Расчет жарочного шкафа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Исходные данные к проекту

Введение

1. Сравнительный анализ шкафов для жарки бифштексов

2. Описание конструкции

2.1 Конструкция шкафа

2.2 Описание электрической схемы шкафа

2.3 Эксплуатация шкафа

3. Теплотехнический расчёт проектируемого шкафа

3.1 Расчёт теплового баланса и определение мощности шкафа

3.2 Расчёт нагревательного элемента

3.3 Расчёт основных теплотехнических и эксплуатационных характеристик шкафа

Заключение

Список использованных источников

шкаф жарочный электрический



Исходные данные к проекту

Расчёт вести для максимальной загрузки шкафа.

Количество камер -1

Продукт - бифштекс рубленый

Начальная температура продукта - 18

Конечная температура продукта - центра - 85, корочки - 145

Продолжительность термообработки продукта принять из сборника рецептур блюд

Время разогрева шкафа -35 мин

Вид энергоносителя - электрический ток

Температура окружающей среды - 18

Размеры противня - 530х325х40 мм

Количество противней - 5



Введение

Что можно приготовить в электрическом жарочном шкафу? Разнообразие блюд поражает воображение: жаркое из птицы и мяса, тушеные овощи, мясо, рыба, всевозможные запеканки, каши и пудинги, кондитерские изделия. В шкафу можно также стерилизовать банки и сушить фрукты и грибы. Противень из черной стали предназначен для выпечки. Материал, из которого он изготовлен, отлично поглощает тепловое излучение. Алюминиевые противни лучше не использовать, поскольку они отражают излучение, в результате низ изделий плохо пропекается, а время выпечки заметно увеличивается.

Порой возникает необходимость сделать выпечку в форме из белой жести (например, ромовую бабу или кекс). Если форма новая, ее необходимо предварительно прогреть в жарочном шкафу в течение 40-50 минут при 220-230 . Такая обработка позволяет форме лучше поглощать тепло. Непосредственно перед выпечкой шкаф необходимо прогреть до необходимой температуры, после чего терморегулятор отключает нагреватели. Это легко заметно по отключению сигнальной лампы. Рекомендуемая температура выпечки, как правило, указывается в рецептуре.

Название жарочного шкафа подсказывает, что в нем можно жарить любые блюда. Профессиональный опыт поваров показывает, что шкаф позволяет экономно готовить блюда, масса которых составляет не менее 1 кг. Если готовить в шкафу мясо, желательно обсушить его полотенцем перед готовкой. Постное мясо при желании шпигуют кусочками сала. Для свинины, утки и гуся (жирного мяса) жир можно не использовать. Предварительно жарочный шкаф прогревается до температуры 250 . Куски мяса крупных размеров укладывают на решетку, под которую ставится сковорода для стекающего сока и жира. На дно сковороды наливается немного воды, чтобы сок не высыхал и не пригорал.

Куски мяса среднего размера кладут непосредственно на сковороду. В процессе готовки каждые 10-15 минут птицу или мясо поливают образовавшимся соком. Для жарения в шкафу могут использоваться как сковороды, так и кастрюли. Помните, что посуда из нержавеющей стали, а также блестящая алюминиевая посуда увеличат время приготовления блюда, а значит и расход энергии будет больше.

Температура приготовления мяса в жарочном шкафу зависит от размера куска, цвета и вида исходного продукта, и составляет от 200 до 250. Баранина, дичь и говядина (темное мясо) жарится быстрее, нежели рыба, птица и свинина (светлое мясо).

Устанавливая температуру жарения, необходимы следующие правила: небольшие куски мяса жарятся быстро, их можно готовить на максимальной температуре 250 , большие куски мяса прожариваются дольше и при более низкой температуре 200 . При высыхании сока в сковороде в нее добавляют небольшое количество воды и убавляют температуру. Однако помните, что чем меньше добавляется воды, тем лучше получается жаркое.

Наиболее благоприятные условия для тушения создаются при предварительном нагреве жарочного шкафа. Для тушения в шкафу хорошо подходят овощи, фрукты, рыба и т.д. при этом свежеприготовленное блюдо имеет куда более приятный вкус, нежели аналогичное блюдо, приготовленное в духовом отделении газовой плиты.

Цель курсового проекта - разработка жарочного шкафа.



1. Сравнительный анализ шкафов для жарки бифштексов

Аппараты для термообработки в среде горячего воздуха бывают твердотопливными, газовыми и электрическими.

Твердотопливные аппараты кроме преимущества в отсутствии при эксплуатации и монтаже энергоподводящих коммуникаций и низкой стоимости имеют ряд весьма существенных недостатков.

Твердотопливное оборудование почти не подвержено автоматизации из-за большой тепловой инерции.

Аппараты имеют низкий коэффициент полезного действия, обусловленный большими потерями тепла с уходящими продуктами сгорания; химической неполнотой сгорания (большой слой топлива, недостаточное поступление кислорода воздуха); механической неполнотой сгорания; потерями тепла в окружающую среду стенками аппарата и большими затратами тепла на прогрев конструкции. При эксплуатации аппаратов происходит загрязнение помещений топливом, золой и т.п. Кроме того для запасов топлива необходимы топливохранилища, что предопределяет дополнительные затраты на осуществление погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ, а также на пожарную безопасность.

