Курсовая работа: Котел пищеварочный электрический КЭП-60
Курсовая работа: Котел пищеварочный электрический КЭП-60
Ведение
Процессы термической обработки
самые важные на предприятиях общественного питания. Под действием тепловой
энергии в продукте возникают такие сложные физико-химические процессы, как
клейстеризация крахмала, денатурация белков, гидротермическая дезагрегация
биополимеров (коллаген мяса, рыбы, протопектин растительных продуктов),
образование новых вкусовых и ароматических веществ, изменение цвета продукта,
разрушение витаминов. В результате протекания перечисленных, часто
накладывающихся друг на друга процессов, в окружающею среду выделяются
водорастворимые вещества и жиры; происходит потеря воды и уменьшение массы
продукта (мясо, птица, рыба); поглощение воды продуктом и увеличение его массы
(крупы, бобовые, макаронные и мучные изделия); разрушение некоторой части
витаминов; переход в воду при варке витаминов, экстрактивных, минеральных и других
веществ.
Самыми распространенными
процессами термической обработки являются варка и жарка. Деление способов
тепловой кулинарной обработки продуктов на варку и жарку обусловлено тем, что
при жарке происходят принципиально иные по сравнению с варкой физико-химические
изменения пищевых веществ в поверхностном слое продукта: обезвоживание,
повышение температуры до 120…130 С, пиролиз пищевых веществ,
меланоидинообразование, впитывание жира. В результате протекания перечисленных
выше процессов на поверхности продукта образуется окрашенная корочка, по
внешнему виду, вкусу и аромату характерная для жареного продукта.
При варке происходит
влажный нагрев продуктов, так как теплопередающей средой служат вода, влажный
насыщенный пар или смесь воды и пара.
Температура
теплопередающей среды при варке составляет 100…107 С, а конечная температура
продукта к моменту кулинарной готовности – 85…98 С. В процессе варки тепловая
энергия постепенно передается от поверхностных слоев к внутренним, достигая
геометрического центра продукта. Разность температур постепенно уменьшается и
становится равной нулю.
Варка – наиболее
распространенный процесс термической обработки, с помощью варки можно
приготовить первые, вторые, третьи блюда. С ее помощью можно довести до
кулинарной готовности любой продукт или полуфабрикат.
Для того, чтобы процесс
варки осуществлять на современном технологическом уровне целесообразно
использовать специализированное оборудование, а именно пищеварочные котлы.
1. Обзорная часть и
сравнительный анализ аппаратов для варки
Осуществлять процесс
варки можно двумя путями.
Первый способ термической
обработки осуществляется в наплитной посуде. Однако при варке в наплитной
посуде достаточно низкий КПД, очень большие трудозатраты. В частности в
наплитной посуде максимальный объем используемой посуды 20 литров, в
пищеварочных котлах есть емкости объемом 250 литров. Поэтому такой способ варки
нецелесообразно использовать в предприятиях общественного питания.
Второй путь заключается в
варки продукции в пищеварочных аппаратах.
По организационно –
техническому признаку варочные аппараты подразделяют на аппараты: непрерывного
действия, периодического действия. У аппаратов непрерывного действия есть один
большой минус, большие габариты. Поэтому в предприятиях общественного питания
используют в основном аппараты периодического действия.
В зависимости от
агрегатного состояния греющей среды все варочные аппараты относят: котлам
(греющая среда – жидкость), паровым камерам (греющая среда – влажный насыщенный
пар). В паровых камерах плохо готовить первые, вторые блюда, так как греющей
средой является влажный насыщенный пар. В котлах можно готовить первые, вторые,
третьи блюда. Котлы являются более универсальными, и их целесообразней
использовать на предприятиях общественного питания.
По давлению греющей среды
в рабочей камере различают варочные аппараты, работающие: при атмосферном
давлении, при избыточном давлении, при вакууме. На предприятиях общественного
питания лучше использовать котлы с атмосферным давлением или с избыточным давлением.
Так как в процессе варки непосредственно в содержимое котла, необходимо постоянно
добавлять дополнительные ингредиенты.
