Варочный сосуд закрывается откидной, закрепленной на валу шарнира двустенной крышкой, уравновешенной противовесом. Плотное прилегание крышки обеспечивается прокладкой из термостойкой пищевой резины, уложенной в канавке крышки, и накидными винтами. Для слива промывочных вод из варочного сосуда имеется сливной кран с сеткой.

Рис. 14. Внешний вид котла КПЭ-160

По внешнему виду (рисунок 14), конструкции, электрической схеме (различаются только мощностью тэнов) котел КПЭ-160 не отличается от котла КПЭ-100, различны лишь установочные размеры котла и станции управления. Монтаж котла КПЭ-160 осуществляется аналогично монтажу котла КПЭ-100.

Конструктивно котлы КЭ-100, КЭ-160, КЭ-250 выполнены аналогично и различаются лишь длиной варочного сосуда. Котлы предназначены для приготовления бульонов, овощей, гарниров с использованием функциональных емкостей, а также для приготовления первых блюд, напитков и кипячения молока на предприятиях общественного питания. Котлы КЭ имеют номинальную вместимость варочного сосуда 100, 160 и 250 дм3.

Котлы электрические, с косвенным обогревом стенок, опрокидывающиеся являются наиболее совершенные, за базовый вариант целесообразно принять котел пищеварочный электрический - КПЭ-60.

Рис. 15. Котел пищеварочный КПЭ-60

1 - варочный сосуд; 2 - наружный корпус; 3 - пароводяная рубашка; 4 - днище - диск наружного корпуса; 5 - тэны; 6 - носик; 7 - съемная крышка; 8 - наружный кожух; 9 - тепловая изолиния; 10 - чугунная вилкообразная станина; 11 - стойка станины; 12 - механизм для поворота котла; 13 - маховик с рукояткой; 14 - водопроводная труба; 15 - водозапорный вентиль; 16 - поворотная трубка - головка; 17 - кран уровня; 18 - манометр; 19 - двойной предохранительный клапан; 20 - заливная воронка.

Опрокидывающийся пищеварочный котёл КПЭ-60 (рисунок 15) состоит из варочного сосуда 1 и наружного корпуса 2, на съемном днище 4 которого смонтированы три тэна 5, находящиеся во время работы котла в воде. Съемное днище дает возможность быстро заменять тэны.

Пароводяная рубашка 3 до определенного уровня заполняется дистиллированной или кипяченой водой (в количестве 3-11 л). При недостаточном количестве воды в рубашке тэны оголяются, выходят из строя, так как они не рассчитаны на работу в воздушной среде. Поэтому включать тэны в электросеть следует лишь после того, как проверен уровень воды в пароводяной рубашке. Максимальный уровень давления в рубашке поддерживается паровым предохранительным клапаном 19 и контролируется манометром 18. Рубашка представляет собой герметичный объем, примыкающий с внешней стороны к обогреваемой поверхности. Промежуточным теплоносителем служит влажный насыщенный пар. Поддерживая в рубашке постоянное давление, обеспечивает абсолютное изотермическое поле на стенке варочного сосуда, так как изобарный процесс для влажного насыщенного пара одновременно является и изотермическим. Если при этом рассматривать различные зоны рубашки, то в них лишь изменяется степень сухости пара при строго постоянной температуре.

Температура пара регулируется путем изменения давления, с помощью электроконтактного манометра. При этом учитывается, что при наличии в рубашке воздуха температура греющего пара определяется парциальным давлением пара в паровоздушной смеси и меньше температуры кипения, соответствующей общему давлению. Чтобы исключить корректировку манометрических датчиков, осуществляют продувку рубашек. Эта операция заключается в вытеснении воздуха из рубашки паром в период пуска котла в работу. Кипяченая вода, залитая в парогенератор котла до крана уровня, нагревается тэнами до кипения и частично превращается в насыщенный пар, который, соприкасаясь со стенками варочного сосуда, конденсируется. Освобождающаяся при этом энергия расходуется на нагрев варочного сосуда и нагруженных в него продуктов, а конденсат вновь стекает в парогенератор. При выключении котла и охлаждении паровой рубашки в результате конденсации пара резко понижается давление до значений значительно меньше атмосферного. В этом случае наружная стенка рубашки испытывает внешнее давление атмосферного воздуха, работает на смятие и может деформироваться по условиям потери устойчивости. Для исключения этой деформации рубашки снабжают вакуумным клапаном.

Двойной предохранительный клапан (рисунок 16) состоит из парового клапана, срабатывающего на верхний предел давления и предохраняющего рубашку от взрыва, и вакуумного клапана, выравнивающего давление в рубашке с атмосферным при выключении котла и предохраняющего рубашку от смятия, оба клапана смонтированы в одном корпусе.

Рис. 16. Принципиальная схема устройства двойного предохранительного клапана

1 - корпус; 2 - золотник парового клапана; 3 - грузовая втулка; 4 - крышка; 5 - рубашка котла; 6 - золотник вакуумного клапана; 7 - седло вакуумного клапана;

В нижней части котла установлен кран уровня 17, предназначенный для контролирования уровня воды, заливаемой в пароводяную рубашку. Нижний уровень воды в пароводяной рубашке контролируется автоматически с помощью электрода (защита от «сухого хода»). Автоматическая защита от «сухого хода» должна:

- не допускать включения котла при недостаточном покрытии тэнов водой;

- отключать котел от электрической сети при понижении воды в пароводяной рубашке ниже допускаемого уровня, а также при опрокидывании котла;

- оповещать световым сигналом обслуживающий персонал о недостаточном уровне воды в пароводяной рубашке.

При работе котла может быть осуществлено два режима регулирования нагрева, которые могут быть заданы с помощью тумблера, находящегося на станции управления:

Режим 1 - доведение содержимого котла до кипения на полной мощности и затем автоматическое переключение на 1/6 мощности для доваривания. Этот режим используется при варке супов, борщей и других блюд.

Режим 2 -- доведение содержимого до кипения па полной мощности, а затем доваривание за счет аккумулированного тепла при отключенном котле от электрической сети. Этот режим используется при варке каш.

6.2 Расчет пищеварочного котла

Тепловой баланс

Тепловая мощность аппарата Qзатр, Q'затр, Вт, составляет:

(30)

Qзатр = Q1+Q5+Q6 (31)

Q'затр = Q'1+Q'5 (32)

Где: Qзатр и Q'затр - тепловая мощность аппарата в период разогрева и при стационарном режиме, Вт;

Q1, Q'1 - полезно используемая тепловая мощность для нагрева продукта до температуры кипения и его варку, Вт;

Q5 и Q'5 - потери тепла в окружающую среду наружными поверхностями при разогреве котла и при стационарном режиме, Вт;

Q6 - расход тепла на нагрев конструкции котла и нагрев воды в парогенераторе и пароводяной рубашке, Вт;

Полезно используемая тепловую мощность определяем по формуле:

Q1 = (GвЧ (tк-tн)+?WЧr)/ф (33)

Q'1 = (?Wисп r)/ ф' (34),

где: Gв - количество нагреваемой воды, кг;

св - теплоемкость воды, Дж/кг*К;

tк - конечная температура воды, С;

tн - начальная температура заливаемой воды в котел, С;

?Wисп и ?W - количество пара, ушедшего через неплотности в атмосферу в период разогрева и в период кипения при варке;

r - теплота парообразования воды, Дж/кг;

ф - время разогрева, с;

ф' - время термообработки, с;

Количество нагреваемой воды определяем по формуле:

Gв = VЧkЧg/1000, (35)

где: V - объем варочного сосуда, л;

K - коэффициент заполнения котла, К = 0,85…0,9;

g -плотность воды;

Gв = 60Ч0.85Ч1000/1000 = 51 кг,

Q1 = (51Ч4180Ч(100-20)+2Ч2257600) = 21569,6 кДж,

Q'1 = 2Ч2257600 = 4515,2 кДж.

