випічка печива випічка печива

випічка печива

При завданні параметрів випічки в конвеєрної печі важливе розуміння не тільки температурного режиму, скільки процесу теплопередачі. Суть кінцевого виготовлення печива полягає в випічці і сушці. Вироблене в давній час печиво представляло собою висушені скибки хліба (сухарі), придатні для мореплавців як їжа з тривалим терміном зберігання.
Пізніше з простих видів тесту, хто перебував в основному з борошна і води, стали формувати плоскі заготовки для випічки і сушки, отримуючи вироби, відомі як галети. Їх сушка була дуже важлива для забезпечення тривалого терміну зберігання. Кухарі минулого, роблячи вироби з борошна, жиру і цукру, виявили, що якщо маленькі тестові заготовки випікають у звичайній гарячій печі і виймати тоді, коли вони набувають гарний колір і стабільну структуру, вони не будуть в центрі досить сухими, щоб після охолодження бути повністю хрусткими. Приміщення цих випечених заготовок назад в піч при дещо меншою температурі для сушки покращувало споживчі властивості і збільшувало термін зберігання готових виробів. Це, мабуть, і привело до появи назви «biscuit», що означає «двічі випечене». Випічка спочатку в більш холодній печі протягом більш тривалого часу дозволяє висушити вироби, але веде до незадовільного фарбування поверхні і слабкого розвитку структури. До ідеї відокремлення регулювання вологості від регулювання розвитку внутрішньої структури і кольору повернулися з появою сучасної електронної технології.
Випічка увазі нагрівання тесту. Теплопередача здійснюється шляхом конвекції, теплопровідності і випромінювання, і ці процеси складно зрозуміти і оцінити, якщо в печі в деяких місцях може бути виміряна тільки температура. Тепло (нагрів) і температура - це не одне і те ж. Тепло - це енергія, яка вимірюється, наприклад, в калоріях. Результатом нагріву є зміна температури, яке вимірюється в градусах (° С). Для ілюстрації ситуації може бути корисна аналогія з кліматичними умовами. Уявіть собі людину, що стоїть на піщаному пляжі в спекотний сонячний день. Цій людині тепло (завдяки тепловому випромінюванню від сонця); підошви його ніг відчувають тепло піску (завдяки теплопровідності), а повітря навколо людини зігріває його шляхом конвекції, так як повітря трохи, але переміщається. Температура повітря і піску однакова. Людина потіє і втрачає вологу - це природний процес, службовець для охолодження тіла, оскільки у тіла для випаровування води забирається багато тепла. Якщо сонце заходить за хмару, людина відчуває, що стало не так жарко, так як теплопередача шляхом випромінювання стає нижче, але температура навколишнього повітря при цьому не змінюється. Якщо людина стоїть на рушник або дерев'яній дошці, його ступень не буде так спекотно, так як теплопередача за рахунок теплопровідності не буде такою швидкою, але температура поверхні при цьому не змінилася. Якщо почне дути вітер, людині стане спекотніше (але температура повітря при цьому не змінилася), і він почне втрачати більше вологи (хоча збільшення випаровування може змусити людину відчути, що йому стало прохолодніше).
При випічці ми можемо вимірювати без праці тільки температуру в печі, і кількість перенесеного тепла пов'язане з різницею температур двох тіл, однак дуже гаряча поверхня (наприклад, пальники) буде віддавати більше променистого тепла, ніж внутрішня поверхня печі, сталева стрічка пода дозволить за рахунок теплопровідності віддати тестової заготівлі більше тепла, ніж стрічка з дротяної сітки, а рухомий повітря в печі забезпечить значно більшу теплопередачу за рахунок конвекції, ніж нерухомий. Тому розглядаючи температурні профілі в печі при випічці, необхідно враховувати також механізми і величини відбувається теплопередачі.
Найпростіша піч - це нагріта коробка з дверцятами. Температуру в ній можна встановити, але коли двері відкриваються для приміщення в піч тестових заготовок, температура трохи падає, а потім поступово піднімається до колишнього заданого рівня. Печиво в даний час в основному випікають в конвеєрних печах, який можна порівняти з довгим коробом з входом з одного боку і виходом з іншого. Заготовки переміщаються всередині на стрічці або на аркушах. Велика відмінність між статичною піччю і конвеєрної полягає в тому, що в конвеєрної печі температуру і умови теплопередачі можна змінювати по довжині печі, тобто фактично протягом періоду випічки. Тому в одній частині печі можуть бути більш високі температури, сильне випромінювання і слабка конвекція, а в іншій - більш низька температура і сильна конвекція. Для розвитку структури, забарвлення поверхні і масової частки вологи в випеченому печиво дуже важлива швидкість теплопередачі до тестової заготівлі, і вміння піч полягає саме в її виборі.
При випічці з тестової заготовки випаровується багато води. Якщо у печі прямої газовий нагрів, багато води генерується в печі від згорілого газу. Кількість водяної пари в атмосфері печі регулюється витяжною системою. Якщо атмосфера в першій частині печі містить багато водяної пари, деяка кількість води може сконденсуватися на поверхні холодних тестових заготовок при їх вході в піч. Це призводить до наступного. По-перше, поверхня стане вологою, що може призвести до розчинення цукру і т. Д., І, по-друге, теплота, що виділяється при переході води з пароподібного стану в рідке (прихована теплота) нагріває поверхню тесту, і деяка частина цієї теплоти буде завдяки теплопровідності потрапляти в центр тестової заготовки. Незабаром ця вода знову випаровується, але момент, коли поверхня стане сухою і твердою, настане пізніше, ніж в тому випадку, якщо в атмосфері печі було б менше водяної пари. Для нагріву 1 г води на 1 ° С потрібно 1 кал енергії. Для перетворення 1 г води при 100 ° С (точка кипіння) в пар потрібно 540 кал, і навпаки, коли 1 г водяної пари при 100 ° С конденсується, він вивільняє 540 кал. Це прихована теплота випаровування, яка свідчить, що для висушування печива потрібно дуже велика кількість енергії.
Температурний профіль в печі для печива аж ніяк не дає повної інформації, необхідної, щоб знати, як саме протікає випічка. Реєстровані температури корисні тільки як частина загальної характеристики умов в печі.
Тривалість випічки печива дуже мала і становить 2,5-15 хв із середнім значенням близько 6 хв, і в статичної печі зазвичай буває неможливо швидко змінити температуру, в зв'язку з чим результати випічки в цих печах у порівнянні з конвеєрними печами часто не збігаються. Експериментування для визначення оптимальних умов випічки в конвеєрної печі вимагає постійної подачі однакових тестових заготовок, в зв'язку з чим потенційно є тривалою і дорогою процедурою. Це призводить до того, що можливість змінювати умови в печі за допомогою випічки не завжди використовується для досягнення оптимальних умов для певного виду виробів. Випічка часто залишається свого роду «магією».
Умови, необхідні для різних видів виробів, різні, оскільки розвиток структури і кількість підлягає видаленню вологи залежать від рецептури. Хоча вартість палива для нагрівання печі становить невелику частку сумарних витрат виробництва МКІ (зазвичай близько 5%), зростає прагнення до збільшення ефективності роботи печі і використання меншої кількості палива. При конструюванні печі слід враховувати не тільки ефективність теплопередачі і підтримання стабільних умов, але і конструкцію, оскільки піч - це великий комплекс обладнання, яке може бути дуже дорогим. Системи регенерації тепла для утилізації використаної теплоти від димоходів печі не дуже поширені, оскільки отримується тепло «низького сорту». Проте все більше стурбованості виникає про забруднення атмосфери, і аж до останнього часу для регулювання виділення тепла печі для випічки зроблено не дуже багато. Якщо виникне вимога очищення газів з печі, то можна буде очікувати, що у новостворювані системи стануть включати регенерацію тепла.
Існує багато різних конструкцій печей, причому постійно ведуться нові розробки. Тут неможливо вичерпно описати роботу всіх типів печей і управління ними, оскільки це вимагало б безлічі технічних деталей. Тому нижче ми спробуємо дати загальну характеристику змін, що відбуваються при випічці МКІ, і показати, як ці зміни досягаються в печах різних конструкцій при використанні основних типів палива - газу, нафтопродуктів і електрики.
Зміни тестової заготовки при випічці
При випічці тестової заготовки можна спостерігати три основні зміни:
  • значне зниження щільності вироби, пов'язане з розвитком відкритої пористої структури;
  • зниження вмісту вологи до 1-4%;
  • зміна фарбування поверхні (відбивної здатності).
Хоча ці зміни розглядаються як незалежні один від одного і послідовні (при русі продукту в печі приблизно в наведеному вище порядку), нижче буде показано, що присутня суттєва накладення цих фізико-хімічних змін. Для зручності ми розглянемо їх окремо. Зміни, що відбуваються в залежності від тривалості випічки наведені на рис. 38.1.
38.1Мал. 38.1. Узагальнені зміни тестової заготовки при випічці
розвиток структури
Розвиток структури відбувається в основному в першій чверті або третини періоду випічки (рис. 38.2). Всі зміни, що відбуваються залежать від температури, деяких характеристик рецептури і форми тестової заготовки. При випічці утворюються бульбашки газу і водяної пари, які розширюються і призводять до значного зменшення щільності тесту. Саме відкрита пориста структура дає печінкою приємну текстуру. Розвиток структури часто називають «підйомом в печі». Умови досягнення максимального підйому, що зберігається далі в ході випічки, не цілком зрозумілі, але зміни тестової заготовки включають:
