Материал: Д5447П Громцев СА Корнильев ИБ Громцев АС Хлебопекарные и ко

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра техники пищевых производств и торговли

Хлебопекарные и кондитерские печи

Методические указания

к лабораторной работе по курсу «Технологическое оборудование отрасли»

для студентов специальностей 170600 и 270300 всех форм обучения

Санкт-Петербург 2002

УДК 664.65.05

Громцев С.А., Корнильев И.Б., Громцев А.С. Хлебопекарные и кондитерские печи: Метод. указания к лабораторной работе по курсу «Технологическое оборудование отрасли» для студентов спец. 170600 и 270300 всех форм обучения. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2002. – 21 с.

Указаны цель и порядок выполнения лабораторной работы по курсу «Техно-логическое оборудование отрасли». Приводятся основные сведения о процессе выпечки хлебобулочных изделий, о хлебопекарных и кондитерских печах, дана их класси-фикация и элементы расчета. Описаны некоторые конструкции современных печей и расстойно-печного агрегата.

Рецензент

Канд. экон. наук, доц. К.М. Федоров

Одобрены к изданию советом факультета техники пищевых производств и методической комиссией факультета заочного обучения и экстерната.

 Санкт-Петербургский государственный

университет низкотемпературных

и пищевых технологий, 2002

1. Цель работы

Целью лабораторной работы является знакомство с процессом выпечки тестовых заготовок хлебобулочных, мучных кондитерских, сдобных, бараночных и специальных сортов хлебных изделий, с классификацией хлебопекарных и кондитерских печей, а также изучение конструкций печей и расстойно-печных агрегатов, применяемых в настоящее время в промышленности; приобретение навыков по технологическому расчету хлебопекарных и кондитерских печей и составлению их принципиальных кинематических схем.

2. Порядок выполнения работы

Студент, приступая к выполнению лабораторной работы, должен изучить настоящие методические указания и рекомендуемую литературу. Затем он может приступить к практическому изучению печи (по указанию преподавателя).

В заключение студент составляет и оформляет отчет в соответствии с требованиями, изложенными в разд. 7, и сдает его преподавателю.

Из общего количества времени (4 ч), отводимого на выполнение лабораторной работы, следует затратить:

на изучение методических указаний и рекомендуемой литературы – 1 ч;

на практическое изучение и измерение отдельных элементов печи, а также на проведение необходимых расчетов – 2 ч;

на оформление и сдачу отчета – 1 ч.

3. Основные сведения о процессе выпечки хлебобулочных изделий

Выпечка заключается в превращении капиллярно-пористой массы теста в печеное хлебобулочное изделие с соответствующими стандартам влажностью, пористостью, окраской, формой, объемом, толщиной, поверхностью корки и прочими качественными показателями. При выпечке плотность теста уменьшается на 30–35 %, а температура мякиша может достигать 100 С.

Вследствие температурного градиента снаружи и внутри теста в начале выпечки влага мигрирует по направлению теплового потока, т. е. внутрь теста, и тем интенсивнее, чем больше температурный градиент. Наружная поверхность, теряя влагу, превращается в корку, причем плотность теста почти не меняется из-за незначительного испарения влаги в окружающую среду. При дальнейшем прогреве температурный градиент, а следовательно, и интенсивность движения влаги внутрь уменьшаются, а навстречу тепловому потоку движется влага из влажного мякиша к менее влажной периферии. В слое теста под коркой влага перегревается и начинает испаряться из этой зоны через корку в пекарную камеру, вызывая уменьшение массы, т. е. упек теста.

Высокая температура пекарной камеры, необходимая для быстрого прогрева теста и закрепления мякиша в первой половине процесса выпечки, затем должна быть снижена, чтобы избежать образования излишне толстой корки, большого упека и разрывов боковой корки газами брожения и водяными парами. Следовательно, для правильного ведения выпечки температура пекарной камеры и приток тепла к тесту должны быть не постоянны, а различны на разных стадиях выпечки, т. е. в пекарной камере должен быть создан определенный зональный тепловой режим, обеспечивающий быструю пропекаемость хлеба, образование тонкой блестящей корки, наибольший объем и наименьший упек.

