Chłodzenie wody w piekarni decyduje o powtarzalności ciasta przez cały rok. Latem woda z sieci ma kilkanaście stopni, a mieszarka dodatkowo ogrzewa ciasto podczas wyrabiania. Dlatego temperatura wody do ciasta musi być niższa, niż daje kran. W mniejszych zakładach wystarcza prosty schładzacz wody, natomiast większe stosują chiller dla piekarni ze zbiornikiem zimnej wody.
W tym artykule pokazujemy, jak dobrać układ do wielkości produkcji. Wyjaśniamy też, jak policzyć potrzebną moc i jak zadbać o higienę wody pitnej. Tekst przyda się technologom, kierownikom produkcji oraz właścicielom piekarni.
Spis treści:
Dlaczego temperatura wody do ciasta ma znaczenie
Drożdże i enzymy pracują w wąskim zakresie temperatur. Ciasto pszenne po wyrobieniu powinno mieć zwykle około 24 do 27 °C, zależnie od receptury. Zbyt ciepłe ciasto fermentuje za szybko, klei się i traci strukturę. Z kolei zbyt zimne rośnie wolno i wydłuża cały cykl produkcji.
Mąka i powietrze w hali mają temperaturę, na którą piekarz ma niewielki wpływ. Ponadto intensywne wyrabianie w mieszarce spiralnej podnosi temperaturę ciasta o kilka, a czasem kilkanaście stopni. Jedynym składnikiem, którego temperaturę łatwo ustawić, jest właśnie woda. W efekcie to woda wyrównuje wszystkie wahania.
Latem problem rośnie, bowiem ciepła jest i mąka, i hala, i woda z sieci. Wtedy wiele piekarni dodaje lód. Lód działa, jednak trudno go dozować powtarzalnie, a jego przygotowanie zajmuje czas. Dlatego coraz więcej zakładów wybiera stałe chłodzenie wody w piekarni z automatycznym dozowaniem.
Jak obliczyć potrzebną temperaturę wody
Piekarze stosują prostą regułę. Docelową temperaturę ciasta mnoży się przez liczbę składników uwzględnianych w obliczeniu, zwykle trzy. Następnie od wyniku odejmuje się temperaturę mąki, temperaturę hali oraz przyrost od wyrabiania. Wynik to wymagana temperatura wody do ciasta.
Reguła jest uproszczona, ponieważ nie uwzględnia na przykład zaczynu czy dodatków. Mimo to w praktyce daje dobry punkt wyjścia. Następnie technolog koryguje nastawę na podstawie kilku pierwszych zarobów. Dozownik z elektronicznym sterowaniem zapamiętuje te nastawy dla każdej receptury.
Przykład dla lata. Ciasto ma mieć 26 °C, mąka ma 24 °C, hala 28 °C, a mieszarka dodaje 14 °C. Wtedy obliczenie wygląda tak: 26 × 3 = 78, a 78 minus 24, minus 28, minus 14 daje 12 °C. Przy cieplejszej mące lub dłuższym wyrabianiu wymagana temperatura spada do kilku stopni. Właśnie dlatego woda z sieci latem nie wystarcza.
Przyrost od wyrabiania warto zmierzyć we własnym zakładzie, bowiem zależy od mieszarki i receptury. Wystarczy kilka pomiarów termometrem szpilkowym przed i po wyrabianiu. Dzięki temu dobór układu chłodzenia opiera się na danych, a nie na założeniach.
Chłodzenie wody w piekarni: schładzacz czy chiller
Najprostszym rozwiązaniem jest schładzacz wody, czyli zbiornik z wbudowanym agregatem. Sprawdza się w mniejszej piekarni z jedną lub dwiema mieszarkami. Urządzenie stoi przy stanowisku, a woda z niego trafia do dozownika mieszającego zimną i ciepłą wodę.
Schładzacz ma jednak swoje ograniczenia. Agregat oddaje ciepło do pomieszczenia, a więc latem dodatkowo ogrzewa halę. Poza tym wydajność małego urządzenia szybko spada, gdy w hali jest gorąco. Gdy piekarnia rozbudowuje produkcję, często trzeba dokupić kolejny schładzacz zamiast rozbudować jeden wspólny układ.
Przy większej produkcji lepiej działa chiller dla piekarni ustawiony poza halą. Agregat schładza glikol, który oddaje chłód wodzie pitnej przez wymiennik płytowy lub wężownicę w zbiorniku. Glikol i woda do ciasta nigdy się nie mieszają. Ponadto ciepło z agregatu nie trafia do hali, co latem ma duże znaczenie.
Jeden chiller może też zasilać więcej odbiorników. Oprócz wody do ciasta obsługuje na przykład chłodzenie komór garowania czy płaszczy mieszarek. Dzięki temu zakład ma jeden wspólny układ chłodzenia zamiast kilku małych agregatów. Taki układ łatwiej też serwisować, bo wszystkie kluczowe elementy są w jednym miejscu.
