Solarofen

Der Wärmeverbrauch zum Kochen ist immer vorhanden, unabhängig von den klimatischen Bedingungen und finanziellen Möglichkeiten der Bevölkerung (niemand isst rohe Kartoffeln oder Getreide)..

Der Wärmeverbrauch hängt von vielen Faktoren ab: demografisch (Anzahl der Mitglieder und Familienzusammensetzung, Ernährung und Ernährung unter Berücksichtigung nationaler Traditionen); organisatorisch (Bereitstellung von Catering-Unternehmen, vermehrte Verwendung von Halbzeugen für Mahlzeiten zu Hause); Auf dem Land fallen hohe Kosten für die Futterzubereitung an. Sowie technische: die Einführung neuer verbesserter Geräte, die eine gleichmäßige Verteilung des Wärmeflusses gewährleisten und einen optimalen Modus im Garprozess aufrechterhalten, die Einführung von Gerichten mit speziellen Beschichtungen. Auch die Menge des verbrauchten Stroms hängt weitgehend von der Kultur des Verbrauchs und der Herstellung von Produkten ab: Es gibt erhebliche Unterschiede zwischen Ländern und Regionen..

In Nordamerika, Europa, Australien und Neuseeland sind die Hauptkochgeräte Öfen, Öfen und Mikrowellenherde. Dunstabzugshauben und kleine Küchengeräte – Kaffeemaschinen, kompakte Brotöfen und andere – können ebenfalls viel Energie verbrauchen. Reiskocher sind in Japan und anderen asiatischen Ländern weit verbreitet. Die meiste Energie beim Kochen wird zum Aufheizen aufgewendet. Eine kleine Menge wird zum Auftauen von Tiefkühlkost verwendet. Was die Art der Energie betrifft, so wird wenig Strom zum Kochen verbraucht, hauptsächlich Erdgas oder Flüssiggas, auch in den GUS-Ländern.

In den frühen 80ern. Im 20. Jahrhundert betrug in China der Wirkungsgrad von Holzöfen etwa 10%. Ein Effizienzverbesserungsprogramm wurde verabschiedet: zuerst bis zu 20% und dann bis zu 30%. So bis Ende der 90er Jahre. Mehr als 180 Millionen dieser Öfen wurden in China in Haushalten installiert (90% der Gesamtzahl der ländlichen Haushalte in China)..

Der Kochprozess und die untrennbar miteinander verbundene Warmwasserversorgung für Haushaltsverbraucher erfordern erhebliche Energiemengen (Tabelle 1)..

Tabelle 1 – Jährliche Standards des Wärmeenergiebedarfs für kommunale Verbraucher, Tausend kcal / Person • Jahr

Das Erhitzen von Lebensmitteln ermöglicht, einschließlich der Umsetzung von Hygiene- und Hygienemaßnahmen – beim Erhitzen auf über 80 ° C werden die darin enthaltenen Mikroorganismen zerstört. Dieser Umstand ist sehr wichtig, da in der überwiegenden Mehrheit alle Lebensmittelrohstoffe pflanzlichen und tierischen Ursprungs mit verschiedenen Mikroorganismen besiedelt sind, darunter viele schädliche und pathogene.

Und das zweite. Es ist allgemein bekannt, dass das Kochregime nach dem Kochen von großer Bedeutung ist, um die Qualität kulinarischer Produkte zu verbessern. Heftiges Kochen wirkt sich in den meisten Fällen negativ auf die Lebensmittelqualität aus: Brühen werden trüb, Produkte verformen sich, Verluste an Aromastoffen und Vitaminen nehmen zu usw. Haferbrei, Nudeln, Saucen sollten bei einer Temperatur von 85 – 90 ° C gekocht werden, Fisch, Geflügel, Fleisch – bei 85 – 95 ° C..

Wenn die traditionelle Kochmethode geändert wird (wenn sie in einem Solarofen gemäß dem Schema in Abbildung 1 gekocht wird), kann der Rohstoffverlust erheblich reduziert werden. Somit beträgt der zulässige Verlust an Fleischmasse beim konventionellen Kochen 35 – 40%. Durch Kochen bei Temperaturen unter dem Siedepunkt (85 – 90 ° C) und Erhöhen der Prozessdauer um das 5 – 7-fache können diese Verluste auf 10 – 15%, d. H. Um das 2,3 – 4-fache, reduziert werden, was zu einer erheblichen Ressourceneinsparung führt.

