Детали машин

Введение 

     Тепловая обработка — главный технологический процесс, в ходе которого образуются новые химические соединения и происходит изменение консистенции, формы и окраски продукта, его способности к растворению. Тепловая обработка имеет целью подготовку пищевых продуктов к употреблению. В процессе воздействия высокой температуры происходят в основном полезные физико-химические изменения: свертывание белка, набухание и клейстеризация крахмала в зерновых продуктах, картофеле и семенах стручковых, уничтожение ферментов, разрушающих витамины, размягчение растительных тканей, улучшение вкусовых свойств. Однако в некоторых случаях тепловая обработка и длительное нагревание могут привести к глубоким изменениям отдельных питательных компонентов, уничтожению или снижению их биологической ценности, разложению жиров, окислению витаминов, уничтожению аминокислот. В целях ослабления нежелательного воздействия теплоты на продукт следует применять на практике соответствующую технологию приготовления блюд, тщательно подбирать оптимальный способ нагрева и требуемую длительность воздействия высокой температуры. Современная технология приготовления блюд отличается от традиционных методов. В современном подходе к питанию наблюдается тенденция к ограничению количества калорий, животных жиров, сахара. Выделяют следующие процессы термической обработки: варка, жарка, тушение, запекание.

     В зависимости от того подвергаются ли продукты тепловой кулинарной обработке или нет, и каким именно способом, и классифицируются все готовые блюда домашней кулинарии.

     Источник  тепла должен обеспечивать регулируемый (медленный и быстрый) нагрев продуктов, воды и т. д. В домашних условиях в качестве источника тепла рекомендуются: газовая или огневая кухонная плиты с духовым шкафом и специальные электронагревательные приборы, микроволновые печи. Регулируемый источник, обеспечивающий подачу большого и малого количества тепла, является наилучшим, так как он способствует приготовлению блюд высокого качества.

     Тепловая  обработка пищевых продуктов  придает пище вкус и запах, а также  способствует лучшему усвоению ее организмом человека. Время, необходимое для  тепловой обработки пищевых продуктов, зависит от вида продукта, величины кусков, температуры и способа  обработки.

     Жарка — способ тепловой обработки продуктов в малом или большом количестве нагретого жира при температуре 125—170 °С. В процессе обжарки на поверхности продукта образуется корочка, которая придает продукту еще и аромат жареного, а внутренняя часть приобретает готовность к употреблению в пищу.

     Мясо  хорошо сочетается с различными пищевыми продуктами, поэтому из него можно приготовить большое количество разнообразных блюд. Перед употреблением мяса в пищу его подвергают предварительной кулинарной подготовке. Характер ее зависит от вида мяса, состояния, а также ассортимента блюд, которые предполагается приготовить.

При кулинарной обработке мяса применяются следующие  виды теплового воздействия: варка, запекание, обжарка и тушение.

     Из  мяса готовят различные виды котлет, которые очень часто подаются в столовых, кафе и других предприятиях общественного питаня.

     Самый распространенный способ приготовления  котлет – жарка, которая может  осуществляться на сковороде, поэтому  целью настоящего курсового проекта является данный аппарат.

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

     Жарка котлет осуществляется следующими способами: с небольшим количеством жира (основной способ), жарка в жарочном шкафу, с помощью инфракрасных лучей. Способы тепловой обработки отличаются друг от друга способом передачи тепла продукту.

     Жарка основным способом — это нагревание продукта с небольшим количеством жира (5—10% к массе продукта) при температуре 140—150° С. При этом способе в наплитной посуде нагревают жир до температуры 150—190° С и после этого помещают туда подготовленные продукты. Обжаривают их со всех сторон до образования поджаристой корочки. Иногда для доведения продуктов до полной готовности их ставят в жарочный шкаф.

     При жарке на открытой поверхности плиты тепло передается от жира продукту путем теплопередачи. Лучшей посудой для жарки являются чугунные сковороды и жаровни с толщиной пода не менее 5 мм. В них лучше концентрируется тепло, более равномерно распределяется температура, в связи с этим исключается возможность подгорания продукта и прилипания его к жарочной поверхности.