Потери тепла в окружающую среду наружными поверхностями при разогреве котла определяем по формуле:

Q5 = ? лй ЧF й(tnй - t0)*ф (36)

где лй - коэффициент теплоотдачи от поверхности й-го элемента в окружающею среду, Вт/м2 К;

F й - площадь поверхности й - го элемента, м2;

tnй - средняя температура поверхности й-го элемента за время разогрева от начальной температуры до температуры кипения, К;

Q5 = (0,78Ч11,51(45-20)+1,4Ч10,63(32,5- 20))Ч3600 =

= (224,4+186,025)Ч3600 = 1477,53 кДж

Потери тепла в окружающую среду наружными поверхностями при разогреве при стационарном режиме определяем по формуле:

Q'5 = ? л'й ЧF й(tnй - t0)*ф' (37)

где л'й - коэффициент теплоотдачи от поверхности й-го элемента в окружающею среду, Вт/м2 К;

F й - площадь поверхности й-го элемента, м2;

tnй - средняя температура поверхности й-го элемента за время разогрева от начальной температуры до температуры кипения, К;

Q'5 = (0,78Ч13,28(70-20)+1,4Ч11,51(45-20)Ч1800) = 1657,3 кДж

Расход тепла на нагрев конструкции котла и нагрев воды в парогенераторе и пароводяной рубашке определяем по формуле:

Q6 = ?Мй Чсй (tк - tн) (38)

Где Мй - масса й-го элемента металлоконструкции, кг;

сй - теплоемкость й-го элемента, Дж/кг*К;

?t - разность конечной и начальной температур й-го элемента;

Q6 = (80Ч461(83-20)+10Ч921(85-20)+10Ч4187(110-20)) =

= 2323440+598650+3768300 = 6690,3 кДж

К расчету принимаем

Q1 = 21569,6 кДж, Q5 = 1477,53 кДж, Q6 = 6690,3 кДж

Qзатр = 21569,6+1477,53+6690,3 = 29737,4 кДж

К расчету принимаем

Q'1 = 4515,2 кДж (1.4, с. 16), Q'5 = 1657,3 кДж,

Q'затр = 4515,2+1657,3=6172,5 кДж.

Расчет тэнов

Порядок расчета ТЭНа выполняется в три этапа:

- определение размера трубки;

- расчет размера проволоки;

- определение размеров спирали.

Длина активной части трубки ТЭНа LА, м, составляет:

LА = P/(рЧDтЧWт) (39)

где Dт - диаметр трубки ТЭНа, м

LА = 3000/3,14Ч0,016Ч105=0,59 м

Длина активной части трубки ТЭНа LAO, м, после опрессовки составляет:

LAO = LА / ц (40)

где ц - коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки,

ц = 1,15. LAO = 0,59/1,15 = 0,51 м

Полную развернутую длину трубки после опрессовки LТ, м, определяем по формуле:

LТ=LА+2Lп (41)

где Lп - длина пассивного конца трубки ТЭНа, м

LТ = 0,59+2Ч0,1=0,79 м

Электрическое сопротивление проволоки тэна R, Ом, после опрессовки составляет:

R = U2/P (42)

где: U - напряжение сети, В;

P - мощность одного тэна, Вт

R = 3802/3000 = 144400/3000 = 48,1 Ом

Электрическое сопротивление проволоки тэна R0, Ом, до опрессовки составляет:

R0 = лrЧR (43)

где лr - коэффициент изменения сопротивления проволоки в результате опрессовки,

лr = 1,3. R0 = 1,3Ч48,1 = 62,53 Ом,

Удельное сопротивление проволоки gt, Ом*м, при рабочей температуре определяем по формуле:

gt = g20 (1+ л(t-20)) (44)

