DE2640684A1

DE2640684A1 - Koch- und bratapparat mit reinigungseinrichtung

Info

Publication number: DE2640684A1
Application number: DE19762640684
Authority: DE
Inventors: Atsushi Nishino; Toshio Ookubo; Tadashi Suzuki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-09-11
Filing date: 1976-09-07
Publication date: 1977-03-17
Also published as: US4113439A; DE2640684C2; GB1563927A

Description

Matsushita Electric Industrial Camp., Ltd., Osaka, Japan

Hoch- und Bratapparat mit Reinigungseinrichtung

Zusammenfassung der Offenbarung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hoch- und Bratapparat mit Reinigungssinrichtung.

In dem Apparat geht ein von der in einer Kochkammer kochenden Speise erzeugtes Abgas durch die Reinigungseinrichtung in den die Hammer umgebenden Raum mit einer Temperatur von 13a C oder mit einer Absträmgeschuindigkeit van mehr als o,5 m/sec ab und uiird dadurch ausreichend gereinigt.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brat- bzuj. Hochapparat mit der FM-

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-Z-higkeit, aus der kochenden Speise austretende Dämpfe usuj. zu reinigen.

Bei herkömmlichen Küchapparaten treten von den kochenden Speisen erzeugte Dldämpfe usuj. unmittelbar in den umgebenden Raum aus, verschmutzen diesen und können zu einem Gesundheitsrisiko werden. Während des Zubereitens von Speisen bei hohen Temperaturen (insbesondere beim Backen von stark öligem oder fettigem Fisch oder Geflügel) entstehen nicht nur schwere Öldämpfe und Hochdünste. Die verdampften Öle und Fette setzen sich am Glasfenster ader den Innenwänden der Hochkammer ab, behalten dort ihren Geruch bei und übertragen diesen auf folgende Speisen.

Es sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, dieses Problem zu beseitigen; beispielsweise hat man zum Entfernen von Ölen und Fetten von den Innenwänden der Bratkammer ein selbstreinigendes System vorgeschlagen, bei dem ein Dxidkatalysator auf emaillierten Eisenplatten die anhaftenden Öltröpfchen infolge der Dxidationsreaktion entfernt. Hierdurch wird die Verschmutzung der Kochkammer zwar verringert. Da jedoch nicht verhindert werden kann, daß Die und Fette am Glasfenster der Zugangstür haften bleiben, muß die Kochapparatur im-' mer noch zu häufig gereinigt werden. f\iach einem Alternativen Verfahren, dem- \ zufolge man die klebrige Substanz auf den Kamerwänden ausbrennt, werden die Kochkammerwände auf 4οο bis 51o C erhitzt. Wenn jedoch die Brattemperatur beim Zubereiten von Geflügel, Fisch usw. über 2oo C steigt, nimmt die Menge der erzeugten Bratdämpfe abrupt zu. Ein solches System leidet also unter den großen Dampfmengen, die erzeugt werden. Aus diesem Grunde hat man eine Kochbzw. Bratapparatur mit zusätzlicher Dampfreinigungsfunktion vorgeschlagen, in dem die Selbstreinigungseinrichtung mit einem Platinkatalysator versehen ist (US-Patentschriften 3.536.457 und 3.428.435).

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Bei einem solchen Apparat ist,die Menge der beim HDchen bzui. Braten entstehenden Dämpfe erheblich niedriger als bei herkömmlichen Vorrichtungen, aber ■ immer noch nicht niedrig genug.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Hoch- bzu). Bratapparatur anzugeben, die, um die oben erwähnten Nachteile zu umgehen, nicht nur erzeugte Dldämpfe und Dünste am Entweichen aus dem Apparat hindert, sondern auch verhindert, daß Öle und Fette an den Innenwänden der Hammer haften bleiben.

Die Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht eines Kochapparats nach der vorliegen-, : den Erfindung; " j

Fig. 2 ist eine Schnittdarstellüng des Kochapparats auf der Linie A-A¹ der

J- Fig. 1; _v ■ . .. ■

ι -

Fig. 3 ist ein Teilschnitt einer modifizierten Ausführungsform des Kochapparats nach Fig. 2;

Fig. ^ ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Temperatur der Abgase und der Schujaxzskala, einem bekannten System zur Ermittlung des . Schuärzungsgrades, zeigt;

Fig. 5 zeigt eine Form einer Reinigungseinrichtung für den Kochapparat nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 zeigt eine uieitere Ausfüiuingsform der Reinigungseinrichtung;

Fig. 7 - 12 zeigen Formen des OxidkatalysatDrs, der in der Reinigungseinrichtung für den Kochapparat nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt

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werden kann;

Fig. 13 und 14 sind Flußdiagramme für die Herstellung des Dxidkatalysators;

Fig. 15 und 16 sind aus sich heraus verständliche schematisierte Darstellungen zu den Herstellungsschritten Cg) und Cm) der Fig. 14;

