Група №22. Технологічне устаткування галузі. за 31.03.2020р.

Тема10. Теплове устаткування.
Тема уроку №39. Загальні відомості про теплове устаткування. Паливо і його види.

1. Класифікація теплових апаратів.

Теплові апарати класифікуються за такими ознаками:

•  технологічним призначенням;
•  температурним режимом;
•  джерелами тепла (видами енергоносіїв);
•  способом обігрівання робочих поверхонь і об'ємів;
•  ступенем автоматизації;
•  принципом роботи.

ЗА ТЕХНОЛОГІЧНИМ ПРИЗНАЧЕННЯМ теплові апарати поділяються на:

1.  універсальні (плити),
2. спеціалізовані (котли, сковорідки, фритюрниці, пекарні і жарильні шафи)
3. допоміжні, які використовуються в основному для підтримування їжі в гарячому стані (марміти, стійки, термоси).

В універсальних апаратах можна здійснювати паралельно різні технологічні процеси приготування їжі - варіння, смаження, випікання.
Спеціалізовані апарати призначені для виконання тільки одного процесу, у зв'язку з чим к поділяють ще за групами процесів на варильні (котли, автоклави, пароварільні шафи), смажільні (сковорідки, фритюрниці), теплові для смаження і випікання (пекарні і жарильні шафи), водогрійні і допоміжні

У ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМУ теплові апарати поділяються на:

1.  варильні апарати, в яких продукти піддаються тепловій обробці при температурі 100°С, що відповідає атмосферному тиску (харчоварильні котли),
2.  при температурі вище 100°С, що відповідає підвищеному тиску (автоклави)
3.  нижче 100°С, що відповідає пониженому тиску (вакуум-апарати).

ЗА СПОСОБОМ ОБІГРІВАННЯ теплові апарати поділяються на:

1.  апарати з безпосереднім обігріванням
2.  побічним обігріванням;
3.  контактні, в яких тепло від теплоносія до продукту передається безпосереднім контактом (пароварильні шафи).

В апаратах з безпосереднім обігріваням теплообмін між теплоносієм і термічно оброблюваним середовищем відбувається через роздільну стінку, поверхня якої є поверхнею нагрівання.
Оскільки температура горіння поточних газів і електронагрівників в цих апаратах коливається в межах 400 -1200°С, то на робочих поверхнях можуть утворюватися місцеві перегріви, що призводить до пригорання продуктів.
Прогресивнішими в технологічному відношенні є теплові апарати з побічним обігріванням, в яких теплообмін між джерелами тепла і оброблюваними продуктами здійснюється через проміжне середовище - теплоносій. Апарати з побічним обігріванням мають подвійні стінки, які утворюють замкнутий простір (сорочку), який заповнено проміжним теплоносієм.

У ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ЗАСТОСОВУВАНОГО ДЖЕРЕЛА ТЕПЛА всі теплові апарати поділяють на чотири групи:

1. електричні,
2. газові,
3. парові,
4. вогневі (твердо і рідкопаливні).

За видом технологічного палива визначаються конструкційні особливості апарата ( наприклад, в твердопаливних плитах, котлах, кип'ятильниках головним вузлом є піч, в пароварильних апаратах - парогенератор), але принципова будова і призначення теплових апаратів аналогічні.

ЗА ПРИНЦИПОМ РОБОТИ розрізняють апарати неперервної та періодичної дії.

В апаратах неперервної дії завантаження, теплова обробка і вивантаження відбуваються одночасно (апарат для випікання млинцевої стрічки, фритюрниця неперервної дії). В апаратах періодичної дії продукти спочатку завантажуються, потім піддаються тепловій обробці і тільки після її закінчення вивантажуються (харчоварильні котли, сковороди).

ЗА СТУПЕНЕМ АВТОМАТИЗАЦІЇ апарати поділяються на:

1. неавтоматизовані,
2. напівавтоматизовані
3. автоматизовані.

 В неавтоматизованих апаратах контроль за безпечною роботою і виконанням режиму обробки здійснює обслуговуючий персонал (твердопаливні і рідкопаливні плити); в напівавтоматизованих безпека роботи контролюється за допомогою спеціальних пристроїв, а режим теплової обробки продуктів - обслуговуючим персоналом (газові плити, газові котли з безпосереднім обігріванням); в автоматизованих апаратах контроль повністю здійснюється без втручання людини (електричні кип'ятильники)

2.Види і призначення палива.

Па́ливо— це горючі природні або штучні тверді, рідкі або газоподібні речовини, які при спалюванні слугують джерелом теплової енергії. Основною складовою частиною яких є вуглець.
Види палива (за агрегатним станом)діляться на:
- тверде(вугілля, торф, дрова);
- рідке(нафта);
- газоподібне(природний газ);
Види палива (за походженням)діляться на:
- природне– це добуте в такому вигляді, яке воно утворилося в природі;
- штучне– це добуте внаслідок переробки природного палива.
За призначенням паливо діляться на:
- енергетичне(те, яке використовують для виготовлення теплової енергії);
- технологічне– це високо подібне паливо і коксівне вугілля;
- місцеве(за міцним випробуванням);
- привізне.

Домашнє завдання. Опрацювати матеріал.
Контрольні запитання:1. За якими ознаками класифікують теплове обладнання?

2. Особливості роботи неавтоматизованих апаратів.

3. Переваги і недоліки секційно - модульного обладнання.

4. Які вимоги ставляться до конструкції теплових апаратів?

5.Які є види палива і де воно використовується ?

6.Що таке паливо?

Тема уроку №40.Загальні відомості про електричне устаткування. Електронагрівальні елементи.

1. Переваги та недоліки устаткування з електронагріванням

На підприємствах громадського харчування найбільшого поширення набули теплові апарати з електронагріванням. У порівнянні з апаратами, що працюють на газі, у апаратів з електронагріванням відсутнє полум'я, тому зменшується небезпека пожежі, відпадає необхідність у відведенні продуктів горіння (газоходів), пристроях газопроводів і приміщеннях для зберігання скрапленого газу.

Апарати з електронагріванням прості в експлуатації та регулюванні теплового режиму, мають компактні перетворювачі електричної енергії на теплову, уможливлюють автоматизацію теплового оброблення та секціонування, оперативний і точний облік витрат електроенергії, поліпшують санітарно-гігієнічні умови на підприємствах і мають відносно високий коефіцієнт корисної дії (к.к.д.). Електротеплові апарати надійні в експлуатації, а їх ремонт зводиться в основному до заміни електронагрівників.

До головних недоліків устаткування з електронагріванням слід віднести відносно велику вартість електроенергії та можливість ураження електричним струмом у разі неправильної експлуатації.

Основним елементом апаратів з електричним нагріванням є тепловий електронагрівальний елемент (ТЕН).

2. Електронагрівальні елементи.

Електронагрівальні елементи призначені перетворювати електричну енергію на теплову. При цьому використовується властивість провідників нагріватися під час проходження через них електричного струму. Електронагрівники можна розподілити на такі три групи:

1) перетворювачі електричної енергії на теплову;

2) перетворювачі електричної енергії на електромагнітні коливання, які в харчових продуктах безпосередньо перетворюються на теплову (надвисокочастотне та інфрачервоне нагрівання);

3) перетворювачі електричної енергії на електромагнітні коливання металевих поверхонь (індукційне нагрівання).

За видом провідника електронагрівники поділяються на провідники з металевим, з неметалевим опором та рідинні.

Провідниками з неметалевим опором є вугілля, графіт, карборунд тощо.

Рідинними провідниками є електроліти (водяний розчин солі, в тому числі вода). Вони використовуються рідко.

