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REVISIONS EQUIPEMENT. 1.NOTION DENERGIE Il existe 3 unités dénergie : -le -la Conversion : Joule (J), kilowattheure (kW.h), calorie (cal) 1kW.h = 3600.

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1 REVISIONS EQUIPEMENT

2 1.NOTION DENERGIE Il existe 3 unités dénergie : -le -la Conversion : Joule (J), kilowattheure (kW.h), calorie (cal) 1kW.h = 3600 kJ 1 cal = 4.18 J

3 Exercice 1: Convertir : kJ en kW.h - 68 kW.h en J J en kW.h on sait que 1 kWh =3600 kJ donc 5531 kJ équivaut à (5531 x 1) / 3600 = 1.54 kWh 68 kWh = Wh, on sait que 1 Wh =3600 J donc J équivaut à ( x 3600 = Joules 231 J = 231/1000 kJ (1 kWh = 3600 kJ) donc kWh équivaut à 0.231/3600 = kWh = kWh

4 Exercice 2: Attribuer à chaque source dénergie la phrase correspondante : -énergie des réactions chimiques =E.chimique Il existe 6 formes dénergie différentes : chimique, mécanique, électrique, rayonnante, thermique, nucléaire. -énergie du noyau de latome = -énergie du courant électrique = -énergie des mouvements = -énergie des rayons UV, X, gamma, ondes radio et TV = -énergie de lagitation de latome = E.nucléaire E.électrique E.mécanique E.rayonnante E.thermique

5 Le rendement de la transformation (0

6 Exercice 3: Un moteur automobile diesel transforme lénergie chimique du gazole en énergie mécanique et énergie thermique : - le rendement de la transformation R = 0.2 soit 20% -1kg de gazole contient 11.9 kW.h dénergie chimique. Combien dénergie mécanique et dénergie thermique obtient-on en consommant 1kg de gazole ? indiquer le résultat en kW.h et kJ

7 -R (0.2 soit 20%) = Eu (énergie mécanique) / Ec (11.9 kW.h) -Eu = R x Ec = 0.2x11.9 = 2.38 k.Wh donc lénergie mécanique est de 2.38 k.Wh soit 2.38 x 3600 = 8568 kJ -Énergie parasites = E thermique représente 80% soit 11.9 – 2.38 = 9.52 k.Wh soit kJ

8 3.NOTION DE PUISSANCE P (exprimée en watts, symbole W ) - P en watts (W), - E en Joules (J), - temps en secondes (s) P = Energie utile/temps - P en kiloWatts (kW), - E en kiloWatt.heure (kW.h), - durée en heures (h) ou Equivalence dunité : 1 W =1 J/s

9 Exercice 4: Calculer lénergie consommée par les appareils suivants (en kW.h et en kJ): 1ère question: De quoi dispose ton ? - un congélateur de 230 W fonctionnant pendant 2 jours - de linconnu que lon recherche Ec en kWh ou en kJ, - de la Puissance (P) de lappareil - de la durée (t) de fonctionnement 2ème questions: Quelle formule que je connais contient ces 3 paramètres ? P = E / t (P en watts (W), E en Joules (J), temps en secondes (s) ou P en kW, E en kW.h, durée en heures (h)) attention: il y a encore plus simple, la Puissance P est équivaut à tant de W ou kW consommés si on fait fonctionner lappareil pendant 1 heure

10 - - Un congélateur de 230 W fonctionnant pendant 2 jours On sait que le congélateur consomme 230 W si il fonctionne pendant 1 heure soit 230/1000 kW/h donc si il fonctionne 2 jours soit 48 heures lénergie consommée (Ec) sera de = t (h) x P (kw) = 48 x = kWh ensuite, 1 kWh = 3600 kJ donc kWh équivaut à x 3600 = kJ - - Une ampoule de 60 W fonctionnent pendant 2 jours E en kWh = P x t = 60/1000 x 48 = 2.88 kWh En kJ 1 kWh = 3600 kJ donc 2.88 x 3600 = kJ - Un four à micro-ondes de 1500 W fonctionnant pendant 2 min 30s 2 minutes 30 secondes : 1 heures = 60 minutes donc 2,5 minutes = 2.5 x 1 / 60 = heure E en kWh = P x t = 1500/1000 x = kWh en kJ 1 kWh = 3600 kJ donc x 3600 = 225 kJ

11 Exercice 5: Pour cuire un aliment, un four électrique de 4 kW consomme kJ. Quelle est la durée de cette cuisson ? on sait que : P = E / t (P en watts (W), E en Joules (J), temps en secondes (s) ou P en kW, E en kW.h, durée en heures (h)) donc t = E/P P est en kW, Ec = kJ et on cherche t : il faut bien homogénéiser les unités : si on choisit dexprimer t en heures il faut basculer Ec en kWh : Ec = kJ = / 3600 = 6 kWh Comme t = E/P = 6/4 = 1.5 heures soit 1 heures 30 minutes

12 Exercice 6: La consommation dune chaudière à gaz a été de kW.h pour une saison. - sa puissance moyenne de 18 kW. Pendant combien de temps a-t- elle fonctionné ? Comme t = E/P = / 18 = heures soit 1111/24 = 46.3 jours ( 0.3 jours = 7.2 heures = 7 heures 12 minutes) = 46 jours 7 heures 6 minutes 40 secondes - son rendement est de 85%. Quelle a été la chaleur dégagée dans le logement ? évaluer les pertes thermiques. le rendement dune machine est le rapport entre lénergie utile (Eu) quelle fournit et lénergie quelle absorbe ou consomme (Ea ou Ec) : R = Eu / Ea ou c on dispose de R = 85 % = 85/100 = 0.85, Ec ou a = kWh donc Eu = R x E a ou c = 0.85 x = kWh perte thermique = Ec – Eu = – = kWh ou (R) = 0.15 x = 3000 kWh de perte thermique

13 4.NOTION DENERGIE THERMIQUE La température dun corps représente lénergie thermique quil contient. 3 échelles de Température existent : EchelleUnitéConversion Référence T(K) = T(°C) T(°F) = 1.8 x T(°C) + 32 Celsius°C KelvinK Farhenheit °F

14 4.1.Énergie mise en jeu lors du changement détat dun corps La chaleur latente de fusion de la glace est de 334 kJ/kg Il faut donc une énergie de 334 kJ pour faire fondre un kilo de glace ( ma température de la glace est de 0°C au départ, la température de leau obtenue est aussi de 0°C) Energie = Chaleur latente x Masse Energie en kJChaleur latente en kJ/kgMasse en kg Note : il faut apporter de lénergie à un solide pour quil se transforme en liquide (fusion), puis en vapeur (vaporisation). Il faut enlever de lénergie à un gaz pour quil se transforme en liquide (condensation), puis en solide (solidification) (ex: fusion de la glace)

15 Exercice 7: Pour les changements détat suivants, préciser sil y a absorption ou production de chaleur : vaporisation, condensation, solidification, fusion, sublimation.

16 Absorptio n de chaleur Production (céder ) de chaleur Définition des états Vaporisa tion x Exemple du litre deau que lon monte à ébullition leau pour devenir vapeur absorbe la chaleur produite par la plaque Condens ation xPassage de létat gazeux à « solide » exemple de la vapeur deau de lexpiration sur la fenêtre qui va relarguer toute la chaleur emmagasinée en donnant des gouttes deau de condensation voir de la gelée si la température extérieure est très basse. Solidifica tion xExemple de la graisse animale à létat liquide lors du chauffage et qui redevient solide si quelques gouttes tombe sur le plan de travail Fusionx Exemple du beurre que lon chauffe et qui passe de létat solide à létat liquide Sublimati on x Passage de létat solide à gazeux, exemple du réfrigérateur

17 Exercice 8: Calculer lénergie nécessaire pour : - réaliser la fusion de 3 kg de glace - réaliser lévaporation de 150 L deau données : chaleur latente de fusion de leau : 334 kJ/kg chaleur latente de vaporisation de leau : kg -1 trucs et astuces : le jour du bac bien regarder les données figurant sur le sujet elles doivent être toutes utilisées il ny en a jamais en trop. Donc ici il va falloir utiliser C L fusion et C L vaporisation il est question de lénergie (E) nécessaire pour réaliser la fusion (C L fusion ) de 3 kg de glace (M) donc la formule quil va falloir utilisée doit faire apparaître cest 3 paramètres E (kJ) = CL (kJ/kg) x M (kg) = 334 x 3 = 1002 kJ pour la fusion de la glace trucs et astuces : si vous ne savez plus trop les unités il suffit de regarder lunité des données ici chaleur latente de fusion de leau : 334 kJ/kg il est question de kJ pour lénergie (E) et de kg pour la masse (M) il vous suffit de respecter les unités et cest ok… 1Litre deau = 1kg deau (faire expérience chez vous en pesant une bouteille de 2 litres deau vous verrez !!!), attention le fameux kg –1 nen tenez pas compte pour faire les calculs, il sagit dune autre façon dexprimer le /kg E (kJ) = CL vaporisation (kJ/kg) x M (kg) = x 150 = kJ pour lévaporation de leau

