اجاق گاز صنعتی
اجاق گاز صنعتی:
رنگ و دمای شعله به نوع سوخت درگیر در احتراق بستگی دارد، مثلاً زمانی
که فندک را روی شمع نگه می داریم. گرمای اعمال شده باعث می شود که مولکول های سوخت
در موم شمع تبخیر شوند (اگر این فرآیند در اتمسفر بی اثر و بدون اکسید کننده اتفاق
بیفتد ، به آن پیرولیز می گویند ). در این حالت، آنها می‌توانند به آسانی با اکسیژن
موجود در هوا واکنش دهند، که در واکنش گرمازایی بعدی گرمای کافی برای تبخیر سوخت بیشتر
می‌دهد و در نتیجه شعله ثابتی را حفظ می‌کند. دمای بالای شعله باعث می شود که
مولکول های سوخت تبخیر شده تجزیه شده و محصولات احتراق ناقص و رادیکال های آزاد را
تشکیل دهند و سپس این محصولات با یکدیگر و بااکسید کننده در واکنش شعله زیر (آتش)
نقش دارد. می‌توان تمام قسمت‌های مختلف شعله را از یک شمع با یک قاشق فلزی سرد
بررسی کرد: بخش‌های بالاتر بخار آب است که نتیجه نهایی احتراق است. قسمت های زرد
رنگ در وسط دوده است. درست در کنار فتیله شمع موم نسوخته است. طلاسازان از قسمت های
بالاتر شعله با لوله دمنده فلزی برای ذوب طلا و نقره استفاده می کنند. انرژی کافی
در شعله خواهد الکترون ها در برخی از واسطه واکنش گذرا مانند تحریک متیلیدین (CH) و کربن دو اتمی (C
2) که منجر به انتشار نور مرئی می شود زیرا این مواد انرژی اضافی خود را
آزاد می کنند (برای توضیح اینکه کدام گونه های رادیکال خاص کدام رنگ های خاص را
تولید می کنند به طیف زیر مراجعه کنید). با افزایش دمای احتراق شعله (اگر شعله حاوی
ذرات کوچک کربن نسوخته یا مواد دیگر باشد)، میانگین انرژی تابش الکترومغناطیسی
منتشر شده توسط شعله نیز افزایش می یابد (به جسم سیاه مراجعه کنید ).
برای تولید شعله می توان علاوه بر اکسیژن از اکسید کننده های دیگری نیز
استفاده کرد. سوزاندن هیدروژن در کلر باعث تولید شعله می شود و در این فرآیند کلرید
هیدروژن گازی (HCl) را به عنوان
محصول احتراق ساطع می کند. یکی دیگر از بسیاری از ترکیبات شیمیایی ممکن هیدرازین و
تتروکسید نیتروژن است که هایپرگولیک است و معمولاً در موتورهای موشک استفاده می
شود. فلوروپلیمرها را می توان برای تامین فلوئور به عنوان اکسید کننده سوخت های
فلزی، به عنوان مثال در ترکیب منیزیم / تفلون / ویتون استفاده کرد.
سینتیک شیمیایی در شعله اتفاق می افتد بسیار پیچیده هستند و به طور
معمول شامل تعداد زیادی از واکنش های شیمیایی و گونه حدواسط، بسیاری از آنها رادیکال
. به عنوان مثال، یک طرح سینتیک شیمیایی شناخته شده، GRI-Mech، از 53 گونه و 325 واکنش اولیه برای توصیف احتراق بیوگاز
استفاده می کند .
روش های مختلفی برای توزیع اجزای مورد نیاز احتراق در شعله وجود
دارد. در یک شعله انتشار، اکسیژن و سوخت در یکدیگر پخش می شوند. شعله در جایی که
آنها به هم می رسند رخ می دهد. در یک شعله از پیش مخلوط شده ، اکسیژن و سوخت از
قبل مخلوط می شوند، که منجر به نوع متفاوتی از شعله می شود. شعله های شمع (شعله
انتشار) از طریق تبخیر سوخت که در جریان آرامی از گاز داغ بالا می رود عمل می کند
و سپس با اکسیژن اطراف مخلوط می شود و می سوزد.
