Изменение температуры тестовой заготовки в процессе выпечки

Изменение температуры различных слоев ВТЗ в процессе выпечки вызывает и обусловливает протекание в этих слоях ВТЗ тех процессов, которые приводят к образованию из куска теста готового хлеба. Именно поэтому изучение изменения температуры разных слоев ВТЗ издавна привлекало внимание исследователей и нашло отражение во многих работах.

Исходя из данных экспериментальных работ последних лет, их анализа и принятых нами представлений о механизме процесса выпеч-

ки, мы представили в виде гра­фика (рис. 29) изменения в процессе выпечки температу­ры отдельных слоев ВТЗ.

На этом графике, состав­ленном для иллюстрации вы­печки при постоянной темпе­ратуре (250 °С) в пеувлажнен-ной пекарной камере, на оси абсцисс отложено время вы­печки (т₀ — значение времени в момент начала выпечки; т_гот — значение времени в момент го­товности хлеба). На оси орди­нат отложены значения темпе­ратуры (в °С) отдельных слоев ВТЗ в процессе ее выпечки.

х выпечки

Рис. 29. Примерный график изменения в процессе выпечки температуры отдельных слоев ВТЗ' кривые температуры' 1 — поверхности ВТЗ, 2, 3 и 4 — слоев ВТЗ, при тгот отделенных от ее по­верхности на 1, 2 и 3 четверти толщины корки; 5 — слоя, при тгот пограничного между коркой и мяки­шем; 6, 7 и 8 — слоев ВТЗ, при т,ог расположенных на 1, 2 и 3 четверти расстояния от корки до центра мякиша; 9 - точки, при тгот, расположенной в цент­ре мякиша

Характер кривых этого графика наглядно свидетельст­вует о том, что температурное поле ВТЗ в процессе выпечки непрерывно меняется, что яв­ляется признаком нестационарного режима процесса про­грева.

Рассмотрение температур­ных кривых отдельных слоев ВТЗ в процессе выпечки при­водит к следующим выводам.

1. К концу выпечки температура любого слоя ВТЗ, превращенного
в мякиш (кривые 6, 7,8, 9), до окончания выпечки не превышает 100 °С,
приближаясь к этому значению в центральной части ВТЗ лишь к само­
му концу выпечки.

2. Температура поверхности ВТЗ (кривая 1) очень быстро до­
стигает 100 °С и, не задерживаясь па этом уровне, продолжает возрас­
тать и на примерном графике к концу выпечки достигает -180 °С.

Для температурных кривых поверхностных слоев ВТЗ (кривые 2,3 и 4), в процессе выпечки превращающихся в корку, характерным явля­ется прогрев до уровня 100 °С, некоторая задержка па этом уровне и по­сле нее дальнейшее повышение температуры.

Под полем какой-либо физической величины понимают совокупность мгновенных численных значений этой физической величины во всех точках изучаемого пространства.

Чем ближе слой ВТЗ к ее поверхности, тем короче задержка на уровне 100 °С и тем относительно выше конечная температура слоя в момент τ_гот.

3. Температура слоя ВТЗ, расположенного на границе корки
и мякиша, достигает 100 °С и остается на этом уровне до конца процесса
выпечки.

4. Разность между температурой внешних и внутренних слоев
корки в процессе выпечки возрастает, достигая наибольшего значения
к концу выпечки.

5. Разность между температурой внешних (прилегающих
к корке) и центральных слоев ВТЗ возрастает в первой части процесса
выпечки, достигает наибольшего значения примерно к середине про­цесса выпечки и затем резко снижается, доходя к концу выпечки почти
до нуля.

Характер изменения температурного поля ВТЗ в процессе выпеч­ки и в первую очередь тот факт, что температура мякиша не превышает 100°С, в то время как температура корки выше 100°С, не могут быть объяснены без увязки процесса прогрева с процессом перемещения и испарения влаги из ВТЗ, с процессом образования корки.

Рассматривая принятый нами при составлении графика простей­ший случай выпечки хлеба в неувлажнешюй атмосфере пекарной каме­ры (при постоянной температуре), мы можем представить себе процесс образования корки следующим образом.

В неувлажнешюй атмосфере пекарной камеры, температура кото­рой 250 °С, поверхностный слой ВТЗ начинает интенсивно прогревать­ся, быстро теряя влагу. По истечении 1 -2 мин поверхностный слой тес­та теряет почти всю влагу и достигает равновесной влажности, которая зависит от относительной влажности и температуры среды пекарной камеры.

Достижение поверхностным слоем ВТЗ равновесной влажности и, следовательно, прекращение испарения влаги в этом слое позволяют ему быстро прогреваться выше 100 °С, не задерживаясь на этой темпе­ратуре, что и видно на графике (кривая 1).

Ввиду сравнительно низкой влагопроводности теста и большой разности температур поверхностных и расположенных ближе к центру слоев выпекаемого теста, обусловливающей явление термовлагоиро-водпости (перемещение влаги в центральную часть ВТЗ), подвод влаги к ее поверхности отстает от интенсивности обезвоживания поверхност­ного слоя, и поверхность (точнее зона) испарения начинает постепенно углубляться внутрь хлеба. Превращение воды в пар в этой зоне (в слое между уже образовавшейся обезвоженной корочкой и глубже располо-

 

женными слоями теста, позднее мякиша) происходит при 100 °С (при нормальном давлении).

Пары воды, образующиеся в зоне испарения, в основном проходят через поры (скважины) обезвоженной корочки в пекарную камеру, оставаясь в состоянии паров, а частично, как будет показано ниже, устремляются в поры и скважины слоев теста (позднее мякиша), при­мыкающих к корке.

Пористая структура теста (позднее мякиша хлеба), примыкающего к уже обезвоженной корочке, является причиной того, что в выпекае­мом хлебе имеет место не поверхность испарения, не «зеркало испаре­ния», как при испарении с поверхности воды, а зона испарения, распро­страняющаяся в слой теста (мякиша) определенной толщины (порядка 1-3 мм¹), непосредственно граничащий с коркой.

Зона испарения, в пределах которой температура равна примерно 100 °С, по мере прогрева ВТЗ постепенно углубляется. Внешние слои теста этой зоны испарения будут обезвоживаться и достигать величины равновесной влажности, т. е. переходить в корку. С внутренней же сто­роны, обращенной к центру хлеба, толщина зоны испарения будет уве­личиваться в результате распространения испарения на ближайшие прилегающие к ней соли мякиша.

Таким образом, влага в хлебе испаряется при температуре около 100 °С только в зоне испарения, расположенной между коркой и мяки­шем; корка представляет собой практически обезвоженный внешний слой хлеба, через который влага из центральных слоев хлеба проходит в виде пара.

Из такого представления о механизме испарения влаги и образова­ния корки при выпечке вытекает, что температура мякиша, окруженно­го зоной испарения, не может превысить 100 °С, как бы долго ни длился процесс выпечки.

Температура внутренней поверхности корки, примыкающей к зоне
испарения, естественно, также будет равна 100 °С. Температура же
внешней поверхности корки может быть намного выше и будет зависеть от температуры пекарной камеры и толщины корки. Чем толще корка и чем выше температура пекарной камеры, тем выше будет температура поверхности корки. I

Однако температура поверхности корки значительно ниже температуры пекарной камеры, так как часть тепла, воспринимаемого коркой извне, расходуется на перегревание паров воды, проходящих из зоны! испарения через норы корки в пекарную камеру. На графике (см.1 рис. 29) конечная температура поверхности корки принята равной

¹Толщина слоя, являющегося в выпекаемом хлебе зоной испарения, в основном определястся размерами пор и скважистостью структуры мякиша

°С, однако в отдельных случаях (при очень высокой температуре в камере и очень толстой корке) она может доходить до 200 °С.

Естественно, что промежуточные слои корки имеют соответствен­но промежуточные значения температуры, а среднюю температуру кор­ки (г_кср) для технических расчетов можно принять равной (в °С)

где Ь_{п к} — температура поверхности корки, X.

Задержка температурных кривых тех слоев ВТЗ, из которых обра­зуется корка, на уровне 100 °С может быть объяснена тем, что эти слои до превращения в корку известное время являются зоной испарения.

Обезвоживание поверхностных слоев ВТЗ идет так быстро, что кривая 1 температуры поверхности хлеба вообще не задерживается на уровне 100 °С, а кривая 2 слоя, расположенного ближе к поверхности, еле заметно приостанавливается. Чем дальше слой от поверхности кор­ки, тем более заметна и длительна приостановка кривой температуры на уровне 100 °С. Кривая 5 характеризует изменение температуры слоя, который перед концом выпечки вошел в зону испарения и остался в пей до самого конца выпечки, сохранив поэтому до конца выпечки темпера­туру 100 "С.

Имеющиеся экспериментальные данные по изменению температу­ры в отдельных слоях и точках выпекаемого хлеба позволяют говорить о том, что в ВТЗ в процессе выпечки точки, имеющие одинаковую тем­пературу, расположены ио изотермическим поверхностям (практиче­ски по изотермическим слоям) параллельно поверхности хлеба с неко­торым смещением изотерм в сторону нижней корки.