     Жарка в жарочном шкафу происходит так: неглубокую посуду (противень, сковороду, кондитерский лист) смазывают жиром и укладывают на нее продукты. Затем посуду ставят в жарочный шкаф с температурой 150—270° С. Снизу продукт нагревается за счет теплопередачи, а сверху — за счет инфракрасной радиации нагретых стенок шкафа и движения теплого воздуха. Процесс образования поджаристой корочки при этом происходит значительно медленнее, чем при жарке основным способом, в результате продукты прогреваются равномернее. Для получения более румяной корочки и повышения сочности готового изделия в процессе жарки продукт переворачивают, поливают жиром, смазывают поверхность яйцом, сметаной.

     Жарка в инфракрасных лучах производится в специальных аппаратах, источником теплового излучения которых служат лампы, установленные в верхней части аппарата. При этом способе время жарки сокращается, быстрее образуется поджаристая корочка, лучше сохраняется сочность продукта. Жарка токами высокой частоты (в СВЧ-шкафах) занимает особое место, так как здесь нет теплоносителя, тепло возникает внутри продукта в результате преобразования электрической энергии в тепловую. Продолжительность тепловой обработки продукта в поле высокой частоты значительно сокращается за счет того, что максимальная температура создается одновременно по всей массе продукта.

     Однако  поджаристая корочка на поверхности  продукта при этом способе не образуется. В связи с этим создаются аппараты для комбинированной тепловой обработки продуктов токами высокой частоты и инфракрасными лучами.

     Тем самым можно сделать вывод, что  тепловая обработка на сковороде  является самым простым и менее затратным способом.

     Существует  следующая классификация сковород.

     По  виду энергоносителя:

     - газовые

     - электрические

     По  способу обогрева:

     - непосредственный

     - косвенный

     По  виду чаши:

     - опрокидывающаяся

     - неопрокидывающаяся

     По внешним особенностям:

     - секционно – модульные

     - не секционно – модульные

     Электрические сковороды более распространены и являются более безопасными, по сравнению с газовыми сковородами.

     Сковорода с косвенным обогревом (рисунок 1).

а —жаровня   СКЭ-0,3:  1 панель   управления;   2—пакетный   переключатель;   3 —терморегулятор;   4 — микровыключатель;   5 —тумба  левая;   б —цапфа;   7 — корпус; 8 — промежуточный   теплоноситель;   9— глубокий   противень    (чаша);    10 — тумба правая;   11 — механизм   поворота;   12 — пробка   сливной   трубы;   13 — тэн; б —способ   размещения   термопар   на   жарочной   поверхности; в — изотермы   на   жарочной   поверхности сковороды.

Рисунок 1 – сковорода СКЭ-0,3

     Основными недостатками аппаратов с косвенным  обогревом их минеральным маслом являются большая инерционность этого теплоносителя, которая при периодической работе аппарата не позволяет регулировать нагрев большом диапазоне температур, а также использование теплоносителя только в однофазном состоянии.

     Сковорода с неопрокидывающейся чашей (рисунок 2) предназначена для термообработки пищи как непосредственно на нагреваемой рабочей поверхности, так и в устанавливаемой на ней кухонной посуде.

Рисунок 2 – сковорода с неопрокидывающейся чашей 

     Конструкция данной сковороды предполагает наличие  жарочной чаши с плоской обогреваемой рабочей поверхностью из чугуна или  нержавеющей стали. Рабочая поверхность  нагревается непосредственно за счет встроенных и равномерно рассредоточенных под днищем чаши электронагревательных элементов закрытого типа — ТЭНов.

     Сковороды с фиксированной чашей могут  быть выполнены как в настольном варианте, так и в напольной версии, предполагающей их комплектацию нейтральным или жарочным шкафом.

     Преимущества  сковород с фиксированной чашей.

      Наличие независимых разнотемпературных зон нагрева позволяющих одновременно готовить блюда, требующие разной степени    термообработки, что дает возможность гибко подбирать индивидуальны режим приготовления для каждой категории продуктов;

     Сковороды можно использовать в качестве своеобразных "плит", готовя на них блюда  в кухонной посуде, и в качестве "мармитов", позволяющих поддерживать на должном температурном уровне готовые блюда или подогревать различные мучные изделия, включая пирожки и лаваши;

     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 жир кулинарные изделия отпариваются. В результате благодаря содержащимся в мясном соке жирам и сахарам происходит       карамелизация, придающая блюдам неповторимый горьковато - сладкий вкус.

     Более универсальными считаются сковороды  с опрокидывающейся чашей и имеющие  одну зону нагрева (рисунок 3), в которых  помимо жарки продуктов основным способом их также можно тушить, пассировать, бланшировать. 

Рисунок 3 – сковорода СЭСМ-0,2

     Такие сковороды различаются по литражу  и по способу опрокидывания (привод ручной или электрический). Как правило, вода в емкость сковороды термобаллон датчика-реле, который автоматически поддерживает заданную температуру. Для опрокидывания чаши в этих моделях применяется рычажно-винтовой механизм, смонтированный внутри корпуса и состоящий из мотора, редуктора и винтовой передачи. Штурвал поворотного червячного редуктора выведен на переднюю облицовку сковороды. Сверху сковорода плотно закрывается сбалансированной подпружиненной крышкой противовесом, фиксирующейся в любом положении и предохраняющей содержимое емкости от потерь, тепла. Наличие придерживающего механизма позволяет зафиксировать крышку в верхнем положении, что облегчает работу со сковородой.

     На  лицевой панели емкостной сковороды  обычно имеются: кнопка "вкл./выкл.", ручка опрокидывания и возврата чаши в горизонтальное положение, ручка датчика-реле температуры, регулирующего мощность нагрева, а также сигнальный индикатор, состояние которого свидетельствует о том, что рабочая поверхность чаши прогрелась до заданного значения.

     Преимущества  опрокидываемых моделей. Конструкция сковороды гарантирует хороший результат при приготовлении пищи в больших объемах и без ее перемешивания. Такие сковороды в равной степени подходят как для небольших ресторанов, где практикуется индивидуальный режим приготовления блюд, так и для столовых, где ставка делается на обслуживание в ограниченное время большого количества клиентов. Возможность приготовления блюд с жидкой консистенцией. Наличие устройства подъема и опрокидывания чаши позволяет сократить время для опорожнения чаши.

     Исходя  из заданных нам параметров, а также  из актуальности и современности, принимаем за базовый вариант сковороду электрическую секционную модулированную (СЭСМ – 0,2).

2 Описание проектируемой  сковороды и режимов  ее эксплуатации

2.1 Описание конструкции сковороды 

     Сковорода электрическая секционная модулированная СЭСМ-0,2     (рисунок 3). Сковорода  предназначена для жарки продуктов основным способом и во фритюре, пассерования овощей, тушения, а также припускания мясных, рыбных и овощных, изделий. Используется она на предприятиях общественного питания в виде самостоятельного аппарата или в составе технологической линии.

1 – чаша; 2 – спирали электрические; 3 –  тумба; 4 – пружины растяжения; 5 –  кронштейн; 6 – механизм опрокидывания; 7 – цапфа; 8 – рама; 9 – панель  с электроаппаратурой.

Рисунок 4 – сковорода электрическая секционная модулированная СЭСМ-0,2

     Сковорода представляет собой прямоугольную  чугунную чашу, облицованную стальными листами, покрытыми белой эмалью, и установленную на двух тумбах.

     Нагрев  чаши сковороды осуществляется электрическими спиралями, расположенными в специальных пазах под ее днищем. Для автоматического поддержания заданной температуры сковороды на задней стороне ее чаши смонтирован термобаллон терморегулятора, лимб которого выведен на переднюю облицовку. Токоведущая часть сковороды защищена снизу стальным перфорированным листом. В качестве теплоизоляции чаши используют асбест и фольгу.

     Сковорода состоит из следующих основных узлов: загрузочной прямоугольной чаши, двух тумб, рамы, откидной крышки, механизма опрокидывания чаши и электропанели. Под днищем чаши расположен электронагреватель закрытого типа. С задней стороны чаши смонтирован термобаллон терморегулятора, предназначенный для автоматического поддержания заданной температуры на поверхности сковороды. В правой тумбе размещен механизм опрокидывания чаши, в левой – панель с электроаппаратурой. На лицевую панель левой тумбы выведены две кнопки (для включения и выключения сковороды) и две сигнальные лампы.

     Чаша  имеет желоб для слива жира. Сверху она накрывается откидной крышкой, которая фиксируется двумя  пружинами растяжения, размещенными внутри тумб. Тумбы имеют бескаркасную конструкцию: к сварной раме, установленной на регулируемых по высоте ножках, крепятся стальные облицовки, покрытые белой эмалью, накрываемые сверху столом из нержавеющей стали. Внутри тумб смонтированы чугунные кронштейны, на которые с помощью пустотелых цапф устанавливается чаша сковороды. В правой тумбе размещен механизм опрокидывания чаши, позволяющий поворачивать ее на 180°. В левой тумбе размещена панель с электроаппаратурой.

2.2 Описание электрической  схемы сковороды 

     Включается  сковорода нажатием кнопки S2 (рисунок 3), при этом ток проходит через катушки магнитных пускателей К1 и К2, контакты которых 2К1, ЗК1, 1К2, 2К2, ЗК2 замыкаются и подают питание к спиралям сковороды. В результате загораются сигнальные лампочки HI (зеленая) «Включено» и Н2 (желтая) «Нагрев».

а

а - принципиальная электрическая схема сковороды:

Е1…Е4 –  спирали нагревательные; Х1 – набор  зажимов КНЕ-6304; К1, К2 – пускатели  магнитные ПМЕ-211; Н1, Н2 – лампы накаливания коммутаторные КМ24-90; R1, R2 – резисторы ПЭВ-25, 2,7 кОм ± 5 %; S1, S2 – кнопки управления КУО-3; Х2 – клеммный щиток чаши; В – контакт терморегулятора ТР4-К; б – схема подводки коммуникаций.

Рисунок 5 - Сковорода электрическая секционно модулированная СЭСМ-0,2

     По  достижении заданной температуры, установленной  лимбом терморегулятора, отключается магнитный пускатель К2, обеспечивающий нагрев сковороды на SU установленной мощности, и гаснет желтая сигнальная лампочка Н2. Сковорода остается включенной на Ча мощности. При понижении температуры ниже установленной терморегулятор вновь замыкает свой контакт В и через магнитный пускатель К2 включает сковороду на полную мощность. При этом вновь загорается желтая сигнальная лампочка «Нагрев». Отключение сковороды производится нажатием кнопки S1.

     При подключении сковород к сети напряжением 220 В на клеммных щитках XI и К2 следует поменять положение перемычек.

2.3 Эксплуатация сковороды 

     Перед началом эксплуатации следует произвести внешний осмотр сковороды на ее целостность, заземлённость и техническое состояние. Далее следует налить в чашу растительное масло или положить жир, закрыть крышку, включить сковороду в электросеть, при этом должна загореться сигнальная лампа "сеть". Установить лимбом датчика-реле температуры  температуру пода чаши, соответствующую требованиям технологии обработки продукта, при этом должна загореться сигнальная лампа "работа". После того, как лампа "работа" погаснет, открыть крышку и загрузить продукт, затем крышку закрыть. После окончания приготовления продукта отключить напряжение, подаваемое на нагревательные элементы, установив лимб датчика-реле температуры в положение "ОТКЛ", затем отключить сковороду от электросети (погаснет лампа "сеть") и открыть крышку, выгрузить готовый продукт, вращая маховик механизма наклона чаши по стрелке "наклон". В конце очистить чашу от остатков продукта. Также во избежание царапин на рабочих поверхностях чаши из нержавеющей стали, не применяйте при чистке металлические ножи, скребки, щетки и т. п.

     Далее следует дать чаше остыть, затем промыть чашу, крышку и другие загрязненные поверхности сковороды водой с моющим средством и протереть их насухо, потом опустить чашу в рабочее положение, вращая маховик механизма наклона чаши в направлении обратном стрелке "наклон", закрыть крышку.

3 Теплотехнический  расчет проектируемой  сковороды

3.1 Расчет теплового  баланса и определение  мощности сковороды 

     Схема определения площадей теплоотдающих  поверхностей и схема температур в различных точках конструкции сковороды изображены на рисунке 6.

                       а)                 б)

Рисунок 6 - Схема определения площадей теплоотдающих поверхностей (а) и схема температур в различных точках конструкции сковороды (б) 

     Исходные  данные сковороды приведены в  таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные проектируемого аппарата

     3.1.1 Определение затрат теплоты

     Поскольку сковорода СЭСМ – 0.2 является аппаратом периодического действия, для определения наибольших затрат теплоты расчет необходимо вести как для нестационарного, так и стационарного режимов его работы.

