Влияние породы древесины на образование дыма
Дым, полученный от разных пород древесины, характеризуется различным содержанием фенолов, кислот, оснований, альдегидов и кетонов.
Дым, полученный из дубовых опилок, содержит много кислот и больше по сравнению с березовым дымом альдегидов, кетонов и фенолов.
Признано, что наилучшим является коптильный дым, полученный из древесины лиственных пород. Поэтому в практике при копчении продуктов применяют в виде поленьев дров, опилок или стружек и щепы древесину таких лиственных пород, как бук, дуб, особенно черный, ольха, орех, береза (без коры), клен, ясень, реже каштан, ива, тополь, а иногда — плодовых — дикую вишню, яблоню, апельсиновые и лимонные деревья.
Торф, каменный уголь, нефть, несмотря на обилие выделяемого при их сгорании дыма, не рекомендованы для копчения, так как полученный из них дым содержит много соединений типа углеводородов, пиридиновых оснований и других веществ, которые сообщают продуктам неприятные вкус и запах.
Имеются сведения об использовании для получения коптильного дыма и таких растительных источников, как дубовые листья, маисовые початки (Америка), смесь соломы с дровами (Англия).
Одним из известных и широко применяемых приемов, позволяющих улучшать технологические свойства дыма, а, следовательно, аромат и вкус копченостей, является использование ветвей и игл, ствола деревца, а иногда и ягод можжевельника.
Мазякин и Рогачевская установили, что можжевельник, добавляемый в количестве 10% от веса дубовых дров и опилок, не влияет на содержание фенолов и альдегидов в колбасе; бактерицидная сила коптильного дыма не изменяется; органолептические показатели колбас выше, чем у колбас, коптившихся дымом, полученным из дуба, без добавления можжевельника.
По мнению некоторых авторов, для улучшения технологических свойств дыма можно применять жгучую крапиву, вереск, листья шалфея и лавра, шелуху лука, ветви розмарина и дрока. Имеются указания, что более ароматный дым образуется из более молодых деревьев.
Считается, что хвойные породы (сосна, ель и пр.) не следует применять для копчения, так как поверхность продуктов загрязняется сажей. Кроме того, продукты приобретают посторонний запах, темный цвет и горьковатый привкус, особенно при холодном копчении.
Однако, как указывают некоторые авторы, выдерживание сосновых опилок в течение нескольких месяцев способствует выветриванию значительной части эфирных масел и других веществ, в результате чего отрицательное воздействие их на продукт уменьшается.
В отдельных случаях при производстве колбасных изделий, для которых желателен обильный смолистый налет и черный цвет поверхности (шварцвальдское копченое мясо, некоторые сорта немецких кровяных колбас и т. п.), намеренно используют для копчения древесину хвойных пород (еловые, сосновые и пихтовые дрова и опилки), а также ольху.
На предприятиях Польши при отсутствии опилок от лиственных пород для копчения колбас также применяют сосновые опилки. Сосновые дрова используют и во Франции, а в Голландии применяют лиственницу. В Канаде, где в изобилии имеются разнообразные хвойные породы деревьев, была проведена работа по выяснению пригодности отдельных видов хвойной древесины для копчения. В частности, рыба, обработанная дымом, полученным из опилок бальзамической ели и сосны местной породы, по аромату и окраске оказалась лучше рыбы, обработанной дымом из буковых опилок.
Это объясняется тем, что при сжигании опилок указанных хвойных пород больше образуется дыма и продукт быстрее приобретает необходимые вкус и окраску, чем рыба, коптившаяся дымом из дубовых опилок.
Однако другие хвойные породы (красная ель и один из видов кедра) оказались значительно хуже дуба. Аналогичные испытания местных английских сосновых пород показали, что хотя продукты, копченные дымом от опилок этих пород, по качеству несколько хуже, чем при копчении дымом от дубовых опилок, две из четырех испытанных пород — калифорнийская и белая сосна — оказались пригодными для копчения. Правда, готовые копчености (рыбные продукты), как отметили исследователи, имели смолистый привкус, но в общем обладали приятными запахом и вкусом.
Чтобы установить пригодность для копчения различных пород древесины, в том числе хвойной, в последние годы были проведены специальные исследования в Польше и Чехословакии. В результате сравнения качества продукции, копченной горячим способом в дыме, полученном от сжигания дуба и бука, установлено, что изделия, копченные дымом от Дубовых опилок, имели значительно худший вкус и цвет, чем продукты, копченные дымом из бука. Предполагается, что причиной ухудшения вкуса является более высокое содержание кислот в дыме от дубовых опилок, чем в буковом, и более легкое насыщение ими ткани рыбы.
С этой оценкой дубовой древесины трудно согласиться, так как в практике копчения как мясных, так и рыбных продуктов во многих странах при использовании дуба получают вполне удовлетворительные результаты.
Позднее Тильгнер и Вержбицка получили интересные данные о сравнительной ценности наиболее распространенных древесных пород (бук, дуб, явор, береза, сосна, ольха, липа, осина и ель) для копчения.
Диаграмма состава дыма древесины различных пород и органолептической оценки копченых продуктов
Оценка коптильных свойств дыма была установлена путем сравнения органолептических показателей Копченых изделий. Органолептические показатели изделий определяли по специальной методике.
Наивысшую оценку получили изделия, копченные дымом от буковых и дубовых опилок, хорошую — изделия, копченные дымом от березовых и сосновых опилок. Изделия, копченные дымом от опилок ольхи, осины и ели, имели посредственную оценку.
В другой серии опытов, посвященных сравнению коптильных свойств соснового и букового дыма, те же авторы не установили существенных различий в органолептических показателях изделий, копченных указанными дымами. Более того, результаты сравнительной оценки были скорее в пользу соснового дыма.
На основании полученных данных польские исследователи делают вывод, что в ротационных коптильнях дым от сосновых опилок равноценен дыму от лиственной древесины.
Чехословацкие авторы также считают, что сосну и ель можно использовать для копчения мясных продуктов при условии образования дыма вне коптильной камеры. Они указывают, что дым от бука и дуба содержит 5,2% кислот (в пересчете на уксусную кислоту), а дым от хвойных пород — 3,7% кислот и содержит, как правило, больше фурфурола и диацетила при том же наличии фенолов.
Таким образом, работы канадских, шотландских, польских и чехословацких исследователей свидетельствуют о возможности использования хвойных пород древесины. Вместе с тем некоторые положения продолжают оставаться неясными. Так, по данным Тильгнера и Вержбицкой, при копчении дымом от осины и ольхи получаются близкие результаты. Однако из этих двух пород в практике предпочтение отдают ольхе, пользуясь которой можно выкоптить продукт быстрее (примерно в 1,5 раза). При этом качество продукта значительно лучше, чем при копчении дымом от осины. Мазякин и Рогачевская также, установили значительные преимущества ольхи перед осиной. Возможно, однако, что местные польские и русские породы деревьев настолько отличаются по составу, что это отражается на качестве готовой продукции.
Нельзя установить корреляции между органолептическими показателями копченых продуктов и особенностями в химическом составе различных дымов. По-видимому, существует какая-то иная, еще не найденная исследователями взаимосвязь органолептических показателей копченостей с определенными компонентами дыма.
Источник
Что такое пиролиз древесины, какой при горении выделяется газ
Пиролизом древесины называют метод термической переработки для получения ценных продуктов в результате глубокой деструкции основных компонентов. К ценным продуктам относятся, например, древесный уголь, деготь, скипидар, смолы. Но здесь речь идет о промышленной пирогенетической переработке. В более простом понимании, пиролиз возникает в момент возгорания дров, является первой фазой горения. Когда температура достигает 400°-500°, образуются газы горения древесины, которые тоже есть летучие продукты пиролиза. Подробнее осветить этот вопрос нам поможет эксперт компании «Дровница» из Санкт-Петербурга.