Ważną rolę pełni zbiornik zimnej wody. Mieszarki pobierają wodę porcjami, dlatego zbiornik gromadzi zapas, a chiller uzupełnia go między kolejnymi zarobami. Więcej o roli zbiorników przeczytasz w artykule zbiorniki buforowe w systemach wody lodowej. Z kolei przegląd urządzeń do chłodzenia procesów znajdziesz na stronie chłodziarki procesowe.
Ile mocy potrzeba na chłodzenie wody w piekarni
Moc zależy od ilości wody, jej temperatury początkowej i czasu odtworzenia zapasu. Przykładowo piekarnia zużywa 300 litrów zimnej wody w ciągu godziny szczytu. Woda z sieci latem ma 15 °C, a do ciasta potrzeba 2 °C. Ogrzanie lub schłodzenie litra wody o jeden stopień wymaga około 4,19 kJ.
| Dane | Wartość |
|---|---|
| Ilość wody na godzinę | 300 l |
| Różnica temperatur | 15 °C minus 2 °C = 13 K |
| Energia do odebrania | 300 × 4,19 × 13 ≈ 16 340 kJ |
| Moc przy odtworzeniu w godzinę | 16 340 kJ / 3600 s ≈ 4,5 kW |
| Moc z zapasem na straty | około 6 kW |
Zapas pokrywa straty przez izolację zbiornika i rurociągów oraz pracę w upalne dni. Jeżeli zapas wody ma się odtworzyć szybciej, moc rośnie proporcjonalnie. Natomiast większy zbiornik pozwala zastosować mniejszy agregat, który pracuje dłużej i równiej.
Zimą sytuacja wygląda inaczej. Woda z sieci ma wtedy kilka stopni, więc obciążenie agregatu spada wyraźnie. Dlatego układ warto wyposażyć w regulację wydajności, aby sprężarka nie włączała się zbyt często. Ponadto chiller ustawiony na zewnątrz wymaga zabezpieczenia przed niską temperaturą otoczenia, o czym pamiętamy już na etapie projektu.
Higiena i bezpieczeństwo wody pitnej
Woda do ciasta jest składnikiem żywności, dlatego musi spełniać wymagania dla wody przeznaczonej do spożycia. Nadzór nad tymi wymaganiami prowadzi Główny Inspektorat Sanitarny. W praktyce oznacza to zbiornik ze stali nierdzewnej, materiały dopuszczone do kontaktu z wodą pitną oraz brak martwych odcinków rur.
Obieg glikolu musi być całkowicie oddzielony od wody pitnej. Ponadto w układach spożywczych stosujemy glikol propylenowy, który jest mniej szkodliwy niż etylenowy w razie nieszczelności. Zbiornik zimnej wody wymaga też okresowego mycia i dezynfekcji, zgodnie z planem HACCP zakładu.
Najczęstsze błędy, które widzimy w piekarniach, są powtarzalne. Pierwszy to schładzacz wody ustawiony przy piecu, więc pracuje w bardzo ciepłym otoczeniu. Kolejny błąd to zbyt mały zbiornik, który nie nadąża przy kolejnych zarobach. Częsty jest też brak izolacji na rurociągach zimnej wody, przez co woda po drodze ogrzewa się o kilka stopni. W efekcie dozownik podaje wodę cieplejszą niż nastawa.
Podobne zasady stosujemy w innych branżach spożywczych, o czym piszemy w artykule chłodzenie mleka chillerem.
Chłodzenie wody w piekarni z CoolingFlow
Chłodzenie wody w piekarni to dla nas typowy proces technologiczny. Projektujemy i wykonujemy układy chłodzenia wody technologicznej dla zakładów spożywczych. Zaczynamy od pomiarów: zużycia wody, przyrostu temperatury w mieszarkach i warunków w hali. Następnie dobieramy agregat, zbiornik i wymiennik, a po montażu prowadzimy serwis układu. Zdjęcia poniżej pokazują elementy instalacji chłodzenia wody technologicznej w zakładzie produkcyjnym.
Najczęściej zadawane pytania
Jaka powinna być temperatura wody do ciasta?
Zależy to od receptury, temperatury mąki i hali oraz przyrostu od wyrabiania. Latem często potrzeba wody o temperaturze od 1 do 10 °C.
Czy schładzacz wody wystarczy w małej piekarni?
Przy jednej lub dwóch mieszarkach zwykle tak. Przy większej liczbie zarobów i upalnym lecie lepiej sprawdza się chiller ze zbiornikiem zimnej wody.
Czy chłodzenie wody w piekarni glikolem jest bezpieczne?
Nie, jeżeli układ jest wykonany poprawnie. Glikol płynie w osobnym obiegu i oddaje chłód przez ścianki wymiennika, dlatego nie styka się z wodą pitną.
Jak dbać o układ chłodzenia wody w piekarni?
Raz w roku warto zlecić przegląd agregatu i umyć skraplacz, najlepiej przed latem. Ponadto zbiornik wody wymaga regularnego mycia zgodnie z planem HACCP.
Czy chiller dla piekarni może stać na zewnątrz?
Tak. Agregat na zewnątrz nie oddaje ciepła do hali, a obieg z glikolem jest odporny na mróz. Ważne jest tylko zabezpieczenie dostępu i miejsce na serwis.