По способу обогрева
стенок рабочей камеры аппараты делят: c непосредственным обогревом стенки, с косвенным обогревом стенки.
В моделях с
непосредственным (прямым) обогревом происходит контакт вмонтированного в днище
тэна с нагреваемой средой. В этих аппаратах возникает значительная
неравномерность температур на обогреваемых поверхностях, что может привести к
подгоранию продуктов. При работе с такими котлами требуется постоянный контроль
над варочным процессом.
В силу этих причин
наибольшее распространение на предприятиях питания получили котлы с косвенным
обогревом, в конструкции которых предусмотрен некий объем, примыкающий к обогреваемой
поверхности с внешней стороны, пароводяная рубашка. Принцип действия таких
аппаратов основан на равномерном со всех сторон обогреве содержимого варочного
котла горячим водяным паром.
По виду энергоносителя
различают: электрические, газовые, паровые, огневые (твердотопливные и
жидкотопливные). Рассмотрим плюсы и минусы каждого электроносителя в
отдельности. Электрический ток к достоинствам можно отнести транспортировка по
проводам, возможность достижения любых температурных значений, возможность осуществления
обогрева со всех сторон. К недостаткам относится возможность поражения
персонала электрическим током.
Газовые. Достоинства.
Подача газа осуществляется по газопроводу. Недостатки: взрывоопасность,
токсичность.
Паровые. Достоинства: Пар
может обеспечивать контактный обогрев, возможность равномерного нагрева,
возможность транспортировки по трубам. Недостатки: Узкая область применения,
высокая каразионная активность.
Огневые. Достоинства:
дешевизна. Недостатки: при сжигании твердого топлива наблюдается химический и
механический недожог, происходит загрязнение окружающей среды, тяжелые условия
обслуживающего персонала, низкие санитарно-гигиенические условия персонала.
По приведенному выше
перечислению недостатков и достоинств считаю нужным рассматривать электрические
котлы.
По конструктивным
особенностям котлы разделяют на: опрокидывающиеся и неопрокидывающиеся.
К опрокидывающимся котлам
относят: КПЭ 40, КПЭ 60, КПЭСМ 60.
К неопрокидывающимся
котлам относят: КПЭ 100, КПЭ 160, КПЭ 250.
Рисунок
1 – Котел пищеварочный КПЭ – 40: 1 – нагревательные элементы; 2 – корпус; 3 –
пароводяная рубашка; 4 – трубопровод; 5 – варочный сосуд; 6 – крышка; 7 –
электроконтактный манометр; 8 – заливная воронка; 9 – кран воронки; 10 –
предохраните - льный клапан; 11 – маховик; 12 – станина; 13 – кран уровня; 14 –
дно сварочного сосуда.
Это
опрокидывающийся стационарный котел (рисунок 1), состоящий из варочного сосуда
с пароводяной рубашкой и крышкой, станины, узла контрольно-измерительной
арматуры, трубопровода для заполнения котла водой и станции управления котлом,
устанавливаемой отдельно от него.
Замкнутое
пространство между варочным сосудом, корпусом и съемным дном, предназначенное
для воды и пара, является пароводяной рубашкой. В съемное дно вмонтированы три
трубчатых электронагревателя.
Пространство
между наружным кожухом и корпусом пароводяной рубашки заполняется
теплоизоляцией. На наружном кожухе закреплены две цапфы – левая и правая,
вращающиеся в съемных подшипниках, смонтированных на чугунной станине. На
правой стойке станины в одном корпусе с подшипником находится, червячная
передача с маховиком, с помощью которого котел опрокидывается во время
разгрузки. Через правую цапфу проходит трубка, соединяющая пароводяную рубашку
с узлом контрольно – измерительной арматуры. Последняя состоит из заливной
воронки с краном, служащим для залива воды в кожух пароводяной рубашки, электроконтактного манометра, с помощью которого
осуществляется автоматическое регулирование процесса нагрева,
предохранительного клапана, срабатывающего при повышении давления в пароводяной
рубашке свыше 0,5 кг/см2.
В нижней части котла
установлен кран уровня, предназначенный для контролирования уровня воды,
заливаемой в пароводяную рубашку. В процессе эксплуатации котла уровень воды в
пароводяной рубашке не должен быть выше уровня крана и ниже уровня трубчатых
электронагревателей. Нижний уровень воды в пароводяной рубашке контролируется
автоматически с помощью электрода (защита от «сухого хода»).
Вода в варочный сосуд
заливается с помощью водоразборного устройства – трубопровода который укреплен
на левой стойке станины и имеет вентиль и поворотную трубу. На трубопроводе над
вентилем установлен поворотный кронштейн, на который можно вешать крышку котла,
полотенце.
Котел КПЭ-60 (рисунок 2)
рассчитан на островное размещение в горячем цехе. Аппарат относится к типу
косвенного обогрева (снабжен паровой рубашкой), приспособлен к варки на пару с
использованием перфорированного вкладыша. Котел оснащен предохранительным
вентилем, датчиком давления и двигателем опрокидывания с защитой от перегрузки,
имеет функцию автоматического заполнения рубашки водой.
Котел КПЭ-60 рассчитан на
островное размещение в горячем цехе. Аппарат относится к типу косвенного
обогрева (снабжен паровой рубашкой), приспособлен к варки на пару с
использованием перфорированного вкладыша. Котел оснащен предохранительным
вентилем, датчиком давления и двигателем опрокидывания с защитой от перегрузки,
имеет функцию автоматического заполнения рубашки водой. Углы закруглены,
количество винтов и швов для облегчения чистки сведено к минимуму.
Механизм опрокидывания,
состоящий из мотор - редуктора и винтовой передачи, обеспечивающий наклон чаши
для сливного содержимого, смонтирован внутри правой тумбы, а рукоятка маховик
выведена на переднюю панель.
Рисунок
2 – Котел пищеварочный КПЭ – 60: 1 – варочный сосуд; 2 – наружный корпус; 3 –
пароводяная рубашка; 4 – днище – диск наружного корпу - са; 5 – тэны; 6 –
носик; 7 – съемная крышка; 8 – наружный кожух; 9 – тепловая изолиния; 10 –
чугунная вилкообразная станина; 11 – стойка станины; 12 – механизм для поворота
котла; 13 – маховик с рукояткой; 14 – водопроводная труба; 15 – водозапорный
вентиль; 16 – поворотная трубка – головка; 17 – кран уровня; 18 – манометр; 19
– двойной предохранительный клапан; 20 – заливная воронка.
Для слива содержимого
чаши требуется нажать на кнопку опрокидывания. Внутри левой тумбы находится
выдвижная панель с электроаппаратурой, от которой через левую полую цапфу отводятся
провода к нагревательным элементам и датчику реле температуры.
Рисунок
3 – Котел пищеварочный КПЭСМ – 60: 1 – сосуд варочный; 2 – манометр; 3 –
рубашка пароводяная; 4 – предохранительный клапан; 5 – пово – ротный механизм;
6 – тэн.
Пищеварочный
электрический секционный модулированный котел (рисунок 3), предназначенный для
приготовления первых, вторых и третьих блюд, а также соусов. Он может
использоваться на предприятиях общественного питания как отдельно стоящий
аппарат или в составе технологических линий.
Котел представляет собой,
заключенный в прямоугольный корпус варочный сосуд из нержавеющей стали,
установленный на двух тумбах. В верхней части сосуд переходит в прямоугольный
стол с желобом для слива жидкости. На столе в стойках крепится откидная крышка
котла.
С внешней стороны к
варочному сосуду приварен стальной кожух со съемным дном, в котором
вмонтированы три тэна и электрод защиты от «сухого хода». Пространство между
варочным сосудом и кожухом заполнено водой и паром, образует пароводяную
рубашку.
Рубашка заполняется водой
через наливную воронку, установленную на правой тумбе котла. Для проверки
наличия воды в пароводяной рубашке котел имеет контрольный кран.
На левой тумбе котла
смонтирован смеситель для холодной и горячей воды, заливаемой в варочный сосуд.
Кожух варочного сосуда
покрыт теплоизоляционным материалом. Корпус котла изготовлен из стальных
листов, покрытых белой эмалью. Котел оснащен электроконтактным манометром,
обеспечивающим заданный режим варки, и предохранительным клапаном,
смонтированным на правой тумбе. Тумбы имеют бескаркасную конструкцию: к сварной
раме, установленной на регулируемых по высоте ножках, крепятся стальные, покрытые
белой эмалью облицовки, накрываемые сверху, листом из нержавеющей стали. Внутри
тумб смонтированы чугунные кронштейны, на которые с помощью пустотелых цапф
устанавливается котел. В правой тумбе размещен поворотный механизм, посредством
которого котел наклоняется вперед для слива содержимого и назад, обеспечивая
доступ к тэнам. В левой тумбе размещена панель с электроаппаратурой.
Рисунок 4 – Котел
пищеварочный КПЭ – 100: 1 – парогенератор; 2 –
постамент; 3 – Кран уровня; 4 – кран сливной 5 – облицовка; 6 – корпус котла; 7
– варочный сосуд; 8 – электроконтактный манометр; 9 – клапан – турбинка; 10 –
крышка; 11 – накидной винт 12 – заливная воронка; 13 – предохранительный
клапан; 14 – противовес;15 – трубопроводы.
Это опрокидывающийся
стационарный котел (рисунок 4), который состоит из варочного сосуда,
выполненного из нержавеющей стали, наружного корпуса из листовой
конструкционной стали, облицовки и постамента. Замкнутое пространство между
варочным сосудом и наружным корпусом служит пароводяной рубашкой. В
пространстве между наружным корпусом и облицовкой уложена теплоизоляции.
К нижней части наружного
корпуса приварен корпус парогенератора, в котором на отдельном щитке
смонтированы шесть трубчатых электронагревателей (тэнов). Герметичность
достигается за счет установки паронитовой прокладки между фланцем корпуса
парогенератора и щитком.
Варочный сосуд
закрывается откидной, закрепленной на валу шарнира двустенной крышкой,
уравновешенной противовесом. Плотное прилегание крышки обеспечивается
прокладкой из термостойкой пищевой резины, уложенной в канавке крышки, и
накидными винтами. Для слива промывочных вод из варочного сосуда имеется
сливной кран с сеткой.
Рисунок
5 - Внешний вид котла КПЭ – 160, КПЭ – 250
По внешнему виду (рисунок
5), конструкции, электрической схеме (различаются только мощностью тэнов) котел
КПЭ-160 не отличается от котла КПЭ-100, различны лишь установочные размеры
котла и станции управления. Монтаж котла КПЭ-160 осуществляется аналогично
монтажу котла КПЭ – 100.
Конструктивно котлы КЭ –
100, КЭ – 160, КЭ – 250 выполнены аналогично и различаются лишь длиной
варочного сосуда. Котлы предназначены для приготовления бульонов, овощей,
гарниров с использованием функциональных емкостей, а также для приготовления
первых блюд, напитков и кипячения молока на предприятиях общественного питания.
Котлы КЭ имеют номинальную вместимость варочного сосуда 100, 160 и 250 дм3.
Котлы электрические, с
косвенным обогревом стенок, опрокидывающиеся являются наиболее совершенные, за
базовый вариант целесообразно принять котел пищеварочный электрический –
КПЭ-60.
2. Описание конструкции
проектируемого аппарата
2.1 Описание конструкции
проектируемого аппарата
Рисунок
6 – Котел пищеварочный КПЭ – 60: 1 – варочный сосуд; 2 – наружный корпус; 3 –
пароводяная рубашка; 4 – днище – диск наружного корпуса; 5 – тэны; 6 – носик;
7 – съемная крышка; 8 – наружный кожух; 9 – тепловая изолиния; 10 – чугунная
вилкообразная станина; 11 – стойка станины; 12 – механизм для поворота котла;
13 – маховик с рукояткой; 14 – водопроводная труба; 15 – водозапорный вентиль;
16 – поворотная трубка – головка; 17 – кран уровня; 18 – манометр; 19 – двойной
предохранительный клапан; 20 – заливная воронка.
Опрокидывающийся пищеварочный котёл КПЭ-60
(рисунок 6) состоит из варочного сосуда 1 и наружного корпуса 2, на съемном
днище 4 которого смонтированы три тэна 5, находящиеся во время работы котла в
воде. Съемное днище дает возможность быстро заменять тэны.
Пароводяная рубашка 3 до определенного уровня
заполняется дистиллированной или кипяченой водой (в количестве 3—11 л). При
недостаточном количестве воды в рубашке тэны оголяются, выходят из строя, так
как они не рассчитаны на работу в воздушной среде. Поэтому включать тэны в
электросеть следует лишь после того, как проверен уровень воды в пароводяной
рубашке. Максимальный уровень давления в рубашке поддерживается паровым
предохранительным клапаном 19 и контролируется манометром 18. Рубашка представляет собой герметичный объем, примыкающий с
внешней стороны к обогреваемой поверхности. Промежуточным теплоносителем служит
влажный насыщенный пар. Поддерживая в рубашке постоянное давление, обеспечивает
абсолютное изотермическое поле на стенке варочного сосуда, так как изобарный
процесс для влажного насыщенного пара одновременно является и изотермическим.
Если при этом рассматривать различные зоны рубашки, то в них лишь изменяется
степень сухости пара при строго постоянной температуре.
Температура пара
регулируется путем изменения давления, с помощью электроконтактного манометра.
При этом учитывается, что при наличии в рубашке воздуха температура греющего
пара определяется парциальным давлением пара в паровоздушной смеси и меньше
температуры кипения, соответствующей общему давлению.
Чтобы исключить
корректировку манометрических датчиков, осуществляют продувку рубашек. Эта
операция заключается в вытеснении воздуха из рубашки паром в период пуска котла
в работу.
Кипяченая вода, залитая в
парогенератор котла до крана уровня, нагревается тэнами до кипения и частично
превращается в насыщенный пар, который, соприкасаясь со стенками варочного
сосуда, конденсируется. Освобождающаяся при этом энергия расходуется на нагрев
варочного сосуда и нагруженных в него продуктов, а конденсат вновь стекает в
парогенератор. При выключении котла и охлаждении паровой рубашки в результате
конденсации пара резко понижается давление до значений значительно меньше
атмосферного. В этом случае наружная стенка рубашки испытывает внешнее давление
атмосферного воздуха, работает на смятие и может деформироваться по условиям
потери устойчивости. Для исключения этой деформации рубашки снабжают вакуумным
клапаном.
Двойной предохранительный
клапан (рисунок 7) состоит из парового клапана, срабатывающего на верхний
предел давления и предохраняющего рубашку от взрыва, и вакуумного клапана,
выравнивающего давление в рубашке с атмосферным при выключении котла и
предохраняющего рубашку от смятия, оба клапана смонтированы в одном корпусе.
Рисунок 7 -
Принципиальная схема устройства двойного предохранительного клапана: 1 – корпус;
2 – золотник парового клапана; 3 – грузовая втулка; 4 – крышка; 5 – рубашка
котла; 6 – золотник вакуумного клапана; 7 – седло вакуумного клапана;
В нижней части котла
установлен кран уровня 17, предназначенный для контролирования уровня воды,
заливаемой в пароводяную рубашку. Нижний уровень воды в пароводяной рубашке
контролируется автоматически с помощью электрода (защита от «сухого хода»).
Автоматическая защита от «сухого хода» должна:
─не допускать
включения котла при недостаточном покрытии тэнов водой;
─ отключать котел
от электрической сети при понижении воды в пароводяной рубашке ниже
допускаемого уровня, а также при опрокидывании котла;
Страницы: 1, 2
|