Антипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 2

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки \(у\

пищевых сред

Рис. 18.7 Печь ХПП-25

Печь ГГР-1 (рис. 18.8) предусматривает наличие выносной камеры 7 для ув-

лажнения тестовых заготовок, четырехниточного цепного конвейера 2 с 64 люлька-

ми,

четырех радиаторов 3, устройства для опрыскивания водой тестовых заготовок

перед пекарной камерой 5 и готовой продукции после выпечки 4.

Привод конвейера 2 печи осуществляется от электродвигателя. Топка 6 печи

приспособлена для сжигания газообразного и жидкого топлива.

1ак 710

конвейер 4 с 65 люльками размером 1920x220 мм или 43 люльками размером

1920x350 мм и 6 пар блоков, из которых крайний справа 7 в верхнем ряду является

натяжным. Движение конвейера непрерывное.

В камере увлажнения расположены приводной 14 и направляющий 75 валы со

звездочками. Конвейер приводится в движение от электродвигателя через червяч-

ный и цилиндрический редукторы, клиноременную и цепную передачи к приводно-

му валу. Продолжительность выпечки регулируется вариатором.

Из топки 9 печи газы поступают в центральный газоход подвесного канала 8,

где разделяются на два параллельных потока. Далее газы по двум боковым каналам

опускаются в два нижних канала 10, а из них по двум стоякам 77 направляются в

передние вертикальные газоходы 2. Отсюда по верхним каналам 6 газы поступают

под водогрейные котелки.

Вертикальный газоход, отделяющийся от пекарной камеры 3 металлической

стенкой, создает в посадочной части пекарной камеры высокую температуру (зону

обжарки), необходимую при выработке ржаных хлебных изделий. Для повышения

влажности в эту зону подается пар по трубам 5. Пар в камеру увлажнения также по-

дается по двум трубам 76, а для опрыскивания водой готовых изделий предусмотре-

на труба 12 с форсунками.

Выгрузка подовых изделий на ленточный транспортер 13 осуществляется при

помощи упора, наклоняющего люльки на 30.. .45°.

162 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

18.8 Печь ГГР-1

Техническая характеристика хлебопекарных печей с канальной системой обог-

рева приведена в табл. 18.1.

Таблица 18.1 Техническая характеристика хлебопекарных печей с канальной системой обогрева

Печи с канальным обогревом

Показатель

е;

*о

а.

L—

Производительность, т/сут

4,7...5,9 12...14,5

Число люлек, шт. 17 24 43...65 64

Рабочая площадь пода, м

8,3

16,0 27...28 43.1

Ширина пода, мм 1400 1920 1920 1920

Установленная мощность

электродвигателя, кВт

1,0

2,2

1,7 1,7

Габаритные размеры, мм 4100? 5840? 5830?

6820'.'

?2610?2700 ?4500?3900 ?3500?4300 ?3760'.'5500

Масса металлоконструкции, кг 4200 5500

8800

13 500

Инженерные расчеты. Тепловой баланс пекарной камеры составляют на 1 кг

горячего хлеба (в момент его выхода из пекарной камеры), поэтому уравнение теп-

лового баланса пекарной камеры имеет вид:

Япк

= 4l

+ 42 + Чз

Ча

Я5

+ Чь +

47 +

<7s»

где q

- удельное количество теплоты, переданное в пекарную камеру на выпечку 1

кг готовой продукции, кДж/кг; q\ - теоретическое удельное количество теплоты, за-

трачиваемое на выпечку 1 кг продукции, кДж/кг;

172

- удельное количество теплоты,

затрачиваемое на испарение воды и перегрев пара, поступающих в пекарную камеру

на увлажнение тестовых заготовок и среды, кДж/кг; </

- удельное количество тепло-

ты,

затрачиваемое на нагрев вентиляционного воздуха, кДж/кг; q\ - удельное коли-

чество теплоты, затрачиваемое на нагрев транспортных устройств, кДж/кг; q

Глава

18 Оборудование

для

ведения процессов выпечки и обжарки

пищевых

сред

163

удельное количество теплоты, затрачиваемое наружными поверхностями стенок

пекарной камеры, кДж/кг;

- удельное количество теплоты, затрачиваемое через

нижнюю стенку пекарной камеры, кДж/кг;

177

- удельное количество теплоты, затра-

чиваемое излучением через посадочные и разгрузочные отверстия, кДж/кг; д

удельное количество теплоты, затрачиваемое на аккумуляцию элементами печного

агрегата, кДж/кг.

<?i =

uJ<««

)

cJT

-Т

)

)(Т

-T

где

ucn

- количество испаренной влаги из тестовой заготовки во время выпечки -

упек, отнесенной к массе горячего хлеба, кг/кг;

Kc„=(

m-m

)/m

где m

- масса тестовой заготовки, кг; т

- масса горячего изделия (хлеба), кг;

i„„

удельная энтальпия перегретого пара, кДж/кг; i« - удельная энтальпия воды при

температуре теста, кДж/кг; g

- массовая доля корки в 1 кг горячего хлеба, кг/кг; с

- удельная теплоемкость сухого вещества соответственно корки и хлеба,

кДж/(кг-К); Т

и Т

- соответственно средняя температура массы корки горячего

хлеба и теста, К; g

- массовая доля сухого вещества в мякише горячего хлеба,

кг/кг; W

- содержание влаги в 1 кг горячего хлеба в момент его выхода из пекарной

камеры, кг/кг; с

- удельная теплоемкость воды при температуре теста, кДж/(кг-К);

—

средняя температура мякиша горячего хлеба, К.

4i=D

(i„

-i

)

-ij,

где D„ - массовая доля насыщенного пара, поступившего в пекарную камеру на ув-

лажнение, кг/кг; £>„ - массовая доля воды, поступившей в пекарную камеру на ув-

лажнение, кг/кг;

i„

- удельная энтальпия насыщенного пара перед пароувлажнитель-

ным устройством, кДж/кг;

Чъ

= [(Ken

)с

(Т

пк

-Т

)]

l{d

-d

где с

- удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг; d

- влагосодержание горячего

влажного воздуха в сечении посадочного окна на выходе из пекарной камеры, кг/кг;

- влагосодержание воздуха, кг/кг;

Ча

8мф

(Тф - Т'ф)

где - массовая доля металла форм, приходящаяся на 1 кг хлеба, кг/кг; с

удельная теплоемкость стали, кДж/(кг-К); Т'ф - температура формы при выходе из

печи, К; Т

- температура формы при входе в пекарную камеру, К;

=3,6Ф

ос

/П,

где

Ф„

- потеря теплоты в окружающую среду, кВт; П - производительность печи, кг/ч;

Фас

= «»/„

(Т„

-TJ

e„f„ [(0,0 IT J

- (0,0\Т

f ] ,

где а

- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности к воздуху, кВт/(м

К);

f„ - площадь поверхности наружных стенок пекарной камеры, м

;

Т„

- температура

наружной поверхности стенки, К;

Т„

- температура окружающего воздуха в цехе, К;

со - коэффициент излучения абсолютно черного тела, кВт/(м

-К

); с„ - коэффициент

теплового излучения наружных поверхностей стен (е„ = 0,9);

164 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

...мои совет студентам - ходите на все лекции...

бывает, что какая-то ассоциация или

информация, услышанная на лекции или

семинаре, порождает идею и определяет всю

последующую научную жизнь. Это

не преувеличение. История науки знает немало

примеров, когда пламя нового научного

направления загоралось от неожиданно

проскользнувшей искры.

ГИНЗБУРГ ВИТАЛИЙ ЛАЗАРЕВИЧ (р. 1916),

физик, академик РАН

18.4 ПЕЧИ С КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ ОБОГРЕВА

В печах с комбинированной системой обогрева (АЦХ, ХПА-40, ФТЛ-4 и др.)

