Способ расстойки сформованных тестовых заготовок перед выпечкой
METHOD OF DISSOLUTION FORMED DOUGH PIECES BEFORE BAKING

Область применения
Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к хлебопекарной отрасли, а более конкретно к способу расстойки тестовых заготовок при производстве хлебобулочных изделий, в расстоечных шкафах. Изобретение направлено на повышение качества расстойки при одновременном повышении эргономичности.
Область техники, к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение относится к климатическим установкам для расстойных шкафов, более конкретно к хлебопекарному оборудованию, предназначенному для расстойки (управляемой ферментации) тестовых заготовок в хлебном производстве.
Уровень техники
Изобретение предназначено для формирования и поддержания требуемых параметров температуры и влажности в расстойных шкафах непрерывного действия.
При этом традиционно процесс производства хлебобулочных изделий включает следующие стадии: прием, хранение и подготовка сырья к производству, приготовление и разделка теста, расстойка, выпечка, упаковка, хранение, доставка готовых изделий в торговую сеть, реализация.
Стадия разделки теста включает следующие операции: деление теста на куски тесто-делителем, формование - округление, раскатка, расстойка, отделка тестовых заготовок, надрезка, выпечка.
Для формового хлеба, батонов, слоеных и мелкоштучных хлебобулочных изделий проводят предварительную расстойку тестовых заготовок. При выработке батонообразных изделий после процесса округления они подвергаются раскатке и закатке. Затем тестовые заготовки поступают на окончательную расстойку, необходимую для получения хлеба высокого качества и нормального внешнего вида с хорошо разрыхленным мякишем.
В предлагаемом способе предпочтительно регулирование температуры и относительной влажности проводить одновременно и непрерывно, поскольку в этом случае необходимые параметры среды, в которой проходит расстойка, будут поддерживаться на протяжении всего цикла расстойки без рассогласования. Способ позволяет осуществлять регулирование температуры и относительной влажности в широком диапазоне регулируемых параметров. Так, температуру среды в расстойном шкафу предпочтительно выбирать в диапазоне 30-42°С, поскольку при температуре ниже 30°С возможно заветривание поверхностей тестовых заготовок, а при температурах, превышающих 42°С, на поверхностях тестовых заготовок будут образовываться трещины. При относительной влажности среды в расстойном шкафу менее 70% приходится значительно увеличивать время расстойки, а при относительной влажности превышающей 80% наблюдаются случаи переувлажнения.
Расстоечный шкаф
В расстоечном шкафу (обычно выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда), происходит завершающая расстойка тестовых заготовок непосредственно перед выпечкой.
Расстоечный шкаф выполняется с требованиями
- качество обшивки;
- теплоизолирующая и влагоизолирующая способность;
- способность сохранять и четко регулировать уровень влажности и температуру;
Расстоечные шкафы традиционно исполняют из сэндвич панелей, которые обладают высокой тепло и влагоизоляционной способностью.
Конструкция расстоечного шкафа включает следующие элементы
- шкаф с дверями, внутренним освещением. Двери со стеклянным окошком.
Через него визуально контролируется процесс расстойки.
- климатическая установка,
- датчики влажности и температуры
- блок управления
- лампа освещения
- в полу сливной трап, для отвода избытка конденсата.
Необходимая климатическая среда в расстоечном шкафу обеспечивается климатической установкой, необходимой для процесса расстойки, - тепло и влажность.
После включения климатической установки, расположенной внутри расстоечного шкафа, климат в шкафу начинает нагнетаться влагой и подогреваться. Параметры нагрева и увлажнения стремятся к заданным значениям на блоке управления климатической установки заданной пекарем или технологом. Блок управления расположен во внешней среде. После выхода параметров до заданных значений, можно начинать производить непосредственно сам процесс расстойки. В расстоечный шкаф закатываются тележки с протвенями, с расположенными на них тестовыми заготовками. Контроль процесса расстойки, время, качество, происходит под непосредственным контролем пекаря, технолога, органолептическим методом. Климат в расстоечном шкафу в период расстойки тестовых заготовок регулируется автоматически. Автоматический режим поддерживается с помощью Блока управления.
Расстойка теста. Окончательная расстойка - это период интенсивного брожения сформованных тестовых заготовок перед выпечкой. В процессе деления, округления и формования нарушается пористая структура теста и почти полностью удаляется оксид углерода (углекислый газ). Перед расстойкой в тесте остается лишь 8-14% того количества оксида углерода, которое должно быть в заготовке к началу выпечки. Основная часть оксида углерода (86-92%) образуется во время окончательной расстойки. Газообразование в тесте при расстойке должно быть интенсивным, иначе расстойка замедлится, а реологические свойства теста ухудшатся. В конце расстойки тестовые заготовки значительно увеличиваются в объеме (на 50-70% от исходного). Момент достижения наивысшего объема должен совпадать с окончанием расстойки. В процессе расстойки восстанавливается нарушенный при формовании клейковинный каркас, формируется структура пористости будущего изделия. Толщина стенок пор, образовавшихся при расстойке, сохраняется и во время выпечки изделия. Поверхность тестовых заготовок становится гладкой, эластичной и газонепроницаемой. Окончательную расстойку проводят в камерах или конвейерных шкафах в атмосфере влажного и теплого воздуха при температуре 40-45°С и относительной влажности 70-80%. Повышенная температура среды способствует интенсивному газообразованию в тесте. Исследования показали, что наиболее интенсивно образование С02 происходит в заготовках температурой 40°С.
Повышенная влажность воздуха, предупреждает заветривание поверхности тестовых заготовок. Если тесто расстаивается в атмосфере недостаточной влажности, то на поверхности заготовок образуется сухая пленка, которая под давлением газов затем разрывается, корка готового хлеба из такого теста имеет разрывы и трещины. При достаточном увлажнении верхний слой теста становится эластичным и легко растягивается под действием оксида углерода.
Конец расстойки тестовых заготовок определяют органолептически по увеличению объема теста, а также при легком нажиме пальцами на его поверхность.
По степени готовности теста различают недостаточную, нормальную и избыточную расстойку. При недостаточной расстойке следы от нажатия пальцев выравниваются быстро, при нормальной - медленно, а при избыточной следы не исчезают, что указывает на нарушение упругих свойств теста и чрезмерное ослабление клейковины.
Вязкость теста во время расстойки сначала уменьшается, затем возрастает, достигая максимума, после чего вновь снижается. Наилучшее качество отмечено у хлеба, выпеченного из заготовок с максимальным значением вязкости.
Недостаточная и избыточная расстойка отрицательно влияет на качество изделия.
При недостаточной расстойке форма изделия близка к шаровидной, на боковых корках образуются трещины и подрывы, через которые выпирает мякиш. У формового хлеба верхняя корка чересчур выпуклая, подорванная с одной или двух сторон. Мякиш хлеба оказывается недостаточно эластичным. Такие дефекты объясняются бурным брожением внутри заготовки в первые минуты выпечки. В тесте образуется много газов, разрывающих корку там, где она слаба (сбоку).
При избыточной расстойке подовые изделия получаются плоскими и расплывчатыми вследствие ослабления клейковины и пониженного газообразования. Верхняя корка формового хлеба вогнута, корытообразна. У гребешковых, сдобных и фигурных изделий теряется рельефность гребешка или рисунка.
Тестовые заготовки из муки слабой, а также из муки с высокой j автолитической активностью расстаиваются быстрее, чем заготовки из муки сильной или содержащей мало сахара; увеличение количества дрожжей или их активация при достаточном содержании сахара в тесте ускоряет расстойку.
Заготовки, помещенные в формы, расстаиваются более длительное время, чем подовые изделия, так как стенки формы предупреждают расплывание теста. Ржаное тесто расстаивается быстрее, чем пшеничное, так как газообразующая способность ржаной муки выше, а газоудерживающая значительно ниже, чем у пшеничной муки; в тесте из муки низких выходов меньше сахара, выше упругость теста, заготовки лучше сохраняют свою форму во время расстойки; небольшое количество сахара повышает газообразование при расстойке. Большая дозировка сахара, жира и других сдобных веществ увеличивает продолжительность расстойки. Так, заготовки для сдобных изделий расстаиваются 50-100 мин, а заготовки той же массы из булочного теста - 35-50 мин;
Тесто более влажное и теплое, а также более выброженное расстаивается быстрее, чем тесто крепкое, холодное или моложавое. Особое значение имеет длительность расстойки при однофазном ускоренном приготовлении теста. При такой технологии расстойку иногда удлиняют на 5-10 мин, что компенсирует некоторую «моложавость» теста. Улучшители качества хлеба стимулирующие процесс брожения (амилоризин и др.), интенсифицируют газообразование при расстойке. Бромат калия и другие вещества, укрепляющие клейковину, несколько задерживают расстойку заготовок; двукратное округление или дополнительная раскатка кусков уплотняет тесто, удаляет значительное количество оксида углерода, что несколько замедляет расстойку; повышение температуры и влажности воздуха (в определенных пределах) сокращает продолжительность расстойки.
Повышение температуры теста свыше 40°С отрицательно влияет на дрожжи и снижает газообразование. Относительная влажность воздуха не должна быть выше 85%, так как в противном случае тесто будет прилипать к доскам или кассетам для расстойки. В некоторых случаях продолжительность расстойки увязывают с температурой в печной камере. Чем выше температура, тем большую расстойку следует дать заготовкам. При высокой температуре в пекарной камере скорее заканчивается процесс брожения в заготовках и образуется корка, закрепляющая форму изделия.
Техническая задача.
Задачей заявленного изобретения является снижение энергозатрат при производстве хлебобулочных изделий без потери качества готовой продукции, а так же для формирование и поддержание требуемых параметров температуры и влажности в расстойном шкафу непрерывного действия..
Технический результат.
Техническим результатом заявленного изобретения (КУ) является уменьшение энергопотребления, ускорение начала эффективной работы (не требуется время на разогрев жидкости для парообразования, не требуется предварительный прогрев воздуха в камере расстойки - нагрев и увлажнение воздуха начинается одномоментно, а также минимальная инертность ТЭНов нагревателя, как следствие быстрый разогрев). Увеличение степени автоматизации и автономности, возможность создания и поддержания заданной влажности при любой заданной температуре, увеличенное увлажнение, повышенную производительность, уменьшенные габариты, равномерность и точность создания и поддержания по всему рабочему объему влажности и температуры.
Получение качественных тестовых заготовок после расстойки, готовых выпеченных изделий отличного качества, для чего используют ультразвуковой увлажнитель, создающий размер капель воды 0,5-5 Микрон, предпочтительно 05-0.99 Микрон, и обеспечивают равномерное распределение тепла в расстоечном шкафу за счет направления потока воздуха из климатической установки, расположенной в расстоечном шкафу в два слоя, а именно верхнего горячего потока воздуха и нижнего влажного потока воздуха, направленных горизонтально, что исключает возникновение капель влаги и падения их на заготовки из теста.
При этом в отличие от использования климатической камеры расстоечного шкафа в известном уровне техники в климатической камере имеются каплеуловители, обеспечивающие на выходе капель воды только 0,5-5 Микрон, предпочтительно 05-0.99 микрон.
Осуществление заявленного изобретения.
Заявленный технический результат достигается при использовании в расстоечном шкафу климатической установки с использование ультразвукового модуля. Пар-туман создается за счет колебаний высокой частоты при помощи ультразвукового излучателя модуля (УЗМ), (пьезоэлемента).
Климатическая установка в расстоечном шкафу обеспечивает такие основные параметры стадии расстойки как влажность и температура.
Климатическая установка включает блок осевых вентиляторов, блок ТЭНов (нагревательных элементов), воздуховоды, капле уловители, емкость с водой, в которую помещен ультразвуковой модуль, содержащий от 1 до 20 ультразвуковых излучателей (пьезоэлементов). (Зависит от объема расстоечного шкафа).
Принцип работы климатической установки заключается в формировании вентиляторами воздушного потока. Нагреве воздуха (потока) проходящего через ТЭНы (нагревательные элементы), увлажнении нагретого потока воздуха мелкодисперсным паром произведенным ультразвуковым модулем с последующей подачей подогретого потока воздуха в виде водяного облака, содержащего мельчайшие частички воды, в расстоечный шкаф.
Преобразователь - обеспечивает преобразование энергии электрических колебаний в энергию механических колебаний и вводит ее в обрабатывающиеся среды.
Пьезоэлемент представляет собой изготовленную из пьезоэлектрического материала деталь простой геометрической формы, (стержень, пластина, диск, цилиндр и т.п.), с нанесенными на определенные ее поверхности электродами. Пьезоэлекрический материал представляет собой кристаллические соединения, обладающие хорошо выраженными пьезоэлектрическими свойствами и применяемые для изготовления пьезоэлектрических преобразователей и пьезоэлементов.
Пьезоэффект - это связь между электрической поляризацией или электрическим полем и механическим напряжением или деформацией, которая наблюдается у некоторых диэлектриков и полупроводников. Различают прямой пьезоэффект - возникновение поляризации под действием механических напряжений и обратный пьезоэффект - зависимость деформации пьезоэлектриков от электрического поля.
Скорость распространения колебаний - это расстояние, пройденное волной за одну секунду.
Туман - с жидкими частицами взвешенными в газе - каплями, имеющими правильную сферическую форму, например аэрозоли растворов лекарственных веществ, применяемых ингаляционно.
Ультразвук - это упругие колебания высокой частоты. Человеческое ухо воспринимает распространяющиеся в среде упругие волны частотой приблизительно до 16-20 кГц; колебания с более высокой частотой представляют собой ультразвук (за пределом слышимости). Обычно ультразвуковым диапазоном считают полосу частот от 20 000 до миллиарда Гц. Ультразвук - это звуковые колебания, лежащие выше порога, восприятия.
Ультразвуковая колебательная система - выполнена из расположенных на формирующей колебания поверхности концентратора пакетов пьезоэлектрических элементов. На пакетах пьезоэлементов расположены отражающие накладки, поверхность которых, противоположная к пьезоэлементам, выполнена плоской или ступенчато переменной по диаметру.
Электронный генератор - предназначены для преобразования тока промышленной частоты в ток высокой частоты и применяются для питания электроакустических преобразователей.
Настоящее изобретение описывает способ получения заготовок из теста на стадии расстойки. Расстоечный шкаф содержит уникальную климатическую установку, позволяющую оптимизировать процесс расстойки заготовок из теста, а также повысить характеристики готового продукта, полученного на основе этих заготовок.
Климатическая установка содержит корпус, имеющий одно входное отверстие, одно выходное отверстие, один ультразвуковой генератор влажности, один или несколько нагревателей, один или несколько осевых вентиляторов, создающих давление в области выходного отверстия больше, чем в области входного отверстия.
В ультразвуковой климатической установке используют электронагреватели трубчатые оребренные (ТЭНы). Электронагреватель оребренный представляет собой металлическую трубку (материал оболочки ТЭН - сталь 10), внутри которой запрессована в наполнитель спираль из проволоки высокого омического сопротивления, прикрепленная к контактным стержням. Торцы электронагревателя загерметизированы герметиком, снабжены изоляционными втулками и контактным устройством. Для увеличения площади поверхности нагрева поверх оболочки ТЭНа накатано алюминиевое оребрение.
Установка, в которой нагреватель установлен в области после входного отверстия.
Установка содержит ванну с водой, где установлен ультразвуковой генератор.
Генератор может содержать ультразвуковую мембрану, выполненную с возможностью вибрации с частотой 1,7 МГц (1 миллион 700 тысяч колебаний в секунду)
Средний размер капель тумана в предпочтительном варианте осуществления составляет 0,5÷5 мкм.
В области выходного отверстия установлен каплеуловитель. Капле уловитель выполнен с возможностью сбора крупных капель тумана и направления собранных капель обратно в ванну. Установка снабжена системой автоматического долива воды. Установка включает блок управления и часовой механизм, связанный с блоком управления. Установка содержит силовой щит, связанный с блоком управления. Входное отверстие в установке расположено параллельно выходному. Установка оборудована системой автоматического слива воды из ванны. Осевые вентиляторы формируют горизонтальный равномерный поток, расширяющийся в области выходного отверстия и имеющий в нижней своей части температуру и влажность ниже, чем в верхней своей части, у выходного отверстия.
Воздушный поток в климатической камере формируется осевыми вентиляторами. При этом воздух в установку втягивается вертикально проходит через радиаторы, оребренные ТЭНы нагревателей, и затем поток воздуха поворачивает на 90 градусов (становится горизонтальным) и проходит над ванной с ультразвуковым модулем (УЗМ), (генераторами), при этом мелкодисперсный туман созданный УЗМ, впитывается воздухом и разносится по объему расстойной камеры.
Осевые вентиляторы установки позволяют обрабатывать большой объем воздуха, положительно влияя на равномерность распределения тепла и влаги по объему шкафа, при этом поток создается широкий и равномерный.
Конструкция установки за счет вертикальных пластин установленных под углом в крышке ванны расширяет поток, он становится трапециевидным и при достижении противоположной стенки имеет максимальную ширину. Выпускное окно установки за счет выступающих элементов направляет поток горизонтально над заготовками, при этом на выходе из установки поток имеет два слоя нижний влажный и верхний сухой\горячий, благодаря чему на потолке перед установкой не конденсируется влага и исключается возникновение капель и падение их на заготовки из теста. Все это позволяет создать на заготовках тончайший равномерный слой влаги, что способствует оптимальному созреванию и подъему теста заготовок, и именно такой слой влаги на заготовках из теста позволяет получить на выходе готовый продукт с румяной хрустящей корочкой.
Также это обеспечивает ускорение начала эффективной работы, а именно не требуется время на разогрев жидкости для парообразования и не требуется предварительный прогрев воздуха в камере расстойки, так как нагрев и увлажнение воздуха начинается одномоментно.
Основная часть воздушного потока (около 95%), формируемого осевыми вентиляторами, выходит из установки свободно (формируясь на выходе из установки описанным выше узлом выпуска), создавая разряжение в соответствующей зоне каплеуловителя и как следствие воздушный поток, наполняется мелкодисперсным туманом. Таким образом, весь поток не пропускается через ванну с ультразвуковыми генераторами, максимально сокращая загрязнение воды в ванной.
Установка снабжена системой автоматического долива воды, системой защиты от сухого хода, системой периодической промывки и автоматического слива воды при отсутствии питания.
Ультразвуковая климатическая установка является прецизионной климатической установкой, которая помимо влаги генерирует также тепло (используя оребренные ТЭНы нагреватели) и определенные характеристики воздушного потока (оборачиваемость куб.м. в час, особенность забора и выпуска, ширина потока). При этом погрешность при поддержании параметров температура/влажность в пределах 1-2%.
Все это обеспечивает повышенную производительность климатической установки.
При наличии нагревателей климатическая установка воздействует сразу на два параметра - температуру и влажность. Преимуществом данного изобретения является то, что она универсальна и может размещаться внутри камеры без лишних воздуховодов, что позволяет быстрее достичь заданных параметров, так как установка забирает воздух изнутри камеры, а не снаружи как некоторые другие аналоги. Установка может быть размещена и снаружи камеры, когда невозможно поместить ее внутри, при этом применяются воздуховоды, по которым воздух также забирается из нижней части камеры.
Установка располагается под потолком, более холодный и сухой воздух забирается снизу в вертикальном направлении, а более теплый и влажный выбрасывается вдоль потолка, таким образом, создается равномерное распределение влажности и температуры по высоте камеры, установка может применяться как для новых камер, так и для уже существующих.
По сравнению с традиционными климатическими установками является более экономичной установкой, так как потребление ультразвука на порядок ниже, чем потребление при нагреве воды. Климатическая установка быстрее выходит на рабочий режим, так как начинает работать сразу и не требует времени для закипания воды. Благодаря мелкой капле, которая быстро впитывается воздухом, установка благоприятно влияет на качество и ускорение расстойки тестовых заготовок в расстоечном шкафу.
Осуществление заявленного способа.
Способ расстойки сформованных тестовых заготовок перед выпечкой заключается в следующем. В расстоечный шкаф закатывают тележки с протвенями, с расположенными на них тестовыми заготовками. После включения климатической установки, расположенной внутри расстоечного шкафа, климат в шкафу начинает нагнетаться влагой и подогреваться.
Регулирование температуры и относительной влажности проводят одновременно и непрерывно, поскольку в этом случае необходимые параметры среды.
Способ расстойки заготовок из теста в расстоечном шкафу, заключающийся в том что помещенные в расстоечный шкаф заготовки из теста выдерживают при 30-42°С, при относительной влажности среды в расстойном шкафу от 70% до 80%, во влажной среде, формируемом климатической установкой, расположенной в растоечном шкафу, которая образует генерирует капли влаги, размер которых составляет 0,5+5 мкм, в предпочтительном варианте 0,5-0,99 мкм, с равномерным распределением тепла и влаги и исключением образования сырости в расстоечном шкафу, для этого климатическая камера расстоечного шкафа снабжена каплеуловителями обеспечивающими на выходе капли воды 0,5-5 Микрон, предпочтительно 0,5-0.99 микрон, а равномерное распределение тепла и влаги обеспечивают за счет направления потока воздуха из климатической установки в два слоя, а именно верхнего горячего потока воздуха и нижнего влажного потока воздуха, направленных горизонтально, что исключает возникновение капель и падение их на заготовки из теста.
На стадии расстойки тестовых заготовок контролируются 3 параметра:
- Время нахождения тестовых заготовок в расстойной камере;
- Температура в расстойной камере;
- Влажность воздуха в расстойной камере.
Температура среды в расстойном шкафу регулируют в диапазоне 30-42°С, при относительной влажности среды в расстойном шкафу от 70% до 80%. При заданной температуре и влажности заготовки из теста находятся в расстоечном шкафу в течение 35-100 мин, в частности заготовки для сдобных изделий расстаиваются 50-100 мин, а заготовки той же массы из булочного теста - 35-50 мин;
Важным условием для расстойки теста является размер капель влаги, образующих влажность, необходимую для оптимальной среды и получения заготовок теста высокого качества. При этом сырость в расстоечном шкафу, может только замедлить процесс брожения и ухудшить характеристики теста. Для исключения образования сырости в расстоечном шкафу в климатической камере имеются каплеуловители, обеспечивающие на выходе капель воды только 0,5 - 5 Микрон, предпочтительно 0,5-0.99 микрон. В нашем способе эта проблема решается таким образом, что содержащаяся в расстоечном шкафу климатическая установка генерирует капли влаги, размер которых составляет 0,5÷5 мкм, в предпочтительном варианте 0,5-0,99 мкм. За счет равномерности подачи воздушного потока из климатической камеры. Использование этого способа получения тестовых заготовок показало, что таким образом возможно получить оптимальные условия процесса расстойки заготовок теста, уменьшить энергозатраты, и при этом улучшить качество полученной продукции.