5. Пример теплового расчета фритюрницы электрической

Исходные данные

Производительность по сырому картофелю, кг/ч 12

Рабочая температура масла в жарочной ванне, °С t_раб 180

Напряжение электрической сети, В 3*220

Время разогрева аппарата с жиром до рабочего состояния, ч τ 0,3

Количество жира, заливаемое в ванну, дм³ υ 20

Максимальная температура на наружных стенках аппарата, °С t 60

Материал облицовки боковых стенок Сталь Ст3, покрытая белой эмалью (δ=1,0*10^-3м)

Материал рабочей камеры (жарочной ванны) Сталь нержавеющая 12Х18НТ10Т (δ=1,0*10^-3м)

Теплоизоляционный материал альфоль

Схема фритюрницы представлена на рис. 1

1.Размеры рабочей камеры и аппарата

Вместимость рабочей камеры фритюрницы

где Vп и Vж — соответственно объем обжариваемого продукта (единовременная загрузка) и жира, дм³; К — коэффициент заполнения камеры (К = 0,65).

Принимаем к расчету картофель, жаренный во фритюре брусочками (рецептура №355. См.: Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий.—М. ; Экономика, 1982.— С. 153). Время тепловой обработки картофеля, нарезанного брусочками, при температуре жира 175—180 °С составляет 8--10 мин. С учетом времени загрузки и выгрузки время одной жарки принимаем 10 .мин. Тогда единовременная загрузки рабочей камеры при заданной производительности 12 кг/час составит 12/6=2кг=G₁

где G₁ - масса картофеля, единовременно загружаемого в рабочую камеру, кг (G₁ =2кг), ρ- плотность картофеля, кг/м³ (ρ=1080 кг/м³)

Рис. 1. Расчетная схема фритюрницы:

1-ТЭН; 2 — наружная стенка; 3 — сетча­тая корзина; 4 — ручка корзины; 5 — фильтр; 6 — холодная зона; 7 — стопка рабочей каме­ры; 8 — тепловая изоляция; 9 — стол; 10 — дверца; Нф — высота фритюрницы; Нр.к — высота ра­бочей камеры; Нхз — высота холодной зоны рабочей камеры; Нрз — высота рабочей зоны; Вр.к - ширина рабочей камеры; Вф — ширина фритюрницы

V=(1.85+20)/0.65=33.6 дм³ .

С учетом принятого в нашей стране модуля М = 100 мм и сложившейся практики конструирования модульных тепловых аппаратов принимаем: Нф = 850 мм, Вф =800 мм.

Длину фритюрницы можно вычислить, зная объем рабочей камеры и толщину теплоизоляции (рис. 2). Теплопроводность альфоли λ= 0,059 Вт/(м • град) при t=20⁰С.

При стационарном режиме изоляция будет иметь температуру со стороны наруж­ной стенки ~60 °С, а со стороны стенки рабочей камеры ~180 °С,

Средняя расчетная температура изоляции равна

Теплопроводность изоляции при почетной температуре составит λ=0,059+0,00026t_из^ср =0,059+0,00026*120=0,09 Вт/(м*град).

определяем толщину слоя теплоизоляции

где α₀ определяем по формуле: α₀ =9,7+0,07(t_n -t_в)

Тогда ширина рабочей камеры

Вр.к.=Вф-2δ_изол =800-(2*22)=756мм.

Рис.2 Расчетная схема рабочей камеры и теплоизоляции.

Как правило, на передней панели аппарата монтируют сигнальную и регулирую­щую аппаратуру, для установки которой по ширине фритюрницы оставляют свободное место.

Принимаем ширину рабочей камеры Вф= 600 мм.

Для удобной загрузки и выгрузки корзины с продуктами и эффективного переме­шивания жира размеры стенок корзины принимают на Δ1=20—30 мм меньшими размеров стенок рабочей камеры фритюрницы. Между нагревателями и вертикальной стенкой корзины следует оставлять зазор Δ2=70—90 мм

Ширина корзины S=Вр.к.-Δ1-Δ2=600-20-90=490мм

При погружном способе жарки картофеля объем корзины должен быть равен

Vк=G₁ /ρ_н =2*10³/560=3,57 дм³

где ρ_н — насыпная плотность нарезанного брусочками картофеля, кг/м³

Глубина слоя картофеля при жарке принимается в пределах 20—50 мм; примем h_слоя =30 мм.

Тогда длина корзины равна

длина рабочей камеры

lк=l+Δ1+Δ1=243+20+20=283 мм

длина фритюрницы с учетом толщины изоляции

l_ф= l_к+δ_изол=283+(2*22)=327мм

объем холодной зоны рабочей камеры рекомендуется принимать до 20% общего объема

Vхз=(20*33,60)/100=6,72 дм³

объем рабочей зоны камеры

Vрз=33,60-6,72=26,88 дм³

высота рабочей зоны

Холодная зона рабочей камеры имеет форму пирамиды. Высота холодной зоны равна

c целью удаления мелких частичек картофеля из зоны высокой температуры к нижней части рабочей камеры приваривают стакан с фильтром.