Источники теплоты и теплоносители

Электрическая энергия может преобразовываться в тепловую как в специальных нагревательных элементах, так и непосредственно в пищевых продуктах. Она является наиболее совершенным и экологически чистым энергоносителем. Ее применение обеспечивает наиболее точное поддержание температуры и регулирование технологического процесса, высокую культуру производства, позволяет сконцентрировать значительные мощности в сравнительно небольшом объеме, создать компактные и надежные аппараты.

Газообразное топливо имеет некоторые преимущества перед электроэнергией. Стоимость 1 кДж теплоты, получаемой при сжигании газа, в несколько раз ниже, чем при использовании электроэнергии. Однако газ как топливо обладает и рядом существенных недостатков: в определенной пропорции с воздухом образуется взрывоопасная смесь; горючие газы, особенно искусственные, а также продукты неполного сгорания газа токсичны.

В качестве газообразного топлива применяются природные (добываются из подземных газовых месторождений), искусственные (коксовый и генераторный газы и их модификации) и смешанные горючие газы.

Разновидностью газов являются сжиженные, представляющие собой в основном пропанобутановые фракции, извлекаемые из газов нефтяных и газоконденсатных месторождений. В обычных атмосферных условиях эти фракции находятся в газообразном состоянии, при повышенном давлении или при низких температурах — в жидком.

Вещества, получающие теплоту от источника энергии и отдающие его через стенку теплообменника нагреваемой среде, называются промежуточными теплоносителями. В качестве промежуточных теплоносителей используют горячую воду, водяной пар, минеральные масла, органические и кремнийорга-нические жидкости, топочные газы, влажный воздух. Выбор теплоносителя зависит в первую очередь от требуемой температуры нагрева и необходимости ее регулирования.

Водяной пар — один из наиболее широко применяемых теплоносителей. К его основным достоинствам относятся высокий коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке теплообменника, постоянство температуры конденсации (при данном давлении), возможность достаточно точно поддерживать температуру нагрева, а также в случае необходимости регулировать ее, изменяя давление пара, доступность, пожаробезопасность и др. Основным недостатком водяного пара является значительное возрастание давления с повышением температуры. Поэтому насыщенный водяной пар применяется для процессов нагревания только до умеренных температур (порядка 150 °С).

Процессы жаренья и выпечки протекают при более высоких температурах, где в качестве промежуточных теплоносителей используются так называемые высокотемпературные теплоносители: органические и кремнийорганические жидкости, топочные газы.

Топочные газы, образующиеся при сжигании газообразного топлива, применяются в качестве теплоносителей очень широко, так как позволяют осуществлять нагревание до высоких температур. К недостаткам топочных газов следует отнести трудность регулирования температуры, низкий коэффициент теплоотдачи от газа к стенке, отложение на теплопередающих поверхностях сажи, что приводит к увеличению термического сопротивления.

Влажный воздух — смесь сухого воздуха и водяного пара — широко используется как теплоноситель в процессах выпечки, жаренья.