Копчение продуктов практикуется человечеством с давних времен. Это обусловлено тем, что так можно законсервировать скоропортящиеся продукты, которые приобретают замечательные вкусовые качества. Люди за последние несколько веков далеко шагнули вперед в плане применяемых технологий, но так же продолжают коптить мясо и рыбу. Самую главную роль в копчении играет дым древесины плодовых деревьев. Именно он дает неповторимый аромат готовому продукту. Не стоит переживать по поводу приобретения коптильни, так как дымогенератор для копчения своими руками соорудить довольно просто. Существует множество конструкций, доступных для повторения даже неопытным в таких делах людям.

Виды и технологии копчения

Существует два вида разного по и горячее. Различаются они температурой, при которой проходит процесс приготовления продукта. Если при может достигать 95 0 С, то при холодном она не должна быть выше 35 0 С.

Горячее копчение

Способ заключается в том, что продукты помещаются в емкость, где они проходят обработку горячим дымом, запекаются и коптятся одновременно. Процесс довольно быстрый, занимает, как правило, несколько часов, а на выходе получается необыкновенно нежная, ароматная и вкусная продукция. При этом подобные продукты не могут храниться долго, всего пару дней в холодильнике.

Изготовление приспособления для копчения

Как сделать дымогенератор для способом? Да очень просто. В данном случае дымогенератор и камера для копчения могут быть совмещены. Потому что охлаждение дыма не требуется. Подойдет металлическое ведро с крышкой, большая кастрюля или бочка. На дно насыпаются опилки или щепки, и коптильня ставится на огонь или электрическую плиту.

Происходит одновременно дымовое выделение и нагрев сырья. При хорошей герметизации коптильни, или когда используют водяной замок, процесс копчения не требует особого контроля. Достаточно лишь подобрать температурный режим, при котором продукты не будут гореть.

Холодное копчение

Этот способ подразумевает как более тщательную подготовку сырья, так и более длительную обработку его дымом. Обусловлено это применением охлажденного дыма, температура которого не должна превышать 35 0 С. Продукты перед закладкой в коптильню необходимо хорошо просолить, а после еще и подсушить. Применение мокрого сырья при холодном копчении недопустимо, потому что дым будет растворяться во влаге, и процесс приготовления будет идти намного дольше.

Нюансы при копчении

Процесс холодного копчения гораздо более многогранен. Здесь очень много нюансов, оговорок и очень многое зависит от мастерства «повара». Любую из технологических операций можно воспроизвести по-разному, и каждый раз будет получаться результат, отличный от предыдущего.

Даже дымогенератор, своими руками для копчения изготовленный, может существенно повлиять на вкусовые качества продуктов. Разные конструкции дым производят с разной интенсивностью, соответственно, и копчение будет проходить по-разному. Как и на заре человечества, самое главное в копчении - это дым. Именно ему продукты обязаны золотисто-коричневой корочкой и неповторимым вкусом. Рассмотрим этот компонент немного подробнее.

Как получить дым

Сам дым, как говорилось выше, получается из щепок или опилок некоторых пород древесины. Как правило, это плодовые деревья: вишня, яблоня, груша. Но можно применять для этого и ольху, и иву. Дымогенератор для холодного копчения справится с любым материалом. От того, какой дым выбран, зависят вкус, запах, цвет получаемых копченостей. Здесь каждый решает для себя, какую древесину выбрать, и, как правило, останавливается на чем-то одном.

Конструкции дымогенераторов

Самодельные дымогенераторы для копчения разнообразны по конструкции, но все они очень просты для повторения. Делятся они на две большие группы в зависимости от того, какой источник нагрева используется: электричество или открытый огонь. Самый простой дымогенератор для копчения, своими руками сделанный, - это небольшой металлический ящик с выводом, на который надевается для отвода дыма. В него помещаются опилки, и он ставится на открытый огонь. При воздействии высокой температуры щепки начинают медленно тлеть без доступа кислорода. При всей простоте такими видами приспособлений довольно сложно пользоваться. Поскольку процесс копчения может занимать несколько суток, а бывает - и несколько недель, довольно сложно контролировать выделение дыма, в том числе и его непрерывную подачу.

Такие конструкции не позволяют оперативно добавлять опилки и контролировать температуру дыма в коптильне. Избавлен от этого недостатка дымогенератор для холодного копчения, имеющий электрический элемент. В этом случае можно контролировать и температуру поступающего дыма, и процесс поджога опилок - для этого служит электронный блок управления. Конструктивно это все тот же небольшой ящик с выводом для трубы, но внутри имеющий спираль или тэн от электроплиты. Через определенное время (как правило, это пара часов) тэн нагревается, и опилки начинают тлеть, выделяя при этом дым. Встречаются дымогенераторы, изготовленные по принципу муфеля. При этом на наматывается спираль из нихрома. Каждый новый виток изолируется стеклотканью, и вся эта конструкция закрывается сверху жестью. Подобное решение позволяет с легкостью очень быстро нагревать опилки до температуры, при которой они начинают тлеть.

