W pracy, do oceny czystości powierzchni, zastosowano dwie metody

ARTYKUŁ RECENZOWANY
Uwarunkowania wymrażania ciasta w technologii odroczonego wypieku
lin
Streszczenie
.pl
Jarosław DIAKUN, Adam KOPEĆ, Katarzyna SZCZEPAŃSKA
Politechnika Koszalińska,
Katedra Procesów i Urządzeń Przemysłu Spożywczego
.w
m.
tu.
ko
sza
Przeprowadzono badania pomiaru zmian temperatury kęsów ciasta na powierzchni i w centrum przy wymrażaniu w komorze z intensywną cyrkulacją powietrza i w warunkach konwekcji naturalnej. Wymrażaniu poddawano kęsy cista surowego oraz wstępnie zapieczonego. Na rysunkach zobrazowano przebieg zmian temperatur
oraz wyznaczono czas osiągnięcia charakterystycznych wartości temperatur 0°C i -10°C. Badania wykazały duże zróżnicowanie czasu osiągnięcia określonej temperatury w centrum i na powierzchni.
Słowa kluczowe: pieczywo, wymrażanie, odroczony wypiek
Conditions of freezing the dough in the baking deferred technologies
Summary
The measurement of temperature changes in dough pieces on the surface and in the center during freezing in the
chamber with an intensive air circulation and natural convection conditions was conducted. Raw and pre- baked
dough pieces were freezing. Temperature changes and appointed time achievement of the characteristic temperatures 0°C and -10°C were illustrated in the figures. Research has shown large differences in the times to
achieve a certain temperature in the center and on the surface.
Key words: bread, freezing, deferred baking
Wprowadzenie
Istotą technologii odroczonego wypieku jest wprowadzenie
etapu spowolnienia lub zatrzymania procesów fermentacyjnych w uformowanym kęsie ciasta poprzez jego wychłodzenie lub wymrożenie. Przebieg zmian temperatury
w wyniku wymrażania przedstawiany jest w postaci jak na
rysunku 1. Informacja na rysunku ma charakter poglądowy.
Nie uwzględnia on zróżnicowanej temperatury powierzchni, wnętrza, przejścia fazy wymrażania wody (zakresu krioskopowego).
no
z
ww
w.
ips
Technologia odroczonego wypieku pieczywa zapoczątkowana w połowie XX wieku w USA. Pierwsze jej zastosowanie polegało na wymrożeniu wstępnie podpieczonego pieczywa i jego dopiekanie (zarumienienie) w miejscu sprzedaży. Celem było uatrakcyjnienie oferty handlowej, poprzez
utrzymanie w ciągłej sprzedaży ciepłego chrupkiego pieczywa. Metodę rozwinięto we Francji, wprowadzając
wstrzymanie procesu fermentacji ciasta na różnych etapach jego prowadzenia (Ambroziak, 1995).W Polsce metoda odroczonego wypieku była wdrażana latach 90 XX wieku. Stosowana jest z powodzeniem do pieczywa pszennego
- na drożdżach. Wykorzystywana jest jako metoda, która
umożliwia przeniesienia wypieku pieczywa do miejsca
sprzedaży detalicznej i poprzez to oferowanie kupna świeżego i gorącego „prosto z pieca” przez cały dzień.
odroczonego wypieku praktyka przemysłowa wyprzeda
badania i analizę procesu oraz nie ma wypracowanych
standardów procesów technologicznych.
po
bra
Przemysł wytwórczy maszyn aktywnie zareagował na potrzeby nowej technologii. Oferowane jest specjalistyczne
wyposażenie w postaci komór zamrażalniczych, komory
zamrażalniczo-garownicze, małogabarytowe piece dla
sklepów, zintegrowane komory i piece wypiekowe (Postolski, 2003). Liczne są teksty informacyjne o technologii połączone z reklamami ofertowymi urządzeń w czasopismach
Przegląd Piekarski i Cukierniczy; BAKE&SWEET. Nieliczne
są natomiast publikacje naukowe prezentujące wyniki badań z obszaru problemów technologii odroczonego wypieku. W Polsce badania, głównie w zakresie oceny jakości
pieczywa z technologii odroczonego wypieku, prowadzono
na SGGW w Warszawie (Ambroziak i in., 2001; Sobczyk,
2006; Sobczyk, 2009). Przy tym okazuje się, że już samo
wymrażanie mąki ma wpływ na jakość pieczywa (Diakun
i Komorowska, 2005). Ogólnie można uznać, że w zakresie
10
Rys. 1. Temperatura faz odroczonego wypieku: etapy: E1 – zamrażanie,
E2 – przechowywanie, E3 – rozmrażanie, E4 – podgrzewanie, E5 – wznowienie fermentacji, E6 – wypiek
Fig. 1. Deferred baking temperature phases: steps: E1 – freezing, E2 – storing,
E3 – thawing, E4 – heating, E5 – resumption of fermentation, E6 – baking
Inżynieria Przetwórstwa Spożywczego 2/4–2015(14)
Jarosław DIAKUN, Adam KOPEĆ, Katarzyna SZCZEPAŃSKA
Materiał i metoda
Rys. 2. Kęsy ciasta ułożone na tacy w komorze szokowego wymrażania
Fig. 2. The dough pieces arranged on a tray in the chamber of shock freezing
Wyniki
Na wykresach rysunku 3 przedstawiono przebieg zmian
temperatury w procesie zamrażania kęsów ciasta.
