202075. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés füst fejlesztésére élelmiszerek füstöléssel történő kezeléséhez
HU 202075B tása indirektnek tekinthető, mert amikor a „topburaing” technikát alkalmazzák, azégési zónába belépő levegőnek keresztül kell áramolnia a tüzelőanyag felületén képződött szénrétegen, mégpedig ellenáramban az égési zónát elhagyó füsttel. íly módon a szénréteg korlátozza az égéslevegő áramlását, és ez az áramláskorlátozó közeg direkt hatást gyakorol az égés intenzitására, aminek viszont az égési hőmérsékletre van hatása, következésképpen a fejlesztett füst összetételére. Másrészt a képződött szénréteg jelentős abszorpciós hatásával befolyásolja a füstgázokat. Megállapítást nyert, hogy a szén szelektív módon tart vissza komponenseket a füstből, és a szelektálás nyilvánvalóan a molekulatömegeken és az anyagok polaritásán alapul. A kísérletek szerint azonban a szelekció előnyösen megy végbe, amennyiben az ártalmasnak talált vegyületek, például a benz[a]pirén a szénhez megbízhatóbban kapcsolódnak, mint a fenolvegyületek, amelyek aromás vegyületeknek minősülnek. A fent ismertetett két eljárásnál a tüzelőanyag felületén képződött szénrétegről bebizonyosodott, hogy a vastagsága lényeges tényező, amelynek nyüvánvaló a komplex hatása a füstfejlesztés teljes folyamatában. Ha a szénréteg hatását az égéslevegő-áram vonatkozásában vizsgáljuk, világos, hogy a füstáramot késleltető hatás a szénrétegvastagságának a növekedésével fokozódik. Amikor a tüzelőanyag lángol, nincs szénréteg, következésképpen semmi nem gátolja az égéslevegőnek az égési zónába jutását. A füstfejlesztésnek ebben a fázisában az égés heves, a tűzfőként lobog, és az égési hőmérséklet a különféle vegyületek képződése szempontjából túlságosan magas. A füstben az íz- és zamatadó komponensek szintje alacsony, viszont sok káros anyag van benne. Mindazonáltal, ha a tüzelőanyagot és annak szemcseméretét (darabméretét) helyesen választják meg (erről a későbbiekben még részletesen szó lesz), az égés viszonylag hamar egyenletessé válik a lobogó láng-állapotot követően, amint a szénréteg kezd kialakulni a tüzelőanyag felületén. Az égést illetően megállapítható tehát, hogy egy funkcionáló szénrétegnek bizonyos minimális vastagsággal kell rendelkezni annak érdekében, hogy elegendő csillapító hatást fejtsen ki az égés hevessége vonatkozásában. Kísérletek bizonyítják, hogy ez a minimális szénréteg-vastagság mintegy 0,5 mm, és bizonyosmértékben a tüzelőanyag érdességi (durvasági fokának a függvénye. A kívánt égési folyamat biztosíthatósága érdekében valamely durva (érdes) tüzelőanyag alkalmazása megkövetelheti, hogy a szénréteg minimális vastagsága mintegy 2,0 mm legyen. Miután a szénréteg kialakult, az égés egyenletessé válik, a nyűt láng megszűnik, és az égés lappangva, láng nélkül (izzással) folytatódik. Az égést ebben a fázisban vizuálisan vizsgálva megállapítható, hogy a füstképződés nyilvánvalóan fokozódik. Végrehajtott mérések alapján az is megállapítható volt, hogy ebben a fázisban a hőmérséklet az égési zónában a füst összetétele szempontjából optimális hőmérséklet-tartományon belül állandósult, azaz 700 ’C alatt, aminek eredményeként egyrészt a káros anyagokhoz viszonyítva kedvező arányban kép3 ződtek íz- és zamaladó anyagok, másrészt ez az aránynem függött túlságosan nagymértékben a hőmérséklet-változásoktól. Az is megállapítást nyert, hogy a szénréteg vastagsága nyflvánvalóan befolyásolja a réteg abszorpciójának a hatékonyságát. Ha a réteg vastagsága növekszik, nő az abszorpció hatékonysága is. Kísérletek bizonyítják azonban azt is, hogy a szénré teg vastagságának a kívánt hatás szempontjából meghatározott maximális értéke is van. Kiderült ugyanis, hogy miközben az égés folytatódik, és ennek következtében a szénréteg vastagsága növekszik, a füstképződés csökken. Műszeres érzékeléssel az is megállapítható volt, hogy változások következtekbeafüst összetételében, amiből következik, hogy lényeges változások játszódtak le az égési folyamatban, és feltehetőleg az égést követő folyamatokban is. Magának az égésnek a vonatkozásában nyflvánvaló, hogy amikor a szénréteg növekszik, ez az égéslevegő áramlásának olyan nagymértékű korlátozó tényezője, hogy az égési zóna nem kap ahhoz elegendő levegőt, hogy az égés a kívánt módon folytatódjék. Az égés késleltetve megy végbe, és az égési hőmérséklet is csökken. A kapott füst mennyisége is korlátozott, másrészt a füst összetétele kedvezőtlen irányban változik a túlságosan alacsony égési hőmérséklet következtében, azaz az íz- és zamatadó komponensek mennyisége a káros anyagok mennyiségéhez képest csökken. A szénréteg vastagsága az abszorpció szempontjából is vizsgálható. Az abszorpció szempontjából a szénréteg hatékonyságának egy bizonyos felső határértéke elérése után egy még vastagabb réteg már nem növeli tovább jelentős mértékbena káros anyagok abszorpcióját a füstgázból. A szénrészecskék a felső rétegekben megtelnek, és elveszítik a hatékonyságukat. Más szóval: az abszorpció az égő réteg felett csak bizonyos határon belül, tehát korlátozottan megy végbe. Sőt, ha a szénréteg túlságosan vastag, az káros hatással van a füstgázok tisztításának a hatékonyságára. A szénréteg meglehetősen hatékony reakció-felületet alkot a füstgázokban levő komponensek számára, egyrészt azok egymással bekövetkező reakcióihoz, másrészt a szénrétegen keresztülárairJó levegő oxigénjével fellépő reakcióikhoz. E reakciók eredményeként lényegesen ártalmasabb anyagok keletkezhetnek, és kerülhetnek be a füstgázba, mint azokaz anyagok, amelyek eredetileg jelen voltak abban. Ezt a reakció után bekövetkezett állapotot lényegesen befolyásolhatja az a körülmény is, hogy a szűrőrétegben levő legfelső szénrétegek elkezdhetnek izzani a rájuk érkező égéslevegőáramban, aminek következtében az íz- és zamatadó anyagok egy lényeges hányada a füstben tönkremehet. Kísérletek alapján az égési zónán elhelyezkedő szénréteg maximális vastagsága mintegy 100 mm-re becsülhető (noha a tüzelőanyag-részek mérete jóval ez alatt az előnyös maximális rétegvastagság-határérték alatt maradhat), célszerűen mintegy 20- 50 mm lehet.Ezutóbbi értéket például olyan, kitűnő égési tulajdonságokkal rendelkező tüzelőanyagból származtattuk, amely részeinek fő hányadát a 125- 2000 pm mérettartományban elhelyezkedő szem4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
