Технологическое оборудование предприятий общественного питания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Научно технический прогресс в общественном питании заключается не только в развитии и совершенствовании используемых орудий труда, в создании новых более эффективных технических средств, но и немыслим без соответствующего совершенствования технологии и организации производства, внедрения новых методов труда и управления.

Совершенствование техники должно обеспечить не только рост производительности труда и его облегчение, но и снижение затрат труда на единицу продукции при использовании новых машин и механизмов. В производстве теплого оборудования в нашей стране в течение последних 20 лет происходили коренные изменения, которые можно назвать технологической перестройкой.

В ней можно выделить три периода. Первый - состоял в переходе от использования оборудования, работающего на твердом топливе, к газовому и электрическому оборудованию. На втором произошел переход от универсального оборудования (например, кухонная плита) к секционному, каждый вид которого предназначен для выполнения отдельных операций тепловой обработки продуктов. Третий период происходит в наше время. Он заключается в производстве и внедрении оборудования, использующего новые методы тепловой обработки продуктов, сухим паром или методом конвективного обогрева. В этой работе мы рассмотрим основное тепловое оборудование, его классификации, составные части, правила эксплуатации и технику безопасности. Оборудование которое и в настоящее время используется на предприятиях общественного питания благодаря своей надежности и простоте в эксплуатации.

1. Обзорная часть и сравнительный анализ аппаратов для варки на пару

Пароварочные шкафы, предназначенные для варки продуктов на пару. В этих аппаратах обогрев продуктов осуществляется «острым паром», т. е., путем непосредственного соприкосновения с продуктами насыщенного пара. Пар конденсируется и отдает теплоту парообразования обрабатываемому продукту. При этом способе термической обработки, по сравнению с варкой в воде, значительно снижается выщелачивание минеральных веществ из продуктов, что способствует сохранению их пищевой ценности. Продукты, приготовленные на пару, получаются более ароматными, вкусными и сочными. Поэтому варку на пару применяют для приготовления продуктов диетического и детского питания. В таблице 1 указано количество минеральных солей, извлеченных из картофеля и овощей в зависимости от способа варки.

Таблица 1. - Потери минеральных солей продуктами при варке их в воде и «острым» паром:

По типу теплообменного устройства паровые камеры относятся к контактным теплообменникам, т. е., в них происходит непосредственный контакт между греющей и нагреваемой средой (между влажным насыщенным водяным паром и пищевым продуктом). При этом реализуется процесс варки в паровой среде.

В отличие от пищеварочных котлов, реализующих варку в большом количестве воды, работа паровых камер не связанна с необходимостью больших затрат на разогрев греющей среды. Это объясняется значительно меньшей плотностью влажного насыщенного пара по сравнению с жидкостью. Благодаря этому размеры паровых камер не ограничены и соответствуют требуемой производительности.

В паровых камерах наряду с атмосферным давлением широко применяется повышенное давление (до 200 кПа), особенно при варке овощей, что позволяет в 1,5-2 раза уменьшить продолжительность тепловой кулинарной обработки.

Паровые камеры классифицируются в зависимости от вида энергоносителя, вида транспортирующего органа и т. д.

Острый пар, контактирующий с пищевыми продуктами, должен быть химически чистым, поэтому он получается либо в виде вторичного пара в парогенераторе, встроенном в аппарат, либо используется из специального центрального парогенератора, который не предназначен для централизованного обеспечения системы пароснабжения предприятия, так как этот «первичный» пар содержит химические антинакипные добавки.

В зависимости от способа организации рабочего цикла паровые камеры могут быть периодического или непрерывного действия.

Паровые камеры периодического действия представляют собой теплоизолированные емкости, в которых на стеллажах размещаются перфорированные или сетчатые корзины для пищевого продукта, а в нижней части - парогенератор.

Использование избыточного давления сокращает время варки пищевых продуктов и повышает производительность аппаратов, но в то же время усложняет его конструкцию и эксплуатацию. В настоящее время серийно выпускаются только электрические пароварочные аппараты с собственным парогенератором АПЭСМ-1 и АПСЭМ-2, работающие при атмосферном давлении. Эти аппараты имеют аналогичное устройство и отличаются только количеством секций. Аппарат АПСЭМ-1 имеет одну секцию, а аппарат АПСЭМ-2 - две секции.

В настоящее время разработаны и внедряются на предприятиях общественного питания новые конструкции пароварочных шкафов АПЭ-0,23А и АПЭ-0,23А-0,1, которые рассчитаны для варки продуктов на пару в функциональных емкостях.

Все пароварочные аппараты работают от трехфазовой сети переменного тока. Техническая характеристика пароварочных шкафов представлена в таблице 2.

Таблица 2. - Техническая характеристика пароварочных шкафов:

На основе проведенного выше анализа для рассмотрения в данном курсовом проекте за базовый вариант был выбран аппарат АПЭСМ-2.

2. Описание проектируемого аппарата режимов его эксплуатации

2.1 Описание конструкции аппарата

Аппарат АПЭСМ-2 предназначен для варки на пару мяса, рыбы, овощей, а также для подогрева различных кулинарных изделий.

На предприятиях общественного питания его используют самостоятельно или в составе технологических линий.

Рисунок 1. - Пароварочный аппарат АПЭСМ - 2:

Аппарат представляет собой шкаф, состоящий из двух секций и подставки. В каждой секции есть две самостоятельные варочные камеры, выполненные из нержавеющей стали. Секции и подставка облицованы стальными листами, покрыты эмалью белого цвета. Схема аппарата АПЭСМ-2 приведена на рисунке 1. Внутри варочных камер устанавливаются сплошные и перфорированные противни для продуктов, варка которых производится паром, поступающим по трубопроводу из парогенератора. Продукт, расположенный в сетчатых емкостях, обогревается острым паром. Влажный насыщенный пар конденсируется на поверхности пищевого продукта, нагревая его.

Образующийся конденсат стекает на стенки камеры и стеллажи и далее направляется в канализацию.

Для слива воды в парогенераторе предусмотрен сливной патрубок с вентилем, присоединенный к трубопроводу, отводящему конденсат в канализацию.

Схема движения конденсата в дренаж показана на рисунке 2.

Рисунок 2. - Схема движения конденсата в дренаж:

Стекающий в парогенератор конденсат несет с собой растворенные частицы пищевого продукта.

По мере эксплуатации концентрация этих веществ повышается, увеличивается вязкость раствора, ухудшаются условия теплообмена между греющей поверхностью и нагреваемой жидкостью.

2.2 Описание электрической схемы аппарата

Рабочие камеры закрываются дверцами, снабженными ручками-запорами. В основании шкафа расположен парогенератор с ТЭНами и питательный бачок с поплавковым клапаном, который контролирует уровень воды в парогенераторе, а также включают традиционные системы защиты электросистемы и световую сигнализацию.

Рисунок 3. - Электрическая схема пароварочного аппарата АПЭСМ-2:

Нагрев воды в парогенераторе осуществляется ТЭНами, мощность которых регулируется с помощью пакетного переключателя в соотношении 4-3-2-1. Регулирование осуществляется параллельно включением всех четырех ТЭНов (сильный нагрев), трех или двух ТЭНов (средний нагрев) и одного ТЭНа (слабый нагрев).

Защита ТЭНов от «сухого хода» производится с помощью реле давления. Подача пара в варочные камеры шкафа регулируется шибером.

Блок управления установлен в подставку с правой стороны, а ручки регулирования, две сигнальные лампы, ручка переключателя и кнопки «Пуск» и «Стоп» выведены на лицевую панель. На рисунке 3 приведена электрическая схема пароварочного аппарата АПЭСМ-2.

2.3 Эксплуатация пищеварочных аппаратов

Варочный процесс связан с эксплуатацией аппарата с паровым обогревом. При эксплуатации варочного оборудования наибольшую опасность представляет собой ожог паром.

Ожог можно получить при открывании крышек или дверец рабочих камер, а также при срабатывании предохранительных клапанов, продувке паровых теплообменников или соприкосновении персонала с нагревательными стенками теплового аппарата. Правильная эксплуатация оборудования предприятий общественного питания и пищеварочных аппаратов, должна обеспечить, максимальное повышение эффективности и безопасности их работы. При эксплуатации пищеварочных аппаратов повышение эффективности их работы может быть достигнуто за счет выполнения следующих правил:

1. Максимально возможное и своевременное удаление воздуха из тех частей аппаратов (рубашка, рабочие камеры), в которых происходит теплоотдача путем конденсации пара. Присутствие воздуха в паре, даже в небольших количествах, сильно уменьшает коэффициент теплоотдачи при конденсации пара. Для удаления воздуха при заполнении рубашки водой и разогреве аппарата открывается воздушный кран, если он имеется, воздушный клапан двойного предохранительного клапана или кран наполнительной воронки. Время выдержки этих кранов (клапанов) в открытом состоянии должно соответствовать данным инструкции по эксплуатации аппарата;

2. Оптимальное заполнение пароводяной рубашки водой (до крана уровня). При заполнении пароводяной рубашки водой следят за краном уровня и, как только из него начнет вытекать вода, прекращают ее добавление. Необходимость оптимального заполнения пароводяной рубашки следует из того, что при ее переполнении (заполнение выше крана уровня) снижается доля поверхности варочного сосуда, через которую передается теплота фазового превращения пара, и соответственно возрастает доля поверхности, через которую передается часть теплоты воды. Так как изменение энтальпии воды и ее небольшой части, из-за невысокой разности температур между теплоносителем и содержимым варочного сосуда значительно меньше теплоты фазового превращения пара, то при переполнении рубашки водой падает тепловая мощность аппарата, т. е., увеличиваются время его разогрева и время основной технологической операции, что равнозначно снижению производительности аппарата. При заливке в рубашку недостаточного количества воды возникает опасность оголения тэнов парогенератора («сухой ход» тэнов), что может привести (а при наличии автоматически действующей защиты обязательно приводит) к отключению нагревательных элементов аппарата;

3. Залив в пароводяную рубашку дистиллированной или хотя бы кипяченой воды. При заливе сырой воды на поверхностях нагрева и на тэнах оседают соли, что приводит к снижению теплопередачи;

4. Своевременное включение тэнов на полную или малую мощность либо их отключение. Выполнение этого правила приводит к экономии электроэнергии и рациональному ведению технологического процесса;

5. Полное использование рабочих камер аппаратов. Нецелесообразно, эксплуатировать пароварочный аппарат АПЭСМ-2 при загрузке продуктами не всех его камер или при неполной загрузке какой-либо камеры. Это же относится и к заполнению продуктами варочных сосудов котлов и автоклавов, рабочий объем которых должен использоваться полностью (уровень жидкости на 8-12 см. ниже верхней кромки сосуда);

6. Своевременная очистка (мытье) рабочих камер аппаратов. Эта операция должна выполняться при смене продуктов, особенно при их несовместимости. Стекающий в парогенератор конденсат несет с собой растворенные частицы пищевого продукта. По мере эксплуатации концентрация этих веществ повышается, увеличивается вязкость раствора, ухудшается условия теплообмена между греющей поверхностью и нагреваемой жидкостью. В теплоносителе накапливаются и смешиваются запахи тех пищевых веществ, которые прошли тепловую кулинарную обработку, ухудшается санитарно-гигиеническое состояние паровой камеры. Поэтому при эксплуатации камер с возвратом конденсата в парогенератор необходимо полностью заменять всю воду в парогенераторе, тщательно мыть при этом стенки камеры, стеллажи и перфорированные емкости;

7. Безопасные условия эксплуатации пищеварочных аппаратов в значительной мере обеспечиваются установленной на них арматурой: двойным предохранительным клапаном, клапаном-турбинкой, электроконтактным манометром и др.

Обеспечение электробезопасности достигается надежным соединением корпусов аппаратов с заземляющим контуром, хорошим состоянием контактных соединений, пусковой аппаратуры, защитой электропроводов от механических повреждений, установкой плавких предохранителей и т. п.

Если при работе котла возникает необходимость открыть его герметично закрытую крышку, то приблизительно за 5 мин. до этого следует выключить тэны, благодаря чему небольшое избыточное давление в варочном сосуде упадет. Запрещается открывать крышку автоклава в процессе его работы. Открывать крышку можно лишь после выключения электронагревателей и сброса избыточного давления с помощью продувочного крана. Опрокидывающиеся котлы поворачиваются лишь после их отключения. В процессе эксплуатации пищеварочных аппаратов нужно следить за исправной работой арматуры, в частности за тем, чтобы в клапане-турбинке, пароотводе и сливном кране не скапливались частички пищи.

3. Расчетная часть проекта

Одной из форм выражения закона сохранения энергии является управление теплового баланса. Это управление показывает, какое количество энергии поступает в аппарат с энергоносителем и как она тратится на те, или иные процессы, происходящие в аппарате. Также по составляющим управления теплового баланса можно оценить эффективность работы аппарата путем анализа количественного соотношения отдельных энергозатрат при проведении теплового процесса. Тепловой баланс для пароварочного аппарата составляют на самый энергоемкий режим - нагревание и кипячение воды.

Затрачиваемое количество теплоты для периода разогрева Qзатр определяют по формуле:

Qзатр = Qпол + Qисп + Qраз + Qогр

Где:

Qзатр - общее (затраченное) количество теплоты, которое выделяется в аппарате, кДж;

Qпол - полезное количество теплоты в период разогрева, кДж;

Qисп - потери теплоты на испарение, кДж;

Qраз - потеря теплоты на разогрев котла, кДж;

Qогр - потеря теплоты в окружающую среду наружными ограждениями котла, кДж.

Полезное количество теплоты Qпол в период разогрева, т. е., количество теплоты, затраченное на нагревание воды в варочном сосуде определяют по формуле:

Qпол = cm * (tk - tн)

Где:

c - теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг/К);

m - масса воды заливаемой в варочный сосуд, кг.;

tk, tн - конечная и начальная температура воды, °С.

Qпол = 4,19 * 100 (100 - 15) = 35615 кДж.

Потери теплоты на испарение Qисп с уходящим из аппарата паром определяется по формуле:

Qисп = ? * Wr

Где:

W - количество испарившейся воды;

r - теплота парообразования, равная 2256 кДж/кг.

Количество испарившейся воды за 1 ч. работы аппарата с негерметизированной крышкой принимаем равным в период разогрева 0,5%, а в процессе варки - 1,5% массы воды в варочном сосуде. Тогда потери теплоты на испарение составят:

Qисп = 100 * 0,005 * 2256 = 940 кДж.

Потери теплоты на разогрев конструкции аппарата определяется по формуле:

Qраз = Qраз м + Qраз из + Qраз вод + Qпар

Где:

Qраз м - потери теплоты на нагревание металла;

Qраз из - потери теплоты на нагревание изоляции;

Qраз вод - потери теплоты на нагревание воды в парогенераторе;

Qпар - заполнение паром пароводяной рубашки.

Потери теплоты на разогрев конструкции определяют по формуле:

Qраз м = ? mici (ti k - t i н)

Где:

mi - масса элемента конструкции аппарата, кг.;

сi - теплоемкость материала конструкции аппарата;

tk, tн - конечная и начальная температура элемента конструкции аппарата, °С.

Из таблицы 1 известно, что масса аппарата составляет 240 кг. В эту массу входят металл и изоляция. Для определения массы изоляции необходимо ее объем умножить на ее плотность:

mиз = Vиз * pиз

Где:

Vиз - объем изоляции;

pиз - плотность изоляции.

Данные для определения массы изоляции возьмем из таблицы 3, в которой отражены характеристики теплоизоляционных материалов.

mиз = [(3,14 * 0,716 * 2) / 4 - (3,14 * 0,716 * 2)] 0,4 * 250 = 1,4 кг.

Таблица 3. - Характеристики теплоизоляционных материалов:

Масса металлической конструкции составит 240 - 1,4 = 238,6 кг., из которых элемент конструкции из нержавеющей стали толщиной 3 мм. составит примерно 1/3 (79,5 кг.) общей массы.

Остальные элементы конструкции изготовлены из стали и имеют массу 159,1 кг.

Рабочая камера нагревается до 100°С.

Теплоемкость конструкции стали с = 0,46 кДж/(кг/К), а нержавеющей стали с = 0,5 кДж/(кг/К).

Теплофизические характеристики материалов представлены в табл. 4.

Таблица 4. - Теплофизические характеристики материалов:

Qраз м = 159,1 * 0,46 (100-15) + 79,5 * 0,5 (100 - 18) = 2961,31 кДж.

Определим потери теплоты на нагревание изоляции:

Qраз из = 1,4 * 0,862 (85 - 20) = 78,4 кДж.

Принимаем объем воды, заливаемой в парогенератор, 10 л., тогда потери теплоты на нагревание воды в парогенераторе составят:

Qраз вод = 10 * 4,19 (100-18) = 3435,8 кДж.

Для определения количества теплоты, расходуемой на заполнение паром паровой рубашки, массу пара необходимо умножить на его теплосодержание при давлении 0,045 МПа.

Qпар = 0,03 * 2692 = 80,7 кДж.

Потери теплоты на разогрев конструкции аппарата:

Qраз = Qраз м + Qраз из + Qраз вод + Qпар

оборудование пароварочный аппарат

Qраз = 2961,31 + 78,4 + 3435,8 + 80,7 кДж = 6556,21 кДж.

Заключение

В заключение приведу краткий обзор всего изложенного материала. Описание теплового оборудования велось путем анализа его развития от образцов упрощенной конструкции (очень несовершенных с низкими технико-экономическими показателями, однако достаточно широко применяемых на предприятиях общественного питания и по сей день) до новейших высокопроизводительных автоматизированных аппаратов непрерывного действия (трасферавтоматов).

Подробно рассмотрены классификация, назначение и устройство главных механизмов, а также техническая документация, правила техники безопасности и эксплуатации этого оборудования.

При описании как теоретических, технических и эксплуатационных характеристик я придерживалась в первую очередь положений, вытекающих из Продовольственной программы и задач индустриализации общественного питания. Важнейшими из них являются задачи создания оборудования, обеспечивающего безотходное технологическое производство продуктов питания при высоком их качестве, обладающего высокой производительностью, низкой энергоемкостью и металлоемкостью, эргономичностью и компактностью, а также максимальной возможностью автоматизации технологических процессов. Исходя из этих предпосылок, особое место отведено следующим вопросам:

- подробно изложены научные основы и аппаратурное оформление новых тепло- и электрофизических процессов обработки пищевых продуктов с использованием СВЧ, инфракрасного, конвективного, смешанного нагрева с описанием современного оборудования, использующего эти процессы при максимальном выходе и высоком качестве готовой продукции;

- приведены аппараты, которые являются энергосберегающими и дают возможность максимальной унификации узлов и деталей, что удешевляет производство и уменьшает металлоемкость.

Решение этих задач позволит интенсифицировать производственные процессы на предприятиях общественного питания, значительно улучшить качество выпускаемой продукции и снизить ее себестоимость.

Дальнейшее расширение сети предприятий общественного питания и увеличение их технической оснащенности требует от обслуживающего персонала повышения технической грамотности, специальных знаний и повышения квалификации.

Размещено на Allbest.ru