Przegląd Piekarski i Cukierniczy kwiecień 2016

Schładzanie w produkcji pieczywa
Pieczywo można schładzać, w zależności od temBranża spożywcza przeżywa coraz szybsze zmiany. Drastyczne zamknięcie rynków wschodnich zmusza do przejścia peratury, na dwa sposoby:
praktycznie tylko i wyłącznie na rynek wewnętrzny i rynki za przepływem powietrza (wymuszonym lub nachodnie. To wymusza zmiany. Zmiany i adaptację albo śmierć. turalnym),
Mimo iż jeszcze relatywnie niewiele pieczywa eksportuje się
urządzeniem chłodniczym (najczęściej spręz Polski to na zasadzie naczyń połączonych zmiany odczuwa żarkowym).
także i branża piekarska. Po tym pozornie pesymistycznym
Poniżej przedstawiono schematycznie typowy,
wstępie można by przypuszczać, że autor niniejszego artyku- spotykany w znacznej większości przypadków, układ
łu widzi lub wróży kryzys. Na szczęście jest odwrotnie. Zapo- chłodniczy.
trzebowanie na dobre pieczywo z Polski
nieustannie rośnie. Zmianom, a raczej
adaptacjom ulega także technologia.
Jeszcze do niedawna niepopularne słowo
„oszczędność” nabiera bardziej charakteru optymalizacji produkcji. Optymalizacja jest obecna na każdym etapie od
pozyskania składników aż po talerz końcowego odbiorcy produktu. Należy produkować wydajniej, nie tracąc na jakości
lub nawet ją zwiększać.
Powyższy wstęp jak i większa część
artykułu dotyczy produkcji wielkoskalowej. Wypiek tradycyjny, dający stale
bardzo wysokiej jakości produkt, ale
w mniejszych ilościach, jest niejako n Rys. 1. Obieg chłodniczy.
osobnym, ale jednocześnie bardzo wartościowym rynkiem.
Aby Państwa produkt, czyli chleb był najwyżPoniżej przedstawiono schematycznie główne etapy produk- szej jakości oraz w odpowiedniej cenie ważne jest,
cji chleba. Niniejszy artykuł będzie opowiadał o niewielkim aby każdy element z powyższego schematu był wyelemencie całego procesu: schładzaniu (zaznaczone na zielono), sokiej klasy oraz odpowiednio pracował z resztą
które w procesie produkcji może pojawiać się kilkakrotnie.
układu. Każdy z etapów oznaczonych na schemacie
1 może, ale nie musi występować
w procesie produkcji.
Kompletowanie składników
Pomysł na schładzanie pieczywa przed garowaniem, czyli
opóźniony rozrost jest w Polsce
Mieszanie
relatywnie nowy. Schładzanie odbywa się w komorze o budowie
podobnej do komory szokowej,
Formowanie kęsów,
czyli z wymuszonym przepływem
pakowanie do foremek
powietrza, nakierowanym w taki
sposób, aby przepływało ono równomiernie przez wózki z ciastem.
Schładzanie / garowanie
Dochładzanie / mrożenie
Jak napisano wcześniej, każdy
proces we współczesnej piekarni
należy usprawniać, sprawiać, że
Pakowanie / Transport
Pieczenie
jest bardziej wydajny i oszczędny.
W przypadku instalacji chłodniczej oszczędność można realizoSchładzanie / mrożenie
wać na dwa sposoby:
usprawnienie działania instalacji chłodniczej tak aby zużyPakowanie / Transport
wała jak najmniej energii,
odzysk ciepła w skraplaczu
(patrz rysunek 1).
n Tab. 1. Technologia produkcji pieczywa.
•
•
•
•
70
Przegląd Piekarski i Cukierniczy kwiecień 2016
Metod tych nie można zastosować w pełnym
wymiarze. A co równie ważne nie każda z nich,
nawet jeśli skuteczna technologicznie, będzie opłacalna finansowo. Aby zdecydować, którą z powyższych metod zastosować należy najpierw rozważyć
potencjalne zapotrzebowanie na energię w skali
całego zakładu.
W piekarni zużywa się energię w postaci energii elektrycznej, gazu i ciepła. Energia odpadowa
z instalacji chłodniczej występuje tylko w postaci ciepła. Energię cieplną odzyskuje się dziś także
z pieców. Są to bardzo duże ilości i to w temperaturach bardzo przydatnych dla przemysłu. Wodę
można ogrzać z łatwością do 90°C.
W doborze czynnika musi pomóc wykwalifikowany projektant. Jako perspektywiczne uważa się czynniki naturalne.
Szczególnie, że niektóre z nich mają bardzo wysoką sprawność (taką jak dawno wycofany R22).
Wymagana najniższa temperatura podczas opóźniania
rozrostu to zazwyczaj – 20°C. Najwyższa obliczeniowa temperatura otoczenia, do którego oddajemy ciepło to około
30-35°C. Różnicę temperatur przestawiono schematycznie
poniżej.
Różnica temp.
pozwalająca
przekazać ciepło
do otoczenia w
skraplaczu +10°C
Jaka jest energia
odzyskana z chłodnictwa?
20% ciepła odzyskanego z układu chłodniczego pozwala ogrzać wodę do 65°C, pozostałe
80% – do 30°C. To niestety oznacza, że na tle
ciepła odzyskanego z pieców jest jego bardzo
mało i jest w temperaturach mało przydatnych
do wykorzystania (ewentualnie cwu lub ogrzewanie budynku).
Wnioskować więc można, że na dzień dzisiejszy w większości instalacji chłodniczych
w celu optymalizacji kosztów bardziej opłaca się
zmniejszać ilość energii elektrycznej pobieranej
niż starać się odzyskać to co już włożono. Do
powyższych rozważań założono czas zwrotu inwestycji w oszczędność energii poniżej 4 lat oraz
wielkość instalacji chłodniczej ograniczoną do
garowania – bez dużych chłodni o mocach powyżej 100 kW.
Podstawowym pytaniem na jakie należy odpowiedzieć jest to jaki czynnik chłodniczy należy zastosować.
Różnica temp.
pozwalająca
odebrać ciepło
w chłodnicy -8°C
R404A, R134A, R410 i inne
• brak kosztów
środowiskowych
• możliwość
korzystania
• ograniczenia
temperatur pracy
• technologia
nowa
czynników
do szerokiego
do 2020 r.
zakresu
minimum 20 lat
temperatur
warunków pracy
niektórych
dobrania czynnika
w czasie
• przy zachowaniu
Wady
• łatwa dostępność • wycofanie
• możliwość
C
Im różnica temperatur (A+B+C) jest mniejsza tym mniej
energii elektrycznej będzie zużywać instalacja chłodnicza. To
oznacza często konieczność większej inwestycji w chłodnicę
powietrza (A) oraz skraplacz (B). Zwraca się ona zazwyczaj
w okresie znacznie poniżej 4 lat. To znaczy dopłata z tytułu
bardziej wydajnego urządzenia kompensuje się w zmniejszonym zużyciu energii.
CO2, propan i inne
Zalety
temp. wewnątrz
komory -20°C
n Rys. 2. Temperatury w układzie chłodniczym.
Syntetyczny
Wady
temp.
otoczenia +35°C
B
Naturalny
Zalety
A
• czasem
ograniczona
sprawność
• czasem
wysoka
skomplikowanie
sprawność
serwisowanie
Poniżej przedstawiono różnicę w zużyciu energii
Moc chłodnicza: 10 kW
Czynnik chłodniczy: R404A
Ta: +45°C (temp. zewnętrzna +30°C)
Tc: – 32°C (temp. w komorze – 20°C)
Roczne zużycie energii elektrycznej:
8,11 kW × 10h/dobę × 300 dni
= 24 330 kWh/rok
Moc chłodnicza: 10 kW
Czynnik chłodniczy: R404A
Ta: +37°C (temp. zewnętrzna +30°C)
Tc: – 26°C (temp. w komorze – 20°C)
Roczne zużycie energii elektrycznej:
5,55 kW × 10h/dobę × 300 dni
= 16 650 kWh/rok
Przegląd Piekarski i Cukierniczy kwiecień 2016
71
Moc chłodnicza: 10 kW
Czynnik chłodniczy: R290 (propan)
Ta: +37°C (temp. zewnętrzna +30°C)
Roczne zużycie energii elektrycznej: 4,25 kW × 10 h/dobę
× 300 dni = 12 750 kWh/rok
Różnica: 11 580 kWh x 0,35pln/kWh = 4 053 pln/rok,
my go najprostszym.
Przy urządzeniach większych proporcje pozostają te
same.
Zaletą takiego „przewymiarowania” wymienników jest
szczególnie wysokich temperatur zewnętrznych, zapylenia
lub innych podobnych urządzenie nadal będzie pracowało
poprawnie. Kolejna zaleta to mniejsza ususzka przechowywanego produktu.
Inną metodą na zmniejszenie zużycia energii jest odpowiednie dobranie mocy sprężarki do mocy wymaganej przez
urządzenie chłodnicze. Standardowo sprężarki produkowadopasowanych do unikalnego zapotrzebowania procesu
technologicznego klienta. Rozwiązaniem jest zastosowanie
falownika, który płynnie steruje wydajnością sprężarki dopasowując ją precyzyjnie do chwilowego zapotrzebowania.
To daje ostatecznie mniejsze zużycie energii i, co nie mniej
objętości komory, ale także nawiewanego powietrza.
Inne istotne nie tylko dla jakości chłodzonego towaru ale także dla zużycia energii czynniki, na które mamy
72
Przegląd Piekarski i Cukierniczy kwiecień 2016
wpływ to: przepływ powietrza przez towar, kształt
kanałów nawiewnych, czas otwarcia drzwi, lokalizacja komory chłodniczej, dobranie elementów
automatyki instalacji chłodniczej, umiejscowienie
agregatu chłodniczego.
Czynnikami, na które mamy ograniczony
gotność chłodzonego towaru.
Powyżej wymienione rozwiązania to tylko dwa
ży piekarskiej (mniej cukierniczej) przypominają
popychają do zwiększenia zaawansowania techwystarcza już, aby właściciel piekarni znał się jedynie na pieczeniu chleba (nawet najlepszego). Powoli
musi wiedzieć także co kryje się wewnątrz urządzeń, których ma na zakładzie coraz więcej. Ma
Mgr inż. Maurycy Szwajkajzer
Właściciel Szwajkajzer Engineering
oraz Enreco