Эстетические и эргономические показатели 1 страница

Из эстетических показателей могут быть выделены: рациональность формы, целостность композиции, соответствие современным художественным тенденциям.

К эргономическим показателям относят: гигиенические – уровень шума и вибрации, антропометрический – соответствие размерам тела человека.

Уровень шума, как один из важных эргономических показателей, принято выражать уровнем звукового давления L_A, дБА частотный спектр которого скорректирован в соответствии с физиологическим восприятием человека.

Основными источниками шума являются компрессор и вентилятор конденсатора. Уровень шума холодильников емкостью 150…300 л находится в пределах 26…31 дБА, емкостью 400…500 л – в пределах 35…40 дБА.

Уровень шума более 45 дБА для бытовых холодильников недопустим.

16.4. Автомобильные холодильники

По конструктивному исполнению автомобильные холодильникимогут быть подразделены на изотермические емкости, полупроводниковые холодильники и компрессионные холодильники.

Конструктивно самые простые из них – изотермические емкости. Они представляют собой изотермическую емкость, герметично закрываемую крышкой. Изотермические емкости в равной мере сохраняют тепло и холод. Теплоизоляцию выполняют из вспененных полимерных материалов. Благодаря хорошей теплоизоляции внутри емкости в течение 8…10 десяти часов поддерживается приемлемая для сохранения продуктов температура.

В изотермические емкости помещают предварительно охлажденные или разогретые продукты. Изотермические холодильники имеют разный объем. Самые маленькие (сумки-холодильники) – имеют объем от 5 до 15 литров, большие емкости – до 50литров.

Эффективность изотермической емкости в качестве холодильника можно повысить, поместив в нее пакеты с эвтектической смесью (так называемые аккумуляторы холода). Они представляют собой небольшие, герметично закрытые пакеты с соляным эвтектическим раствором. Перед размещением пакета с эвтектической смесью в изотермическую емкость его следует поместить на несколько часов в низкотемпературное отделение холодильного оборудования. Таяние эвтектической смеси происходит при низкой отрицательной температуре, что позволяет эффективно охлаждать воздух в объеме изотермической емкости.

В том случае, если преследуется цель сохранить продукты, например шашлык или курицу-гриль горячими, то тот же аккумулятор холода (пакеты с эвтектическим раствором) опускают в горячую, нагретую до 80^оС воду, и пакет уже выполняет роль нагревательного элемента. Он увеличивает длительность хранения продуктов в горячем состоянии еще несколько часов.

Более эффективным источник холода или тепла является электрический автомобильный холодильник.

В зависимости от конструкции такие автомобильные холодильникиподразделяются на термоэлектрические и компрессионные.

Термоэлектрические холодильники являются самыми распространенными. Термоэлектрические холодильники могут не только обеспечивать низкую температуру воздуха в охлаждаемом объеме, но и нагревать их до температуры 60…70^оС.

Потребляемая мощность термоэлектрических холодильников емкостью 30…50 литров составляет порядка 70 Вт. Разность температур между температурой воздуха в охлаждаемом объеме и температурой воздуха, в котором находится полупроводниковый холодильник, составляет 30…35^оС. Следовательно, при температуре воздуха, окружающего холодильник, равной 25^оС температура воздуха в охлаждаемом объеме составит -5…-10^оС. Питание полупроводникового холодильника возможно от сети напряжением 220v или от автомобильного аккумулятора напряжением 12v.

В подобных моделях полупроводниковые устройства не обеспечивают большую холодопроизводительность. Эффективность их работы, прежде всего, зависит от температуры окружающей среды и от особенностей теплообмена на холодной (испаритель) и горячей (конденсатор) поверхностях полупроводниковых элементов. Применение вентиляторов, прежде всего на горячей поверхности, приводит к понижению температуры воздуха в охлаждаемом объеме. На рис. 16.5 (правый образец) видно отверстие, закрытое декоративной решеткой, за которой находится вентилятор.

Компрессионные автомобильные холодильникииспользуют холодильные агенты и работают в режиме обычной паровой холодильной машины. Они успешно охлаждают воздух в холодильнике, но не могут нагревать пищу, аналогично термоэлектрическим холодильникам.