18 4.2.Énergie mise en jeu lors des variations de température dun corps ex : chauffage dun kilo deau à 15°C jusquà 45°C lénergie nécessaire est : E = M x C x (T finale – T initiale) E énergie en kJ M masse en kg T température en °C ou en K C capacité thermique massique en kJ/kg/°C ou en kJ/kg/K - C eau = 4.18 kJ/kg/°C E = 1 x 4.18 x (45-15) = kJ pour chauffer 1 kg deau de 15°C à 45°C

19 Exercice 9: un chauffage à eau électrique à accumulation a une capacité de 150 L. - - calculer lénergie nécessaire à lélévation de la température de leau de 10 à 60°C de quoi dispose t-on ? de M = 150 l ou kg, de la C 4.18 kJ/kg/k ou °C, de la Température initiale (Ti) 10°C et de Tfinale (Tf) 60°C et linconnu énergie nécessaire (E) de quelle formule a ton besoin ? E = M x C x (Tf - Ti) pour les unités je regarde les données capacité thermique massique de leau : 4.18 kJ/kg/K : kJ pour E, kg pour M et K ou °C pour T application : E = 150 x 4.18 x (60 – 10) = kJ dénergie nécessaire - - calculer lénergie réellement consommée truc et astuces : on vous demande Ec maintenant donc on en déduit que E ci dessus équivaut à Eu Ec comment la calculer ? de quoi dispose t-on ? rendement du chauffe eau : 92% = 0.92, on sait que R = Eu / Ec donc Ec = Eu / R = / 0.92 = kJ réellement consommés

20 - calculer la puissance de lappareil sachant que la durée de chauffage est de 2h30 P ???? t = 2h30, E laquelle utiliser et bien il faut toujours utiliser lENERGIE CONSOMMEE pour calculer la PUISSANCE P = Ec/t, Ec = kJ soit 34076/3600 = 9.47 kWh et t 2h30 = 2.5 heures : P = 9.47 / 2.5 = 3.79 kW

21 Exercice 10: Un four électrique est utilisé pour réchauffer un plat congelé de 500 g de légumes cuisinés. Ils sont pris à –18°C et amenés à 65°C. calculer lénergie thermique totale absorbée par les légumes et la durée du réchauffement. Ça se corse maintenant il faut passer dune température négative à une température positive, hors de question de faire un passage direct il faut dabord passer de –18°C à 0°C congelé, puis de 0°C congelé à 0°C non congelé, et enfin de 0°C non congelé à + 65°C. Le tout en utilisant les données de lénoncé au fur et à mesure.

22 données : capacité thermique massique : -des légumes congelés : 4.08 kJ/kg/°C -des légumes non congelés : 2.31 kJ/kg/°C chaleur latente de fusion des légumes : 361 kJ.kg -1 puissance du four : 1000 W = 1 kW - de –18°C à 0°C congelé : E a = M x C légumes congelés x (Tf – ti) = 500/1000 x 4.08 x (0-(-18) = kJ de 0°C congelé à 0°C non congelé : E L = M x C L de fusion des légumes = 0.5 x 361 = kJ de 0°C non congelé à +65°C : E a = M x C légumes non congelés x (Tf – Ti) = 0.5 x 2.31 x 65 = kJ Ea totale = = kJ soit /3600 = kW la durée de réchauffement : P = E/t donc t = E/P = kWh / 1 = heure = x 60 = 4.86 minutes presque 5 min

23 5. PRODUCTION D ENERGIE THERMIQUE 5.1. A partir de lélectricité Une résistance R ( en Ohms) traversée par un courant dintensité I ( en Ampères, A) et de tension U (en Volts, V) produit une puissance thermique P ( en watts, W) égale à : P = U x IU = R x I avec Exemple dappareillage: grille pain électrique, fours classiques électriques (compléter les documents 1, 2, 3), plaque électriques,..... Watt WVolt VAmpère A Watt W Ohms Ampère A

24 Exercice 11: Production dénergie thermique à partir de lélectricité. - quest-ce que leffet Joule ? leffet joule ou thermique : cest lorsquun conducteur électrique (plaque électrique) réalise la transformation de lénergie électrique en énergie thermique. En effet, leffet joule se produit lorsque la résistance électrique de lappareil est parcourue par le courant électrique et séchauffe (plaque électrique, radiateur...) - compléter le tableau suivant : truc et astuce les formules à connaître : U (V) = R ( ) x I (A) et P (W) = U (V) x I (A)

25 Ca s démonstrationPuiss ance Tensi on Résist ance Intens ité 1 U = P / I = 3 /1000 W / 8 A = 375 V U = R x I = 375 / 8 = 47 3 kW375 V A 2 I = U / R = 230 / 10 = 23 A P = U x I = 230 x 23 = 5290 W 5290 W 230 V A 3 I = P/U = 15 / 9 = 1.7 A R = U / I = 9 / 1.7 = W9 V A

26 Exercice 12: Un fer électrique porte les indication : 500 W, 120 V. Quel est lintensité du courant qui le traverse ? quelle est sa résistance ? P (W) = U (V) x I (A) : I = P / U = 500 / 120 = 4.2 A U (V) = R ( ) x I (A) : R = U / I = 120 / 4.2 = 28.6

27 5.2. A partir dun combustible Les combustibles sont caractérisés par leur pouvoir calorifique (PC) inférieur (PCI pour les combustibles liquides) ou supérieur (PCS pour les combustibles gazeux) Energie libérée PC = masse ou volume de combustible utilisé PC en kJ/kg, en kW.h/m 3 ou en kW.h/kg E en kJ ou en kW.h masse en Kg, volume en m 3

28 Principaux combustibles : nomFioul (= gazole)Gaz naturelpropaneButane compositio n hydrocarburesméthanePropane (GPL)Butane (GPL) formation Issus de la distillation du pétrole brut, sauf le gaz naturel extrait de gisement naturels densité 0.85 par rapport à leau 0.55 par rapport à lair 1.5 par rapport à lair 2 par rapport à lair Pouvoir calorifique PCI = 11.9 kW.h/kgPCS = 11 kW.h/m 3 PCS = 25 kW.h/ m 3 PCS = 33 kW.h/ m 3 remarques Stockage en cuveRéseau GDFConditionné en bouteille Exemple dappareillage : four à gaz, cuisinière à gaz, chauffage-eau à gaz, chauffage central à mazout,….

29 Calculer lénergie libérée par 5 litres de gazole E = Pc x M Pc = 11.9 kW.h/kg M densité gazole 0.85/Leau M densité gazole 0.85/Leau (Kg) Donc pour 1 Litre deau jai 0.85 litre de gazole Soit dans 5 litres de gazole: 5 x1/0.85 = 5.88 Kg E = 11.9 x 5.88 = 70 kW.h

30 5.3. Par production dénergie rayonnante à partir de lélectricité Exemple de la plaque à induction : Un générateur électronique transforme le courant électrique en courant à très haute fréquence ( Hertz, Hz). Une source magnétique (inducteur) traversée par ce courant produit un rayonnement électromagnétique (25 à 30 kHz). Ce rayonnement traverse la plaque vitrocéramique et provoque un échauffement des matériaux en fer ou riches en fer. Les autres restent froids.

31 Exemple du four à micro-ondes : Le courant électrique alternatif arrive au niveau de transformateur (10) qui produit un courant continu de haute tension. Ce courant continu alimente un émetteur dondes appelé magnétron (13) et un ventilateur (12) (pour refroidir le magnétron, rendement entre 50 et 60%). Le magnétron produit des micro-ondes (énergie électromagnétique) qui vont être guidées jusquà lenceinte (11) et propagées dans cette dernière. Afin que la répartition des micro-ondes soit la plus homogène possible et quil ny est pas dondes qui reviennent sur le magnétron (risque de surchauffe), un agitateur ou brasseur dondes (3), en forme dhélice, est placé à la sortie du guide dondes. Les micro-ondes viennent frapper lagitateur dondes, mais aussi les parois de lenceinte, jusquà ce quelles soient absorbées par les aliments (7). Les ondes provoqent une agitation moléculaire dans les aliments ce qui entraîne lélévation de leur température.

