abo Климатические процессы

Климатические процессы – это инструменты, благодаря которым контролируется, направляется деятельность энзимов и дрожжей

В рамках производственных процессов хлебопекарного производства последние несколько десятилетий важную роль играют температурные режимы значительно ниже температуры выпечки: речь идет о холодных климатических процессах.

Климатические процессы выпечки на предварительной стадии подготовки (до загрузки в печь) можно в целом разделить на три раздела:

• длительное холодное тестоведение и расстойка отформованных тестовых заготовок,
• регулирование различных процессов задерживания и прерывания расстойки,
• процессы заморозки для тестовых заготовок или частично выпеченных полуфабрикатов.

Если два первых раздела нацелены исключительно на повышение качества конечной продукции перед завершающей фазой выпечки, то третий раздел — отвечает за удобства или жесткую необходимость в связи с неоптимальными процессами логистики готовых изделий.

Достаточные площади климатических, в частности, охлаждаемых камер на хлебопекарном производстве на сегодняшний день имеют практически такое же значение, как площадь печного пода. Именно холодильная техника позволяет осуществлять изготовление продукции в более удобное время, что дает существенные преимущества как в отношении качества продуктов, в сохранении свежести изделий, а так же гибкой логистики и возможности изготовления свежей выпечки постоянно — в любое время суток.

Многочисленные параметры климатической установки оказывают влияние на качество производимой продукции: главной задачей системы управления является точное регулирование температурного режима и влажности воздуха.

Современные системы кондиционирования: новые методы изменяют традиционные производственные процессы и повышают качество продукции.

Холодильные установки на хлебопекарных производствах выполняют различные задачи: наряду с функцией хранения сырья и полуфабрикатов они являются фактором, определяющим качество, прежде всего при производстве мелкоштучных хлебобулочных изделий.

Прерывание брожения теста произвело революцию в сфере изготовления мелкоштучной выпечки. Появилась реальная возможность изготавливать тестовые заготовки с сохранением и повышением качества накануне дня выпечки.

Недостатком метода заморозки является относительно высокое потребление энергии, необходимой для замораживания тестовых заготовок. Помимо этого высок риск высыхания и излишнего заветривания тестовых заготовок. При неверном выборе температурных кривых есть вероятность образования крупных кристаллов льда при замораживании, которые разрушают структуру теста. А так же опасность «ледяного ожога» по причине слишком высокой скорости движения воздуха во время процесса замораживания.

Чтобы управлять этими процессами, в том числе, для обеспечения возможности дозревания тестовой заготовки во время хранения, за последние три десятилетия на рынке появилась различная техника, а вместе с ней различные методы тестоведения и расстойки при низких плюсовых температурах.

При данных процессах тестоведения дрожжи в значительной мере прекращают свою активность. Энзимы же большей частью сохраняют активность и вследствие процессов расщепления создают вещества, такие, как сахар и ароматические вещества, оказывающие положительное воздействие на качество выпекаемых изделий. Как правило, это позволяет хлебопекарному предприятию сократить использование ферментоактивных пекарских улучшителей.

Различные системы

Для длительной холодной расстойки при низких плюсовых температурах разработаны три основные системы.

Первый метод, используемый, в частности, фирмами Miwe и WP, предусматривает максимально быстрое охлаждение тестовых заготовок с дальнейшим контролируемым хранением в нижнем диапазоне плюсовых температур (около 5°C). При данном методе применяется охлаждение с высасыванием теплого воздуха из климатической камеры, благодаря чему появляется возможность хранения тестовых заготовок в лотках, уложенных в штабели. Холодный воздух оттягивается через щели, образуемые углублениями в бортиках лотков. Однако, такой метод применим лишь при использовании лотков, снабженных соответствующей формой бортика. Благодаря данному принципу и системе охлаждения появляется возможность подготовить запас заготовок на время до 36 часов.

Другая система, используемая, в частности, фирмой Wachtel, основана на медленном охлаждении тестовых заготовок. При температуре 20°C осуществляется загрузка установки, после чего в течение 6 часов происходит охлаждение до 3°C, при этом остается достаточно времени для активности энзимов. Для предотвращения высыхания тестовых заготовок фирма Wachtel использует систему активного увлажнения. Готовность тестовых заготовок к выпеканию сохраняется до 48 часов.

