RU2496319C2 - Method and device for intensification of bakery goods - Google Patents
Method and device for intensification of bakery goods Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496319C2 RU2496319C2 RU2011125204/13A RU2011125204A RU2496319C2 RU 2496319 C2 RU2496319 C2 RU 2496319C2 RU 2011125204/13 A RU2011125204/13 A RU 2011125204/13A RU 2011125204 A RU2011125204 A RU 2011125204A RU 2496319 C2 RU2496319 C2 RU 2496319C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- baking
- heat
- products
- ultrasound
- agent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Baking, Grill, Roasting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу и устройству для ускоренной выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий, характеризующихся повышенным качеством изготовляемой продукции и возможностью как плавной, так и быстрой сменой тепловых режимов, поддерживаемых с высокой точностью. Способ характеризуется тем, что подвод тепла к обрабатываемому изделию осуществляют не только подачей нагретого воздуха по рециркуляционному контуру, но и за счет снижения термического сопротивления пристенного слоя теплоносителя у изделия путем создания ультразвука в объеме пекарной камеры. При этом скорость выпечки возрастает на 20-28% (Фиг.2, 3).The invention relates to a method and apparatus for accelerated baking of bakery and confectionery products, characterized by high quality of manufactured products and the possibility of both smooth and quick change of thermal conditions, supported with high accuracy. The method is characterized in that the heat is supplied to the workpiece not only by supplying heated air through the recirculation loop, but also by reducing the thermal resistance of the wall layer of the coolant in the product by creating ultrasound in the volume of the baking chamber. Upon that, the baking speed increases by 20-28% (Figs. 2, 3).
Известен способ тепловой обработки, преимущественно выпечки, предусматривающий подвод тепла к обрабатываемому изделию в зоне технологической обработки путем подачи горячего воздуха по рециркуляционному контуру с нагревом [1, 2]. Большим недостатком известного способа, носящим принципиальный характер, является обеспечение нагрева тестовой заготовки за счет подачи нагретого воздуха на ее поверхность с температурой значительно выше технологической, необходимой для выпечки, при которой тепло от верхних слоев тестовой заготовки постепенно распространяется за счет теплопроводности и тепломассобмена внутрь ее. В результате чего в течение некоторого времени температура на поверхности очень быстро повышается, и образуется корка-теплоизолятор с низкой влажностью. В то же время температура внутри тестовой заготовки по мере углубления внутрь оказывается значительно ниже, и тесто еще остается сырым и недостаточно пористым, так как в нем не развились процессы газообразования в достаточной мере. Основной целью данного способа, а также реализующего его устройства является предотвращение указанных выше недостатков, а именно создание такого способа выпечки, при котором из тестовой заготовки получались бы хлебобулочные или кондитерские изделия (а также другие выпекаемые продукты) повышенного качества за счет использования многочисленных ультразвуковых эффектов нагрева изделия с присущими ему особенностями теплопередачи. Предложенный способ и устройство позволяют изготавливать выпекаемые изделия значительно более высокого качества по сравнению с приведенным выше и другими традиционными способами.A known method of heat treatment, mainly baking, involving the supply of heat to the workpiece in the processing zone by supplying hot air through a recirculation circuit with heating [1, 2]. A big disadvantage of this method, which is of a fundamental nature, is the heating of the dough piece by supplying heated air to its surface with a temperature much higher than the technological temperature necessary for baking, in which heat from the upper layers of the dough piece gradually spreads due to heat conduction and heat and mass transfer inside it. As a result, over time, the temperature on the surface rises very quickly, and a crust-heat insulator with low humidity is formed. At the same time, the temperature inside the dough piece as it deepens inward is much lower, and the dough is still damp and not porous enough, since gas formation processes have not developed sufficiently in it. The main objective of this method, as well as the device that implements it, is to prevent the above disadvantages, namely the creation of such a baking method in which high-quality bakery or confectionery products (as well as other baked products) would be obtained from the dough piece by using numerous ultrasonic heating effects products with inherent features of heat transfer. The proposed method and device allows to produce baked products of significantly higher quality compared to the above and other traditional methods.
Кроме того, существенно сокращается время приготовления выпекаемой продукции за счет ультразвуковых эффектов. Известно, что ультразвук уменьшает толщину ламинарного слоя за счет изменения равномерности обтекания потока в соответствии с колеблющейся скоростью звукового давления [3]. Механизм воздействия ультразвука при выпечке изделий в основном связан с появлением акустических завихряющих течений, обусловленных поглощением энергии в среде и в пограничном слое у их поверхности, а также поглощением части энергии внутри хлеба. Преимущество акустических потоков перед обычными аэродинамическими - в малой толщине их пограничного слоя δ, мIn addition, significantly reduces the cooking time of baked products due to ultrasonic effects. It is known that ultrasound reduces the thickness of the laminar layer by changing the uniformity of flow around the stream in accordance with the oscillating velocity of sound pressure [3]. The mechanism of action of ultrasound during baking products is mainly associated with the appearance of acoustic swirling flows caused by the absorption of energy in the medium and in the boundary layer at their surface, as well as the absorption of part of the energy inside the bread. The advantage of acoustic flows over conventional aerodynamic flows is the small thickness of their boundary layer δ, m
где:Where:
υ - коэффициент кинематической вязкости, м2/с; f - частота колебаний, Гц. Из формулы видно, что существует реальная возможность его утонения путем увеличения частоты колебаний. Это в свою очередь приводит к уменьшению толщины температурного (концентрационного) пограничного слоя и увеличению тем самым градиентов температуры, определяющих скорость переноса массы и тепла.υ is the kinematic viscosity coefficient, m 2 / s; f is the oscillation frequency, Hz. The formula shows that there is a real possibility of thinning it by increasing the frequency of oscillations. This in turn leads to a decrease in the thickness of the temperature (concentration) boundary layer and thereby an increase in temperature gradients that determine the rate of mass and heat transfer.
Интенсифицирующее действие акустических колебаний на тепломассообмен в ультразвуковом поле проявляется, начиная от некоторых пороговых значений звукового давления, но далеко докавитационных условий. В условиях свободной конвекции этот порог определяется соотношением двух сил, действующих на элемент объема среды: силы, связанной с акустическим потоком, и подъемной. Ультразвуковой воздушный генератор позволяет при малой затрачиваемой мощности (0,2-0,5 Вт/см2) в значительной степени разрушить пограничную пленку воздуха у хлебобулочного изделия, играющую роль теплоизолятора, и соответственно, увеличить коэффициент теплоотдачи в 1,6-2,1 раза. Это изменяет, как показывает эксперимент, скорость выпечки на 20 - 28% даже при некотором снижении температурного режима в печи (на 20-30C°). Замеры интенсивности звукового излучения в объеме пекарной камеры показывают, что рассеяние и отражение ультразвуковых волн в камере приводит к усреднению акустического поля (12-18%), интерференционная картина сглаживается и поле приобретает ярко выраженный мелкомасштабный диффузионный характер, что согласуется с другими источниками информации [4].The intensifying effect of acoustic vibrations on heat and mass transfer in an ultrasonic field is manifested, starting from some threshold values of sound pressure, but far from cavitation conditions. Under conditions of free convection, this threshold is determined by the ratio of two forces acting on the element of the medium volume: the force associated with the acoustic flow and the lifting force. Ultrasonic air generator allows for low power consumption (0.2-0.5 W / cm 2 ) to significantly destroy the boundary film of air at the bakery product, which plays the role of a heat insulator, and, accordingly, increase the heat transfer coefficient by 1.6-2.1 times. This changes, as the experiment shows, the baking speed by 20 - 28% even with a slight decrease in the temperature in the oven (by 20-30C °). Measurements of the intensity of sound radiation in the volume of the baking chamber show that the scattering and reflection of ultrasonic waves in the chamber results in averaging of the acoustic field (12-18%), the interference pattern is smoothed out and the field acquires a pronounced small-scale diffusion character, which is consistent with other sources of information [4 ].
Теоретические исследования показывают, что возмущения от генератора волн в воздухе приводят к турбулизации пограничного слоя, а их отражения к автоколебаниям этого слоя с интенсивным теплообменом с воздухом пекарной камеры. То есть передвижение одной волны возмущения способствует созданию вакуума у поверхности, и подсосу новых порций воздуха - теплоносителя. Естественно, тесто при этом будет выпекаться быстрее и равномернее, так как при озвучивании ультразвук многократно отражается от стен камеры и хлебобулочного изделия, и проникает во все трещины и раковины хлеба, снижая термическое сопротивление тепло- и массопереносу. Мякиш хлеба за счет периодического изменения местного давления также подвергается автоколебаниям на глубину от миллиметров до нескольких сантиметров, что способствует интенсивному проникновению тепла внутрь хлеба (звукокапиллярный эффект, локальный нагрев). Так ультразвуковой капиллярный эффект может увеличивать скорость и высоту подъема жидкостей в капиллярах при непосредственном воздействии ультразвука на порядок [3]. Расчеты показывают, что при этом наружные частицы хлеба получают ускорения до 3-4q при мощности около 0,5 Вт/см2. Ультразвуковой воздушный генератор кроме звуковой мощности вносит и определенную тепловую мощность с нагретым до 120-140C° озвученным воздухом, у которого кинетическая энергия частично перешла в тепло. Другой ультразвуковой эффект временного «разжижения» теста положительно сказывается на равномерности распределения газовых пузырьков в объеме изделия и пористости мякиша.Theoretical studies show that disturbances from a wave generator in air lead to turbulence of the boundary layer, and their reflection to self-oscillations of this layer with intense heat exchange with the air of the baking chamber. That is, the movement of one wave of perturbation contributes to the creation of a vacuum at the surface, and the suction of new portions of air - the coolant. Naturally, the dough will be baked faster and more uniformly, since when sonicated, ultrasound is repeatedly reflected from the walls of the chamber and the bakery product, and penetrates into all cracks and shells of bread, reducing thermal resistance to heat and mass transfer. Due to the periodic change in local pressure, the bread crumb also undergoes self-oscillations to a depth of millimeters to several centimeters, which contributes to the intense penetration of heat into the bread (sound-capillary effect, local heating). So the ultrasonic capillary effect can increase the speed and height of the rise of liquids in the capillaries with the direct influence of ultrasound on the order [3]. Calculations show that in this case, external particles of bread get accelerations up to 3-4q at a power of about 0.5 W / cm 2 . An ultrasonic air generator, in addition to sound power, also contributes a certain heat output with voiced air heated to 120-140C °, in which kinetic energy has partially converted to heat. Another ultrasonic effect of temporary “liquefaction” of the test positively affects the uniformity of the distribution of gas bubbles in the volume of the product and the porosity of the crumb.
Воздушный ультразвуковой генератор успешно работает при высоких температурах в печи, дает возможность получения высоких значений энергии колебаний при малой амплитуде, т.к. энергия колебаний пропорциональна квадрату частоты, не требуя при этом крупногабаритной аппаратуры. Ультразвук неслышим и не создает дискомфорта обслуживающему персоналу, исключительно просто изолируется от окружающей среды.Air ultrasonic generator successfully operates at high temperatures in the furnace, makes it possible to obtain high values of vibrational energy at low amplitude, because the oscillation energy is proportional to the square of the frequency, without requiring large equipment. Ultrasound is inaudible and does not create discomfort for service personnel, it is extremely easy to isolate itself from the environment.
Таким образом, указанная выше цель достигается тем, что в способе тепловой обработки изделий, преимущественно выпечки, предусматривающем подвод тепла к обрабатываемому изделию не только нагретым воздухом, но и интенсифицируется, согласно изобретению, скорость прогрева изделия за счет снижения термического сопротивления тепло - и массопереносу. Только благодаря использованию ультразвукового генератора с присущими ему и описанными выше совокупностью общих существенных признаков, обеспечивается выпечка качественной продукции. Таким изделиям присущи равномерная пористость теста с одновременным образованием тонкой корки с хорошим колерным цветом. Авторы проделали многочисленные эксперименты и установили, что отмеченный выше положительный технический эффект обеспечивается в широком диапазоне мощности ультразвука. Предложенный способ позволяет выпекать изделия значительно более высокого качества по сравнению с другими традиционными способами. Кроме того, сокращается время приготовления выпекаемой продукции за счет повышения коэффициента теплоотдачи к изделиям. Именно, в применении эффектов ультразвука выражается сущность заявляемого способа, принципиально отличающаяся от других известных способов выпечки.Thus, the above goal is achieved by the fact that in the method of heat treatment of products, mainly baking, involving the supply of heat to the processed product not only with heated air, but also intensified, according to the invention, the rate of heating of the product by reducing thermal resistance to heat and mass transfer. Only through the use of an ultrasonic generator with its inherent and described above combination of common essential features, quality products are baked. Such products are characterized by uniform porosity of the dough with the simultaneous formation of a thin crust with a good color. The authors have done numerous experiments and found that the positive technical effect noted above is provided in a wide range of ultrasound power. The proposed method allows you to bake products of much higher quality compared to other traditional methods. In addition, reduced cooking time of baked products by increasing the coefficient of heat transfer to the products. Namely, in the application of ultrasound effects, the essence of the proposed method is expressed, which is fundamentally different from other known baking methods.
Изобретение позволяет значительно повысить качество выпекаемых изделий за счет обеспечения точного регулирования заданной температуры, а также наличия принудительной ультразвуковой конвекции у поверхности изделия и получить хлеб с равномерной колеровкой поверхности. Авторы также обращают внимание на то обстоятельство, что хлебопекарная печь с генератором ультразвука характеризуется высоким коэффициентом полезного действия. Как показали проведенные исследования, он повышается на 20-30%. Следует отметить, что изобретение предназначено не только для выпечки хлебобулочных изделий, но и для выпечки других тестовых заготовок, например рисовых лепешек, воздушной кукурузы и т.д., а также для тепловой обработки мясных, рыбных и других изделий и пищевых продуктов. Подытоживая, можно отметить, что по сравнению с известными техническими решениями, изобретение обладает следующими преимуществами:The invention allows to significantly improve the quality of baked products by ensuring accurate control of the set temperature, as well as the presence of forced ultrasonic convection at the surface of the product and to obtain bread with uniform tinting of the surface. The authors also draw attention to the fact that a baking oven with an ultrasound generator is characterized by a high efficiency. As studies have shown, it rises by 20-30%. It should be noted that the invention is intended not only for baking bakery products, but also for baking other dough pieces, such as rice cakes, popcorn, etc., as well as for the thermal processing of meat, fish and other products and food products. Summing up, it can be noted that in comparison with the known technical solutions, the invention has the following advantages:
- Предельно низкий расход удельной тепловой энергии на единицу готового продукта;- Extremely low consumption of specific thermal energy per unit of finished product;
- Простота внедрения способа и устройства на производстве;- The ease of implementation of the method and device in production;
- Возможность обеспечения равномерного распределения тепла внутри зоны технологической обработки;- The ability to ensure uniform heat distribution within the processing zone;
- Простая и надежная дополнительная система регулирования поступления тепла внутрь изделия (изменением давления воздуха на входе в ультразвуковой генератор или его перекрытием вообще);- A simple and reliable additional system for regulating the heat input into the product (by changing the air pressure at the inlet to the ultrasonic generator or by shutting it off altogether);
- Малое время технологической обработки благоприятно влияет на сохранность ароматических веществ и витаминов в выпекаемых изделиях;- The short processing time favorably affects the preservation of aromatic substances and vitamins in baked products;
- Интенсивный конвективный теплообмен в зоне технологической обработки за счет турбулизации пристенного слоя горячего воздуха позволяет организовать выпечку при сравнительно низких температурах в печи и получить изделия с равномерной колеровской поверхности;- Intensive convective heat transfer in the processing zone due to turbulization of the near-wall layer of hot air makes it possible to organize baking at relatively low temperatures in the furnace and to obtain products with a uniform tinting surface;
- Повышенная влажность мякиша за счет ультразвукового капилярного эффекта снижает упек и задерживает скорость черствения изделий.- The increased moisture content of the crumb due to the ultrasonic capillary effect reduces leakage and delays the staling rate of products.
Предлагаемое к патентованию устройство ультразвукового излучателя принципиально пригодно к установке в любой хлебопекарной печи или в жарочном шкафу без существенных затрат на изменение конструкции аппарата.The patented device of an ultrasonic emitter is fundamentally suitable for installation in any baking oven or in an oven without significant costs for changing the design of the apparatus.
В настоящее время в хлебопекарной и кондитерской промышленности находят применение разнообразные конструкции печей. Известна хлебопекарная печи "Faurcompact chaufte par fluide thermigue et bloc de cuisson mecano soude" (заявка Франции N 2611438, МКИ А21В 1/36, опубликована 09.09.88 г.), представляющая собой вертикальный теплоизолированный шкаф с дверью, внутри которого на боковых стенках имеется ряд параллельно расположенных опорных металлических направляющих для противней и электрического нагревательного узла, расширительного бачка и центробежного насоса, змеевика, патрубки которого параллельно вварены во входной и выходной коллекторы. Коллекторы подключены к насосу и расширительному бачку. Теплоноситель с замкнутым циклом циркуляции через свою систему равномерно отдает тепло в пекарную камеру, температуру можно регулировать путем включения соответствующих элементов.Currently, a variety of oven designs are used in the baking and confectionery industries. Famous bakery oven "Faurcompact chaufte par fluide thermigue et bloc de cuisson mecano soude" (French application N 2611438, MKI A21B 1/36, published 09.09.88), which is a vertical insulated cabinet with a door inside which has side walls a series of parallel arranged metal support rails for baking sheets and an electric heating unit, an expansion tank and a centrifugal pump, a coil, the nozzles of which are parallel welded into the input and output collectors. The collectors are connected to the pump and expansion tank. The coolant with a closed circulation cycle through its system evenly transfers heat to the baking chamber, the temperature can be adjusted by switching on the corresponding elements.
Известен патент №2068641, МКИ А21В 1/22, опубликован 10.11.1996 устройства для выпечки хлеба и мучных кондитерских изделий. Сущность изобретения: печь содержит корпус, состоящий из двух сообщающихся между собой камер - пекарной с расположенными в ней листами-подами и нагревательной с источником нагрева, и систему теплопередачи. В нагревательной камере установлен теплообменник, соединенный через нагнетатель теплоносителя с гелиоэнергетической установкой. Система терморегулирования соединена по входу с датчиком температуры, установленным в пекарной камере, а по выходу - с источником нагрева.Known patent No. 2068641, MKI A21B 1/22, published on 10.11.1996 a device for baking bread and flour confectionery. The inventive oven contains a housing consisting of two interconnected chambers - a bakery with hearth sheets located in it and a heating one with a heating source, and a heat transfer system. A heat exchanger is installed in the heating chamber, which is connected through a heat carrier supercharger to a solar energy installation. The temperature control system is connected at the input to a temperature sensor installed in the baking chamber, and at the output to a heating source.
Известна печь ПХС-25, которую применяют для выпечки различных мучных изделий в формах и на листах (А.И. Драгилев "Оборудование для производства мучных кондитерских изделий", М. Агропромиздат", 1989 г.). Печь ПХС-25 состоит из пекарной камеры, топочного устройства, в котором можно сжигать газ или мазут. Воздух к форсункам подводится отдельным вентилятором. Продукты сгорания направляются в верхние и нижние каналы и омывают верхние гофрированные и нижние стальные листы, отдавая теплоту выпекаемым изделиям.The well-known PHS-25 oven, which is used for baking various flour products in molds and on sheets (A.I. Dragilev "Equipment for the production of flour confectionery", M. Agropromizdat, 1989). The PHS-25 oven consists of a bakery a chamber, a furnace device in which it is possible to burn gas or fuel oil. Air is supplied to the nozzles by a separate fan. Combustion products are sent to the upper and lower channels and wash the upper corrugated and lower steel sheets, giving off heat to the baked goods.
Известна хлебопекарная печь КЭП-400 (А.И. Драгунев "Оборудование для производства мучных кондитерских изделий", М. Агропромиздат, 1989 г.). Эта печь предназначена для выпечки кондитерских изделий, ее можно использовать для выпечки подового и формового хлеба. Основными частями печи являются каркас, объединяющий две камеры: пекарная камера и камера нагрева циркулирующего воздуха. В последней размещены трубчатые электронагреватели, вентилятор и парогенератор. В правой половине находится пекарная камера с дверью, изолированной минеральной ватой. На передней панели камеры расположена система управления и сигнализации, Выпечка изделий производится на листах - подах, устанавливаемых на стеллажную тележку.Known baking oven KEP-400 (A.I. Dragunev "Equipment for the production of flour confectionery", M. Agropromizdat, 1989). This oven is designed for baking confectionery products, it can be used for baking hearth and shaped bread. The main parts of the furnace are a frame that combines two chambers: a baking chamber and a circulating air heating chamber. The latter houses tubular electric heaters, a fan and a steam generator. In the right half there is a baking chamber with a door insulated with mineral wool. The control and alarm system is located on the front panel of the camera. The products are baked on sheets - hearths mounted on a rack trolley.
Данная печь может быть принята в качестве прототипа ввиду сходства с заявляемой по совокупности признаков.This furnace can be adopted as a prototype due to similarities with the claimed combination of features.
Недостатком всех описанных выше печей, включая прототип электропечь КЭП-400, является неэффективное использование источников энергии.The disadvantage of all of the above furnaces, including the prototype KEP-400 electric furnace, is the inefficient use of energy sources.
Для современных хлебопекарных печей для выпечки 1 кг хлеба необходимо затратить из сети 0,23-0,35 квт-час. энергии. Из-за пористой структуры мякиша и корки, имеющих свойства теплоизоляторов и несовершенства теплообмена с греющей средой в пекарной камере, этот процесс довольно длительный и энергозатратный.For modern bakery ovens for baking 1 kg of bread, it is necessary to spend 0.23-0.35 kWh from the network. energy. Due to the porous structure of the crumb and peel, which have the properties of heat insulators and the imperfection of heat exchange with the heating medium in the baking chamber, this process is quite lengthy and energy-intensive.
