Piec słoneczny

Zużycie ciepła do gotowania jest zawsze obecne, niezależnie od warunków klimatycznych i możliwości finansowych ludności (nikt nie je surowych ziemniaków ani zbóż).

Zużycie ciepła zależy od wielu czynników: demograficznych (liczba członków i skład rodziny, dieta i dieta z uwzględnieniem tradycji narodowych); organizacyjne (zaopatrzenie przedsiębiorstw gastronomicznych, wzrost wykorzystania półproduktów w domowych posiłkach); na wsi koszty przygotowania pasz są wysokie. A także techniczne: wprowadzenie nowych ulepszonych urządzeń, które zapewniają równomierny rozkład przepływu ciepła i utrzymują optymalny tryb w procesie gotowania, wprowadzenie naczyń ze specjalnymi powłokami. Również ilość zużywanej energii elektrycznej w dużej mierze zależy od kultury konsumpcji i przygotowania produktów: istnieją znaczne różnice między krajami i regionami..

W Ameryce Północnej, Europie, Australii i Nowej Zelandii głównymi urządzeniami do gotowania są piekarniki, kuchenki i kuchenki mikrofalowe. Okapy kuchenne i drobne sprzęty kuchenne – ekspresy do kawy, kompaktowe piekarniki i inne – również mogą zużywać dużo energii. Urządzenia do gotowania ryżu są szeroko stosowane w Japonii i innych krajach azjatyckich. Większość energii podczas gotowania jest zużywana na podgrzewanie. Do rozmrażania mrożonek używa się niewielkiej ilości. Jeśli chodzi o rodzaj energii, do gotowania zużywa się mało energii elektrycznej, używany jest głównie gaz ziemny lub gaz płynny, w tym w krajach WNP.

Na początku lat 80. W XX wieku w Chinach sprawność (sprawność) pieców opalanych drewnem wynosiła około 10%. Przyjęto Program Poprawy Efektywności: najpierw do 20%, a następnie do 30%. Tak więc pod koniec lat 90. ponad 180 milionów tych pieców zostało zainstalowanych w Chinach w gospodarstwach domowych (90% ogólnej liczby wiejskich gospodarstw domowych w Chinach).

Proces gotowania i nierozerwalnie związane zaopatrzenie w ciepłą wodę dla odbiorców domowych wymagają znacznych ilości energii (tabela 1).

Tabela 1 – Roczne standardy zapotrzebowania na energię cieplną odbiorców komunalnych, tys. Kcal / osobę • rok

Ogrzewanie artykułów spożywczych zapewnia m.in. zastosowanie środków sanitarno-higienicznych – po podgrzaniu powyżej 80 ° C zawarte w nich mikroorganizmy ulegają zniszczeniu. Ta okoliczność jest bardzo ważna, ponieważ w przeważającej większości wszystkie surowce żywnościowe, zarówno pochodzenia roślinnego, jak i zwierzęcego, są zaszczepiane różnymi mikroorganizmami, w tym wieloma szkodliwymi i patogennymi..

I druga sprawa. Nie od dziś wiadomo, że tryb gotowania po ugotowaniu ma ogromne znaczenie dla poprawy jakości produktów kulinarnych. Gwałtowne gotowanie w większości przypadków negatywnie wpływa na jakość potraw: buliony stają się mętne, produkty są zdeformowane, zwiększają się straty substancji aromatycznych i witamin itp. Owsianka, makaron, sosy należy gotować w temperaturze 85 – 90 ° C, ryby, drób, mięso – w 85-95 ° C.

Zmieniając tradycyjną metodę gotowania (jeśli jest gotowana w piecu słonecznym zgodnie ze schematem na rysunku 1), można znacznie zmniejszyć straty surowców. Zatem dopuszczalny poziom utraty masy mięsa podczas tradycyjnego gotowania wynosi 35 – 40%. Gotując w temperaturach poniżej punktu wrzenia (85-90 ° C) i zwiększając czas trwania procesu o 5-7 razy, straty te można zmniejszyć do 10-15%, tj. O 2,3 – 4 razy, zapewniając znaczną oszczędność zasobów.