Третья возможность представлена, в частности, в системе «Patt» швейцарского предприятия Kolb. Система работает как при плюсовых, так и при минусовых температурах, и обеспечивает посредством контролируемого охлаждения заготовок, подвергнутых предварительной расстойке, одинаковую температуру как в сердцевине, так и на поверхности тестовых заготовок.

Мельчайшие капли

Компания Ungermann Systemkälte усовершенствовала на базе результатов последних исследований профессора Клауса Леше из центра ttz Bremerhaven систему увлажнения Microtec. (Теперь ее применение возможно также в установках глубокой заморозки в диапазоне температур до –20°C). Благодаря этому микрокапиллярному методу обеспечивается сохранение свежести продуктов или тестовых заготовок с большой поверхностью, в том числе очень чувствительных к заветриванию поверхности.

При данном методе вода распыляется с помощью высокочастотной мембраны и в виде тумана увлажняет атмосферу в климатической камере вокруг тестовых заготовок. Диаметр капелек составляет 0,001–0,005 мм, благодаря чему они создают туман. Таким образом, даже во время охлаждения становится возможным достижение относительной влажности 99 процентов. Поскольку влажность частично проникает в тестовые заготовки, потери массы при замораживании не происходит. В дополнение ко всему данная система экономит энергию, так как нагревание воды для образования пара не требуется.

Для повышения удобства использования данного метода предприятие объединило усилия с фирмой «Kövy», совместно разработав линию формовки мелкоштучных изделий с подсоединенной холодильной установкой. Линия формовки заканчивается узлом укладки тестовых заготовок на пластиковые лотки для дальнейшего холодного хранения, При использовании этой системы несущественно, на какие лотки происходит укладка заготовок. Закрытые лотки для поставки продукции в филиалы даже предпочтительнее, поскольку они дольше сохраняют холод.

Компании производители охлаждающей техники для тестовых заготовок уделяют особое внимание вопросу энергосбережения. Холодильные установки на хлебопекарных производствах занимают второе место по энергопотреблению, в связи с чем здесь следует искать потенциал для значительного сокращения расхода энергии.

Энергосбережение и эффективность технических решений

В одном конкретном случае потребление энергии было снижено на треть, хотя объем охлаждаемых тестовых заготовок практически удвоился — с 86 до 156 стеллажных тележек.

Многочисленные небольшие холодильные установки, которые со временем расширяли и дополняли мощности холодильной техники производственной площадки, были заменены двумя мощными комплексными системами. Одна из систем обслуживает охлаждаемые камеры, работающие при плюсовых температурах (нормальное охлаждение и температура для сливок 0°/+12°C), в то время как другая — работает на камеры глубокой заморозки и обслуживает расстойные автоматические камеры. Это один из вариантов технических решений, которые выстраиваются из каждодневной практической необходимости. Не редко, на производствах годами что‑то добавляется, достраивается, но вместе с тем, теряется общий взгляд на цельную картину производственного процесса, который завершается логистикой — именно продуманные решения «от конца до начала» становятся наиболее экономичными и эффективными. В данном случае имеется ввиду, что выбор техники (температурные режимы, вместительность камер) зависят не только от вида и объемов производимой продукции, но и дальнейшей цепочки логистики, которую эти продукты должны пройти.

Техническое оснащение — регулировка количества оборотов, управление с помощью датчиков давления, блокирование циркуляции охлажденного воздуха и многоцилиндровые компрессоры, создающие избыточное давление — соответствует современному уровню развития холодильной техники. Оборудование многих производителей имеет полностью водяное охлаждение, что заметно экономит энергию по сравнению с использованием воздушного охлаждения. Правда, подобная система выгодна лишь в комплексных установках.

Для оттаивания, а также для нагрева в климатических камерах фирма «Ungermanndas System» применяет контуры с циркуляцией гликоля, получающие тепловую энергию на обогрев из центральной теплосистемы. Таким образом, системы обогрева с высокими энергозатратами являются избыточными.