32 1 : Contacteur de sécurité 2. : Verrouillage de la porte 3 : Diffuseur (agitateur) donde 4. : Porte 5 : Plafond de la lenceinte 6 : Tôle perforée 7 : aliments 8 : Plat 9 : Plancher de lenceinte 10 : Transformateur 11 : enceinte 12 : Ventilateur 13 : Magnétron 14 : guide donde

33 6.PROPAGATION DE LA CHALEUR Par convection Par rayonnemen t Par conduction (dans les liquides et les gaz) : le fluide chauffé se dilate, il devient donc plus léger que le fluide froid, il sélève donc au- dessus (dans les gaz, le vide, leau, le verre) : toute matière émet un rayonnement infrarouge proportionnel à sa température. (dans les solides) : les molécules vibrent de proche en proche, transmettant la chaleur.

34 7.PRODUCTION DE FROID « apporter du froid dans une enceinte, cest absorber de la chaleur et la rejeter à lextérieur » - dans les machines frigorifiques ou le fluide est recyclé en continu

35 Annotation schéma cellule de refroidissement rapide compresseur Liquéfaction réfrigérant par condenseur détenteur vaporisateur réfrigérant par évaporateur

36 - Un compresseur (fonctionnant à lélectricité) qui augmente la pression dans le circuit frigorifique. Aspire le fluide qui sort de lévaporateur - Un détendeur qui diminue la pression dans le circuit frigorifique - 2 tubes rigides reliant détendeur et compresseur, remplit de liquide/gaz frigorifique : un évaporateur qui absorbe la chaleur de lenceinte et des aliments entraînant leur refroidissement : passage du fluide de létat liquide à létat gazeux Condenseur : le fluide cède lénergie thermique : passage de létat gazeux à létat liquide -une enceinte isolante

37 Fonctionnement en 4 phases : 1-Dans lévaporateur : le fluide absorbe de lénergie thermique. Cette énergie est fournie par lenceinte et les aliments qui sy trouvent : lensemble subit donc un refroidissement. Ce gain dénergie provoque le passage de létat liquide à létat gazeux du fluide frigorigène, 2-A la sortie de lévaporateur, le fluide est aspiré par le compresseur. Sa pression augmente fortement, ce qui prépare le changement détat suivant, 3-Dans le condenseur, le fluide cède lénergie thermique quil a gagnée dans lenceinte à réfrigérer. Il passe alors de létat gazeux à létat liquide, 4-Le fluide est admis dans le détendeur. Il y a diminution de la pression jusquà une valeur compatible avec la vaporisation du fluide (liquide réfrigérant).

38 - dans les machines frigorifiques à fluide non recyclé cellule de refroidissement avec production de froid cryogénique

39 Cette production de froid est obtenue grâce à la vaporisation dun fluide « cryogénique » : gaz incolore (gaz carbonique ou azote liquide), inodore, ininflammable, chimiquement peu réactif, soluble dans leau, et qui respecte les qualités organoleptiques et hygiéniques des aliments avec lesquels il est mis directement en contact. Le fluide admis dans la cellule se détend, se transforme en neige carbonique. La neige carbonique subit une sublimation ce qui provoque une diminution de la température de lenceinte et des aliments qui y sont placés. - Un réservoir de liquide réfrigérant - Un tube reliant réservoir et détendeur - Un détendeur : diminue la pression du réfrigérant, entraînant son refroidissement. Ex : le CO2 se solidifie en neige carbonique à –79°C - Une enceinte isolante - Une ouverture pour lévacuation du CO2 gazeux réchauffé au contact des aliments.

40 Autres appareils de cuisson: LES FOURS

41 Four traditionnel ou à convection naturelle La chaleur est produite grâce à des résistances électriques ou à des brûleur à gaz. La chaleur circule par convection dans une enceinte fermée aux parois sombrent. Les parois vont absorbées de la chaleur et en émettent par rayonnement.

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43 Four à convection forcée ou à air pulsé ou à chaleur tournante ou à turbine Les échanges de chaleur par convection sont accrus par un brassage de lair. Ceci permet dhomogénéisée les températures dans lenceinte. Cette circulation dair permet de diminuer le temps de préchauffage du four, mais augmente le dessèchement des aliments.

