Принцип действия русской печи

Русская печь состоит из пекарной камеры, которая служит одновременно и топкой. В передней стенке пекарной камеры имеется проем, называемый "устьем" печи, для загрузки топлива и посадки хлеба на под пекарной камеры. Устье печи после посадки хлеба закрывается железной заслонкой. На некотором расстоянии (около 300 - 500 мм) от передней стенки пекарной камеры находится вторая (фронтовая) стенка, в которой также имеется проем, расположенный против устья, но несколько больших размеров.

Пространство между этими стенками называется "шестком". Сюда выходит отверстие дымовой трубы - "хайло", которое закрывается обычной печной вьюшкой. Перед выпечкой хлеба печь разогревают, сжигая в пекарной камере топливо, обычно дрова, которые укладываются клетками в одном или нескольких местах пода. Необходимый для горения воздух поступает в пекарную камеру черезнижнюю часть устья. Продукты горения поднимаются к своду и через верхнюю часть устья, щесток и хайло проходят в дымовую трубу. Благодаря примитивности способа сжигания топлива сгорание его происходит при большом избытке воздуха (особенно при догорании углей).

Если в начале гоения коэффициент избытка воздуха равен 1,3 - 1,4, то в последний момент горения он достигает 4 - 5 и более. Время необходимое для разогрева печи, зависит в основном от влажности и размеров поленьев сжигаемых дров.

Как правило, при сырых дровах продолжительность горения ("топки") на 30 - 50 % больше, нежели при сухих. Обыкновенно горение продолжается от1 до 1,5 часов; при беспрерывной работе печи для разогрева ее требуется около получаса. Топливо сгорая, разогревает кладку печи: под, свод и стенки, и за счет аккумулированного кладкой тепла, производится выпечка хлеба. После одной или нескольких выпечек, произведенных подряд, кладка охлаждается и для следующей выпечки требуется повторный разогрев.

При выпечки булочного товара печь после топки некоторое время (около часа) стоит с закрытыми душниками. В течение этого времени тепло распространяется во внутренние слои стенок. В практике этот процесс называют "выстаиванием печи". При сжигании дров неизбежно получается неравномерный прогрев, так как свод разогревается сильнее всего в местах, расположенных против очагов горения. "Выстаивание печи" несколько выравнивает температуры, но все же степень прогрева в разных местах свода и пода остается неравномерной.

ТЕПЛОВАЯ РАБОТА СВОДА, ПОДА И СТЕНОК ЖАРОВОЙ ПЕЧИ.

Жаровая печь, как видно из предыдущего, работает при неустановившемся тепловом состоянии кладки. Рассмотрим изменение температуры в произвольном сечении стенки пекарной камеры. В период разогрева направление теплового потока будет от внутренней поверхности стенки пекарной камеры к наружной ее поверхности, так как внутренние слои стенки будут иметь более высокую температуру по сравнению с наружными слоями.

Начало периода охлаждения внутренней поверхности стенки наступает еще до момента выгребания углей. Наиболее интенсивное охлаждение начинается с момента загрузки теста в пекарную камеру. С этого времени в стенке возникают два тепловых потока с противоположными друг другу направлениями.

Один тепловой поток будет иметь направление к внутренней поверхности стенки, а другой к наружной поверхности. Некоторый слой стенки будет иметь более высокую температуру, нежели внутренняя и наружная ее поверхность, т.е будет иметь место неравенство:

t2н < t > t2вн, где:

t2н - температура наружной поверхности стенки;

t - температура некоторого внутреннего слоя стенки.

t2вн - температура внутренней поверхности стенки.

Все три температуры беруться в один и тот же момент периода охлаждения кладки.  Авторами были произведены измерения температур в стенках, поде и своде пекарной камеры жаровой печи при выпечке ржаного формового хлеба развесом 1,6 кг. 

К моменту начала горения дров температура внутренней поверхности свода  была порядка 220 С; через 20 минут эта температура достигает максимума 670 С, после чего падает. К концу горения дров температура падает до 3880 С.

Температура на глубине 25 мм от внутренней поверхности свода  к моменту начала горения была около 240 С; через 25 минут она достигает максимума 540 С и к концу горения падает до 420 С.

Температура на глубине 50 мм  к моменту начала горения равнялась 270 С; через 35 минут она достигает своего максимума 445 C и к концу горения падает до 400 С. Характер изменеия температур на глубине 175 мм , 300 мм  и на наружной поверхности.

Приведенные экспериментальные данные об изменении температур кладки на разных глубинах показывают, что активным (аккумулирующим) слоем для свода можно считать слой не толще 300 мм, 64 % толщины свода для боковых стенок 130 мм, или около 288 % их толщины; активный слой пода еще тоньше и в передней части составляет 115 мм, или 12,5 % общей толщины пода, а в задней части совсем ничтожен - всего лишь 6,5 мм, или 3%. Остальная масса кладки служит изоляционным слоем.

Тепловые напряжения пода пекарной камеры носят довольно пестрый характер; предел их - 800 - 1340 кал/м2 час. Эти данные также получены экспериментально калориметрическим методом или, как его принято называть в практике тепловых исследований хлебопекарных печей, методом "железных хлебов". Применяемые калориметры имеют форму и размер выпекаемого хлеба.

Периодичность действия жаровой печи и регенеративный принцип тепловой работы, следствием чего является неустановившееся тепловое состояние агрегата, не дают возможности подсчитать с доствточной точностью аккумулируемое кладкой тепло. При составлении теплового баланса жаровой печи различают два периода: 1-й период - "топка" (нагревание печи), когда кладка аккумулирует тепло сжигаемого топлива, и 2-й период - выпечка (охлаждение печи), когда аккумулированное тепло отдается кладкой на выпечку хлеба. Для каждого периода следовало бы составлять самостоятельный тепловой баланс. Но учитывая невозможность (по отмеченным выше причинам) точного подсчета тепла, аккумулированного кладкой, тепловой баланс жаровой печи составляется на целый оборот (подоборот).

Вподоборот входит время, затрачиваемое на следующие операции:

1) загрузка пода топливом,

2) сгорание топлива,

3) очистка пода,

4) выстаивание печи,

5) загрузка пода тестом,

6) выпечка и

7) выгрузка готового хлеба.

Продолжительность подоборота зависит от размеров и конструкции печи, от вида (твердое, жидкое) и качества топлива, от сорта и развеса хлеба, от организации работы.


Владимир Ильич Маклюков