Gotowość kulinarną w większości przypadków produkt osiąga najczęściej wtedy, gdy warstwa środkowa nagrzewa się do określonej temperatury – temperatura pasteryzacji np. Dla mięsa i ryb 75 – 80 ° C, wyrobów cukierniczych 98 ° C i tak dalej. Jednak w niektórych przypadkach ten warunek jest tylko konieczny, ale niewystarczający, ponieważ pełna gotowość kulinarna jest możliwa po wymaganym czasie trzymania.

Całkowity czas gotowania zależy od technologii gotowania wieloetapowego i różni się w czasie (tabela 2)

Tabela 2 – Czas gotowania

Konwencjonalna technologia gotowania zbóż i smażenia różnych produktów

Gotuj owsiankę, mieszając, aż płatki wchłoną całą wilgoć (podczas gotowania kruchej i lepkiej owsianki) lub zgęstnieje (podczas gotowania płynnej owsianki). Następnie powierzchnia jest wyrównana, ogrzewanie jest zmniejszone, kocioł jest zamykany pokrywką, a owsianka jest gotowa (odparowana) w temperaturze 90-95 ° C.

Czas wrzenia (parowania) kaszy gryczanej z szybko wrzącego rdzenia wynosi 1 godzinę, ze smażonych zbóż – 1,5 – 2, z niegotowanych ziaren – 4,5 godziny. Kasza ryżowa odparowuje około 1 godziny, kasza pszenna 1,5, pęczak – 2-3 godziny.

Temperatura żelatynizacji ziarna skrobi – zniszczeniu rodzimej struktury ziarna skrobi podczas gotowania towarzyszy pęcznienie. Temperatura żelatynizacji skrobi ziemniaczanej wynosi 55 – 65 ° C, pszenicy – 60 – 80, kukurydzy – 60 – 71, ryżu – 70 – 80 ° C. Podczas smażenia na rozgrzanych powierzchniach temperatura na powierzchni produktu pod koniec procesu smażenia wynosi 135 ° C (powstanie odwodnionej skórki), a na środku produktu – 80 – 85 ° C. Ta metoda gotowania nazywa się smażeniem niskotłuszczowym. Podczas smażenia na tłuszczu (głębokim tłuszczu) produkt jest całkowicie zanurzony w tłuszczu rozgrzanym do 160-180 ° C. Jednocześnie temperatura na powierzchni produktu na końcu procesu, jak przy smażeniu z niewielką ilością tłuszczu, wynosi 135 ° С, w środku produktu – 80–85 ° С..

Biorąc pod uwagę złożoność ilościowej oceny energii zużywanej do gotowania, jej niewielki udział w całkowitym zużyciu ciepła do procesów termicznych, np. Codzienne życie zdecentralizowanego konsumenta (ok. 6-8%), możliwe i konieczne jest przeniesienie tego obszaru zużycia ciepła na okres letni do sfery odpowiedzialność za energię odnawialną.

Rysunek 1 przedstawia schemat pieca słonecznego do gotowania żywności, opracowany przez Biuro Projektowe ds. Energii Alternatywnej „VODOMET” (Omsk).

Rysunek 1 – Schemat pieca słonecznego do gotowania żywności
1 – promieniowanie słoneczne; 2 – słoneczny staw solny; 3 – korpus pieca (płaszcz); 4 – odblaskowa powierzchnia budynku; 5 – kociołek (pojemnik) do gotowania potraw

Ciepło bezpośredniego i odbitego od powierzchni 4 promieniowania słonecznego 1, zgromadzone przez solankę 2 słoneczną, zapewnia utrzymanie w nim temperatury zbliżonej do temperatury warstwy spodniej. Jak widać na wykresie, w piecu nr 3 temperatura przy wysokim przewodnictwie cieplnym ścian może być zbliżona do temperatury solanki słonecznego stawu solnego 2 – 85 – 95 ° С. Piec 3 może być pojedynczo lub łącznie 5 kotłów z różnymi produktami, zaczynając od bulionów, a kończąc na kompocie (opis solnego stawu słonecznego w monografii autora: Osadchy G.B. Energia słoneczna, jej pochodne i technologie ich wykorzystania (Wprowadzenie do energii odnawialnej) / G.B. Osadchith. Omsk: IPK Maksheeva E.A., 2010.572 s..).

Oczywiście w przypadku piekarnika słonecznego należy opracować własne technologie gotowania różnych potraw, opierając się na fakcie, że temperatura w piekarniku w większości przypadków nie osiągnie 100 ° C, co oznacza, że ​​czas gotowania wydłuży się. Na przykład, aby przygotować śniadanie, kociołek z mięsem będzie musiał zostać wstawiony do piekarnika późnym wieczorem, po czym gotowanie będzie odbywać się całą noc bez interwencji człowieka. W takim piekarniku nie ma niebezpieczeństwa, że ​​owsianka, makaron lub ryba spalą się lub nie ugotują..

Piec solarny może być częścią wyposażenia grzewczego letniej kawiarni, stołówki lub restauracji, rysunek 2.

Rysunek 2 (przekrój wzdłuż A – A na rysunku 1) – Schemat letniej kawiarni przymocowanej z boku piekarnika słonecznego do gotowania żywności
1 – solankowy staw solny, 2 – korpus pieca (płaszcz), 3 – kocioł, 4 – bemar, 5 – stół do dystrybucji, 6 – pomieszczenie do przyjmowania posiłków letniej kawiarni (stołówka letnia kolonii dla dzieci, restauracja z letnią kąpielą)

Taka architektura (układ) przedsiębiorstwa handlowo-gastronomicznego pozwala na posiadanie znacznych zapasów dań gotowych o różnym asortymencie, a ponadto, które nie straciły smaku, rozgrzały się niezależnie od pory dnia i liczby odwiedzających. W końcu wiadomo, że gdy gotowane produkty zawierające skrobię są schładzane, ilość rozpuszczalnej amylozy w nich zmniejsza się w wyniku retrogradacji (wytrącania). W takim przypadku dochodzi do starzenia galaretek skrobiowych (synerezy), produkty starzeją się. Szybkość starzenia zależy od rodzaju produktów, ich wilgotności i temperatury przechowywania. Im wyższa wilgotność naczynia, produktu kulinarnego, tym intensywniej zmniejsza się w nim ilość substancji rozpuszczalnych w wodzie. Najszybciej dojrzewa kasza jaglana, wolniejsza, kasza manna i gryka. Wzrost temperatury spowalnia proces wsteczny. Dlatego potrawy ze zbóż i makaronów, które są przechowywane w 4 bemarach o temperaturze 70 – 80 ° C, będą miały dobre właściwości organoleptyczne w ciągu 4 godzin. Jeśli wieczorem włożysz do proponowanego piekarnika rybę, ziemniaki, owsiankę itp., To rano śniadanie będzie gotowe – w tym gorąca woda na herbatę, kawa (w lodówce temperatura wody 95 ° C).

Piec słoneczny może być używany do ekstrakcji (trawienia) tłuszczu z jadalnej kości – jak długo to trwa? 10 godzin na przygotowanie karmy dla zwierząt domowych i ptaków.

Woda, która została poddana obróbce cieplnej w rurze ułożonej wzdłuż dna słonecznego stawu solnego 1, zostanie poddana pasteryzacji, czyli takiej, w której bakterie chorobotwórcze są niszczone, a żywotna aktywność innych mikroorganizmów jest znacznie tłumiona. Jak wiadomo, efekt pasteryzacji jest z góry określony przez temperaturę ogrzewania i czas utrzymywania wody w tej temperaturze. Minimalna temperatura pasteryzacji wynosi 63 ° C, a przetrzymywanie w tej temperaturze powinno wynosić co najmniej 60 minut. W praktyce efekt pasteryzacji uzyskuje się po podgrzaniu wody do temperatury co najmniej 80 ° C i utrzymywaniu jej przez 15 – 20 sekund..

Woda pasteryzowana przeznaczona jest do mycia naczyń, sztućców, jednostek i części wyposażenia spożywczego.

Piec solarny może być również używany zarówno do wielu rodzajów działalności przemysłowej, jak i do obsługi dużego przepływu wczasowiczów, podróżników, zwłaszcza że ich główny przepływ odbywa się zawsze latem..

Aby zaspokoić apetyt smakoszy, których z reguły nie brakuje wśród wczasowiczów, a nie z pustymi portfelami, heliofurner może służyć do suszenia, gotowania i wędzenia kiełbas gotowanych, gotowanych-wędzonych i półwędzonych, wędlin, wędlin, wędlin wieprzowych i produktów rybnych

Piec solarny pozwala na zapewnienie jednego z głównych etapów procesu technologicznego produkcji wędlin, konserw, przetworów mięsnych i rybnych – obróbka cieplna (tabela 3).

Tabela 3 – Operacje technologiczne obróbki cieplnej kiełbas i wędzonek

Jak widać z tabeli 3, energia słoneczna zgromadzona w słonecznym stawie solnym, podobnie jak inne, nadaje się do najbardziej delikatnych operacji przygotowywania pysznych potraw.

Korzyści płynące z przygotowania pysznych dań są oczywiste, ponieważ koszt ryb wędzonych w sprzedaży detalicznej jest 2 razy wyższy niż świeżych.

Temperatura środowiska pracy przy wędzeniu na zimno wynosi 20 – 45, a wędzenia na gorąco 60 – 150 ° C, co umożliwia wędzenie również przy wykorzystaniu energii słonecznego stawu solnego.

Terminowa obróbka cieplna (pasteryzacja), w której patogenna mikroflora ulega zniszczeniu pod wpływem wysokiej temperatury, pomaga zapobiegać psuciu się produktów, wydłużając ich trwałość. W piecu słonecznym można umieszczać kąpiele dojrzewające, w których śmietana jest podgrzewana do temperatury ubijania jej na masło. W piecu słonecznym (komorze) istnieje możliwość suszenia próżniowego przy produkcji pasz zwierzęcych (mięsno-kostnych, mięsnych, krwi i mączki kostnej) oraz tłuszczów technicznych metodą suchą.

Ilości produktów – mleka, piwa, wina i innych – do pasteryzacji są ogromne. Skuteczność pasteryzacji przetworów mlecznych w temperaturze 76 ± 2 ° C wynosi 98,3 – 99,5%, a przy 82 ± 2 ° C – 99,6 – 99,8%.

Gotowanie żywności i paszy dla zwierząt będzie przypominać pracę nowoczesnych pralek, kiedy najważniejsze jest ładowanie zwykłych rzeczy (a do gotowania niezbędnych półproduktów), a następnie wszystko dzieje się w trybie automatycznym.

Zastosowanie pieca słonecznego w regionach południowych

W olejarniach Uzbekistanu podczas przetwarzania nasion bawełny jako produkt uboczny otrzymuje się śrutę, która jest sprzedawana jako pasza skoncentrowana, ponieważ zawiera ponad 40% surowego białka..

Mączka bawełniana nie powinna zawierać więcej niż 0,02% wolnego gossypolu. W przeciwnym razie podczas karmienia zwierząt posiłek może prowadzić do zatrucia, ponieważ gossypol jest trucizną komórkową, naczyniową i nerwową, która powoduje procesy zapalne w tkankach. Ta toksyna wpływa na serce, wątrobę, nerki, powoduje krwotoki i nacieki w dotkniętych narządach. W ograniczonym zakresie zaleca się włączenie mączki bawełnianej do racji pokarmowych krów mlecznych, bydła mięsnego i owiec. Stosowanie mączki w paszach dla świń, które podobnie jak drób jest wrażliwe na toksyczne objawy gossypolu, jest problematyczne. Aby poprawić racje żywieniowe zwierząt gospodarskich i drobiu, hodowcy potrzebują mączki o niskiej zawartości wolnego gossypolu (do 0,01%) i błonnika (do 15%). Wcześniej taką śrutę otrzymywano w warunkach przemysłowych Kokand MZhK na podstawie niskotemperaturowego smażenia gruboziarnistej śruty z nasion bawełny w temperaturze 75 – 80 ° C i przeróbki miazgi metodą prepress-ekstrakcyjną. Jednocześnie jednak pogorszyły się wyniki techniczne i ekonomiczne przedsiębiorstwa ze względu na dodatkowe zużycie energii.

Dlatego do smażenia posiłku, bez pogarszania wydajności przedsiębiorstw, ze względu na brak zużycia paliwa organicznego można zastosować wielkogabarytowy piec solarny do gotowania mączki bawełnianej, wyposażony w odpowiednią mechanizację..

Powszechne stosowanie pieców słonecznych w Rosji znacznie zmniejszy niepotrzebne zużycie paliwa, poprawi sytuację środowiskową, zwiększy bezpieczeństwo energetyczne ludności, przemysłu rekreacyjnego i mediów oraz zwiększy ich suwerenność energetyczną.