Содержание 
 

 

Введение

     Самой привлекательной областью для вложения капитала всегда являлись предприятия  общественного питания за счет быстрой оборачиваемости вложенных средств. Предприятия питания, обслуживая население по месту работы, учебы и отдыха, являются важным компонентом  в работе по социальной защите  населения страны.

     Общественное  питание предоставляет собой  одну из составляющих туристических и гостиничных комплексов. Причём, организацию питания  можно рассматривать как приоритетный элемент, так как оно  является  частью культуры, отражает традиции, историю и  характеризует социально-экономический уровень региона и в целом страны.

     Питание – одно из основных  условий жизнедеятельности  человека, поэтому оно играет важную роль в жизни общества. В современных  рыночных  условиях развиваются новые отношения между производителями и потребителями. Большую часть рынка занимают конкурирующие между собой  частные предприятия общественного питания.  Это  вызывает необходимость повышения эффективности производства и гарантированного подтверждения качества кулинарной продукции. Внедрение новых технологий даёт возможность существенно снизить потери продуктами питательных веществ, сократить время приготовления пищи, тем самым повысить эффективность производства и качество готовых блюд.

     На  предприятиях общественного питания  наибольший объем работ  по приготовлению пищи  приходится на тепловую обработку продуктов, поэтому оснащение  специализированными тепловыми аппаратами облегчает труд персонала  и  сокращает продолжительность приготовления пищи. Усовершенствование старого и внедрение нового теплового оборудования позволяет более рационально и целенаправленно использовать пищевые ресурсы, снизить потери сырья на всех этапах технологического цикла, вплоть до реализации готовой пищи.

     Одним из видов оборудования, широко используемых в предприятиях общественного питания, являются пищеварочные котлы.

     При созданиях новых, более эффективных пищеварочных котлов стремятся, во-первых, уменьшить удельные затраты материалов, труда, средств и затрачиваемый при работе энергии по сравнению с теми же показателями существующих устройств. Удельными затратами называют затраты, отнесенные к тепловой производительности в заданных условиях, во-вторых, повысить интенсивность и эффективность работы аппарата. Интенсивностью процесса или удельной тепловой производительностью аппарата нназывается количество теплоты, передаваемого в единицу времени через единицу поверхности теплообмена при заданном тепловом режиме.

     Интенсивность процесса теплообмена характеризуется  коэффициентом теплопередачи k. На интенсивность и эффективность влияют также форма поверхности теплообмена; эквивалентный диаметр и компоновка каналов, обеспечивающие оптимальные скорости движения сред; средний температурный напор; наличие турбулизирующих элементов в каналах; оребрение и т. д. Кроме  конструктивных методов интенсификации процесса теплообмена существует режимные методы, связанные с изменением гидродинамических параметров и режима течения жидкости у поверхности теплообмена. Режимные методы включают:  подвод колебаний к поверхности теплообмена, создание пульсации потоков, вдувание газа в поток либо отсос рабочей среды через пористую стенку, наложении электрических  или магнитных полей на поток, предотвращения загрязнений поверхности теплообмена путем сильно турбулизации потока и т. д.

      Целью настоящей работы является проектирование парового пищеварочного секционно-модулированного котла с косвенным обогревом и прямоугольной формой варочного сосуда объёмом 400 дм³ с сокращенным временем разогрева, с улучшенными показателями металлоемкости и более высоким КПД.

     . 
1 Аналитический обзор

1.1 Технологические требования к конструкции

     Варка пищевых продуктов осуществляется в технологических жидкостях (бульон, молоко, вода), являющихся компонентами кулинарной продукции (в отдельных  процессах технологическая жидкость сливается).

     За  последние годы все более широкое распространение получает как наиболее прогрессивный процесс варка продуктов в атмосфере влажного насыщенного пара при его непосредственном воздействии на продукт (так называемый острый пар). По температурным режимам процесс варки может быть осуществлен при температурах ниже 100⁰С, при 100⁰С и выше 100⁰С. Варьирование температурными режимами в процессе варки пищевых продуктов осуществляется изменением давления в рабочих камерах варочных аппаратов.

     Конструкции варочных аппаратов должны соответствовать технологическим требованиям конкретного процесса варки пищевого продукта или кулинарного изделия в целом. Основные технологические требования, предъявляемые к конструкциям варочных аппаратов, сводятся к получению высококачественного готового продукта с максимальным сохранением (от исходного сырья) пищевых (белков, жиров, углеводов), минеральных, экстрактивных веществ, витаминов при минимальных затратах теплоты.

     Рассмотрим  технологические цели в процессе варки в пищевых котлах таблица 1.1

 

     Приведем  график изменения температуры жидкости в рабочей емкости варочного  аппарата на рис. 1.

     

     Рисунок 1 – Изменение температуры жидкости в варочном сосуде и температуры продукта

     Данный график отражает наиболее характерные изменения  температуры в рабочей емкости  варочного аппарата. На графике  участок 1-2 соответствует нагреву жидкости до кипения; 2-3 – сильное кипение;  3-4 – закладка продукта; 4-5 – нагрев до кипения; 5-6т- сильное кипение; 6-7 – снижение температуры; 7-8 – слабое кипение; 8 -9 – отключение аппарата (аккумулирование температуры).

     Продолжительность нагрева жидкости до кипения зависит от множества факторов: начальной температуры жидкости, величины коэффициента теплопередачи, поверхности нагрева, температурного напора. В свою очередь величина коэффициента теплопередачи зависит от свойств жидкости, режима ее движения, наличия термических сопротивлений и др. продолжительность нагрева жидкости до кипения без учета тепловых потерь может быть определена из выражения

     где G – количество жидкости;

           с  - удельная теплоемкость жидкости, Дж/(кг • К);

          t_к, t_н, соответственно температура кипения и начальная температура жидкости;

          k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² • К);

         S – рабочая поверхность варочного аппарата, м²;

         ∆t_ср– температурный напор, К.

     Нагрев  продуктов осуществляется от кипящей жидкости. Внутри продукта теплота переносится от поверхности к центру за счет теплопроводимости. Большинство пищевых продуктов имеют относительно низкий коэффициент теплопроводности, чем объясняется длительный период их варки. Продолжительность прогрева существенно зависит от степени их измельчения.

     1.2 Классификация и обзор технических характеристик серийно-выпускаемых котлов

    Классификация пищеварочных котлов. На предприятиях общественного питания эксплуатируются  котлы различных типов, отличающиеся способом обогрева, вместимостью и формой варочных сосудов, видом энергоносителей. Все эти различия определяют номенклатурный ряд пищеварочных котлов и их классификацию.

    В зависимости от давления в варочном сосуде все котлы классифицируются на -пищеварочные котлы, работающие при атмосферном или незначительном избыточном давлении, и автоклавы, работающие при повышенном давлении (250 кПа).

    В зависимости от источника теплоты  котлы подразделяются на твердотопливные, газовые, электрические и паровые.

    По  способу установки котлы классифицируются на неопрокидывающиеся, опрокидывающиеся и со съемным варочным сосудом. Как правило, неопрокидывающиеся котлы выпускаются вместимостью варочного сосуда более 100 дм3, а опрокидывающиеся — вместимостью менее 100 дм3. Котлы со съемным варочным сосудом имеют вместимость менее 60 дм³.

    В зависимости от способа обогрева различают котлы с непосредственным и косвенным обогревом.

    Котлы с непосредственным обогревом могут  работать на твердом топливе, газе и  электрическом обогреве. По конструкции и эксплуатации они более просты, чем котлы с косвенным обогревом, однако им присущи недостатки: низкий, КПД сложность регулирования теплового режима, возможность пригорания продуктов.

    Котлы с косвенным обогревом работают при повышенном давлении в греющей рубашке (до 150 кПа). В качестве промежуточного теплоносителя используется вода. По соотношению основных геометрических размеров котлы классифицируются на немодулированные, секционные модулированные и котлы под функциональные емкости.

    Немодулированные  пищеварочные котлы имеют цилиндрическую форму варочного сосуда. Секционные модулированные котлы и котлы  под функциональные емкости имеют  варочный сосуд в виде прямоугольного параллелепипеда. Наружные размеры  этих котлов унифицированы, они имеют одинаковую высоту и ширину (глубину), длина их кратна модулю (у секционных модульных котлов — 210 мм, у котлов под функциональные емкости— 100 мм). Варочный сосуд котлов под функциональные емкости имеет размеры, соответствующие размерам функциональных емкостей.

    Согласно  классификации пищеварочных котлов осуществляется их буквенно-цифровая индексация.

    У немодулированных котлов буквы обозначают группу, вид котла и вид энергоносителя. Цифры показывают вместимость варочного  сосуда в дм3. Например, индекс котла КПП-100 расшифровывается следующим образом: К —котел; П — пищеварочный; П — паровой; 100 — вместимость (в дм³).

    У секционных модулированных котлов к  буквенному индексу добавляются  буквы СМ, что обозначает — секционный модулированный. Например, индекс котла КПЭСМ-60 расшифровывается так: котел пищеварочный электрический секционный модулированный вместимостью 60 дм3.

    У котлов под функциональные емкости  индекс включает буквы: К — котел, Э — электрический и число, показывающее вместимость варочного  сосуда в дм3. Например, котел КЭ-100.

    Буквенно-цифровой индекс устройств со съемным варочным сосудом (например, УЭВ-60) расшифровывается — устройство электрическое вместимостью 60 дм3.

    Котлы, работающие при повышенном давлении в варочном сосуде, имеют индекс, в котором первая буква А обозначает, что это автоклав, вторая буква показывает вид энергоносителя (Э — электрический, Г—газовый), а цифра показывает вместимость варочного сосуда в дм (например, АЭ-60).

    Характеристики  серийно-выпускаемых котлов приведены  в Таблице 1. 

 

     Таблица 1.Технические характеристики пищеварочных котлов