Диссертация (1152329), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Несмотря на то, что величина температурного поля вслучае с использованием установки в качестве фритюрницы на 80% выше, чем вслучае с использованием установки в качестве варочного котла, графики схожи саналогичными графиками для стандартного промежуточного теплоносителя –воды. Из схожести этих зависимостей можно сделать вывод о возможностиприменения как чистого пропиленгликоля, так и его водных растворов в качествепромежуточных теплоносителей в рубашечных тепловых аппаратах предприятийпитания.5.3 Экономический эффект от применения перспективных промежуточныхтеплоносителейЭкономическиетеплоносителейвыгодыводныхотпримененияраствороввкачествепропиленгликоля,апромежуточныхтакжечистогопропиленгликоля заключаются в следующих аспектах:1.

Снижения металлоемкости пищеварочных котлов за счет уменьшениятолщины стенок греющей рубашки и пищеварочного сосуда, так как прииспользовании водных растворов пропиленгликоля давление в рубашкеснижается на 50-100%. При снижении металлоемкости понижается массаоборудования, что влечет за собой экономию топлива, используемоготранспортом для передвижения мобильных предприятий питания, а такжеуменьшения расхода теплоты на разогрев конструкции аппарата.2. Использовании одного вида теплоносителя в разных концентрациях как всистеме жидкостного отопления, так и в варочном и жарочномоборудованиипередвижныхпредприятийпитания,чтоснижаетноменклатуру закупаемых теплоносителей.

Изменение концентрациираствора достигается путем разбавления теплоносителя водой.3. Возможностьжидкостногопредварительногоотоплениянагревамобильныхтеплоносителяпредприятийвсистемепитаниядля82последующего его использования в варочном оборудовании, чтоисключает энергетические затраты на разогрев теплоносителя, которыевсегда присутствуют в рубашечных пищеварочных котлах, использующихв качестве промежуточного теплоносителя обычную воду.Толщина стенки греющей рубашки и пищеварочного сосуда у серийновыпускаемых котлов, работающих с использованием в качестве промежуточноготеплоносителя воды при давлении в рубашке 0,5 бар, обычно составляет 2-2,5 и 34 мм соответственно. При снижении давления в рубашке до 0,25 бар можнопринять толщину стенки пищеварочного сосуда 1,5 мм и внешней стенкипищеварочной рубашки 2 мм [45].Металлоемкость экспериментального котла вычисляется по формуле ( D рб  s рб )  s рб  h рб   ( Dвс  sвс )  sвс  hвс   [кг] , (22)  h  s  h  3D  4s    h  s  h  3D  4s  стемквсемквсвсрубрбрубрбрб6 6Где: Dрб, Dвс - диаметры соответственно греющей рубашки и варочногососуда,sрб, sвс – толщина стенки соответственно греющей рубашки и варочногососудаhрб, hвс – высота цилиндрической части соответственно греющей рубашки иварочного сосудаhруб, hемк – высота сферической части соответственно греющей рубашки иварочного сосудаρст – плотность сталиСогласно расчетам, при изменении толщины стенки варочного сосуда с 2 до 1,5мм, а внешней стенки греющей рубашки с 3 до 2 мм, снижение металлоемкостидля экспериментального котла достигает 30%.

Учитывая массу постамента иблока управления, масса которых не меняется и составляет 45% общей массы83пищеварочного агрегата, снижении общей массы пищеварочного агрегатасоставит 16,5%.Потери тепла на разогрев конструкции аппарата определяются по формуле:n 1Q раз   ci M i t ik  t iн , [Вт](23)i 1Где Σ - сумма потерь тепла;n - число элементов конструкции аппарата;ci - удельная теплоемкость, Дж/кг∙°С;Мi - масса, кг;tiн - средняя конечная температура, °С;tiк - средняя начальная температура, °С.Как видно из формулы (23), потери на разогрев конструкции котла находятсяв прямой зависимости от массы пищеварочного сосуда и греющей рубашкиагрегата. Масса постамента и блока управления при расчетах не учитываются, таккак практически не нагреваются. Следовательно, уменьшение количестватеплоты, затраченного на разогрев конструкции аппарата, будет равноуменьшению массы пищеварочного сосуда и греющей рубашки, а именно будетравно 30%.Годовой экономический эффект от внесения изменений в конструкциюобогревающей рубашки определялся по формуле, описанной в работе [51]: nЭ   C i  E н  К 2  К 1   А2 , (24) i 1Где Э – годовой экономический эффект, р.;i – эксплуатационные затраты, на которые влияет применение новойконструкции аппарата∆Ci – изменение затрат по i-ой статье, р/ед.;Eн – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;К2 – удельные капитальные вложения по варианту новой техники, р;К1 – удельные капитальные вложения по базовому варианту, р;84А2 – годовой объем производства продукции с помощью новой техникиВвиду того, что внесение изменений в конструкцию пищеварочного сосуда игреющей рубашки дополнительных капиталовложений в производство не требует,то произведение Eн·К принимаем равным нулю.

Результаты расчетов приведены втаблице 5.1.Таблица 5.1 - Экономический эффект от изменения конструктивныхпараметров варочного сосуда и рубашечного теплообменника аппаратов напримере варочного котла с косвенным обогревом, объемом варочного сосуда10 литров, выпуском 6000 единиц в годНаименование величин, показателейЕдиницыЗначениевеличин,показателей1.Диаметр обечайки рубашкимм3402.Диаметр варочного сосудамм3203. Толщина обечайкимм34.Изменение толщины обечайкимм15.Толщина стенки варочного сосудамм26.Изменение толщины стенки варочного сосудамм0,57.Снижение расхода стали AISI 321 (08Х18Н10Т)кг2,33руб/кг160руб.372,8тыс.

руб.2236,88.Средняя цена стали AISI 321 (08Х18Н10Т)9.Снижение себестоимости одного котла10.Годовой экономический эффект855.4 Результаты технологических испытанийДля подтверждения работоспособности перспективных промежуточныхтеплоносителейнаосновеводныхрастворовпропиленгликолявэкспериментальной установке на базе рубашечного котла Groen TDB/6-10 былипроведены следующие испытания:- теплотехнические параметры аппарата отрабатывались при помощи воды,как универсального имитатора пищевых продуктов- для установления технической возможности приготовления пищевыхпродуктов в процессе испытаний были получены данные по приготовлениюнескольких стандартизированных по форме, процессу приготовления и составублюдТехнологические испытания проводились над следующими объектами:1. Первые блюда – мясокостный бульон;2.

Гарниры – каша гречневая;3. Овощи – картофель, жаренный во фритюре;4. Порционные блюда – жареное во фритюре куриное филе;5. Третьи блюда – компот.Качество готовой продукции оценивалось по следующим критериям:- органолептические (запах, цвет, внешний вид, вкус, консистенция);- микробиологические (содержание бактерий Protea, обсемененность);- физико-химические (оценка общей ферментации и обсемененности)Температура в центре блюда для порционных изделий – 83 °СДля порционных блюд органолептическими критериями принималисьследующие: появляющийся при прокалывании сок – светлый, кровь припрокалывании отсутствует, цвет в центре блюда при разрезе – светло-серый,корочка снаружи золотистого цвета.Оптимальная температура в жарочной емкости при жарке во фритюре, атакже степень влияния равномерного распределения температуры на качествоизделия определялись при жарке картофеля во фритюре.86Картофель нарезался в соответствии с действующим сборником рецептурблюд для предприятий питания.Жарочная емкость разбивалась на 6 кубических зон объемом 0,001 м3каждая, в центрах которых измерялась температура.

В центре каждой зоны внутриметаллических садков помещались порции нарезанного стружкой картофеля.Готовность продукта определялась в соответствии с окончательной температуройв центре готового изделия [93].Оценка органолептики проводилась при температуре изделий 65°С, котораяпринята для вторых блюд с гарнирами при отпуске потребителям.Экспериментальные исследования проводились на различных мощностяхпри температуре фритюра (средней) 120, 135, 150, 165 и 180 °С. Каждый разтепловая обработка проводилась в одинаковых условиях и не менее трех раз.Также во время экспериментальных исследований были определенытемпература фритюра и температура внутри продукта с интервалом 180 с.Температура продукта до тепловой обработки была равна температуреокружающего воздуха.Снижение массы продукта в результате ужарки определялась отношениеммассы готового продукта к массе заготовки.Органолептическиепоказателиоценивалисьпо5-бальнойсистеме.Результаты экспериментальных исследований по жарке различных кулинарныхизделий во фритюре представлены в таблице 5.287Таблица 5.2 - Результаты технологических опытовТемп.t°режим, фрит.,°СМ1, М2,г.Ужарτкатепл.%обр.,г.°СА1А2А3 А4 А5ΣААср.с.185184150 98,534,33303,54,54,1 3,5 3,8 34,23,8817016914910032,93804,64,94,6 4,8 4,5 41,84,681551551509834,74504,54,44,2 4,5 4,2 39,04,36140141148 95,535,55004,34,84,6 4,4 4,1 40,04,44125125150386501,44,62,0 3,0 3,0 35,02,893Где: - М1, М2 – средняя масса изделия до и после тепловой обработки, г.;- А1 – А5 – органолептические показатели: А1 – внешний вид; А2 – цвет наразрезе; А3 – запах; А4 – вкус; А5 – консистенция;- ΣА – суммарная оценка, с учетом коэффициента важности показателей[51];- Аср.

– средняя оценка.Очевидно, что оптимальной является температура фритюра 170±15°С, прикоторой ужарка составляет 35±1 процент.Допустимая неравномерность прогрева фритюра в жарочном сосуде составляетK  t срt ср170  15 0,91 (25)170Близость коэффициента K к единице, показывает, что качество изделиявысоко, а жарочная емкость используется максимально полно. Если коэффициентK ˂0,90, то кулинарные изделия обрабатываются температурой неодинаково, ихкачество хуже и емкость используется неполно.88При варке пищевых продуктов в экспериментальном котле режимыразогрева и температурные поля близки к показателям, полученным приисследовании стандартных пищеварочных котлов, использующих в качествепромежуточного теплоносителя обычную воду. Однако, в случае использованияоткрытой рубашки, время закипания пищевой среды увеличивается на 15-20%.Выводы: Полученные опытно-расчетные данные позволяют заключить, чтопри применении перспективных двухфазных теплоносителей на основе водныхрастворов пропиленгликоля в варочном и жарочном оборудовании предприятийпитаниядостигаетсязначимыйэкономическийэффектприсохраненииорганолептических и биохимических свойств приготовляемого продукта.

Так жепредложенные теплоносители позволяют использовать один аппарат с греющейрубашкой, как для жарки, так и для варки пищевого продукта.89ВЫВОДЫ1.Проведен анализ теплового кулинарного оборудования с косвеннымобогревом, используемого на предприятиях общественного питания. Анализпоказывает необходимость создания мягкого косвенного обогрева приотносительно интенсивном нагреве нижней части рабочей камеры и менееинтенсивном нагреве ее стенок, для чего предлагается использовать водныерастворы, работающие в условии температурной депрессии.2.Рекомендованы концентрации водных растворов пропиленгликоля дляварочного (концентрация 48-55%) и жарочного (концентрация 80-100%)оборудования, аналитически определены теплоемкость, теплопроводность,кинематическая вязкость, температуры кипения и кристаллообразования и ихзависимости от температуры для данных теплоносителей.3.Исследован теплообмен в рубашке электрического пищеварочного котла иполучены расчетные значения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачиот греющего пара к стенке пищеварочного сосуда и от стенки пищеварочногососуда к рабочей жидкости в зависимости от величины теплового потока итемпературы для указанных водных растворов пропиленгликоля.4.Экспериментальноподтвержденавозможностьиспользованиясуществующей методики расчета водяных паровых теплообменников длярасчета поверхности нагрева теплообменников, использующих в качествепромежуточного теплоносителя водные растворы пропиленгликоля.5.Проведены технологические испытания, подтвердившие работоспособностьтеплового технологического оборудования с применением в качествепромежуточного теплоносителя водных растворов пропиленгликоля, присохранении высоких органолептических качеств приготовленной на этомоборудовании пищевой продукции.6.Определена экономическая эффективность применения теплоносителей наоснове водных растворов пропиленгликоля в оборудовании предприятий90общественногопитания,вызваннаясокращениемматериалоемкости,снижением сложности изготовления теплового оборудования, возможностьюиспользования одного технологического аппарата как для варки, так и дляжарки во фритюре в зависимости от концентрации промежуточноготеплоносителя,аследовательновозможностьюприготовленияболееширокого ассортимента блюд, а также повышением уровня безопасностиперсонала предприятий питания.91СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.

Характеристики

Список файлов диссертации