Расчет и подбор теплового оборудования

Тепловое оборудование в кулинарном цехе используется для термической обработки продуктов и включает пищеварочные котлы, жарочные шкафы, конвектоматы, сковороды, фритюрницы, специализированную тепловую аппаратуру, плиты, кипятильники и др. Для интенсификации процессов обработки продуктов в проектах следует более широко использовать оборудование с использованием современных эффективных методов физического воздействия: СВЧ- и ИК-нагрев, обработка ультразвуком, под давлением, индукционный нагрев, а также комбинированные способы обработки.

4.1.1 Расчет и подбор варочной аппаратуры

Пищеварочные котлы подбирают, руководствуясь расчетным объемом, необходимым для варки бульонов, супов, соусов, горячих и сладких блюд, гарниров, а также продуктов для приготовления холодных блюд и кулинарных изделий.

Расчет объема котлов для варки бульонов производится по формуле

V_к = (åV_прод + V_в – åV_пром)/К, (1)

где V_к – необходимый объем котла, дм³;

V_прод – объем продуктов, которые используются для варки бульона, дм³ ;

V_в – объем, занимаемый водой, дм³;

V_пром – объем промежутков между продуктами, дм³;

К – коэффициент заполнения котла (К=0,85).

Объем продуктов определяется по формуле

V_прод =Q/g, дм³ (2)

где Q – масса продуктов, которые используются для варки бульона, кг;

g - плотность продуктов, кг/ дм³ (приложение А).

Если норма продуктов приводится в рецептуре на 1 порцию, то масса продуктов Q определяется по формуле

Q = (n × g)/1000, кг (3)

где n - количество блюд, выпускаемых или приготовляемых на данном бульоне за день;

g - норма продуктов на 1 порцию, г (принимается по Сборнику рецептур блюд и кулинарных изделий массой нетто или по технологическим инструкциям).

Если норма продуктов приводится в рецептуре на 1, 10, 100 кг готовой продукции или определенное количество порций, то масса продуктов Q определяется по формуле

Q = (n × g¢)/а, кг (4)

где g¢ – норма продуктов на 1, 10, 100кг готовой продукции или определенное количество порций, г, кг;

n - количество порций или масса блюд, выпускаемых или приготовляемых на данном бульоне за день;

а – количество порций или масса (выход) готовой продукции согласно рецептуре, порций, кг.

Объем, занимаемый водой, рассчитывается по формуле

V_в = Qосн × nв, дм³ (5)

где Qосн – масса основного продукта, который используется для варки бульона (мясо, кости, грибы и т.п.), кг;

nв – норма воды на 1 кг основного продукта, дм³ (принимается по Сборнику рецептур или по технологическим инструкциям).

Объем промежутков между продуктами рассчитывается по формуле

V_пром = V_прод × b, дм³ (6)

где b – коэффициент, учитывающий промежутки между продуктами (b=1-g)

При производстве кулинарной продукции и готовых блюд рекомендуется готовить костные, мясные, мясокостные, рыбные и грибные бульоны концентрированными, что позволяет использовать котлы меньшей емкости и способствует уменьшению количества пищеварочных котлов. Норма воды при варке концентрированных бульонов принимается следующей: для костного, мясокостного и грибного - 1,25, рыбного - 1,1 и куриного -1,15 дм³ на 1 кг основного продукта. При использовании бульонов нормальной концентрации норма воды принимается по Сборнику рецептур и технологическим инструкциям. Объем воды V_в можно также определить по количеству выпускаемой продукции и норме расхода воды по рецептуре.

Расчет по определению объема котлов для варки бульонов сводится в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчет объема котлов для варки бульонов

Наименование бульонов и продуктов	Норма продукта на порцию, г нетто	Масса продукта на заданное количество порций, кг	Плотность продуктов, кг/дм^3	Объем продуктов, дм^3	Норма воды на 1 кг основного продукта, дм^3	Объем воды, дм^3	Коэффициент, учитывающий промежутки между продуктами	Объем промежутков между продуктами, дм^3	Расчетный объем котла, дм^3
g	Q	g	Vпрод	nв	Vв	b	Vпром	Vк
Куриный бульон для 100 порций белого соуса
Кости птицы	82,5	8,25	0,25		1,87	61,7	0,75	24,8
Овощи	4,0	4,0	0,6	6,7	-	-	0,4	2,7
Итого				39,7		61,7		27,5	86,9
Примечание – Нормы закладки продуктов приняты по второй колонке Сборника рецептур, выход соуса –100 г.

Расчет объема котлов для варки горячих блюд и гарниров производится по формулам

- для продуктов, набухающих во время приготовления блюда и увеличивающих свой первоначальный объем (крупы, макаронные изделия и др.)

V_k = V_прод / К, (7)

- для продуктов, не набухающих во время их приготовления (мясо, рыба, овощи и др.)

V_k = (1,15 × V_прод) / К, (8)

- для тушеных блюд без соуса или с небольшим его количеством, припущенных блюд

V_k = V_прод / К, (9)

- для тушеных блюд с соусом

V_k = (V_прод + V_с)/ К, (10)

где V_прод – объем, занимаемый продуктами, дм³ ;

V_в –объем воды, необходимой для приготовления блюда, дм³;

V_с – объем соуса, дм³;

1,15 – коэффициент, учитывающий покрытие продуктов водой;

К – коэффициент заполнения котла (как правило К=0,85; при выполнении некоторых операций в зависимости от вида продукции и аппарата К=0,4-0,7).

Объем, занимаемый продуктами V_прод, и масса продуктов Q определяются по формулам (2-4). В целях упрощения расчетов V_прод и Q для многокомпонентных блюд (например, капуста тушеная) можно рассчитывать по сумме всех продуктов, приняв g по основному продукту.

Объем воды рассчитывается по формуле (5). Норма воды на 1 кг продукта принимается по Сборнику рецептур.

Объем соуса рассчитывается по формуле

V_с = V₁ × n (11)

где V₁ – норма соуса на 1 порцию, дм³ (принимается по производственной программе, сборнику рецептур или технологическим инструкциям);

n – количество соусных блюд, приготовляемых за смену.

Расчет по объему котлов для варки вторых блюд и гарниров сводится в таблицу 3.

Таблица 3- Расчет объема котлов для варки вторых блюд и гарниров

Наименование операций и блюд	Масса продуктов, кг	Плотность продуктов, кг/дм^3	Объем продуктов, дм^3	Норма воды на 1кг основного продукта	Объем воды или соуса, дм^3	Коэффициент заполнения котла	Расчетный объем котла
Тушение капусты		0,6	266,7	–	–	0,85	313,7
Варка языка		0,6	141,7	–	–	0,85	191,7
Варка риса для биточков		0,81	49,4	3,7		0,85	232,2
и т.д.
Примечание – Если в производственной программе количество блюд указано в порциях, в таблицу дополнительно вводятся колонки: количество блюд, норма продукта, воды или соуса на 1 порцию (или определенное количество порций, или килограмм готовой продукции)

Расчет объема котлов для варки супов, соусов и сладких блюд производится по формулам

- если в производственной программе их количество указано в порциях

V_к = (V₁ × n)/К, дм³ (12)

где V₁ – объем одной порции, дм³;

n – количество порций, выпускаемых за смену;

К – коэффициент заполнения котла (К=0,85)

- если в производственной программе их количество указано по массе готовой продукции

V_к = V_прод /К, дм³; V_прод = Q¢/g¢, дм³ (13)

где Q¢ – масса готовой продукции, кг;

g¢ – плотность готовой продукции, кг/дм³.

Расчет по определению объема котлов для варки супов, соусов и сладких блюд сводится в таблицу 4.

Таблица 4– Расчет объема котлов для варки супов, соусов и сладких блюд

Наименование блюд	Объем одной порции, дм^3	Количество блюд	Коэффициент заполнения котла	Расчетный объем котла, дм^3
Соус белый основной и т.д.	0,1		0,85	42,3

При использовании формулы (13) результаты расчета сводятся в таблицу 3 (за исключением колонок нормы и объема воды или соуса).

Количество пищеварочных котлов рассчитывается по формуле

n_к = St/(Т × j) (14)

где St – общее время занятости котла, ч;

Т – продолжительность смены, ч;

К – коэффициент использования котла (К=0,8).

Общее время занятости котлов определяется по формуле

St = t₁ × n_з, ч (15)

где n_з – количество загрузок;

t₁–время работы оборудования при загрузке одной партии продукта, ч.

Значение t₁ состоит из времени загрузки, разогрева, варки или тушения, разгрузки и мойки и принимается следующим: на загрузку и выгрузку – по 5-20 мин; на разогрев – при горячей жидкости – 12-24 мин, при холодной жидкости – 50-70 мин, при холодной жидкости с повторным нагревом – 35-60 мин; на варку и тушение – в соответствии с технологическими инструкциями или по данным приложения Б; на мойку – 10-20 мин.

Количество загрузок определяется по расчетному V_к и стандартному V_ст объему котлов.

n_з = V_к /V_ст (16)

Результаты расчета количества пищеварочных котлов сводятся в таблицу 5.

Таблица 5 – Подбор и расчет количества пищеварочных котлов

Наименование операций и блюд	Объем котла, дм^3	Количество загрузок	Время занятости котла, мин	Общее время занятости котла, ч	Количество котлов, установленных в цехе
расчетный	принятый	загрузка	разогрев	варка (тушение)	разгрузка	мойка	итого
Тушение капусты	313,7									5ч 10мин	–
Варка языка	191,7									6ч 30 мин	–
Варка риса для биточков	232,2									2ч 05 мин	–
И т.д.
Итого котлов: на 250 л на 160 л на 100 л	´ ´ ´	´ ´ ´

4.1.2 Расчет и подбор жарочной аппаратуры

Расчет и подбор стационарных сковород

В сковородах проводятся различные технологические операции: жарение, пассерование, тушение и другие. В зависимости от способа тепловой обработки и вида продуктов расчет и подбор сковород производится по следующим формулам:

- для пассерования и жарения продуктов массой (слоем)

F = Q/(g × h), (17)

где F – необходимая жарочная поверхность, дм²;

Q – масса обрабатываемого продукта, кг (определяется по формулам 3,4);

g - плотность продукта, кг/дм³ (приложение А);

h – допустимая высота слоя продукта, дм.

- для жарения штучных изделий

F = n × f × 1.1 (18)

где n – количество блюд, выпускаемых за смену;

f – площадь одной порции изделия, дм² (устанавливается опытным путем замера в виде прямоугольника или круга);

1.1 – коэффициент, учитывающий промежутки между продуктами.

Для тушения и припускания изделий расчет объема загрузочной чаши сковороды производится аналогично расчету пищеварочных котлов (по формулам 7-10).

По расчетной величине жарочной поверхности или объема подбирается конкретная марка оборудования и определяется количество загрузок

n_з = F_расч/ F_ст или n_з = V_расч /V_ст (19)

Количество сковород определяется по формуле

n = St/(Т × j) (20)

где St – общее время занятости сковороды, ч;

Т – продолжительность смены, ч;

j – коэффициент использования сковороды (j=0,8).

Общее время занятости сковороды определяется по формуле

St = t₁ × n_з + t₂, ч (21)

где n_з – количество загрузок;

t₁–время работы оборудования при загрузке одной партии продукта, ч;

t₂ – время мойки оборудования, ч.

Значение t₁ состоит из времени загрузки, тепловой обработки и выгрузки. Время на загрузку и выгрузку принимается равным 3-5 мин на один оборот, время на тепловую обработку – в соответствии с технологическими инструкциями, Сборником рецептур блюд или по данным приложения Б. Время на мойку t₂ принимается равным 10-15 мин.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 6 (составление таблицы не обязательно, если количество выполняемых операций незначительно).