Муфель также сохраняет температуру некоторое время, позволяя дыму выделяться после выключения нагрева. В саму коптильню при этом может быть встроен термодатчик, который будет отключать тэн при достижении максимальной температуры 35 градусов. Подобная конструкция не требует постоянного присутствия человека для контроля над процессом, достаточно просто иногда добавлять опилки в самодельный дымогенератор для копчения. Это самые совершенные приборы для получения дыма. Если планируется постоянное использование коптильни, то такие дымогенераторы - лучший выбор.

Как охладить дым

После того как дым получен, его необходимо охладить до требуемой температуры. Это можно сделать разными способами, самый популярный из которых - укладывание дымохода в резервуаре с холодной водой. Обычно в этом случае используется дымогенератор для копчения, своими руками сделанный для открытого огня. Также дымоход можно закапывать в землю, которая тоже способна очень хорошо охлаждать дым. Встречаются конструкции, где дымоход представлен траншеей в земле, накрытой сверху, чтобы дым не выходил.

Проходя по такому ходу, он остывает, и копчение проходит в нормальном холодном режиме. Такой способ охлаждения дыма используют в походных условиях, где найти гофрированную трубу и емкость большого объема для воды представляет большую трудность. Дымогенератор для копчения (своими руками собранный) с электрическим нагревательным элементом, как правило, в охлаждении дыма не нуждается. Термодатчик способен отключать нагрев по достижении критической температуры, поддерживая процесс копчения и не перегревая сырье.

Технологические свойства коптильного дыма в значи­тельной мере предопределяются его химическим составом. Химический состав дыма зависит от многих факторов, среди которых наибо­лее существенными являются: температура дымообразования; способ генерации; вид древесины - влажность древесины; размер час­тиц древесины; доступ воздуха в зону дымообразования; транспортировка дыма.

Для разложения древесины и образования дыма необходимо тепло. В практике коптильных производств тепло для генерации дыма получают либо за счет сго­рания части используемой древе­сины, либо за счет подвода извне.

Был исследован процесс пиро­лиза древесины на лабораторном устройстве и представлен в виде так называемого "дымового тер­мометра" (рис. 52).

Рис. 52. Дымовой термометр

При увеличении температу­ры древесины до 120 °С в верхних слоях опилок наблюдалось образование капелек конденсирующей воды. При достижении температуры порядка 185 °С окраска опилок изменялась и наблюдался едва различимый "тонкий" туман. По оценке исследователей, этот туман обладал резким запахом, но едва ли мог называться дымом. Впервые настоящий дым появлялся в интервале температур 220-300 °С.

Отмеченное дымообразование продолжалось до температуры 500 °С, и опилки полностью обугливались. В зоне горения образование дыма не наблюдалось.

Здесь наблюдалось горение древесного угля, утратившего способ­ность выделять газ. Дым появлялся рядом с зоной горения в еще не го­рящей, но достаточно разогретой древесине.

Многочисленные исследования влияния температуры пиролиза дре­весины на химический состав дыма позволили заключить, что макси­мальный выход таких химических веществ, как фенолы, кислоты и кар­бонильные соединения, приходится на температуры 550-650 °С.

При более высоких температурах генерирования, так же как и при более низких, содержание фенолов, кислот и карбонильных соединений в дыме заметно сокращается.

Заданную (оптимальную для данных условий) температуру при по­лучении тепла для разложения древесины за счет горения обеспечивают, как правило, путем изменения подачи воздуха в зону горения. С увели­чением подачи воздуха температура в зоне пиролиза древесины возра­жает, и наоборот, ограничение подачи воздуха приводит к снижению температуры.

Проще и точнее регулируется температура получения дыма, а значит, и его химический состав при использовании для разогрева внешнего источника тепла. В этом случае температура поддерживается и регулируется приборами автоматики.

Примерами, когда тепло, необходимое для пиролиза, вырабатывает­ся не в результате сгорания древесного угля, а подается снаружи, могут служить нагрев перегретым паром или с применением теплоты трения. На практике нашли применение два подобных дымогенератора, а именно фрикционный и паровой. Фрикционный работает при температуре пиро­лиза около 380 °С, паровой - от 320 до 380 °С. Образование дыма проис­ходит при применении одного и другого способов в нижнем диапазоне температур, необходимых для пиролиза лигнина. При этих температурах лигнин является источником для образования ароматизирующих состав­ляющих дыма, например фенолов, и распадается полностью.

Многолетней практикой производства копченой рыбопродукции предпочтение при генерировании дыма отдано древесине лиственных пород деревьев. Готовая продукция при обработке в дыме из этой дре­весины имеет высокие качественные показатели, в частности приятный вкус и аромат копчености. Данный факт, несомненно, связан с химиче­ским составом применяемого дыма, его кондиционностью.

Установлено, что в дыме, образуемом при сжигании древесины из лиственных пород дерева (дуб, бук), содержание летучих кислот значи­тельно выше, чем в дыме, генерируемом из хвойной древесины.

Существует различие в структуре лигнина в древесине мягких и твердых пород. Основными компонентами фенольных соединений в коптильном дыме из мягкой древесины является гваякол, из твердой древесины - смесь гваяколов, сирингола и его парасоставляющих производных. Отсюда и значительные различия в ароматизирующем эффекте этих двух типов дыма.

В дыме из хвойных пород древесины (ель, сосна) отмечено высокое содержание смолистых веществ и карбонильных соединений. Продук­ция, обработанная этим дымом, имеет, как правило, интенсивную окрас­ку поверхности и выраженный смолистый аромат.

Экспериментальные работы с применением аэрозольного фильтра и каскадного импактора показали, что массовая концентрация коптильно­го дыма, генерируемого из опилок березы, в три раза меньше массовой концентрации коптильного дыма, генерируемого из опилок бука.

Было высказано предположение, что если дым из опилок бука более концентрированный по дисперсной фазе, то топлива из бука для коп­чения одного и того же количества рыбы потребуется значительно мень­ше, чем из березы.

На практике при выработке копченой рыбопродукции в качестве топлива для получения дыма используют отходы деревообрабатываю­щих предприятий. Это в большинстве случаев смесь опилок из различной древесины, чаще лиственных пород.

Влажность топлива (опилок)

Проводились исследования о влиянии влажности материала (опи­лок) на процесс дымообразования. В экспериментах рассматривались опилки с влажностью 0, 10, 20, 30, 40, 50% и температуры дымообразо­вания 300, 500 и 700 °С. Фиксировалось время начала образования и продолжительность выделения дыма при сжигании исследуемых опилок с различной влажностью и после охлаждения массы остатка сгоревшей древесины. Установлено, что при температурах 500 и 700 °С идет полное разложение древесины и при этом масса образуемого древесного угля для этих температур практически одинакова.

В обоих случаях около 75 % массы сухой древесины превращается в дым. В то же время при температуре 300 °С отмечено неполное дымообразование.

При последующем прогреве в течение 1 - 2 ч масса древесного угля уменьшалась, но не достигала тех остаточных 25 %, которые наблюдались при температуре 500 и 700 °С. По проведенной работе был сделан ряд заключений. Во-первых, вода затягивает начало процесса дымообразования, но это никак не отражается на общем количестве дыма, образуемого при достаточно высоких температурах. Во-вторых, выпаренная из опилок вода вытесняет частично кислород из зоны горения, в результате температура костра понижается и образуется больше дыма. К тому же для испарения воды из опилок требуется дополнительное тепло, что также ведет к снижению температуры в зоне дымообразования. В третьих, понижение температуры пиролиза в период развития дыма отражается на химическом составе дыма и, как следствие, на его сенсорных свойствах. В-четвертых, повышенное содержание влаги в опилках приводит к значительному увлажнению дыма, к снижению его влагоемкости.

При изучении влияния влажности топлива на дисперсный состав коп­тильного дыма было отмечено, что массовая концентрация дыма при дан­ной его температуре уменьшается с увеличением относительной влаж­ности опилок.

Воздух, поступающий при образовании дыма в зону горения, имеет важное значение, так как в некоторой степени влияет на химический состав дыма. По мере увеличения доступа воздуха в определенный пе­риод наблюдается увеличение содержания фенолов. Концентрация фено­лов, кислот и карбонильных соединений увеличивается с возрастанием доли разложившейся древесины и количества подведенного воздуха. При большом количестве поступающего воздуха генерируемый коптиль­ный дым содержит повышенное количество смол и содержание фенолов в нем уменьшается.

На большинстве современных коптильных предприятий дым для обработки рыбы получают в специальных устройствах - дымогенераторах, отстоящих, как правило, от коптильных установок на некотором расстоянии. В этих случаях централизованная подача дыма к камерам копчения осуществляется по дымоводам. Транспортировка дыма отра­жается на его химическом составе; при этом степень возникающих из­менений зависит от расстояния генерирующего устройства до коптиль­ной камеры; изменений в сечении дымоводов; изменения температуры дыма. При транспортировке дыма, сопровождающейся понижением тем­пературы, наблюдается изменение соотношения между содержанием коп­тильных компонентов в дисперсной фазе и дисперсионной среде. Основ­ная часть химических соединений сосредоточивается в дисперсной фазе.

В процессе перемещения дыма наблюдаются коагуляция частиц и осаждение последних на стенках воздуховодов, также в воздуховодах осаждается значительная часть смолистых веществ. В результате общее содержание коптильных компонентов в дыме сокращается.

Поскольку химические соединения распределены между дисперсной фазой и дисперсионной средой, важное значение имеет вопрос о том, где их находится больше и какая из вышеуказанных фаз дыма играет решающую роль при копчении.

Увеличение относительной влажности при той же температуре приводит к увеличению количества фенольных соединений в дисперсной фазе, а при относительной влажности порядка 90 % практически все фенолы сосредоточиваются в ней. Повышение температуры рабочей среды спо­собствует перераспределению фенолов между фазами - часть фенольных соединений из дисперсной фазы переходит в паровую. Однако даже при максимально допустимых температурах процесса холодного копчения (30-34 °С) содержание фенолов в паровой фазе с относительной влажностью 20 % не превышало 50-55 % от общего их содержания в коптильной среде.

Таким образом, установлено, что при холодном копчении фенольные компоненты дыма в основном находятся в дисперсной (капельно-жидкой) фазе. Отчасти это объясняется тем, что температура кипения фенольных соединений находится в диапазоне 182-260 °С.

В условиях горячего копчения при температурах рабочей среды от 80 до 140 °Скартина меняется. Исследования модельных парообразных сред, регенерируемых из коптильных продуктов, показали, что основная масса коптильных компонентов дыма в нижнем интервале температур находится в паровой фазе. При увеличении температур от 120 до 140 °С в дисперсной фазе суммарное количество фенолов, кислот и карбонильных соединений уменьшается от 10 до 25 % в зависимости от вида используемого препарата, его химического состава.

Отрицательные факторы дымового копчения и пути их устранения. Под действием отдельных составляющих дыма, в частности карбонильных соединений, уменьшается содержание аминокислот в продукте и прежде всего лизина, в результате снижается пищевая ценность изделия.

Среди карбонильных соединений дыма доминирует формальдегид. Свободный формальдегид является одной из возможных причин обра­зования раковых опухолей. Тем не менее было доказано, что человече­ский организм представляет систему, достаточно защищенную от воздействия этого вещества, и содержание его в продуктах питания допустимое до 50 мг на 1 кг.

Основное внимание специалистов при изучении вопросов, связанные с дымовым копчением, сосредоточено на изыскании способов, уменьшающих попадание вредных химических соединений в обрабатываемую продукцию. В этой области исследователями достигнуты определенные положительные результаты. Так, продукты с пониженным содержанием ПАУ получали при использовании в процессе копчения дыма, генерированного при строго определенных условиях пиролиза и окисления летучих продуктов термического распада. В результате многочисленных исследований достоверно доказано, что наименьшее количество поли циклических ароматических углеводородов содержит дым, выработанный при температурах 300-400 о С.

Бензпирен сосредоточен главным образом в дисперсной фазе дыма, содержащей тяжелые смолы. Отделение дисперсной фазы и использо­вание для копчения исключительно паровой среды позволили сущест­венно уменьшить попадание бензпирена в продукт.

В значительной мере снижается концентрация ПАУ в копченых пи­щевых изделиях при обработке охлажденным или профильтрованный технологическим дымом. Исследования состава коптильных сред подтвердил, что охлаждение способствует конденсации высококипящих канцерогенных составляющих дыма, а также коагуляции и осаждению крупных частиц дисперсной фазы, содержащих бензпирен.

Фильтрация относится к наиболее простым и распространенным спо­собам частичной очистки дыма от нежелательных соединений, основанных на удалении из дымовоздушной смеси частиц больших размеров. Так, одним из предлагаемых способов уменьшения ПАУ является применение электростатического воздушного фильтра, содержащего ионизирующую секцию. В патентных описаниях встречаются также рекомендации по снижению ПАУ в дыме применением циклона. Используют­ся в этих целях и фильтры для механического удаления из дыма смолистых веществ, но размещение такого фильтра на пути следования дыма создает дополнительные потери тепла при горячем копчении и способ­ствует возрастанию расхода древесного топлива.

Сенсорная оценка копченых продуктов, приготовленных с примене­нием обычного дыма, по сравнению с продуктами, обработанными очищенным при помощи фильтрации дымом, показала, что они близки по качеству, однако продукты, выкопченные профильтрованным дымом, были окрашены менее интенсивно. Удаление части дисперсной фазы при фильтрации приводит к уменьшению содержания всех коптильных ком­понентов, в том числе ароматических и цветообразующих.

Продукция пародымового копчения характеризуется низкой кон­центрацией канцерогенных соединений, однако она существенно отли­чается по своим органолептическим данным от соответственных продуктов дымового копчения, в частности по интенсивности окраски и выра­зительности аромата, которые при дымовом копчении выражены сильнее.

В большинстве агрегатов для генерации дыма предусматриваются системы частичной очистки дыма от нежелательных составляющих. Примером достаточно эффективного способа очистки дыма может служить устройство так называемого водоинерционного типа, предложен­ное ЦПКТБ "Азчеррыба" (рис. 53).

Благодаря инерции и эффективному контакту с водой тяжелые частицы дыма (сажа, зола, смола) остаются в ней. Проточная вода уносит частицы сажи и золы, а смола оседает на дно устройства и периодически удаляется через люк в специальную тару.

Перечисленные выше способы и приемы, способствующие снижению концентрации полициклических ароматических углеводородов в копче­ных продуктах, не приводят к ощутимому уменьшению нитрозоаминов, так как один из основных источников их образования в продукте, за­кись азота, находится в паровой фазе дыма, не претерпевающей замет­ных изменений в процессе его очистки в коптильных установках.

Не менее важной проблемой, связанной с использованием дыма при копчении, является охрана окружающей среды от загрязняющих атмосферу дымовых выбросов, содержащих большое количество органиче­ских веществ.

Рис. 53. Очистительное устройство дымогенератора Н-10-ИД2Г-1;

1 - выход очищенного дыма; 2 - штуцер для подсоединения к водопроводной сети; 3 - дно устройства; 4 - центральная труба; 5 - круговая стенка; 6 - пере­городка, разделяющая устройство на два отсека; 7 - сливной лоток; 8 - люк; 9 - коленообразный патрубок

Количество выбрасываемых в атмосферу органических соединений достигает при холодном копчении 2 г/м 3 , а при горячем копчении 10 г/м 3 .

В настоящее время для очистки дымовых и газовых выбросов про­мышленных предприятий применяют способы адсорбции, абсорбции, высокотемпературного и каталитического сжигания, жидкофазного окисления, электростатического осаждения и комбинированные ме­тоды.

С целью предупреждения загрязнения окружающего воздуха выбро­сами коптильных производств чаще всего применяют и рекомендуют применять такие способы, как осаждение дисперсной фазы выбросов в электростатическом поле высокого напряжения, каталитического и высокотемпературного сжигания.

Существенное значение при оценке эффективности того или иного способа очистки является помимо стоимости устройств и их надежности в работе возможность возникновения побочных явлений, эксплуатацион­ные расходы.

Дожигание дымовых выбросов является наиболее эффективным способом обезвреживания, при котором достигается высокая степень очистки от токсичных веществ. Процесс может проходить при темпера туре около 500 °С (каталитическое дожигание) или 750 °С (термическое дожигание), в результате образуются водяной пар и углекислота. В ка­честве топлива в устройствах дожига используют обычный мазут или газ. Следует учитывать, что при использовании мазута в качестве топ­лива образуется двуокись серы. Если установки применяются для сжига­ния дыма сравнительно небольшой густоты (плотности), то количество образовавшейся двуокиси серы может быть выше, чем количество сжи­гаемого органического углерода. К тому же в настоящее время приме­нение этих методов очистки становится экономически невыгодным из-за высокого потребления энергии (топлива) устройствами дожига.

Метод становится экономичным, если для дожига использовать топки действующих тепловых агрегатов, например котлов. Однако тер­мическое обезвреживание затрудняется наличием в отбрасываемых га­зах смоляных веществ. Скопление смолы нарушает аэродинамику дымоходов, работу регулировочных и горелочных устройств.

На рис. 54 показана установка термического обезвреживания коп­тильных выбросов, содержащих смолу. Дымовые выбросы от коптиль­ных печей 1 и системы вытяжной вентиляции 2 проходят через емкость предварительного отделения смолы 3, уменьшая отклонение смолы в вентиляторе 4. Газоход 5 служит одновременно и конденсатором и прокладывается с учетом в сторону смолосборника 10. Затем дымовые газы подаются дутьевым вентилятором 6 в воздушный тракт газомазут­ной горелки 7, устроенной в топке котла. Отделенная смола периодиче­ски подогревается змеевиком 9 для снижения вязкости мазута, который насосом 8 подается в жидкостный тракт газомазутной горелки для сжигания по аналогии с жидким топливом.

Рис. 54. Установка термического обезвреживания отработанных газов:

I - коптильная печь; 2 - всасывающие каналы системы вытяжной вентиляции; 3 - вместимость предварительного отделения смолы; 4 - вентилятор; 5 - газо­ход; б - вентилятор подачи газов к горелке; 7 - газомазутная горелка; 8 - мазутный насос; 9 - система подогрева смолы; 10 - смолосборник

Рис. 55. Циркуляционная система коптильной установки "Атмос-2000":

1 - коптильная камера; 2 - душевая система; 3 - выход отработанного воз­духа; 4 и 15 - клапаны регулирования температуры и влажности рабочей среды; 5 - вентилятор циркуляции рабочей среды; 6 - воздуховод подачи воздуха в ды-могенератор; 7 - дымогенератор; 8 - подача воздуха в зону горения дымогене ратора; 9 - дроссельная заслонка; 10 - подача воздуха в обход зоны горения опи­лок; 11 - электрический поджиг опилок; 12 - подача дыма в камеру; 13 - сток конденсата; 14 - система подогрева рабочей среды

Уменьшению загрязнения окружающей среды способствует также более полное использование дыма в коптильной установке за счет его рециркуляции и создания замкнутых (циркуляционных) систем. При­мером практического применения замкнутой системы может служить установка "Атмос-2000" (рис. 55). При данной системе организации про­цесса копчения большая часть воздуха, необходимого для протекания химических реакций во время тления опилок, забирается из рабочей среды коптильной камеры. Благодаря этому количество отработанного дыма при осуществлении обычного копчения сокращается на 1/10.