Сравнительно с полупроводниковыми холодильниками, компрессионные холодильники громоздки и тяжелы. Они требуют большого расхода электроэнергии и могут “посадить” аккумулятор во время стоянки автомашины.

Компрессионные холодильники емкостью более 50 литров подходят скорее для грузоподъемного транспорта, такого как, например, автобусы. Для легковых автомобилей обычно хватает тридцатилитрового термоэлектрического холодильника, который, как правило, устанавливается в багажнике автомобиля.

Небольшой холодильник может быть установлен и в салоне. Однако, при этом следует исходить из того, количество продуктов, которые могут быть размещены в холодильнике, невелико.

Работа компрессора открытого типа, установленного на легковом автомобиле и имеющего выход коленчатого вала за пределы герметичного объема картера, обеспечивается ременной передачей от двигателя. Такая конструкция передачи двигатель-компрессор и компрессора в целом, обуславливает все известные эксплуатационные недостатки, присущие компрессорам открытого типа. Такая конструкция передачи обуславливает зависимость работы холодильной машины от работы двигателя автомобиля. Кроме того, возможна утечка холодильного агента и масла через сальник компрессора. Все вместе взятое предопределяет предпочтение в применении в легковых автомобилях полупроводниковых холодильников.

Контрольные вопросы по теме:

9. Какие способы получения искусственного холода используются в бытовых холодильниках?

10. Рассмотреть классификацию бытовых холодильников?

11. Какие способы охлаждения воздуха в бытовых холодильниках применяются на практике?

12. Какие системы охлаждения используются в бытовых холодильниках?

13. Дать краткую характеристику основных показателей бытовых холодильников.

14. Какие холодильники применяют в холодильном транспорте, дать их краткую характеристику.

Глава 17

17. Льдогенераторыи фризеры

17.1. Льдогенераторы, классификация

Льдогенераторы– автоматические устройства, применяемые для получения льда. Льдогенераторы различают как устройства промышленного типа и льдогенераторы системы общественного питания и торговли.

Льдогенераторыклассифицируют по виду, составу и назначению вырабатываемого льда, по способам и источникам охлаждения и по конструктивным особенностям.

Льдогенераторыизготавливают следующие виды технического и пищевого льда:

- блочный, трубчато-блочный и снежно-блочный;

- плитный и трубчато-плитный;

- малогабаритный лед – дробленный, кусковой и пластинчатый, трубчатый и скорлупный, брикетный, кубиковый;

- рассыпной лед – мелкодробленый (измельченный до снегообразной массы или гранул), чешуйчатый, снежный (путем прессования может быть превращен в брикетный и снежно-блочный лед).

По производительности льдогенераторы подразделяют на большие – 1000 кг/ч. и более, средние – 100…1000 кг/ч., малые – 10…100 кг/ч., мелкие – менее 10 кг/ч. (обычно в составе домашних холодильников).

В промышленных целях преимущественно производят блочный, кусковой и чешуйчатый лед, который широко используется в колбасном производстве и производстве пельменей.

В системе общественного питания и торговле обычно используются льдогенераторы малой производительности, производящие лед кусковой в виде кубиков, стаканчиков и чешуйчатый лед для кондитерских целей и хранения свежей рыбы в торговом холодильном оборудовании.

В ресторанном бизнесе 2 - 4 кубика льда добавляют в соки, виски и ром, в слабоалкогольные коктейли.

Трудно придумать более подходящий и элегантный способ охлаждения шампанского, чем в ведерке со льдом.

В ресторанах при гостиницах часто не хватает охлаждаемых прилавков и буфетов для выкладки всего ассортимента продуктов, например, по системе питания "шведский стол", и тогда используют большие емкости с измельченным льдом, на котором устанавливаются блюда с мясной и рыбной гастрономией, сырами, йогуртами, сливочным маслом, кондитерскими изделиями, десертами и т.п.

В последнее время все большую популярность в нашей стране приобретают свежеприготовленные соки, так называемые, fresh juice. Их можно выпить в крупном магазине, в кафе, в баре аэропорта и кинотеатра и т.д. Для этих целей также используется лед, приготовленный в льдогенераторе.

Следует отметить, что льдогенератор, как правило, является составной частью барного оборудования. Необходимый набор оборудования невелик: барный комбайн с соковыжималкой для цитрусовых, блендером для перемешивания, например, апельсинового сока с сезонными добавками (клубникой, малиной, клюквой, бананами, киви и т.п.) и льдокрошителем, который превращает замерзшие кубики в ледяную крошку. Все оборудование устанавливается на рабочем столе. Пространство под рабочим столом традиционно используют для установки льдогенератора производительностью 20 - 26 кг в сутки. Производимый в аппарате лед в форме кубиков или ледяной крошки добавляется в бокал с напитком.

17.2. Закономерности производства пищевого льдавысокого качества.

При производстве льда реализуются в основном два метода: намораживание воды на плоской плите (испарителе) и разбрызгивание влаги на поверхности испарителя, форма которого определяет форму льда. Наиболее распространенной формой льда являются лед в виде “стаканчика”.

Важным потребительским качеством льда является его прозрачность. В пищевых целях, например, для приготовления коктейлей, лед должен быть только прозрачным. Производство прозрачного льда – сложная производственная задача.

Из питьевой водопроводной воды может быть получен как матовый лед с плотностью 890…900 кг/м³, так и прозрачный с плотностью 910…917 кг/м³.

Матовый лед имеет белый цвет в основном благодаря наличию в нем пузырьков воздуха и солей. Прозрачный лед практически не имеет воздушных включений и имеет минимум солей.

Качество питьевой воды определяется требованиями Гост 2874-73 “Вода питьевая”. Гост допускает сухой остаток - до 1000мг/л. Общая жесткость воды не более 7 мг-экв/л, а мутность по содержанию взвешенных частиц – не свыше 1.5 мг/л. Вода не должна содержать железа более 0.3 мг/л, а pH=6.5…9.5.

Для получения прозрачного льда, получаемого при -10^оС, предельно допустимое содержание примесей в воде отраженно в таблице 17.1.

Таблица 17.1

Требования к получению в льдогенераторе прозрачного льда

Получение прозрачного льда базируется на закономерностях льдообразования.

Как рассмотрено ранее, для формирования кристаллов льда в виде пластин, т.е. не разветвленных кристаллов, в отличие от разветвленных кристаллов дендритной формы (папоротникообразной), получается чистый прозрачный лед.

Лед перемещает перед собой растворенные компоненты, осуществляя “зонную очистку” раствора. Перемещаемое вещество, если лед намораживается в емкости, например, в емкости, погруженной в рассол с температурой -10^оС, накапливается в центральной ее части. Эту, не замороженную часть раствора удаляют.

По мере накопления примесей перед движущейся границей фаз, формирование плоских кристаллов затрудняется. Кристаллы нуждаются в постоянном удалении примесей от поверхности раздела. Это делается перемешиванием замораживаемого раствора или наиболее простым методом – методом барботажа воздуха, т.е. продувая воздух через раствор или посредством интенсификации движения воды в замораживаемом объеме. В этом случае практически реализуются методы, которые используются при выращивании искусственных кристаллов минералов.

В рекомендациях, касающихся промышленных способов получения льда в виде блоков для получения качественного льда рекомендуется увеличить интенсивность движения воды в 2…3 раза сравнительно с обычной скоростью ее движения. Кроме того, рекомендуется повысить температуру теплоотводящей среды, чаще всего - рассола, в котором находится бак с замораживаемой водой, до -6…-8^оС, вместо -10^оС, при традиционном способе замораживания. Но повышение температуры замораживания находится в противоречии с требованиями увеличения производительности льдогенератора. Поэтому проблему получения чистого льда в промышленных условиях решают иным способом. Не меняя температуру замораживания воды и, соответственно, скорость замораживания, прибегают к предварительной обработке воды, поступающей на замораживание.

Простейшим способом обработки воды является ее фильтрация и, при необходимости, обработка воды квасцами с целью ее подщелачивания до pH=7. Для этого воду пропускают через доломитовую крошку.

В ряде случаев для обработки воды применяют цеолиты (алюминиево-натриевый силикат). В результате жесткость воды уменьшается существенно, практически до состояния, при котором возможно получение прозрачного льда. Поэтому водоподготовка, вне зависимости от способа получения прозрачного льда, должна использоваться в обязательном порядке.

17.3. Льдогенераторыпредприятий общественного питания и торговли

17.3.1. Льдогенераторыкускового льда

На рис. 17.1 в качестве типовой конструкции представлен льдогенератор “Торос-2”. В конструкции льдогенератора реализована идея образования льда на поверхности гладкого наклонного испарителя. Вода насосом подается в коллектор, расположенный в верхней части испарителя, равномерно сливается на поверхность испарителя. Часть воды намерзает на поверхности испарителя, часть стекает в поддон, откуда насосом вновь направляется в коллектор.

Расход воды дополняется ее подпиткой из водопровода. Регулятором уровня воды в поддоне служит поплавковый клапан.

По мере увеличения толщины слоя льда на поверхности испарителя вращающийся шуп касается поверхности льда и все больше поднимает устройство выключения электродвигателя компрессора и включения системы оттаивания.

Оттаивание испарителя льдогенератора осуществляется изменением направления движения холодильного агента. Холодильный агент, минуя конденсатор, направляется в испаритель. Ледяная пластина подтаивает и сползает на решетку, выполненную из струн, через которые подается электрический ток. Струны прорезают лед, и кубики льда падают в накопительный бункер. После сползания льда, щуп не воспринимает лед, и компрессор с водяным насосом включаются вновь.

В льдогенераторе лишь отчасти реализована идея получения прозрачного льда. Вода, подаваемая на испаритель, непрерывно смывает соли с намерзающего слоя льда. Но, выполнив часть работы в части получения прозрачного льда, не реализована вторая, не менее важная часть задачи – удаление солей из воды. Концентрация солей в воде непрерывно увеличивается. Пополнение свежей водой из водопровода проблему удаления солей не решает.

Следует отметить, что прозрачность льда определяется не только наличием в воде солей, но и скоростью льдообразования. Скорость льдообразования, в свою очередь, зависит от температуры кипения холодильного агента в испарителе. Поэтому, любая попытка интенсифицировать процесс намораживания льда понижением температуры кипения холодильного агента, неизбежно связана с ухудшением качества льда.

Таким образом, качество получаемого льда в льдогенераторе, прежде всего, зависит от качества подаваемой воды. Поэтому водоподготовка или, как минимум, качественная очистка воды при помощи фильтров тонкой очистки, является обязательной. Что касается скорости замораживания, то в угоду качеству льда ее нельзя форсировать. Это значит, что при получении прозрачного льда, температуру кипения холодильного агента в испарителе не следует понижать без необходимости ниже -10…-12^оС.

Разновидностью льдогенераторов системы общественного питания и торговли является льдогенератор с разбрызгиванием воды из форсунок на поверхность испарителя (рис. 17.2).

Испаритель состоит из льдоформ (рис.17.3) (стаканчиков, перевернутых вверх дном). Вода разбрызгивается на внутреннюю часть стаканчика. В начале процесса намораживания воды на форме (стаканчике) включается реле времени. Через 25 минут работы льдогенератора осуществляется оттаивание испарителя горячими парами холодильного агента. Цикл оттаивания длится около 3 минут. Стаканчики падают в бункер, процесс оттаивания завершается и компрессор включается вновь. Прозрачность льда, получаемого в льдогенераторах данного типа, не отличается ото льда получаемого в аппарате с пластинчатым испарителем, поскольку также не решена проблема водоподготовки и удаления солей.

Форма ледяных кристаллов зависит от геометрических размеров льдоформы. Производимый лёд может иметь форму цилиндра, кубика или усеченного конуса. Масса льда в аппаратов различных типов составляет в среднем от 8 до 35…40 грамм.

17.3.2. Льдогенераторычешуйчатого и снежного льда

Наибольшее применение находят роторные льдогенераторы. Роторные льдогенераторы являются аппаратами непрерывного типа.

Лед намораживается на барабане, представляющим собой испаритель холодильной машины. С поверхности барабана лед удаляется скребками различного типа (ножами, резцами). Наиболее практично и экономично удаление намороженного льда посредством фрезы. Считается, что в отличие от льдогенераторов периодического типа, в которых намороженный слой оттаивают посредством периодического нагрева испарителя, роторные льдогенераторы имеют минимальные энергозатраты. Себестоимость чешуйчатого и снежного льда на 50% ниже себестоимости льда, получаемого в блочных промышленных льдогенераторах.

В скребковых льдогенераторах, при неподвижном барабане, лед удаляется вращающимся скребком. Лед получают в виде чешуек или крупинок. Такой лед называют снежным льдом. При замене скребков на катящиеся по льду фрезы получают только чешуйчатый лед. В аппаратах такого типа толщина снимаемого слоя льда невелика. Она составляет 0.5…2.5 мм.

Длительность намораживания льда нетрудно оценить на основе выражения 17.2.

В современном роторном льдогенераторе при теплосодержании льда Дж/м³ ( ; и средней температуре воды ), коэффициентах теплоотдачи со стороны металла и холодильного агента Вт/(м²×К), Вт/(м²×К) при температуре кипения холодильного агента t_х.а.= -15^oC, минимальной толщине слоя м и его теплопроводности =2.22 Вт/(м×К) на стальной плите теплопроводностью Вт/(м×К) толщиной 0.008м требуется 40.5 с.

, (17.1)

где: -минимальная толщина намороженного слоя льда с одной стороны, м.

, с. (17.2)

Этому времени соответствует скорость льдообразования 0.000037м/с, (2.22 мм/мин.).

Расчетная скорость льдообразования на поверхности льдогенератора соответствует экспериментальным данным и может представлять интерес для практических расчетов.

17.4. Фризеры “мягкого” мороженого

Фризерованием называется процесс частичного замораживания и одновременного взбивания смеси, т.е. превращения ее в мороженое. В процессе фризерования смеси образуется структура мороженого, которая окончательно формируется при последующей холодильной обработке продукта. Фризерование осуществляется в специальном аппарате – фризере.

Во фризер смесь поступает при температуре 2…6^оС. Температура начала замерзания смесей ниже этих температур, поэтому во фризере смесь вначале охлаждается, а по достижении криоскопической температуре она замерзает.

Процесс фризерования протекает при непрерывном понижении температуры смеси. Он заканчивается, когда температура мороженого достигает -4.5…-6^оС. При этой температуре в лед превращается 45…55% влаги.

Одновременно с охлаждением и замораживанием в аппарате происходит взбивание смеси, т.е. насыщение ее воздухом.

Взбитость продукта зависит от состава смеси. Для молочного мороженого она должна быть не менее 50%, а для сливочного или мороженого пломбир – не менее 60%.

Помимо свойств смеси, на взбитость мороженного, на размеры воздушных пузырьков, влияют конструктивные особенности фризера: скорость вращения мешалки, способ подачи воздуха, включая принудительную его подачу в цилиндр, степень заполнения фризера смесью и т.д.

Существенная роль в получении устойчивого взбитого продукта принадлежит стабилизатору состояния мороженого – агару. Недостаток его в мороженом приводит к тому, что мороженое становится твердым, “обжигающим полость рта”. Мороженое перестает держать форму. Она быстро оттаивает.

Производительность фризера в значительной мере зависит от величины зазора между внутренней поверхностью цилиндра и скребком-мешалкой. В идеале он должен отсутствовать. Поэтому, среди прочих технических характеристик фризера, конструкции скребка – мешалки отводят ведущее место в оценке совершенства фризера. В этом плане существенным недостатком конструкций фризеров, представленных на рис. 17.4 и рис. 17.5, является неудачная конструкция скребка – мешалки. Технически более совершенной является конструкция скребка – мешалки фризера фирмы “Carpigiani” (рис. 17.7), обеспечивающая более качественное срезание слоя намерзшего мороженого на поверхности цилиндра при меньших усилиях выполнения процесса.

Намораживание смеси мороженого на поверхности цилиндра порождает проблему точного контроля температуры поверхности цилиндра. С тем, чтобы не произошла остановка вращения скребка-мешалки при низкой температуре поверхности цилиндра фризера, вал со скребком-мешалкой соединен с реле, учитывающим изменение усилия на валу. При его возрастании компрессор и электродвигатель вала скребка отключаются.

Цилиндры фризеров выполняются преимущественно горизонтально расположенными, хотя могут быть выполнены с вертикально расположенными цилиндрами.

Выдача мороженого осуществляется поворотом ручки, расположенной на передней поверхности фризера.

17.5. Производство замороженного сока на палочке

Мороженое в его традиционном виде – так называемого мороженое на палочке или замороженные соки (так называемые леденцы на палочке), в условиях торговли, изготавливают посредством погружения емкостей с сиропом в хладоноситель.

Замороженный сок может быть получен, например, при помощи устройства “Lickolab” (рис. 17.8). Основные этапы получения замороженного сока на палочке отражены на рис. 17.9. Позиция (1) рис 17.7 – подготовка к наполнению смеси, позиция (2) – установка палочек, позиции (3,4) – установка емкости со смесью и палочками в аппарат, (5) – выгрузка замороженной смеси и освобождение от формы, (7) – готовая продукция.

Принцип работы устройства “Lickolab” заимствует традиционный принцип получения мороженого на палочке, который использовался в условиях работы хладокомбината. Смесь заливается в емкости. Блоки этих формочек погружают в хладоноситель, который обеспечивает отвод тепла льдообразования через стенку индивидуальной емкости с мороженым.

В отличие от мягкого мороженого, в устройстве получают мороженое твердое, но не настолько, что бы его можно было бы хранить длительное время. Для целей длительного холодильного хранения мороженного в промышленных условиях его подвергают процессу “закалки”. Мороженое помещают в холодильную камеру с температурой -30…-35^оС, в которой доводят температуру в центре мороженого до -18^оС или ниже.

Контрольные вопросы по теме:

15. Каким образом может быть получен прозрачный лед?

16. Каковы конструктивные отличия льдогенераторов, используемых в предприятиях общественного питания и торговле?

17. Какие технические устройства обеспечивают получение мягкого мороженного?

18. Чем отличается мягкое мороженное от замороженного сока?

Глава 18

18. Расчет и выбор торгового холодильногооборудования (применительно к задачам дипломного проектирования)

В связи с многообразием холодильного оборудования, выбор его для предприятий общественного питания и торговли, осуществляется с учетом специфики предприятия, величины товарооборота предприятия и количества товара, размещаемого в холодильном оборудовании.

При выборе оборудования оценивается совокупность качеств, удовлетворяющих решению производственных задач предприятия: целевому назначению оборудования, его габаритам, температурному режиму в холодильном оборудовании, стоимости, дизайну, уровню надежности, состоянию оборудования (является ли холодильное оборудование новым или бывшим в употреблении) и т.д.

По назначению холодильное оборудование делится на оборудование торгового зала (витрины, прилавки, шкафы и т.д.) и оборудование подсобных помещений (шкафы, прилавки, камеры сборные и стационарные).

Для производственных целей используется специализированное холодильное оборудование: сокоохладители, гранатины, фризеры мягкого мороженого, льдогенераторы и т. д., которые могут быть установлены, как в торговом зале, так и в подсобных или специализированных помещениях.

18.1 Выбор количества витрин

Количество витрин, устанавливаемых в торговом зале предприятия (18.1):

(18.1)

где: Aотд- количество учетных единиц товара в соответствии с ассортиментом отдела, ед.

Fу- площадь, занимаемая в витрине одной учетной единицей товара, м2, (таблица 18.1),

Fдем- демонстрационная площадь витрины, м2,

n - число полок в витрине.

Полученное значение nвитокругляется до большего целого числа.

Таблица 18.1

Приближенное значение площади F_y, занимаемой учетной единицей товара, м²

18.2. Выбор количества шкафов

Холодильные шкафы используют для демонстрации и продажи товаров (шкафы со стеклянной дверью) и шкафы для хранения дневного запаса товаров (шкафы с непрозрачной дверью).

Холодильные шкафы со стеклянной дверью выбираются аналогично витринам. В качестве демонстрационной площади F_дем принимается суммарная площадь всех полок шкафа.

Холодильные шкафы с непрозрачной дверью выбираются, исходя из дневного темпа реализации отдела. Чаще всего они используются в предприятиях с небольшим товарооборотом и устанавливаются в подсобных помещениях. Суммарный объем холодильных шкафов с непрозрачной дверью для хранения суточного запаса продуктов, находится по формуле:

м³ (18.2)

где: nшк- количество шкафов, Vi- объем одного шкафа, м3, - средний суточный темп реализации товаров, кг, - средняя плотность продукта, кг/м3, - коэффициент заполнения объема шкафа.