     3.1.1.1 Количество теплоты, затраченное соответственно при нестационарном Q_ЗАТР, Дж, и стационарном режиме Q¢_ЗАТР, Дж, определяется по формулам 

           Q_ЗАТР =  Q₅ + Q₆,                         (1) 

           Q¢_ЗАТР = Q¢₁ + Q¢₅,                      (2) 

     где Q¢₁ – количество полезно используемой теплоты при стационарном режиме, Дж;

     Q₅, Q¢₅  – количество теплоты, теряемое в окружающую среду наружными поверхностями плиты и варочного сосуда соответственно при нестационарном и стационарном режимах, Дж;

     Q₆ – количество теплоты, расходуемое на разогрев плиты и варочного сосуда, Дж.

     3.1.1.2 Количество полезно используемой теплоты при нестационарном режиме Q₁, Дж и стационарном режиме Q¢₁, Дж, работы котла определяется по формуле 

_,          (3) 

     где ΔW¢ – количество испарившейся жидкости за период стационарного режимов, кг;

     r   – удельная теплота парообразования, Дж/кг;

     m_k – масса котлеты, кг;

     n – количество котлет, помещающихся в сковороду в один слой, шт;

     с_К – удельная теплоемкость котлеты, Дж/(кг×град).

     К расчету принять ΔW¢ = 0,045 кг, r = 2226·10³ Дж/кг, с_К = 3540 Дж/(кг×град).

     Количество  котлет, помещающихся в сковороду  в один слой определяем по формуле 

        ,                                     (4) 

         шт.

       Дж.

     3.1.1.3 Количество теплоты, теряемое наружной поверхностью аппарата в окружающую среду Q₅, Дж, и Q¢₅, Дж,  определяют по формулам

     (5)  

     (6)

     где F₁, F₂,– площади соответственно корпуса и крышки сковороды, м²;

     a1, a¢1, a2, a¢2 – коэффициенты теплоотдачи от вышеуказанных поверхностей соответственно при нестационарном и стационарном режимах, Вт/(м²×град).

     3.1.1.4 Площади теплоотдающих поверхностей определяют по формулам:  

     ,             (7) 

     ,               (8) 

  м²,

м².

     3.1.1.5 Коэффициенты теплоотдачи от наружных теплоотдающих поверхностей определяют по формулам

                  (9) 

                 (10) 

                     (11) 

                (12) 

       Вт/(м²×град),

       Вт/(м²×град),

       Вт/(м²×град),

       Вт/(м²×град).

     Подставим полученные значения в формулы (5) и (6)

      Дж,

      Дж.

     3.1.1.6 Количество теплоты, расходуемое на разогрев конструкции при нестационарном режиме работы котла Q₆, Дж, определяют по формуле

                 (13)

     где М₁ – масса металлических элементов конструкции, имеющих температуру, близкую к температуре чаши, кг;

     М₂ – масса металлических элементов конструкции, имеющих температуру, близкую к температуре облицовки, кг;

     с_М – теплоемкость металла, Дж/(кг×град);

     К расчету следует принять  с_М = 461 Дж/(кг×град).

     Для расчета количества теплоты, расходуемого на разогрев конструкции, масса которой равна 65 кг, их них масса стоек равна 30 кг,    будем считать, что треть массы конструкции чаши имеет температуру, близкую к температуре внутри чаши, а две трети имеют температуру, близкую к температуре облицовки.

     3М₁=2М₂,                       (14)

     М=М₁+М_2,            (15)

     М₁=14 кг,

     М₂=21 кг.

      Дж.

     Подставим полученные значения в формулы (1) и (2)

     Q_ЗАТР=439746,6+1032640=1472386,6 Дж,

     Q’_ЗАТР=3033540+217100,6=3250640,6 Дж.

     3.1.1.7 Мощность, затраченная на проведение заданного технологического процесса соответственно при нестационарном P, Вт, и стационарном P¢, Вт, режимах определяется по формуле 

      ,           (16)

      ,                   (17)

       Вт,

       Вт.

     Принимаем мощность сковороды, равную 6000 Вт. 

3.2 Расчет нагревательного  элемента 

     Схема к расчету закрытого нагревательного  элемента (конфорки) изображена на рисунке 7. 

Рисунок 7 - Схема к расчету закрытого нагревательного элемента (конфорки)

     Исходные данные для расчета конфорки электрической приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Исходные данные для расчета конфорки

     3.2.1 Определяем коэффициенты теплопроводности  материалов:

     – для чугуна λ_М = 62,8 Вт/(м∙град)

     – для периклаза λ_из = 2,1 Вт/(м∙град)

     3.2.2 Конструктивно принимаем толщину  металлического корпуса δ_м=7∙10^-3 м и толщину электроизоляции δ_из=4∙10^-3 м.

     3.2.3 Конструктивно принимаем размеры  паза, в который укладывают спираль А = 2∙10^-2 м; В = 2∙10^-2 м.

     3.2.4 Определяем эквивалентный размер  паза, d_экв, м, по формуле

               (18)

     d_экв= (2/3,14)( 2∙10^-2+2∙10^-2)= 2,5∙10^-2 м.

     3.2.4 находим эквивалентный коэффициент  теплопроводности металлического корпуса и электроизоляционной массы λ, Вт/(м∙град)

     _,           (19) 

     = 5,5 Вт/(м∙град).

     3.2.5 Вычисляем величину К_П∙ΔТ, представляющую произведение коэффициента конфигурации на перепад температур в двухслойном материале. Расчет проводят для четырех значений шага спирали h по формуле

     К_П∙ΔТ          (20)

     где h – шаг спирали, м. значение h принимают произвольно, например h = 0.02 м; h = 0.04 м; h = 0.06 м и h = 0,08 м;

     d_сп – диаметр спирали, м, принимают 5∙10^-3 м;

     К_Н – коэффициент, учитывающий несимметричное расположение спиралей, К_Н = 0,85;

       – коэффициент, учитывающий отношение  теплопотерь нагревателя к его  мощности, .

     К_П∙ΔТ,

     К_П∙ΔТ,

     К_П∙ΔТ,

     К_П∙ΔТ.

     3.2.6 Определяют четыре значения удельной поверхности нагрузки на проволоке нагревателя, W_П, Вт/м², в зависимости от ее диаметра d, для выбранной мощности конфорки по формуле 

     W_П = ,           (21) 

     где p_t – удельное сопротивление проволоки, принимаем p_t = 1,1∙10^-6 Ом∙м;

     d – диаметр проволоки нагревателя, м, принимаем произвольно, например d = 6∙10^-4 м; d = 8∙10^-4 м; d = 10∙10^-4 м; d = 12∙10^-4 м. 

     W_П = Вт/м², 

     W_П = Вт/м², 

     W_П = Вт/м², 

     W_П = Вт/м². 

     3.2.7 Задаются расстоянием между витками спирали t, м и определяют относительное межвитковое расстояние t/d.

     Принимаем t = 6∙10^-4 м.

     3.2.8 Рассчитываем зависимость W’_П, Вт/м², по формуле 

     ,          (22) 

       Вт/м², 

       Вт/м², 

       Вт/м², 

       Вт/м². 

     3.2.9 Строим зависимость W_П = f (t/d), рисунок 8. Значения W’_П наносим на кривую, построенную по формуле (21). Для принятого шага h определяем оптимальное значение (W_П)опт и (t/d)опт.

Рисунок 8 – График к выбору оптимальных  величин W_П, t/d, h для закрытых нагревательных элементов

     Из  графика (рисунок 8) получаем

     h = 0,04 м, (W_П)опт=3,5∙10⁴ Вт/м², (t/d)опт=0,85.

     3.2.10 Находим диаметр проволоки спирали  d_пр, м, по формуле

                (24)

       м.

     3.2.11 Определяем сопротивление проволоки  R, Ом, из выражения

     ,            (25)

     Ом.

     3.2.12 Рассчитываем длину проволоки  l_пр, м, по формуле

     ,           (26)

      м. 

3.3 Расчет теплотехнических  и эксплуатационных  характеристик      аппарата 

     3.3.1 Определим производительность D, кг/с,  по формуле                                            

     D=m_п∙n∙z/T,           (27)

     где z – выход готового продукта, кг/кг, z=0,7 кг/кг;

     D=0,15∙20∙0,7/600=0,0035 кг/с.

     3.3.2 Удельный расход теплоты на  единицу готовой продукции q_т, Дж/кг, рассчитывают по формуле

     q_т=c_К∙Δt_v∙z+(1-z) r∙ε_r ,                   (28)

     Δt_v – среднеобъемная разность температуры продукта за время процесса,⁰С;

     ε_r – критерий фазового превращения,  ε_r=0,65;

     Δt_v=(t₃^К +t₄^К)/2 – t₃^Н,                   (29)

     Δt_v=(145 +85)/2 - 15= 100 ⁰С,

     q_т=3540∙100∙0,7 + (1-0,7)∙2226∙10³∙0,65 = 681870 Дж.

     3.3.3 Рассчитаем удельную металлоемкость  аппарата m_у, кг/м³, по формуле

     m_у=М/V_к,                                 (30)

     где V_к – объем рабочей камеры, м³, V_к=0,026 м³;

     m_у = 65/0,026 = 2500 кг/м³.

     3.3.4 Находят удельную энергоемкость  аппарата Э_у, кВт·ч/м³.

     Э_у=Р∙τ/ V_к,                                  (31)

     где τ – продолжительность процесса, ч,  τ =10 мин = 0,166 ч.

     Э_у=6∙0,166/0,026= 38,5 кВт·ч/м³.

     5) Коэффициент полезного действия  η, %, определяют по формуле

     η=Q’₁∙100 /Q_затр′ ,                                       (32)

     η=.

Заключение 

     Тепловая обработка — главный технологический процесс, в ходе которого образуются новые химические соединения и происходит изменение консистенции, формы и окраски продукта, его способности к растворению. Жарка в среде горячего воздуха наиболее лучший способ тепловой обработки.

     При жарке на открытой поверхности плиты тепло передается от жира продукту путем теплопередачи. Лучшей посудой для жарки являются чугунные сковороды и жаровни.

     Электрические сковороды более распространены и являются более безопасными, по сравнению с газовыми сковородами. Универсальными считаются сковороды с опрокидывающейся чашей и имеющие одну зону нагрева, в которых помимо жарки продуктов основным способом их также можно тушить, пассировать, бланшировать.

     В данном курсовом проекте была спроектирована сковорода электрическая секционно модульная. Был произведен расчет теплового баланса, в результате чего была определена мощность сковороды, которая составила 6 кВт. Был рассчитан нагревательный элемент: диаметр проволоки тэна равная 0,0007 м, общая длина проволоки конфорки 101,6 м. Производительность сковороды составила 0,0035 кг/с. Удельная энергоемкость аппарата равна 38,5 кВт·ч/м3. Был произведен расчет коэффициента полезного действия, который составил 90%. 

1. Улейский  Н.Т. Механическое и тепловое оборудование предприятий общественного питания.– Ростов-на-Дону: Феникс, 2000.
2. Вышелесский А. Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. – М.: Экономика, 1975.
3. Некрутман С.В.,Кирпичников В. П., Леенсон Г. Х. Справочник механика: (Общественное питание). – М.: Экономика, 1990. – 382 с.
4. Литвина Л. С., Фролова З. С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. – М.: Экономика, 1990.
5. Гуляев В.А. Обюорудование предприятий торговли и общественного питания. – М.: ИНФРА – М, 2002
6. Структура и правила оформление текстовых документов: Методические указания/ Порцев В.З. и др.; УрГЭУ. – 2005. – 54 с.
7. Расчет конструктивных параметров электрических нагревательных элементов и генераторов излучения. Методические указания к выполнению практической работы для студентов специальностей 170600 «Машины и аппараты пищевых производств» и 271200 «Технология продуктов общественного питания»: Методические указания / Порцев В.З.; УрГЭУ. – 2001. – 26 с.

              8  http://referats.qip.ru/referats/preview/81349/2

              9  http://www.vseki.ru/pekarnyj-shkaf.htm

            10  http://www.hardholod.ru/teplovoe-oborudovanie/klassifikaciya-teplovykh-  ap   paratov-i-ikh-struktura/