Паровые камеры

По типу теплообменного устройства паровые камеры относятся к контактным теплообменникам, т. е. в них происходит непосредствен­ный контакт между греющей и нагреваемой средами (между влаж­ным насыщенным паром и пищевым продуктом).

При этом реализуется процесс варки в паровой среде. В этом случае, как указывалось выше, вареный продукт в большей степени сохраняет пищевую ценность и массу, характеризуется высокими диетическими и органолептическими свойствами.

В зависимости от способа организации рабочего цикла паровые камеры могут быть периодического и непрерывного действия.

В отличие от пищеварочных котлов, реализующих варку в боль­шом количестве воды, работа паровых камер не связана с необходи­мостью больших затрат на разогрев греющей среды. Это объясняется значительно меньшей плотностью влажного насыщенного пара по сравнению с жидкостью. Благодаря этому размеры паровых камер практически не ограничены и соответствуют требуемой производи­тельности.

В паровых камерах наряду с атмосферным давлением широко применяется повышенное давление (до 200 кПа), в особенности при варке овощей, что позволяет в 1.5...2 раза уменьшить время тепловой обработки.

Паровые камеры классифицируют также в зависимости от вида энергоносителя, вида транспортирующего органа и т. д..

Острый пар, контактирующий с пищевым продуктом, должен быть химически чистым, поэтому он получается в виде вторичного пара в парогенераторе, встроенном в аппарат, либо в редких случаях используется пар из специального центрального парогенератора, который ни в коем случае не предназначен для централизованного обеспечения системы пароснабжения предприятия, так как этот "первичный" пар содержит химические антинакипные добавки.

Парогенератор электрических и паровых аппаратов представляет собой цилиндрическую или коробчатую емкость с размещенными в ней электронагревателями или паровым трубчатым теплообменником.

В газовых, твердотопливных или жидкотопливных парогенера­торах теплообмен осуществляется в топке и газоходах, разделенных между собой карманами, заполненными теплоносителем.

В зависимости от вида транспортирующего органа, размещенного в паровой камере непрерывного действия, паровые камеры подразде­ляются на шнековые, а также с ленточным или цепным транспортером.

В первых двух случаях продукт размещается на поверхности транспортера, в последнем — в специальных перфорированных или сетчатых корзинах.

Паровые камеры периодического действия. Они представляют собой теплоизолированные объемы, в которых на стеллажах разме­щаются перфорированные или сетчатые емкости для пищевого про­дукта, а в нижей части - парогенератор.

По форме рабочие камеры чаще всего - параллелепипеды. Поэтому обычно подобного рода конструкции называют пароварочными шка­фами. Такое широкое распространенное название не вполне коррект­но; более правильно их называть варочными паровыми шкафами.

Известны конструкции варочных паровых камер с рабочей каме­рой в виде вертикального цилиндра рис. 7.19. В этих конструкциях отдельные секции камеры выполнены в едином блоке вместе с дверцей. При повороте этого блока вокруг вертикальной оси продукт (или емкость) оказывается за пределами камер.

Такая пенальная конструкция целесообразна для аппара­тов малой производительности. Принципиальные схемы паровых камер периодического действия, выполненные по указанным выше принципам, приведены на рис. 7.21.

Продукт, расположенный в сетчатых емкостях, обогревается острым паром. Влажный насыщенный пар конденсируется на поверх­ности пищевого продукта, нагревая его. Образующийся конденсат стекает на стенки камеры и стеллажи и далее либо в парогенератор (рис. 7.21 а ), либо направляется в канализацию (рис 7.20, 7.21 в).

Первый вариант вызывает значительные неудобства при обслужи­вании аппарата. Стекающий в парогенератор конденсат несет с собой растворенные частицы пищевого продукта. По мере эксплуатации концентрация этих веществ повышается. Увеличивается вязкость раствора, и, следовательно, ухудшаются условия теплообмена между греющей поверхностью (например, стекла ТЭНа) и нагреваемой жид­костью.

Кроме этого, в теплоносителе накапливаются и смешиваются запахи тех пищевых веществ, которые прошли тепловую обработку, ухудшается санитарно-гигиеническое состояние паровой камеры.

По этой причине при эксплуатации камер с возвратом конденсата в парогенератор необходимо периодически полностью заменять всю воду в парогенераторе, тщательно мыть при этом стенки камеры, стеллажи и перфорированные емкости.

Вторая схема движения конденсата, предусматривающая его отвод в дренажную систему, не имеет тех эксплуатационных трудностей, которые характерны для камер с замкнутым контуром. Однако при отводе конденсата в дренаж резко уменьшается энергетический КПД камер вследствие значительных потерь теплоты, уносимой вместе с конденсатом. При этом система постоянно подпитывается холодной водой, как правило, через поплавковый клапан уровня. Очевидно, что ни одна из указанных конструктивных схем не является совершенной.

Для создания паровых камер с высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками целесообразно использовать схему движения конденсата с его возвратом в парогенератор, но с устройством, в котором конденсат должен проходить необходимую очистку.

К сожалению, на сегодняшний день такие конструкции паровых камер отсутствуют.

