Влагообмен выпекаемой тестовой заготовки
Влагообмен выпекаемой тестовой заготовки с паровоздушной средой пекарной камеры и внутреннее перемещение влаги в ней в процессе выпечки.
При выпечке хлеба происходит влагообмен выпекаемой тестовой заготовки между ВТЗ и газовой средой пекарной камеры и внутреннее перемещение влаги в ВТЗ. Эти процессы протекают одновременно и в известной мере взаимосвязанно.
Влагообмен выпекаемой тестовой заготовки с паровоздушной средой пекарной камеры
Влагообмен с увлажненной газовой средой пекарной камеры включает в самой начальной фазе выпечки процесс поглощения влаги из газовой среды пекарной камеры в результате конденсации паров воды на поверхности и сорбции в поверхностных слоях ВТЗ. При достаточном увлажнении газовой среды пекарной камеры поглощение влаги ВТЗ, помещенной в пекарную камеру, может быть зафиксировано количественно по увеличению ее массы. Для иллюстрации этого положения на рисунке приведен график изменения массы ВТЗ при выпечке в пекарной камере с интенсивным увлажнением ее газовой среды в начальном периоде выпечки.
Максимум прироста массы ВТЗ был в интервале между 3 -5 мин выпечки и достигал величины 1,3% от началь
ной массы куска теста. Конденсация влаги, как уже отмечалось, происходит не только на поверхности, но и в слоях ВТЗ, прилегающих к ней.
Интенсивность и длительность поглощения (сорбции) влаги, конденсируемой на поверхности и в поверхностных слоях ВТЗ, будет тем больше, чем выше влагосодержание газовой среды пекарной камеры, чем ниже температура этой среды и чем ниже температура поверхности и поверхностных слоев ВТЗ при поступлении в пекарную камеру. Однако как только температура поверхности ВТЗ превысит температуру точки росы, конденсация влаги на ней прекращается и сразу же начинается процесс испарения влаги. Сначала с поверхности, затем из тонкого слоя ВТЗ, прилегающего к поверхности. И, наконец, после достижения поверхностным слоем ВТЗ равновесной влажности (и, следовательно, после перехода этого слоя в состояние практически обезвоженной корки) из зоны испарения, т. е. слоя, расположенного непосредственно под коркой.
Зона испарения, как уже отмечалось выше, по мере утолщения корки постепенно углубляется, отдаляясь от поверхности ВТЗ и оставаясь пограничной между коркой и мякишем.
Внутреннее перемещение влаги в выпекаемой тестовой заготовке.
При выпечке влажность внутренней части ВТЗ изменяется. Повышение влажности внешних слоев ВТЗ в начальной фазе выпечки при сильном увлажнении газовой среды пекарной камеры было уже отмечено выше. Последующее понижение влажности поверхности слоя ВТЗ до равновесной влажности, происходящее по мере превращения этого слоя в корку, также было нами отмечено. При этом указано, что не вся влага, испаряющаяся в зоне испарения ВТЗ, проходит в виде пара через поры корки в пекарную камеру. Корка значительно более уплотнена и значительно менее пориста, нежели мякиш. Размеры пор в корке, особенно в ее поверхностном слое, во много раз меньше размера пор в прилегающих к пей слоях мякиша. Вследствие этого корка представляет собой слой, оказывающий большое сопротивление пару, проходящему через него из зоны испарения в пекарную камеру.
Часть пара, образовавшегося в зоне испарения, особенно над нижней коркой ВТЗ, может устремляться из корки через поры и скважины мякиша в слои мякиша, прилегающие изнутри к зоне испарения. Доходя до слоев, расположенных ближе к центру и менее нагретых, пары воды конденсируются. Тем самым повышая влажность слоя, в котором произошла конденсация. Этот слой мякиша, представляющий собой как бы зону внутренней конденсации паров воды в выпекаемом хлебе, по расположению соответствует конфигурации изотермических поверхностей в ВТЗ. Для внутреннего перемещения влаги во влажном материале должна иметь место разность потенциалов переноса. В ВТЗ для переноса влаги может быть две основных причины: разность концентрации влаги в различных участках объема ВТЗ и разность температуры в отдельных участках ВТЗ.
Разность концентрации влаги является побуждающим моментом для перемещения влаги в материале от участков с большей концентрацией влаги к участкам с меньшей ее концентрацией. Такое перемещение влаги назовем концентрационным. Можно также обозначить это перемещение влаги, как концентрационную диффузию ее в материале или как концентрационную влагопроводность.
Термодиффузия и перемещение влаги внутри ВТЗ
Разность температуры в отдельных участках влажного материала, как показал А. В. Лыков, является причиной перемещения влаги от участков материала с более высокой температурой к участкам с меньшей температурой. Подобное перемещение влаги во влажном материале условимся полагать тепловым. Называют его также термодиффузией (в газах и растворах) или термовлагопроводностью (во влажных твердых телах). В ВТЗ одновременно наблюдаются и большая разность влагосодержаний корки и мякиша и значительная разность температуры между ее внешними и центральными слоями в течение первого периода процесса выпечки.
Как показали работы отечественных исследователей, при выпечке хлеба преобладает побуждающее действие разности температуры во внешних и внутренних слоях ВТЗ. Поэтому влага в мякише в процессе выпечки перемещается от поверхности к центру. Это подтверждается экспериментальными данными А. С. Гинзбурга, на основании которых составлен график изменения влажности разных слоев мякиша в процессе выпечки.
График показывает, что влажность мякиша хлеба в конце процесса выпечки по сравнению с исходной влажностью теста повышается примерно на 2 %. Наиболее быстро влажность возрастает во внешних слоях мякиша в начальный период процесса выпечки. Что объясняется большой ролью термовлагопроводности в этом периоде выпечки вследствие значительного градиента температуры в мякише.