Класифікація теплового устаткування

За технологічним призначенням
Універсальне	призначене для здійснення всіх способів теплової обробки
Спеціалізоване	використовується лише для певного способу теплової обробки
За джерелом теплоти
Електричне	використовуються електронагрівачі, в яких електрична енергія перетворюється у теплову
Газове	працює за рахунок тепла, що виділяється при спалюванні газоподібного палива
Парове	працює на насиченій парі, яка конденсується і віддає тепло фазового перетворення
Вогневе	устаткування, що працює на рідкому та твердому паливі (цей вид устаткування застосовується рідко)
За конструктивним виконанням
Несекційне немодульне	апарати, що мають різні габарити, не уніфіковані деталі і вузли, встановлюються індивідуально, без урахування блокування з секціями інших апаратів
Секційне модульне	апарати прямокутної форми, в основу конструкції яких покладений єдиний розмір — модуль. Вони встановлюються у вигляді єдиної технологічної лінії і розраховані на використання гастроємкостей (функціональних ємкостей).

Секційне модульне устаткування поділяється за розмірами на серії, яка вказує на ширину (глибину) устаткування. Наприклад, серія М600 означає, що це устаткування має ширину 600 мм. Виробниками пропонується ряд серій: М600, М700, М800, М850, М900, М1000. Найбільш поширеним є устаткування серії М800. При комплектуванні тепловим устаткуванням технологічної лінії пристінного чи острівкового типу всі складові повинні відноситися до однієї серії.

Гастроємкості (функціональні ємкості) призначені для зберігання, приготування, транспортування та роздавання продуктів. Вони використовуються на всіх операціях технологічного процесу без перекладання або з перекладанням їжі мінімальну кількість разів. Це збільшує рівень механізації праці на підприємствах харчування. Так, без використання гастроємкостей продукт під час його руху від місця постачання сировини до роздавання готової їжі перекладається в середньому вісім разів, а під час приготування у гастроємкостях, наприклад картопляного пюре, — всього один раз.

Гастроємкості випускаються з урахуванням європейських норм – Gastronorm (GN). Базовою є модель GN 1/1, що має довжину 530 і ширину 325 мм. Існують і її похідні: 1/2, 1/3, ¼ та ін. перша цифра числового індексу відповідає моделі, а друга- числу ємкостей, на які ділиться різновидність даної моделі.

Всі гастроємкості випускаються з кришками і виготовляються із нержавіючої сталі (можуть бути суцільними чи перфорованими), а також із полікарбонату. Останні використовуються для зберігання продуктів при низьких і підвищених температурах. Полікарбонат відрізняється важливими технологічними властивостями – він достатньо міцний, не адсорбує аромат, оптично прозорий, придатний для використання в мікрохвильових печах.

Висота функціональних місткостей також регламентується відповідним стандартом: ємкості моделей GN 2/1, GN 1/1, GN 2/3, GN 1/2, GN 1/3, GN 1/4 можуть мати висоту (глибину) 20, 40, 65, 100, 150, 200 мм, моделі GN 1/6 – 65, 100, 150, 200 мм, моделі GN1/9 – 65, 100 мм.

Залежно від виду енергоносія теплогенеруючі пристрої поділяються на:

§ електронагрівачі;

§ газові пальники;

§ парові нагрівальні елементи;

§ твердо- і рідкопаливні нагрівачі.

Електричні нагрівачі

Найбільш широкого використання набули електричні генератори теплоти:

- резисторні;

- інфрачервоні;

- мікрохвильові;

- індукційні.

Основою металевих резисторних нагрівачів є спіраль (ніхромова), яка при включенні в електричну мережу і як електричний опір, нагрівається до температури 900…1100° С. Нагрівачі такого типу бувають відкритими, закритими, герметичними.

Відкриті електронагрівачі – це спіраль у кераміці, відкрита спіраль, спіраль у бусинах чи кварцовій трубці і т. п., де повітря вільно контактує з поверхнею спіралі.