Fig. 17 zeigt als Diagramm den Zusammenhang der spezifischen Oberflächengrösse des Katalysators mit der Fähigkeit, Kohlenmonoxid zu entfernen;

Fig. 18 zeigt den Zusammenhang zwischen der Fähigkeit, Kohlenuasserstoffe zu entfernen, mit der Raumgeschwindgikeit bei unterschiedlichen Katalysatortemperaturen;

Fig. 19 zeigt die Wirkung von Anordnungen der Katalysatoren in Mehrfachschich- : tungen bei unterschiedlichen Schichtabständen;

j Fig. 2o zeigt den Zusammenhang zwischen den Abständen der mehrschichtigen Ka-■ talysataren und dem Druckverlust;

Fig. 21 zeigt die Änderung der Konzentration der aus der kochenden Speise aus-

• tretenden Dämpfe über der Zeit;

Fig. 22 zeigt die Öldampfkonzentration mit Schwankungen in einer sehr -kurzen Zeitspanne;

Fig. 23 ist eine Schnittdarstellung des Kochapparates, der in einem Experiment eingesetzt wurde, um die Wirkung des Öldampfabzugs zu verifizieren;

Fig. 2k zeigt eine weitere Ausführungsform des Öldampfabzugs. Die Erfindung soll nun ausführlich beschrieben werden.

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Die Fig. 1 ist είπε Perspektivansicht eines Kachapparates nach der vorliegenden Erfindung, die Fig. 2 eine Schnittansicht auf der Linie A-A¹ der Fig. 1.

In diesen Figuren bezeichnen die Bezugszahlen 1 und 2 εϊπεπ InfrarothEizer bzu. einen PlattenhEizer, die die Wärmequellen zum Erwärmen der zu bratenden Speise 3 darstellen. Diese Heizer lassen sich durch herkömmliche Gasbrenner ersetzsn. In Einer Hammer 4 befinden sich die !Metzraste 5 für die zu bratenden Speisen SQüiie eins Auffangmanne 6, die die von den Speissn abtrapfsnde Flüssigkeit auffängt. Είπε mit Scharnieren angeschlagene Tür 8 mit einem durch+

sichtigen Glasfenster 7 erlaubt, die bratenden Speisen zu beobachten. Die Tür B schwenkt auf einem Drehzapfen 1o und kann durch Ziehen am Knopf 9 geöffnet werden. Das Zeichen 11 bezeichnet eine Reinigungseinrichtung, mit der die von der bratenden Speise erzeugten Üldämpfe entfernt tuerden können. Diese Einrichtung setzt sich aus einem Abströmkanal 13, durch den die aus dem Einlaß 12 Eintretenden Abgase aus dem Bratapparat entfernt werden, einem Führungskanal 14, durch den Ein Teü des durch den Einlaß 12 einströmenden Abgases in die Kammer zurückgeführt wird, und den Katalysatoren 15, 16 zusammen, die die Dl- ; dämpfe und Bratdünste im Führungskanal 14 und im Abströmkanal 13 reinigen.

, Der Führungskanal 14 steht in Strömungsvsrbindung mit εϊπεπι Auslaß 17 der Bratj kammer, der in Breitenrichtung langgestreckt ist. Die zum Führungskanal 14 geführten Abgase werden mittels eines Umlaufgebläses 18 im Führungskanal 14 in den Innenraum 4 der Kammer geleitet und bilden so einen Luftvorhang 19 über der Innenfläche der Tür 8. Der Luftvorhang 19 hat die Rolle, die Haftung von Ölen und Fetten am Glasfenster 7 der Tür 8 zu reduzieren und zu verhindern, daß die Dispersion der Üldämpfe aus der Kammer austritt, uienn man die Tür 8 öffnet. ν

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Das Zeichen 2o bezeichnet ein erstes Umlaufgebläse, das die Temperaturverteilung in der Kammer gleichmäßig machen soll, und das Zeichen 21 kennzeichnet ; ein zweites Umlaufgebläse, infolgedessen die Abgase gleichmäßig in die Reinigungseinrichtung strömen." Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Öldampfsumpf, der die Dichte der von den zubereiteten Gerichten abrupt abgegebenen Öldämpfe gleichmäßig machen soll; diese Wirkung wird im folgenden beschrieben. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet ein Wärmeisoliermaterial wie um die Außenwand der Bratkammer herum angeordnete Glaswolle, die einen Wärmefluß aus der Bratkamrner heraus verhindern und damit den Wärmewirkungsgrad erhöhen und die Temperatur des Katalysators abrupt erhöhen soll, indem man die Abgase einführt, ohne deren Temperatur zu senken.

: Bei der oben beschriebenen Konstruktion werden die auf den Rosten 5 befindlichen Speisen von den oben und unten liegenden Heizern 1 und 2 erwärmt bzw. ge-

braten. Währenddessen tropft Dl van den bratenden Speisen auf die Aufnahmeujan- > ns 6; da diese heiß ist, entstehen Öldämpfe. Auch das an den bietenden Speisen ! und an den Kammerwänden haftende Öl erzeugt Öldämpfe. Diese Öldämpfe strömen aufwärts durch den Abströmkanal 13 und werden durch die Wirkung des Katalysators ausgezogen, so daß nur saubere Luft an die Umgebung angegeben wird.

Weiterhin ist in der oben beschriebenen Ausführungsform der Abgaseinlaß 12 an der oberen Seite der Bratkammer vorgesehen. Wird für den Apparat ein hoher thermischer Wirkungsgrad erfordert, sollte der Einlaß 12 sich in der unteren Hälfte der Höhe der Kachkammer (vergl. Fig. 3) befinden. Falls der Einlaß 12 sich in der oberen Hälfte befindet, gehen große Wärmemengen verloren, da das sehr warme Gas nach oben und aus der Bratkammer hinausströmt. Befindet sich der Einlaß in der unteren Hälfte der Bratkammer, ist der thermische üJirkungs-

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grad höher, da das heiBe Gas in der Bratkammer verbleibt.

Das Bezugszeichen 2k bezeichnet einen Heizer, der die Abgase erwärmt; die Wirkung dieser Maßnahme soll nun beschrieben werden.

Bei herkömmlichen Warrichtungen mit katalytischer Reinigung der Öldämpe, uiird ein Anteil des weißen Dampfes, der im durch den Katalysator gelaufenen Abgas verbleibt, nicht vollständig entfernt. Eine Analyse dieses weißen Dampfes mit dem Zweck, den Grund dieses Vorgangs zu erfassen, hat gezeigt, daß der weiße Dampf nicht aus reinem Öldampf besteht, sondern als Hauptbestandteil LJasserdampf aufweist. Die Ergebnisse vieler Versuche haben gezeigt, daß sich dieser

• weiße Dampf fast vollständig entfernen läßt, wenn die Abgastemperatur an Aus- j j laßteil 13', durch den das Abgas aus dem Abgaskanal 13 abströmt, höher ist als; j ein bestimmter Wert.

: Versuche mit unterschiedlichen Temperaturen am Auslaßteil des Abströmkanals

j 13' in dem Apparat nach der vorliegenden Erfindung bestätigten die Möglichkeit,! den Dampf bei Temperaturen über 13a G vollständig zu eliminieren. In diesen Versuchen wurde der Dampfanteil nach der Grauskala bestimmt, einem bekannten System zur Bestimmung des Schwärzungsgrades. Der in Betracht gezogene Dampf hatte in der Teilung der Grauskala liierte von mehr als α,75; unter diesem Wert . ist er im allgemeinen unsichtbar. Ein höherer Teilwert auf der Grauskala zeigt eine geringfügige Sichtbarkeit an.

Es ergab sich aus den Ergebnissen dieser Versuche mit dem oben erwähnten ueissen Dampf, daß auch die Anströmgeschwindigkeit am Auslaßteil des Abströmkanal einen Faktor darstellt. Die Ergebnisse von Versuchen bei unterschiedlichen Ab-

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strömgeschwindigkeiten sind in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4 gilt die Kurve A für eine Absirömgeschwindigkeit van o,o1 m/sec, die Hurve B für o,1 m/sec, die Hurve C für o,5 m/sec, die Kurve D für 1 m/sec und die Kurve E für 3 m/ see. Diese Ergebnisse zeigen, daß bei höheren Abströmgeschwindigkeiten sich der weiße Dampf bei niedrigen Temperaturen entfernen läßt. Bei derzeit in Benutzung befindlichen Bratapparaten, werden Abströmgeschwindigkeiten van weniger als o,o1 m/sec (vergl. die Kurve A in Fig. 4) nie benutzt. Aus diesem Grund läßt sich eine gründliche Entfernung des im Abgas enthaltenen Dampfes erreichen, indem man die Abgastemperatur auf mindestens 13a C hält, bei der bei einer Anströmgeschwindigkeit von o,o1 m/sec kein weißer Dampf mehr entsteht.

Wenn weiterhin die Abström§eeeJ=itemperatur über 13o C sein seil, kann der Abströmkanal warmgehalten werden, indem man ihn in ein LdärmedämmatErial einhüllt. Diese Isolierung ist im Hinblick auf die Temperaturregelung für den Betrieb des Bratapparates wirkungsvoll und ihre gemeinsame Anwendung mit dem oben erwähnten Heizer ist praktisch möglich.

In dem obigen Beispiel wird die Abgastemperatur mit einer Abströmgeschwindigkeit von o,o1 m/sec als Norm eingestellt. Entsprechend läßt sich durch die Innentemperatur der Kammer, die selten geringer als 1oa°C als Norm ist, die Abströmgeschwindigkeit einstellen, unterhalb der sich in allgemein eingesetzten Bratapparaten Dampf entwickelt. Wenn man dann die Abströmgeschwindigkeit auf mehr als o,5 m/sec einstellt, bei der ein Wert von α,75 auf der Erauskalaie zu einer Zeit angezeigt ist, bei der der Apparat auf 1oo°C gehalten wird, wie die Fig. 4 zeigt, ist es möglich, den im Abgas enthaltenden Dampf vollständig zu entfernen.

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Im folgenden werden die Ergebnisse eines typischen Versuchs beschrieben, der durchgeführt uiurde, um die oben beschriebenen Ergebnisse der vorliegenden Erfindung zu bestätigen:

In den Versuchen wurde der Hüftteil eines Hühnerbeins gebacken. Kohlenwasserstoffe wurden in einer Konzentration von etwa 60 ppm erzeugt. Diese Kohlenwasserstoffekonzentration ließ sich auf 5o ppm senken durch eine Dampf entfernende Einrichtung mit katalytischem Dxidationssystem. Wenn die Windgeschwindigkeit am Auslaßteil des Abströmkanals bei einer einer Abgastemperatur von 5o^DC o,5 m/sec betrug, verblieb eine geringer Dampfanteil, wie sich aus dem Uert o,if auf der Grauskala für die Kurve k in Fig. k ergab; über 1oo^DC jedoch war der Dampf vollständig verschwunden, wie durch einen Graumert von o,75 und mehr angezeigt. Wenn weiterhin die Abgastemperatur am Auslaßteil des Abströmkanals 5o Cund die Abströmgeschwindigkeit o,5 m/sec betrugen, verblieb ein geringer Dampfanteil, wie der Wert o,k der Grauskala für die Kurve C zeigt; bei 3m/sec war der Dampf jedoch verschwunden, wie der Grauwert von α,75 für die Kurve E ergab.

' Im folgenden soll die katalytische Vorrichtung beschrieben werden, die für die

; vorliegende Erfindung eingesetzt wird. Die Fig. 5 zeigt eine Reinigungseinrich-

^: tung aus Gxidkatalysatorschichten 25 mit jeweils zahllosen Öffnungen 26, die

8m Katalysatartank 25 schichtartig angeordnet sind. Das Abgas 28 wird beim

Durchlauf durch den Katalysator - vergl. den Pfeil - von Dampf befreit und aus

den Tank ausgestoßen. In einer weiteren Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung sind mehrere Oxidkatalysator-Schichten 31 mit zahllosen Löchern 3d schicht artig im Katalysatortank 29 angeordnet. Die Säugöffnung 3k zum Einlaß der im Bratapparat erwärmten Luft 32 ist zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorschicht angeordnet. Die Saugöffnung 3k wird von der Öffnung 35 im Kataly-

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satortank 29 und den Druckzylinder 37 des LufteinlaßZylinders 36 umgeben, so daß der Druck der Warmluft 32 wirkungsvoll ausgenutzt werden kann.

Die Bestandteile des im Bratapparat erzeugten Dldampfs sind Öldampf und Qlträpfchen. üJird der Oxidkatalysator allein eingesetzt, sammelt sich die große Menge van Öldampf und Öltropfen, die beim Braten entsteht, als Tau auf dem Oxidkatalysator an. Der Dl- und Fettanteil wird zunächst aufgespalten, dann vergast und oxidiert, was zu einer: erheblichen verringerten nutzbaren Lebensdauer deB Katalysators führt. Folglich wurde untersucht, als Zersetzungsschicht für die Öldampfe für die erste Schicht 27', 31' des Oxidkatalysators zu verwenden. Zur Zersetzung des Öldampfs und der Ölträpfchen sind ein StrEckmetallkörper aus nichtrostendem Stahl, kontinuierlich poröse Streckmetallkörper aus elementarem Metall wie Aluminium, Nickel, Eisen, Hupfer, Zink usw. bzw. deren Legierungen oder fasrige Matten dieser Metalle zum Erreichen der Ziele der vorliegenden Erfindung wirksam, und es ist ebenfalls möglich, den Zweck der Erfindung mit keramischen Materialien mit kontinuierlicher Porositat zu erreichen. Während man den Katalysator selbst als Öldampf zersetzenden ; Schicht nach der vorliegenden Erfindung einsetzen kann, brauchen die Kataly- ; satorschichten nicht in zwei oder mehr Schichten vorgesehen zu sein. !

Die Temperatur der Zersetzungsschicht zum Zersetzen des Öldampfs und der Öltröpfchen sollte wünschenswerterweise 23o ... 4oo C betragen. Bei weniger als 23o°C zersetzen der Öldampf und die Öltröpfchen sich nicht, sondern sammeln sich als Tau an und blockieren dadurch das Abgas; weiterhin muß dann auch die Dicke der Öldampf zersetzenden Schicht größer sein.

Obgleich es erwünscht ist, für die Zersetzung des Öldampfes eine Temperatur

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von mehr als kaa C zu verwenden, ist eine derart hphe Temperatur schädlich für die Sicherheit des Bratapparates und die jBratwirkung. Wünschenswerte Temperaturen sind geringer als kaa C.

Die Öldampf und; Öl tröpfchen" zersetzende Schicht sollte wünschenswerterweise eine Dicke im Bereich von 3 ... 15 mm haben. 1st die dünner als 3 mm, läßt sich die Zersetzung des Öldampfs und der ültröpfchen, d.h. das Ziel der vorliegenden Erfindung, kaum erreichen. Um diese Wirkung zu erreichen, sollte die Zersetzungsschicht auf einer hohen Temperatur gehalten werden. Bei mehr als 15 mm nimmt die Zersetzungsschicht im Bratapparat unerwünscht viel Raum ein. "■:

Die Porosität der Zersetzungsschicht muß so eingestellt sein, daß sich das Ziel der Erfindung \bei einer Dicke von weniger als 15 mm erreichen läßt, wobei man die Größe des Bratapparats in Betracht ziehen muß.

Die Porosität der Zersetzungsschicht sollte wünschenswerterweise in der Gros-_\ . senordnung von 15 ... 8o % sein. Der wesentliche Sinn dieser Üldämpfe und Bltröpfchen zersetzenden Schicht ist, die Öle und Fette mit hohem Molekularge- j wicht zu Kohlenwasserstoffen un Mohlenstoffverbindungen mit geringem Molekulargewicht zu zersetzen und danach den Wirkungsgrad des Dxidierkatalysatars

. zu verbessern. Werden Speisen jedoch bei hoher Temperatur gebraten (insbeson-

dere bei so hohen Temperaturen, daß sie verbrennen) läßt sich infolge der Anteile an Feuchtigkeit und üldämpfen und Dltröpfchen, die in den gebratenen Speisen verbleiben, nicht immer ein konstanter Fluß an Üldämpfen und Öltröpfchen erreichen. Sie schießen aus der Oberfläche der Speisen, die verbrannt sind, in Stößen hinaus. Folglich ist zusätzlich zu den oben ausgeführten" Zie-

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len die poröse, Dldämpfe und Öltröpfchen zersetzende Schicht so ausgelegt, daß sie das Ziel erreicht, die Öldampfmenge gleichmäßig zu machen und gleichzeitig die Rolle eines Verteilers zu spielen, der die Berührung des Öldampfs mit dem Katalysator so gleichmäßig wie möglich macht und verhindert, daß die Hatialysatorbestandteile auf die Oberfläche der bratenden Speisen fallen, wenn diese unter mechanischen Stößen sich vom Katalysator lösen sollten.

Es wäre natürlich wirksam, den Katalysator haftend auf die ÖldMmpfe und Dltröpfchen zersetzende Schicht aufzubringen. Da hierbei aber eine lang andauernde Wirkung nicht gewährleistet werden kann, sollte man die Dldämpfe und Öl tröpfchen zersetzende Schicht und den Katalysator wünschenswerteruieise beim Aufbau der Reinigungseinrichtung voneinander trennen.

Mögliche Formen, in denen der Oxidierkatalysator 26, 31 eingesetzt werden kann, sind eine große Anzahl von Zylindern, die jeweils eine kleines Loch 38. (vergl. Fig. 7) aufweisen und in der in Fig. 8 g ezeigten Form zusammengesetzt sind, oder die Gestalt eines Zylinders wie in Fig. 9 oder einer rechteckigen Säule nach Fig. 1o, die beide eine große Anzahl kleiner Löcher aufweisen, und weiterhin eine vorgeschriebene Anzahl zylindrischer Pellets nach Fig. 11 in einem ; Behälter nach Fig. 12.

Bei den gewöhnlich eingesetzten Oxidierkatalysatoren handelt es sich um Platinkatalysatoren; es lassen sich jedoch wirksam auch Katalysatoren auf Mangan-' Grundlage, wie sie in der US-Patentschrift 3.9o5.917 offenbart sind, aus folgenden Gründen einsetzen: ;

(1) Ihre Fähigkeit, Bratdünste und -dampfe zu vernichten und schädliche Gase :

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harmlos zu machen, entspricht der der Platinkatalysataren;

(2) Sie sind über einen breiten Temperaturbereich - von niedrigen .zu hohen Temperaturen - einsetzbar und beständig gegen Wärmeschocks und mechanische Stöße, die sie beim Transport erleiden können;

(3) Bit etuja 1/1o des Preises von Platinkatalysatoren ist ihr Preis niedrig;

Sie können SO -Gas ausziehen, das von den in den Speisen enthaltenen Schwefelverbindungen freigesetzt wird.