5. Фильтрация дыма через воду

Одним из распространенных способов очищения воздуха, позволяющих извлекать и использовать задержанные вещества, – является фильтрование через жидкую среду. Способ достаточно эффективен как для улавливания значительно концентрированных газов, так и для конденсации паров, поглощения твердых частиц. Механизм очистки воздуха при прохождении через воду не является до конца изученным. Он представляет собой совокупность нескольких процессов, одним из которых является диффузия на границе соприкосновения сред, другим – циркуляция воздуха за счет омывания водой. Кроме того, воздушные загрязнения по признаку «поведения» в атмосфере и при перемешивании с жидкостью, можно разделить на 4 основных группы. Это «газы», пары растворимых в воде веществ, пары нерастворимых веществ и твердые частицы.

Здесь под «газами» подразумеваются соединения, не способные конденсироваться в жидкое состояние (сжижаться) при температурах, близких к комнатной (-5ºС и далее). К ним относятся сероводород, аммиак, азот, кислород, хлор, углекислый, угарный, сернистый и др. газы. Под парами будет подразумеваться взвесь микроскопических капелек или отдельных молекул веществ в воздухе, способных конденсироваться при температурах, близких к комнатной. Это пары воды, спиртов, жиров, карбоновых кислот и т.д. Твердые частицы – пыль, копоть и так далее. Рассмотрим перемешивание с водой каждой из этих групп.

Пузырек, проходя через слои воды, интенсивно омывается жидкостью. В результате слои воздуха, прилегающие к поверхности раздела воздух-вода постоянно двигаются. Находящиеся непосредственно у поверхности раздела слои этих сред интенсивно перемешиваются. Легкие молекулы газов значительно подвижнее многоатомных органических молекул примесей и уж тем более массивных по сравнению с ними твердых частиц. Поэтому при интенсивном движении молекулы, состоящие из малого количества атомов имеют большие шансы изменить направление при встрече с границей раздела и направиться обратно в пузырек. Более массивные же молекулы и частицы, приближаясь к поверхности раздела не могут быстро изменить направление, и в результате – уходят в более плотную и вязкую среду – воду. Пары ведут себя подобно твердым частицам. Находясь в пузыре, часть микроскопических капелек за счет движения слоев воздуха, сливается друг с другом. При столкновении с поверхностью воды происходит слияние с ней и растворение в жидкости капелек растворимых веществ. Для микрокапель нерасворимых в воде веществ, столкновение с поверхностью раздела приводит к конденсации. Конденсировашиеся капельки поднимаются с пузырем и объединяются вблизи поверхности воды, образуя маслянистые пятна и парафиновые «айсберги». Эффективность этой отчистки зависит от отношения объема пузырька к площади его поверхности, а так же времени подъема.

Поднимаясь все ближе к поверхности, пузырек увеличивается в объеме, так как с уменьшением глубины, давление окружающей воды падает. Иными словами, отношение объема пузырька к его площади – увеличивается. Однако, внутренняя энергия сжатого газа при прочих равных условиях, возрастает при увеличении давления. Следовательно, выше и энергия движения частиц газа. Таким образом, вероятность перехода частиц из газа в воду для пузырька под бо́льшим давлением будет выше. Поэтому желательно, чтобы пузырьков образовывалось больше, а вот их начальные объемы были предельно малы, глубина подъема была так же больше. Этого можно добиться, если конец трубки перекрыть, а в нижней ее части сделать множество маленьких дырок, находящихся друг от друга сравнительно далеко. Последнее условие необходимо, чтобы, приближаясь к поверхности, пузырьки не сливались.

Подобный способ очистки давно применяется азиатскими курильщиками в кальяне. Табачный дым через трубку попадает в сосуд, наполненный водой, проходит через воду, при этом частично очищается. Из горлышка сосуда идет еще одна трубка, с помощью которой и затягивается курильщик.

Прохождение дыма через воду сокращает количество смол, дегтя и других веществ потенциально канцерогенного характера. Исследования показали, что фильтрование дыма через воду в кальяне сокращает содержание: никотина, фенолов на 90%, мелких твердых частиц на 50%, бензопирена, ароматических углеводородов полицикликена. Отмечается сокращение канцерогенного потенциала дыма, который пересек воду по сравнению с тем, который не прошел такой фильтрации. Дым от кальяна, лишенный таких веществ как акролеин и альдегиды, в отличие от сигаретного, не раздражает слизистых оболочек горла или носа курильщиков и лиц, находящихся поблизости от кальяна

Однако, установлено, что содержание в крови котонина повышено, по сравнению с курильщиками сигарет. На этом основании исследователи сделали вывод о том, что дым, проходя через воду, теряет концентрацию лишь некоторых из своих компонентов, иные же остаются примерно в том же составе.

