Статья: Варочный котел

Введение

Мясная промышленность является одной из крупнейших отраслей пищевой промышленности, она призвана обеспечивать население страны пищевыми продуктами, являющимися основным источником белков. Для увеличения выпуска мяса и мясопродуктов ежегодно реконструируются и вводятся мясоперерабатывающие предприятия. Постоянно происходит техническое перевооружение и оснащение предприятий мясной отрасли АПК страны современным технологическим оборудованием, новейшей техникой, комплексно механизируются и автоматизируются производства. Все больше используется вычислительная техника. Проводится большая работа по повышению качества, улучшению и обогащению ассортимента мясных продуктов.

В настоящее время потребление пищевых продуктов не только полностью обеспечивает, но у значительной части населения превышает энергетические потребности.  В то же время потребности в белках, в первую очередь в животного происхождения, удовлетворяется лишь на 80%. У значительной части населения отмечается чрезмерное потребление жиров и углеводов, недостаток витаминов и минеральных веществ.

На протяжении последних десятилетий вследствие механизации и автоматизации труда, сокращения продолжительности рабочего дня и рабочей недели, развития общественного и личного транспорта, расширения коммунальных услуг энергозатраты человека снизились в 1,5 - 2 раза. Необходимо, чтобы ассортимент и состав мясопродуктов соответствовал меняющимся физиологическим потребностям профессиональных и возрастных групп населения страны. Производство качественных мясных продуктов -- это комплексная задача. Ее решение зависит от совершенствования комплексной и безотходной технологий переработки сельскохозяйственного сырья, дальнейшей автоматизации и механизации сельского хозяйства и перерабатывающих отраслей, снижение сырьевых, энергетических и трудовых затрат, повышение трудовой и производственной дисциплины, профессионального роста кадров.

Одной из важнейших задач, является дальнейшее повышение качества продукции и ее пищевой ценности, более полное использование сырья и различных белковых добавок. Требуется комплексное рациональное использование сырья, получаемого при убое скота, переработка мяса и молока, а также белковых компонентов животного и растительного происхождения при производстве мясопродуктов. Большой удельный вес стоимости сырья, свыше 95%, в затратах обусловливается решающее влияние его рационального использования на эффективность колбасного производства. Необходимо постоянно совершенствовать все технологические процессы и приводить их в рациональных и оптимальных режимах. В отечественной промышленной практике известны рецепты свыше 200 видов различных колбас и соленых изделий, причем, каждое из них имеет характерный внешний вид, вкус, состав, свойства, назначение и срок хранения.

1. Состояние вопроса. Обзор существующих конструкций

Варка - один из основных видов тепловой обработки пищевых продуктов. Это процесс гидротермической обработки, заключающийся в нагреве вещества в жидкой среде. Такой средой могут служить вода, бульон, молоко, соус, сок и влажный насыщенный пар.

Процесс варки осуществляется путем погружения в жидкость, орошения горячей жидкостью, а также обработки паром, пароводяной и паровоздушной смесями, продуктами горения, электроэнергией и облучением. Наибольшее распространение получили первые три способа варки, которые не требуют сложного оборудования и позволяют обрабатывать большое количество продукции.

Самым простым по выполнению и техническому оснащению является способ конвективной обработки продукта -- погружение в предварительно нагретую воду, температуру которой поддерживают, нагревая стенку варочного котла.

К оборудованию для варки мяса и мясных продуктов относят чаны и варочные котлы.

Варочное оборудование широко используется не только в горячих цехах предприятий общественного питания, но и на предприятиях молочной, мясной и консервной промышленности.

Основными режимными параметрами варочных тепловых аппаратов являются: температура кипения; давление греющей среды, определяющее указанную температуру; агрегатное состояние греющей среды (жидкое или парообразное); продолжительность варки. Эти параметры однозначно определяют конечные кулинарные свойства изделий, а их выбор зависит от свойств исходного пищевого сырья.

Продолжительность процесса варки определяется условием завершения биохимических превращений, вызываемых нагревом продукта. В большинстве случаев изделие достигает кулинарной готовности тогда, когда центральный слой прогревается до определенной температуры. Например, для мяса и рыбы 75...80^оС, кондитерских изделий 98 °С и т. д. Нагрев до указанных температур обеспечивает гибель основных болезнетворных микроорганизмов и делает кулинарное изделие безопасным.

Существуют опрокидываемые пищеварочные котлы, либо котлы оборудованные неподвижной варочной емкостью. Котлы пищеварочные имеют широкий ассортиментный ряд, с одним или двумя варочными сосудами. Варочный сосуд пищеварочного котла может иметь цилиндрическую, либо прямоугольную формы. Для котлов предусмотрены три режима работы: варка, разогрев, варка на пару. Котлы пищеварочные изготавливаются из пищевой нержавеющей стали, имеют удобные габариты, отличные эксплуатационные характеристики, длительный срок службы. В современных пищеварочных котлах повсеместно используются современные механизмы управления с применением электронных компонентов, которые позволяют непрерывно контролировать температурный режим и качество приготовляемых блюд.

Более совершенными по конструкции и особенностям подогрева продукта являются котлы с косвенным обогревом рабочей камеры, которые камеры отличаются от котлов с непосредственным обогревом наличием специального узла варочного сосуда - рубашки, в которую поступает промежуточный теплоноситель.Форма и размер паровой рубашки определяется объемом и формой варочного сосуда.

Температуру пара можно регулировать путем изменения давле-ния. Для контроля за давлением служат манометрические датчики (например, электроконтактные манометры). Однако при регули-ровании температуры пара приходится учитывать, что в случае наличия в рубашке воздуха эта температура определяется парци-альным давлением пара в паровоздушной смеси и будет меньше температуры кипения, соответствующей общему давлению.

Таблица 1.Технические характеристики варочных котлов

В электроконтактном манометре (рис. 4) имеются три стрелки: одна подвижная, показывающая давление, и две неподвижные, перемещаемые вручную с помощью специального ключа. Неподвижными стрелками перед началом работы котла устанавливают верхний и нижний уровни давления в рубашке. Стрелки электроконтактного манометра включены в электрическую цепь управления котла. При включении котла давление пара в его рубашке начинает возрастать. При достижении верхнего заданного уровня давления подвижная стрелка совпадает с неподвижной, с помощью которой задан верхний предел давления, при этом замыкаются их контакты и котел автоматически переключается на 1/6 или 1/9 мощности (режим тихого кипения). Давление в паровой рубашке начинает падать. При совпадении подвижной стрелки с нижней неподвижной стрелкой замыкаются их контакты, и котел вновь переключается на максимальную мощность. Таким образом давление в рубашке котла автоматически поддерживается между верхним и нижним пределами давления. При этом тепловой режим котла также автоматически регулируется.

Рисунок 3 - Электроконтактный манометр (ЭКМ)

1 - нижний неподвижный контакт; 2 - подвижная указывающая стрелка; 3 - верхний неподвижный контакт; 4 - клеммная коробка

Чтобы исключить корректировку манометрических датчиков, используемых в системах автоматики пищеварочных котлов, не-обходимо осуществлять продувку рубашек. Эта операция заключа-ется в вытеснении воздуха из рубашки паром в период пуска кот-ла в работу. Целесообразна продувка рубашек и с точки зрения улучшения теплообмена между теплоносителем и нагреваемой средой. При наличии даже незначительного количества воздуха во влажном насыщенном паре существенно снижается коэффициент теплоотдачи и увеличивается время разогрева аппарата.

В едином корпусе двойного предохранительного клапана (рис. 5) размещены два клапана? паровой, предохраняющий рубашку от взрыва, и вакуумный, исключающий деформацию (смятие) ру-башки при вакууме.

Рисунок 4 - Схема двойного предохранительного клапана

Паровой клапан состоит из золотника, прижатого к седлу пружиной или гру-зовой втулкой. При превышении предельно допустимого уровня давления 5,0 кПаэтот золотник вместе с втулкой при-поднимается и открывается. В результате излишек пара вытекает в атмосферу и дальнейший рост давления в рубашке прекращается.

Вакуумная часть клапана срабатывает в момент выключения нагревателей котла. В этом случае пар в рубашке конденсируется, что приводит к образованию в ней разрежения. Возникает опас-ность смятия стенки рубашки под действием столба атмосферно-го воздуха. В этот момент под действием разности давлений возду-ха (атмосферного) и в рубашке приподнимается грузовой шарик ваку-умного клапана, что обеспечивает поступление атмосферного воз-духа в рубашку и выравнивание давлений.

Клапан-турбинка (рис. 6) устанавлива-ется на крышке неопрокидывающихся котлов и предо-храняет варочный сосуд от повышения давления сверх 2,5 кПа. При повышении давления сверх допу-стимого пар, поступающий в корпус клапана-турбинки, ударяет в винтовые канавки шпинделя-турбинки, при-поднимает его от седла и приводит во вращательное движение. С внутренней стороны крышки укреплен от-ражатель, который предотвращает попадание в турбинку мелких частиц пищи при интенсивном кипении содержимого варочного сосуда.

Рисунок 5 - Клапан - турбинка

Пищеварочные котлы имеют два режима работы. Режим I - доведение содержимого до кипения при ра-боте котла на полной мощности и затем переключение на 1/6 или 1/9 мощности для осуществления процесса вар-ки. Режим II - доведение содержимого котла до кипе-ния также при работе на полной мощности, а затем пол-ное отключение.

Конденсатоотводчики используются в конструкциях паровых варочных аппаратах при наличии давления в рабочей камере для отвода конденсата.Наиболее распространены конденсатоотводчики сильфонного типа и поплавковые. Назначение сильфонного конденсатоотводчика (рис. 7) заклю-чается в том, чтобы не пропускать через греющую рубашку аппарата пролетный (т. е. неконденсирующийся) пар. Появление пролетного пара возможно в том случае, если количество поступающего е аппарат пара больше, чем может сконденсироваться на поверхности нагрева.

Рисунок 6 - ?Сильфонный конденсатоотводчик

1 ?конденсационный штуцер; 2 ?кла-пан; 3 ?корпус; 4 ?сильфон; 5 ? про-кладка; 6 ?крышка; 7? штуцер для присоединения к паровому котлу

В качестве промежуточного теплоносителя используется влажный пар.

Принципиально все пищеварочные котлы с косвенным обогревом стенки варочного сосуда устроены одинаково и различаются лишь конструкцией парогенератора.

Для гидротермической обработки (варки) круп и бобовых используют аппараты ВА-800М, выполненные из нержавеющей стали. Варочный аппарат ВА-800М (рис. 7) представляет собой цилиндр 1, имеющий с торцовых сторон бандажи 2, которыми он опирается на роликовые подшипники, закрепленные на станине 4. Вращение цилиндра производится через клиноременную передачу электродвигателем 5. Загрузку в аппарат и выгрузку из аппарата продукта осуществляют через люк 7. После заполнения аппарата продуктом, перед началом варки, люк должен быть закрыт герметически при помощи винта и специальной скобы.

На внутренней поверхности цилиндра аппарата имеются направляющие, способствующие перемещению продукта при вращении цилиндра. Они крепятся с таким уклоном, чтобы продукт при вращении перемещался от торцовых сторон цилиндра к люку.

По оси цилиндра с торцовой стороны в чугунный патрубок вводится труба 6 для подачи пара. Воздух при подаче пара в цилиндр выводится по трубе 3 с противоположной стороны. Через эту трубу пар сбрасывается после окончания варки. У выходящего отверстия внутри цилиндра установлены сетки для предохранения труб от попадания в них продукта. В выводящем патрубке имеется отверстие для отвода конденсата.На пароподводящей трубе устанавливают манометр и предохранительный клапан. /8/

Для приема выгружаемого продукта аппарат оборудован специальной воронкой 9, которая предотвращает разбрасывание

Рисунок 7 - . Варочный аппарат ВА-800М разгружаемого продукта.

1- варочный сосуд; 2- бандажи; 3-труба для выведения воздуха; 4-станина; 5- электродвигатель; 6-труба для подачи пара; 7-загрузочный люк; 8- кран-пробоотборник; 9-воронка для приема продукта