Der vorgenannte Oxidkatalysator enthält Mangandioxid (MnO„) als Hauptbestandteil, ein Oxid von Metallen wie Cu, Fe usw. als Hilfskatalysator sowie Aluminiumsäurekalk ("aluminic acid lime") (A1„O-, CaQ) als Binder.

Im folgenden werden Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens für den Oxid- : katalysator beschrieben. Das erste V/erfahren ist eine Preßformung. Die Fig. i 13 zeigt ein Flußdiagramm dieses Verfahrens. j

Für die in Fig. 7 beispielsweise gezeigte Form werden zunächst die oben beschriebenen Bestandteile des Dxidkatalysators

! Ca) 3o min lang gemischt, dann

Cb) 15 min lang unter Zusatz von 5 ... 1o Gew.-% üJasser (H O) gemischt. Hierbei entsteht eine Pulvermischung mit Feuchtigkeitsanteil. Diese Mischung wird in eine Preßform der in Fig. 7 gezeigten Gestalt gegeben, um (c) unter Druck ausgeformt zu werden. Auf diese Weise erhält man die gewünschte Gestalt; jedoch hat der Preßling eine nur geringe Festigkeit. Dieses Erzeugnis
Cd) härtet man 1 Std. lang in Wasserdampf von 1oo°C und

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(e) trocknet es dann. Der Aluminiumsäurekalk (AIpD CaD) reagiert mit dem Wasser (H„D) zu einer harten porösen Oxidkatalysatorschicht. Auf diese Weise läßt der Dxidkatalysator in der in Fig. 7 gezeigten Gestalt

(f) sich vervollständigen.

Das zweite Verfahren ist ein Spritzformverfahren, dessen Flußdiagramm die Fig. 14 zeigt. Für beispielsweise die Scheibengestalt der Fig. 9 stellt man zunächst eine Metallform in der gewünschten Gestalt her, die Cg) als Matrix eingesetzt werden soll. In diese Matrix 39, die fest in einen

Außenrahmen 4o eingesetzt ist, wie die Fig. 15 zeigt, Ch) füllt man Silikongummi 41, den man
(i) 2 Std. in Luft bei Bo⁰C trocknet und

(j) in kochendem Wasser 1 Std. lang kocht, wobei der Silikongummi 41 härtet. Nach dem Kühlen werden die Matrix 39 und der Rahmen 4o abgenommen und ■ der gehärtete Silikongummi 41 j

(k) freigesetzt, der dann i

(1) zum Einsatz als Spritzfarm für den Dxidkatalysator bereit ist; er wird im folgenden als SR-Form 42 bezeichnet. Sadann nimmt man die gleichen Bestandteile für den Dxidkatalysator wie im ersten Uerfahren

(a) mischt sie 3o min,

(b) mischt sie weitere 15 min unter Zusatz van 2a ... 3o Gew.-% Wasser (H„D) zu einer Mischung 43 in Form einer Aufschlämmung, die man

(m) in die SR-Form der Fig. 16 füllt. Danach

(n) trocknet man die Mischung 43 in Luft bei Ba³C zu dem Dxidkatalysator.

Wach dem Höhlen

Co) wird der Dxidkatalysator aus der Form 42 freigegeben, (p) weitere 1o ... 2o min in heißem Wasser bei ßo C nachgehärtet, um seine

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Festigkeit zu erhöhen, und dann

Cq) in Luft T Std. bei 15a°C getrocknet. Auf diese Weise entsteht • Cr) ein Oxidkatalysatör, uiie ihn die Fig. 9 zeigt. Dieses Verfahren ist vorteilhaft, da es erlaubt, gewünschte Gestalten nach Belieben herzustellen, wobei die Anlagenkosten gering sind.

Bei dem Verfahren zum Entfernen van aus bratenden Gerichten freigesetzten Qldämpfen, Dünsten und dergleichen unter Einsatz des Oxidkatalysators können wesentliche Unterschiede der Reinigungsfähigkeit in Abhängigkeit van der eingesetzten Katalysatc-rmenge, sowie der Größe und Anordnung des Katalysators angenommen werden. Hierzu wurden Versuche angestellt, deren Ergebnisse nun beschrieben werden.

Versuch 1 - Spezifische DberfläGhengröBe des Katalysators;

Ein handelsüblicher elektrischer Bratofen mit 1,2 kW (1oo V) Leistung und einenj Hammervolumen von etwa 25α χ 3ao χ 3oa mm wurde zugerichtet und die Reinigungs-i

\ einrichtung mit einem 12o-mm-LDch in dessen Dachplatte eingesetzt. j

S Weiterhin wurdsn Mn-Katalysatoren der oben beschriebenen Zusammensetzung mit

2 2 2 j spezifischen Oberflächen von 1o m /g, 5o m /g und 1oo m /g ebenfalls zuberei-

tet. Mit diesen Katalysatoren wurden die Unterschiede der Reinigungsgeschwindigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in der Fig. 17 gezeigt.

2 Die Fig. 17 zeigt, daß, wenn die spezifische Oberfläche geringer ist als 1o m / g, die katalytische Wirkung scharf abfällt.

Andererseits läßt sich mit spezifischen Oberflächen van mehr als 1oo m /g'tein

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wesentlicher Effekt auf die Reinigungsudrkung erzielen. Beispiel 2 - Hatalysatnrmenge:

Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 wurde die Reinigungsfähigkeit für Kohlenwasserstoffe bei unterschiedlicher Katalysatarmenge und folglich unterschiedlicher Raumgeschwindigkeit bei Hatalysatortemperaturen van 15α und 3oo^DC untersucht. Die erwähnte Raumgeschwindigkeit wird im allgemeinen als Meßwert benutzt, um den Zusammenhang zwischen dem zeitlichen Abgasvolumen und der Hatalysatormenge darzustellen; sie wird in m pro Stunde und m Hatalysatorvolumen angegeben. Bei der Bestimmung der Raumgeschwindigkeit war es schwierig, den Abgasdurchsatz zu ändern; aus diesem Grund wurde nur die Katalysatormenqe variiert.

_1 Die Fig. 18 zeigt, daß bei Raumgeschwindigkeitenvon 1ooo ... 5odoo h die Reinigungswirkung gegenüber Kohlenwasserstoffen überA-o % liegt- ein zufriedenstellendes Ergebnis.

Beispiel 3 - Anzahl der eingesetzten Katalysatoren:

Um den Effekt einer Anordnung der Katalysatoren in mehreren Schichten zu ermitteln, wurden eine Katalysatorscheibe mit 12o mm Durchmesser und ^5 mm Dikke bei einem Gewicht von etwa 4oo g, drei Scheiben Katalysator von 15 mm Dikke und etwa 4αο g sowie k Scheiben Katalysator mit 1o mm und einem Gewicht von etwa 32a g hergestellt und in den Dfen des Versuchs 1 eingesetzt, um diesen Versuch durchzuführen. Proben aus einer Vielzahl νσπ Katalysatoren wurden in mehreren Schichten in Abständen van 2 mm, 5 mm und 1o mm hergestellt. Die Ergebnisse sind in der Fig. 19 dargestellt.

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Die Fig. 19 zeigt, daß sich höhere Fähigkeiten zum Ausziehen van CD erreichen lassen, wenn man den Katalysator in mehreren Schichten - im Gegensatz:zu einer Schicht - anordnet.

Die Fähigkeit, CD auszuziehen, wird durch Ändern des Abstands zwischen den Katalysatorenschichten nicht wesentlich beeinflußt. Die jedoch in Fig. 2o ersichtlich, nehmen die Druckverluste bei einem Abstand unter o,5 mm schnell zu. iiiie aus diesen Daten ersichtlich, ist es sinnvoll, den Katalysator in möglichst viele Schichten zu unterteilen, wobei der Abstand zwischen den Schichten mindestens 5 mm beträgt, . .

Bei diesen Uersuchen wurden die spezifische Oberflächengröße und die Katalysatormenge und die Anordnung der Katalysatoren in mehreren Schichten beschrieben, uiie erforderlich, um die von bratenden Gerichten freigesetzten Öldämpfe zu entfernen. IMeben diesen Variablen hat auch die Kohlenwasserstoffmenge, die die bratenden Gerichte freisetzen, ein zeitliches Maximum, ujie mit "B" in Fig. 21 gezeigt. Die Konzentration der Kohlenwasserstoffe schwankt fortwährend kurzzeitig, wie mit "b" in Fig. 22 gezeigt. Folglich muß eine so große Menge des Katalysators vorgesehen werden, daß die Spitzenkonzentration an Kohlenwasserstoffen - vergl. Fig. 21 - sicher abgefangen werden kann.

Wenn jedoch die Menge der in den Katalysator eintretenden Öldämpfe während des Zubereitens der Speisen ausgeglichen werden kann,, hat man für die Reinigungskapazität des Katalysators einen gewissen Spielraum.

In dem in Fig. 2 gezeigten Apparat ist ein Dldampfsumpf 22 vorgesehen, um einen Ausgleich der erzeugten Öldampfmenge zu erreichen, wie oben beschrieben.

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Die Konzentrationsschwanlcingen sollen an Versuchsergebnissen wie folgt erläutert werden:

Die Versuche wurden mit handelsüblichen 1,2 kliJ-Elektroöfen (1oa V) mit einem Kammervalumen von etuia 25α χ 3oa χ 3oa mm durchgeführt, uie sie allgemein in Fig. 23 gezeigt sind. Dabei hatte der Teil A einen Durchmesser von 12o mm, der Teil B einen Durchmesser von 15a mm, 17a mm bzw. 2aa mm. In Gegenüberstellung hatte der Teil B bei einem von ihnen einen Durchmesser van 12σ mm. In der Dampf ausziehenden Einrichtung haie der Katalysator (Eisen) fast keine katalytische Wirkung und brachte einen fast konstanten Druckverlust. Zur Bestimmung der Kohlenwasserstaffkonzentratian wurde ein Kahlenwasserstaffinstrument eingesetzt. Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle zusammengefaßt.

Tabelle

0 des Teil B	max. Kohlenwasser stoff kon zentrat ion (ppm)	min. Kohlenwasser stoff kon zentration (ppm)	mittlere Kohlenwasser stoff kan zentrat ion (ppm)
12o	65a	5ao	58a
15a	62a	55o	58a
17a	6aa	57a	585
2oa	59a	57a	58a

Die in die Fig. 21 und 22 übernommenen Ergebnisse zeigen, daß der Spitzenwert der Öldampfkonzentration für die Vorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung (Kurve a) gering sind im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen, was einen günstigen Ausgleich beweist. üJenn ein Sumpf vorliegt, wirken die in dem Sumpf befindlichen Dldämpfe durch Dispersion und Mischung gegenüber

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örtlich oder zeitlich hohen Konzentrationen als Ausgleich; es ergeben sich verhältnismäßig geringe Konzentrationen. Folglich braucht die Einrichtung zum Ausziehen der Dämpfe in ihrer Reinigungskapazität nicht auf die örtlichen oder zeitlichen Spitzenwerte ausgelegt zu sein; man kann sie auf die verhältnismäßig geringe Konzentration auslegen, die sich aus dem Ausgleich ergibt.

Weiterhin läßt sich eine gründlichere Dispersion und Durchmischung des Öldampfs erreichen, uenn man in dem genannten Sumpf eine Diffusionsplatte anordnet, uiie in Fig. Zk gezeigt.

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Claims

- 2ο - Patentansprüche

1. Brat- bztj. Hochofen mit einer Bratkammer zum Braten von Speisen und einer Reinigungseinrichtung, die die Abgase aus der Bratkammer aufnimmt und sie reinigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung ein Gehäuse mit einem Abgaseinlaß, durch den das Abgas aus der Bratkammer in das Gehäuse eintritt, und einem Abgasauslaß zur Abgabe des Gases an den den Ofen umgebenden Außenraum, sowie mindestens einen quer zum Gehäuse angeordneten Katalysator, aufmeist, der das Gas aufnimmt und es reinigt, ujabei die Temperatur des Gases am Auslaß höher als 13o C ist.

2. Brat- bztj. Hochofen mit einer Bratkammer zum Braten von Speisen und einer Reinigungseinrichtung, die das Abgas aus der Bratkammer aufnimmt und es reinigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung ein Gehäuse mit einem Abgaseinlaß, durch den das Abgas aus der Bratkammer in das Gehäuse eintritt, und einem Abgasauslaß, der das Gas an den den Ofen umgebenden Außenraum abgibt, sotuie mindestens einen Katalysator aufweist, der quer zum Gehäuse liegt, das Gas aufnimmt und es reinigt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Gases am Auslaß höher als o,5 m/sec ist. _:

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3. Bratofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ReinigungsEinrichtung weiterhin βϊπεπ Führungskanal aufmeist, um einen Teil des Gases vom Abgaseinlaß in die Bratkammer rüükzufuhren.

k. Bratofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskanal mindestens einen Katalysator zum Reinigen des eingeführten Gases enthält.

5. Bratofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-, net, daß der Ofen eine Tür aufweist, und das durch den Führungskanal strömende Gas in die Bratkammer entlang dieser Tür abgegeben wird, über dessen Innenfläche es: einen gleichmäßigen Luftvorhang bildet.. ,

6. Bratofen nach Anspruch 1, dadurch gekenrizeich-:

net, daß der Katalysator als HauptbestandtEil Mangandioxid sowie als Bindemit- j

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; tel Aluminiumsäurekalk aufweist.

7. daß daß BratDfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- nach Anspruch 7, dadurch gekerinzeich- Bratofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- net, Gases die Reinigungseinrichtung einen Führungskanal aufweist, um einen Teil der Führungskanal mindestens einen Katalysator zum Reinigen des ein Eine Tür vorgesehen ist und das in dem Führungskanal strömEndE Gas in des vom Abgaseinlaß in die Bratkammer rückzuleiten. Gases enthält. 8. daß Bratofen net, geführten 9. net,

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die Bratkammer entlang der Tür abgegeben wird, über deren Innenfläche es einen gleichmäßigen Luftvorhang bildet.

1a. · Bratafen nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator als Hauptbestandteil Mangandioxid und als Bindemittel Aluminiumsäurekalk enthält.

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