Технологічна схема виробництва хліба та основне устаткування
Сучасні технологічні лінії виробництва хліба складаються з трьох основних дільниць: склад борошна та дільниця для зберігання і підготовки додаткової сировини, основне виробництво та хлібосховище. Послідовність та найменування технологічних операцій подано на узагальненій функціональній схемі хлібопекарського виробництва, що було зображено на рис. 20.4. За цією схемою основна та додаткова сировина для випічки хліба борошно, вода, сіль, дріжджі, різноманітні збагачувачі (сироватка, соєве борошно, цукор та іи.) та поліпшувачі (поверхнево-активні речовини), окислювачі, тощо відповідним чином приводять у такий стан, який дозволяє дозувати і використовувати їх для виготовлення тіста. Борошно, воду, дріжджі, сіль дозують в точному співвідношенні, що визначені рецептами. Дозування дріжджів змінюють в залежності від способу тістознавства і якості борошна. Введення в рецептуру поліпшувачів визначається якістю борошна способом тістознавства. З функціональної схеми не важко встановити, що виробництво хліба пов'язано з переробкою багатокомпонентної сировини. Незважаючи на порівняно просту принципову функціональну схему виробництва хліба, процес досить складний і визначається великою кількістю фактів, які по-різному і не завжди певним чином впливають на якість одержуваного хліба на різних стадіях виробництва. Структурна схема технологічного процесу виробництва пшеничного хліба опарним способом на рідких дріжджах наведена на рис. 20.6. Борошно з млинів постачають на хлібзавод авто муковозами, а потім пневмо чи аєрозольтранспортом подають до силосів для зберігання. При подачі на виробництво борошно просіюють та зважують на автоматичних вагах, після чого воно надходить до виробничих бункерів для утворення оперативного запасу. Додаткова сировина доставляється спеціалізованим автотранспортом. При надходжені сировини в рідкому стані вона подається насосами до ємностей для зберігання. Якщо сировина надходить в сухому стані (наприклад сіль, або цукор), то її розчиняють у спеціальних установках і зберігають в ємностях. Вся додаткова сировина потім надходить трубопроводами до видаткових ємностей і звідти через дозуючи пристрої — на замішування напівфабрикатів тіста. Для виробництва хліба та булочних виробів типовими проектами передбачено встановлення потокових комплексно-механізо-ваних та механізованих ліній. Сюди входять: тістоприготуваль-ний агрегат, ділильник, округлювач, формуючи машини, та ін. Для приготування тіста безперервим способом використовують тістовиготовлюючі агрегати бункерного типу, а також агрегати для приготування тіста на рідкому напівфабрикаті. Після замішування протягом 9... 10 хв. опара шнековими живильниками подається трубопроводом до однієї із секцій бункера для бродіння. Завантаження секції бункера опарою може здійснюватись зверху або знизу. Після 4...5-ти годинного бродіння опару нагнітають через дозатор до тістомісильної машини. Туди ж подають і залишки за рецептом борошна, води, соєвого розчину та інші компоненти. Замішування триває 10...12 хвилин. Потім тісто подають через живильник до лійки над ділильником. Житнє тісто готують головочним способом на квасних або рідких заквасках. Головка — один із видів закваски з вологістю (48...49)%. При цьому можуть використовуватись ті жтістоприго-тувальні агрегати, або спеціально виготовлені для житнього тіста. Надання шматкам тіста кульоподібної форми роблять після розподілу на округлювальних машинах з конічною, циліндричною та плоскою робочою поверхнею. Округлені заготовки вигримують в стані спокою на стрічкових транспортерах (5...8) хвилин. При цьому вони збільшуються Рис. 20.6. Структурна схема технологічного процесу виробництва хліба спарним способом на рідких дріжджах в об'ємі, поліпшуються їх фізичні властивості та структура тіста. Формування виробів здійснюють на фермових та закаточних машинах після попереднього відстою. Виробам надають форми, відповідно до даного сорту хліба. Для одержання хліба з належною шпаруватістю та об'ємним виходом потрібно надати тістовим заготовкам можливості збільшуватись в об'ємі та набути рівномірної шпаруватості при остаточному відстої. Остаточний вистій тіста здійснюється в різних конвейерних шафах. Для випікання хліба та булочних виробів використовують тунельні (наскрізні) печі, а також тупикові. Садіння та вивантаження виробів в тупикових печах здійснюється з одного боку, а в тунельних печах (наскрізних) — з різних боків. Для вироблення хліба на лініях з тунельними печами монтуються конвейерні шафи. На рис. 20.7 показана тунельна піч з рециркуляційним підігрівом БН-25 і схема її обігрівання. Піч обладнана сітчастою конвеєрною черінню (подоном) шириною 2100 мм, що розміщена на привідному.5 та на тяговому 24 барабанах утворюючи холосту 1 та верхню робочу 4 гілки, які перемішують заготовлені хліба справа наліво. Циліндрична ланка 7 7 з димною трубою призначена для спалювання газу. Рис. 20.7. Тонельна піч БН-25 і схема її обігрівання Завдяки