CC BY
540
Технологические процессы и оборудование
УДК 62-97/-98
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНДУКЦИОННОЙ ПЛИТЫ ПЭИ-4
Б.М. Кисимов, В.В. Чаплинский, Ю.А. Шалагина
Статья посвящена определению технико-экономических характеристик и оценке эффективности эксплуатации индукционной плиты ПЭИ-4 производства предприятия ООО «Челяб то ргтехника».
Ключевые слова: индукционная плита, время обработки, затраты энергии, экономия средств.
Эффективность работы предприятий питания во многом определяет их техническая оснащенность. Поэтому рынок технологического оборудования для этой отрасли интенсивно развивается, что приводит к появлению интересных новинок. К ним можно отнести индукционные плиты.
Профессиональные индукционные кухонные плиты входят в группу универсального теплового оборудования для предприятий питания и позволяют осуществлять практически все виды тепловой обработки - варку, жарку, тушение, припускание, пассирование и др.
Первая индукционная плита появилась в США еще в 1971 г., а с 1973 г. началось ее серийное производство, В Европе индукционные плиты стали производить в 1987 году. Но по ряду причин в тот период времени данное оборудование не нашло широкого применения. Прежде всего, к таким причинам можно отнести высокую стоимость и настороженное отношение потребителей к новому принципу нагрева.
Однако в последнее время эта ситуация меняется. Индукционные плиты становятся все более популярными на предприятиях питания в силу своих неопровержимых достоинств по сравнению с традиционными электрическими и газовыми кухонными плитами. Так, в США и странах Европы индукционные плиты активно внедряются на предприятиях бюджетного сегмента сферы общественного питания. Широкое распространение они получили и на рынке Восточной Азии, особенно в качестве индукционных воков.
Главные достоинства индукционных плит связаны с принципом нагрева, который основан на использовании энергии высокочастотного электромагнитного поля, генерируемого
медной катушкой. В наплитной посуде, установленной в зоне действия такого электромагнитного поля и изготовленной из ферромагнитного материала, электрически бесконтактным путем возникают вихревые токи, что приводит к ее быстрому нагреву за счет электросопротивления. При этом существенно снижаются потери затрачиваемой энергии на нагрев оборудования и в окружающую среду по сравнению с традиционными плитами. В результате к.п.д. индукционных плит достигает 90 % в отличие от электрических и газовых плит, к.п.д. которых находится в пределах 50-60 %.
Спрос на индукционные плиты привел к увеличению предложений этой продукции от различных производителей. Их выпуск активно налаживается и в России. Так, предприятие
ООО «Челябторгтехника-С» освоило выпуск 2- и 4-конфорочных индукционных плит моделей ПЭИ-2 и ПЭИ-4.
Плиты ПЭИ-2 и ПЭИ-4 оснащены стеклокерамическими конфорками и имеют современный внешний вид. Режимы работы каждой конфорки устанавливаются с помощью пульта управления, состоящего из цифрового дисплея, сенсорных кнопок и плавного регулятора для точной установки необходимой температуры или мощности конфорки.
С целью сравнительной оценки эффективности индукционной и электрической плит нами проведены эксперименты по сравнению энергозатрат при их работе в аналогичных условиях.
Для проведения экспериментов были выбраны 4-конфорочная индукционная плита модели ПЭИ-4 производства ООО «Челябторг-техника-С» и распространенная модель 4-конфорочной электроплиты АЬа1 ЭП4-П производства ОАО «Чувашторгтехника» со
Технологические процессы и оборудование
схожими техническими характеристиками (табл. 1).
В качестве наплитной посуды использовали наплитные котлы из нержавеющей стали с ферромагнитными свойствами емкостью 5 л.
Серия экспериментов состояла из 2-х этапов:
1 этап - доведение до кипения воды объемом 2 л с начальной температурой 21 °С при мощности конфорок 3 кВт. Замерялось время интенсивного закипания воды на плитах ПЭИ-4 и ЭП-4П.
2 этап - поддержание слабого кипения в течение 15 мин.
Расчет энергозатрат на выполнение 1 и 2 этапов эксперимента осуществляли по формуле
Жк = Руст • Т, кВт ч; (1)
где ЖК - расход электроэнергии конфоркой, кВт ч; РУСТ - установочная мощность конфорки, кВт; Т - время работы конфорки, ч.
По формуле (1) также определяли затраты электроэнергии на разогрев плиты ЭП-4П.
Ориентировочный годовой расход электроэнергии плит при работе всех 4-х конфорок определяли по формуле
Жг = Жк • п • ТР • БГ, кВт ч, (2) где ЖГ - годовой расход электроэнергии, кВт ч; п - количество конфорок, равное 4; ТР - время работы плиты в день, ч; ТР = 7 ч; ОГ - количество рабочих дней в году, БГ = 312.
Результаты расчетов представлены в табл. 2.
При работе традиционных электрических и газовых плит значительная часть вырабатываемого тепла теряется в окружающую среду через ограждение корпуса, свободную по-
верхность конфорок, факел открытого пламени, а также через боковые поверхности и крышки наплитной посуды.
В индукционных плитах эти потери происходят только через боковые поверхности и крышки наплитной посуды.
Теплопритоки от работы оборудования приводят к повышению температуры в горячем цехе и ухудшению условий труда. Для оценки затрат на удаление теплопритоков воспользуемся методом мощности оборудования и нормативом УВ1 20.52, часто применяемым при проектировании вентиляции в производственных цехах предприятий питания. Документ включает в себя таблицы, которые приводят удельные количества явной и скрытой теплоты, выделяемой различными видами оборудования в помещение на 1 кВт подведенной к технологическому оборудованию мощности. Пользуясь этими данными, определили необходимый расход удаляемого воздуха на 1 кВт мощности оборудования (табл. 3).
Как видно из табл. 3, расход удаляемого воздуха при работе индукционной плиты более чем на 50 % ниже по сравнению с традиционными электрическими и газовыми плитами.
Заключение
Проведенный анализ показал, что индукционные плиты ПЭИ-2 и ПЭИ-4 производства ООО «Челябторгтехника-С» соответствуют всем требованиям, предъявляемым к оборудованию данного типа.
В течение 1,5 лет выпуска этих плит предприятие не получило каких-либо серьезных рекламаций от потребителей, что свидетельствует о надежности данного оборудования.
Таблица 1
№ п/п Основные технические характеристики ПЭИ-4 ЭП-4П
1 Номинальное напряжение, В 380 380
2 Мощность одной конфорки 3.5 3,0
3 Уровни регулировки мощности 1-10 1; 2\3; 1\3
4 Площадь рабочих поверхностей конфорки, м2 0,54 0,5
5 Время разогрева конфорки, мин - Не более 30
6 Габаритные размеры, мм - длина - ширина - высота 850 810 860 1050 850 860
7 Масса плиты не более, кг 48 120
Кисимов Б.М., Чаплинский В.В., Шалагина Ю.А.
Оценка эффективности индукционной плиты ПЭИ-4
Таблица 2
№ п/п Показатели Модель плиты
ПЭИ-4 ЭП-4П
1 этап.
1 Время разогрева конфорки, ч - 0,43
2 Мощность конфорки, кВт 3 3
3 Время разогрева воды до кипения, ч 0,09 0,58
4 Расход электроэнергии на разогрев конфорки, кВтч - 1,29
5 Расход электроэнергии на разогрев воды до кипения, кВтч 0,27 1,77
6 Полный расход электроэнергии на разогрев воды до кипения, кВтч 0,27 2,06
2 этап
7 Время поддержания слабого кипения, ч 0,25 0,25
8 Расход энергии на поддержание слабого кипения, кВтч 0,18 0,17
Общие результаты экспериментов
9 Общие затраты электроэнергии на выполнение 1 и 2 этапов, кВтч 0,45 3,23*
10 Затраты электроэнергии на 1 плиту в год при полной загрузке конфорок, кВтч 4 717,44 18 557,76**
11 Стоимость затрат электроэнергии в год при цене за 1 кВтч = 3,6 руб. 16 982,78 66 807,94
12 Годовая экономия средств, руб. 49 825,16 -
Примечание:
* С учетом затрат электроэнергии на разогрев конфорки;
** с учетом затрат энергии на 1 разогрев плиты в течение дня.
Таблица 3
№ п/п Оборудование Расход удаляемого воздуха (куб. м/ч) на 1кВт мощности
электричество газ
1 Электрическая 4-конфорочная плита 161 176
2 4-конфорочная индукционная плита 101 -
По результатам проведенных экспериментов годовое энергопотребление плиты ПЭИ-4 почти в 4 раза ниже по сравнению с традиционной электроплитой ЭП-4П (см. табл. 2, п. 10) при аналогичных условиях эксплуатации. Низкое энергопотребление позволяет не только быстро окупить затраты на приобретение индукционных плит, но и существенно снизить энергопотребление предприятия в целом до 40-70 %.
Это оборудование удобно в эксплуатации, безопасно, обладает высокими санитарногигиеническими характеристиками. Скорость тепловой обработки при использовании индукционной плиты увеличивается более, чем в 6 раз (табл. 2, п. 3).
Общая масса индукционной плиты ПЭИ-4 более, чем в 2 раза ниже по сравнению с традиционной электроплитой ЭП-4П.
Несмотря на более высокую стоимость, разница в цене с традиционными электроплитами окупается не более, чем за 0,5 года (табл. 2, п. 12).
По стоимости индукционные плиты ПЭИ-2 и ПЭИ-4 относятся к бюджетному сегменту на рынке данного оборудования и поэтому их можно рекомендовать не только для ресторанов, кафе и столовых, но и для государственных предприятий - пищеблоков школ и других образовательных учреждений, детских садов, больниц, санаториев, профилакториев и др.
Технологические процессы и оборудование
Кисимов Борис Михайлович. Кандидат технических наук, доцент кафедры «Пищевая инженерия», Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск). Область научных интересов -СВЧ-обработка, технологическое оборудование и технология пищевых производств. Контактный телефон: 8 (351)267-98-81, е-шаЛ: bmkisimov@mail.ru
Чаплинский Вячеслав Валентинович. Кандидат биологических наук, доцент кафедры «Пищевая инженерия» Института экономики, торговли и технологии, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск). Область научных интересов - функциональные продукты питания. Контактный телефон: 8(351)267-98-81, е-шаП: fpt_09@mail.ru
Шалагина Юлия Александровна. Преподаватель, аспирант очной формы обучения кафедры «Технология и организация питания», Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск). Область научных интересов - технология круп, применение СВЧ-поля в производстве продуктов питания. Контактный телефон: 8 (908) 0468942, е-mail: ulia.sh@mail.ru
EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF INDUCTION COOKER ПЭИ-4
B.M. Kisimov, V.V. Chaplinsky, Y.A. Shalagina
The article is devoted to technical and economic characteristics and evaluation of the operational efficiency of induction cookers ПЭИ-4 by LLC «Chelyabtorgtekhnika».
Keywords: induction cooker, processing time, energy costs, cost savings.
Boris Mikhailovich Kisimov, Candidate of Science (Engineering), Associate Professor of Food Engineering Department, South Ural State University, Chelyabinsk. Research interests: microwave processing, processing equipment and food technology. Contact phone: 8 (351)267-98-81, e-mail: bmkisimov@mail.ru
Vyacheslav Valentynovych Chaplinskiy, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of Food Engineering, Institute of Food Engineering, Institute of Economy, Trade and Technology, FSSFEI HPE “South Ural State University” (NRU), Chelyabinsk. Research interests: functional foods. Contact phone: 8(351)267-98-81, e-mail: fpt_09@mail.ru
Yulia Aleksandrovna Shalagina, lecturer, full-time postgraduate student of Technology of Processing and Catering Department, South Ural State University, Chelyabinsk. Research interests: croup processing, application of microwave field in food production. Contact phone: 8 (908) 0468942, e-mail: ulia.sh@mail.ru
Поступила в редакцию 3 декабря 2013 г.
