DE2729241A1

DE2729241A1 - Mikrowellen-backverfahren

Info

Publication number: DE2729241A1
Application number: DE19772729241
Authority: DE
Inventors: Richard J Grillo; Alfred H Mirman; Robert F Schiffmann; Sally A Wouda
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: Continental Baking Co
Priority date: 1976-07-12
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1978-01-26
Also published as: FR2397154B3; AU2691677A; GB1533943A; IT1075847B; FR2397154A1; JPS539337A; US4157403A

Description

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Mikrowellen-Backverfahren

Die Priorität der Anmeldung 704 270 vom 12. Juli 1976 in den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbacken von halbfertigen Produkten und insbesondere die Anwendung der Mikrowellenenergie zum Ausbacken von halbgebackenen Brötchen (Brötchen, die noch durchgebacken und gebräunt werden müssen).

Da die Fähigkeit der Mikrowellenenergie zum Erhitzen vieler Lebensmittel bekannt ist, gewöhnlich ohne die zum Bräunen erforderliche hohe Hitzeeinwirkung auf die Oberfläche, dürften halbfertige Produkte und der Mikrowellen-Prozeß ganz gut zueinander passen. Bei den gebräuchlichen Produktionsverfahren werden halbgebackene Brötchen in einem Ofen mit niedrigen Temperaturen 20 Minuten lang ausgebacken, wobei die Temperaturen in den verschiedenen Zonen von 93 bis 143 ⁰C reichen. Voll ausgebackene Brötchen der gleichen Größe werden z. B. zum Vergleich nur 11 Minuten lang bei Temperaturen zwischen 193 und 210 ⁰C ausgebacken. Die viel längere Backzeit für halbgebackene Brötchen, verbunden mit der zum Abkühlen und zum Wiederaufheizen des

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Ofens erforderlichen Zeit macht das Verfahren zu einem untauglichen und beschwerlichen Vorgang.

In einem Durchschnittsjahr worden in einer Großbäckerei ca. 8 Millionen Kilogramm an halbgebackenen Brötchen hergestellt. Berücksichtigt man alle diese Faktoren zusammen mit der Möglichkeit, die Lagerdauer dadurch auszudehnen, daß das Schimmelwachstum mit Hilfe von Mikrowellen unterdrückt wird, so ist das Mikrowellen-Backverfahren bei halbgebackenen Brötchen sowohl für die Industrie als auch den Konsumenten wichtig.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein zum Fertigbacken von halbgebackenen Produkten geeignetes Verfahren anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung läßt sich am besten anhand des Fließbildes beschreiben, das einen Vergleich zwischen dem Mikrowellen-Verfahren nach der Erfindung und dem herkömmlichen Verfahren zum Fertigbacken von halbgebackenen Produkten zeigt.

Nachstehend werden ein Rezept und ein Verfahren angegeben, die für die Verwendung bei halbgebackenen Brötchen typisch ist.

REZEPT

Vorteig

Bestandteile

angereichertes Markenwei zenmehl

Hefe

Hefenährstoffe

Wasser

Gewichtsteile, bezogen auf 100 Teile Mehl

70,00 2,75 0,50

40,00

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angereichertes

Markenweizenmehl 30,00

Salz 1,75

Maiszucker (trocken) 12,00

Backfett 7,50

Mono- und Diglyzeride,

wasserhaltig 0,32

Wasser 15,00

VERFAHREN

Die Bestandteile des Vorteigs wurden ca. 4 Minuten in einem Standardmixer durchgemischt, um einen Vorteig mit einer Temperatur von ca. 24 ⁰C zu erhalten, den man ca. 4 Stunden stehen ließ.

Dieserwurde dann mit den Teigbestandteilen vereint und ca. 10 Minuten lang zu einem Teig vermischt mit einer Temperatur von ca. 26 ⁰C. Danach wurde der Teig weiter 5 bis 10 Minuten ruhen gelassen und in Stücke geteilt, von denen 12 Stück 400 g wiegen, Die einzelnen Stücke wurden zu Kugeln gerollt, 2 Stunden rasten gelassen und schließlich auf Bleche oder in Behälter gegeben.

In der Zeichnung ist unter 10 angegeben, daß der Vorteig und der Teig gemäß dem angeführten Verfahren hergestellt wurden. Der Teig wurde dann zerteilt und in Brötchen ausgeformt (12), sowohl für das Mikrowellen- wie für das herkömmliche Verfahren.

Die rechte Seite des Blockbildes veranschaulicht das herkömmliche Verfahren. Die einzelnen Brötchen werden auf ein Blech gegeben, dann gehen gelassen (15), und zwar 60 Minuten lang, anschließend mit einer Backzeit von 20 Minuten ausgebacken und

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30 bis 40 Minuten lang gekühlt. Danach werden die Brötchen vom Blech genommen und in Behälter 18 verladen, die durch die entsprechende Maschine 19 zugeführt werden. Nach dem Verpacken kommen die Behälter auf ein Transportgestell 21. Die Sterne (^) in dem Zyklus zeigen an, daß die Backbleche beim herkömmlichen Verfahren 6 mal bei jedem Zyklus beladen und entladen werden, ehe das Backblech über die Linie 13 zurückgeführt wird zum Ausgang.

Das neue Mikrowellen-Verfahren nach der Erfindung wird auf der linken Seite des Blockdiagramms dargestellt. Ein Behälteraufsetzer 22 wird eingeführt, und die Brötchen werden in eine typische 3-mal-4-Verpackung 2 3 eingeladen. Die beladenen Behälter bzw. die Brötchen in diesen Behältern werden mit Mikrowellen aufgehen gelassen, und zwar zwischen 14 bis 16 Minuten, vorzugsweise 15 Minuten. Dann werden die Brötchen in einem Mikrowellenofen 4 bis 6, vorzugsweise ca. 5 Munuten ausgebacken. Die mit Mikrowellen ausgebackenen Brötchen werden dann sofort verpackt und passieren einen Wärmeschrumpftunnel 27, woraus sie dann in verpacktem Zustand auf das Transportgestell 21 plaziert werden.

Die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung bestehen darin, daß die Verarbeitungszeit sowie die Anforderungen an die Arbeit verringert wird, daß die Produktivität steigt, daß die Raumbeanspruchung geringer ist, daß ferner weniger Maschinen und Verfahrensstufen überwacht werden müssen, daß der Abfallanteil wegen der geringeren Handhabung wegfällt, die sonst bei der Beladung und der Entladung von Hand vorhanden ist, und ferner daß das An- und Abstellen sofort geschehen kann.

Zusätzlich läßt sich der Energiebedarf von 164 kcal je 454 g beim herkömmlichen Verfahren auf ca. 50 kcal beim Mikrowellenverfahren verringern. Die Zahl des Bedienungspersonals läßt sich nach dem neuen Verfahren auf die Hälfte verringern, da eine

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Reihe von Handreichungen beim Beladen und Entladen wegfällt, wodurch die Gesamtkosten des Produkts verringert werden und Einzelkosten beim Verfahrensablauf eliminiert werden.

Der bedeutendste Vorteil ist jedoch der, daß das Produkt länger gelagert werden kann bei einer Qualität, die besser oder zumindest gleich der herkömmlichen Qualität ist, und mit geringeren Kosten für den Verbraucher.

Die Vorteile aus dem Beispiel, die sich beim Herstellungsverfahren mit Mikrowellen ergeben, die eine sehr kurze Backzeit bringen, sind nachstehend beschrieben. Im Gegensatz zu den 80 Minuten beim herkömmlichen Verfahren sind beim Mikrowellenenergie-Verfahren nur 20 Minuten erforderlich. Außerdem ist es nicht nötig, die das Produkt umgebende Luft auf hohe Temperaturen aufzuheizen, da die Mikrowellenenergie direkt auf die Brötchen einwirkt und diese wirkungsvoll durchbäckt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Brötchen direkt in dem Behälter aus Karton gebacken werden, in dem sie dann zum Verkauf kommen. Dies steht im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei dem wegen der erforderlichen hohen Umgebungstemperatur die Brötchen auf Metallblechen gebacken und dann später zu der Verpackung transportiert werden müssen, in der sie verkauft werden.

Ein weiterer Faktore, der eine bedeutende Rolle bei der Erzielung des Erfolg mit den vorliegenden Experimenten spielt, ist die Auswahl der geeigneten Mikrowellenfrequenz. Zu Beginn wurde mit der am häufigsten verwendeten Frequenz von 2450 MHz gearbeitet, und obwohl ein gutes Produkt erzeugt wurde, bestand doch weiterhin das Problem der Produkteinheitlichkeit. Dies manifestierte sich in dem Nichtdurchbacken der zentral liegenden Brötchen in der Packung von 3-mal-4-Brötchen. Das Umschalten auf die niedrigere Mikrowellenfrequenz von 915 MHz löst das Problem bezüglich der Einheitlichkeit durch die größere Wellenlänge. Es hat sich auch gezeigt, daß eine Mischung von 915 MHz und 2450 MHz an

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Mikrowellenenergie im Verhältnis von ca. 50:50 ebenfalls einheitliche Produkte liefert. Es muß jedoch gesagt werden, daß ein Absinken des 915-MHz-Pegels bei dieser Technik unter diese Marke erneut zu Problemen bezüglich der Glaichmäßigkeit führt, selbst wenn der Gesamtwert der Mikrowellenleistung konstant gehalten wird.

Es wurde festgestellt, daß die erforderliche Mikrowellenenergie bei der bevorzugten Backzeit von 5 Minuten ziemlich niedrig gehalten werden kann, durchschnittlich ca. 650 Wattsekunden je 12 Brötchen im Gesamtgewicht von 400 g. Der Energiepegel zwischen 600 und 700 Wattsekunden gewährleistet einen gleichmäßigen Backvorgang mit kontrollierter Ausbackung. Das bedeutet eine Dichte von 45,5 bis 79,6 Wattstunden je 454 g bzw. 61,6 Wattstunden je 454 g in der bevorzugten Ausbildungsform. Obgleich höhere oder tiefere Leistungseingänge und kürzere oder langer Backzeiten möglich sind, können dadurch andere Probleme aufgeworfen werden, insbesondere bezüglich der Gleichmäßigkeit des Backens, die man am besten vermeidet. Obwohl es wünschenswert sein kann, die Mikrowellenenergie gleichmäßig zwischen den beiden Frequenzen von 915 und 2450 MHz zu teilen, muß erwähnt werden, daß die Anwendung von möglichst viel oder der ganzen Energie bei 915 MHz Frequenz als Mittel benutzt werden kann, die Kosten der Anlage möglichst niedrig zu halten und gleichzeitig einen leichteren Schutz gegen Mikrowellenverluste zu erzielen.

Bezüglich des Einflusses der Umweltbedingungen auf das Produkt wurden mehrere Tests durchgeführt. Normalerweise übersteigt die Lufttemperatur in dem Mikrowellen-Ofen nicht die Höhe von 54,4 ⁰C. Im allgemeinen waren höhere Umgebungstemperaturen, und zwar im Bereich von 43 bis 54 C, Temperaturen unter diesen überlegen. Die Feuchtigkeit wurde in den meisten Fällen ziemlich hoch gehalten, nämlich bei 70 % RH.

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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß ein erfolgreiches Backen von halbgebackenen Brötchen in Kartonbehältern, in denen sie zum Verkauf gelangen, durchgeführt wurde, wobei Mikrowellenenergie als einzige Wärmequelle mit einer Dichte von ca. 61,6 Wattstunden je 454 g bei einer Backzeit von 5 Minuten verwendet wurde.

Es ist seit geraumer Zeit bekannt, daß Mikrowellen zur Zerstörung von Schimmel und Bakterien verwendet werden können. Trotzdem ist es schwierig, diese Erkenntnisse in die Pr&xis umzusetzen, da die Zerstörung von Mikroorganismen während des Backzyklus das fertige Produkt nicht vor einer Wiederimpfung während des Kühlvorgangs vor der Endverpackung schützt. Man hat sich diesen Problemen zuerst dadurch zu nähern versucht, daß man in der verschlossenen oder teilweise verschlossenen Packung ausgebacken hat. Dies erwies sich jedoch als nicht durchführbar, da das vom Aushacken stammende Kondensat in der Packung zurückblieb, die Oberfläche der Brötchen feucht ließ und das Verpackungsmaterial überall durchtränkt war. Ein echter Fortschritt wurde dadurch erzielt, daß man zuerst die Brötchen in ihren Kartonbehältern im Mikrowellensystem ausbuk und dann rasch mit einem schrumpfenden Film überzog und das Produkt durch einen Schrumpfungstunnel schickte. In diesem Fall zerstörte das Mikrowellenbackverfahren alle vorhandenen Organismen, während die Kombination aus Umhüllen im heißen Zustand und die Hitze des Schrumpfungstunnels dafür sorgten, daß keine erneute Infektion von Schimmelsporen aus der Luft stattfinden konnte. Um das Backen und das Schrumpfen des Filmes in die Hand zu bekommen, wurde ein Kartonbehälter mit doppelter Seitenwand mit der "Let-Go"-Beschichtung, hergestellt von "Lowe Paper",benutzt und der Polybutylen-Schrumpffilm der "Mobil Chemicals" zum Überziehen verwendet.

Nach den anfänglichen erfolgreichen Versuchen des oben beschriebenen Systems wurde ein Mikrowellen-Back- und -Vorratstest im großen Maßstab durchgeführt.

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Der Test verglich die Lagerdauer von herkömmlich hergestellten halbgebackenen Brötchen (Serie C) mit mit Mikrowellen gebackenen Brötchen, die entweder heiß in Polybutylen-Schrumpffolie (Serie S) oder kalt in Polyäethylen-Verpackung (Serie P) eingepackt waren. Ferner wurde die Hälfte der Proben jeder Gruppe vorsätzlich mit Schimmelsporen geimpft. Der Vergleich und die in Polyäthylen verpackten Proben wurden 30 Minuten nach dem Kühlen geimpft, die in Schrumpffolie eingepackten Proben wurden in heißem Zustand knapp vor dem Einwickeln geimpft. Ferner wurde die Hälfte der Proben mit dem herkömmlichen Propionatpegel hergestellt, während die andere Hälfte nur 25 % dieses Pegels aufwies. Die Brötchen waren nach dem typischen Rezept hergestellt und wurden 20 Minuten lang im Falle des Vergleichs und 5 Minuten bei dem Mikrowellen-Proben ausgebacken. Die Ergebnisse in bezug auf das Schimmelwachstum sind in Tabelle 1 aufgeführt.

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TABELLE 1 SCHIMMELBILDUNG NACH EINEM MONAT: HALBGEBACKENE BRÖTCHEN

Temperatur Art der Propionat- gaiirpf t mit Anzahl der Proben Schixmelhll-

Code-Nr _._ Back art beim \ferpacken \ferpackung pegel Schimmelsporen mit Schiimelbildung duner in %

	C1a	Vergleich	kalt	verschlossen Polyäthylenbeut
	C1b	η	η	It
	C2a	Il	η	Il
	C2b	η	It	Il
70988	P1a P1b	Mikrowellen π	kalt Il	η η
*>.	P2a	It	It	ti
ο «4	P2b	It	η	It
-*■	S1a S1b	η η	heiß It	Polyäthylen schrumpffilm Il
	S2a	η	Il	Il
	S2b	η	tt	Il

hoch	ja
η	nein
• niedrig	ja
η	nein
hoch	ja
Il	nein
niedrig	ja
It	nein
hoch	ja
Il	nein
niedrig	ja
Il	nein

11 2

11 1

14 2

12 8

1 2

5 10

84,6

20,0

84,6

9,1

93,3 12,5 80,0 53,3

6,7 13,3 33,3 66,7

Gesamtzahl bei den Verpackungsarten:

C-Serie - Vergleich - 25 schimmlige Proben:

P-Serie - Mikrowellen/Polyäthylen - 36 schimmlige Proben:

S-Serie - Mikrowellen/Schrumpffilm - 18 schimmlige Proben:

53,2 % schimmlig 59,0 % schimmlig 30,0 % schimmlig

Obgleich diese Ergebnisse eine signifikante Verringerung des Schimmelwachstums durch die Kombination aus Mikrowellen-Backverfahren und Einwickeln in einen Schrumpffilm zeigen, insbesondere bei einem herköirjtilichen Propionatpegel, ist die folgende Bemerkung wichtig: Die ersten Anzeichen von Schimmelwachstum ließen sich auf den Vergleichsproben nach 12 Tagen erkennen, und zwar bei einer großen Anzahl von Proben, die sowohl einen hohen wie einen niedrigen Propionatpegel aufwiesen. Es zeigten sich jedoch nicht vor 8 Tagen Lagerdauer bei den Mikrowellen/Schumpffilm-Proben das erste Schimmelwachstum auf einer Probe mit niedrigem Propionatgehalt und 27 Tage bei einer Probe mit hohem Propionatgehalt.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Lagerdauer der Brötchen um mindestens eine Woche ausgedehnt werden konnte durch Anwendung einer Technik, bei der das Produkt im heißen Zustand mit einem Schrv-.mpffilm eingewickelt wird und dann einen erhitzten Schrumpfungstunnel passiert. Ferner kann der übliche Propionatgehalt in dem Produkt erhalten bleiben.

In Verbindung mit dem schnellen Backverfahren, das mit den Mikrowellen möglich ist, läßt sich ein signifikanter Vorteil erreichen, wenn eine ähnliche beschleunigte Technik beim Aufgehen der halbgebackenen Brötchen angewendet wird. Dies ermöglicht ein kontinuierliches automatisches System von der Zerteilung bis zur Verpackungsstufe. Das Aufgehen unter Zuhilfenahme von Mikrowellen in den Proben war v/ar erfolgreich bei Verwendung von 915 MHz und niedrigem Energiepegel von ca. 85 bis 150 Wattsekunden je 400-g-Karton während 7 bis 12 Minuten und vorzugsweise von 100 Wattsekunden je 400-g-Karton während einer Zeit von ca. 10 Minuten. Diese Zahlen entsprechen einer brauchbaren Dichte von 11 bis 34 Wattstunden je 454 g und in der bevorzugten Ausbildungsform von 19 Wattstunden für die gleiche Menge.

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Das beschriebene Verfahren liefert ein kommerzielles System mit merklichen Vorteilen gegenüber den bisherigen Systemen. Das Mikrowellensystem ist wesentlich wirkungsvoller bezüglich Zeit und Arbeitskräften. Die Mikrowellen-Einrichtung für die kommerzielle Anwendung des neuen Verfahrens besteht gewöhnlich entweder aus einem einzigen geradlinigen Fördergerät mit zwei Zonen oder aus zwei geradlinigen hintereinanderliegenden Fördergerät, um den verschiedenen Anforderungen bezüglich der Leistung und den anderen Bedingungen beim Aufgehen und Backen zu entsprechen.

Obwohl viele Bäckereien sich in Einzelheiten unterscheiden, sind die grundlegenden Verfahren doch die gleichen, und bei den meisten Systemen hängt viel von den Arbeitskräften ab, v/eil die meisten von ihnen daran gewöhnt sind, die metallenen Backbehälter von einem Verfahren zum anderen zu transportieren. Dehohe Automatisationsgrad, der durch das flikrowellensystem möglich ist, macht einen großen Teil dieser Arbeit überflüssig, insbesondere seit das fertige Produkt in den Verkaufsbehältern aufgehen gelassen und gebacken wird. Einige Kosten sind nicht leicht erhältlich oder abzuschätzen, z. B. die Kosten für die

Backbehälter, die nicht nur die Kosten derselben und der Reservebehälter, sondern auch die Arßeit des Waschens, der Handhabung, des Aufpolierens usw. umfassen. Ähnlich sind einige andere Tatsachen nicht unmittelbar erkennbar, so z. B. daß das sofortige Aufheizen durch die Mikrowellenenergie das mit einem herkömmlichen Ofen verbundene lange andauernde Aufheizen und Abkühlen beseitigt. Ein weiterer Vorteil des sofortigen Aufheizens und der kurzen Verarbeitungszeit besteht darin, daß Produktionsfehler schnell mit verhältnismäßig geringen Abänderungen im Verfahren bereinigt werden können.

Auch die technischen und kommerziellen Vorteile dürfen nicht übersehen werden, die für den Konsumenten einen großen Vorteil bringen.

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-Ak-

Le e rs e i t e

Claims

Patentansprüche

1. Mikrowellen-Eackverfahren zum Ausbacken von halbgebackenen Brötchen und dergleichen, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Herstellen des Teiges, Ausbilden der einzelnen Produkte, Einordnen derselben in Behälter, Aufgehenlassen unter Mikrowellenenergie und Ausbacken mit Mikrowellenenergie innerhalb einer bestimmten Zeit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angewendete Mikrowellenenergie eine Frequenz von 915 MHz besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angewendete Mikrowellenenergie eine Frequenz von 2450 MHz besitzt.

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OWQIN INSPECTED

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angewendete Mikrowellenenergie eine Mischung der Frequenzen von 915 MHz und 2450 MIIz darstellt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die angewendete Mikrowellenenergje eine Mischung aus 915 MIIz und 2450 MHz im Verhältnis von ca. 50:50 ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptanteil an Mikrowellenenergie eine Frequenz von 915 MHz besitzt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verpackenden Produkts in heißen Zustand noch mit einem bei Hitze schrumpfenden Film umhüllt v/erden.

8. Verfahrennach den obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgehzeit bei einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Dichte an Mikrowellenenergie 7 bis 12 Minuten und beim Ausbacken 4 bis 6 Minuten beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte je 454 g Backgut beim Aufgehen 11 bis 34 Wattstunden und beim Backen 47,6 bis 76,2 Wattstunden beträgt.

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