ЭлБиб

ХЛЕБОПЕЧЕНИЕ РОССИИ

5/2014

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

УДК 664.655.016.8

Д-р техн. наук

В.И. МАКЛЮКОВ

Выпечка хлеба – особый и от-

ветственный завершающий этап

производства хлеба и хлебных из-

делий. Процессам, протекающим

в хлебе при выпечке, посвящено

много научно-исследовательских

работ. Важной работой, в которой

сформулированы основные понятия

процесса выпечки, служат исследо-

вания, проведенные А.В. Лыковым,

Л.Я. Ауэрманом и А.С. Гинзбургом.

В ней дано основное понятие – теп-

лофизический процесс, в которое

включены, в первую очередь, такие

понятия, как нагрев выпекаемой

тестовой заготовки (ВТЗ), терми-

ческое расширение газа в порах,

давление газа в порах и др. Основ-

ной, и наиболее важный, фактор

теплофизического процесса – про-

грев ВТЗ, который характеризуется

графическим изображением поля

температур ВТЗ (температурным

полем). В качестве примера приве-

дем график, где видны изменения

температур в поверхностном слое

и во внутренних слоях ВТЗ (рис. 1).

От скорости прогрева каждого слоя

ВТЗзависит скоростьпротеканиябио-

технологических процессов (микро-

биологического, коллоидного и био-

химического), от скоростипротекания

и завершенности этих процессов –

качество выпекаемого хлеба.

Изменение давления газа в порах

вследствие его нагрева приводит

к увеличению их объема и, следова-

тельно, объема ВТЗ. Влияние тер-

мического расширения газа в порах

на формообразование и объем хлеба

рассмотрен в ряде работ [1]. От ско-

рости нагрева поверхностного слоя

ВТЗ зависят форма и объем хлеба

подовых и формовых сортов. Напри-

мер, при выпечке ржаного и ржано-

пшеничного х леба необходима

большая скорость нагрева, которая

реализуется при высокой темпера-

туре среды в пекарной камере (280…

350 °С) [2]. При выпечке хлеба пше-

ничных сортов нужна малая скорость

нагрева изделия (при низкой темпе-

ратуре среды в пекарной камере).

Таким образом, теплофизический

процесс определяет качество выпе-

каемого хлеба, а теплофизические

характеристики в виде поля темпе-

ратур служат элементарной тепло-

физической моделью его выпечки

при определенных температуре сре-

ды в пекарной камере и тепловом

потоке от греющих поверхностей

обогревательной системы.

Теплофизическое моделирование

можно осуществлять при выпечке

хлеба в физической модели – лабора-

торной печи, оборудованной специ-

альной измерительной аппаратурой

(см. рис. 1). Экспериментальная

лабораторная печь включает следую-

щие измерительные устройства регу-

лирования, измерительные приборы

и конструктивные элементы печи:

электрические кабели, соединяю-

щиенагревательныеэлементы

впечи

с регулирующими устройствами

;

электронный самописец, при по-

мощи которого осуществляется за-

пись всех измеряемых параметров

(температура, давление и др.) на ком-

пьютер

;

Лабораторная печь состоит из кор-

пуса печи с тепловой изоляцией. В пе-

карной камере

размещены нагре-

вательные элементы

сверху и снизу

камеры. В пекарной камере размещен

под, на который высаживают ВТЗ

(могут быть в формах или в виде по-

довых изделий). Температура среды

пекарной камеры измеряется при по-

мощи термопары

, температура

нагревательных элементов – датчи-

ками

. Пространство между стен-

ками пекарной камеры и наружными

стенками печи заполнено тепловой

изоляцией

. В пекарной камере

имеется окно

с дверкой со стеклом

. Через стекло наблюдают за ВТЗ

и ведут видеосъемку при помощи ви-

деокамеры

. В тестовой заготовке

установлены термопары на поверх-

ности и в глубине с зафиксированным

шагом. Вся информация при помощи

электронных самописцев

поступает

в компьютер

, на котором можно наб-

людать изменение температурного

поля (теплофизической модели) вы-

печки. По полученным данным рас-

четным путем по методике [1] опреде-

ляют количество тепла, воспринятого

ВТЗ, и может быть проведен анализ

технологических процессов (микро-

биологических, коллоидных и био-

химических), от скорости протекания

которых в каждом слое ВТЗ зависит

качество выпекаемого хлеба. Наблю-

дают за изменением размеров ВТЗ

при помощи видеокамеры. Давление

в порах ВТЗ измеряется его датчиком.

Комплекс полученной информации

позволяет выявить причины, влияю-

щие на формирование размеров,

формы и качество выпеченного хле-

ба. Выпечка при одной температуре

среды пекарной камеры не позволяет

выявить рациональный тепловой ре-

жим пекарной камеры, поэтому про-

изводят выпечку и теплофизические

измерения при разных температурах

среды в камере. При каждой выпечке

получают частную графическую мо-

дель процесса выпечки определен-

ного изделия в виде графика (рис. 2).

На нем показаны примерные темпе-

ратурные характеристики выпечки

формового хлеба:

– температура

поверхности ВТЗ,

– температура

в центре мякиша. При выпечке подо-

вых изделий, для которых требуется

увлажнение в первомее периоде, при-

мерный характер температуры верх-

ней поверхности показан на графике –

– температура точки росы. С мо-

мента поступления ВТЗ в зону увлаж-

нения происходит конденсация пара

на поверхности тестовой заготовки.

Когда температура верхней поверх-

ности достигает температуры точки

росы, конденсация пара прекращает-

ся. Нагрев верхнего поверхностного

слоя на этом участке выпечки характе-

ризуется подводом теплоты к поверх-

ности путем фазового перехода пара

в конденсат.

Моделирование процесса выпечки

в лабораторных и промышленных печах

Рис. 1. Cхема лабораторной печи

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека