Описание разрабатываемой фритюрницы

 

Верхняя часть рабочей камеры отделяется от нижней нагревательными элементами (ТЭНами и газовыми горелками),

Пищевой жир, заполняющий верхнюю  часть, нагревается путем теплопроводности и свободной конвекции до рабочих температур (180'С для полной жарки полуфабриката или 160'С для обжаривания его поверхности). В то же время фритюр в нижней части рабочей камеры прогревается значительно медленнее, и его температура не превышает 130'С в центре этой части и 80 "С в ее самой низкой точке, где размещается отстойник. По этой причине верхнюю часть камеры называют «горячей» зоной, а нижнюю — «холодной».

Форма камеры в холодной зоне —  воронкообразная, что обеспечивает направленное движение частичек продукта в отстойник. Благодаря этому жир очищается от мелких частичек, исключается их обугливание, что в итоге предохраняет пищевой жир от засорения и продлевает срок его эксплуатации.

Бытовые фритюрницы или их «барные» аналоги могут не иметь «холодной» зоны. В этом случае аппараты используют изредка, а срок службы фритюра сокращается в 5...6 раз.

 

Фритюрницы непрерывного действия. Рабочие камеры таких фритюрниц могут быть с «холодной» зоной или без нее.

Холодная зона есть в аппаратах  непрерывного действия сравнительно небольшой производительности. В высокопроизводительных фритюрницах частички, отделившиеся от продукта, не успевают обуглиться и «потонугь» в слое пищевого жира, а уносятся из аппарата вместе с готовым изделием. В этом случае холодная зона не нужна.

Рассмотрим наиболее распространенные варианты фритюрниц непрерывного действия:

Фритюрницы непрерывного действия шнекового типа выпускают и на электрическом, и на газовом обогреве (рис 2).

Продукт поступает в полуцилиндрическую рабочую камеру, переходящую в верхней части в параллелепипед, всплывает и транспортируется лопастями вращающегося шнека. От скорости вращения шнека зависит длительность прохождения продуктом рабочей камеры, а следовательно, и время тепловой обработки. Для уменьшения количества масла, заливаемого а рабочую камеру (ванну), вал шнека выполняют и виде полого цилиндра большого диаметра из тонколистовой нержавеющей стали. В результате значительная часть масла вытесняется им из рабочей зоны, значительно увеличивается сменяемость масла в процессе работы и не требуется «холодной зоны». Для уменьшения интенсивности окисления фритюра, стенки рабочей камеры обогреваются парами кипящего высокотемпературного теплоносителя. Этот теплоноситель находится в рубашке. Температура его кипения при атмосферном давлении близка к 300"С. Для снижения температуры кипения рубашку герметизируют и предварительно вакуумируют. К сожалению, это приводит к усложнению и удорожанию конструкции.

Рисунок 2. Принципиальная схема фрнтюрницы непрерывного действия шнекового типа:

а  электрический вариант; б —  газовый вариант;

1 — корпус, 2 --  шнек, 3 — электрический  транспортер, 4 — бункер для сырья, 5 — привод, 6 — перфорированная  сетка, 7— (ыклпп сбора масла, 8—  «холодная зона» рабочей камеры, 9 - элекгронагреватели. 10— «горячая зона» рабочей камеры; 11 --  рабочая лопасть. 12— лоток, 13 -- поддон, 14 — рубашка с теплоностелем;

Однако данные аппараты очень хорошо себя зарекомендовали, так как они не только компактны, но и обеспечивают высокую производительность и минимальный удельный расход фритюра.

Особенно эффективно их использовать в поточно-механизированных линиях по производству жареного картофеля (чипсов) и лишь частично обжаренного картофеля — хорошего полуфабриката для предприятий общественного питания.

Автоматическая фритюрница непрерывного действия для изготовления пончиков имеет жарочную камеру автомата для  их приготовлении  (рис 3), представляющую собой кольцевую ванну из: нержавеющей  стали, заполненную пищевым жиром. На дне ванны расположен блок из трех кольцевых ТЭНов, объединенный общим держателем, конструкций которого позволяет повернуть его вокруг оси и извлечь все ТЭНы из ванны для проведения санитарной обработки.

 

                    

Рисунок 3. Принципиальная схема автомата для приготовления и жарки

                    пончиков.

а -функциональная схема; б -схема переворачивания пончика, в -общий вид;

1 - рабочая камера (фритюрница), 2 –  ТЭНы, 3 - бак с маслом,   4 - съемный бак, 5 - вытяжное устройство, 6 - пластины; 7 - приводной диск. 8 - бак для теста, 9 - дозатор-отсекатель, 10 – дозатор-формообразователь,   11 - рычаг привода отсекателя, 12 – горка

 

. Сплошной диск, на котором по  периметру крепится  лопатка,  вращается на вертикальном валу. Лопатки могут подниматься, поворачиваясь в шарнире, установи ленном в месте их крепления к диску, вследствие чего лопатка могу! выталкивать пол у про жаренный пончик на горку, падая с которой он переворачивается.

После дожаривания готовый пончик выталкивается на разгрузочную горку, с которой он попадает на склиз (разгрузочный лоток), по которому соскальзывает в бункер-накопитель. К диску же крепится скребок, транспортирующий отделяющиеся крошки к патрубку с фильтром, через который сливается масло из рабочей камеры.

 

 

 

 

 

2. Технико-экономическое обоснование

 

При создании машины следует учитывать требования техники безопасности   и   производственной  санитарии. Общие требования безопасности технологических машин, используемых на предприятиях общественного  питания и утвержденных  законодательными актами страны.

 

Внедрение новой техники даст возможность существенно поднять экономическую эффективность работы предприятий общественного питания за счет повышения производительности труда, сокращения расхода сырья и энергии.

 

За   базовый   вариант   принимается   фритюрница периодического действия ФЭСМ-20.

 

По заданию курсового проекта  предполагается спроектировать аналогичную по конструкции фритюрницу с корзиной на массу продукта --   2   кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Описание разрабатываемой фритюрницы

 

3.1. Назначение фритюрницы

 

Фритюрница периодического действия предназначена для жарки продукта в большом количестве жира. Жарка во фритюре характеризуется тем, что вся поверхность изделия соприкасается с жиром (маслом). При этом обеспечивается не только равномерный прогрев всей поверхности, но и сокращается продолжительность тепловой обработки, существенно снижается расход жира на единицу массы готовой продукции по сравнению с жаркой традиционным способом.

 Для жарки продуктов с  большим количеством влаги (овощи)  используют:

-среднегорячий фритюр температурой 135...150°С;

-горячий фритюр - температурой 150…165 °С применяют для тепловой  обработки продуктов, предварительно  подвергавшихся варке.

-очень горячий фритюр (температура 165…180 °С) применяют для жарки изделий из теста, рыбы и других продуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Устройство фритюрницы

 

Рабочая камера  фритюрницы ФЭСМ  состоит из двух частей: верхняя предназначена для реализации процесса жарки, а нижняя — для сбора и удаления частичек продукта, отделившихся от основных долек. Верхняя часть рабочей камеры отделяется от нижней нагревательными элементами (ТЭНами),

Промышленный вариант секционно-модульной фритюрницы ФЭСМ периодического действия, показан на рис  4:

Рисунок 4. Фритюрница электрическая секционно-модульная ФЭСМ  :

1 — каркас. 2 — облицовка; 3 —  варочная ванна. 4 — ТЭНы, 5 — сетчатая  корзина: б — тэноотражатель, 7 — стол; 8 — терморегулятор, 9—  чаша отстойник; 10 — фильтр: 11 — сливной кран, 12 — опора; 13 — сливной бак

Фритюрница состоит из: станины (каркаса) с облицовочными листами, рабочей камеры с конической «холодной» зоной и отстойником, ТЭНов с  терморегулятором и органами управления, фильтра для пищевого жира, комплекта нержавеющих сетчатых корзин для продукта и сливного бака для сбора очищенного жира.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Принцип работы фритюрницы

 

 

Пищевой жир нагревается путем теплопроводности и свободной конвекции до рабочих температур (180'С для полной жарки полуфабриката или 160'С для обжаривания его поверхности). Верхнюю часть камеры называют «горячей» зоной, а нижнюю — «холодной». В то же время фритюр в нижней части рабочей камеры прогревается значительно медленнее, и его температура не превышает 130'С в центре этой части и 80 "С в ее самой низкой точке, где размещается отстойник.

Форма камеры в холодной зоне —  воронкообразная, что обеспечивает направленное движение частичек продукта в отстойник. Благодаря этому  жир очищается от мелких частичек, исключается их обугливание, что в итоге предохраняет пищевой жир от засорения и продлевает срок его эксплуатации.

Обрабатываемые изделия погружают в горячий жир определенной температуры, выдерживают их в нем заданное время и медленно вынимают из рабочей ванны для отекания излишков жира в ванну. Любой жарочный аппарат, предназначенный для тепловой обработки изделий в большом количестве жира, должен иметь обогреваемую ванну и теплогенерируюшее устройство, конструкция которого должна гарантировать образование «горячей» и «холодной» зон;

Во фритюрнице созданы условия  для естественного (под действием  силы тяжести) или принудительного  собирания частичек продукта в отстойниках  «холодной зоны», имеющих устройство для очистки жира.

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Техническая характеристика

 

 

Масса продукта в корзине,  кг	2
Единовременная загрузка, кг	0,33
Количество заливаемого масла, л	20
Мощность ТЭНов,  кВт	22
Время разогрева масла до 180оС, мин	20
Напряжение питания,  В	3хфазное, 380
Комплект сетчатых корзин, шт	2+2
Габаритные размеры
Длина,  мм	420
Ширина,  мм	210
Высота,  мм	465
Масса, кг	45

 

 

4. Расчетная часть

 

4.1 Конструктивный расчет

 

   Расчет фритюрницы электрической

Исходные данные:

Производительность по сырому картофелю,  2 кг/ч;

Рабочая температура масла в  жарочной ванне, 180 ° С;

Напряжение электрической сети, 3•220 В;

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

Количество жира, заливаемое в ванну, 20 дм³ ;

Максимальная температура на наружных стенках аппарата, 60 °С;

Материал облицовки боковых  стеной, стальЗ, покрытая эмалью (δ = 1 мм);

Материалы рабочей камеры (жарочная ванна), сталь 12•18Н10Т (δ = 1 мм);

Теплоизоляционный материал - альфоль.

Размеры рабочей камеры и аппарата

Вместимость рабочей камеры фритюрницы

V = (V_п + V_ж)/К,

где V_п и V_ж — 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 загрузка рабочей камеры при заданной производительности аппарата составляет G₁ = 2/6 = 0,33 кг,

где  G₁ – масса картофеля, единовременно загружаемого в рабочую камеру, кг.

(G₁ = 1,5 кг); ρ – плотность картофеля, кг/м³ (ρ = 1080 кг/м³);

V_п = G₁/ρ = 0,33•10³/1080 = 0,46 дм³;

V = (0,46 + 20)/0,36 = 32,9 дм³.

С учетом принятого в нашей стране модуля М = 100 мм и сложившейся практики конструирования модульных тепловых аппаратов принимаем:

Н_ф = 420 мм, В_ф = 400 мм.

Длину фритюрницы можно вычислить, зная объем рабочей камеры и толщину теплоизоляции.

Теплопроводность материала альфоль  λ = 0,059 Вт/(м•град) при  t = 20 °С.

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 t _ср^из = (180 + 60)/2 = 180 Теплопроводность изоляции при расчетной температуре составит:

λ = 0,059 + 0,00026 t _ср^из = 0,059 + 0,00026•120 = 0,09 Вт/(м•град).

По формуле  определяем толщину слоя теплоизоляции.

δ _из = 0,09•(180 - 60)/12,5•(60 - 20) = 0,022 м.

Тогда ширина рабочей камеры

В_рк = 800 – (2•22) = 756 мм.

 Теплопроводность изоляции  при расчетной температуре составит:

λ = 0,059 + 0,00026 t _ср^из = 0,059 + 0,00026•120 = 0,09 Вт/(м•град).

По формуле  определяем толщину слоя теплоизоляции.

δ _из = 0,09•(180 - 60)/12,5•(60 - 20) = 0,022 м.

Тогда ширина рабочей камеры

В_рк = 800 – (2•22) = 756 мм.

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