Совершенствование технологических процессов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО  ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине: «Оборудование предприятий общественного питания»

 

Котел пищеварочный электрический  емкостью  250 дм³

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

 

Исполнитель

студент гр.   ТПП-02-1                                                   Е. В. Студент

Руководитель

        ст. преподаватель                                                              Л.С. Препод

 

 

Тюмень 2006

Содержание

 

Задание………………………………………………………………………...3           

Введение……………………………………………………………………….4

1 Обзорная часть……………………………………………………………...6

1.1 Рынок технологического оборудования………………………………...6

1.2 Требования, предъявляемые к конструкции оборудования…………..10

1.3 Материалы, применяемые для изготовления оборудования

 предприятий  общественного питания …………………………………….13

1.4 Направления конструирования………….……………………………...18

2 Описание проектируемого аппарата…………………….………………..20

2.1 Структурная схема…………………………………..…………………...20

2.2 Описание режимы работы котла КПЭ-250…………..…………………23

2.3 Электрическая схема  котла КПЭ-250……………..……………………23

2.4 Технические характеристики котла КПЭ-250……..………………...…26

2.5. Монтаж электрокотла пищеварочного КПЭ-250……..……………….27

2.6 Безопасная эксплуатация…………….………………………………….29

2.7 Ремонт и испытания котлов……………………..………………………30

3. Теплотехнический расчет электрического котла КПЭ-250С……….….35

3.1. Расчет теплового баланса и определение мощности КПЭ-250………35

3.2. Расчет нагревательных элементов котла КПЭ-250С……...………......46

Заключение…………………………………………………………………...55

Список использованных источников……………………………………….56

 

 

 

 

 

 

Федеральное Агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего

 профессионального образования

«Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет»

 

 

 

Задание

на курсовой проект по

оборудованию предприятий общественного  питания 

 

Тема: Котел пищеварочный КПЭ-250

Руководитель ст. преподаватель  Л.С. Препод

Студент группы ТПП-02-1 Е.В. Студент

 

Исходные данные к проекту

Емкость варочного сосуда: 250

Форма варочного сосуда: цилиндрическая

Продукт: вода

Конечная температура продукта: 100°С

Время разогрева котла: 55 мин

Вид энергоносителя: электроэнергия 220 Вт

Температура окружающей среды: 18°С

Атмосферное давление: 100

Начальная температура: 12°С

 

 

 

 

 

Введение

 

Варочное оборудование широко применяется не только на предприятиях массового питания, но и на предприятиях мясной, молочной и консервной промышленности. Варка – один из основных видов тепловой обработки пищевых продуктов. Это процесс гидротермической обработки пищевых продуктов в жидкой среде: воде, бульоне, молоке, соусе и т. п.

Варка ряда пищевых продуктов  протекает в специфических условиях теплообмена.

Конструкции варочных аппаратов  должны соответствовать технологическим  требованиям конкретного процесса варки пищевого продукта или кулинарного  изделия в целом.

Основные технологические требования, предъявляемые к конструкциям варочных аппаратов сводятся к получению высококачественного готового продукта с максимальным сохранением пищевых (белков, жиров, углеводов), минеральных, экстрактивных веществ, витаминов при минимальных затратах теплоты.

В последние годы наметилась тенденция на использование в  конструкциях аппаратов греющих  элементов, состоящих из унифицированных  листоканильных панелей.

Такое конструктивное решение  создает оптимальные условия  для унификации основных узлов, уменьшения металлоемкости, улучшает технологические и эргономические показатели и улучшает условия труда обслуживающего персонала.

 

 

 

 

Правильный выбор и эффективная  эксплуатация технологического оборудования позволяют повысить уровень обслуживания клиентов предприятий общественного питания, интенсифицировать труд обслуживающего персонала, снизить затраты физического труда, уменьшить потери сырья и удельные расходы энергии.

Кроме отечественного оборудования на российском рынке широко представлены и зарубежные машины и аппараты. К сожалению, иногда технический уровень некоторых видов оборудования не соответствует рекламным параметрам и уровню цен. Насыщение рынка происходит на фоне появления большого количества однотипного оборудования, поставляемого различными зарубежными фирмами, при прекращении производства и продажи отечественных аналогов.

В представленном курсовом проекте  освещаются вопросы, связанные с назначением, классификацией, устройством, особенностями эксплуатации, а также принципами расчета и конструирования оборудования.

Целью работы является проектирование электрического пищеварочного  котла емкостью 250 л.

