Всероссийский аналитический журнал для профессионалов индустрии продовольcтвия С нами ваши инвестиции
станут эффективными!

ТУННЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ: ФАКТОРЫ ОПТИМАЛЬНОГО ВЫПЕКАНИЯ

Евгений ДРЯХЛОВ За последние два десятилетия базовые требования к промышленным хлебопекарным печам кардинально изменились. Ведущим хлебозаводам сегодня нужны не просто доступные агрегаты для производства массового хлеба, а высокопроизводительные туннельные печи, способные выпускать отличную хлебную продукцию, которая либо идентична, либо близка по качеству лучшим образцам домашних или ремесленных изделий.

Есть мнение, что самый вкусный и ароматный хлеб выпекался (и кое-где выпекается поныне) в старых-до-брых дровяных печах с кирпичной кладкой и прямым обогревом. Тем не менее потрясающе вкусный хлеб с хрустящей корочкой может вырабатываться и в современных «железных» печах. Причем действительно высококачественные образцы хлебной продукции уже давно присутствуют в отечественной рознице — по крайней мере в крупных российских городах. При этом они пекутся не только в небольших цехах пекарей — энтузиастов натурального вкуса, но и производятся массово на современных предприятиях, оснащенных новейшим промышленным оборудованием. Правда, опять же, лишь там, где во главе производства работают люди, беззаветно преданные пекарному ремеслу. Соответственно, хлеб высочайшего качества можно производить и с использованием промышленного оборудования и, в частности, туннельных печей. Проанализируем возможности самых современных образцов ведущих мировых производителей.


© Cobalt Chains, Inc

Богатство выбора

Европейский рынок туннельных печей уже давно развивается в условиях жесткой конкуренции: активное участие в завоевании новых рыночных позиций и отстаивании уже имеющихся принимают не только старейшие европейские производители хлебопекарного оборудования, такие как Werner&Pfleiderer, Heuft, Koenig, Kaak, Den Boer (Tromp Group), Sveba Dahlen (Middleby), Mecatherm, IMA Forni (GEA) и др., но и их весьма амбициозные и способные конкуренты из стран бывшего соцлагеря, в частности фирмы J4 и Gostol Gopan. При этом одни фирмы уповают на имя и вековые производственные традиции, другие — на оптимальное соотношение «цена/качество», третьи — на самые новые технические решения, реализуемые в оборудовании, четвертые — на длинный список всевозможных опций и дополнительных устройств, которые могут потребоваться для решения широкого спектра задач производственной автоматизации. Хотя большинство производителей туннельных печей в своих рекламных брошюрах старательно расписываюет все перечисленные преимущества сразу. В итоге у специалистов после прочтения подборки брошюр, заботливо собираемых на крупнейших выставках хлебопекарного оборудования, возникает резонный вопрос: «Что же выбрать и при этом не пустить себя по ветру?».


© T&T Consulting and Engineering, Inc

Техническая эволюция

Появление современных туннельных печей стало следствием естественного отбора различных концепций индустриального хлебопекарного оборудования, сочетающего в себе высокий производительный потенциал, производственную эффективность и возможности автоматизации процессов выпечки благодаря поточной компоновке.

Однако действительно эффективным промышленным оборудованием туннельные печи начали становиться уже во второй трети XX века по мере перехода от традиционной печной кладки к цельностальным рамно-корпусным конструкциям и развития концепций обогрева печей (включая популярный и ныне циклотермический принцип, представленный Werner&Pfleiderer еще в 1938 году).


© Gemini Bakery Equipment Company

В 70-80-е годы хлебопекарные и кондитерские туннельные печи стали обретать интеллектуальные способности благодаря началу широкого применения в промышленном оборудовании программно-логических контроллеров, которые постепенно научились брать под полный контроль аппаратуру оборудования, управляющую нагревом и обеспечением определенных температурных зон. Завершили бесшовную интеграцию туннельных печей в комплексные производственные линии различные системы автоматизированной загрузки/разгрузки листов, форм и перекладки/перетарки изделий.

Интересны и конструктивные метаморфозы, которые претерпели туннельные печи по мере своего развития в соответствии с новыми требованиями клиентов, адаптациями под определенные рецептуры хлебобулочных и кондитерских изделий, особыми требованиями с точки зрения вариантов энергоснабжения и, конечно же, занимаемой площади.