Для большинства хлебобулочных изделий оптимальным режимом выпечки является понижающий температурный режим. Лишь мелкие изделия (печенье, пряники, бараночные изделия) могут выпекаться при неизменной температуре.

Для ржаного хлеба в начале выпечки температура в пекарной камере должна быть высокой – до 300 С, а относительная влажность – низкой (до 40 %). По мере выпечки температура понижается и к концу выпечки составляет 150–180 С, а влажность несколько увеличивается.

При выпечке изделий из пшеничной муки, например батонообразных изделий, тестовые заготовки при поступлении в пекарную камеру должны быть увлажнены в течение 2–3 мин путем конденсации на их поверхности пара низкого давления или «опыления» водой. При этом крахмал поверхностного слоя теста клейстеризуется и превращается в процессе выпечки в глянцевую эластичную тонкую корочку, допускающую увеличение объема теста при выпечке без трещин. В дальнейшем увлажненные тестовые заготовки выпекаются в том же понижающем температурном режиме, что и ржаные сорта (250–150 С). Температура же в зоне увлажнения не должна превышать 100–120 С.

Выпечка сдобных изделий обычно происходит без увлажнения пекарной камеры, но, как показывает опыт, подача пара на 4–5-й минуте выпечки улучшает их внешний вид и ускоряет выпечку.

4. Основные сведения о хлебопекарных и кондитерских печах. Классификация печей

Хлебопекарные и кондитерские печи являются основным технологическим модулем, который обуславливает тип и производственную мощность предприятий, вырабатываемый ассортимент и качество готовой продукции.

Промышленные печи, применяемые для выпечки хлебобулочных, мучных кондитерских и специальных изделий, различаются по конструкции, способу обогрева пекарной камеры, производительности, ассортименту выпекаемых изделий и т. д. От правильной эксплуатации печей зависят вкус и аромат готовых изделий и величина потерь от упека.

К основным элементам современной печи относятся: пекарная камера и под печи, генератор тепла (топка), теплопередающие системы и устройства, ограждения (обмуровка) пекарной и топочной камер, вспомогательные устройства и контрольно-измерительные приборы.

Современные хлебопекарные и кондитерские печи классифицируются по следующим основным признакам:

– по технологическому назначению – универсальные, позволяющие выпекать хлебобулочные изделия всех сортов и видов, и специальные – для выпечки бараночных, мучных кондитерских и специальных (сухарей, соломки и т. д.) изделий;

– по производительности, которая определяется рабочей площадью пода, – малые (менее 16 м²), средние (16–60 м²), большие ( свыше 60 м²);

– по способу подвода теплоты – с индивидуальным обогревом, когда каждая печь имеет свой генератор тепла, и с центральным обогревом, когда от одного генератора тепла обогревается группа печей;

– по конфигурации пекарной камеры – тупиковые, в которых посадка тестовых заготовок на под печи и выгрузка готовой продукции производятся с одной стороны (через одно окно (устье)), и сквозные, в которых посадка тестовых заготовок производится с одной стороны, а выгрузка готовой продукции – с противоположной.

Тупиковые печи бывают одно- и многоярусные, этажерочные, барабанные и кольцевые. Сквозные печи, в свою очередь, подразделяются на тоннельные (пекарная камера представляет собой один горизонтальный канал) и многоярусные (пекарная камера имеет несколько ходов конвейера).

