Vorrichtung zum Erzeugen von Rauch, insbesondere zum Räuchern von Nahrungsmitteln
Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Erzeugung von Rauch, insbesondere zum Räuchern von Nahrungsmitteln, unter Wärmebehandlung von zerkleinertem Holz beschrieben, bei welchem das in einem kontinuierlichen Strom geführte, zerkleinerte Holz unter mindestens teilweisem Luftabschluss zur Einleitung einer trockenen Destillation des Holzes durch Strahlungswärme auf mindestens 2700 C direkt erhitzt wird, wobei dem durch den oberhalb 2700 C einsetzenden, exothermen Prozess erzeugten rauchförmigen Destillationsprodukt zusätzlich Wasser oder Wasserdampf zugegeben wird und die höchste Prozesstemperatur auf etwa 3500 C begrenzt wird.
Das Hauptpatent bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens.
Diese Vorrichtung weist eine erste abgeschlossene Kammer, in welche ein erstes Förderorgan für das zerkleinerte Holz mündet, und welche mit Heizmitteln zur Erzeugung von Strahlungswärme für das vom ersten Förderorgan zugeführte Holz sowie mit mindestens einer Einlassöffnung für Dampf oder Wasser versehen ist, und eine zweite abgeschlossene Kammer auf, die mit der ersten Kammer durch ein rohrförmiges Element verbunden ist, in welchem mindestens ein zweites Förderorgan zur Weiterförderung des erhitzten Holzes und des erzeugten Rauch-Dampfgemisches in die zweite, einen Auslass für das Rauch-Dampfgemisch und einen Auffangbehälter für das durch die Erhitzung abgebaute Holz aufweisende Kammer angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der genannten Vorrichtung, welche erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass die Förderorgane als mehrteilige, senkrecht angeordnete, angetriebene Welle ausgebildet sind, die mit schraubenflächenförmigen Förderelementen versehen ist, und dass die Welle im Bereich des die erste Kammer mit der zweiten Kammer verbindenden rohrförmigen Elementes einen doppelkegelartigen Verdrängungskörper aufweist, an welchen sich das zweite Förderorgan anschliesst, das in einem einen kleineren Durchmesser als das rohrförmige Element aufweisenden Rohransatz liegt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigelegten Schnittzeichnung beschrieben.
Die dargestellte Raucherzeugungsvorrichtung weist einen Einfüll- und Vorratstrog 1 für zerkleinertes Holz, z. B. Holzspäne oder Sägemehl, auf, der in seinem oberen Teil mit einem aufklappbaren Deckel 2 versehen ist, der auch abnehmbar ausgebildet sein kann oder weggelassen sein kann. Der Vorratstrog 1 ist trichterförmig ausgebildet und setzt sich an seinem unteren, verjüngten Ende in einem rohrförmigen Ansatz 3 fort, der in eine erste Kammer 4, die Vorreaktionskammer, mündet und der zur Förderung des im Vorratstrog befindlichen zerkleinerten Holzes vorgesehen ist. Die Förderung des zerkleinerten Holzes erfolgt durch eine koaxial zum Rohr 3 angeordnete, durchgehende Förderschnecke 5. Die Förderschnecke 5 bildet einen Teil einer mehrteiligen, senkrecht angeordneten Welle 6, die durch einen steuerbaren oder für die vorgesehene Vorrichtung fest ausgelegten Getriebemotor 7 angetrieben ist.
Mit dem im Vorratstrog 1 befindlichen Teil der Welle 6 ist eine Rührvorrichtung 6a fest verbunden, welche eine Brückenbildung des im Vorratstrog 1 befindlichen zerkleinerten Holzes verhindert und eine kontinuierliche Zufuhr des Holzes zur Förderschnecke 5 ermöglicht.
Zur Behandlung des aus dem unteren Ende des Rohres 3 austretenden zerkleinerten Holzes ist die Vorreaktionskammer 4 mit einer elektrischen Strahlungsheizung 8 versehen. Ferner wird in die Vorreaktionskammer 4 Wasser oder Dampf eingelassen, wozu ein Anschluss 9 dient. Hierbei kann die Wasser- oder Dampfeinspritzung an einer oder mehreren Stellen der Vorreaktionskammer 4 erfolgen, und es können die entsprechenden Einlässe auch an anderen Stellen als an der dargestellten, z. B. näher dem Ende des das zerkleinerte Holz zuführenden Rohres 3, angeordnet werden. Zur Umwälzung des in der Vorreaktionskammer 4 befindlichen Gases ist ein Gebläse 10 vorgesehen, welches das Gas über einen ersten Rohrstutzen 11 und ein erstes Ventil 12 ansaugt und über einen zweiten Rohrstutzen 13 wieder in die Vorreaktionskammer 4 bläst.
Die Ansaugleitung des Gebläses 10 weist zudem eine zweite Zuführung 14 auf, die über ein zweites Ventil 15 verschliessbar ist und zum Ansaugen von Frischluft vorgesehen ist, sowie eine dritte Zuführung 16, welche über ein drittes Ventil 17 an eine weitere, nachstehend beschriebene Kammer angeschlossen ist.
Die ganze Vorreaktionskammer 4 ist allseitig mit wärmeisolierenden Wänden versehen. Sie ist zudem mindestens angenähert luftdicht abgeschlossen, so dass bei geschlossenen Ventilen 15 und 17 Frischluft höchstens in sehr geringem Umfang über das durch die Förderschnecke 5 zugeführte zerkleinerte Holz in die Kammer gelangen kann.
Unterhalb der Vorreaktionskammer 4 ist eine weitere, ebenfalls wärmeisolierte Kammer 18, die Rauchabzugkammer, angeordnet. Über ein Trichterrohr 19, das in der die Vorreaktionskammer 4 von Rauch abzugkammer 18 trennenden, nicht näher bezeichneten Zwischenwand angeordnet ist, gelangt das zerkleinerte und durch die erzeugte Wärme behandelte Holz von der Vorreaktionskammer 4 in die Rauchabzugkammer 18.
Zur Weiterförderung des frisch aus dem Rohr 3 geförderten bzw. des bereits behandelten Holzes, das im Trichterrohr 19 liegt, weist der untere Teil der Welle 6 einen doppelkegelartigen Verdrängungskörper 20 auf, der bewirkt, dass das Holz über eine möglichst grosse Fläche der Strahlungswärme und dem durchtretenden Rauch-Dampfgemisch ausgesetzt wird. Unter dem Verdrängungskörper 20 befindet sich ein trichterförmiger Sieb- oder Lochblecheinsatz 21, der zwar die Gase und Dämpfe, aber nicht das Holz durchlässt. Das Holz wird unterhalb des Verdrängungskörpers 20 wieder mittig zur Welle gefördert und dort mit einem letzten, ebenfalls schneckenförmigen Wellenteil 22 durch einen Rohransatz 23 in einen Auffangbehälter 25 ausgeworfen.
Zur Auflockerung des auf den Siebeinsatz 21 gelangenden Holzes ist der untere, ebenfalls kegelförmige Teil des Verdrängungskörpers 20 mit Stiften oder Flacheisen 24 versehen.
Durch das Trichterrohr 19 wird ebenfalls der in der Vorreaktionskammer 4 gemäss den nachfolgenden Erläuterungen erzeugte Rauch in die Rauchabzugskammer 18 geführt und von der letzteren über eine Rohrleitung 27 zum Räuchergut abgeführt. Wie bereits erwähnt, ist die Rauchahzugkammer 18 über die Zuführung 16 mit dem Gebläse 10 verbunden, wobei die Zuführung durch das Ventil 17 verschliessbar ist. Innerhalb des Trichterrohrs 19 ist ferner ein Zündstab 28 angeordnet, dessen Bedeutung später erläutert wird.
Die Vorreaktionskammer 4 und die Rauch abzug- kammer 18 sind durch zwei getrennte, wärmeisolierte Türen 29, 30 zugänglich, so dass eine Kontrolle und Wartung der in diesen Kammern eingebauten Organe leicht möglich ist. Die separate Türe 30 ermöglicht es, auch während des Betriebes der dargestellten Vorrichtung den Auffangbehälter 25 zu entleeren.
