Potrzebna pomoc zadymiaczce Ewelinie

[Maxell]

WYTWORNICE DYMU

 

Przy planowaniu procesu wędzenia ustala się jego przebieg przy zachowaniu odpowiednich parametrów. W tym celu konieczne jest otrzymywanie dymu o jednakowych własnościach i w ilości zapewniającej prawidłowy przebieg procesu. Warunków tych nie spełniały stare wędzarnie komorowe, w których dym był wytwarzany przez spalanie drewna i trocin bezpośrednio na dnie komory lub pod nią, na rusztach z prętów stalowych i perforowanej blachy stanowiącej podłogę. Przy takim sposobie wytwarzania dymu trudno jest regulować dopływ powietrza, temperaturę, gęstość i skład dymu, czyli trudno jest zachować stałość parametrów procesu, a prawie w ogóle nie można nimi kierować. Z tych przyczyn w nowoczesnych wędzarniach dym doprowadza się z zewnętrznego źródła. Obecnie najczęściej stosowane są wytwornice typu ciernego lub żarzeniowego. Ze względu na możliwość regulowania temperatury i wilgotności dymu wędzarniczego pozwalają one na uzyskanie produktu o wysokiej jakości. Umożliwiają także bardziej racjonalne wykorzystywanie ciepła, co pozwala na prawie dwukrotne zmniejszenie zużycia drewna i energii. Jeżeli wraz z wytwornicą zostanie zainstalowane odpowiednie urządzenie regulujące, wówczas istnieją możliwości uzyski¬wania dymu o praktycznie stałym, nie zmieniającym się składzie.

Na rysunku 6.1 przedstawiony został schemat wytwornicy żarzeniowej typu Torry.

 

 

Wytwornica jest zbudowana z cegieł i betonu, ma kształt skrzyni z półkami i składa się z dwóch lub trzech rzędów palenisk. W zależności od potrzeb łączy się po kilka takich wytwornic, ustawiając je w rzędzie, obok siebie lub tylnymi ścianami do siebie. Cały zespół podłącza się do jednego głównego przewodu dymowego. Warunki wytwarzania dymu w wytwornicy typu Torry są podobne do warunków tworzenia się dymu przy naturalnym spalaniu trocin. Trociny tlą się, to znaczy spalają się równomiernie w sposób bezpłomienny. Ciąg (przepływ) dymu jest stale regulowany wentylatorem zasysającym, a ilość powietrza reguluje się za pomocą otworów 8.

W wytwornicy dymu produkowanej przez angielską firmę Melis-Watson (rys. 6.2) trociny spalają się na żelaznym ruszcie o dużej liczbie drobnych otworów, przez które wtłacza się powietrze za pomocą wentylatora 3. Podczas spalania wyrównuje się grubość warstwy trocin za pomocą obrotowo osadzonej łopatki 7 w celu zapewnienia większej równomier-ności wytwarzania się dymu. Trociny nawilżane są wodą ze zbiornika 6.

 

 

Na rysunku 6.3 przedstawiono wytwornicę fluidyzacyjną, w której rozkład termiczny trocin następuje pod wpływem strumienia bardzo gorącego powietrza. Proces utleniania został tu sprowadzony do minimum i zasadniczo mamy do czynienia tylko z destylacją drewna, bez powstawania płomienia. Podgrzewacz powietrza 1 wypełniony jest wiórami metalowymi ogrzewanymi za pomocą energii elektrycznej. Strumień powietrza, po przejściu przez gorące wióry metalowe, kieruje się do komory 2, o kształcie stożka ściętego, wypełnionej trocinami drzewnymi dostarcza-nymi przez przenośnik ślimakowy 3, Wytworzony dym przechodzi przez cyklon 4, gdzie oddzielane są zanieczyszczenia mechaniczne od dymu. Wadę urządzenia stanowi możliwość powstania pożaru na skutek osiadania tlących się trocin, porwanych strumieniem powietrza.

 

 

Na rysunku 6.4 pokazano wytwornicę żarzeniową. Trociny ze zbiornika 1 opadają pod wpływem siły ciążenia i dostają się do komory spalania 2. Konstrukcja króćca wylotowego ze zbiornika zapewnia stałą dostawę trocin w ilości odpowiadającej ich zużyciu. W części stożkowej zbiornika 1 stale pracuje wirnik śrubowego mieszalnika 6, który zapobiega zbijaniu się trocin w grudy. Warstwa trocin w komorze spalania jest mieszana za pomocą mieszalnika 7. Temperatura spalania utrzymuje się stale w pobliżu 300°C, nie przekraczając tej wartości. Przez sterowanie ilością powietrza reguluje się temperaturę dymu, na co mają wpływ zawory 10. Dym z komory spalania odsysany jest za pomocą wentylatora 11, przez filtry 5.

Oprócz żarzeniowych stosowane są także cierne wytwornice dymu. Przykłady kilku rozwiązań konstrukcyjnych wytwornic ciernych podano na rysunku 6.5. W wytwornicy tego typu dym powstaje pod wpływem ciepła wynikłego podczas tarcia drewna o wirującą szorstką powierzchnię metalową. Powierzchnia cierna wykonywana jest w postaci użebrowanej tarczy albo bębna z wyciętymi otworami lub przyspawanymi że¬brami. Klocek drewniany stanowiący źródło dymu jest dociskany do powierzchni ciernej za pomocą odpowiedniego obciążnika, który może być połączony z amortyzatorem pneumatycznym przejmującym na siebie obciążenia dynamiczne występujące w czasie pracy urządzenia.

 

 

Dym otrzymywany z ciernych wytwornic dymu ma inny skład chemiczny niż otrzymywany z wytwornic żarzeniowych, ponieważ temperatura wytwarzania jest bardzo niska i wynosi około 260°C, a więc wytwarzanie dymu jest bezpłomienne. Dym z wytwornic ciernych zawiera więcej czynnych składników wędzących niż dym uzyskiwany przy tleniu się trocin. Wadą urządzeń jest powstawanie dużych ilości części stałych zawieszonych w dymie, co powoduje konieczność jego oczyszczania w cyklonie lub labiryncie. Natomiast zaletą wytwornic ciernych jest lepsze wykorzystanie drewna w porównaniu z innymi wytwornicami.

 

[Maxell]

Wpływ temperatury zżarzania oraz dostępu powietrza

W dostępnym piśmiennictwie termin „temperatura wytwarzania dymu" ma różne znaczenie. Wiedząc, że mechanizm powstawania dymu polega w pierwszym etapie na cieplnym rozkładzie drewna, po którym dopiero następuje utlenienie i zachodzą wtórne reakcje produktów rozkładu, można by oczekiwać, że temperatura jaka panuje na każdym z tych etapów powinna wpływać na końcowy skład produktu. Tymczasem w większości publikowanych prac nie ma szczegółowych informacji dotyczących miejsca i sposobu pomiaru temperatury. Z drugiej strony wiadomo, że zakres temperatury od powierzchni stosu trocin, gdzie przede wszystkim zachodzi rozkład termiczny, do zewnętrznej gazowej strefy utlenienia, może obejmować ok. 800 K i nie można go łatwo regulować w czasie naturalnego żarzenia. Największa ilość dymu powstaje w obszarze temperatur od 540 do 650 K, podczas gdy czerwony żar trocin ma ok. 970 K, zaś w gazowej strefie utleniania panuje temperatura ponad 1100 K.

Wpływ temperatury na chemiczny skład dymu bada się od dawna, sądząc, że temperatura wywiera istotny wpływ na szybkość tworzenia się fenoli i aldehydów, a także niepożądanych w wędzeniu wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych [23], Rozkład termiczny hemiceluloz, celulozy i ligniny następuje w temperaturach, odpowiednio, ok. 520, 570 i 670 K. Celulozę uważa się za główne źródło, z którego powstaje kwas octowy. Natomiast fenole i ich pochodne tworzą się przede wszystkim z ligniny. Największa ilość smół powstaje, wg Woskresieńskiego [46], w zakresie temperatur 620—720 K.

Wpływ temperatury i dostępu powietrza do warstwy żarzących się trocin na powstawanie różnych grup składników dymu był przedmiotem wielu badań laboratoryjnych [21]. Badania te miały na celu znalezienie optymalnych warunków wytwarzania dymu zawierającego najwięcej pożądanych związków fenolowych i karbonylowych, a ubogiego w rakotwórcze wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Z najnowszych danych przedstawionych przez Milera i współpracowników [1], [27], [28] wynika, że szybkość zżarzania trocin jest liniową funkcją iloczynu temperatury i prędkości przepływu powietrza w generatorze. W stałej temperaturze szybkość zżarzania jest funkcją prędkości przepływu powietrza i spełnia równanie krzywej Gaussa. Temperatura warstwy żarzących się trocin zależy od prędkości przepływu powietrza. Można zatem w przemysłowych wytwornicach dymu utrzymywać pożądaną stałą temperaturę, regulując dokładnie przepływ powietrza. Szybkość tworzenia się fenoli, związków karbonylowych i węglowodorów wielopierścieniowych jest również funkcją iloczynu temperatury i prędkości przepływu powietrza, wyrażającą się także typową krzywą Gaussa Wierzchołki krzywych reprezentujących stężenia tych trzech grup związków nie pokrywają się. Ich położenie względem osi iloczynu temperatury i prędkości przepływu powietrza zależy od wilgotności rodzaju trocin. Można zatem znaleźć dla każdego typu wytwornicy dymu takie parametry pracy, przy których tworzy się maksymalna ilość fenoli i związków karbonylowych, a równocześnie najmniej wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.

Oczyszczanie i obróbka dymu

Dym wędzarniczy wytwarzany mechanicznie zawiera stosunkowo dużo rozproszonych drobnych cząstek częściowo spalonego drewna, sadzy i popiołu. Aby usunąć te niepożądane składniki pogarszające barwę wędzonych produktów, stosuje się na drodze dymu z wytwornicy do wędzarni cyklony lub labirynty. Niekiedy oczyszcza się dym pod prysznicem wody, usuwając w ten sposób także część smół i kwasów.

W rurociągach prowadzących z wytwornicy do wędzarni oraz w przewodach kominowa: na ścianach osadzają się wyżej wrzące składniki dymu. Ta warstwa smoły stanowi duże zagrożenie pożarowe w przypadkach, gdy istnieje możliwość przedostawania się iskier do rurociągów.

Starzenie się dymu prowadzi do obniżenia zawartości związków karbonylowych wskutek polimeryzacji.

Rozproszone składniki dymu można bardzo efektywnie usunąć w pożądanym stopniu stosując odpowiednie filtry elektrostatyczne, a uzyskany w ten sposób kondensat można wykorzystać jako surowiec do wytwarzania ciekłych preparatów wędzących. Laboratoryjny filtr elektrostatyczny (rys. VIII/1) jest bardzo przydatny do pobierania próbek dymu do celów analitycznych. Nawet długotrwałe działanie pola wyładowań koronowych nie wywołuje bowiem istotnych chemicznych zmian składników dymu.

 

[Maxell]

Komory parzelnicze, wędzarnicze i wędzarniczo-parzelnicze są urządzeniami, w których odbywa się proces obróbki termicznej wędlin. Komory wędzarniczo-parzelnicze firmy MAURER (rys. 10.47) są 4-wózkowe z wytwarzaczem ciernym dymu w obudowie drzwi (widoczne kloce drewna bukowego) lub też z urządzeniem żarowym do wytwarzania dymu ze zrębków drzewnych (także instalowanych w obudowie drzwi). Trzecią formą wytwarzania dymu, poza konstrukcją komory wędzarniczo-parzelniczej, jest użycie dymogeneratorów. Komory są wyposażone w mikroprocesorowy system sterowania obróbki termicznej. Mogą być zasilane różnymi czynnikami energetycznymi: parą o niskim i dużym ciśnieniu, gorącą wodą, olejem cieplnym, olejem opałowym, gazem i prądem elektrycznym. Komory są różnej wielkości i o różnej liczbie (1-14) wózków wędzarniczych.

 

 

Najbardziej nowoczesną technologię wędzenia produktów spożywczych stosuje firma FESSMANN - rys. 10.48. Z urządzeń typu Turbomat scharakteryzowano komorę wędzarniczo-parzelniczą Turbomat 1800.

Turbomat jest komorą małych wymiarów (szerokość zewnętrzna 111 cm i głębokość z drzwiami 120 cm) o zaletach dużego systemu, ponieważ jest wyposażona w mikroelektroniczny obwód sterowania i system wędzenia Ratio. Turbomat 1900 R jest komorą większą (szerokość 126 cm, głębokość 129 cm, długość kija wędzarniczego 90 cm). Wyposażona jest w wytwornicę dymu ze zrębków, zamontowaną w podstawie obudowy. Sterowane mikroprocesorem Turbomat 3000 i 7000 są uniwersalnymi komorami na wózki wędzarnicze o wymiarach 102 x 104x200 cm.

