Аппараты ИК – нагрева

Физическая сущность механизма нагрева пищевых продуктов инфракрасными лучами заключается в следующем.

Большинство пищевых продуктов содержит в своей пористой структуре значительное количество свободной воды, которая интенсивно поглощает ИК- излучение при длинах волн λ = 0,77….3 мкм, а при λ = 1,4 мкм поглощение достигает 100%. В то же время влага в пористой структуре пищевых продуктов распределена неравномерно по объёму, поэтому ИК- излучение может проникать в них на значительную глубину, что при соответствующем выборе толщины слоя обрабатываемого продукта обуславливает объёмный характер его нагрева. Максимальная температура продукта при ИК – нагреве обычно достигается на некоторой глубине, зависящей от структуры и влагосдерживания продукта, а так же длины волны излучения.

Таким образом ИК- излучение с длиной волны λ = 0,77….3 мкм используется в технологических процессах, связанных с хорошим поглащением этого излучения водой, например, размораживание продукта, сушка.

Благодаря объёмной проникающей способности ИК-излучение при λ = 0,77….3 мкм, оно также используется для приготовления продуктов. Например, в мясо это излучение проникает на глубину до 4 мм, причём на длины волн от 1,04 до 2,9 мкм приходится свыше 80% энергии лучистого потока.

Проницаемость продуктов быстро снижается с увеличением длины волны ИКЛ. Поэтому излучение с λ = 3…6 мкм поглощается поверхностью продукта, т.е. практически происходит процесс жарки продукта. Положительным свойством ИК-излучения является получение равномерной по цвету и толщине корочки поджаривания. Недостатки способа: не все продукты можно подвергать ИК-нагреву; при высокой плотности излучения возможен «ожог» продукта.

Аппараты с ИК-нагревом классифицируются по следующим признакам: принципу действия (периодического или непрерывного) и по виду используемых излучателей (светлые или тёмные).

Общим элементами аппаратов с ИК-нагревом являются: рабочие камеры, ИК-излучатели, транспортирующий орган, обеспечивающий постоянное (или шаговое) движение продукта в рабочей камере, приборы регулирующие температурный режим в камере.

Техническая характеристика аппаратов инфракрасного нагрева периодического действия

Техническая характеристика ИК-аппаратов непрерывного действия

В таблице: ПШСМ-14, ШР-2 – печи шашлычные, ГЭ-3, ГЭ-4 – грили электрические, ЖА – обжарочный агрегат, ПКЖ – печь конвейерная жарочная.

Рис. 1. Общий вид гриля ГЭ-4

Рис. 2. Печь шашлычная ПШСМ-14:

1 – подставка с двумя инвентарными шкафами; 2 – дверцы шкафа; 3 – рабочая камера; 4 – прорези для установки шпажек; 5 – отверстие для закрепления шпажки; 6 – вытяжное устройство; 7 – горн; 8 – выключатель; 9 – зольник; 10 – сварная рама; 11 – регулирующие ножки

Конвейерная печь ПКЖ предназначена для непрерывной жарки изделий из мяса (котлет, ромштексов, антрекотов) без их переворачивания. Основные узлы печи – жарочная камера, нагревательные элементы инфракрасного излучения (в кварцевых трубках), устройство для фильтрации паров, цепной транспортер, транспортирующие противни, электрооборудование.

Режим работы конвейера в зависимости от вида обрабатываемых продуктов задается с помощью реле времени. Обрабатываемые продукты укладывают на предварительно смазанные противни и подают на конвейер. Соответствующими кнопками на пульте управления включают движение конвейера и нагревательные блоки по заранее заданной программе. Нагревательные элементы неравномерно распределены по всей длине печи, что в сочетании с шаговым движением конвейера обеспечивает направленный на изделие пульсирующий тепловой поток. При выходе из жарочной камеры противни с готовыми продуктами снимают с конвейера и ставят на стол раздачи. Когда из камеры поступит последний противень, кнопкой на пульте отключают нагрев.

Задача

Определить основные характеристики технологических машин для механической обработки продуктов:

– производительность;

– технологическую мощность.

Дано:

Решение:

Определяем скорость продвижения клубней через ножевую решётку.

υ = h n = 0,04 ∙ 0,41 = 0,00164 м/с,

где h = 40 мм – средний размер (диаметр) обрабатываемого продукта.

Производительность механизма.

Q = F φ υ ρ ∙ 3600;

где F = 0,03 м² – площадь ножевой решётки,

φ = 0,4 – 0,6 – коэффициент использования площади ножевой решётки,

ρ = 700 кг/м³ – плотность продукта.

Q = 0,03 ∙ 0,5 ∙ 0,00164 ∙ 700 ∙ 3600 = 62,00 кг/ч

Общая длина лезвий всех ножей.

∑l = l ∙ Z = 0,06 ∙ 6 = 0,36 м

Мощность необходимая для разрезания продукта

N1 = qв υ ∑l K

K = 0,7 – коэффициент использования длины лезвия.

qв = 700 Н/м – удельное сопротивление резанию продукта (картофеля)

N1 = 700 ∙ 0,00164 ∙ 0,36 ∙ 0,7 = 0,29 Вт

Мощность необходимая для проталкивания кбрусочков продукта в ячейки между ножами решётки.

N2 = 4 Z f E δ h υ.

где Z = 35 – число пальцев толкателя,

f = 0,5 – коэффициент трения продукта о ножи,

E = 2400 ∙ 10³ Н/м² – модуль упругости продукта (картофеля),

δ = 0,001 м – толщина ножа,

h = 0,011 м – высота (ширина) полотна ножей.

N2 = 4 ∙ 35 ∙ 0,5 ∙ 2400 ∙ 10³ ∙ 0,001 ∙ 0,011 ∙ 0,00164 = 3,031 Вт

Технологическая мощность механизма.

Nт = N1 + N2 = 0,29 + 3,031 = 3,4 Вт

Рис. 3. Конвейерная печь ПКЖ:

а – общий вид; б – схема; в- блок ИК-генераторов; г – схема поперечного разреза рабочей камеры: 1 – щит с электроаппаратурой; 2 – стол разгрузки; 3 – боковые дверцы жарочной камеры; 4 – вентиляционный короб; 5 – транспортер; 6 – стол загрузки; 7 – реле времени; 8-электродвигатель; 9 – червячный редуктор; 10 – ведущий вал цепного конвейера; 11 – жарочная камера; 12 – шиберная заслонка; 13 – блоки верхних нагревателей; 14 – блоки нижних нагревателей; 15 – штепсельные розетки; 16 – ИК-генераторы; 17 – металлическая сетка; 18 – рефлектор; 19 – функциональная емкость; 20 – ограничительные упоры

машина овощ продукт обработка