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47 Polycuiseur

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49 Remplacement session 1997 : Polycuiseur 1. Complétez le schéma ( annexe 3 ) avec les légendes suivantes : générateur de vapeur - vidange des condensats - cheminée des buées - amenée de vapeur.

50 Amenée vapeur Générateur de vapeur (eau) vidange des condensats Cheminée des buées Chambre de cuisson Récipients GN Résistances blindées Adoucisseur deau Alimentation en eau Turbine de ventilation

51 2.Cet appareil possède en outre une carrosserie en inox 18/10, un calorifugeage en laine de roche forte épaisseur, des portes et contre porte à hublot double-vitrage Quels sont les avantages procurés par ces particularités ? La carrosserie en inox 18/10: permet un nettoyage facile sans altération par les produits, Le calorifugeage en laine de roche forte épaisseur: évite les déperditions de chaleur et permet davoir un bon rendement Les portes et contre porte à hublot double-vitrage Permettent dobserver les plats et également disoler

52 3. Lappareil est utilisé en générateur de vapeur : Comment la chaleur est-elle transmise aux aliments ? Quels sont les avantages de ce type dutilisation ?

53 Calculez la quantité de chaleur que doit fournir le générateur pour porter l'eau qu'il contient à la température de 100°C ( préchauffage avant vaporisation ). E (kg) = C (kJ/kg/°C) x M (kg) x (Tf – Ti) = 4.18 x 4 x (100 – 10) = 1504,8 Kj 1 kWh = 3600 kJ donc 1504,8/3600 = kWh

54 Calculez ( en min ) le temps théoriquement nécessaire à cette opération E = P x t donc t (h) = E (kWh) / P (kW) = / 9 = heures x 60 = 2.79 min Soit /60 = 2 minutes 47 secondes

55 Comparez le avec le temps réel donné par le constructeur. Conclusion ? Résultat (2 minutes 47 secondes) inférieur au Temps réel 3 minutes car il doit tenir compte du rendement de lappareil Conclusion le rendement de lappareil nest pas de 100%

56 LES FRITEUSES A FOND FROID

57 Les friteuses sont des cuves contenant et chauffant un bain de matière grasse dans lequel sont cuits des aliments. Les friteuses modernes sont toutes à zone froide. La partie inférieure du bain doit rester à une température dau moins 60°C inférieure à la température du bain. Les équipements de chauffe (résistance blindée ou brûleur à gaz) sont situés au dessus de la zone froide. Intérêt de la zone froide : les particules qui séchappent des aliments pendant la cuisson viennent se déposer dans cette zone froide sans être décomposées ou carbonisées par des cuissons répétées et sans altérer la qualité de lhuile.

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59 Tableau avantages, inconvénients et entretien des appareils de cuisson Appareils de cuisson AvantagesInconvénientsEntretien Four à convection pulsée Faible inertie Température homogène Cuisson sur plusieurs niveaux Meilleur rendement Réduction des odeurs, de lencrassement Détergent alcalin. Rincer abondamment. Four à micro-ondes Rapidité de chauffage Absence de parte de chaleur par les parois Simple dutilisation Entretien facile Danger en cas de fuite dondes Température atteinte parfois insuffisante pour détruire les germes pathogènes Eau chaude pour nettoyer les parois Le joint de porte doit rester impeccable Plaque à induction Rapidité de chauffage Entretien facile Bon rendement Ustensiles particuliers (ferromagnétique) Investissement élevé Eponge humide Friteuse Economie dhuile grâce à la zone froide Entretien aisé Sécurité renforcée Nettoyage des paniers, cuve, couvercles, lextérieur, les rampes de brûleurs ou les injecteur pour les friteuses à gaz

60 1. Indiquer le nom des éléments numérotés sur le schéma n°1. Métropole session 1995 Friteuse résistance électrique chauffante bain dhuile chaude zone froide trop plein vanne de vidange calorifuge

61 2. Préciser le rôle de l'élément 3. Zone froide : permet de récupérer les déchets de friture qui saccumulent au fond de la friteuse sans quils puissent remonter. Ils seront éliminés dans le bac situé en dessous. Rôle : permet déconomiser de lhuile de friture, en effet les déchets saccumulent au fond de la cuve dans la zone froide et naltèrent pas lhuile qui sert à la cuisson des frites : elle dure plus longtemps.