دما:
وقتی به دمای شعله نگاه می کنیم، عوامل زیادی وجود دارند که
می توانند تغییر یا اعمال شوند. نکته مهم این است که رنگ شعله لزوماً تعیین کننده
مقایسه دما نیست زیرا تابش جسم سیاه تنها چیزی نیست که رنگ دیده شده را تولید یا
تعیین می کند. بنابراین فقط یک تخمین دما است. عوامل دیگری که دمای آن را تعیین می
کنند عبارتند از:
شعله آدیاباتیک ؛ یعنی عدم اتلاف گرما در جو (ممکن است در
قسمت های خاصی متفاوت باشد)
فشار جو
درصد محتوای اکسیژن جو
نوع سوخت مورد استفاده (یعنی بستگی به این دارد که فرآیند
چقدر سریع اتفاق می افتد؛ احتراق چقدر شدید است)
هر گونه اکسیداسیون سوخت
دمای اتمسفر به دمای شعله آدیاباتیک مرتبط است (یعنی گرما
سریعتر به اتمسفر سردتر منتقل می شود)
فرآیند احتراق چقدر استوکیومتری است (استوکیومتری 1:1) با این
فرض که هیچ تفکیک بالاترین دمای شعله را نخواهد داشت. هوا/اکسیژن اضافی و کمبود
هوا/اکسیژن آن را کاهش می دهد
فاصله از منبع شعله (یعنی هر چه دورتر از منبع شعله دمای
کمتری داشته باشد)
در آتش سوزی ها (به ویژه آتش سوزی های خانه)، شعله های خنک
کننده اغلب قرمز هستند و بیشترین دود را تولید می کنند. در اینجا رنگ قرمز در مقایسه
با رنگ زرد معمولی شعله ها نشان می دهد که دما کمتر است. این به این دلیل است که
در اتاق کمبود اکسیژن وجود دارد و بنابراین احتراق ناقص و دمای شعله پایین است،
اغلب فقط 600 تا 850 درجه سانتیگراد (1112 تا 1562 درجه فارنهایت). این بدان معنی
است که مقدار زیادی مونوکسید کربن تشکیل می شود که در آن زمان بیشترین خطر عقب
افتادگی وجود دارد . هنگامی که این اتفاق می افتد، اجاق گاز صنعتی قابل
احتراق در یا بالاتر از نقطه اشتعال احتراق در معرض اکسیژن، مونوکسید کربن و
احتراق هیدروکربن های فوق گرم قرار می گیرند و دمای موقت تا 2000 درجه سانتیگراد
(3630 درجه فارنهایت) رخ می دهد.
شعله خنک
در دمای کمتر از 120 درجه سانتیگراد (248 درجه فارنهایت)، مخلوط سوخت و هوا می
توانند واکنش شیمیایی داشته باشند و شعله های بسیار ضعیفی به نام شعله های خنک تولید
کنند. این پدیده توسط هامفری دیوی در سال 1817 کشف شد . این فرآیند به تعادل دقیق
دما و غلظت مخلوط واکنش دهنده بستگی دارد و اگر شرایط مناسب باشد می تواند بدون هیچ
منبع اشتعال خارجی شروع شود. تغییرات چرخه ای در تعادل مواد شیمیایی، به ویژه
محصولات میانی در واکنش، نوساناتی را در شعله ایجاد می کند، با تغییرات دمای معمولی
حدود 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت)، یا بین خنک و اشتعال کامل. گاهی
اوقات تغییر می تواند منجر به انفجار شود.
تاریخ
اجاق گاز صنعتی است که توسط گاز قابل احتراق مانند سوخت گاز سنتز ، گاز طبیعی
، پروپان ، بوتان ، گاز مایع و یا دیگر قابل اشتعال گاز. قبل از ظهور گاز، اجاق های
پخت و پز به سوخت جامد متکی بودندمانند زغال سنگ یا چوب. اولین اجاق گازها در دهه
1820 توسعه یافتند و یک کارخانه اجاق گاز صنعتی در انگلستان در سال 1836 تاسیس شد.
این فناوری جدید پخت و پز این مزیت را داشت که به راحتی قابل تنظیم است و در صورت
عدم استفاده خاموش می شد. با این حال، اجاق گاز تا سال 1880 به موفقیت تجاری تبدیل
نشد، تا آن زمان منابع گاز لوله‌کشی در شهرها و شهرهای بزرگ بریتانیا در دسترس
بود. اجاق گازها در اوایل قرن بیستم در قاره اروپا و ایالات متحده گسترده شد .