где: g20 - удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре 20C, Ом*м;

л - температурный коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления проволоки при изменении температуры, град-1;

t - рабочая температура проволоки, С.

gt = 1,10Ч10-6 (1+0,14*10-3(950-20)) = 1,24*10-6 Ом*м

Диаметр проволоки ТЭН d, м, определяем по формуле:

d= 3v(4gt ЧP2 / р2 Wп U2) (45)



где: d - диаметр проволоки ТЭНа, м

d = 3v(4*1,24*10-6 (3000)2 )/(9,8*18*104 (380)2) = 0,00055 м

Принимаем d = 0,0006 м

Определяем длину проволоки ТЭН Lпр, м, из выражения:

Lпр = 0,785Ч R0Чd2пр / gт (46)

где Lпр - длина проволоки ТЭНа

lпр = 0,785Ч62,53Ч(0,0006)2/1,24Ч10-6 = 11,7 м

Проверяем значение фактической удельной поверхностной мощности на проволоке из выражения:

Wпф = P/ р dпр lпр (47)

Wпф = 3000/3,14Ч0,0006*11,7 = 136098Вт/м2

Длину одного витка спирали lв, м, определяем по формуле:

lв=1,07* р (dc +dпр) (48)

где: 1,07 - коэффициент увеличения диаметра спирали после снятия ее со стержня намотки,

dc - диаметр стержня намотки, м, выбирают из конструктивных соображений

dc = 0,003…0,006 м

lв = 1,07*3,14*(0,006+0,0006) = 0,022 м

Количество витков спирали n, шт, составляет:

n = lпр / lв (49)

где n - количество витков спирали, шт.,

n = 11,7/0,022 = 532 шт,

Расстояние между витками спирали a, м, определяем по формуле:

a = LА - nЧ dпр / n (50)

а = (0,59-532Ч0,0006)/532=0,0007 м,

Шаг спирали s, м, определяем по формуле:

S=a+ dпр (51)

где: s - шаг спирали, м.

S = 0,0007+0,0006=0,0013

Коэффициент шага Кш, определяем по формуле:

Кш = S/ dпр (52)

где: Кш - коэффициент шага.

Кш = 0,0013/0,0006 = 2,2

Коэффициент стержня намотки Кс, определяем по формуле:

Кс = dc/ dпр (53)

Где Кс - коэффициент стержня намотки

Кс = 0,006/0,0006 = 10

Диаметр спирали ТЭНа dсп, м, составляет:

dсп = dпр (Кс +2) (54)

где: dсп - диаметр спирали ТЭНа, м.

dсп = 0,0006Ч(10+2) = 0,0072 м

Общая длина проволоки l0, м, с учетом навивки на концы контактных стержней по 20 витков составляет:

l0 = lпр +2Ч20lв (55)

где l0 - общая длина проволоки, м

Расчет КПД

Коэффициент полезного действия з, %, в период разогрева котла, определяем по формуле:

з = (Q1Ч100)/Q (56)

где з - коэффициент полезного действия, %.

з = 21569,6/29737,4 Ч100 = 72,5%,

Коэффициент полезного действия з', %, в стационарном режиме, определяем по формуле:

з'= (Q'1Ч100)*Q' (57)

з'= 4515,5/6172,5Ч100=73,1%.

Вывод

Наибольшее распространение на предприятиях общественного питания получили котлы с электрическим электроносителем. По конструктивным особенностям котлы разделяют на: опрокидывающиеся и неопрокидывающиеся. Наибольшее распространение получили котлы опрокидывающиеся, в силу их большей универсальности на предприятиях общественного питания.

В данном курсовом проекте рассмотрен ряд варочных аппаратов: КПЭ 40, КПЭ 60, КПЭСМ 60, КПЭ 100, КПЭ 160, КПЭ 250.По приведенному выше обзору и сравнительному анализу аппаратов для варки было решено рассчитать котел пищеварочный электрический - КПЭ-60.В данном курсовом проекте приведена конструкция проектируемого аппарата, даны правила эксплуатации проектируемого аппарата. Приведен расчет теплового баланса, расчет тэнов, расчет КПД. По итогам расчетов номинальная мощность в период разогрева составила 8 кВт, мощность в период варки 1,3 кВт. Также дана техническая характеристика проектируемого аппарата.



7. Основные требования, предъявляемые к оборудованию

7.1 Требования предъявляемые к овощеочистительной машине

Прежде чем поступить к очистки овощей, проводят внешний осмотр машины, определяют её санитарное состояние, убеждаются в отсутствии посторонних предметов внутри рабочей камеры, проверяют заземление, состояние электропроводки и правильность сборки. И ещё одно: осматривая машину перед работой, не забудьте прочистить форсунку, через которую идёт в рабочую камеру вода, особенно в картофелеочистительных машинах с дисковыми органами. Из форсунки подаётся две струи (на диск и на стенки), поэтому прочистить надо обе прорези и к тому же проследить, чтобы струи были направлены вниз (а не вверх или в сторону).

Запрещается включать машину при снятой крышке и открытой дверцы разгрузочного лотка. Далее включают машину и проверяют её работу на холостом ходу. Предназначенные для очистки овощи должны быть откалиброваны и тщательно вымыты. И нельзя забывать, что во время загрузки машины необходимо следить за тем, чтобы вместе с корнеклубнеплодами в рабочую камеру машины не попадали камни, комки почвы и другие посторонние предметы, которые могут вывести из строя абразивное покрытие.

Включают машину нажатием кнопки «Пуск», открывают водопроводный кран, и вода поступает в рабочею камеру. Общий расход воды не должен превышать 1л на 1 кг очищаемого продукта. Далее открывают крышку загрузочного лотка и загружают в рабочею камеру порцию подготовленного продукта, определенной инструкцией по эксплуатации. Увеличение или уменьшение порции овощей против нормативной приводит к снижению производительности машины и качества очистки, а также к увеличению отходов. При увеличении порций картофеля, загружаемого в рабочую камеру машины, значительно увеличивается время цикла его обработки, что приводит к снижению общей производительности машины. Уменьшение количества одновременно загружаемого картофеля приводит также к снижению производительности машины и увеличению отходов, так как лишний свободный объём рабочей камеры позволяет клубням передвигаться с увеличенной скоростью, что приводит к увеличению центробежной силы, действующей на клубень.

Закрыв крышку загрузочного лотка, производят очистку овощей; при этом необходимо следить за выводом из машины воды с мезгой. После окончания очистки нужно разместить под разгрузочным лотком ёмкость для сбора очищенных овощей, перекрыть подачу воды в рабочею камеру, осторожно открыть дверцу разгрузочного лотка и выгрузить очищенные овощи. Продолжительность очистки продукта определяют визуально, открыв на некоторое время верхнюю крышку загрузочного отверстия. Время обработки клубней картофеля и корнеплодов зависит от состояния кожуры: молодые клубни обрабатывают 2 мин., старый, вялый картофель - 5 мин. Процесс очистки целесообразно осуществлять до тех пор, пока полностью не очистится 90% клубней. Полностью очищенным считается клубень, у которого кожура сохраняется в углублениях, а на остальной поверхности имеется не более трёх участков с кожурой, наибольший размер которых не превышает 1…3 мм.

После выгрузки очищенных овощей вновь закрыть дверцу загрузочного люка и повторить операцию. После окончания очистки выключить машину нажатием кнопки «Стоп» и закрыть кран подачи воды в рабочею камеру. В конце работы отключить автоматический выключатель.

После окончания работы проводят санитарную обработку машины: её очищают, тщательно промывают струёй воды рабочею камеру, освобождая от грязи и очисток, насухо вытирают наружную поверхность. При очистке машины следует пользоваться волосяными щетками.



