Теплотехнический расчет проектируемой сковороды

Жарка в инфракрасных лучах (радиационный способ) близок по характеру к жарке на открытом огне, так как нагрев осуществляется инфракрасными лучами (ИКЛ) электронагревательных элементов (без дымообразования). Для жарки этим способом используют шкафы с ИК-обогревом. Источником ИКЛ в них являются электролампы или трубчатые электронагревательные элементы. Инфракрасные лучи способны проникать в толщу обжариваемого продукта на некоторую глубину, что обеспечивает быстрый прогрев не только его поверхности, но и глубинных слоев, быстрее образуется поджаристая корочка, лучше сохраняется сочность продукта.

Применение ИК-нагрева позволяет сокращать продолжительность процесса тепловой обработки по сравнению с традиционным, уменьшать металлоемкость и размеры аппаратов, автоматизировать производство и получать продукты высокого качества.

Качественное отличие ИК-нагрева от диэлектрического заключается в механизме трансформации энергии излучения в тепло. ИК-поле проникает в продукт на меньшую глубину, чем СВЧ-поле, вследствие чего такой вид нагрева можно считать промежуточным между поверхностным и объемным.

При жарке токами высокой частоты (объемный способ) используется принцип диэлектрического нагрева, при котором в камере СВЧ-аппарата прогревается только продукт благодаря способности электромагнитного поля проникать внутрь изделия на значительную глубину. Продолжительность тепловой обработки по сравнению с традиционным способом уменьшается в 5-10 раз за счет того, что максимальная температура создается одновременно по всей массе продукта. При СВЧ-нагреве в продуктах полнее сохраняются питательные вещества, исключается пригорание изделий, улучшаются вкусовые качества приготовляемой пищи и санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала. Из-за потерь тепла в окружающую среду температура периферийных слоев продукта меньше, чем центральных, и на поверхности его не образуется специфической корочки.

В связи с этим создаются аппараты для комбинированной тепловой обработки  продуктов токами высокой частоты  и инфракрасными лучами (объемный нагрев осуществляется в поле СВЧ, а корочка образуется в ИК-поле). Такая обработка продуктов позволяет реализовать преимущества обоих способов нагрева и осуществлять процесс приготовления пищи в условиях оптимального режима. Комбинированный СВЧ- и ИК-нагрев осуществляют в аппаратах периодического и непрерывного действия, снабженных СВЧ- и ИК-генераторами, при этом последовательность и продолжительность воздействия СВЧ- и ИК-поля на продукт может изменяться в зависимости от требований технологического процесса.

 

Тем самым можно сделать вывод, что самый распространенный способ массового приготовления  котлет – жарка основным способом с небольшим количеством жира, которая может  осуществляться на сковороде, так как данный способ является самым простым и менее затратным, поэтому  целью настоящего курсового проекта является проектирование сковороды.

 

 

 1 Обзорная часть и сравнительный анализ аппаратов для жарки на разогретой поверхности 

 

Сковорода прошла длинный путь в  тысячи лет – сначала глиняная, а в средние века, когда появился чугун – чугунная. В настоящее  время для изготовления жарочных поверхностей используются также нержавеющая  сталь и даже стеклокерамика.  Сковорода промышленная – тот вид оборудования, без которого не обходится ни одна кухня. Производственные помещения кафе, ресторанов и столовых не являются исключением, хотя размеры сковород там гораздо больше, а сама кухонная помощница переходит в разряд техники. На промышленных сковородах можно не только быстро и качественно жарить мясо, рыбу и овощи, но и тушить, пассеровать, припускать мясные, рыбные и овощные блюда, варки кулинарных изделий на пару и жарки небольших количеств блюд во фритюре (при условии соблюдения пропорций фритюрного жира и продукта). Но чаще всего в сковородах тепловая обработка продуктов производится непосредственно на жарочной поверхности преимущественно основным способом.

Сковорода – это тепловое оборудование периодического действия, с плавной  или ступенчатой регулировкой температур от 20 до 300^оС. Процесс нагрева сковород занимает от 15 до 40 мин, но поддерживать эту или другую заданную температуру оборудование может длительное время.

 

Существует  следующая классификация сковород.

 

По  особенностям конструкции:

• напольные и настольные;
• опрокидываемые (тигельные) и неопрокидываемые (с дренажным сливом жира), с ручным или автоматическим устройством опрокидывания чаши;
• несекционные, секционные и секционно-модульные.

 

По  виду энергоносителя:

• газовые; электрические.

 

По  способу передачи тепла:

• с непосредственным обогревом; с косвенным обогревом.

 

В данном обзоре рассмотрены настольные и напольные модели газовых и электрических сковород и жарочных поверхностей периодического действия, идеально подходящие как для индивидуального использования, так и для работы в составе технологических линий.

 

 

 

 

1.1 Конструктивные особенности сковород и жарочных поверхностей

 

По своему конструктивному исполнению сковороды  и жарочные поверхности бывают настольные и напольные. Настольные больше подойдут для небольших предприятий, а  поверхности с напольной конструкцией – для масштабных заведений, так  как имеют большую мощность.

Естественно, настольные обладают гораздо  меньшими размерами, мощностью, но имеют  преимущества:

• возможность использовать любую подходящую рабочую поверхность для размещения оборудования;
• такую поверхность легко переносить и монтировать.

 

Напольные модели, помимо регулируемых по высоте ножек (обычно их четыре), могут  иметь специальный инвентарный  шкаф, предназначающийся для хранения утвари и посуды. Эти модели стоит  приобретать для заведений с  крупной рабочей площадью, чтобы  они занимали лишь небольшую её часть.

 

В зависимости от конструктивного  исполнения различают два типа сковород: сковороды с фиксированной чашей и емкостные опрокидываемые.

 

Сковороды с фиксированной чашей (с дренажным сливом жира) предназначены для термообработки пищи непосредственно на плоской обогреваемой рабочей поверхности из чугуна, нержавеющей стали или стеклокерамики. Такие сковороды иногда называют плитами контактной жарки или жарочными поверхностями.

Такие сковороды, предназначены для термообработки пищи как непосредственно на нагреваемой рабочей поверхности, так и в устанавливаемой на ней кухонной посуде. Сковороды можно использовать в качестве своеобразных «плит», готовя на них блюда  в наплитной посуде.

Сковороды с фиксированной чашей  могут иметь несколько зон  нагрева. Наличие независимых разнотемпературных зон нагрева позволяет одновременно готовить блюда, требующие разной степени    термообработки, что дает возможность гибко подбирать индивидуальны режим приготовления для каждой категории продуктов. Наиболее предпочтительным вариантом будет наличие нескольких нагревательных элементов. Благодаря которым, в каждой части оборудования возможно выставить подходящую для конкретных задач температуру. Это позволяет на одной стороне поверхности готовить, например, мясо, а на вторую выкладывать уже готовые куски для «созревания». Модель с несколькими зонами нагрева позволяет одновременно готовить несколько блюд (например, рыбу и омлет). Как правило, жарочные поверхности известных производителей (Bertos, Fimar, Inox Electric) выпускают их с двумя зонами нагрева, что является оптимальным.

Кроме того, они различаются и  по форме поверхности: она может  быть гладкой, рифлёной или комбинированной. Гладкие поверхности рекомендуются  для обжарки нежного мяса, птицы или морепродуктов. Образующаяся на поверхности плёнка жира не дает пристать нежной корочке обжариваемого продукта к жарочной поверхности гриля. Рифлёная поверхность предпочтительна для жарки крупных кусков мяса или птицы. На этой поверхности они приобретают характерный рисунок и более привлекательный товарный вид. Наличие рифленой поверхности существенно расширяет возможности  сковороды, поскольку в этом случае обрабатываемые продукт подвергаются двойному тепловому воздействию. Фрагменты мясных или рыбных полуфабрикатов, непосредственно соприкасавшиеся с выступающими частями поверхности чаши, гриллируются, а в проемах между ними за счет стекающих и испаряющихся соков кулинарные изделия отпариваются. В результате благодаря содержащимся в мясном соке жирам и сахарам происходит       карамелизация, придающая блюдам неповторимый горьковато-сладкий вкус. В последнее время покупатели предпочитают приобретать комбинированные жарочные поверхности.

Существенным достоинством является уменьшенный расход жира при приготовлении  блюд, в отличие от обычных сковород. Соответственно, оптимизируется работа заведения.У каждой жарочной поверхности имеется бортик по периметру рабочей поверхности для предотвращения разбрызгивания жира.

Чаши изготавливают из серого чугуна или нержавеющей стали в виде прямоугольной обогреваемой поверхности, имеющей гладкую, рифленую или комбинированную  структуру. При выборе гладкой жарочной поверхности особое внимание уделите  металлу, из которого она изготовлена. Предпочтение стоит оказать пищевой  нержавеющей стали (этому требованию следуют все компании, занимающиеся производством жарочных поверхностей), так как она легко отмывается от различных загрязнений, и термостойкому  чугуну с непригорающей поверхностью. Помимо этого важно, чтобы материал поверхности полностью соответствовал санитарно-эпидемиологическим требованиям. Считается, что, если днище сковороды выполнено из низкоуглеродистой стали, это идеально подходит для сухих методик тепловой обработки продуктов, а если из композитного сплава, то не только для приготовления соусов, но и для методик с добавлением определенного объема жидкости.

 

Более универсальными считаются сковороды  другого типа – емкостные опрокидываемые, с высокими бортами, в которых  помимо жарки продуктов основным способом также можно тушить, пассеровать, бланшировать и готовить во фритюре  овощи и различные мясные и рыбные изделия. Емкостные сковороды как правило имеют одну зону нагрева.

Емкостные сковороды различаются  вместимостью чаши и механизмом опрокидывания (ручной или электрический). Для опрокидывания чаши в этих моделях применен рычажно-винтовой механизм, смонтированный внутри корпуса. В моделях с электрическим опрокидыванием привод включается кнопкой, а с ручным – приводится в действие маховиком. Механизм опрокидывания позволяет сократить время для опорожнения чаши от остатков жира и при санитарной обработке аппарата. Каждый из них хорош по-своему: ручное опрокидывание позволяет контролировать процесс приготовления блюда от начала и до финального аккорда, причем амплитуда хождения чаши может выбираться оператором самостоятельно. Но в ручном обслуживании есть и свой недостаток – приходится затрачивать определенные физические усилия оператору подобной сковороды. Этот недостаток устраняет механической опрокидывание чаши сковороды, однако для контроля по времени все же необходимо человеческое внимание. Для тех, кто предпочитает максимально разгрузить повара, был изобретен автоматический тип опрокидывания, который полностью берет на себя контроль за финальной стадией процесса приготовления.

Конструктивной особенностью емкостных  сковород является сбалансированная подпружиненная крышка с противовесом. Наличие крышки предохраняет содержимое емкости от потерь тепла. Наличие придерживающего механизма позволяет зафиксировать крышку в верхнем положении, что облегчает работу со сковородой. Крышка некоторых моделей может иметь отводной желоб для капель конденсата. Механизм подъема крышки сблокирован с концевым выключателем, обеспечивающим включение электродвигателя для опрокидывания чаши сковороды только тогда, когда крышка поднята вертикально. При подъеме чаши электрическая цепь питания тэнов отключается.

Жарочная чаша с толщиной днища 10–15 мм может быть выполнена из серого чугуна с добавками хрома и никеля, снижающими коррозию, или нержавеющей стали. Сковороды большинства европейских производителей имеют дно из нержавеющей стали с пескоструйной обработкой поверхности. При худших теплопроводности и антипригарных свойствах, по сравнению с чугунными, нержавеющие чаши не оказывают вредного влияния на организм человека.

На фронтальных панелях сковород обычно предусмотрена кнопка вкл./выкл., сюда выводятся ручка термостата, регулирующего температуру, а также сигнальный индикатор, погашение или смена цвета которого свидетельствует о том, что поверхность прогрелась до заданного значения. Также предусмотрен штурвал поворотного червячного редуктора или кнопка опрокидывания и возврата чаши в горизонтальное положение.