cap-11 cuptoare de paine (5)

Procese i utilaje pentru panificaie 141

11.5. Cuptoare nclzite cu gaze regenerate 11.5.1. Sistemul de nclzire prin regenerarea gazelor Cuptoarele cu camere de coacere nclzite cu ajutorul gazelor de ardere au o

construcie diferit, n funcie de sistemul de nclzire adoptat. Cuptorul de pmnt este construit din crmid, deoarece lucreaz pe principiul acumulrii de cldur. Cuptoarele nclzite cu gaze directe, au n construcia lor canale din zidrie cu rezistene termice diferite, deoarece lucreaz la temperaturi ridicate, schimbul de cldur cu camera de coacere fiind condiionat de rezistena termic a canalelor.

Cuptoarele cu gaze recirculate au n construcie canale de gaze cu perei subiri sau din tabl, deoarece gazele de ardere sunt aduse la temperaturi mai sczute prin amestecare cu gaze uzate.

Pentru nlturarea unor deficiene din cele artate anterior, au fost construite cuptoare de pine care lucreaz pe principiul regenerrii gazelor. Dac la sistemul de nclzire prin recirculaie, gazele de ardere sunt amestecate cu gaze uzate ntr-o camer de amestec, la sistemul cu regenerare, amestecarea se face direct n canal, la nceputul fiecrui schimbtor de cldur. Pentru a face comparaie ntre sistemele cu gaze regenerate i cele cu gaze recirculate, se reprezint schematic cele dou sisteme (fig.11.17), [4]:

a) b)

Fig.11.17. Schem comparativ cu trei schimbtoare de cldur a)sistem cu gaze recirculate; b)sistem cu gaze regenerate

SC1, SC2, SC3.schimbtoare de cldur (canale de gaze); F.focar; V.ventilator; Vf.volumul gazelor ce ies din focar; Vev.volumul gazelor evacuate

Se observ c diferena ntre cele dou sisteme apare la alimentarea cu gaze

a schimbtoarelor de cldur. Sistemul cu recirculaie de gaze utilizeaz alimentarea n paralel a schimbtoarelor, n timp ce sistemul cu regenerare de gaze preia de la cuptoarele cu gaze directe sistemul de alimentare n serie. Astfel,

Cuptoare de pine 142 canalele nu mai sunt construite din ceramic refractar pentru c amestecul de gaze nu depete 600oC, ns gazele trebuie mereu renclzite cu ajutorul unor microfocare. n zona acestor microfocare au fost introduse totui rezistenele termice 1 din crmid refractar pentru protejarea poriunilor respective ale camerei de coacere i pentru nvelirea microfocarelor.

Lund separat fiecare schimbtor de cldur al celor dou sisteme, se observ c ntre ele nu apar diferene, toate lucrnd pe principiul recirculaiei de gaze. Dac se scriu ecuaiile pariale de bilan ale primelor schimbtoare de cldur (SC1), de asemenea, acestea sunt identice, ntre sistemul cu regenerare cu gaze i sistemul cu recirculaie clasic (cel din schema D) neexistnd diferene, n schimb pentru urmtoarele (SC2 i SC3), la sistemul cu regenerare att bilanul de materiale ct i bilanul termic se modific.

Cantitatea de gaze uzate avnd temperatura ev=300oC, crete cu fiecare schimbtor de cldur, iar temperatura amestecului scade la nceputul fiecrui schimbtor.

Astfel, considerndu-se f=4.ev, poate fi calculat temperatura gazelor de amestec pentru fiecare schimbtor de cldur:

-pentru SC1: evg

evgevgam BV

BVBV 23

24 =+= (11.141)

-pentru SC2: evg

evgevgam BV

BVBV 47

434 =+= (11.142)

-pentru SC3: evg

evgevgam BV

BVBV 58

544 =+= (11.143)

Totodat, cantitatea de gaze recirculat este: rBVg=2BVg la temperatura de

evacuare a gazelor ev, iar evp

g cQBV 3= .

La sistemul D cu recirculaie, bilanul de materiale al canalului de gaze era: ggg BVBVBV 32 =+ (11.144)

Pentru cele trei schimbtoare de cldur (canale), ecuaiile bilanului de materiale la cele dou sisteme pot fi scrise astfel:

- la sistemul n paralel: ggg BVBVBV 963 =+ (11.145) - la sistemul n serie: ggg BVBVBV 523 =+ (11.146) Din cele artate, se observ c sistemul cu regenerare de gaze prezint

urmtoarele aspecte: a) pe ansamblu, volumul gazelor recirculate se reduce proporional cu numrul

schimbtoarelor de cldur nseriate; b) temperatura gazelor de amestec scade, tinznd ctre ev; c) seciunea canalelor crete n mod succesiv, datorit creterii cantitii de gaze

n canal; d) dispare camera de amestec i focarul central; e) apar microfocare i arztoare, n canalul de gaze;


f) apar elemente de ceramic n canalele de gaze, n dreptul microfocarelor. Schema de calcul a canalului cu microfocare este prezentat n fig.11.18.

Fig.11.18. Schema cuptorului cu regenerare de gaze (cu microfocare)

1-arztoare.

Prin arderea unor cantiti de combustibil gazos B1, B2, B3,, Bn, n microfocarele 1, 2, 3,, n instalate n canal se formeaz gaze fierbini n cantiti egale cu: B1Vf, B2Vf, B3Vf,, BnVf la temperatura f (Vf=Vg), care prin amestecare cu gazele recirculate BVre sau gaze rcite la temperaturile: 1, 2, 3,,n, ajung la temperaturile: 1, 2, 3, , n. Aceste gaze vor ceda cldurile Q1, Q2, Q3,, Qn, pe sectoarele de canal corespunztoare.

Consumul total de combustibil B se calculeaz prin nsumarea consumurilor la fiecare microfocar:

nBBBBB ++++= ...321 (11.147) Cantitatea de gaze recirculate, separate n final din gazele evacuate, se

determin n funcie de coeficientul de recirculaie r: evre rBVBV = (11.148)

adic: gev rBVrBV = Fr a lua n considerare pierderile de gaze sau infiltraiile de aer fals,

ecuaia bilanului de materiale are forma: ggevevfnffre rBVBVrBVBVVBVBVBBV +=+=++++ ...21 (11.149)

de unde: gevfnff BVBVVBVBVB ==+++ ...21 (11.150)

Consumul total de combustibil se determin din ecuaia bilanului termic al agregatului cuptor:

)(100 aerevgpkch

itci IIBVQq

BHQBH +++= (11151) unde: BVg(Iev-Iaer) reprezint cldura pierdut cu gazele evacuate; Qtc cldura transmis camerei de coacere; qch pierderile de cldur n focar (camera de ardere); Qpk pierderile de cldur n canale; Iev, Iaer entalpia gazelor la evacuare, respectiv entalpia aerului; Hi puterea caloric inferioar a combustibilului.

Rezult:

Cuptoare de pine 144

( )aerevchipktc

IIqH

QQB

+=

1001

(11.152)

Consumurile pariale de combustibil se pot determina din ecuaiile pariale de bilan, pentru fiecare sector de canal i microfocar, n parte. Se poate ntmpla ca B1=B2==Bn, dar n acest caz lungimea canalelor este diferit i este proporional cu sarcina termic a sectorului respectiv al camerei de coacere. Pentru puterea caloric inferioar a unor gaze combustibile pot fi luate n calcule urmtoarele valori: Hi = 35,8 MJ/m3N pentru metan; Hi = 60 MJ/m3N pentru etilen; Hi = 57 MJ/m3N pentru acetilen; Hi = 122 MJ/m3N pentru butan. De asemenea, cldura specific a unor combustibili are valorile: lemne de foc - cs = 0,57 0,65 kJ/kg.oC; huil - cs = 0,32 kJ/kg.oC; pcur - cs = 0,4 0,5 kJ/kg.oC

11.5.2. Schema constructiv a cuptorului cu regenerare Cuptoarele cu regenerare de gaze mai sunt cunoscute sub denumirea de

cuptoare cu microfocare sau cuptoare cu ciclu termic. Practica a demonstrat c, dei cuptoarele cu regenerare de gaze par a fi o

variant a cuptoarelor cu recirculaie, n realitate ele au aprut naintea acestora din urm ca o variant a cuptoarelor nclzite cu gaze directe, la care au fost separate circuitul gazelor de mediul camerei de coacere.

Exist o gam divers de scheme constructive de cuptoare cu microfocare care prezint n componena lor, pe lng schimbtoarele de cldur (canalele obinuite) i ventilatoare pentru recircularea gazelor, i recuperatoare de cldur sau alte elemente specifice. Schema unui cuptor cu microfocare care se apropie cel mai mult de schema teoretic de calcul este prezentat n fig.11.19, [4]:

Fig.11.19. Schema constructiv a unui cuptor cu microfocare

La acest cuptor, pentru a acoperi consumul de cldur, care este diferit pe lungimea camerei de coacere, a fost modificat lungimea sectoarelor de transfer termic (schimbtoarelor de cldur) l1, l2, , l10 utilizndu-se consumuri de combustibil relativ identice la cele 27 arztoare ale cuptorului.

Procese i utilaje pentru panificaie 145 Canalele, inferior i superior, ale cuptorului formeaz dou trasee independente, paralele. Canalul superior este prevzut cu dou intrri de gaze uzate, cantitatea de gaze recirculate putnd fi reglat cu ajutorul unor ubere amplasate pe prima parte a traseului. Pentru protejarea microfocarelor i a pereilor canalului se utilizeaz placarea acestora cu ceramic. La fiecare arztor, amestecul combustibil trebuie injectat n mod uniform, printr-un numr destul de mare de orificii (pe ansamblu cuptor circa 10000 orificii), ceea ce creeaz probleme tehnice foarte complicate, att n ce privete obinerea condiiilor de lucru ct i n ce privete ntreinerea, reglarea i exploatarea sistemului respectiv. O variant constructiv a cuptoarelor cu regenerare de gaze este cuptorul FNA (fig.11.20) care a funcionat la noi n ar la fabrica 23 August din Bucureti. La acest cuptor, o parte din gazele uzate sunt recirculate cu ajutorul ventilatorului V, coeficientul de recirculaie fiind reglat cu ajutorul unei clapete aflate pe conducta de evacuare a ventilatorului. Restul gazelor uzate sunt evacuate de ventilator prin recuperatorul de cldur RC la co. Gazele recirculate rBVev intr n canalul exterior unde sunt regenerate prin amestecare cu gaze fierbini ce provin de la focarul F1. Pe traseu ele cedeaz cldura, fiind renclzite prin amestecare cu gazele fierbini furnizate de focarul F2. De aici, ele trec printr-un canal exterior, care ocolete lanurile cu leagne, intrnd pe un traseu interior prin canale laterale verticale i ajung din nou la ventilator ntr-o cantitate sporit, [4].

Fig.11.20. Schema de principiu a cuptorului cu regenerare model FNA n prezent, exist n practic numai cuptoare de capaciti reduse cu 2-10 focare, cu consumuri specifice de combustibil de 42-46 kg/tona de produse, avnd rezultate corespunztoare.


11.6. Cuptoare electrice de panificaie

Procedeul de nclzire electric are la baz transformarea energiei electrice n energie termic. nclzirea se face fr purttor de cldur material.

n practic, pot fi utilizate mai multe procedee pentru transformarea energiei electrice n cldur:

- trecerea unui curent electric prin rezistene; - transformarea energiei electrice n radiaii infraroii; - folosirea curenilor de nalt frecven, medie sau joas; - nclzirea dielectric (ntre plcile unui condensator); - nclzirea prin contact (prin arc electric). nclzirea electric are unele avantaje fa de nclzirea cu gaze: posibilitatea

de reglare rapid, precis i uoar, manual sau automat, a energiei introduse i a temperaturii spaiului nclzit; posibilitatea de a dezvolta cldura n locul dorit; nclzirea direct fr impurificarea spaiului nclzit; randament termoenergetic ridicat i simplitate constructiv a cuptoarelor; etc.

11.6.1. Cuptoare nclzite cu rezistene electrice Dintre cuptoarele electrice, cele mai rspndite sunt cuptoarele nclzite cu

rezistene electrice, protejate n tuburi, care au o radiaie obscur, 3,4,17. Atunci cnd curentul electric trece printr-o rezisten, energia electric se

transform n cldur. Conform legilor fizicii, cantitatea de cldur Q produs de o rezisten

electric poate fi calculat cu relaiile: tIRtIUtPQ e

2... === (11.153) nclzirea prin rezisten electric poate fi direct (prin arc electric), atunci

cnd rezistena este chiar materialul care trebuie nclzit, i indirect cnd rezistena este format din elemente nclzitoare care transmit cldura materialului de nclzit prin radiaie, convecie sau conductibilitate termic.

La cuptoarele nclzite cu rezistene electrice, consumul de energie electric la coacere variaz n limitele 0,25-0,4 kWh/kg, n funcie de construcia cuptorului i de sortimentul produsului.

Absena focarului, a elementelor de transmitere a cldurii, a ventilatoarelor, a coului de fum, a economizoarelor, permit o construcie uoar care poate fi plasat la orice nivel i la orice etaj. Este de remarcat faptul c cuptoarele electrice au inerie termic mic, pot realiza orice regim termic de coacere, permit automatizarea procesului i reglarea lui dup program, chiar n cazul funcionrii acestora n arje, existnd cuptoare care realizeaz sute de programe. De asemenea, referitor la dimensiunile cuptorului, firmele constructoare cu renume realizeaz varieti largi de tipodimensiuni, cu configuraii complexe ale incintelor de coacere, n funcie de sortimentele care se coc i de organizarea fluxului tehnologic.

Procese i utilaje pentru panificaie 147 Numeroase cuptoare electrice fabricate astzi au posibilitatea racordrii la o instalaie de gaz sau de combustibil lichid care poate intra n funciune n cazul ntreruperii accidentale a curentului electric. n fig.11.21 este prezentat o schem tehnologic simpl pentru un cuptor electric cu vatr fix i coacerea produselor n tav, cu posibilitatea aburirii camerei de coacere i evacuarea surplusului de umiditate i a gazelor degajate din proces prin intermediul unei hote de aspiraie, [19,23].

Fig.11.21. Schema constructiv a unui cuptor electric cu vatr fix 1,6.schimbtoare de cldur; 2. u cu vizor; 3.tav cu produse; 4.bec iluminare incint;

5.rezistene electrice nclzire; 7.hot; 8.rezistena aburire; 9.scut; 10.conduct ap; 11.vatr.

Cuptorul este alctuit dintr-o camer de coacere cptuit de jur mprejur cu plci din azbest de 10 mm grosime i vat mineral, care limiteaz pierderile de cldur spre exterior. Vatra cuptorului este alctuit din plci de azbociment cu grosimea de 15 mm, uor demontabile, rezemate pe rame interioare. La partea superioar i la partea inferioar a camerei de coacere se gsesc 8 rezistene electrice (3 sus i 5 jos) de cte 500 W fiecare. Acestea sunt dispuse pe toat limea camerei, n interiorul unor schimbtoare de cldur formate din plci de azbociment. Pentru realizarea unei umiditi corespunztoare n interiorul camerei de coacere i obinerea unor produse finite de bun calitate cu coaj continu, fr crpturi, cuptorul este prevzut cu o rezisten electric de aburire de 500 W, protejat. Umidificarea camerei de coacere se realizeaz prin intermediul unui scut distribuitor, aezat deasupra rezistenei electrice, pe care curge apa adus printr-o eav prevzut cu orificii de 1 mm, tip du.

Cuptoare de pine 148 Rezistena electric i scutul de aburire pot fi introduse n interiorul unei camere de aburire dispus pe una din prile laterale ale camerei de coacere cu coresponden ntre ele, aburul fiind aspirat n camera de coacere datorit tirajului hotei. Totodat, prin hot sunt evacuate din incinta cuptorului surplusul de abur i gazele degajate n urma procesului de coacere. Acest cuptor, ca i multe altele existente n exploatare, este un cuptor cu funcionare discontinu i nclzire direct. Punerea lui n funciune presupune conectarea rezistenelor electrice la reeaua de energie electric printr-un ntreruptor, cu un anumit timp nainte de introducerea n camera de coacere a primei arje (cca. 60 min.), necesar pentru intrarea n regim termic a cuptorului. nclzirea cuptorului se poate realiza pn la o temperatur de 240-250oC. nainte de introducerea n cuptor a tvii cu buci de aluat, se face o scurt aburire a camerei de coacere prin deschiderea robinetului de pe conducta de alimentare cu ap (cteva picturi). Dup introducerea n cuptor a tvilor cu buci de aluat, dac procesul tehnologic o impune, se face o nou aburire a incintei, necesar desfurrii n bune condiii a procesului de coacere, prin deschiderea 10-15 secunde a robinetului de pe conducta de alimentare cu ap.

Temperatura n interior se poate modifica prin modificarea numrului de rezistene care sunt conectate la un moment dat, ceea ce se poate obine cu ajutorul unui termoregulator. Timpul ct dureaz coacerea depinde de produsele care se coc i se determin experimental de ctre tehnolog.

Un astfel de cuptor, cu patru vetre de coacere, a fost realizat de firma TEHNOPAM Bucureti.

11.6.2. Calculul termic al cuptoarelor cu rezistene electrice La cuptoarele cu rezistene electrice, bilanul termic al camerei de coacere are urmtoarea expresie: ( 821 ... qqqMQ pcc )+++= (11.154) unde: Mp este cantitatea de pine care trebuie coapt; qi cantiti specifice de cldur necesare diferitelor operaii i pierderi la coacere. Puterea electric a sistemului de rezistene se calculeaz prin raportarea lui Qcc la timpul unui ciclu de coacere tc:

c

cce t

QP = (11.155) iar puterea instalat poate fi calculat innd seama de coeficientul de rezerv k (k=1,1 1,5):

einst PkP .= (11.156) Elementele de nclzire cu spiral din crom-nichel, protejate n tuburi, cu radiaie obscur, lucreaz n camere de coacere unde exist urmtoarele condiii:

- mediu de gaze: amestec de aer, vapori de ap, acizi volatili, etc. - temperatura mediului la regim este 180-270oC (350-400oC);


- temperatura suprafeei exterioare a tubului trebuie s fie mai mic de 450oC, pentru protejarea cojii la carbonizare.

Schimbul de cldur ntre elementele de nclzire i mediu se face la fel ca la evile Perkins sau canalele de gaze. Un element de nclzire cu rezisten protejat n tub metalic poate avea forma de bar (fig.11.22) sau de U (sau multiplu U). Spirala metalic este mbrcat n magnezit care lucreaz ca izolator electric, dar care are un coeficient de conductibilitate termic ridicat, =4,8 kcal/m.h.oC la temperatura de 400oC. La exterior elementul este mbrcat ntr-o manta metalic (recomandat din oel inoxidabil). La capetele tubului, spirala este legat la dou tije conductoare care strbat dou izolatoare pentru a ajunge la uruburile de conectare.

Fig.11.22. Element de nclzire cu rezisten protejat

1.spiral din crom-nichel; 2.manta metalic; 3.izolator electric din magnezit; 4.tije conductoare; 5.izolatoare.

Lungimea activ a elementului coincide cu lungimea spiralei rezistenei. Puterea unui element se recomand s se ncadreze ntre 0,3-1,6 kW, n funcie de mrimea cuptorului, iar numrul de elemente trebuie s fie multiplu de 3 i s permit o bun distribuie a energiei pe lungimea camerei de coacere. Cderea de temperatur = s - e, care are loc la transmiterea cldurii prin conductibilitate de la spir la suprafaa exterioar a tubului se calculeaz din expresia conductanei cldurii printr-un perete circular omogen:

= us

ee l

dd

Plg3,2

2860,0.' (11.157)

Rezult:

u

s

e

ees ldd

P 2lg3,2

86,0+= (11.158) unde: Pe este puterea electric a unui element (W); 0,86 echivalentul caloric al unui Wh (kcal/Wh); de diametrul exterior al elementului (m); ds diametrul spiralei rezistenei (m); lu lungimea util a elementului (m). Rezistena specific a srmei , la temperatura , se calculeaz cu relaia: ( )[ ]20120 += (11.159)

Cuptoare de pine 150 n care: este coeficientul de temperatur (pentru crom-nichel =(0,12-0,4)10-3); 20 rezistena specific la 20oC, n funcie de diametrul srmei (pentru 0,5 mm 20 =5,6 /m; pentru 1 mm 20=1,4 /m; pentru 1,5 mm 20=0,62 /m). Puterea electric a unei rezistene din spire poate fi calculat cu relaia:

IUldUPe .4

22' ==

(11.160)

de unde se deduce lungimea srmei conductorului electric l:

2,04

. 2 +=IdUl

(11.161) unde: d este diametrul srmei conductorului; I intensitatea curentului electric (A). Se ia n plus 0,2 m pentru conexiunile de la capetele spiralei electrice. Totodat, puterea electric a elementului Pe poate fi determinat i cu formula:

dlwwSP ce ==' (11.162) n care w este puterea superficial specific a conductorului (W/m2 sau kcal/m2h). Solicitarea (puterea) superficial specific a firelor de crom-nichel la 1000oC poate ajunge pn la w=15000 kcal/m2h. Astfel, lungimea conductorului poate fi determinat i cu relaia:

dwPl e

'= (11.163)

iar diametrul srmei este:

32

'

24

wUPd e = (11.164)

Elementele nclzitoare pot fi montate att n serie ct i n paralel. Prin schimbarea legturilor ntre mai multe elemente nclzitoare identice se poate modifica puterea electric introdus i deci efectul termic al cuptorului. Pentru dou rezistene electrice identice r1=r2=r, pot fi realizate circuite electrice care s permit legarea n serie a acestora, n paralel sau numai a unei singure rezistene. La legarea n serie, rezistena total se calculeaz prin nsumarea acestora Ra=r1+r2=2r, iar la legarea n paralel rezistena total este Ra=r/2, puterea electric calculndu-se cu relaia:

aa R

UP2

= (11.165) n curent trifazic, nclzirea se poate schimba prin comutarea montajului din stea n triunghi, n aceast situaie la nclzirea cuptoarelor pornindu-se cu montajul n triunghi pentru a scurta perioada de nclzire, trecndu-se apoi la montajul n stea cnd cuptorul a ajuns la temperatura de regim.


11.6.3. Cuptoare electrice care utilizeaz alte procedee de nclzire Cuptoarele cu radiaii infraroii au o construcie asemntoare cu sistemele clasice de coacere, nclzirea fcndu-se cu radiaii infraroii produse de lmpi sau reflectoare speciale. Avantajul principal al utilizrii radiaiilor infraroii const n fluxul radiant care ajunge la 8.105 W/m2 i nclzirea aluatului prin creterea temperaturii stratului superficial i a zonei centrale, mai intens dect n cazul nclzirii prin convecie i radiaie, cu reducerea duratei de coacere la doar cteva minute. Temperatura n camera de coacere este i se menine la 80-100oC, produsele coapte avnd o cretere superioar a volumului cu 20-40%. Cuptoarele cu radiaii infraroii sunt, de obicei, de tip tunel, specializate pe sortimente de produse. Cele mai utilizate sunt ns cuptoarele de dimensiuni casnice cu nclzire combinat. Se utilizeaz mai mult la coacerea produselor cu mas mic, deoarece radiaiile infraroii sunt puin penetrante i nclzesc mai intens suprafaa produselor. Cuptoare nclzite cu cureni de nalt frecven sau cu nclzire dielectric. Procedeul de coacere cu ajutorul CIF realizeaz o nclzire n adncime i modific procesul de coacere obinndu-se produse fr coaj, mult diferite de cele obinuite. Realizarea produselor cu coaj implic utilizarea ulterioar a altor metode de coacere. Sistemele de nclzire cu CIF presupun nclzirea bucilor de aluat prin efect dielectric generat de schimbarea alternant a poziiilor moleculelor dipolare ale dielectricului din produs i frecarea dintre ele. Cmpul electric alternant se obine cu doi electrozi conectai la o tensiune electric alternativ de nalt frecven, produs de un generator. Frecvena generatoarelor este de minim 15-25 MHz pn la 100MHz, cu durata de funcionare de 2000-14000 ore. Puterea electric consumat n acest caz poate fi calculat cu relaia:

lDUfSPe

210 ..10.29,1 = (11.166) unde: S este suprafaa condensatorului (m2); f frecvena (Hz); U tensiunea la plcile condensatorului (V); - coeficient de pierderi (=0,02-0,06); D constanta dielectric a materialului (pentru materiale uzuale D=2-6); l distana ntre plcile condensatorului (m). Cuptoarele cu microunde funcioneaz pe principiul transformrii energiei electrice a microundelor n energie termic, la trecerea acestora prin corpuri dielectrice sau slab conductoare (randament 50%). Aceasta se explic prin orientarea moleculelor polarizate dup direcia cmpului electric i frecarea ntre ele care genereaz apariia vscozitii electrice prin ntrzierea rotirii moleculelor, cantitatea de cldur degajat fiind direct proporional cu complementul unghiului de defazare.

Cuptoare de pine 152 Puterea specific la producerea cldurii prin aciunea microundelor pe, are expresia:

]/[..56,0 32 cmWEftgp re = (11.167) unde: r este permeabilitatea relativ a produsului; - unghiul pierderilor dielectrice; f frecvena curentului (MHz); E intensitatea cmpului (E = U/d (kV/cm)). Adncimea de ptrundere a curenilor n masa produsului este dat de relaia:

][.

108 mtgf r

= (11.168) Cuptoarele cu microunde pentru uzul casnic au puteri ntre 200-800 W, iar cele pentru uz industrial pn la 5000 W. Acestea au un randament cu 50-75% mai ridicat dect cuptoarele cu rezistene electrice. Se pot utiliza sisteme de generare a microundelor n urmtoarele frecvene: 915, 2450, 5800, 24125 MHz, cea mai utilizat fiind frecvena de 2450 MHz. Datorit repartiiei termice intense n miez i mai sczut n exterior, produsele coapte nu au coaj ci un strat superficial moale i subire, pentru obinerea cojii fiind necesar un sistem combinat de nclzire.

11.7. Camere de coacere 11.7.1. Tipuri constructive de camere de coacere

Camerele de coacere sunt spaiile nchise din componena cuptoarelor de

pine n interiorul crora se introduc bucile de aluat n vederea transformrii lor n produse finite de panificaie.

n funcie de elementele lor componente (vatr, perei laterali, spaiu de coacere, suprafee de nclzire, guri de ncrcare descrcare, zon de coacere), camerele de coacere pot avea diferite forme, 2,4,7,9.

Totodat, dup modul de funcionare camerele de coacere pot fi cu funcionare discontinu (n arje) sau cu funcionare continu.

Camerele cu funcionare discontinu au un spaiu de coacere cu volum minim, cu vatr orizontal sau puin nclinat, fix sau mobil i cu o singur gur de ncrcare descrcare.

Fig.11.23. Camere de coacere cu funcionare discontinu

Procese i utilaje pentru panificaie 153 Aceste camere de coacere sunt dotate cu acumulatori de cldur, indiferent dac se nclzesc discontinuu, prin acumulare de cldur (cuptorul de pmnt), sau continuu, cu canale de gaze sau evi Perkins, datorit consumului variabil de cldur n timpul coacerii. Ele au vatr i perei formate din plci de ceramic cu inerie termic, care cedeaz cldura acumulat bucilor de aluat ce trebuie coapte.

Prezint avantajul unor spaii nchise neventilate, cu pierderi mici de cldur n exterior, cu guri nchise i vetre care nu vin n contact cu mediul exterior, excepie fcnd cazul c care are vatra mobil fr inerie termic.

Dintre dezavantajele acestor camere de coacere amintim faptul c ele nu pot realiza un regim de coacere modern, cu parametri diferii n partea iniial (umezire i condensare) i pe zone, au randamente tehnologice sczute, spaiile ocupate sunt mari, iar fluxul tehnologic nesatisfctor.

Camerele de coacere cu funcionare continu au vatr mobil, produsele strbtnd spaiul de coacere pe o anumit traiectorie. Schimbtoarele de cldur (SC) sunt fixe, iar suprafaa receptoare de cldur (vatra i produsele) este mobil, realizndu-se astfel un schimb de cldur n regim nestaionar.

Aceste camere pot fi cu lungime mic i nlime mare (pe vertical) cu vatr mobil discontinu (cu leagne dispuse pe lanuri) avnd dou sau mai multe ramuri (variantele a i b), sau cu nlime foarte mic i lungime mare (variantele c i d).

Fig.11.24. Camere de coacere cu funcionare continu

La variantele a i b, fiecare ramur este ncadrat ntre dou schimbtoare de cldur (canale de gaze, fascicule de evi Perkins sau radiatoare electrice) care asigur un flux termic ct mai apropiat de cantitatea de cldur corespunztoare stadiului respectiv de coacere.

Deoarece la schimbrile de direcie i pe traseele verticale nu se pot instala schimbtoare de cldur, vetrele trebuie construite din materiale ceramice cu inerie termic.

Aceste camere realizeaz pe prima parte a coacerii un mediu cu coninut ridicat de vapori de ap, dar tot pe aceast zon temperatura este cea mai ridicat datorit curenilor de convecie pe ramura vertical.

Pierderile de cldur prin gura de ncrcaredescrcare sunt destul de mari, aceasta fiind n permanen deschis, dar nu sunt pierderi mari prin rcirea vetrelor pentru c acestea nu ies n afara spaiului de coacere.

La variantele c i d, camerele de coacere sunt de tip tunel, vatra fiind o suprafa continu (band) cu o nclinare sub 8-10%, cu ramura superioar activ

Cuptoare de pine 154 (ncrcat) i cu dou guri deschise pentru ncrcarea i descrcarea produselor, banda prsind spaiul de coacere. Rentoarcerea benzii se poate face pe un traseu rece c sau traseu cald d.

Pierderile de cldur prin gurile de ncrcaredescrcare sunt mari, la fel ca i cele prin band. De aceea benzile trebuie s aib o mas redus i s fie confecionate din materiale cu cldur specific mic.

Pentru prevenirea apariiei tirajului i a diferenei de presiune ntre cele dou guri, acestea trebuie aezate la acelai nivel. De asemenea, tot n acest sens, n interiorul tunelului se introduc perdele din foi de material plastic termorezistent. n funcie de variaia cantitii de cldur necesar procesului de coacere, tunelul se mparte n zone, n care se gsesc schimbtoare de cldur cu sarcini termice diferite.

Corelarea ntre cldura cedat i cldura necesar procesului este cu att mai bun cu ct numrul de zone este mai mare, iar corelarea cea mai bun ntre procesele de coacere i sistemul de nclzire se poate realiza n cuptoarele electrice cu un numr de elemente de nclzire rspndite corespunztor pe lungimea camerei.

Avantajele camerelor de coacere tunel sunt: realizarea unui proces de coacere pe zone, schimb de cldur n condiii staionare, nu necesit acumulatori termici, au o deservire uoar, realizeaz un flux tehnologic liniar.

Ca principale dezavantaje amintim pierderile mari de cldur prin rcirea benzii, schimbul de cldur prin dou guri deschise i datorit curenilor din tunel, consumul mare de abur i cldur pentru umezirea spaiului de coacere.

Variaia consumului de cldur ntr-un proces de coacere optim arat ca n fig.11.25. Camerele de coacere ar trebui s asigure o astfel de variaie a cldurii, n procesul de coacere.

Fig.11.25.Variaia ideal a consumului de cldur 11.7.2. Calculul schimbului de cldur n camera de coacere

n camera de coacere, schimbul de cldur se face n cea mai mare parte prin

radiaie, cldura trecnd de la suprafeele radiante la suprafeele receptoare datorit diferenei de temperatur a acestora.

n timpul procesului de coacere, temperatura produselor i a vetrei au o variaie continu i trebuie s se ncadreze n limite bine definite.

Produsul i vatra primesc cldur, de sus i de jos, prin suprafee receptoare inferioare i superioare nclzite cu schimbtoare de cldur diferit amplasate, deasupra i sub vatr.


Raportul dintre suprafaa ocupat de produse spr i suprafaa vetrei Sv reprezint gradul de acoperire a suprafeei vetrei i se calculeaz cu relaia:

Ssv

prak

= (11.169) Aceasta depinde de dimensiunile produselor i de ncrcarea vetrei.

Temperatura suprafeei receptoare superioare r, se calculeaz cu relaia: vaprar kk )1( += (11.170)

n care: pr este temperatura suprafeei produselor, care variaz n timpul procesului de coacere de la 300 la 140-1800C; v temperatura vetrei. Variaia acestor tempera-turi de-a lungul procesului de

Fig.11.26.Variaia temperaturii produselor n coacere este prezentat n timpul coacerii fig.11.26.

Aceste mrimi au, deci, o valoare iniial (pri, vi) i una final (prf, vf). Pentru zone scurte de coacere, pr i v se pot calcula cu relaiile:

2

fpr

ipr

pr += (11.171)

2

fv

iv

v += (11.172)

Fig.11.27. Schem de calcul pentru consumul de cldur al zonei

Consumul de cldur necesar pentru o anumit zon se calculeaz n funcie de temperatura suprafeei receptoare (stabilit experimental) i sarcina termic qz: ( ) ( )rorccczz SCSSqQ +== 12118111 10 (11.173) unde: c este coeficientul schimbului de cldur prin convecie (W/m2.0C); r - gradul de negreal al sistemului de suprafee de cedare primire:


221 +=r (11.174)

1 gradul de negreal al suprafeei S1; 2 gradul de negreal al suprafeei receptoare Sr; C0 coeficientul corpului absolut negru; 1-2 coeficientul unghiular (ine seama de poziia reciproc a suprafeelor).

Schimbul de cldur n zone cu umezire intens, se modific prin introducere de abur, iar calculele trebuie s in seama de acestea [3,4,17].

11.7.3. Instalaii de umezire a camerelor de coacere

Pentru a reduce pierderile la coacere i a obine produse cu coaj lucioas, necrpat i cu un volum mare se utilizeaz umezirea intens cu abur saturat a primei pri a spaiului de coacere.

Realizarea unei condensri masive pe suprafaa bucilor de aluat se obine pentru abur saturat umed la o presiune ct mai redus, n cazul meninerii produselor la o temperatur sub punctul de rou un timp ct mai mare.

La variantele de camere de coacere prezentate nu se poate obine acest lucru, deoarece cu tot consumul ridicat de abur (120-250 kg abur/tona produse), suprafaa produselor depete n primele secunde temperatura punctului de rou, fiind iradiate puternic de schimbtorul de cldur superior.

La cuptoarele de pmnt i la cele Dampf aburul se introduce dup ncrcarea produselor i nchiderea uii, obinndu-se prin aceasta numai mrirea umiditii i reducerea schimbului de cldur prin radiaie direct. Acest lucru se ntmpl i la celelalte cuptoare, unde produsele intr imediat n cmpul de radiaii al schimbtorului de cldur superior. La cuptoarele obinuite, pentru 100200 kg abur/tona de produse, se obine 2-5 kg condens/ton, deci un coeficient de utilizare a aburului de 2-3%. Cuptoarele moderne sunt dotate cu instalaii speciale care realizeaz aburirea produselor fr prezena radiatoarelor, acestea nclzindu-se numai pe baza condensrii aburului, [4]. Sistemele de aburire pot fi de diverse tipuri, n funcie de tipul cuptorului i de posibilitile tehnice. n fig.11.28 sunt prezentate dou sisteme de aburire: unul cu cutie mobil a i altul cu zon de aburire fr nclzitor superior b. 1 6 5

4

3

2

3

Fig.11.28. Sisteme de aburire cu cutie mobil (a) i cu zon de aburire (b)

1.cutie mobil; 2.mecanism de acionare; 3.band transportoare; 4,5.perei laterali rabatabili; 6.robinet de introducere a aburului; 7.zon de aburire.


La varianta a sub cutia mobil 1, care se deplaseaz n acelai timp cu banda 3, se gsesc cteva rnduri de produse i se introduce abur saturat de joas presiune prin robinetul 6. Dup aburire pereii 4 i 5 se rabat, robinetul de abur 6 se nchide i cutia este readus n poziia iniial de mecanismul 2. n aceast poziie se vor gsi acum alte rnduri de buci de aluat, pereii laterali se nchid i robinetul 6 se deschide realiznd din nou aburirea.

Condiiile realizate de un astfel de sistem sunt: w%=80%, ab=105-1100C la 1,2-1,5 daN/cm2.

La varianta b bucile de aluat aezate pe banda 1 intr sub aciunea unor pulverizatoare de abur. Zona de aburire 2 este nclzit numai pe la partea inferioar de schimbtorul SCi. Schimbtorul de cldur superior SCs, iradiaz produsele numai dup ce acestea au fost nclzite prin condensare.

Un sistem modern aburire-condensare este sistemul cu band suplimentar i clopot de aburire (fig.11.29a).

Bucile de aluat sunt aezate (descrcate) pe o band suplimentar 1 aflat deasupra prii anterioare a vetrei mobile i naintea camerei de coacere a cuptorului tunel. 3 2

Fig.11.29. Sisteme de aburire cu clopot (a) sau precamer de umezire (b) 1.band suplimentar; 2.clopot de aburire; 2.precamer de aburire; 3.duuri de abur

Banda suplimentar ridic produsele sub clopotul 2 unde se injecteaz abur

saturat de joas presiune prin duzele 3. Banda cuptorului este nclzit de schimbtorul inferior SCi i n poriunea de sub clopot, iar dup intrarea n camera de coacere propriu-zis produsele sunt iradiate de schimbtorul superior SCs. La cuptoarele cu leagne, pentru a respecta condiiile necesare condensrii, se utilizeaz o precamer de condensare aburire, plasat n afara camerei de coacere (fig.11.29b). Leagnele ncrcate cu buci de aluat, trec mai nti prin aceast precamer unde se injecteaz abur n vederea umezirii suprafeei acestora.

Utiliznd astfel de sisteme de aburire consumul specific de abur s-a redus pn la 60 kg/ton, mrind coeficientul de utilizare a aburului pn la 30%.


11.7.4. Parametrii amestecului aburaer din camera de coacere

Presiunea barometric a amestecului aer uscat vapori de ap este egal cu suma presiunilor pariale ale celor dou componente:

vab ppp += (11.175) unde: pv este presiunea parial a vaporilor de ap care se determin din ecuaia caracteristic a gazului ideal:

vvv Rp = (11.176) n care: este temperatura mediului (temperatura termometrului uscat); Rv constanta gazelor pentru vapori de ap (Rv=461,5 J/kg.oK); v masa specific a vaporilor de ap; s este masa specific a vaporilor de ap la saturaie.

La saturaie, presiunea vaporilor de ap este dat de relaia: vss Rp = (11.177)

Rezult, deci, c umiditatea relativ a mediului este egal cu:

s

v

s

vpp==

(11.178) unde Rv este constanta gazelor pentru vapori de ap (Rv=461,5J/Kg.oK

Cantitatea de ap sub form de vapori, aflat n amestec cu un kg de aer uscat se numete coninut de umiditate i se noteaz cu x (kg ap/kg aer).

a

v

v

a

a

aa

v

va

a

vpp

RR

RpV

RpV

mmx ===

(11.179)

innd seama de relaia presiunii barometrice, se obine:

sb

s

vb

v

vb

v

v

app

ppp

ppp

pRRx

..

622,0622,0)(

=== (11.180)

unde: mv este masa vaporilor de ap; ma masa aerului; Ra constanta gazelor pentru aer (Ra=287 J/kg.oK).

n cazul camerelor de coacere ale cuptoarelor de pine, temperatura mediului (temperatura termometrului uscat) variaz ntre 100-270oC, n timp ce temperatura termometrului umed u, variaz ntre 70-96oC. Cldura specific a aerului uscat, cpau variaz ntre 1,006-1,099 kJ/kg.oK (0,2403-0,2434 kcal/kg.oK), iar cldura specific a vaporilor de ap cpv, ntre 1,98-2,41 kJ/kg.oK (0,473-0,488 kcal/kg.oK).

Presiunea parial a vaporilor de ap se determin cu relaia:

++

=24,0

47,0622,01

uu

u

bv

rxr

pp (11.181)

n care: ru este cldura latent de vaporizare corespunztoare temperaturii termometrului umed u (tabelul 11.6); xu coninutul de umiditate la saturaie a aerului corespunztor lui u; =-u potenialul de uscare a aerului, [4,17]. Totodat, presiunea parial a vaporilor de ap pv este egal cu:


( ubsuv ppp = 760504,0 ) (11.182) unde psu este presiunea la saturaie a vaporilor de ap, corespunztoare temperaturii termometrului umed u (tab.11.6), [4,17]. Tabelul 11.6

u, oC ru, kcal/kg psu, mm Hg 30 580,4 31,82 40 574,7 55,32 50 569,0 92,51 60 563,2 149,4 70 557,3 233,7 80 551,3 355,1 90 545,2 525,3

100 539,0 760,0

n funcie de coninutul de umiditate x, presiunile pariale se pot determina cu relaiile:

xxpp bv += 622,0 (11.183)

xpp ba += 622,0

622,0 (11.184)

Cea mai mare parte a parametrilor de calcul se iau din tabele i nomograme realizate n acest sens, [3,4,15,17].

Densitatea amestecului abur aer se determin cu relaia:

+= sb

pp

.3781273

273293,1 (11.185) Entalpia aerului umed este suma entalpiilor celor dou componente i este

dat de relaia: vau ixiI .+= (11.186)

sau:

)( vpvpau rcxcI ++= (11.187) unde: iau, cpau sunt entalpia, respectiv cldura specific, a aerului uscat; iv, cpv entalpia, respectiv cldura specific, a vaporilor de ap; rv cldura latent de vaporizare a apei la 00C (rv=2500 kJ/kg). n tabelul 11.7 sunt prezentate cteva valori pentru x i , n funcie de temperatura termometrului uscat i temperatura termometrului umed, [4,17].

Cuptoare de pine 160 Tabelul 11.7

x, g ap/kg aer , % x, g ap/kg aer , % Temperatura , oC u = 50oC u = 90oC 140 55,8 7,0 1439 70,2 180 30,1 4,6 1361 69,4 200 22,0 3,4 1333 68,8 220 14,1 2,2 1300 68,3 240 6,3 1,0 1278 67,8 260 - - 1250 67,4 280 - - 1223 66,9 300 - - 1197 66,5

11.7.5. Bilanul termic al camerei de coacere

Bilanul termic al camerei de coacere face parte din bilanul general al

cuptorului, care mai cuprinde bilanul focarului, al canalelor de gaze i al sistemelor de recuperare a cldurii evacuat cu gazele. La cuptoarele electrice bilanul termic se reduce la bilanul camerei de coacere. Conform schemei generale

cldura transmis camerei de coacere de schimbtorii de cldur Qtc este egal cu suma dintre cldura necesar procesului de coacere Qc, cldura auxiliar necesar procesului de coacere Qaux i pierderile de cldur n camera de coacere Qp.

pauxctc QQQQ ++= (11.188) innd seama de cldura intrat n camera de coacere i cea ieit, ecuaia de

bilan termic se poate scrie astfel: +++++=++++ pevatraeaereabevwpctciaerivatraiabal QQQQQQQQQQQ . (11.189)

Rearanjnd termenii, obinem: ++++= pvatraabalevwpctc QQQQQQQ )( . (11.190)

n calcule curente, utiliznd cldurile specifice corespunztoare, se poate folosi o ecuaie de tipul: 87654321 qqqqqqqqqcc +++++++= (11.191)

q1 cldura util, necesar procesului de coacere; q2 cldura necesar supranclzirii abu-rului pentru umezirea camerei de coacere; q3 cldura necesar nclzirii aerului pentru ventilarea camerei de coacere, pentru eliminarea excesului de umiditate; q4 cldura necesar nclzirii tvilor, formelor i a vetrei;

Procese i utilaje pentru panificaie 161 q2 + q3 + q4 clduri auxiliare, inerente procesului de coacere; q5, q6, q7, q8 pierderile de cldur fr rol tehnologic n camera de coacere; q5 cldura pierdut de suprafeele laterale; q6 cldura pierdut prin fundaie; q7 cldura pierdut prin radiaia gurilor deschise; q8 cldura acumulat de camera de coacere pn la intrare n regim de funcionare sau la ntreruperi. Aceste clduri pot fi calculate dup cum urmeaz, [4,9,17]:

a. Cldura necesar procesului de coacere: ( ) ( )almcsucalmmmev cmcmiiwq ++= )'"(1 (11.192) unde: i, i sunt entalpiile vaporilor de ap la nceputul i sfritul procesului de coacere; wev masa de umiditate evacuat; mm, mc masele relative ale miezului, respectiv cojii; cm, csu cldurile specifice ale miezului, respectiv cojii; m, mc temperaturile finale ale miezului, respectiv cojii; al temperatura aluat.

b. Cldura necesar supranclzirii aburului: )'"(2 iiaq = (11.193)

unde a este consumul de abur (kg abur/kg pine fierbinte). c. Cldura necesar nclzirii aerului pentru ventilarea camerei de

coacere: ( aerccaerLcq ) =3 (11.194) unde: L este cantitatea de aer introdus n camera de coacere, determinat cu relaia (11.195); caer cldura specific a aerului; cc, aer temperaturile camerei de coacere, respectiv a aerului introdus n camera de coacere.

aercc

evxxawL

+= (11.195) xcc umiditatea absolut a camerei de coacere (pentru cc=40% i cc=240oC, xcc=0,416 kg umiditate/kg aer); xaer umiditatea absolut a aerului (pentru =60% i aer=20oC, xaer=0,089 kg umiditate/kg aer).

d. Cldura necesar nclzirii tvilor, formelor i a vetrei: ( ) ( )""''4 ""'' ieie cmcmq += (11.196) unde: m, m sunt masele relative (vatr, form, tav) ce revin pe un kg de pine cald; i, e temperatura vetrei sau formelor la intrarea i la ieirea din cuptor.

e. Cldura pierdut prin pereii laterali ai carcasei cuptorului:

( ) ( )[ ]4485 101 aerpexexoraerpexexcpc

SCSM

q += (11.197) unde: Mpc este masa pinii calde obinut ntr-o or; Sex suprafaa exterioar a pereilor laterali ai carcasei. Pe baza experienei practice, q5=8-30%, n funcie de izolaie, suprafaa carcasei i locul de amplasare a focarului.

f. Cldura pierdut prin fundaie:

( ) += refSifpc SMq

21

6 (11.198)

Cuptoare de pine 162 unde: este conductibilitatea stratului inferior considerat; grosimea straturilor de fundaie; Sf suprafaa considerat a fundaiei (perpendicular pe fluxul termic); si temperatura suprafeei interioare a camerei de coacere; ref =4oC temperatura de referin la adncimea la adncimea de 2 m. Pentru cuptoare grele din crmid q6=1,5-2%.

g. Cldura pierdut prin radiaia gurilor deschise: ( )pc

aerccgo MtSCq 1

60.10 4487 = (11.199)

unde: coeficientul de emisie la radiaie al mediului (=1); coeficientul unghiular la radiaia prin guri (orificii); Sg suprafaa gurii (ferestrei); t timpul de deschidere a gurii sau orificiului.

h. Cldura pierdut prin acumulare sau la intrarea n regim:

( )efunctionar

repaus

pc tt

MQQq 1"'8 = (11.200)

unde (Q-Q) cldura pierdut n timpul procesului de rcire, de la starea de regim (cald) pn la starea rece, deci de la nceputul rcirii pn la nceputul nclzirii (q8=4-8%, n funcie de tipul cuptorului, de ineria termic a camerei de coacere, de masa cuptorului, etc.).

Variaia consumurilor de cldur, se poate prezenta grafic ca n fig.11.30. Randamentul camerei de coacere se calculeaz prin efectuarea raportului

ntre cldura util i cldura consumat n procesul de coacere:

ccconsumt

utilcc q

qqq 1== (11.201)

Fig.11.30.Variaia consumurilor de cldur la coacere

Procese i utilaje pentru panificaie 163 11.8. Bilanul termic al agregatului cuptor n unitile de panificaie exist cuptoare cu funcionare discontinu sau continu, nclzite electric sau prin arderea unor combustibili solizi, lichizi sau gazoi. Aceste cuptoare pot fi construite sub forma unor simple camere de coacere sau pot avea n dotare instalaii complexe (focare, generatoare de abur, economizoare, canale de gaze, etc.), motiv pentru care ele poart denumirea de agregate cuptor. Schema general de calcul a cuptorului agregat este prezentat n fig.11.31.

Avnd n vedere numai conturul exterior al schemei, expresia general a bilanului termic al agregatului cuptor este:

+= pierdututili QQQ (11.202) Schema general cuprinde ns n interior mai multe scheme legate ntre ele,

ceea ce arat c bilanul general se compune de fapt dintr-o sum de mai multe bilanuri pariale: bilanul focarului, bilanul canalelor de gaze; bilanul camerei de coacere; bilanul generatorului de abur; bilanul economizorului, etc.

Conform schemei, suma termenilor bilanului se compune din: a. Cldura intrat n proces:

+++++= abLabLcii QQQQQBHQ ' (11.203) unde: QL cldura aerului necesar arderii; QL cldura intrat cu aerul fals care ptrunde n traseul de gaze prin neentaneiti; Qab cldura aburului utilizat de arztor; Qab cldura aburului necesar coacerii; BHi cldura rezultat prin arderea combustibilului; Qc cldura combustibilului nears necesar procesului.

b. Cldura util este suma cldurilor: ++= ecgutil QQQQ 1 (11.204)

unde: Qg, Qec - cldurile utilizate de generatorul de abur, respectiv de economizor.

Fig.11.31.Schema general de calcul a agregatului cuptor


c. Cldura pierdut: +++++++= 'evpecpgpccpkpfmcchp QQQQQQQQQ (11.205)

unde: Qch pierderi de cldur n camera de ardere; Qmc cldura datorat pierderilor mecanice de combustibil; Qpf pierderile de cldur datorate focarului; Qpk pierderile de cldur datorate canalelor de aer; Qpcc pierderile de cldur datorate camerei de coacere; Qpg pierderile de cldur datorate generatorului de abur; Qpec pierderile de cldur datorate economizorului; Qev cldura evacuat din sistem cu gazele de ardere. Pierderile relative de cldur la coacere pot fi considerate n limitele: qch = 0,5 1,5% pentru gaze i pcur; qch = 1,5 2,0% pentru crbune; qmc = 0,3 3,0% pentru focare cu crbune pulverizat; qmc = 5 10% pentru focare cu grtar; qp pierderi de cldur prin perei; qzc pierderi de cldur la evacuarea zgurii i cenuii.

Pe baza bilanului general al agregatului cuptor se pot scrie ecuaiile pariale de bilan pentru fiecare parte component.

Randamentul agregatului cuptor (randamentul energetic restrns) are forma:

ababi

ecg

QQBH

QQQ

++++= '

1 (11.206) Bilanurile pariale pot fi mprite n dou grupe: grupa sistemului de nclzire i grupa sistemului de coacere. Bilanul sistemului de nclzire cuprinde toate bilanurile pariale care se calculeaz n funcie de consumul orar de combustibil B. Bilanul sistemului de coacere cuprinde toate bilanurile anexe camerei de coacere care se calculeaz n funcie de producia orar de pine cald Mpc. Interaciunea dintre subsistemele agregatului cuptor este prezentat schematic n fig.11.32. Schema general a agregatului cuptor (fig.11.31) poate fi adaptat uor la majoritatea cazurilor particulare de cuptoare (cuptorul Dampf, cuptorul Orlandi, cuptorul FTL-2, cuptoarele electrice, etc.). Fig.11.32. Schema interaciunilor dintre subsistemele agregatului cuptor

cap-11 cuptoare de paine (5)

Documents