Конвектоматы и пароконвектоматы

Конвектоматы и пароконвектоматы – это аппараты с принудительной циркуляцией греющей среды в рабочей камере. В конвектоматах в качестве греющей среды используется паровоздушная смесь. Некоторые конвектоматы имеют систему увлажнения. В пароконвектоматах в качестве греющей среды используется пар.

Деление на конвектоматы и пароконвектоматы условное и не всегда возможно, так как большинство пароконвектоматов имеют дополнительно возможность осуществлять тепловую обработку продуктов в паровоздушной среде.

В аппаратах с принудительным движением регулируемой паровоздушной среды можно осуществлять практически все виды тепловой обработки от варки на пару до жарки, а также размораживание и разогрев полуфабрикатов высокой степени готовности. Искусственное увлажнение греющей среды с помощью собственного парогенератора или водяной форсунки позволяет избежать излишних потерь влаги изделиями, что повышает их качество.

В доготовочных и специализированных предприятиях общественного питания используют в основном конвектоматы и пароконвектоматы периодического действия на электрообогреве небольшой производительности, а в крупных доготовочных предприятиях и заготовочных фабриках – высокопроизводительные.

Конвективная тепловая обработка пищевых продуктов реализуется за счет создания в рабочей камере вынужденного турбулентного движения паро-воздушной смеси. Увлажнение греющего воздуха происходит либо естественно, за счет испарения влаги, выделяющейся из продукта, либо принудительно, за счет подачи в аппарат мелкодисперсной воды или полученного в парогенераторе пара.

Увеличение скорости движения греющей среды приводит к увеличению конвективной составляющей коэффициента теплоотдачи и снижению температуры греющей среды. Увеличение коэффициента теплоотдачи приводит к сокращению времени тепловой обработки, а мягкий обогрев с меньшими температурными уровнями благоприятно сказывается на качестве кулинарной продукции.

При теплообмене, определяемом естественной конвекцией, в большинстве случаев преобладает лучистая составляющая. В результате взаимного экранирования, за счет разноудаленности от нагретых стенок рабочей камеры и нагревательных элементов создается значительная неравномерность нагрева кулинарных изделий. Естественно, это не может не затруднить реализацию технологического процесса, нацеленного на приготовление партии кулинарных изделий примерно одинакового, достаточно высокого качества.

Резко (с помощью вентилятора) увеличив скорость движения греющей среды, кроме значительного увеличения доли конвективной составляющей коэффициента теплоотдачи, достигается эффект выравнивания температурного поля в рабочей камере, что позволяет разместить в ней большую партию обрабатываемых изделий на нескольких противнях, автоматизировать процесс нагрева и, в итоге, значительно увеличить производительность.

Аппараты с принудительным движением теплоносителя состоят, как правило, из теплоизолированной рабочей камеры, теплогенерирующего устройства, вентилятора и системы каналов для организации движения теплоносителя.

В зависимости от схемы организации движения теплоносителя в рабочей камере различают конвективные аппараты с последовательным и параллельным движением (рис.8.41 а, б). При последовательной схеме движения теплоносителя происходит интенсивный нагрев изделий, расположенных в первой секции, в то время как последующие, и особенно изделия в последней секции, будут нагреваться менее интенсивно. Соответственно для аппаратов периодического действия схема с последовательным движением теплоносителя неприемлема.

Достаточно высокой равномерностью нагрева характеризуются шкафы с параллельным движением греющей среды в рабочей камере. При этом оно может быть организовано, относительно противня с изделием, продольным, поперечным, смешанным и сложным (рис.8.41 в, г, д, е).

Установка противней в рабочей камере может быть предусмотрена как неподвижная, так и установка их в кассетах или стеллажах, которые вращаются во время тепловой обработки (рис. 8.41 е). Принудительное параллельное движение греющей среды в рабочей камере в сочетании с вращением противней с изделиями, обеспечивает практически идеальную равномерность нагрева всех изделий на противнях.

Из опыта создания аппаратов конвективного типа следует, что расстояние между противнями, то есть высота яруса, обычно составляет от 40 до 60 мм, что предопределяется возможностью размещения и тепловой обработки большинства обрабатываемых продуктов. В отдельных случаях, когда требуется произвести обработку крупнокусковых полуфабрикатов, часть противней (через один) изымается из камеры. В этом случае высоте яруса увеличивается до 100 ¸140 мм.

Для обеспечения турбулентного режим течения теплоносителя омывающего обрабатываемые изделия оптимальная скорость в рабочей камере конвективного аппарата должна составлять от 1 до 3 м/с.

В конструкциях аппаратов с неподвижными противнями для улучшения равномерности нагрева предусматриваются установка турбулизаторов в нагревательном канале и отклоняющих пластин после выходных отверстий. В этом случае не только выравнивается температура поступающего потока, но и сам поток направляется под определенным углом к поверхности изделий, что позволяет значительно интенсифицировать процесс тепловой обработки.

Конвектоматы, в сравнении с аппаратами, работающими при естественной конвекции, обладают следующими преимуществами: – равномерный нагрев продукта вне зависимости от его расположения в объёме рабочей камеры; – увеличение выхода готового продукта минимум на 15%; – экономия электроэнергии до 30%; – сокращение времени приготовления до 50%; – малая инерционность (выход на рабочую температуру не более чем за 3…5 минут).

Для обоснованного выбора геометрических параметров элементов каналов при организации движения теплоносителя с целью получения равномерной его раздачи в рабочей камере при параллельном движении необходимо рассмотреть взаимодействие притока и вытяжки. Анализ работы канала постоянного сечения с отверстиями равной площади по длине канала показывает, что максимальное количество проходит через последние по ходу движения воздуха отверстия. Это наглядно представлено на рис. 8.42, на котором приведены эпюры распределения расходов воздуха по высоте рабочей камеры.

Из рисунка видно, что для обеспечения равномерного нагрева изделий размещенных на разных по высоте камеры противнях необходимо добиться равномерной раздачи не только притока, но и вытяжки при их совместной работе. Одним из наиболее распространенных способов достижения этой цели является подбор площадей отверстий по высоте канала. Так, для всасывающего канала, имеющего девять рядов отверстий, соотношение площадей сверху вниз соответствует: 100, 77, 53, 33, 28, 19, 17, 14, 13%, т. е. площадь отверстий, ближайших к вентилятору должна быть минимальной. Для нагнетательного канала эта зависимость должна быть обратной. Причем суммарная площадь отверстий нагнетательного и всасывающего каналов должна быть одинаковой.

Внутри теплоизолированной камеры (сбоку или снизу) монтируют крыльчатку вентилятора, которая прогоняет теплоноситель через блок электронагревателей (обычно тэнов), после чего системой каналов и перепускных отверстий нагретый теплоноситель направляется в рабочую камеру на полки с обрабатываемым продуктом.

В пароконвектоматах увлажнение греющей среды обычно осуществляется с помощью парогенератора, который подает пар в циркулирующий в аппарате теплоноситель перед вентилятором или блоком электронагревателей. В некоторых конструкциях конвективных аппаратов увлажнение греющей среды осуществляется с помощью водяной форсунки впрыскивающей воду на крыльчатку вентилятора, которая им распыляется до мелкодисперсного состояния.

В качестве примера рассматриваются конструкции типовых конвективных аппаратов.

Печь малогабаритная электрическая ПМЭ-20

Печь предназначена для выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий в предприятиях общественного питания и пекарнях малой мощности. Она представляет собой аппарат с принудительной конвекцией (рис. 8.43). Тепловая обработка изделий происходит в потоке горячей паровоздушной среды со смешанным движением теплоносителя. Теплоноситель из рабочей камеры через сетчатое ограждение всасывается вентилятором размещенным на задней стенке и нагнетается им через блоки тэнов и нагнетательные боковые каналы в рабочую камеру.

Печь установлена на подставке с двумя дверями. Рабочая камера теплоизолирована и закрывается дверью имеющей смотровое стекло для наблюдения за процессом выпечки. Дверь имеет электрическую блокировку, и работа печи возможна только при закрытой двери. При открывании двери концевой выключатель размыкает свой контакт посредством подпружиненной тяги, при повороте на открытие ручки двери. Внутри рабочей камеры расположены стеллажные стенки для размещения противней с изделиями.