Die ganze Vorrichtung ist auf einen Sockel 31 gestellt, wobei der Block der zwei Kammern 4, 18 und des Gebläses 10 über Stützen 32 den Vorratstrog 1 der der seinerseits den Motor 7 mit der mehr- teiligen Welle 6 trägt.
Zum Betrieb der dargestellten Vorrichtung sind weitere, nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, beispielsweise eine Steuereinrichtung zur Regelung der Drehzahl des Motors 7, eine Steuer- und Regeleinrichtung mit Thermostaten zur Beeinflussung der elektrischen Strahlungsheizung 8, die auf Vollast und Teillast und in stufenlos veränderbaren Intervallen betrieben werden kann, eine Steuereinrichtung für die Zufuhr von Wasser oder Dampf in die Vorreaktionskammer 4, eine Steuereinrichtung für das Gebläse 10, Steuereinrichtungen für die Ventile 12, 15 und 17.
Im folgenden werden verschiedene Verfahrensmöglichkeiten zur Raucherzeugung mittels der dargestellten Vorrichtung beschrieben.
In einer ersten Betriebsweise wird der Vorratstrog 1 mit zerkleinertem Holz, das die Form von Holzspänen oder Sägemehl haben kann, gefüllt. Zur Aufheizung der geschlossenen Vorreaktionskammer 4 wird die elektrische Strahlungsheizung 8 eingeschaltet. Ferner wird das Gebläse 10 zur Beschleunigung der Aufheizung eingeschaltet und auf Umwälzbetrieb geschaltet, d. h.
die Ventile 15 und 17 bleiben geschlossen, während das Ventil 12 geöffnet wird. Der Getriebemotor 7 wird in Gang gesetzt, so dass mittels der Förderschnecke 5 nun zerkleinertes Holz in einem kontinuierlichen, unkomprimierten Strom vom Vorratstrog zum Trichterrohr 19 vertikal nach unten geführt wird und das Trichterrohr anfüllt. Sobald das in der Vorreaktionskammer 4 der Strahlungswärme und sekundär der Konvektionswärme der umgewälzten Luft ausgesetzte zerkleinerte Holz die Temperatur von etwa 270 C erreicht, beginnt ein intensiver, exothermer Prozess der trockenen Destillation unter Rauchbildung. Für die genaue Steuerung der Zeit des Rauchbeginns wird die Vorreaktionskammer 4 vorerhitzt, ohne dass das Gebläse 10 läuft.
Bei heisser Vorreaktionskammer (etwa 3600 C) kann dann praktisch unmittelbar nach dem Einschalten auf Umwälzbetrieb auch Rauch erzeugt und entnommen werden.
Wenn die Temperatur in der Vorreaktionskammer 4 etwa 3000 C erreicht hat, wird z. B. mit Hilfe eines Temperaturfühlers durch Öffnen des Dampfeinlasses 9 dem Rauch Wasserdampf zugegeben, welcher der Umwandlung, der Reinigung und der Befeuchtung des Rauchs dient. Die Dampfzugabe verändert die extrahierten Destillate sowie die unmittelbar nach ihrer Entstehung ablaufenden vielfältigen chemischen und physikalischen Reaktionen bzw. Vorgänge derart, dass ein für das Räuchern von Lebensmitteln geeigneter Rauch entsteht. Die Dampfzugabe dient auch zur Konditionierung, also unter anderem auch der für den Räuchervorgang notwendigen Rauchbefeuchtung. Infolge der durch das Gebläse bewirkten Umwälzung entsteht ein gleichmässiges Rauch-Dampfgemisch.
Die Schnecke 5 fördert zerkleinertes Holz nach unten, das kontinuierlich einerseits durch die Strahlungswärme der Strahlungsheizung 8 und anderseits durch die thermomolekulare Bewegung des umewälz- ten, bereits erzeugten Rauch-Dampfgemisches als auch die Wärmezugabe durch die im Trichterrohr 19 stattfindende exotherme Reaktion auf die nötige Tempera tur von über 2700 C gebracht wird. Der im Trichterrohr 19 befindliche doppelkegelartige Verdrängungskörper 20 der Welle bewirkt, dass das Holz iiber einer grossen Fläche der Strahlungswärme und dem durchtretenden Rauch-Dampfgemisch ausgesetzt wird. Durch die Drehung der Welle und den Austrag mittels der unteren Förderschnecke 22 wird das Holz nach unten gefördert und kann dabei gleichmässig und vollständig abgebaut bzw. verkohlt werden.
Das frisch in das Trichterrohr 19 herabfallende Holz ist jeweils der intensivsten Wärmezufuhr ausgesetzt. Bei etwa 300 bis 3500 C Prozesstemperatur, was einer Kammertemperatur von etwa 350 bis 4000 C entspricht, wird die Strahlungsheizung durch einen nicht dargestellten Thermostaten in kurzen vorwählbaren Intervallen ein- und ausgeschaltet, wodurch die Prozesstemperaturen konstant bleiben.
Das in der Vorreaktionskammer 4 erzeugte Rauch Dampfgemisch wird durch das verschieden stark abgebaute zerkleinerte Holz und durch die Siebbleche 21 in die Rauchabzugkammer 18 geleitet und verlässt diese über die Rohrleitung 27. Der befeuchtete Rauch ist unter einer Temperatur von 1000 C (über 00 C) kondensierbar, so dass ein Kamin nicht vorgesehen werden muss.
In der Rauchabzugkammer 18 wird die trockene Destillation beendet, wenn das zerkleinerte Holz völlig verkohlt ist. Das verkohlte Holz wird durch das Rohr 23 mittels des auf der Welle 6 befestigten Schneckengewindes 22 in den Auffangbehälter 25 befördert.
Bei einer weiteren Betriebsweise der dargestellten Vorrichtung wird bei Beginn des exothermen Prozesses oberhalb 2700 C eine zeitlich dosierte Menge Wasser durch den Einlass 9 in die Strahlungszone der Vorreak tionskamrner 4 gespritzt. Das eingespritzte Wasser verdampft zum Teil sofort und reagiert bzw. mischt sich mit dem erzeugten Rauch wie bei der vorgängig beschriebenen Betriebsweise mit einer Dampfzugabe. Teilweise befeuchtet das eingespritzte Wasser aber auch die heissen Holzteilchen und entzieht diesen die Verdampfungswärme. Durch diesen Wärmeentzug wird die durch die exotherme Destillation hervorgerufene Temperaturerhöhung vermindert, so dass die Holztemperatur auf keinen Fall 3700 C übersteigt und dadurch die Erzeugung schädlicher Bestandteile des Rauchgases in vorteilhafter Weise verhindert wird.
Die bei der Einspritzung von Wasser eintretende Kühlwirkung auf den exothermen Prozess kann in kleinerem Ausmass auch bei der vorbeschriebenen Dampfeinspritzung erzielt werden, wenn Dampf mit einer Temperatur von wenig über 1000 C eingespritzt wird, so dass sich der Dampf am zerkleinerten Holz auf etwa 300 bis 3500 C erwärmen muss.
Auf die vorteilhafte Wirkung einer intensiven Umwälzung des Rauch-Dampfgemisches zur Beschleunigung der Aufheizung des durch die Förderschnecke 5 kontinuierlich zugeführten zerkleinerten Holzes und zur Erzielung eines gleichmässig zusammengesetzten und befeuchteten Rauches ist bereits hingewiesen worden.
Eine weitere Stabilisierung des beschriebenen Raucherzeugungsverfahrens lässt sich in einfacher Weise dadurch erzielen, dass ein Teil des zur Ausgangsrohrleitung 27 geführten Rauchs, d. h. ein Teil des in der Rauchabzugskammer 18 befindlichen Rauches, über das Gebläse 10. in die Vorreaktionskammer 4 zurückgeführt wird. Zu diesem Zweck wird das in der Zuführleitung 16 angeordnete Ventil teilweise oder ganz geöffnet und gegebenenfalls das Ventil 12 teilweise geschlossen.
Eine weitere Betriebsweise der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, dass der exotherme Prozess der Raucherzeugung in der Vorreaktionskammer 4 nicht unter Luftabschluss, d. h. bei geschlossenem Ventil 15, sondern unter Zuführung von Frischluft, also mit teilweise geöffnetem Ventil 15, durchgeführt wird. Gleichzeitig wird eine grössere Menge Dampf oder Wasser pro Zeiteinheit durch den Einlass 9 ein gespritzt und die Strahlungsheizung 8 eingeschaltet, um eine Temperatur von etwa 3000 C aufrechtzuerhalten. Durch diese Massnahmen, d. h. insbesondere durch die Frischluftzufuhr, wird der bisher beschriebene Verkohlungsprozess stark beschleunigt und bewirkt eine besonders intensive Raucherzeugung. Von Vorteil ist diese Betriebsweise dann, wenn in einer vorliegenden Vorrichtung in sehr kurzer Zeit grösste Rauchmengen zur Verfügung stehen müssen.
Die Luftzufuhr muss genau dosiert und dem Betrieb angepasst sein, damit kein Glimmprozess einsetzt und Rauch, der nicht mehr kondensierbar ist, erzeugt wird. Ein Vorteil liegt darin, dass die Zündung des zerkleinerten Holzes und die Aufrechterhaltung des Prozesses bei niedrigeren Temperaturen in der Reak- tionszone möglich ist als bei der Erzeugung eines reinen Glimmrauches oder dass eine geringere Wärmemenge erforderlich ist als bei Erzeugung eines Kondensa- dampfrauches mit hoher Dampfüberhitzungstemperatur.
Bei nicht zu grossem Luftanteil wird auch immer noch eine weitgehende Kondensierbarkeit des Rauches erhalten. Auch ermöglicht die kombinierte Betriebsweise den Einsatz der Vorrichtung als Heiss- und Kaltrauchanlage. Bei der beschriebenen Betriebsweise ist es auch von Vorteil, das Ventil 17 in der Rückführleitung von der Rauchabzugskammer 18 teilweise zu öffnen, um die durch die Luftansaugleitung angesaugte kalte Luft vorzuwärmen.
Es versteht sich, dass die beschriebene Vorrichtung auch zur Erzeugung eines reinen Glimmrauches einsetzbar ist. Hierzu wird die Zündung des zerkleinerten Holzes durch den elektrischen Zündstab 28 vorgenommen. Zur Erzeugung eines heissen Glimmrauches kann zusätzlich die Strahlungsheizung 8 eingeschaltet werden.
Die für den Glimmprozess notwendige Luftzufuhr erfolgt durch das eingeschaltete Gebläse 10, wobei das Luftansaugventil 15 geöffnet ist. Durch die beginnende exotherme, mit einem starken Temperaturanstieg verbundene Reaktion mit Luftzugabe beginnt das zerklei nerte Holz zu glimmen. Zur Verstärkung der Rauchentwicklung bzw. zur Konditionierung des Rauches wird noch zusätzlich Wasser oder Dampf eingespritzt. Auch bei dieser Anwendung kann die Heizung nach Erreichen der notwendigen Temperatur vom Thermostaten ans geschaltet werden.
Die Vorrichtung eignet sich auch zur Erzeugung von Kondensat- oder Dampfrauch. Hierzu darf das Gebläse nicht eingeschaltet werden. Der Dampf wird der Vorreaktionskammer unter Druck zugeführt und in dieser auf etwa 4000 C überhitzt. Dieser Druck des Dampfes ist notwendig, damit kein Rauch in die Vorreaktionskammer entweicht. Der überhitzte Dampf durchdringt das frische, zerkleinerte Holz und baut dieses ab.
Schliesslich kann die beschriebene Vorrichtung auch als Holzdestillator eingesetzt werden, wozu die Dampfbzw. Wassereinspritzung wegfällt, das Gebläse jedoch in der Umwälzschaltung ohne Frischluftzufuhr zum besseren Wärmeausgleich betrieben wird. Bei 2700 C und dem Einsetzen der exothermen Reaktion ist die Strahlungsheizung nur noch zeitweise notwendig.
Device for generating smoke, in particular for smoking food
The main patent describes a process for generating smoke, in particular for smoking food, with heat treatment of shredded wood, in which the shredded wood, guided in a continuous stream, is at least partially excluded from air to initiate a dry distillation of the wood by radiant heat to at least 2700 C is heated directly, with the smoky distillation product generated by the exothermic process starting above 2700 C, additional water or steam is added and the highest process temperature is limited to about 3500 C.
The main patent also relates to a device for carrying out the process mentioned.
This device has a first closed chamber into which a first conveying element for the chopped wood opens and which is provided with heating means for generating radiant heat for the wood supplied by the first conveying element and with at least one inlet opening for steam or water, and a second closed chamber Chamber, which is connected to the first chamber by a tubular element, in which at least one second conveyor element for conveying the heated wood and the generated smoke-steam mixture into the second, an outlet for the smoke-steam mixture and a collecting container for the through Heating degraded wood having chamber is arranged.
The present invention relates to a further development of said device, which is characterized according to the invention in that the conveying elements are designed as multi-part, vertically arranged, driven shafts which are provided with helical conveying elements, and that the shaft in the area of the first chamber with the second Chamber connecting tubular element has a double-cone-like displacement body, to which the second conveying element is connected, which is located in a tube attachment having a smaller diameter than the tubular element.
An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the attached sectional drawing.
The smoke generating device shown has a filling and storage trough 1 for shredded wood, for. B. wood chips or sawdust, which is provided in its upper part with a hinged lid 2, which can also be designed to be removable or can be omitted. The storage trough 1 is funnel-shaped and continues at its lower, tapered end in a tubular extension 3 which opens into a first chamber 4, the pre-reaction chamber, and which is intended to convey the comminuted wood located in the storage trough. The shredded wood is conveyed by a continuous screw conveyor 5 arranged coaxially with the pipe 3. The screw conveyor 5 forms part of a multi-part, vertically arranged shaft 6 which is driven by a geared motor 7 that can be controlled or is fixed for the device provided.
A stirring device 6a is firmly connected to the part of the shaft 6 located in the storage trough 1, which prevents bridging of the comminuted wood in the storage trough 1 and enables the wood to be continuously fed to the screw conveyor 5.
To treat the comminuted wood emerging from the lower end of the tube 3, the pre-reaction chamber 4 is provided with an electric radiant heater 8. Furthermore, water or steam is admitted into the pre-reaction chamber 4, for which purpose a connection 9 is used. Here, the water or steam injection can take place at one or more points of the pre-reaction chamber 4, and the corresponding inlets can also be at other points than the one shown, e.g. B. closer to the end of the pipe 3 feeding the shredded wood. A blower 10 is provided to circulate the gas in the pre-reaction chamber 4, which sucks the gas through a first pipe socket 11 and a first valve 12 and blows it back into the pre-reaction chamber 4 via a second pipe socket 13.
The suction line of the blower 10 also has a second feed 14, which can be closed via a second valve 15 and is provided for sucking in fresh air, and a third feed 16 which is connected via a third valve 17 to another chamber described below .
The entire pre-reaction chamber 4 is provided with heat-insulating walls on all sides. It is also at least approximately airtight, so that when the valves 15 and 17 are closed, fresh air can only reach a very small extent via the comminuted wood fed by the screw conveyor 5 into the chamber.
Below the pre-reaction chamber 4 there is another, likewise heat-insulated chamber 18, the smoke extraction chamber. Via a funnel tube 19, which is arranged in the unspecified intermediate wall separating the pre-reaction chamber 4 from the smoke extraction chamber 18, the shredded wood that has been treated by the heat generated passes from the pre-reaction chamber 4 into the smoke extraction chamber 18.
For the further conveyance of the wood freshly conveyed from the pipe 3 or the already treated wood that is in the funnel pipe 19, the lower part of the shaft 6 has a double-cone-like displacement body 20, which causes the wood to be exposed to the radiant heat and the is exposed to the smoke-vapor mixture passing through. Under the displacement body 20 there is a funnel-shaped sieve or perforated plate insert 21 which allows the gases and vapors to pass through, but not the wood. The wood is conveyed back to the center of the shaft below the displacement body 20 and is ejected there with a last, likewise helical shaft part 22 through a pipe extension 23 into a collecting container 25.
To loosen up the wood reaching the sieve insert 21, the lower, likewise conical part of the displacement body 20 is provided with pins or flat iron 24.
The smoke generated in the pre-reaction chamber 4 in accordance with the explanations below is likewise guided through the funnel tube 19 into the smoke extraction chamber 18 and discharged from the latter via a pipe 27 to the smoked product. As already mentioned, the smoke draft chamber 18 is connected to the blower 10 via the feed 16, the feed being able to be closed by the valve 17. An ignition rod 28, the meaning of which will be explained later, is also arranged within the funnel tube 19.
The pre-reaction chamber 4 and the smoke extraction chamber 18 are accessible through two separate, heat-insulated doors 29, 30 so that the organs built into these chambers can easily be checked and serviced. The separate door 30 makes it possible to empty the collecting container 25 even during the operation of the device shown.
The entire device is placed on a base 31, the block of the two chambers 4, 18 and the fan 10 supporting the storage trough 1 via supports 32, which in turn supports the motor 7 with the multi-part shaft 6.
To operate the device shown, further devices, not shown, are provided, for example a control device for regulating the speed of the motor 7, a control and regulating device with thermostats for influencing the electric radiant heater 8, which are operated at full load and part load and at continuously variable intervals can, a control device for the supply of water or steam into the pre-reaction chamber 4, a control device for the blower 10, control devices for the valves 12, 15 and 17.
Various possible methods for generating smoke by means of the device shown are described below.
In a first mode of operation, the storage trough 1 is filled with shredded wood, which can be in the form of wood chips or sawdust. To heat the closed pre-reaction chamber 4, the electric radiant heater 8 is switched on. Furthermore, the fan 10 is switched on to accelerate the heating and switched to circulating mode, d. H.
valves 15 and 17 remain closed while valve 12 is opened. The geared motor 7 is set in motion, so that by means of the screw conveyor 5, shredded wood is now guided vertically downwards in a continuous, uncompressed stream from the storage trough to the funnel tube 19 and the funnel tube is filled. As soon as the comminuted wood, which is exposed to the radiant heat and secondarily to the convection heat of the circulating air, in the pre-reaction chamber 4 reaches a temperature of about 270 ° C., an intensive, exothermic process of dry distillation begins with the formation of smoke. For the precise control of the time of the start of smoking, the pre-reaction chamber 4 is preheated without the fan 10 running.
When the pre-reaction chamber is hot (approx. 3600 C), smoke can be generated and removed practically immediately after switching on the circulation mode.
When the temperature in the pre-reaction chamber 4 has reached about 3000 C, z. B. with the help of a temperature sensor by opening the steam inlet 9 to the smoke added water vapor, which is used for the conversion, cleaning and humidification of the smoke. The addition of steam changes the extracted distillates as well as the various chemical and physical reactions or processes that take place immediately after their formation in such a way that a smoke suitable for smoking food is produced. The addition of steam is also used for conditioning, including the smoke humidification required for the smoking process. As a result of the circulation caused by the fan, a uniform smoke-vapor mixture is created.
The screw 5 conveys shredded wood downwards, which is continuously generated on the one hand by the radiant heat of the radiant heater 8 and on the other hand by the thermomolecular movement of the already generated smoke-vapor mixture and the addition of heat to the required temperature by the exothermic reaction taking place in the funnel tube 19 temperature of over 2700 C. The double-cone-like displacement body 20 of the shaft located in the funnel tube 19 has the effect that the wood is exposed to the radiant heat and the smoke-vapor mixture passing through over a large area. As a result of the rotation of the shaft and the discharge by means of the lower screw conveyor 22, the wood is conveyed downwards and can be broken down or charred evenly and completely.
The wood freshly falling into the funnel tube 19 is exposed to the most intensive supply of heat. At around 300 to 3500 C process temperature, which corresponds to a chamber temperature of around 350 to 4000 C, the radiant heating is switched on and off by a thermostat (not shown) at short, preselectable intervals, whereby the process temperatures remain constant.
The smoke-vapor mixture generated in the pre-reaction chamber 4 is passed through the crushed wood broken down to different degrees and through the sieve plates 21 into the smoke extraction chamber 18 and leaves it via the pipe 27. The humidified smoke is condensable below a temperature of 1000 C (over 00 C) so that a fireplace does not have to be provided.
In the smoke extraction chamber 18, the dry distillation is ended when the shredded wood is completely charred. The charred wood is conveyed through the pipe 23 by means of the worm thread 22 fastened on the shaft 6 into the collecting container 25.
In a further mode of operation of the device shown, at the start of the exothermic process above 2700 ° C., a dosed amount of water is injected through the inlet 9 into the radiation zone of the pre-reaction chamber 4. Some of the injected water evaporates immediately and reacts or mixes with the smoke generated, as in the operating mode described above with the addition of steam. However, the injected water also partially humidifies the hot wood particles and removes the heat of evaporation from them. This extraction of heat reduces the temperature increase caused by the exothermic distillation, so that the wood temperature does not exceed 3700 C under any circumstances and the generation of harmful components of the flue gas is thereby advantageously prevented.
The cooling effect on the exothermic process that occurs when water is injected can also be achieved to a lesser extent with the steam injection described above, if steam with a temperature of a little above 1000 C is injected, so that the steam on the chopped wood is around 300 to 3500 C needs to warm up.
Reference has already been made to the advantageous effect of intensive circulation of the smoke-steam mixture to accelerate the heating of the comminuted wood continuously fed in by the screw conveyor 5 and to achieve a uniformly composed and humidified smoke.
A further stabilization of the smoke generation process described can be achieved in a simple manner in that part of the smoke led to the outlet pipe 27, i.e. H. a portion of the smoke in the smoke extraction chamber 18 is returned to the pre-reaction chamber 4 via the fan 10. For this purpose, the valve arranged in the supply line 16 is partially or fully opened and, if necessary, the valve 12 is partially closed.
Another mode of operation of the device described is that the exothermic process of smoke generation in the pre-reaction chamber 4 does not take place in the absence of air, i. H. with the valve 15 closed, but with the supply of fresh air, that is to say with the valve 15 partially open. At the same time, a larger amount of steam or water per unit of time is injected through the inlet 9 and the radiant heater 8 is switched on in order to maintain a temperature of about 3000 C. Through these measures, i. H. In particular, the supply of fresh air greatly accelerates the charring process described so far and causes particularly intensive smoke generation. This mode of operation is advantageous when large amounts of smoke have to be available in a given device in a very short time.
The air supply must be precisely metered and adapted to the operation so that no smoldering process starts and smoke that is no longer condensable is generated. One advantage is that the chopped wood can be ignited and the process can be maintained at lower temperatures in the reaction zone than when generating pure smoldering smoke, or that a lower amount of heat is required than when generating condensation steam with a high steam superheating temperature .
If the proportion of air is not too large, the smoke will still be largely condensable. The combined mode of operation also enables the device to be used as a hot and cold smoking system. In the mode of operation described, it is also advantageous to partially open the valve 17 in the return line from the smoke extraction chamber 18 in order to preheat the cold air drawn in through the air intake line.
It goes without saying that the device described can also be used to generate pure smoldering smoke. For this purpose, the shredded wood is ignited by the electric ignition rod 28. In order to generate a hot smoldering smoke, the radiant heater 8 can also be switched on.
The air supply necessary for the glowing process takes place through the switched-on fan 10, the air intake valve 15 being open. As a result of the beginning exothermic reaction with the addition of air, associated with a sharp rise in temperature, the chipped wood begins to glow. To intensify the smoke development or to condition the smoke, water or steam is also injected. In this application, too, the heating can be switched on by the thermostat after the required temperature has been reached.
The device is also suitable for generating condensate or steam smoke. The fan must not be switched on for this. The steam is fed to the pre-reaction chamber under pressure and is superheated in it to around 4000 ° C. This pressure of the steam is necessary so that no smoke escapes into the pre-reaction chamber. The superheated steam penetrates the fresh, chopped up wood and breaks it down.
Finally, the device described can also be used as a wood distiller, including the steam or. There is no water injection, but the fan is operated in the circulation circuit without fresh air supply for better heat compensation. At 2700 C and the onset of the exothermic reaction, the radiant heating is only necessary temporarily.