Расчет теплообменной установки шкаф пекарский (стр. 1 из 4)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

Профессионального образования

Хабаровская государственная академия экономики

Коммерческий факультет

Кафедра «Технология продуктов общественного питания»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: «Расчет теплообменной установки – шкаф пекарский, производительностью 5 кг/ч»

по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»

Исполнитель:

студентка Суханова А.Г.

гр. ТП(з)-71

Руководитель проекта Бояринева И.В.

Хабаровск

2010

Содержание

Введение

1. Состояние вопрос

1.1 Общая структурная схема тепловых аппаратов

2. Технологическая схема установки и ее описание

3. Обоснование выбора основного и вспомогательного оборудования

3.1 Вентилятор

3.2 Калорифер

3.3 Пароувлажнительное устройство

4. Расчетная часть

Заключение

Список литературных источников

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Введение

Подавляющее большинство продуктов питания потребляется людьми в переработанном виде. Многие процессы переработки сложны и базируются на использовании современных достижений науки и техники, что связано с необходимостью привлечения знаний самого высокого научно-технического уровня. Фактически все сколько-нибудь заметные научно-технические достижения в оборонной, физико-технической, химико-технологической, биологической и других отраслях рано или поздно используются в пищевой промышленности. Научные основы пищевой промышленности развиваются вместе с общим развитием научной и технической мысли.

В пищевых производствах используют многочисленные тепловые процессы: нагревание и охлаждение, конденсацию паров, кипение, выпаривание и др. Их можно разделить на простые процессы и сложные, состоящие из простых. К простым тепловым процессам относят: теплопроводность - передача механической энергии при соударениях молекул; конвекцию-перенос теплоты вместе с нагретыми элементами среды; тепловое излучение (тепловая радиация) - передача теплоты путем излучения и поглощения электромагнитных волн поверхностями тел.

Нагревание и охлаждение продуктов осуществляется в теплообменных аппаратах (теплообменниках), в которых теплота передается от одного теплоносителя другому. Аппараты для нагревания и охлаждения могут быть простыми теплообменниками, выпарными аппаратами, конденсаторами, пастеризаторами, испарителями, деаэраторами, экономайзерами и т.п.

В качестве теплоносителя в пищевой промышленности наиболее широко применяют насыщенный или перегретый водяной пар. В поверхностных теплообменниках из него выпадает стекающая по стенкам влага. Высокая теплота фазового перехода воды обусловливает высокую эффективность этого теплоносителя.

Целью выполнения курсового проекта является технологический и тепловой расчеты теплообменной установки – шкаф пекарский, производительностью 5 кг/ч, а также подбор вспомогательного оборудования (калорифер, вентилятор, пароувлажнительное устроуство).

1. Состояние вопроса

1.1. Общая структурная схема тепловых аппаратов

Шкафы подразделяются на жарочные и пекарные. Первые предназначены для жаренья мясопродуктов, запекания овощных и крупяных блюд, а также для выпечки некоторых кондитерских изделий, вторые используются для приготовления только кондитерских и хлебобулочных изделий.

Структурная схема тепловых аппаратов в обобщенном виде представлена на рис. 1 и содержит: источник энергии – нагревательное устройство (тэн, ИК – излучатель, СВЧ – генератор, газовая горелка, форсунка для сжигания жидкого топлива, топка для сжигания твердого топлива); теплопередающее устройство (парогенератор с пароводяной рубашкой, промежуточный теплоноситель – жир, масло, продукты сгорания топлива); рабочую камеру (нагреваемый объем или поверхность); систему управления, контроля и защиты.

Рис. 1. Структурная схема теплового аппарата

В рабочей камере производится тепловая обработка пищевых продуктов. Форма и размеры ее могут быть самыми разнообразными. Чаще всего это цилиндрический сосуд (котел) или прямоугольная камера (шкаф).

Рабочая камера обычно закрывается дверцей (крышкой),которая устанавливается сверху, сбоку или спереди и прилегает к рабочей камере герметически или свободно.

В нагревательном устройстве происходит передача теплоты от энергоносителя к стенкам рабочей камеры или непосредственно к продукту; оно может быть различным в зависимости от источника теплоты. Во всех аппаратах оно должно обеспечить тепловую обработку пищевых продуктов при сильном и слабом нагреве.

Любой тепловой аппарат содержит дополнительно следующие элементы: корпус, теплоизоляцию, кожух, постамент (станина) различную арматуру.

Корпус – это основная часть аппарата, на которой монтируются все остальные узлы и детали; он изготавливается различной формы в виде каркаса из листовой или угловой стали.

Теплоизоляция служит для уменьшения потерь теплоты аппаратом в окружающую среду и для предохранения обслуживающего персонала от ожогов.

Кожух обычно покрывает рабочую камеру аппарата снаружи. Он предохраняет тепловую изоляцию от различного рода воздействий (механических, окружающей среды) и придает аппарату внешний вид, отвечающий требованиям технической эстетики.

Аппарат устанавливается на основание (постамент), оно выполняется чаще всего в виде отливки из чугуна различной формы или каркаса из уголковой стали. С помощью постамента аппарат крепится к полу.

Любой аппарат имеет арматуру, с помощью которой производится его пуск, остановка, обслуживание и регулирование работы, и контрольно – измерительные приборы, обеспечивающие контроль и регулирование теплового режима работы аппарата и безопасность обслуживающего персонала.

2. Технологическая схема установки и ее описание

Ярусная двухкамерная печь шкафного типа (приложение 2,3) состоит из двух пекарных камер 6 и сварной подставки 3. Каждая камера обогревается трубчатыми электронагревателями (тен) 13, установленные горизонтально: три снизу (нижняя группа) и три сверху (верхняя группа). Нижние тены закрываются настилом 14, на котором размещаются противни или кондитерские листы 15. Для отвода из камеры паров образующихся в процессе работы предусмотрен калорифер 12. С задней и боковых сторон печь закрыта облицовками 2. Для уменьшения теплопотерь имеется теплоизоляция 11.

В правой части печи находится панель управления 7, на которую выведены сигнальные лампы 8, лимбы датчиков - реле температуры 10, ручки переключателей 9.

Печь действует следующим образом. До начала работы ее проветривают и разогревают до необходимой температуры выпечки (100…290

), которая устанавливается ручкой переключателя в положение сильного нагрева. Лимб датчика-реле температуры устанавливают на значение, соответствующее требуемому технологическому процессу. При этом загораются сигнальные лампы. Когда лампы погаснут (что означает достижение требуемой температуры в камере), загружается продукт и ручкой переключателя режимов устанавливается необходимый режим. Приводят в действие систему пароувлажнения и калорифер.

К работе со шкафом допускаются лица, знающие его устройство и правила техники безопасности, ежедневно перед включением шкафа проверяют исправность заземления и санитарное состояние, а также исправность пускорегулирующих приборов. Затем устанавливают лимб датчика-реле температуры на необходимую температуру, подключают шкаф к электросети и с помощью пакетных переключателей включают рабочие камеры на сильный нагрев. При этом загораются сигнальные лампы. Как только камера прогреется до заданной температуры, сигнальные лампы гаснут, свидетельствуя о готовности шкафа к работе. Осторожно открывают дверки, устанавливают кондитерские листы с продуктами. После пакетные переключатели переводят на слабый или сильный нагрев в зависимости от требований технологии приготовления кулинарных изделий. При переводе шкафа на более низкую температуру нагрева выключают тены и дают шкафу остыть до необходимой температуры. После этого переводят лимб датчика-реле температуры на более низкую степень нагрева и включают тены.

3. Обоснование выбора основного и вспомогательного оборудования

3.1 Вентилятор

Вентиляторами называют центробежные машины для нагнетания или отсасывания воздуха или газов при небольшом давлении.

В осевых вентиляторах поток за счет давления, создаваемого вращающимися лопастями, движется вдоль оси рабочего колеса. Простейшим примером устройства этого типа может служить бытовой пропеллерный вентилятор с двумя лопастями или с большим числом лопастей.

На рис. 2 представлена схема осевого вентилятора.

Рис. 2 Осевой вентилятор:

1 – корпус; 2 – ротор с лопастями; 3 – электродвигатель; 4 – обтекатель; 5 – несущие лапы.

В цилиндрическом корпусе 1 вращается ротор 2 с тремя лопастями. Ротор закреплен на валу электродвигателя 3. Сам двигатель неподвижно закреплен с помощью несущих лап 5 по центру цилиндрического корпуса. Задняя часть электродвигателя снабжена обтекателем 4, уменьшающим потери напора при движении воздуха.

3.2 Калорифер

Калориферы занимают промежуточное положение между трубчатыми и плоскостенными аппаратами. Горячий теплоноситель (пар или вода) подается в коллектор 1 (рис. 3) и по нескольким рядам трубок переходит в коллектор 2. С внешней стороны трубы обдувается воздухом. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху во много раз меньше, чем от пара к внутренней поверхности трубы, поэтому внешнюю поверхность многократно увеличивают, приваривая к ней плоские пластины – ребра 3.