FI90386B - Method for generating smoke for smoke treatment of foodstuffs - Google Patents
Method for generating smoke for smoke treatment of foodstuffs Download PDFInfo
- Publication number
- FI90386B FI90386B FI894485A FI894485A FI90386B FI 90386 B FI90386 B FI 90386B FI 894485 A FI894485 A FI 894485A FI 894485 A FI894485 A FI 894485A FI 90386 B FI90386 B FI 90386B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- smoke
- combustion
- fuel
- carbon layer
- layer
- Prior art date
Links
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title abstract description 93
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 32
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 126
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 50
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 11
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 abstract 3
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 54
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 45
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 22
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical group [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 5
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 4
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229940112822 chewing gum Drugs 0.000 description 2
- 235000015218 chewing gum Nutrition 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000000731 Fagus sylvatica Species 0.000 description 1
- 235000010099 Fagus sylvatica Nutrition 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 1
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 235000013599 spices Nutrition 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/90—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
Landscapes
- Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
- Seasonings (AREA)
- Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
- Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Grain Derivatives (AREA)
- General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
- Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Baking, Grill, Roasting (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
Abstract
Description
9038690386
Kyseessäolevan keksinnön kohteena on menetelmä savun kehittämiseksi käytettäväksi elintarvikkeiden savustuksessaThe present invention relates to a method for generating smoke for use in smoking foodstuffs
Savustaminen on menetelmä parantaa elintarvikkeiden, kuten lihan ja kalan säilyvyyttä ja makua. Haittapuolena tässä elintarvikkeiden käsittelymenetelmässä on kuitenkin havaittu olevan, että puuta savun muodostamiseksi poltettaessa tai kuumennettaessa syntyy toivottujen aromiaineiden ohella haitallisia aineita, joista osan on todettu olevan karsinogeenisia.Smoking is a method of improving the preservation and taste of foods such as meat and fish. However, a disadvantage of this method of food processing has been found to be that the burning or heating of wood to produce smoke produces harmful substances in addition to the desired flavoring substances, some of which have been found to be carcinogenic.
Haitta-aineiden aiheuttama ongelma on ollut tiedostettu suhteellisen kauan, ja sen poistamiseksi on ehdotettu useita toimintamalleja. Yleensä nämä tunnetut menetelmät perustuvat muodostetun savun käsittelyyn, joilla menetelmillä savusta pyritään erottamaan toisaalta aromiaineet ja toisaalta haitta-aineet omiksi jakeikseen.The problem of contaminants has been recognized for a relatively long time and several approaches have been proposed to address it. In general, these known methods are based on the treatment of the smoke formed, which seeks to separate the flavoring substances from the smoke on the one hand and the contaminants into their own fractions on the other hand.
Eräs tällainen tunnettu menetelmä perustuu savun kulkutielle asetettuihin jäähdytyspintoihin, joille savuun sisältyneiden haitallisten aineiden on toivottu kondensoituvan. Osittain tällaiset menetelmät toimivatkin toivotulla tavalla, sillä tiivistyspinnoille jää savusta haitta-aineita, kuten tervaa. Myös muita haitta-aineita tiivistyy, mutta menetelmän teho on kuitenkin puutteellinen, sillä haitta-aineista poistuu vain osa, ja toisaalta menetetään toivottuja aromiaineita, jolloin toivotun aromin saavuttamiseksi savustamisen on oltava vastaavasti intensiivisempi.One such known method is based on cooling surfaces placed in the passage of smoke, on which it is desired to condense the harmful substances contained in the smoke. In part, such methods work in the desired way, as contaminants such as tar remain on the sealing surfaces. Other contaminants are also concentrated, but the effectiveness of the method is deficient, as only some of the contaminants are removed and, on the other hand, the desired flavorings are lost, so that smoking must be correspondingly more intense in order to achieve the desired flavor.
Kehittyneemmät menetelmät perustuvat havaintoon, että savuun sisältyvät aromiaineet ovat pääsääntöisesti vesiliukoisia ja haitta-aineet vastaavasti pääsääntöisesti veteen liukenemattomia. Tämä havainto on antanut mahdol- 2 903B6 lisuuden eräänlaiseen "epäsuoraan" savustukseen. Savusta on erotettu toivotut aromiaineet vesipesulla. Tätä vesijaetta on sitten käsitelty edelleen erilaisin fysikaalisin ja/tai kemiallisin menetelmin mahdollisimman haitattoman mutta aromirikkaan nestemäisen savujakeen aikaansaamiseksi. Savustusvaikutusta varten on savustettavat elintarvikkeet liotettu kyseisessä nestemäisessä savu jakeessa aromin saamiseksi niihin. Tämän jälkeen voidaan tuotteille suorittaa vielä kevyt savustus perinteiseen tapaan toivotun ulkonäön saamiseksi. Tuloksena voidaan katsoa saatavan ainakin periaatteessa oleellisesti puhtaamman, mutta monimutkaisen käsittelyprosessin läpikäyneen tuotteen.More advanced methods are based on the finding that the flavoring substances contained in the smoke are generally water-soluble and the contaminants, respectively, are generally water-insoluble. This finding has allowed for a kind of "indirect" smoking. The desired flavorings have been separated from the smoke by water washing. This aqueous fraction is then further treated by various physical and / or chemical methods to obtain the most harmless but aromatic liquid smoke fraction possible. For the smoking effect, the foods to be smoked are soaked in that liquid smoke fraction to impart flavor to them. The products can then be subjected to further light smoking in a conventional manner to obtain the desired appearance. The result can be considered to be, at least in principle, a substantially cleaner product which has undergone a complex treatment process.
Vastaavasti tunnetaan myös menetelmiä, jossa savusta vesipesulla erotettu savujae käsitellään niin pitkälle, että siitä saadaan kuiva tuote. Tätä voidaan sitten käyttää mausteen tavoin elintarvikkeen "savustamiseksi". Näihin kuiviin menetelmiin voi liittyä myös kevyt savustus tavanomaiseen tapaan tuotteen ulkonäön parantamiseksi .Similarly, methods are also known in which the smoke fraction separated from the smoke by water washing is treated to such an extent that a dry product is obtained. This can then be used as a spice to "smoke" the food. These dry methods may also involve light smoking in the usual manner to improve the appearance of the product.
Viimeaikaisemmassa savustukseen liittyvässä tutkimuksessa on haitta-aineiden muodostamaan ongelmaan pyritty löytämään ratkaisuja paneutumalla itse savun muodostumisprosessiin ja löytämään keinot, joilla jo haitta-aineiden muodostuminen voitaisiin minimoida, aromiaineita kuitenkaan menettämättä. Näissä tutkimuksissa on erääksi oleelliseksi tekijäksi puun palamisessa syntyvän savun koostumuksen kannalta osoittautunut palamis-lämpötila. Optimialueeksi on havaittu palamislämpötilat hieman alle 700°C eli noin 650 - 700 °C. Tällöinkään ei haitta-aineiden muodostumista kokonaan voida välttää, mutta aromiaineiden ja haitta-aineiden suhteen on todettu olevan kyseisellä palamislämpötila-alueella parhaan mahdollisen. Kyseinen aromiaineiden ja haitta- I; 3 90386 aineiden välinen suhde huononee jyrkästi lämpötiloissa yli 700 °C, kun taas lämpötiloissa alle 700 °C suhteen muuttuminen on loivempaa. (Potthast: Advances in Food Reseach, Voi. 29, 1984 ).Recent research on smoking has sought to find solutions to the problem of harmful substances by focusing on the process of smoke formation itself and finding ways to minimize the formation of harmful substances without losing flavor. In these studies, one of the essential factors for the composition of the smoke produced by the burning of wood is the burning temperature. Combustion temperatures slightly below 700 ° C, i.e. about 650-700 ° C, have been found to be the optimum range. In this case, too, the formation of contaminants cannot be completely avoided, but it has been found to be the best possible for flavorings and contaminants in the combustion temperature range in question. This flavoring and harmful I; 3 The ratio between 90386 substances deteriorates sharply at temperatures above 700 ° C, while at temperatures below 700 ° C the change in the ratio is more gentle. (Potthast: Advances in Food Reseach, Vol. 29, 1984).
Eräs oleellinen tekijä palamistapahtuman saamiseksi pysymään kyseisellä optimialueella on palamisilman oikea annostelu. Sen lisäksi, että ilman happi vaikuttaa varsinaiseen palamistapahtumaan, osallistuu ilma myös välittömästi palamistapahtuman jälkeisiin toissijaisiin reaktioihin, joilla on oma osuutensa savukaasun lopullisen koostumuksen kannalta.One essential factor in keeping the combustion event to remain in that optimum range is the correct dosing of the combustion air. In addition to the fact that the oxygen in the air affects the actual combustion event, the air also participates in the secondary reactions immediately after the combustion event, which play a role in the final composition of the flue gas.
Tätä uusinta lähestymistapaa haitta-aineongelman vähentämiseksi on pidettävä oikeana, ja sillä saavutettuja etuja voidaan täydentää vanhemmilla tunnetuilla menetelmillä, kuten savun kondensoinnilla.This state-of-the-art approach to reducing the contaminant problem must be considered correct, and the benefits it provides can be supplemented by older known methods, such as smoke condensation.
Suoritettujen kokeiden tuloksena on todettu, että tavoiteltuun palamistapahtumaan, ja välittömästi sen jälkeisiin tapahtumiin liittyy seikkoja, joiden oikealla hallinnalla on oleellinen vaikutus saadun savun koostumukseen, toisaalta alhaisena haitta-ainepitoisuutena ja toisaalta runsaana aromiaineiden pitoisuutena.As a result of the tests performed, it has been found that the target combustion event, and the events immediately following it, are associated with factors which, if properly controlled, have a significant effect on the composition of the smoke obtained, low levels of contaminants and high levels of flavorings.
Lähtökohdaksi edullisten tulosten saavuttamisen kannalta on havaittu oikea polttotekniikka. Kokeissa on ilmennyt, että kunnollisiin tuloksiin pääsemiseksi on sa-vunkehityksen perustuttava ns. yläpalotekniikkaan, eli palotilan käyttöön, jossa oleellinen osa palamisilmasta johdetaan polttoaineeseen palamiskerroksen päällä olevan palaneen aineskerroksen läpi. Vaikka yläpaloteknii-kan käyttämistä savun kehitttämiseksi savustusta varten voidaan sinällään pitää tunnettuna esimerkiksi saksalaisesta patentista no 867 947, liittyy tähän tekniikkaan monia seikkoja, joilla savun laatuun voidaan vai- 4 90386 kuttaa ja jotka seikat ovat jääneet selvittämättä mm. edellämainitussa julkaisussa.As a starting point for achieving favorable results, the right combustion technology has been found. Experiments have shown that in order to achieve proper results, smoke development must be based on the so-called upper combustion technology, i.e. the use of a combustion chamber in which a substantial part of the combustion air is led to the fuel through the burnt material layer on top of the combustion layer. Although the use of the upper fire technique to develop smoke for smoking can be considered per se known from, for example, German Patent No. 867,947, this technique involves many aspects which can affect the quality of the smoke and which have not been elucidated e.g. in the above publication.
Hiilikerroksen vaikutusta palamistapahtumaan voidaan pitää epäsuorana, sillä yläpalotekniikkaa käytettäessä joutuu palamisvyöhykkeeseen tuleva ilma kulkemaan polttoaineen pinnalle muodostuneen hiilikerroksen läpi, vastavirrassa palovyöhykkeestä poistuvan savun kanssa. Hiilikerros muodostaa näinollen polttoilmalle virtaus-rajoittimen, jolla on suora vaikutus palamisen intensiteettiin, millä puolestaan on vaikutuksensa palamisläm-pötilaan ja sitäkautta muodostuneen savun koostumukseen .The effect of the carbon layer on the combustion event can be considered indirect, because when using the upper fire technique, the air entering the combustion zone has to pass through the carbon layer formed on the fuel surface, in countercurrent to the smoke leaving the combustion zone. The carbon layer thus forms a flow restrictor for the combustion air, which has a direct effect on the intensity of combustion, which in turn has an effect on the combustion temperature and the composition of the smoke formed thereby.
Toisaalta vaikuttaa syntynyt hiilikerros savukaasuihin huomattavan absorptiovaikutuksensa kautta. Hiilen on todettu pidättävän savusta ainesosia valikoiden, jolloin valinta perustuu ilmeisesti aineiden molekyylipai-noihin ja poolisuuteen. Kokeiden mukaan valinta tapahtuu kuitenkin sikäli edullisesti, että hatallisiksi todettujen yhdisteiden, kuten esimerkiksi bentso-a-pyreenin on todettu tarttuvan hiileen varmemmin kuin aromaattisiksi yhdisteiksi luokiteltavien fenoliyhdis-teiden.On the other hand, the resulting carbon layer affects the flue gases through its considerable absorption effect. Carbon has been found to retain smoke by selecting ingredients, with the choice apparently based on the molecular weights and polarity of the substances. However, experiments have shown that the choice is advantageous in that compounds found to be potent, such as benzo-α-pyrene, have been found to adhere more carbon to phenolic compounds classified as aromatic compounds.
Näiden kahden tapahtuman suhteen on oleelliseksi tekijäksi polttoaineen pinnalle syntyvän hiilikerroksen osalta osoittautunut kerroksen paksuus, jolla tekijällä on ilmeisesti monitahoinen vaikutus savunkehityksen kokonaistapahtumassa .For these two events, the thickness of the layer has proven to be an essential factor for the carbon layer formed on the surface of the fuel, which factor apparently has a complex effect on the overall smoke evolution event.
Mikäli tarkastellaan ensinnäkin hiilikerroksen vaikutusta palamisilman virtauksen kannalta, on selvää, että virtausta hidastava vaikutus kasvaa hiilikerroksen kasvaessa. Polttoainetta sytytettäessä hiilikerros on olematon, jolloin polttoilman kululle palamisvyöhykkeeseenIf we first consider the effect of the carbon layer on the flow of combustion air, it is clear that the effect of slowing down the flow increases as the carbon layer increases. When fuel is ignited, the carbon layer is non-existent, so that the passage of combustion air to the combustion zone
IIII
5 90386 ei ole esteitä. Tässä vaiheessa palaminen tapahtuu savun muodostuksen kannalta villisti, eli lähinnä roihuamalla, jolloin palamislämpötila helposti asettuu eri ai-neyhdisteiden muodostumisen kannalta liian korkeaksi. Savuun syntyy vähän aromiaineita, mutta runsaasti haitta-aineita. Mikäli kuitenkin polttoaine, ja sen raekoko on valittu oikein, johon seikkaan palataan myöhemmin, tasoittuu palaminen suhteellisen nopeasti sytyttämisen jälkeen hiilikerroksen alkaessa muodostua polttoaineen pinnalle.5 90386 there are no obstacles. At this stage, the combustion takes place wildly from the point of view of the formation of smoke, i.e. mainly by roaring, whereby the combustion temperature easily becomes too high for the formation of various substance compounds. Smoke produces little aroma, but a lot of harmful substances. However, if the fuel, and its grain size, is chosen correctly, which will be returned to later, the combustion will level off relatively quickly after ignition as the carbon layer begins to form on the surface of the fuel.
Palamisen kannalta voidaan toimivalla hiilikerroksella katsoa siten olevan tietyn vähimmäispaksuuden, jotta sillä olisi riittävä hillitsevä vaikutus palamisen rajuuteen. Kokeiden mukaan on tämän vähimmäispaksuuden havaittu olevan noin 0,5 mm, jonkinverran käytetyn polttoaineen karkeusasteesta riippuen. Karkea polttoaine voi vaatia tavoitellun palamistapahtuman aikaansaamiseksi hiilikerrokselta noin 2 mm:n minimipaksuutta. Kyseisen hiilikerroksen muodostuttua tasoittuu palaminen ja avotuli häviää, jolloin palaminen jatkuu kytemällä. Silmämääräisesti havainnoimalla voi tässä vaiheessa todeta myös savunkehityksen selvän lisääntymisen. Suoritettujen mittausten perusteella on myös voitu todeta, että palamisvyöhykkeen lämpötila asettuu tässä vaiheessa optimaaliselle alueelle savun koostumuksen kannalta, eli lämpötiloihin alle 700 °C, joissa aromiaineita ensinnäkin muodostuu suhteessa haitta-aineisiin edullisesti ja toisaalta suhde ei ole kovin voimakkaasti lämpötilan muutoksista riippuvainen.In terms of combustion, a functional carbon layer can thus be considered to have a certain minimum thickness in order to have a sufficient damping effect on the intensity of combustion. Experiments have shown that this minimum thickness is found to be about 0.5 mm, somewhat depending on the degree of roughness of the fuel used. Coarse fuel may require a minimum thickness of about 2 mm from the carbon layer to achieve the desired combustion event. Once that carbon layer is formed, the combustion evens out and the open fire disappears, whereupon the combustion continues by boiling. By visual observation, a clear increase in smoke development can also be seen at this stage. Measurements have also shown that the temperature of the combustion zone is at this stage in the optimum range for smoke composition, i.e. temperatures below 700 ° C, where flavors are preferably formed relative to contaminants and the ratio is not very dependent on temperature changes.
Samoin voidaan pitää ilmeisenä, että hiilikerroksen paksuudella on selvä vaikutus kerroksen absorptiotehok-kuuteen. Kerroksen kasvaessa absorptiotehokkuus kasvaa.It can also be considered obvious that the thickness of the carbon layer has a clear effect on the absorption efficiency of the layer. As the layer increases, the absorption efficiency increases.
Kokeiden perusteella on kuitenkin päädytty siihen, että hiilikerroksen paksuudella on olemassa myös tietty mak- 6 903Θ6 simiarvo tavoitellun vaikutuksen kannalta. Palamisen edetessä ja hiilikerroksen sitäkautta kasvaessa on sa-vunkehityksen todettu heikkenevän. Samoin voidaan savun koostumuksessa jo aistinvaraisesti havaita muuttumista, mitkä seikat kielivät oleellisista muutoksista palamis-tapahtumassa, sekä mahdollisesti myös palamisen jälkeisissä tapahtumissa.However, experiments have shown that there is also a certain maximum value for the desired effect with the thickness of the carbon layer. As combustion progresses and the carbon layer grows thereafter, smoke development has been found to decline. Likewise, a change in the composition of the smoke can already be sensory altered, which factors speak of substantial changes in the combustion event, and possibly also in the post-combustion events.
Itse palamisen kannalta on ilmeistä, että hiilikerroksen kasvaessa se muodostaa palamisilman virtaukselle niin suuren rajoittavan tekijän, että palamisvyöhyke ei saa riittävästi ilmaa palamisen ylläpitämiseksi toivotulla tavalla. Palaminen hidastuu, samoin palamislämpö-tila laskee. Tällöin saatavan savun määrä rajoittuu, ja toisaalta sen koostumus muuttuu liian alhaisen palamis-lämpötilan vuoksi epäedulliseen suuntaan, eli aromiaineiden määrä suhteessa haitta-aineisiin vähenee.From the point of view of combustion itself, it is obvious that as the carbon layer grows, it forms such a large limiting factor for the flow of combustion air that the combustion zone does not receive enough air to maintain combustion as desired. Combustion slows down, as does the combustion temperature. In this case, the amount of smoke obtained is limited, and on the other hand, its composition changes in an unfavorable direction due to too low a combustion temperature, i.e. the amount of flavoring substances relative to the contaminants is reduced.
Toisaalta voidaan hiilikerroksen paksuutta tarkastella myös absorption kannalta. Absorptioon nähden tulee hiilikerroksen tehokkuudessa vastaan myös tietty yläraja, jota paksumpi hiilikerros ei enää merkittävästi lisää haitta-aineiden absorptiota savukaasuista. Ylemmissä kerroksissa olevat hiilipartikkelit täyttyvät, ja menettävät tehonsa. Absorptio rajoittuu siten vain tiettyyn rajaan palamiskerroksen yläpuolella.On the other hand, the thickness of the carbon layer can also be considered in terms of absorption. With regard to absorption, a certain upper limit is also encountered in the efficiency of the carbon layer, the thicker carbon layer no longer significantly increases the absorption of pollutants from the flue gases. The carbon particles in the upper layers fill up and lose their power. The absorption is thus limited only to a certain limit above the combustion layer.
Ylipaksulla hiilikerroksella voi päinvastoin olla haitallisiakin vaikutuksia savukaasujen puhdistustehoon. Hiilikerros muodostaa varsin tehokkaan reaktiopinnan savukaasujen komponenteille toisaalta keskenään ja toisaalta hiilikerroksen läpi virtaavan ilman hapen kanssa. Näiden reatioiden tuloksina saataa syntyä ja savukaasuun vapautua oleellisesti haitallisempiakin aineita kuin mitä savukaasussa alunperin oli ollut. Tähän jäl-kireaktiotilanteeseen voi oleellisesti vaikuttaa myös 7 90386 se, että suodatuskerroksen ylemmät hiilikerrokset voivat alkaa hehkua niihin tulevassa palamisilmavirtauk-sessa, jolloin on mahdollista, että oleellinen osa savun aromiaineista tuhoutuu.On the contrary, an over-thick layer of carbon can also have detrimental effects on the flue gas cleaning efficiency. The carbon layer forms a fairly efficient reaction surface for the flue gas components with the oxygen flowing through the carbon layer on the one hand and through the carbon layer on the other hand. As a result of these reactions, substantially more harmful substances may be generated and released into the flue gas than was originally present in the flue gas. This post-reaction situation can also be substantially affected by the fact that the upper carbon layers of the filtration layer can start to glow in the incoming combustion air stream, whereby it is possible that a substantial part of the smoke flavorings are destroyed.
Palamisvyöhykkeen päällä olevan hiilikerroksen maksimi-paksuudeksi on kokeiden perusteella arvioinut noin 100 mm, joskin polttoaineen raekoko voi asettaa edullisen maksimipaksuusrajan selvästi alemmas, noin 20 - 50 mm:iin. Viimemainittuun arvoon on johtanut esimerkiksi palamisominaisuuksiltaan erinomainen polttoaine, jonka rakeista valtaosa oli alueella 125 - 2000 /im. Selvästi karkeammalla polttoaineella hiilikerroksen maksimipak-suus voi olla jonkinverran suurempikin kuin edellämainitut 100 mm.The maximum thickness of the carbon layer on top of the combustion zone has been estimated by experiments to be about 100 mm, although the grain size of the fuel can set the preferred maximum thickness limit well below, about 20-50 mm. The latter value is due, for example, to the fuel with excellent combustion properties, the majority of the granules of which were in the range of 125 to 2000 / im. With a clearly coarser fuel, the maximum thickness of the carbon layer can be somewhat higher than the above-mentioned 100 mm.
Edelläoleviin seikkoihin perustuen on päädytty savunke-hitysmenetelmään elintarvikkeiden savustusta varten, jossa savu kehitetään puuta tai oleellisesti vastaavalla tavalla hiiltyvää materiaalia yläpalotekniikalla polttamalla ja jolle tunnusomaista on, että palamisessa syntynyt savu johdetaan savustukseen vain silloin kun palamisvyöhykkeen yläpuolella on noin 0,5 - 100 mm:n paksuinen, polttoaineen palamisesta syntynyt häiriintymätön hiili-kerros. Erityisen edullisesti otetaan savu talteen vain silloin kun hiilikerroksen paksuus on alueella 2-50 mm.Based on the above, a smoke generation method has been developed for the smoking of foodstuffs, in which the smoke is generated by burning wood or a substantially similar carbonizing material by the combustion technique and characterized by smoke from combustion only when about 0.5 to 100 mm above the combustion zone. a thick, undisturbed carbon layer resulting from fuel combustion. Particularly preferably, smoke is recovered only when the thickness of the carbon layer is in the range from 2 to 50 mm.
Varsin merkitykselliseksi on myös osoittautunut seikka, että palamisen aikana muodostuva hiilikerros säilyy häiriintymättömänä hyödynnettävän savunkehitysvaiheen aikana.It has also proved to be quite significant that the carbon layer formed during combustion remains undisturbed during the utilized smoke generation phase.
Keksinnönmukainen menetelmä voidaan suorittaa joko pa-noksittain, mikä toimintamalli on edullinen pienimittaisia savustuslaitteistoja varten. Tästä panoksitta!- 8 90386 sesta toimintamallista on aikaansaatavissa myös oleellisesti jatkuvatoiminen teollisuusmittaisia savustus-laitteistoja varten. Tällainen jatkuva, mutta panoksit-tain toimiva laitetoteutus on esitetty oheisessa pii-rustuskuvassa 1, jota tullaan selvittämään tarkemmin myöhemmin. Palamistapahtuman osalta täysin jatkuva prosessi on myös aikaansaatavissa, mutta hiilikerroksen rajoitusvaiheeseen liittyy tapahtumia, joiden huomioonottamista selvitetään myöhemmin piirustuskuvan 2 mukaisen laitteiston selvityksen yhteydessä.The method according to the invention can be carried out either in batches, which operating model is advantageous for small-scale smoking installations. From this effortless! - 8 90386 operating model, a substantially continuous operation can also be achieved for industrial-scale smoking systems. Such a continuous but batch-based device implementation is shown in the accompanying drawing 1, which will be explained in more detail later. With regard to the combustion event, a completely continuous process is also achievable, but the carbon layer limiting phase involves events, the consideration of which will be explained later in connection with the inventory of the apparatus according to Figure 2.
Menetelmässä käytettävän laitteiston konstruoimiseen liittyy myös yleisiä seikkoja, jotka olisi syytä ottaa laitesuunnittelussa huomioon. Ensinnäkin on huomionarvoista, että mikäli palotila on valmistettu hyvin lämpöä johtavasta materiaalista, kuten metallista, tapahtuu palaminen tehokkaammin palotilan keskellä kuin reunoilla, eli ilmeisesti palotilan seinien kautta tapahtuvalla lämpöhäviöllä on vaikutus palamistapahtu-maan. Ilmiö korostuu, mikäli palotila on vaakapoikki-leikkaukseltaan kulmikas, jolloin palaminen tapahtuu hitaimmin tilan kulmauksissa. Palorintaman eteneminen epätasaisesti korkeussuunnassa voidaan katsoa haitalliseksi tekijäksi puun kulutuksen ja tuloksen kannalta, joten tämä seikka olisi huomioitava käytettävän laitteen suunnittelussa. Edullista olisi, mikäli ainakin palotilan pystyseinämät olisivat huonosti lämpöä johtavaa materiaalia, esimerkiksi keraamista ainetta, tai ne olisi aiheellista lämpöeristää. Epätasaisen palamisen ongelmaa voidaan vähentää myös palotilan seinämien kautta johdetulla pienellä palamisilman sivuvirtauksel-la, mutta tämä virtaus ei saa olla niin suuri, että sa-vunkehitystapahtuma häiriintyy. Palotilan seinämän varovainen lämmittäminen ulkopuolelta edesauttaa myös tasaista palamista.There are also general considerations associated with the construction of the equipment used in the method that should be taken into account in the equipment design. First, it is noteworthy that if the combustion chamber is made of a highly thermally conductive material, such as metal, combustion occurs more efficiently in the middle of the combustion chamber than at the edges, i.e. apparently heat loss through the combustion chamber walls has an effect on the combustion event. The phenomenon is accentuated if the combustion chamber is angular in cross-section, in which case combustion occurs most slowly at the angles of the chamber. Uneven propagation of the fire front in the height direction can be considered as a detrimental factor in terms of wood consumption and result, so this fact should be taken into account in the design of the equipment to be used. It would be advantageous if at least the vertical walls of the combustion chamber were of poorly thermally conductive material, for example a ceramic material, or if it were appropriate to insulate them thermally. The problem of uneven combustion can also be reduced by a small side flow of combustion air conducted through the walls of the combustion chamber, but this flow must not be so large that the smoke development event is disturbed. Careful heating of the combustion chamber wall from the outside also promotes even combustion.
li 9 90386li 9 90386
Epätasaisen palamisen ongelmaa voidaan vähentää myös valitsemalla palotilan muoto vaakapoikkileikkaukseltaan pyöreäksi.The problem of uneven combustion can also be reduced by choosing the shape of the combustion chamber as having a horizontal cross-section.
Suurten savumäärien kehittämisessä olisi laitteiston mitoituksessa otettava huomioon myös se tosiasia, että palamispinnan kasvaessa voi palamisilman ja savukaasujen vastakkaisten virtaussuuntien vuoksi syntyä virtausteknisiä ongelmia, jotka häiritsevät prosessin suorittamista, ellei ilman johtamisesta polttoaineen pinnalle ole riittävästi huolehdittu.The development of large amounts of smoke should also take into account the fact that as the combustion surface increases, flow problems may arise due to the opposite flow directions of combustion air and flue gases, which interfere with the process if air is not sufficiently passed to the fuel surface.
Seuraavassa esimerkissä 1 on selvitetty suoritettua koetta, jossa tutkittiin palamistapahtumaa seuraamalla palamislämpötilaa polttoainekeossa.The following Example 1 describes the experiment performed in which the combustion event was investigated by monitoring the combustion temperature in the fuel pile.
Esimerkki 1Example 1
Kokeessa käytettiin kotitarvekäyttöön valmistettua sa-vustusuunia, joka oli ulkomitoiltaan: leveys 400 mm, syvyys 450 mm ja korkeus 700 mm. Savustustilan yläosassa oli lyhyt savukanava savun poistamista varten. Sa-vustusuunin alaosaan oli tehty palotila, johon polttoaineen sisältävä polttolaatikko oli työnnettävissä uunin seinämässä olleen, luukulla suljettavan aukon kautta. Polttolaatikko oli päältä avoin, mutta seinämiltään umpinainen. Laatikon poikkiliekkausmitat olivat 130 x 140 mm. Palamisen tarvitsema ilma johdettiin palotilaan polttolaatikon sisäänvientiaukon kautta.The experiment used a smoking oven made for household use, which had the following external dimensions: width 400 mm, depth 450 mm and height 700 mm. There was a short smoke duct at the top of the smoking area to remove the smoke. A combustion chamber was made in the lower part of the smoking furnace, into which the fuel-containing combustion box could be inserted through an opening in the wall of the furnace, which could be closed by a door. The burner was open on the outside, but closed on the walls. The cross-sectional dimensions of the box were 130 x 140 mm. The air required for combustion was led into the combustion chamber through the combustion box inlet.
Kokeessa polttolaatikkoon pantiin polttoaineeksi sahanpurua, joka oli sahattu pyökistä. Purun raekoko oli seuraava: 10 90386In the experiment, sawdust chopped from beech was placed in the combustion box as fuel. The grain size of the crumb was as follows: 10 90386
Raekoko (/urn) % 4000 - 2000 1,1 2000 - 1000 9,4 1000 - 500 27,3 500 - 250 34,4 250 - 125 22,0 125 - 74 4,6 < 74 1,2Grain size (/ μm)% 4000 - 2000 1.1 2000 - 1000 9.4 1000 - 500 27.3 500 - 250 34.4 250 - 125 22.0 125 - 74 4.6 <74 1.2
Kyseisen purun tiheys oli noin 270 kg/m^, ja sen kosteuspitoisuus märkäpainosta oli 7,2 %. Polttokokeessa purua käytettiin 200 g (kosteapaino), joka kaadettiin keoksi polttolaatikkoon. Keon korkeus keskeltä oli noin 86 mm.This chip had a density of about 270 kg / m 2 and a moisture content of 7.2% by wet weight. In the combustion experiment, 200 g (wet weight) of chewing gum was used, which was poured into soup in a combustion box. The height of the heap from the middle was about 86 mm.
Lämpötilan seuraamiseksi oli laatikon keskelle eri korkeuksille sijoitettu lämpötila-antureita (NiCr-Ni -termoelementti, tyyppi K, langan pituus 0,25 mm). Antureiden korkeus laatikon pohjasta oli: anturi korkeus pohjasta, mm 1 85 2 69 3 51 4 40 5 24To monitor the temperature, temperature sensors (NiCr-Ni thermocouple, type K, wire length 0.25 mm) were placed in the middle of the box at different heights. The height of the sensors from the bottom of the box was: sensor height from the bottom, mm 1 85 2 69 3 51 4 40 5 24
Kokeen alussa sytytettiin purukeko koko pinnaltaan puhalluslampulla. Avotulen hävittyä keon pinnalta sijoitettiin laatikko savustusuunin palotilaan. Palamiselle annettiin laatikon sisäänvientiluukun kautta riittävä palamisilma luonnonvedon avulla.At the beginning of the experiment, the chewing gum was ignited over its entire surface with a blow lamp. After the open fire disappeared from the surface of the heap, a box was placed in the combustion chamber of the smoke oven. Sufficient combustion air was supplied to the combustion through the box inlet by means of natural draft.
Kokeessa seurattiin lämpötilan kehittymistä eri mittauspisteissä ajan funktiona kytemisrintaman edetessä purussa .The experiment monitored the development of temperature at different measuring points as a function of time as the fermentation front progressed in the debris.
I: 11 90386I: 11 90386
Kokeen tulokset on annettu seuraavassa käyriössä 1: Lämpötilat kytevässä purussa Γ .1 85 mm «2 69 mm • a 51 mm .* ** 4 0 mm ^ 24 mm 800 —-1-1-1-1-1-r—t—i-1 i Λ l - termoelementtien υ 500 - 1 — ” järjestys | 200 - Yv/.--J, > 'Sk \ ” -1 100 - Käyriö 1 g l"U*r i i_i_i_|-1-1-1-1-1- 0 60 120 RIKO (min)The results of the test are given in the following curve 1: Temperatures in boiling chips Γ .1 85 mm «2 69 mm • a 51 mm. * ** 4 0 mm ^ 24 mm 800 —-1-1-1-1-1-r — t —I-1 i Λ l - thermocouples υ 500 - 1 - ”sequence | 200 - Yv /.-- J,> 'Sk \ ”-1 100 - Curve 1 g l" U * r i i_i_i_ | -1-1-1-1-1- 0 60 120 BREAK (min)
Tuloksista voidaan nähdä, että varsinaisen kytemispala-misen kehityttyä (mittauspiste 2) lämpötila palamisvyö-hykkeessä nousi hieman yli arvon 500 °C, ja seuraavissa mittauspisteissä hieman ylemmäs. Pisteen 4 huippuarvo saavutettiin ajassa noin 80 min. Tässä vaiheessa alkoi kuitenkin savunkehitys jo vähentyä, ja väheni edelleen, vaikka pisteen 5 lämpötila vielä nousi, tosin hidastuneella nopeudella. Ilmeisenä syynä hidastumiseen voidaan pitää keon pinnalle muodostuneen hiilikerroksen aikaansaamaa virtausvastusta, joka hidasti palamisilman tunkeutumista palamiskerrokseen.It can be seen from the results that after the actual combustion combustion developed (measuring point 2), the temperature in the combustion zone rose slightly above 500 ° C, and at the following measuring points slightly higher. The peak value of point 4 was reached in about 80 min. At this point, however, smoke evolution had already begun to decline, and continued to decline, although the temperature at point 5 still rose, albeit at a slower rate. The obvious reason for the deceleration can be considered to be the flow resistance provided by the carbon layer formed on the surface of the heap, which slowed down the penetration of the combustion air into the combustion layer.
Kyseisellä laitteella ja kuvatulla polttotekniikalla suoritettiin myös koesavustuksia, joissa savustettiin kalaa. Savustetuista tuotteista määritettiin haitta-aineita indikoiva bentso-a-pyreeni. Kokeita suoritettiin useampia vaihtelemalla jonkinverran savustusolo- i2 90386 suhteita, eli valikoimalla polttovaihe, jossa poltto-laatikko työnnettiin savustusuuniin. Useimmissa näytteissä oli bentso-a-pyreenin pitoisuus alle havait-semisrajan, korkeimman pitoisuuden ollessa 0,05 /ug/kg.Experimental smokes were also performed with this device and the described combustion technique, in which fish was smoked. Benzo-α-pyrene, which indicates contaminants, was determined from the smoked products. Several experiments were performed by varying the ratios of the smoking conditions to 90386, i.e. by selecting the incineration step in which the incineration box was inserted into the smoking furnace. Most samples had benzo-α-pyrene concentrations below the detection limit, with a maximum concentration of 0.05 ug / kg.
Vertailun vuoksi suoritettiin myös savustuskoe, jossa polttoaine paloi vapaasti virtaavassa ilmassa. Tässä savustustuksessa mitattiin tuotteen bentso-a-pyreenin pitoisuudeksi 0,5 /ug/kg.For comparison, a smoking test was also performed in which the fuel burned in free-flowing air. In this smoking, the benzo-α-pyrene content of the product was measured to be 0.5 μg / kg.
Keksinnön mukaisia laitteistoja selvitetään oheisen piirustuksen avulla, jossaThe devices according to the invention are explained with the aid of the accompanying drawing, in which
Kuva 1 esittää panoksittain toimivaa laitteistoa periaatteellisena esityksenä, jaFigure 1 shows a batch operation in principle, and
Kuva 2 esittää toista laitteistovaihtoehtoa, samoin periaatteellisena esityksenä.Figure 2 shows another hardware alternative, also in principle.
Oheisessa piirustuskuvassa 1 on kaaviomaisesti esitetty panoksittain, mutta oleellisesti jatkuvasti toimiva sa-vunkehityslaitteisto keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi .The accompanying drawing 1 schematically shows a batch but substantially continuously operating smoke generating apparatus for carrying out the method according to the invention.
Laitteistossa on päättömälle, vaakatasoiselle kuljetti-melle, kuten ketjukuljettimelle asennettu useita savun-kehitysyksiköitä 2. Nämä yksiköt ovat seinämiltään umpinaisia, päältä avoimia laatikoita, joiden mitat on valittu halutun savunkehityksen mukaan. Poikkipinta-alamitat voivat olla esimerkiksi noin 0,5 x 0,5 m. Kor-keusmitta ei ole muutoin kriittinen, mutta laatikkoon on saatava riittävä polttoainekerros. Savunkehitysta-pahtuman kannalta riittävä korkeusmitta on esimerkiksi noin 150 mm.The apparatus has a plurality of smoke generating units 2 mounted on an endless, horizontal conveyor, such as a chain conveyor. These units are closed-walled, open-top boxes with dimensions selected according to the desired smoke evolution. The cross-sectional dimensions can be, for example, about 0.5 x 0.5 m. The height dimension is not otherwise critical, but a sufficient layer of fuel must be provided in the box. For example, a height height sufficient for a smoke evolution event is about 150 mm.
Il 90386Il 90386
Savunkehitysyksiköt on järjestetty kulkemaan kuljettimen 1 askelliikkeellä vuorotellen poltoaineen täyttöa-seman 3, sytytysaseman 4, savunkehitysaseman 5 ja tyh-jennysaseman 6 kautta.The smoke generating units are arranged to pass in the step movement of the conveyor 1 alternately through the fuel filling station 3, the ignition station 4, the smoke generating station 5 and the discharge station 6.
Täyttöasemassa 3 savunkehitysyksikköön annostellaan sopiva polttoainemäärä siilosta 7, joko lokeroannosteli-jalla 8 tai tasauskaavinta käyttäen, joka pyyhkäisee savunkehitysyksiköstä ylimääräisen polttoaineen pois. Seuraavana vaiheena etenee savunkehitysyksikkö sytytys-asemaan 4. Täällä polttoaineen pinta sytytetään liekillä, edullisesti kaasuliekillä 9 koko savunkehitysyksi-kön pinnalta. Polttoaineen sytyttyä kauttaaltaan, syty-tysliekki saammutetaan. Savunkehitysyksikkö pidetään sytytysasemassa sopiva aika, jona aikana polttoaineen pinta palaa avoliekillä ja muodostaa vähitellen pinnalleen tavoitellun hiilikerroksen.In the filling station 3, a suitable amount of fuel is dispensed into the smoke generating unit from the silo 7, either with a tray dispenser 8 or using a leveling scraper, which sweeps the excess fuel out of the smoke generating unit. In the next step, the smoke generating unit proceeds to the ignition station 4. Here the surface of the fuel is ignited by a flame, preferably a gas flame 9, from the entire surface of the smoke generating unit. When the fuel is ignited throughout, the ignition flame is extinguished. The smoke generating unit is held in the ignition station for a suitable time during which the surface of the fuel burns with an open flame and gradually forms the desired carbon layer on its surface.
Tänä aikana muodostunut savu johdetaan erillisellä savukanavalla 10 pois laitteistosta, eli tätä savua ei käytetä savustusprosessissa. Sytytysvaiheen palamista-pahtumaa seurataan riittävän hiilikerroksen syntymisen toteamiseksi. Varsin luotettava indikaatio tavoitellun hiilikerroksen syntymisestä on savunmuodostuksen selvä lisääntyminen. Yleensä tähän vaiheeseen menee aikaa noin 1-10 minuuttia. Sen jälkeen kun riittävän, eli vähintään noin 0,5 mm:n hiilikerroksen on todettu syntyneen, voidaan savunkehitysyksikkö siirtää savunkehi-tysvaiheeseen 5. Runsasta savunkehitystä on savunkehi-tysasemassa havaittavissa, jonkinverran polttoaineen raekoosta riippuen, noin tunnin ajan, jona aikana polttoaineen pinnalle on syntynyt hiilikerros, jonka paksuus on yleensä alueella 20 - 50 mm. Karkeaksi luokiteltavalla polttoaineella tosin edullista savunkehitystä voi jatkua aina hiilikerroksen paksuuteen noin 100 mm, tai jonkinverran tämän ylikin.The smoke formed during this time is led out of the equipment by a separate smoke duct 10, i.e. this smoke is not used in the smoking process. The combustion event of the ignition phase is monitored to detect the formation of a sufficient carbon layer. A fairly reliable indication of the formation of the desired carbon layer is a clear increase in smoke generation. Generally, this step takes about 1-10 minutes. After a sufficient carbon layer, i.e. at least about 0.5 mm, has been found, the smoke generating unit can be moved to smoke development stage 5. Excessive smoke evolution can be observed at the smoke generating station, depending on the grain size of the fuel, for about an hour. a carbon layer generally having a thickness in the range of 20 to 50 mm. However, with a fuel classified as coarse, the advantageous smoke development can continue up to a carbon layer thickness of about 100 mm, or somewhat above this.
i4 90386i4 90386
Palamisen ehdittyä tähän vaiheeseen poistetaan savun-kehitysyksikkö savunkehitysasemasta ja johdetaan tyh-jennysasemaan 6, jossa hiili ja palamatta jäänyt polttoaine poistetaan.Upon combustion, at this stage, the smoke generating unit is removed from the smoke generating station and led to a discharge station 6, where carbon and unburned fuel are removed.
Prosessi kiertää jaksottaisesti edellämainittua kiertokulkua, jolloin sytysvaiheessa on ennakoitava savunke-hitysaseman palamistilanne katkosten välttämiseksi sa-vunkehityksessä. Mahdollista on myös tietoisesti jaksottainen käyttö savun antamiseksi peräkkäisinä jaksoina, jotka seuraavat tietyin aikavälein.The process periodically circulates the above-mentioned cycle, in which case the combustion situation of the smoking station must be foreseen in the ignition phase in order to avoid interruptions in smoke generation. It is also possible to knowingly periodically use the smoke to be given in successive cycles which follow at certain intervals.
Prosessia voidaan ohjata sopivalla automatiikalla tai vaihtoehtoisesti manuaalisesti.The process can be controlled by suitable automation or alternatively manually.
Mikäli käytetyllä polttoaineella on edulliseksi hiili-kerroksen maksimipaksuudeksi todettu esimerkiksi noin 50 mm, on savunkehitysyksikkö 2 edullista täyttää polttoaineella täyttövaiheessa 3 esimerkiksi noin 70 - 80 mm:n kerrospaksuuteen. Savunkehitysyksikön pohjalle savunkehitysvaiheen jälkeen jäävällä polttoainekerrok-sella on oma merkityksensä savunkehitysvaiheessa mahdollisesti tislautuvien tervajakeiden vastaanottajana.If the preferred maximum carbon layer thickness of the spent fuel has been found to be, for example, about 50 mm, it is advantageous to fill the smoke generating unit 2 with fuel in the filling step 3 to a layer thickness of, for example, about 70 to 80 mm. The fuel layer remaining at the bottom of the smoke generation unit after the smoke generation stage has its own significance as a recipient of tar fractions that may distill during the smoke generation stage.
Savunkehitysvaiheen tarvitsema polttoilma johdetaan polttoaineen pinnalle puhallinlaitteistolla 11, jonka antama ilmamäärä on edullisesti säädettävä. Ilma on annosteltava tasaisesti polttoaineen pinnalle. Myös luon-nonvedon käyttö on mahdollista polttoilman johtamisessa, joka on myös syytä tehdä säädettäväksi.The combustion air required for the smoke generation stage is led to the surface of the fuel by a blower apparatus 11, the amount of air supplied by which is preferably adjustable. Air must be dispensed evenly over the fuel surface. The use of natural draft is also possible in conducting combustion air, which should also be made adjustable.
Savunkehitysyksikköön voi sisältyä myös lämmönvaihdin 12, joka voi olla jäähdytin tai kuumennin. Jäähdytintä voidaan käyttää savukaasuun mahdollisesti tulleiden epäpuhtauksien kohdensointiin tunnetulla tavalla. Kuu-masavustuksen kyseessä ollessa voidaan savukaasujen lämpötilaa nostaa lämmönvaihtimen avulla.The smoke generating unit may also include a heat exchanger 12, which may be a condenser or a heater. The condenser can be used to target any impurities in the flue gas in a known manner. In the case of hot flue gas, the temperature of the flue gases can be raised by means of a heat exchanger.
I! is 90386I! is 90386
Tuhka karistetaan savunkehitysyksiköiden tyhjennysvai-heessa sopivaan keräilyastiaan 13 tai poistokuljetti-melle.Ash is emptied during the emptying stage of the smoke generating units into a suitable collecting vessel 13 or removal conveyor.
Vaihtoehtoinen laitteisto keksinnön toteuttamiseksi on esitetty oheisessa piirustuskuvassa 2. Tämä laitteisto on periaatteessa jatkuvatoiminen, vaikkakin sen käyttöön liittyy jaksotusta vaativia seikkoja, joita selvitetään myöhemmin.An alternative apparatus for carrying out the invention is shown in the accompanying drawing 2. This apparatus is in principle continuous, although its use involves aspects requiring periodization, which will be clarified later.
Laitteisto muodostuu palotilasta 15, palotilan yläosaa ympäröivästä vaipasta 14, laitteista 16 polttoaineen syöttämiseksi palotilan alaosaan, laitteista 17 polt-toilman syöttämiseksi oleellisesti palotilan suulle, laitteista 18 savun johtamiseksi savustuskammioon, laitteista 18' ja 18'' savun ohivirtauksen aikaansaamiseksi, sekä laitteista 19 palamisjätteiden poistamiseksi laitteistosta.The apparatus consists of a combustion chamber 15, a jacket 14 surrounding the upper part of the combustion chamber, means 16 for supplying fuel to the lower part of the combustion chamber, means 17 for supplying combustion air substantially to the combustion chamber, devices 18 for introducing smoke into the smoke chamber, devices 18 'and 18' 'for bypassing smoke hardware.
Laitteiston vaippa 14 voi olla rakenteeltaan suhteellisen yksinkertainen, periaatteessa metalli levyrakenne, sillä se ei joudu laitetteistoa käytettäessä oleellisten lämpörasitusten alaiseksi. Itse palotila 15 sensijaan vaatii rakenteellisesti enemmän. Edelläesitettyjen seikkojen perusteella on se edullista valmistaa poikkileikkaukseltaan pyöreäksi, jolloin sen alaosa 15’ voi muodostua metalliputkesta. Varsinaisen palamisvyöhykkeen alueella 15'' sensijaan on palotila syytä tehdä lämpöeristetyksi, tai se voidaan valmistaa lämpöä huonosti johtavasta materiaalista, esimerkiksi keraamisena .The jacket 14 of the apparatus may have a relatively simple structure, in principle a metal plate structure, since it is not subjected to substantial thermal stresses when the apparatus is used. The combustion chamber 15 itself, on the other hand, requires more structurally. Based on the above, it is preferable to make it round in cross-section, whereby its lower part 15 'may be formed of a metal tube. Instead, in the region 15 '' of the actual combustion zone, the combustion chamber should be made thermally insulated, or it can be made of a material with poor thermal conductivity, for example ceramic.
Polttoaine johdetaan palotilan alaosaan sopivalla syöt-tölaitteistolla, kuten ruuvisyöttimellä 16. Palamisil-man johtamiseksi palotilan suulle voi laitteistossa olla erillinen putkisto 17, tai vaihtoehtoisesti voidaan i6 90386 palamisilma johtaa vaippaan 14 tehtyjen, sopivasti mi-totettujen aukkojen kautta. Palotila 15 on edullista varustaa oleellisesti tavoitellun palovyöhykkeen korkeudelle sijoitetuilla läpötilan antureilla 20.The fuel is introduced into the lower part of the combustion chamber by suitable supply equipment, such as a screw feeder 16. To conduct combustion air to the combustion chamber mouth, the apparatus may have a separate piping 17, or alternatively combustion air may be provided through suitably sized openings in the jacket 14. The combustion chamber 15 is preferably equipped with temperature sensors 20 located substantially at the height of the desired combustion zone.
Kyseisenlaista laitteistoa voidaan käyttää seuraavasti. Sopivan hienojakeista puuainesta syötetään ruuvisyötti-mellä 16 palotilaan 15 kunnes palotila saadaan ääriään myöten täyteen. Tämän jälkeen polttoaineen pinta sytytetään kauttaaltaan ja polttoaineelle johdetaan palamisen kannalta riittävä ilmamäärä. Tässä vaiheessa kehittyvä savukaasu johdetaan ulos laitteistosta, esimerkiksi savukaasu johdon 18 haarajohdon 18' kautta, eli tämän sytytysvaiheen savukaasua ei käytetä hyväksi. Palamisen vakiinnuttua, mikä varsin luotettavasti voidaan todeta mm. kehittyneen savun määrästä, johdetaan savukaasu savustukseen ja palamisen annetaan jatkua tietty, ennalta arvoitu aika (1 - 10 min), jona aikana palorintaman on todettu etenevän syvyyssuunnassa edellämainitut noin 30 - 50 mm, joissakin tapauksissa noin 100 mm. Tämän jälkeen avataan savukaasun ohituskanava 18' ja syöttölait-teisto 16 käynnistetään hetkellisesti. Palotilaan tuleva uusi polttoaine työntää polttoainepatsasta ylöspäin, jolloin palotilan suulta varisee sen reuna-alueiden kastakerros vaipan 14 pohjalle ja voidaan poistaa tuh-kanpoistolaitteilla 19.Such equipment can be used as follows. Suitable finely divided wood is fed with a screw feeder 16 into the combustion chamber 15 until the combustion chamber is completely filled to the brim. The fuel surface is then ignited throughout and a sufficient amount of air is supplied to the fuel for combustion. At this stage, the flue gas generated is led out of the equipment, for example the flue gas via the branch line 18 'of the line 18, i.e. the flue gas of this ignition stage is not utilized. After the combustion has stabilized, which can be stated quite reliably e.g. of the amount of smoke evolved, the flue gas is introduced into the smoke and the combustion is allowed to continue for a certain, predetermined time (1 to 10 min) during which the fire front is found to advance in the depth direction of the above about 30 to 50 mm, in some cases about 100 mm. The flue gas bypass duct 18 'is then opened and the supply system 16 is started momentarily. The new fuel entering the combustion chamber pushes the fuel column upwards, whereby the dew layer of its edge areas collapses from the mouth of the combustion chamber to the bottom of the jacket 14 and can be removed by ash removal devices 19.
Uuden polttoaineen syöttöjakso aiheuttaa väistämättä pöyhintävaikutuksen palokerroksen päällä olevassa hii-likeroksessa, joten pöyhinnän aikana sekä sitä seuraa-van palamisen vakiintumisen aikana on savu johdettava pois savustuslaitteistosta ohituskanavan 18' kautta. Palamisen vakiinnittua voidaan savu jälleen johtaa savustukseen. Menettely toistetaan muutamaan kerran, jolloin palotilan suulle on muodostunut sopiva keko, joka laukeaa pintakerrokseltaan oleellisesti kauttaaltaan I; i7 90386 kullakin polttoaineen uudella syöttökerralla. Periaatteessa on laitteistolla aikaansaatu jatkuva savunkehi-tystapahtuma, vaikkakin pöyhintä ja sitä seuraava palamisen vakiintuminen aiheuttavat omat katkonsa käyttökelpoisen savun kehitykseen.The cycle of supplying new fuel inevitably causes a flushing effect in the carbon layer on top of the combustion layer, so during flushing and the subsequent stabilization of combustion, the smoke must be discharged from the smoke system via the bypass duct 18 '. Once the combustion has stabilized, the smoke can again lead to smoking. The procedure is repeated a few times to form a suitable pile at the mouth of the combustion chamber, which is triggered in its surface layer substantially throughout I; i7 90386 with each new fuel supply. In principle, a continuous smoke generation event has been achieved with the equipment, although flotation and the subsequent stabilization of combustion cause their own interruptions in the development of usable smoke.
Edellämainittua uuden polttoaineen syöttöjaksoa voi olla syytä jatkaa ainakin joissakin syöttö jaksoissa senverran kauan, että polttolaitteistoon saadaan tuore polttoainekerros pinnalle asti. Tällöin saadaan laitteistosta poistetuksi myös tervajae, joka tislautuu polttoaineesta palorintaman edellä ja rikastuu alla olevaan polttoaineeseen. Tällaisen syöttö jakson jälkeen on keko sytytettävä uudelleen edelläkerrotu11a tavalla.It may be advisable to continue the above-mentioned supply period of new fuel at least in some supply cycles until such time as a fresh layer of fuel is applied to the combustion plant up to the surface. In this case, the tar fraction is also removed from the equipment, which is distilled from the fuel above the fire front and enriched in the fuel below. After such a feeding period, the pile must be re-ignited as described above.
Edelläesitetystä poikkeavasti voi laitteisto olla varustettu myös sopivalla kaapimella, joka poistaa kars-takerroksen polttotilan suulta polttoaineen kunkin syöttöjaksojen jälkeen. Tällöinkin on savun hyödyntämisessä syytä noudattaa edellämainittua ohitusta.Contrary to the above, the apparatus may also be provided with a suitable scraper which removes the Kars bed from the mouth of the combustion chamber after each of the fuel supply cycles. Even then, it is advisable to follow the above-mentioned bypass when utilizing smoke.
Laitteen toimintaa voidaan ohjata suhteellisen luotettavasti manuaalisesti savunkehitystä seuraamalla ja polttoaineen syöttöä siitä riippuvaisesti säätämällä. Toiminta on myös automatisoitavissa suhteellisen yksinkertaisesti sijoittamalla palamisvyöhykkeeseen ja välittömästi sen läheisyyteen läpötila-antureita 20, joiden antamien tietojen perusteella voidaan yksinkertaisella logiikkalaitteistolla päätellä tavittavien polttoaineen syöttöjaksojen pituuden ja tiheydet, jotta pa-lamisvyöhyke saadaan pysymään halutulla etäisyydellä palotilan suulta.The operation of the device can be controlled relatively reliably manually by monitoring the development of smoke and adjusting the fuel supply depending on it. The operation can also be automated relatively simply by placing temperature sensors 20 in and immediately in the vicinity of the combustion zone, which can be used to determine the length and frequencies of the fuel supply cycles to be maintained by simple logic equipment to keep the combustion zone at the desired distance from the combustion zone.
Menetelmän suorittamisen ja laiteiston toiminnan kannalta on oleellista myös, että käytetty polttoaine on oikein valittu. Käyttökelpoista polttoainetta on mm.It is also essential for the performance of the method and the operation of the equipment that the fuel used is correctly selected. Useful fuel is e.g.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI894485A FI90386C (en) | 1987-04-23 | 1989-09-22 | Procedure for making smoke for smoking of food |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI871777A FI871777A0 (en) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | ANORDNING FOER ROEKNING AV LIVSMEDEL, SAERSKILT FISK. |
| FI871777 | 1987-04-23 | ||
| FI8800061 | 1988-04-25 | ||
| PCT/FI1988/000061 WO1988008251A1 (en) | 1987-04-23 | 1988-04-25 | Method and equipment for the generation of smoke for use in smoke-curing of foods |
| FI894485A FI90386C (en) | 1987-04-23 | 1989-09-22 | Procedure for making smoke for smoking of food |
| FI894485 | 1989-09-22 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI894485A7 FI894485A7 (en) | 1989-09-22 |
| FI894485A0 FI894485A0 (en) | 1989-09-22 |
| FI90386B true FI90386B (en) | 1993-10-29 |
| FI90386C FI90386C (en) | 1994-02-10 |
Family
ID=8524363
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI871777A FI871777A0 (en) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | ANORDNING FOER ROEKNING AV LIVSMEDEL, SAERSKILT FISK. |
| FI894485A FI90386C (en) | 1987-04-23 | 1989-09-22 | Procedure for making smoke for smoking of food |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI871777A FI871777A0 (en) | 1987-04-23 | 1987-04-23 | ANORDNING FOER ROEKNING AV LIVSMEDEL, SAERSKILT FISK. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | ATE92267T1 (en) |
| DK (1) | DK171625B1 (en) |
| FI (2) | FI871777A0 (en) |
| HU (1) | HU202075B (en) |
| NO (1) | NO169472C (en) |
-
1987
- 1987-04-23 FI FI871777A patent/FI871777A0/en not_active Application Discontinuation
-
1988
- 1988-04-25 AT AT88903854T patent/ATE92267T1/en not_active IP Right Cessation
- 1988-04-25 HU HU883278A patent/HU202075B/en not_active IP Right Cessation
- 1988-12-21 NO NO885680A patent/NO169472C/en not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-09-22 FI FI894485A patent/FI90386C/en not_active IP Right Cessation
- 1989-10-20 DK DK522089A patent/DK171625B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO885680L (en) | 1989-02-16 |
| FI894485A7 (en) | 1989-09-22 |
| FI90386C (en) | 1994-02-10 |
| HUT51871A (en) | 1990-06-28 |
| NO885680D0 (en) | 1988-12-21 |
| ATE92267T1 (en) | 1993-08-15 |
| NO169472C (en) | 1992-07-01 |
| DK522089D0 (en) | 1989-10-20 |
| DK171625B1 (en) | 1997-03-03 |
| NO169472B (en) | 1992-03-23 |
| DK522089A (en) | 1989-10-20 |
| FI871777A0 (en) | 1987-04-23 |
| FI894485A0 (en) | 1989-09-22 |
| HU202075B (en) | 1991-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101097715B1 (en) | Method and apparatus for modifying smoke smell and method and apparatus for producing smoked food | |
| US5013567A (en) | Method for the generation of smoke for use in smoke-curing of foods | |
| CH621571A5 (en) | ||
| JPS58197236A (en) | Mercury recovery and apparatus | |
| US3462282A (en) | Process and apparatus for preparing a smoking fluid and smoking foodstuffs therewith | |
| FI90386B (en) | Method for generating smoke for smoke treatment of foodstuffs | |
| WO2006117579A1 (en) | Method and apparatus for gasifying and burning pellets made from herbaceous plants | |
| KR101914102B1 (en) | System for recycling coffee bean residue | |
| JP3559093B2 (en) | Smoke generator | |
| RU2171033C1 (en) | Infrared radiation method and apparatus for producing smoke | |
| EP4436393B1 (en) | Smokehouse with ozone generator | |
| RU2109216C1 (en) | Process of burning of hydrolyzed lignin in boiler furnace | |
| US20040096568A1 (en) | Process for the production of foodstuff smoke by pyrolysis, use of a reactor particularly adapted to said process, smoke and smoked foodstuffs thus obtained | |
| RU2007921C1 (en) | Method for production of preparations for smoking food | |
| JP6704579B2 (en) | Self-burning continuous smoldering machine | |
| RU96114912A (en) | METHOD FOR COMBUSING URBAN WASTE AND APPLICATION FOR THE ASH BURNING | |
| SU1066521A1 (en) | Method of producing smoke for smoking food | |
| NL8006038A (en) | METHOD AND APPARATUS FOR BURNING STABLE FERTILIZER MIXTURES. | |
| JP3571282B2 (en) | Shaving node heating device | |
| LV14069B (en) | &Emacr; miens tie &scaron; pin &amacr; &scaron; &scaron; &kcedil; | |
| AU592184B2 (en) | Liquid smoke | |
| SU1157317A1 (en) | Method of burning waste of carbon black production | |
| SU1079230A1 (en) | Roasting apparatus | |
| CA1221012A (en) | Method and apparatus for the igniting or burning of combustible waste oils, in a combustion dish and method of preparing the cleaning of the combustion dish | |
| SU850677A1 (en) | Method of greased turning thermal treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed |
Owner name: GOVENIUS, KARL-JAN |