  • нагрів крохмалю до його клейстеризації і денатурації білків;
  • утворення газів за рахунок хімічних розпушувачів;
  • розширення утворилися бульбашок газу в результаті збільшення температури і збільшення в них тиску водяної пари;
  • розрив і злиття (коалесценція) деяких з цих бульбашок;
  • втрата вологи з поверхні виробу за рахунок випаровування з подальшою міграцією вологи до поверхні і триваючим виходом в атмосферу печі;
  • збільшення концентрації розчину цукру з ростом температури;
  • зниження консистенції розчинів цукру і жиру з ростом температури.
38.2Мал. 38.2. Зміни при випічці [8]
Найбільш важливі зміни пов'язані з утворенням бульбашок газу і їх розширенням в середовищі, яка спочатку стає більш м'якою та еластичною, а потім більш щільною і жорсткою. Багато досліджень показали, що збільшення обсягу за рахунок виділяється розпушувачем газу не пояснює величину підйому виробів в печі. Газ, що виділяється розпушувачем, може пояснити до половини збільшення обсягу. Освіта водяної пари теж вносить свій внесок, оскільки при перетворенні води в пару відбувається різке збільшення її обсягу. Хоча розширення по суті, має, відбуватися за рахунок водяної пари, термін пар вводить в оману, тому що це поняття має бути пов'язано з водяною парою при температурі вище 100 ° С. Відповідь дає розгляд фізичної сутності тиску водяної пари. На рис. 38.3 показано збільшення обсягу повітря (або інших газів - наприклад, вуглекислого) - сухого і насиченого водяною парою. Оскільки структура вироби фіксується задовго до досягнення тестової заготівлею 100 ° С, в даний час ясно, яким чином водяна пара бере участь в розширенні.
38.3Мал. 38.3. Розширення в залежності від температури сухого повітря і повітря, насиченого водяною парою
Це значне збільшення обсягу через збільшення тиску водяної пари з ростом температури обмежена структурою тесту, так як через сил поверхневого натягу тиск в маленьких міхурах значно вище, ніж великих. Таким чином, з ростом температури в тесті виникає дуже нестабільна фізична ситуація, так як існує тонкий баланс між а) розширенням, яке перед розривом може зазнавати размягчающийся комплекс крохмаль / білок / вода / цукор, б) злиттям (коалесценції) бульбашок і в) збільшенням жорсткості в міру застигання гелю.
З неминучою втратою водяної пари через поверхню тестової заготовки на ній спочатку утворюється щільна кірка. Крім того, коли поверхня висихає, тепло не проходить через тісто за рахунок теплопровідності настільки ж легко. Центр нагрівається повільніше, і це уповільнює розвиток газових бульбашок. Це означає, що нагрівання центру тестової заготовки на початковому етапі випічки (перед висиханням і застигання поверхні) дуже важливо. Тому можна припустити, що променисте тепло і тепло, яке надходить за рахунок теплопровідності від стрічки пода, щодо важливо для нагрівання центру тестової заготовки на початку процесу випікання.
Утворюють структуру бульбашки зазвичай бувають найбільшими в центрі тестової заготовки і найменшими - в периферійних шарах, де формується кірка. Крайній приклад такої структури можна бачити в піті (арабською хлібі з «кишенею»). Це виріб отримують з тонкого шматка тесту, який поміщають в дуже гарячу і суху піч. Кірка утворюється швидко, і тісто роздувається майже до форми кулі, після чого відбувається його розрив і осідання. Виріб, таким чином, має два шари кірки з лінією розриву, що проходить через центр (подібно порожній мушлі устриці).
Для отримання більш однорідної текстури утворення кірки повинно бути затримано, і в центрі тестової заготовки бульбашки повинні зливатися якомога менше. Таким прикладом протилежного дії є випічка спеціальних панірувальних сухарів (для сосисочного фаршу), де поєднується дуже повільне нагрівання і мінімальне утворення бульбашок газу. Оскільки використовується невелика кількість розпушувача (або він зовсім не використовується), кірка формується дуже повільно, бульбашки газу дуже малі і злиття їх незначно. Структура стає жорсткою, а розмір бульбашок і, отже, текстура дуже однорідні у всьому випеченому і висушеному матеріалі.
Існують дві основні форми структури МКІ: структури, що вимагають формування більш-менш однакових бульбашок, і структури, де формується трохи великих порожнин. Прикладами структур другого типу можуть служити печиво на воді, вершкові крекери і листкове печиво. Умови випічки, необхідні для отримання цих двох типів структур, дуже різняться і визначаються освітою різного числа і типу газових бульбашок, які потім розширюються за рахунок водяної пари. Великі газові бульбашки в крекерах і листковому печиво утворюються з розривів в тесті, утворених шарами жиру, або шарами менш вологого тесту, що утворюються при ламінуванні або листкове. Швидкий нагрів тестової заготовки веде до великого розширення цих довгих плоских пір, що викликає бульбашкову і шарувату (пластівчасту) структуру.
Для отримання більш однорідної структури з округлими осередками для більшості інших видів виробів необхідно досягти значною мірою розширення до значної фіксації структури, яка перешкоджає подальшому розширенню. Як уже зазначалося, закріплення структури відбувається при поєднанні клейстеризации крохмальної матриці, денатурації білка і затвердіння через втрату вологи. Вихід вологи з поверхні печива пов'язаний з температурою, тепловим потоком і тиском водяної пари (вологістю) на поверхні. Прихована теплота випаровування води велика, тому для її випаровування потрібно багато теплоти. Поняття вологості в атмосфері печі може вести до неправильного розуміння умов випічки. Неважливо скільки водяної пари присутній в атмосфері печі, яка знаходиться при температурі вище 100 ° С, - волога завжди буде виділятися через поверхню тестової заготовки. Вихід вологи затримується, тільки якщо температура поверхні тестової заготовки нижче 100 ° С і мікроклімат на поверхні насичене водяною парою. У першій частині печі, де відбувається розвиток структури, необхідно, щоб тепло надходило в тестову заготівлю якомога швидше при мінімальній втраті вологи з поверхні. Ці умови будуть розглянуті нижче.
Клейстеризація крохмалю відбувається в температурному діапазоні 52-99 ° С і в якійсь мірі залежить від тривалості. Білки денатуруються і коагулюють при температурі вище приблизно 70 ° С. Газ з хімічних розпушувачів виділяється зі значною швидкістю при досягненні температури приблизно 65 ° С. З рис. 38.3 видно, що збільшення обсягу за рахунок водяної пари при температурі вище 70 ° С прискорюється дуже швидко. Використовувані для випічки жири повністю тануть при температурах значно нижче вищенаведених. Коли різні частини тестової заготовки досягають температур вище приблизно 65 ° С, розширення і втрата еластичності відбуваються одночасно. При занадто великому розширенні відбувається розрив структури, а при дуже малому - утворюється щільна закрита структура.
Розвиток структури залежить від постійного контрольованого збільшення розширення газу до тих пір, поки гелева матриця з крохмалю і білків не стабілізується (не затвердіє). Завжди існує деяке обмеження величини розширення через злиття бульбашок газу, яке веде до менш міцною структурою. Руйнування також відбудеться, якщо розширення відбувається занадто швидко (при занадто великому виділенні газу з хімічних розпушувачів) або швидкість теплопередачі занадто велика. І те, і інше веде до збільшення утворення великих газових бульбашок, менш міцних в порівнянні з дрібними. Якщо тісто зазнає зниження температури (наприклад, при переході з теплої зони в більш холодну до застигання матриці), бульбашки газу зменшуються, і навряд чи до застигання матриці може мати місце процес їх збільшення.
Завершуючи обговорення розвитку структури, слід зазначити важливість наколювання тестової заготовки. Створення проходів для повітря через тестову заготівлю сприяє формуванню скоринки, що знижує ймовірність утворення великих бульбашок, таких як в піті (див. Вище). Чим більше газоутворення і швидше підйом температури тестової заготовки, тим важливіше наколювання тестових заготовок. Якщо отвори від наколювання розташовані дуже далеко один від одного, часто утворюються бульбашки.
Вироби з високим вмістом жиру і цукру мають більш низьку вологість тесту. Це означає, що білкові речовини недостатньо гідратованих, і тому процес утворення клейковини відбувається в меншому ступені. Крім того, коли тісто нагрівається, недостатньо води для клейстеризації великої кількості крохмалю. Структура являє собою в основному матрицю з цукру або якоїсь подібності ірисний маси. При збільшенні температури ця матриця стає м'якше, а не стабілізується; вона фіксується тільки при охолодженні після виходу вироби з печі, і тому при випічці тесту з високим вмістом цукру спостерігається дуже велике розширення, за яким слід значне осідання. Распливаемость тестової заготовки і осідання є причиною растрескавшейся поверхні виробу (наприклад, Ginger Nuts або хрусткого печива). Величину распливаемості для певної рецептури можна в якійсь мірі регулювати за допомогою температури в печі та стану стрічки пода. Тісто, яке сильно рапливается при випічці, можна випікати на дротяній сітці, так як тісто в неї затікає глибоко (найкраще використовувати плоску сталеву стрічку). Деякі види тесту можна випікати на щільною тканої дротяної сітки.
зниження вологості
В ідеальному випадку спад вологи повинна відбуватися після фіксації структури заготовки, але цього, природно, неможливо досягти по всьому об'єму тестової заготовки. Волога може виходити тільки через її поверхню, і тому під дією капілярних сил і дифузії повинна відбуватися міграція вологи до поверхні. Обидва ці явища прискорюються градієнтами температури, в зв'язку з чим на цій стадії випічки потрібно швидке нагрівання всього вироби до 100 ° С. Якщо поверхня нагрівається занадто сильно і швидко висихає (наприклад, при великому русі повітря в печі), зміна кольору відбувається передчасно, і тому важко висушити печиво в достатній мірі без надлишкового фарбування поверхні.
Коли гель з крохмалю і білків втрачає вологу, відбувається деяка усадка, в зв'язку з чим неминуча деяка втрата підняття виробу (рис. 38.2). У більшості випадків через руйнування і злиття бульбашок газу ця втрата мала в порівнянні з осіданням внутрішньої структури, але якщо нагрівання продовжувати, усадка триватиме до повного обвуглювання.
Градієнт вологості в тестовій заготівлі при сушінні збільшується, і так як печиво висихає, структура, яка містить крохмаль і білки, дає усадку. Поки печиво гаряче, його структура досить гнучка, щоб витримати напруги при усадці, але якщо великий градієнт вологості зберігається після виходу печива з печі, може статися явище, відоме як «розтріскування вироби». При охолодженні печива вологість вирівнюється, переміщаючись з більш вологих областей в більш сухі, і країни, що розвиваються при цьому напруги усадки можуть викликати утворення тріщин - це і є розтріскування. Кращим способом запобігання розтріскування є забезпечення низької вологості виробів (щоб значення градієнтів вологості були малі).
Вироби з великою кількістю жиру або цукру мають більш пластичну структуру, і коли печиво охолоджується, напруги в них менш виражені, в зв'язку з чим в крекерах, напівсолодкому та інших видах печива з порівняно невисоким вмістом жиру і цукру важливо регулювати вміст вологи.
Необхідний зміст вологи в печиво визначається двома основними факторами. При занадто низькому її утриманні печиво матиме «горілий» смак і, можливо, буде дуже темним. При занадто високому вмісті вологи структура не буде хрусткою, можливо розтріскування, і при зберіганні виробів зниження споживчих властивостей виробів, зокрема смаку, може статися швидше.
зміни кольору
Хоча при випічці відбувається поява жовто-коричневого відтінку, термін «колір» тут використовується для позначення лише потемніння - зниження відбивної здатності поверхні виробу. Зміни кольору відбуваються по ряду причин. Реакція Майяра (див. Розділ 10.6) - неферментативне освіту речовин золотістокорічневого кольору - включає взаємодію редукуючих цукрів з білками, при якому утворюються речовини, що мають привабливі червонувато-коричневі відтінки. Ця реакція протікає при температурі приблизно 150-160 ° С і тільки при наявності вологи. Неможливо повторно нагріти випечене печиво для значного посилення кольору поверхні в результаті реакції Майяра. Поки тестова заготівля щодо волога, для досягнення зазначених високих температур важливіше нагрів випромінюванням, ніж нагрів конвекційний. Колір також розвивається внаслідок декстринізації крохмалю і карамелізації цукрів. При ще більш високих температурах виріб обвуглюється або згорає.
Якщо структура вироби дуже відкрита, міграція вологи до поверхні відбувається повільніше, тому місцеве збільшення температури поверхні, а отже, фарбування може бути досягнуто легше. Так, добре розвинене листкове тісто забарвиться легше, ніж щільна шарувата структура. Надлишок лугу, зазвичай виникає в результаті занадто великої кількості в рецептурі бікарбонату натрію, викликає загальне жовтувате фарбування всього вироби всередині, що у випадках, коли відсутнє інше забарвлення, виглядає непривабливо.
При продовженні сушки відбувається фарбування через описаних змін в більш тонких або більше відкритих частинах виробів, яке супроводжується розвитком гіркоти. Якщо цей процес триває всередині печива, то воно характеризується дефектами (псуванням). Таке печиво гірке і є його неприємно.
Умови в печі
Піч - це гаряча камера або тунель, сконструйовані для забезпечення підведення бажаного теплового потоку до тестових заготівель і відведення вологи. Нагрівання забезпечується спалюванням палива (газу, нафтопродуктів) або за допомогою електрики. Тепло передається трьома способами: випромінюванням, за рахунок теплопровідності і конвекції. Завжди діють всі три способи, хоча для роздільного посилення дії кожного з них застосовуються ті чи інші технічні засоби. Конструкція печі повинна забезпечити швидке і точне регулювання температур при змінних викачування та нагрів переважно одним із зазначених трьох способів. Всі печі мають які-небудь недоліками, а ситуація посилює недостатнє розуміння впливу кожного способу теплопередачі на різних стадіях випічки.
Тестові заготовки розташовуються на поверхні, яка зазвичай є сталевим листом або металеву дротяну сітку. При попаданні в піч тестова заготівля піддається дії тепла в результаті комбінації теплопровідності (через стрічку пода), конвекції (від гарячого повітря, що рухається в печі) і випромінювання (від гарячих поверхонь печі і розпечених пальників). Випромінюване (інфрачервоне) тепло з певною довжиною хвилі глибоко не проникає в тестову заготівлю, а його кількість, що досягає вироби, обернено пропорційно відстані від гарячої поверхні. Велика частка тепла, поглиненого тестової заготівлею, - це випромінюється тепло, але вона, природно, більше там, де присутні дуже гарячі поверхні (наприклад, пальники), і якщо пічна камера мала (при низькому розташуванні її даху). Найбільш ефективним способом теплопередачі є конвекція, але рухається гаряче повітря забирає вологу і дуже швидко сушить поверхню тесту.
При випаровуванні з вироби вологи і розширенні потрапив в піч разом з виробом холодного повітря в печі збільшується тиск. У разі застосування печей з безпосереднім (внутрікамерним) обігрівом, де газ горить в пекарних камерах, тиск збільшується ще більше. Цей тиск повинен бути знижений, тому передбачені повітроводи (кнури) з виходом в атмосферу. Якщо підвищення тиску точно відповідає швидкості виходу з повітропроводів, атмосфера в печі незабаром стає дуже насиченою водяною парою. Його часто називають вологістю, але оскільки температура в печі вище 100 ° С, поняття відносної вологості, що використовується при вимірах вмісту вологи в метеорології, тут не може бути застосовано. Кількість присутньої вологи має визначатися через співвідношення маси вологи і маси присутнього повітря (наприклад, маса води до заданої маси повітря), або через точку роси - температуру, до якої повітря повинен бути охолоджений для початку конденсації.
Вихід гарячих газів через повітроводи зумовлює втрату тепла, в зв'язку з чим було докладено багато зусиль для створення засобів, що обмежують швидкість виходу до мінімуму. Хоча в процесі випічки відбувається сушка печива в печі з дуже вологою атмосферою, слід розуміти, що саме при цьому відбувається. На поверхні потрапляє у вологу атмосферу холодної тестової заготовки конденсується вода, яка затримує сушіння поверхні і вимагає для свого випаровування великої кількості тепла, що надходить в заготовку за рахунок теплопровідності і вельми швидко її нагріває. Потім з підйомом температури тесту ця вода знову випаровується, уповільнюючи швидкість, з якою росте температура поверхні. Зволоження поверхні тесту на вході в піч, де атмосфера печі насичена водяними парами, сприяє загальному піднесенню температури тестової заготовки і підтримує еластичність «корки» довше, ніж при сухій атмосфері. Проте надмірна конденсація на поверхні тесту може викликати нерівномірне фарбування і поява плям в місцях розчинення цукру. Якщо плівка вологи не надлишкова, розчинення цукру на поверхні пізніше при випічці може надати виробу приємний вигляд або глянець.
Вологість в печі може бути спеціально підвищена впорскуванням гострого пара. Сушка поверхні тестової заготовки може бути затримана обприскуванням водою перед приміщенням в піч. Що стосується вмісту водяної пари в атмосфері печі, то крім впливу вологої атмосфери печі важко бути впевненим в його переваги чи недоліки для випічки. Зменшення швидкості виходу газів з печі для збільшення в ній вологості може також знизити конвекційні потоки і рівень випромінювання від пальників (оскільки їх потужність зменшують), а отже, і швидкості теплопередачі.
Теоретично вміст вологи в атмосфері печі не повинно впливати на підйом в печі, однак деякі випробування показують, що він зменшується при високому вмісті вологи. Один з аспектів цього питання - це природа відкритого горіння газу в дуже вологій атмосфері печі. Хоча повітря змішують з газом перед його згоряння, для повного згоряння навколо полум'я повинен бути присутнім кисень. Якщо атмосфера печі дуже волога, існує ймовірність нестачі кисню, і, отже, зі зміною полум'я знижується кількість випромінюваного ним тепла. Ймовірно, неусвідомлене розуміння цього змушувало операторів наполягати на тому, що для випічки крекерів необхідні відкриті димові заслінки в першій зоні печей з безпосереднім (внутрікамерним) обігрівом. Положення заслінок, по всій видимості, має грунтуватися на визначенні вмісту кисню в печі, а не на «вологості».
Було б ідеально, якщо тестову заготівлю можна було б рівномірно і швидко нагріти до втрати великої кількості вологи. Це означає, що рух повітря біля поверхні тестової заготовки повинно бути мінімальним. У традиційних печах неможливо здійснити нагрівання поверхні досить швидко (і при досить низькій температурі, щоб запобігти фарбування) тільки за допомогою теплопровідності і випромінювання. Щоб сприяти теплопередачі за рахунок теплопровідності, перед приміщенням на стрічку пода тестових заготовок дуже бажано попередньо її нагріти.
Після того як тестова заготівля розширилася і її структура стабілізувалася, необхідно направити процес на видалення вологи. Рух повітря буде підтримувати сприятливі для цього температуру і вологість поверхні тестової заготовки. При сушінні виробів, однак, передача тепла від поверхні до більш вологому центру за рахунок теплопровідності стає все більш важкою, і виникає великий градієнт вологості. У стадії сушки (до того, як поверхня стане сухою) можна задати температуру такий, щоб досягалася бажана забарвлення вироби.
Важливо, щоб протягом випічки атмосфера в печі підтримувалася постійною поперек печі, в іншому випадку однакові при вході в піч тестові заготовки після випічки перетворяться в вироби різної товщини, форми або кольору. У багатьох печах рух газів неідеально. Загальна проблема полягає в тому, що атмосфера, що заміщає виходить з повітропроводів повітря, надходить в піч в основному з двох кінців печі. Таким чином, відбувається значне охолодження через повітря, що поступає, і ефективна довжина печі через це зменшується. Крім того, зазвичай в печі з одного її боку передбачені оглядові люки (засклені чи ні). Якщо в результаті поганої герметизації і т. П. Повітря проникає через ці отвори, ця сторона печі буде холодніше. Крім контролю однакового нагріву поперек стрічки пода (відсутність температурного перекосу), необхідно також забезпечити різний нагрів знизу і зверху, що дозволить регулювати фарбування верхньої і нижньої поверхонь виробів, а також їх форму.
Типові температурні параметри випічки
Як уже зазначалося, процес випічки залежить від теплопередачі, а температура - лише один з визначальних її факторів.
У всіх печах є можливість контролювати і температуру, і вихід повітря, а в багатьох - і швидкість руху повітря (примусовий рух повітря в пічний камері). Зазвичай прилади, що вимірюють температуру в пічної камері і контролюючі нагрівальні системи, не можуть визначати температуру поблизу тестової заготовки, в зв'язку з чим неможливо привести тут надійний набір температур випічки, придатних для певного печива. Отримувані температури корисні тільки як частина реєстрації умов в печі.
Якщо швидкість випічки повинна бути вище, температура повинна бути більше, а тривалість випічки залежить від виду печива і його характеристик (особливо від маси і товщини тестової заготовки). Для розгляду цього питання приймемо, що кожна піч має три незалежні контрольовані зони (зазвичай їх більше, і дуже рідко - менше) із засобами регулювання відносної величини теплопередачі зверху і знизу. При пошуку оптимальних параметрів випічки необхідно враховувати чинні механізми і регулювати умови в печі поступово і методично, реєструючи результати і задані параметри. Можна виявити, що, встановивши відповідні параметри, необхідно періодично виконувати їх регулювання, оскільки зовнішні кліматичні умови впливають на вихід повітря з повітропроводів і т. Д. Пошук і підтримка оптимальних умов випічки зазвичай вимагає випуску продукції протягом тривалого часу.
Крекери з тіста, отриманого листкове або за допомогою хімічних розпушувачів
З подібних видів тесту потрібно видалити багато води. Необхідно отримати дуже відкриту структуру, яка при використанні листкового або ламінованого тесту буде шаруватої або пухкі. Найкраща структура виходить при великих і дуже великих значеннях теплопередачі на початку печі. Значний внесок променистого тепла в першій зоні, мабуть, важливий, тому для його передачі важливо використання значної потужності пальників, а частково відкритий вихід забезпечує хороший рух повітря. Для збільшення ефекту нагрівання за рахунок теплопровідності в першій частині печі може бути корисний деякий попередній нагрів стрічки пода. Стрічка пода зазвичай виготовляється з легкої дротяної сітки, але в США використовують сітку, тканную з дроту великого перетину, і сильний її попередній нагрів. Отримання оптимальної теплопередачі без печей з прямим газовим нагріванням першої зони малоймовірно.
Печиво при виході з печі повинно бути хрустким і твердим, а для зменшення ризику розтріскування вміст вологи не повинно перевищувати 1,5%. Велика турбулентність в наступних зонах покращує видалення вологи. Для регулювання структури і необхідного відведення вологи з центру печива необхідно наколювання тестових заготовок. Тривалість випічки зазвичай становить близько 2,5-5 хв. Чим швидше випічка, і, отже, чим вище теплопередача в першій зоні, тим більш відкритою буде структура готового виробу.
Досягнення рівною плоскої форми печива забезпечується управлінням співвідношення нагріву зверху і знизу в першій зоні. Центр печива виявляється вигнутим в сторону більш сильного джерела тепла.
Типові температури (в залежності від типу печі) для вершкових крекерів складають (по зонам) 250,290,250 ° С при тривалості випічки 3,0 хв, а для закусочних крекерів ( «снеків») - 200,250,240 ° С при тривалості випічки 4,5 хв.
Затяжний солодке печиво
При випічці такого печива необхідно видаляти дуже багато води, хоча і не стільки, скільки з крекерів, і звичайно потрібно «среднеоткритая» структура. Кращі структури виходять при поступово зростаючому теплопереносе з максимумом в центрі печі. Внесок променистого тепла в першій зоні, ймовірно, корисний, але для цього печива можна використовувати печі з повністю непрямим підігрівом. Попередній нагрів стрічки пода не потрібно.
Великий вміст водяної пари в передній частині печі надає поверхні виробу хороший глянець. Печиво може бути спечено на сталевій стрічці або дротяної сітки, але сітка більш поширена, так як з її допомогою можна досягти великих швидкостей випічки. Для управління структурою і необхідного відведення вологи з центру печива необхідно наколювання тестових заготовок.
Тривалість випічки становить зазвичай 5-7 хв. При виході з печі печиво хрустке, тверде і розсипчасте, причому вміст вологи не повинно перевищувати 1,5% для зменшення ризику розтріскування. Велика турбулентність повітря в наступних зонах покращує відведення вологи.
Типові температури (в залежності від типу печі) для печива Tea Finger складають 140, 200, 200 ° С (тривалість випічки 6,0 хв), а для печива Rich Tea - 150, 210,240 ° С (тривалість випічки 7,0 хв).
Печиво з пісочного тіста з малим вмістом жиру і цукру
З тіста для такого печива не потрібно видаляти великої кількості води, а необхідна структура зазвичай не дуже відкрита. Хороша структура отримуєте я при більш-менш однаковому нагріванні у всій печі. Наскільки важливий внесок променистого тепла - неясно, але для виробництва цього печива придатні всі типи печей.
Печиво може випікатися на сталевій стрічці або дротяної сітки, але сітка більш поширена, оскільки з нею можна досягти великих швидкостей випічки. Сталеві стрічки зазвичай дають у печива порожнисте дно, чого не відбувається на дротяних стрічках. Зазвичай при випічці відбувається деяке розтікання тестової заготовки, і дротова сітка краще обмежує розмір виробів, ніж сталева стрічка. Наколювання тестових заготовок робить можливими вищі швидкості випічки.
Тривалість випічки становить зазвичай 6-13 хв, але вона істотно залежить від товщини тестової заготовки. Печиво при виході з печі може бути як твердим, так і м'яким, а вміст вологи в ньому зазвичай становить близько 2,5%. Рух повітря покращує відведення вологи.
Типові температури (в залежності від типу печі) для пісочного печива типу Shortbread складають 205,230,230 ° С (тривалість випічки 11 хв), а для печива Digestive - 180,240,170 ° С (тривалість випічки 7,0 хв).
Печиво з пісочного тіста з високим вмістом жиру і цукру переважно з тіста для дротяної різання і для печива печива
З таких типів тесту необхідно видаляти мало води, причому структура не дуже важлива. Хороші структури отримують при більш-менш однаковому нагріванні по всій печі. Для випічки таких видів печива можуть застосовуватися всі типи печей. Високий вміст вологи в першій зоні уможливлює кращий розвиток і розтікання, яке після осідання може дати привабливу поверхню з тріщинами.
Печиво має випікатися на сталевій стрічці, оскільки зазвичай тестова заготівля при випічці «розтікається». Тісто в печі стає м'яким і протікає в дротяну сітку, ускладнюючи видалення випеченого печива і забруднюючи стрічку. Наколювання тестової заготовки зустрічається вкрай рідко.
Тривалість випічки становить зазвичай 8-12 хв і істотно залежить від товщини тестової заготовки. Печиво при виході з печі зазвичай м'яке, пластичне і перед зніманням вимагає охолодження на стрічці. Зміст вологи не принципово і становить зазвичай близько 2,5%. Видалення вологи сприяє рух повітря в наступних зонах.
Типові температури випічки складають (в залежності від типу печі): для Ginger Nuts - 150, 180, 180 ° С при тривалості випічки 8,5 хв, а для Choc Chip Cookie - 185,185,170 ° С при тривалості випічки 12 хв.
типи печей
В даний час МКІ в основному випікають в конвеєрних печах, але багато дрібні виробники випікають вироби на деках, які розміщені в стаціонарну піч, яка може бути одного з наступних типів:
  • з установкою листів на нерухомий під печі за допомогою пекарської лопати або однієї пластини;
  • конвеєрна колискові піч, в якій листи поміщаються на платформи, що обертаються в горизонтальній площині при закритій печі;
  • ярусна піч, де листи поміщаються на стелажі, які потім укочують в піч і обертають у вертикальній площині при закритій печі.
Більшість печей для забезпечення рівномірного розподілу тепла зазвичай передбачають примусову конвекцію.
Є повідомлення про конвеєрної печі, побудованої в 1810 р, в якій використовувалася рухома стрічка з дротяної сітки, але вона виявилася невдалою. Проте конвеєрні печі в Великобританії були впроваджені на фабриках печива приблизно в 1849-1851 рр., Але майже до кінця століття вони не набули широкого поширення.
Тунельні печі приблизно до 1950-х рр. залишалися відносно короткими. У 1972 р з'явилися конвеєрні печі довжиною близько 19 м. Спочатку в ролі стрічки пода виступали ланцюга, на які містилися листи, які після виходу з печі знімали. Пізніше, коли став доступний довгий сталевий прокат (на початку 1930- х рр.), Були впроваджені безперервну стрічку. З початку ці стрічки були тільки сталевими шириною близько 600 мм, але незабаром стандартної стала ширина 32 дюйма (близько 800 мм), і для деяких виробів стали застосовувати дротяні сітки різних форм. В даний час стандартної є ширина 1000 або 1200 мм, причому застосовуються і ще більш широкі стрічки.
У перших печах внутрішнє облицювання вогнетривкою цеглою дозволяла запасати значна кількість тепла, яке допомагало зменшити зміни температури печі при «порційно» русі виробів. Для нагріву цієї речовини було потрібно якийсь час, коли піч запалювалася, і тривалий час - для охолодження, тобто при збільшенні і зниженні нагріву спостерігалася значна інерція. Тому випічка регулювалася в основному шляхом зміни тривалості. При цьому важливим було те, що значна кількість тепла могло бути передано виробу в печі при невеликій конвективних. Печі з внутрішнім облицюванням цеглою в даний час зустрічаються дуже рідко. Перехід до більш легким конструкціям, ізольованим мінеральною ватою або скловолокном, з підвищеною конвективні для поліпшення передачі тепла від газового пальника або гарячих каналів дозволив знизити вартість печей і значно поліпшити регулювання температури в печі.
Питання ідеальної конструкції печі для випічки тривалий час був предметом суперечок і робилися численні спроби створити математичні моделі теплорозподілення в печі. Те, що існує багато конструкцій, кожна з яких називається найкращою, наводить на думку про те, що ми ще не прийшли до оптимальної конструкції. Складнощі обумовлені в основному неможливістю вимірювання температури тестової заготовки в печі або мікроклімату навколо неї. До сих пір точно не відома роль тепла, що надходить до виробу у вигляді випромінювання і шляхом конвекції. Деякий регулювання величини підйому вироби може бути досягнуто за допомогою зміни умов в першій частині печі, але величина цих змін і оптимальні параметри для кожного типу печива ще далеко не визначені. Необхідні більш ретельні вимірювання умов в печі і параметрів виробів, одержуваних в цих умовах.
Існують печі для випічки МКІ, що працюють на різних видах палива (газах і нафтопродуктах різної якості) і електричні печі, що розсіюють тепло безпосередньо або побічно в пічну камеру. Для прямого нагріву атмосфери печі можна використовувати тільки газ, світлі нафтопродукти з низьким вмістом сірки і електрику. Тепло від інших нафтопродуктів має передаватися непрямим шляхом через теплообмінники.
Застосування електрики допускає деякі інші види теплообміну. Крім дротяних нагрівальних елементів, які можуть бути розжарені до червоного, для передачі електроенергії можуть бути використані високочастотне випромінювання (діелектричний нагрів), мікрохвилі або індукційний нагрів металевих частин (наприклад, стрічки пода печі). Види електричного нагріву будуть розглянуті нижче.
Основні типи систем нагріву печей для печива
Печі прямої дії
У печах з прямим газовим нагріванням (DGF, Digest Gas Fired) над і під стрічкою пода розташовано багато стрічкових пальників. До кожного пальника подається карбюрірованний газ і повітря, причому тиск цієї суміші визначає виділяється потужність. Для забезпечення рівномірного нагріву поперек стрічки існують різні пристрої регулювання розміру полум'я. DGF-печі можуть бути оснащені додатковою системою формування повітряних потоків, яка підвищує швидкість теплообміну. Верх пічної камери зазвичай низький, і пальника розташовуються якомога ближче до стрічки пода. Це означає, що значну частку досягає вироби тепла становить променисте тепло. Електричні печі подібні DGF-печей, але нагрівачі в них електричні.
Печі прямої дії з примусовою конвекцією. У кожній зоні печі є великий нагрівач, а продукти горіння подають в змішувальні камери, розташовані над і під стрічкою. Можливе регулювання швидкості продувки і співвідношення гарячого повітря, що циркулює вище і нижче стрічки. Для підтримки рівномірних повітряних потоків звід пічної камери зазвичай вище, ніж в печі з прямим газовим нагріванням. Це означає, що в печах з примусовою конвекцією частка променистого тепла в загальній теплопередачі менше, але умови теплопередачі і температурні умови поперек пічної камери більш однорідні.
Печі конвективно-радіаційного дії. Гарячі гази від пальника даної зони проходять через труби, розташовані над і під стрічкою, а потім випускаються через інші труби і проходять над першими трубами в напрямку стрічки. Перші труби випромінюють на печиво тепло, а потім вийшов з них повітря створює конвекційні потоки повітря. Для максимізації дії випромінювання випромінюючі труби розташовують якомога ближче до стрічки.
Печі побічної дії
Печі побічної дії з примусовою конвекцією аналогічні печей прямої дії з примусовою конвекцією, але тут теплообмінник, розташований поруч з нагрівачем даної зони, нагріває повітря, що проходить через камери змішувачів в пічної камері.
Піч побічної дії (Cyclotherm). Гарячі гази проходять через труби над і під стрічкою і повертаються назад до нагрівача. Продукти горіння проходять в пічну камеру. У пічної камері і над гарячими трубами передбачена окрема система циркуляції повітря.
Печі змішаної дії
Ці печі являють собою комбінацію двох описаних вище типів. Широко поширена піч змішаного дії складається з першої зони з прямим газовим нагріванням і наступних двох або більше зон з примусовою конвекцією. Принцип роботи полягає у виділенні на початку випічки максимальної потужності і великої кількості променистого тепла, а потім в забезпеченні великої кількості тепла шляхом конвекції в тій частині печі, де відбувається сушіння.
Якщо продукти горіння виділяються в атмосферу печі, в ній значно збільшується кількість водяної пари, і виникає необхідність збільшення відведення з камери. У печах завжди передбачається можливість регулювання кількості тепла, що виділяється в кожній зоні печі, а також співвідношення кількості тепла, що подається зверху і знизу вироби.
Печі з непрямим нагрівом зазвичай розділені по довжині на великі зони і оснащені кількома великими нагрівачами. Печі з прямим нагрівом зазвичай оснащені великою кількістю невеликих нагрівачів, для регулювання режимів згрупованих в аналогічних великих зонах печі. У таких печах окремі нагрівачі (як над стрічкою, так і під нею) можна відключати. Для регулювання і перенаправлення гарячих газів в різні частини пічної камери або по воздуховодам в атмосферу в печі передбачені заслінки. Крім печей з прямим і непрямим нагріванням, існують конструкції з посиленою конвекцією або тепловим випромінюванням. У послідовно розташованих зонах може бути забезпечено переважання будь-якого типу теплопередачі, а печі змішаного дії в різних зонах можуть використовувати різні джерела тепла (наприклад, електричних випромінюючих панелей).
Печі всіх типів зазвичай мають безліч контрольних точок, які надають величезний діапазон можливостей, але ускладнюють вибір. У багатьох випадках проблема посилюється тим, що засоби регулювання калібровані досить грубо і розташовані по всій довжині печі. Наприклад, на вихідному повітроводі може бути просто встановлена ​​заслінка. Важіль, що повертає цю заслінку для регулювання проходить по воздуховоду кількості газу, може мати лінійну шкалу, градуйовану від 0 до 10, але при значеннях від 0 до 5 вихід може становити приблизно 10-80%, а при значеннях від 5 до10 - приблизно 80- 100%.
Кількість незалежно контрольованих зон та їх довжина в ідеалі повинні бути сконструйовані так, щоб відповідати виду випікається вироби і часу, протягом якого виріб знаходиться в певній зоні. Для спрощення конструювання і зниження виробничих витрат зазвичай все зони роблять однакової довжини, а потужність, що підводиться до кожної з них, різниться. Перші зони повинні мати максимальну потужність, так як саме тут повинна бути нагріта стрічка пода, а тестові заготовки доведені до температури початку видалення вологи.
Гарячі гази з пекарної камери піднімаються по воздуховодам за рахунок природної конвекції, але зазвичай додатково використовують вентилятор. Проте зовнішня температура, швидкість і напрямок вітру впливають на швидкість виходу газів з воздуховода. Рух гарячих газів в пічної камері важливо для рівномірності теплопередачі, і при цьому цікаво, що, наскільки відомо автору, ніде в печах з прямим підігрівом не передбачений відвід (димових) газів і зверху, і знизу. Навіть в разі примусового відведення завжди передбачається, що гарячі гази повинні відводитися зверху пічної камери, що, на жаль, часто впливає на рух повітря і теплопередачу по краях стрічки пода.
Продуктивність печі визначається її довжиною і тривалістю випічки, необхідної для отримання вироби з потрібною структурою, кольором і змістом вологи. Для більшості виробів швидкість випічки визначається часом, необхідним для їх задовільного висушування. Для досить орієнтовних розрахунків можна
використовувати такі завантаження для різних видів тесту за умови вибору відповідної потужності в печі:
тісто дротяної різання

