Four solaire

La consommation de chaleur pour cuisiner est toujours présente, quelles que soient les conditions climatiques et les capacités financières de la population (personne ne mange de pommes de terre crues ou de céréales).

La consommation de chaleur dépend de nombreux facteurs: démographiques (nombre de membres et composition de la famille, régime alimentaire et régime alimentaire, compte tenu des traditions nationales); organisationnel (mise à disposition d’entreprises de restauration, augmentation de l’utilisation de produits semi-finis dans les repas à domicile); à la campagne, les coûts de préparation du fourrage sont élevés. Et aussi technique: l’introduction de nouveaux dispositifs améliorés qui assurent une répartition uniforme du flux de chaleur et maintiennent un mode optimal dans le processus de cuisson, l’introduction de plats avec des revêtements spéciaux. De plus, la quantité d’électricité consommée dépend largement de la culture de la consommation et de la préparation des produits: il existe des différences importantes entre les pays et les régions..

En Amérique du Nord, en Europe, en Australie, en Nouvelle-Zélande, les principaux appareils de cuisson sont les fours, les cuisinières et les micro-ondes. Les hottes et les petits appareils de cuisine – cafetières, fours à pain compacts et autres – peuvent également consommer beaucoup d’énergie. Les cuiseurs à riz sont largement utilisés au Japon et dans d’autres pays asiatiques. La majeure partie de l’énergie de la cuisine est dépensée pour la chauffer. Une petite quantité est utilisée pour décongeler les aliments surgelés. En ce qui concerne le type d’énergie, peu d’électricité est consommée pour la cuisine, principalement du gaz naturel ou du gaz de pétrole liquéfié, y compris dans les pays de la CEI.

Au début des années 80. XX siècle en Chine, l’efficacité (efficacité) des poêles à bois était d’environ 10%. Un programme d’amélioration de l’efficacité a été adopté: d’abord jusqu’à 20%, puis jusqu’à 30%. Ainsi, à la fin des années 90. plus de 180 millions de ces foyers ont été installés en Chine dans des ménages (90% du nombre total de ménages ruraux en Chine).

Le processus de cuisson et l’approvisionnement en eau chaude inextricablement lié pour les consommateurs domestiques nécessitent des quantités d’énergie importantes (tableau 1).

Processus	Secteur public	Secteur résidentiel
Approvisionnement en eau chaude	1030	126
Cuisiner	cent	150

Tableau 1 – Normes annuelles de demande d’énergie thermique pour les consommateurs municipaux, en milliers de kcal / personne • an

Le chauffage des denrées alimentaires assure, entre autres, la mise en œuvre de mesures sanitaires et hygiéniques – lorsqu’elles sont chauffées à plus de 80 ° C, les microorganismes qu’ils contiennent sont détruits. Cette circonstance est très importante, car dans une écrasante majorité, toutes les matières premières alimentaires d’origine végétale et animale sont ensemencées avec divers micro-organismes, parmi lesquels de nombreux nuisibles et pathogènes..

Et la deuxième chose. Il est bien connu que le régime d’ébullition après ébullition est d’une grande importance pour améliorer la qualité des produits culinaires. Dans la plupart des cas, une ébullition violente affecte négativement la qualité des aliments: les bouillons deviennent troubles, les produits sont déformés, les pertes de substances aromatiques et de vitamines augmentent, etc. La bouillie, les pâtes, les sauces doivent être cuites à une température de 85 à 90 ° C, le poisson, la volaille, la viande – à 85 – 95? C.

Lors du changement de la méthode traditionnelle de cuisson (si elle est cuite dans un four solaire selon le schéma de la figure 1), la perte de matières premières peut être considérablement réduite. Ainsi, le niveau admissible de perte de masse de viande pendant la cuisson conventionnelle est de 35 à 40%. En cuisant à des températures inférieures au point d’ébullition (85-90 ° C) et en augmentant la durée du processus de 5 à 7 fois, ces pertes peuvent être réduites à 10-15%, soit de 2,3 à 4 fois, ce qui permet une économie de ressources significative..

Dans la plupart des cas, le produit atteint sa capacité culinaire le plus souvent lorsque la couche centrale chauffe jusqu’à une certaine température – température de pasteurisation, par exemple, pour la viande et le poisson 75-80 ° C, confiserie 98 ° C, etc. Cependant, dans certains cas, cette condition n’est que nécessaire, mais insuffisante, car une préparation culinaire complète est possible après le temps de maintien requis..

Le temps de cuisson total dépend de la technologie de cuisson en plusieurs étapes et est différent dans le temps (tableau 2)

Nom des plats	Puissance nette de l’installation, kW	Portions	Temps de la manière habituelle, min
Bortsch naval à la viande	3	neuf	180
Goulache à la bouillie de sarrasin	4,5	21	110
Ragoût de canard	0,9	8	60

Tableau 2 – Temps de cuisson

Technologie conventionnelle pour la cuisson de la bouillie et la friture de divers produits

Faire bouillir la bouillie, en remuant, jusqu’à ce que les céréales absorbent toute l’humidité (lors de la cuisson de bouillie friable et visqueuse) ou épaississent (lors de la cuisson de bouillie liquide). Après cela, la surface est nivelée, le chauffage est réduit, la chaudière est fermée avec un couvercle et la bouillie est mise en état (évaporée) à une température de 90 à 95 ° C.

La durée d’ébullition (évaporation) de la bouillie de sarrasin à partir d’un cœur à ébullition rapide est de 1 heure, à partir de céréales grillées – 1,5 à 2, à partir de grains non bouillis – 4,5 heures. La bouillie de riz est évaporée pendant environ 1 heure, la bouillie de blé 1,5, l’orge perlé – 2 à 3 heures.

Température de gélatinisation des grains d’amidon – la destruction de la structure native du grain d’amidon pendant la cuisson s’accompagne d’un gonflement. La température de gélatinisation de la fécule de pomme de terre se produit à 55 – 65 ° C, blé – à 60 – 80, maïs – à 60 – 71, riz – à 70 – 80 ° C. Lors de la friture sur des surfaces chauffées, la température à la surface du produit à la fin du processus de friture est de 135 ° C (formation d’une croûte déshydratée) et au centre du produit – 80-85 ° C. Cette méthode de cuisson s’appelle la friture faible en gras. Lors de la friture dans la graisse (graisse profonde), le produit est complètement immergé dans la graisse chauffée à 160-180 ° C. Dans ce cas, la température à la surface du produit à la fin du processus, comme lors de la friture avec une petite quantité de matière grasse, est de 135 ° C, au centre du produit – 80-85 ° C.

Compte tenu de la complexité de l’évaluation quantitative de la consommation d’énergie pour la cuisson, de sa part insignifiante dans la consommation totale de chaleur pour les procédés thermiques, par exemple, la vie quotidienne d’un consommateur décentralisé (environ 6 à 8%), il est possible et nécessaire de transférer cette zone de consommation de chaleur, pour la période estivale, vers la sphère responsabilité des énergies renouvelables.

La figure 1 montre un schéma d’un four solaire pour la cuisson des aliments, développé au Design Bureau of Alternative Energy « VODOMET » (Omsk).

Figure 1 – Schéma d’un four solaire pour la cuisson des aliments
1 – rayonnement solaire; 2 – étang de sel solaire; 3 – corps de four (enveloppe); 4 – surface réfléchissante du bâtiment; 5 – chaudron (récipient) pour la cuisson des aliments

La chaleur du rayonnement solaire direct et réfléchi de la surface 4 1 accumulée par le bassin salin solaire 2 assure le maintien de la température en son sein proche de la température de la couche inférieure. Comme on peut le voir sur le diagramme, dans le four 3, la température avec une conductivité thermique élevée des murs peut être proche de la température de la saumure saline du bassin de sel solaire 2-85-95? С. Le four 3 peut être soit individuellement, soit tous ensemble 5 chaudières avec différents produits, en commençant par les bouillons et en terminant par la compote (pour une description de l’étang de sel solaire, voir la monographie de l’auteur: Osadchy G.B. L’énergie solaire, ses dérivés et les technologies pour leur utilisation (Introduction aux énergies renouvelables) / G.B. Osadchith. Omsk: IPK Maksheeva E.A., 2010, 572 p..).

Bien sûr, pour le four solaire, leurs propres technologies de cuisson de divers plats devraient être développées, sur la base du fait que la température dans le four n’atteindra pas dans la plupart des cas 100 ° C, ce qui signifie que le temps de cuisson augmentera. Par exemple, pour préparer le petit-déjeuner, un chaudron de viande devra être mis au four tard dans la soirée, après quoi la cuisson se déroulera toute la nuit sans intervention humaine. Dans un tel four, il n’y a aucun risque que la bouillie, les pâtes ou le poisson brûlent ou ne cuisent pas..

Le four solaire peut faire partie de l’équipement de chauffage d’un café d’été, d’une cantine ou d’un restaurant, Figure 2.

Figure 2 (coupe selon A – A de la figure 1) – Schéma d’un café d’été fixé sur le côté du four solaire pour la cuisson des aliments
1 – mare saline solaire, 2 – corps de four (coque), 3 – chaudière, 4 – bain-marie, 5 – table de distribution, 6 – salle de prise alimentaire d’un café d’été (cantine d’été d’un camp de santé pour enfants, un restaurant avec bain d’été)

Cette architecture (agencement) d’un commerce ou d’une entreprise de restauration publique vous permet d’avoir des stocks importants de plats cuisinés de divers assortiments, de plus, qui n’ont pas perdu leur goût, réchauffés quel que soit l’heure de la journée et le nombre de visiteurs. Après tout, on sait que lorsque les produits contenant de l’amidon bouilli sont refroidis, la quantité d’amylose soluble qu’ils contiennent diminue en raison de la rétrogradation (précipitation). Dans ce cas, le vieillissement des gelées d’amidon (synérèse) se produit, les produits deviennent périmés. Le taux de vieillissement dépend du type de produits, de leur humidité et de leur température de stockage. Plus l’humidité du plat, produit culinaire est élevée, plus la quantité de substances solubles dans l’eau diminue de manière intensive. Le vieillissement le plus rapide se produit dans la bouillie de mil, plus lent, la semoule et le sarrasin. L’élévation de la température ralentit le processus rétrograde. Par conséquent, les plats à base de céréales et de pâtes, qui sont conservés dans 4 bains-marie à une température de 70 à 80 ° C, auront de bonnes caractéristiques organoleptiques dans les 4 heures. Si vous mettez du poisson, des pommes de terre, du porridge, etc. dans le four proposé le soir, le petit-déjeuner sera prêt le matin – y compris de l’eau chaude pour le thé, le café (dans la glacière, la température de l’eau est de 95? C).

Le four solaire peut être utilisé pour extraire (digérer) la graisse des os comestibles – combien de temps cela prend-il? 10 heures, pour préparer les aliments pour animaux de compagnie et oiseaux.

L’eau qui a subi un traitement thermique dans une conduite posée le long du fond du bassin salin solaire 1 sera pasteurisée, c’est-à-dire dans laquelle les bactéries pathogènes sont détruites, et l’activité vitale des autres micro-organismes est considérablement supprimée. Comme vous le savez, l’effet de pasteurisation est prédéterminé par la température de chauffage et la durée de maintien de l’eau à cette température. La température minimale de pasteurisation est de 63 ° C et le maintien à cette température doit être d’au moins 60 minutes. En pratique, l’effet de pasteurisation est obtenu lorsque l’eau est chauffée à une température d’au moins 80 ° C et maintenue pendant 15 à 20 s..

L’eau pasteurisée est destinée au lavage de la vaisselle, des couverts, des unités et des pièces d’équipement alimentaire.

Le four solaire peut également être utilisé à la fois pour de nombreux types d’activités industrielles, et pour desservir un grand flux de vacanciers, de voyageurs, d’autant plus que leur flux principal se fait toujours en été..

Pour satisfaire l’appétit des gourmets, qui, en règle générale, sont abondants parmi les vacanciers, pas avec des portefeuilles vides, l’héliofurner peut être utilisé pour le séchage, la cuisson et le fumage de saucisses bouillies, fumées bouillies et semi-fumées, de saucisses, de saucisses, de viandes fumées de porc et de produits à base de poisson

Le four solaire vous permet de fournir l’une des principales étapes du processus technologique pour la production de saucisses, de conserves, de produits de viande et de poisson – traitement thermique (tableau 3).

Processus de traitement	Durée du processus, min	Température de l’environnement de travail,? С	Humidité relative de l’environnement de travail,%
Séchage	10 – 25	60 – 95	25 – 35
Grillage	30 – 140	75 – 100	10 – 20
Cuisine	30 – 100	80 – 85	90 – 100
Fumeur	360 – 1440	50	65

Tableau 3 – Opérations technologiques de traitement thermique des saucisses et viandes fumées

Comme vous pouvez le voir dans le tableau 3, l’énergie solaire accumulée dans le bassin salin solaire, comme certaines autres, convient aux opérations les plus délicates de préparation de plats délicieux.

Les avantages de préparer de délicieux plats sont évidents, puisque le coût du poisson fumé, dans le commerce de détail, est 2 fois plus élevé que celui du poisson frais.

La température de l’environnement de travail pour le fumage à froid est de 20 à 45, et pour le fumage à chaud de 60 à 150 ° C, ce qui permet de fumer également en utilisant l’énergie d’un étang de sel solaire.

Un traitement thermique opportun (pasteurisation), dans lequel la microflore pathogène est détruite sous l’influence d’une température élevée, aide à prévenir la détérioration des produits, à augmenter leur durée de conservation. Le four solaire peut être utilisé pour placer des bains de maturation de la crème dans lesquels la crème est chauffée à la température de son barattage en beurre. Dans le four solaire (chambre), il est possible de réaliser un séchage sous vide dans la production d’aliments pour animaux (viande et os, farine de viande, de sang et d’os) et de graisses techniques par voie sèche.

Les volumes de produits – lait, bière, vin et autres – à pasteuriser sont énormes. L’efficacité de la pasteurisation des produits laitiers à une température de 76 ± 2 ° C est de 98,3 – 99,5%, et à 82 ± 2 ° C – 99,6 – 99,8%.

La cuisson des aliments et des aliments pour animaux ressemblera au travail des machines à laver modernes, lorsque l’essentiel est de charger des choses simples (et, pour la cuisson, les produits semi-finis nécessaires), puis tout se passe en mode automatique.

Application du four solaire dans les régions du sud

Dans les usines d’extraction d’huile d’Ouzbékistan, lors du traitement des graines de coton, la farine est obtenue comme produit secondaire, qui est vendue sous forme d’aliment concentré, car elle contient plus de 40% de protéines brutes.

La farine de coton ne doit pas contenir plus de 0,02% de gossypol libre. Sinon, lors de l’alimentation des animaux, le repas peut entraîner une intoxication, car le gossypol est un poison cellulaire, vasculaire et nerveux qui provoque des processus inflammatoires dans les tissus. Cette toxine affecte le cœur, le foie, les reins, provoque des hémorragies et des infiltrats dans les organes affectés. Il est recommandé que la farine de coton soit incluse dans les rations alimentaires des vaches laitières, des bovins de boucherie et des ovins dans une mesure limitée. Il est problématique d’utiliser de la farine dans l’alimentation des porcs, qui, comme la volaille, sont sensibles aux manifestations toxiques du gossypol. Pour améliorer les rations alimentaires des animaux de ferme et de la volaille, les éleveurs ont besoin de farine à faible teneur en gossypol libre (jusqu’à 0,01%) et en fibres (jusqu’à 15%). Auparavant, un tel tourteau était obtenu dans les conditions industrielles du Kokand MZhK sur la base de la friture à basse température de farine de graines de coton grossièrement moulue à 75 – 80 ° C et du traitement de la pulpe en utilisant la méthode d’extraction pré-presse. Cependant, dans le même temps, les performances techniques et économiques de l’entreprise se sont détériorées, en raison d’une consommation d’énergie supplémentaire.

Par conséquent, pour faire frire le repas, sans détériorer les performances des entreprises, en raison du manque de consommation de carburant organique, il est possible d’utiliser un four solaire de grande taille pour faire bouillir le coton de farine, équipé d’une mécanisation appropriée.

L’utilisation généralisée des fours solaires en Russie réduira considérablement la consommation de carburant inutile, améliorera la situation environnementale, augmentera la sécurité énergétique de la population, de l’industrie des loisirs et des services publics et augmentera leur souveraineté énergétique.