По способу обогрева пекарной камеры различаются:

– регенеративные или жаровые печи, в которых топливо сжигается непосредственно в пекарной камере. Последняя при нагреве аккумулирует теплоту, затем отдает ее изделиям;

– печи с канальным обогревом. Теплота в пекарную камеру от греющих газов передается через рабочие стенки каналов различных конструкций. Каналы могут быть металлическими (квадратными или круглыми) или кирпичными. Канальные печи, в свою очередь, делятся на печи с обычным (прямым) обогревом и с рециркуляционным или циклотермическим обогревом;

– печи с конвективным обогревом, изделия в которых выпекаются с помощью нагретого воздуха, циркулирующего по замкнутому контуру в пекарной камере;

– печи с радиационно-конвективным обогревом (с помощью нагревательных каналов и конвективного обогрева изделий горячим воздухом). Эти печи имеют существенное преимущество перед обычными канальными: сокращается продолжительность выпечки, улучшается равномерность окраски поверхности изделий, интенсифицируется теплообмен;

– печи с внутриканальным газовым обогревом, в которых топливо (газ) сжигается непосредственно в пекарной камере;

– печи с пароводяным обогревом при помощи нагревательных трубок (трубки Перкинса);

– печи с комбинированным обогревом (каналы и пароводяные трубки Перкинса);

– печи с паровым обогревом от котлов высокого давления (10–12 МПа). Обычно котел и собственно печь составляют единую замкнутую нагревательную систему, которая заполняется дистиллированной водой, циркулирующей по замкнутому контуру;

– печи с электрообогревом. В качестве источника теплоты используется электроэнергия.

В зависимости от способа превращения электроэнергии в тепло рассматриваемые печи делятся: на печи сопротивления, в которых в качестве нагревателей используются электросопротивления в виде намотки (трубчатые электронагреватели – ТЭН); печи с инфракрасным излучением в виде световых ламповых ИК-излучателей, кварцевых трубчатых ИК-излучателей и др.; печи с комбинированным обогревом при помощи токов высокой частоты (ТВЧ) и инфракрасных излучателей или ТЭН; печи с микроволновым обогревом при помощи специальных генераторов сантиметровых волн – магнетронов.

5. Некоторые конструкции современных хлебопекарных и кондитерских печей

В настоящее время отечественной промышленностью (главным образом Шебекинским машиностроительным заводом Белгородской области) серийно выпускаются тупиковые печи семейств Г4-ХПЛ и Ш2-ХПА, тоннель-ные печи семейств Г4-ПХС, Г4-ХПС, Р3-ХПУ, А2-ХПЯ, ПиК и ряд других, а также расстойно-печные агрегаты П6-ХРМ, П6-ХРН, П6-ХРТ на базе печей семейства Г4-ХПЛ. Наряду с перечисленными, в настоящее время на отечественных хлебопекарных предприятиях успешно эксплуатируется большое количество печей более ранних лет выпусков – ФТЛ-2, ФТЛ-20, П-119, П-104, ХПП-25, ГГР-1, ХПА-40 и др. (расстойно-печные агрегаты созданы на базе некоторых из этих печей), а также импортные печи БН (Германия), ППЦ (Чехия), «Термоэлектро» (Югославия) и ряд других. Даже поверхностное их рассмотрение в рамках настоящих методических указаний не представляется возможным. Поэтому будут рассмотрены конструкции наиболее характерных представителей тупиковых печей семейства Г4-ХПЛ, тоннельных печей семейства Г4-ПХС и расстойно-печного агрегата П6-ХРМ, созданного на базе печи Г4-ХПЛ-16.

5.1. Печи семейства г4-хпл

Печи Г4-ХПЛ выпускаются в трех модификациях: Г4-ХПЛ-16, Г4-ХПЛ-25 и Г4-ХПЛ-50. Они относятся к типу печей конвейерных, люлечно-подико-вых с тупиковой пекарной камерой и канальной системой обогрева.

Печи Г4-ХПЛ поставляются в трех исполнениях:

Г4-ХПЛ-16, Г4-ХПЛ-25 и Г4-ХПЛ-50 – для работы на твердом топливе, с ручной топкой и колосниковой решеткой;

Г4-ХПЛ-16-01, Г4-ХПЛ-25-01 и Г4-ХПЛ-50-01 – для работы на жидком топливе, с форсуночным агрегатом;

Г4-ХПЛ-16-02, Г4-ХПЛ-25-02 и Г4-ХПЛ-50-02 – для работы на газообразном топливе, с горелкой для сжигания природного газа.

Печи идентичны по конструкции, поэтому приводится описание печи Г4-ХПЛ-16, как ближайшего аналога наиболее распространенной в отрасли люлечно-подиковой тупиковой печи ФТЛ-2.

Печь Г4-ХПЛ-16 (рис. 5.1) выполнена из кирпича и стянута каркасом 3 из прокатной профильной стали. Части обмуровки, соприкасающиеся с горячими топочными газами, выложены огнеупорным кирпичом.

Пекарная камера обогревается горячими топочными газами, проходящими по каналам в кирпичной кладке через радиаторную коробку и над перекрытием из листовой стали.

Топка и центральный нижний канал перекрыты кирпичным сводом, верхняя часть которого является теплоотдающей. Топочные газы движутся по каналам за счет естественной тяги дымовой трубы.

Теплоутилизатор 6 состоит из трех котелков, соединительных труб и спускного трубопровода. В пекарной камере расположен Г-образный двухниточный цепной конвейер 2. Конвейер имеет передний приводной вал с двумя ведущими звездочками, а также промежуточный и натяжной валы с аналогичными звездочками. Ведущий, промежуточный и натяжной валы соединены между собой тяговыми бесконечными цепями с шагом 140 мм. Катки цепей движутся по специальным направляющим. К цепям через каждые три звена с помощью пальцев шарнирно подвешены 28 люлек рамочной конструкции. Для выпечки подовых изделий люльки снабжены металлическими съемными подиками.

Печной конвейер приводится в движение от приводной станции 9, состоящей из электродвигателя, червячного редуктора, клиноременной передачи с натяжным роликом и конечного выключателя.

Рис. 5.1. Печь Г4-ХПЛ-16:

1– посадочная камера; 2 – цепной конвейер; 3 – каркас; 4 – аварийные люки;

5 – газовая разводка; 6 – теплоутилизатор; 7 – парогенераторы; 8 – установка

форсунки; 9 – приводная станция

Прерывистое движение конвейера осуществляется путем автоматических включений и выключения электродвигателя с помощью реле времени через магнитный пускатель и конечный выключатель. Команда на останов конвейера подается кулачком, установленным на валу червячного колеса редуктора привода.

По конструкции пода различают печи: со стационарным (неподвижным) подом; с выдвижным подом; с конвейерным подом (роторные, цепные, пластинчатые, цепные люлечные, сетчатые, стальные ленточные, сплошные кольцевые, сплошные карусельные и секционные).

По ширине пода – печи с малой шириной пода (менее 1500 мм), со средней шириной (1500–2100 мм), с большой шириной (более 2100 мм).

По виду топлива – печи, работающие на твердом топливе, на жидком топливе, на газообразном топливе, на электрообогреве и комбинированные.

По степени автоматизации различают следующие печи:

– с ручным управлением; регулирование теплового режима топки осуществляется вручную;

– с полуавтоматическим управлением; обогрев отдельных зон регулируется вручную, а тепловой режим печи стабилизируется на установленном уровне автоматически с помощью приборов.

В целях полной механизации и автоматизации выработки формового хлеба (ржаного и пшеничного) в промышленности нашли широкое применение расстойно-печные агрегаты, созданные на базе тупиковых люлечных печей, таких, как ФТЛ-2, Г4-ХПЛ, ХПА-40, ХПП-25 и др. Они представляют собой шкафы окончательной расстойки, объединенные с печами общим конвейером, снабжены механизмами деления и укладки тестовых заготовок в формы и выгрузки готового хлеба из форм. В этих агрегатах полностью механизированы процессы разделки, укладки тестовых заготовок, расстойки, выпечки и выгрузки готовой продукции. По степени автоматизации расстойно-печные агрегаты можно отнести к устройствам с полностью автоматическим управлением.