In den meisten Fällen erreicht das Produkt am häufigsten die kulinarische Bereitschaft, wenn sich die zentrale Schicht auf eine bestimmte Temperatur erwärmt – Pasteurisierungstemperatur, z. B. für Fleisch und Fisch von 75 bis 80 ° C, Süßwaren von 98 ° C usw. In einigen Fällen ist dieser Zustand jedoch nur notwendig, aber unzureichend, da nach der erforderlichen Wartezeit eine vollständige kulinarische Bereitschaft möglich ist..

Die Gesamtkochzeit hängt von der mehrstufigen Kochtechnologie ab und ist zeitlich unterschiedlich (Tabelle 2).

Tabelle 2 – Garzeit

Herkömmliche Technologie zum Kochen von Brei und Braten verschiedener Produkte

Den Brei unter Rühren kochen, bis das Getreide die gesamte Feuchtigkeit aufnimmt (beim Kochen von krümeligem und viskosem Brei) oder dick wird (beim Kochen von flüssigem Brei). Danach wird die Oberfläche geebnet, die Erwärmung reduziert, der Kessel mit einem Deckel verschlossen und der Brei bei einer Temperatur von 90 – 95 ° C zur Bereitschaft gebracht (verdampft).

Die Dauer des Kochens (Verdampfens) von Buchweizenbrei aus einem schnell siedenden Kern beträgt 1 Stunde, aus geröstetem Getreide – 1,5 – 2, aus ungekochtem Getreide – 4,5 Stunden. Reisbrei wird ca. 1 Stunde verdampft, Weizenbrei 1,5, Perlgerste – 2 – 3 Stunden.

Gelatinierungstemperatur von Stärkekörnern – Die Zerstörung der natürlichen Struktur von Stärkekörnern während des Kochens geht mit einer Quellung einher. Die Gelatinierungstemperatur von Kartoffelstärke liegt bei 55 – 65 ° C, Weizen bei 60 – 80, Mais bei 60 – 71, Reis – bei 70 – 80 ° C. Beim Braten auf erhitzten Oberflächen beträgt die Temperatur auf der Oberfläche des Produkts am Ende des Frittiervorgangs 135 ° C (Bildung einer dehydrierten Kruste) und in der Mitte des Produkts 80 bis 85 ° C. Diese Kochmethode wird als fettarmes Braten bezeichnet. Beim Braten in Fett (tiefes Fett) wird das Produkt vollständig in Fett getaucht, das auf 160 – 180 ° C erhitzt wurde. In diesem Fall beträgt die Temperatur auf der Oberfläche des Produkts am Ende des Prozesses, wie beim Braten mit einer kleinen Menge Fett, 135 ° C in der Mitte des Produkts – 80 bis 85 ° C..

Unter Berücksichtigung der Komplexität der quantitativen Bewertung des Energieverbrauchs zum Kochen, seines unbedeutenden Anteils am gesamten Wärmeverbrauch für thermische Prozesse, beispielsweise des Alltags eines dezentralen Verbrauchers (ca. 6 – 8%), ist es möglich und notwendig, diesen Bereich des Wärmeverbrauchs für die Sommerperiode auf die Sphäre zu übertragen Verantwortung für erneuerbare Energien.

Abbildung 1 zeigt ein Diagramm eines Solarofens zum Kochen von Speisen, der vom Designbüro für alternative Energie „VODOMET“ (Omsk) entwickelt wurde..

Abbildung 1 – Schema eines Solarofens zum Kochen von Speisen
1 – Sonnenstrahlung; 2 – Sonnensalzteich; 3 – Ofenkörper (Schale); 4 – reflektierende Oberfläche des Gebäudes; 5 – Kessel (Behälter) zum Kochen von Speisen

Die Wärme der direkten und von der Oberfläche 4 reflektierten Sonnenstrahlung 1, die vom Sonnensalzteich 2 akkumuliert wird, stellt sicher, dass die Temperatur darin nahe an der Temperatur der Bodenschicht gehalten wird. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, kann in Ofen 3 die Temperatur mit hoher Wärmeleitfähigkeit der Wände nahe an der Temperatur der Salzsole des Sonnensalzteichs 2 – 85 – 95 ° C liegen. Ofen 3 kann entweder einzeln oder zusammen 5 Kessel mit verschiedenen Produkten sein, beginnend mit Brühen und endend mit Kompott (für eine Beschreibung des solaren Salzteichs siehe die Monographie des Autors: Osadchy G.B.. Solarenergie, ihre Derivate und Technologien für ihre Nutzung (Einführung in erneuerbare Energien) / G.B. Osadchith. Omsk: IPK Maksheeva E.A., 2010.572 p..).

Natürlich sollten für den Solarofen eigene Technologien zum Kochen verschiedener Gerichte entwickelt werden, basierend auf der Tatsache, dass die Temperatur im Ofen in den meisten Fällen nicht 100 ° C erreicht, was bedeutet, dass sich die Garzeit erhöht. Um beispielsweise das Frühstück zuzubereiten, muss der Fleischkessel spät abends in den Ofen gestellt werden. Danach wird die ganze Nacht ohne menschliches Eingreifen gekocht. In einem solchen Ofen besteht keine Gefahr, dass Brei, Nudeln oder Fisch verbrennen oder nicht kochen..

Der Solarofen kann Teil der Heizausrüstung eines Sommercafés, einer Kantine oder eines Restaurants sein (Abbildung 2).

Abbildung 2 (Schnitt entlang A – A von Abbildung 1) – Schema eines Sommercafés, das an der Seite des Solarofens zum Kochen von Speisen angebracht ist
1 – Solarsalzteich, 2 – Ofenkörper (Schale), 3 – Boiler, 4 – Bain-Marie, 5 – Serviertisch, 6 – Nahrungsaufnahme eines Sommercafés (Sommerkantine eines Kindergesundheitslagers, Restaurant mit Sommerbad)

Diese Architektur (Layout) eines Gewerbe- oder Catering-Unternehmens ermöglicht es Ihnen, einen erheblichen Vorrat an Fertiggerichten verschiedener Sortimente zu haben, die nicht ihren Geschmack verloren haben und unabhängig von der Tageszeit und der Anzahl der Besucher aufgewärmt wurden. Schließlich ist bekannt, dass beim Abkühlen gekochter stärkehaltiger Produkte die Menge an löslicher Amylose in ihnen durch Retrograde (Ausfällung) abnimmt. In diesem Fall tritt eine Alterung der Stärkegelees (Synärese) auf, die Produkte werden abgestanden. Die Alterungsrate hängt von der Art der Produkte, ihrer Luftfeuchtigkeit und Lagertemperatur ab. Je höher die Luftfeuchtigkeit des kulinarischen Produkts ist, desto intensiver nimmt die Menge an wasserlöslichen Substanzen ab. Die schnellste Alterung tritt bei Hirsebrei, langsamer, Grieß und Buchweizen auf. Der Temperaturanstieg verlangsamt den retrograden Prozess. Daher haben Gerichte aus Getreide und Nudeln, die in 4 Bain-Marie mit einer Temperatur von 70 – 80 ° C gelagert werden, innerhalb von 4 Stunden gute organoleptische Eigenschaften. Wenn Sie abends Fisch, Kartoffeln, Haferbrei usw. in den vorgeschlagenen Ofen geben, ist das Frühstück morgens fertig – einschließlich heißem Wasser für Tee und Kaffee (im Kühler beträgt die Wassertemperatur 95 ° C)..

Mit dem Solarofen kann Fett aus essbarem Knochen extrahiert (verdaut) werden – wie lange dauert es? 10 Stunden für die Zubereitung von Futter für Haustiere und Vögel.

Das Wasser, das in einem Rohr am Boden des Sonnensalzteichs 1 einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, wird pasteurisiert, dh eines, in dem pathogene Bakterien zerstört werden und die lebenswichtige Aktivität anderer Mikroorganismen erheblich unterdrückt wird. Wie Sie wissen, wird der Pasteurisierungseffekt durch die Erwärmungstemperatur und die Dauer des Wasserhaltens bei dieser Temperatur vorgegeben. Die minimale Pasteurisierungstemperatur beträgt 63 ° C, und das Halten bei dieser Temperatur sollte mindestens 60 Minuten betragen. In der Praxis wird der Pasteurisierungseffekt erreicht, wenn Wasser auf eine Temperatur von mindestens 80 ° C erhitzt und 15 bis 20 s gehalten wird..

Pasteurisiertes Wasser ist zum Spülen von Geschirr, Besteck, Einheiten und Teilen von Lebensmittelgeräten vorgesehen.

Der Solarofen kann auch sowohl für zahlreiche Arten von industriellen Aktivitäten als auch für die Versorgung einer großen Anzahl von Urlaubern und Reisenden verwendet werden, zumal ihr Hauptstrom immer im Sommer ist..

Um den Appetit von Feinschmeckern zu stillen, die in der Regel unter Urlaubern reichlich vorhanden sind und keine leeren Geldbörsen haben, kann der Heliomer zum Trocknen, Kochen und Räuchern von gekochten, geräucherten und halbgeräucherten Würsten, Würstchen, kleinen Würstchen, Schweinegeräuchertem Fleisch und Fischprodukten verwendet werden

Mit dem Solarofen können Sie eine der Hauptstufen des technologischen Prozesses für die Herstellung von Würsten, Konserven, Fleisch- und Fischprodukten bereitstellen – Wärmebehandlung (Tabelle 3).

Tabelle 3 – Technologische Vorgänge der Wärmebehandlung von Würsten und geräuchertem Fleisch

Wie Sie Tabelle 3 entnehmen können, eignet sich die im Sonnensalzteich angesammelte Sonnenenergie wie andere auch für die schwierigsten Vorgänge bei der Zubereitung köstlicher Gerichte.

Die Vorteile der Zubereitung köstlicher Gerichte liegen auf der Hand, da die Kosten für geräucherten Fisch im Einzelhandel doppelt so hoch sind wie für frischen Fisch.

Die Temperatur der Arbeitsumgebung für kaltes Rauchen beträgt 20 – 45 und für heißes Rauchen 60 – 150 ° C, wodurch das Rauchen auch mit der Energie eines solaren Salzteichs möglich ist.

Eine rechtzeitige Wärmebehandlung (Pasteurisierung), bei der pathogene Mikroflora unter dem Einfluss hoher Temperaturen zerstört wird, trägt dazu bei, das Verderben von Produkten zu verhindern und deren Haltbarkeit zu verlängern. Mit dem Solarofen können Cremereifbäder aufgestellt werden, in denen die Sahne auf die Temperatur erhitzt wird, mit der sie zu Butter verarbeitet wird. Im Solarofen (Kammer) ist es möglich, eine Vakuumtrocknung bei der Herstellung von Tierfutter (Fleisch und Knochen, Fleisch, Blut und Knochenmehl) und technischen Fetten durch Trockenverfahren durchzuführen.

Die Menge der zu pasteurisierenden Produkte – Milch, Bier, Wein und andere – ist enorm. Die Effizienz der Pasteurisierung von Milchprodukten bei einer Temperatur von 76 ± 2 ° C beträgt 98,3 – 99,5% und bei 82 ± 2 ° C – 99,6 – 99,8%.

Das Kochen von Lebensmitteln und Tierfutter ähnelt dem Betrieb moderner Waschmaschinen, wenn die Hauptsache darin besteht, einfache Dinge (und zum Kochen die erforderlichen Halbzeuge) zu laden, und dann geschieht alles im automatischen Modus.

Anwendung des Solarofens in den südlichen Regionen

In den ölgewinnenden Fabriken Usbekistans wird bei der Verarbeitung von Baumwollsamen Mehl als Nebenprodukt gewonnen, das als Kraftfutter verkauft wird, da es über 40% Rohprotein enthält.

Baumwollmehl sollte nicht mehr als 0,02% freies Gossypol enthalten. Andernfalls kann Mehl beim Füttern von Tieren zu Vergiftungen führen, da Gossypol ein Zell-, Gefäß- und Nervengift ist, das entzündliche Prozesse im Gewebe verursacht. Dieses Toxin wirkt auf Herz, Leber und Nieren, verursacht Blutungen und Infiltrate in den betroffenen Organen. Es wird empfohlen, Baumwollmehl in begrenztem Umfang in die Futterrationen von Milchkühen, Rindern und Schafen aufzunehmen. Es ist problematisch, Mehl in Futtermitteln für Schweine zu verwenden, die wie Geflügel empfindlich auf die toxischen Manifestationen von Gossypol reagieren. Um die Futterrationen von Nutztieren und Geflügel zu verbessern, benötigen Tierzüchter Mehl mit einem geringen Gehalt an freiem Gossypol (bis zu 0,01%) und Ballaststoffen (bis zu 15%). Zuvor wurde ein solches Mehl unter den industriellen Bedingungen des Kokand MZhK auf der Basis des Bratens von grob gemahlenem Baumwollsamenmehl bei 75 bis 80ºC bei niedriger Temperatur und der Verarbeitung des Zellstoffs unter Verwendung des Vorpressextraktionsverfahrens erhalten. Gleichzeitig verschlechterte sich jedoch die technische und wirtschaftliche Leistung des Unternehmens aufgrund des zusätzlichen Energieverbrauchs.

Daher ist es zum Braten der Mahlzeit, ohne die Leistung der Unternehmen zu beeinträchtigen, aufgrund des fehlenden Verbrauchs von organischem Brennstoff möglich, einen großen Solarofen zum Kochen von Baumwollmehl zu verwenden, der mit einer geeigneten Mechanisierung ausgestattet ist.

Der weit verbreitete Einsatz von Solaröfen in Russland wird den unnötigen Brennstoffverbrauch erheblich senken, die Umweltsituation verbessern, die Energiesicherheit der Bevölkerung, der Freizeitindustrie und der Versorgungsunternehmen erhöhen und ihre Energiesouveränität erhöhen.