張金■
(金華職業技術學院 機電工程學院,浙江 金華 321017)
目前,食品烤爐的種類非常多,按加熱源分有遠紅外輻射、特制電烤板、燃煤、燃氣、紅外輻射等,浙江省優質農產品金華酥餅主要采用傳統炭爐生產,但炭爐大量消耗炭用原生硬雜木,并產生大量污染性煙塵,既不環保,又影響市場的拓展。
生態環保型烤爐針對現有技術的不足,采用燃氣與電混合加熱模式,操作簡便。該烤爐設計有智能控制器、爐膛、燃氣入口、電磁閥等。爐膛內設燃氣燃燒器和電加熱器,由智能控制器控制,智能控制器的操作面板上設有環境溫濕度開關、餅坯溫濕度開關、發酵劑類型選擇開關、加工模式開關,還設置有爐膛面火控制開關與爐膛底火控制開關。將影響油酥食品烤制質量的環境溫濕度、餅坯溫濕度、發酵劑類型以及相應的工藝經驗參數固化到智能控制器中[1],用戶只需在操作面板上輸入環境溫濕度、餅坯溫濕度、發酵劑類型,烤爐智能化地選定加工模式并加以顯示,或直接選擇加工模式,即可進行油酥食品的烤制,保證油酥食品的傳統風味,生產環保、效率高。
為確保生態環保型烤爐的設計要求,進行了設備電氣性能運行試驗,金華酥餅生產試驗,及有關技術參數檢測。
冷爐起動,調用每種內置加熱工藝模式完成2個循環;用手工輸入一種加熱工藝模式,完成2個循環工作。設定溫度以理論值為準,各段溫度升溫啟動值 (開始加熱溫度)和升溫停止值 (熄火溫度)以該段內記錄到的各次數值的極值作為試驗數據。烤爐設定的保溫溫度為160℃,循環之間和加熱模式切換之間的等待時間為3 min。
冷爐起動,調用一種內置加熱工藝模式完成3個循環;用手工編輯一種加熱工藝模式,完成3個循環。分別記錄各階段 (組織膨脹段、表面著色段)轉折點的累積時間及相應的溫度值,同時記錄每隔2 min的溫度值。
隨機抽取一種加熱工藝模式,以第1爐選定位置生產的酥餅作比對樣本,以后連續5爐同一位置生產的酥餅作為檢測試樣,按五級制 (更差、稍差、相同、稍好、更好)比較色澤、香氣、酥脆程度。
為驗證電氣安全性能、燃氣泄露報警及燃氣通道自動截斷性能,進行安全性能試驗。
加工試驗分3個階段進行,第1階段在傳統炭爐中進行,主要測定酥餅生產過程的溫度、時間參數,如餅坯的溫濕度、環境溫濕度、加熱時間、溫升曲線和濕度變化曲線等,以掌握烤制過程的基本數據。第2階段在一般燃氣烤爐中進行,主要驗證、分析在傳統工藝基本上制定的加熱工藝的合理性,環境條件 (季節、溫度、濕度)對酥餅生產質量的影響等。第3階段在生態環保型烤爐中進行,驗證其性能是否達到設計指標,以及生態環保型烤爐酥餅生產質量的穩定性。
材料。酥餅加工試驗材料由金華蘇香酥餅店提供,餅胚主料包括上白面粉、霉干菜、三花肉、豬板油等,以黑白芝麻、飴糖、鹽、發酵粉、色拉油等為輔料。每階段準備量程300℃ 溫度計1只,濕度計1只,計時鐘表1只。每爐用酥餅胚90只。第1階段用傳統炭爐1臺,第2階段用燃氣烤爐1臺,第3階段用生態環保型烤爐樣機1臺。
試驗方法。第1階段試驗采用實測法[2],將傳統炭爐劃分為5個等高截面,測量6個時間段 (餅坯入爐前、餅坯全部貼好、餅坯開始膨脹、餅坯開始滲油、表皮色澤達到要求)的爐膛中心位置、接近爐壁位置的溫度,同時記錄不同季節各時間段的累計時間。第2階段試驗以爐膛面火溫度、爐膛底火溫度作為檢測對象,按設定溫度操作,記錄各溫度轉折點的時間,抽取有代表性的位置烤制的酥餅作為檢測試樣,就成品的色澤、香氣和酥脆程度,與給定的比對標準樣相比,給出五級制評價。第3階段與第2階段的檢測和記錄內容相同,比較的標準樣為采用相同方法在普通燃氣烤爐上生產的位置相同的檢測試樣,給出五級制評價。
從表1看出,同一加熱模式內停止升溫溫度與設定溫度的最大差值為+4℃ 和-2℃。組織膨脹段的溫度與設定溫度的最大差值為+4℃,表面著色段的溫度與設定溫度的最大差值為+4℃和-2℃,散布情況如圖1。各點溫度雖呈現無規則狀態,但均控制在5℃ 范圍內,達到烤爐控制要求。

表1 設備空運轉溫度控制的靈敏度

圖1 各階段實際極值溫度與設定溫度的溫差值
圖2顯示,負荷運行的溫度變化平穩,各轉折點的溫度基本達到設定范圍,符合設計要求。

圖2 負荷運行的溫度變化
從表2數據可以看出,生態環保型烤爐的生產穩定性比較好。
經試驗,電氣性能符合國家標準要求和家電強制性認證標準。燃氣泄露報警及時,燃氣通道自動截斷性能完好。
酥餅生產傳統炭爐烤制過程的參數結果見表3。第2階段試驗檢測結果與表2基本相同。第3階段試驗測試結果與第2階段類似。
試驗結果表明,組織膨脹段烤制時間主要對酥餅的形態產生影響,而對酥餅的風味影響不大,9 min左右能烤制出與傳統炭爐烤制風味相當的酥餅;而溫度對酥餅的風味影響大,當面火或底火溫膨脹段底火溫度過高導致內部肥膘肉油脂無法液化,咸干菜不能軟化,成品香氣不足。表面著色段著色時間對風味影響也較小,15 min著色都達到比較滿意的表面色澤,而溫度過高將出現色澤偏黑,少數部位還會出現焦化。季節對產品生產速度影響較大,夏季平均19 min就可生產出風味與傳統炭爐基本相當的產品;而冬季達到同等水平則需要30 min以上。總的烤制時間中組織膨脹段所用時間全年基本相同,表面著色段時間差別比較大[3]。

表2 各爐酥餅的風味比較

表3 傳統炭爐烤制過程的參數
在深入分析傳統炭爐結構、溫度分布對酥餅風味影響的基礎上,找到了保證酥餅酥、香、脆風味的關鍵要素,經過反復試驗和產品試制,得出如下結論:1)采用合適的新型加熱方法和加熱過程參數是可以生產出與傳統炭爐生產的風味相同的產品,可以解決傳統風味食品潔凈化生產的問題;2)智能化控制器是保證生態環保型烤爐生產穩定性的關鍵,是實現全自動生產的重要保證;3)保證傳統風味的關鍵是恰到好處的熱量供給和時間保證,而不是木炭中所含的成分,可以破除香氣與木材之間存在某種關系的傳統想法,從而為更多的經營戶采用生態環保型烤爐奠定基礎;4)發酵劑、輔料對金華酥餅風味的影響還有待于進一步研究。
[1]趙馳遠,楊景發.食品烤爐設計中應考慮的問題 [J].紅外技術,1989(1):18-21.
[2]蘇均和.試驗設計 [M].上海:財經大學出版社,2005-2008.
[3]張金■,孫慧平.采用新型烤爐生產金華酥餅的工藝研究[J].金華職業技術學院學報,2005(2):2-3.