Електронагрівники з металевим опором за конструктивним оформленням поділяються на відкриті, закриті (з доступом повітря) і герметично закриті (без доступу повітря). Розподіл електронагрівників на три групи умовний і залежить від середовища, в яке вони поміщені. Так, електронагрівники з металевим опором під час роботи в повітряному середовищі випромінюють електромагнітні коливання і тому одночасно є інфрачервоними (14) генераторами. У рідинному середовищі за контактного нагрівання тепло в основному передається конвекцією і теплопровідністю, тому в даному разі електронагрівники з металевим опором належать до першої групи (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Електричні нагрівальні елементи: а — відкритий: 1 — плита чавунна; 2 — спіраль ніхромова; 3 — ізолятор фарфоровий; б — трубчастий: 1 — затяжна гайка; 2 — шайба; 3 — ізолятор фарфоровий; 4 — контактний стрижень; 5 — трубка; 6 — наповнювач; 7 — ніхромова спіраль; в — закритий: 1 — конфорка чавунна; 2 — кожух, 3 — ніхромова спіраль; 4 — теплова ізоляція; 5 — керамічна маса; г — лампа 14 нагрівання: 1 — контактні пластини; 2 — кварцова трубка лампи; З — ніхромова спіраль; 4 — керамічний ізолятор; д — нагрівник НВЧ нагрівання: 1 — катодні ніжки; 2 — мідні перемички; 3 — резонатори; 4— анод; 5, 8 — катод; 6 — коаксильні лінії; 7 — герметичний ковпак

На підприємствах громадського харчування в електротеплових апаратах найбільшого поширення набули електронагрівники з металевим опором. Для їх виготовлення використовують сплави нікелю з жаростійкими присадками: хромонікелеві (ніхром), залізо-хром-нікелеві (фехраль, хромаль).

Для безпеки в роботі і збільшення терміну служби спіралі укладають в ізоляційний матеріал, який має високий електричний опір, добру теплопровідність і незначну вологовбирну здатність. Як ізоляційні матеріали використовують периклаз, фарфор, слюду, кварцовий пісок, кераміку.

Відкриті нагрівальні елементи являють собою спіраль, поміщену в керамічні буси, або підвішені на фарфорові ізолятори, або укладені в пази керамічних панелей. Передавання тепла в них відбувається переважно випромінюванням. Відкриті нагрівальні елементи на підприємствах громадського харчування використовуються рідко.

Закриті нагрівальні елементи являють собою спіраль, яка добре проводить тепло, запресовану в електроізоляційну масу та поміщену в корпус. Вони захищені від механічних пошкоджень, але не ізольовані від зіткнення з повітрям. У закритих нагрівальних елементах тепло передається загалом теплопровідністю, за винятком трубчастих випромінювачів, в яких тепло передається випромінюванням. Закриті нагрівальні елементи надійніші та довговічніші порівняно з відкритими. їх недоліком є чутливість до тривалих перегрівів та окиснювання спіралей, що стикаються з повітрям. Вони використовуються в кавоварках, електросковородах, конфорках плит.

Герметично закриті трубчасті електронагрівальні елементи (ТЕНи) набули найширшого використання. Трубчастий елек-тронагрівник являє собою трубку із нержавіючої або вуглецевої сталі, всередині якої розміщено ніхромову спіраль. Кінці спіралі з'єднано зі сталевим контактним стрижнем, вільні кінці якого виведено на зовнішню поверхню і приєднано до електричної мережі. Для збільшення терміну служби трубку покрито нікелем або цинком. Нікель і цинк зменшують відкладання накипу на трубці. Для збільшення поверхні теплообміну трубку інколи оребрюють, і такий ребристий елек-тронагрівник називається РЕНом.

Форма трубчастого електронагрівника залежить від його розміщення та конфігурації апарата. Для підприємств громадського харчування випускають повітряні ТЕНи — для нагрівання камер шаф, водяні — для нагрівання води в парогенераторах, масляні — для підігрівання харчових жирів у фритюрницях та масла у масляних сорочках. ТЕНи розраховані на роботу тільки у визначеному середовищі.

Переваги ТЕНів такі: тривалий термін служби, компактність, економічність, можливість роботи в різних середовищах; недоліки — складність виготовлення та неможливість ремонту.

Запитання для самоперевірки 

1. Яке призначення теплогенеруючих пристроїв? 

2. У чому полягає призначення електронагрівачів? 

3. Які існують типи електронагрівачів, що застосовуються в теплових апаратах підприємств харчування? 

4. Як побудовані закриті електронагрівачі?

 5. Чим відрізняються відкриті електронагрівачі від закритих? 

6. У чому полягають переваги та недоліки герметично закритих електронагрівачів? 

7. Назвіть особливості конструкції силітових випромінювачів та галузь їх застосуванн. 

8. У яких апаратах підприємств ресторанного господарства використовуються закриті електронагрівачі, ТЕНи, ?