高原高寒地区主食面包加工工艺分析

高原高寒地区主食面包加工工艺分析

邱洪波 ,王建新 ,杨铨

云南航天工业有限公司

摘要：高原高寒地区受环境因素影响，生存保障受限，采用主食面包供餐作为应急保障手段，可有效解决快速保障需求，本文以高原高寒地区环境条件和应急保障需求为基础，分别就面包基础配方和面团参数、烘烤加热需求、醒发恒温恒湿要求、燃烧供风供热等方面进行分析计算，并对传统面包加工工艺进行特殊条件下的改进总结，形成较为可行的高原高寒地区500人保障规模主食面包加工工艺。

关键词：高原高寒，主食面包，应急保障，醒发，烘烤，面团工艺

引言

高原高寒地区灾害发生，环境恶劣、事发突然、险地难料，对应急抢险带来巨大挑战。安全可靠、移动方便、制作快速、环境自适应的主食制作装备对保证灾民饮食需求、避免次生灾害发生具有重大关键作用。本文就高原高寒地区主食面包加工的实际需求和设计参数进行分析计算，形成了高原高寒地区500人保障规模主食面包加工的技术指标和工艺流程参数。

1高原环境条件分析

我国地域辽阔，某些地区环境条件极为苛刻。典型极端环境地区主要包括西藏地区、三北地区、南海地区、新疆地区等。根据GBJ19-87《采暖通风与空气调节设计规范》以及中国典型地区环境得到气象环境参数，所取环境参数皆为有人居住典型极端环境地区的环境参数值，其中风速与湿度取为年平均值。分析典型地区气候特点、环境因素协同作用对燃烧特性影响和主要存在问题如下：

对于西藏地区，属于高海拔地区，其复杂环境具有气压及氧指数低，温度低的特点，主要影响燃烧器的燃烧空燃比、喷雾质量、点火及火焰形态。因此在西藏地区主要存在燃烧器点火困难，供风不足，火焰燃烧温度低等实际问题。

对于三北地区，其复杂环境主要特征为温度低，风力大，影响燃烧器喷雾质量、点火及燃烧稳定性。因此在三北地区，主要存在燃烧器雾化质量差，供油量不足，点火困难及燃烧稳定性低等实际问题。

主食面包加工过程中，循环风机的风量和燃烧器风机风量，受海拔影响。当海拔高度升高后，空气密度显著下降，致使燃烧供养量不足和热风热流密度不足。

2保障能力指标分析

目前，国家层面的应急预案并没有明确救灾安置的主食配给标准，查询很多市、县级的应急预案，大部分的主食配给标准为每人每天500g。使用此标准的预案包括《信阳市特大洪涝灾害救灾应急预案》、《洛阳市自然灾害救助应急预案》、《张家港市严重洪涝冰雹灾害救灾预案》、《河间市救灾应急预案》、《华阴市灾害应急预案》等等。一天500g主食按照“两多一少”进行三餐分配，每人每餐最多为200g，则保障500人份一餐的主食只需要100kg粮食。

以主食面包为供餐方式时，由于传统主食（米饭）所含能量均来自大米，而主食面包除含有面粉之外，还含有糖、奶粉、奶油等高热量的食材，成品面包所提供的能量较米饭、馒头等传统主食有所提高。按高原高寒条件下的实际需求，在原主食面包配方基础上，还可添加巧克力等更高热量的材料，致使在保障能量供给相同的情况下，保障500人份一餐的主食所需面粉重量较常规状态更进一步减小。

3主要作业过程参数

3.1 和面

采用具有自动和手动控制两种方式的立式不锈钢和面机，每次可和面25kg，并且每次和面时间不大于20分钟，75kg面粉可在1小时内完成和面工作。

3.2 连续切割滚圆成型

采用挤压-切割的方式，利用面团在固定通道中受到挤压后形成的半流体状态，精确切割，确保面包胚成型体积一致性，在和面机将原材料搅拌揉制均匀的情况下，面团的体积一致性即可保证面包胚的重量一致，面胚重量误差可精确到1克。

切割后的面胚进入预制型腔，通过挤压传送带、内转筒的带动，面胚有序滚圆，表面形成一定的覆盖膜，再通过挤压传送带上预撒的干面粉，面胚成型。成型后的面包胚为圆形，表面覆盖防粘黏的干面粉，通过传送带送至排盘机构。

面包胚在传送带上传送至烤盘上方，通过光信号反馈，排盘机构有序地将面包胚落料进入烤盘。

面团切割—滚圆成型—传送排盘功能集成一体，通过核算传送带长度及传送链条速度，使各功能机构额定产量均保持1000个/小时的稳定连续状态。

3.3 醒烤

醒、烤设备采用一体化设计，密闭连通醒烤箱，在醒烤箱内壁板两侧分别配置一套链传动装置及张紧机构，确保链传动系统同步运行；用传动链链节突出的销轴水平间隔固定148个软体摇篮式面兜，面兜可以围绕链节点360°转动，便于面兜在整个面包加工过程中运行姿态和执行动作的保证；面兜随链条运行，面兜与链条构成的面包胚整体承载系统，满载运输888个面包胚，在PLC的集成控制下，实现面包连续化生产，1小时额定醒烤能力为1058个，能够满足加工面包数量要求。

通过相关设备设施在方舱内进行集成，每小时可加工120g的面包坯1000个，合计120kg，每小时所生产的120kg成品面包，满足保障500人的要求。由于方舱可以连续作业，按照每餐时间跨度3小时计，该方舱每餐可保障1500人主食供应。

4主要性能指标

4.1 面包基准状态参数

4.1.1 面包配方

高原高寒条件下，维持生存和作业所需的热量大幅提高，为提高主食面包所含热量，在普通甜面包的基础配方上，增加奶油、巧克力粉等高热量食材，保障主食能力供给。

表1高原环境下高热值面包配料表

按成型面包烤盘尺寸，单个面包胚重量：G单胚=120g。

面胚含水率为：22.27%；

成品含水率为：17%（烘烤失水5%-10%）；

4.1.2 面团指标

根据GJB 826B《军人食物定量》规定：三类（体力劳动）标准为500g/人·天，按1：2：2分配，则单餐粮食（面粉）最大需求为200g；

按面包胚中各成分所含热量，作为集中供应的主食，成品面包代替传统主食，其提供的热量应达到人体正常所需热量。传统主食提供的热量为692kal/人，单个主食面包提供的热量为360.41kal/个，供应主食面包时，每个人所需面包数量为1.92个，则主食加工方舱生产能力应为960个/小时，面包供应时，因保障人员从事的工作不同，不排除个体需求较大的情况，为保障供给充足，总生产能力定为：每小时1000个面包，单个面包不小于120g。

4.2烘烤过程参数

热风烤面包的热效率为 40%-50%，取45%，则所需外供热Qg为131.724.7 kJ/h。

4.3燃烧器环境适应性主要性能指标

（1）燃烧器需满足在不同海拔高度下使用，烟气排放O2≤3.5%，CO≤0.05%。确定依据为：GB/T19839-2005《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》。

（2）燃烧器可适应0m～3000m以上不同海拔。主要采用空燃比自动调节数控技术。根据恒功率燃油量和实时采集的大气数据计算燃烧机所需风量，采用集成控制技术并利用液压调节原理控制风门开度调节风量，满足高原环境柴油燃烧空燃比的最佳配比要求。

其中燃烧器进风量≥240m³/h，燃烧器风机风压≥850Pa。

燃烧器燃烧燃料并提供给烤箱的可用热量405×103 kJ/h。

5工艺流程

针对移动方舱空间狭小、生产周期短、原材料配额固定等条件，传统的面包生产工艺已经不满足本课题的生产条件，因此，在分析面包加工的几个关键过程，提取其在全流程中的关键作用和基本效能，进行工艺流程的简化后，系统按“原料调配——面团调制——面团分块成型——面胚醒发——面包烘烤——冷却包装”的流程进行。

面团调制时，按二次发酵法进行配料投料，水分含量保证为50%，PH值保证在5-6，和面温度维持25℃-28℃，和面时间18min，取适量面团，手工拉制成膜时，即可停止调制搅拌。

采用快速发酵法进行面团醒发，醒发温度：35℃-38℃；醒发时间40min；转移方式：带盘链条传送，直入烤箱。

面团烘烤过程时，面包首先从醒发箱的出口进入烤箱下方进口，该区域因与醒发箱有一定连通面积，具备第一烘烤阶段的湿度要求，且因位于进风口末端和烘烤区下，区域温度不足以立即对酵母菌群灭活，可以维持继续醒发的条件；面包烘烤第二阶段位于烤箱中部区域，该区域温度稳定，对流换热和辐射换热效能较高，可以使面包快速成熟；面包烘烤第三阶段位于烤箱进风口一侧，高温有利于面包表皮焦香。面包烘烤时间为20分钟，烘烤温度设定为190℃，符合主食面包的烤制特点。

6参考文献

[1]GJB/Z 99  系统安全工程手册

[2]GJB 826B-2010  军人食物定量

[3]GBT 20981-2007 面包

[4]GB/T19839-2005 工业燃油燃气燃烧器通用技术条件

[5]杨世铭,陶文铨.传热学.第4版[M].高等教育出版社,2006

[6]朱明善，刘颖，工程热力学，清华大学出版社，1995

[7]韩昭沧，燃料及燃烧，冶金工业出版社，1994

[8]张易,李良春,罗龙均.高原高寒物资保障环境与对策分析[J].装备环境工程,2013,10(01):94-97