远红外烤炉电功率的计算

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(一)热平衡法

公式： Q_总=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

式中 Q₁——食品原料中各种物料的升温吸热(kJ／h)；

Q₂——水分蒸发吸热(kJ／h)；

Q₃——水分蒸了后水蒸气继续过热至炉温时吸热(kJ／h)；

Q₄——烘焙升温吸热(kJ／h)；

Q₅——传送链条或钢带升温吸热(kJ／h)。

烤炉电功率公式为：

式中 K——炉体散热的折合系数，一般取1．1～1．2；

n——辐射元件的加热效率，一般n取0．85～0．90。

1kW=3595(kJ／h)

(二)辐射功率法

消耗电功率公式：

W=E·F(kW)

式中 E——辐射功率密度(kW／m²)，一般可取8～11kW／m²；

F——炉膛内的加热面积(m²)。

(三)实例一

面包烤炉电功率计算。

某厂生产奶油面包，其配方为：面粉25kg，糖5．5kg，大油0．76kg，鸡蛋4kg，乳粉0．75kg，酵母250g，成品面包250只，每只面包重160g(以面粉重量计，每个面包为100g)，在调制面团时，加水量为面粉量的45%～50%(包括液体配料)一般面包成品含水量为30%～40%，面粉含水量为13%～14%，配料中全蛋液含水量为72%。

1．已知条件

(1)面包每只为100g(以面粉重量计)。

(2)生产能力为450kg／h(以面粉重量计)。

(3)炉膛温度200～220℃。

(4)烘焙时间为11min。

(5)各种配料用量：面粉100kg，配料(糖及其他)45kg，加水量50kg，水分蒸发量为17kg。

(6)铁盘尺寸为600mm×450mm×60mm，每个重2．5kg，每个铁盘盛装面包12只，每盘面包重1．2kg(以面粉质量计)。

2．物料量的计算

按生产能力450(kg／h)，则相应配料为：

糖及其他为450×45%=202．5(kg)，

加水量为450×50%=225(kg)，

水分蒸发量为450×17%=76．5(kg)

上述各原料调和成面包坯放在铁盘中，一共有375盘，相当于6．25盘／min

3．炉体长度与传送速度计算

选择链式炉，烤盘上、下、横排辐射元件，定炉膛宽度为1．4m，则每米炉长可容纳4盘面包，根据烘焙时间为11min，则炉内最少要容纳面包盘数为：

6．25盘／min×11min=68．75盘。

炉膛最小长度为：68．75／4=17．18(m)，实际取18(m)

传送速度为：18／11=1．63(m／min)

4．热量计算

(1)各种物料升温吸热Q₁：设物料进炉温度为40℃，升温终点为100℃。

则面粉吸热为：450×2．09×(100－40)=56430(kJ／h)

配料(糖及其他)吸热为：202．5×1．67×(100－40)=20314．8(kJ／h)

水分吸热为：(225+76．5)×4．18×(100－40)=75616．2(kJ／h)

(2)水分蒸发吸热Q₂：

Q₂=76．5×2253=17234．5kJ／h

(3)水分蒸发后蒸汽过热至200℃吸热Q₃：

Q₃=76．5×2×(200－100)=15349(kJ／h)

(4)铁盘升温吸热Q₄：铁盘数为325，每个铁盘重2．5kg，铁盘升温至200℃。

Q₄=2．5×375×0．50×(200－40)=74437．4(kJ／h)

(5)传送链条升温吸热Q₅：每条链条重2．74kg，共4条，升温至200℃，链条速度为1．63m／min。

Q₅=(2．75×4×1．63×60)×0．50×(200－40)=86024．4(kJ／h)

总吸热量Q_总：

Q_总=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

=56430+17234．5+15349+74437．4+86024．4

=500525．7(kJ／h)

5．电功率Q计算

W=KQ_总／3595N=1．2×50052．7／3595×0．85=196(kW)

实际取200kW。

(四)实例二

饼干烤炉电功率计算。

某厂生产椰子饼干，其配方为：面粉75kg，糖19kg，糖稀3kg，猪油4kg，鸡蛋1．5kg，磷脂油1．5kg，成品饼干193kg，调制成团时，面粉的吸水率为30%～40%(以面粉计算)饼干成品含水量为3%～4%，一般面粉含水量12%～14%，糖稀含水量为25%，全蛋液含水量为72%。

1．已知条件

生产能力：3000kg／C即375kg／h；

加热温度：200～220℃；

烘焙时间：4．5min；

铁盘尺寸为600mm×600mm×12mm，盘重6．5kg，运动速度4．44m／min；

钢带：宽600mm，厚1mm，每米重4．68kg，运动速度6．72m／min。

2．物料量计算

每100kg椰子饼干需面粉775kg，糖及其他配料30．5kg，加水量为27kg，水分蒸发量36kg(包括面粉和配料中水分的蒸发量)，含水量4kg，根据生产能力375kg／h，则需面粉290．6kg／h，配料(糖及其他)为114．4kg／h，加水量101kg／h，水分蒸发量135kg／h。

3．热量计算

(1)各种物料升温吸热Q₁：

设物料进炉温度为30℃，升温终点为100℃，

面粉吸热：290．6×2．09×(100－30)=42514．8(kJ／h)

配糖吸热：

114．4×1．67×(100－30)=13388．5(kJ／h)

水分吸热：

(101+135)×4．18×(100－30)=69053．6(kJ／h)

以上三项合计为：Q₁=42514．8+13388．5+69053．6

=124956．9(kJ／h)

(2)水分蒸发吸热Q₂：

Q₂=135×2253=304155(kJ／h)

(3)水蒸气过热至200℃时吸热Q₃：

Q₃=135×2×(200－100)=27000(kJ／h)

(4)铁盘升温吸热Q₄：

铁盘数量750(个)，进炉温度为70℃升温至200℃

则 Q₄=6．5×750×0．5×(200－70)=316875(kJ／h)

(5)传送链条升温吸热Q₅：

链条质量为2．74kg共四条，链条速度为4．44m／min

链条进炉温度为110℃，升温至200℃，则：

Q₅=(2．74×4×4．44×60)×0．5×(200－110)=131799．6(kJ／h)

以上五项相加即为总热量Q_总：

Q_总=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

=124956．9+304155+27000+316875+131799．6

=905889．6(kJ／h)

烤盘与传送链条的吸热量占总吸热量的百分比为：

(Q₄+Q₅)／Q_总×100%=(316875+131799．6)／905889．6×100%=49%

4．电功率计算

W=KQ_总／3594．8h=1．1×905889．6／3594．8×0．9=308(kW)

5．用带式炉

则钢带的吸热量Q₄：

Q₄=4．68×6．72×60×0．50×(200－110)=85184．2(kJ／h)

钢带吸热量占总吸热量的百分比为：

Q₄／(Q₁+Q₂+Q₃+Q₄)×100%=85184．2／(124956．8+304155+27000+85184．2)×100%

=16%

所需功率：W=KQ_总／3594．8

=1．1×541385．2／3594．8×0．9

=184(kW)

从上述计算可知，用链式炉烘焙饼干，热量有一半消耗在铁盘与输送装置上，热利用率低，如改用带式炉，热的利用率可提高35%左右，功率消耗降低37%左右。