Переваги відкритих нагрівачів: простота виготовлення, зручність заміни спіралі, мала теплова інерційність.

Недоліки відкритих нагрівачів: малий час служби при попаданні рідких речовин і постійного контакту з повітрям, можливість зовнішнього механічного впливу, велика можливість ураженням струму і пожеженебезпечність.

Закритими електронагрівачами (рис. 32 а) називають ті, у яких спіраль знаходиться в корпусі в діелектричному шарі, доступ повітря до спіралі через цей шар утруднений, але не виключається. До закритих нагрівачів належать електричні конфорки.

Закриті електронагрівачі є спіраллю, запресованою в ізоляційний матеріал, що має високу теплопровідність. Цей різновид електронагрівачів використовується в чавунних конфороках електроплит, які з внутрішньої сторони мають спіральні канали, в них запресовується спіраль, виготовлена з ніхромової дроту.

Переваги закритих нагрівальних елементів: висока надійність, довговічність.

Недоліки закритих нагрівальних елементів: необхідність використання посуду тільки з потовщеним дном для забезпечення хорошого контакту з поверхнею конфорки, швидкий перегрів поверхні конфорки, постійний контакт спіралі з киснем приводить до зменшення діаметру спіралі ніхромового дроту і зниженню робочого ресурсу.

У герметичних електронагрівачах (рис. 32 б)) спіраль повністю ізольована від повітря. Кінці спіралі щільно навивають на контактні стрижні з неіржавіючої сталі. До таких електронагрівачів належать трубчасті електронагрівачі (ТЕНи). Випускаються вони трьох видів: водяні, масляні та повітряні.

Для запобіганя проникнення вологи всередину трубки торці ТЕНів обробляють герметиком. Як електроізолятори використовуються періклаз, кварцовий пісок, шамот.

Переваги ТЕНів: великий термін служби, висока захищеність спіралі, зручність монтажу і заміни, можливість виготовлення складної геометричної форми.

Недолік ТЕНів полягає у неможливості проведення ремонту.

У водяних ТЕНів при тій самій електричній потужності і напрузі довжина трубки значно менша, ніж у повітряних. Це викликано тим, що у воді тепловіддача відбувається інтенсивніше, ніж в олії чи повітрі. Тому водяний ТЕН, опинившись у повітрі, перегрівається і його спіраль може згоріти. При експлуатації нагрівача слід стежити, щоб він завжди був занурений у воду (а масляний ТЕН – в олію).

Рис. 32. Типи нагрівальних елементів

а – закритий електронагрівальний елемент (конфорка): 1 – корпус; 2 – стінки пазів; 3 - пази-канавки; 4 – спіраль; 5 - тепло ізолюючий кожух; 6 – листовий азбест; 7 - фольга; 8 – повітряний нар; 9 – екрануючий лист; 10 – ізоляційна маса; б - герметично закритий трубчастий електронагрівач: 1 – спіраль; 2 – стінка трубки; 3 – контактний стержень; 4 – корпус; 5 – штуцер; 6 – електроізоляція; 7 – герметик; 8 – гайка; 9 – шайба;

Принцип дії будь-якого генератора інфрачервоного випромінювання (ІЧ-генератора) заснований на випромінюванні електромагнітних хвиль нагрітими до високих температур поверхнями. Інфрачервоні випромінювачі складаються з джерела енергії і відбивача. Як джерела ІЧ-генератори найчастіше використовують ТЕНи і електронагрівачі, що складаються з вольфрамової спіралі, структуровані в герметичну кварцову трубку, яка наповнюється інертним газом і парами йоду. ІЧ-генератори використовуються спільно з відбивачами (рефлекторами), що посилають випромінювану енергію в заданому напрямі. Зрозуміло, що ефективність теплової обробки багато в чому залежить від форми і матеріалу, з якого зроблений відбивач.

Переваги ІЧ-випромінювання:

• при термообробці м'ясних кулінарних виробів тривалість процесу в порівнянні з традиційним способом обробки скорочується як мінімум на 40 відсотків;

• питома витрата електроенергії зменшується як мінімум на 20 відсотків;

• вихід готової продукції збільшується як мінімум на 10 процентів.

Такі поверхні можуть оснащуватися відбивачами різної форми, що розподіляють випромінювану енергію в заданому напрямку і дозволяють домогтися рівномірного розподілу променистого потоку по поверхні, що опромінюється.

Джерелом НВЧ-нагріву є магнетрон — діод з магнітними і електричними полями, що пересікаються, і який перетворює енергію постійного електричного струму в енергію високочастотних електромагнітних коливань. Найбільш ефективний НВЧ-нагрів для розігрівання заморожених готових виробів.

Переваги НВЧ-нагріву:

• скорочується час приготування їж;

• виключається пригорання виробів;

• нагрів припиняється одночасно з припиненням подачі енергії;

• поліпшуються санітарно-гігієнічні умови праці;

• відсутній холостий хід і пов'язані з ним втрати тепла;

• немає негативних дій на навколишнє середовище.

Недоліки НВЧ-нагріву:

• труднощі у визначенні часу приготування страви з різним вмістом вологи кожного з вхідних в нього інгредієнтів;

• відсутність на поверхні продукту піджареної скориночки.

При індукційному нагріві струмопровідні матеріали поміщаються в змінне електромагнітне поле, і вихрові струми (струми Фуко), що виникають при цьому, в результаті розсіювання енергії нагрівають днище металевого посуду. Потужність, що виділяється в провіднику при такому нагріві, залежить від частоти і напруженості електромагнітного поля, розмірів провідника, відносній магнітній проникності.Джерелами електромагнітного поля служать індуктори.

Переваги індукційних нагрівачів:

• безінерційний нагрів, що скорочує час теплової обробки на 40 відсотків;

• високий ККД;

• найбільш точне дотримання температурного режиму.

Недоліки індукційних нагрівачів:

• висока вартість устаткування;

• днище посуду повинне бути з феромагнітного матеріалу.

Газові пальники

Основним елементом будь-якого приладу, що працює на газі, є пальник — теплогенеруючий пристрій, в якому відбувається змішування повітря з газоподібним паливом з подальшою подачею до вихідного отвору і спалюванням її тут з утворенням стійкого фронту горіння (факела).

Пальники повинні:

• забезпечувати повне спалювання газу;

• працювати стійко, без відриву і проскакування полум'я в необхідному діапазоні продуктивності тепла;

• бути надійними і безпечними в експлуатації.

Залежно від способу спалювання газу пальника підрозділяються на:

• дифузійні, в камері згорання яких за рахунок дифузії проходить часткове і незавершене змішення газу з повітрям;

• інжекційні, з повним попереднім змішенням газу і повітрям.

Найбільшого поширення набули інжекційні пальники (рис. 33) , конструкція яких складається з регулятора подачі первинного повітря, насадки, сопла і змішувача-інжектора. Газ подається в сопло. Оскільки діаметр газопровідної трубки значно більше розміру сопла, газ виходить з останнього з великою швидкістю, таким чином, створюючи в змішувачі-інжекторі розрідження. За рахунок цього в змішувач з навколишнього середовища надходить "первинне" повітря (від 30 до 70 відсотків об'єму, необхідного для повного згорання газу). Недостатня кількість повітря ("вторинне" повітря) поступає в камеру згорання з атмосфери за рахунок інжекційної дії газоповітряних струменів.

Рис. 33. Принципова схема інжекційного газових пальників

1 – газопровід; 2 – пробковий газовий кран; 3 – сопло; 4 – регулятор первинного повітря; 5 – інжектор-змішувач; 6 – насадка; 7 – вогневі отвори.