7.2 Требования, предъявляемые к пищеварочному котлу

Перед включением аппарата в работу проверяют:

- уровень воды в пароводяной рубашке (парогенераторе);

- надежность соединения корпуса аппарата с заземляющей шиной;

- состояние защитной, предохранительной и указывающей арматуры;

- санитарное состояние варочного сосуда.

Порядок включения котла в работу:- открывают продувочный кран или кран на заливной воронке. Оставляют открытым до полного удаления воздуха из пароводяной рубашки, т.к. наличие воздуха в рубашке снижает теплоотдачу от пароводяной смеси к стенкам котла и увеличивает время его разогрева;- варочный сосуд заполняют кипяченой водой на 100-120 мм ниже уровня верхней крышки. При использовании не кипяченой воды на стенках котла и тэнах быстрее образуется накипь, которая ухудшает теплопередачу, удлиняет время варки продуктов и ускоряет выход котла из строя. Когда из крана уровня появится вода, заполнение пароводяной рубашки прекращают. После этого рычагом приподнимают над седлом предохранительный клапан, чтобы не допустить его прикипания;

- электрические котлы включают нажатием кнопки «Пуск» с предварительным включением режима работы;

- задать верхний и нижний пределы давления (как правило, устанавливаются один раз, но контролируются ежедневно).

В процессе работы аппарата контролируют:

- давление в греющей рубашке и в рабочей камере аппарата;

- медленный разогрев при нормальной работе теплогенерирующего устройства свидетельствует о недостаточной продувке рубашки или чрезмерном загрязнении тепловоспринимающей поверхности (накипь).

После окончания процесса варки:

- за 5...10 мин до окончания работы опрокидывающихся котлов прекращают нагрев, нажав кнопку «Стоп»;

- затем снимают крышку, осторожно вращая маховик поворотного механизма, переворачивают котел и выгружают его содержимое в подставленную тару. В герметически закрытых котлах;

- рабочую камеру промывают слабым раствором соды и просушивают;

- внешние поверхности протирают мягкой тканью;

- промывают пароотвод. Регламентные профилактические работы, согласно инструкции по эксплуатации, выполняются механиком по утвержденному графику.



Заключение

В ходе расчетов было выбрано следующее оборудование: котел пищеварочный КПЭ-60, объемом котла - 60 дм³, и мощностью 3 кВт. Данный котел относиться к типу опрокидывающихся, переносных; овощеочистительная машина МОК-120, производительностью 120кг/ч и мощностью 0,75 кВт.



Список использованной литературы:

1. Беляев М.И. «Оборудование предприятий общественного питания», Москва - 1990

2. Ботов М.И., Елхина В.Д., Голованов О.М. «Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли и общественного питания», Москва - 2002

3. Вышелесский А.Н. «Тепловое оборудование предприятий общественного питания», Москва - 1970;

4. Дорохин В.А. «Тепловое оборудование предприятий общественного питания», Москва - 1987;

5. Липатов Н.Н., Ботов М.И., Муратов Ю.Р. «Тепловое оборудование предприятий общественного питания», Москва - 1994;

6. Некрутман С.В., Кирпичников В.П., Леенсон Г.Х. «Справочник механика предприятий общественного питания», Москва - 1983;

7. ГОСТ Р 50762-2007, Общественное питание. Классификация предприятий.

8. ГОСТ Р 50763-2007, Услуги общественного питания. Общие требования.

9. ГОСТ Р 50647-2010, Общественное питание. Термины и определения.

10. Лекциопедия (Электронный ресурс)

11. Информационно-образовательный портал (Электронный ресурс)

12. Студенческий портал (Электронный ресурс)

13. Торг. оборудование (Электронный ресурс)

14. Туристическая библиотека (Электронный ресурс)

15. Группа компаний "Сфера" Электронный ресурс)

Размещено на Allbest.ru

...