передача теплоты в процессе выпечки осуществляется через систему каналов и па-

роводяных трубок.

=Nu{kJh),

где Nu - число Нуссельта; Х

- коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м-К);

h - высота боковой стенки пекарной камеры, м;

Я = (б0и,и^)/т,

где п

- число рабочих люлек конвейера;

Пф

- количество форм с хлебом на люльке;

- масса одной буханки хлеба, кг; т - продолжительность выпечки, мин;

<7б=3,6Ф

нс

/Я,

где Ф

нс

- потеря теплоты пекарной камеры через нижнюю стенку печи, кВт;

нс=(^и

/ 8

)/нс (

ст ~

пол ) >

где Х

- коэффициент теплопроводности изоляционного материала, кВт/(м-К); 8 -

толщина стенки,

м;

- площадь поверхности нижней стенки, м

; Т

ст

- температура

стенки со стороны передней камеры, К;

пол

- температура пола, К;

o(p

[(0,01T„J

-(0,0lT

)

Jx,

где го = 1 - коэффициент теплового излучения отверстия; f

- площадь посадочного

или выгрузочного отверстия, м

;

ср

- угловой коэффициент; Т

пк

- температура пекар-

ной камеры (излучающей среды), К; Т

ст

- температура стен в печном зале (равна

температуре воздуха), К; т - время, в течение которого открыты посадочные и вы-

грузочные отверстия, с;

О,

поскольку печь рассчитывается для непрерывной работы при установившемся теп-

ловом режиме.

Тепловой поток от системы обогрева в пекарную камеру Ф

пк

(кВт) будет равен

пк

=ч„

П/3,6.

КПД пекарной камеры г\„

(%) определяется в виде

=(4i/Чж Л 00.

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки \ 65

пищевых сред

7515

Рис.

18.9 Печь АЦХ

Печь АЦХ (рис. 18.9) является конвейерной люлечной печью сквозного дейст-

вия и предназначена в основном для выпечки формового ржаного и пшеничного

хлеба. Особенностью этой печи является наличие камеры для окончательной рас-

стойки теста, связанной с печью единым конвейером.

Движение продуктов сгорания осуществляется следующим образом: из топки 6 га-

зы после обогрева топочных концов пароводяных трубок 1 последовательно проходят

по нижнему и верхнему рядам дымогарных труб 2, затем поступают в сборный боров.

Конвейер 3 обогревается при помощи прямых пароводяных трубок 1, разме-

щенных между первой и четвертой ветвями, между четвертой и пятой ветвями и под

пятой ветвью конвейера. Дымогарные трубы 2 расположены между первой и второй

ветвями и между второй и третьей ветвями пекарной камеры 5. Холостая ветвь кон-

вейера 4 расположена сверху.

Цепной конвейер представляет собой две пластинчато-шарнирные роликовые

цепи, перекинутые через блоки, установленные на горизонтальных валах. Блок у

выгрузочного фронта является приводным, блок у посадочного фронта - натяжным.

Цепи конвейера с шагом 305 мм удерживаются в горизонтальном и наклонном по-

ложении направляющими из угловой стали. Между цепями подвешены люльки раз-

мером 2540x250 мм. Шаг подвески люлек 305 мм. Число люлек на конвейере зави-

сит от числа ветвей конвейера, размещенных в печи.

Продолжительность расстойки регулируется изменением длины холостой части

конвейера с помощью передвижной каретки. После расстойки формы с тестом пере-

ходят из камеры расстойного шкафа в печь, где последовательно проходят все тем-

166

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

пературные зоны, и поступают к месту выгрузки готовой продукции.

Печь ХПА-40 (рис. 18.10) предназначена для выпечки формового хлеба из ржа-

ной и пшеничной муки.

В пекарной камере 1 печи размещен четырехъярусный конвейер 13 из пластин-

чато-роликовых цепей с шагом 140 мм. На конвейере между цепями подвешены

98...100 люлек размером 1720x220 мм (шаг подвески 280 мм). Конвейер поддержи-

вается направляющими из уголковой стали 90x60x8 мм и четырьмя парами ведомых

звездочек 11, установленных на валах, подшипники которых вынесены в ниши с

наружной стороны боковых стен. Ведущие звездочки 2 расположены за пределами

кладки печи в металлическом кожухе. Грузовая натяжная станция находится у зад-

них верхних звездочек 8.

06qrpee пекарной камеры смешанный: в средней части камера обогревается па-

роводяными трубками 9, в нижней - двумя кирпичными каналами 12 и в верхней -

девятью дымогарными трубами 5 диаметром 150 мм. Нагревательные трубки дли-

ной 5300 мм установлены в 4 ряда с шагом по горизонтали 70 мм, по вертикали 85

мм и с уклоном (в сторону топки) 40 мм на 1 м трубы. Дымовые газы из топки 10

обогревают концы нагревательных трубок, направляются по боковым каналам в

нижние газоходы 12, затем по вертикальным каналам поступают в металлическую

сборную камеру 4 с малым термическим сопротивлением, откуда проходят по ды-

могарным трубам 5 под водогрейные котелки 7, далее в боров 6 и дымовую трубу.

Конвейер печи приводится в движение от электродвигателя через вариатор ско-

рости, который позволяет регулировать продолжительность выпечки от 38 до 55 мин.

Преимуществом печи ХПА-40 является наличие зоны обжарки в начальной ста-

дии выпечки, что особенно важно при выработке хлеба из ржаной или ржано-

пшеничной муки. Передача тепла в этой зоне происходит через металлическую

стенку 3, отделяющую сборную камеру 4 от пекарной камеры печи.

В пекарной камере на расстоянии 1,2 м от посадочной дверцы над нижней вет-

вью конвейера установлен механизм, который опрыскивает водой одновременно

3218

Рис.

18.10 Печь ХПА-40

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки \ 67

пищевых сред

Таблица 18.2 Техническая характеристика конвейерных люлечно-подиковых печей

Показатель

АЦХ

ХПА-40 Показатель

3-ярусная 5-ярусная

7-ярусная

ХПА-40

Производительность, т/сут

72 90 40...45

Число люлек в печи, шт. 64 120 160 99

Площадь пода, м" 34,7 65 86,7 38

Ширина пода, мм

2540 2540 2540 1720

Мощность электродвигателя. кВт 2,3 2,8 2,8

1,5

Габаритные размеры, мм

772075890? 772075890? 772075890? 883073020?

Габаритные размеры, мм

73820 73820 75000 73900

Масса металлоконструкций, кг 36 600 53 200 70 400 16 500

Инженерные расчеты. Производительность хлебопекарных печей зависит от

количества хлебных изделий, находящихся на поду или в люльке, массы изделий и

продолжительности выпечки.

Число изделий, размещаемых на поду или в люльке, определяется расчетом и

зависит от размеров изделий и величины зазоров между ними (а = 20.. .30 мм).

Число рядов изделий и

размещаемых по ширине пода или люльками, опреде-

ляется по формуле

]

(В-а)/(Ь

а),

где В - ширина пода или люльки, мм;

- ширина (диаметр) изделий, мм; а - вели-

чина зазора между изделиями, мм.

Число рядов по длине пода или люльки п

определяется по формуле

=(L-a)/(l

a),

где L - длина пода или люльки, мм; / - длина (диаметр) изделий, мм.

Общее число хлебных изделий N на поду или в люльке равно

[(B-a)/(b

a)] [(L - а)/(I

а)}.

При выпечке хлебных изделий в формах зазор между ними устанавливается не

менее 5 мм, а зазор между подовыми изделиями - не менее 20 мм.

Производительность конвейерной печи с ленточным или стационарным подом

П (кг/ч) определяется по формуле

(60Ng)/x,

где g - масса изделия, кг; т - продолжительность выпечки, мин.

Производительность конвейерной люлечно-подиковой печи 17 (кг/ч) определя-

ется по формуле

(60Nmg)/x,

где т - число рабочих подиков в печи.

четыре люльки с хлебом. Производительность печи ХПА-40 составляет 40...45 т в

сутки при выработке формового хлеба из ржаной обойной муки массой 1 кг.

Техническая характеристика конвейерных люлечно-подиковых печей большой

мощности с комбинированным способом обогрева пекарной камеры приведена в

табл. 18.2.

168

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

При расчете производительности печи П (кг/ч) для выпечки кондитерских и ба-

раночных изделий используется формула

= Яуд/п.

где q

d - удельная производительность печного конвейера, кг/(м

-ч); f„ - рабочая

площадь пода, м

Установленная мощность печи P

vcm

(кВт) определяется по формуле

Р =Ф К

* уст

^пк*^

где Ф„

- расход теплоты пекарной камеры, кВт; К

—

коэффициент запаса прочности

печи (К =

1,3...

1,6).

Удельный расход топлива Ь

(кг на кг выпекаемых изделий) рассчитывается по

формуле

= в

/п,

где В

- часовой расход топлива, кг/ч.

Для определения удельного расхода условного топлива

усл

(кг/кг) пользуются

тепловым эквивалентом топлива

bye, =(

)

c.,n),

где q„ - низшее удельное количество теплоты сгорания топлива, кДж/кг; q

„ -

удельное количество теплоты сгорания условного топлива, кДж/кг.

Трудно, должно быть трудно.

Без трудностей нет творчества.

ПИОТРОВСКИЙ БОРИС БОРИСОВИЧ

(1908-1990),

археолог и

востоковед,

академик АН СССР

18.5 ТУННЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ С КАНАЛЬНЫМ

РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫМ ОБОГРЕВОМ

В туннельных печах с канальным рециркуляционным обогревом (ПХС-25М,

ПХС-40, РЗ-ХПУ-25 и др.) используются ленточные поды и блочно-каркасные ог-

раждения, а для обогрева этих печей применяется рециркуляция продуктов сгорания

топлива (газ, жидкое топливо) и электроток.

Печь ПХС-25М (рис.

18.11,

а) состоит из пекарной камеры, металлических ка-

налов верхнего 2 и нижнего 3 для обогрева камеры, двух топок 4 со смесительными

камерами и инжекционными газовыми горелками, ленточного пода 5 из стальной

спирально-стержневой сетки, приводного 9 и натяжного барабанов 6. Последний

оборудован устройством для корректирования положения сетчатой ленты путем

изменения степени натяжения ее правой или левой половины. Кроме того, конвейер

имеет сигнализатор, который включается, когда нарушают установленные зазоры

между кромками сетчатой ленты и боковыми стенками пекарной камеры.

Для очистки сетчатого пода предусмотрена металлическая круглая щетка 8 с

грузовым прижимным механизмом, которая приводится в движение от электродви-

гателя через червячный редуктор и две цепные передачи.

Ограждение печи каркасного типа выполнено из стальных щитов с изоляцией

из минеральной ваты. Всего в печи девять внутренних секций. Для осмотра конвей-

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки 169

пищевых сред

5560

Рис.

18.11 Печь ПХС-25М: а - продольный разрез; б - тепловая схема

Обе обогревательные системы оборудованы тягомерами 10 для контроля тяги в

топках, термопарами 9 с гальванометрами для замера температуры газов в конце

смесительных камер топок, переносной свечой 11, взрывными клапанами 6 и специ-

альным электромагнитным клапаном 12 для прекращения подачи газа к горелкам в

6* }ак. 710

ера и наблюдения за выпечкой в боковых стенах печи имеются смотровые лючки, а

для контроля температуры среды пекарной камеры предусмотрены три термометра

манометрического типа. Над посадочным и выгрузочным отверстиями имеются зон-

ты,

присоединяемые к вытяжным трубам.