62 3. Le fonctionnement de cet appareil est régulé par un dispositif. Indiquer lequel et préciser son rôle par rapport à la réglementation. Pour plus de sécurité : le thermostat régule efficacement et précisément la température de cuisson. Les risques dincendie diminuent aussi du fait de la meilleure qualité de lhuile, les dépôts étant séparés du bain dhuile. La limite de 180°C évite la production dacroléine substance cancérigène.

63 4. Calculer le volume d'huile utilisé et sa masse. V = L x l x h = 0.20 m x 0.15 m x 0.25 m = 7.5/1000 m 3 = 7.5 dm 3 = 7.5 litres La masse volumique de lhuile est de 900 kg/m 3 et non de 1L pour 1kg pour leau, 900 kg dhuile équivaut à 1 m3 donc 3.6/1000m 3 équivaut à 3.6/1000 x 900 = 3.24 kg dhuile

64 5. Calculer 1 'énergie nécessaire (en kWh) pour porter la température de l'huile de 25°C à 175°C. E (kg) = C (kJ/kg/°C) x M (kg) x (Tf – Ti) = 1.25 x 6.75 x (175 – 25) = Kj 1 kWh = 3600 kJ donc /3600 = kWh

65 6. Calculer la durée théorique du chauffage si la puissance de la friteuse est 3,5 kW. La durée réelle du chauffage étant de 7 minutes, Calculer le rendement de cette friteuse. E = P x t donc t (h) = E (kWh) / P (kW) = / 3.5 = 0.1 heure x 60 = 6 min temps net ou utile R = Temps net/ Temps brut = 6 / 7 = 0.86 = 86%

66 7. La plaque signalétique indique : 3,5 kW, 220 volts. Vérifier si le circuit électrique de cette friteuse peut- être protégé par un disjoncteur 20 A. P = U x I P = 3500 W = 3.5 kW I = P / U = 3500/220 = 16 A < 20 A la friteuse est donc protégée

67 cuiseur vapeur sous pression

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70 1 : Générateur de vapeur 2 : Rampe de vaporisation 3 : Adoucisseur deau 4 : Ecoulement de leau de condensation 5 : Arrivée deau 6 : Arrivée de courrant et passage dans une résistance électrique (en serpentin) 7 : Soupape de sécurité 8 : Récipients 9 : Chambre de cuisson

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72 Métropole session 2000 : cuiseur vapeur sous pression générateur résistance orifices de sortie de la vapeur adoucisseur porte soupape de sécurité (pressostat)

73 2. Expliquer le principe de fonctionnement de cet appareil. -transformation de lénergie électrique en énergie thermique par effet joule grâce à la résistance -vaporisation de leau dans le générateur -la vapeur deau ainsi produite est répartie par des orifices dans la chambre de cuisson.

74 3. Indiquer le mode de transmission de la chaleur aux aliments. -condensation de la vapeur au contact des aliments -évacuation de leau par missellement à lextérieur de la chambre de cuisson

75 4. On veut remettre en température, 5750g de légumes de –18°C à + 65°C à l'aide d'un cuiseur vapeur représenté ci-dessous. Les légumes sont placés dans 2 récipients perforés en acier inoxydable de 920g chacun. Ces récipients étaient entreposés sur une étagère à température ambiante de 19°C. Calculer la quantité de chaleur nécessaire pour effectuer cette opération.

76 5750 g / 1000 = kg de –18°C à 0°C congelé : E = C x M x (Tf –Ti) = 1.96 x 5.75 x (0-(-18)) = kJ de 0°C congelé à 0°C non congelé : E =CL x M = x 5.75 = kJ de 0°C non congelé à +65°C : E = C x M x (Tf –Ti) = 3.84 x 5.75 x (65-0) = kJ 2 récipients aciers 19°C à 65°C 920 x 2 = 1840 g = 1.84 kg E = 0.46 x 1.84 x (65 – 19) = kJ Eu total = = kJ kJ / 3600 = kWh

77 5. Son rendement est de 90%, calculer l'énergie électrique consommée par cet appareil en kWh, R = Eu/Ec donc Ec = Eu/R = 966 / 0.9 = 1074 W 6. En déduire la puissance absorbée si l'appareil fonctionne 20 minutes. Pa = Ea / t donc P = 1074 / 0.33 = W = 3.26 kW

78 FIN


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