4.3. Оборудование для выпечки и обжарки пищевых сред
Изучить самостоятельно [2, с. 839…851]:

1. 
   Классификация процессов выпечки и обжарки.
   
2. 
   Научное обеспечение процессов выпечки и обжарки пищевых сред.
   
3. 
   Классификация оборудования.
   
4. 
   Пекарная камера, устройства для сжигания газообразного и жидкого топлива.
   

4.3.1. Печи
Печь ФТЛ-2-66 (рис. 4.32) относится к группе конвейерных люлечных тупиковых печей средней мощности с канальным

Рис. 4.32. Печь ФТЛ-2-66

обогревом пекарной камеры. Эта печь по вырабатываемому ассортименту универсальная и предназначена для выпечки хлебобулочных, бараночных и сухарных изделий всех наименований, а также многих видов мучных кондитерских изделий.

Печь состоит из топки 1, пекарной камеры 2, цепного конвейера 3 с люльками 4 и приводного механизма. Топка печи приспособлена для сжигания дров, угля, мазута и газа. При сжигании угля применяется воздушное дутье. Воздух от центробежного вентилятора поступает под колосники и через отверстия в них проникает в слой топлива.

Горячие газы направляются из топки 1 по нижнему кирпичному каналу, передающему тепло пекарной камере 2 через свод, по двум вертикальным каналам, расположенным в боковых стенках печи, и далее направляются в металлический радиатор, а затем поднимаются в каналы верхнего газохода.

Цепной конвейер представляет собой две пластинчатые шарнирные цепи с шагом 140 мм, перекинутые через три пары блоков 5, укрепленных на валах. Между цепями подвешены люльки 4. Для выпечки формового хлеба люльки делают из уголковой стали в виде рамок, в которые вставляются секции из форм, а для готовых изделий применяются люльки с подиками из листовой стали с бортиками с трех сторон. Всего в печи имеется 24 люльки шириной 1920 мм и длиной 350 мм.

Для выпечки формовых изделий на конвейере размещаются 36 люлек длиной 220 мм, с шагом их подвески 280 мм. На такой люльке устанавливаются 16 форм размером 235х115 мм (поверху).

Конвейер с люльками приводится в движение от электродвигателя, соединенного клиноременной передачей с редуктором, а последний через цепную передачу соединен с приводным валом.

Движение конвейера печи прерывистое. Регулировка продолжительности выпечки осуществляется реле времени в пределах от 7 до 100 мин за счет изменения времени остановки (выстоя) печного конвейера.

Для увлажнения среды пекарной камеры в верхней зоне над четырьмя люльками установлена гребенка трубок 6 диаметром 50 мм, с отверстиями, обращенными в сторону конвейера. Пар поступает из двух трубчатых парогенераторов диаметром 200 мм, установленных в газоходах, расположенных внизу боковых стен кладки печи, или из котельной предприятия. Избыток пара из пекарной камеры удаляется через канал 7, перекрываемый шибером, ручка 8 которого выходит к месту посадки. Паровытяжной канал соединен с боровом печи.

Посадка тестовых заготовок или форм с тестом и выем готовых изделий производится через посадочное отверстие. Включив электродвигатель привода печи, следят, когда загорится сигнальная лампа реле и, открыв дверцу, производят посадку тестовых заготовок на подошедшую к посадочному отверстию люльку. По истечении установленного времени реле автоматически включает электродвигатель привода, а загруженная тестом люлька передвигается в верхнюю зону пекарной камеры. Последующая загрузка печи производится в той же последовательности до момента, когда первая загруженная люлька подойдет к отверстию под разгрузку. Сняв готовые изделия, люльку загружают вновь.

Рис. 4.33. Печь Брувера-Салихова

Туннельная печь с газовым обогревом конструкции Брувера-Салихова (рис. 4.33) предназначена для выпечки национальных сортов хлеба и других специальных изделий и состоит из туннельной пекарной камеры 1, обогреваемой верхним 15 и нижним 5 каналами, двухниточного цепного конвейера 14 с пластинчатым подом, приводного 10 и натяжного 4 валов, посадочного механизма 2 и ленточного транспортера 9 для готовой продукции. Для снятия лепешек с пода предусмотрен нож-скребок 8.

Пекарная камера обогревается газовой горелкой 16, вставленной в торцевую стенку верхнего канала, и двумя газовыми горелками 7, подогревающими керамические плитки пода в нижнем канале. Для определения температуры среды пекарной камеры и газа в верхнем канале предусмотрены термопары 6.

Увлажнение осуществляется путем испарения воды в металлической емкости 12, расположенной в пекарной камере, и паром от котелка 13. Кроме этого для опрыскивания заготовок предусмотрена перемещаемая поперек пода форсунка 11.

Конвейерный под состоит из 50 металлических рамок 2 размером 1920х230 мм с прикрепленными к ним керамическими плитками. Рабочая площадь пода 9,1 м². Движение конвейера осуществляется от электродвигателя через ременную передачу, редуктор и цепную передачу на приводной вал печи. Движение пода прерывистое. Остановка пода осуществляется концевым выключателем у приводной звездочки, а пуск – от реле времени. Длительность выпечки регулируется в пределах от 5 до 57 мин.

Расстойно-печные агрегаты – представляют собой конструкцию, состоящую из расстойного шкафа и печи, объединенных общим конвейером. Агрегаты предназначены для выработки формового хлеба из ржаной и пшеничной муки и обеспечивают полную механизацию производственных процессов на данном участке поточной линии.

Определение энергозатрат и производительности печей. Тепловой баланс пекарной камеры составляют на 1 кг горячего хлеба (в момент выхода его из пекарной камеры), поэтому уравнение теплового баланса пекарной камеры имеет вид:

, кДж/кг,

где: q – количество теплоты, переданное в пекарную камеру на выпечку 1 кг готовой продукции; q₁ – теоретический расход теплоты на выпечку 1 кг продукции; q₂ – расход теплоты на испарение воды и перегрев пара поступающих в пекарную камеру на увлажнение тестовых заготовок; q₃ – расход теплоты на нагрев вентиляционного воздуха; q₄ – расход теплоты на нагрев транспортных устройств; q₅ – расход теплоты наружными поверхностями стенок пекарной камеры; q₆ – расход теплоты через нижнюю стенку пекарной камеры; q₇ – расход теплоты излучением через посадочные и разгрузочные отверстия; q₈ – расход теплоты на аккумуляцию элементами печного агрегата.

Производительность печи, кг/ч:

,

где: n_Л – количество рабочих люлек конвейера, n_Ф – количество форм с хлебом на люльке; g_Х – масса одной буханки хлеба, кг; τ – продолжительность выпечки, мин.

При непрерывной работе для установившегося теплового режима q₈ = 0.

Тепловой поток от системы обогрева в пекарную камеру Q_ПК (кВт) будет равен

,

КПД пекарной камеры h_ПК (%) определяется как

,

Производительность хлебопекарных печей зависит от количества хлебных изделий, находящихся на поду или в люльке, массы изделий и продолжительности выпечки.

Производительность конвейерной печи с ленточным или стационарным подом определяется по формуле

, кг/ч,

где: N – общее количество изделий на поду или в люльке; g – масса изделия, кг; τ – продолжительность выпечки, мин.

Производительность конвейерной люлечно-подиковой печи определяется по формуле

, кг/ч,

где: m – число рабочих подиков печи.

При расчете печи для выпечки кондитерских и бараночных изделий используется формула

, кг/ч,

где: g_уд – удельная производительность печного конвейера, кг/(м²·ч); f_П – рабочая площадь пода, м².

Установочная мощность печи определяется

, кВт,

где: K – коэффициент запаса мощности печи, K=1,3…1,6.

4.3.2. Оборудование для шпарки и опаливания
Оборудование этой группы предназначено для обработки поверхности мясного сырья с целью подготовки к дальнейшей переработке. Шпарка – кратковременная тепловая обработка поверхности туш свиней, шерстных и слизистых субпродуктов при температуре теплоносителя (воды, пара) 51…83°C с целью ослабления связи между подлежащими удалению частями (волосом, щетиной, слизистой оболочкой, эпидермисом) и самим объектом. Свиные туши в шкуре подвергают шпарке а том случае, если свинину направляют на выработку бекона и ветчинных изделий, частично – для снятия крупона. Шпарку проводят в воде или пароводяной смеси температурой 63…65°C в течении 3…5 мин. Её цель – ослабление луковиц щетины, которую потом удаляют машинами и вручную. Режим шпарки субпродуктов зависит от их вида.

Оборудование для шпарки бывает периодического и непрерывного действия, горизонтальным (шпарильные чаны и ванны) и вертикальным (шпарильные камеры).

Шпарильный чан В2-ФК4 предназначен для полной или частичной шпарки туш и состоит из трех секций, привода, а также парораспределителей, нагревателей, насосов (2 шт.), четырех оросителей и шкафа управления. В чане установлен конвейер, каждая ветвь его образована четырьмя секциями цепи, к которым крепятся люльки. Последние имеют индивидуальные фиксаторы, препятствующие всплытию туш при погружении в воду. Для удаления пара над чаном расположен зонт, присоединенный к системе вентиляции. Температура на небольшом уровне поддерживается автоматически при помощи датчиков и приборов.

Свиные туши после мойки и поддувки свежего воздуха конвейером направляются на участок загрузки. Автоматически при помощи вилочного приспособления происходит расфиксация путовой цепи и туши попадают на ленточный конвейер, которым подаются на приемный стол загрузочного устройства шпарильного чана. С помощью толкателя загрузочного устройства с приемного стола они направляются в люльки шпарильного чана головами в одну сторону. При этом необходимо следить за правильностью загрузки туш и дополнительно ориентировать брюшной частью вниз. Туши в люльках автоматически фиксируются прижимными устройствами. После прохождения люлек вдоль чаши туши автоматически выгружаются при переворачивании люлек на нисходящей ветви цепей на загрузочное устройство скребмашины. Холостые ветви цепей, перемещаясь под днищем чана по нижним направляющим, подают люльки к месту загрузки.

Техническая характеристика: производительность – 240 туш/ч; масса обрабатываемых туш – 60…260 кг; габаритные размеры – 16280×4075×2650 мм; масса – 15000 кг.

Ванны шпарительные (рис. 4.34) применяют для предварительной шпарки субпродуктов. Ванны имеют прямоугольную форму с внутренней 4 из нержавеющий стали и внешней 2 из черного проката обшивками. Пространство между ними заполнено теплоизоляцией 6. Геометрическая вместимость ванны составляет 400 л.

Вода температурой 60…65°C подводится в ванну через патрубок 3, а отводится через патрубок 8. Для подогрева воды и поддержания необходимой температуры в ванне имеется барботер 1.

Ванна рассчитана на одновременную загрузку четырех корзин 7 вместимостью до 45 кг каждая. Корзины прямоугольные, сварные, из листовой нержавеющей стали с перфорированными стенками. На торцевых поверхностях имеются цапфы, соединенные с коромыслом 5, предназначенным для переноса и опрокидывания корзины при их загрузке.

Рис. 4.34 Ванна шпарильная

Опаливание выполняют для удаления (сжигания) остатков волос и эпидермиса при обработке туш свиней и шерстных субпродуктов. Одновременно поверхность продукта дезинфицируется, а при обработке шерстных субпродуктов приобретает специфический приятный запах и желтовато-коричневый цвет. Процесс осуществляется при температуре 600…800°C, а температура открытого пламени достигает 1000°C. Опаливанию влажных субпродуктов предшествует подсушка отходящими из опалочной зоны газами температурой 300…400°C.

Для опаливания применяют опалочные печи периодического и непрерывного действия, при ручном опаливании части свиных туш используют факельные горелки.

Печь опалочная К7-Ф02-Е (рис. 4.35), применяют для непрерывной опалки туш свиней полной и со снятием крупона. Она состоит из боковых пустотелых щитов 1, вытяжного зонта 2, устройства для ориентации туш 3, подвесного пути 5, водопровода 4 для его охлаждения, контрольного электрода, горелочного устройства 7 и его запальника.

Газ природный или сжиженный поступает в горелочное устройство 7 печи, где за счет инжектирования образуется горючая смесь, которая, выходя из отдельных смесителей попадает в горелочный туннель, общий для вертикального ряда горелок. Туши опаливаются, проходя через печь. В пустотелых боковых щитах и двойных стенках вытяжных зонтов движется охлаждающий воздух, что препятствует перегреву стенок печи и препятствует преждевременному прогоранию зонтов. Вода, вводимая на участок подвесного пути с трубопроводом, охлаждает его направляющие для туш и используется для орошения после опалки.

Рис. 4.35. Печь опалочная К7-ФО2-Е

После опалки свиных туш со снятым крупоном горелочные устройства печи, соответствующие его расположению, отключаются, а высота пламени регулируется по верхней границе крупона поворотными щитками.

Определение производительности и энергозатрат. Расход пара в шпарителе Q (кг/с) определяется по выражению , где Q_об – общий расход теплоты, Вт, рассчитывается как
,
где: Q₁ – расход теплоты на нагрев продукта, Вт; Q₂ – расход теплоты на нагревание аппарата, Вт; Q₃ – расход теплоты лучеиспусканием и конденсацией, Вт; Q₄ – потери теплоты из-за утечки пара через уплотнения, Вт; Q₅ – расход теплоты с открытой поверхности аппарата, Вт; Q₆ – расход теплоты на нагрев воды, добавляемой в аппарат, Вт; i_П, i_К – теплосодержание греющего пара и конденсата, Дж/кг.

Пропускная способность шпарильного чана П_Ч (шт/мин) рассчитывается по формуле , где L – рабочая длина чана, м; l – расстояние между тушами, м; τ – продолжительность обработки, мин (при температуре 62…64°C).

Производительность шпарильных ванн для шерстистых субпродуктов П_В (кг/с) определяется по формуле
,

где: V – объем шпарильной ванны, м³; ρ – плотность сырья, кг/м³; ξ – коэффициент заполнения ванны (ξ = 0,7…0,8); τ_Ц – продолжительность цикла, с (τ_Ц = τ₁+ τ₂+ τ₃), здесь τ₁ – продолжительность загрузки, с; τ₂ – длительность шпарки, с; τ₃ - продолжительность выгрузки, с.

Тепловой баланс опалочной печи в общем виде выражается зависимостью: , где Q_об – общее количество теплоты, поступающей в опалочную печь, Вт (Q_об = (17…25)·10⁶n, здесь n – число туш); Q₁, Q₂ – количество полезной теплоты, используемой для опалки туш и потери теплоты, Вт.

Для определения потерь теплоты Q₂ необходимо учитывать нагрев элементов опалочной печи, соприкасающихся с газом, нагрев охлаждающей воды и потери с уходящими газами, температура которых составляет 900…950°C.

Производительность опалочных печей периодического действия П_П (кг/с) определяются по формуле ,

где: z – количество туш, помещаемых в печь, шт; m – масса туши, кг; t – шаг подвески туш, м; τ_Ц – продолжительность цикла опалки, с.

Производительность непрерывно действующих опалочных печей П_Н (кг/с) определяется как ,

где z₀ – количество туш, находящихся на единице длины печи, шт/м; m – масса туши, кг; t – шаг подвески туш, м; τ_Д – продолжительность движения туши через печь, с.

Мощность электродвигателя N (кВт) привода конвейера опалочной печи

,

где: F – тяговое усилие привода, Н; V – скорость конвейера, м/с; (, здесь L – длина рабочей части конвейера, м; τ_Д = 18…20 с – продолжительность опалки), η_А – коэффициент запаса мощности (η_А = 1,2…1,25); η – КПД привода (η = 0,7…0,75).

4.3.3. Обжарочные аппараты и печи для запекания
Аппарат ТНА-240 (рис. 4.36) предназначен для обжаривания кофе, ячменя, ржи, цикория, сои и т.п. Управление аппаратом ведется в автоматическом режиме по любой из шести программ.

Аппарат состоит из обжарочного барабана 1, охладителя 4, дожигателя 2, загрузочного бункера 3.

Охладитель представляет собой чашу круглой формы с вращающимися лопатками, перемешивающими продукт для интенсивного охлаждения, оснащен вентилятором и циклоном-очистителем.

Когда в обжарочном барабане достигается нужная температура и загрузочный бункер заполнен, продукт поступает в барабан и обрабатывается в заданном режиме. После обжаривания продукт выгружается через переднюю торцевую крышку барабана в охладитель.

Процессы загрузки, обжаривания и выгрузки продукта автоматизированы. Аппарат снабжен дожигателем дыма, который установлен у выхода вентилятора всасывания и служит для очистки воздуха, выбрасываемого в окружающую среду. Чистка дожигателей осуществляется раз в семь дней.

Рис. 4.36. Обжарочный аппарат ТНА-240

Техническая характеристика: производительность по зерновым – 1000 кг/ч; по кофе – 1500 кг/ч; единовременная загрузка – 7…8 кг; потребление теплоты – 838000 кДж/ч; установленная мощность – 42 кВт.

Жаровня с электроподогревом масла (рис. 4.37) предназначена для обжаривания рыбных палочек. Под двойным днищем 2 ванны 1 расположены две секции электроспиралей 3, каждая мощностью по 50 кВт. Масло, подаваемое циркуляционным насосом 4 в полость двойного днища, нагревается от включенных секций электроспиралей до 180…200°C и подается через щелевой коллектор в печь. Масло, проходя через узкую щель (h_Щ = 1…1,5 мм), дросселируется и поступает в ванну со скоростью 12…15 м/с (скорость масла в ванне 0,2 м/с). С другой стороны ванны масло стекает через патрубок 5 в барабанный фильтр 6 для грубой очистки, а оттуда насосом 4 снова нагнетается для нагрева в полость двойного днища ванны, одновременно часть масла тонко фильтруется через бумагу.

При обжаривании в печи находится одновременно около 1100 кг масла и добавляется около 65 кг свежего масла. Коэффициент сменяемости масла при двусменной работе равен 1. Продукт перемещается в ванне с помощью двух транспортеров, расположенных один над другим. Рыбные палочки, уложенные на сетчатую металлическую ленту транспортеров, при движении плотно прижимаются к ленте транспортера 7, и в таком положении вместе с лентами погружаются в горячее масло.

Рис. 4.37. Жаровня с электроподогревом масла

Продолжительность обжаривания в печи 1…3,5 мин. При скорости движения ленты 0,07 м/с производительность печи составляется 400 кг/ч. Обжаренные рыбные палочки непрерывно поступают в воздушный охладитель.

Запекание – процесс нагревания мясопродуктов горячим воздухом или продуктами сгорания газа при температуре 80…280°C в ротационных или шахтных печах, при котором потери сока или жира ниже, чем при варке в воде, а выход готовых продуктов выше. Этот процесс применяется при производстве кулинарных изделий, колбас, мясных хлебцев, соленых мясных продуктов и др.

Печь ротационная К7-ФП2-Г (рис. 4.38) предназначена для запекания мясных хлебцев, буженины, карбонада и других изделий без оболочки, стерилизации условно годного мяса. Она представляет собой термоизолированную цилиндрическую камеру 9, закрепленную на опоре 12. Стенки камеры трехслойные: два внешних слоя – облицовка из нержавеющей стали, а внутренний – теплоизоляция. В камере имеется проход для загрузки и выгрузки продукта с подъемной дверцей 1 с противовесом 15 и проход с отражателем 13 для подачи горячего воздуха, получаемого при сгорании газа в горелках 11. Продукт подают на люльки 10 ротора, диски 14 которого установлены на валу 5 и соединены между собой стержням 6, несущими люльки. Электродвигатель 3 и редуктор 2 смонтированы на стойке 4, прикрепленной к каркасу печи. Газы покидают рабочую зону через трубу 7 с задвижкой 8.

Рис. 4.38. Печь ротационная К7-ФП2-Г

Печь относится к установкам периодического действия. Процессы подсушки, обжарки и варки мясопродуктов осуществляется один за другим. При этом продукт в формах или лотках, установленных на люльках ротора, непрерывно перемещается в камере в потоках паровоздушной смеси. Из камеры воздух по отсасывающим воздуховодам поступает в коллектор, откуда вентилятором засасывается и направляется на нагревательные элементы, а затем по промежуточному воздуховоду в центральный распределительный воздуховод и дальше к продукту. Для увлажнения среды используют острый пар.

Техническая характеристика: производительность – 110 кг/ч; частота вращения ротора – 0,06 с^-1; установленная мощность – 43,35 кВт; занимаемая площадь – 4,7 м².

Конвейерная шахтная печь (рис. 4.39) расположена в шахте 1, внутри которой смонтированы две синхронно движущихся цепи 2, несущие люльки для установки на них форм с обрабатываемой продукцией. Шахта снабжена двумя проемами 3 и 4, в которых смонтированы звездочки 5 и 6.

При обегании этих звездочек люльки выносятся в помещение и позволяют осуществлять операции загрузки и выгрузки в зоне низких температур. Ведущая станция конвейерных цепей,

Рис.4.39. Конвейерная шахтная печь

включающая электродвигатель 7, два червячных редуктора 8 и два ведущий вала 9 со звездочками 10, снабжена специальными приборами для периодического включения электродвигателя,

сообщающего конвейеру пульсирующее движение. Натяжной станцией служит ось с двумя звездочками 11, остальные - направляющие.

Газовые инжекционные горелки 12 в количестве четырех штук смонтированы на полках 13, расположенных между тяговыми цепями в нижней части шахты. Для монтажа горелок в стене шахты сделан проем, закрытый монтажной плитой 14, в которой предусмотрены глазки 15 для ввода переносного запальника 16. Для контроля за ходом процесса предусмотрены: один тягомер 17 на давление 0…25 мм вд. ст.; три термометра 18 сопротивления на температуру от 0 до 500°C; один напоромер 19 на давление 0…400 мм вд. ст.; три манометра 20. Отвод продуктов горения производится трубой 21 диаметром 500 мм с заслонкой 22, регулируемой тросом 23. Для обслуживания горелок предусмотрены площадки 24.

Техническая характеристика: производительность по мясным хлебцам – 800 кг/ч; по буженине – 300 кг/ч; по карбонаду – 420 кг/ч; средняя скорость движения цепи конвейера – 5 м/мин; габаритные размеры - 5700×3700×15300 мм.

<предыдущая страница | следующая страница>