Досягнення і проблеми у вивченні процесу випікання масивних борошняних виробів: огляд літератури. Частина 2: Тепло і масоперенос у пекарній камері печі

Abstract

Випікання є одним із найбільш складних процесів у технологіях хлібопекарських і борошняних кондитерських виробів, наслідком чого є широке розмаїття підходів до його вивчення. У статті зроблена спроба систематизації проведених теплоенергетичних досліджень процесу випікання з метою визначення придатності їх результатів для побудови теплової моделі хлібопекарської печі. Аналіз представлених у літературі моделей поєднаного теплообміну в пекарній камері печі показав, що попри те, що основна кількість праць присвячена вивченню окремих сторін цього комплексного процесу, наявність великої кількості проведених досліджень і відповідних математичних моделей дає змогу скласти уявлення і формалізувати не лише окремі елементарні процеси, що були предметом вивчення, але й процес випікання в цілому. При випіканні подових хлібобулочних виробів наразі найбільш прийнятним вважається кондуктивно-радіаційно- конвективний режим, при якому більше теплоти має надходити з боку поду, насамперед протягом першого періоду. Водночас, співвідношення між складовими теплового потоку можуть коливатися у широких межах без помітного негативного впливу на якість виробів. Проведений аналіз висвітлив значне розходження даних, отриманих різними авторами щодо оптимальних чисельних значень і кінетики теплообміну між виробами та середовищем пекарної камери. Також не завжди достатньо переконливою є інтерпретація даних кінетики теплових потоків та узгодження їх з температурними режимами випікання. Проведений огляд літератури засвідчує, що узагальненої моделі процесу випікання хлібобулочних і масивних борошняних кондитерських виробів наразі ще не створено. Це вказує на доцільність продовження як експериментальних досліджень теплофізичних процесів, так і ретельного теоретико-методичного опрацювання отриманих даних для розроблення більш адекватних моделей. Baking is one of the most complex processes in the technologies of bakery and confectionery products, that’s why there is a wide variety of approaches to its study. In this paper an attempt was made to systematization of carried thermal energy researches of the baking process in order to determine the suitability of the results for creating thermal model of the baking oven. Analysis of the models of combined heat exchange in the baking chamber in the literature showed that the main amount of researches are devoted to the study of separated sides of the baking integrated process. But a large number of studies was published and the appropriate mathematical models allow to formalise not only the separate elementary processes, but also the process of baking as a whole. During baking the conductive-radiation convection regime is the most acceptable, in which more heat should flow from the bottom, first of all, during the first period. At the same time, the correlation between the components of the heat flow can vary widely without a noticeable negative impact on the products’ quality. The analysis described the significant difference between the received data by various authors regarding optimum numerical values and the kinetics of heat exchange between the products and the baking chamber medium. The heat flow kinetics data interpretation and its harmonization with baking temperature regime is not always convincing enough. Thus, the literature review shows that a general model of baking process is currently not created. This indicates the feasibility of continuation both experimental research of thermo physical processes and theoretical and methodological processing of the obtained data for development of more adequate models.