Процесс горения древесины
Языки пламени появляются над дровами от горящих газов. Но откуда эти газы берутся в древесине? Ведь поленница не выделяет горючих веществ. Древесина рассматривается как сырье, уже содержащее пары горючих жидкостей, которые выделяются в виде газов под действием высоких температур.
Какие этапы включает процесс горения древесины?
- Разогрев. При помощи источника тепла (спичка и горящая бумага) дрова начинают прогреваться. При достижении температуры 150° из древесины начинает испаряться влага. Постепенное обугливание приводит к тлению. В это время температура доходит до 300°. Появившийся дым есть смесь испаряющейся влаги с компонентами термического разложения.
- Появление пламени. По сути, возгорание означает вспышку дымовых газов. Одновременно с появлением яркого пламени происходит скачок температуры. Как только загорелись газы, воспламеняется само дерево. Поленья разгораются снаружи и изнутри. На быстроту разгорания и способность достичь предельной температуры влияет форма поленьев, влажность дров, беспрепятственный доступ свежего воздуха.
- Горение. Фаза делится на две части — активное горение и тление. Первая фаза продолжается, пока происходит выделение пиролизных газов. Тление означает остаточное выделение газов, постепенное сгорание угля.
- Затухание. При отсутствии кислорода, прекращении подачи воздуха, снижении температуры, отсутствии нового топлива происходит затухание.
Чем более сырые дрова, тем дольше из них выделяется влага, труднее достигается нужная температура, дольше длится процесс. Сухое топливо горит намного быстрее, дает максимальную теплоотдачу.
Какой газ выделяется при горении
От сорта древесины и условий сжигания зависит состав конечных продуктов (продуктов сгорания). Дерево — органическая форма, в основном состоящая из соединений углерода (C), водорода (Н), кислорода (О), азота (N). Всего один килограмм древесины, сгорая, выделяет около восьми кубометров газообразных веществ, среди которых:
Пар, углекислый и сернистый газ относятся к продуктам полного сгорания. Они больше не могут самостоятельно гореть.
К продуктам неполного сгорания относится сажа. Она образуется при разложении углерода при недостаточном доступе кислорода. Крупные частицы не сгорают, а слипаются, осаживаются на стенах печных труб. Большое количество сажи, наличие продуктов распада типа угарного газа и канцерогенных смол говорит о неудачном процессе горения. Подобные примеси попадают в воздух и делают его вредным для здоровья человека.
Здесь стоит привести в пример способ приготовления пищи методом копчения. В топливе (дровах, стружке, ветках) не поддерживается горение, а достигается распад с помощью пиролиза древесины. То есть тепловая энергия выделяется, вредные элементы улетучиваются и пропитывают пищу. В том, что копченые продукты вредны для здоровья, большая доля правды.
Как образуется угарный газ
У угарного газа и углекислого газа похожие формулы (CO и CO2). Но вещества имеют значительное различие в свойствах. При достаточном притоке кислорода образуется углекислота. При этом выделяется много тепловой энергии, процесс горения считается эффективным. Когда кислорода недостает, выделяется загрязняющий атмосферу, а в больших дозах смертельный для человека угарный газ. При равных других условиях тепловой энергии выделяется в 4 раза меньше. То есть только недостаток кислорода приводит к снижению КПД топлива и печи.
Владельцы домов с печным отоплением иногда пытаются сэкономить дрова, растягивая искусственным образом процесс горения (частично перекрывая подачу кислорода). Чего они добиваются такими маневрами? Загрязняется дымоход. Большой слой сажи может воспламениться. Канцерогенные частицы проникают в воздух. При высокой концентрации ядовитые вещества приводят к отравлению.
На качество дров может указать зольный остаток. Зола — несгорающий компонент. Чем меньше остается золы после сгорания дров, тем они качественнее, тем больше тепловой энергии выделилось на обогрев дома. Большое количество золы указывает на низкую эффективность топлива. Тонкодисперсная зола может оседать на внутренней поверхности котла или печи и препятствовать передаче тепла. Но зола, к слову, отличное удобрение. Только она не должна спекаться. Если это так, значит в топливных пеллетах или брикетах есть вредные добавки.
Источник