Федеральное агентство по образованию

    Государственное образовательное  учреждение

         высшего профессионального  образования

Красноярский  государственный  торгово-экономический институт

Кафедра технологии питания 
 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ

ТЕМА:

ПИЩЕВАРОЧНЫЙ  КОТЕЛ  КЭ-100

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КИДО.000000.004 ПЗ 

                                                       Руководитель:

                                                                            Марченкова Светлана Георгиевна

                                                                                 __________________  (подпись)

                                                                                      ___________________________   

                                                                                 (оценка, дата)

                                                                              Разработал:

                         Студент группы ИТ-06-1

                               Брюханов И.С.

                                                                                   «____»_______________2009.г. 

                                                       Красноярск 2009

 

Федеральное агентство по образованию

                     Государственное образовательное учреждение

                        Высшего профессионального образования

Красноярский  государственный торгово-экономический институт 

Кафедра технологии питания 

   УТВЕРЖДАЮ

                                                                        Зав.кафедрой

                              Яброва  О.А 

                                                             «___»___________200__г. 

ЗАДАНИЕ

              на курсовой проект по дисциплине 

ОБОРУДОВАНИЕ  ПРЕДПРИЯТИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ

(Тепловое)

На тему : «Пищеварочный  котел  КЭ-100. Поверочный расчет»

Специальность, группа   260501.65 ИТ-06        

Студент  Брюханов Илья Сергеевич          

                  Исходные данные: Рецептура № 100

«Бульон мясной прозрачный»

В курсовом проекте должно быть разработано и изложено:

Введение:_Производятся общие сведения о тепловом оборудовании   

1. Общая часть:_Краткое описание аппаратов, сходных с поверяемым и                       описание поверяемого аппарата        

2.Расчетная часть: _Расчет производительности аппарата                                             Тепловые расчеты       

3. Расчетно-конструкторская  часть:    

                                      Расчет ТЭНов         

4. Технико-экономическая  часть:    

                                 Тепловой  КПД         

5. Охрана труда, ТБ, эргономика, техническая эстетика: 
 

   6.Графическая часть:

________________1.Один лист формата А1- Общий вид и разрез    
 

                                                                    
 
 
 
 
 

    Оглавление

Аннотация………………………………………………………………4

Введение………………………………………………………………..5

1.Описание поверяемого аппарата………………………….…….…..9

2. Аппараты, схожие  с поверяемым…………………………….……

3.Расчетная часть………………………………………………….….10

1).Расчет производительности теплового аппарата………………………….10

2). Расчет полезно используемой теплоты…………………………………13

3). Расчет кинетических коэффициентов теплоотдачи………………..……15

4). Расчет температуры боковых стенок и крышки котла  в конце разогрева при установившемся режиме работы теплового аппарата…………………18

5). Расчет площадей и объемов……………………………………………………..21

6). Расчет потерь тепла в окружающую среду…………………………………21

7). Расчет теплоты на нагрев аппарата…………………………………………23

8).Тепловой баланс аппарата………………………………………………………..26

10). Расчет мощности электронагревательных элементов…………………26

11). Расчет ТЭНа котла……………………………………………………………..27

4.Заключение…………………………………………………………30

5.Правило эксплуатации аппарата…………………………………..31

6.Правило техники безопасности при работе с аппаратом……….34

7.Библиографический список………………………………………36

8. Графическая часть 
 
 
 
 

       Аннотация

       Тепловые  аппараты, применяемые на предприятиях общественного питания, отличаются устройством, принципом действия, конструктивным исполнением, назначением и правилами эксплуатации.

       Предметом написания курсового проекта является пищеварочный котел КЭ-100.Данное умение рассчитывать технические значения тепловых аппаратов в общественном питании будут необходимы.

       Проведен поверочный расчет котла КЭ-100 по рецептуре №100  «Бульон мясной прозрачный». Для расчетов было принято время разогрева 40 минут, время тепловой обработки 180 минут, время загрузки ~30 минут, время выгрузки - 60 минут.

       Расчетная температура кожуха составила 31,45 °С, что согласуется с паспортными данными котла.

       Мощность  и КПД котла периода разогрева  составила 15,87 кВт и 76,7%, а периода варки – 2,61 кВт и 72,9 %.

       Результаты  поверочного расчета позволяют сделать вывод: котел КЭ-100 можно применять для приготовления рецептуры №100 «Бульон мясной прозрачный». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

       Пищеварочные  котлы предназначены для варки  супов в больших количествах на предприятиях общественного питания с большой проходимостью.

       Технологические цели процессов варки обуславливают  основные технологические требования к конструкциям пищеварочных котлов. Суть этих требований заключается в следующем:

• Конструкция варочных аппаратов должны соответствовать технологическим требованиям конкретного процесса варки пищевого продукта;
• В готовом продукте максимально должны быть сохранены пищевые, минеральные, экстрактивные вещества и витамины при минимальных затратах теплоты;
• Нагрев продукта должен производиться при температуре не выше 100°С, с регулированием режима варки в пределах температуры кипения;
• В аппарате должно быть предусмотрено отключение нагрева перед окончанием варки;

       В зависимости от источника теплоты  котлы подразделяются на твердотопливные, газовые, электрические и паровые.

       В зависимости от способа обогрева различают котлы с непосредственным и косвенным обогревом.

       Котлы с непосредственным обогревом могут  работать на твердом топливе, газе и электрическом обогреве. По конструкции и эксплуатации они более просты, чем котлы с косвенным обогревом, однако им присущи недостатки: низкий кпд, сложность регулирования теплового режима, возможность пригорания продуктов.

       Котлы с косвенным обогревом работают при повышенном давлении в греющей рубашке (до 150 кПа). В качестве промежуточного теплоносителя используется вода.

       По  соотношению основных геометрических размеров котлы классифицируются на немодулированные, секционные модулированные и котлы под функциональные емкости. Немодулированные пищеварочные котлы имеют цилиндрическую форму варочного сосуда. Секционные модулированные котлы и котлы под функциональные емкости имеют варочный сосуд в виде прямоугольного параллелепипеда.

       Наружные  размеры этих котлов унифицированы, они имеют одинаковую высоту и ширину (глубину), длина их кратна модулю (у секционных модульных котлов - 210 мм, у котлов под функциональные емкости-100 мм). Варочный сосуд котлов под функциональные емкости имеет размеры, соответствующие размерам функциональных емкостей.

       Пищеварочные  котлы представляют собой варочный сосуд с крышкой, который помещен  в наружный котел. Снаружи котел  покрыт слоем тепловой изоляции, уложенной между облицовкой и наружным котлом. В нижней части котла смонтирован парогенератор, объединенный с паровой рубашкой. Конструкция котла устанавливается на постамент. Пар, генерируемый в парогенераторе, заполняет паровую рубашку, соприкасаясь с варочным сосудом, конденсируется, отдает теплоту парообразования стенке, по которой конденсат вновь стекает в парогенератор.

       Пищеварочный  котел представляет собой двустенный варочный сосуд, расположенный в корпусе, который покрыт кожухом, изготовленным из листов эмалированной стали. Пространство между наружным корпусом и кожухом заполнено тепловой изоляцией. В нижней части наружного котла смонтирован парогенератор. Вся конструкция котла крепится на основании.

       Пространство  между внутренними и наружными  котлами представляет собой герметичную паровую рубашку. На трубопроводах, соединенных с паровой рубашкой, установлены воздушный клапан и контрольно-измерительная и предохранительная арматура - двойной предохранительный клапан, электроконтактный манометр (для твердотопливных и паровых котлов—манометр), наполнительная воронка. На крышке котла расположен клапан-турбинка (если крышка закрывается герметично). Для слива содержимого из варочного сосуда предусмотрен сливной кран: Уровень воды в парогенераторе контролируется с помощью крана уровня.

       Станция управления представляет собой металлический  ящик, внутри которого размещены: распределительный клеммный щиток, два магнитных пускателя,, кнопки «Пуск» и «Стоп», сигнальные лампы, промежуточные реле, плавкие предохранители, переключатель режимов котла, тумблер с надписями «Автоматическая работа» и «Разогрев».

       Сигнальные  лампы позволяют визуально контролировать подключение котла и станции управления к электросети, а также режим работы котла. С помощью тумблера включают один из режимов работы. При установлении тумблера в положение «Разогрев» содержимое котла доводится до кипения, после чего все тэны отключаются и продукт доваривается только за счет теплоты, аккумулированной котлом. При включении другого режима после доведения содержимого котла до кипения отключаются пять из шести тэнов. Оставшийся ТЭН обеспечивает режим «тихого кипения», при котором продукты доводятся до состояния готовности.

       Если  давление по каким-либо причинам превысит верхний предел, то срабатывает двойной предохранительный клапан.

       Целью курсового проектирования является закрепление знаний по предмету и приобретение навыков по поверочному расчету и выбору оборудования для выполнения определенных технологических приемов обработки продуктов. 

2.Аппараты, схожие с поверяемым.

       Котлы пищеварочные паровые и электрические  изготавливаются с крышками двух исполнений:

       герметичными - КЭ–100, КП–160П, КЭ–160, КП–250П, КЭ–250, КЭ–250КП–2, тип «скороварка»;

       негерметичными - КЭ–250К, КЭ–160К, КЭ–100К, тип «кастрюля».

        В моделях  КЭ–100, КП–160П, КЭ–160, КП–250П, КЭ–250, КЭ–250КП–2 варочный сосуд закрывается крышкой с пружинным устройством. Крышка плотно «прижимается» к верхнему краю варочного сосуда накидными рычагами, поэтому в блюдах, приготовленных в таких котлах, максимально сохраняются питательные вещества.

         
 
 
 
 
 
 

         

       Варочный  сосуд имеет прямоугольную форму.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Это создает дополнительное удобство для варки крупных кусков мяса: говядины, свинины, конины (применяется в перерабатывающих производствах)

        Котлы изготавливаются  на каркасной основе. 

       Материал - профильная труба 40×40 мм. Наличие каркасной основы значительно увеличивает срок службы изделия — до 15 лет. 
 

Конструктивные  особенности котлов.

       Котлы пищеварочные изготавливаются полностью  из нержавеющей стали, кроме модели «эконом-класс» КЭ–250КП–2.

       Котлы состоят из варочного сосуда и  внешнего металлического короба. Под варочным сосудом котла установлен парогенератор, нагрев воды в котором осуществляется ТЭНами из н/стали. Давление в пароводяной рубашке поддерживается при помощи датчика-реле и контролируется мановакууметром. При достижении давления более 49 кПа, пар отводится из пароводяной рубашки при помощи предохранительного клапана. Варочная емкость котла закрывается крышкой с пружинным устройством.

       В моделях КП–160П, КП–250П, КЭ–100, КЭ–160, КЭ–250 установлена герметичная крышка, которая снабжена клапаном, предназначенным для отвода пара при избыточном давлении в варочном сосуде. С внутренней стороны крышки проложена термостойкая пищевая резина. Герметичность крышки обеспечена наличием прижимных элементов. Удобство в работе с котлом достигается расположением панели управления справа, на лицевой стороне изделия.

       Принцип работы.

       Вода  заливается в парогенератор и  нагревается электронагревателями до кипения. Образующийся пар создает избыточное давление в пароводяной рубашке, и вытесняет из нее воздух, который выходит через предохранительный клапан. Когда давление в рубашке достигает верхнего заданного предела, котел автоматически переходит на экономичный режим.

       Для котлов предусмотрены 3 режима работы.

       Режим «1» — варка. Котел включается на полную мощность. При повышении давления до верхнего предела, котел автоматически переключается на 1/6 мощности. При падении избыточного давления до нижнего предела, котел переключается на полную мощность.

       Режим «2» — разогрев. Котел также  включается на полную мощность и автоматически отключается при повышении давления до верхнего заданного предела.

       Режим «3» — варка на пару. Котел включается на полную мощность. При повышении  давления до верхнего предела, котел  переключается на 1/6 мощности, давление падает, достигает нижнего заданного предела — котел переключается на 1/3 мощности.

       Установленный срок службы изделий — до 15 лет. Все  модели регулируются по высоте.

       Дополнительные  услуги.

       По  желанию заказчика котлы могут  быть дополнительно укомплектованы «под заказ»:

• Тележка ТП-100 для загрузки/разгрузки кассет;

• Кассеты с емкостями для варки прямоугольной формы.

3.Описание поверяемого аппарата.

 

       Пищеварочный  котел КЭ-100 представляет собой сварную  конструкцию,состоящую из прямоугольного варочного сосуда, наружного котла облицовки (кожуха) и постамента. Замкнутое пространство между варочным сосудом и наружным котлом служит пароводяной рубашкой. В пространстве между кожухом и наружным котлом уложена теплоизоляция. Он используется на предприятиях общественного питания в виде отдельно стоящего аппарата.

       Котел является неопрокидывающимся. 

       К нижней части наружного котла  приварен парогенератор, в котором установлены шесть тэнов, электрод защиты от «сухого хода» и кран уровня.

       Варочный  сосуд закрывается откидной крышкой, имеющей противовес. Плотное прилегание крышки к кромке варочного сосуда обеспечивается прокладкой из термостойкой пищевой резины, уложенной в канавке крышки, и накидными болтами. Для слива жидкости из варочного сосуда предусмотрен сливной кран.

       Каждый котел оборудован контрольно-измерительными приборами, которые служат для контроля и регулирования величины давления пара в пароводяной рубашке. Узел контрольно-измерительных приборов состоит из электроконтактного манометра (ЭКМ) и двойного предохранительного клапана.

       Двойной предохранительный клапан служит для  аварийного сброса пара из пароводяной  рубашки, когда его давление возрастает выше МПа (0,5 кгс/см²), и устранения разрежения в ней.

       Основные  показатели котла КЭ-100 указаны в  таблице 1. 
 
 
 

                                                                                                               Таблица 1

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    4.Расчетная часть

1) Расчет производительности теплового аппарата

       Производительность  определяется по формуле:

 (1.1)

       Где:

 Q_Т.А. – производительность аппарата, кг/ч (шт./ч);

М – масса  готовой продукции, кг;

Τ_р  - время разогрева, с

τ_З – продолжительность загрузки, с;

τ_ТО – продолжительность тепловой обработки, с;

τ_В – продолжительность выгрузки, с;

М – масса  готовой продукции. 

        Возьмем рецептуру «Бульон мясной прозрачный» № 100:

Кости пищевые                                    375 г

Говядина для  оттяжки                        110 г

Яйца для оттяжки                                13 г

Морковь                                               10 г

Петрушка                                             8 г

Лук репчатый                                      10 г

Вода                                                     1400 г

Выход                                                  1000 г 

       Технология  приготовления:. Говяжьи кости молодняка и свиные слегка обжаривают в жарочном шкафу для улучшения вкуса и внешнего вида бульона.

         Подготовленные кости заливают  холодной водой и варят при  слабом кипении. В процессе варки с поверхности бульона снимают пену и жир. Продолжительность варки бульона 2—3 ч. Для приготовления оттяжки мясо пропускают через мясорубку, заливают холодной водой (1,5-2л воды на 1 кг мяса), добавляют соль и настаивают на холоде в течение 1-2 ч. Можно добавить пищевой лед вместо части воды. Перед окончанием настаивания в смесь добавляют слегка взбитые белки и перемешивают оттяжку. Для придания мясному прозрачному бульону свойственного ему коричневого оттенка и аромата морковь, лук и белые коренья подпекают до образования светло-коричневой корочки, не допуская подгорания.

       Сваренный бульон охлаждают до 50-60° С, частью его разводят оттяжку, вводят ее в бульон н осторожно размешивают, добавляют подпеченные лук и коренья. Бульон с оттяжкой нагревают и проваривают при слабом кипении 1-1,5 ч до тех пор, пока оттяжка не осядет дно. При этом бульон не только осветляется, но и обогащается из оттяжки растворимыми питательными веществами.

       По  окончании варки с бульона  снимают жир, осторожно процеживают  и снова доводят до кипения. Хранят на мармите не более 2ч. 

       Общая масса загружаемого сырья по рецептуре:

       Масса продуктов, загружаемых в ТА (включая  воду), равна

М_сырья = V_к ٠ φ(ρ₁α₁ + ρ₂α₂ +…+ ρ_nα_n),                   (1.2)

       Где:

V_к - объем варочного сосуда, м^-3;

φ – коэффициент  загрузки равный 0,8 – 0,9;

ρ – плотность  загружаемого сырья, кг/м³;

α - весовая доля сырья в соответствии с выбранной  рецептурой, равная отношению массы отдельного компонента к общей массе всех ингредиентов данной рецептуры.  
 

       Определяем  плотности загружаемых компонентов:   (10)

ρ_{1(костей)} = 1038 кг/м³

ρ_{2(говядина)} = 1130 кг/м³

ρ_3(яйца) = 1083 кг/м³

ρ_{4(лук репчатый)} = 1057 кг/м³

ρ_{5(петрушка.)} = 145 кг/м³

 ρ_{6(морковь)} = 1040 кг/м³

       Находим доли по видам сырья к общей массе всех ингредиентов по рецептуре:

       Из  формулы (1.2) можно найти М_сырья:

М_сырья = 0,1 ٠0,85 (1038 ٠ 0,19 + 1000٠ 0,726 + 1083 ٠ 0,006 + 1130 ٠ 0,057 + 1057٠ 0,005+1040 · 0,005+145·0,004)=85,35 кг

       Находим массу готовой продукции:

М = М_сырья ٠ Z,                               (1.3)

       Где:

Z – выход готового продукта.

, тогда

М = 0,52·85,35= 44,38 кг

       По  формуле (1.1) определяем производительность пищеварочного котла: