книги из ГПНТБ / Михелев, А. А. Печи хлебопекарного и кондитерского производств. (Устройство и эксплуатация)

А. А. МИХЕЛЕВ, А. В. ВОЛОДАРСКИЙ

Печи

хлебопекарного и кондитерского производств

(Устройство и эксплуатация)

Издательство «Техтка» ■Киев — 1974

6П8.2+6П8.3 М69

УДК 664.665.041

Рассмотрены современные конструкции хлебопекарных и конди­ терских печей, а также вопросы их эксплуатации. Приводится общая характеристика современных печных агрегатов, описаны схемы обогрева печей и схемы их автоматизации. Рассматривают­ ся особенности конструкций и режимов эксплуатации рабочих камер, зон гигротермической обработки, топочныхустройств и других элементов современных печей хлебопекарного и конди­ терского производств, даются рекомендации по оптимизации их конструкций и режимов работы. Приводятся справочные данные по эксплуатации печей. Книга рассчитана на инженерно-техниче­ ских работников хлебопекарной и кондитерской промышленности. Она может быть использована студентами вузов и техникумов пищевой промышленности.

Табл. 28, илл. 26, библ. 45.

Рецензент инж. В. С. Погорелый

Редакция литературы по легкой, пищевой промышленности, торговле и бытовому обслуживанию

Заведующий редакцией инж. Е. И. Касперская

я я у ч н о - Твхя^чв И*Я

биЗлг...- ; .- ССО*»

© Издательство «Техшка», 1974.

Предисловие

Хлебопекарная промышленность является одной из ведущих отраслей пищевой промышленности. Удельный вес ее в общем объеме валовой продукции пищевой промышленности составляет более 17,2%. В отрасли занято 30% работающих от общего количества занятых в пищевой промышленности. В своем составе она име­ ет около 2700 предприятий общей производственной мощностью 139,5 тыс. т в сутки в формовом хлебе.

В структуре производственной базы систематически происхо­ дят качественные изменения за счет увеличения удельного веса крупных механизированных предприятий и сокращения количе­ ства мелких пекарен. Происходит неуклонный процесс внутризавод­ ской специализации. Выработка продукции на специализированных линиях и предприятиях достигает £0—65% от общей выработки.

Эти два прогрессивных направления в^азвитнихлебопекарной промышленности обеспечивают быстрый тёхнический прогресс и высокую организацию производства. Осуществление их нераз­ рывно связано с развитием печной техники, которое должно быть направлено на замену малопроизводительных и морально устарев­ ших печей новыми конструкциями в блочно-каркасном исполнении, с рециркуляцией продуктов сгорания, площадью пода до 100 мг и более и шириной до 3 м, с газовым и электрическим обогревом, автоматическим регулированием процессами сжигания топлива

иуправлением процессами выпечки. С целью интенсификации про­ цессов выпечки должны быть использованы инфракрасное излучение

итоки высокой частоты.

Вкондитерской промышленности также должна быть произведе­ на замена устаревших типов печей современными печами с рецир­ куляцией продуктов сгорания и интенсификацией процессов вы­ печки.

Впредлагаемой книге сделана попытка обобщить накопленный опыт по эксплуатации новых типов печей и описаны режимы их

3

Глава I э л е м е н т ы к о н с т р у к ц и й и р е ж и м ы

РАБОТЫ СОВРЕМЕННЫХ ПЕЧЕЙ ХЛЕБОПЕКАРНОГО И КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВ

В оборудовании предприятий хлебопекарного и кондитерского производств печи определяют тип и производительность предприя­ тия, ассортимент и качество вырабатываемой продукции. Печь — это не только тепловой, но и, прежде всего, технологический агре­ гат, основным назначением которого является выработка высоко­ качественной продукции при высоких технико-экономических по­

и внешний вид хлебобулочных изделий в большой степени зависят от конструкции печного агрегата, оформления отдельных его уз­ лов и правильной эксплуатации. Эти факторы влияют на величину упека хлебобулочных изделий, который обычно изменяется от 5 до 10%. Сокращение величины упека только на 1% дает экономию по промышленному хлебопечению около 200 тыс. т муки в год.

Внастоящее время на предприятиях хлебопекарной промышлен­ ности Министерства пищевой промышленности и других ведомств

СССР установлено значительное количество тупиковых печей уста­ ревших конструкций в кирпичной обмуровке. Эти типы печей ослож­ няют механизацию и автоматизацию процессов производства, рас­ ширение ассортимента, организацию поточных механизированных линий и обслуживание.

Впоследние годы на хлебопекарных предприятиях широко на­ чали внедряться сквозные печи марок БН-25, БН-40 и БН-50, поступившие из ГДР, а также печи марок ПХС-25 и ПХС-40, се­ рийно изготовляемые Шебекинским машзаводом.

Эти печи обладают малой тепловой инерцией, позволяют поновому осуществлять компоновку оборудования и обеспечить ор­ ганизацию поточных линий для различных видов хлебобулочных изделий. При переходе предприятия на двухсменную работу при­ веденные типы печей являются. перспективными, так как быстро разогреваются и входят в нормальный режим работы. Дальнейшее

5

совершенствование печей этого типа в настоящее время органи­ зовано в отраслевой лаборатории по хлебопекарным и кондитер­ ским печам КТИПП, где совместно с коллективом Шебекинского машзавода созданы и создаются новые оригинальные конструкции печей типа ПХК, получившие положительную оценку и принятые для серийного производства. Эти печи обладают рядом преимуществ и рекомендованы для замены ныне выпускаемых печей ПХС.

1. Способы обогрева печных агрегатов

По конструкции рабочей (пекарной) камеры различают тупико­

паровыми трубчатыми нагревательными секциями, в которых цирку­ лирует вырабатываемый в котле насыщенный пар высокого давления (печь ХПН); трубчатыми нагревательными секциями,в которых цир­ кулирует горячая вода высокого давления (печь «Маммут» фирмы Вернер и Пфлейдер — ФРГ); газовыми каналами с большим сече­ нием (печь ХПЛ); плоскими или трубчатыми газовыми каналами, в которые поступают продукты сгорания и рециркулирующие га­ зы, причем при движении газов в плоских каналах система обогрева

тем вынужденной конвекции, имеющей место при циркуляции в пе­ карной камере нагретого воздуха; одновременно газовыми каналами и путем вынужденной конвекции — так называемая турборадиантная система (печи «Беккер Перкинс» идр.); при непосредственном

щими газами; электрическими нагревательными элементами (печи БН и др.).

Имеются также печи, в которых изделия выпекаются при непо­ средственном облучении тестовых заготовок инфракрасными лучами от газовых, горелок или электрических излучателей (печи ПИК-8 —

совместно. Они значительно сокращают продолжительность выпечки.

6

В настоящее время в хлебопекарной и кондитерской промышлен­ ности получает распространение инфракрасный обогрев рабочей камеры печей.

2. Вентиляционные потери в хлебопекарных печах и конструкции рабочих камер

Современные конструкции конвейерных хлебопекарных печей не позволяют вырабатывать хлеб с характерным ароматом, прису­ щим хлебу домашней выпечки. Это объясняется тем, что в процессе выпечки ароматические вещества, выделяющиеся в период броже­ ния, уносятся потоком паровоздушной смеси, создаваемым в пекар­ ных камерах конвейерных печей, выбрасываются через посадочное и выгрузочное отверстия печи и отводятся вытяжными устройства­ ми в атмосферу.

Исследования количественного состава карбонильных соеди­

вмякише хлеба, выпеченного в печах АЦХ, ФТЛ-2 и ХПЖ-1, их со­ держится соответственно 2,09; 2, 24 и 1,5 мг на 100 г сухого вещества (СВ). В корке же карбонильных соединений значительно больше, чем в мякише. Наибольшее количество их содержится в корке хле­ ба, выпеченного в жаровой печи,— 5,34 мг на 100 г СВ, что на 43% выше, чем в корке хлеба, выпеченного в печи ФТЛ-2 (3,74 мг на 100 г СВ), и на 72% — чем в печи АЦХ (3,1 лггна 100 г СВ).

Таким образом, в результате реакции меланоидинообразования

вкорке образуются ароматические вещества, степень накопления которых зависит от режима выпечки хлеба. Так, в корке хлеба из пшеничной муки II сорта, выпеченного в печи ХПЖ-1, содержание алифатических соединений в 2,9 раза больше, чем в мякише (0,12 мг

на 100 г СВ в мякише и 0,42 — в корке); фурфурола — в 3,6 раза (1,38 мг на 100 г СВ в мякише и 4,92 — в корке); в печи ФТЛ-2 соответственно в 1,8 (0,26 мг на 100 г СВ в. мякише и 0,46 — в корке) и в 1,7 раза (1,98 мг на 100 г СВ в мякише и 3,28 — в корке); в печи АЦХ соответственно в 2,3 (0,10 мг на 100 г СВ в мякише и 0,23 — в корке) и в 1,4 раза (1,99 мг на 100 г СВ в мякише и 2,87 — в корке).

Различное количество карбонильных соединений, образующихся в мякише и в корке хлеба, выпеченного в печах различных кон­ струкций, позволяет сделать заключение, что на содержание аро­ матических веществ в хлебе влияет не только тепловой режим про­

7

наблюдается большая разница в содержании карбонильных соедине­ ний. Это, очевидно, связано с незначительными потерями летучих веществ вследствие недостаточной вентиляции пекарной камеры. В печи ФТЛ-2 и в особенности в печи АЦХ интенсивная вентиляция пекарной камеры способствует диффузии ароматических веществ из корки хлеба в среду пекарной камеры и, следовательно, умень­ шению содержания в ней карбонильных соединений (алифатических и фурфурола).

Наблюдения, проведенные при выпечке Украинского хлеба в печах различных конструкций (АЦХ, ХВЛ, БН), показали, что меньше всего карбонильных соединений содержится в корке хлеба, выпеченного в печи БН-50 (2,58 мг на 100 г СВ). Очевидно, это свя­ зано с интенсивной вентиляцией пекарной камеры и интенсифика­ цией процесса диффузии летучих ароматических веществ из корки в среду пекарной камеры.

Для уменьшения вентиляционных потерь в рабочих камерах пе­ чей используют так называемый принцип необогреваемого простран­ ства. В большинстве современных конвейерных хлебопекарных пе­ чей (тупиковых и сквозных) нижняя греющая поверхность распола­ гается ниже верхней кромки посадочного отверстия на 0,2—1 м. Вследствие этого из печи выбрасывается значительное количество паровоздушной смеси: кратность воздухообмена в пекарной камере достигает 35—60 объемов в час, и потери тепла в пересчете на 1 кг топлива составляют 8—12% от его теплоты сгорания.

При испытаниях реконструированных печей ФТЛ-2 с 24 и 30 люльками на хлебозаводах № 3 и № 5 г. Киева было установлено, что количество пара, выбрасываемого из пекарной камеры через посадочное отверстие, составляет около 80% от общего количества пара, подводимого в пекарную камеру. При выработке батонов в пекарную камеру этих печей на 1 т изделий подавали до 240 кг пара, из которых примерно 80% выбрасывалось в вентиляционные шахты. На выработку такого количества пара в котле расходуется порядка 30 кг условного топлива, что соизмеримо с расходом 40 кг условного топлива на выпечку 1 т батонов.

Вместе с паровоздушной смесью из пекарной камеры уносятся ароматические вещества, образующиеся в процессе брожения, что отрицательно сказывается на качестве вырабатываемой продукции. Таким образом, сокращение вентиляционных потерь является ак­ туальным вопросом конструирования печей.

Наши исследования работы тоннельных хлебопекарных печей показали, что даже при наличии специально созданного в печи БН-50 устройства для гигротермической обработки тестовых загото­ вок количество пара, конденсирующегося в нем, не превышает 49—65 г!м \ в печах ПХК-16 эта величина составляет 226 а/ж2,

8

в печах ПИК-8 — 192 г!м2. (В последних двух конструкциях пе­ чей конвейер имеет специальную форму, описанную ниже).

В тоннельных печах рабочая камера представляет собой удли­ ненный горизонтальный тоннель прямоугольной формы. Соотно­ шение горизонтальных и боковых вертикальных сторон прямо­ угольника для печей разных конструкций находится в пределах

Ув --- 1/l6-

Для уменьшения вентиляционных потерь в некоторых конструк­ циях печей (ХПЛ, ХПН, ПХК конструкции КТИППа) пекарная1 камера выполнена с подъемом (угол подъема равен 5°) примерно' на V3 своей длины, имеет горизонтальный участок и соответствую­ щий уклон со стороны выгрузки. При отсутствии горизонтальногоучастка уклон (примерно 2,5°) начинается в точке, в которой окан­ чивается подъем.

Под печей тоннельного типа изготовляют из металлических плас­ тин или сетки, которая движется непосредственно по металличе­ скому листу, являющемуся основанием пекарной камеры. В неко­ торых конструкциях печей сетка перемещается по проволокам, изготовленным из мягкого металла и уложенным вдоль камеры на ее основание. В печах марки ПХК и «Полин» конвейерная сетка прикреплена к двум ведущим цепям.

Наиболее распространенными способами обогрева пекарной ка­ меры печей тоннельного типа являются цикло- и турботермический обогрев.

Впечах с циклотермическим обогревом продукты сгорания дви­ жутся в плоских, небольшой высоты (30—50 мм), металлических газовых каналах, расположенных с обеих сторон (сверху и снизу) пекарной камеры. Обращенная в сторону камеры верхняя стенка нижнего греющего канала выполняется плоской, так как по ней движется рабочая ветвь транспортера. Греющая (рабочая) стенка верхнего газового канала может быть либо плоской, либо гофриро­ ванной (печи ПХС). В последнем случае увеличивается поверх­ ность для конвективной теплоотдачи как внутри газового канала (от продуктов сгорания к рабочей стенке канала), так и со стороны пекарной камеры (от рабочей стенки канала к среде пекарной ка­ меры).

Внекоторых конструкциях печей с циклотермическим обогре­ вом (печи БН) для интенсификации турбулентного перемешивания греющих газов в верхнем канале и увеличения таким образом кон­ вективной теплоотдачи в нем к рабочей стенке канала приваривают поперечные ребра с шагом 200 и высотой 10 мм — так называемые прерыватели пограничного слоя. Эти ребра способствуют также (за счет центробежных сил, возникающих при их омывании) эва­ куации от рабочей стенки канала охлажденных и, следовательно,

9-