В зоне посадки пекарной камеры смонтировано увлажнительное устройство,

состоящее из ряда перфорированных трубок, водоотделителя, вентилей и манометра

и соединенное заводской паровой системой. Для уменьшения вентиляции пекарной

камеры внутри нее предусмотрены два поворотных фартука 7. Для удаления излиш-

ней влаги пекарная камера соединена двумя вытяжными отверстиями и каналами 1 с

вентиляционной системой предприятия.

Печь оборудована двумя обогревательными системами (рис.

18.11,

б), одна из

которых (правая) обслуживает зону выпечки, а другая (левая) - зону допекания. Все

конструкции обогревательной системы, находящиеся под воздействием газов с вы-

сокой температурой, изготовлены из жаростойких сталей. Кроме того, для снижения

температуры газа, поступающего в каналы, применена рециркуляция.

Топки печи приспособлены для сжигания газов и жидкого топлива. Для газа

применены инжекционные горелки 1 среднего давления. Горячие газы, образую-

щиеся в топках 2 под влиянием тяги, создаваемой дымососами 4, проходят по ме-

таллическим каналам 5 и через их стенки передают тепло обеим зонам пекарной

камеры. В конце системы охлажденные газы разделяются на два потока: один

—

7 -

направляется в дымовую трубу, другой - в смесительную камеру топки 2 для охла-

ждения стенок и снижения температуры топочных газов.

170

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

случаях остановки работы дымососов или при снижении давления в газоподаче ни-

же допустимого предела.

Перед розжигом печи производят продувку системы свежим воздухом. Для это-

го клапаном 3 перекрывается канал движения газов, и через патрубок они выбрасы-

ваются наружу, а свежий воздух через патрубок 8 и топки поступает в систему и

проходит по всем каналам. Температура греющих газов поддерживается в пределах

500...600 °С, а температура уходящих газов достигает 280...350 °С.

Конвейер печи приводится в движение от электродвигателя через две клин

вре-

менные передачи, цепной вариатор, комбинированный редуктор и зубчатую передачу.

В конструкции водного механизма предусмотрен ручной привод. Наличие вариатора

позволяет регулировать продолжительность выпечки в пределах от 12 до 72 мин.

Техническая характеристика туннельных печей с рециркуляционным обогревом

приведена в табл. 18.3.

Таблица 18.3 Техническая характеристика туннельных печей с

рециркуляционным обогревом

Показатель

ПХС-25М ПХС-40

РЗ-ХПУ-25

Производительность, т/сут

14...17 22...30 14...17

Рабочая площадь пода, м

25 40

28,4

Ширина пода, мм

2100 2100

2000

Установленная мощность элек-

тродвигателя, кВт

14 14

10,8

Габаритные размеры, мм 14570?3350?2950 22070?3350?2590

1690073500?1800

Масса металлоконструкций, кг 15 000 23 000

16 500

Инженерные расчеты. Производительность туннельной печи с ленточным по-

дом П (кг/с)

Л = (Ж3600)/т,

где

- рабочая площадь пода, м ; К - удельная загрузка 1 м пода печи в зависимо-

сти от ассортимента изделий, кг/м

; т - продолжительность выпечки, с.

Удельная загрузка пода печи определяется как

п-т ,

где п - количество изделий на 1 м

пода, шт./м

; т - масса заготовки, кг.

Тепловая характеристика туннельной печи определяется тепловым балансом

Q„+Q

nod

где Q - количество теплоты, поступающей в печь, кВт; Q„ - количество теплоты,

полезно использованной печью, кВт;

nod

- тепловые потери, кВт.

КПД пекарной камеры туннельной печи ц характеризует эффективность ис-

пользования поступившей теплоты

.J\00%,

где Q

- теоретически необходимое количество теплоты на выпечку определенного

количества изделий, кДж; Q„

. - количество теплоты, поданной в пекарную камеру

для выпечки данного количества хлеба, кДж.