Фритюрница электрическая ФЭ-20М-01

министерство  ОБРАЗОВАНИЯ и науки  российской федерации

 

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И.И.ПОЛЗУНОВА

 

 

Кафедра "Технологии продуктов питания"

 

 

 

 

УДК 519.24.001

Курсовой проект защищен  с оценкой _____________________

Руководитель 

проекта                       к.т.н., доцент__М.А.Вайтанис

(работы)       подпись,       должность,             и.о. фамилия                       


 

 

 

 

ФРИТЮРНИЦА  ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ФЭ-20М-01

ПОВЕРОЧНЫЙ  РАСЧЕТ

тема проекта (работы)

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ (РАБОТЕ)

 

 

по дисциплине «оборудование предприятий  общественного питания»

_________КП 260501.13.000ПЗ________

обозначение документа

 

 

 

 

 

 

Проект выполнил

Студент   гр. ТОП-71                                                            В.М.Шматова

                                                                                                               подпись,              и.о. фамилия

 

Нормоконтролер                                        к.т.н., доцент   М.А.Вайтанис

                                                                              подпись,      должность,                      и.о. фамилия

 

 

 

 

 

 

2010

 


Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Введение

 

Жарение во фритюре по смыслу то же пряжение. Но только при  полнейшем преобладании масла над продуктом. Продукты погружаются в раскаленный жир и мгновенно свариваются в нем, покрываясь красивой и ровной золотистой корочкой.

Этот способ пришел в  русскую ресторанную кухню уже  в XIX веке из французской кухни, когда  у нас о русском пряжении почти  забыли.

Во фритюре жарят в основном тестяные изделия — слоеные пирожки с начинкой, пончики, хворост, а также картофель к гарнирам, некоторые овощи, рыбу в кляре и в тесте, яблоки в тесте. Для этого используют специализированные жарочные аппараты – фритюрницы

Большое количество моделей фритюрниц, предлагаемых современному потребителю, отличаются друг от друга по форме, объему, мощности, дизайну. Но принцип действия у всех практически одинаков. Масло, налитое в металлический бачок или съемный контейнер, вставляемый в корпус, разогревается с помощью электрического нагревательного элемента, встроенного в корпус, до нужной температуры, которую можно регулировать. В контейнер с маслом помещают металлическую корзину с пластмассовой ручкой с зажариваемым продуктом.

В данной курсовой работе рассмотрим устройство и принцип действия фритюрницы электрической марки ФЭ-20М-01.

 

 

 

 

 

 

    1. Технологическая часть


1.1 Особенности процесса жарки во фритюре

 

Независимо от вида обогрева жир в ванне фритюрниц должен нагреваться по двум зонам — рабочей и холодной. Температура жира в рабочей зоне не должна превышать 190 °С, а в холодной зоне — 80 °С. Разность температур по объему жира обеспечивает разность плотности жира в рабочей и холодной зонах, что способствует свободному опусканию в холодную зону мелких остатков продукта и взвесей в течение всего процесса жарки, предотвращая их обугливание в рабочей зоне жира. Это явление замедляет темп нежелательных изменений фритюрного жира.

Процесс жарки осуществляется при практически полном контакте всей поверхности продукта с нагретым жиром. При этом одновременно с теплообменом происходит процесс массообмена между продуктом и жиром. При жарке во фритюре создаются хорошие условия для теплообмена, и обеспечивается равномерное образование корочки на всей поверхности продукта.

Однако в процессе жарки во фритюре в жир из продукта выделяются влага и органические вещества, что приводит к ускорению процессов нежелательных химических изменений жира. Кроме того, нагретый жир, контактируя с кислородом воздуха, окисляется. Наиболее интенсивно процессы разложения жира происходят на участках его соприкосновения с теплопередающей поверхностью.

При эксплуатации фритюрниц имеет место влияние «бортовой полосы», которая образуется у границы раздела «металл — жир — воздух». При нагреве жира во фритюрнице тэнами бортовая полоса образуется на вертикальных участках тэнов. В случае нагрева ванны с жиром внешним нагревателем (спиралью) бортовая полоса возникает на участках поверхностей ванн, температура которых выше температуры жира.

Жир в ваннах фритюрниц можно нагревать тремя способами:

  • погружение тэнов в жир;


  • косвенный обогрев, когда нагрев жира осуществляется через промежуточный теплоноситель, находящийся в рубашке;
  • непосредственный обогрев, когда к наружной поверхности ванны с жиром подводится тепловой поток (например, от электрического нагревателя, газовой горелки).

Проведенные эксперименты определили температурные поля бортовых поверхностей ванн, тэнов и фритюрного жира (таблица 1).

Таблица 1 - Влияние способа нагрева жира на формирование температурных полей жира и поверхностей ванн и тэнов.

 

 

Способ нагрева жира

Средняя температура, 0С

Поверхность ванны на разделе сред металл- жир- воздух

Поверхность ванны без поверхности холодной зоны

Тэн

Жир

Тэны погружены в жир

165,3

166,7

254

171,5

Косвенный нагрев

171,7

174,5

-

166

Непосредственный нагрев

25,5

234,5

-

159,3


 

Анализ экспериментальных данных позволяет отметить, что при первом способе нагрева средняя температура поверхности тэнов превышает среднюю температуру жира на 80 °С, что значительно больше допустимого.

При втором способе (косвенный нагрев) средняя температура жира незначительно отличается от температуры поверхности ванн. При третьем способе (непосредственный нагрев) средняя температура значительно ниже средних температур поверхности (90... 110 °С), что также превышает допустимые температурные перепады (между теплопередающей поверхностью и жиром).


При использовании данных способов нагрева исследованы изменения химических показателей жира «Белорусский» в зависимости от способа его нагрева в ваннах фритюрниц (таблица 2).

Таблица 2 - Динамика химических показателей жира « Белорусский» в зависимости от способов его нагрева

 

Химические показатели

Продолжительность нагрева, ч

Способы нагрева

Первый (тэны)

Второй (косвенный)

Третий (непосредственный)

Кислотное число, мг КОН

5

0,34

0,30

0,42

10

0,52

0,40

0,60

15

0,71

0,53

0,96

20

0,84

0,75

1,16

25

0,72

0,60

0,89

30

0,52

0,42

0,65

Процент продуктов окисления

5

0,86

0,60

0,64

10

0,91

0,67

0,71

15

1,02

0,73

0,78

20

1,19

0,81

0,88

25

1,50

0,88

1,02

30

1,65

1,02

1,19

Процент дикарбонильных соединений

5

1,91

1,38

1,62

10

2,53

1,63

1,75

15

3,02

1,75

2,10

20

3,51

2,27

2,63

25

4,40

2,63

3,02

30

5,20

3,02

3,51



Анализ экспериментальных данных позволил выявить тенденцию изменений химических показателей жира в зависимости от способа нагрева. Кислотное число жира растет при всех способах нагрева, однако максимальный рост наблюдается при третьем способе. Это можно объяснить отрицательным влиянием бортовой полосы, так как ее средняя температура достигает 255 °С, что способствует при наличии кислорода воздуха интенсивному разложению жира. Несколько медленнее окисляется жир в ванне, нагреваемой тэнами, и значительно меньше рост кислотного числа при косвенном способе нагрева. После 20 ч нагрева кислотное число уменьшается, что, по-видимому, объясняется интенсификацией полимеризационных процессов, о чем свидетельствует усиливающийся рост продуктов окисления и дикарбонильных соединений.

Максимальная величина процентного содержания вторичных продуктов окисления зарегистрирована в жире ванны, нагреваемой погружением тэнов, затем при нагреве внешним нагревателем и минимальная величина — при косвенном обогреве. Очевидно, тэн, находящийся в массе жира, создает наиболее жесткие условия нагрева (254 °С), при этом интенсивно протекают полимеризационные и сополимеризационные процессы, что подтверждает и аналогичная зависимость процентного содержания дикарбонильных соединений. Отсюда возникает необходимость снижения температуры и снижения местных перегревов тэнов при их погружении в массу жира.

Таким образом, рациональным способом нагрева жира в ваннах, судя по изменениям химических показателей жира, является косвенный нагрев. Однако следует отметить, что этот способ нагрева целесообразно применять в аппаратах большой производительности (жарочные машины непрерывного действия). Для фритюрниц периодического действия наиболее рационально нагревать жир тэнами, погруженными в его массу[1].

 

 

 


1.2  Способы жарки во фритюрницах

 

Жарку изделий во фритюрницах можно организовать плавающим или погружным способом.

При плавающем способе изделие тонет на 30 - 50 секунд в жир, затем всплывает на поверхность фритюра и жарится в свободном плавающем состоянии. При этом обжарка изделия осуществляется с одной стороны, поэтому изделия переворачивают на другую сторону (штучные) или перемешивают (насыпные).

При погружном способе изделия загружают в сетки, чтобы они не всплывали на поверхность, и обжаривают в объеме жира. В этом случае их переворачивание исключается. Сравнительные показатели погружного и плавающего способов жарки приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Сравнительные данные по жарке пирожков во фритюрнице плавающим и погружным способом.

показатели

Единица измерения

Способ жарки

Плавающий

Погружной

Количество пирожков

Шт.

10000

10000

Количество циклов жарки

Раз

167

150

Среднее количество пирожков в одной загрузке

Шт.

60

70

Расход электроэнергии

кВт/ч

105

95

Удельный расход электроэнергии

Вт ч/шт

10,5

9,5

Расход жира на жарку

Кг

68

59

Удельный расход жира

г/шт

6,8

5,9

Продолжительность жарки

Ч

14

12,5

Производительность аппарата

Шт/ч

710

800

Органолептическая оценка

балл

4,3

4,9


 

Данные таблицы позволяют отметить, что погружной способ имеет следующие преимущества:


  1. увеличивается производительность труда персонала за счет исключения операции переворачивания изделия и более эффективного использования объема фритюра;
  2. сокращается расход жира на 12 % и электроэнергии на 10 %;
  3. улучшается качество готового продукта за счет равномерной его обжарки;
  4. увеличивается производительность фритюрницы на 10 %[1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3  Технологические требования к конструкциям фритюрниц

 

Конструкции фритюрниц должны как можно полнее соответствовать следующим технологическим требованиям:

    • жир в ванне должен быть нагрет по двум зонам рабочей и холодной. Температура холодной зоны не должна превышать 80 °С. Это предотвращает термическое разложение в процессе жарки поступивших в нее из рабочей зоны кусочков остатков продуктов;
    • температура жира в верхней рабочей зоне ванны не должна превышать 190...195 °С;
    • на бортовых поверхностях ванны, тэнах (на границе раздела сред жир-воздух) температура должна быть ниже температуры жира, что предотвращает образование бортовой полосы;
    • тэны при их расположении в ваннах фритюрниц следует компоновать в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
    • активные части тэнов не должны иметь вертикальных участков на разделе сред жир — воздух;
    • в процессе жарки продуктов должен быть максимально использован (загружен) объем рабочей зоны, что достигается при погружном способе жарки;
    • контакт горячего жира и воздуха должен быть минимальным;
    • соотношение жира и продукта должно составлять 4:1, что способствует быстрой сменности жира и сохранению его качества;


    • ванны, нагреватели следует изготавливать из нержавеющей стали, которая в условиях длительного нагрева обеспечивает наименьший темп химических превращений жира в сравнении с чугуном и алюминием.

Приведенные требования обусловливают то, что жарка продуктов во фритюре на предприятиях общественного питания должна быть организована только в специализированных аппаратах — фритюрницах[1].

1.4  Устройство и принцип действия фритюрницы ФЭ-20-01


 

Фритюрница ФЭ-20-01 устанавливается на индивидуальную подставку.

Фритюрница представляет собой жарочную ванну со столом, установленную на каркасе, к которому крепится облицовка. Нагрев жира осуществляется тремя тэнами, соединенными в блок. Подъем и фиксация в поднятом состоянии блока тэнов осуществляются с помощью специального рычага и фиксаторов. В передней части фритюрницы, под столом, расположен электроотсек, в котором находятся датчики-реле температуры и выключатели. Передняя стенка закрыта панелью, на которую выведена ручка выключателя и установлена сигнальная лампа.

Фритюрница снабжена корзиной для жарки продуктов, крышкой, двумя кронштейнами для подвешивания крышки во время процесса жарки и двумя датчиками-реле: один — предназначен для автоматического поддержания заданной температуры, второй — обеспечивает отключение тэнов при нагреве жира выше 190 °С в случае выхода из строя первого датчика-реле температуры. Термобаллоны датчиков-реле температуры находятся в жарочной ванне и смонтированы на блоке тэнов.

Принципиальная электрическая схема фритюрницы ФЭ-20-01 приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Электрическая схема фритюрницы ФЭ-20-01


Фритюрница подключается к сети выключателем S. Через контакты датчиков-реле температуры В1 и В2 напряжение поступает на электронагреватели Е1, Е2, ЕЗ, а также на лампу H, сигнализирующую о включении тэнов.

При достижении заданной температуры жира контакты датчиков-реле температуры размыкаются и отключают электронагреватели и сигнальную лампу. Двухпозиционное регулирование температуры фритюра осуществляется за счет дифференциала терморегулятора переключением его контактов, которое приводит к включению и отключению электронагревателей от сети.[1]

Техническая характеристика фритюрницы ФЭ-20-01 представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Техническая характеристика фритюрницы ФЭ-20-01

номинальное количество жира, заливаемого в жарочную ванну ( вместимость)

л

20

производительность по сырому картофелю

кг/ч

12

время разогрева жира

мин

14

номинальная мощность

Вт

7500

номинальное напряжение

В

3 ~ 220

или 3 ~ 380

род тока

трехфазный переменный

частота тока

Гц

50

габариты:

длина

ширина

высота

 

мм

мм

мм

 

500

800

850

масса

кг

75


 

2  Проверочный расчет фритюрницы ФЭ-20-01

2.1  Расчет производительности


 

Производительность фритюрниц определяется по формуле:

,                                                     (1)

где QТА -  производительность аппарата, кг/ч (шт./ч);

      М - масса готовой продукции (М = Мсырм Z, где Z - выход готового продукта), кг;

τ3 - продолжительность загрузки, с; τ3=60с;

τт0 - продолжительность тепловой обработки, с; τт0 = 900с;

τв - продолжительность выгрузки (в нее входит и время остывания готового продукта), с; τв=60с.

Масса готовой продукции найдем по формуле

                                                             (2)

где т - масса одного изделия, кг;

       п - число изделий на поде, шт.

=0,1*20=2 кг,

.

Продолжительность каждой стадии процесса тепловой обработки принимается на основе практических данных в зависимости от коэффициента заполнения варочного сосуда или площади противней (жарочный шкаф) и т. д., а также рецептуры кулинарного изделия[2].

 

 

 

 

 

 

2.2 Тепловые расчеты


Для фритюрниц, как и для любых аппаратов периодического действия, характерны два режима работы: режим разогрева и стационарный режим.

Период разогрева. Уравнение теплового баланса электрической фритюрницы для периода разогрева имеет вид

,                                                                      (3)

где     Q/затр – общая тепловая мощность, подводимая электронагревателями, Вт;

Q5 – затраты тепловой мощности на разогрев конструкции, Вт;

Q6  - потеря теплоты наружными стенками аппарата в окружающую среду в единицу времени, Вт.

,                                                                   (4)

где Iл - линейная сила тока трехфазной цепи, А;

Uл - линейное напряжение трехфазной цепи, В.

,                                                          (5)

где α´ - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К);

F – площадь поверхности наружных стенок фритюрницы, м2; F=0,4м2;

t´ср.ст. – средняя по поверхности и по времени разогрева температура ограждений фритюрницы, 0С;

tвозд. – температура окружающего воздуха, 0С; tвозд.=200С.

,                                                                    (6)

где tнач ст – начальная температура ограждения, 0С;

Tкон ст – конечная (средняя по поверхности) температура ограждения, 0С.


Если разогрев аппарата происходит от холодного состояния, то tнач ст=tвозд.

=9,7+0,07(30-2-)=10,4;

,

Потеря теплоты наружными стенками аппарата в окружающую среду в единицу времени рассчитывается по формуле

,                                                             (7)

где Mi – масса i-го элемента конструкции ( рабочей камеры, наружных стенок крышки и др.),кг; Mi=2 кг;

Сi – удельная теплоемкость материала i-го элемента конструкции, Дж/кг К; Сi=460,6Дж/кг К

tконi tнач i – соответственно конечная и начальная температуры i-го элемента конструкции, оС;

tраз – время разогрева аппарата, с; tраз=14*60=840c.

,

=41,6+82,22=498,22Вт,

Стационарный период работы. Для стационарного режима уравнение теплового баланса записывается в виде

Qзатр=Q1+Q5,                                                                        (8)

где Qзатр – общая мощность нагревателей, Вт;

Q1 – полезная тепловая нагрузка, Вт;

Q5 – потери теплоты стенками аппарата, Вт.

Полезная тепловая нагрузка рассчитывается по формуле


,                                                      (9)

где Мвод – масса калориметрирующей воды ( определяется взвешиванием),кг;

Свод = 4187 Дж/кг К – удельная теплоемкость воды;

tгор ст, tгор – соответственно конечная и начальная температуры

калориметрирующей жидкости, оС;

τобр – время за которое меняется температура калориметрирующей воды от tгор до tхол, с.

,

Потери теплоты стенками аппарата рассчитываются по формуле

Q5=α·F·( tконст – tвозд),                                                        (10)

Где α·- коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К);

F·- площадь наружных поверхностей, м2;

tконст – средняя по поверхности температура, оС;

tвозд – температура воздуха, оС.

=9,7+0,07(22-20)=9,84,

Q5=α·F·( tконст – tвозд)=9,84*0,4(22-20)=7,87Вт,

Qзатр=Q1+Q5=605+7,87=612,87 Вт,

Коэффициент полезного действия аппарата рассчитывается по формуле

.                                   (11)


3  Правила эксплуатации фритюрниц периодического действия

 

Перед началом работы фритюрницы ФЭ-20-01 проверяют ее санитарное состояние, затем открывают дверцу и проверяют, установлен ли под ванной бачок и закрыт ли ее сливной кран. Ванну заполняют растительным маслом до отметки на ее стенке. Поворотом рукоятки пакетного выключателя включают тэны, при этом загорается зеленая сигнальная лампа. Жаренье продуктов начинают после того, как температура жира достигнет 180 °С, о чем сигнализирует желтая сигнальная лампа. Если масло насыщено водой, то при температуре жира 100 °С начинается бурное пенообразование. В этом случае нужно на несколько минут отключить фритюрницу и вновь включить ее. Операции по включению и отключению нужно повторять до тех пор, пока жир не высушится и не прекратится его пенообразование.

Для уменьшения пенообразования нужно с загруженного в сетку продукта слить воду путем его встряхивания.

Загруженный в сетчатые корзины продукт осторожно опускают в разогретый жир. Готовность изделий определяют органолептически.

Порция картофеля (1—1,2 кг), нарезанного брусочками, жарится 4—5 мин. Во время работы следят за уровнем масла в ванне и периодически доливают его тонкой струйкой, соблюдая осторожность.

По окончании работы фритюрницу выключают, поставив рукоятку выключателя в положение «Выкл.», и сливают жир из ванны в бачок. При этом он очищается от остатков пищи, проходя через сетку. Фритюрницу (ванну, маслоотстойник, тэны, стол и др.) моют теплой водой и насухо протирают.

В процессе эксплуатации фритюрницы масло можно использовать не более 40 ч, после чего его сливают и заменяют свежим. Прежде чем залить свежее масло, тщательно очищают от осадка стенки ванны, тэны, отстойник. Для очистки ванны в нее заливают примерно 30 л воды (сливной кран должен быть закрыт), добавляют 1 кг каустической соды или 1,5 кг моющего средства «Прогресс» и, включив тэны, кипятят раствор около 1 ч. Затем раствор из ванны сливают через сливной кран и вновь очищают стенки ванны, тэны, отстойник с помощью ерша и щетки, после чего промывают горячей водой и протирают сухой салфеткой.


После проверки санитарного и технического состояния фритюрниц заливают в ванну жир до отметки и с помощью выключателя включают блок электронагревателей. С помощью двух датчиков-реле температуры автоматически поддерживается рабочая температура жира.

По окончании работы отключают тэны, сливают жир через фильтр-отстойник, поднимают блок электронагревателей и подвергают фритюрницу санобработке[3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Описание технологической и аппаратурно- технологической схемы


Таблица 5- Рецептура № 313. Судак, жареный во фритюре

Наименование продуктов

Брутто

Нетто

Судак

192

92

Мука пшеничная

6

6

Яйца куриные

1/7 шт

6

Сухари панировочные

15

15

Кулинарный жир

10

10

Масса жареной рыбы

  

100

Гарнир №761

  

150

Масло сливочное

  

7

выход

  

257


 

Технология приготовления:

У рыбы удаляют плавники, голову, снимают кожу, потрошат, промывают  и разделывают на филе без кожи и реберных костей. Подготовленные куски рыбы посыпают солю, перцем черным молотым, панируют в муке, смачивают в льезоне (смешать яйца с водой, взбить, процедить, посолить), затем панируют в сухарях и жарят во фритюре.

На гарнир подают жареный  картофель. Перед подачей полить растопленным сливочным маслом.

Таблица 6 – Рецептура  №474. Картофель жареный (из сырого)

Наименование продуктов

Масса брутто на 1 порцию

Масса нетто на 1 порцию

Картофель ломтиками

290

217

Жир животный топленый пищевой

15

15

Выход

  

150


 


Технология приготовления:

Нарезанные сырой картофель  промывают в холодной воде, обсушивают, посыпают солью, кладут на электросковороду с разогретым жиром и жарят 15-20 минут, периодически помешивая, до образования поджаристой корочки. Перед окончанием жарения крышку электросковороды закрывают и доводят до готовности. [4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение


 

Основными узлами фритюрницы являются рабочая ванна, теплогенерирующее устройство (тэны или газовые горелки), терморегулирующая аппаратура и каркас.

При жарке во фритюре  продукт должен быть полностью погружен в жир, но при этом не соприкасаться с дном и стенками фритюрницы.

Использование фритюрниц позволяет избежать недостатков приготовления в сковороде на обычной плите, прежде всего чада и неприятного запаха. Но главное - во фритюрнице масло нагревается до необходимой температуры, которая поддерживается на этом уровне постоянной, а это значит, что масло не горит и не теряет своих полезных свойств.

В результате проверочного расчета фритюрницы ФЭ-20М-01 определены ее производительность, при приготовлении рыбы жареной, а также коэффициент полезного действия, который составил 98%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы


  1. Беляев М. И. Оборудование предприятий общественного питания - Т. 3.[текст]/ М. И Беляев. - М.: Экономика. 1990
  2. Вайтанис, М.А. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Оборудование предприятий общественного питания» для студентов специальности 260501 «Технология продуктов общественного питания» [текст]/ М.А.Вайтанис; Алт.гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2008
  3. Гуляев, В.А. Оборудование предприятий торговли и общественного питания: полный курс: Учебник [текст]/ В.А. Гуляев. – М., 2002
  4. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий: для предприятий общественного питания[текст]/ под.ред. Ф.И.Марчука. издательство «Хлебпрдинформ», 1996