Фирма «Werner & Pfleiderer» оснастила установку «Aroma+Cooler» различными версиями системы охлаждения с отводом тепла, специально разработанной для охлаждения тестовых заготовок, прошедших либо не прошедших расстойку.

Применение установки „System Dieckmann“ обеспечивает короткое время охлаждения благодаря точной принудительной подаче холодного воздуха посредством системы насосных камер и позволяет таким образом достичь хорошего качества выпечки.

Специальные лотки

В соответствии технологическим процессам тестовые заготовки охлаждаются медленно и с сохранением влаги — в первую очередь речь идет о пластиковых лотках для тестовых заготовок. Различные европейские производители изготавливают пластиковые лотки, которые, как правило, обладают одинаковой формой (приспособленной для климатических камер с высасыванием теплого воздуха или циркуляцией холодного). Различной в лотках бывает поверхность для выкладывания тестовых заготовок. Важно следить, чтобы поверхность была не совершенно гладкой, на которой тесто залипает. Оптимальная поверхность лотков для предотвращения прилипания тестовых заготовок — мелкопупырчатая.

Поскольку в большинстве случаев выбирается длительная холодная расстойка, это означает, что тестовые заготовки охлаждаются эффективно и щадяще с минимальной потерей влажности — при использовании качественной климатической техники.

Использование системы охлаждения посредством отвода тепла обеспечивает возможность быстрого охлаждения всего штабеля лотков. Штабель лотков подсоединяется к док-станции и герметично закрывается со всех сторон. Холодный воздух целенаправленно проходит через лотки и сквозь тестовые заготовки, вследствие чего достигается равномерное охлаждение.

Фирма Ringoplast разработала для установки WP-Aroma+Cooler специальные лотки, рассчитанные на движение воздуха внутри климатической камеры. Для хранения штабеля лотков необходимо поместить в установку для быстрого охлаждения, в которой будет поддерживаться оптимальная для тестовых заготовок влажность. Используемая кривая температур расстойки обеспечивает высокую стабильность и устойчивость теста при брожении, а также позволяет хранить тестовые заготовки до 36 часов при плюсовой температуре. По сравнению с аппаратом шоковой заморозки принцип отвода теплого воздуха ввиду его малого количества и более высокой температуры (от –15°C до –20°C вместо –35°C) оказывает более щадящее воздействие на тестовую заготовку и экономит энергию.

Аппарат «Aroma+Cooler» или аналогичные установки предлагаются в различных типоразмерах, обеспечивающих часовую производительность между 3.000 и 12.000 штук мелкоштучных тестовых заготовок. Для малых предприятий имеется особо компактное исполнение с производительностью до 1.500 булочек в час.

Поэтапное охлаждение

Фирма Wachtel разработала собственную систему «cool rising» для окончательной расстойки тестовых заготовок с управляемым охлаждением. Охлаждение производится поэтапно в целях минимизации разницы температур тестовой заготовки и окружающей среды. На фазе загрузки установка поддерживает температуру 20°C в течение двух часов. Во время следующей за этим фазы охлаждения происходит поэтапное снижение температуры до 3°C на протяжении шести часов. Во время данной фазы идет расстойка булочек до их готовности к выпеканию.

На фазе хранения тестовые заготовки могут оставаться при пониженной температуре до 24 часов (в диапазоне 3–5°C), после выгрузки из климатических камер они готовы к выпечке без дополнительной акклиматизации.

Минимальная разность температур внутри установки препятствуют перемещению влаги в направлении наиболее холодного места — испарителя. Таким образом, влага остается в тестовой заготовке. Установка «cool rising Plus» представлена фирмой Wachtel как дальнейшее усовершенствование существующей системы. Данная установка предусматривает быстрое охлаждение тестовой заготовки, после чего происходит медленная расстойка в нижнем диапазоне плюсовых температур аналогично предыдущей установке «cool rising». Особенностью установки является регулируемая стенка в виде жалюзи, которая сначала остается открытой для обеспечения быстрого поступления большого количества охлажденного воздуха в щадящем режиме. Впоследствии стенка закрывается, и тестовые заготовки расстаиваются при равномерных атмосферных параметрах, что позволяет избежать высыхания заготовок и образования заветривания на их поверхности.

