Utilaje pentru dospire şi coacere
117
6. UTILAJE PENTRU DOSPIRE ŞI COACERE 6.1. Dospirea şi coacerea Dospirea aluatului este este operaţ operaţia ia care care se efectu efectuea ează ză dup dupăă
modelarea în forma definitivă a bucăţilor de aluat. Prin operaţiile anterioare, o parte din bioxidul de carbon şi din gazele conţinute în bucata de aluat este eliminată, din care cauză aceasta trebuie supusă din nou unei fermentări, prin care se reface structura poroasă. Durata dospirii este cuprinsă între 25 şi 60 minute, depinzând de masa produsului, compoziţia aluatului, calitatea făinii şi condiţiile de dospir dospiree carac caracter teriza izate te prin prin temper temperatu atura ra şi umidit umiditate ateaa aerul aerului ui din dospitor. Respectarea duratei optime de dospire, duce la creşterea calităţii produselor. Dospirea trebuie să se facă într-un mediu cu temperatura de 35-40°C şi umiditatea relativă de 75-85%, atât pentru a favoriza fermentaţia, cât şi pentru a se evita uscarea suprafeţei bucăţilor de aluat şi formarea crustei. Pentru dospire, bucăţile de aluat se aşează cu încheietura la partea superioară, superioară, distanţa între ele de 4-5 cm, cm, spre a nu se lipi datorită datorită creşterii în volum. Momentul în care aluatul este ajuns la fermentarea optimă se stabileşte prin metode organoleptice sau prin determinarea acidităţii în laborator [3, 7, 37]. Coacerea aluatului se realizează în cuptoare prin introducerea bucăţilor de aluat dospite corespunzător. corespunzător. Coacerea este ultima fază, hotărâtoare în procesul tehnologic de fabricare a pâinii. Ea comportă o serie de operaţii premergătoare ce contribuie la obţinerea unor produse de calitate superioară. Ante An terio riorr intr introd oduc ucer erii ii bucă bucăţi ţilo lorr de alua aluatt în cupt cuptor or pent pentru ru coacere se execută umezirea (spoirea) suprafeţei aluatului, crestarea şi poansonarea acesteia. Umezirea aluatului contribuie la formarea luciului cojii. Ea se poate executa manual manual cu o perie din păr moale, muiată în apă sau întrun amestec de apă cu făină. Umezirea se poate realiza şi prin folosirea duzelor de pulverizare cu apă sau abur. Această metodă dă rezultate
Utilaje pentru dospire şi coacere 118 mai bune la umezirea pâinii după scoaterea din cuptor, contribuind de asemenea la mărirea luciului cojii. Crestarea bucăţilor de aluat înainte de introducerea în cuptor se practică în special în cazul unor specialităţi de franzelărie, precum şi a pâinii albe rotunde. Numărul crestăturilor este diferit, în funcţie de produs, având poziţie oblică sau transversală. Adâncimea crestăturilor depinde de gradul de dospire a aluatului. Când aluatul este insuficient dospit, crestăturile se fac în profunzime, pentru a permite ieşirea mai uşoară a gazelor de fermentare care se formează în cantitate mare, iar când când alua aluatu tull a dosp dospit it prea prea mu mult lt cres crestă tătu turil rilee se fac fac la supr supraf afaţ aţă, ă, deoarece în caz contrar acesta se aplatizează. În toate cazurile însă, crestăturile se fac simetrice. Scopul crestării nu este numai de a înfrumuseţa suprafaţa produselor, ci şi de a evita crăpăturile şi rupturile cojii în timpul coacerii. Prin creşterea în volum a produsului, suprafaţa pâinii se poate desface în locurile unde sunt crestături. Crestarea se realizează manual prin mişcări rapide cu ajutorul unui cuţit bine ascuţit, uşor umezit în apă, sau mecanic cu cuţite multiple montate pe suport mobil. Poanso Poansona narea rea aluatu aluatului lui înaint înaintee de introd introduce ucerea rea în cuptor cuptor se efec efectu tuea ează ză prin prin impr imprim imar area ea unei unei denu denumi miri ri sau sau simb simbol ol,, spec specifi ificc produsului. 6.2. Procese care au loc în aluat în timpul coacerii
Aluatul pentru produsele de panificaţie se coace de obicei la temperatura cuprinsă între 220 şi 260°C. Datorită acestei temperaturi, în aluat au loc o serie de procese fizico-chimice, coloidale, biochimice biochimice şi microbiologice, în urma cărora aluatul se transformă în produs asimilabil, gustos şi hrănitor. Procesele fizico-chimice care au loc în aluat în timpul coacerii sunt: sunt: încălz încălzirea irea bucăţ bucăţilo ilorr de aluat, aluat, evapor evaporare areaa unei unei părţi părţi din apa conţinută de aluat, formarea culorii cojii şi formarea aromei. Încălz Încălzire ireaa aluatu aluatului lui se face face în mo modd diferi diferit.t. Astfel Astfel,, datori datorită tă temperaturii ridicate din cuptor, bucăţile de aluat se încălzesc treptat, proces care constituie baza tuturor celorlalte modificări care au loc la coacere. Cel mai mult se încălzesc straturile exterioare ale bucăţii de aluat, care formează coaja pâinii, ele ajungând la sfârşitul coacerii să aibă temperatura de 110-120°C, iar la suprafaţă ating 180°C. Zona din imediata apropiere a cojii ajunge la sfârşitul coacerii să depăşească cu