Предложенная печь для выпечки хлебобулочных изделий содержит корпус, состоящий из двух камер: пекарной, с расположенными в ней сетчатыми листами - подами, и нагревательной с источником нагрева, сообщающихся между собой, воздушного ультразвукового генератора, установленного в нагревательной камере и соединенного с пневмосистемой предприятия, и систему терморегулирования по входу с датчиком температуры, установленным в пекарной камере, а по выходу с источником нагрева. Данная совокупность признаков позволяет получить новый технический результат, заключающийся в повышении производительности печи, экономии невозобновляемых энергоресурсов за счет использования эффектов ультразвука, интенсифицирующих скорость выпечки с соответствующими последствиями.The proposed oven for baking bakery products contains a housing consisting of two chambers: a bakery, with mesh sheets located in it - hearths, and a heating one with a heating source in communication with each other, an air ultrasonic generator installed in the heating chamber and connected to the enterprise’s pneumatic system, and temperature control system at the input with a temperature sensor installed in the baking chamber, and at the exit with a heating source. This set of features allows you to get a new technical result, which consists in increasing the productivity of the furnace, saving non-renewable energy resources through the use of ultrasound effects, intensifying the speed of baking with the corresponding consequences.
На фиг.1 изображена общая схема заявляемого технического решения. Печь для выпечки хлеба и кондитерских изделий, включающая в себя пекарную камеру 2 с трубчатыми ТЭНами и расположенными в ней сетчатыми листами-подами 3, воздушный ультразвуковой генератор 5, установленный в нагревательной камере и соединенный с пневмосистемой предприятия 8, и систему терморегулирования с блоком управления 4, соединенную по входу с датчиком температуры, установленным в пекарной камере, а по выходу с источником нагрева. Пневмосистема предприятия включает компрессор 6, ресивер 7 и редуктор 9. Данное устройство работает следующим образом: установленный воздушный ультразвуковой генератор 5 излучает УЗВ колебания, которые в пекарной камере 2 равномерно за счет отражения от стенок воздействуют на поверхностный слой воздуха у изделий.Figure 1 shows the General scheme of the claimed technical solution. An oven for baking bread and confectionery, including a baking chamber 2 with tubular heating elements and mesh sheets 3 located therein, an air ultrasonic generator 5 installed in the heating chamber and connected to the enterprise's pneumatic system 8, and a temperature control system with a control unit 4 connected at the input to a temperature sensor installed in the baking chamber, and at the exit to a heating source. The enterprise’s pneumatic system includes a compressor 6, a receiver 7, and a reducer 9. This device operates as follows: an installed ultrasonic air generator 5 emits ultrasonic vibrations that in the baking chamber 2 act uniformly on the surface air layer of the products due to reflection from the walls.
Такая конструкция хлебопекарной печи, где основным генератором тепла является ранее известный источник нагрева в комплексе с установленным воздушным ультразвуковым генератором более экономична из-за снижения времени выпечки, чем существующие типы печей.Such a design of a bakery oven, where the previously known heat source in combination with an installed air ultrasonic generator, is more economical due to the reduction of baking time than the existing types of ovens.
Фиг.1 Схема установки ультразвукового излучателя в пекарной камере.Figure 1 Installation diagram of an ultrasonic emitter in a baking chamber.
1 - Объект исследования - хлебобулочные изделия; 2 - Пекарная камера; 3 - Решетка; 4 - Блок управления; 5 - Ультразвуковой воздушный генератор; 6 - Компрессор; 7 -ресивер; 8 - пневмосистема предприятия; 9 - Редуктор.1 - Object of study - bakery products; 2 - baking chamber; 3 - Lattice; 4 - control unit; 5 - Ultrasonic air generator; 6 - Compressor; 7 receiver; 8 - enterprise pneumatic system; 9 - Reducer.
Целью изобретения является создание установки для тепловой обработки, преимущественно выпечки, хлебобулочных изделий, обеспечивающей возможность выпечки широкого ассортимента хлеба, хлебобулочных и кондитерских изделий с различными тепловыми режимами выпечки путем обеспечения возможности широкодиапазонного регулирования необходимого количества тепловой энергии, распределяемой внутри тестовых заготовок за счет применения ультразвука. При этом заявляемое изобретение обеспечивает все вышеприведенные преимущества с высоким КПД нагревательной установки по сравнению с традиционными.The aim of the invention is the creation of an installation for heat treatment, mainly baking, bakery products, which makes it possible to bake a wide range of bread, bakery and confectionery products with various thermal baking modes by providing wide-range regulation of the required amount of thermal energy distributed inside the dough pieces through the use of ultrasound. Moreover, the claimed invention provides all of the above advantages with a high efficiency of the heating installation compared to traditional.
Поставленные цели достигаются тем, что в установке для тепловой обработки изделий, преимущественно выпечки, предпочтительно иметь автоматику, позволяющую с целью плавной регулировки тепловой энергии к изделию снижать мощность ультразвукового излучателя или его отключать, и, таким образом регулировать колер и качество корочки изделия при минимальном температурном режиме в печи, что невозможно было в прототипе.The goals are achieved by the fact that in the installation for heat treatment of products, mainly baking, it is preferable to have automation, which allows for the smooth adjustment of heat energy to the product to reduce the power of the ultrasonic emitter or turn it off, and thus adjust the color and quality of the product crust at the minimum temperature mode in the furnace, which was impossible in the prototype.
Как видно из фиг.1, ультразвуковой излучатель, учитывая характер распространения ультразвука, может быть закреплен в стенке камеры 2 примерно в среднем положении по ее высоте, или на специальном кронштейне.As can be seen from figure 1, the ultrasonic emitter, given the nature of the propagation of ultrasound, can be mounted in the wall of the chamber 2 in approximately the middle position along its height, or on a special bracket.
Работа установки осуществляется следующим образом. В результате работы тэнов или сжигания органического топлива тепловой агент, прогоняемый вентилятором по рециркуляционному контуру внутри камеры, нагревается до расчетной технологической температуры с учетом максимальных эффектов в ультразвуковом поле данного типа генератора.The installation is as follows. As a result of the operation of electric heating elements or burning of organic fuel, the heat agent driven by the fan along the recirculation circuit inside the chamber is heated to the calculated process temperature taking into account the maximum effects in the ultrasonic field of this type of generator.
Поэтому в начальный период выпечки, как показали исследования авторов, образование корочки и испарение жидкости будет более эффективным, как и прогрев изделия внутрь (Фиг.2), а время выпечки меньше на 28-30%. В тоже время, в конце выпечки, если не снизить мощность ультразвука, мы наблюдаем перегрев и подгорание корки (Фиг.3).Therefore, in the initial period of baking, as shown by the authors, the formation of crust and evaporation of the liquid will be more effective, as well as heating the product inside (Figure 2), and the baking time is less by 28-30%. At the same time, at the end of baking, if you do not reduce the power of ultrasound, we observe overheating and burning of the crust (Figure 3).
Фиг.2. График зависимости температуры внутри выпекаемой тестовой (ВТЗ) заготовки от времени выпечки:Figure 2. The graph of the temperature inside the baked test (VTZ) billet from the baking time:
- 
- 
Фиг.3. График зависимости температуры поверхности ВТЗ от времени:Figure 3. Graph of VTZ surface temperature versus time:
-
-
Таким образом, предложены к использованию способ и устройство для интенсификации тепломассообмена в ультразвуковом поле, обеспечивающие новые полезные свойства (Повышенный на 20-25% коэффициент полезного действия печи, управляемость по скорости выпечки, возможность использования способа для обеспечения более качественного производства хлебобулочных изделий). Они обладают новизной и существенными отличиями от прототипа, проявляющимися в виде уменьшения толщины температурного пограничного слоя у изделия и увеличения тем самым градиентов температуры, определяющих скорость переноса массы и тепла.Thus, a method and device for intensifying heat and mass transfer in an ultrasonic field are proposed that provide new useful properties (Increased efficiency of the oven by 20-25%, controllability in baking speed, the possibility of using the method to ensure better production of bakery products). They have novelty and significant differences from the prototype, manifested in the form of a decrease in the thickness of the temperature boundary layer of the product and thereby increase the temperature gradients that determine the rate of mass and heat transfer.
Источники информацииInformation sources
1. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник. - СПб.: Профессия, 2003. - 416 с.1. Auerman L.Ya. Bakery Technology: A Textbook. - St. Petersburg: Profession, 2003 .-- 416 p.
2. Барышников А.Н., Володарский А.В., Михелев А.А. О прогреве тестовых заготовок в процессе выпечки // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. - 2001 г.2. Baryshnikov A.N., Volodarsky A.V., Mikhelev A.A. On the warming up of dough pieces during baking // Bakery and confectionery industry. - 2001
3. Голямина И.П., и др. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Советская энциклопедия. - М.: 1979. - 400 с.3. Golyamina IP, et al. Ultrasound. Little Encyclopedia. Soviet encyclopedia. - M .: 1979. - 400 p.
4. В.Н. Хмелев, А.В. Шалунов, Р.В. Барсуков, С.Н. Цыганок, А.Н. Лебедев. Исследование эффективности ультразвуковой сушки. Бийский Технологический институт ГОУ ВПО АлтГТУ, Электронный журнал «Техническая акустика 2009, 6».4. V.N. Khmelev, A.V. Shalunov, R.V. Barsukov, S.N. Tsyganok, A.N. Lebedev. The study of the effectiveness of ultrasonic drying. Biysk Technological Institute GOU VPO AltGTU, Electronic journal "Technical Acoustics 2009, 6".
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125204/13A RU2496319C2 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Method and device for intensification of bakery goods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011125204/13A RU2496319C2 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Method and device for intensification of bakery goods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011125204A RU2011125204A (en) | 2012-12-27 |
| RU2496319C2 true RU2496319C2 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49257227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011125204/13A RU2496319C2 (en) | 2011-06-17 | 2011-06-17 | Method and device for intensification of bakery goods |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2496319C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU167646U1 (en) * | 2016-07-19 | 2017-01-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | FASTENING FOR FIXING THE ULTRASONIC RADIATOR TO THE STEAM CONVECTOR DOOR |
| RU2636759C1 (en) * | 2017-01-19 | 2017-11-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | Method for manufacturing small-piece bakery products |
| RU2688361C1 (en) * | 2018-09-20 | 2019-05-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | Bakery products cooling intensification method |
| RU2688363C1 (en) * | 2018-07-17 | 2019-05-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | Device for intensification of bakery products cooling |
| RU2694625C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-07-16 | Владимир Ильич Маклюков | Device for studying and research of bakery products baking process |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94007781A (en) * | 1994-03-03 | 1996-05-27 | Акционерное общество "Русская еда" | Food product thermal treatment device |
| RU96108994A (en) * | 1996-05-12 | 1996-11-10 | В.А. Ананьев | Method and apparatus for thermal treatment of food products |
| RU2335901C1 (en) * | 2007-07-10 | 2008-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования Российской Федерации | Assembly for treating dough cookie pieces with heat |
-
2011
- 2011-06-17 RU RU2011125204/13A patent/RU2496319C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94007781A (en) * | 1994-03-03 | 1996-05-27 | Акционерное общество "Русская еда" | Food product thermal treatment device |
| RU96108994A (en) * | 1996-05-12 | 1996-11-10 | В.А. Ананьев | Method and apparatus for thermal treatment of food products |
| RU2335901C1 (en) * | 2007-07-10 | 2008-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования Российской Федерации | Assembly for treating dough cookie pieces with heat |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU167646U1 (en) * | 2016-07-19 | 2017-01-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | FASTENING FOR FIXING THE ULTRASONIC RADIATOR TO THE STEAM CONVECTOR DOOR |
| RU2636759C1 (en) * | 2017-01-19 | 2017-11-28 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | Method for manufacturing small-piece bakery products |
| RU2694625C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-07-16 | Владимир Ильич Маклюков | Device for studying and research of bakery products baking process |
| RU2688363C1 (en) * | 2018-07-17 | 2019-05-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | Device for intensification of bakery products cooling |
| RU2688361C1 (en) * | 2018-09-20 | 2019-05-21 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Министерства обороны Российской Федерации | Bakery products cooling intensification method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011125204A (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2496319C2 (en) | Method and device for intensification of bakery goods | |
| CN201567295U (en) | Heated-air circulation degreasing furnace | |
| US9089142B2 (en) | Impinging air ovens having high mass flow orifices | |
| CN109133048B (en) | Tower type microwave graphite puffing equipment | |
| CN203861048U (en) | Novel environment-friendly and energy-saving charcoal oven | |
| CN103115481A (en) | Lumber drying equipment and method of drying lumber by using equipment | |
| CN203861052U (en) | Microwave-far infrared directional radiation oven | |
| Genitha et al. | Design, Fabrication and performance evaluation of domestic gas oven | |
| CN104266470A (en) | Far-infrared tunnel drying oven | |
| RU2015122094A (en) | FOOD COOKING DEVICE WITH THERMAL DECOMPOSITION FUNCTION | |
| RU2010138252A (en) | METHOD FOR HEATING FOOD PIECE SEMI-FINISHED PRODUCTS ON A CONVEYOR INSIDE A TUNNEL FURNACE | |
| CN205156563U (en) | Continuous drying furnace of honeycomb type catalyst | |
| CN214395084U (en) | Expandable resin raw material microwave pre-foaming machine | |
| CN204695873U (en) | A kind of enameling machine oven | |
| RU206865U1 (en) | MULTI-FUNCTIONAL COOKER | |
| CN104054798A (en) | Meat product drying device | |
| JP6046911B2 (en) | Method and apparatus for heating fluid material to be heated | |
| CN209788297U (en) | Glass-coated infrared high-temperature tunnel furnace | |
| RU2509275C1 (en) | Microwave convective drier | |
| RU2691560C1 (en) | Bakery furnace | |
| CN203184206U (en) | Continuous microwave drying device of three-way catalyst for vehicle | |
| CN206197796U (en) | A kind of novel heating system and the baking box containing the heating system | |
| RU203808U1 (en) | Electric bakery oven | |
| RU179177U1 (en) | BAKERY FURNACE | |
| CN213841339U (en) | Stone regulation and control formula preheating device that generates heat in advance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140618 |