Независимо от концепции охлаждения при приготовлении теста необходимо соблюдать краеугольные параметры, как рецептурные (количество дрожжей, качество муки), так и технологические: температура теста или температура в помещении. При том не следует забывать, что объем дрожжей в рецептуре колеблется в зависимости от длительности климатического процесса окончательной расстойки тестовых заготовок. Все технологические условия должны выполняться для гарантии высшего качества продукции: помимо улучшенного вкуса, благодаря энзимной активности и развитию ароматических, вкусовых веществ улучшается сохранение свежести выпечки. При этом постоянная готовность к выпечке дает возможность предлагать потребителю широкий ассортимент свежих изделий, выпеченных в торговой точке.

«Коснись меня»

Фирма Miwe в течение многих лет изготавливает печи и холодильное оборудование для пекарен. В установке «Smartproof» предприятие реализовало концепцию охлаждения с помощью высасывания теплого воздуха, при которой тестовые заготовки хранятся на стеллажах при низких плюсовых температурах и медленно расстаиваются. В установке Miwe SF-D применяется всасывающий аппарат шоковой заморозки. По утверждению фирмы Miwe, использование специальных лотков, устанавливаемых при хранении тестовых заготовок в установках, замедляющих или прерывающих расстойку, не требуется. (Следует лишь обращать внимание на удобство используемых лотков в отношении залипания теста или использования подкладных полотен или тонкого пенного пластика). Фирмой Miwe также обозначен «горизонт» длительности хранения тестовых заготовок: в рамках 36 часов до фазы выпекания продуктов. По данным производителя: благодаря использованию штабелей лотков из охлаждения, выступающих в качестве аккумуляторов холода, тестовые заготовки могут быть отправлены в торговые точки без дальнейшего охлаждения и как и храниться там также без дополнительного охлаждения (общее время транспортировки и хранения без дополнительного охлаждения составляет от 4 до 8 часов). В особенно жаркие дни изготовитель все же рекомендует использовать термобоксы.

Компания Miwe представила систему управления MiweTc, используемую с 2007 года в печах и домашних установках рекуперации тепла. В течение нескольких лет холодильное, климатическое оборудование оснащается этой системой управления с использованием сенсорной панели Touch Screen.

Большой сенсорный дисплей с графическим отображением заданных и фактических кривых, изменяемое программирование около 99 разных программ, каждая из которых предусматривает до 8 технологических фаз, и создание эффективной сети с применением различных стандартных интерфейсов являются сильными сторонами вышеназванной системы.

Гибкость и производительность… Интересен вопрос гибкости тестоведения (различные этапы окончательной расстойки отформованных тестовых заготовок), который обеспечивается системой управления. Как выше сказано, около 8 различных фаз климатизации заданы в программе системы MiweTc — не в виде строгой схемы последовательности. В частности, дается возможность гибкого комбинирования фаз и, при необходимости, их многократной активации в рамках одной программы (за исключением операции прерывания расстойки). Таким образом, у пекаря нет необходимости строго придерживаться заданных кривых температуры и влажности: он может сохранять в программе любые комбинации, желаемые параметры технологического процесса и тем самым реализовывать свой индивидуальный процесс расстойки и последовательность всех этапов. Благодаря этому, в любое время возможно сочетание классических, традиционных методов с современными приемами, такими, как мягкое охлаждение. Это позволяет производителю хлебобулочных изделий точно корректировать последовательность действий, а также дополнительно обеспечивает гибкость реакции на пожелания потребителей и, при необходимости, быструю поставку свежей продукции.

В качестве опции для системы управления предлагается «энергетический пакет» — дополнительное программирование,предусматривающее бесступенчатое управление холодильными установками (в частности, компрессорами) посредством частотного преобразователя. При этом обеспечивается очень точное и эффективное с точки зрения энергопотребления управление сочетанием температуры и влажности в установке. Возможно прецизионное регулирование разницы между температурой в климатической камере и температурой изделий, оказывающей решающее воздействие на энергопотребление и качество продукции. Это позволяет настолько сократить выпаривание влаги из изделий в ходе охлаждения, что подавляющий объем влаги остается в тестовых заготовках. В качестве сопутствующего эффекта следует отметить меньшее оседание влаги в виде льда на испарителе, в связи, с чем оттаивание происходит быстрее и проводится реже. Оптимизированный поток охлажденного воздуха позволяет достичь большей производительности и, соответственно, более эффективного использования энергии.

Охлаждение расстоенных изделий

Немного другим путем идет фирма Kolb при использовании системы PATT собственной разработки.

Нерасстоенные тестовые заготовки загружаются в установку. В рамках первой фазы происходит предварительная расстойка заготовок. На следующем этапе осуществляется стабилизация продуктов холодом: после фазы предварительной расстойки следует очень медленное охлаждение. Самая низкая конечная температура данного процесса составляет в идеале около –5°C. В результате получается готовая к выпечке тестовая заготовка, которую можно выпекать в филиале непосредственно из данного стабилизированного состояния после длительной фазы хранения. Управление температурным процессом и адаптированная подача воздуха являются особенностями данной системы. Для этого был необходим отбор опробованных и разработка совершенно новых компонентов, отличающихся от применявшихся в предыдущих установках.

Фирма Kolb Kälte также говорит о заметно меньших расходах на энергию по сравнению с использовавшимся ранее методом, предусматривающим прерывание расстойки. По данным изготовителя, капитальные затраты должны быть также ниже, чем при методе с применением системы прерывания расстойки. Качество продукции и сохранение свежести возрастают, одновременно появляется возможность снизить расход дрожжей и пекарских улучшителей.

Перемещение продуктов в рамках производственной площадки упрощается благодаря высокой стабильности заготовок, подвергнутых предварительной расстойке и охлаждению. В торговой точке продукцию можно непосредственно выпекать без дальнейшей расстойки. Благодаря долгому времени хранения обеспечивается возможность производить крупные партии изделий и держать их про запас.

Отсутствие крупных фрагментов льда

Предлагаемая фирмой Debag установка «мгновенной» заморозки представляет собой аппарат шоковой заморозки с всасыванием воздуха. Благодаря быстрому замораживанию кристаллы льда в заготовках остаются небольшими и не разрушают структуру теста. Установка, которая предлагается для малых предприятий также в форме шкафа, может быть использована, помимо замораживания, и для других целей. Например, горячие продукты из печи, можно быстро охлаждать и выкладывать в тару для транспортировки, либо отправлять на дальнейшую заморозку. Критический диапазон температур от +5°C до –5°C быстро преодолевается, что не оказывает отрицательного воздействия на качество выпечки.

В том числе хлеб, кухен, пироги, выпекаемые в формах или на противнях, быстро охлаждаются, не достигая при этом отрицательных температур. Так свежевыпеченные продукты можно относительно быстро нарезать и отправлять в отдел логистики. Фирма Debag предлагает концепцию, в соответствии с которой тестовые заготовки сразу после формования могут быть охлаждены и, например, несколько часов храниться в состоянии из которого затем они отправятся на окончательную расстойку, если требуется готовность к выпечке, либо отправятся на дальнейшее хранение в холоде или на замораживание. Гибкость установки позволяет охлаждать самые разные продукты, будь то тестовые расстоенные заготовки, частично выпеченные изделия либо «зеленые» (нерасстоенные) тестовые заготовки, которые подлежат замораживанию, с целью разгрузить таким образом другое холодильное оборудование. На основании этого возможно изготовление крупных партий изделий с сохранением качества и хранение их в качестве резерва.

Благодаря быстрому охлаждению установка шокового замораживания, по данным производителя может использоваться для тортов со сливочным кремом без риска высыхания сливок, образования трещин или уменьшения количества сока во фруктах. Для хранения изделий предприятие предлагает хорошо зарекомендовавшие себя установки различных размеров и оснащения. Используемая система циркуляции воздуха следит за равномерным распределением температуры и влажности. Полиуретановая изоляция толщиной 75 мм и система управления обеспечивают экономию энергии.

Современный испаритель

Фирма Hein-Lillnord производит зарекомендовавший себя ассортимент автоматических и полуавтоматических камер глубокой заморозки. Камеры глубокой заморозки FreezeLux помогают подготавливать продукцию днем и производить изделия крупными партиями про запас. Полуавтоматы SemiLux подготавливают охлажденные и расстоенные тестовые заготовки к заданному времени при температуре от +10°C до +15°C, вследствие чего рациональнее используется производительность печи, что позволяет более гибко реагировать на заказы. Модельный ряд PerfectLux фирмы Lillnord представлен расстойными автоматами, подготавливающими к утру полностью расстоенные продукты. Предприятие снизило скорость циркуляции воздуха во всех трех сферах охлаждения с целью предотвращения высыхания охлаждаемых или хранимых изделий. Кроме того, подвесные изолированные потолки, воздухопроницаемые стенки и планки отступа от стенок помогают обеспечить мягкую и равномерную циркуляцию воздуха между продуктами. Применение нескольких небольших вентиляторов оптимизирует распределение воздуха и его циркуляцию.

Превосходный воздухообмен

Для обеспечения оптимальной относительной влажности предприятие использует адаптированные по величине испарители и обращает внимание при создании температурной кривой на низкую дельту температур.

Все охлаждающие системы фирмы Hein-Lillnord серийно оснащаются полностью изготовленной из нержавеющей стали внутренней камерой с обогреваемым полом. Скругленные углы упрощают поддержание чистоты оборудования. Защитные дуги предохраняют чувствительные стенки и компоненты от повреждений стеллажными тележками.

Холодильный агрегат Supracooler гарантирует качество выпечки благодаря постоянной влажности воздуха 92 процента. Около 200 ступеней регулировки скорости циркуляции воздуха обеспечивают возможность тонкой настройки оборудования для любых требуемых условий.

Установленная фирмой Hein система управления проста, интуитивно понятна и выводит при диалоге с оператором доступный для понимания текст, благодаря чему оператору не нужно листать объемные инструкции по эксплуатации с целью поиска значения индицируемого кода.

Восходящее солнце

Агрегат CDS-Sunriser, предлагаемый голландской фирмой Koma, является полностью автоматической установкой для кондиционирования тестовых заготовок. Наряду с типичным массивным исполнением корпусов: полиуретановая изоляция толщиной 8 см, внутренняя сторона выполнена полностью из нержавеющей стали, изолированный пол с 3‑мм плитой из нержавеющей стали, стенка из нержавеющей стали, демонтируемая без инструмента. Испарители по всей ширине установки обеспечивают равномерное распределение воздуха. Изготовленный специально для фирмы Koma испаритель с различными расстояниями между пластинами и встроенным каплеуловителем из нержавеющей стали гарантирует оптимальное испарение и предотвращает быстрое обледенение. Центральные центробежные вентиляторы, равномерно размещенные по всей длине напорной стенки, создают значительное движение воздуха.

Новая система управления Sunriser дает возможность полностью свободного программирования и адаптации температурной кривой к требованиям технологического процесса. Благодаря регулировке температурного диапазона –20°C/+40°C установка подходит для разных видов кондиционирования теста.

Специально разделенные испарители, распределены по всей длине установки, и удаленные от испарителей электродвигатели центробежных вентиляторов со специальным покрытием гарантируют оптимальное распределение воздуха. Совершенно новая конструкция испарителей обеспечивает стабильно заданное кондиционирование тестовых заготовок во время фаз охлаждения, хранения, оттаивания и расстойки. Система E.O.S. дает возможность контролировать и регулировать энергопотребление установки. Помимо этого, система управления с графическим дисплеем имеет и другие функции, такие, как индикация на дисплее всей недельной программы работы. Отдельные программы могут быть адаптированы в зависимости от условий конкретного дня без непосредственного изменения всего программирования.

Практические советы

— Просчитывать загрузку оборудования: полное отключение установок позволяет экономить деньги

— Проверка температуры: каждый градус, на который не требуется снижать температуру, экономит 4 процента затрачиваемой энергии.

— Сравнивать системы: какая из систем подходит для предприятия? Запланированы ли изменения в рабочем процессе?

— Уход за холодильными установками: неисправные прокладки существенно повышают энергопотребление.