1.7 Особенности применения ЭК-энергоподвода в хлебопечении
Как отмечает Ауэрман Л.Я. [6], ЭК-способ выпечки был разработан во ВНИИХП Шумаевым Ф.Г. в 1936 г. Детально процесс ЭКвыпечки хлеба исследовал Островский Я.Г. в 19531954 гг. [115].
При проведении экспериментов Шумаев Ф.Г. использовал вариант ЭК-выпечки, когда на электродах сохранялось постоянное напряжение, а сила тока менялась в зависимости от электропроводности теста (при другом варианте выпечки в системе поддерживалась постоянная сила тока). В результате экспериментов были выявлены следующие положения:
1. Тесто относится к полидисперсным системам, обладающим ионной проводимостью, обусловленной диссоциацией в водном растворе солей и кислот, находящихся в тесте, на ионы.
2. ЭК-прогрев позволяет получить хлеб с нормальным мякишем, но лишенный корки.
3. Средняя длительность выпечки зависит от электропроводности теста-хлеба, подводимого напряжения и при напряжении 220 В составляет 2,25 мин, а при напряжении 120 В 5,95 мин (масса хлеба 1 кг).
4. Величина дозировок соли (от 0 до 1,5 %) оказывает существенное влияние на электропроводность теста.
5. Увеличение кислотности существенного влияния на электропроводность теста не оказывает, что объясняется незначительной диссоциацией молекул органических кислот в слабых водных растворах.
6. Удельный расход энергии на ЭК-выпечку ржаного хлеба в зависимости от подаваемого напряжения составляет:
0,082 кВт/кг (напряжение 220 В);
0,089 кВт/кг (напряжение 120 В);
0,122 кВт/кг (напряжение 40 В).
Островский Я.Г. [115], оценивая удельный расход электроэнергии на ЭК-выпечку пшеничного хлеба, приводит несколько другие данные:
(0,062+0,002) кВт/кг (напряжение 220 В);
(0,077+0,005) кВт/кг (напряжение 120 В);
(0,115+0,005) кВт/кг (напряжение 60 В).
При этом Островский Я.Г. отмечает, что основное влияние на увеличение удельного расхода энергии при использовании более низкого напряжения оказывает увеличение потерь на теплообмен с окружающей средой. Удельный расход энергии на выпечку в теплоизолированных формах практически не зависит от используемого напряжения и составляет (0,053 +0,005) кВт/кг.
Таким образом, для снижения энергоемкости процесса ЭКвыпечки хлеба целесообразно увеличивать подводимое напряжение или проводить выпечку в теплоизолированных формах.
В ходе экспериментов Шумаевым Ф.Г. были построены зависимости изменения силы тока и температуры теста-хлеба от продолжительности ЭК-выпечки для образцов разной массы (приложение Б).
Анализ полученных результатов показал некоторую взаимосвязь силы тока и температуры теста-хлеба в процессе выпечки. Характер их изменения аналогичен для образцов различного развеса и, как бы растягивается по времени при увеличении массы выпекаемого образца.
Сила тока, а, следовательно, и электропроводность теста, изменяется по сложной закономерности: сначала (до температуры теста-хлеба 60оС) она увеличивается, затем снижается и стабилизируется. После достижения температуры теста-хлеба порядка 70оС сила тока вновь возрастает, а от 92оС до 95оС начинает уменьшаться.
Исследованием особенностей изменения электропроводности теста и его компонентов в процессе ЭК-нагрева занимались также Baker J.C. и Mize М.D. [116118]. Эти авторы изучали изменение напряжения, которое требовалось для поддержания постоянства расхода электроэнергии, подводимой к тесту. Как было установлено, изменение напряжения и изменение электропроводности находятся в обратной зависимости.
Baker J.C. и Mize М.D. исследовали также зависимость напряжения на электродах и температуры от продолжительности ЭК-прогреве теста и его основных компонентов: 3 %-ного раствора соли и отмытых в этом растворе клейковины и крахмала (приложение В). При анализе зависимости напряжения от температуры нагреваемых объектов, отмечаются следующие закономерности: характер изменения напряжения при прогреве всех перечисленных объектов до температуры от 48оС до 50оС идентичен и свидетельствует о повышении их электропроводности; дальнейшее повышение температуры оказывает различное действие на исследуемые среды. Для теста дальнейшее повышение температуры приводит к снижению его электропроводности, прерываемым периодом ее стабилизации в интервале изменения температур от 70оС до 95оС. Островский Я.Г. в своей работе [115] выражает несогласие с последним заключением. Он утверждает, что внимательное рассмотрение указанных зависимостей позволяет отметить новое повышение электропроводности теста в интервале температур от 70 оС до 85оС, и лишь затем ее незначительное снижение и стабилизацию до температуры 98оС. Убеждение Островского Я.Г. в этом, основывается на собственных экспериментальных данных и данных Шумаева Ф.Г., в которых более четко улавливается второй экстремум электропроводности при ЭК-выпечке хлеба.
Второй экстремум электропроводности хлеба при ЭК-выпечке отмечает и Гинзбург А.С. [119], однако объясняет это он так: «подъем силы тока для образцов крупного развеса в интервале от 70оС до 86оС и от 86оС до 96оС является очевидно характерными и возможно объясняются какими-то условиями опыта». Островский Я.Г. не соглашается с этим объяснением, считая его не вполне убедительным.