اجاق‌های گازی صنعتی زمانی رایج‌تر شدند که اجاق گاز صنعتی در پایه ادغام شد و
اندازه آن برای تطبیق بهتر با بقیه مبلمان آشپزخانه کاهش یافت. در دهه 1910، تولیدکنندگان
شروع به میناکاری اجاق گاز صنعتی برای تمیز کردن راحت تر کردند. احتراق گاز در اصل
با کبریت بود و پس از آن چراغ خلبانی راحت تر بود . این مضرات مصرف مداوم گاز را
داشت. کوره هنوز باید با کبریت روشن می‌شد و روشن کردن تصادفی گاز بدون احتراق می‌تواند
منجر به انفجار شود. برای جلوگیری از این نوع حوادث، سازندگان اجاق گاز یک شیر اطمینان
به نام دستگاه شکست شعله را برای اجاق گاز ( اجاق گاز ) و اجاق گاز ساخته و نصب
کردند . اکثر اجاق گازهای مدرن دارای جرقه زنی الکترونیکی، تایمر اتوماتیک برای فر
وهودهای استخراج کننده برای از بین بردن دود.
جرقه اشتعال الکتریکی
امروزه اجاق گاز صنعتی از دو نوع منبع جرقه زنی استفاده می کنند، پایلوت ایستاده
و برقی. اجاق A با یک خلبان ایستاده است کوچک، به طور مداوم سوزش شعله گاز (به
نام نور خلبان ) تحت اجاق شعله بین مشعل جلو و عقب است. هنگامی که اجاق گاز روشن می
شود، این شعله گاز خروجی از مشعل ها را روشن می کند. مزیت سیستم پایلوت ایستاده این
است که ساده و کاملا مستقل از هر منبع برق خارجی است. یک اشکال جزئی این است که
شعله های آتش به طور مداوم سوخت مصرف می کنند حتی زمانی که اجاق گاز استفاده نمی
شود. کوره های گازی اولیه پایلوت نداشتند. باید اینها را دستی با کبریت روشن می
کرد. اگر یکی به طور تصادفی گاز را روشن بگذارد، گاز داخل فر و در نهایت اتاق را
پر می کند. یک جرقه کوچک، مانند قوس ناشی از روشن شدن کلید چراغ، می تواند گاز را
مشتعل کند و باعث انفجار شدید شود. برای جلوگیری از این نوع حوادث، سازندگان اجاق
گاز یک شیر اطمینان به نام دستگاه شکست شعله را برای اجاق گاز صنعتی ساخته و نصب
کردند . سوپاپ اطمینان به ترموکوپلی بستگی دارد که سیگنالی را برای باز ماندن به شیر
ارسال می کند. اگرچه اکثر اجاق گازهای مدرن دارای جرقه زنی الکترونیکی هستند، اما
بسیاری از خانوارها دارای محدوده گاز و اجاق گاز صنعتی هستند که باید با شعله روشن
شوند. اجاق های جرقه زنی برقی از جرقه های الکتریکی برای احتراق مشعل های سطحی
استفاده می کنند. این صدای کلیک است که درست قبل از روشن شدن مشعل شنیده می شود.
جرقه ها با چرخاندن دستگیره مشعل گاز در موقعیتی که معمولاً "LITE" نام دارد یا با فشار دادن دکمه "اشتعال" شروع می
شود. پس از روشن شدن مشعل، دستگیره بیشتر چرخانده می شود تا اندازه شعله تعدیل
شود. احتراق خودکار یک اصلاح ظریف است: کاربر نیازی به دانستن یا درک دنباله
انتظار و سپس نوبت ندارد. آنها به سادگی دکمه مشعل را به اندازه شعله دلخواه می
چرخانند و با روشن شدن شعله جرقه به طور خودکار خاموش می شود. احتراق خودکار یک ویژگی
ایمنی را نیز فراهم می کند: اگر شعله در حالی که گاز هنوز روشن است خاموش شود - به
عنوان مثال با وزش باد، شعله به طور خودکار دوباره شعله ور می شود. در صورت قطع
برق، مشعل‌های سطحی باید به صورت دستی روشن شوند.
جرقه زنی الکتریکی برای اجاق ها از یک جرقه زن "سطح داغ" یا
"نوار درخشش" استفاده می کند. اساساً یک عنصر گرمایشی است که تا دمای
احتراق گاز گرم می شود. یک سنسور تشخیص می دهد که میله تابش به اندازه کافی داغ
است و دریچه گاز را باز می کند.
همچنین اجاق های با جرقه زنی برقی باید با مکانیزم های حفاظت از گاز مانند قطع
کن کنترل گاز متصل شوند. به همین دلیل بسیاری از تولید کنندگان اجاق گاز را بدون
دوشاخه برق عرضه می کنند.