ww
w.
ips
Temperatura [°C]; Temperature [°C]
Temperatura [°C]; Temperature [°C]
Badania prowadzono na kęsach ciasta z mąki pszennej typ
750, o masie 300 g. Wymrażaniu poddawano kęsy po uformowaniu (surowe) oraz wariantowo po fermentacji przez
30 minut w komorze rozrostowej laboratoryjnego pieca
wypiekowego i wstępnym zapiekaniu przez 8 min, w komorze wypiekowej o temperaturze 225°C (zapieczone).Wymrażanie prowadzono w komorze szokowego wymrażania typ TECHNODOM model AT05ISO w dwóch wariantach, z intensywną cyrkulacją powietrza i w warunkach
konwekcji naturalnej. Temperaturę komory ustawiono na 30°C. W kęsach ciasta umieszczonych na tacy komory wymrażania (Rys. 2)(po wstępnym rozroście lub po wstępnym zapiekaniu) w centrum oraz na powierzchni montowane były termopary (typ WK-K). Termopary poprzez płytę
kompensacji temperatury PCLD-8710 współpracowały
Czas [s]; Time [s]
Temperatura [°C]; Temperature [°C]
Czas [s]; Time [s]
Czas [s]; Time [s]
po
bra
no
z
Czas [s]; Time [s]
Temperatura [°C]; Temperature [°C]
.pl
.w
m.
tu.
ko
sza
Celem badań jest poznanie przebiegu temperatury w kęsie
ciasta, na powierzchni i centrum, w procesie jego wymrażania. Pomiary przeprowadzono dla kęsów ciasta surowego
po wstępnym rozroście w komorze fermentacyjnej oraz
kęsów ciasta wstępnie zapieczonego. Badania przeprowadzono w warunkach intensywnej cyrkulacji powietrza
w komorze szokowego schładzania oraz w warunkach konwekcji naturalnej (wymrożona komora i następnie wyłączany wentylator).
z kartą pomiarową typ PCI1710 zainstalowaną w komputerze PC. Wyniki zbierane i zapisywane były w systemie
komputerowym z wykorzystaniem programu LabVIEW i za
pośrednictwem tego programu wykonywane były wykresy
przebiegu temperatury. Skanowanie pomiarowe odbywało
się z częstotliwością 1 sekundy
lin
Cel badań
Rys. 3. Wykresy zmian temperatury w trakcie zamrażania w kęsie ciasta: P – na powierzchni, C – w centrum: a, b) ciasto surowe; c, d) ciasto zapieczone;
wymrażanie w warunkach: a, c) konwekcji naturalnej; b, d) intensywnej cyrkulacji; K – temperatura w komorze
Fig. 3. Plots of temperature changes during the freezing in the dough pieces: P – on the surface C – in the center: a, b ) the dough; c, d) cake baked; freezing
under a, c) natural convection; b , d) an intense circulation; K - the temperature in the chamber
Inżynieria Przetwórstwa Spożywczego 2/4–2015(14)
Diakun, J., Kopeć, A., Szczepańska, K. (2015). Uwarunkowania wymrażania ciasta w technologii odroczonego wypieku. Inżynieria Przetwórstwa Spożywczego, 2/4(14), 10-12.
11
ARTYKUŁ RECENZOWANY
Tabela 1. t – Czas uzyskania określonej temperatury, P – na powierzchni,
C – w centrum, S – kęsa ciasta surowego, Z – zapieczonego, k – zamrażanego
w warunkach konwekcji naturalnej, w – z intensywną w wymuszona cyrkulacją
Table 1. t – Time of obtain a certain temperature, P – on the surface,
C – in the center, S – dough piece raw, Z – baked, k – then frozen in natural
convection conditions, w – with intensive forced circulation
T [°C] →
Miejsce
→
0
- 10
P
C
P
C
k
700 (17)
2700 (45)
1800 (30)
5500 (92)
w
200 (3)
1800 (30)
1200 (40)
3800 (63)
k
3000 (50)
5400 (90)
6600 (110)
10000 (167)
w
1500 (25)
2200 (37)
4300 (72)
5700 (95)
S
lin
.pl
W ramach badań wyznaczono czas osiągnięcia w zamrażanym kęsie ciasta charakterystycznych temperatur wychłodzenia i wymrożenia na powierzchni i w centrum. Badania
przeprowadzono dla kęsów ciasta 300 g stosowanych
w wypiekach laboratoryjnych. Jaki będzie potrzebny czas
dla kęsów o wielkości i postaci stosowanych przemysłowo?
Oczywistym jest, że dłuższego czasu wymaga wymrażanie
ciasta zapieczonego oraz, że intensywna cyrkulacja powietrza, czyli stosowanie komory szokowego wymrażania
skraca czas wychładzania i zamrażania kęsów pieczywa.
Jednak metoda ta jest droższa. Czy dla osiągnięcia efektu
wstrzymania procesu fermentacji ciasta konieczne jest
droższe szokowe wymrażanie? Pytaniem jest również, jakie
przyjąć kryterium czasu schładzania i wymrażania oraz czy
konieczne jest osiągnięcie w centrum możliwie szybko
pełnego wymrożenia?
Czas osiągnięcia określonej temperatury podczas wychładzania i wymrażania jest znacząco zróżnicowany w zależności od miejsca pomiaru (powierzchnia – centrum), warunków wymrażania (intensywność cyrkulacji powietrza
w komorze zamrażalniczej) i postaci kęsów ciasta (surowe
– zapieczone).
Celowe jest dalsze prowadzenie badań celem wyznaczenia
efektywnych technologiczne czasów wymrażania cista na
potrzeby technologii odroczonego wypieku, w tym badań
uwzględniających zachowanie się mikroflory procesu fermentacji ciasta.
ips
Z
Wnioski
.w
m.
tu.
ko
sza
Z charakteru przebiegu zmian temperatury wyróżnić można zamrażalniczą przemianę krioskopową w zakresie
(-4)°C ÷ (-9)°C. Widoczna jest ona zwłaszcza dla przebiegu
temperatury w centrum. Czujnik umieszczony na powierzchni, szczególnie przy intensywnej cyrkulacji powietrza, nie rejestruje wyraźnie tego zakresu, gdyż w dużym
stopniu poddawany jest on oddziaływaniu zewnętrznej
temperatury powietrza. Jako charakterystyczne, można
wyróżnić temperaturę 0°C (wychłodzenie i początek zamrażania) oraz (-10)°C. Uznaje się, że całkowite wymrożenie kęsa ciasta następuje po osiągnięciu temperatury
(-10)°C , czyli poniżej temperatury krioskopowej. Czas, dla
którego osiągnięto te wartości temperatury zestawiono
w tabeli 1.
Bibliografia
po
bra
no
z
ww
w.
Wychłodzenie powierzchni ciasta surowego nastąpiło już
po kilku minutach przy intensywnej cyrkulacji powietrza
i wymagało kilkunastu minut dla konwekcji swobodnej.
Schładzanie powierzchni zapieczonego kęsa trwało znacznie dłużej, nawet około godziny przy konwekcji swobodnej.
Najkrótszy czas osiągnięcia temperatury całkowitego wymrożenia (-10°C) w centrum wyniósł około godziny, dla
kęsa ciasta surowego, intensywnie zamrażanego. Przy zamrażaniu z konwekcją naturalną zamrażanie do tego poziomu trwało około pół godziny dłużej. Wymrażanie kęsa
zapieczonego trwało dłużej, odpowiednio około półtora
godziny przy intensywnym zamrażaniu i prawie trzy godziny w warunkach konwekcji swobodnej. Czas wymrożenia w centrum kęsa ciasta, w porównaniu do powierzchni
trwa dłużej o około gadzinę przy warunku konwekcji naturalnej i pół godziny przy intensywnym zamrażaniu. Dla
badanej wielkości kęsa ciasta, gdy na powierzchni jest już
temperatura (-10)°C, to w porównywalnym czasie w centrum jest temperatura dopiero ok. 0°C.
12
Ambroziak, Z. (1995). Odroczony wypiek pieczywa. Przegląd Piekarski i Cukierniczy, 2(43), 2 – 7.
Ambroziak, Z., Nering, A., Piesiewicz, H., Staszewska, E.,
Janik, M., Wasiluk, M. (2001). Optymalizacja procesu odroczonego wypieku pieczywa żytniego i mieszanego.
Przegląd Piekarski i Cukierniczy, 1(49), 2 – 6.
Diakun, J., Komorowska, M. (2005). Wpływ wymrożenia
mąki na jej właściwości wypiekowe. Ekologia i Technika,
XIII(5), 170 – 172.
Gazda, W. (2010). Techniki kriogenicznego chłodzenia.
Przemysł Spożywczy, 64(9), 26 – 30.
Postolski, J. (2003). Nowoczesne technologie zamrażania
pieczywa i wyrobów cukierniczych. Technika Chłodnicza
i Klimatyzacyjna, 3, 47 – 53.
Sobczyk, M. (2006). Wpływ mrożenia międzyproduktów
piekarskich na jakość gotowego wyrobu. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2(47), 314 – 324.
Sobczyk, M. (2009). Ocena jakości pieczywa pszennego
otrzymanego metodą odroczonego wypieku. Postępy
Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 1, 37 – 39.
Diakun Jarosław
Politechnika Koszalińska
Katedra Procesów i Urządzeń Przemysłu Spożywczego
ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin
e-mail: [email protected]
Inżynieria Przetwórstwa Spożywczego 2/4–2015(14)