3. Единичные показатели технического уровня теплового оборудования

Главными параметрами при определении удельных показателей качества теплового оборудования являются: для плит – площадь жарочной поверхности, м²_ж.п. для жарочных шкафов - величина площади для размещения ФЕ или других емкостей, в которых осуществляется тепловая обработка, м²_ФЕ; для универсальных жарочных шкафов, конвективных аппаратов и грилей - производительность аппарата, шт.(кг)/ч; для сковород - площадь пода чаши, м²_пода; для фритюрниц, пищеварочных котлов и пароварочных аппаратов - объем рабочей камеры, дм³(л), м³; для кипятильников - производительность по “нормальному кипятку”, дм³(л).

Удельная масса

M_у = m / гл. п. , кг/(ед. гл. п) , (11)

где m - масса оборудования, кг.

Удельная установленная мощность

N_у = Ne / гл. п. , Вт/(ед. гл. п.) , (12)

где Ne - установленная мощность электронагревателей, кВт.

Удельная занимаемая площадь

F_у = (LB) / гл. п. , м²/(ед. гл. п.) , (13)

где L - длина оборудования, м;

B - ширина оборудования, м.

Показателем эффективности использования теплового оборудования служит удельная затратность функционирования –количество затраченной энергии, массы металла и занимаемой площади на единицу главного параметра.

Зф _у = (NemF)/ гл. п., (кВткгм²)/(ед. гл. п.) , (14)

а для универсальных жарочных шкафов, конвективных аппаратов и грилей – их продуктивность, определяемая как количество произведенной продукции на единицу затраченной энергии, массы металла и занимаемой площади:

Пр = G / (NemF) , кг/(кВтчкгм² ) . (15)

Чем меньше/больше значение этого показателя, тем выше качество (эффективность функционирования) оборудования.

Тепловое напряжение жарочной поверхности плиты

q_F = N_k / F_ж.п. , кВт/м² , (16)

где N_k - мощность электронагревателей конфорок, кВт.

Энергетический показатель жарочной поверхности плиты

ЭП = q_F / t ^max_ж.п. , кВт/(м²^оС) , (17)

где t ^max_ж.п. - средняя максимальная рабочая температура жарочной поверхности плиты, ^оС.

Максимальная рабочая температура жарочной поверхности плит, предназначенных для тепловой обработки в функциональных емкостях (ФЕ) или наплитной посуде, принимается равной 400 или 450 ^оС, а предназначенных для тепловой обработки непосредственно на жарочной поверхности - 300 ^оС.

Энергетический показатель жарочных шкафов, сковород и фритюрниц

ЭП = N_у / t , кВт/(ед. гл. п. ^оС) , (18)

где t - рабочая температура в камере обработки, ^оС .

Рабочая температура принимается для сковород - 250, жарочных шкафов 260 или 300, фритюрниц - 170 или 190 ^оС в соответствии с технической характеристикой.

Удельные затраты теплоты на разогрев оборудования

Q_{р у} = N_у  _р , МДж/ед.гл.п. , (19)

конфорок

Q_{р у} = q_F  _р , МДж/м² , (20)

где _р - время разогрева до рабочей (для конфорки - максимальной) температуры, с.

Установлено, что удельная площадь плит составляет от 1,5 до 5,1 м²/м²_ж.п.; меньшие значения характерны для секционно-модулированных плит; наибольшие значения - для ранее выпускавшихся немодулированных плит; для плит, предназначенных для тепловой обработки полуфабрикатов в ФЕ, этот показатель имеет значения от 1,6 до 2,4 м²/ м²_ж.п.. Удельная масса (металлоемкость) плит колеблется от 176 до 792 кг/м²_ж.п.. Наиболее постоянным техническим показателем качества плит является тепловое напряжение жарочной поверхности; чаще оно составляет 23,5-25,0 кВт/м²_ж.п. В плитах модели ПЭТ применяются малоинерционные конфорки, что уменьшает в 10-12 раз продолжительность разогрева и снижает затраты энергии.

Затраты энергии, металла и полезной площади цеха при использовании 1м² жарочной поверхности плиты изменяются в довольно широком диапазоне: от 218 (ПЭ-0,17М) до 27348 кВткгм² (ЭП-2М).

Для этого показателя установлена статистически достоверная эмпирическая зависимость от величины главного параметра

Зф_у = 10³(2,34 - 15,9f + 47,7f²) , (21)

где f - площадь жарочной поверхности, м² .

Установлено, что удельная занимаемая площадь пищеварочных котлов имеет значение от 4,6 до 15,9 м²/м³, удельная масса - от 0,94 до 4,00 кг/дм³, удельная мощность электронагревательных устройств - от 108 до 236 кВт/м³. Все эти удельные показатели проявляют тенденцию к уменьшению с увеличением емкости варочного сосуда котла (л), которая статистически достоверно описуется квадратической зависимостью (y=a+bx+cx²).

Удельная теплота разогрева составляет от 79 до 165 кВтч/м³. Значения удельной мощности варки зависят от схемы электропитания нагревательных элементов (1/6, 1/8, 1/9N), но для котлов одного типа удельная мощность варки снижается с увеличением номинального объема котла. Установленная мощность электронагревателей, как правило, одинакова для котлов одного типоразмера.

Удельные значения затрат, связанных с расходом металла, энергии и с использованием производственной площади при включении пищеварочных котлов в технологический процесс изготовления кулинарной продукции, растут с увеличением емкости котлов и подчиняются статистически достоверной зависимости

Зф_у = 0,783+0,292v-3,9910^-4v² , кВтм²кг/дм³, (22)

где v - объем варочного сосуда, дм³ .

Установлено, что для шкафов на 1 м² ФЕ необходимо полезной площади цеха от 0,47 до 1,61 м², затраты металла составляют от 141 до 525 кг и требуется электрической мощности от 13,2 до 19,4 кВт. Абсолютные значения этих показателей качества зависят как от специфических особенностей конструктивно-однородной группы оборудования и величины его главного параметра, так и от особенностей модификации аппарата. Модели жарочных шкафов типа ШЖЭ модификации “М” характеризуются быстрым выходом в рабочий режим; при одинаковых значениях удельной мощности и энергетического показателя удельные затраты теплоты на разогрев в 2,33 раза меньше его прототипа. Универсальные жарочные шкафы и конвективные аппараты, предназначенные для тепловой обработки в ФЕ, по энергетическим и массогабаритным показателям уступают жарочному шкафу ШЖЭ-1,36.

Для электросковород удельная занимаемая площадь лежит в диапазоне 1,8...4,4 м²/м²_пода, удельная масса - 400...1180 кг/м²_пода; удельная мощность - 22,7...41,4 кВт/м²_пода; энергетический показатель имеет значения от 90,8 до 165,6 Вт/(м^2оС). Очень широкий диапазон значений удельных совокупных затрат металла, энергии и площади цеха при использовании анализируемой совокупности сковород в технологическом процессе производства - от 850 до 53049 кВткгм²/м²_пода.

Получена статистически достоверная эмпирическая зависимость удельной мощности сковород от величины главного параметра.

N_у = 30,7 - 27,6f + 34,0f ² , кВт/м²_п , (23)

где f - площадь пода сковороды, м²_п .

Удельная занимаемая площадь фритюрниц составляет от 17,0 до 33,1 м²/м³, удельная масса - от 1 до 5,25 кг/дм³, удельная мощность - от 0,3 до 0,5 кВт/дм³. Удельная мощность фритюрниц на 20л является постоянной и составляет 375 Вт/л; для фритюрниц на 5 и 10 л варьирование этого показателя составляет 25%. Совокупные затраты производственной площади, металла и энергии на единицу главного параметра составляют от 2,1 до 83,9 единиц.

Для электрогрилей удельная занимаемая площадь колеблется от 3,0 до 6,7 дм²/кг, удельная масса - от 5,0 до 16,7 кг/кг, удельная мощность - от 0,3 до 1,0 кВт/кг. Продуктивность электрогрилей имеет очень большой диапазон значений: при затрате единицы энергии (кВтч), массы металла (кг), и единицы производственной площади (м²) в электрогрилях вырабатывается от 0,017 до 2,49 кг готовой продукции.

Из приведенных данных видно, что удельная занимаемая площадь электрическими кипятильниками непрерывного действия изменяется в диапазоне значений 1,9…13,9 м²/м³, удельная масса - 0,28…1,40 т/м³, удельная мощность - 100…160 кВт/м³.

Получена статистически достоверная эмпирическая зависимость удельной массы кипятильников от их номинальной производительности.

М_у = 798 - 4,60 v + 1,4310^-2 v² , кг/м³ ; (24)

где v - производительность кипятильника, л/ч .