Обоснование производительности и оценка тепловых затрат в печи Г4 – ХП – 2,1 – 25 при выработке Кунцевской булки массой 0,05 кг из муки первого сорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Обоснование производительности и оценка тепловых затрат в печи Г4 - ХП - 2,1 - 25 при выработке Кунцевской булки массой 0,05 кг из муки первого сорта



Введение

печь тепловой технологический производительность

Цель курсовой работы:

Освоение методики теплового расчета хлебопекарной печи на пример печи Г4 - ХП - 2,1 - 25.

Задачи:

1. Изучить конструкцию и принцип действия конкретной тоннельной печи с рециркуляцией продуктов сгорания;

2. Собрать информацию об особенностях выпечки булки Кунцевской;

3. Составить схему загрузки конвейерного пода в печи и оценить ее производительность;

4. Составить частный и общий тепловой баланс при выпечке булки Кунцевской;

5. Выполнить анализ отдельных статей теплового баланса и предложить способы уменьшения потерь;

6. С помощью выполненной функциональной схемы печи раскрыть вопрос о создании рационального режима выпечки (охарактеризовать характерные периоды выпечки).

В данной работе рассматривается тоннельная печь Г4-ХП - 2,1 - 25 с усовершенствованной системой воздуховодов и улучшенной конструкцией.

Она относится к механическим универсальным печам со средней мощностью и канальной системой обогрева.

Рассмотренная булка Кунцевская вырабатывается из пшеничной муки первого сорта.



1. Характеристики и условия выпечки изделия

1.1 Технологические характеристики

Согласно ГОСТ Р24298-80 «Изделия хлебобулочные мелкоштучные. Общие технические условия» [1]., булочка кунцевская из пшеничной муки первого сорта должно вырабатываться в соответствии с требованиями настоящего стандарта из пшеничной муки первого сорта и другого сырья с соблюдением санитарных правил, рецептур и технологических инструкций, утвержденных в установленном порядке.

Изделие характеризуется по следующим показателям:

· Органолептическим;

· Физико-химическим;

· а также:

· Химическому составу;

· Энергетической ценности.

Органолептические показатели для определения качества изделия отражены в таблице 1.

Табл. 1. Органолептические показатели изделия

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид.
Форма	Округлая или овальная. Допускаются небольшие притиски
Поверхность	С оттиском от штампа или без оттиска. Допускается по линии штампа незначительный разрыв, для упакованных изделий - незначительная морщинистость.
Цвет	От светло-желтого до коричневого.
Состояние мякиша.
Пропеченность	Пропеченный, не влажный на ощупь. Эластичный, после легкого надавливания пальцами мякиш должен принимать первоначальную форму.
Промес	Без комочков и следов непромеса
Пористость.	Развитая, без пустот и уплотнений.
Вкус	Свойственный данному виду изделия, без постороннего привкуса.
Запах	Свойственный данному виду изделия, без постороннего запаха
Масса изделия	0,05 кг

Табл.2. Физико-химические показатели изделия

Наименование булочек	Показатели и нормы
	Влажность мякиша, %, не более	Пористость мякиша, %, не менее	Кислотность мякиша, град, не более	Массовая доля в пересчете на сухое вещество, %
				сахара	жира
Булочка кунцевская из муки первого сорта массой 0,05 кг	39,0	65,0	3,0	6,5±1,0	7,5±0,5

Не менее важными так же являются химический состав и энергетическая ценность готового изделия.

Химический состав и энергетическая ценность на 100 г. изделия приводится в таблице 3.

Табл. 3. Химический состав и энергетическая ценность изделия

Изделия	Химический состав
	Вода	Белки	Жиры	Углеводы	Энергетическая ценность, кал.
Булочка кунцевская первого сорта	27,0	8,2	5,3	53,7	300

1.2 Характеристика сырья

Сырьё, применяемое в хлебопекарном производстве, подразделяется на:

· основное сырье - сырье, являющееся необходимой составной частью хлебобулочного изделия (мука, дрожжи, соль и вода);

· дополнительное сырье - сырье, которое служит для придания хлебобулочному изделию специфических органолептических и физико-химических свойств (жиры и масла, сахар, яйца и яйцепродукты, молоко и молокопродукты, солод, пряности и другие продукты).

На каждое изделье имеется конкретный перечень и соотношение компонентов сырья, которое установлено рецептурой.

Для производства булки Кунцевской применяют следующие виды основного сырья:

· мука пшеничная хлебопекарная первого сорта по ГОСТ 26574-85 [2];

· дрожжи хлебопекарные прессованные по ГОСТ 171 - 81 [3];

· соль поваренная пищевая по ГОСТ Р 51574 [4];

· вода питьевая по СанПин 2.1.4.1074-01 [5].

Качество хлеба в значительной степени зависит от качества сырья, особенно от качества муки.

Мука

Мука - продукт питания, получаемый в результате перемалывания зёрен различных культур. Мука пшеничная - порошкообразный продукт размола пшеницы. Булку Кунцевскую вырабатывают из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта. По показателям качества хлебопекарная мука первого сорта должна соответствовать требованиям ГОСТ 26574-85.

Дрожжи

Дрожжи - группа одноклеточных класса сумчатых грибов, богатых органическими веществами. Булку Кунцевскую вырабатывают с использованием хлебопекарных прессованных дрожжей. Дрожжи хлебопекарные прессованные - биомасса дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae, (применяемые в качестве разрыхлителя теста), содержащие биологически активные вещества и обладающих ферментной активностью, которые выделяются из культурной среды, промываются и спрессовываются. В начале созревания теста сбраживаются содержащиеся в муке собственные сахара - глюкоза, фруктоза и сахароза (после инверсии), затем сахара, образующиеся при тестоведении из крахмала под действием амилаз. Выделяющийся при спиртовом брожении диоксид углерода пытается вырваться из вязкого теста, при этом разрыхляя тесто и поднимая его, придает тесту пористую структуру, от которого зависит строение и характер мякиша выпеченного хлеба. Спирт же при выпечке испаряется. По показателям качества хлебопекарные прессованные дрожжи должны соответствовать требованиям ГОСТ 171 - 81.

Соль пищевая поваренная

Соль пищевая поваренная - пищевой продукт, представляющий собой природный NaCl (хлористый натрий) с очень незначительной примесью других минеральных солей.

Соль применяют для улучшения структурно-механических свойств теста и вкуса изделия. Соль необходима для лучшего связывания воды в тесте. Она повышает водопоглотительную способность, улучшает газоудерживающую способность теста, укрепляет клейковину, делает ее боле плотной. Благодаря этому тесто получается более эластичное, лучше обрабатывается при разделке, а тестовые заготовки более устойчивы при расстойке и выпечке. Соль делает корку более тонкой и темной, а мякиш приятным на вкус и ароматным. Булку Городскую вырабатывают с использованием пищевой поваренной соли сорта экстра. По показателям качества соль пищевая поваренная сорта экстра должна соответствовать требованиям ГОСТ Р 51574 - 2000.

Вода питьевая

Вода питьевая - вода (сухого остатка), а также наличие действующих стандартов на общий состав и свойства. Вода питьевая является необходимым сырьем в приготовлении любого теста.

При изготовлении Булки Кунцевской предпочтительной является нормально-жесткая вода. Под воздействием такой воды составные части муки быстро набухают, улучшаются ее структурно-механические свойства, тесто становится более эластичным, упругим, быстрее увеличивается в объеме при брожении, легко режется. Кроме того, выход теста увеличивается за счет водопоглотительной способности муки. Вода, применяемая для приготовления теста, должна отвечать требованиям, предъявляемым к питьевой воде, в соответствии с СанПин 2.1.4.1074-01.

Для производства булки Кунцевской применяют следующие виды дополнительного сырья:

· сахар-песок по ГОСТ 21 - 94 [6];

· маргарин столовый по ГОСТ Р 52178 - 2003 (ГОСТ 240 - 85) [7].

Сахар - песок

Сахар-песок - пищевой продукт, содержащий отдельные кристаллы размером от 0,5 до 2,5 мм, состоящий в основном из сахарозы (C12H22O11), обладающим сладким вкусом и высокой калорийностью. В хлебопечении сахарный песок применяется для улучшения вкусовых качеств готового продукта и повышения его энергетической ценности. По показателям качества сахарный песок должен соответствовать требованиям ГОСТ 21 - 94.

Маргарин столовый

Маргарин - жировой продукт, структура которого представляет собой высокодисперсионную эмульсию смешанного типа вода в жире или жир в воде, приготовленную искусственно, в рецептуру которой входят рафинированный жир или масло и вода (молоко) с добавлением эмульгаторов, соли, сахара, пигментов, ароматизаторов и других компонентов. Маргарин повышает энергетическую ценность изделий, улучшает их вкусовые качества, увеличивает объем хлеба, повышает пластичность теста, несколько укрепляют клейковину. В то же время он снижают интенсивность брожения теста. Булку Кунцевскую вырабатывают с использованием маргарина столового марки МТ (твердый). По показателям качества маргарин столовый должен соответствовать требованиям ГОСТ Р 52178 - 2003.

1.3 Условия выпечки изделия

Стадии технологического процесса производства продукта.

Технология производства любого вида хлебного изделия включает в себя последовательность отдельных технологических этапов и операций, выполнение которых позволяет получать изделия, отличающихся наилучшим качеством.

Процесс производства хлеба можно разделить на следующие производственные этапы:

· прием и хранение сырья

· подготовка сырья

· приготовление полуфабрикатов

· деление теста

· формирование тестовых заготовок

· выпечка

· охлаждение

· хранение

· реализация

Прием и хранение сырья.

Любое хлебопекарное предприятие имеет сырьевой склад, где хранится определенный запас основного и дополнительного сырья.

На хлебозаводе, в основном предусматривается бестарная доставка и хранение сырья. При бестарной доставке и хранении сырья резко снижается численность работающих в складе улучшается санитарное состояние складов, повышается культура производства, сокращаются потери сырья, достигается значительный экономический эффект по сравнению с тарным хранением сырья.

Мука поступает на хлебозавод отдельными партиями (партия - определенное количество муки одного вида и сорта, изготовленное одновременно и поступившее по одной накладной и с одним качественным удостоверением). Анализируя поступившую муку, работники лаборатории сверяют данные анализа с данными удостоверения.

Муку, доставленную на хлебозавод с базы, автомуковозом, взвешивается на автомобильных весах, и помощью сжатого воздуха выгружается в бункера склада бестарного хранения. Мука при бестарном способе хранится в силосах. Для хранения каждого сорта муки предусматривают не менее двух силосов, один из которых используется для приема муки, второй - для ее подачи в производство. Для учета количества муки, поступающей в производство, предусмотрены тензометрические датчики, вмонтированные в опоры силоса БХМ. Это обеспечивает автоматическое взвешивание силоса с мукой при разгрузке или загрузке. Далее с помощью разряжения, создаваемого вакуум - компрессором, подеется в бункер дозатора - просеивателя, где взвешивается заданная доза, после чего автоматически отключается ее подача.

Прессованные хлебопекарные дрожжи поступают на хлебозавод в пачках и хранятся в холодильной камере при температуре 0-4 C и относительной влажность воздуха не более 70%. На хлебозаводе применяется вода из общего водопровода.

Соль на завод доставляется насыпью в автосамосвалах и выгружается через люк в приемный отсек установки. Для приема и хранения соли применяется установка Т1-ХСБ-10, которая представляет собой железобетонный резервуар. Сюда же поступает вода для растворения соли, затем она подается насосом в производство.

Сахар хранится в складе в мешках массой 50 кг. Сахар, также как и соль, нельзя хранить вместе с другими продуктами, ввиду гигроскопичности. Как правило, сахар хранят в ларях или в виде раствора 51-62%-ной концентрации плотностью 1,23-1,3 кг/м³.

Маргарин на производство поступает в ящиках и хранится в холодильной камере при температуре 0 - 4 0С, при постоянной циркуляции воздуха. Маргарин нельзя хранить с продуктами, обладающими резким специфическим запахом.

Сырье, которое хранится на складе, перед замесом полуфабрикатов должно пройти определенную подготовку, в результате которой улучшаются его санитарное состояние и технологические свойства. При этом сырье очищают от примесей, жиры растапливают, дрожжи, соль и сахар растворяют в воде. Полученные растворы фильтруют и перекачивают в сборные емкости, откуда они поступают в дозаторы.

Подготовка сырья

Мука перед поступлением в производство просеивается, с помощью мукопросеевателя с неподвижным ситом. В процессе просеивания происходит аэрирование муки, насыщение муки кислородом, необходимый фактор в процессе тестоприготовления. Очищается от металломагнитных примесей, с помощью магнитов и подается в дозаторы, установленные над тестомесильными машинами при помощи шнеков.

Подготовка дрожжей производится изначально с удаления упаковочного материала с поверхности бруска, далее их размягчении (в ручную) в емкость и разбавлении их с водой с температурой воды не выше 40?С (приготовлении суспензии), в соотношении 1: (2-4).

Перед пуском в производство готовиться сахарный профильтрованный раствор весовой концентрации 63%, который перекачивается в расходную емкость.

Соль перед использованием просеивается через сито. Соль используется в виде 25 - 26% профильтрованного раствора, плотностью 1,2 по ареометру, который затем перекачивается в расходную емкость.

Подготовка маргарина заключается в следующем: изначально производится растарка (перемещение из заводской тары в цеховую) в условиях склада, а затем маргарин отлеживается в условиях цеха, для размягчения и пластичности. Размягченный маргарин используется в производстве в готовом виде.

Приготовление опары

Тесто для булки Кунцевской готовят опарным способом, который предусматривает приготовления теста в две фазы:

· первая - приготовление опары.

· вторая - приготовление теста.

Опара - дрожжи, разведенные слегка водой, с прибавлением сахара и муки для усиления всхожести. Приготавливается до введения в основное тесто. Опарный способ длительнее и менее экономичен, увеличивается количество оборудования, особенно деж, но хлеб при этом получается более высокого качества. Опарное тесто полнее созревает, чем безопарное. При замесе опарного теста имеется возможность применения меньшего количества дрожжей; в связи с потерями сухого вещества муки на брожение при опарном способе, выход хлеба на 0,5% ниже, по сравнению с безопарным способом. Лучшее качество хлеба - основное преимущество опарного приготовления теста. Хлеб имеет лучший вкус и аромат, более развитую и тонкостенную пористость мякиша.

Опару готовят влажностью 41-45% из половины общего количества муки, около двух третей воды и всего количества дрожжей, согласно рецептуре. В дежу дозируется вода и дрожжевая суспензия, содержимое перемешивается, затем дозатором сыпучих продуктов засыпается 50% муку, происходит замес опары в тестомесительной машине. Все содержимое дежи перемешивают до образования хорошо перемешанной однородной массы, которую оставляют на брожение в течение 180-200 минут. При брожении объем опары увеличивается в 1,5-2 раза, а к концу брожения опара начинает «оседать». Это признак, что опара готова. Готовность опары определяют по кислотности (2,5 - 3,5 0H) или по органолептическим показателям.

Приготовление теста

Согласно ГОСТ 31805 - 2012 «Изделия из пшеничной муки. Общие технические условия»⁸ рецептура для замеса теста приведена в таблице 4.

Табл.4. Рецептура

В готовую опару, в соответствии с рецептурой, дозатором вносится вода, солевой и сахарный растворы, маргарин. Все перемешивается до однородной консистенции, затем добавляется оставшаяся мука и дрожжевая суспензия. Замес продолжается в течение 8 - 9 минут, до однородной массы. Цель замеса - получить однородную массу теста с определенными структурно-механическими свойствами. После замеса тесто бродит в течение 35 - 40 минут до кислотности 2,5 - 3,5 0H. В процессе брожения тесто разрыхляется, увеличивается в объеме, созревает, происходят микробиологические. Коллоидные и биохимические процессы в результате спиртового брожения, повышается кислотность, уменьшается масса сухих веществ муки.

Разделка теста

Тесто выгружается в тестоспуск, из которого попадает в тестоделительную машину, где его делят на куски определенной массы. Масса куска теста устанавливается, исходя из заданной массы штуки хлеба или булочных изделий с учетом потерь в массе куска теста при его выпечке (упёк) и штуки хлеба при остывании и хранении (усушка). Для булки Кунцевской масса тестовой заготовки составляет 50 граммов.

После тестоделительной машины тестовые заготовки поступают в округлительные машину, где им придается круглая форма. Технологическое значение округления: структура теста при округлении становится более однородной, равномерно распределяются газовые включения, создается гладкая газонепроницаемая оболочка, что улучшает объем и пористость изделия, а шарообразная форма, облегчает формы тестовых заготовок. После этого заготовка должна пройти предварительную расстойку: в течении 3 - 8 минут отлежаться на ленточном конвейере шкафа предварительной расстойки для восстановления клейковинного каркаса.

Технологическое значение предварительной расстойки: в процессе деления и округления клейковины каркас теста частично нарушается, поэтому перед последующим механическим воздействием формующей машины тестовая поверхность подсыхает, что снижает возможное прилипание тестовых заготовок к волкам тестозакаточной машины.

Далее тестовая заготовка поступает на закаточную машину, где ей придается продолговато-овальная форма.

Технологическое значение формования: раскатка теста волками машины способствует равномерному распределению газовых включений, что улучшает структуру пористости изделия.

Для получения хлеба с хорошо разрыхленным мякишем сформованные заготовки укладываются на листы и направляются на расстойку.

Расстойка тестовых заготовок

Окончательная расстойка сформованного теста проводится перед посадкой его в печь. При расстойке продолжается брожение теста, разрыхление его углекислым газом, в результате чего улучшаются физические свойства тестовой заготовки. Сформованные заготовки укладываются по 8 штук на люльки попадают в шкаф окончательной расстойки, в котором поддерживаются определенные параметры (температура 29 - 32 0С и относительная влажность 39 - 40%) среды расстойной камеры. Во время окончательной расстойкитеста происходит брожение, выделяющийся при этом СО² разрыхляет тесто, увеличивая его объем.

Выпечка

Выпечка - заключительная стадия процесса превращения тестовых заготовок в готовые изделия, в результате которого окончательно формируется их качество. Все изменения и процессы, превращающие тесто в готовый хлеб, происходят в результате прогревания тестовой заготовки.

Для выпечки 1 кг хлеба требуется около 293-544 кДж. Эта теплота расходуется в основном на испарение влаги из тестовой заготовки и на ее прогревание до температуры (96-97 С в центре), при которой тесто превращается в хлеб. Большая доля теплоты (80-85%) передается тесту излучением от раскаленных стенок и сводов пекарной камеры.

Тестовые заготовки прогреваются постепенно, начиная с поверхности, поэтому все процессы, характерные для выпечки хлеба, происходят не одновременно во всей его массе, а послойно, сначала в наружных, а потом во внутренних слоях. Быстрота прогревания теста, хлеба в целом, а, следовательно, и продолжительность выпечки зависят от ряда факторов. При повышении температуры в пекарной камере (в известных пределах) ускоряется прогревание заготовок и сокращается продолжительность выпечки.

Образование твердой хлебной корки происходит в результате обезвоживания наружных слоев тестовой заготовки. Твердая корка прекращает прирост объема теста и хлеба, поэтому корка образовываться не сразу, а через 6-8 мин после начала выпечки, когда максимальный объем заготовки будет уже достигнут.

Процесс выпечки.

Расстоявшиеся тестовые заготовки укладывают на посадочные лопатки швом вниз. Выпечка булки Кунцевской происходит в увлажненной пекарной камере хлебопекарной печи при температуре паровоздушной среды 180-195 С⁰, температурный режим может изменяться в зависимости от системы печи и условий ее эксплуатации. Примерная продолжительность выпечки для булок массой 0,05 кг 14 - 16 минут.

Определение готовности хлеба.

Правильное определение готовности хлеба в процессе его выпечки имеет большое значение. От правильного определения готовности хлеба зависит его качество: толщина и окраска корки и физические свойства мякиша-эластичность и сухость на ощупь. Излишняя длительность выпечки увеличивает упек, снижает производительность, вызывает перерасход топлива. Объективным показателем готовности хлеба и булочных изделий является температура в центре мякиша, которая в конце выпечки должна составлять 96-97 С.

Готовность изделия определяют по одному из следующих признаков:

? цвету корки;

? состоянию мякиша;

Мякиш готового хлеба должен быть относительно сухим и эластичным. Определяя состояние мякиша, горячий хлеб разламывают (избегая сминания) и слегка налавливают пальцами на мякиш в центральной части. Состояние мякиша ? основной признак готовности хлеба;

? относительной массе;

Масса пропеченного изделия меньше, чем масса неготового изделия, вследствие разницы в упеке.

? по температуре в центре мякиша в момент выхода хлеба из печи. (При помощи термометра).

Укладка и охлаждение

Укладка в лотки хлеба и хлебобулочных изделий должна производиться в соответствии с правилами укладки, хранения и перевозки хлеба и хлебобулочных изделий по ГОСТ 8227-56^9..

Выпеченные Кунцевские булки выгружают на пластинчатый стол, где они сортируются, отбраковываются и укладывают в чистые четырехбортные пластиковые лотки (по 10 штук на лоток) со сплошным днищем. Лотки с изделиями помещают в контейнеры, на которых они поступают в остывочное отделение для охлаждения.

Упаковка и хранение.

Остывшие Кунцевские булки из пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта булки упаковывают на упаковочной машине в полипропиленовую двухосноориентированную пленку с заварными швами. Данное мероприятие, помимо снижения усыхания хлеба, большему сохранению его свежести и увеличению срока хранения, имеет большое гигиеническое значение, так как исключает прикосновение рук человека к выпеченной продукции до потребления.

Упакованную продукцию помещают в склад хранения готовой продукции, где соблюдаются необходимые условия хранения (температура воздуха 20-25С, относительная влажность воздуха до 85%), помещают в склад хранения готовой продукции, откуда её транспортом отправляют в торговлю.

Транспортирование и хранение булочных изделий булки Кунцевской из пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта - по ГОСТ 8227-56 [9].

1.4 Характеристика готового изделия

Для булки Кунцевской ГОСТ 24298-80 предусматривает следующие параметры, приведенные в таблице 5.

Табл.5. Параметры готового изделия

Параметры изделия	По ГОСТ	Фактические параметры
Длинна	80 - 95 мм	89 мм
Ширина	70 - 80 мм	78 мм
Высота	10 - 15 мм	10 мм
Масса	0.05 кг	0.047 кг
Срок годности	72 ч	72 ч



2. Описание конструкции печи и принципа ее действия

2.1 Особенности конструкции печи

Для выпечки готовых изделий используется печь Г4 - ХП - 2,1 - 25.

Печи ХП - 2,1-25 универсальные тоннельные печи для непрерывной выпечки всех видов хлеба и хлебобулочных изделий с температурой выпечки до 320 С и временем выпечки от 10 до 60 минут.

Печи марки ХП с шириной пода 2,1 метра имеют:

- усовершенствованную систему воздуховодов, улучшенную конструкцию и расположение шиберов;

- систему автоматики на базе программируемого контроллера с панелью оператора;

- усовершенствованную камеру пароувлажнения, полностью переработанную и улучшенную регулировку подачи тела по зонам пекарной камеры и отбора паров упека;

- для обеспечения выпечки подового хлеба смешанной валки в передней части печи дополнительно установлен ошпарник. Обшивка печей выполнена из нержавеющей шлифованной стали.

Схема конструкции печи представлена на рисунке.



2.2 Принцип действия печи [12]

На конвейере печи установлен сетчатый под улучшенной конструкции. Каналы по ширине пекарной камеры разделены на восемь отдельных продольных газоходов, что обеспечивает равномерное тепловое поле по всей ширине пекарной камеры.

Греющие каналы-радиаторы имеют уменьшенную высоту канала, что позволяет увеличить скорость газов и интенсифицировать процесс теплопередачи, уменьшить расход топлива на выпечку, повысить КПД печи.

Система рециркуляции греющих газов работает под разрежением, что обеспечивает её полную безопасность. Печь оснащена современным автоматическим газовым горелочным устройством, соответствующим российским и европейским стандартам безопасности. Горелка позволяет в бесступенчатом, плавном, модулируемом режиме изменять мощность от 40 до 350 кВт автоматически, в зависимости от потребляемого тепла для выпечки продукта.

Печь оснащена системой шиберов пластинчатого типа. В печи установлен более мощный вентилятор циркуляции газов. Вентилятор оборудован преобразователем частоты, что позволяет в момент запуска и работы на холодном воздухе преодолевать большие нагрузки на малых оборотах. Обороты двигателя автоматически увеличиваются при достижении греющими газами определенной температуры. Это позволяет использовать меньше электроэнергии на разогрев печи.

Пароувлажнительная труба выполнена по системе «труба в трубе», а отвод конденсата, выделенного из пара, производится по внутренней трубе по ходу движения пара. Это исключает попадание конденсата внутрь зоны увлажнения.

В системе использованы регулирующие устройства и конденсатоотводчики производства зарубежных фирм. Система пароувлажнения оборудована вертикальным каналом для сброса излишнего пара в атмосферу и отделена от зоны выпечки гибкой тефлоновой шторкой в паре с металлической поворотной заслонкой.

Внутри каждого корпуса установлена поворотная заслонка. Это позволяет установить в зоне выпечки оптимальную влажность и уменьшить сквозняки, имеющие место в туннельных печах при выпечке.

В процессе выпечки существенное значение имеют два периода: первый характеризуется переменным объемом, а второй - постоянным объемом.

В современных хлебопекарных печах обычно создают три периода, различающиеся по режиму выпечки:

· Период увлажнения: относительно низкая температура и высокая влажность паровоздушной среды (64-80%). Пар конденсируется на поверхности ТЗ, это ускоряет прогревание ТЗ, способствует увеличению объема изделия, придает глянец.

· Период основного подъема: высокая температура паровоздушной среды и несколько сниженная относительная влажность газовой среды. ТЗ сначала интенсивно увеличивается в объеме, а затем достигнутый объем заготовки быстро фиксируется (закрепляется).

· Период допекания: подвод тепла к изделиям менее интенсивный. Происходит основная часть выпечки, в которой продолжаются и заканчиваются процессы образования корки и мякиша. Улучшается вкус и аромат. Снижение температуры в этой зоне уменьшает упек, но в то же время процесса выпечки не замедляет, так как температура среды пекарной камеры, от которой мякиш получает тепло, остается выше температуры корки. Независимо от температуры в камере корка при выпечке хлеба не нагревается выше температуры 160-180°C.

2.3 Технические характеристики

Табл.6. Технические параметры печи

Основные параметры.	Значения.
Площадь пода, м. кв.	25
Ширина сетчатого пода, мм	2100
Производительность, кг/час:	G
Булка кунцевская 0,05 кг	258
Расход топлива при выпечке	7,44
Установленная мощность, кВт	10,1
Габаритные размеры, мм:
- длина	14800
- ширина	3140
-масса	17060
- высота	3300



3. Расчет производительности печи

Для того, чтобы выполнить расчет производительности печи Г4 - ХП - 2,1 - 25 при выработке булки Кунцевской потребуются следующие данные:

F_пода - общая рабочая площадь пода печи.

l_c - длина пода.

l_изд. - длина выпекаемого изделия.

b_c - ширина пода.

а_б - боковой зазор.

а_ш - зазор по ширине.

а_д - зазор по длине.

n_ш. - количество изделий, размещаемых по ширине.

n_д. - количество изделий, размещаемых по длине.

t^o_вып. - время выпечки изделия.

m_изд - масса изделия.

G - количество изделий за единицу времени.

G_сут. - количество изделий за сутки.

g - удельная производительность печи.

Табл. 7

Величина	Исходное значение
Fпода	25000 мм
lизд	90 мм
bc	2100 мм
аб	60 мм
аш	50 мм
ад	50 мм
nш.	14 шт.
nд.	86 шт.
toвып.	14 мин.
mизд.	0,05 кг
lc	12000 мм



Данные, указанные в таблице 7 приводятся на рисунке 3.

По формуле (3.1) рассчитываем длину пода:

l_c = ; (3.1)

l_c = = 12000 мм

По формуле (3.2) рассчитываем количество изделий, выпекаемых по ширине пода печи:

n_ш.= ; (3.2)

n_ш. = = 14 шт.

По формуле (3.3) рассчитываем количество изделий выпекаемых по длине пода:

n_д. = ; (3.3)

n_д = шт.

По формуле (3.4) рассчитываем часовую производительность печи:

G = ; (3.4)

G = = 258 кг/ч.

По формуле (3.5) рассчитываем суточную производительность печи:

G_{сут. =} ; (3.5)



G_{сут. =} = 5,94 т/сут.

По формуле (3.6) рассчитываем удельную производительность печи:

g = ; (3.6)

g = кг/ч * м^2..



4. Составление баланса печи

4.1 Материальный баланс

Расчет материального баланса является основным этапом в проектной работе технологов.

На основе материальных балансов определяется целый ряд важнейших технико-экономических показателей и характеристик основного оборудования. Из данных материальных балансов определяют: расход сырья и вспомогательных материалов для обеспечения заданной производительности; тепловой баланс и, соответственно, расход энергии и теплообменную аппаратуру; экономический баланс производства, себестоимость продукции и, следовательно, рентабельность производства. Материальный баланс позволяет оценить степень совершенства производства (комплексность использования сырья, номенклатуру и количество отходов), а также проанализировать причины потерь.

Упек хлеба. Этим термином называют потери массы теста при выпечке. Количественно упек выражают как разность между массой теста и массой горячего хлеба в процентах к массе теста. Подавляющая доля этих потерь приходится на влагу (около 95%), а остальная часть - на спирт, углекислый газ, летучие кислоты, альдегиды и т.д.

Упек составляет от 6 до 14% и зависит от многочисленных факторов: конструктивных особенностей печи, массы изделий, способа выпечки и т.п.

Основное уравнение материального баланса:

m_м = m_г - m_к, (4.1.1)

где:

m_м - масса мякиша, г

m_г - масса горячего изделия, г

m_к - масса корки, г

m_г = m_ус + m_х, (4.1.2)

где:

m_ус - масса усушки, г

m_х - масса холодного изделия, г

m_г = 50 + 1,5 = 51,5 г.

m_уп = m_т + m_г, (4.1.3)

где:

m_уп - масса упека, г

m_т - масса заготовок теста перед выпечкой, г

m_уп = 3,6г

m_к = m_{уп *} , (4.1.4)

где

m_уп - масса упека, г

W - влажность готового изделия, %

m_к = 3,6 * = 4,77 г.

4.2 Тепловой баланс

Тепловой баланс является главной энергетической характеристикой любого теплового агрегата. Уравнение теплового баланса печи представлено формулой (4.1):



Q_пк = q_пк; (4.2.1)

где:

Q_пк - расход теплоты пекарной камеры;

q_пк - удельное количество теплоты, передаваемое в пекарную камеру, кДж/кг.

Расход теплоты в пекарной камере определяется из уравнения её теплового баланса (4.2.2):

q_пк = q¹_пк + q²_пк + q³_пк+ q⁴_пк+ q⁵_пк+ q⁶_пк; (4.2.2)

где:

q¹_пк - количество теплоты, необходимое для выпечки одного килограмма изделий, кДж/кг;

q²_пк - удельное количество теплоты, затраченной на нагрев пара в пекарной камере, кДж/кг;

q³_пк - удельное количество теплоты, затраченной на нагрев воздуха, который проникает в пекарную камеру, кДж/кг;

q⁴_пк - удельное количество теплоты, затраченной на нагрев транспортных устройств и приспособлений кДж/кг;

q⁵_пк - удельные потери теплоты, через ограждения пекарной камеры, кДж/кг;

q⁶_пк - другие потери теплоты, кДж/кг.

Расчет количества теплоты, необходимого для выпечки одного килограмма изделий

Расчет количества теплоты, необходимого для выпечки одного килограмма изделий, выполняется по формуле (4.2.3):

q¹_пк = [W_ис(iпп - iвл) + g_кС_к(t_k - t_т) + (g_мcС_см + w_мС_вл) (t_м - t_т)] 0,01; (4.2.3)



где:

W_ис - удельное количество испарившейся влаги, %;

i_пп - энтальпия перегретого пара при параметрах среды пекарной камеры и на выходе из нее, кДж/кг;

i_вл - энтальпия влаги теста, кДж/кг;

g_к - удельное количество корки в готовом изделии, %;

С_к - удельная теплоемкость корки, кДж/кгС⁰;

t_k - температура корки в конце процесса выпечки, С⁰;

g_мc - удельное количество сухого вещества мякиша, в готовом изделии, %;

С_см - удельная теплоемкость сухого вещества мякиша, кДж/кгС⁰;

w_м - влажность мякиша, %;

С_вл - теплоемкость влаги мякиша, кДж/кгС⁰;

t_м - температура мякиша на выходе из пекарной камеры, С⁰;

t_т - температура теста после его расстойки, С⁰.

Связь между теплотехническим упеком W_ис и технологическими потерями от упека П_уп приводится в формуле (4.2.4):

W_ис = ; %. (4.2.4)

W_ис = 6,38%

Содержание корки в изделиях в зависимости от упека можно рассчитать по формуле (4.2.5):

g_к=;% (4.2.5)

где:

в - коэффициент, учитывающий изменение объема слоя теста - корки. Его величина близка к единице;

с_т - плотность теста перед выпечкой, кг/м³;

с_к - плотность корки после выпечки, кг/м³.

g_к =

Влажность мякиша в конце процесса выпечки, определяется по влажности остывшего изделия с учетом потерь от усушки по формуле (4.2.6):

W_м = ;% (4.2.6)

где:

W_м - влажность мякиша в конце выпечки, %;

W_из - влажность готового изделия, %;

П_ус - потери от усушки, %.

W_м =

Содержание сухого вещества мякиша рассчитывается по формуле (4.2.7):

g_мc = 100 - g_к - W_м; %. (4.2.7)

g_мc = 100 - 11,8 - 44,6 = 43,6%.

Температуру корки в конце процесса выпечки определяют по формуле (4.2.8):

t_k = 0,5 (t_пов + t_зи); С^о (4.2.8)

где:

t_пов - температура поверхности выпекаемых изделий, С^о;

t_зи - температура зоны испарения, С^о.

t_k = 0,5 (160 + 100) = 130^о.

Энтальпия перегретого пара определяется по формуле (4.2.9):

i_пп = 2490 + 1,97 t_пк; кДж/кг. (4.2.9)

где:

t_пк - температура пекарной камеры, С^о

i_пп = 2490 + 1.97 * 185 = 2490 + 364,45 = 2854,45 кДж/кг.

Энтальпия влаги теста рассчитывается по формуле (4.2.10):

i_вл = 4,19 t_т; кДж/кг. (4.2.10)

i_вл = 4,19*30 = 125,7 кДж/кг.

q¹_пк = [6,38 (2854,45 -125,7) +11,81* 1,6 (130 - 30) + (43,6 * 1,6 + 44,66 *4,19) (97 - 30)] 0,01 = [17409,43+1889,6+ (69,76+187,1)* 67] 0,01 = [17409,43+1889,6+17209,6] 0,01 = 36508,6 * 0,01 = 365 кДж/кг.

Расчет удельного количества теплоты, затраченной на нагрев пара в пекарной камере

Для данного расчета, необходимо определить энтальпию насыщенного пара на входе в пекарную камеру. Воспользуемся формулой (4.2.11):

i_мп = 418 + 2258Х; кДж/кг. (4.2.11)

где:

i_мп - энтальпия насыщенного пара на входе в пекарную камеру;

Х - степень сухости пара. (Х = 0,85).

i_мп = 418 + 2258 * 0,85 = 2337,3 кДж/кг.

Расчет удельного количества теплоты, затраченной на нагрев пара в пекарной камере можно выполнить по формуле (4.2.12):

q²_пк = кДж/кг. (4.2.12)



где:

g_п - удельный расход пара;

i_пп - энтальпия насыщенного пара на выходе из пекарной камеры.

q²_пк = (2854,45 -2337,3) = 0,18 * 517,15 = 93 кДж/кг.

Расчет удельного количества теплоты, затраченной на нагрев воздуха, который проникает в пекарную камеру

Рассчитаем удельное количество воздуха в пекарной камере по формуле (4.2.13):

L = ; (4.2.13)

где:

L - удельное количество воздуха в пекарной камере;

d"_пк - влагосодержание среды пекарной камеры, на выходе из нее;

d_в - влагосодержание наружного воздуха.

L = = = 0,949.

Затраты теплоты на нагрев воздуха рассчитываются по формуле (4.2.14):

q³_пк = L(С_в + С_вл) (t^»_пк - t_в) кДж/кг. (4.2.14)

где:

С_в - теплоемкость сухого воздуха. (С_в = 1 кДж/кгС⁰);

С_вл - теплоемкость влаги. (С_вл = 2,19 кДж/кгС⁰);

t^»_пк - температура среды пекарной камеры на выходе из нее;

t_в - температура воздуха вокруг пекарной камеры.

q³_пк = 0,949 (1 + * 2,19) (185 - 32) = 0,95 * 1,02 * 153 = 148, 257 кДж/кг.

Удельное количество теплоты, затраченной на нагрев транспортных устройств и приспособлений q⁴_пк для подовых изделий равен 0.

Расчет удельных потерь теплоты, через ограждения пекарной камеры

Расчет удельных потерь теплоты, через ограждения пекарной камеры по формуле (4.2.15):

q⁵_пк = ; кДж/кг (4.2.15)

где:

б - общий коэффициент теплоотдачи;

Fогр. - общая площадь ограждений пекарной камеры;

?t - разность температур ограждений пекарной камеры.

?t = tог - tвоз = 43-25 = 18⁰С

б = бк + бр = 6,4 +4,1 = 10,5

q⁵_пк = = = 16,5 кДж/кг.

Расчет прочих потерь.

Они составляют 10% от пяти рассчитанных ранее затрат. Для расчета всех оставшихся затрат теплоты используем формулу (4.2.16):

q⁶_пк = (q¹_пк + q²_пк + q³_пк+ q⁴_пк+ q⁵_пк)*0,1; кДж/кг. (4.2.16)

q⁶_пк = (365 + 93 + 148, 25 + 0 + 16,5) 0,1 = 62,27 кДж/кг.

q_пк =365 + 93 + 148, 25 + 0 + 16,5 + 62,27 = 685,02 кДж/кг.

Табл. 8 Сводная таблица теплового баланса пекарной камеры

Вид расхода теплоты в пекарной камере:	Обозначение:	кДж/кг:	%:
Количество теплоты, необходимое для выпечки одного килограмма изделий	q1пк	365	53,28
Удельное количество теплоты, затраченной на нагрев пара в пекарной камере	q2пк	93	13,58
Удельное количество теплоты, затраченной на нагрев воздуха, который проникает в пекарную камеру	q3пк	148, 25	21,64
Удельное количество теплоты, затраченной на нагрев транспортных устройств и приспособлений	q4пк	0	0
Удельные потери теплоты, через ограждения пекарной камеры	q5пк	16,5	2,40
Другие потери теплоты	q6пк	62,27	9,10
Общий расход теплоты пекарной камеры.	qпк	685,02	100

Расчет КПД пекарной камеры.

Рассчитаем КПД по формуле (4.2.17):

з_пк = ;% (4.2.17)

з_пк == 53,28%.

4.3 Частный тепловой баланс для системы обогрева пекарной камеры

Необходимо определить полный расход теплоты в пекарной камере по формуле (4.3.1):

Q_пк = q_{пк * ;} Вт (4.3.1)

Q_пк = 685,02 * = 49047,4 Вт

Затем потери теплоты в окружающую среду системой обогрева по формуле (4.3.2):

Q_пот^со = Q_пк; Вт. (4.3.2)



где:

?_w - тепловое КПД системы обогрева (табличное значение)

Q_пот^со = 49047,4 () = 4904,74 Вт

Частный тепловой баланс определяется как сумма полного расхода теплоты и потери теплоты:

Q_со = Q_пк + Q_пот^со; Вт (4.3.3)

Q_со = 49047,4 + 4904,74 = 53952,14 Вт.

4.4 Расчет расхода топлива в печи

Тепловой КПД топочного устройства печи зависит в основном от вида сжигаемого топлива и определяется по формуле (4.4.1):

?_т = 1 - ; (4.4.1)

q_х - удельная потеря теплоты от химической неполноты сгорания топлива

q_о - удельная потеря теплоты в окружающую среду

?_т = 1 - .

В хлебопекарных печах воздух, необходимый для горения, предварительно не подогревается. Располагаемая теплота равна низшей теплоте сгорания сухой массы газообразного топлива:

Q_р^р = Q_н^с = 35820 кДж/м³

Энтальпию уходящих продуктов сгорания, отнесенных к единице сжигаемого топлива рассчитываем по формуле (4.3.2):

I_ух = I_г^о + I_В^о *(б_ух - 1); кДж/кг. (4.4.2)

где:

I_ух - энтальпия уходящих продуктов сгорания, отнесенная к единице сжигаемого топлива;

I_г^о - энтальпия продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха, равном единице;

I_в^о - энтальпия теоретически необходимого количества воздуха.

I_ух = 4530 + 3835 * (2,37 -1) = 9784 кДж/кг.

Потерю теплоты уходящих газов рассчитаем по формуле (4.3.3):

g_ух = * 100%; (4.4.3)

где:

б_ух - коэффициент избытка воздуха в газоходе уходящих продуктов сгорания;

V_В^о - теоретический объем воздуха, необходимого для горения, отнесенной к единице сжигаемого;

С_В - объемная теплоемкость воздуха, равная 1,3 кДж/(м³ * ^оС);

t_В - температура воздуха, равная 30⁰С.

q_ух = = 24,9%.

Расход топлива (В) определяется по формуле (4.3.4):

В = * 3,6; (4.4.4)

В = * 3,6 = * 3,6 = 7,44 м³/ч.

Удельный расход топлива равен:



b = м³/т (4.4.5)

b = = 28,84 м³/т

С целью сопоставления печей по их технико-экономической эффективности удельный расход топлива приводится к условному. (4.4.6):

b_у = (4.4.6)

где:

Q_у - его теплота сгорания, равная 29300 кДж/кг

b_у = = 35,26 кг/т.

Q_общ=B**1/3,6 = (7,44 * 35820)/ 3.6 = 74028 Вт

Мощность горелок=74028Вт

Q_пол^т= ?_т* Q_общ=0,978*74028 = 72399, 38 Вт

Q_пот ^т = Q_{общ -} Q_пол^т

Q_пот ^т = 74028 - 72399, 38 = 1628.62 Вт

Q_ух= Q_общ *q_ух/100 =(74028 * 24,86) / 100 = 18403,3 Вт

Табл.9/ Общий тепловой баланс пекарной камеры

Статьи баланса.	Обозначение	Кол-во теплоты в кДж/кг.	Тепловой поток в кВт.	Доля составляющих в тепловом балансе печи, %
Затраты теплоты на выпечку	Q вып	685,02	49,09	17,006
Потери теплоты в пекарной камере, связанные с перегревом пара, нагревом воздуха, а также теплопередачи через ограждения.	Qпотпк	684,27	49,04	16,9
Потери теплоты системой обогрева.	Qco пот	40,46	4,9	1,69
Потери теплоты с уходящими продуктами сгорания.	Q т пот	22,32	1,6	0,55
Потери теплоты в топочном устройстве.	Qух пот	2567,8	184,03	63,75
Общие затраты теплоты.	Qобщ	3999,87	288,66	100

Тепловая мощность печи Q= 74 кВт;

при ее производительности G=258 кг/ч;

расход природного газа b = 28,84 м³/т;

тепловой КПД печи: з=17,006%



Заключение

Нами были изучены характеристики булки Кунцевской, а так же конструкция и принцип действия тоннельной топливной хлебопекарной печи Г4 - ХП - 2,1 - 25.

Суточная производительность печи по булке Кунцевской составляет 5,94 тонн в сутки.

Мы составили материальный и тепловой баланс печи указанной марки в математическом и графическом виде. Так же нами представлена графическая часть работы, состоящая из общей таблицы теплового баланса и функциональной схемы печи.

Проанализировав тепловые потери можно сделать вывод: чтобы затраты тепловых потерь при выпечке булки Кунцевской в тоннельной печи Г4-ХП - 2,1 - 25 стали меньше, следует уменьшить затраты теплоты, для выпечки одного кг изделия.

В целом мы освоили современную методику теплового расчета хлебопекарных печей.



Список использованной литературы

1. ГОСТ Р24298-80 «Изделия хлебобулочные мелкоштучные. Общие технические условия».

2. ГОСТ 26574-85 «Мука пшеничная хлебопекарная. Технические условия».

3. ГОСТ 171-81 «Дрожжи хлебопекарные прессованные. Технические условия».

4. ГОСТ Р 51574-2000 «Соль поваренная пищевая. Технические условия».

5. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

6. ГОСТ 21-94 «Сахар-песок. Технические условия».

7. ГОСТ Р 52178-2003 «Маргарины. Общие технические условия».

8. ГОСТ 31805 - 2012 «Изделия из пшеничной муки. Общие технические условия».

9. ГОСТ 8227-56 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Укладывание, хранение и транспортирование».

10. И.И Маклюков, В.И. Маклюков «Промышленные печи хлебопекарного и кондитерского производства». - Изд. 4-е - М.: Легкая и пищевая промышленность.

11. В.И. Маклюков, В.А. Брязун «Тепловой расчет хлебопекарных печей. Методические указания».

12. «Хлебопекарное оборудование ОАО Шебекинский машиностроительный завод. Каталог хлебопекарного оборудования».

Размещено на Allbest.ru

...