Ротационная печь: устройство, эксплуатация, выбор

Содержание:

Устройство и работа
Сопутствующие продукты
Газ, электричество или дизель?
Какую выбрать?
Об экономике
О производстве

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*

Ротационные печи широко используются в различных отраслях промышленности, а в пищевой хлебопекарной кроме ротационных распространены печи туннельные, подовые, конвекционные и др. Однако хлебопекарная ротационная печь в настоящее время доминирует на предприятиях с небольшим и, частично, средним объемом выпуска продукции и вынужденно-прерывистым производственным циклом, т.е. с неполной по времени технологической нагрузкой оборудования. Объясняется это тем, что в данных условиях ротационная печь при относительной доступности по начальной стоимости проявляет очень хорошие показатели рентабельности, времени окупаемости (см. далее), а срок ее службы оказывается довольно большим. В большинстве современных ротационных печей кроме хлеба можно производить выпечку и готовить пиццу.

Кроме того, массогабаритные показатели пищевых ротационных печей позволяют устанавливать их в помещениях, выполненных по бытовым нормам прочности; по крайней мере, на первых этажах зданий с железобетонными перекрытиями.

Фактически, ротационная печь на сегодняшний день – оптимальный вариант для мини-пекарни, совмещенной с кондитерским производством, с большим отрывом от прочих. Настоящая публикация предназначена дать читателю сведения для обоснованного выбора хлебопекарной ротационной печи по технико-экономическим показателям.

Устройство и работа

Хлебопекарные ротационные печи действуют по принципу вращения тележки (вагонетки) с противнями (поддонами), на которые выложен полуфабрикат, во взвихренном потоке горячего воздуха. Закручивание воздушного потока обратно вращению тележки, что обеспечивает равномерное пропекание продукции. Такая конструкция позволяет получить ее качество вплоть до отличного, но учтите, что эксклюзивные продукты, вроде подового хлеба из русской печи, тульских пряников или пиццы из неаполитанско-сицилийской дровяной печи, из ротационной не выйдут: для их получения необходим комбинированный конвекционно-лучевой прогрев. Как печется хлеб в ротационной печи, см. видео ниже:

Видео: выпечка хлеба в ротационной печи

Устройство хлебопекарной ротационной печи показано на рис. ниже. Важный элемент ее корпуса 1 – теплоизоляция 1а. Чтобы режимы печи выдерживались точно для разных видов продукции, толщина и качество изоляции должны соответствовать объему камеры и мощности нагревателя. Слишком мощная изоляция уменьшит среднее энергопотребление печи, однако при изменении режима в процессе выпечки одной и той же партии будут наблюдаться скачки температуры в камере, ухудшающие качество продукции. Слабая изоляция даст тот же эффект, но печь окажется еще и неэкономичной. В популярных и экономически эффективных моделях ведущих производителей (см. далее) свойства теплоизоляции и тепловая мощность нагревателя точно согласованы и поэтому характеристики изоляции в торговых спецификациях не приводятся.

Устройство хлебопекарной ротационной печи

Наружный воздух засасывается через фильтр. Часть его потребляется нагревателем 1б пламенным с нагнетателем на газе, дизельном горючем, древесном топливе (редко) или электрическим на ТЭНах с принудительным обдувом. Первичный горячий воздух в теплообменнике 1в греет технологический, который нагнетается в рабочую камеру 4-х, 6-ти или 8-гранной формы. Потоки отработанного воздуха совместно вытягиваются в газоход вытяжной системой 1г, рассчитанной на расход больший, чем у нагнетателей нагревателя/горелки и камеры вместе взятых. Таким образом, качество готовой продукции, получаемой из исправной печи, от рода топлива и способа нагрева не зависит.

Примечание: все детали технологического объема ротационных печей (включая воздушный тракт) изготавливаются из пищевой нержавеющей стали.

Тележка

Тележки ротационных печей (поз 2 на рис.), рассчитанных на технагрузку до 65-70% и односменную работу, при закатывании в камеру цепляются за потолочный крюк, вращаемый электромотором; их колесики во время выпечки также поворачиваются и вращаются. В более дорогих печах, рассчитанных на непрерывную нагрузку и 2-3 сменную работу, тележка устанавливается на вращающийся пол. Это практически устраняет износ колес тележки и техперерывы на ее ремонт.

В только хлебопекарных печах на 1 м высоты тележки предусмотрена установка 5-7 противней (всего по 10-15 на тележку). В таких печах, как правило, отсутствует увлажнитель воздуха (см. ниже), потому они существенно дешевле хлебопекарно-кондитерских. В последних на тележку может приходиться до 25 противней; при выпечке хлеба они устанавливаются через один.

Увлажнитель

Увлажнитель воздуха в камере (поз. 3) периодически, согласно выбранной программе обработки (см. ниже) подает в нее определенные дозы водяных паров, чтобы печенье/коржики не вышли пересушенными, невкусными и крошащимися. Между прочим, увлажнять при выпечке нужно и сухое печенье, так что пытаться печь крекеры в хлебной печи толку не будет. Заправляется расходный бак увлажнителя водой дистиллированной, артезианской или очищенной не хуже чем до 4-6 немецких градусов жесткости. Имейте в виду: выход печи из строя вследствие заправки увлажнителя слишком жесткой водой – случай негарантийный, о чем ясно указывается в спецификациях на печи.

Управление

Ротационные хлебопечи с электромеханическим управлением ныне раритет: по цене ненамного дешевле компьютеризованных, но режимы выпечки без непрерывного присмотра держат куда как менее стабильно. Как следствие – к такой печи нужна штатная единица оператора, более ничем не занятого. Кто бизнесует по малости, знает, что значит для предприятия лишняя зарплата квалифицированному работнику.

Компьютеризованные печи работают полностью автоматически; персоналу остается загрузить полуфабрикат и выгрузить готовое. Вид компьютерного управления печью можно определить уже по ее пульту. Относительно недорогие печи-полупрофи работают по зашитым изготовителем программам, выбираемым сенсорами/кнопками с пульта (поз. 4а). Очередную операцию по выпечке партии можно прервать, приостановить, запустить преждевременно следующую. Это позволяет, набравшись опыта, печь не только запрограммированные продукты.

С пульта дорогой профессиональной печи (поз. 4б) можно задавать режим каждой очередной операции, формируя таким образом свою уникальную программу выпечки, которая записывается в память печи и может быть использована многократно. Кроме того, в память печи-профи изготовителем по умолчанию зашивается набор стандартных программ, аналогичных пред. варианту.

Зонт

Зонт-пароулавливатель (поз. 5) затягивает в себя горячий влажный воздух, выходящий наружу при открывании дверцы печи. Вытяжка цеха/участка с печью должна быть рассчитана на суммарный расход воздуха технологического и от зонта.

Рабочий цикл

Ротационная хлебопекарная печь работает след. образом:

Перед включением печи ее дверца должна быть закрыта.
При включении дверца блокируется, пока камера не прогреется до рабочей температуры (см. также далее). Так нужно, чтобы не испортить первую партию продукции.
Камера прогревается до рабочей температуры; печь при этом потребляет свою полную мощность.
Камера прогрета, дверца разблокирована, сигнализатор пискнул и/или замигал. Подача горячего воздуха прекращается.
Производится загрузка полуфабриката.
Автоматика «видит», что тележка в камере, блокирует дверцу, подает в камеру воздух, крутит тележку.
Производится выпечка; нагреватель работает в режиме «догрева», поддерживая в камере заданную температуру. Средняя мощность, потребляемая печью, снижается в 5-7 раз.
По окончании заданного рабочего цикла нагрев переключается на минимум мощности, подача воздуха в камеру прекращается. Температура в камере падает до безопасной в данном производстве.
Камера остыла, автоматика разблокирует дверцу, включает зонт, подает сигнал: «Выгружайте!»
Готовое выгружено, камера пустая – дверцу нужно закрыть, иначе не включится догрев камеры.
Камера снова прогрета как надо – рабочий цикл повторяется.

Отсюда видно, что основное энергопотребление печью происходит при первичном включении и во время перерывов на выгрузку-загрузку. Следствие: ротационная печь будет тем экономичнее, чем полнее она технологически нагружена по времени и чем оперативнее производится загрузка-выгрузка.

Примечание: экономические показатели ротационных печей (см. далее) приведены для односменной работы при технагрузке 65-70% по времени.

Сопутствующие продукты

Из цикла работы ротационной печи также понятно, что сопутствующая загрузка (кондизделия и пр.) благотворно сказывается на рентабельности печи. Однако хлебно-кондитерские печи, помимо наличия увлажнителя, должны удовлетворять еще некоторым условиям. Два из них общие – минимум энергопотребления на разогрев (см. далее) и возможность ставить на тележку удвоенное против хлебного количество противней. Другие несколько разнятся в зависимости от вида сопутствующей продукции. Объясняются они тем, что в данном случае пропечь нужно тонкий слой или небольшую массу теста; возможно, с начинкой.

Выпечка

Ротационная печь для выпечки должна обеспечивать рабочую температуру до 300-350 градусов Цельсия. Если рабочая температура в камере до 250 градусов, это печь хлебная и для пиццы; возможно, для круассанов и булочек с начинкой, но хорошего печенья и коржиков из нее не выйдет. На российском рынке в качестве кондитерско-хлебной (первое – преимущественно) стабильно позиционируется печь ПКМ-5Р-1 пр-ва ООО Костагруп (Пенза). Ее особенности, как преимущественно кондитерской – малое энергопотребление обеспечивающих устройств и узлов (потребляемая мощность 2,5 кВт на газу при тепловой 80 кВт) и небольшое для данного класса печей время начального прогрева камеры – 30 мин. К сожалению, сервисная база зачаточная, однако в мини-пекарне, основной доход которой от кондизделий, эта печь обеспечит экономические показатели лучшие приведенных далее.

Примечание: для совсем маленькой пекарни с нерегулярной нагрузкой хлебно-кондитерский оптимум, возможно, найдется в виде печей линеек мини брендов Kumkaya (Турция), Sottoriva или Bassanina (Италия). В данном случае для уменьшения срока окупаемости большое значение имеет невысокая начальная стоимость печи.

О домашних кондитерских

Если ваша предполагаемая кондитерская домашняя или ларьке, то ротационная печь, конечно, не вариант. В таком случае вам нужна настольная камерная конвекционная печь (см. рис.) ценой 25-35 тыс. руб. против 700 тыс. – 1,3 млн. ротационной. Электропитание – бытовые 200 В 2-5 кВт, разрешений-лицензий не нужно; монтажные работы – по подключению к бытовой газовой сети, если печь на газу. Популярные бренды – Abat, Unox, SMEG электрические, Hansa, Gorenje – газовые.

Камерная конвекционная кондитерская печь

Пицца

Ротационная печь для пиццы помимо нужной максимальной, должна обеспечивать стабильную минимальную температуру в 50-60 градусов, чтобы на пережечь начинку. У рестораторов достаточно популярна итальянская печь Fiorini Flex. Она работает на газе и… дровах! Как известно, пицца «на дровах» продается дороже «ненатуральной».

Для мини-пиццерии с не особо взыскательной клиентурой более подойдут настольные электрические корейские печи для коно-пиццы Kocateg FPE и FPE2. Отзывы пользователей о последней, правда «желтенькие»; видимо, сказалось увеличение функционала (и стоимости) без существенного повышения производительности. Питание той и другой – бытовые однофазные 220 В 3,5 кВт. Загрузка – до 8-ми пицц одновременно.

Газ, электричество или дизель?

Существенное значение на экономические показатели ротационной печи оказывает вид энергоносителя для нее. Немаловажны также затраты и хлопоты, в зависимости от вида печи, на ее установку и оформление документально. Поризводители чаще всего предлагают многотопливные варианты: электричество, газ (природный или сжиженный), дизель. Смена способа нагрева осуществляется перестановкой теплогенератора другого типа (горелки, нагревателя) на фланец одной и той же печи. К ней при покупке можно взять один, 2 или все 3 штатных теплогенератора. Дизтопливо – в любом случае альтернативный вариант на случай перебоев в снабжении основным энергоносителем, т.к. эксплуатация печи на дизеле обходится дорого.

Газ

Газовая печь, как известно, в эксплуатации дешевле всего – топливо недорогое. Но – не все так просто. Во-первых, тянуть 3-фазный фидер, делать защитное заземление и получать разрешение от электриков (от газовщиков – само собой) для газовой печи тоже нужно, т.к. питание ее обеспечивающих устройств 3-фазное 380 В, а потребляемая электрическая мощность у многих моделей выходит за бытовые 10 кВт. Т.е., топить ротационную печь газом имеет смысл, если у вас достаточно средств на старт предприятия, а вот уровень рентабельности в дальнейшей перспективе не вполне ясен.

Электричество

Максимальная потребляемая мощность электрической ротационной печью находится в пределах от 20 кВт (печи-мини) до 90 кВт (высокопроизводительные). Тут главное – определить расход электроэнергии на начальный прогрев и догрев камеры: печь, более мощная, на деле может оказаться экономичнее. В спецификациях производителей (особенно – зарубежных) чаще всего указывается только время догрева, но и по нему можно сориентироваться. Напр., приглянулись 2 печи: 30 кВт, догрев за 13 мин и 45 кВт, догрев за 8 мин. В первом случае относительное время догрева 13/60 = 0,2167 часа; во втором – 0,1333 часа. Электричества та и другая на догрев «съест» соотв. 30х0,2167=6,5 кВт/ч и 45х0,1333=6 кВт/ч. Плюс, на каждой перегрузке печи экономится 5 мин, что может быть важно, если предприятие хорошо нагружено. Время первоначального разогрева можно принять в 2,5 времени догрева в работе.

Дополнительный плюс в пользу электрических печей для мини-пекарен – они поставляются разобранными; модули печи поодиночке проходят в обычный дверной проем, а газовые печи – нет. Ведущие производители стоимость сборки печи на месте собственными монтажниками включают в цену изделия; по крайней мере, в больших городах. Кроме того, разрешения от газовщиков на электрическую печь не нужно, а получение такового от пожарников намного упрощается.

Об альтернативах

На Украине действуют ЧП, активно продвигающие на rutube переделку ротационных печей под пеллетные горелки. В тамошних условиях это, возможно, и оправдано, но, учтите, что:

Пеллеты – низкокалорийное высокозольное топливо, санитарным условиям РФ для предприятий пищевой промышленности не удовлетворяющее. Зола от пеллет на удобрения не годится, т.к. содержит вредные вещества и должна утилизироваться как промышленные отходы;
Стоимость 1 Гкал тепла от пеллетной горелки в РФ не будет ниже газовой;
Для обслуживания пеллетной горелки, скорее всего, понадобится штатная единица истопника;
Автоматика ротационных печей не рассчитана на топку пеллетами, так что нужен будет и квалифицированный оператор печи с санкнижкой;
Заводская гарантия и сертификация печи производителем при переделке на пеллеты аннулируются. Сертифицировать печь (если это вообще возможно) придется индивидуально для себя и за свои.

Фактически, получить в РФ разрешение на эксплуатацию ротационной печи на пеллетах мало реально. Если же его удастся выправить, печь окажется не окупаемой.

Новая или б/у?

Действительно, а если печь б/у? Гарантия все равно сгорела, сертификацию можно как-то подсунуть под переоформление старого сертификата. Но – ротационная хлебопекарная печь относится к категории оборудования с повышенным эксплуатационным износом. Поэтому вопрос: купить новую или б/у может быть решен в пользу последней при соблюдении след. условий:

Печь продается в порядке ликвидации убыточного предприятия, или при сокращении нерентабельного производства (кафе/рестораном, отелем, загородным клубом, кемпингом), т.е. по времени за смену она использовалась не более чем на 50-60%;
От выпуска в продажу производителем прошло не более 3-х лет;
За печь просят не более 150-200 тыс. руб.

При несоблюдении любого из этих условий печь не окупится никогда. Особенно остерегайтесь печей из гипермаркетов – их выпечкой, т.е. не основным режимом, за полтора-два года полностью убивают, потом кое-как латают, и – всем желающим! Смотрите, почти что новая!

Примечание: полезно будет также поинтересоваться, вел ли продавец журнал учета рабочего времени печи (вообще-то должен), сколько там «натикало» часов, и сравнить с ресурсом в часах, заявленным производителем.

Какую выбрать?

Общие сведения могут быть полезны, но какую именно печь брать? С точностью до модели заданной производительности? Обмен санкционными тумаками привел к тому, что ныне рынок ротационных хлебопекарных печей прочно держат отечественные производители – НПФ Восход (Саратов) и ТвЗПО (Тверской завод пищевого оборудования). Их печи по качеству не уступают известным мировым брендам Miwe (Германия), Revent (Швеция) и Forni Fiorini (Италия), которые удержали ок. 20% рынка, но с ослабленной сервисной базой. Цены российских ротационных печей держатся в пределах 0,7-1,1 млн. руб.; европейских – 1-1,4 млн. Ок. 10% рынка приходится на 5-6 отечественных производителей, от которых неплохо спрашивают печи ПВТ (пр-во Иртыш, Омск), итальянские и шведские 2-3 эшелонов и турецкие, но у них у всех неважно с сервисной инфраструктурой, что существенно при покупке газовой печи. В общем, если ваше предприятие предполагается загружать до 75% времени в одну смену, то лучше брать печь саратовскую или тверскую, меньше нужно начальных вложений. Если вы уверены, что загрузка в смену или 2-3 смены будет полная, то возможен вариант печи европейской. Под загрузку до 60% в одну смену или нерегулярную более подойдут печи подешевле из «подвала». Если приглянулась печь от кого-то из аутсайдеров, проверьте, где их ближайший сервисный центр.

Примечание: сроки наработки на отказ у саратовских, тверских и европейских ротационных печей примерно одинаковы, но в условиях санкционной войны российские производители могут давать гарантию в 1,5 года, а европейские вынуждены ограничиться годичной.

Ротационные печи приобретают, как правило, подготовленные пользователи, и нечестные маркетинговые уловки при их продаже применяются очень редко. Тем не менее, популярные модели хлебопекарных ротационных печей лучше выстроить по сочетанию показателей экономической эффективности (см. далее). Из общедоступных в рунете наиболее полный и точный анализ экономической эффективности ротационных печей подготовлен экспертами ТвЗПО. После его незначительной корректировки по последним данным рейтинг ротационных печей по экономичности оказывается следующим:

Ротор Агро 202Г, Ротор Агро 302Г – ТвЗПО;
Муссон-Ротор 99МР-01, Муссон-Ротор 77М-01 – НПФ Восход;
Maxi Rotor Forni Fiorini (Италия);
ПВТ-2Г и ПВТ-3ГД – Иртыш, Омск;
ROTOR-G Forni Fiorini;
V 42 Gas Sveba Dahlen (Швеция);
ROLL-IN RI1.0711TL Miwe (Германия);
Муссон Ротор 55-01;
Lider 140 G – Kumkaya (Турция);
FD-150 – CRV (Турция).

Примечание: тверские и саратовские печи по надежности и эффективности практически равноценны, но тверчане, борясь за рынок, стараются продавать свои немного дешевле, так что 1-2 места в рейтинге могут меняться вследствие конкуренции.

Об экономике

По причине того же в целом не жуликоватого маркетинга главные эксплуатационно-экономические показатели ротационных печей возможно простой обработкой исходной выборки методом наименьшего СКО (среднеквадратического отклонения) привести к простой и понятной любому пользователю величине – начальной стоимости печи. Результат дан на рис.: слева – удельные затраты на 1 батон хлеба; в центре – коэффициент рентабельности; справа – срок окупаемости в месяцах.

Экономические показатели хлебопекарных ротационных печей (рис – tvezpo.ru)

Выводы по выбору печи согласно ценовой категории из полученных графиков получаются следующие:

Для предприятий с нерегулярным сбытом данных видов продукции (мини-пекарня в малом населенном пункте, дополнительное производство в кафе, недорогом ресторане, сезонное заведение) – печи минимальной стоимости. Ротационная печь – агрегат не дешевый, и тут для скорейшего выхода на окупаемость важна доля расходов на нее в общем комплексе затрат на оборудование.
Мини-пекарня, работающая в одну смену с нагрузкой до 60-75% – печь российского производства.
То же, но с нагрузкой более 75% в одну смену или 2-3 сменная – печь ведущих европейских производителей.
Хлебопекарное предприятие среднего ближе к большому масштаба со стабильным объемом продаж – дорогая высокопроизводительная европейская печь с гарантией от 24 мес. (пологие участки графиков слева и в центре). Долговременная устойчивость вполне налаженного достаточно большого предприятия возможна только не на предельно высоких коэффициентах рентабельности, что компенсируется большой выручкой в денежном выражении при соотв. объемах производства. А сокращение срока окупаемости печи обеспечит полная или почти полная нагрузка высоконадежного агрегата в 2-3 смены.

О производстве

Вопрос о полном комплексе затрат на технологическое оборудование для предприятий малых, или в которых хлебобулочные изделия побочная продукция, поднят не зря. Чтобы печь хлеб или готовить выпечку, одной печи мало. Хлебобулочное и кондитерское производство достаточно сложные отрасли, но как осуществляется эксплуатация ротационной печи непосредственно в цеху/на участке в комплексе с прочим оборудованием, см. видео: