Skip to content
Image shows a pizza in an oven

Vaření na pevných palivech

Používání dřevěného uhlí, keramických grilů a pecí spalujících dřevo je na vzestupu a s tím roste i důležitost dodržovat opatření pro bezpečnost a kvalitu ovzduší.

Zařízení pro vaření spalující pevná paliva, jako jsou pece na dřevěné uhlí, keramické grily a pece na pizzu spalující dřevo, jsou v dnešní době v restauracích stále oblíbenější, ale je velmi důležité se adekvátně vypořádat se znečištěním, které je při jejich používaní emitováno do ovzduší.

Toto znečištění pochází jak ze spalovaného pevného paliva (spaliny), tak z tepelně upravovaných potravin (výpary z vaření).

Tlak na snížení znečištění z výše uvedených zařízení přichází ze dvou různých směrů:

  • Potřeba vytvořit z kuchyně bezpečné místo pro práci
  • Splnění požadavků uvedených v předpisech vztahujících se k lokální kvalitě ovzduší

Chemie znečišťujících látek z vaření v zařízeních spalujících pevná paliva

Objevte problémy a nebezpečí spojené se znečištěním pocházejícím z provozu pecí a grilů využívajících pevná paliva.

Charakter znečišťujících látek z pecí na dřevo a dřevěné uhlí

Existují dva různé zdroje znečištění ze spotřebičů spalujících pevná paliva – tepelné zpracování potravin a spalování pevných paliv.

Vaření je složitý proces zahrnující několik různých typů reakcí včetně oxidace, pyrolýzy a Maillardovy reakce, která je spojena s hnědnutím potravin. Při vaření také dochází k fázovým změnám, kdy se pevné látky mění na kapaliny a kapaliny na plyn Fázové změny se od reakcí liší tím, že jsou vratné, např. pokud se živočišný tuk v důsledku zvýšení teploty změní z pevné fáze na kapalnou, po ochlazení se vrátí zpět do pevné fáze. Typ znečištění ve výparech uvolňovaných při vaření závisí také na tom, jaké potraviny jsou tepelně připravovány, přičemž tuky, bílkoviny a sacharidy uvolňují různé chemické sloučeniny.

Jedním z významných faktorů ovlivňujících složení spalin z pohledu koncentrace znečišťujících látek je typ použitého paliva. Dřevo nebo dřevní pelety se skládají převážně z uhlíku a vodíku, a proto při jejich spalování teoreticky může vznikat pouze oxid uhličitý a voda. Ve skutečnosti jsou produkovány také škodliviny, jako například oxid uhelnatý, organické plynné sloučeniny, dehty, saze atd..

Dřevěné uhlí se od dřeva liší tím, že při jeho zpracování bylo dřevo odplyněno, tedy tvorba dehtů je při jeho spalování minimální, nicméně stále existuje významný problém s emisemi oxidu uhelnatého.

Minimalizace znečištění pocházejícího ze spotřebičů na vaření spalujících pevná paliva

Zjistěte, jak katalyzátory snižují znečištění z pecí na dřevo a dřevěné uhlí.

Snížení znečištění ve výparech z vaření na pevná paliv

Katalyzátory používané ve varných spotřebičích spalujících pevná paliva fungují tak, že oxidují toxické sloučeniny, jako je oxid uhelnatý a těkavé organické látky, na netoxické sloučeniny, jako je oxid uhličitý a vodní pára. Úkolem katalyzátoru je usnadnit oxidační reakci snížením reakční teploty (reakce probíhá při nižší teplotě než bez přítomnosti katalyzátoru). Například oxid uhelnatý přirozeně oxiduje na oxid uhličitý při teplotě přibližně 800°C, avšak s katalyzátorem může stejná reakce probíhat již při 200 °C. Oxidační reakce, které katalyzátor umožňuje/podporuje, jsou tzv. exotermické, tj. uvolňují teplo.

Oxidační reakce, které katalyzátor umožňuje/podporuje, jsou tzv. exotermické, tj. uvolňují teplo. To znamená, že teplota spalin se při průchodu katalyzátorem obvykle zvyšuje, přičemž zvýšení teploty může dosáhnout i více než 100°C. Jednou z výhod tohoto jevu je, že jakmile se katalyzátor zahřeje na provozní teplotu, exotermické reakce tuto teplotu udržují, nebo často i zvyšují, čímž je zajištěn jeho bezproblémový provoz. Zároveň je při této vysoké teplotě umožněno dopálení sazí a dehtů.

Katalyzátory mohou oxidovat toxické látky pouze tehdy, je-li ve spalinách přítomen kyslík, kterého může být při některých procesech nedostatek. Jedná se především o aplikace využívající dřevěné uhlí, kde je často cílem omezit přívod vzduchu, aby nedošlo k jeho příliš rychlému spálení. Pokud je ve spalinách nedostatek kyslíku, katalyzátor ze své podstaty nemůže správně fungovat. Nejlepším způsobem, jak se s tímto problémem vypořádat je použití tzv. “sekundárního vzduchu”, což znamená přivádění vzduchu do kouřovodu před katalyzátor (neúčastní se spalovacího procesu v zařízení). Tento sekundární vzduch může být přiváděn čerpadlem nebo nasáván pomocí ejektoru.