Все типы паровых камер должны быть оснащены блокирующими контактами, установленными на дверцах. В случае их открывания ТЭНы парогенератора должны отключаться, что в значительной степени уменьшает вероятность ожога паром.

Электросистемы варочных паровых шкафов с электрообогревом в основном управляют работой парогенератора и предусматривают: регулирование мощности ТЭНов; охрану ТЭНов от сухого хода с помощью реле давления, установленного на линии подвода холодной воды к поплавковому клапану уровня, а также включают традицион­ные системы защиты электросистемы и световую сигнализацию.

В качестве примера на рис. 7.22 приведена электросхема варочного парового аппарата АПЭ-1Б.

Правила эксплуатации паровых камер, вызванные особенностью конструкции, предусматривают:

· тщательный контроль за санитарно-гигиеническим состоянием и своевременную замену теплоносителя в парогенераторе;

· постоянный контроль уровня воды в парогенераторе (в особен­ности перед пуском в работу);

· контроль исправности блок-контактов дверец камер.

Паровые камеры непрерывного действия. В зависимости от вида транспортирующего органа паровые камеры непрерывного действия подразделяются на шнековые, а также с ленточным или цепным транспортером.

Шнековые паровые камеры (рис. 7.23) представляют собой щшиадрнческую рабочую камеру, в которой пищевой продукт пере­мещается с помощью шнека. Шнек приводится во вращение от электро­двигателя посредством регулятора скорости вращения, что позволяет изменять время пребывания пищевого продукта в камере.

Пар подается в рабочую камеру, как правило, при избыточном давлении, поэтому загрузочное и разгрузочное устройства имеют специальные герметизирующие устройства.

Камеры подобного типа компактны, высокопроизводительны и экономически эффективны.

Они используются в различных конструкциях паровых очисти­тельных машин, в том числе и шнекового типа, по конструкции прак­тически не отличающейся от шнековой варочной паровой камеры непрерывного действия.

В этом случае давление пара в рабочей камере составляет около 600 кПа и выше, а время пребывания в ней картофеля не более 5...6 с. При этих условиях провару подвержен очень тонкий поверхностный спой толщиной не более 1 мм, а в подкожурном слое давление близко к давлению в камере, т. е. около 600 кПа.

При внезапном сбросе давления до атмосферного в момент прохождения клубня через разгрузочное отверстие, на кожуру картофеля, как на мембрану, действует пневматическое усилие, под действием которого она срывается с поверхности клубня. В результате картофель очищается практически без потерь.

Тепловой обработке в камерах шнекового типа подвергают, как правило, пищевые продукты, обладающие достаточной жесткостью (картофель или другие овощи). Это объясняется тем, что они стойки к значительным механическим воздействиям лопастей шнека..

В этом смысле более щадящие условия по отношению к пищевому продукту имеют место в паровых камерах с цепным или ленточным транспортером, на которых продукт не испытывает перемешивающего действия.

Принципиальная схема варочной паровой камеры непре­рывного действия с цепным транспортером представлена на рис. 7.24. На транспортере закреплены подвесные сетчатые корзины для пищевого продукта. Ось крепления расположена выше центра тяжести как порожней, так и заполненной пищевым продуктом корзи­ны. Лишь в том случае, когда она оказывается в конце рабочей каме­ры, с помощью специальной лопасти происходит ее поворот и в резуль­тате готовый продукт направляется в разгрузочное устройство.

Чтобы увеличить коэффициент загрузки камеры, рабочую ветвь цепного транспортера делают за счет ее изгибов значительно длиннее холостого участка.

Загрузочное и разгрузочное устройства имеют барабанную кон­струкцию, характеризующуюся минимальным зазором, поэтому утечки пара из камеры невелики и в ней поддерживается небольшое избыточное давление (2,5 кПа), верхний уровень которого контроли­руется предохранительным клапаном.

Парогенератор паровой камеры может быть выполнен как на паровом, так и на электрическом обогреве. В последнем случае вместо паровой гребенки, размещенной в парогенераторе, уста­навливается группа ТЭНов.

При использовании газового и твердого топлива используют, как правило, выносной парогенератор, установленный в специальном помещении, расположенном в подвале или на нижнем этаже, а в самом парогенераторе размещают паровой трубчатый теплообменник. Если в выносной парогенератор подается химически чистая водопроводная вода, пар из парогенератора может направляться непосредственно в паровую камеру.

Паровые камеры с использованием рольгангового транспортера. В камерах этого типа для транспортеровки сетчатых или перфорированных емкостей продукта может быть использована наклонная поверхность, выполненная в виде рольганга. Этот вариант паровой камеры непрерывного действия приведен на рис. 7.25.

Загрузочная и разгрузочная дверцы камеры расположены по торцам цилиндра, герметично закрывают камеру, срабатывая от усилия электропривода. В этом положении дверец в камеру через перераспределяющую гребенку подается пар высокого давления (до 200 кПа).

После окончания процесса варки прекращается подача пара, в камеру кратковременно через водяные форсунки выпрыскивается холодная вода, и в результате давление падает и срабатывают автоматические заслонки, открывающие двери камеры. В этом случае емкости с продуктом, движущиеся по рольгангу при незначительном усилии со стороны обслуживающего аппарат оператора, вытесняют из камеры емкости с продуктом, прошедшим тепловую кулинарную обработку, на разгрузочный стол, который может быть использован в качестве передвижной тележки для транспортировки продукта на линию раздачи или линию комплектации блюд.

Система безопасности

Обеспечивает работоспособность аппаратов в экстремальных ситуациях, безопасность персонала при обслуживании аппаратов. Технические средства, обеспечивающие функционирование системы безопасности и регулирования, называются арматурой.

Арматуру подразделяют на: предохранительную, контрольную, измерительную, регулирующую и запорную.

Предохранительная арматура включает: двойной предо­хранительный клапан, клапан-"турбинку", предохранительные взрыв­ные мембраны.

Контрольно-измерительная арматура состоит из маномет­ра и контрольного крана уровня.

Регулирующая арматура - электроконтактный манометр (вместо обычного контрольного), конденсатоотводчики, реле давле­ния, реле времени и т. д.

Запорная арматура включает вентили для подвода холод­ной и горячей воды из системы водоснабжения, а также паровые вентили, обратные клапаны, продувочный и воздушный вентили.

Двойной предохранительный клапан обеспечивает безопасную эксплуатацию узла варочный сосуд-рубашка пшцеварочных котлов, работающих при избыточном давлении (до 50 кПа). Такие клапаны служат для предупреждения возможности взрыва рубашки при пре­вышении допустимого уровня давления или смятия при вакууме, возникающем при отключении котла. Они рассмотрены выше.

Специальные предохранительные клапаны, чаще всего типа "тур-бинки", обеспечивают безопасную работу герметически закрытых рабочих камер (варочного сосуда или паровой камеры) при избыточ­ных давлениях до 2,5 кПа (0,025 ати) (р_а6с = 102,5 кПа).

Клапан турбинка. Принципиальная схема этого клапана представлена на рис. 7.26. Основной элемент клапана - турбинка, которая представляет собой цилиндр с профрезерованными винтовыми канавками. При повыше­нии давления в варочном сосуде выше атмосферного пар (или, точнее, паровоздушная смесь) начинает выходить из него в атмосферу. При этом пар из-за наличия специальной пластины на входе в клапан резко меняет направление движения и тем самым отделяет наиболее тяже­лые частички влаги, т. е. осушается. Далее пар попадает в канавки турбинки и через них в промывочный канал и атмосферу. При этом сила, с которой пар действует на стенки винтовой канавки, действует в двух направлениях: вертикальном и горизонтальном. Под действием горизонтальной составляющей силы клапан приходит во вращение, а под действием вертикальной составляющей приподнимается.

При подъеме клапана меняется высота работающей на пропускни­ке пара части турбинки, уменьшается рабочая длина канавки турбин­ки и, следовательно, увеличивается его расход.

В экстремальной ситуации турбинка приподнимает и приводит во вращение грузовую втулку, которая, в свою очередь, приподнимает крышку клапана и тем самым открывает дополнительное сечение для выхода пара в атмосферу.

Кольцо, закрепленное на стержне, являющемся осью турбинки, предназначено для сигнализации о работе клапана. Равномерное вращение кольца свидетельствует об исправности клапана и его нормальной работе.

Чрезмерно высокая скорость вращения сигнального кольца сви­детельствует о критическом повышении уровня давления и необходи­мости уменьшения интенсивности нагрева (уменьшении расхода энергоносителя).

Активное парение при неподвижном кольце свидетельствует о прилипании турбинки к корпусу клапана. Данная ситуация - аварий­ная. Клапан неисправен, и необходимо немедленно полностью прекра­тить подачу энергоносителя, прервать процесс варки.

Для исключения данной аварийной ситуации необходимо тщатель­но промывать клапан перед работой струей воды, подаваемой в про­мывочный канал, и несколько раз при этом проворачивать турбинку, вращая за кольцо.

В отдельных конструкциях клапанов данного типа имеется спе­циальный рычаг, при помощи которого можно приподнять турбинку. Это используется в той ситуации, когда произошло прилипание тур­бинки к корпусу, а также для выравнивания давления в варочном сосуде с атмосферным перед открыванием крышки варочного сосуда по окончании процесса варки.

Предохранительные взрывные мембраны применяют в полностью герметизированных и предварительно вакуумированных рубашках котлов (чаще панельно-канального типа, обладающих повышенной прочностью и устойчивостью к линейным деформациям).

Взрывные мембраны предохраняют рубашку от взрыва. При этом допустимый уровень давления, на который срабатывает мембрана, обычно в 1,5—2 раза превышает рабочее давление, на которое настрое­ны датчики давления, регулирующие технологический процесс варки. Предохранительная мембрана предназначена для разового экст­ренного срабатывания на разрыв, который может произойти при серьезных дефектах аппарата и в первую очередь при выходе из строя системы автоматического управления.

Дата добавления: 2015-06-30