El complejo de procesos termofísicos, bioquímicos y coloidales que tienen lugar en las cámaras de trabajo de los hornos determina la calidad de los productos producidos: apariencia, horneado y rendimiento volumétrico del pan horneado.
Los hornos de panadería se pueden clasificar de varias maneras.
para fines tecnológicos: hornos universales para hornear una amplia variedad y especializados para productividad:
hornos de ultra baja productividad (para panaderías), baja productividad (con un área de hogar hasta 25 m2) y alta productividad (con un área de hogar 25 m2 y superior);
características de diseño: hornos sin salida y túneles;
El método de calentamiento de la cámara de cocción del horno: calor; con canal de calefacción; con recirculación de productos de combustión; con calentamiento de vapor y agua; con calefacción eléctrica; Con calefacción combinada.
El proceso de hornear pan. El proceso de hornear pan consta de tres etapas: la primera es el procesamiento higrotérmico; el segundo es la formación y consolidación de la forma; El tercero es hornear.
En la primera etapa, las piezas de trabajo se humedecen con vapor, que se condensa en la superficie relativamente fría de la masa. La película delgada de condensado resultante contribuye a la formación de una corteza delgada y brillante. Una cierta cantidad de vapor penetra en las piezas de masa, es absorbida por ellas, como resultado de lo cual se obtienen productos de gran volumen con bien aflojados
La duración de la masa en la zona de humidificación con vapor del horno en comparación con la duración de la cocción es pequeña y asciende a 120 ... 180 s. Para crear condiciones en la superficie de prueba para la condensación de la cantidad máxima de vapor (aproximadamente 100 ... 150 g de vapor en la superficie 1 m2), en la zona de humidificación de vapor, mantenga una temperatura de no más de 100 ... 120 ° С y una humedad relativa máxima 70 ... 85%.
Después de humedecer, las piezas de masa caen en la zona de calentamiento, donde se suministra calor con la mayor intensidad posible. Esta zona del horno está directamente adyacente a la zona de humidificación por vapor. En la zona de calentamiento, se mantiene la temperatura máxima permitida, lo que da más calor a los canales de esta zona.
En la segunda etapa de la cocción, los gases en los poros de las preformas se expanden, como resultado de lo cual aumentan el volumen y la altura de las piezas de masa. Luego se detiene el crecimiento de las piezas de masa y se fija su forma con una corteza formada.
La tercera etapa de cocción, llamada cocción, se caracteriza por una notable disminución en la cantidad de calor suministrada a las piezas de masa. Debido a la evaporación de la humedad, las capas superficiales de las piezas de trabajo se convierten en una corteza y su masa disminuye. Para reducir el tono y el grosor de las costras, la temperatura en esta etapa se mantiene a un nivel relativamente bajo.
En la tercera etapa, continúa el calentamiento de las capas internas de las piezas de masa. Cuando la temperatura de la miga en las capas centrales alcanza 97 ... 98 ° С, se considera que está completamente horneada, y el proceso de horneado termina allí.
El modo de horneado de cada tipo de producto tiene sus propias características. Está influenciado por las propiedades de cocción de la harina, la formulación de productos, la duración de la prueba y otros factores. Por ejemplo, la harina prefabricada débil o los fermentadores largos se hornean a una temperatura más alta para evitar
Si los productos se hornean a partir de la masa con un tiempo de maduración corto, la temperatura del medio de la cámara de cocción se reduce y el tiempo de cocción se incrementa para extender los procesos de maduración que continuarán en el tocho durante la cocción. Los productos que tienen una masa y un espesor pequeños se hornean más rápido y a una temperatura más alta. A continuación se muestran los modos de horneado de algunos productos de pan.
Al hornear productos con forma de bastón a partir de harina de trigo de grado 1, se requiere un proceso intenso y prolongado de tratamiento higrotérmico a una humedad relativa en la zona de humidificación de vapor de 80% y una temperatura de 100 ° C. En estas condiciones, es posible obtener productos con una superficie brillante y una miga bien suelta con una porosidad uniforme. Posteriormente, a medida que avanza el proceso de cocción de dichos productos, la temperatura en la cámara de cocción se mantiene alrededor de 220 ... 230 ° C y luego se reduce gradualmente a aproximadamente 190 ° C al final del proceso de cocción.
Cuando se hornean productos en la superficie de los cuales, como resultado de las piezas de masa cortadas con un cuchillo durante la siembra, se forma una vieira, por ejemplo, un rollo urbano, una palyanitsa, los modos óptimos de vapor y humedad son los siguientes: la temperatura en la zona de procesamiento higrotérmico de las piezas de trabajo 130 ... 140 ° С con humedad relativa alta simultáneamente. Tales parámetros en la zona de humidificación de vapor son necesarios para completar
Posteriormente, a medida que avanza el proceso de cocción, la temperatura en la cámara de trabajo del horno se mantiene aproximadamente al mismo nivel o ligeramente inferior que en el caso de la cocción.
Las mayores dificultades son la creación de condiciones térmicas al hornear productos de centeno, trigo y centeno. La masa hecha de harina de centeno tiene propiedades débiles para mantener la forma, por lo que las piezas de masa son propensas a extenderse. En el proceso de cocción de dichos productos, después del procesamiento higrotérmico de las piezas de masa, deben someterse a un tratamiento térmico intensivo a temperaturas relativamente altas de la cámara de cocción: hasta 250 ... 260 ° C, y en algunos casos hasta 270 ° C. Este proceso de suministro de calor de alta intensidad se llama freír, y la porción inicial de la cámara de cocción se llama freír.
Al elegir las condiciones térmicas, se debe tener en cuenta que la intensificación del calentamiento de las piezas de masa y una reducción en la duración de la cocción conducen a una disminución en el contenido de sustancias aromáticas en el pan, ya que la intensificación de los procesos físicos no causa la intensificación de los procesos bioquímicos, la cantidad de sustancias aromáticas depende de la velocidad de su curso.
El dispositivo es un horno de cocción moderno. Un horno de cocción moderno es un agregado que incluye los elementos principales: un generador de calor, una cámara de cocción, debajo del horno, dispositivos de transferencia de calor, cercas, dispositivos auxiliares e instrumentación.
El generador de calor para la mayoría de los hornos de cocción son los dispositivos de horno, que son de dos tipos: para quemar combustibles sólidos (carbón, leña, turba, etc.) y para quemar combustibles gaseosos o líquidos (gas, petróleo, aceite combustible)
El dispositivo de horno de un horno de cocción para quemar combustible sólido consta de las siguientes partes principales: rejilla (en la que se quema el combustible); el espacio del horno donde ocurre la combustión de componentes volátiles de combustible; un soplador (cenicero) a través del cual se suministra aire al horno y donde cae la ceniza formada durante la combustión.
Se lanza combustible sólido sobre la rejilla a través de la puerta de combustión. Se proporciona una puerta para limpiar el cenicero.
La rejilla consta de rejillas individuales, que son placas de hierro fundido con costillas. Se colocan rejillas en las vigas de la rejilla del brazo. En la parrilla hay agujeros diseñados para suministrar el aire necesario para la combustión.
El dispositivo de horno de un horno de cocción para quemar combustible gaseoso en hornos con recirculación de productos de combustión consiste en cámaras de combustión cilíndricas (hornos) dispuestas coaxialmente y mezcla. Entre ellos hay un espacio anular para el paso de gases recirculantes. En el cilindro de la cámara de mezcla, se mezclan los productos de combustión y los gases de recirculación. El proceso de combustión en el horno se acompaña de transferencia de calor a los gases de recirculación que lo lavan y la radiación de la antorcha a través de las aberturas de salida del cilindro del horno a la cámara de mezcla.
El dispositivo de horno del horno calentado por recirculación (Fig. 3.23) consiste en un cilindro resistente al calor 2 conectado a un lado con un cono de metal 7, y el otro con cuatro placas 9 con un cilindro 3. La superficie exterior de la cámara se ensambla a partir de tres cilindros metálicos; Los anillos de distancia 3 se instalan entre los cilindros 4 y 5. El cilindro 4 tiene una boquilla para suministrar gas recirculado. El extremo izquierdo abierto de la cámara de combustión está conectado a la tubería 6, que expulsa el gas a los canales de calefacción.
La masa refractaria Dinax se empaqueta en un cono de metal para que queden tres agujeros 10 ... 12 para el quemador, el encendedor y la escotilla de inspección, respectivamente.
El gas se quema en el cilindro resistente al calor 2, cuya superficie interna está revestida con anillos de masa resistente al calor. Los gases de recirculación fluyen a través de la tubería 8 y luego, moviéndose entre los cilindros 3 y 4, enfriar el primero, luego dar la vuelta
Fig. 3.23 El horno horno con calentamiento por recirculación.
su extremo y pasar a la boquilla <5, que desvía los gases a los canales de calefacción; al mismo tiempo, tocando la pared exterior del cilindro 2,
La combustión de productos de combustión y gases de recirculación tiene lugar en el cilindro 3. Para eliminar los productos de combustión y los gases de recirculación en la salida de la cámara, se mantiene un vacío.
Durante el funcionamiento de la cámara, la masa refractaria Dinaks se calienta para brillar e irradia la zona de combustión de gas, lo que garantiza una temperatura estable y una combustión completa.
En la tubería de distribución de gas, donde los gases se dirigen desde la cámara de combustión, se instala una válvula de seguridad 7.
Se utilizan dos tipos de quemadores de gas para quemar gas en hornos: inyección y mezcla interna con suministro de aire forzado. La elección del tipo de quemador se realiza en función del caudal de gas, el diseño de la unidad del horno, el dispositivo de combustión, la presión de gas en la red, etc. Para quemar combustible líquido, se utilizan boquillas con vapor y rocío de aire.
Los quemadores de inyección tienen un diseño simple, fácil de mantener y pueden funcionar a baja presión de gas sin instalaciones especiales y costos de energía para el suministro de aire primario. Proporcionan una antorcha transparente corta con una temperatura alta, que disminuye a lo largo de la antorcha.
El quemador de inyección de gas de presión media (Fig. 3.24), que consiste en la boquilla 5, el mezclador 4, la boquilla de gas 3, la arandela 2 para regular el aire montado en la tubería de suministro de gas 7, es el más utilizado en la industria de la panadería.
En quemadores de baja presión, se inyecta parte del aire requerido para la combustión; La parte faltante (aire secundario) es aspirada a través de aberturas especiales debido a la rarefacción en el horno. Antes de cada quemador, se instala una válvula de cierre en la tubería de gas. El quemador funciona constantemente sin separación ni deslizamiento.
La figura. 3.24. ГAntorcha de inyección de gas de presión media.
llama en una amplia gama de regulación de presión y flujo de gas. La unidad del quemador está equipada con dispositivos automáticos que proporcionan un cierre de gas en caso de que una antorcha desconecte o extinga la llama de un encendedor que funciona constantemente.
Las ventajas de los quemadores de baja presión incluyen la mezcla automática de ciertas cantidades de gas y aire, la ausencia de dispositivos de soplado y la facilidad de mantenimiento. Sin embargo, junto con esto, los quemadores de baja presión tienen una serie de desventajas: ruido durante la operación y la necesidad de desmontar el quemador y la mampostería de los ladrillos refractarios en la parrilla del horno durante la transición al combustible sólido de reserva.
En los hornos de un horno de cocción para quemar combustible líquido, las boquillas con vaporizador o atomizador de aire son las más utilizadas.
La boquilla con un atomizador universal (Fig. 3.25) consiste en un cuerpo metálico 7, dentro del cual se encuentra horizontalmente el barril de la boquilla 10, ensamblado a partir de dos tubos (uno dentro del otro), la punta 9, la boquilla de pulverización 8 y la boquilla 7. El cono incendiario 6 se presenta en la mampostería de la pared de ladrillo de la caja de fuego. El cuerpo de la boquilla está atornillado a la mampostería de la pared del horno.
Fig. 3.25 Boquilla atomizadora universal
Fig. 3.26 Calentadores eléctricos: a - directo; b - en forma de U
Se suministra aire a la boquilla a través de una tubería conectada a la tubería 5, combustible a la tubería 3 y combustible de reserva (en caso de transición del aserrado de aire a vapor) a la tubería 2. Se proporciona una aguja 4 con un volante para controlar el suministro de combustible.
Además de los dispositivos de horno, los generadores de calor en hornos de cocción pueden ser calentadores eléctricos (Fig. 3.26), así como dispositivos basados en el uso de radiación infrarroja y corrientes de alta frecuencia. En los hornos de cocción, los elementos tubulares se usan rectos (ver fig. 3.26, a) y en forma de U (ver fig. 3.26, b). Consisten en espirales de resistencia / hechas de alambre de nicromo o fecral y encerradas en tubos de acero o latón de paredes delgadas 2 con diámetro 12,5 ... 25 mm, rellenas con material aislante conductor de calor - magnesita 3. Ambos extremos del cable terminan con aisladores 4 y terminales 5 para conectarse a la fuente de alimentación.
Para hornear productos de panadería y confitería de harina de pequeño tamaño como generadores de calor, se han extendido dispositivos basados en radiación infrarroja y corrientes de alta frecuencia (lámparas de espejo y emisores de cuarzo), que generalmente se instalan en la zona superior de la cámara de cocción.
Cuando se usa radiación infrarroja, el tiempo de cocción (casi dos veces), la pérdida de cocción (por 60 ... 70%) y el consumo de energía se reducen significativamente en comparación con otros hornos. Cuando se usa una corriente de alta frecuencia, se genera calor dentro del producto horneado y el proceso de horneado es independiente de la temperatura ambiente.
La configuración y las dimensiones de la cámara de cocción dependen de muchos factores: el propósito y la productividad del horno, el tipo de productos que se producen y la organización del proceso de producción.
Durante la cocción en la cámara de cocción, el calor a las palanquillas se transmite por radiación (70 ... 90%) desde las superficies de calentamiento, por convección desde el medio de vapor y gas de la cámara de cocción y la conductividad térmica desde el hogar del horno hasta la superficie inferior de la prueba.
Las cámaras de hornos de los hornos son callejones sin salida, en los que las piezas de masa se plantan debajo y los productos terminados se descargan a través de una ventana (boca), y los túneles, en los que se plantan en un lado de la cámara de cocción, y se descargan en el otro.
Debajo del horno, en el que la cocción se realiza en un horno de cocción, puede ser estacionaria o transportadora.
Actualmente, en las panaderías, los hornos de hogar fijo no se usan ampliamente.
Los hogares de los transportadores se pueden dividir en hogares de cuna.
En los hogares del transportador de cuna, las cadenas hechas de acero angular con dos colgantes y dedos que se insertan en los casquillos internos de las cadenas de la cadena están suspendidas de forma pivotante entre las cadenas. Para hornear productos de hogar, se coloca una chapa de acero (hogar) de grosor 1 ... 2 mm dentro del soporte.
En los hornos de túnel, se utilizan dos tipos de hogares de transportador: placa y malla.
La cinta transportadora para el tipo de placa consta de dos cadenas de placa de rodillos. Los marcos superpuestos por placas de acero están unidos a los tablones laterales de las cadenas. El taloclorito o las baldosas cerámicas se unen en la parte superior de las placas en algunos transportadores, lo que mejora el almacenamiento
La cinta transportadora debajo del tipo de malla se realiza en dos versiones. En la primera versión, el transportador consta de dos tambores: un impulsor y un tambor de tensión, cuyos ejes están ubicados horizontalmente, y una interminable malla de varilla espiral desgastada en ellos. La rama de trabajo superior del hogar se mantiene en posición horizontal sobre varillas de acero o alambre, y la rama de ralentí inferior está sobre rodillos. La desventaja de este diseño es la necesidad de regular la posición de la malla en los tambores y el uso de dispositivos especiales para esto.
En la segunda variante, debajo hay una malla de varilla espiral unida a dos cadenas de cadena de rodillos de tracción con un paso de 100 mm. Se instalan asteriscos (bloques) en los ejes de transmisión y tensión. La rama superior se mueve a lo largo de la base de la cámara de cocción, y en la parte inferior las cadenas de tracción se mueven a lo largo de las guías hechas de acero en las esquinas. La cinta transportadora debajo del tipo de malla tiene baja inercia térmica, lo que la distingue de los hogares de otros diseños.
Los hornos en los que los canales con gases de combustión que se mueven en ellos se usan como dispositivos de transferencia de calor se denominan canales. Por configuración, los canales pueden ser de sección transversal rectangular con una superposición plana o abovedada, sección transversal semicircular o circular.
Los hornos en los que se usa vapor a alta presión como portador de calor, obtenido en hornos blindados o en calderas tubulares del sistema G.P. Marsakov, pertenecen a hornos de calentamiento calentados por vapor. El vapor se transporta a las secciones de calentamiento ubicadas en la cámara de cocción a través de tubos de acero sin costura.
En los hornos de vapor-agua y calentamiento combinado, los dispositivos de transferencia de calor se usan ampliamente para calentar tuberías de paredes gruesas sin costura de agua de vapor llenas de agua destilada en el 1 / 3, cuyos extremos están cuidadosamente soldados. Los extremos de las tuberías en el horno se calientan, como resultado, se forma vapor dentro de las tuberías con una presión de trabajo dentro de 6 ... 11 MPa, que se condensa transfiriendo calor a través de la pared de la tubería a la cámara de cocción. El condensado fluye de regreso al extremo del horno, donde nuevamente se convierte en vapor.
Las cámaras de cocción y combustión, los canales (conductos de gas) y otros sistemas de transferencia de calor están separados del espacio circundante por paredes y techos, que se denominan cercas.
Dependiendo del diseño del horno, la cerca está hecha de ladrillo o paneles de metal rellenos con material aislante. Estos últimos son una caja, cuyas paredes están hechas de chapa de acero con un grosor de 1 ... 2 mm, y el material aislante está esparcido entre las paredes. El revestimiento de la pared exterior para algunos hornos está hecho de chapa de aluminio.
Los dispositivos auxiliares del horno de cocción incluyen dispositivos de humidificación de vapor de la cámara de cocción y dispositivos para su ventilación, unidades de recuperación de calor, dispositivos de explosión y tracción del generador de calor.
Se instalan dispositivos de humidificación por vapor de varios diseños en la cámara de cocción, que incluyen una o más tuberías perforadas ubicadas en la zona de humidificación. La cantidad de vapor que ingresa al humidificador se controla manualmente mediante válvulas ubicadas en las tuberías.
Se suministra vapor (Fig. 3.27) desde las líneas de vapor 7 y 2 equipadas con una válvula 10 y un manómetro 77 a través de tubos perforados 4 a través de la superficie lateral de la cámara de cocción.
Se instala un separador de agua 7 fuera del horno, al que se unen las tuberías perforadas. Cada tubería de vapor tiene una válvula 6 para regular el suministro de vapor y la manija 5, utilizando
que girando la tubería para dar a los chorros de vapor la dirección deseada. La presión de vapor en las tuberías 4 se controla con el manómetro 3.
Fig. 3.27 Humidificador de vapor.
La ubicación del humidificador de vapor en el área donde las superficies de calentamiento superiores tienen una temperatura de 300 ... 400 ° C provoca un sobrecalentamiento del vapor y un aumento en su velocidad de flujo, empeorando las condiciones de condensación y la calidad de la mayoría de los tipos de productos.
En varios diseños, para eliminar el sobrecalentamiento del vapor en el área donde se encuentran las tuberías de vapor, la parte superior
Fig. 3.27 Humidificador de vapor. Para eliminar el condensado formado en las líneas de vapor, en la entrada de vapor al horno hay un separador de agua centrífugo 9 conectado a la línea de condensado 8.
Como intercambiadores de calor de gas residual, los calentadores de agua y las calderas de vapor, así como los dispositivos tubulares (generadores de vapor) ubicados en los conductos de gas, son los más utilizados en los hornos de calefacción por conductos. El calor de los gases de escape se puede utilizar para generar vapor y calentar agua para humedecer el ambiente de la cámara de cocción, así como para necesidades tecnológicas y sanitarias y para otros fines.
Los termómetros técnicos de mercurio, los pirómetros termoeléctricos con milivoltímetros y los sistemas automáticos se utilizan como instrumentos de control y medición para controlar la temperatura del medio de la cámara de cocción.
Los hornos de panadería modernos están equipados con un sistema automático de control de temperatura (ASR) y seguridad automática para quemar gas o combustibles líquidos. La automatización de la unidad de horno proporciona: control de la temperatura del medio en todas las áreas de la cámara de cocción; control de temperatura de dos posiciones de la cámara de cocción con alarma de luz ajustando el consumo de combustible (antorcha "grande" - antorcha "pequeña");
bloquear el aumento de temperatura de la mezcla de gases de combustión y recirculación en la cámara de mezcla (protección contra el desgaste de los canales metálicos del sistema de calefacción);
control del movimiento intermitente del hogar del transportador del horno con señalización luminosa.
La automatización de seguridad proporciona la ignición automática del horno y el siguiente procedimiento:
1) purga de los conductos de gas en el horno antes del arranque para 1 ... 2 min;
encendido de combustible utilizando electrodos de encendido, a los que se suministra un alto voltaje desde el transformador de encendido.
sosteniendo durante 1 ... 2 minutos al calentar
apagando el quemador si la llama no se enciende dentro de 15 s después de encender el suministro de combustible.