Слева от рабочей камеры смонтирована панель управления, на которую выведены: ручка автоматического выключателя для подключения к электрической сети; кнопка включения увлажнителя; шкала термометра, показывающего температуру в рабочей камере; лимбы терморегулятора и реле времени; сигнальные лампы.

За отсеком с приборами управления расположен отсек с электроаппаратурой, в котором размещены: магнитные пускатели, плавкий предохранитель, тепловое реле и датчик-реле температуры (термоограничитель). Термобаллоны термометра, терморегулятора и термоограничителя установлены в левом нагнетательном канале после блока тэнов один под другим.

Увлажнение теплоносителя в рабочей камере осуществляется включением соленоидного клапана. При этом вода из водопровода по трубопроводу подается к водяной форсунке, подающей воду на крыльчатку вентилятора. Излишки воды сливаются через специальную дренажную трубу выведенную наружу с левой нижней стороны печи.

Процесс тепловой обработки в печи автоматизирован с помощью системы управления и сигнализации. Выпечка хлебобулочных и кондитерских изделий производится на противнях, установленных на стеллажную стенку. Необходимая температура в рабочей камере устанавливается на лимбе терморегулятора. Время выпечки устанавливается на реле времени.

Принципиальная электрическая схема печи приведена на рис. 8.44. Для включения печи необходимо включить на панели управления автоматический выключатель Q и обеспечить замыкание конечного выключателя ВК, для чего следует закрыть дверь пекарной камеры. При этом загорается сигнальная лампа Н1 и включается магнитный пускатель К1, контакты которого включают электродвигатель вентилятора М, магнитный пускательК2 и сигнальную лампу Н2. Магнитный пускатель К2 включившись замкнет свои контакты и подключит тэны Е1…Е6. Терморегулятор В1 устанавливается на требуемую температуру выпечки.

Когда температура в печи достигает установившегося заданного значения, контакт терморегулятора В1 разомкнется и отключит магнитный пускатель К2 и соответственно тэны Е1…Е6. При этом сигнальная лампа Н2 гаснет, извещая о готовности печи к работе.

В случае выхода из строя терморегулятора В1 для защиты от перегрева печь имеет дополнительно термоограничитель В2, отключающий магнитный пускатель К2 и соответственно тэны Е1…Е6 и сигнальную лампу Н2 при достижении предельной температуры (320 ºС).

После установки в стеллажной стенке печи противней с тестовыми заготовками закрывают дверь и задают время тепловой обработки на реле времени РВ. При этом загорается сигнальная лампа Н3. Увлажнение греющей среды осуществляется нажатием на кнопку S2. При этом происходит открывание электромагнитного клапана Эм и вода поступает в распылительную форсунку. Нажатие на кнопку производится 2..4 раза в течение 5…10 с.

По истечении установленного времени выпечки размыкается контакт реле времени РВ и гаснет сигнальная лампа Н3. Одновременно звенит звонок извещающей об окончании процесса выпечки.

Кондитерская электрическая печь КЭП-400

Печь предназначена для выпечки широкого ассортимента мелких хлебобулочных и кондитерских изделий. Она представляет собой шкаф (рис. 8.45), разделенный на две части и состоящий из металлического каркаса с облицовкой из листовой стали. В левой половине помещены трубчатые электронагреватели, вентилятор, парогенератор и система управления и сигнализации, а в правой части − теплоизолированная минеральной ватой рабочая (пекарная) камера с дверью.

Процесс тепловой обработки в печи автоматизирован с помощью системы управления и сигнализации. Выпечка хлебобулочных и кондитерских изделий производится на листах-подиках, установленных на стеллажную тележку, которая после расстойки уложенных на листы тестовых заготовок вкатывается в рабочую камеру печи. В пекарной камере тележка фиксируется и центрируется снизу шариком, а сверху сцепляется с механизмом вращения тележки, который находится на потолке рабочей камеры. Механизм приводит тележку во вращение на время выпечки изделий.

Механизм вращения тележки состоит из электродвигателя, двухступенчатого червячного редуктора, муфт сцепления и захвата. Поскольку тележку можно выкатить из рабочей камеры только в определенном положении, вращательный механизм оборудован муфтой свободного хода, позволяющей установить тележку в нужном положении.

Дверь рабочей камеры имеет электрическую блокировку, и работа печи возможна только при закрытой двери. При открывании двери установленный над дверью концевой выключатель автоматически прерывает электрическую цепь управления, вследствие чего вращательный механизм и вентилятор останавливаются и нагревательные элементы выключаются. Печь запускается снова, если дверь закрыть и зафиксировать запором.

В нижней части левой половины печи расположен парогенератор, который состоит из массивных чугунных плит, нагреваемых тэнами. Для защиты от перегрева парогенератор оборудован термоограничителем (термореле), отключающим нагревательные элементы при достижении предельной температуры. Подача воды в парогенератор производится электромагнитным клапаном, управление которым осуществляется нажатием на кнопку подачи воды. Получаемый пар из парогенератора поступает в рабочую камеру печи, а при необходимости и в расстоечный шкаф. Излишки пара удаляется из пекарной камеры через вентиляционную трубу.

В комплект печи входят шесть стеллажных тележек, на которых происходят расстойка, выпечка изделий, транспортировка на небольшие расстояния тестовых заготовок и готовых изделий, а также расстоечный шкаф, который представляет собой теплоизолированный корпус, обогреваемый снизу двумя тэнами.

Время выпечки устанавливается на реле времени. По истечении установленного времени выпечки подаются звуковой и световой сигналы. Для наблюдения за процессом выпечки служит вделанное в дверь смотровоеокно. Пекарная камера освещается встроенными в камеру двумя лампами.

Принципиальная электрическая схема печи приведена на рис. 8.46. Автоматические выключатели Q1...Q5 установлены в отдельном выносном распределительном щите, расположенном в непосредственной близости от печи. Первый Е1…Е12 и второй Е13…Е24 блоки тэнов расположены в нагревательной камере. В парогенераторе расположены тэны Е25…Е36. Электродвигатель механизма вращения тележки М1, а электродвигатель вентилятора М2.

Для включения печи необходимо включить на распределительном щите автоматические выключатели Q1...Q5 и обеспечить замыкание конечного выключателя ВК, для чего следует закрыть дверь пекарной камеры. Установить термореле В2 на требуемую температуру выпечки, включить переключатель S1 на I ступень и тумблер S5. При этом включаются двигатели механизма вращения тележки М1, вентилятора М2 и тэны парогенератора Е25…Е36. Одновременно загораются сигнальные лампы Н1, Н2, Н5 и осветительные лампы Н9, Н10.

Перевести переключатель S1 на II ступень и включить тумблеры S6, S7. При этом включаются тэны нагревательной камеры Е1…Е24 и загораются сигнальные лампы Н3, Н4.

Когда температура в печи достигает установившегося заданного значения, контакт терморегулятора В2 разомкнется и отключит магнитные пускатели К1, К2 и соответственно тэны Е1…Е24. При этом зеленые сигнальные лампы Н3,Н4 гаснут, извещая о готовности печи к работе.

Для защиты от перегрева парогенератор оборудован термореле В1, отключающим магнитный пускатель К3 и соответственно тэны Е25…Е36 и зеленую сигнальную лампу Н5 при достижении чугунными плитами предельной температуры. При нажатии на кнопку S4 происходит открывание электромагнитного клапана Эм и вода поступает в парогенератор.

Клапан следует держать открытым короткое время, так как слишком большое количество воды приводит к переохлаждению чугунных плит. Наилучший результат достигается прерывистой подачей воды.

После установки стеллажной тележки с тестовыми заготовками в камере печи задают время тепловой обработки на реле времени РВ и включают тумблер S3.

По истечении заданного промежутка времени контакт РВ размыкается. При этом загорается красная сигнальная лампа Н8 и включается звонок Зв. Для отключения светового и звукового сигналов выключают тумблер S3.

Дата добавления: 2015-06-30