Использование газа в качестве источника теплоты освобождает потребителя от забот по заготовке, транспортировке и хранению топлива, вывозу золы и шлака, улучшает санитарно-гигиенические условия работы на предприятиях.

На предприятиях общественного питания использование газа как источника тепловой энергии позволяет автоматизировать процесс работы на тепловом оборудовании. Высокое тепловое напряжение топочного пространства способствует уменьшению габаритов тепловых аппаратов, снижению удельных расходов тепловой энергии. Все эти достоинства газа делают его удобным, экономичным, а в некоторых случаях и незаменимым источником тепловой энергии для технологических процессов приготовления пищи.

Однако газ как топливо обладает рядом отрицательных свойств. Основное из них - способность горючих газов к образованию взрывоопасной смеси с воздухом. Кроме того, некоторые компоненты газов и продуктов их неполного сгорания токсичны. Для централизованного подвода топлива необходимы дорогие магистральные газопроводы. Помимо этого требуется постоянный контроль системы газоснабжения со стороны специалистов Госгортехнадзора.

Инфракрасный нагрев применяется в основном при жарке и выпечке.

К преимуществам ИК-излучения можно отнести: интенсификацию процесса термообработки, сокращение удельного расхода электроэнергии, увеличение выхода готовой продукции, а также малое влияние температуры среды рабочей камеры на процесс нагрева продукта.

Несмотря на вышеперечисленные положительные качества использование ИК-нагрева неприемлемо при выпечке, так как он характеризуется неравномерностью прогрева, а значит, продукт нужно вращать. Еще одним серьезным недостатком ИК-излучения является негативное влияние на зрение.

Выпечку можно производить с также использованием СВЧ-нагрева. Однако чаще его используют для разогревания замороженный готовых изделий.

Преимущества СВЧ-нагрева:

- сокращается время приготовления пищи;

- полностью сокращается пищевая и биологическая ценность продуктов;

- исключается пригорание изделий;

- нагрев прекращается одновременно с прекращением подач энергии;

- улучшаются санитарно-гигиенические условия труда;

- отсутствует холостой ход и связанные с ним потери тепла.

Несмотря на это, СВЧ-нагрев обладает и отрицательными свойствами. В первую очередь к ним относится невозможность получения на поверхности продукта колера. Для устранения этого недостатка СВЧ-нагрев в аппаратах комбинируют с инфракрасным, а он неприемлем для процессов выпечки. Нельзя не сказать и о вредном влиянии диэлектрического нагрева на организм человека.

Электротепловые аппараты получили широкое распространение на предприятиях общественного питания, что объясняется рядом преимуществ их перед тепловыми аппаратами, работающими на твердом топливе и газе. Благодаря отсутствию пламени, неизбежного в твердотопливной и газовой аппаратуре, при электронагреве уменьшается опасность пожара и отпадает необходимость в заготовке и хранении твердого топлива, удалении продуктов его сгорания и в устройстве газопроводов. Кроме того, в электротепловых аппаратах регулировать рабочую температуру в широких пределах за счет изменения подводимой мощности к электронагревательным устройствам.

Применение электронагрева дает возможность автоматизировать процессы тепловой обработки пищевых продуктов и регулировать такие параметры, как температура, давление, продолжительность обработки, уровень жидкостей и др.

Необходимо также отметить простоту обслуживания и значительное улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Достоинство электротепловых аппаратов заключается и в том, что при их эксплуатации можно получить необходимое количество теплоты, а также необходимую температуру практически в любой отрезок времени и в определенном узле аппарата, причем с малыми потерями и точным учетом расхода электроэнергии.

Электротепловые аппараты надежны в эксплуатации, а ремонт в основном сводится к замене электронагревателей.

Очевидно, что тепловая аппаратура с электрическим обогревом имеет значительные преимущества перед огневым, газовым и паровым обогревом.

Наиболее эффективен диэлектрический нагрев для разогревания замороженных готовых изделий.

Шкафы для приготовления пищи можно разделить на жарочные и пекарные. Так как у нас в задании - приготовление бифштексов, значить речь должна идти о жарочных шкафах.

Представим общую характеристику данных шкафов.

Электрический секционный жарочный шкаф представляет собой металлический короб с двойными стенками, между которыми проложена теплоизоляция. Внутренний объем шкафа может быть единым или разделен на несколько самостоятельно работающих секций. Каждая секция обогревается двумя группами тэнов, размещенными в верхней и нижней частях. Верхние тэны располагаются в секции открыто, а нижние закрываются стальным листом-подом. Равномерный нагрев продуктов обеспечивается раздельной регулировкой мощности для каждой группы нагревательных элементов. Противни и кондитерские листы устанавливаются на боковых стенках камер по направляющим.

Каждая камера (или секция) плотно закрывается теплоизолированной дверцей и замком с регулируемой степенью прижима. Современные шкафы оснащаются прозрачными дверцами.

На лицевой панели шкафа размещаются ручки датчиков-реле температуры, сигнальные лампы и переключатели регулировки верхней и нижней групп тэнов.

Сигнальные лампы позволяют определять, достигла ли температура воздуха в камере заданного значения для загрузки продукции. При повышении температуры до верхнего заданного предела датчики-реле автоматически выключают тэны, а при ее понижении ниже заданной вновь включают.

По способу конвективного теплообмена между источником тепла и продукта, жарочные шкафы бывают:

-с принудительным конвективным обменом;

- с естественным конвективным обменом.

В жарочных шкафах различных моделей между теплоносителем и продуктом может осуществляться естественный или принудительный конвективный теплообмен. Наиболее простую конструкцию имеют шкафы с естественным движением рабочей среды. В таких моделях продукция на верхних противнях прогревается быстрее, чем на нижних, за счет более высокой температуры воздуха в верхних слоях. Поэтому, если блюдо готовят на одном противне, его устанавливают на верхние направляющие, что позволяет сократить время обработки (или снизить температурный нагрев). Для приготовления блюд, требующих разной степени нагрева, противни устанавливают тем выше, чем выше требуемая температура обработки. Если же для блюд требуется равномерная тепловая обработка, то в шкафу приходится периодически менять местами противни, а также перекладывать и переворачивать продукты на них.

Более совершенными являются шкафы с принудительным движением теплоносителя, циркуляция которого обеспечивает быстрый и эффективный нагрев всего объема камеры в интервале 50-300 °С (в некоторых 0-300 °С). В заднюю стенку камеры (или каждой секции) встраивается один, два или три вентилятора. Такие аппараты называют конвекционными шкафами или конвекционными пенами (конвектоматами).

По количеству секций для жарки, шкафы бывают:

-простые (одна секция);

-двухсекционные;

-трехсекционные;

-многосекционные.

Обозначение шкафов: Ш - шкаф; Э- электрический; Ж - жарочный. Цифра перед буквой Ж означает количество жарочных камер. После буквы Ж может стоят в скобках буква, обозначающая теплоноситель: к - конвекционный; н - материал изготовления - нержавеющая сталь.

Например, ШЭ - 1Ж (к) - шкаф жарочный, конвекционный, количество жарочных камер - 1 шт.

Шкафы типа ШЭ-1Ж: Количество жарочных камер 1 шт. Время разогрева шкафа до температуры 300 °С не более 50 мин., номинальная потребляемая мощность 4,8 кВт, напряжение 380В, внутренние размеры жарочной камеры 540*610*370 мм. Масса 60 кг.

Шкафы типа ШЭ-2Ж: Количество жарочных камер 2 шт. Каждая духовка жарочного шкафа имеет раздельное управление температурой нагрева верхних и нижних ТЭНов, 6 уровней направляющих для противней 525х570х40 или гастроёмкостей GN-1/1 и комплектуется двумя противнями 525х570х40мм. Время разогрева шкафа до температуры 300 °С не более 50 мин., номинальная потребляемая мощность 9,6 кВт, напряжение 380В, внутренние размеры жарочной камеры 540*610*370 мм.

Шкафы типа ШЭ-3Ж: Шкаф жарочный. Количество жарочных камер 3 шт. Каждая духовка жарочного шкафа имеет раздельное управление температурой нагрева верхних и нижних ТЭНов, 6 уровней направляющих для противней 525х570х40 или гастроемкостей GN-1/1 и комплектуется двумя противнями 525х570х40мм.

Время разогрева шкафа до температуры 300 °С не более 50 мин., номинальная потребляемая мощность 14,4 кВт, напряжение 380 В, внутренние размеры жарочной камеры 540*610*370 мм.

Шкаф типа ШЖЭ-1К-2/1: Шкаф жарочный односекционный (вся нержавейка). Количество жарочных камер 1 шт. Духовка имеет: раздельную регулировку мощности верхнего и нижнего ТЭНов, одну решетку и один противень размером 530*470*30 мм (изготовлен из нержавеющего металла). Рабочий диапазон температуры 65-270°С. Время разогрева шкафа до максимальной температуры 270°С не более 20 мин. Обладает возможностью принудительной конвекции и пароувлажнения. Номинальная потребляемая мощность 5,95 кВт, номинальное напряжение 380В, внутренние размеры жарочной камеры 538*7115*290 мм. Масса 88 кг. Все элементы конструкции и подставка изготовлены из нержавеющей стали. Имеет регулируемые по высоте ножки.

Шкаф типа ШЖЭ-2К-2/1: Шкаф жарочный двухсекционный. (вся нержавейка). Количество жарочных камер 2 шт. Каждая духовка имеет: раздельную регулировку мощности верхнего и нижнего ТЭНов, одну решетку и один противень размером 530*650*40 мм (изготовлены из нержавеющего металла). Рабочий диапозон температуры 65-270 °С. Время разогрева шкафа до максимальной температуры 270 °С не более 20 мин. Обладает возможностью принудительной конвекции и пароувлажнения. Номинальная потребляемая мощность 11,9 кВт, номинальное напряжение 380В, внутренние размеры жарочной камеры 538*715*290 мм. Масса 144 кг. Все элементы конструкции и подставка изготовлены из нержавеющей стали. Регулируемые по высоте ножки.

