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Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Räuchermedium Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Räuchermedium zum Räuchern von Lebensmitteln,
wobei das Räuchermedium durch thermischen Abhau von Holzmehl oder dergleichen erzeugt
wird,
und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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tiblicherweise wird die Erzeugung von Räuchermedium so vorgenommen,
daß man durch einen Behälter, in welchem sich in kompakter Anordnung Sägemehl befindet,
Luft oder überhitzen Wasserdampf hindurchleitet, wobei durch Anwendung geeignet
hoher Temperaturen auf der stromabwärtigen Seite des Sägemehlkörpers dann Räuchermedium
aus diesem austritt. Nachteilig ist hierbei jedoch u.a., daß man nur dann Räuchermedium
erzeugen kann, wenn sich in dem betreffenden Behälter eine verhältnismäßig große
Menge Holzmehl befindet. Auch besteht eine ziemlich lange Anlaufzeit bis das Räuchermedium
sich in der gewünschten Konzentration bildet und man kann die Erzeugung des Räuchermediums
auch nicht rasch abstellen.
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zersetzten Auch ist die Verschmutzung des Behälters durch die/Sägemehlrückstände
nachteilig. Dieser muß häufig gereinigt werden, was zeitraubend und kostenaufwendig
ist.
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Wenn das Räuchermedium unter Verwendung von Luft erzeugt wird, besteht
grundsätzlich eine latente Brandgefahr.
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Auch muß man auf bestimmte Körnungen des Sägemehls achten, so daß
bestimmte in Sägereien anfallende Sägemehlsorten bisher nicht für die Herstellung
von Räuchermedium verwendet werden können.
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Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist auch, daß in das Räuchermedium
in nicht unerheblichem Ausmaße Asche -teilchen
gelangen, die bei
besseren Anlagen durch gesonderte Abscheidevorrichtungen aus»-dem Räuchermedium
wieder abgeschieden werden müssen.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist erfindungsgemäß ein Verfahren
vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem Raum /eine Drallströmung
eines erhitzten gasförmigen Mediums erzeugt wird, das entlang sich in stromabwärtiger
Richtung im Durchmesser verkleinernden Spiralbahnen strömt, daß das Holzmehl in
die Drallströmung gebracht wird und daß das gebildete gasförmige Räuchermedium getrennt
von den thermisch abgebauten Holzmehlrückständen abgeleitet wird.
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Wesentlich ist, daß die Spiralbahnen sich zumindest auf einem Teilbereich
des Strömungsweges verkleinern. Dabei kann es besonders zweckmäßig sein, die Längsachse
der Drallströmung ungefähr vertikal vorzusehen, wodurch sich die Schwerkraft besonders
günstig auswirkt. Es gelingt, das Holzmehl genau steuerbar thermisch abzubauen.
Nach Beginn der Zufuhr von Holzmehl tritt innerhalb weniger Sekunden das Räuchermedium
auf. Die Erzeugung des Räuchermediums endet innerhalb weniger Sekunden nach Beendigung
der Holzmehlz.ufuhr.
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Auch besteht bei Verwendung von Luft als gasförmiges Medium keine
Brandgefahr, da zum einen nur verhältnismäßig wenig Holzmehl in der Luft ist, das
zunächst innerhalb der Drallströmung die Raucherzeugungsphase durchläuft und so
stets Räuchermedium erzeugt und, falls es dann anschließend doch noch in Brand geraten
sollte, sich dieser nicht entgegen der Drallströmung ausbreiten kann, d.h. nicht
zurückschlagen kann, sondern allenfal-ls zu einem Abregnen brennender Partikel in
den Aschenkasten führt, was ungefährlich ist.
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Indem innerhalb von wenigen Sekunden ein dichtes Räuchermedium nach
Einführen des Sägemehls in die Drallströmung entsteht, kann man dieses Verfahren
besonders vorteilhaft für automatischen Betrieb vorsehen, da bei Durchführung von
automatischen Prozessen stets Räuchermedium innerhalb kurzer Zeit zur Verfügung
stehen muß und innerhalb einer gleich kurzen Zeit die Raucherzeugung auch beendet
werden muß.