Для реализации цели необходимо решить задачи:

• проанализировать существующие конструкции пищеварочных котлов;
• описать проектируемый котел;
• выполнить теплотехнический расчет электрического пищеварочного котла емкостью 250 дм³;
• определить геометрические характеристики электрического пищеварочного котла;
• выполнить графическую часть.

 

 

 

 

 

1. Обзорная часть

 

1.1 Рынок технологического оборудования

 

Современный рынок технологического оборудования представлен, как отечественными производителями, так и зарубежными.

Oscartielle - один из ведущих итальянских  производителей холодильного оборудования  для магазинов и супермаркетов,  была основана более 40 лет  назад и имеет огромный опыт работы в данной сфере бизнеса. Продукция Oscartielle получила широкое признание рынка в Италии и Европе, а также хорошо известна в других странах, в том числе и в России, где активно продается уже более семи лет. Выбор в пользу продукции этой компании уже сделали крупные сети Москвы, Екатеринбурга, Тюмени.

«IFI» - лидер в производстве барных стоек и мебели для баров и ресторанов любого формата. Сотрудничая с известными итальянскими дизайнерами, такими как Valter Panaroni, Massimo Simonetti, компания IFI создает барные стойки уникального дизайна со встроенным технологическим оборудованием высокого качества.

«EMMEPI»- это технологическое оборудование для столовых, баров и ресторанов. Профессиональное тепловое оборудование EMMEPI отличается широким выбором функциональных возможностей. Основными характеристиками оборудования EMMEPI являются: высокое качество материалов, высокая производительность, простота в исполнении, долговечность, практичность, высокий уровень безопасности.

Предлагают тепловое оборудование серий 600/650, 700, 750, 900 для

 

 

 

 

 

предприятий общественного питания  в зависимости от их пропускной способности, ассортимента и производительности.

Все оборудование изготовлено из нержавеющей  стали, легко и удобно в обслуживании, отвечает самым высоким стандартам безопасности и гигиены. Оборудование EMMEPI выпускается в двух вариантах: электрическое и газовое.

«Nuova Simonelli» - представлена на рынке более 60 лет и является мировым лидером по производству кофемашин и барного оборудования. В ассортименте компании более ста автоматических и полуавтоматических кофемашин для приготовления эспрессо, каппуччино и напитков на основе кофе. Машины Nuova Simonelli отличаются оригинальным дизайном, высокотехнологичны, просты в использовании и техническом обслуживании.

Итальянская компания Sigma работает на рынке технологического оборудования более тридцати лет, специализируясь на производстве оборудования для приготовления теста. Особое внимание конструкторы компании уделяют эргономичности оборудования, легкости и безопасности в использовании. Оборудование Sigma надежно, долговечно, проходит обязательное сертифицирование и прекрасно подходит для использования в помещениях с небольшой площадью.

Компания CAS производит весы и измерительное электронное оборудование для торговли, промышленности, сельского хозяйства. Оборудование CAS успешно продается более чем в ста странах мира и прекрасно зарекомендовало себя на российском рынке.

Итальянская компания Elettrobar, основана в 1969 году, и является одним из лидеров в производстве профессиональных посудомоечных машин Ассортимент посудомоечных машин фирмы насчитывает более 40 моделей (конвейерные, с фронтальной загрузкой и купольного типа).

 

 

 

Компания Carimali работает на рынке практически 90 лет и за внушительный срок работы сумела занять лидирующие позиции среди производителей профессиональных кофемашин. Модельный ряд Carimali насчитывает более 30 машин для использования в кафе и барах самого различного формата.

Компания BERTOS была создана в 1974 году. Занимается разработкой, производством теплового оборудования для предприятий общественного питания. Компания BERTOS поставляет свою продукцию в 75 стран мира, оборудование Berto's отличает универсальность использования, надежность и прочность, что гарантирует долгую эксплуатацию даже при жестком режиме использования.

Компания Enofrigo представлена на рынке холодильного технологического оборудования около 30 лет и предлагает клиентам широкий спектр элитного оборудования для ресторанов баров кафе. В ассортименте компании охлаждаемые кондитерские витрины, салат-бары, шкафы для демонстрации бутилированного вина, буфеты.

Компания Fimar - итальянский лидер по производству электромеханического технологического оборудования и современной кухонной техники. Продукцией «Fimar» можно полностью оснастить кухонное пространство и барную стойку. Это тепловое оборудование: фритюрницы, мармиты, тостеры, контактные грили, грили SALAMANDER, тепловые поверхности, блинницы, печи для пиццы, тепловые витрины и многое другое; электромеханическое - миксеры, блендеры, соковыжималки, барные комбайны, льдодробители, планетарные миксеры, тестораскатки, слайсеры, фаршемешалки, мясорубки, сыротерки, кухонные комбайны, овощерезки.

 

Компания GARBIN (Италия) предлагает конвекционные печи и расстоечные шкафы специально созданные для работы с полуфабрикатами из замороженного теста.

Компания SIRMAN занимает лидирующие позиции среди итальянских производителей оборудования для предприятия общественного питания и супермаркетов, постоянно находится в процессе своего развития и расширения.

Компания Tecnoinox – одна из ведущих компаний, выпускающих тепловое оборудование для профессиональной кухни. Продукция фирмы имеет сертификат ISO 9001-94. В разработке модельного ряда, участвуют опытные конструкторы. Небольшие габариты делают привлекательным использование оборудование этой серии в баре и кафе. Оборудование TECNOINOX полностью выполнено из нержавеющей стали, удобно в эксплуатации и обслуживании.

Итальянская фирма Afinox, основанная в 1980 году, производит высокотехнологичное холодильное оборудования элит класса для ресторанов, кафе, баров – охлаждаемые столы, линии для приготовления пиццы, салат-бары, кондитерские и винные витрины. Все модели Afinox выполнены из экологически безопасных материалов и имеют сертификаты качества.

Derby - один из европейских лидеров по производству оборудования для продажи мороженого и замороженных продуктов. Оборудование Derby это надежность в эксплуатации и высокие технические показатели.

Polair - совместный российско-итальянский проект по производству холодильного оборудования бизнес класса. Завод работает на отечественном сырье и итальянском оборудовании по импортным технологиям. Под торговой маркой «Polair» выпускают однокамерные и двухкамерные холодильные шкафы. Оборудование отличается высокой степенью надежности, срок службы изделий — не менее 12 лет.

Golfstream с 1996 года, выпускает холодильное оборудование для презентаций, торговли и хранения продовольственных продуктов. Оборудование максимально приближено к европейскому уровню качества, благодаря использованию современных технологий и местному контролю продукции и тестирования производственного процесса на всех этапах.

 

 

1.2 Требования, предъявляемые к конструкции оборудования

 

Тепловые аппараты, применяемые на предприятиях общественного питания отличаются устройством, принципом действия, конструктивным исполнением, назначением и правилами эксплуатации. Однако можно выделить общие требования, предъявляемые к тепловым аппаратам, которые условно группируют на: технологические, эксплуатационные, энергетические, экономические, безопасности и дизайна. Все приведенные группы требований связаны и взаимообусловлены между собой — одна группа требований предопределяет другие.

Технологические требования. Конструкция аппарата должна прежде всего удовлетворять технологическим требованиям процесса тепловой обработки продуктов.

Технологические требования заключаются  в максимально возможном соответствии режима работы, параметров, устройства рабочей камеры, загрузочного и разгрузочного устройства аппарата физическим и химическим изменениям, происходящим в пищевых продуктах при их тепловой обработке, которая существенно влияет на качество готового изделия.

Под технологическими параметрами  понимают температуру, относительную влажность воздуха, давление в аппарате, скорость движения продукта через аппарат и т. д. При этом необходимо, чтобы конструктивные и эксплуатационные показатели аппарата обеспечивали оптимальные

режимы технологического процесса, т.е. процесс должен осуществляться за возможно минимальный промежуток времени с получением наилучшего результата (высокие органолептические показатели, максимальное сохранение пищевых, ароматических веществ и вкусовых качеств, максимальный выход и другие качественные показатели готового продукта).

Соответствие конструкции аппарата требованиям технологического процесса является наиболее важным фактором в повышении качества кулинарной продукции. В связи с этим на предприятиях общественного питания эксплуатируется большое количество специализированных аппаратов, предназначенных для реализации одного или нескольких технологических процессов (котлы, фритюрницы, сковороды, кипятильники, шкафы и др.), наиболее полно удовлетворяющих требованиям конкретного процесса.

К эксплуатационным требованиям относят соответствие режима работы, конструктивных особенностей машины или аппарата его рациональной эксплуатации. Эксплуатационные требования к аппаратам предусматривают в качестве непременного условия простоту их обслуживания с минимальной затратой труда; устойчивость к коррозии, которая может возникнуть при воздействии обрабатываемых продуктов, воздействии окружающей среды (кислорода воздуха) и моющих средств; доступность аппарата для осмотра, чистки, ремонта; высокая надежность и экологичность. Эксплуатационные требования предопределяют необходимость автоматизации контроля и регулирования параметров технологического процесса. Автоматизация обеспечивает более точное проведение технологического режима в аппарате (по сравнению с ручным), упрощает его обслуживание, ведет к уменьшению численности обслуживающего персонала, экономит энергию и способствует повышению качества кулинарной продукции.

 

 

 

Энергетические требования. Энергетические требования отражают возможность машины или аппарата затрачивать минимальное количество энергии на выполнение технологического процесса, т.е. аппараты должны быть энергосберегающими. Существенным резервом улучшения энергетических показателей тепловых аппаратов является снижение потерь теплоты. Одним из основных энергетических показателей работы аппаратов является удельный расход энергии на единицу готовой продукции.

Конструктивные требования. Сущность этих требований заключается в соответствии конструкции аппарата современным условиям машиностроения.

 Конструктивные требования, предъявляемые к аппаратам, связаны с их проектированием, изготовлением, транспортировкой и монтажом. Важными конструктивными требованиями являются:

- технологичность, т.е. соответствие конструкции технологическому процессу;

- унификация и нормализация деталей и узлов, максимальное использование стандартизированных деталей и изделий. Соблюдение этих требований позволяет организовать поточность производства и контроль качества;

- секционность, которая улучшает условия его эксплуатации, облегчает разборку, а при необходимости и замену, доступность при осмотре и ремонте;

- техническое совершенство, работоспособность и надежность.

Техническое совершенство аппарата характеризуется периодом, в течение которого аппарат по своим основным показателям соответствует современному уровню развития техники.

 

Под надежностью машины или аппарата понимается их способность выполнять свои технологические функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемой наработки.

Наработка — продолжительность или объем работы машины или аппарата, измеряемые в единицах времени или весовых (объемных) единицах по перерабатываемому сырью.

Надежность машины или аппарата зависит от их безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность характеризует способность машины или аппарата сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.

Долговечность — это способность машины или аппарата сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Долговечность характеризуется ресурсом или сроком службы до одного из видов ремонта.

Ремонтопригодность характеризует приспособленность машины или аппарата к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения плановых профилактических осмотров и ремонтов.

Сохраняемость отражает свойство машины или аппарата сохранять эксплуатационные показатели в процессе их транспортировки и хранения при соблюдении условий, рекомендуемых заводом-изготовителем.

Конструктивными достоинствами аппарата являются также простота его устройства, небольшая масса и габариты, изготовление из недорогих и доступных материалов, удобство эксплуатации.

 

 

 

 

 

Экономические требования. Данные требования отражают минимальные затраты на изготовление, монтаж и эксплуатацию машины или аппарата при сохранении их высоких технико-экономических показателей. К числу таких показателей относятся производительность, удельный расход энергии, коэффициент полезного действия, текущие расходы на обслуживание.

1.3 Материалы, применяемые  для изготовления оборудования  предприятий общественного питания 

 

Материалы, которые применяются  для изготовления оборудования предприятий  общественного питания, должны обеспечивать его надежность при минимальных габаритах и массе. Материалы непосредственно контактирующие с пищевыми продуктами, должны соответствовать  требованиям санитарного надзора.

 

Такие материалы не должны подвергаться коррозии в результате контакта с  пищевыми продуктами, кроме того, они должны легко очищаться от остатков продуктов и не разрушаться под влиянием моющих средств.

По назначению материалы могут  быть подразделены на три группы: конструкционные, теплоизоляционные и электротехнические.

В качестве конструкционных материалов применяют черные, цветные металлы, сплавы, пластмассы и другие синтетические материалы.

К черным металлам относятся железо и его сплавы, важными из которых  являются чугун и стали.

Чугун представляет собой высокоуглеродистый сплав железа с углеродом. Углерода в чугуне содержится от 2 до 4,5%. Марки чугуна составлены следующим образом: первые буквы обозначают название чугуна (СЧ – серый чугун), первые две цифры – предел прочности на растяжение в

 

кг/мм², вторые две цифры – предел прочности на изгиб в кг/мм². Например, для изготовления корпусных деталей механического оборудования, испытывающих

небольшие нагрузки, применяют чугун  марок СЧ 15-32, СЧ 21-40, СЧ 35-56; конфорки плит изготовляют обычно из чугуна СЧ 18-36 и СЧ 21-40.

Сталь – это сплав железа с углеродом. Углерода в стали обычно содержится от 0,04 до 2,0%. В качестве добавок используют марганец (0,1 – 1,0%), кремний (до 0,4%) и др. Сплавы с указанными пределами изменения

состава называются углеродистой сталью. По качеству эти сплавы подразделяются на сталь углеродистую обыкновенного качества и сталь углеродистую качественную.

Из стали углеродистой обыкновенного  качества изготовляют сварные корпусные  детали, крышки, кожухи и другие детали, не несущие больших нагрузок и  не соприкасающиеся с пищевыми продуктами.

Чтобы придать железоуглеродистым сплавам определенные свойства, к  ним добавляют различные элементы. Так, при добавлении хрома повышается твердость и прочность сплавов; при добавлении никеля – прочность,

пластичность и устойчивость к коррозии; молибдена и вольфрама – твердость и жароустойчивость; кремния – прочность, коррозионная стойкость; марганца –  прочность, износоустойчивость и твердость.

В зависимости от основных свойств  качественные стали и сплавы можно  подразделить на три группы:

• коррозийонно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью к электрохимической и химической коррозии (щелочной, кислотной, соленой, атмосферной и др.);
• жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью к химическому разрушению в газовых средах при температурах выше 550° С; эти стали и сплавы могут работать в ненагруженном или слабо нагруженном состояниях;
• жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие достаточной термостойкостью.

Те или иные качественные стали  и сплавы применяются в зависимости  от условий эксплуатации, величины нагрузки, наличия или отсутствия контакта с пищевыми продуктами. Так, для изготовления деталей, испытывающих большие нагрузки (валы, шестерни, тяги, рабочие инструменты), применяются качественные углеродистые и нержавеющие стали марок 45, 50, 40Х, 65Г, 15,

20Х, I2ХНЗ. Для изготовления  деталей машин и аппаратов,  непосредственно контактирующих  с пищевыми продуктами, применяется сталь легированная конструкционная марок 20Х и 40Х, сталь инструментальная легированная марок Х12, 9ХС и 9ХВТ, стали и сплавы высоколегированные коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные марок Х18Н9, Х18Н9Т, 1Х13 и др.

Из цветных металлов для изготовления оборудования предприятий общественного питания наиболее широко применяются алюминий и его сплавы (с марганцем, магнием и кремнием). Собственно алюминий применяется для изготовления посуды и деталей аппаратов, непосредственно контактирующих с

пищевыми продуктами. Для этих же целей применяют сплавы алюминия с кремнием (силумины). Для лужения  стальных деталей непосредственно  контактирующих с пищевыми продуктами, используется олово.

Пластмассы и некоторые другие синтетические материалы используют для изготовления деталей, испытывающих средние нагрузки (шестерни, шкифы). Преимущество пластмасс – в их легкости, антикоррозийности, бесшумности в работе, технологичности. Однако пластмассы  обладают низкой термостойкостью, что затрудняет использование их для теплового оборудования.

Теплоизоляционные материалы применяются  для уменьшения потерь тепла в  окружающую среду и снижения температуры  наружных поверхностей тепловых аппаратов.

Теплоизоляционные материалы бывают минерального (асбест, глина, кизельгур, гипс), растительного (пробка, древесные опилки, измельченный торф) и животного (шерсть, шелк, войлок) происхождения.

По конструктивному оформлению все теплоизоляционные материалы  можно подразделить на четыре группы: засыпные (перлит в засылке, минеральная вата, торфяная крошка); пластичные (асбозурит, совелит мастичный); оберточные гибкие (асботкань, маты и войлок из минеральной ваты, строительный  войлок);  формовочные   (скорлупы, цилиндры и плиты из

минеральной ваты, сегменты и торфоплиты, плиты перлитовые).

Теплоизоляционные материалы должны отвечать следующим требованиям: иметь низкие коэффициенты теплопроводности и .теплоемкости, небольшую плотность, высокую термостойкость, достаточную прочность, низкую гигроскопичность, биостойкость, атнкоррозийность, безвредность, а также быть удобными при монтаже и дешевыми.

Электротехнические материалы  могут быть подразделены на две основные группы: материалы с высоким удельным сопротивлением и электроизоляционные.

Материалы с высоким удельным сопротивлением предназначены для изготовления собственно нагревательных элементов, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую. Помимо высокого удельного сопротивления (1,0 – 1,5 Ом·мм²/м), такие материалы должны иметь высокую температуру плавления, незначительный температурный коэффициент линейного расширения, быть стойкими к окислению при сильном и продолжительном нагревании в воздушной среде, выдерживать

 высокие температуры и резкие  колебания ее без изменения  механических свойств. Этим требованиям  отвечают так называемые нихромы – сплавы никеля с хромом и фехрали –  железохромалюминиевые сплавы. В зависимости от марки нихрома оптимальная рабочая температура его колеблется в пределах от 950 до 1250°С; для фехрали эта температура находится в пределах от 650 до 900° С. Широкое