Stanovení míry znečištění ve spalinách pocházejících z varných zařízení spalujících pevná paliva

Kvantifikace znečištění z pecí spalujících dřevo a dřevěné uhlí

Pravděpodobně nejdůležitějším faktorem, který je třeba u spotřebičů na pevná paliva testovat, je koncentrace oxidu uhelnatého vznikajícího při nedokonalém spalovacím procesu. To lze provést na místě pomocí analyzátoru spalin, je však nutné použít takový, který dokáže pracovat s vysokými koncentracemi. My používáme analyzátor Testo 330 2LL, který má rozsah až 30 000 ppm (3 %), což je většinou dostačující.

Stanovování koncentrací znečišťujících látek z varných procesů je složitější a nejlépe se provádí pomocí plameno-ionizačního detektoru (FID). Při použití FID je rovněž nutné kvantifikovat hmotnostní průtok plynů v potrubí, proto je nejlepší provádět tento druh testování v zařízení, které bylo pro tento účel navrženo. Společnost Whitebeam takovým zařízením disponuje a může svým zákazníkům nabídnout jeho využití.

Regulace znečištění z varných zařízení spalující pevná paliva

Více informací o pravidlech týkajících se znečištění z pecí spalujících dřevo a dřevěné uhlí.

Kvalita ovzduší v komerčních kuchyních

Existují dvě kategorie předpisů, které se týkají emisí z varných spotřebičů spalujících pevná paliva: první se týká zdravotních a bezpečnostních předpisů uvnitř budovy, zatímco druhá se zaměřuje na dopad na životní prostředí v okolí.

Ze zdravotního a bezpečnostního hlediska je hlavním problémem plynný oxid uhelnatý. Ten může při nízkých koncentracích způsobit únavu, bolesti hlavy a nevolnost, při vyšších koncentracích pak bezvědomí a smrt. Vzhledem k tomu, že i mírná otrava oxidem uhelnatým může zhoršit úsudek postižených osob, zvyšuje se v oblastech se zvýšeným výskytem oxidu uhelnatého (např. rušné kuchyně) také pravděpodobnost nehod a úrazů, čímž se tyto prostory stávají nebezpečným místem pro práci. Koncentrace oxidu uhelnatého nad 30 částic na milion (ppm) jsou na pracovišti potenciálně nebezpečné, přičemž v těsné blízkosti pece na dřevěné uhlí jsme naměřili přes 1 000 ppm a v samotném kouřovodu přes 30 000 ppm (3%)!

Úřad pro zdraví a bezpečnost ve Spojeném království nedávno vydal užitečný informační list s názvem “Prevence expozice oxidu uhelnatému při používání spotřebičů na pevná paliva v komerčních kuchyních”, který si můžete stáhnout z tohoto odkazu:

Příručka Úřadu pro bezpečnost a ochranu zdraví při práci (PDF)

Předpisy, které se zaměřují na dopad spalování pevných paliv na životní prostředí, se obvykle liší v závislosti na oblasti (státy, regiony), kde se spalování provádí. Ve Spojeném království je mnoho měst označeno jako “oblasti kontroly kouře”, což znamená, že spotřebiče spalující pevná paliva musí splňovat přísné limity pro hmotnostní koncentraci pevných částic ve spalinách. Spotřebiče jsou testovány úřadem DEFRA, aby bylo stanoveno, zda tyto normy splňují. Restaurace se také musí vyvarovat obtěžování, (například obtěžování nadměrným zápachem), přičemž pokud to nedodrží, mohou si na ně občané stěžovat a místní úřady mohou přijmout opatření k vymáhání práva.

Produkty pro snížení znečištění ze spotřebičů na vaření využívající pevná paliva

Katalytická řešení pro snížení znečištění ve výparech v komerčních kuchyních

Výběr katalyzátoru pro aplikace na vaření spalující pevná paliva se řídí dvěma faktory: koncentrací oxidu uhelnatého ve spalinách a teplotou spalin.

Pece na dřevěné uhlí mají tendenci emitovat velmi vysoké množství oxidu uhelnatého, a proto je zapotřebí katalyzátor s velkou povrchovou plochou. Protože je katalyzátor obvykle umístěn v kouřovodu, je důležitá také jeho kompaktnost, což znamená, že nejlepší volbou jsou obvykle katalyzátory s kovovým tělem ve tvaru voštiny.

Pece na pizzu využívající spalování dřeva obvykle produkují mnohem nižší koncentrace oxidu uhelnatého a mají také nižší teplotu spalin. V těchto případech je obvykle prioritou najít katalyzátor, který dokáže účinně akumulovat teplo, aby mohl dočasně fungovat, pokud teplota spalin klesne příliš nízko. To znamená, že nejvhodnější jsou katalyzátory s keramickým tělem ve tvaru voštiny.

Odkazy na produkty: