У зв'язку з ситуацією, що склалася, не завжди є можливість відповідати на дзвінки. Якщо ми не відповідаємо – пишіть на пошту zakaz@ten24.com.ua або заповнюйте форму замовлення на сайті. Ми обов'язково передзвонимо вам найближчим часом.

Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні

Є три режими теплопередачі : випромінювання, теплопровідність та конвекція. Усі три режими теплопередачі відбуваються у процесі випікання різних хлібобулочних виробів. Однак вони відрізняються за важливістю та впливом на продукт, а їх застосування залежить від конструкції печі.


Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні


1.Інфрачервоне випромінювання 

Усі об'єкти з температурою вище за абсолютного нуля випромінюють енергію у своє оточення. Ця енергія чи випромінювання виробляється як електромагнітні хвилі, які поширюються зі швидкістю світла. Хвилі можуть проходити через вакуум чи інше середовище. Коли вони стикаються з об'єктом (крім ідеального чорного тіла), вони частково поглинаються і частково віддзеркалюються. Хороші випромінювачі також є добрими поглиначами теплового випромінювання.

Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні

Схема передачі тепла в інфрачервоній печі


Електромагнітні хвилі різняться за довжиною хвилі від нескінченно короткої до нескінченно довгої. Вони охоплюють спектр від гамма-променів (близько 10-14  метрів) до радіохвиль (близько  10-2  метрів). Видиме світло - це форма електромагнітного випромінювання з довжинами хвиль 0,40 - 0,71 мікрометра (мікрон). Інфрачервоне випромінювання, яке важливе при випіканні, має довжини хвиль вище видимого світла від 0,71 до 1,5 мкм (ближній інфрачервоний) та від 1,5 до 4,0 мкм (далекий інфрачервоний). У мікрохвильовій печі використовуються довші хвилі, зазвичай близько 12 см.

Теплове випромінювання передається від об'єктів із вищою температурою до об'єктів із нижчою температурою. Електромагнітне випромінювання, яке випускається об'єктом, безпосередньо пов'язане з його температурою. Якщо об'єкт є ідеальним випромінювачем (чорне тіло), кількість випромінювання, що випускається, пропорційно 4  - го  ступеня його температури, виміряної в одиницях Кельвіна. (одиниці Кельвіна = температура за Цельсієм + 273,15). Для об'єктів, відмінних від ідеальних чорних тіл, потужність випромінювання P також пропорційна випромінювальній здатності об'єкта e. Цей зв'язок описується законом Стефана-Больцмана:

Р = е х сигма х Т  4

де сигма = 5,67 x  10-8  Вт/м  2  · K  4,  а T – температура у градусах Кельвіна.

Оскільки випромінювання пропорційне температурі 4 ступеня, невелике підвищення температури призведе до дуже великого збільшення теплового випромінювання. Кількість випромінювання збільшується експонентно з лінійним підвищенням температури. 

Довжина хвилі 

Більшість інфрачервоної енергії, що випромінюється в печі, знаходиться в інфрачервоному спектрі, а більшість випромінювання поширюється у відносно вузькому спектрі. Максимальне випромінювання обернено пропорційно його температурі. Вища температура дає коротшу довжину хвилі. Цей зв'язок відомий як закон Вина і описується наступним рівнянням:

Максимальна довжина хвилі = C/T

де C - постійна, що дорівнює 2897, а T - температура в одиницях Кельвіна.

У печах із короткохвильовими нагрівачами довжина хвилі буде близько 1,3 мкм. Ця довжина хвилі (NIR) близька до оптимальної проникності для бісквітного тіста та забезпечує чудовий розвиток структури та обсягу печива.

Для середньохвильових інфрачервоних печей з кварцовими ТЕНами довжина хвилі буде приблизно 2,2 мкм, що найбільше підійде для випікання тонких виробів, наприклад, кварцові ТЕНи застосовуються в печах для випікання лаваша або піци.
Відстань 

Нарешті, теплова енергія, що випромінюється об'єкту, залежить від відстані об'єкта від джерела випромінювання. Інтенсивність отриманого теплового випромінювання обернено пропорційна відстані від об'єкта до випромінюючої поверхні (закон зворотних квадратів).

Інтенсивність = I/d  2

де I - інтенсивність випромінювання поверхні об'єкта, а d - відстань від випромінюючої поверхні. Наприклад, якщо відстань зменшено вдвічі з 20 одиниць до 10, інтенсивність буде помножена на 4.

  • На відстані 20 одиниць: інтенсивність = 100/20  2  = 0,25

  • На відстані 10 одиниць: інтенсивність = 100/102  =  1,00

Це дуже важливий фактор при проектуванні інфрачервоної печі. Чим ближче випромінюючі поверхні до виробу, тим інтенсивніше теплове випромінювання і тим ефективніша передача тепла.  


Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні

Інфрачервона тунельна піч для лаваша від виробника ТЕН 24


Вплив випромінювання на тісто 

Коли інфрачервона енергія потрапляє на об'єкт, наприклад, на шматок тіста, її основний ефект полягає в тому, щоб змусити молекули вібрувати. Температура тіста є мірою середньої кінетичної енергії молекул, яка збільшується через випромінювання поверхонь печі в камері для випічки.

Такі об'єкти, як заготовки з тіста, поглинатимуть частину інфрачервоної енергії, що впливає на них, і частину відображати. Поглинена енергія проникає в тісто та швидко нагріває центр та поверхню майбутнього виробу. Це важливий атрибут випромінювання. Цей атрибут добре видно при випіканні мікрохвильової печі, де центр печива запікається швидше, ніж його зовнішня поверхня.

 

2. Провідність

Провідність - це передача теплової енергії між сусідніми молекулами всередині об'єкта або між об'єктами, що контактують один з одним. Він передає енергію з області з більш високою температурою область з нижчою температурою і вирівнює різницю температур.

Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні

Схема передачі тепла за допомогою провідності


Випічка з теплопровідністю

Передача теплової енергії під час процесу випікання найбільш актуальна для випікання в конвеєрній печі на твердій стальній стрічці або товстій сітчастій стрічці. У цих випадках заготовки з тіста викладаються безпосередньо на гарячу стрічку духовки і тепло швидко передається до основи виробу. 


Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні


Суцільні сталеві стрічки мають відносно велику теплову масу та велику площу контакту з продукцією. Відведення тепла до основи хлібобулочного виробу оптимізовано і робить значний внесок у загальну теплопередачу. Він ідеально підходить для таких продуктів, як крекери, що вимагають високої температури знизу для досягнення гарного об'єму та відкритої текстури. Електропровідність також має велике значення при випіканні м'якого печива та тістечок на сталевих стрічках; Стрічка проводить тепло безпосередньо в основу печива, змушуючи жири плавитися, і тісто для печива розтікається по стрічці до остаточної форми.

 

3. Конвекція 


Конвекція - це рух через різницю температур у текучому середовищі, наприклад, у повітрі в пекарній камері. Гаряче повітря менш щільне, ніж холодніше, і піднімається в пекарній камері. Це важливе питання при проектуванні систем контролю температури, оскільки зміна температури у нижній частині духовки вплине на температуру у верхній частині.

Конвекція описується законом охолодження Ньютона, який свідчить, що швидкість теплопередачі пропорційна різниці температур між тілом і навколишнім середовищем.

Випічка з конвекцією 

Термін «конвекція» використовується у виробництві печива для опису системи теплопередачі, що використовує струмені гарячого повітря, що обдуваються безпосередньо на поверхню тістової заготовки та стрічку печі зверху та знизу. Це гаряче повітря швидко видаляє вологу з поверхні заготовок та підвищує температуру поверхні тіста.

Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні

Схема передачі тепла у печі з конвекцією

Конвекційна система дуже ефективно видаляє вологу всередині процесу випікання. Гаряче повітря, що рухається, постійно потрапляє на поверхню виробів, швидко випаровуючи вологу і видаляючи її з камери випічки через витяжну систему. Конвекційна система випічки зазвичай регулюється зміною температури повітря, що нагнітається циркуляційним вентилятором у пекарну камеру з постійною швидкістю та об'ємом.

Можна бачити, що ця «конвекційна» система впливає лише на поверхню заготовки виробу і в першу чергу на її верхню поверхню, оскільки нижня частина продукту повністю або частково захищена стрічкою печі. У разі сталевої стрічки або стрічки з товстої сітки передача тепла підставі заготовки відбувається виключно за рахунок теплопровідності.


Типи теплопередачі та особливості їх впливу при випіканні


Вплив струменя гарячого повітря на поверхню тістових заготовок полягає в швидкому висиханні поверхні, в результаті чого утворюється суха, тверда скоринка, температура якої потім підвищується і стає яскравішою. Оскільки великий об'єм гарячого повітря рівномірно обдувається, колір буде рівномірним і не відображатиме відблиски та візерунки, як це досягається за допомогою системи інфрачервоної теплопередачі.

Швидке висихання поверхні продукції утворює тверду скоринку і запобігає розширенню та «підйому» тіста, тому ця система не використовується в першій частині духовки при випіканні крекерів і печива. 

Висновок

Випромінювання

Випромінювання – найважливіший метод передачі тепла при випіканні. Це відбувається в основному за рахунок електромагнітного випромінювання інфрачервоних довжин хвиль від інфрачервоних електронагрівачів та гарячих поверхонь пекарної камери. Це інфрачервоне тепло є проникаючим та ефективним і не викликає побічних ефектів.

Ми зазначили, що випромінювання (передача теплової енергії) залежить від кількох факторів:

  1. Природа і, як наслідок, коефіцієнт випромінювання випромінюючої поверхні (наскільки вона близька до «чорного тіла»)
  2. Відстань між випромінюючою поверхнею та заготовками. Теплова енергія, що передається, назад пропорційна квадрату відстані. Невелике зменшення відстані викликає велике збільшення теплопередачі виробів.
  3. Різниця в температурі випромінюючої поверхні та тістових заготовок. Невелике підвищення температури випромінюючої поверхні викликає велике збільшення теплопередачі. Теплопередача пропорційна температурі випромінюючої поверхні 4 ступеня.
  4. Випромінювання - це традиційний метод передачі тепла при випіканні лаваша, піци та хліба, а також багатьох інших харчових продуктів. Це оптимальний метод теплопередачі для створення якісної текстури, обсягу, форми та кольору виробів. Він стабільний, добре проникає та гнучкий, забезпечує високе тепловиділення для лавашів та повільну, «м'яку» теплопередачу для м'якого тіста.

Провідність

  1. Випікання: теплопровідність передає тепло від стрічки духової шафи безпосередньо до основи заготовок. Теплопередача залежить від температури та теплової маси стрічки печі та поверхні стрічки, що контактує з тістовою заготівлею. Для сталевих стрічок та товстих сітчастих стрічок це відповідає повному контакту. Духовки з стрічковим попереднім нагріванням можуть швидко передати тепло основи заготовок і досягти швидкого розвитку структури та текстури випічки; це особливо цінно для випікання крекерів. Електропровідність також є важливою при випіканні м'якого тіста на сталевих стрічках.

  2. Ізоляція духовки: тепло від пекарної камери передається до зовнішніх кришок духовки та сприяє тепловтратам у пекарні. Для зменшення втрат тепла використовується ізоляційний матеріал із низькою теплопровідністю.

Конвекція

  1. У конвекційній випічці використовуються струмені гарячого повітря, які потрапляють безпосередньо на верхню частину тіста та нижню частину стрічки духової шафи. Ця система ефективно сушить та фарбує поверхню заготовок. Однак він дає тверду суху кірку на тесті і перешкоджає хорошому розширенню та «підйому» продукту, якщо його використовувати на початку процесу випікання.

  2. Конвекцію повітря в пекарній камері, звідки піднімається гаряче повітря, необхідно враховувати при незалежному регулюванні температури верхньої та нижньої частини духовки.




Дивитися усі статі



Задати питання

Логотип ТЕН 24
Для того, щоб купити нагрівачі або надіслати електронною поштою питання заповніть форму або просто зателефонуйте за телефонами