Cuptor solar

Consumul de căldură pentru gătit este întotdeauna prezent, indiferent de condițiile climatice și capacitățile financiare ale populației (nimeni nu mănâncă cartofi crude sau cereale).

Consumul de căldură depinde de mulți factori: demografic (numărul membrilor și compoziția familiei, dieta și dieta, ținând cont de tradițiile naționale); organizatorice (asigurarea întreprinderilor de catering, o creștere a utilizării produselor semifinite în mesele de acasă); în mediul rural există costuri mari pentru prepararea furajelor. Și, de asemenea, tehnic: introducerea de noi dispozitive îmbunătățite care asigură o distribuție uniformă a fluxului de căldură și menținerea unui mod optim în procesul de gătit, introducerea vaselor cu acoperiri speciale. De asemenea, cantitatea de energie electrică consumată depinde în mare măsură de cultura consumului și de prepararea produselor: există diferențe semnificative între țări și regiuni..

În America de Nord, Europa, Australia, Noua Zeelandă, principalele dispozitive de gătit sunt cuptoarele, sobele și microundele. Hote de aragaz și mici aparate de bucătărie – aparat de cafea, cuptoare compacte de pâine și altele – pot consuma, de asemenea, multă energie. Plăcile de orez sunt utilizate pe scară largă în Japonia și în alte țări asiatice. Cea mai mare parte a energiei din gătit este cheltuită pentru încălzirea acesteia. O cantitate mică este folosită pentru dezghețarea alimentelor congelate. În ceea ce privește tipul de energie, se consumă puțină energie electrică pentru gătit, în principal se utilizează gaz natural sau gaz petrolier lichefiat, inclusiv în țările CSI.

La începutul anilor 80. Secolul XX în China, eficiența (eficiența) sobelor de ardere a lemnului a fost de aproximativ 10%. A fost adoptat un program de îmbunătățire a eficienței: mai întâi până la 20%, apoi până la 30%. Astfel, până la sfârșitul anilor 90. peste 180 de milioane din aceste sobe au fost instalate în China în gospodării (90% din numărul total de gospodării rurale din China).

Procesul de gătit și furnizarea de apă caldă legată inextricabil pentru consumatorii casnici necesită cantități semnificative de energie (tabelul 1).

Proces	Sector public	Sectorul rezidențial
Alimentarea cu apă caldă	1030	126
Gătirea mâncării	o sută	150

Tabelul 1 – Standarde anuale de consum de energie termică pentru consumatorii municipali, mii kcal / persoană • an

Încălzirea produselor alimentare asigură, printre altele, punerea în aplicare a măsurilor sanitare și igienice – atunci când sunt încălzite la peste 80 ° C, microorganismele conținute de acestea sunt distruse. Această circumstanță este foarte importantă, deoarece în majoritatea covârșitoare a tuturor materiilor prime alimentare, atât de origine vegetală, cât și de origine animală, sunt însămânțate cu diverse microorganisme, dintre care există multe dăunătoare și patogene.

Și al doilea lucru. Se știe pe larg că regimul de fierbere după fierbere are o importanță deosebită pentru îmbunătățirea calității produselor culinare. Fierberea viguroasă, în majoritatea cazurilor, afectează negativ calitatea alimentelor: bulionii devin tulburi, produsele sunt deformate, pierderile de substanțe aromatice și vitamine cresc, etc. Porridge, paste, sosuri ar trebui să fie gătite la o temperatură de 85 – 90? la 85 – 95 ° C.

La schimbarea metodei tradiționale de gătit (dacă este gătită într-un cuptor solar conform schemei din figura 1), pierderea de materii prime poate fi semnificativ redusă. Astfel, nivelul admis de pierdere în masă a cărnii în timpul gătitului convențional este de 35 – 40%. Prin gătirea la temperaturi sub punctul de fierbere (85 – 90 ° C) și creșterea duratei procesului de 5 – 7 ori, aceste pierderi pot fi reduse la 10 – 15%., Adică, de 2,3 – 4 ori, asigurând economii semnificative de resurse.

În cele mai multe cazuri, produsul atinge pregătirea culinară cel mai des atunci când stratul central se încălzește la o anumită temperatură – temperatura de pasteurizare, de exemplu, pentru carne și pește 75 – 80 ° C, cofetărie 98 ° C și așa mai departe. Cu toate acestea, în unele cazuri, această afecțiune este necesară, dar insuficientă, deoarece pregătirea culinară completă este posibilă după timpul necesar.

Timpul total de gătit depinde de tehnologia de gătit în mai multe etape și este diferit în timp (tabelul 2)

Numele felurilor de mâncare	Puterea netă a instalației, kW	porţii	Timp în modul obișnuit, min
Borș naval cu carne	3	nouă	180
Gutaș cu terci de hrișcă	4.5	21	110
Tocană de rață	0.9	8	60

Tabelul 2 – Timp de gătit

Tehnologie convențională pentru prepararea cerealelor și prăjirea diverselor produse

Fierbeți terciul, amestecând, până când cerealele absoarbe toată umiditatea (când gătiți terci și vâscoase) sau se îngroașă (atunci când gătiți terci lichide). După aceea, suprafața este nivelată, încălzirea este redusă, centrala este închisă cu un capac, iar terciul este adus la dispoziție (evaporat) la o temperatură de 90 – 95 ° C.

Durata fierberii (evaporarea) terciului de hrișcă dintr-un miez de fierbere rapidă este de 1 oră, de la cereale prăjite – 1,5 – 2, de la boabele nefăcute – 4,5 ore. Terci de orez se evaporă aproximativ 1 oră, terci de grâu 1,5, orz de perle – 2 – 3 ore.

Temperatura de gelatinizare a boabelor de amidon – distrugerea structurii native a bobului de amidon în timpul gătitului este însoțită de umflare. Temperatura de gelatinizare a amidonului de cartof apare la 55 – 65 ° C, grâu – la 60 – 80, porumb – la 60 – 71, orez – la 70 – 80 ° C. Când prăjiți pe suprafețe încălzite, temperatura de pe suprafața produsului la sfârșitul procesului de prăjire este de 135 ° C (formarea unei cruste deshidratate), iar în centrul produsului – 80 – 85 ° C Această metodă de gătit se numește prăjire cu conținut scăzut de grăsimi. La prăjirea grăsimilor (grăsimi adânci), produsul este complet scufundat în grăsimi încălzite la 160 – 180 ° C. În același timp, temperatura de pe suprafața produsului la sfârșitul procesului, la fel ca în prăjirea cu o cantitate mică de grăsime, este în centrul produsului – 80–85 ° С..

Ținând cont de complexitatea cuantificării consumului de energie pentru gătit, ponderea sa nesemnificativă în consumul total de căldură pentru procesele termice, de exemplu, viața de zi cu zi a unui consumator descentralizat (aproximativ 6 – 8%), este posibil și necesar să transferați această zonă de consum de căldură, pentru perioada de vară, în sfera responsabilitatea energiei regenerabile.

Figura 1 prezintă o diagramă a unui cuptor solar pentru gătirea alimentelor, dezvoltată la Biroul de proiectare a energiei alternative „VODOMET” (Omsk).

Figura 1 – Schema unui cuptor solar pentru gătirea alimentelor
1 – radiații solare; 2 – bazin solar de sare; 3 – corpul cuptorului (cochilie); 4 – suprafața reflectorizantă a clădirii; 5 – căldură (recipient) pentru gătirea mâncării

Căldura directă și reflectată de la suprafața 4 radiația solară 1 acumulată de iazul solar de sare 2 asigură menținerea temperaturii în ea aproape de temperatura stratului de jos. După cum se poate observa din diagramă, în cuptorul 3, temperatura cu o conductivitate termică ridicată a pereților poate fi aproape de temperatura saramurii de sare din iazul solar de sare 2 – 85 – 95? С. Cuptorul 3 poate fi fie individual, fie împreună împreună 5 cazane cu diverse produse, începând cu bulionele și terminând cu compot (pentru o descriere a bazinului de sare solară, a se vedea monografia autorului: Osadchy G.B. Energia solară, derivații și tehnologiile sale pentru utilizarea lor (Introducere în energie regenerabilă) / G.B. Osadchilea. Omsk: IPK Maksheeva E.A., 2010.572 p..).

Desigur, pentru cuptorul solar, ar trebui dezvoltate propriile tehnologii pentru gătirea diverselor feluri de mâncare, pe baza faptului că temperatura din cuptor în majoritatea cazurilor nu va atinge 100 ° C, ceea ce înseamnă că timpul de gătire va crește. De exemplu, pentru a pregăti micul dejun, o căldură de carne va trebui introdusă în cuptor seara târziu, după care gătitul va avea loc toată noaptea fără intervenția umană. Într-un astfel de cuptor nu există pericolul ca terci, paste sau pește să ardă sau să nu gătească..

Cuptorul solar poate face parte din echipamentul de încălzire al unei cafenele de vară, cantină sau restaurant, Figura 2.

Figura 2 (secțiunea de-a lungul A – A din figura 1) – Schema unei cafenele de vară fixată pe partea unui cuptor solar pentru gătirea alimentelor
1 – bazin solar de sare, 2 – corp de cuptor (coajă), 3 – cazan, 4 – bain-marie, 5 – masă de distribuție, 6 – cameră de alimentare a unei cafenele de vară (cantină de vară a taberei de sănătate pentru copii, restaurant cu baie de vară)

Această arhitectură (aspect) a unei întreprinderi comerciale sau de alimentație publică vă permite să aveți stocuri semnificative de preparate gata preparate din diferite sortimente, în plus, care nu și-au pierdut gustul, încălzite indiferent de ora zilei și de numărul de vizitatori. La urma urmei, se știe că atunci când produsele care conțin amidon fiert sunt răcite, cantitatea de amiloză solubilă în ele scade ca urmare a retrogradului (precipitații). În acest caz, îmbătrânirea jeleurilor de amidon (syneresis) apare, produsele devin învechite. Rata de îmbătrânire depinde de tipul de produse, umiditatea și temperatura de depozitare a acestora. Cu cât umiditatea vasului este mai mare, produsul culinar, cu atât cantitatea de substanțe solubile în apă scade mai intens. Cea mai rapidă îmbătrânire are loc în terciul de mei, mai lent, semolă și hrișcă. Creșterea temperaturii încetinește procesul retrograd. Prin urmare, vasele din cereale și paste, care sunt păstrate în 4 bain-marie cu o temperatură de 70 – 80 ° С, vor avea caracteristici organoleptice bune în 4 ore. Dacă veți pune pește, cartofi, terci, etc. în cuptorul propus seara, atunci micul dejun va fi gata dimineața – inclusiv apă caldă pentru ceai, cafea (în răcor temperatura apei este de 95 ° C).

Cuptorul solar poate fi folosit pentru extragerea (digerarea) grăsimii din oasele comestibile – cât durează? 10 ore, pentru pregătirea hranei pentru animale de companie și păsări.

Apa care a fost supusă unui tratament termic într-o conductă așezată de-a lungul fundului bazinului de sare solară 1 va fi pasteurizată, adică una în care bacteriile patogene sunt distruse, iar activitatea vitală a altor microorganisme este în mod semnificativ suprimată. După cum știți, efectul de pasteurizare este predeterminat de temperatura de încălzire și de durata de menținere a apei la această temperatură. Temperatura minimă de pasteurizare este de 63 ° C, iar menținerea la această temperatură ar trebui să fie de cel puțin 60 de minute. În practică, efectul de pasteurizare este obținut atunci când apa este încălzită la o temperatură de cel puțin 80 ° C și menținută timp de 15 – 20 s..

Apa pasteurizată este destinată spălării vaselor, tacâmurilor, unităților și părților echipamentelor alimentare.

Cuptorul solar poate fi de asemenea utilizat atât pentru numeroase tipuri de activități industriale, cât și pentru a servi un flux mare de turiști, călători, mai ales că fluxul lor principal este întotdeauna vara..

Pentru a satisface pofta de gurmanzi, care, de regulă, sunt abundenți în rândul vacanților, nu cu portofele goale, heliomerul poate fi folosit pentru uscare, gătit și fumat gătit, afumat fiert și semi-afumat, cârnați, cârnați, cârnați mici, carne afumată de porc și produse din pește

Cuptorul solar vă permite să furnizați una dintre etapele principale ale procesului tehnologic pentru producția de cârnați, conserve, carne și produse din pește – tratamentul termic (tabelul 3).

Procesul de procesare	Durata procesului, min	Temperatura mediului de lucru,? С	Umiditatea relativă a mediului de lucru,%
Uscare	10 – 25	60 – 95	25 – 35
Prăjirea	30 – 140	75 – 100	10 – 20
gătit	30 – 100	80 – 85	90 – 100
Fumat	360 – 1440	50	65

Tabelul 3 – Operații tehnologice de tratare termică a mezelurilor și a cărnii afumate

După cum puteți vedea din tabelul 3, energia solară acumulată în iazul cu sare solară, ca și altele, este potrivită pentru cele mai delicate operații de preparare a mâncărurilor delicioase.

Avantajele pregătirii mâncărurilor delicioase sunt evidente, deoarece costul peștelui afumat, în comerțul cu amănuntul, este de 2 ori mai mare decât al celui proaspăt.

Temperatura mediului de lucru pentru fumatul rece este de 20 – 45, iar pentru fumatul la cald de 60 – 150 ° C, ceea ce permite fumatul folosind și energia unui bazin cu sare solară.

Tratamentul termic (pasteurizare) în timp, în care microflora patogenă este distrusă sub influența temperaturii ridicate, ajută la prevenirea stricării produselor, la creșterea termenului de valabilitate. Cuptorul solar poate fi utilizat pentru a amplasa băi de maturizare în cremă în care crema este încălzită până la temperatura transformării acesteia în unt. În cuptorul solar (camera), este posibil să se efectueze uscarea în vid în producerea hranei pentru animale (carne și oase, carne, sânge și oase) și grăsimi tehnice prin metoda uscată.

Volumele de produse – lapte, bere, vin și altele – pentru a fi pasteurizate sunt enorme. Eficiența pasteurizării produselor lactate la o temperatură de 76 ± 2 ° C este 98,3 – 99,5%, iar la 82 ± 2 ° C – 99,6 – 99,8%.

Gătirea mâncării și hrana pentru animale se va asemăna cu funcționarea mașinilor moderne de spălat, când principalul lucru este să încarci lucruri simple (și, pentru gătit, semifabricatele necesare), și apoi totul se întâmplă în modul automat.

Aplicarea cuptorului solar în regiunile sudice

La fabricile de extragere a uleiului din Uzbekistan, la prelucrarea semințelor de bumbac, făina este obținută ca produs secundar, care este vândut sub formă de furaj concentrat, deoarece conține peste 40% proteine ​​brute.

Masa de bumbac nu trebuie să conțină mai mult de 0,02% gossipol gratuit. În caz contrar, la hrănirea animalelor, masa poate duce la otrăvire, deoarece gossipolul este o otravă celulară, vasculară și nervoasă, care provoacă procese inflamatorii în țesuturi. Această toxină afectează inima, ficatul, rinichii, provoacă hemoragii și se infiltrează în organele afectate. Masa de bumbac este recomandată să fie inclusă în rațiile de hrana pentru vacile lactate, bovinele de vită și oile într-o măsură limitată. Este problematic să folosiți făina în furaje pentru porci, care, la fel ca păsările de curte, sunt sensibile la manifestările toxice ale gossipolului. Pentru a îmbunătăți rațiile de furajare a animalelor de fermă și păsărilor de curte, crescătorii de animale au nevoie de masă cu un conținut scăzut de gossipol liber (până la 0,01%) și fibre (până la 15%). Anterior, o astfel de masă a fost obținută în condițiile industriale ale Kokand MZhK pe baza prăjirii la temperaturi scăzute a făinii de semințe de bumbac zdrobit grosier la 75 – 80 ° C și prelucrarea pulpei folosind metoda de pre-extracție. Cu toate acestea, în același timp, performanțele tehnice și economice ale întreprinderii s-au agravat, din cauza consumului suplimentar de energie.

Prin urmare, pentru prăjirea mesei, fără a deteriora performanța întreprinderilor, din cauza lipsei consumului de combustibil organic, este posibil să se utilizeze un cuptor solar de dimensiuni mari pentru fierberea mesei de bumbac, echipat cu mecanizare adecvată..

Utilizarea pe scară largă a cuptoarelor solare în Rusia va reduce semnificativ consumul inutil de combustibil, va îmbunătăți situația de mediu, va crește securitatea energetică a populației, industria de agrement și utilitățile și va crește suveranitatea energetică a acestora..