рсциркуляційному вентилятору 15 верхньому 10 та нижньому 12, коробам 13 та трубам 7, нагрівальним каналам 9 тунельна пекарська камера 8 нагрівається. Зволожуючий пристрій 22 призначено для подачі пари в пекарську камеру 8. Витяжні зонти 6 і 23 та вентилятор 21 відводять відпрацьований робочий агент з печі. Автоматичний натяговий важільний пристрій 3 підтримує величину натягу робочої гілки поду (черінки) в залежності від навантаження. На рис. 20.8 показано схему рециркуляційного обігрівання тунельної печі. Тунельні печі задовольняють вимогам поточного оезперерв-ного виробництва, дозволяючи автоматизувати процес завантаження та розвантаження продукції, організувати процес позон-ного нагрівання заготовок. Але мають і ряд недопіків: значна ма-лоємність важника, висока вартість виготовлення, тощо, у порівнянні з тупиковими печами. На рис. 20.9 показано конструкцію тупикової печі, що виготовлена із цегли, каркас якої скріплено металевими стягами. В тупиковій камері розміщений люлєчко-черінковий двохниточний конвейр 3. До двох ланцюгів с краном 140 мм через кожні три ланки підвішені 24 люльки 12. Конвейєр печі має два вали — передній 2 — привідний, задній 6 — натяговий. Два додаткові стояки 9 і 11 для активного подогріву вказаних ділянок. Середовище пекарської камери зволожується парою за допомогою гребінок 4. Для зменшення ветиляційних витрат в пекарській камері над заводом нижнього газоходу по всій довжені викладено цегляний поріг 10. При випіканні перебігають різні взаємопов'язані процеси, першопричиною яких є прогрівання тіста та викликаний ним внут- Рис. 20.9. Тупикова піч ФТЛ-2 рішній тепломасообмін в тісті — хлібі та зовнішній — між тістом-хлібом та пароповітряним середовищем пекарської камери. Під час випікання спочатку відбувається порівняно швидке збільшення об'єму тістової заготовки, а потім — поступове сповільнювання та падковите припинення його приросту. Бліда скоринка поступово змінює колір, набуваючи цілу гаму забарвлення від слабкого кремового до коричневого. Усередині, наприклад, круглого виробу, що випікається, утворюються три прошарки, які одночасно змінюються за діаметром кулі: зовнішній — зневоднена до рівновагої вологості скоринка; середній, який лежить під скоринкою, та внутрішній прошарок м'якушки, який поступово збільшується за рахунок відповідного зменшення нейтральної частини шматка непропєче-ного тіста. В кінці випікання на поверхні виробу утворюється хрустка скоринка, а під нею — пружно-властична м'якушка з пористою структурою. Окрім фізичних явищ (прогрівання, тепломасообмін, змінен-ня об'єму та ін.) випікання супроводжується мікропроцесами, які відіграють важливу роль у перетворенні тіста в хліб та зумовлюють його харчові та смакові властивості. Тістові заготовки, які після відстою мають температуру близько ЗО °С і попадають у зволожене та нагріте газове середовище пекарської камери, починають швидко прогріватись. На поверхні шматка тіста на початковій стадії випікання конденсується пара з навколишнього пароповітряного середовища, прискорюючи ним прогрівання тіста. Через деякий час температура поверхневого прошарку досягав температури точки роси, відповідної моменту припинення конденсації та початку випарювання вологи. Випарювання відбувається при атмосферному тиску, тому цей прошарок прогрівається до 100 °С і при цій температурі залишається до моменту, коли випариться вся вода. Далі до закінчення випікання температура поверхні виробу буде безперервно зростати. В зв'язку зі шпаруватою структурою тіста випарювання вологи з поверхневого прошарку відбувається не з якоїсь рівної площини (дзеркало випарювання, як на поверхні рідини), а обмеженого об'єму чи зони, які розміщуються під скориною по всьому периметру виробу. Вологопровідність тіста невелика, тому підведення вологи з глибинних прошарків тіста до зони випарювання відстає від інтенсивного зневодження і зона випарюваня починає повільно поглиблюватись до центру виробу, збільшуючи тим самим поступово товщину скорини. Товщина зони випарювання і всієї скорини залежить в основному від стану та розмірів шпар м'якушки хліба. Зовнішній шар скорини, досягнувши рівноважної вологості, буде прогріватись до якоїсь середньої температури між температурою м'якушки і температурою пароповітрянного середовища. Внутрішній прошарок скорини протягом всього періоду випікання, як довго б воно не продовжувалось, не прогрівається вище 100 °С, тому що в ньому ще є вода. Отже, при випіканні випарювання вологи відбувається при температурі 100 °С тільки в зоні випарювання, яка розташована на границі переходу м'якушки в скорину. Температура м'якушки наближається до 100 °С, причому прошарки, які лежать ближче до скорини мають температуру дещо вище, ніж центральні прошарки. Таким чином, у тісті-хлібі виникає температурний градієнт, який викликає теплову течію, що спрямована від зовнішних прошарків до центральних. Завдяки тепловій течії при випіканні відбувається волого-обмін між тістом-хлібом та пароповітряним середовищем пекарської камери та внутрішнє переміщення вологи у хлібі. Обидва процеси протікають одночасно та взаємопов'язано. Зовнішній вологообмін на початку випікання проявляється у вигляді поглинання вологи за рахунок конденсації пари води з середовища пекарської камери через нижчу температуру поверхні. В цей період випікаЕПія маса шматка тіста-хліба дещо збільшується. Після припинення конденсації починається випаровування вологи спочатку з поверхні, а потім із внутрішньої зони випарювання. Частина пара із зони випарювання проривається через шпари скорини в пекарську камеру, а частина проникає в глибину виробу, де температура нижче 100 °С і там конденсується. Внутрішнє перенесення у тісті-хлібі обумовлено двома факторами: наявністю теплового потоку, який викликає термодифузію вологи у вигляді рідини; виникненням градієнта вологості, який обумовлює концентраційну дифузію вологи також у виді рідини. Різниця концентрації вологи викликає її міграцію з вологих прошарків до сухих. Одночасно волога із зони випарювання у вигляді пари частково виходить через шпарувату скорину до пекарської камери, а частина також у вигляді пари проникає через зону випарювання до прошарку м'якушки, утворюючи в ньому зону конденсації. Перелічені види міграції вологи приводять до зміни вологості хліба: в скорині вона досягає рівноваги, у прошарках зони випарювання стає нижчою, а у прошарках зони конденсації і далі за нею до центру виробу, вище початкової вологості тіста. До кінця випікання маса готового виробу зменшується у порівнянні з початковою масою тістової заготовки на величину втрат в основному вологи (упік). Мікробіологічні процеси при випіканні змінюються у міру прогрівання тіста-хліба. Дріжджі викликають інтенсивне спиртове бродіння при температурі 35 °С і продовжують його до 40 °С. При подальшому прогріванні бродіння згасає, а при 45 °С інтенсивність його різко знижується. При 60 °С дріжджі відмирають. Біохімічні процеси, що відбуваються в тісті-хлібі при випіканні, різноманітні і пов'язані з бродінням, яке викликають дріжджі та кислототворчі бактерії, та з активністю ферментів борошна. Під впливом мікроорганізмів продовжується накопичення в тісті-хлібі спирту, молочної кислоти та інших продуктів бродіння, які відіграють важливу роль в утворенні смаку та пахощів хліба і забезпечують нормальний об'ємний вихід, досить високу пористість хліба. Ферменти борошна продовжують майже до кінця випікання гідролітичне розщеплення її компонентів, яке доповнюється кислотним гідролізом. В результаті ферментативних процесів у тісті зростає кількість водорозчинних вуглеводів. У перші хвилини випікання продовжується протеоліз білків, потім у зв'язку з інактивацією протеаз він згасає, чому також сприяє термічна денатурація білків. У зв'язку з цим кількість водорозчинних азотистих речовин у хлібі значно менша у порівнянні з їх початковим вмістом у тісті. Під впливом теплоти скорина прогрівається від 130 °С у середині до (160...180) °С на поверхні, в ній швидше ніж у м'якушці припиняються мікробіологічні та біохімічні зміни, але одночасно інтенсифікуються термічні процеси, в результаті яких декст-ринізується крохмаль, карамелізуються незброджений цукор і змінюються білкові речовини. Інтенсивність забарвлення скорини пшеничного хліба в основному зумовлена утворенням при високій температурі скорини меланоїдінів — темно забарвлених комплексних сполучень, які редукують цукор та амінокислоти. Меланоїдіни беруть участь не тільки в утворенні кольору скорини, але й обумовлюють смак та запах хліба. Колоїдні процеси, які відбуваються при випіканні, дуже істотні, тому що власне з ними пов'язано перехід тіста у м'якушку хліба. В температурному інтервалі (50...70) °С одночасно відбувається теплова денатурація білків та клейстеризація крохмалю. При цьому різко знижується гідрогаційна здатність білків. Поглинута ними при набуханні волога переходить до крохмалю, який клейстеризується. Денатурація білків в зазначеному діапазоні температур в основному припиняється, а клейстеризація продовжується практично до закінчення випікання. Перехід тіста у м'якушку відбувається не одночасно у всьому об'ємі шматка тіста-хліба, а починається з його поверхні і продовжується у глибину у напрямку до центру в міру підвищеня температури. Границя, що відокремлює тісто від м'якушки в кожний даний момент випікання проходить по ізотермічній поверхні з температурою близько 70 °С. Однак ця температура не є оптимальною для утворення доброякісної м'якушки. Вирішальну роль на заключній стадії запікання відіграє клейстеризація крохмалю, яка перебігає уповільнено через малий вміст вологи у тісті. Практично утворення м'якушки з оптимальними структурно-механічними властивостями завершується при температурі, близької до 100 °С. Хлібосховище використовують, як накопичувач оперативного запасу продукції для своєчасного та повного забезпечення торговельних установ хлібом. В механізованих хлібосховищах всі процеси від укладання хліба до лотків і завантаження контейнера до автомашини — механізовані.
|