Одной из главных особенностей конструкции печи, влияющей на область ее применения и являющейся основным критерием при выборе оборудования, является реализованная система обогрева.


© GEA

Нагрев: в различных комбинациях

Непрерывный характер работы туннельной печи создает стабильные условия для выпечки хлебобулочных продуктов при наличии функциональных зон температурного контроля. В этом случае в процессе эксплуатации современной туннельной печи оператору уже нет необходимости постоянно следить за корректной постановкой режимов выпечки. После наладки оборудования его роль сводится лишь к выбору нужной программы из памяти программно-логического контроллера, а автоматика самостоятельно от партии к партии поддерживает оптимальный режим выпекания раздельно в различных температурных зонах печи.

Загрузка и выгрузка изделий практически не оказывают влияния на температурный режим, поддерживаемый в рабочей камере. Этому способствуют тефлоновые завесы, установленные на входе и выходе из печной камеры. Возможность раздельного управления температурой в разных зонах туннеля позволяет наиболее эффективно реализовывать специфичные температурные кривые для каждой рецептуры хлебобулочных изделий. Время выпекания задается путем регулирования скорости движения ленты транспортера при помощи частотно-регулируемого привода.


© Gemini Bakery Equipment Company

Множество рецептур хлебобулочных или мучных кондитерских изделий нуждаются в индивидуальном подборе соотношений различных способов передачи тепловой энергии, их порядке следования друг за другом и требуемых комбинаций: контактный теплообмен через ленту конвейера или лист; естественная конвекция; тепловое излучение от нагретых стенок пекарной камеры; обогрев с преобладающим тепловым излучением за счет специального покрытия пекарной камеры (STIR), принудительная конвекция посредством циркуляционных вентиляторов, воздуховодов, дефлекторов и инжекторов; обжарка паром.

При этом температурные диапазоны выпекания и виды температурных кривых по разным типам изделия могут значительно отличаться. По этой причине на сегодняшний день не существует универсальных печей для выпекания широкого ассортимента изделий. И печи подразделяются в зависимости от области применения на кондитерские и хлебопекарные. Последние, в свою очередь, также предлагаются в различных вариантах исполнения: для пшеничного хлеба, для ржаного хлеба, смешанной хлебобулочной продукции, для выпечки коржей пиццы, для питы и т. д.

Так, пшеничный хлеб обычно выпекается с постепенным поднятием и последующим снижением температуры (равнопологая горка) и отводом водяного пара из печной камеры для стабильного формирования корочки у выпекаемого изделия. Ржаные и ржано-пшеничные изделия часто требуют интенсивной обжарки в начале цикла выпекания при очень интенсивном подъеме температуры с плавным ее понижением до самого завершения цикла выпекания (горка с крутым подъемом и пологим спуском). Для интенсивного прогрева ржано-пшеничных сортов хлеба на входе туннельной печи предусматривается секция ошпаривания для распределенной подачи на батоны крутого пара, который позволяет эффективнее усваиваться тепловой энергии, ускоряя проникновение тепла с поверхности к центру батона.


© Cobalt Chains, Inc

Очевидно, что печь, которая могла бы с одинаковой эффективностью обеспечивать одновременно разные температурные воздействия в требуемых комбинациях, а также реализовывать совершенно разные профили температурных кривых, стоила бы непозволительно дорого. Поэтому в подавляющем большинстве случаев туннельные печи изготавливаются конкретно под определенную группу продуктов с учетом состава теста, способа тестоприготов-ления (опарный/безопарный), способа приготовления опары, массы тестовых заготовок, степени подъема, режимов расстойки и т. д. Хотя в отдельных случаях, чтобы предотвратить длительный простой при аварийной остановке одной из печей, в конструкции и комплектации оборудования может быть предусмотрена возможность перехода на выпекание «непрофильного» ассортимента продукции — весь вопрос в стоимости решения.

Разные принципы нагрева, реализованные в печах, отличаются возможностями поддержания температурных диапазонов, инерционностью нагрева и остывания, реализуемыми способами теплового воздействия.

Циклотермические печи

В настоящее время самыми разными производителями предлагаются туннельные печи с циклотермическим принципом обогрева (непрямой обогрев), работающие на различных видах топлива: природном газе или пропане, мазуте, дизельном топливе, топочном масле и т. д. Генератором тепла в печах такого типа служит горелка, факел которой поддерживает необходимую температуру теплоносителя — топочного газа. В современном оборудовании его циркуляция обеспечивается нагнетающим вентилятором, производительность которого задается из непрерывного диапазона скоростей работы приводом с частотным регулированием.


© GBT

Из воздушного коллектора нагретый газ направляется в приточный контур, который проходит вдоль одной из стен туннельной печи. В каждой температурной зоне часть топочных газов перераспределяется в нижний и верхний трубчатые радиаторы (над и под лентой транспортера с продукцией).

Объем горячих топочных газов регулируется ручными или автоматическими заслонками, управляемыми приводами по командам программно-логического контролера. Отдавшие тепло топочные газы при проходе через радиаторные трубки возвращаются обратно в камеру сгорания, где снова нагреваются и смешиваются с новой порцией продуктов сгорания. Поскольку сгорание осуществляется при подсосе свежего воздуха, часть отработавших газов необходимо выводить за пределы контура обогрева в атмосферу, что обуславливает определенный проценттеплопотерь.

Главными преимуществами циклотермических туннельных печей являются их высокая энергоотдача, малая инерционность разогрева и остывания, невысокие эксплуатационные расходы и возможность обеспечения широкого диапазона температур выпекания до +350 °C.

В современных условиях одним из важнейших эксплуатационных показателей хлебопекарной печи является ее энергоэффективность, то есть способность рационально использовать тепловую энергию и тем самым снижать производственные энергозатраты.

Так, например, при разработке туннельной печи конструкторы Sveba Dahlen отказались от центральной системы нагрева, при которой используются одна или две горелки и система воздуховодов с шиберами для распределения тепла по всей печи. Вместо этого тепло генерируется непосредственно в каждой секции печи, причем раздельно для верхней и нижней части пекарной камеры, что достигается благодаря наличию в каждой секции двух независимо управляемых горелок и двух теплообменников трубчатого типа.

Соответственно, шиберов здесь нет — электроника регулирует интенсивность работы горелок в зависимости от введенных параметров управления. Если традиционная печь для обеспечения заданного режима выпечки генерирует больше тепла, чем необходимо, то новая система раздельного обогрева, реализованная шведскими инженерами, позволяет обеспечить оборудованию более низкое энергопотребление. По утверждению производителя, такая конструкция печи позволяет экономить порядка 20-25% потребляемого газа.

В свою очередь оборудование чешской компании J4 производится с учетом всех современных трендов энергосбережения. В частности, применяется принцип рециркуляции тепла, при котором лишь 15% тепловой энергии уходит в трубу с топочными газами. Кроме того, в печахJ4традиционно устанавливаются высокоэффективные горелки, которые обеспечивают высокие показатели экономии топлива.

Также чешский производитель предлагает инсталляции печей, работающих в тандеме с утилизаторами тепловой энергии, что позволяет неиспользованную при выпечке тепловую энергию утилизировать посредством нагрева воды и обеспечения системы горячего водоснабжения и отопления на производстве.


© ERATEC

Прямой нагрев

В отличие от оборудования с непрямым обогревом, в котором камера сгорания и топочные газы герметично отделены от пекарной камеры, в печах прямого обогрева источники тепла находятся непосредственно в ней. В одном случае, это газовые горелки (или открытая топка в угольных или дровяных печах), в другом — тэны, расположенные непосредственно в пекарной камере.

Ряд ведущих производителей предлагают большое разнообразие печей с прямым электрическим обогревом. К его преимуществам следует отнести высокую точность и оперативность обеспечения температурных режимов, а также большую интенсивность термопереноса и высокие температуры в функциональных зонах. Однако высокая стоимость электроэнергии и неуклонный рост цен на энергоносители делает такое оборудование малорентабельным, если только его применение не вызвано специальными требованиями по оперативному изменению температурных режимов (например, частая смена ассортимента). Тем не менее многие производители применяют электрический прямой нагрев в первой секции тунельной печи, когда необходимо обеспечить интенсивный термоперенос от наружных слоев изделия к сердцевине на начальном этапе выпечки. При этом остальные секции печи могут иметь циклотермический вариант исполнения.



Полную версию статьи читайте в печатной версии журнала "Хлеб & Ко"