Шкаф типа ШЖЭ-3 Шкаф жарочный трехсекционный. (лицевая нержавейка). Количество жарочных камер 3 шт. Каждая духовка имеет: раздельную регулировку мощности верхнего и нижнего ТЭНов, три противня размером 530*475*30 мм (изготовлены из черного металла). Рабочий диапозон температуры 65-270 °С. Время разогрева шкафа до максимальной температуры 270 °С не более 30 мин. Номинальная потребляемая мощность 15 кВт, номинальное напряжение 380В, внутренние размеры жарочной камеры 538*535*290 мм. Масса 168 кг. Шкаф имеет крашенные подставку, боковые и заднюю облицовки. Регулируемые по высоте ножки. 

Шкаф типа ШЖЭ-3-К-2/1: Шкаф жарочный трехсекционный. (вся нержавейка). Количество жарочных камер 3 шт. Каждая духовка имеет: раздельную регулировку мощности верхнего и нижнего ТЭНов, одну решетку и один противень размером 530*650*40 мм (изготовлены из нержавеющего металла). Рабочий диапазон температуры 65-270 °С. Время разогрева шкафа до максимальной температуры 270 °С не более 20 мин. Обладает возможностью принудительной конвекции и пароувлажнения. Номинальная потребляемая мощность 17,82 кВт, номинальное напряжение 380В, внутренние размеры жарочной камеры 538*715*290 мм.

Шкаф типа ЭШВ-1: Шкаф жарочный односекционный. Внутри жарочного шкафа имеется по два электронагревателя на верхней и нижней её части. Регулировка температуры верхней и нижней зоны производиться раздельно, жарочный шкаф равномерно разогревается по всему объему духовки. Время разогрева до максимальной температуры 320 С не более 30 минут. Двери жарочный камер, ручки и панели управления выполнены из пищевой нержавеющей стали, противни и внутренняя поверхность камер изгтовлены из углеродистой стали. Рабочая температура внутри жарочной камеры от 50-320 °С. Внутренний размер секции 500*600*370 мм. Напряжение 220В, номинальная мощность 5 кВт, масса 100 кг.

Шкаф типа ЭШВ-2: Шкаф жарочный двухсекционный. Внутри жарочного шкафа имеется по два электронагревателя на верхней и нижней её части. Регулировка температуры верхней и нижней зоны производиться раздельно, жарочный шкаф равномерно разогревается по всему объему духовки. Время разогрева до максимальной температуры 320 С не более 30 минут.

Двери жарочных камер, ручки и панели управления выполнены из пищевой нержавеющей стали, противни и внутренняя поверхность камер изготовлены из углеродистой стали. Рабочая температура внутри жарочной камеры от 50-320 °С. Внутренний размер секции 500*600*370 мм. Напряжение 380 В, номинальная мощность 10 кВт, масса 150 кг.

Шкаф типа ЭШВ-3: Шкаф жарочный трехсекционный. Внутри жарочного шкафа имеется по два электронагревателя на верхней и нижней её части. Регулировка температуры верхней и нижней зоны производиться раздельно, жарочный шкаф равномерно разогревается по всему объему духовки. Время разогрева до максимальной температуры 320 С не более 30 минут. Двери жарочный камер, ручки и панели управления выполнены из пищевой нержавеющей стали, противни и внутренняя поверхность камер изгтовлены из углеродистой стали. Рабочая температура внутри жарочной камеры от 50-320 °С. Внутренний размер секции 500*600*370 мм. Напряжение 380В, номинальная мощность 15 кВт, масса 200 кг.

Шкаф типа ШЖЭ-0,68Е: Шкаф жарочный односекционный. Все наружные панели и дверки шкафов выполнены из нержавеющей стали. Конструкционное внутренне исполнение шкафа позволяет применять гастроёмкости стандарта GN. Для этого в шкафу может быть установлена съемная перегородка, благодаря которой при необходимости можно использовать противни GN2/1 (650*530 мм). Время разогрева до максимальной температуры 260 °С не более 20 мин. Внутренние размеры шкафа 690*567*350. Мощность 5 кВт. Напряжение 380В.

Шкаф типа 2ШЖЭ-1,36П-03: Шкаф жарочный двухсекционный. Все наружные панели и дверки шкафов выполнены из нержавеющей стали. Конструкционное внутренне исполнение шкафа позволяет применять гастроёмкости стандарта GN.

Для этого в шкафу может быть установлена съемная перегородка, благодаря которой при необходимости можно использовать противниGN2/1 (650*530 мм). Время разогрева до максимальной температуры 260 °С не более 20 мин. Внутренние размеры шкафа 690*567*350. Мощность 5 кВт. Напряжение 380 В.

Конструкция аппарата должна, прежде всего, удовлетворять технологическим требованиям процесса тепловой обработки продуктов.

Технологические требования - это соответствие режима работы, параметров, устройства рабочей камеры, загрузочного и разгрузочного устройства аппарата физическим и химическим изменениям. Т.е. тем изменениям, которые происходят при тепловой обработке. А они в свою очередь влияют на качество готового изделия.

Соответствие конструкции аппарата требованиям технологического процесса является наиболее важным фактором в повышении качества кулинарной продукции. Для этого на предприятиях общественного питания эксплуатируются специализированные аппараты, предназначенные для реализации одного или нескольких технологических процессов (котлы, фритюрницы, сковороды, кипятильники, шкафы и др.). Таким образом, требования конкретного процесса должны быть полностью обеспечены.

Примером несоответствия конструкции аппарата требованиям технологического процесса является жарка мясных изделий в пекарских шкафах. Технологически важно замедлить процесс образования корочки. При жарке мясных продуктов наоборот нужно обеспечить интенсивный подвод теплоты в первый период жарки до образования корочки. Поэтому за базовый вариант принимаем шкаф жарочный электрический секционный ШЖЭ - 0,85.



2. Описание конструкции

2.1 Конструкция шкафа

Рис.1. Конструкция шкафа

Шкафы ШЖЭ-0,85 предназначены для выпечки и жарения мелкоштучных кулинарных изделий.

Шкаф ШЖЭ-0,85 имеет рабочую камеру с шестью рядами тэнов, которые образуют 5 отсеков. В отсеки между рядами тэнов устанавливают функциональные емкости с продуктом, требующим тепловой обработки.

Включение тэнов и управление нагревом отсеков шкафа осуществляется датчиками-реле температуры, термочувствительные патроны которых расположены внутри каждого отсека.

Рабочая камера двустенная с теплоизоляцией в межстенном пространстве. Рабочая камера закрывается дверью. В верхней части корпуса для отвода паровоздушной смеси предусмотрено отверстие, проходное сечение которого регулируется заслонкой. В нижней части рабочей камеры расположена панель управления, на которую вынесены лимбы датчика-реле температуры, сигнальные лампы и указатели включаемых в работу отсеков.

Технические характеристики

Время разогрева воздуха в камере шкафа до температуры 260°C (при нормальной мощности), не более, мин. 30

Количество емкостей, шт. 5

Номинальная площадь емкостей, м2 0,85

Номинальная мощность, кВт 12

Номинальное напряжение, В 380

Частота тока, Гц 50

Основные размеры, мм:

длина 500

ширина 800

высота 1500

Жарочный шкаф устанавливается на общую ферму совместно с другими аппаратами. Кроме того, он выпускается с индивидуальной подставкой. Шкаф (рис.1) состоит из рабочей секции, установленной на каркасе. Секция представляет собой теплоизоляционную жарочную камеру с панелью управления. Жарочная камера разделена на пять отсеков, каждый из которых обогревается двумя рядами трубчатых электронагревателей (тэнов). Каждый ряд тэнов, кроме верхнего, закрыт подовым листом, на который устанавливается функциональная емкость (противень). В верхней части жарочной камеры предусмотрено отверстие для отвода паровоздушной смеси, регулируемое заслонкой (шибером). Снаружи жарочная камера закрыта облицовками и снабжена дверью с ручкой. Между камерой и задней облицовкой размещена электрическая коммутационная проводка. Под рабочей секцией находится блок зажимов, а на панели управления - датчики-реле температуры и сигнальная арматура.

Для удобства технического обслуживания (выдвижения шкафа вперед и поворота рабочей секции) шкаф имеет устройство, состоящее из группы роликов, кронштейнов, пружин, захватов и опор. Причем задние ролики, кронштейны и захваты жестко связаны с рабочей секцией, остальные элементы - с каркасом. Пружины удерживают рабочую секцию при ее повороте.

Поставка шкафа представляет собой сборно-разборную конструкцию, состоящую из боковин, стяжек и рамы, на которой размещена полка. На правой боковине предусмотрен блок зажимов, закрываемый крышкой.

Загрузку жарочной камеры осуществляют полностью или частично в зависимости от требуемого объема готовой продукции, для чего включают необходимое количество отсеков, начиная с верхнего. Загрузка в шкаф емкостей с продуктом осуществляется с нижнего отсека, выгрузка - с верхнего.

2.2 Описание электрической схемы шкафа

Рис.2. Электрическая схема шкафа

Аппарат работает от сети переменного тока напряжением 380 В (рисунок 2 и рис.2 графического приложения).

Приготовление полуфабрикатов на противне в каждой секции осуществляется группами тэнов (три сверху и три снизу) Е1…Е12.

Включение аппарата производится пакетными переключателями В1…В4. Включателем В1 замыкается цепь электропитания тэнов Е1….Е4, о чем сигнализирует лампа Н1. Включателем В2 замыкается цепь электропитания тэнов Е5 и Е6, о чем сигнализируют лампа Н2. Интенсивность работы электронагревателей регулируется установкой датчиками реле температуры В1…В5.

2.3 Эксплуатация шкафа

Перед началом работы проверяют техническое и санитарное состояние шкафов, наличие защитного заземления, легкость открывания дверей, отсутствие посторонних предметов в рабочих камерах.

При эксплуатации жарового шкафа ШЖЭ-0,85 соблюдают такую последовательность. При жарке полуфабриката на одном противне его устанавливают в верхний отсек и поворотом лимба датчика-реле температуры включают два ряда верхних тэнов, если нужно использовать два отсека, то включаются три верхних ряда и т.д.

Полуфабрикаты должны быть уложены на холодный, смазанный жиром противень. При полной загрузке шкафа с помощью датчиков-реле температуры включают тэны и устанавливают заданную температуру. При этом загораются сигнальные лампы. После того, как сигнальные лампы погаснут, что свидетельствует о выходе шкафа на рабочий режим, производят загрузку противней. В шкафах этого типа можно производить единовременную тепловую обработку разноименных полуфабрикатов, но близких по времени тепловой обработки. В процессе эксплуатации не разрешается оставлять включенный шкаф незагруженным и без присмотра.

Загрузку и выгрузку противней и кондитерских листов производить осторожно, чтобы не получить ожогов.

Не допускается проливать жидкость на подовые листы, так как это может послужить причиной ожогов и отказа оборудования. Если шкафы работают с частичной загрузкой, то включают только тэны загружаемых секций.

По окончании работы ручки пакетных переключателей и датчиков-реле температуры ставят в положение "0", выключают общий прибор включения. Кондитерские листы и противни выгружают с помощью крюков.

После охлаждения корпуса шкафа наружные поверхности протирают мягкой влажной тканью, а затем вытирают насухо. Запрещается мыть шкаф струей воды, поливая из шлангов или других емкостей. Хромированные детали протирают мягкой тканью.



3. Теплотехнический расчёт проектируемого шкафа

3.1 Расчёт теплового баланса и определение мощности шкафа

Тепловой баланс определяется по формуле:

(1)

(2)

Рассмотрим теперь потери теплоты и определим значения их.

Потери теплоты наружными стенками жарочного шкафа в окружающую среду складываются из теплопотерь боковой поверхностью, включая дверцу рабочей камеры, и верхней наружной поверхностью.

Площадь F теплоотдающей поверхности:

боковой Fбок=Н(2А+2В)=0,95(2*0,41+2*0,8)=2,3 м2;

верхней Fверх=АВ=0,41*0,8=0,33 м2.

Среднее значение установившихся температур:

для периода разогрева: °C;

для стационарного режима:.

Коэффициент теплоотдачи от боковой поверхности определяется по формуле:

для периода разогрева:

;

для стационарного режима:

.

Коэффициент теплоотдачи от верхней поверхности определяется по этой же формуле, но полученное значение увеличивается на 30%:

Продолжительность разогрева проектируемого жарочного шкафа составляет 20 мин (1200 с). Тогда потери теплоты наружными стенками жарочного шкафа следующие:

для периода разогрева:

для стационарного режима (за 1 час):

Массы жарочных шкафов аналогичной конструкции находятся в пределах 140-160 кг. Массу проектируемого аппарата принимаем равной 140 кг. Принятая масса состоит из металла и изоляции.

Для определения массы изоляции её объём необходимо умножить на её плотность 250 кг/м3, т. е.

При стационарном режиме изоляция со стороны наружной стенки имеет температуру 55°C, а со стороны рабочей камеры - 280°C. Соответственно средняя конечная температура изоляции составит (280+55)/2=167°C. Теплоёмкость шлаковаты составляет 0,862 кДж/(кг*К).

Масса металлических конструкций mmet=140-22,5=117,5 кг. Под камерой расположен приборный отсек, покрытый теплоизоляцией, который не нагревается от нагревателей греющей камеры. Их масса (примерно 35 кг) должна быть вычтена из общей массы нагреваемого металла.

Масса нагреваемых металлоконструкций составит 117,5-35=82,5 кг, из которых примерно 60% изготовлено из нержавеющей стали и нагревается до температуры 280°C, а 40% изготовлено из обычной стали и нагревается до температуры 55°C. Теплоёмкость нержавеющей стали составляет 0,50 кДж/(кг*К), а конструктивной стали 0,46 кДж/(кг*К).

Потери теплоты на разогрев конструкции жарочного шкафа:

Полезное количество теплоты Qпол - это количество теплоты, затраченное на нагревание котлет:

,

где ск - теплоёмкость котлетной массы, кДж/(кг*К);

mк - масса котлет, равная 39 кг;

tк, tн - соответственно конечная и начальная температуры котлет, °C.

Теплоёмкость котлетной массы при средней её влажности 75% определяется по формуле:

ск=4,19*75+1,68(100-75)/100=3,56 кДж/(кг*К).

Количество теплоты Qисп (кДж), расходуемое на испарение влаги из котлет при жарке, определяют по формуле:

Как уже было сказано выше, в процессе тепловой кулинарной обработке котлет натуральных рубленых в жарочном шкафу потери массы составляют 20%. Соответственно количество образующегося пара в течение 1 ч () составляет 39*0,2=7,8 кг.

Количество теплоты Qпер (кДж), расходуемое в аппарате на перегрев пара, который выделяется при жарке из котлет, определяется по формуле:

При атмосферном давлении начальная температура пара принимается равной 100°C, конечная - 280°C, а его теплоёмкость можно принять равной 2,01 кДж/(кг*К).

Потери теплоты (кДж) на нагревание посуды

Гастроёмкости, в которых осуществляется жарка бифштексов, изготовляют обычно из нержавеющей стали. Масса гастроёмкости составляет примерно 1,6 кг. При единовременной загрузке используют пять гастроёмкостей. Тогда масса используемой в аппарате в течение 1 ч посуды равна: 1,6*5*4,3=34,4 кг.

Потери теплоты через дверцу (Qдв) складываются из потерь теплоты на нагрев вентиляционного воздуха Qвен и на излучение через дверной проём Qизл.

Qвен=0,04Qзатр

для стационарного режима работы аппарата.

Продолжительность открывания дверцы за один период загрузки и выгрузки котлет принята равной 2 мин (120 с), соответственно за 1 час - 120*4,3=516 с, а площадь излучающего дверного проёма Hрк*Bрк=0,68*0,61=0,41 м2. Тогда потери теплоты в результате излучения через дверной проём:

Qизл=5,7*10-3*0,41*516*[(280+273/100)4-(25+273/100)4]=1183 кДж.

Qдв=1554+1183=2737 кДж.

Подставляем рассчитанные величины тепловых потерь в формулы 1 и 2:

для периода разогрева:

для стационарного режима:

Мощность нагревательных элементов греющей камеры жарочного шкафа составит:

для периода разогрева:

для стационарного режима:

Принимаем мощность жарочного шкафа равной 11 кВт.

Принимаем 12 ТЭНов мощностью по 11/12=0,9 кВт.

Пересчитаем время разогрева:

3.2 Расчёт нагревательного элемента

Для расчета принимаем следующие исходные данные:

Р1=900 Вт;

U=220 В;

материал трубки ТЭНа - сталь;

диаметр трубки ТЭНа после опрессовки DT=13,5 мм,

до опрессовки

материал спирали - нихром

(удельное сопротивление ).

Перед выполнением расчета вычерчивают эскиз ТЭНа с указанием расчетных парометров (рис. 2)

а) б)

а- параметры трубки; б - параметры спирали.

Рис. 2. Схема к расчету ТЭНа

Для активной части тэна La (а) и контактной Lk (б).

Принимаем длину участка ТЭНа на Lк, на котором находится контактный стержень, равной 37+1*2+5=45 мм, а радиус изгиба трубки ТЭНа - 41,25 мм. При этом расстояние между осями трубок составит 82,5 мм.

Для обеспечения равномерного нагрева теплоносителя ТЭНы в греющей камере необходимо разместить по всей её длине.

Тогда длина активной части ТЭНа:

Активная длина ТЭНа до опрессовки

Общая длина трубки ТЭНа после опрессовки

Действительная удельная поверхностная мощность на ТЭНе

Сопротивление проволоки после опрессовки

Сопротивление проволоки спирали до опрессовки

Диаметр d проволоки спирали определяют по формуле:

где - удельная поверхностная мощность на проволоке спирали, Вт/м2.

Для ТЭНов, работающих в воздухе, который находится в спокойном состоянии, допускается до 6*104 Вт/м2, принимаем =5*104 Вт/м2=5 Вт/см2.

Полученный ближайший стандарт диаметром dст нихромовой проволоки - 0,5 мм.

Длина проволоки спирали

Реальная удельная поверхностная мощность на проволоке спирали

Средний диаметр витка спирали

,

где - сумма толщин стенок трубки, равная 2*1=2 мм;

- сумма толщин слоёв изоляции, равная 2*2=4 мм;

- диаметр проволоки спирали, равный 0,5 мм.

Длина витка спирали

Число витков

Расстояние между витками

Поскольку , то расчет выполнен верно и конструктивные параметры нагревателя соответствуют предъявляемым требованиям.

3.3 Расчёт основных теплотехнических и эксплуатационных характеристик шкафа

Для расчёта основных характеристик шкафа принимаем данные в задании.

Площадь 0,85 м2;

Энергоноситель - электрическая энергия;

Время выхода на режим - 20 мин;

Начальная температура нагреваемой среды - 25°C (бифштекс);

Конечная температура нагреваемой среды - 100°C;

Температура облицовки - 55°C;

Температура воздуха в помещении - 25°C;

Способ регулирования режима работы - автоматический;

Дополнительные данные - напряжение 380 В.

Определяем основные размеры жарочного шкафа.

Проектируемый аппарат следует разрабатывать исходя из использования функциональных емкостей (гастроёмкостей), что наиболее полно удовлетворяет задаче индустриализации процессов приготовления пищи. Для жарки бифштексов удобно использовать гастроёмкость GN1/1 - 20 площадью 0,17 м2 с габаритными размерами 530*325*20 мм. Поскольку дан жарочный шкаф с площадью 0,85 м2, то в данном аппарате количество гастроёмкостей, одновременно загружаемых в аппарат, составит 0,85/0,17=5 шт.

В соответствии со сборником рецептур (II колонка) нагрев бифштекса рубленного до 85°C в центре изделия. При этом для «Бифштекса рубленного» масса жареной котлеты составляет 100 г. Однако при тепловой кулинарной обработке в жарочном шкафу выход готового изделия уменьшится на 20%. Соответственно масса жареной котлеты составит 80 г.

Продолжительность приготовления составляет примерно 12 мин., продолжительность загрузки и выгрузки - 2 мин. Соответственно количество жарок N в 1 ч составит: N=60/14=4,3 жарки.

Площадь, занимаемая одной котлетой составит примерно 0,0075 м2.

Масса полуфабриката составляет 107 г., это примерно 0,1 кг.

Коэффициент заполнения котлетами жарочной поверхности равен 0,8.

Количество котлет, которое можно разместить в 1 гастроёмкости, составит 0,17*0,8/0,0075=18 шт., а в пяти гастроёмкостях 18*5=90 шт.

Поскольку необходимое количество гастроёмкостей составляет 5 шт., то реальная производительность жарочного шкафа составит:

18*0,1*5*4,3=39кг/ч.

Между наружной облицовкой и рабочей камерой прокладывают теплоизоляцию. При стационарном режиме изоляция со стороны наружной стенки имеет температуру 55°C, а со стороны рабочей камеры - 280°C. Теплопроводность шлаковаты составляет 0,058 Вт/м*К, а коэффициент теплоотдачи определяют по формуле:

б=9,7+0,07(tст-tв)=9,7+0,07(55-25)=11,8 Вт/м2*К.

Толщину слоя теплоизоляции диз определяют по формуле:

диз=лиз(tвн-tнар)/б(tнар-tокр)=0,085(280-55)/11,8(55-25)=0,037 м=37 мм.

Определение длины (А) (рис.3):

332 1

1 330

325 37

410

Рис.3. К определению длины

А = 325+2,5*2+1*2+37*2+1*2=410 мм.

Определение ширины (В) (рис.4)



37 530 37

30 50

Рис.4. К определению ширины

В = 530+30+50+37*2+110(воздушная прослойка)+4(толщина стенок)=800 мм.

Н =13,5+6,5+20(высота гастроёмкости)+90=130 мм.

Так как в жарочном шкафу 5 гастроёмкостей, то 130*5=650 мм.

650+30(верхний ряд ТЭНов)=680 мм.

680+37*2+4(толщина стенок)=758 мм.

758+192(приборный отсек)=950 мм.



Заключение

В курсовой работе в первой части был дан анализ жарочных шкафов для бифштексов.

Во второй части было дано описание проектируемого шкафа и режимов его эксплуатации.

Все шкафы разделяются на шкафы с естественным и принудительным движением теплоносителя. Основным преимуществом жарочных шкафов с естественным движением теплоносителя является их простота конструкции, легкость в обслуживании и относительная дешевизна. Однако главная причина выбора шкафов с таким способом передачи тепла от теплоносителя к продукту заключается в том, что всё оно является секционно-модулируемым. А на сегодняшний день для предприятий общественного питания этот фактор является первостепенным, так как секционно-модулируемое оборудование позволяет создавать выгодные с экономической точки зрения технологические линии оборудования.

В третьей части был произведён теплотехнический расчёт проектируемого шкафа: теплотехнический расчет проектируемого аппарата: рассчитали баланс и определили мощность жарочного шкафа; определили суммарную мощность ТЭНов, установленных в шкафу и их количество; рассчитали основные параметры ТЭНа; рассчитали основные теплотехнические и эксплуатационные характеристики шкафа жарочного - удельный расход теплоты на единицу готовой продукции и коэффициент полезного действия.

Выполнив все исследования и расчеты, убеждаемся, что верно выбрали для жарки бифштекса шкаф жарочный электрический ШЖЭ-0,85, так как продукт проходит необходимую тепловую обработку, максимально сохраняя свою пищевую ценность, и вместе с тем достигает желаемых органолептических показателей.

В свою очередь сам шкаф достаточно прост в эксплуатации, удобен при размещении, имеет не высокую стоимость и позволяет готовить большие партии продуктов, что делает его незаменимым на предприятии общественного питания.

Из чего можно сделать вывод, что жарочный шкаф - один из наиболее широко распространенных типов теплового оборудования предприятий общественного питания. С каждым годом совершенствуются его строение, качество и количество его производительности, а так же безопасность устройства.



Список использованных источников

Богданова М.А., Смирнова З.М., Богданов Г.А. Оборудование предприятий общественного питания, М., ИНФРА -М, 2010

Беляев М. И. Тепловое оборудование - М.: Экономика, 2010

Вышелесский А. Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. - М.: Экономика, 2010

Гуляев В.А., Иваненко В.П., Исаев Н.И. и др. Оборудование предприятий торговли и общественного питания, Учебник. /Под ред. проф. В.А. Гуляева/ - М.: ИНФРА, 2012.

Кирпичников В. П., Ботов М. И. Оборудование предприятий общественного питания, Часть 2 Тепловое оборудование, Учебник, Издательский центр «Академия», 2010

Кирпичников В. П. и Ботов М. И. Тепловое оборудование предприятий общественного питания, Справочник, М.,Академия, 2011

Липатов Н. Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. - М.: Колос, 2010

Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий: нормативная документация для предприятий общественного питания., Изд-во: ИКТЦ «Лада», Арий,2012.

Некрутман С. В. Электрическое оборудование предприятий общественного питания. - М.: Энергия, 2011

Улейский Н.Т., Улейская Р.И. Механическое и тепловое оборудование предприятий общественного питания, Учебное пособие, Ростов-на Дону, Феникс, 2010.

Шепелев А.Ф., Печенежская И.А. Торгово-технологическое оборудование, М.: Изд-во «ПРИОР» - 2012.

Размещено на Allbest.ru

...