16-18 кг / год / м2 стрічки;

Пісочне тісто

18-20 кг / год / м2 стрічки;

напівсолодке тісто

16-22 кг / год / м2 стрічки;

тісто для вершкових крекерів

-22 Кг / год / м2 стрічки;

тісто для содових крекерів

22-25 кг / год / м2 стрічки.

Ефективність печі може бути обчислена на основі вимірів кількості палива з відомої теплотворною здатністю, що згорає за заданий період, втрат маси за рахунок випаровування води і збільшення температури інгредієнтів виробів.
Для задовільною випічки крекерів і печива на воді печі з непрямим підігрівом зазвичай не володіють достатньою потужністю в першій зоні. Щоб зробити їх більш універсальними, ці печі можна доповнити прямим газовим нагріванням або електричними елементами.
Стрічки пода зазвичай мають ширину 800,1000 і 1200 мм, хоча у них можуть бути і інші розміри. Існують різні типи стрічок, що володіють різним ступенем відкритості, вагою і терміном служби (рис. 38.4). Стрічки з листової сталі можуть бути товщиною 1,2 або 1,3 мм з масою квадратного метра близько 9 кг. існують перфо
38.4 Мал. 38.4. Різні види стрічок пода
рировать сталеві стрічки з отворами заданого діаметра - вони дороги, але при міцності і довговічності суцільних сталевих стрічок мають поліпшену вентиляцією підстави вироби. Існують також різноманітні дротяні стрічки - від дуже легких з квадратним отвором сітки (наприклад, 5 х 5 і ін., Де числа вказують кількість переплетень на дюйм, з масою квадратного метра близько 3,5 кг), до петльових дротяних, що забезпечують кращу підтримку вироби, поліпшену довговічність і велику гнучкість на кінцевих валах. Важкі сплощені дротові сітки з шевронним переплетенням мають максимальну для стрічок масою квадратного метра - близько 19 кг. Ці стрічки особливо популярні в США, але слід враховувати, що для нагрівання стрічки у завантажувального отвору печі потрібна велика потужність. Підготовку стрічок до роботи і догляд за ними ми розглянемо в наступному розділі.
На кінцях печі є кінцеві вали. На виході печі вал оснащений приводом, а на завантажувальному кінці є натягач, утримує стрічку натягнутою, але не настільки тугий, щоб вона ушкоджувалася (особливо це стосується легких дротяних стрічок). Діаметр цих валів достатній, щоб стрічки і їх з'єднання при згинанні були натягнуті, а їх осі валів для полегшення регулювання могли бути нахилені. Для запобігання ковзання іноді необхідно покривати провідний вал волокнистих жаротривким матеріалом. Стрічки в печі підтримуються на металевих або графітових полоз або валках, які для запобігання значному провисання стрічки між ними розташовані досить близько.
Відстань, на яке стрічка пода виходить за межі пічної камери з кожного боку, залежить від того, яким способом продукт поміщається на стрічку, а також від того, яке охолодження потрібно перед зніманням виробів. Відсадних або розрізані дротом вироби вимагають на введенні значного простору для розміщення над стрічкою формуючого обладнання. Вироби з великим вмістом цукру або тонкі витончені вироби вимагають довгого виходу - можливо, з подачею повітря за допомогою вентилятора або розбризкування води під стрічкою, щоб дати виробам затвердіти перед їх зніманням з стрічки.
Випускаються печі довжиною приблизно до 150 м, однак середня довжина печі становить близько 60 м при продуктивності близько 1,2 т печива на годину або близько 100 двохсотграмових упаковок в хвилину.
Вироби знімаються з стрічки за допомогою спеціального ножа, який повинен дозволяти чисто знімати вироби і переносити їх з мінімальним порушенням відносного розташування. Це забезпечує хорошу подачу на пакувальну машину або на подальшу обробку виробів. Знімає ніж може являти собою тонке лезо зі сталі або твердого синтетичного матеріалу або дротяний скребок; для знімання різних виробів використовуються різні види знімають ножів. Печиво з малим вмістом жиру до моменту знімання зазвичай досить жорстке, і тому ніж може розташовуватися трохи нижче вигину стрічки, що проходить навколо ведучого вала; більш гнучкі види печива в деяких випадках повинні зніматися абсолютно плоскими ножами (для запобігання поперечного розтріскування). Важливо, щоб ніж не покалічив і не дряпав поверхню стрічки. Чистка стрічки для видалення запечених на ній частинок або жиру - це окрема, виконувана пізніше операція, на якій ми зупинимося в розділі 38.6.3.
З урахуванням зростаючої заклопотаності економією енергії були розроблені схеми утилізації деякої частини низько потенційного тепла, що втрачається в повітроводах печі. Основна проблема при цьому полягає в тому, що виходять гази характеризуються високою вологістю і можуть містити багато лужних і смолистих матеріалів (похідних сірковмісних сполук палива і продуктів розкладання хімічних розпушувачів печива, наприклад, гідрокарбонату амонію, і летючих фракцій присутніх в тесті жирів).
Зростання використання електрики для випічки
Електричні печі, цілком ймовірно, в майбутньому стануть грати все більш важливу роль, так як скоротиться спалювання таких вуглеводнів, як нафта і газ. В даний час електричні печі подібні печей з прямим газовим нагріванням і безліччю нагрівачів в поперечних трубах в пічної камері, розташованих над і під стрічкою. Потужність цих нагрівачів може регулюватися за допомогою дуже економних тиристорних перемикачів. Сила використовуваних струмів дуже велика, а заміна нагрівачів обходиться дуже дорого. Для поліпшення теплопередачі до виробу в печі бажано мати деяку турбулентність, але оскільки відсутні продукти горіння, відведенням можна дуже точно управляти. Можна мати ряд розпечених нагрівачів, що дають інтенсивне теплове випромінювання для фарбування виробів.
Для прискорення випічки і підвищення її ефективності виріс інтерес до використання мікрохвиль і радіочастотного випромінювання. Зрозуміло, що випромінювання, проникаюче в тестову заготівлю або частково випечений виріб, має значну перевагу перед теплом, яке впливає тільки на поверхню. По крайней мере, теоретично нагрів тестової заготовки сприяє більш рівномірному розвитку структури. Компанія APVBaker запропонувала застосовувати в стандартних печах до мікрохвильових печей, що нагрівають пізніше в процесі випічки (для прискорення сушки) як тестові заготовки, так і самі вироби. Компанія Sasib Bakery пропонує застосування радіочастотного випромінювання для прискорення сушіння в зонах традиційної печі, наступних за першою.
Сушарки для сушіння за допомогою радіочастотного випромінювання після випічки в даний час широко поширені. Є відомості, що використовуючи після випічки сушку з нагріванням струмами високої частоти, можна досягти збільшення виходу на 33%. Продукт, випечений до отримання потрібної структури і кольору, переноситься на неметаллическую стрічку і проходить через відносно короткий пристрій. Печиво на виході пристрою має необхідну вологість, причому градієнт вологості між центром і поверхнею дуже низький, що значно знижує ймовірність розтріскування після охолодження.
Радіочастотні (РЧ) сушарки зазвичай використовують частоту 27,12 МГц, яка спеціально виділена міжнародними угодами для подібних цілей. Випускаються РЧ-печі на 25,40,50,60,75 і 85 кВт. РЧ-блоки мають ККД 65-72% (ефективність перетворення споживаної електричної потужності в енергію, передану виробам).
Використовувана частота мікрохвиль - 2450 МГц. Мікрохвильовий нагрів збільшується з відстанню від стрічки, оскільки поле на стрічці дорівнює нулю. Стрічка, однак, дає хороший нагрів за рахунок теплопровідності. Енергія мікрохвиль використовується в першій зоні для швидкого нагріву тестової заготовки, в середніх зонах - для зупинки виділення розпушують тісто газу, а в останніх зонах - для збільшення швидкості відведення вологи. Повідомляється, що за допомогою розумного використання мікрохвильового нагріву можна знижувати тривалість випічки, регулювати товщину виробів і вміст вологи, а також зменшити градієнти вологості в випеченому виробі. Енергію, що отримується від мікрохвильового нагріву, слід застосовувати в поєднанні з традиційним нагрівом, оскільки останній визначає розвиток кольору та смаку готових виробів.
Підготовка стрічок пода і догляд за ними
Підготовка нової стрічки
Перед використанням для випічки нову стрічку необхідно підготувати. Підготовка включає кондиціювання та очищення. Очищення полягає в основному у видаленні мінерального масла і бруду, і в разі дротяних стрічок вона може бути виконана простим протиранням стрічки чистою тканиною після нагрівання її приблизно до 150 ° С. Сталеві стрічки (включаючи перфоровані) для створення чистої блискучої поверхні, до якої вироби не будуть прилипати при випічці, вимагають більшої уваги. Стрічку традиційно нагрівають приблизно до 150 ° С і наносять на неї жир, знову нагрівають стрічку в печі, а потім на виході з печі стирають з неї жир чистою тканиною. Нерівності поверхні через подряпини, точкової корозії металу або вуглецевого покриття від частинок тесту найчастіше викликає прилипання виробів.
Мастило нових стрічок для запобігання прилипання
Умови, що викликають при випічці прилипання виробів до стрічки, не завжди зрозумілі, але тонка плівка рослинного масла зазвичай запобігає прилипання клейких речовин (наприклад, сиропу або молочних продуктів), що з'являються при випічці на підставах виробів. Вироби з низьким вмістом жиру і високим вмістом цукру або яєць можуть перед приміщенням на стрічку виробів вимагати спеціального її покриття. Випускаються різні змащувальні пристрої на основі рослинних жирів або воску (наприклад, бджолиного). Плівка жиру повинна бути мінімально необхідною і однорідною, але навіть в цьому випадку можливо неприйнятне розтікання виробів при плавленні цукрів або їх розчиненні при нагріванні. Це розтікання може бути обмежена додатковим посипанням на масляну плівку борошна або крохмалю перед приміщенням на стрічку виробів. Може виявитися легше наносити суміші масла і
Використовувана частота мікрохвиль - 2450 МГц. Мікрохвильовий нагрів збільшується з відстанню від стрічки, оскільки поле на стрічці дорівнює нулю. Стрічка, однак, дає хороший нагрів за рахунок теплопровідності. Енергія мікрохвиль використовується в першій зоні для швидкого нагріву тестової заготовки, в середніх зонах - для зупинки виділення розпушують тісто газу, а в останніх зонах - для збільшення швидкості відведення вологи. Повідомляється, що за допомогою розумного використання мікрохвильового нагріву можна знижувати тривалість випічки, регулювати товщину виробів і вміст вологи, а також зменшити градієнти вологості в випеченому виробі. Енергію, що отримується від мікрохвильового нагріву, слід застосовувати в поєднанні з традиційним нагрівом, оскільки останній визначає розвиток кольору та смаку готових виробів.
Підготовка стрічок пода і догляд за ними
Підготовка нової стрічки
Перед використанням для випічки нову стрічку необхідно підготувати. Підготовка включає кондиціювання та очищення. Очищення полягає в основному у видаленні мінерального масла і бруду, і в разі дротяних стрічок вона може бути виконана простим протиранням стрічки чистою тканиною після нагрівання її приблизно до 150 ° С. Сталеві стрічки (включаючи перфоровані) для створення чистої блискучої поверхні, до якої вироби не будуть прилипати при випічці, вимагають більшої уваги. Стрічку традиційно нагрівають приблизно до 150 ° С і наносять на неї жир, знову нагрівають стрічку в печі, а потім на виході з печі стирають з неї жир чистою тканиною. Нерівності поверхні через подряпини, точкової корозії металу або вуглецевого покриття від частинок тесту найчастіше викликає прилипання виробів.
Мастило нових стрічок для запобігання прилипання
Умови, що викликають при випічці прилипання виробів до стрічки, не завжди зрозумілі, але тонка плівка рослинного масла зазвичай запобігає прилипання клейких речовин (наприклад, сиропу або молочних продуктів), що з'являються при випічці на підставах виробів. Вироби з низьким вмістом жиру і високим вмістом цукру або яєць можуть перед приміщенням на стрічку виробів вимагати спеціального її покриття. Випускаються різні змащувальні пристрої на основі рослинних жирів або воску (наприклад, бджолиного). Плівка жиру повинна бути мінімально необхідною і однорідною, але навіть в цьому випадку можливо неприйнятне розтікання виробів при плавленні цукрів або їх розчиненні при нагріванні. Це розтікання може бути обмежена додатковим посипанням на масляну плівку борошна або крохмалю перед приміщенням на стрічку виробів. Може виявитися легше наносити суміші масла і зернових, ніж кожен з цих інгредієнтів окремо. Випускаються патентовані суміші спеціально підібраних для змащення стрічок матеріалів, але їх нанесення дуже складно.
Очищення стрічок пода
Незалежно від того, чи потребують стрічки в покритті, важливо зберігати стрічку чистою, і до складу печі входять спеціальні пристрої для підтримки чистоти. Після знімання виробів з стрічки для зняття з неї прилипли великих часток виробів слід використовувати скребок. Крім того, можливо, потрібно буде ретельна обробка стрічки обертаються дротяними або додатковими тканинними щітками. «Занадто ретельна» очищення може видалити необхідне покриття стрічки, а дуже жирні щітки можуть просто перерозподілити «бруд», що не видаливши її. Коли стрічка повертається назад, внизу печі вона підтримується на валах. Якщо ці вали занадто забруднюються осілими крихтами печива і жиру, осадження додаткової бруду може погіршити дію щіток.
Якщо випікаються напівфабрикати з високим вмістом жирових продуктів або сахарсодержащих продуктів на дротяних стрічках, в отворах сітки буде осідати вуглець. Якщо він відділяється, але як слід не знімається щітками, до підстав випікаються будуть прилипати чорні частинки. Тому очищення дротяних стрічок краще приділяти увагу перед початком випічки або після її початку. У разі занадто великого осідання на стрічці вуглецю він може бути видалений з теплою стрічки скребками, вручну або (у виняткових випадках) обробкою їдким натром. При використанні останнього методу важливо, щоб їдкий натр застосовувався дуже обережно і потім ретельно віддалявся перед наступною випічкою змиванням. Цілком ймовірно, після такої обробки буде потрібно відновлення стану стрічки.
Догляд за стрічками
При нагріванні стрічки розширюються, і для збереження плоских поверхонь і зменшення напруги, яке може привести до деформацій і проблем з управлінням стрічкою, дуже важливо підтримувати рівномірний нагрів поперек стрічки по всій довжині печі. Після закінчення випічки і відключення нагрівачів стрічка повинна продовжувати рухатися, поки температура не знизиться приблизно до 100 ° С або нижче для сталевих стрічок і не більше 150 ° С - для дротяних. Тільки після цього можна зупинити привід стрічки. Період охолодження дуже важливий, і в ході охолодження не слід відкривати оглядові люки з одного боку печі, так як при цьому одна сторона буде охолоджуватися швидше за іншу. Охолодження прискориться, якщо заслінки видалення газу і двері на початку і в кінці печі будуть повністю відкриті.
Якщо стрічка пода в процесі випічки через порушення енергопостачання повинна бути зупинена, можуть виникнути дві проблеми. По-перше, вироби швидко перегріються і можуть запалитися, а по-друге, стрічка стане надмірно гарячої. Тому повинні бути передбачені кошти автоматичного гасіння нагріву в печі на такий випадок, а також повинні бути вжиті всі заходи для негайного змотування стрічки. У деяких випадках може бути передбачений резервне джерело живлення (наприклад, акумулятори), але в будь-якому випадку до ведучого валу повинна бути прикріплена ручка, і в разі відключення енергії необхідно негайно перемотати стрічку Важливо також мати засоби для безпечного збору згорілих або палаючих виробів, причому стрічку необхідно продовжувати рухати, поки не буде включена подача енергії або стрічка охолоне для зупинки.
Іржа може швидко зруйнувати поверхню стрічки, і тому якщо в печі волога атмосфера, і особливо, якщо вона не використовується регулярно, доцільно покрити поверхню стрічки жиром або маслом. Крім того, для запобігання покриття іржею внутрішньої поверхні стрічки іноді слід її змащувати дуже негустий змазкою (типу силіконової або графітової). Занадто велика кількість мастила може призвести до ковзання приводу на кінцевому валу.
Вимірювання та керування процесом випічки
Вище було показано, як на розвиток структури вироби, зміна його вологості і фарбування впливають нагрів і температурні параметри. У печах різних типів передбачені кошти для установки температур окремих зон, для зміни ступеня турбулентності повітря, для завдання тепла, спрямованого на верх і низ стрічки і для установки рівня видалення газів. У розділі 38.4 наведені деякі відомості про типовий температурному профілі для виробництва різних видів виробів. Нижче ми зупинимося на тому, як забезпечити оптимальні умови в тій чи іншій стадії випічки і як ці умови підтримувати.
Хоча печі для печива мають кілька незалежно контрольованих зон, зазвичай присутня значна переміщення повітря з однієї зони в іншу, оскільки надходження повітря для заміщення випущеного спеціально не регулюється. Досить часто можна спостерігати сильну тягу в піч - як з боку завантажувального отвору, так і на виході печі. Це зменшує ефективну довжину печі, оскільки в піч надходить холодне повітря. Для регулювання важлива цілісність зони. Така конструкція передбачає контроль тисків в кожній зоні і підтримання їх однаковими. Свіже повітря, що надходить в піч для заміни повітря, видаленого у кожній зоні, входить в піч і до надходження в пічну камеру нагрівається. Переваги для точного контролю очевидні - єдина небезпека полягає в тому, що раптове падіння температури, зазнає тестової заготівлею при проходженні з однієї зони в іншу, може вплинути на структуру виробів, викликавши осідання.
Засоби управління печами зазвичай бувають відкалібровані не дуже точно, і найчастіше, не дивлячись на лінійність їх шкал, діють вони нелінійно. Це особливо стосується, наприклад, заслінок для відводу газів (див. Розділ 38.5). Дуже мало печей оснащені будь-якої індикацією вологості або швидкості руху повітря, і в більшості випадків термометри або термопари, використовувані для визначення стану атмосфери печі, нечисленні і розташовані так, що вони дають дуже мало інформації про умови безпосередньо поруч з випікати тестовими заготовками.
Оскільки в печі є тільки по одному оглядового люка на зону зрозуміло, що можливості пекаря для візуального контролю умов в печі дуже обмежені. Тому пекар повинен покладатися на свій досвід, щоб, контролюючи виходить з печі виріб, визначити, чи працюють різні зони його печі так, як він хоче. Фактично «оптимальні» умови роботи печі встановлюються методом проб і помилок, і досвідчені оператори проводять необхідні настройки щодня або вводять зміни дослідним шляхом.
Умови поруч з виробами можуть бути виміряні шляхом переміщення датчика або серії датчиків через піч і записи змін температури. Найпростіший варіант - використання термопари на кінці легкого двожильного дроти, ізольованого жароміцної пластмасою. Ця термопара переміщається уздовж печі, а потім швидко повертається назад (як волосінь на спінінгу) через всю піч або відключається від самописного приладу. Перевагою цього методу є швидке отримання профілю температури і те, що наступні профілі можуть бути швидко зареєстровані без втрат часу. Недоліком є ​​те, що провід через нагрівання часто псується і повинен бути дуже гнучким.
Розроблено та інші прилади для запису температури в печі на основі застосування записуючих електронних пристроїв, поміщених в ізольовані корпусу. Такі прилади можуть записувати температуру в декількох місцях одночасно, пари датчиків з сухим і вологим кульками можуть бути використані для оцінки вмісту водяної пари, а для реєстрації швидкостей повітря застосовуються невеликі анемометри. Основну складність в такому випадку представляють впливу умов в печі, від яких повинна бути захищена електроніка, і вкрай малий простір для проходу приладу (іноді не перевищує 30 мм).
При високих робочих температурах відмінність температур між вологим і сухим термометрами, використовуваними для оцінки змісту водяної пари, дуже мало при відносно великих і можливо значущих зміни вмісту вологи, і при цьому досить точні прилади з надійною подачею води до вологому термометру створити вкрай важко.
Постійна оцінка вмісту водяної пари може виконуватися шляхом пробоотбо- ра атмосфери печі через нагріті труби (для запобігання конденсації) або через вихідний повітропровід (димохід) і пропускання проб через відповідні датчики. Калібрування і обслуговування цих датчиків є серйозною проблемою, так як пил, жирний дим і різні агресивні гази також присутні в атмосфері печі. Зміст вологи в атмосфері печі, а тим більше в різних її місцях, важливо для швидкостей випуску газів, а отже, для теплового ККД печі. Розташування точок виходу газу і, ймовірно, якість випічки, також пов'язані з вмістом водяної пари, тому управління «вологістю» представляється корисним вимогою. Якщо можливий надійний контроль «вологості» і може бути показано позитивну дію підтримки заданої «вологості» на якість випічки печива, очевидним засобом управління рівнем була б зв'язок із засувками випуску газів. Цілком ймовірно, найкращим методом є використання для виведення газів вентиляторів зі змінною швидкістю.
Вимірювання температур і способу впливу тепла на вироби (теплопровідності, конвекції і випромінювання) - це серйозна проблема, і не дивлячись на численні спроби створення математичної моделі і ретельні виконуються досвідчені випічки, їх значення залишається неясним. Слід звернути увагу також на спеціальне обладнання, описане в розділі 5.8.5. Наше неповне розуміння умов регулювання печі обумовлено двома основними проблемами:
уздовж всієї довжини печі є безліч регуляторів, стан яких важко зареєструвати і впливу яких дуже взаємопов'язані;
до сих пір спостерігається лише незначний прогрес в безперервних вимірах параметрів випечних продуктів, з якими повинні бути співставлені положення регуляторів і значення вимірюваних параметрів печі.
В даний час мікроелектроніка та централізація коштів управління піччю, дистанційних приводів заслінок і т. Д. Дозволяє набагато краще реєструвати дані. Якщо зрозуміла зв'язок бажаних умов і вплив на них різних засобів регулювання, можливе створення дуже складних керуючих контурів.
Оскільки ми знаємо, що підйом тесту в печі відбувається в початковій стадії випічки, а колір виріб набуває пізніше, за доцільне проаналізувати способи вимірювання цих та, ймовірно, інших властивостей - наприклад, довжини і ширини виробів в кінці відповідних зон, а не на виході з печі, де інформація для цілей управління вже дещо застаріла. Для цього було б добре розглянути використання зон печі, відокремлених одна від одної тунелями для спостереження. Значення температури стрічки пода при приміщенні на неї заготовок вимагає подальших досліджень і, ймовірно, контролю, оскільки ми не можемо поки бути впевненими, що краще для якості виробу і ефективності випічки - важкі або легкі стрічки.
Цими проблемами вимірювань і контролю займалися багато фахівців, але було б вкрай несправедливо не виділити велику роботу по автоматизації печей для виробництва печива та комп'ютерному управлінню ними [1-4].
Розпилення масла після випічки
Багато пікантні крекери, а також деякі інші види виробів в гарячому вигляді покривають розпорошеним маслом. Відразу після зняття з стрічки пода виріб проходить через установку, в якій на них розпорошується тепле рослинне масло. Масло надходить з нагнітальних форсунок, з дисків, що обертаються або з допомогою статичних зарядів. Всі способи, кормі останнього, зазвичай ведуть до забруднення навколишнього простору через розпилення дрібних крапельок масла.
Покриття маслом, нанесене тільки на верхню або обидві поверхні і становить 8-18% від маси печива, значно покращує зовнішній вигляд поверхні виробів, його колір і дещо покращує смакові якості. У деяких випадках наноситься ароматизоване масло, яке для пікантного і затяжного солодкого печива буває корисно для додання аромату і смаку, який був би втрачений при додаванні цього масла в тісто до стадії випічки. Основна проблема з ароматизованим маслом полягає в тому, що воно забруднює охолоджуючі конвеєри, використовувані при виході з пристрою розпилення масла, і запах може поширитися в пакувальної зоні фабрики.
Масло, яке використовується для розпилення, особливо схильне прогорканию, так як воно розпорошується гарячим і в такому стані легко окислюється. На виробах масло знаходиться в вигляді поверхневої плівки, що також ідеально для окислення. Тому рекомендується використовувати жир або масло, стійкі до окислення, і тут найкращим є кокосове масло, оскільки в ньому мало ненасичених жирних кислот. Його легко придбати, і воно набагато дешевше спеціально приготованих, стійких до окислення жирів.
література
  1. Уейд, П. і Watkin, Д. А. (1968) Бісквіт Автоматизація Частина IV - Деякі результати, отримані з Бісквіт відбору проб і автоматичного вимірювання обладнання, C & CFRA (FMBRA) Доповідь 12.
  2. Лоусон, Р. і BARRON, LF (1970) Бісквіт Автоматизація Частина VI - Математичне моделювання пілотному Travelling піч, C & CFRA (FMBRA) Звіт 38.
  3. Корнфорд, SJ (1979) Бісквіт піч Самопис Mark III, C & CFRA (FMBRA) Бюлетень № 4, 147.
  4. Лоусон, Р. і JABBLE, SS (1979) Подальші кроки в напрямку Повністю автоматична напівсолодке Бісквіт завод, C & CFRA (FMBRA) Доповідь 85.
Додатковалітература
  1. Уейд, П. і смілива, ER (1968) Дослідження випічці напівсолодке Biscuits, Частина I - Деякі фактори, що впливають на товщину готового бісквіт, C & CFRA (FMBRA) Доповідь 14.
  2. Ходж, DG і Уейд, П. (1968) Дослідження випічці напівсолодке Biscuits, частина II Зміни, що відбуваються в температури і товщини тестозаготовок під час випічки, C & CFRA (FMBRA) Доповідь 22.
  3. HOLLAND, JM (1979) Підвищення продуктивності за рахунок діелектричного нагріву, ВСМА технічної конференції.
  4. MOWKRAY, WR (1981) Технологія «гарячого ящика», харчова Виробництво, жовтень.
  5. Лоусон, Р., MILLER, AR і Такер, D. (1986) Перенесення тепла в бісквіта випічки Частина I: Вплив променевої енергії на напівсолодкі печиво, C & CFRA (FMBRA) Доповідь 132.
  6. Strayfield International Ltd (1986) Масив додатків розвиваються для радіочастотної сушки. Продукти харчування Eng. Int'1. Листопад.
  7. Макфарлейн, I. (1989) Вимірювання печі умов і типів печей, використовуваних в бісквітної промисловості. Бісквіт семінар, ZDS Золінген, Німеччина, грудень.
  8. Менлі, DJR (1998) Бісквіт, печиво і зломщик Виробництво Керівництва, 4. Випічка та охолодження печива, Вудхед видавництво, Кембридж.
  9. Лоусон, Р. (1994) Математичне моделювання печива і крекеру печей, в науці печива і крекеру виробництва, під редакцією Х. Фарід, Chapman & Hall, London.
Останнє редагування Вівторок, 27 жовтня 2015 15: 43
Володимир Заніздра

Засновник сайту Baker-Group.net. Більш 25-ти років досвіду в кондитерському виробництві. Більш 20-ти років досвіду управління. Досвід в організації та проектування виробництва з нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Ел. пошта Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений JavaScript для перегляду.

Залишити коментар

Пошук по сайту

Рекомендовані матеріали

<Ins>