Utilaje pentru dospire şi coacere 119 puţin 100°C, pe când centrul bucăţii de aluat îşi măreşte temperatura cel mai greu, la sfârşitul coacerii având între 95 şi 98°C. La încălzire, după o perioadă de 2-5 min de la introducerea în cuptor, stratul periferic al bucăţii de aluat îşi pierde aproape toată cantitatea de apă, pe care o degajă sub formă de vapori în camera de coacere. Astfel ia naştere coaja pâinii. Sub coajă, căldura pătrunde treptat şi provoacă formarea vaporilor de apă. O mică parte dintre Tabelul 6.1. Procese fizice, chimice, coloidale, biochimice şi microbiologice care se produc în aluat în timpul coacerii
Intervalul de temperatură a aluatului, °C 30 – 45
45 – 60
60 – 90
90 –100 100-180
Principalele procese care au loc şi care duc în final la transformarea aluatului în produs finit -Creşterea în volum a amidonului. -Accelerarea activităţii enzimelor amilolitice şi a complexului zimazic din drojdie, provocând fermentaţia alcoolică energică. -Creşterea volumului aluatului. -Formarea crustei de coajă la suprafaţa aluatului. -Intensificarea activităţii enzimelor amilolitice. -Începerea transformării în gel a amidonului şi a coagulării proteinelor. -Încetarea activităţii drojdiei şi a altor microflore fermentative. -Gelificarea maximă a amidonului şi oprirea coagulării proteinelor. -Încetarea activităţii enzimatice. -Începutul formării miezului pâinii. -Accelerarea evaporării apei din aluat şi formarea la exterior a coajei. -Formarea completă a miezului pâinii, -Încetarea creşterii volumului pâinii. -Brunarea cojii prin formarea melanoidinelor, care indică coacerea pâinii
aceştia trec în exterior, prin porii fini ai cojii în camera de coacere, iar restul pătrund spre centrul aluatului şi în zona imediat următoare se condensează, întrucât zona este mai rece. Crescând temperatura acestei zone, o parte din apa pe care o conţine este absorbită de amidon datorită fenomenului de gelificare, iar restul se evaporă, pătrunzând în straturi mai interioare. Acest fenomen, care reprezintă mecanismul coacerii, se repetă până când întreaga masă de aluat care se află sub coajă se transformă în miez de pâine.
120
Utilaje pentru dospire şi coacere 6.3. Durata coacerii şi factorii care o influenţează 6.3.1. Coacerea pâinii
Durata coacerii produselor de panificaţie este variabilă şi depinde de următorii factori: mărimea şi forma produsului. La produsele cu dimensiuni mari durata de coacere este mare. Ea se micşorează odată cu reducerea mărimii. De asemenea, durata se micşorează la produsele cu formă alungită, cum sunt franzele. modul de coacere. Durata este mai mare în cazul coacerii produselor în forme spre deosebire de coacerea produselor pe vatră unde durata este mai mică. compoziţia aluatului. Produsele a căror reţetă conţine adaos de grăsime, ouă, lapte, au durata prelungită de coacere tipul cuptorului şi temperatura de coacere. Pe baza datelor practice, pentru principalele sortimentele de produse de panificaţie care se fabrică în tara noastră, s-au stabilit duratele medii de coacere prevăzute în tabelul 6.2. Tabelul 6.2. Durata medie de coacere a principalelor produse de panificaţie
Sortul de produs Greutate Denumire (g) 2000 Pâine 1500 neagră 1000 2000 Pâine semialbă Produse de franzelărie
Format
750 500
Rotund Rotund Rotund Rotund Alungit ă Franzelă Franzelă
50-300
Divers
1000
Durata de coacere (min) Cuptor de Cuptor Cuptor cărămidă Dampf mecanic 60-70 45-50 50-55 40-45 40-45 30-40 30-40 60-65 40-45 40-45 45-50
30-35
30-35
40-45 35-40
30-35 25-30
25-30 20-25
10-25
10-20
10-20
Pentru stabilirea sfârşitului coacerii produselor prelucrate în şarje nu există criterii exacte, obiective. Din acest motiv coacerea se apreciază aproape în exclusivitate pe cale organoleptică, deci în mod subiectiv, solicitând experienţa brutarului. În mod practic, brutarii stabilesc momentul sfârşitului coacerii pâinii pe baza unui complex de însuşiri pe care trebuie să le prezinte produsul. Astfel, ei se orientează după culoarea cojii, după greutatea relativă a pâinii pe care o
Utilaje pentru dospire şi coacere 121 balansează în mână apreciindu-se greutatea în raport cu volumul, prin lovirea cojii inferioare a pâinii apreciind gradul de coacere după caracterul sunetului, prin apăsarea cojii superioare, care trebuie să revină imediat la starea iniţială etc. 6.3.2. Particularităţile coacerii biscuiţilor şi produselor de patiserie 6.3.2.1. Coacerea biscuiţilor .
