DE3339936C2

DE3339936C2 -

Info

Publication number: DE3339936C2
Application number: DE3339936A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. Ddr 1187 Berlin Dd Kriems
Original assignee: Nagema VEB
Current assignee: MASCHINENFABRIK KYFFHAEUSERHUETTE ARTERN GMBH, O-4
Priority date: 1982-12-31
Filing date: 1983-11-04
Publication date: 1988-01-14
Also published as: DD230979A3; PL137598B1; AT387497B; CS897983A1; DE3339936A1; ATA400183A; PL245403A1; HU188020B; BG46316A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist in der Backwarenindustrie bei allen Durchlaufbacköfen zur Herstellung der verschiedensten Backwaren anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Beim Backprozeß hat neben einer optimalen Temperatur führung die Feuchte des Dampf-Luft-Gemisches einen ent scheidenden Einfluß auf die Qualität der Backwaren. Der Feuchtegehalt der Backatmosphäre wirkt auf den Backverlust und den Volumenzuwachs des Backproduktes, aber auch auf die Oberflächenbeschaffenheit, insbe sondere die Krustenbildung und die Form der fertigen Erzeugnisse ein.

Speziell die Herstellung von Roggen-, Misch- und Weizen brot sowie Weizenkleingebäck erfordert in den einzelnen Backzonen ganz spezielle, aber unterschiedliche Feuchte- und Temperaturbedingungen. Das heißt, in den einzelnen Backzonen sind abhängig von der Art der herzustellenden Backware unterschiedliche extreme Klimabedingungen zu realisieren. Hierzu wird meist am Anfang des Backprozesses in der sogenannten Schwadenzone Dampf zugegeben, der zusammen mit der dem Backgut entweichenden Feuchte im weiteren Backverlauf an verschiedenen Stellen des Durch laufbackofens durch Schwadenabzüge ganz oder teilweise wieder abgesaugt werden muß. Mangelnde Beschwadung, aber auch übermäßige Backluftfeuchte führen zu äußeren Brot fehlern (gerissene Kruste, mangelnder Glanz, flaches Gebäck, schlechte Ausbundbildung) und damit zu nicht verkaufsfähiger Backware. Zum Backen gelangen die Teig stücke mit einer Oberflächentemperatur von 30 bis 35°C in den Ofen. Durch die Dampfeinspeisung liegt die Back luftfeuchte in der 1. Backzone der Schwadenzone zwischen 400 und 4000 g Wasserdampf/kg Trockenluft (Taupunkttempe ratur 76 bis 95°C).

Auf Grund der hohen (Taupunkt-) Temperaturdifferenz konden siert Wasserdampf auf der Oberfläche der Teigstücke, wobei die Kondensationswärme frei wird und die Oberflächentempe ratur schnell ansteigt.

Durch Verkleisterung der Stärke und Koagulation der Eiweiß stoffe entsteht eine Backhaut, die dem Gebäck erste mecha nische Festigkeit und den äußeren Zusammenhalt gibt. Das Kondenswasser und die hohen Temperaturen bewirken außerdem den Abbau von Stärke zu Dextrinen in der oberen Schicht des Backstückes, die die Grundlage für eine gute Glanz bildung und Bräunung der Kruste bilden. Bei zu langer Dampfeinwirkung wird aber die Wirkung der Temperatur strahlung sowie der Konvektionswärme auf die Teigober fläche vermindert (Energieverluste), da die hohe Backluft feuchte einen Isoliermantel bildet. Die Krustenbildung wird hinausgezögert. Die noch dünne Backhaut kann der Volumenerhöhung durch den einsetzenden Ofenbetrieb und der zunehmenden Verflüssigung im Inneren des Teigstückes nicht widerstehen und reißt. Während gerissene Roggen- und Misch brote nicht verkaufsfähig sind, führt ein spezielles Reißen bei der Brötchenherstellung durch die Ausbundbildung zu einer guten Form und vollen Volumenausbildung. Schnelle Krustenbildung verhindert dagegen bei Brötchen die Aus bundbildung und hat zu kleines Brötchenvolumen zur Folge. Die Backhautbildung muß eine gebäckspezifisch durch mengen mäßige und zeitliche Variation der Backluftfeuchte in enger Abstimmung mit dem Temperaturregime beschleunigt oder ver zögert werden. Dampfmengel ergibt stumpfe und rissige Gebäckoberflächen. Dampfüberschuß führt zum Kleben am Netzband und hat hohe Energieverluste zur Folge.

Bei allen Durchlaufbacköfen konnte die Fixierung der richtigen Feuchtemenge an eng begrenzten Abschnitten des Backtunnels noch nicht zufriedenstellend gelöst werden.

Außerdem können durch ungünstige Durchzugsverhältnisse im Backtunnel und durch undefiniertes Ansaugen von Frischluft Feuchteschwankungen von mehr als 200% inner halb weniger Sekunden auftreten.

Zur Verbesserung der Dampfverteilung werden in der DE-PS 10 80 941 Lenk- und Stauplatten vorgeschlagen. Gemäß CA-PS 7 83 385 wird durch Sprühelektroden der Dampf ionisiert und auf das Backgut geleitet.

In der AT-PS 1 76 189 und in der DE-PS 10 75 062 werden absenkbare Schwadenhauben für jede Brotreihe vorgeschlagen. Schwadenhauben mit Absaugvorrichtungen werden in den SU-PS 4 49 699 und 5 43 376 angegeben. Nach der SU-PS 8 05 969 wird Dampf am Anfang und Ende der Schwadenzone zu- und im zweiten Drittel wieder abgeführt, während nach der SU-PS 7 07 557 und der FR-PS 11 81 388 Dampf oberhalb der Schwaden zone durch Gitter zugeführt und unterhalb des Netzbandes abgesaugt wird. Nach der GB-PS 20 05 524 wird der Dampf dagegen unterhalb des Netzbandes zugeführt und an mehreren Stellen der Backraumdecke wieder abgesaugt.

Zur besseren Schwadenausnutzung wird nach der SU-PS 3 09 687 das unter dem Netzband abgesaugte Dampf-/Luftgemisch nach Verdichtung den Schwadenrohren wieder zugegeben.

Entsprechend der DE-OS 22 01 884 werden flexible Vorhänge aus Teflon zur besseren Schwadenzonenabschirmung eingesetzt. In der SU-PS 6 82 204 wird vorgeschlagen, flexible Schwaden vorhänge an einer Welle drehbar am Ofeneinlauf anzubringen. Nach der SU-PS 4 29 789 laufen Schwadenklappen mit dem Gebäck durch die gesamte Schwadenzone mit. Doppelt unter teilte Schwadenzonen werden in der DE-OS 22 01 884 be schrieben. Gemäß DE-OS 21 02 692 werden die Dampfverteiler rohre mit Kaltluftverteilerrohren kombiniert. Eine Schwaden düse mit Luftzumischung wird auch in der FR-PS 12 43 423 beschrieben. Gemäß SU-PS 2 71 447 wird der Dampf vor Ein tritt in den Ofen zur Sättigung durch ein Wasserbad ge leitet, während laut SU-PS 3 03 039 die Beschwadung ver bessert werden soll, indem der Dampf den Schwadenrohren von beiden Seiten zugeführt wird. Nach der SU-PS 6 54 227 wird das Brot im Bereich der Schwadenzone über eine Er höhung geführt, wobei über jeder Brotreihe in Förder richtung ein Schwadenrohr angeordnet ist.

Die recherchierten Patente besitzen folgende Mängel:
Lenk- und Stauplatten wirken sich nur im Bereich der abgeschirmten Schwadenzone aus. Die Ionisierung des Dampfes bewirkt zwar eine bessere Dampfausnutzung, jedoch durch schnellere Erwärmung der Brotoberfläche nur eine kurze Kondensationsdauer. Zur Verbesserung der Beschwadung mit Schwadenhauben müßten diese mit dem Brot mitgeführt werden. Dies würde größere Belegungsabstände erfordern und damit zu Durchsatzverlusten (Kapazitätsverlusten) führen. Die meisten der vielen Beschwadungsvorrichtungen haben den Nachteil, daß sie den Zutritt von Strahlungs wärme verhindern. Durch die Anordnung der Beschwadungs vorrichtungen über dem Brot bzw. unter dem Netzband, ist keine Anwendung von Ober- bzw. Unterhitze möglich. Für die Roggen- und Mischbrotproduktion muß aber gleichzeitig mit dem Schwaden eine intensive Hitzeeinwirkung vorhanden sein.

Alle bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß in den einzelnen Backzonen nicht die, in Abhängigkeit von der Rezeptur der herzustellenden Erzeugnisse, der Backtempe ratur und -dauer, optimale Dampfmenge vorhanden ist. Es werden zwar die unterschiedlichsten Vorschläge zur Verbesserung des Beschwadungseffektes gemacht. Sie be ziehen sich aber alle nur auf den Bereich der Schwaden zone. Bei der Roggen- und Mischbrotproduktion ist aber neben einer guten Befeuchtung in der Schwadenzone auch eine wirksame Entfeuchtung in den folgenden Backabschnitten unbedingt erforderlich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch Regelung des Backklimas die Herstellung qualitätsgerechter Backwaren bei gleichzeitiger Senkung des Ausschusses zu sichern. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Einsparung von Energie beim Backprozeß.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es gestattet, die im Verlauf des Back prozesses und über die gesamte Backfläche in Abhängigkeit von Backtemperatur, Backdauer und den herzustellenden Erzeugnissen benötigte Backluftfeuchte zur Verfügung zu stellen, d. h., den Feuchtegehalt in der Backatmosphäre zu regulieren, ohne daß durch überschüssigen oder mangelnden Schwaden Brotfehler entstehen und sich z. B. die Backdauer verlängert.

Damit besteht die Aufgabe der Erfindung kurz darin, ein Verfahren zur Regelung der Klimaverhältnisse während des Backprozesses und eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vor richtung zu entwickeln.

Die Ursache für die beschriebenen Mängel und Nachteile der bekannten Verfahren ist einmal die ungenügende Begrenzung der Backschwaden auf die für die jeweilige Backware opti male Backzone unter gleichzeitiger Berücksichtigung der für diese Zone in Abhängigkeit von Backdauer günstigsten Temperatur und zum anderen die mangelhafte Absenkung der Backluftfeuchte in der Schwadenabsaugzone.

Es wurde gefunden, daß durch die Zuführung trockener, vorzugsweise erhitzer Luft oder von Luft hoher Feuchte in den Backtunnel von Netzbandbacköfen (Tunnelöfen), ein den Saugeffekt der Schwadenabsaugung ausgleichender Überdruck von 2 bis 20 Pa erreicht wird, der sichert, daß unkontrollierter Fremdlufteintritt und Zugerscheinungen vermieden, Wärmeverluste auf ein Minimum herabgesetzt werden und das Backklima in allen Backzonen stabilisiert wird.

Das Wesen der Erfindung besteht demnach darin, trockene, vorzugsweise auf 150 bis 250°C erhitzte Luft, bzw. mit Feuchte angereicherte Luft an mehreren Stellen der Schwaden absaugzone zuzuführen.

Ob trockene, erhitzte Luft oder Luft hoher Feuchte zuge führt wird, ist abhängig von der Art der herzustellenden Backware. So wird für die Herstellung von Roggen- und Roggenmischbrot überwiegend trockene, erhitzte Luft zu gegeben, um die Feuchte unter 400 g/kg Trockenluft abzu senken. Für die Herstellung von Weizenbrot, Weizenklein gebäck und Kastenbrot wird dagegen Luft mit einer Feuchte bis zu 1000 g/kg Trockenluft eingeblasen. Bei der Brötchen herstellung ist es zweckmäßig, zusätzlich im letzten Drittel des Backtunnels, erwärmte, trockene Luft zuzuführen.

Die Zuführung der Luft ist unabhängig davon, ob eine Längs- oder Querbelegung des Netzbandes erfolgt.

Für die Herstellung von Roggen- und Roggenmischbrot kann es zweckmäßig sein, trockene, auf 300 bis 450°C erwärmte Luft direkt hinter der Schwadenzone in den Backtunnel zu geben, um einen sogenannten Verbackeffekt zu erzielen. Bei Einwirkung der Trockenen Backluft kann durch Luft geschwindigkeiten von 0,5 bis 3 m/s, auch in Verbindung mit Strömungselementen oder Schikanen, der Backeffekt durch erhöhte Konvekton verbessert werden.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß durch Regelorgane an den Luft-Zufuhrleitungen der Luft strom in der Weise eingestellt werden kann, daß die Strömungsrichtung im Backtunnel, sowohl in Richtung des Brotlaufes als auch entgegengesetzt, erfolgen kann. Durch diese kontrollierbare Führung von trockener, er hitzter Luft bzw. Luft hoher Feuchte, kann der Backprozeß in technologisch definierten Operationen unterteilt werden, und die chemisch-physikalischen Vorgänge beim Backprozeß können entsprechend den Erfordernissen des zeitlichen Ab laufes des Backprozesses gesteuert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Form realisiert, daß auf beiden Seiten des Backtunnels gesonderte Luftzu führungen (D) mit Regelorganen (A) angebracht sind. Die Lufteinleitung in den Backtunnel erfolgt durch unter der Backtunneldecke installierte drehbare, mit Austritts öffnungen (C) versehene Düsenrohre oder Luftkanäle (B) mit einem Querschnitt von 15 bis 20 cm². In Höhe der Back tunnelmitte sind diese, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mit einer Trennwand versehen, so daß in beiden Backtunnel hälften unterschiedliche Luftmengen eingegeben und damit unterschiedliche Strömungsverhältnisse und Unterdrücke ausgeglichen werden können. Die Anzahl der anzubringenden Luftzufuhrkanäle und ihr Abstand untereinander ist ab hängig von der Länge des Backtunnels. Ein Abstand von 1 bis 3 m oder 5 bis 10% der Tunnellänge ist zweckmäßig.

In Fig. 2 wird eine weitere Ausführungsvariante dargestellt, bei der zur Vereinfachung des Luftleitungsnetzes die Luft nur von einer Seite des Backtunnels, aber über jeweils 2 verschieden lange, mit Regelorganen versehene Düsen rohre oder Luftkanäle (E) eingeleitet wird. Durch Ver wirbelung der Luft am Ausgang der Rohre mittels Prall platten (P) oder durch speziell gestaltete Düsen (F) ist eine Lokalisierung der austretenden Luft in den beiden Backtunnelhälften und damit eine Regulierung des Back klimas über die Breite und Länge des Backtunnels möglich.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante gemäß Fig. 3 wird die Luft ebenfalls nur von einer Seite über jeweils ein Rohrpaar (M) mit unterschiedlichen Längen der 2 Rohre in den Backtunnel geleitet. Zur Regulierung der Luftmenge über die Ofenbreite besitzt das kürzere Luftzufuhrrohr über seine ganze Länge Auslaßöffnugen von 1,2 bis 3,5 cm², während das längere Luftzufuhrrohr nur in dem über das kürzere Rohr hinausgehenden Bereich entsprechende Öff nungen hat. Die Luftmenge wird auch hier über getrennte Regelorgane gesteuert. Mit Hilfe einer Feuchtemessung (G) der Regelstrecke H-I-K können die Luftregelorgane auto matisch so verstellt werden, daß im Backtunnel ein kon stantes Klima aufrechterhalten wird. Die für das erfindungs gemäße Verfahren benötigte trockene erhitzte Luft kann über Wärmeaustauscher (Rekuperatoren) aus den beim Back prozeß entstehenden Abgasen gewonnen werden. Auch ist es möglich, feuchte Backschwaden für das Verfahren einzu setzen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es möglich, der Kinetik des Backprozesses zu jeder Zeit und damit in jeder Backzone zu entsprechen. Qualitätsminderungen der Back waren, hervorgerufen durch ein falsches oder unkontrollier tes Backklima, werden vermieden.

Durch die Regelung des Backklimas wird die für den Back prozeß erforderliche Dampfmenge bis zu 50% gesenkt. Zusätzlich besteht die Möglichkeit der Abgaswärmenutzung. Weiterhin werden mit der Erhöhung des Backeffektes durch gezielte Krustenbildung und beschleunigten Temperaturan stieg in der Gebäckkrume die Aromabildung, Kaubarkeit und Frischhaltung wesentlich verbessert.

Die Erfindung soll nachfolgend an einigen Beispielen erläutert werden:

Ausführungsbeispiele

1. Für einen 25 m² Netzbandbackofen mit 2,1 m Netzband breite werden gemäß Fig. 1 hinter der Schwadenzone 3 Paar Luftzuführrohre (D) von 50 mm Durchmesser in einem Abstand von 1000 mm direkt unter der Backraum decke installiert. Jede Rohrhälfte hat 15 Austritts öffnungen (C) von 12 mm Durchmesser. Über Zuleitungen (D) und Regelorgane (A) gelangt klimatisierte Luft in die Luftzuführrohre (B).
2. Für die Roggenbrotproduktion mit einem Tunnelofen mit 25 m² Backfläche werden 150 m²/h auf 220 bis 240°C erhitzte Luft mit einem Feuchtegehalt von 20 bis 50 g/kg Trockenluft jeweils 500 und 1500 mm hinter der Schwaden zone in den Backraum geleitet. Durch die zugeführte Luftmenge wird ein Überdruck von 5 bis 10 Pa erzeugt. Die Absaugung der überschüssigen feuchten Backluft wird vorteilhaft direkt hinter der Schwadenzone zwischen und/oder hinter den Zuführrohren für die Trockenluft vorgenommen, damit in dieser Schwadenabsaugzone Tau punkttemperaturen unter 60°C erreicht werden.
3. Für die Brötchenproduktion mit einem Tunnelofen mit 50 m² Backfläche werden 200 m²/h auf 180 bis 200°C erhitzte Luft mit einem Feuchtegehalt von 100 bis 200 g/kg Trockenluft 3000 mm und 6000 mm hinter der Schwadenzone in den Backraum geleitet. Durch die zuge führte Luftmenge wird ein Überdruck von 10 bis 15 Pa erzeugt. Die Absaugung der überschüssigen feuchten Backluft wird vorteilhaft hinter der Schwadenabsaug zone vorgenommen. Durch die Zuführung feuchterer Luft sollen in der Schwadenabsaugzone Taupunkttemperaturen zwischen 75 und 80°C erreicht werden.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Backklimas bei Durchlauf backöfen, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Stellen der Schwadenabsaugzone in Abhängigkeit von der herzu stellenden Backware, trockene, vorzugsweise erhitzte Luft oder Luft hoher Feuchte bis zur Erreichung eines Über druckes von 2 bis 20 Pa über unmittelbar unter der Back tunneldecke angebrachte mit Regelorganen (A) versehene, drehbare, Austrittsöffnungen (C) aufweisende, Düsenrohre oder Luftkanäle (B, E, N) in den Backtunnel eingeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene, vorzugsweise erhitzte Luft oder Luft hoher Feuchte, von beiden Seiten des Backtunnels über in der Mitte mit einer Trennwand versehene über die gesamte Länge Austritts öffnungen (C) aufweisende Düsenrohre oder Luftkanäle (B) eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene, vorzugsweise erhitzte Luft oder Luft hoher Feuchte, nur von einer Seite des Backtunnels über jeweils zwei ver schieden lange, am Ende offene Rohre oder Luftkanäle (E) eingeblasen und beim Austritt durch einen Düsenkörper oder vor den Rohren oder Luftkanälen befindliche Prallplatten (F) verwirbelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene, vorzugsweise erhitzte Luft oder Luft hoher Feuchte, nur von einer Seite des Backtunnels über ein aus zwei unter schiedlich langen Rohren bestehendes, Austrittsöffnungen (C) aufweisendes Rohrpaar (M), von denen das kürzere Rohr über seine gesamte Länge und das längere nur in dem über das kürzere Rohr hinausgehenden Bereich mit Austrittsöffnungen (C) versehen ist, eingeblasen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die trockene, vorzugsweise erhitzte Luft oder Luft hoher Feuchte an mehreren Stellen, die untereinander einen Ab stand von 1000 bis 3000 mm oder 5 bis 10% der Tunnellänge aufweisen, eingeblasen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Brotherstellung, insbesondere für die Roggen- und Roggenmisch brotherstellung trockene auf 300 bis 450°C erhitzte Luft eingeblasen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung der Backwaren, insbesondere von Weizenbrot, Weizenklein gebäck und Kastenbrot, Luft mit einer Feuchte von 400 bis 1000 g/kg Trockenluft eingeblasen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Brötchenherstellung zusätzlich im letzten Drittel des Backtunnels auf 180 bis 220°C erwärmte, trockene Luft ein geblasen wird.