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Mittels des neuartigen Verfahrens ist es auch möglich, Sägemehl in
feinster Körnung thermisch abzEubXuen so wie bekannten es in Sägereien häufig anfällt.
Die meisten/automatisch arbeitenden Räuchermediumerzeugungsvorrichtungen brauchen
dagegen Sägemehl, das von ganz bestimmten Körnungen sein muß.
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Sehr wesentlich ist auch, daß das erfindungsgemäße Verfahren sich
mittels Vorrichtungen durchführen läßt, die nicht mehr wie im bisherigen Umfange
Reinigungs- und Wartungsarbeiten bedürfen und baulich besonders einfach und kompakt
sind.
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Infolge des genau steuerbaren thermischen Abbaues ist auch zu erwarten,
daß sich bei Verwendung von Luft ein Räuchermedium mit weniger gesundheitsschädlichen
Bestandteilen als bisher erzeugen läßt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich jedoch auch mittels überhitztem
Wasserdampf durchführen, dem ggf. auch geringe Mengen Luft beigemischt sein können.
Bekanntlich gelingt es bei Verwendung von überhitztem Wasserdampf, Räuchermedium
zu erhalten, das erheblich weniger cancerogene Stoffe enthält als ein Räuchermedium,
welches unter Verwendung von Luft hergestellt wurde.
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Bei Verwendung von Luft können zweckmäßig Temperaturen von 2500 -
5000 C und bei Verwendung von überhitztem Wasserdampf Temperaturen von zweckmäßig
3000 - 4000 C angewandt werden, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Zyklon vorgesehen ist, der sich auf mindestens
einem Teilbereich seiner axialen Länge verjüngt und am oder in der Nähe seines Endes
des mindestens größten Durchmessers einen. Einlaß für das Holzmehl aufweist, daß
er ferner ebenfalls in der Nähe oder am Ende seines größten Durchmessers mindestens
einen Einlaß für das gasförmige Medium aufweist, daß dem Zyklon eine Heizvorrichtung
zugeordnet iet zum Beheizen seines Innenraumes, daß das Ende seines kleineren Durchmessers
in einen Aschenbehälter mündet und daß mindestens ein Auslaß für das erzeugte Räuchermedium
vorgesehen ist. Diese Vorrichtung ist baulich einfach und benötigt wenig Raum.
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Der Zyklon kann von bei Abscheidern an sich bekannter Bauart sein.
Vorzugsweise kann er zumindest über einen erheblichen Teil seiner axialen Länge
konisch ausgebildet sein, d.h., daß sich seine Umfangswandung konisch verjüngt.
Abweichend von den bekannten Staubabscheidern muß der Innenraum des Zyklons jedoch
beheizt werden. Dies kann vorteilhaft dadurch erfolgen, indem man den Zyklon in
einen elektrischen Ofen einsetzt. Es ist jedoch auch möglich, daß man nur das gasförmige
Medium vor seinem Einleiten in den Zyklon erhitzt und den Zyklon nur wärmeisoliert
und/oder daß man eine Heizvorrichtung in dem Innenraum des Zyklon anordnet.
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Im allgemeinen ist es zweckmäßig, wenn die Einführöffnungen für das
Sägemehl und das gasförmige Medium voneinander getrennt sind. Doch kann ggf. für
beide Medien auch eine gemeinsame Einführöffnung vorgesehen sein.
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Das im Zyklon entstandene Räuchermedium kann an irgendeiner geeigneten
Stelle abgeleitet werden, vorzugsweise durch eine oder mehrere im Innenraum des
Zyklons angeordnete Auslässe, die zweckmäßig in seiner Längsachse angeordnet sind,
derart, daß das Räuchermedium zumindest nahezu frei von festen RAckständen des Holzmehles
ist.
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Durch die Neigung oder Neigungen des sich in axialer Richtung verjüngenden
Umfangswandungsbereiches des Zyklons zur Längsachse des Zyklons läßt sich das Verhältnis
von axialer zu tangentialer Komponente der Geschwindigkeit der an der Umfangswandung
anliegenden und entlang ihr durch die Wirkung der Drallströmung bewegten Holzpartikel
und der sich aus ihnen bildenden Rückstände bestimmen.
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Wenn das gasförmige Medium in den Innenraum des Zyklons mit relativ
hoher Strömungsgeschwindigkeit eingeleitet werden kann, kann es in vielen Fällen
ausreichend sein, die Drallströmung allein dadurch zu erzeugen, indem dieses Medium
ungefähr tangential in diesen Innenraum eingeleitet wird. Wenn dagegen die Strömungsgeschwindigkeit
des gasförmigen Mediums für die Erzeugung einer ausreichend intensiven Drallströmung-
nicht ausreicht oder man die Drallströmung noch intensiver gestalten will, können
zweckmäßig gesonderte Drallerzeugungsmittel
vorgesehen sein, beispielsweise
eine oder mehrere rotierende Fahnen, Schaufeln oder dergleichen. Bei Verwendung
von Luft als gasförmiges Medium sind normalerweise solche drallerzeugenden Mittel
erforderlich. Bei Verwendung von Wasserdampf ist es dagegen eher möglich, auf solche
drallerzeugenden Mittel zu verzichten.
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Wenn Wasserdampf verwendet wird, sollte dieser in überhitztem Zustand
vorliegen. Es genügt dabei, wenn die Uberhitzung erst innerhalb des Zyklons erfolgt.
Ggf. kann man jedoch auch bereits außerhalb des Zyklons überhitzten Wasserdampf
in ihn einleiten, z. B. könnte man den Wasserdampf durch einen den Zyklon umfassenden
elektrischen Ofen zu seiner Uberhitzung hindurchleiten.
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Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt
durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung
von Räuchermedium, wobei es sich versteht, daß die Erfindung in zahlreichen anderen
Ausführungsformen ebenfalls verwirklicht werden kann.
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Die dargestellte Vorrichtung weist einen elektrischen, nach außen
wärmeisolierten Ofen 10 auf, der elektrische Heizwiderstände 11 hat. In den Innenraum
dieses Ofens 10 ist ein Zyklon 12 eingesetzt, der eine rotationssymmetrische Umfangswandung
hat, deren Längsachse vertikal gerichtet ist. Der Zyklon 12 hat- an seinem oberen
Ende einen obenseitig mit einer Decke 19 Wandversehenen kreiszylindrischen/bereich
13, an welchen dann Wandein bis zu seinem unteren Ende führender konsicher/boreich
14 anschließt. Der Kegelöffnungswinkel(>Cdes konischen Bereiches beträgt in diesem
Ausführungsbeispiel ungefähr 25 - 300.
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Die untere, ständig offene Öffnung 15 des Zyklons 12 mündet in einen
luftdicht nach außen abgeschlossenen Aschenkasten 16, der eine Tür 17 hat, die zum
Entnehmen der Asche geöffnet werden kann.
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In den oberen zylindrischen Innenraumbereich 13 des Zyklons 12 mündet
an seiner Umfangswandung tangential ein Einlaß 20 für gasförmiges Medium, das vorzugsweise
Wasserdampf sein kann, jedoch auch Luft oder ein Gemisch aus Wasserdampf und Luft
sein kann.
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Ferner führt in den Innenraum des Zyklons von oben her ein Zufuhrstutzen
21 für Sägemehl.
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In der oberen Hälfte des Zyklons 12 ist ein Räuchermediumabzugsrohr
22 angeordnet, dessen vertikaler untenseitig offener Stutzen in der Längsachse des
Zyklons 12 liegt und dessen horizontaler Stutzen aus dem Zyklon 12 durch den Ofen
10 hindurch nach außen führt und an eine nicht dargestellte Raucherkammer in üblicher
Weise angeschlossen sein kann.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist das Räuchermediumabzugsrohr
axial nach oben aus dem Zyklon herausgeführt, was besonders vorteilhaft ist, um
die Drallströmung im Zyklon möglichst wenig zu stören. Jedoch geht auch die dargestellte
Verlegung des Räucherabzugsrohres ohne weiteres, wie Versuche zeigten.
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Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt: Mittels des elektrischen
Ofens 10, dessen Innentemperatur geregelt ist, wird die Umfangswandung des Zyklons
12 auf eine ganz bestimmte, einstellbare Temperatur erhitzt. Wenn man dann Wasserdampf
oder
Luft mit ausreichend hoher Geschwindigkeit durch den Einlaß 20 tangential in den
Zyklon einströmen läßt, entsteht hierdurch in seinem Innenraum eine Drallströmung,
bei welcher dieser Wasserdampf entlang einer spiralförmigen Bahn strömt, deren Durchmesser
sich in axialer Richtung nach unten vervorzugsweise unter Lgftabschluß jüngt. Man
führt/Sagemehl durch den Stutzen 21 hindurch in dosierter Menge zu. Die Dosiervorrichtung
ist nicht näher dargestellt. Sie kann aus rotierenden Kammern bestehen, die beim
Vorbeigang an einer stationären Stelle gefüllt werden und sich beim Vorbeigang an
einer Bodenöffnung in den Stutzen hinein entleeren. Oder man kann die Zufuhr von
Sägemehl mittels einer Schnecke kontinuierlich vornehmen, usw..
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Dieses Sägemehl gelangt in die im Zyklon herrschende Drallströmung
und wandert dann in Spiralbahnen entlang der Umfangswandung an dieser anliegend
nach unten, wobei es thermisch abgebaut wird, so daß Räuchermedium entsteht. Zweckmässig
kann man vorsehen, daß im Inneren des Zyklons 12 Überdruck herrscht, so daß der
Austritt des Räuchermediums durch diesen Überdruck bewirkt wird. Oder man sieht
einen Saugventilator oder dergleichen vor.
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Die thermisch abgebauten Rückstände des Holzmehls fallen in den Aschenkasten
16 und können von Zeit zu Zeit aus diesem entnommen werden.
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Da im allgemeinen die Menge des gasförmigen Mediums zweckmäßig relativ
klein sein kann, reicht sie meist nicht aus, um eine ausreichend intensive Drallströmung
innerhalb des Zyklons zu erzeugen. Um in solchen Fällen dennoch eine ausreichend
wirksame Drallströmung im Zykloninnenraum zu erreichen, kann, wie strichpunktiert
dargestellt, unterhalb der Decke 19 des Zykloninnenraumes
ein
Schaufelrad 24 angeordnet sein, das durch einen oberhalb der Decke 19 angeordneten
elektrischen Motor 25 angetrieben wird und das das im Innenraum des Zyklons befindliche
Gas in intensive Rotation versetzt. Die Schaufeln dieses Schaufelrades können im
einfachsten Fall radiale ebene Platten sein und das Rad kann untenseitig durch eine
Platte 26 teilweise abgedeckt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Schaufeln
so zu neigen oder zu profilieren, daß das Gas nicht nur in Rotation versetzt wird,
sondern es auch in axial abwärts führender Richtung eine gewisse Geschwindigkeitskomponente
erfährt.
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Bei einer Versuchsvorrichtung zeigte es sich überraschenderweise,
daß der Innenraum des Zyklons praktisch nicht gereinigt werden muß, da das Sägemehl
und seine Rückstände infolge ihres Gleitens an der Umfangswandung des Zyklons diese
ständig reinigt. Obwohl an sich die Gefahr des Festbackens von Rückständen an der
Zyklonwandung infolge deren hoher Temperatur besteht, trat ein solches Festbacken
bei dieser Versuchsvorrichtung nicht auf.
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als vorteilhaft Ferner hat sich bei der Versuchsvorrichtung/erwiesen,
wenn der Durchmesser des Auslasses 15 des Zyklons maximal 80 mm, vorzugsweise ungefähr
50 mm beträgt. Auch ist es zweckmäßig, wenn die axiale Innenlänge des Zyklons größer
als sein maximaler Innendurchmesser ist.
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Die Vorrichtung zeichnet sich auch durch ihre bauliche Einfachheit,
geringe Baugröße und hohe Betriebssicherheit aus.