Б) Жарочное оборудование

Расчет Q_П жарочного оборудования обычно производят путем определения затрат энергии за час работы оборудования или на 1 кг обрабатываемой продукции.

При расчете жарочного оборудования в условиях нестационарного режима полезная теплота затрачивается на нагрев масла, например, при жарке основным способом в сковороде или при жарке во фритюре. Количество нагреваемого масла определяют по количеству обрабатываемых продуктов.

Для расчета полезно используемого тепла, расходуемого на нагрев пищевого жира во фритюрнице или сковороде в режиме разогрева, пользуются формулой:

, кДж/ч (2.12)

где М_ж – вес пищевого жира, кг;

С_ж – теплоемкость пищевого жира, принять равной 1,676 кДж/ кг ^оС (для растительного масла);

t₁ – температура нагрева жира (равная температуре жарки); принимается равной 160 – 170 ^оС;

t_о – начальная температура пищевого жира, ^оС;

t' - время нагрева жира, ч.

Вес пищевого жира при жарке во фритюре должен превосходить количество одновременно загружаемого продукта минимум в 4 раза.

Количество одновременно загружаемого продукта для жарки во фритюрнице находят из выражения:

, (2.13)

где G_о – количество одновременно загружаемого продукта для жарки,
кг (шт.);

V_ч – объем загрузочной чаши фритюрницы, дм³;

j – коэффициент заполнения фритюрницы (j = 0,6-0,7);

d_n – истинная плотность загружаемого продукта, кг/дм³;

d_ж – плотность жира, кг/дм³;

γ – кратность количества фритюрного жира количеству продукта.

Определение количества одновременно загружаемого полуфабриката при жарке в сковороде, кг, производят следующим образом:

- для полуфабрикатов обжариваемых насыпным слоем

G₀ = S×h×r, (2.14)

- для штучных полуфабрикатов G₀ = S×K× × m, (2.15)

где S и S_изд – соответственно площадь пода сковороды и одного изделия;

К = 0,7…0,95 – коэффициент заполнения пода сковороды;

т – масса одного изделия, кг.

При стационарном режиме полезно используемое тепло состоит из отдельных статей расхода, которые рекомендуется определить по формуле:

Q_П" = М.с.(t₂-t₄)+0,01.v_n.М.r+

+0,01.К.М.С_к(t₃-t₂)+0,01.m_ж.М.С_ж.(t₁-t_о), (2.16)

где первое слагаемое – расход тепла на нагрев продукта;

второе – расход тепла на испарение влаги из продукта;

третье – расход тепла на образование корочки на продукте;

четвертое – расход тепла на нагрев доливаемого в процессе работы пищевого жира (если это необходимо);

М – часовая производительность по сырью, кг/ч;

с – теплоемкость продукта, кДж/ (кг ^оС);

t₂ – температура нагрева продукта, принимаемая равной 90 – 100^о С;

t₄ – начальная температура продукта, ^оС;

v_n – истинный продукт ужарки, %:

для мяса жареного порционным куском 20 – 38%;

овощей (картофеля) жаренных 17 – 60%;

r – скрытая теплота испарения при атмосферном давлении, кДж/кг (см. прил. 1).

К – процентное содержание корки в продукте; рекомендуем в расчетах принимать в пределах от 15 до 25 %;

С _к – теплоемкость корочки, принять как теплоемкость сухого вещества равную 1,67 кДж/ (кг ^оС);

t₃ – температура образования корочки, ^оС (135-140^о);

m_ж – расход пищевого масла на обжаривание сырья в %; рекомендуем принимать в пределах от 15 до 20%.

t₁ – рабочая температура жира;

t₀ – начальная температура жира, ^оС;

, (2.17)

где G₀ – количество одновременно загружаемого продукта для жарения;
кг (шт.);

t – продолжительность цикла обработки, мин.

Тепловой расчет жарочных и пекарных шкафов обычно производят на 1 кг продукции. При этом, полезный расход тепла на выпечку или жарку изделий имеет место только при стационарном режиме. Тепло расходуется на нагрев исходного полуфабриката до оптимальной температуры, обеспечивающей готовность и доброкачественность изделий (принимается на основании данных справочной литературы или на основании опытных данных), на испарение влаги из теста и на дальнейший перегрев пара до температуры воздуха камеры или выходе из нее, а также на образование корочки.

Например, при определении теоретического расхода тепла на выпечку 1 кг пшеничных булок развесом 0,5 кг из муки 1 сорта можно принять из табл. 2.1.

Таблица 2.1

Справочные данные на выпечку хлебобулочных изделий

Упек	7 %
Влажность булки в горячем состоянии	42 %
Содержание мякиша	84 %
Содержание корки	16 %
Температуру теста, поступающего в камеру	30 оС
Температуру мякиша горячей булки на выходе из камеры	98 оС
Температуру корки	130 оС

Теоретический расход тепла на выпечку или жарку 1 кг изделия можно определить из уравнения:

(2.18)

где первое слагаемое – расход тепла на испарение влаги из исходного полуфабриката (упек, ужарка) и нагрев получившегося пара до температуры среды пекарной камеры;

второе слагаемое – расход тепла на образование корки;

третье слагаемое – расход тепла на достижение конечной среднеобъемной температуры изделия;

v_n – для мучных, кондитерских и хлебобулочных изделий упек кг/кг; определяется по разности весов исходного полуфабриката и готовой продукции; он колеблется для различных изделий от 4 до 25 %; для мясных продуктов ужарка принимается в пределах:

для мяса, жаренного порционным куском 20 – 38%;

овощей (картофеля) жаренных 17 – 60%;

i_n – энтальпия перегретого пара при температуре камерной смеси на выходе из камеры и атмосферном давлении, кДж/кг; определяется по
данным прил. 1;

i_в – теплосодержание воды в полуфабрикате при температуре поступления в пекарную камеру, кДж/кг (см. прил. 1);

q_к – содержание корки в 1 кг изделия, кг/кг. Корка может быть принята за абсолютно сухое вещество, а ее количество от 0,05 до 0,17 кг/кг (5 – 17 %).

с_к – удельная теплоемкость корки, кДж/ (кг.^оС), может быть принята как теплоемкость сухого вещества равной 1,67 кДж/кг (кг.^оС);

t_к – средняя температура корки в ^оС. Можно принять равной средней арифметической между температурами поверхности корки (обычно 160 ^оС) и конечной среднеобъемной температурой изделия в конце обработки (100 ^оС);

t_т – среднеобъемная температура полуфабриката, поступающего в пекарную или жарочную камеру, ^оС,

q_м – содержание сухого вещества в 1 кг горячего изделия, кг/кг. Для определения сухого вещества можно использовать уравнение

q_м = 1 – (v_м + q_к), (2.19)

где v_м – содержание общей влаги в 1 кг изделий в момент выхода из камеры, кг/кг; средняя влажность, отнесенная ко всему изделию (мякиш, корка) для разных сортов различная и определяется анализом. Для данного расчета влажность булки можно принять равной 0,42 кг/кг;

с_м – удельная теплоемкость сухого вещества изделия, кДж/ (кг.^оС),
принимается равной 1,67 кДж/(кг.^оС);

с_в – удельная теплоемкость влаги в изделиях, кДж/ (кг.^оС); которая может быть принята как теплоемкость воды 4,19 кДж/ (кг.^оС);

t_м – среднеобъемная температура изделия в момент выгрузки изделия из камеры ^оС, может быть принята в пределах 95 – 98 ^оС.