Любимова Ольга Ивановна Тепловое оборудование предприятий общественного питания

Вопросы для самоконтроля В чём заключается принцип работы фритюрницы непрерывного действия? Объясните принципиальную схему ИК-аппаратов непрерывного действия? В чём заключается принципиальная схема жарочного аппарата непрерывного действия с вертикальным транспортёром? Каким образом происходит регулирование технологических режимов? От каких факторов зависят формы рабочих камер таких аппаратов? 11. ВОДОГРЕЙНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. КОНСТРУКЦИЯ, БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ Цель занятия: ознакомиться с основными разновидностями водогрейного оборудования, выяснить особенности его конструкции и эксплуатации. Порядок выполнения задания Изучить теоретический материал. Вычертить схему оборудования (по заданию преподавателя) в масштабе 1,5:1. Ответить на вопросы самоконтроля. Теоретический материал Водогрейное оборудование классифицируется: - по виду получаемого конечного продукта (получение горячей воды, кипятка, совместно горячей воды и ки­пятка): кипятильники и водонагреватели; - по принципу действия: аппараты периодического и непрерывного действия; - по виду энергоносителя: твёрдотопливные, газо­вые, электрические, паровые аппараты; - по степени автоматизации: автоматизированные, полуавтоматизированные и неавтоматизированные аппараты; - по специфическим условиям эксплуатации: судовое оборудование, оборудование для вагонов-ресто­ранов. Водогрейное оборудование является одним из энер­гоёмких видов тепловых аппаратов, поэтому повышение эффективности его работы, снижение расходов топлив­но-энергетических ресурсов по предприятию в целом в большей мере зависят от конструктивных особеннос­тей используемого оборудования, рациональных режи­мов работы на нем и правил эксплуатации. 11.1. Кипятильники непрерывного действия Общим для этой группы аппаратов является принцип работы, ос­нованный на законе сообщающихся сосудов. На рисунке 43 сосуд А и сосуд Б соединены труб­кой В, т. е. сосуды А и Б являются сообщающимися. При работе кипятильника в сосуде А всегда будет хо­лодная вода, в сосуде Б — кипяток, отбираемый из вспомогательного сосуда Г или из верхней части сосу­да Б, и горячая вода. Следовательно, для того, чтобы получить горячую воду или кипяток в сосуде Б, необхо­димо к воде подвести определённое количество теплоты (электроэнергия, газ, твёрдое топливо, пар). При вклю­чении теплогенерирующего устройства от теплопередающих поверхностей (тэнов, стенок топок, поверхностей паровых нагревателей) происходит передача теплоты. При этом слой воды, прилегающий к теплопередающей поверхности, нагревается и имеет температуру значи­тельно выше средней температуры воды. Этот слой воды также имеет меньшую плотность, что и обеспечивает его подъём в вышележащий слой, имеющий большую плотность и меньшую температуру. С увеличением про­должительности подвода теплоты конвекция возраста­ет, вода в. сосуде Б имеет уже температуру существенно выше температуры в сосуде А. С увеличением темпера­туры возрастает коэффициент объёмного расширения воды и её уровень в сосуде Б начинает подниматься над уровнем в сосуде А, и часть воды переливается в сосуд Г (сборник кипятка). Поскольку эти сосуды соединены, то уровень воды немедленно выравнится за счёт поступ­ления холодной воды из водопровода. При увеличении конвекции с началом кипения воды на теплопередающих поверхностях образуется пар, который способствует турбулизации объёма воды. Наступает момент, когда под влиянием объёмного расширения воды, образую­щегося пара и интенсивной конвекции воды выталки­вается порция воды в сборник кипятка (в первый мо­мент некипяченой) через переливную трубу. При проек­тировании кипятильников особое внимание следует об­ращать на правильность выбора величины отрезка Е трубы над уровнем воды (I-I). Если этого отрезка не будет, то мы получим только горячую воду. Если он бу­дет значительно выше, то кипяток не будет переливать­ся в сосуд Г (сборник кипятка) (см. рисунок 43). Приведённый принцип устройства кипятильников и процессы, происходящие при их работе, реализованы во всех конструкциях, имеющих различные теплогенерирующие устройства. Кипятильники раз­личаются между собой производительностью, размера­ми, конструкцией теплогенерирующих устройств. Все кипятильники имеют следующие основные части: пита­тельную коробку, водонагреватель и сборник кипятка. Рисунок 43 – Принципиальная схема устройства кипятильника: 1 – кипятильный резервуар; 2 – сбор­ник кипятка; 3 – подводящий водо­провод; 4 – шар-поплавок; 5 – пере­кидная труба; 6 – кран отбора горя­чей воды; 7 – кран отбора кипятка; 8 – теплогенерирующее устройство; 9 – питательная трубка; 10 – корпус Наиболее распространённые схемы кипятильников непрерыв­ного действия представлены на рисунке 44. Питательные коробки, предназначенные для установки и поддержания требуемого уров­ня воды при помощи поплавкового клапана, в этих схемах раз­личны: кольцевая, встроенная в аппарат (см. рисунок 44, а); коробчатая выносная (см. рисунок 44, б) и кольцевая, встроенная в виде экрана всей наружной стенки кипятильника (см. рисунок 44, в). Рисунок 44 – Схема кипятильников непрерывного действия: а – электрических; б – газовых с боковым отводом продуктов сгорания; в – газовых с вертикальным отводом; 1 – питательная коробка; 2 – кипятильный объём; 3 – переливная трубка (или щель); 4 – сигнальная трубка уровня; 5 – поплавковый клапан; 6 – кран разбора кипятка; 7 – кран разбора горячей воды; 8 – паровая трубка; 9 – дымоотводящий канал; 10 – газовая горелка; 11 – топочная камера; 12 – газоходы; 13 – водяной экран; 14 – циркуляционные трубы; 15 – тэны Кипятильные объёмы в этих аппаратах также различаются по конструкции. В кипятильниках, представленных на рисунке 44, кипятильный объём представляет собой лишь наиболее нагретую зону нагревателя, расположенную непосредственно над ТЭНами; в кипятильниках, скомпонованных по схеме б, — это специ­альная ёмкость, а в схеме в — это щелевая кольцевая по­лость. Во всех кипятильниках питательные коробки соединены с кипятильными объёмами и, следовательно, являются сообщаю­щимися сосудами. Поплавковый клапан поддерживает постоянный уровень в пи­тательной коробке. Точно такой же уровень (при общей температуре жидкости в кипятильнике, равной температуре холодной воды) в соответствии с принципом сообщающихся сосудов уста­навливается в переливной трубке. При кипении в зоне перелив­ной трубки плотность воды в результате изменения температуры и степени насыщения пузырьками значительно уменьшается, а уровень её соответственно повышается. Кроме того, поднимаю­щиеся пузырьки пара захватывают кипячёную воду и образуют фонтан, что способствует перебросу кипятка через край перелив­ной трубки (схема в) в сборник кипятка. Правильно отрегулированный шар-поплавок должен обеспечивать расстояние от уровня холодной воды до края переливной трубки 60...80 мм. Если уровень будет выше, т.е. расстояние до края переливной трубки меньше, то в сборник будет перебрасы­ваться некипячёная вода, а если ниже — то кипятильник будет работать в режиме, близком к дистилляции, и его производитель­ность резко упадёт. Электрические и паровые кипятильники скомпонованы по одной схеме. В паровых кипятильни­ках в водогрейном объёме вместо тэнов устанавливают либо змеевиковый, либо кожухотрубный паровой теплообменник (см. рисунок 45). При этом в твёрдотоп­ливных аналогах вместо газовой горелки устанавливают колосни­ковую решётку, под которой размещается зольниковая камера. Топ­ку и зольник оборудуют специальными дверцами. При вертикальной схеме дви­жения продуктов сгорания обеспе­чивается удобная компоновка теплогенерирующей части кипятиль­ника. В этом случае газогорелочное устройство или твёрдотопливный теплогенератор из­готовливают в виде подставок к ос­новной универсальной теплообменной части. Рисунок 45 – Принципиальная схема паровых кипятильников непрерывного действия: а – змеевикового; б – кожухотрубного; 1 – змеевик; 2 – продувочный кран; 3 – конденсатоотводчик; 4 – кожухотрубный теплообменник 11.2. Водонагреватели непрерывного действия Водонагреватели непрерывного действия пред­ставляют собой проточную систему, состоящую из емкостей, в нижнюю часть каждой из которых под сетевым давлением подаёт­ся вода из системы холодного водоснабжения, а из верхней части отводится горячая вода. Такое размещение патрубков обеспечивает совмещение тепловых потоков, определяемых принудительной и естественной конвекцией и стабилизирующих температуру воды на выходе. В тех случаях, когда проточный водонагреватель включается и безнапорную гидравлическую систему, его подключают через специальный напорный бак, обеспечивающий минимально необходимое давление воды на входе за счёт геометрического напора. При использовании всех видов энергоносителей необходимы экомичная компактная компоновка водонагревателя с минимальными габаритными размерами и металлоёмкостью. Основой электрических водонагревателей является водогрейная ёмкость 1 (см. рисунок 46), в которой положен пучок тэнов 3. Вода нагревается, проходя между нагретыми трубками тэнов. В настоящее время серийно пускают водонагреватели, скомпонованные по указанной схеме, различающиеся лишь производительностью. Рисунок 46 – Принципиальная схема электрических проточных водонагревателей: 1 – водогрейная ёмкость; 2 – теп­ловая изоляция; 3 – тэны; 4 – во­дяной кран Известны водонагреватели с электродным нагревом (рисунок 47), характеризующиеся высокой компактностью и оригинальным способом регулирования мощ­ности. Вода, проходя между электрода­ми 5, включается в электрическую цепь и как резистивный элемент нагревается. В зависимости от площади электродов меняется подведённая мощность. Актив­ную поверхность электродов изменяют путём механического регулирования сте­пени экранирования электродов с по­мощью экрана 4 и тяги 2. Массовое использование электродных нагревателей сдерживается существен­ными недостатками этой конструкции. К ним относятся: высокая электроопас­ность и особые требования к корпусу 3 из диэлектрического материала (см. рисунок 47); невы­сокая стабильность рабочих параметров при неравномерном разборе горячей поды (электрическое сопротивление поды падает с ростом температуры, что приводит к увеличению потребляемой мощности). Рисунок 47 – Принципиальная схема электрического водо­нагревателя с электродным нагревом воды: 1 – наружный кожух; 2 – тяга; 3 – внутренний корпус из диэлектрического материа­ла; 4 – экран; 5 – электроды Электрические схемы электронагре­вателей непрерывного действия предусматривают выполнение следующих функций: коммутацию с элек­тросетью; автоматическое ограничение верхнего уровня темпера­туры горячей воды на выходе из нагревателя; отключение нагрева­тельных элементов в случае «сухого хода» тэнов (оголение их поверхности при недостаточном количестве воды) и при появлении потенциала на корпусе. На серийно выпускаемых электрических водонагревателях для поддержания заданной температуры горячей воды предусматривают терморегуляторы манометрического типа (термосигнализатopы) TC-100. Для защиты тэнов от «сухого хода» используют реле уровня электродного типа. Паровые водонагреватели получили наибольшее применение в виде змеевиковых и кожухотрубных (см. рисунок 48). Змеевиковый водонагреватель (см. рисунок 48, а) получил своё наименование по названию основного теплообменного устройства — змеевика, т.е. трубки для транспортировки пара, выполненной в виде спирали. Для более полной конденсации пара в змеевике и исключения возможности возникновения пролётного пара за змеевиком устанавливают конденсатоотводчик. С целью удаления воздуха и остатков конденсата в теплообменнике при пуске аппарата предусмотрен продувочный кран. Змеевик размещают вертикально по отношению к оси спирали. Пар подают в верхнюю часть змеевика и отводят снизу. В этом случае образующийся конденсат движется под действием силы тяжести под уклоном, определяемым шагом витка спирали. Taким образом обеспечивается попутное движение пара и конденсата, исключающее скопление паровых пробок в змеевике. Для эффективного использования водонагревателя обычноно подключают к участку паропровода с повышенным давлением 300...400 кПа (2...3 атм), что с большим запасом соответствует условиям прочности и герметичности стандартных труб, и которых изготовливают змеевики. При этом температура поверхности змеевика близка к температуре насыщения (ts = 130... 135 °С), соответствующей давлению и обеспечивает максимальную производительность. Кожухотрубный проточный паровой водонагреватель (см. рисунок 48, б) характеризуется тем, что водогрейная ёмкость 1 делится на две части и соединяется между собой пучком параллельно расположенных труб 7, в межтрубное пространство которых поступает влажный насыщенный пар. Направления водяного и парового потоков организованы так же, как и в змеевиковом водонагре­вателе. Число труб, их диаметр и способ расположения обусловлены требуемой площадью поверхности нагрева, зависящей от рабочих параметров водонагревателя — мощности, производительности, реализуемой разности температур, давления насыщения и т.д. Однотрубный водонагреватель — это теплообменник типа «труба в трубе» и может рассматриваться как частный случай кожухо­трубного, когда вместо пучка труб применена только одна. Такой во­донагреватель используют в тех случаях, когда не требуется большой компактности. Чаще всего такие паровые водонагреватели предста­вляют собой узел сложной машины или теплообменного аппарата. Рисунок 48 – Принципиальная схема парового проточного водонагревателя: а – змеевикового; б – кожухотрубного; 1 – водогрейная ёмкость; 2 – змеевик; 3 – патрубок разбора горячей воды; 4 – тепловая изоляция; 5 – конденсатоотвод; 6 – продувочный кран; 7 – пучок теплообменных труб; 8 – паровое межтрубное пространство Пластинчатые паровые водонагреватели используют в различ­ных отраслях. Опыт эксплуатации пластинчатых теплообменников в качестве пастеризационно-охладительных агрегатов свидетель­ствует об их неоспоримых преимуществах, таких как высокая ком­пактность; развитая поверхность теплообмена; заложенная в кон­струкцию турбулизация потока нагреваемой среды и, следователь­но, интенсификация теплообмена; высокая степень унификации конструкций при изменении производительности аппарата; тех­нологичность изготовления; удобство монтажа; ремонтопригод­ность благодаря возможности разборки аппарата. Последний фактор особенно важен для водонагревателей, так как он позволяет эффективно удалять накипь с пластин, выде­лившуюся в процессе эксплуатации. Пластинчатые теплообменники (см. рисунок 49) комплектуются из выштампованных из нержавеющей стали пластин 7. Рисунок 49 – Пластинчатый теплообменник: а – общий вид; б – пластины; 1 – пластина; 2 – станина; 3 – резиновые прокладки; 4 – выступ пластины Пластины монтируются на станине 2 и образуют своеобразный «пакет». Штампован­ная поверхность пластин имеет спе­циальные выступы, которые обра­зуют многочисленные каналы и турбулизируют поток. Уплотнение пла­стин осуществляют прокладками 3 из термостойкой пищевой резины, приклеенными по периферии. Для задания способа движения теплоносителя пластины компону­ют в группы. Аппараты могут быть разборными или полуразборными, когда пластины попарно сварены. Последний вариант целесообразен для создания паровой полости, так как в ней практически не образуется накипи. Газовые проточные водонагреватели имеют водогрейную ёмкость 7 (см. рисунок 50). Она герметична и представляет собой проточную систему, в нижнюю часть которой через водяной кран подаётся холодная вода, а через патрубок 6 нагретая вода отводится к потребителю. Для обеспечения автоматического режима работы проточных водонагревателей газовая горелка подключена к системе газоснабжения посредством терморегулятора и термомагнитного клапана. Термомагнитный клапан выполняет все функции газовой автоматики безопасности, отключающей подачу газа к горелке в случае загасания запальника 9. Датчиком пламени служит горячий спай 13 хромель-копелевой термопары. Терморегулятор выполняет функции автоматики peгулирования, поддерживая уровень воды на выходе из водонагревателя не выше 80... 90˚С. В терморе­гуляторе используют датчики дилатометрического типа. Дилато­метрический датчик состоит из двух сплавов с различными коэф­фициентами термического расширения, что чаще всего приводит к изгибу биметаллической пластины при нагреве. Рисунок 50 – Принципиальная схема ёмкостных проточных газовых водонагревателей: 1 – водогрейная ёмкость; 2 – термометр; 3 – газоход; 4 – турбулизатор; 5 – жаровая труба; 6 – патрубок отбора горячей воды; 7 – водяной кран; 8 – топка; 9 – запальник; 10 – инжекционная газовая горелка; 11 – дилатометрический терморегулятор; 12 –термомагнитный (электромагнитный) клапан; 13 – горячий спай термопары; 14 – дилатометрический датчик терморегулятора; 15 – переносной запальник Водонагреватели надёжны в работе, просты в обслуживании, рассчитаны на работу под давлением воды в водогрейном объёме до 600 кПа (5 атм), что в реальных условиях фактически невозмож­но, так как эксплуатация системы разрешена лишь при открытом контуре линии разбора горячей воды. Они устойчиво работают на самотяге при разрежении в газоходе не менее 5 Па (50 мм вод. ст.). Вопреки принятой в общественном питании системе индекса­ции тепловых аппаратов в качестве основного параметра для во­донагревателей типа АГВ указывается их вместимость. Это объяс­няется тем, что такие аппараты впервые были разработаны и изго­товлены для бытовых целей. Производительность водонагревателей ЛГВ-80 составляет около 65 кг/ч, а АГВ-120 до 180 кг/ч. Для во­донагревателей этого типа характерны такие недостатки, как боль­шие габаритные размеры, масса и длительный период разогрева. Трубчатые проточные водона­греватели (колонки, см. рисунок 51) применяются и быту, на предприятиях малой мощности, а также на передвиж­ных предприятиях общественного питания. Отличительная положительная особенность этих водонагревателей по сравнению с ёмкост­ными — их безынерционность, так как продолжительность разогрева воды с момента включения не превышает 1...2 мин. Это обеспечивает рациональное расходова­ниие газообразного топлива и возможность оперативного регулирования температуры воды на выходе. Теплообменником служит тонкая медная трубка диаметром 8 – 12 мм, образующая змеевик. Рисунок 51 – Принципиальная схема бытового проточного газового водонагревателя: 1 – блок-кран; 2 – газовая горелка; 3 – змеевик; 4 – оребрённая часть змеевика; 5 – медная стенка; 6 – дымоотводящий канал; 7 – кожух; 8 – датчик пламени; 9 – запальник; 10 – кран запальника; 11 – кран горелки В зоне топочной камеры трубка припаяна к плоской медной стенке 5 воронкообразной формы, предназначенной для увеличения поверхности нагрева, так как она работает как плоское тепловое ребро. Кроме того, стенка формирует топочный объём водонагре­вателя. В верхней части змеевик расположен в горизонтальной плос­кости и более чем на 60 % перекрывает сечение газохода. В целях развития тепловоспринимающей поверхности змеевик выполнен с оребрением 4. В топке установлена многоколосниковая инжекционная газовая горелка 2 в блоке с запальником 9 и датчиком пламени 8. Вода и газ включаются посредством блок-крана 1, который выключает основную горелку только в том случае, если вода на входе имеет давление не ниже допустимого. Блок-кран также ав­томатически перекрывает подачу газа в случае падения давления воды при эксплуатации; то же самое происходит в случае аварий­ного загасания запальника и охлаждения датчика пламени. Энергетически конструкция совершенна, так как КПД в ста­ционарном режиме работы составляет не менее 70 %. Не более 25 % полезной теплоты продукты сгорания газа передают в топоч­ной камере; остальная полезная нагрузка приходится на газоход. Водонагреватели данного типа хорошо зарекомендовали себя за долгие годы эксплуатации. Серьёзными недостатками этой конст­рукции являются малое проходное сечение водяного канала и, как следствие, высокая чувствительность к накипи, а также сравни­тельно высокая стоимость аппарата, определяемая использовани­ем при изготовлении большого количества меди. Характерные особенности водонагревателя — большой топочный объём и малая длина газохода. Последний недостаток компенсируется развитой по­верхностью теплообмена в газоходе, достигаемой в результате плот­ного оребрения змеевика прямоугольными медными пластинами.

Похожие:

	Методическое пособие по применению принципов хассп предприятиями,оказывающими... В данном пособии рассматривается хассп – система управления безопасностью пищевой продукции, основанная на определении возможных...		Вопросы к экзамену пм 06 Организация работы структурного подразделения... Отраслевые особенности предприятий индустрии питания, их функции и основные направления деятельности
	Учебное пособие Хабаровск 2015 Технология продукции и организация общественного питания всех форм обучения (прикладной и академический бакалавриат) / сост. Л. П....		Вопросы для экзамена Современное состояние и перспективы развития общественного питания. Коммерческие и социальные задачи общественного питания в условиях...
	Республики Хакасия «Училище (техникум) олимпийского резерва» Отраслевые особенности организаций (предприятий) общественного питания, перспективы и направления развития		Программа практики для студентов специальности 260501. 65 «Технология... Практика – важный этап учебного процесса подготовки специалиста в области технологии и организации общественного питания
	«Оборудование торговых предприятий» Учебно-методическое пособие по дисциплине «Оборудование торговых предприятий» для студентов направления подготовки 080100. 62 «Экономика»...		Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология продукции общественного питания» Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология продукции общественного питания» разработан для студентов 3,4 курса по направлению...
	Административный регламент предоставления муниципальной услуги «Выдача свидетельств о внесении в торговый реестр предприятий торговли и общественного питания на территории муниципального образования...		Построение и порядок пользования Сборником рецептур блюд и кулинарных... Эти положения отражены в Федеральном законе о качестве и безопас­ности пищевых продуктов (от 2 января 2000 г.). Целью государствен­ной...