حرارت مشعل
یکی از خواص مهم اجاق گاز گرمای ساطع شده از مشعل ها است. معمولاً حرارت مشعل
بر حسب BTU (واحد حرارتی بریتانیا) مشخص می شود و نشان دهنده گرمای تولید شده
در یک ساعت است. اغلب، یک اجاق گاز مشعل هایی با درجه حرارت خروجی متفاوت دارد. به
عنوان مثال، یک اجاق گاز ممکن است دارای یک مشعل با خروجی بالا، اغلب در محدوده
10000 تا 20000 BTU و مخلوطی از مشعل های خروجی متوسط، 5000 تا 10000 BTU و مشعل
های خروجی کم، 3000 BTU یا کمتر باشد. مشعل با خروجی بالا برای جوشاندن سریع
یک قابلمه بزرگ آب، تفت دادن و تفت دادن مناسب است، در حالی که مشعل های کم خروجی
برای دم کشیدن مناسب هستند.
برخی از مدل های سطح بالای اجاق گاز، محدوده بالاتری از حرارت و مشعل های سنگین
را ارائه می دهند که می تواند تا 20000 BTU یا حتی بیشتر برسد. بسته به نوع پختی که انجام می
دهید، مشعل های با قابلیت گرما بالاتر می توانند مفید یا هدر دادن کامل پول باشند.
طراحی و چیدمان
در چند سال اخیر، تولیدکنندگان لوازم خانگی تغییراتی نوآورانه در طراحی و چیدمان
اجاق گاز ایجاد کرده اند. اکثر اجاق‌های آشپزخانه مدرن دارای ساختار شبکه‌ای هستند
که معمولاً طیف کاملی از رویه را پوشش می‌دهد و امکان لغزش ظروف از یک مشعل به
مشعل دیگر را بدون بلند کردن ظروف روی شکاف‌های اجاق گاز فراهم می‌کند. برخی از
اجاق گازهای مدرن دارای مشعل پنجم مرکزی یا یک توری یکپارچه در بین مشعل های بیرونی
هستند.
اندازه
اندازه [ توضیحات لازم ] اجاق گاز آشپزخانه معمولاً از 30 اینچ تا حتی 42 اینچ
(مدل های صنعتی) متغیر است. تقریباً همه تولید کنندگان طیف وسیعی از گزینه ها را
در محدوده اندازه ایجاد کرده اند. ترکیبی از محدوده و فر نیز موجود است که معمولاً
در دو سبک وجود دارد: سرسره و مستقل.
معمولاً تفاوت سبک زیادی بین آنها وجود ندارد. کشویی با لبه‌ها در دو طرف و
کنترل‌های جلویی همراه با کنترل‌های مشعل همراه است. اجاق‌های گازی مستقل دارای
کشویی و کنترل هایی هستند که پشت اجاق گاز قرار گرفته‌اند.
بسیاری از اجاق ها دارای اجاق های یکپارچه هستند. فرهای مدرن اغلب دارای یک فن
کانوکشن در داخل اجاق هستند تا گردش هوای یکنواختی را فراهم کند و به غذا اجازه می
دهد تا به طور یکنواخت بپزد. برخی از فرهای مدرن دارای حسگرهای دما هستند که امکان
کنترل دقیق پخت را فراهم می کند، پس از رسیدن به دمای معین به طور خودکار خاموش می
شود یا در طول فرآیند پخت، دمای خاصی را حفظ می کند. فرها همچنین ممکن است دارای
دو محفظه جداگانه فر باشند که امکان پخت همزمان دو غذای مختلف را فراهم می کند.
کنترل های قابل برنامه ریزی
بسیاری [ کدام؟ ] اجاق گازها حداقل دارای چند کنترل مدرن قابل برنامه ریزی
هستند تا کار را آسان تر کنند. نمایشگرهای LCD و برخی دیگر از روش های پخت و پز
پیچیده برخی از ویژگی های استاندارد موجود در اکثر مدل های تولیدی پایه و پیشرفته
هستند. برخی دیگر از کنترل های قابل برنامه ریزی عبارتند از: پیش گرم کردن دقیق، پیتزا
اتوماتیک، تایمر پخت و پز و غیره.
عوامل ایمنی
اجاق گازهای مدرن ایمن تر از مدل های قدیمی تر هستند. دو مورد از نگرانی های
اصلی ایمنی در مورد اجاق گازها، کنترل های ایمن برای کودکان و احتراق تصادفی است.
برخی از اجاق های گازی دارای دستگیره‌هایی هستند که حتی با یک ضربه ملایم می‌توانند
به طور تصادفی روشن شوند.
