была принята ин­дексация теплового оборудования, которая дает сведения о назначении тепло­вого аппарата, его энергоносителя, размера и особенностях конструкции.

В основу индексации положено буквенно-цифровое обозначение оборудования.

Первая буква соответствует наименованию группы к которой относится данный аппарат, например, плиты - И, котлы - К, шкафы -Ш и т.д.

Вторая буква соответствует наименованию вида оборудования, например: секционное – С, пищеварочное – П, непрерывного действия – Н.

Третья буква соответствует наименованию энергоносителя, например: паровые - П, газовые - Г, электрические - Э, твердотопливные - Т.

Цифра, отдаленная от буквенного обозначения дефисом, соответствует типоразмеру или основному параметру данного оборудования: площадь жарочной поверхности, число конфорок, число жарочных шкафов, производитель­ность по кипятку, вместимость котла.

В индексацию секционного модульного оборудования вводится четвертая буква М - модульный КПЭ-60 - котел пищеварочный электрический, вместимо­стью 60 дм³.

КНЭ-25 - кипятильник непрерывного действия, производительностью, 25 дм ³/ч и т.д.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Какие способы тепловой обработки пищевых продуктов имеют ме­сто на предприятиях общественного питания?

2. Как классифицируется объемные способы тепловой обработки?

3. Что такое комбинированный способ тепловой обработки пищевых продуктов?

4. Чем обусловлена длительность технологического процесса в зави­симости от способа тепловой обработки?

5. Индексация теплового оборудования?

6. Классификация теплового оборудования?

 

Самостоятельно изучить:

 

1. Изучить конструкцию и принцип работы аппарата "Новый" для пассирования комбинированным способом.

2. Изучить конструкцию и принцип работы аппарата для комбинированной выпечки овощей и фруктов.

 

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ

 

Создать равномерное температурное поле на жарочных поверхностях и в рабочих объемах аппаратов можно различными способами. Наиболее прост в практической реализации метод косвенного обогрева, для которого необходи­мы промежуточные теплоносители, т.е. среда, передающая теплоту и обеспе­чивающая "мягкий" обогрев пищевых продуктов в аппаратах. Классификация теплоносителей, которые получили применение или могут использоваться в те­пловых аппаратах общественного питания:

- вода: мармиты, термостаты

- водяной пар: автоклавы, котлы, пароварочные шкафы

- органические жидкости: глицерин, этиленгликоль-сковороды, шкафы, мармиты, котлы, автоклавы.

- диарилметаны: дикумилметан (ДКМ), дитоликметан - линии варочные и жарочные аппараты.

- кремнийорганические жидкости - ПФМС-4, ПФМС-5, ФМ-6, топочные газы: сковороды, шкафы, мармиты, котлы, автоклавы.

- влажный воздух: пекарные шкафы.

 

Требования к теплоносителям.

 

С точки зрения технической и экономической целесообразности применения промежуточные теплоносители должны иметь: большую теплоту паро­образования, малую вязкость, высокие температуры при малых давлениях и возможность их регулирования, необходимую термостойкость, низкую стои­мость, коррозиеустойчивостъ. Любой теплоноситель может быть в трех состоя­ниях: твердом, жидком, газообразном.

Однако работать в качестве теплоносителя он может либо в однофазном состоянии (жидкость), либо в двухфазном (пар-жидкость).

К однофазным теплоносителям относятся минеральные масла, которые в рабочем состоянии находятся при температуре ниже температур кипения.

Двухфазные теплоносители (водяной пар, дитоликметан) в процессе работы находятся одновременно в состоянии пар-жидкость.

 

Вода.

 

Вода используется в тепловых процессах как теплоноситель (греющая среда) для непосредственного нагрева пищевых продуктов (варка), как проме­жуточный теплоноситель в греющих рубашках аппаратов, работающих в одно- и в двухфазных состояниях.

Горячая вода как теплоноситель применяется преимущественно в аппара­тах для поддержания готовой продукции в горячем состоянии. Но сравнению с влажным насыщенным паром горячая вода имеет ряд недостатков: более низ­кий коэффициент теплоотдачи, неравномерное температурное поле вдоль поверхности теплообмена, высокая тепловая инерционность аппарата, что затруд­няет, регулирование теплового режима нагреваемой среды.

 

Водяной пар.

 

Пар - один из наиболее широко применяемых теплоносителей. К его основным достоинствам относятся: высокий коэффициент теплоотдачи от кон­денсирующегося пара к стенке теплообменника, постоянство температуры кон­денсации, возможность достаточно точно поддерживать температуру нагрева, а так же в случае необходимости регулировать ее, изменяя давление пара.

Основным недостатком водяного пара является значительное возрастание давления с повышением температуры. Поэтому насыщенный водяной пар при­меняется для процессов нагревания только до умеренных температур (150°С).

Однако использование водяного пара в сравнительно небольших тепловых аппаратах, предназначенных для ПОП, приводит к значительному увели­чению их металлоемкости (из-за повышения давления пара). Кроме того, тре­буется организация котельного хозяйства, включающего в себя паровые котлы, разнообразное вспомогательное оборудование (насосная установка, аппараты тягодутьевой группы, приборы химводоочистки и др.). Если при сравнительно больших объемах потребления пара на предприятиях пищевой промышленно­сти подобное хозяйство оправдано, то для малых тепловых аппаратов общественного питания при объемах потребления пара до 0,5 т/ч организация его не­целесообразна.

 

Органические жидкости.

 

Органические высокотемпературные теплоносители диарилметаны, а также дифенильная смесь эффективно и устойчиво работают в двухфазном со­стоянии, т.к представляют собой изоляторы с практически постоянным значе­нием физических констант. Они имеют высокие температуры кипения и срав­нительно низкие температуры затвердевания. Теплоносители в пределах темпе­ратур до 350⁰ Си не оказывают коррозионного воздействия на металлы. При обогреве поверхностей нагрева двухфазным теплоносителем при атмосферном давлении отпадает необходимость регулировать его объем, так как при кипении температура сохраняется постоянной по всему объему, занятому обеими фаза­ми. Применение теплоносителей в двухфазном состоянии значительно умень­шает количество жидкости, заливаемой в греющие камеры, что позволяет эко­номить топливо, газ, электроэнергию и сокращает время разогрева. При приме­нении высокотемпературных органических теплоносителей греющие камеры необходимо герметизировать для защиты окружающей среды.

В качестве промежуточного теплоносителя применяются минеральные масла. В жарочных аппаратах используют вапор - Т. Это вязкая жидкость, без запаха, темно-коричневого цвета. Применяется вапор - Т при температурах до 280°С. Необходимо отметить, что при высоких температурах вязкость мине­ральных масел возрастает, наблюдается термическое разложение, которое со­провождается образованием на поверхности пленки и ухудшает теплообмен. Кроме этого, пары масел интенсивно горят и взрываются, что обуславливает их использование только в однофазном жидком состоянии. При конструировании тепловых аппаратов, применяющихся в качестве теплоносителей минеральное масло, необходимо учитывать, что для обеспечения высоких температур рабо­чих объемов аппаратов греющие камеры необходимо заполнять по всему объе­му, чтобы обеспечить почти полное покрытие всей поверхности рабочих эле­ментов. К недостаткам минеральных масел нужно отнести небольшую теплопроводность, что при большой вязкости масла приводит к продолжительному разогреву. Ввиду высокой инерционности масел при их использовании в каче­стве промежуточного теплоносителя регулирование технологического процесса вызывает определенные затруднения.

Жидкие кремнийорганические вещества занимают положение между органическими и неорганическими соединениями. В качестве теплоносителей применяются только в жидкой фазе, так как пары их нестойки.

Кремнийорганические жидкости отличаются низкой температурой засты­вания (-60...-140⁰ С), высокой теплопроводностью, стойкостью к окислению, хорошими диэлектрическими свойствами, малой вязкостью, взрывобезопасностью, отсутствием запаха и коррозионной активностью.

Наибольший интерес среди теплоносителей, удовлетворяющих требованиям обогрева рабочих камер тепловых аппаратов, представляют ПФМС - 4, со­полимер - 5 и ФМ-6.

 

Топочные газы.

В качестве теплоносителей применяют продукты сгорания топлива, кото­рые с помощью тяговых устройств проходят по газоходам аппаратов, охлажда­ются и выводятся в атмосферу. При выходе из топки они имеют высокую тем­пературу, от 300 до 800° С и обогревают поверхности нагрева аппарата. При сжигании 1 кг или 1 м³ топлива выделяется теплота, равная теплоте сгорания топлива, зависящая от его состава и отнесенная к рабочей сухой или горючей массе топлива.

Продукты сгорания после обогрева рабочих элементов тепловых аппаратов используется как вторичные энергоресурсы при обогреве различных теплогенерирующих устройств. К недостаткам топочных газов следует отнести не­равномерность нагрева, трудность регулирования температуры, низкий коэф­фициент теплоотдачи от газа к стенке, отложения на теплопередающих поверх­ностях сажи и увеличение ее термического сопротивления.