DE2507003A1

DE2507003A1 - Cooling of bakery products under vacuum - applied initially at constant rate to prevent damage to the crust

Info

Publication number: DE2507003A1
Application number: DE19752507003
Authority: DE
Inventors: Leif Brudal Dipl Ing Knutrud
Original assignee: NORSK CEREALINSTITUTT VED STATENS TEKNOLOGISKE INSTITUTT
Current assignee: NORSK CEREALINSTITUTT VED STATENS TEKNOLOGISKE INSTITUTT
Priority date: 1975-02-19
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1976-09-02

Abstract

Bakery prods. are cooled by applying vacuum immediately after they leave the oven. The pressure is reduced at constant rate of not more than 60 mm Hg per second until at least half the reqd. change in pressure is achieved. Then the rate of redn. is increased. Esp. for cooling bread before packing in paper or plastic.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Temperatursenkung von Backwaren unmittelbar nach ihrem Austritt aus einem Backofen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperatursenkung von Backwaren ulmittelbar nach ihrem Austritt aus einem Backofen.Method and device for lowering the temperature of baked goods directly after it emerges from an oven. The invention relates to a method and a device for lowering the temperature of baked goods immediately after their exit from an oven.

Eine in diesem Zusammenhang besonders interessante Backware it Brot. Die letzte Stufe des Backvorganges eines Brotlaibes findet in einem Ofen mit einer Temperatur von 200 bis 270°C mit einer Backzeit statt, die in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Querschnitt der Brotlaibe zwischen 45 bis 20 Minuten schwankt. Das weiche Innere eines Broi;laibes hat bei Beendung der Backzeit eine Temperatur von etwa 95°C, während die Temperatur der Kruste bei etwa 1500C liegt, wobei die erstgenannte Temperatur während des letzten Teiles der Ausbackzeit wegen der Verdampfung des b'euchtigkeitsinhaltes des Brotlaibes verhältnismäßig konstant ist.A particularly interesting baked product in this context is bread. The last stage of the baking process of a loaf of bread takes place in an oven with a Temperature of 200 to 270 ° C with a baking time held depending on the The temperature and the cross-section of the loaves vary between 45 and 20 minutes. The soft inside of a broi loaf has a temperature when the baking time is over of about 95 ° C, while the temperature of the crust is about 1500C, the the former temperature during the last part of the baking time due to evaporation the moisture content of the loaf of bread is relatively constant.

Aus mehreren verschiedenen Gründen werden Backwaren, insbesondere Brot Jetzt meist in Beuteln zur Verteilung und zum Verkauf verpackt.Baked goods, in particular, are used for several different reasons Bread Now mostly packaged in bags for distribution and sale.

Wenn die Brotlaibe unmittelbar aus dem Ofen kommend verpackt werden, können sie nicht verschlossen werden, weil der Dampf aus dem Brotlaib nicht aus der Packung entweichen kann und auf ihrer Innenfläche kondensiert. Hierdurch wird der Beutel weich. Bei Verwendung eines Kunststoffbeutels wird die Außenfläche des Brotes von dem Wasser erweicht. Bei Brot, für das eine knusprige Kruste ein Qualitätskriterium bildet (Weißbrot), muß während der Verpackung des warmen Brotlaibes dafür gesorgt werden, daß der offene Beutel mit seinem Inhalt aufrecht hingestellt wird, so daß der Dampf gut entweichen kann. Die Verwendung von Kunststoffmaterialien zur Verpackung von Brotarten mit einer langen Lagerfähigkeit oder guten Haltbarkeitsqualitäten (Roggenbrot) ist nicht möglich, ohne daß die Brote vorher gekühlt werden. Bäcker, die es für vorteilhaft halten, Roggenbrot in geschlossenen Kunststoffbeuteln zu verkaufen, müssen daher ür die Abkühlung der Brotlaibe wenigstens über eine Stunde vor der Packung sorgen, entweder indem sie sie auf Regalwagen legen, die in große Kühlhallen gefahren werden, oder indem sie ein Fördersystem anwenden, das die Brote etwa einer Stunde lang auf einer Kreisbahn umlaufen läßt. Derartige Anordnungen sind sehr zeitaufwendig bzw. erfordern großen konstruktions- und kostenmäßigen Aufwand.If the loaves of bread are packed straight out of the oven, they cannot be sealed because the steam from the loaf of bread does not come off the packing can escape and condense on its inner surface. This will the bag soft. When using a plastic bag, the outer surface of the Bread softened by the water. For bread, for which a crispy crust is a quality criterion forms (white bread), must be taken care of during the packaging of the warm loaf of bread be that the open bag is placed upright with its contents so that the steam can escape easily. The use of plastic materials for packaging of types of bread with a long shelf life or good shelf life qualities (Rye bread) is not possible without the bread being cooled beforehand. Baker, who consider it advantageous to put rye bread in closed plastic bags sell, therefore need to cool the loaves of bread for at least an hour Before packing, either by placing them on shelf trolleys that are in large Cold warehouses are driven, or by using a conveyor system that the loaves of bread circulates on a circular path for about an hour. Such arrangements are very time-consuming or require great effort in terms of construction and costs.

Die Kühlung der Brotlaibe vollzieht sich bei den erwähnten Einrichtungen als Kombination von a) Strahlung, b) Konvektion und c) Verdampfung. Bei verhältnismäßig hoher Feuchtigkeit im Kühlraum ist die Verdampfung geringer, was eine natürlich wichtige Verringerung des Brotgewichtverlustes zur Folge hat.The cooling of the loaves takes place with the ones mentioned Facilities as a combination of a) radiation, b) convection and c) evaporation. With proportionately high humidity in the refrigerator compartment, evaporation is less, which is a natural results in an important reduction in bread weight loss.

Der verringerte Gewichtsverlust muß Jedoch in Beziehung zu den Kosten in Form von Arbeit, Zeit und Kapital gesehen werden, die zur Erzielung dieses Ergebnisses aufgewendet wurden.However, the reduced weight loss must be related to the cost can be seen in terms of labor, time and capital necessary to achieve this result were expended.

Es ist bekannt, daß man Backwaren durch Vakuumbehandlung abkühlen kann. Dies wird in "The Bakers Digest", Oktober 1949 und in "The Arkady Review", Volume 49, No. 2, 1973 beschrieben. Die vorstehend beschriebenen Verfahren zur Vakuumkühlung von Brot waren Jedoch nicht ausreichend erfolgreich und ermöglichen insbesondere nicht die Erzielung eines Maximums an Verfahrenskapazität mit angemessenen Installations- und Betriebskosten für de erforderliche Einrichtung. Eine wesentliche Forderung an das Verfahren besteht außerdem darin, daß die Vakuumbehandlung die Struktur, insbesondere die Außenfläche oder Kruste derselben nicht beschädigen darf. Dies stellt ein ernstes Problem dar, das bei der Kühlung großer Kapazität zum erstenmal durch die Erfindung gelöst worden ist Wie bei vielen Massenherstellungsverfahren liegt der Schlüssel für eine ökonomische und effektive Produktion darin, daß dbBehandlungszeit für Jeden Verfahrensschritt auf ein Minimum herabgesetzt ist. Für die Vakuumbeha:ldlung von Backwaren ist eine Vakuumkammer erforderlich und eine Voraussetzung für die Erfindung ist, daß die Vakuumkammern ein verhältnismäßig geringes Volumen haben. Dies ermöglicht mit einer mittelmäßigen Pumpenleistung im Vakuumsystem die Anwendung kurzer Behandlungszeiten in diesen Kammern, wobei die Arbeitsgeschwindigkeit und damit die Produktionskapazität groß ist.It is known that baked goods can be cooled by vacuum treatment can. This is reported in "The Bakers Digest", October 1949, and in "The Arkady Review", Volume 49, No. 2, 1973. The vacuum cooling methods described above of bread, however, have not been sufficiently successful and in particular enable not achieving maximum process capacity with adequate installation and operating costs for the required facility. An essential requirement to the process also consists in the fact that the vacuum treatment of the structure, in particular must not damage the outer surface or crust thereof. this poses a serious problem in large capacity cooling for the first time has been solved by the invention As with many mass production processes the key to economical and effective production is that the treatment time is reduced to a minimum for each process step. For vacuum treatment of baked goods a vacuum chamber is required and a prerequisite for the invention is that the vacuum chambers have a relatively small volume. this makes possible the use of short treatment times with a mediocre pump performance in the vacuum system in these chambers, with the working speed and thus the production capacity is great.

Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, daß eine kurze Vakuumbehandlungszeit eine genaue überwachung und Kontrolle der Druckveränderungen in der Kammer erfordert. Daher ist es wichtig, daß die Backwaren zunächst; einer im wesentlichen linearen Druckabsenkung mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 60 mm Hg pro Sekunde über wenigstens die Hälfte des gesamten vorgesehenen Druckabfalles ausgesetzt rz,erclfn und daß die Druckabsen1.;:-geschwindigkeit dann zur Beendung der Vakuumbehandlung wesentlich angehobenwird.According to the invention it has been found that a short vacuum treatment time requires close monitoring and control of the pressure changes in the chamber. It is therefore important that the baked goods first; an essentially linear one Depressurization at a rate not exceeding 60 mm Hg per second exposed to at least half of the total intended pressure drop rz, erclfn and that the Druckabsen1.;: - speed then to end the vacuum treatment is increased significantly.

Wenn 50°C als gewünschte Brotlaib-Temperatur angenommen wird, so erhält man diese, indem man den Brotlaib in eine Kammer einführt, in der der Druck auf einen Wert abgesenkt ist, der dem Dampfdruck bei 500C entspricht. Wasser mit einer höheren Temperatur als 500C kocht bei diesem Druck. Der Wärmeüberschuß durch das Kochen wird von dem Brotlaib aufgenommen. In der Praxis folgt die Abkühlung der Rate der Druckabsenkung. Wie erwähnt, wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung ,edoch gezeigt, daß es eine praktische Grenze für die Druckabsenkgeschwindigkeit gibt. Wenn die Geschwindigkeit zu hoch ist, wird der Brotlaib wegen der verhältnismäßig großen freiwerdenden Dampfmenge beschädigt.If 50 ° C is taken as the desired loaf temperature, then get you can do this by inserting the loaf of bread into a chamber in which the pressure is applied is lowered a value which corresponds to the vapor pressure at 500C. Water with a higher temperature than 500C boils at this pressure. The excess heat due to the Cooking is absorbed by the loaf of bread. In practice, the cooling follows the Rate of pressure decrease. As mentioned, in connection with this invention However, it has been shown that there is a practical limit to the depressurization rate gives. If the speed is too high, the loaf of bread becomes proportionate because of the large amount of released steam is damaged.

Außer einem Verfahren betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Durchführung desselben, da eh effektives und wirtschaftliches Abkühlungsverfahren in einer geeigneten Einrichtung in hohem Grade dazu beiträgt, daß es konkurrenzfähig und in der Praxis vorteilhaft ist.In addition to a method, the invention also relates to a device to carry out the same, as it is an effective and economical cooling process anyway in a suitable establishment contributes greatly to making it competitive and is advantageous in practice.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated schematically in the drawing using one Embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm der Druckveränderung während der erfindungsgemäßen Vakuumbehandlung und Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine Vakuumkammer mit angeschlossener Einrichtung zur Abkühlung von Backwaren, insbesondere Brot, Die Druckverringerung (Fig. 1) erfolgt in zwei Stufen von einem Punkt A, der dem Atmosphärendruck entspricht.Fig. 1 shows a diagram of the pressure change during the invention Vacuum treatment and FIG. 2 schematically illustrates a vacuum chamber with an attached Device for cooling baked goods, in particular bread, pressure reduction (Fig. 1) takes place in two stages from a point A, which corresponds to atmospheric pressure.

Die erste Stufe verläuft im wesentlichen linear von dem Ausgangspunkt A zu einem Punkt B und dauert etwa 12 Minuten, in denen etwa 60 % des gesamten Druckabfalles zurückgelegt ist, d.h. etwa 373 mm Hg. Dieser lineare Druckabfall läßt sich entsprechend durch Druckausgleich in einer Leitung mit verengtem Querschnitt, z.B. einer Düse von etwa 5 mm Durchmesser, erreichen, Die Vorrichtung wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Während es im Verlauf der ersten Druckverringerungsstufe zwischen den Punkten A und B außerordentlich wichtig ist, daß die Rate der Druckabnahme einen bestimmten Wert nicht überschreitet, der unter anderem bis zu einem gewissen Grad von der Art der zu behandelnden Backwaren abhängt, kann der übrige Anteil des Druckabfalles ohne eine solche Beschränkung vollzogen werden. Dies ergibt sich aus der Kurve gemäß Fig. 1, die vom Punkt B mit wesentlih größerer Neigung als im ersten Teil der Druckabnahme abfällt. Wie bei solchen Druckausgleichsvorgängen üblich, flacht sich die Kurve nach und nach ab und die Behandlung ist gemäß der Erfindung im Punkt C nach einer Gesamtbehandlungszeit von etwa 20 Sekunden beendet, wenn etwas mehr als 80 % des ursprünglichen Druckes abgebaut wurde. Der Enddruck soll dem Dampfdruck bei der gewünschten Temperatur nach der Vakuumbehandlung entsprechen. Die in dem Diagramm nach Fig. 1 gezeigten Werte beziehen sich auf eine Temperaturabsenkung auf etwa 500C, was einem Dampfdruck von etwa 0,12 kp/cm2 oder 88 % Vakuum entspricht. Dies entspricht 94 mm Hg in einer Normalatmosphäre.The first stage is essentially linear from the starting point A to point B and takes about 12 minutes, in which about 60% of the total pressure drop is covered, i.e. about 373 mm Hg. This linear pressure drop can be correspondingly through pressure equalization in a line with a narrowed cross-section, e.g. a nozzle of about 5 mm in diameter, the device is described in detail below described. While it is in the course of the first pressure reduction stage between the Points A and B are extremely important that the rate of pressure decrease a does not exceed certain value, among other things up to one depends to a certain extent on the type of baked goods to be treated, the rest may Proportion of the pressure drop can be completed without such a restriction. This gives from the curve according to FIG. 1, that from point B with a substantially greater inclination than drops in the first part of the pressure decrease. As with such pressure equalization processes usual, the curve gradually flattens out and the treatment is according to the Invention ended at point C after a total treatment time of about 20 seconds, when a little more than 80% of the original pressure has been released. The final pressure should correspond to the vapor pressure at the desired temperature after the vacuum treatment. The values shown in the diagram according to FIG. 1 relate to a temperature decrease to about 500C, which corresponds to a vapor pressure of about 0.12 kp / cm2 or 88% vacuum. This corresponds to 94 mm Hg in a normal atmosphere.

Bei gleichzeitiger Behandlung von acht Brotlaiben (siehe Beispiel der Fig. 2) mögen folgende Zahlen das Verfahren veranschaulichen: Nach dem Ausbacken beträgt das Gewicht der acht Brtlaibe etwa 6,25 kg, von denen 37 % Wasser sind. Bei vollständigem Gleichgewicht zwischen dem Dampfdruck des Wassergehaltes und der umgebenden Atmosphäre entspricht das verdampfte Wasser der Abkühlung der Brotlaibe von 920C auf 50°C.When treating eight loaves of bread at the same time (see example 2) the following numbers may illustrate the process: After baking the weight of the eight loaves is about 6.25 kg, of which 37% is water. With complete equilibrium between the vapor pressure of the water content and the surrounding atmosphere, the evaporated water corresponds to the cooling of the loaves of bread from 920C to 50 ° C.

Die Hälfte oder vorzugsweise 60 ç des Druckabfalles soll linear sein, damit der in dem Brotlaib entwickelte Dampf bei einer Druckdifferenz durch die natürlichen Poren der Kruste entweichen kann, die die Kruste nicht zerbricht. Die Druckverringerungsgeschwindigkeit soll niedriger als 60 mm Hg pro Sekunde sein, was bei dem Beispiel nach Fig. 1 dem linearen Kurventeil für die Druckverringerung während nicht weniger als 8 Sekunden entspricht. Der Enddruck und der linearverlaufende Teil des Vorganges sollen regelbarsein.Half or preferably 60 ç of the pressure drop should be linear, thus the steam developed in the loaf of bread when there is a pressure difference between the natural ones Pores the crust can escape, which does not break the crust. The rate of pressure reduction should be lower than 60 mm Hg per second, which in the example of FIG linear part of the curve for the pressure reduction for not less than 8 seconds is equivalent to. The final pressure and the linear part of the process should be controllable.

Ein schematisches und vereinfachtes Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt.A schematic and simplified example of a device according to of the invention is shown in FIG.

Diese Vorrichtung basiert auf dem Zusammenwirken niLtejnun Backofen, aus dem Brotlaibe in Gruppen oder Reihen von 7 bis 8 parallel oder quer zur Längsrichtung des Ofens unter einem Winkel von 900 mittels eines Förderers oder einer mit dem Ofen gekoppelten Austragvorrichtung ausgestoßen werden. Die Brotlaibe 2 werden in ihrer Längserstreckung in eine zylindrische Vakuumkammer 1 eingEführt, die mit einem Decke. 3 verschlossen werden kann, an den eine Vakuumleitung 4 mit Ventilen und Anschlüssen angesetzt ist. Dieses Vakuumsystem besteht aus einem Abzweigstück 10, einer kurzen Vakuumleitung 9 und einem Servoventil 6, das durch eine weitere Vakuumleitung 5 die Vakuumkammer 1 mit einer Vakuumpumpe oder einer anderen in der Zeichnung nicht dargestellten Vakuumquelle verbindet. Zu dem Servoventil 6 ist eine Bypass-Leitung 8 parallelgeschaltet, deren kalibriertcr oder verstellbarer Strömungsquerschnitt in bezug auf den offenen Strömungsquerschnitt des Servoventiles 6 verengt ist, damit sich eine langsamere fast lineare Druckabsenkung bei Beginn der Vakuumbehandlung ergibt. Zur Regelung oder Steuerung der linearen Druckabsenkungsrate dient ein Steuerventil 7 in der Bypass-Leitung 8.This device is based on the interaction niLtejnun oven, from the loaves of bread in groups or rows of 7 to 8 parallel or transverse to the longitudinal direction of the furnace at an angle of 900 by means of a conveyor or one with the Oven-coupled discharge device are ejected. The loaves of bread 2 are in its longitudinal extension is introduced into a cylindrical vacuum chamber 1, which is equipped with a Ceiling. 3 can be closed to which a vacuum line 4 with valves and Connections is set. This vacuum system consists of a branch piece 10, a short vacuum line 9 and a servo valve 6, which is through a further vacuum line 5 does not show the vacuum chamber 1 with a vacuum pump or another in the drawing illustrated vacuum source connects. A bypass line is connected to the servo valve 6 8 connected in parallel, their calibrated or adjustable flow cross-section is narrowed with respect to the open flow cross-section of the servo valve 6, so that there is a slower, almost linear pressure drop at the beginning of the vacuum treatment results. A control valve is used to regulate or control the linear rate of pressure reduction 7 in the bypass line 8.

Zur Beendung der Vakuumbehandlung ist über eine Leitung 11 ein Magnetventil 12 an das Abzweigstück 10 angeschlossen, über das die Kammer 1 mit der Atmosphäre verbindbar ist. Zu diesem Zweck steht das Magnetventil 12 durch eine Leitung 13 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung.To end the vacuum treatment, a solenoid valve is via a line 11 12 connected to the branch piece 10, via which the chamber 1 with the atmosphere is connectable. For this purpose, the solenoid valve 12 is provided by a line 13 in connection with the ambient atmosphere.

Insbesondere bei Beginn des Vorganges kann der Dampf aus den Backwaren in der zylindrischen Kammer kondensieren. In der Praxis kann es daher vorteilhaft sein, Mittel vorzusehen, die Kondenswasser von der Kruste der behandelten Backware fernhalten. Dabei kann es aus hygienischen Gründen erwünscht sein, daß keine Einlagen, Einsätze od.dgl. zu diesem Zweck in die Kammer eingebracht werden. Daher muß eine Kondensation durch Aufheizen der Kammer verhindert werden.Especially at the beginning of the process, the steam can be released from the baked goods condense in the cylindrical chamber. In practice it can therefore be beneficial Be to provide means of removing condensation from the crust of the treated baked goods keep away. For hygienic reasons, it may be desirable that no insoles, Inserts or the like. be introduced into the chamber for this purpose. Therefore one must Condensation can be prevented by heating the chamber.

Dies kann durch geeignete Mittel, z.B. durch Strahlungswärme geschehen.This can be done by suitable means, e.g. by radiant heat.

Zwar ist in der Zeichnung kein besonderer Mechanismus zur Öffnung und Schließung des Deckels 3 der Kammer 1 in Fig. 2 dargestellt, Jedoch kann dieser in beliebiger zweckmäßiger Weise gestaltet werden.There is no special opening mechanism in the drawing and closing of the lid 3 of the chamber 1 shown in FIG can be designed in any convenient manner.

Claims

Expectations

0 Procedure for lowering the temperature of baked goods immediately after their Escape from an oven due to the effect of a vacuum, d u r c h e k e n n z e i c h -n e t that the baked goods initially one as a function of time essentially linear pressure reduction (A-B, Fig. 2) with a rate of speed of no more than 60 mm Hg per second over at least half of the total intended pressure drop and that the rate of depressurization then terminates the vacuum treatment increases significantly (B-C, Fig. 1).

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the essentially linear pressure drop over about 60 ß of the total provided pressure drop lasts at least 12 seconds and that the remaining Proportion of the total pressure drop then in a complete vacuum treatment time of about 20 seconds.

3. VorrichJung for performing the method according to the claims 1 or 2 with at least one vacuum chamber, which has a vacuum line and a Valve can be connected to a vacuum source and has a closable opening for bringing in and taking out the baked goods, d a d u r c h e k e n n z e i c h n e t that in the vacuum line (5, 9) parallel to a valve (6) for mediation the full vacuum effect from the vacuum source during the remaining portion of the entire pressure drop a bypass line (8) is used, whose continuously open flow cross-section to achieve the essentially linear pressure reduction is matched.

4. Apparatus according to claim 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that in the bypass line (8) a control valve (7) for regulating the pressure reduction rate is used.

5. Apparatus according to claim 3. d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the length of the vacuum chamber (1) a row parallel from the oven Applied baked goods (2) corresponds.

L e r s e i t e