Таблица 6 – Расчет и подбор стационарных сковород

Наименование операций и продуктов	Для штучных изделий	Для весовых изделий	Площадь жарочной поверхности, дм^2	Количество загрузок	Время работы оборудования при загрузке одной партии продукта, ч	Общее время занятости оборудования, мин, ч
количество изделий	площадь 1 изделия, дм^2	масса про-дуктов, кг	плотность продуктов, кг/дм^3	высота слоя продукта, дм	расчетная	принятая
	n	f	Q	g	h	Fрасч	F	nз	t1	St
Пассерование моркови	–	–		0,55	0,5
Обжаривание печени	–	–		0,8	0,5
Жарка биточков рисовых		0,4	–	–	–
И т.д.
Итого										405 (6,75ч)

n = 6,75/(7 × 0,8) = 1,2

На основании расчетов принимаем 2 электрические СЭ-0,45/Н с площадью жарочной поверхности 0,45 м² (45 дм²).

Расчет и подбор аппаратов для тепловой обработки в паровоздушной среде

К аппаратам для тепловой обработки в паровоздушной среде относятся жарочные и пароварочные шкафы, конвектоматы и пароконвектоматы, конвекционные и гастрономические печи, универсальные печи и др. В них проводятся такие операции как запекание, доведение до готовности, жарение, варка, припускание, тушение, выпечка и разогрев.

Расчет аппаратов производится по их производительности и времени работы.

Производительность аппарата G, кг/ч, определяется по формуле

G = (q₁ × n₁ × n₂ × 60)/ t₁, (22)

где q₁ – масса продукта на одном листе (противне, функциональной емкости), кг;

n₁ – количество листов в камере (секции);

n₂ – количество камер (секций) в аппарате;

t₁ – время работы аппарата при загрузке одной партии продукта, равное сумме времени загрузки, тепловой обработки и выгрузки продукта, мин (время на загрузку и выгрузку – 2-3 мин на один оборот, время на тепловую обработку – в соответствии с технологическими инструкциями, Сборником рецептур или по данным приложения Б).

Масса продукта на одном листе (противне, функциональной емкости) q₁, кг, определяется по формулам:

- для продуктов, обжариваемых массой (слоем)

q₁ = f_пос × g × h, (23)

где f_пос – площадь принятой посуды, дм²;

g – плотность продукта, кг/дм³;

h – высота слоя обрабатываемого продукта, дм.

- для штучного изделия

q₁ = n × q, кг; n = (f_пос × j)/ f₁, (24)

где n – количество изделий на одном листе (противне, функциональной емкости);

q – масса 1 шт. изделия, кг;

f₁ – площадь 1 шт. изделия, дм²;

j – коэффициент использования жарочной поверхности (j=0,75-1,0).

Виды и размеры функциональных емкостей приведены в приложении В, а традиционной кухонной посуды – в приложении Г.

Время работы (занятости) t, ч, аппарата определяется по формуле

t = Q/G (25)

где Q – масса продуктов, обрабатываемых за смену, кг;

G – производительность аппарата, кг/ч.

Количество аппаратов n, ед, определяется по формуле

n = St/(Т × j), (26)

где St – общее время занятости аппарата, ч;

Т – продолжительность смены, ч;

j – коэффициент использования аппарата (j=0,8).

Результаты расчета сводятся в таблицу 7.

Таблица 7 – Расчет и подбор жарочных шкафов

Наименование операций и продуктов	Масса продуктов, обрабатываемых за смену, кг	Масса продукта на одном листе, кг	Количество листов в камере (секции)	Количество камер (секций)	Время работы при загрузке одной партии продукта, мин	Производительность аппарата, кг/ч	Время занятости аппарата, ч
	Q	q1	n1	n2	t1	G	t
Жарка свинины						33,8	3,55
Запекание рыбного рулета		9,5				42,8	1,87
И т.д.
Итого							5,42

n = 5,42/(7 × 0,8)=0,97

На основании расчетов принимаем 1 жарочный шкаф ШЖЭ-0,51.

Для приготовления больших партий изделий в кулинарных цехах устанавливают также жарочные шкафы со вкатными стеллажами. В них загружают передвижные стеллажи с 8 функциональными емкостями размером 530´325 мм. Количество таких шкафов можно определить по формуле 22, имея в виду, что камер 1, число листов 8.

Расчет и подбор фритюрниц периодического действия

Расчет объема фритюрниц для жарения изделий во фритюре V_р, дм³, производится по формуле

V_р = (V_прод + V_ж)/К, (27)

где V_прод – объем, занимаемый продуктами, дм³;

V_прод = Q/g,

где Q – масса продуктов, обрабатываемых за смену, кг;

g – плотность продукта, кг/дм³ (приложение А).

Масса продуктов определяется по формулам (3,4).

V_ж – объем, занимаемый жиром, дм³ (V_ж = 4 ×V_прод);

К – коэффициент заполнения чаши фритюрницы (К=0,65).

Количество фритюрниц определяется по формулам:

n = St/(Т × j), ед; St = n_з × t₁, ч; n_з = V_р/ V_ст (28)

При определении t₁ время на загрузку и выгрузку принимается равным 3-5 мин.

Результаты расчета сводятся в таблицу 8.

Таблица 8 – Расчет и подбор фритюрниц периодического действия

Наименование операций и продуктов

Количество блюд, выпускаемых за смену

Норма продукта на 1 изделие, г

Масса продукта, кг

Плотность продукта, кг/дм^3

Объем продукта, дм^3

Объем жира, дм^3

Коэффициент заполнения чаши

Объем фритюрницы, дм^3

Количество загрузок

Продолжительность цикла обработки, мин

Время занятости аппарата, мин, ч

расчетный

принятый

n

q

Q

g

Vпрод

Vж

К

Vр

Vст

nз

t1

St

Жарка картофеля во фритюре

–

–

0,58

0,65

Жарка котлет по-киевски

13,5

0,8

16,9

0,65

И т.д.

304 (5,1 ч)

n = 5,1/(7 × 0,8)=0,9

На основании расчетов принимаем 1 фритюрницу электрическую емкостью 16 л (Панда 2/1).

Расчет кипятильников

Расчет кипятильников сводится к подбору его в соответствии с требующейся производительностью:

G = (V/Т) × b, (29)

где G – производительность кипятильника, дм³/ч;

V – объем горячей воды, необходимой для приготовления изделий и блюд за смену, дм³;

Т – продолжительность смены, ч:

b – коэффициент, учитывающий неравномерность потребления горячей воды (b=1,15-1,3).

Результаты расчета сводятся в таблицу 9.

Таблица 9 – Расчет потребного количества горячей воды

Наименование операций и продуктов	Количество изделий и блюд, выпускаемых за смену, кг, порций	Норма воды на 1 кг или 1 порцию, дм^3	Общее количество воды, дм^3
Варка картофеля для пюре	80 кг	0,6 дм^3 на 1 кг
Варка макаронных изделий	20 кг	6 дм^3 на 1 кг
И т.д.
Итого			´

После определения производительности по формуле подбирается необходимая марка и количество кипятильников.

Расчет и подбор специализированной тепловой аппаратуры

Расчет и подбор специализированной аппаратуры (фритюрницы непрерывного действия, конвейерные печи для жарения изделий, аппараты для жарения оладий, для приготовления блинчиков или блинной ленты, шашлычные печи, грили, СВЧ-аппараты и др.) производится в соответствии с часовой производительностью данного аппарата и количеством продукции, выпускаемой за смену.

Необходимое количество оборудования определяется по формуле

n = St/(Т × j), (30)

где t – время работы оборудования, ч;

Т – продолжительность смены, ч;

j – коэффициент использования оборудования (j=0,8).

t = Q(n, V)/ G, (31)

где Q(n, V) – количество продуктов, подлежащих обработке за смену, кг, порций, дм³;

G – производительность принятого оборудования, кг/ч, порций/ч, дм³/ч.

Если в каталогах не указана часовая производительность оборудования, то ее можно рассчитать по количеству продуктов, одновременно загружаемых в аппарат, по формуле

G = G_о (n_о,V_о) , (32)

где G_о (n_о,V_о) – количество продукта, одновременно загружаемого в аппарат, кг, порций, дм³;

t – продолжительность одного цикла обработки продуктов(загрузка, тепловая обработка, разгрузка), мин.

Величина G_o(n_о,V_о) зависит от типа и технической характеристики используемого оборудования.

Расчет специализированной аппаратуры сводится в таблицу 10.

Таблица 10 – Расчет и подбор специализированной тепловой аппаратуры

Наименование операций и продуктов	Единица измерения	Количество обрабатываемого продукта	Наименование и тип оборудования	Производительность оборудования, кг/ч	Время работы оборудования, ч	Количество оборудования
		Q(n, V)		G	t	n
Жарка картофеля	кг		Фритюрница непрерывного действия		5,3	0,95 (1)
Жарка шашлыков	порц		Печь шашлычная ПШ-21 (число шпажек-21)	G = 21× (60/20)=63	3,81	0,68 (1)
Жарка курицы	кг (шт)	150 (100)	Гриль карусельный многофункциональный МК-8.12	G = 18× (60/60)=18	5,55	0,99 (1)
И т.д.

Расчет плит

Расчет жарочной поверхности плит производится для продукции, приготовление которой осуществляется в наплитной посуде. В расчет плиты включаются изделия и блюда, которые готовят в цехе небольшими партиями или в небольшом количестве и для которых нецелесообразно использовать специализированную аппаратуру.

Расчет жарочной поверхности плиты F_p, дм², производится по формуле

F_p = (Sn_пос × f_пос)/h, (33)

где n_пос - количество посуды, необходимое для приготовления блюд за расчетный период;

f_пос – площадь, занимаемая единицей посуды на жарочной поверхности плиты, дм²;

h - оборачиваемость плиты за расчетный период.

h = Т_оп/ t, (34)

где Т_оп – продолжительность расчетного периода, в течение которого условно принята максимальная занятость плиты, мин (Т_оп =120-180 мин);

t – продолжительность тепловой обработки изделий, включая время на разогрев посуды и продуктов, мин.

К полученной расчетной жарочной поверхности (F_p) прибавляется 30% на неплотности прилегания посуды и некоторые неучтенные операции и определяется полная жарочная поверхность F, дм²

F = F_p×1,3. (35)

По данной жарочной поверхности подбирается плита.

Если приготовление блюд производится в наплитных котлах или функциональных емкостях, то сначала определяется вместимость посуды, а затем расчетная жарочная поверхность.

Расчет жарочной поверхности плит сводится в таблицу 11.

Таблица 11 – Расчет плит

Наименование операций и продуктов	Количество продукции, выпускаемой за смену	Вид наплитной посуды	Вместимость посуды, дм^2, дм^3 порций	Количество посуды	Размеры посуды, мм	Площадь посуды, дм^2	Продолжительность тепловой обработки, мин	Оборачиваемость посуды за час	Жарочная поверхность плиты, дм^2
расчетная	принятая
	n				nпос	l×b×h (d ×h)	fпос	t	h	Fp
Котлеты мясные рубленые		Противень				530х325х40				5,67
Тушение свеклы для борща		ФЕ				530х325х200			4,5	3,78
Итого										9,45

F = F_p×1,3 = 9,45×1,13 =12,3 дм²

На основании расчета принимаем 1 плиту электрическую с жарочной поверхностью 17дм² (ПЭ-0,17).

Примечания:

1 Время t принимается с учетом времени на разогрев посуды и продуктов.

2 Продолжительность расчетного периода условно принята 3 ч (180 мин).

3 Вид наплитной посуды, ее вместимость и размеры приводятся в приложениях В, Г.

Дата добавления: 2015-07-20