Regimul tehnologic în care se desfăşoară coacerea influenţează aspectul, forma şi textura produselor. Condiţiile în care se realizează răcirea după scoaterea din cuptor determină rezistenţa la sfărâmare şi durata conservării biscuiţilor. Cunoaşterea regimului termic al cuptorului şi a diagramei de distribuţie a temperaturii la partea superioară şi cea inferioară a benzii de coacere permite identificarea efectului acestora asupra calităţii biscuiţilor, pentru fiecare caz în parte. Temperatura din ultima zonă a cuptorului condiţionează obţinerea biscuiţilor de culoare uniformă, iar temperatura din prima zonă, obţinerea produselor cu formă perfect plană. Prin reglarea funcţionării arzătoarelor se poate obţine repartizarea corectă a temperaturii din camera de coacere, corespunzător cerinţelor fiecărui sort de biscuiţi, asigurându-se astfel calitatea. Zahărul şi grăsimea din aluat influenţează structura şi forma de legare a apei, prin aceea că măreşte densitatea aluatului şi raza capilarelor, condiţionând astfel transmiterea căldurii la coacere. Pe măsura creşterii adaosului de zahăr şi grăsime, eliminarea apei din aluat se reduce, astfel că durata coacerii se prelungeşte, mai ales în prima ei parte. De regulă, fiecare sortiment de biscuiţi necesită un regim termic adecvat, în urma căruia să se obţină calitatea cea mai bună. Practic însă, regimul este diferenţiat pe grupe de biscuiţi, iar în cadrul sortimentelor din aceeaşi grupă se fac ajustările cerute mai ales de dimensiunile produsului. Pentru biscuiţii glutenoşi, dar mai ales pentru cei crocanţi, în primele două zone termice ale cuptorului se introduce abur de joasă presiune (0,05 MPa). Durata coacerii variază între 6-8 minute pentru biscuiţii glutenoşi, 5-10 minute pentru biscuiţii zaharoşi şi 4-7 minute pentru biscuiţii crocanţi, funcţie de grosime. Aceste valori ale duratei de coacere garantează calitatea produselor, întrucât permite obţinerea unor biscuiţi cu structură şi culoare uniformă, aspect lucios, gust,
Utilaje pentru dospire şi coacere 122 frăgezime şi aromă corespunzătoare, însuşiri mult apreciate de consumatori. Prin utilizarea cuptoarelor dotate cu sisteme de autoreglare a funcţionării injectoarelor se realizează în camera de coacere temperaturile prescrise, pe zone, asigurându-se astfel fabricarea unor produse uniforme. Tot în acest scop se preconizează coacerea utilizând sisteme combinate de încălzire. În faza iniţială, încălzirea are loc prin convecţie, până la formarea cojii biscuiţilor. Apoi urmează încălzirea folosind curenţi de înaltă frecvenţă, care transmit aceeaşi temperatură în toată masa produsului. Temperaturile de coacere în cuptoare de tip tunel cu bandă, ale diverselor categorii de biscuiţi sunt prezentate în tabelul 6.3. Tabelul 6.3. Temperaturi de coacere a biscuiţilor în cuptor tunel cu bandă
Zonele termice ale cuptorului tunel cu bandă Zona I Zona a II-a Zona a III-a Zona a IV-a Zona a V-a Zona a VI-a Zonele finale
Temperatura de coacere a diverselor grupe de biscuiţi, ºC Glutenoşi Zaharoşi Crocanţi 200-210 180-200 220-230 200-210 180-200 220-230 220-230 210-230 230-250 220-230 210-230 230-250 240-260 235-245 250-270 240-260 235-245 250-270 235-245 235-245 250-260
Răcirea biscuiţilor, proces care modifică temperatura produselor concomitent cu uniformizarea umidităţii în masa lor prin migrarea vaporilor din straturile interioare către cele exterioare, se desfăşoară în condiţii tehnologice normale printr-un regim moderat. La răcirea bruscă are loc fisurarea produselor şi fragmentarea lor, ca urmare a contracţiei rapide a straturilor superioare, atât datorită scăderii rapide a temperaturii cât şi pierderii de umiditate. Se recomandă răcirea în atmosferă controlată, temperatura aerului fiind de 30-40 ºC şi umiditatea relativă 60-70%. 6.3.2.2. Coacerea produselor de patiserie
La produsele de patiserie care au grosime mare, regimul de coacere este aproape similar celui care se aplică produselor de panificaţie obişnuite, iar la produsele care au grosime mai mică cel asemănător biscuiţilor.
Utilaje pentru dospire şi coacere 123 Temperatura de coacere are o deosebită influenţă asupra calităţii produselor de patiserie obţinute din aluat preparat cu ouă bătute. Dacă temperatura este prea mare, bulele de aer incluse în soluţia de ouă se dilată rapid, plesnesc şi aerul se degajă înaintea formării cojii, astfel că produsul crapă şi capătă formă concavă, iar culoarea suprafeţei devine prea închisă. La temperatură prea mică, bulele de aer nu se dilată suficient şi produsul se aplatizează, iar coaja nu este suficient de rumenă. Studiile cu privire la cinetica coacerii, arată că volumul maxim al produselor de patiserie se obţine la o temperatură a cuptorului de 170 ºC şi fără utilizarea de abur. Coacerea se consideră terminată atunci când miezul produsului are 95-97 ºC, indiferent de tipul cuptorului folosit. 6.4. Bilanţul termic al cuptorului pentru copt pâine
Cantitatea de căldură q cc care se introduce în camera de coacere a cuptorului [2, 8, 9] pentru produse de panificaţie este: qcc = q1 + q 2 + q3 + q 4 + q5 + q 6 + q7 (6.1) unde: q este consumul teoretic de căldură pentru coacerea unui kg de pâinie (kJ/kg); q reprezintă pierderile de căldură pentru evaporarea apei şi supraîncălzirea aburului folosit pentru umectarea semifabricatelor de aluat (kJ/kg); q reprezintă pierderile de căldură datorită încălzirii aerului care se introduce în cuptor (kJ/kg); q reprezintă pierderile de căldură pentru încălzirea organelor de transport şi formelor semifabricatelor (kJ/kg); q reprezintă pierderile de căldură în mediul înconjurător al cuptorului (kJ/kg); q pierderile de căldură prin fundaţia cuptorului (kJ/kg); q pierderile de căldură prin radiaţie în gurile şi canalele din pereţii cuptorului (kJ/kg); 1
2
3
4
5
6
7
Consumul teoretic de căldură la coacerea unui kg de pâine q1
se determină cu expresia: q = W c ( i − i ) + g ⋅ c ( t 1
1
2
1
1
1
)
− t 2 +
g 2 ⋅ c 2
+ W p ⋅ c3
( t
3
− t 2
)
(6.2)
Utilaje pentru dospire şi coacere 124 unde: W c este pierderea de umiditate prin evaporare la coacerea unui kg de pâine; i este entalpia aburului supraîncălzit, a cărei valoare orientativă este de 2900 kJ/kg; i este entalpia apei la temperatura aluatului a cărei valoare este în jurul limitei de 125 kJ/kg: g este conţinutul de coajă din pâine care este aproximativ 0,28 kg/kg pâine; c este capacitatea calorică a cojii, c = 1,4 kJ/kg.K; t temperatura medie a cojii considerată în jurul valorii de 120 oC; t temperatura iniţială a aluatului care este de 30 oC; g - conţinutul substanţelor uscate în miezul pâinii 0,26 kg/kg, c - capacitatea calorică a substanţelor uscate din miezul pâinii a căror valoare aproximativă este de 1,47kJ/kg.K; c - capacitatea calorică a apei din pâine, c = 4,19 kJ/kg.K; W p - umiditatea pâinii fierbinţi corespunzătoare unei mase de un kg, care aici este de aproximativ 0,450 kg/kg; t - este temperatura medie a miezului pâinii la sfârşitul coacerii, valoarea medie fiind de 98 oC. 1
2
1
1
1
1
2
2
2
3
3
3
Cantitatea de căldură consumată pentru vaporizarea apei şi supraîncălzirea aburului q 2 se determină cu relaţia: q 2 = g 3 ( i1 − i3 ) + g 4 ( i1 − i2 ) (6.3)
unde: g este cantitatea de abur saturat din camera cuptorului pentru umezirea mediului, a cărei valoare este în limitele 0,1 – 0,2 kg/kg ; i este entalpia aburului saturat care este de 2450 kJ/kg; g este cantitatea de apă pulverizată în camera cuptorului 3
3
4
Pierderile de căldură pentru încălzirea aerului care circulă în cuptor, q se determină cu relaţia: 3
q3
=
W p
+ D ⋅ c a ⋅
( t
4
) ( d
− t 5 /
1
− d 2
)
(6.4)
unde: este cantitatea de apă şi abur pulverizată în camera cuptorului pentru umectarea mediului; c a este căldura specifică a aerului, ca = 1,005 kJ/kg.grd; t - temperatura în camera cuptorului; t este temperatura aerului din mediul înconjurător t = 25 oC; d şi d reprezintă umiditatea camerei cuptorului şi aerului introdus d = 0,421 kg/kg; d = 0,014 kg/kg. D
4
5
5
1
1
2
2
Pierderile de căldură pentru încălzirea formelor pentru aluat şi a dispozitivelor de transport q 4 se determină cu expresia: q4
=
Gm ⋅ cm
⋅ ∆t
(6.5)
Utilaje pentru dospire şi coacere 125 în care: Gm este masa metalică care se deplasează în cuptor raportată la 1 kg de pâine; c m - căldura specifică a metalului care în acest caz are valoarea c m = 0,462 kJ/kg.K; ∆t este diferenţa de temperatură a masei metalice a dispozitivului de transport când este în cuptor şi în afara sa. Pierderile de căldură în mediul exterior cuptorului q : 4 4 q5 = α ⋅ f ( t 4 − t 5 ) / P + 5,7 ⋅ ε ⋅ f / P ⋅ [( 0,01T 1 ) − ( 0 .01T 2 ) ] (6.6) unde: α este coeficient de transfer de căldură prin convecţie, pentru perete orizontal este 5 W/m2K iar pentru perete vertical este 4 W/m 2K; f este suprafaţa pereţilor care delimitează spaţiul de coacere; T şi T sunt temperaturile interioare şi exterioare la nivelul pereţilor camerei de coacere; ε este gradul de opacizare a suprafeţei participante la transferul de căldură; P este capacitatea de prelucrare a cuptorului (kg/s), determinată cu relaţia: P = n ⋅ m / τ (6.7) în care: n reprezintă numărul de semifabricate aflate pe vatră sau pe suprafaţa de coacere, m este masa semifabricatelor (kg) iar τ este durata de coacere (s). Pierderile de căldură prin fundaţia cuptorului q : q = λ ⋅ f ⋅ ∆t / P δ (6.8) unde: λ este coeficientul de transmitere a căldurii în fundaţia camerei de coacere, λ = 0,086 W/m.K; δ este grosimea fundaţiei, m; ∆t este diferenţa de temperatură; f - suprafaţa fundaţiei. 5
1
2
6
6
Pierderile de căldură prin radiaţie în gurile şi canalele proprii camerei de coacere q se determină cu relaţia: 7
5,7 ⋅ ε ⋅ f ⋅ ϕ / P ( 0,01T 3 )
4
( 0,01T 2 ) 4
(6.9) unde: f este suprafaţa gurilor camerei de coacere, [m 2]; ϕ este coeficient de radiaţie termică, ϕ = 0,7; T este temperatura la nivelul gurilor şi canalelor camerei de coacere. q7
=
−
3
6.5. Dospitoare
Dospirea se realizează fie în dospitoare discontinue sub forma unor dulapuri cu camere speciale, fie în dospitoare continue tip tunel .
126
Utilaje pentru dospire şi coacere Dulapurile dospirea aluatului
pentru
(fig.6.1) sunt camere speciale izolate termic, care au sisteme pentru reglarea temperaturii şi umidităţii între anumite limite. În interiorul lor, semifabricatele sunt introduse cu un cărucior prevăzut cu platforme mobile orizontale, denumite panacoade. Platformele sunt acoperite cu pânză curată pe care se aşează aluatul. Panacoadele sunt dispuse de obicei pe opt rânduri pe verticală şi pe fiecare pot dospi câte 6 sau 8 bucăţi de aluat. Unele Fig.6.1. Cameră pentru dospire construcţii au câte 16 panacoade cu dispunere dublă pe opt rânduri. Pentru a fi manevrat uşor la intrarea şi ieşirea din dospitor, căruciorul rulează pe patru roţi de rulare, din care două sunt orientabile şi sunt folosite pentru ghidare, iar două sunt fixe pentru rulare. Dospitoarele continue de tip tunel , sunt camere închise care au în interior una sau două benzi transportoare pe care sunt aşezate semifabricatele din aluat. Un schimbător de căldură produce încălzirea aerului din dospitor, iar un set de duze realizează umiditatea necesară. Instalaţia de încălzire şi umidificare funcţionează în mod automat, menţinând condiţiile prestabilite [32, 34]. Pentru dospire, bucăţile de aluat modelate se aşează pe bandă, care le transportă prin tunel timpul prescris pentru dospire, iar apoi le descarcă pe banda cuptorului. 6.6. Cuptoare pentru coacerea aluaturilor
Cuptoarele folosite în industria panificaţiei sunt de diverse tipuri şi se clasifică după următoarele criterii: după modul de funcţionare, cuptoarele pot fi:
Utilaje pentru dospire şi coacere 6.6.1. Cuptoare de panificaţie cu funcţionare discontinuă
127
- cu funcţionare continuă; - cu funcţionare discontinuă; după modul de încălzire: - cu încălzire individuală; - cu încălzire centralizată prin folosirea unui generator de căldură la un grup de cuptoare; după sursa de căldură: - arderea combustibililor lichizi; - arderea combustibililor gazoşi; - încălzire cu rezistenţe electrice; - cu curenţi de înaltă frecvenţă; În fig.6.2 sunt prezentate scheme constructive ale cuptoarelor pentru panificaţie cu funcţionare discontinuă cu transferul de căldură prin convecţie. Cuptor cu vatră etajată (fig.6.2,a) Este cuptorul cu cea mai largă răspândire în brutării. Cuptorul are structura de rezistenţă metalică căptuşită la interior cu materiale refractare ce izolează termic spaţiul de coacere 3. Platformele 2 pe care se aşează semifabricatele de aluat sunt etajate, formând vetrele camerelor de coacere 1. Între sursa de căldură şi camerele de coacere sunt canale pentru recirculaţia agentului de încălzire. Fiecare cameră de coacere are în partea
128
Utilaje pentru dospire şi coacere
Fig.6.2. Cuptoare pentru panificaţie cu funcţionare discontinuă
Utilaje pentru dospire şi coacere 129 anterioară câte o uşă rabatabilă care realizează închiderea sau deschiderea accesului la interior. Toate uşile rabatabile au propriul sistem de acţionare, pentru a permite accesul independent în interiorul spaţiului de coacere în vederea alimentării sau evacuării produselor de pe vatra camerei de coacere. Ventilatorul care asigură recirculaţia agentului termic, este amplasat într-un loc care permite aspiraţia atât a gazelor fierbinţi provenite de la sursa de încălzire cât şi a celor trecute prin camera de coacere. Vaporii rezultaţi din procesul de coacere a aluatului sunt evacuaţi pe la partea superioară a cuptorului. Sistemul de control şi reglare automată a temperaturii este comandat şi urmărit de aparatura amplasată pe partea frontală a cuptorului [2]. C uptor cu cărucior rotativ cu axa verticală (fig.6.2,b). Acest cuptor are platformele de coacere 5 etajate, amplasate pe un cărucior care se roteşte în jurul axei verticale. Spaţiul de coacere 1 izolat termic prin pereţii 3 primeşte agentul termic provenit de la sursa de căldură prin canalizaţii laterale amplasate pe toată înălţimea camerei. Datorită antrenării în rotaţie a căruciorului cu semifabricatele din aluat, are loc transferul de căldură prin convecţie la toate produsele de pe platforma de coacere. Cuptor cu tambur rotativ cu axa orizontală (fig.6.2,c). Camera de coacere 1 izolată termic prin pereţii 3 are în interior tamburul cu poliţe 7 pe care se aşează semifabricatele din aluat. Agentul termic este transmis în camera de coacere prin canalele de încălzire 2 de la focarul 4. Poliţele sunt încărcate şi descărcate de semifabricatele sau produse, printr-o fereastră amplasată în apropierea tamburului, accesibilă operatorului care lucrează la cuptor. Cuptor cu bandă din ţesătură metalică (fig.6.2,d). Un astfel de cuptor are două camere de coacere 1 în care sunt amplasate benzi din ţesătură metalică pe care se depun semifabricatele din aluat. Ramura superioară a acestor benzi poate fi acţionată în mişcare de translaţie alternativă în funcţie de faza de încărcare sau descărcare a produselor de pe ea. La încărcare, ramura superioară este antrenată în sensul de introducere a semifabricatelor de aluat în cuptor, iar la descărcare sensul de mişcare este invers. Agentul termic este produs în focarul 4 şi transmis prin canale la camerele de coacere. Cuptor cu conveier şi poliţe (fig.6.2,e). Poliţele pentru aluat sunt articulate de conveierul 10 care se deplasează în mod continuu.
130
Utilaje pentru dospire şi coacere
6.6.2. Tipuri de cuptoare cu funcţionare discontinuă
Viteza de deplasare este corelată cu durata de acţiune termică pentru coacere a semifabricatelor din aluat de pe poliţe. Rezultă că, la intrarea în cuptor a poliţei ea se va alimenta cu aluatul pentru copt iar la ieşire va fi descărcată. În partea anterioară a camerei de coacere se află duze pentru pulverizare cu apă a semifabricatelor pentru coacere. Cuptor cu vatră circulară (fig.6.2,f). Camera de coacere are formă inelară, având în interiorul ei o vatră circulară care se roteşte şi pe care se depun semifabricatele din aluat pentru copt. Ea este amplasată între două schimbătoare de căldură din ţeavă, prin care circulă vapori la temperatura de 320 oC. Un schimbător de căldură se află la partea superioară a vetrei, iar celălalt la partea inferioară. Agentul termic pentru schimbătoarele de căldură are presiune ridicată şi este produs de o centrală termică special construită. Cuptorul "Dampf "
(fig.6.3) este folosit în prezent în brutăriile de mică capacitate din ţara noastră. Cuptorul se compune din corpul 1, care include camerele de coacere 2 şi 3 şi ţevile cu abur pentru transmiterea căldurii. Prin uşile basculante 5 se realizează introducerea bucăţilor de aluat pe vatră şi scoaterea pâinii coapte. Cuptorul se încălzeşte prin arderea combustibilului lichid sau gazos în focar, cu un injector. Gazele de ardere încălzesc unul din capetele ţevilor fierbătoare care sunt aşezate în rânduri sub bolta şi vatra fiecărei camere de coacere. Aceste ţevi de presiune, cunoscute sub denumirea de ţevi Perkins sunt de construcţie specială, cu grosime mare a peretelui şi ambele capete sudate, obţinute din otel tras şi au 1/3 din volumul lor plin cu apă distilată. Capetele scurte ale ţevilor se găsesc în zona focarului şi sunt supuse încălzirii. Gazele fierbinţi rezultate din arderea combustibilului în focar, care au temperatura de 1.000-1.500°C, cedează o parte din căldura lor prin radiaţie şi convecţie, capetelor ţevilor încălzitoare. Datorită încălzirii, apa din ţevi se transformă parţial în abur supraîncălzit, cu temperatura de circa 350°C care, trecând în spaţiul liber al ţevilor care se află în camera de coacere, se condensează, cedând căldura camerei de coacere care astfel se încălzeşte.
Utilaje pentru dospire şi coacere
131
Fig.6.3. Cuptor Damf
Apa de condensare se scurge înspre capătul din focar al ţevilor, datorită înclinării de 2-3° pe care o au acestea. Fenomenul descris se repetă, încălzeşte continuu camera de coacere şi menţine temperatura necesară. Ţevile pentru încălzire reprezintă partea cea mai importantă a cuptorului şi de ele depinde buna funcţionare a utilajului. Ţevile sunt confecţionate din oţel de cea mai bună calitate, având diametrul exterior de 35 mm şi grosimea peretelui 6 mm. Ele trebuie să reziste la presiunea de 150-170 kgf/cm 2 care se formează în interior la încălzirea apei pe care o conţin. Pentru formarea aburului în camera de coacere, cuptorul este prevăzut cu o instalaţie de producere a aburului compusă dintr-o placă de vaporizare aşezată în cuptor care se stropeşte cu apă adusă printr-o conductă. Aburul se evacuează prin nişte orificii. Vatra cuptorului este alcătuită din plăci speciale de beton aşezate pe profile de oţel cornier, cu o înclinare de 3° înspre uşa de încărcare. În mod curent cuptoarele Dampf au capacitatea de prelucrare cuprinsă între 7 şi 2,5 tone/24 ore.
Utilaje pentru dospire şi coacere Cuptorul cu vatră etajată (fig.6.4), cel mai utilizat în brutăriile de mică capacitate, conferă calitate produselor prelucrate termic datorită materialelor vetrei şi pereţilor camerei de coacere care acumulează căldura şi menţine temperatura aproximativ constantă. De 132
Fig.6.3. Cuptor cu vatră
asemenea, instalaţiile de automatizare cu care sunt dotate aceste cuptoare permit un control riguros al parametrilor termici, reglarea şi menţinerea în limite restrânse. Capacitatea de producţie este relativ mare datorită suprafeţei mari de coacere rezultată din camerele suprapuse [32, 34]. Cuptorul cu cărucior rotativ (fig.6.5) prezintă avantajul că ocupă un spaţiu mic din suprafaţa brutăriei, ceea ce face ca să fie utilizat la brutăriile care nu deţin spaţii mari şi au producţii relativ mici. Unele variante constructive folosesc rezistenţe electrice pentru încălzirea agentului termic de coacere, dar au dezavantajul consumului mare de energie electrică şi preţul acesteia.
Utilaje pentru dospire şi coacere
6.6.3. Cuptoare tunel cu funcţionare continuă
133
Cuptorul este dotat cu un generator de abur pentru umectare, ce intră în funcţie numai când este comandat, de preferinţă pentru o durată de circa 20 sec.
Fig.6.5. Cuptor rotativ
Sistemul de automatizare permite reglarea şi controlul strict al parametrilor termici ai camerei de coacere. Circulaţia agentului termic se realizează cu ajutorul unui ventilator amplasat la partea superioară care aspiră gazele fierbinţi din zona focarului sau a rezistenţelor electrice şi le refulează asupra platformelor de coacere pe care se află bucăţile de aluat. La cuptoarele tunel, transportul produselor din aluat în interiorul lor se execută de o bandă din ţesătură metalică, iar încălzirea se realizează cu agentul termic care circulă prin canale de distribuţie şi de încălzire [2, 8]. Scheme constructive de cuptoare tunel pentru combustibil gazos sau lichid sunt prezentate în fig.6.6. Schema cuptorului cu canale de distribuţie şi de încălzire pe trei zone, cu două focare amplasate deasupra camerei de coacere este prezentată în fig.6.6,a. În fig.6.6,b, se prezintă schema cuptorului cu un singur focar cu canalele de încălzire şi de distribuţie de formă dreptunghiulară. Acestea sunt orientate în aşa fel încât asigură preîncălzirea transportorului de semifabricate prin folosirea gazelor recuperate. Cuptorul tunel cu canale de distribuţie şi încălzire de formă tubulară cu focar amplasat sub camera de coacere şi cu preîncălzirea
134
Utilaje pentru dospire şi coacere
Fig. 6.6. Cuptoare tunel cu funcţionare continuă
transportorului din ţesătură metalică este prezentat în fig.6.6,c.
Utilaje pentru dospire şi coacere 135 În fig.6.6,d se prezintă schema constructivă a cuptorului tunel prevăzut cu canale dreptunghiulare de încălzire şi canale circulare de distribuţie. Notaţiile folosite în figurile prezentate mai sus au următoarea semnificaţie: 1 - reprezintă instalaţia de umectare a aluatului; 2 – camera de coacere; 3 - reprezintă ventilator pentru recirculaţia gazelor; 4 – focar; 5 – canale de încălzire 6 – canale de distribuţie a gazelor; 7– transportor pentru produsele care se vor coace; 8 – zona de încălzire a transportorului la mersul în gol; I, II, III, - reprezintă zonele de încălzire a cuptorului. Circuitul termic al unui cuptor tunel cu trei zone de încălzire şi cu recuperarea gazelor este prezentat în fig.6.7.
Fig. 6.7. Circuitul de încălzire al cuptorului tunel cu recuperator de gaze
În focarul cuptorului 17 este insuflat pe de o parte aer proaspăt pentru arderea combustibilului de către ventilatorul 15, iar pe de altă parte gazele recuperate din cuptor prin gurile de recuperare, de ventilatorul 21. În general sunt recuperate gazele din zona a III-a de încălzire.
136
Utilaje pentru dospire şi coacere 6.7. Răcirea şi depozitarea produselor de panificaţie 6.7.1. Răcirea produselor de panificaţie
După coacere, produsele scoase din cuptor se spoiesc imediat cu apă sau alte preparate pentru formarea luciului şi pentru a reduce scăzămintele prin evaporare care au loc în timpul răcirii, după care se depun, în funcţie de mărime şi sortiment în coşuri, în lădiţe, sau pe rastele. Acestea se transportă în depozit pentru răcire, întrucât produsele în stare caldă nu sunt recomandate deoarece miezul lor este greu digestibil şi provoacă afecţiuni ale stomacului. Totodată, în depozit, produsele se păstrează în condiţii corespunzătoare până în momentul livrării spre consum. În depozit, care are temperatura de 18 –20 C, pâinea suferă un proces de răcire de la coajă către interior. Coaja având grosime redusă se răceşte într-un timp mult mai scurt decât miezul astfel că în prima parte a intervalului de răcire, la circa o oră de la scoaterea din cuptor, temperatura ei scade de la 110 –120 C la aproximativ 38 C. Miezul ajunge în acest interval de la 95-98 C cât a avut la scoaterea din cuptor, la circa 43 C. Concomitent cu răcirea se modifică şi umiditatea, apa deplasându-se din miezul pâinii către coajă ajungând la umiditatea de 12 – 15 %. Apa se va evapora în spaţiul depozitului, provocând scăderea în greutate a pâinii. Depozitarea pâinii trebuie făcută astfel încât răcirea ei să aibă loc cât mai repede şi să nu producă uscarea, întrucât aceasta contribuie la modificarea calităţii pâinii, ducând la învechire. Durata de răcire a pâinii este condiţionată de mai mulţi factori, dintre care mai importanţi sunt: sortimentul de pâine, greutatea, forma şi felul făinii; modul de coacere, respectiv coacerea pe vatră sau în forme; condiţiile de depozitare, temperatura şi umiditatea aerului din depozit, modul de aşezare a pâinii pe rastele sau lădiţe; Durata de răcire a pâinii, obţinută ca rezultat al unor studii efectuate în producţie, în care s-a urmărit scăderea temperaturii şi greutăţii produselor în timpul depozitării în condiţii obişnuite, este prezentată mai jos: 4,5 ore pentru pâinea albă tip franzelă de 0,5 kg; 5 ore pentru pâinea albă tip franzelă de 0,750 kg; 6 ore pentru pâinea neagră de 1 kg. °
°
°
°
°
Utilaje pentru dospire şi coacere
137
6.7.2. Condiţii pentru păstrarea produselor în unităţile de panificaţie
Scăzămintele prin răcire variază de obicei între 2,5 – 3,5 %, fiind influenţate în cea mai mare parte de mărimea şi forma pâinii şi de condiţiile în care se face depozitarea. Valoarea acestor scăzăminte se stabileşte prin determinări repetate, cântărindu-se produsele imediat la scoaterea din cuptor şi apoi, după răcire.
În brutării pâinea se păstrează în depozit pe rastele, iar produsele mărunte de franzelărie pe rafturi sau în coşuri. Rastelul pentru pâine constă dintr-un cărucior cu patru roţi din care două pentru ghidare, pe care este fixat un stelaj cu bare de lemn pentru aşezarea pâinii. Pe un astfel de rastel se aşează în mod normal 200 – 240 bucăţi pâine rotundă de 1 kg. Dimensiunile rastelului sunt de 1900 x 800 x 1700 mm. Depozitul pentru păstrarea produselor de panificaţie trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: să aibă temperatura de 18 - 20 C, uniformă şi să fie izolat de sursele puternice de încălzire din interiorul unităţii de producţie sau de cele de la exterior; să fie luminos şi aerisit, cu posibilitate de ventilare; să fie curat, protejat contra mucegaiurilor, dezinfestat şi lipsit de rozătoare. Depozitul de pâine se dimensionează pentru păstrarea producţiei realizate în 17 – 24 ore, avându-se în vedere încărcarea medie de 100 kg produse pe fiecare metru pătrat de suprafaţă a depozitului, în care se includ şi spaţiile de circulaţie. °