 

 

Komory zbudowane są na zasadzie modułowej, umożliwiającej tworzenie tunelu dowolnej długości, z oddzielnym dymogeneratorem. Maksymalna temperatura obróbki produktu wynosi 150°C. Komora może być zbudowana w wersji przelotowej. Aby zapewnić równomierny rozkład temperatur i wilgotności w całej komorze, każda sekcja ma własną cyrkulację obrabianego powietrza. Turbomat jest komorą, w której wentylator ma trzy prędkości obrotowe:

- normalną,

- dużą, stosowaną specjalnie w szybkich, intensywnych procesach wędzenia,

- wyjątkowo powolną, stosowaną w długotrwałych procesach przy małej koncentracji dymu i małej wilgotności.

Komory mogą być ogrzewane parą o wysokim ciśnieniu - 8 bar (nagrzewnica ze stali nierdzewnej w kształcie spirali), prądem elektrycznym, gazem i olejem opałowym. Elementy grzejne znajdują się na górze komory pod wentylatorem.

W systemie wędzenia RATIO, dzięki stopniowo wzrastającej temperaturze do ok. 200°C zostają uwolnione łatwo utleniające się i czułe na temperaturę substancje, odpowiedzialne za tworzenie aromatu. System ten generuje również czułe na temperaturę komponenty kolorystyczne. Dym o dużej kondensacji, suchy i tylko nieznacznie regulowany w systemie RATIO (rys. 10.48a) jest wprowadzany bezpośrednio do przetwarzanego produktu. Wartościowe substancje dymu nie są wytrącane przez siłę odśrodkową działającej turbiny, ponieważ dym na swojej drodze od dymogeneratora do produktu nie przechodzi przez turbinę. Zatem RATIO jest systemem intensywnego dymu (100%). System RATIO TOP (rys. 10.48b) umożliwia uzyskanie wielu odcieni zabarwienia produktu od bardzo jasnego (prawie niedostrzegalnego) do bardzo ciemnego. Generatory dymu wyposażone w system RATIO TOP wytwarzają bardzo skondensowany dym. Gęstość tego dymu może być następująca:

- intensywny dym 100% (dym RATIO),

- średni dym 60%,

- jasny dym 45%.

Programując odpowiednio mikroprocesor, można wybrać różne sposoby dymienia w czasie trwania jednego cyklu obróbki termicznej. W komorach firmy FESSMANN podczas obróbki występują następujące procesy:

1) ogrzewanie,

2) obsuszanie,

3) suszenie klasyczne,

4) suszenie interwałowe dla powietrza odlotowego (możliwość sterowania klapami, które zamykają się i otwierają w zadanych odstępach czasu),

5) suszenie z regulacją wilgotności (klapy komory są tak sterowane, aby osiągana była zadana wilgotność),

6) wędzenie RATIO TOP - dym intensywny 100%,

7) wędzenie RATIO TOP - dym średni 60%,

8) wędzenie RATIO TOP-dym jasny 45%,

9) gotowanie klasyczne,

10) gotowanie delta T ślizgowe,

11) gotowanie wg wartości delta T klasyczne,

12) gotowanie na podstawie wartości F (intensywność obróbki cieplnej pozwala wnioskować o trwałości produktu),

13) nagrzewanie komory parą wysokiego ciśnienia.

Ustawienie programów może być w dowolnej kolejności. Sterownik FESSMANNA typu DP11 w powiązaniu z konstrukcją komory zapewnia całkowicie automatyczne prowadzenie procesów obróbki termicznej produktów.

Jako materiał wędzarniczy stosuje się specjalne wiórki lub zrębki wędzarnicze, które w zależności od dymogeneratora i wymagań stosuje się we frakcjach różnej wielkości oraz tzw. klocki wędzarnicze - wymiarami dopasowane do używanego typu komory. Najlepsze jest drewno bukowe, ponieważ zawiera najwięcej pozytywnych aromatów. Niedopuszczalne jest używanie zrębków czy wiórków wędzarniczych nieznanego pochodzenia, złej jakości, zagrzybionych, brudnych. Dlatego też często proponuje się zakładom naturalny materiał wędzarniczy z grupy RAUCHERGOLD (rys. 10.49 - wklejka barwna). Zrębki te są wytwarzane z pni bukowych, następnie suszone i sterylizowane w temperaturze ok. 500°C, co gwarantuje, że ani zarodniki grzybów, ani bakterii tlenowych nie przedostaną się do komory wędzarniczej. Wysokiej jakości wiórki RAUCHERGOLD gwarantują powtarzalność procesu wędzenia i dzięki temu umożliwiają redukcję strat masy wędzonych produktów. Ubytek masy w procesie wędzenia na zimno w komorach FESSMANN szacuje się na ok. 5-10%, a w procesie wędzenia na gorąco - na ok. 10-15%.