По мере насыщения примесями, способность воды растворять новые порции постепенно снижается. При фильтрации дыма в воде концентрируются вещества, являющиеся растворителями для некоторых органических соединений. Например, спирты и кислоты растворяют жиры, некоторые углеводороды растворяются альдегидами и кетонами. Однако, взаимное сочетание всех этих соединений может снижать растворимость соединений других классов. Поэтому, вне зависимости от формирующегося состава, залогом высокой эффективности водной фильтрации является периодическая замена воды.

Тренировок, Шведы являются признанными мировыми экспертами в пожаротушении. Многие противопожарные службы мира сегодня используют Шведский метод подготовки. В последние 10 лет в Швеции появились огневые тренажеры для подготовки ствольщиков, работающие на газовом топливе (см. рисунок 4). Их недостатком является условный характер тренировки: оператор тренажера управляет интенсивностью подачи и...

Предусматривают заранее и указывают в оперативных карточках и планах эвакуации. Тушение пожаров в детских учреждениях. Одновременно с организацией эвакуации детей и защитой путей эвакуации обеспечивают ввод стволов на основных путях распространения огня и в очаг пожара. Для тушения пожара в школах и детских учреждениях применяют воду, водные растворы смачивателей и воздушно – механическую пену...

...). Решение множества ключевых проблем современности, таких как производство продуктов питания, многих лекарств и других веществ связано с активным внедрением в жизнь биотехнологий. Столь ощутимый прогресс биологии был бы невозможен без ее активного взаимодействия с другими науками. Но парадокс современного состояния науки состоит в том, что множество исследований оказывается "на стыке наук", для...

Все эти виды встречаются повсеместно и в достаточном количестве, некоторые растения являются охраняемыми или имеют ограниченный ареал распространения. Поэтому при подготовке к выступлению в номинации «Лесные робинзоны» участники должны уметь распознавать самых известных и легко узнаваемых представителей местной флоры. Описание дикорастущих съедобных растений Бедренец - камнеломка Бедренец - ...

Учёные Института ядерной физики и Института цитологии и генетики СО РАН предложили использовать создаваемые в институте промышленные ускорители для обеззараживания сточных вод свиноферм и птицефабрик.
Промышленные ускорители - ускорители заряженных частиц, применяемые в промышленности. Институт ядерной физики СО РАН в течение 40 лет производит ускорители частиц двух типов: электростатические и высокочастотные импульсивные. За это время собрано более 220 установок. Их можно применять в различных областях: для обеззараживания медицинской одежды, для придания новых свойств материалам, рентгеновской дефектоскопии, получения металлических нанопорошков и т.п.
Заместитель директора ИЯФ Геннадий Кулипанов рассказал, как можно применять ускорители для очистки сточных вод Кудряшовской свинофермы.
«Известно, что от Кудряшовского свинокомлекса исходит колоссальный запах, он также сбрасывает стоки в Обь и загрязняет подземные воды. Совместно с ИЦИГом мы разработали комплексный метод обеззараживания сточных вод, при котором используется растение водный гиацинт, которое фильтрует воду, и все твёрдые фракции поглощает на себя, затем срезается, облучается и используется как удобрение. Воду можно использовать по второму кругу», - рассказал Кулипанов.
Он пояснил, что похожую технологию можно использовать для очистки отходов птицефабрик.
Кулипанов сообщил, что проект требует вложений и не получил поддержку на уровне области, однако его отправили на рассмотрение в министерство сельского хозяйства России.
Учёный рассказал, что с помощью ускорителей частиц в 1980-х годах удалось решить экологическую проблему в Воронеже.
«Воды Воронежа очистили от органики, которая появилась из-за работы завода синтетического каучука. Из-за несовершенства технологий переработки, отходы просто закачали под землю, и они просочились. Это была первая в мире подобная технология - воду выкачивали из-под земли, облучали на ускорителе и закачивали обратно. С 1984 по 1988 годы пятно загрязнения уменьшилось, пески промывали несколько раз», - сказал Кулипанов.
Он добавил, что такой ускоритель мощностью 500 киловатт у института купили корейцы для очистки стоков химических комбинатов.
Напомним, с помощью промышленных ускорителей можно особым образом «спекать» белки, что позволило новосибирским учёным создать уникальное лекарство для лечения тромбов.
Источник: sib.fm





АПХ «Мираторг» запустил биокомплекс глубокой очистки стоков на свинокомплексе «Курасовский» (Ивнянский район Белгородской области) стоимостью 7 млн рублей и производственной мощностью 360 кубометров в сутки, сообщили в пресс-службе компании.
По словам гендиректора свинокомплексов компании в Ивнянском районе Алексея Юдина, основная функция данной установки – разделение твердых частиц животноводческих стоков с жидкостью. Он пояснил, что такие меры позволят не только снизить сроки хранения стоков в лагунах, но и «увеличить эффективность биологической очистки», а также минимизировать влияние на окружающую среду, в первую очередь «с точки зрения распространения неприятного запаха».
Напомним, что свинокомплекс «Курасовcкий» был запущен в конце января 2004 года. Строительство биокомплекса по разделению жидкой и твердой фракций животноводческих стоков было начато осенью 2013 года. Сегодня комплекс работает на полную мощность.
«Мираторг» – вертикально интегрированный холдинг, который включает в себя две зерновые компании, три элеватора, четыре комбикормовых завода, 23 автоматизированных свинокомплекса в Белгородской и Курской областях, высокотехнологичное предприятие по убою и первичной обработке мяса, завод по производству полуфабрикатов, логистическую компанию, дистрибьюторские центры в крупных городах России. Производственная мощность мясоперерабатывающего завода в Белгородской области составляет 3 млн голов в год.

Коптильный дым образуется в результате сложных реакций термического распада и окисления основных частей древесины - целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы.

Насыщенность дыма органическими соединениями зависит от полноты окисления их, являющейся функцией количества воздуха, подводимого в зону горения, температуры горения и скорости отвода летучих горючих веществ из очага. Максимальный выход летучих органических соединений, образующихся при термическом распаде древесины, наблюдается при температуре около 300°. Примерно при этой же температуре (280-350°) дым содержит максимальное количество наиболее важных коптильных компонентов.

Качество коптильного дыма зависит также от породы и состояния древесины. Лучший коптильный дым образуется при использовании опилок от сухой древесины твердых лиственных пород, медленно, сгорающих, выделяющих много летучих органических соединений, в том числе ароматических и окрашивающих. Для копчения пригодны также древесина мягких пород, а также некоторые хвойные деревья, но они менее приемлемы, так как быстро сгорают, выделяя много тепла и сажи. В связи с этим древесину хвойных пород следует применять для копчения при условии образования дыма вне коптильной камеры и очистки его.

Внешним признаком хороших коптильных свойств дыма является светлая окраска его. Светлый дым образуется при медленном поверхностном сжигании сухой древесины. Дым от сырой древесины при естественном сжигании получается темным, тяжелым, с пониженными технологическими свойствами.

При получении дыма в дымогенераторах, в которых можно предварительно подсушить древесину, влажность ее имеет меньшее значение.

Взаимодействие коптильного дыма с продуктом обусловлено рядом его свойств как аэрозольной системы. Аэрозоль дыма состоит из дисперсионной среды (газо- и парообразных веществ) и дисперсной фазы - коллоидных частиц, преимущественно из вязкой жидкости и имеющих шарообразную форму со средним радиусом 0,08-0,1 мк.

Решающее значение для копчения имеют пары органических веществ и их коллоидные частицы, находящиеся в дыме в соотношении 1: 10. При этом в состоянии паров преобладают более летучие коптильные компоненты, а в виде частиц - менее летучие соединения. Структура и свойства дыма (соотношение различных фаз, степень дисперсности коллоидных частиц, наличие в дыме частичек сажи и т. д.) определяются многими факторами (условиями образования и охлаждения паров, степенью разбавления воздухом и т. п.). Более качественный в технологическом отношении дым получается при быстром охлаждении паро-газовой смеси, образующейся при сгорании древесины, и разбавлении ее значительным количеством воздуха.

Осаждение коптильного дыма на продукт находится в прямой зависимости от концентрации коптильных компонентов и скорости приближения коллоидных частиц к продукту. Частицы дыма перемещаются не только под действием внешних сил (передвижение вместе со средой, в электрическом поле и т. п.), но и под действием силы тяжести, броуновского движения и температурного градиента.

Дым, имеющий большую степень дисперсности, осаждается преимущественно под влиянием броуновского движения и температурного перепада. Дым с укрупненными частицами (вследствие коагуляции) осаждается в основном под действием силы тяжести и турбулентного движения.

При осаждении на сухие поверхности и под действием кинетических сил (отложения на липкой поверхности продукта) сказывается влияние фазы частиц. Осаждение дыма на влажную поверхность связано преимущественно с конденсацией паров, находящихся в состоянии подвижного равновесия с жидкими частицами. В этом случае скорость осаждения определяется парциальным давлением паров компонентов дыма и она возрастает при повышении температуры, а также увеличении скорости движения дыма у поверхности осаждения и уменьшается по мере подсушивания продукта. В практике копчения применяют дым различной густоты: от 0,1 г/м 3 (очень редкий дым) до 3 г/м 3 (густой дым).

Густоту дыма можно устанавливать оптическими способами. Из них наиболее пригоден метод, основанный на измерении силы света, проходящего через дым. Однако при определении густоты дыма этим способом не учитывают соотношения коптильных веществ в дисперсионной среде и дисперсной фазе.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .