Лекции.Орг


Поиск:




Определение полезно используемого тепла




При расчете полезной теплоты QП необходимо выявить, на что она затрачивается при нестационарном и стационарном режимах работы оборудования. Прежде всего, это зависит от технологии приготовления той или иной продукции, а также от типа теплового аппарата.

 

А) Варочное оборудование

При расчете варочного оборудования формула для определения полезно используемого тепла QП,кДж, в общем виде выглядит следующим образом:

, (2.3)

где GСМ – общее количество загруженных в варочную емкость сухих пищевых продуктов, кг

GСМ = g1+g2+g3+…+gn; (2.4)

g1 ,g2 ,g3…gn – количество отдельных продуктов, загружаемых в варочную емкость, кг; определяется по нормам раскладки для приготовления данного
блюда,

сСМ – средняя теплоемкость смеси загружаемых продуктов в интервале температур tK и tH, кДж/кг оС.

с1, с2, с3…сn – теплоемкости отдельных продуктов, кДж/кг оС.

 

Теплоемкость отдельных продуктов принимается из таблицы или подсчитывается по формуле:

ссм = , (2.5)

а – влажность продукта в процентах по массе;

b – 100-а – количество сухих веществ, содержащихся в продукте в процентах по массе;

1,68 – средняя теплоемкость сухих веществ, кДж/кг0С;

tK – конечная температура загружаемых продуктов (температура
кипения), оС;

tСМ – начальная средняя температура загружаемых продуктов, определяемая из выражения:

tСМ = , (2.6)

t1, t2…tn – начальная температура отдельных продуктов, оС.

Начальные температуры принимаются в зависимости от температуры хранения продуктов до закладки.

W – общее количество жидкости, загружаемой в варочную емкость, кг;

С – теплоемкость жидкой среды, кДж/кг оС;

tН – начальная температура жидкой среды, оС;

tK – температура кипения жидкой среды, оС;

∆W количество влаги, удаляемой в процессе варки содержимого при нестационарном или стационарном режимах, кг;

r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг.

 

Для определения количества отдельных продуктов необходимо определить количество порций приготовляемого блюда.

Количество порций п, шт., определяется по формулам:

п = , (2.7)

или

п = , (2.8)

 

где j – коэффициент заполнения, %;

VK – общий объем варочной емкости, л;

Vисп – объем испаряющейся жидкости в период разогрева и приготовления блюда, л.

Vп – объем одной порции готового к употреблению блюда, л;

– суммарный объем продуктов и воды, необходимых для приготовления одной порции, л. Рассчитывается как сумма отношений массы каждого компонента блюда к его плотности = .

 

Количество влаги, удаляемой в процессе варки отдельных блюд, определяется по формуле:

Vисп = DW¢ + DW¢¢, (2.9)

где D и DW¢¢ количество влаги, удаляемой в процессе кипения содержимого варочной емкости соответственно при нестационарном и стационарном режимах работы, кг. Суммарное значение DW можно принимать с учетом потерь при варке определенного блюда, пользуясь Сборником рецептур.

 

Конкретный вид формулы при расчете QП в условиях нестационарного и стационарного режимов зависит от технологии приготовления изделия.

Например, при варке макарон в условиях нестационарного режима работы оборудования полезная теплота QIП будет затрачиваться на доведения определенного количества воды до кипения:

, (2.10)

где GB – количество нагреваемой воды, кг; GB = VK×j×r;

VK – объем варочной емкости, м3;

j – коэффициент заполнения;

r – плотность воды, кг/м3; при температуре воды 60ºС равна 971,8 кг/м3;

сВ – теплоемкость воды, кДж/кг оС, в интервале температур tK и tH; принять равной 4,195 кДж/кг ºС;

tH – начальная температура заливаемой воды, оС, при расчете tH можно принять 10оС;

tK – конечная температура воды, оС; tK» 1000С;

D количество испарившейся воды в период разогрева до 100оС, кг. Для оборудования с герметически закрытой крышкой в период разогрева D =0. Для остальных случаев (например, опрокидывающиеся котлы) по опытным данным количество испарившейся воды принимается равным 0,5% от веса жидкости в котле.

r = 2258,2 кДж/кг – скрытая теплота парообразования воды при атмосферном давлении.

При стационарном режиме полезная теплота затрачивается на нагрев и варку макарон:

, (2.11)

где GМ – масса загружаемых макарон, кг;

сМ – теплоемкость макаронных изделий, кДж/кг оС;

tH – начальная температура макаронных изделий, оС;

tK – конечная температура макарон, оС; tK» 100 оС;

DW¢¢ – количество влаги, удаляемой в процессе кипения содержимого котла, кг. По опытным данным можно принимать равным 1,5 … 2,0% от веса жидкости в котле.

 


Б) Жарочное оборудование

Расчет QП жарочного оборудования обычно производят путем определения затрат энергии за час работы оборудования или на 1 кг обрабатываемой продукции.

При расчете жарочного оборудования в условиях нестационарного режима полезная теплота затрачивается на нагрев масла, например, при жарке основным способом в сковороде или при жарке во фритюре. Количество нагреваемого масла определяют по количеству обрабатываемых продуктов.

Для расчета полезно используемого тепла, расходуемого на нагрев пищевого жира во фритюрнице или сковороде в режиме разогрева, пользуются формулой:

, кДж/ч (2.12)

где Мж – вес пищевого жира, кг;

Сж – теплоемкость пищевого жира, принять равной 1,676 кДж/ кг оС (для растительного масла);

t1 – температура нагрева жира (равная температуре жарки); принимается равной 160 – 170 оС;

tо – начальная температура пищевого жира, оС;

t' - время нагрева жира, ч.

Вес пищевого жира при жарке во фритюре должен превосходить количество одновременно загружаемого продукта минимум в 4 раза.

Количество одновременно загружаемого продукта для жарки во фритюрнице находят из выражения:

, (2.13)

где Gо – количество одновременно загружаемого продукта для жарки,
кг (шт.);

Vч – объем загрузочной чаши фритюрницы, дм3;

j – коэффициент заполнения фритюрницы (j = 0,6-0,7);

dn – истинная плотность загружаемого продукта, кг/дм3;

dж – плотность жира, кг/дм3;

γ – кратность количества фритюрного жира количеству продукта.

 

Определение количества одновременно загружаемого полуфабриката при жарке в сковороде, кг, производят следующим образом:

- для полуфабрикатов обжариваемых насыпным слоем

G0 = S×h×r, (2.14)

- для штучных полуфабрикатов G0 = S×K× × m, (2.15)

где S и Sизд – соответственно площадь пода сковороды и одного изделия;

К = 0,7…0,95 – коэффициент заполнения пода сковороды;

т – масса одного изделия, кг.

При стационарном режиме полезно используемое тепло состоит из отдельных статей расхода, которые рекомендуется определить по формуле:

QП" = М.с.(t2-t4)+0,01.vn.М.r+

+0,01.К.М.Ск(t3-t2)+0,01.mж.М.Сж.(t1-tо), (2.16)

где первое слагаемое – расход тепла на нагрев продукта;

второе – расход тепла на испарение влаги из продукта;

третье – расход тепла на образование корочки на продукте;

четвертое – расход тепла на нагрев доливаемого в процессе работы пищевого жира (если это необходимо);

М – часовая производительность по сырью, кг/ч;

с – теплоемкость продукта, кДж/ (кг оС);

t2 – температура нагрева продукта, принимаемая равной 90 – 100о С;

t4 – начальная температура продукта, оС;

vn – истинный продукт ужарки, %:

для мяса жареного порционным куском 20 – 38%;

овощей (картофеля) жаренных 17 – 60%;

r – скрытая теплота испарения при атмосферном давлении, кДж/кг (см. прил. 1).

К – процентное содержание корки в продукте; рекомендуем в расчетах принимать в пределах от 15 до 25 %;

С к – теплоемкость корочки, принять как теплоемкость сухого вещества равную 1,67 кДж/ (кг оС);

t3 – температура образования корочки, оС (135-140о);

mж – расход пищевого масла на обжаривание сырья в %; рекомендуем принимать в пределах от 15 до 20%.

t1 – рабочая температура жира;

t0 – начальная температура жира, оС;

, (2.17)

где G0 – количество одновременно загружаемого продукта для жарения;
кг (шт.);

t – продолжительность цикла обработки, мин.

Тепловой расчет жарочных и пекарных шкафов обычно производят на 1 кг продукции. При этом, полезный расход тепла на выпечку или жарку изделий имеет место только при стационарном режиме. Тепло расходуется на нагрев исходного полуфабриката до оптимальной температуры, обеспечивающей готовность и доброкачественность изделий (принимается на основании данных справочной литературы или на основании опытных данных), на испарение влаги из теста и на дальнейший перегрев пара до температуры воздуха камеры или выходе из нее, а также на образование корочки.

Например, при определении теоретического расхода тепла на выпечку 1 кг пшеничных булок развесом 0,5 кг из муки 1 сорта можно принять из табл. 2.1.

 

Таблица 2.1

Справочные данные на выпечку хлебобулочных изделий

Упек 7 %
Влажность булки в горячем состоянии 42 %
Содержание мякиша 84 %
Содержание корки 16 %
Температуру теста, поступающего в камеру 30 оС
Температуру мякиша горячей булки на выходе из камеры 98 оС
Температуру корки 130 оС

 

Теоретический расход тепла на выпечку или жарку 1 кг изделия можно определить из уравнения:

(2.18)

 

где первое слагаемое – расход тепла на испарение влаги из исходного полуфабриката (упек, ужарка) и нагрев получившегося пара до температуры среды пекарной камеры;

второе слагаемое – расход тепла на образование корки;

третье слагаемое – расход тепла на достижение конечной среднеобъемной температуры изделия;

vn – для мучных, кондитерских и хлебобулочных изделий упек кг/кг; определяется по разности весов исходного полуфабриката и готовой продукции; он колеблется для различных изделий от 4 до 25 %; для мясных продуктов ужарка принимается в пределах:

для мяса, жаренного порционным куском 20 – 38%;

овощей (картофеля) жаренных 17 – 60%;

in – энтальпия перегретого пара при температуре камерной смеси на выходе из камеры и атмосферном давлении, кДж/кг; определяется по
данным прил. 1;

iв – теплосодержание воды в полуфабрикате при температуре поступления в пекарную камеру, кДж/кг (см. прил. 1);

qк – содержание корки в 1 кг изделия, кг/кг. Корка может быть принята за абсолютно сухое вещество, а ее количество от 0,05 до 0,17 кг/кг (5 – 17 %).

ск – удельная теплоемкость корки, кДж/ (кг.оС), может быть принята как теплоемкость сухого вещества равной 1,67 кДж/кг (кг.оС);

tк – средняя температура корки в оС. Можно принять равной средней арифметической между температурами поверхности корки (обычно 160 оС) и конечной среднеобъемной температурой изделия в конце обработки (100 оС);

tт – среднеобъемная температура полуфабриката, поступающего в пекарную или жарочную камеру, оС,

qм – содержание сухого вещества в 1 кг горячего изделия, кг/кг. Для определения сухого вещества можно использовать уравнение

qм = 1 – (vм + qк), (2.19)

где vм – содержание общей влаги в 1 кг изделий в момент выхода из камеры, кг/кг; средняя влажность, отнесенная ко всему изделию (мякиш, корка) для разных сортов различная и определяется анализом. Для данного расчета влажность булки можно принять равной 0,42 кг/кг;

см – удельная теплоемкость сухого вещества изделия, кДж/ (кг.оС),
принимается равной 1,67 кДж/(кг.оС);

св – удельная теплоемкость влаги в изделиях, кДж/ (кг.оС); которая может быть принята как теплоемкость воды 4,19 кДж/ (кг.оС);

tм – среднеобъемная температура изделия в момент выгрузки изделия из камеры оС, может быть принята в пределах 95 – 98 оС.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 815 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Надо любить жизнь больше, чем смысл жизни. © Федор Достоевский
==> читать все изречения...

1300 - | 1058 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.