什么是蒸烤箱濕度？

蒸烤箱濕度是烘焙操作中的一個(gè)重要變量。隨著時(shí)間、溫度和空氣流量的增加（在對(duì)流蒸烤箱中），它被用來(lái)更好地控制烘焙步驟。

蒸烤箱中的溫度高于水的沸點(diǎn)（海平面為212°F或100°C），遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)潮濕空氣可以被建模為理想氣體的溫度范圍。

因此，烘烤室內(nèi)的濕度不能作為相對(duì)濕度來(lái)測(cè)量。

相反，使用相對(duì)水含量概念或濕質(zhì)比。（參考1,2）

蒸烤箱濕度是如何工作的？

烘烤室內(nèi)水分是干燥和燃燒產(chǎn)物的函數(shù)，其定義為水分相對(duì)于存在的干燥空氣的質(zhì)量（Lb水/Lb干燥空氣）?；蛘撸鳛樗c(diǎn)：空氣中的水分在表面凝結(jié)的溫度。（參考3）

蒸烤箱中的濕度會(huì)影響烘焙過(guò)程中發(fā)生的兩個(gè)運(yùn)輸過(guò)程：

熱量傳遞：能量以熱量的形式傳遞到產(chǎn)品中，導(dǎo)致面團(tuán)/面糊溫度升高。這反映在物理化學(xué)變化中，如水/乙醇蒸發(fā)、氣體膨脹、淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性和美拉德褐變。

傳質(zhì)或水分遷移：由于烘焙步驟的干燥性質(zhì)，水從產(chǎn)品內(nèi)部遷移到面團(tuán)表面。烘烤室中的蒸發(fā)會(huì)增加熱空氣的濕度。蒸烤箱內(nèi)的水蒸氣量也會(huì)影響熱量輸入面團(tuán)或面糊的速率。

蒸烤箱濕度對(duì)烘焙參數(shù)的影響：

面包皮顏色：高濕度會(huì)使烘焙食品的面包皮顏色變淺。這是因?yàn)檫^(guò)多的濕度阻礙了熱量直接傳遞到產(chǎn)品上。此外，在面團(tuán)表面形成的冷凝物對(duì)熱傳遞起到天然隔熱作用。在這種情況下，烘焙過(guò)程中的外殼溫度低于目標(biāo)溫度，從而產(chǎn)生淺色的成品。

面團(tuán)膨脹和產(chǎn)品體積：高濕度會(huì)增加烘焙產(chǎn)品的體積。富含水分的烘烤室降低了水分遷移的驅(qū)動(dòng)力。因此，產(chǎn)品在熱空氣中損失的水分更少，使面團(tuán)/面糊保持濕潤(rùn)，在面皮凝固之前進(jìn)一步膨脹/拉伸。

水分含量：高濕度會(huì)提高烘焙產(chǎn)品的水分含量，從而影響產(chǎn)品的保質(zhì)期和切片性。

面包皮特性：一些手工面包和爐缸面包需要蒸才能產(chǎn)生表面凝結(jié)，并產(chǎn)生有光澤的面包皮。濕度越高，產(chǎn)品外殼越光滑、越厚。

影響蒸烤箱濕度的因素

蒸烤箱負(fù)載：隨著更多產(chǎn)品進(jìn)入烘焙室，蒸烤箱內(nèi)的濕度會(huì)增加。同時(shí)，更重的負(fù)載需要更多的熱量來(lái)蒸發(fā)水。這導(dǎo)致溫度隨著濕度的增加而略有下降。

溫度：在蒸烤箱溫度較低時(shí)，濕度較低，因?yàn)樗跍囟容^高時(shí)蒸發(fā)得更快。

蒸烤箱蒸：在烘焙的前幾分鐘，大量低壓蒸汽被注入烘焙室。蒸汽的飽和水平和蒸烤箱中使用的蒸汽量都會(huì)影響濕度水平。

判斷蒸烤箱濕度

濕度傳感器可用于在產(chǎn)品水平和蒸烤箱滿負(fù)荷的情況下測(cè)量蒸烤箱濕度。它用于研究：

烤箱水分與成品水分的關(guān)系

優(yōu)化提取/吹掃機(jī)制，避免烘烤室中水分和熱量的過(guò)度損失/積聚，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量

優(yōu)化產(chǎn)品外皮外觀

市場(chǎng)上比較有名的是德國(guó)Rational樂(lè)信蒸烤箱，它采用差壓和空氣粘度計(jì)算的相對(duì)濕度，但是由于是他們專(zhuān)有技術(shù)，因此外界也不容易模仿。除此之外絕大部分廠商都是通過(guò)時(shí)間控制來(lái)模擬加濕，但是控制效果不是很理想。

高溫濕度測(cè)量傳感器

氧化鋯氧氣傳感器O2S-FR-T4-5P-387測(cè)量空氣中氧氣的分壓?？諝庵械乃肿又脫Q并稀釋氧分子，導(dǎo)致水蒸氣壓發(fā)生變化。直接通過(guò)RS485數(shù)字協(xié)議讀取氧分壓，并將其上傳到烤箱控制器中，從而計(jì)算出水汽含量。在高溫 400℃范圍內(nèi)，可以正常工作并計(jì)算當(dāng)前箱體內(nèi)相對(duì)濕度。計(jì)算公式如下：

相對(duì)濕度RH%= (WVP ÷ WVPmax) x 100% =｛[BP-(ppO2÷0.2095)]÷ WVPmax｝x 100%

其中：

WVPmax是當(dāng)前溫度下飽和水蒸氣壓 ，需要知道蒸烤箱內(nèi)的溫度值 。

WVP實(shí)時(shí)的水蒸氣壓力，

ppO2 箱體內(nèi)氧分壓，

BP是蒸烤箱內(nèi)的氣壓值。

如何控制蒸烤箱濕度

吹掃系統(tǒng)：烘箱濕度和熱量分布通常由定速抽風(fēng)機(jī)和/或風(fēng)門(mén)控制。它們可以手動(dòng)調(diào)整，也可以通過(guò)PLC控制的電動(dòng)閥進(jìn)行調(diào)整。在現(xiàn)代蒸烤箱中，它通常由變速抽氣風(fēng)扇控制。

空氣清新：在某些應(yīng)用中，出于安全考慮，在烘焙周期中，濕熱空氣可以被新鮮空氣取代，從而改善產(chǎn)品特性。

蒸汽注入：監(jiān)測(cè)和調(diào)整飽和水平、壓力和注入蒸烤箱的蒸汽量，烘烤爐缸和手工面包。

下圖顯示了風(fēng)門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)蒸烤箱中的濕度差異：

阻尼器打開(kāi)：

參考文獻(xiàn)：

1. Gatley, D.P. “Relative Humidity.” Understanding Psychrometrics, 3rd edition, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 2013, pp. 127–132.

2. Singh, R.P., and Heldman, D.R. “Psychrometrics.” Introduction to Food Engineering, 5th edition, Academic Press, Elsevier Ltd., 2014, pp. 593–611.

3. Manley, D. “Biscuit Baking.” Manley’s Technology of Biscuits, Crackers and Cookies, 4th edition, Woodhead Publishing Limited, 2011, pp. 477–486.