В зависимости от условий взаимодействия дыма с продуктом в процессе копчения коптильные камеры условно можно разделить на несколько групп.
К первой группе следует отнести наиболее простые коптильные камеры, чаще всего вертикального типа, одно- или многоярусные. Продукты на вешалах, расположенных непосредственно в камере или на клетях-тележках, обрабатываются дымом, который получается в результате сжигания опилок, дров или опилок вместе с дровами в нижней части коптильной камеры.
При копчении в этих коптильных камерах продукты, находящиеся на нижних ярусах, по вкусу и внешнему виду отличаются от продуктов, коптящихся на верхних ярусах. Неравномерная обработка объясняется тем, что продукты, находящиеся ближе к очагу, подвергаются действию более сухого и более горячего дыма, по сравнению с изделиями, расположенными в отдаленных точках камеры. Эта отражается на осаждении и проникновении отдельных компонентов дыма в продукт: в продуктах, находящихся на нижних ярусах, накапливается больше фенолов, а на верхних ярусах — альдегидов.
Неравномерная обработка продуктов дымом обусловлена также, и колебаниями скорости конвекционных потоков дыма в различных частях камеры. По данным научно-исследовательской станции Торри (Англия), скорость движения коптильной среды в камерах с естественной конвекцией дыма колеблется от 0 до 0,09 м/сек.
При этом поток дыма часто перемещается ближе то к одной, то к другой стене коптильной камеры, в результате чего создаются «мертвые» карманы или пространства, в которых копчение происходит значительно медленнее. Вследствие неравномерной сушки различия в весе готовой продукции колеблются от 15 до 30%. Работа в коптильных камерах этого типа трудоемка, условия труда — тяжелые.
Устройство перфорированных перегородок между очагом и зоной копчения (с целью более равномерного распределения дыма в камере), применение искусственной тяги или смачивание опилок водой для увлажнения коптильной среды не устраняют полностью недостатков простейших коптильных камер.
Более совершенными камерами этого типа являются обжарочные.
Ко второй группе следует отнести коптильные камеры с механическими приспособлениями для перемещения продуктов в процессе копчения (автокоптилки, туннельные коптилки с передвигающимися тележками — рамами, коптильные камеры КЕВА с вращающейся клетью и др.).
В этих коптильных камерах обрабатываемые изделия непрерывно перемещаются, в результате чего достигается более равномерное соприкосновение их с коптильной средой, а следовательно, и получение более однородной готовой продукции.
К третьей группе можно отнести коптильные камеры с вентиляторами для регулирования подачи коптильной среды и равномерного распределения ее по всей зоне копчения, а также с устройствами, позволяющими организовать непрерывный технологический процесс (коптильная камера Торри, механизированная печь карусельного типа, установка Еленича, туннельная коптильная камера непрерывного действия).
В коптильной камере Торри осуществлена равномерность потока коптильной среды постоянной скорости. В верхней части коптильной камеры находится канал с вмонтированным в него вентилятором, прогоняющим дым вокруг рыбы со скоростью около 0,03 м3/сек.
Дым и воздух, смешиваясь перед вентилятором, образуют коптильную среду, которая вентилятором подается в горизонтальный канал; сечение канала постепенно увеличивается до ширины коптильной камеры. Для равномерного распределения потока коптильной среды в камере предусмотрены вертикальные перегородки, изогнутые плоские направляющие и диффузорная стенка. Диффузорная стенка в передней части камеры предназначена для равномерного отсасывания коптильной среды из камеры.
Часть увлажненной коптильной среды отсасывается наружу, а часть смешивается со свежим дымом, поступающим из дымогенератора.
Смесь увлажненной и свежей коптильной среды совершает вновь рабочий цикл, при этом она дважды нагревается паром: перед вентилятором и в середине зоны копчения. Для обогрева ее можно применять также электрические цепной транспортер или газовые нагреватели. Открытые газовые горелки желательно употреблять, так как продукты сгорания газа могут чрезмерно повысить содержание влаги коптильной среды.
Установлено, что коптильные камеры для горячего копчения с электрообогревом имеют преимущества по сравнению с коптильными камерами, отапливаемыми газом.
В механизированной печи карусельного типа рыба, уложенная в сетках, транспортером подается по карусели и последовательно проходит через зоны с постепенно повышающимися температурой и концентрацией дыма, в которых при постоянном режиме осуществляется копчение.
В установке Еленича осуществляется непрерывная термическая обработка сосисок (подсушивание, копчение, варка и охлаждение).
В рассмотренных коптильных установках условия копчения позволяют получать стандартную, равномерно подсушенную, прокопченную и проваренную готовую продукцию.
К четвертой группе принадлежат коптильные установки с устройствами для регулирования режима копчения. В этих коптильнях полностью или частично осуществлены: контроль и регулирование отдельных параметров (температуры, влажности, скорости движения и концентрации коптильной среды); циркуляция и, рециркуляция коптильной среды; автоматическое регулирование отдельных стадий процесса копчения, интенсификация процесса взаимодействия коптильной среды с продуктом, сокращение расхода тепла и общей продолжительности копчения.
Одной из таких установок является коптильная камера американской фирмы «Атмос», предназначенная для изготовления различных колбасных изделий, и а первую очередь вареных. Изделия находятся в рамах, передвигающихся по рельсам или по подвесным путям. Благодаря совмещению в одной камере всех стадий обработки изделий отпадает необходимость в перевешивании их, а, следовательно, исключается ломка изделий, рационализируется их транспортировка, улучшаются условия труда, достигается экономия рабочего времени.
Однако, как показала практика эксплуатации этих установок в других странах, совмещение всех технологических операций в одной камере, не всегда целесообразно, иногда выгоднее в одной камере обрабатывать изделия дымом, а в другой — подвергать термической обработке.
Камера обогревается циркулирующим горячим воздухом, причем регулирование температуры и влажности коптильной среды производится автоматически. Источники дыма расположены вне камеры.
Коптильная среда, кондиционированная по температуре и влажности, поступает поочередно через два отверстия, расположенные около вертикальных стенок камеры, а удаляется через всасывающее отверстие в верхней части камеры. Это обеспечивает равномерное взаимодействие коптильной среды со всеми изделиями и получение стандартной продукции. В камеру можно загрузить до десяти рам. Двери расположены с двух сторон камеры.
В качестве источника тепла предусмотрено также использование пара и газа.
Для контроля изменения веса продукции в установке имеются весы. Температуру внутри изделий замеряют электронным измерительным устройством, а температуру и влажность внутри камеры — автоматическим термометром.
В туннельной коптильне все стадии процесса копчения осуществляются непрерывно, путем перемещения колбасных изделий в зоны постоянного режима. В каждой из трех зон коптильни посредством калориферов, вентиляторов, регулирующих клапанов можно осуществить индивидуальный режим и регулирование тепла, влажности, густоты и скорости движения коптильной среды.
Необходимо отметить следующие усовершенствования процесса копчения, осуществленные в некоторых коптильных камерах промышленного и лабораторного типа.
1. Повышение скорости и придание потоку коптильной среды турбулентного (вихреобразного) движения с целью более равномерного и интенсивного взаимодействия с изделиями. Повышение скорости потока коптильной среды, способствующее сокращению продолжительности осаждения коптильных компонентов дыма на продукте, имеет предел (до 1,5 м/сек), обусловленный возможностями образования достаточного количества дыма, коэффициентом использования его и другими факторами.
2. Кнопочное управление процессом кратковременной обработки продуктов дымом (обжаркой). При нажатии кнопки из форсунок выбрасывается облако горячего дыма, обволакивающего продукт. После обжарки камеру быстро освобождают от дыма, включая другой кнопкой, вентилятор.
3. Интенсификация тепловой обработки при изготовлении продуктов горячего копчения посредством влажного воздуха или увлажненной коптильной среды.
4. Автоматическое регулирование температуры и влажности коптильной среды или одного из этих параметров. Самым трудным для регулирования, по-прежнему, остается концентрация, или плотность, коптильного дыма,
Во ВНИРО добились возможности регулировать по указанному параметру процесс холодного копчения.
5. Программное управление температурой и влажностью коптильной среды по заданному режиму в течение всего процесса копчения. Подобные схемы управления процессом копчения осуществлены преимущественно в лабораторных условиях.
Применение дымогенераторов позволяет вырабатывать дым высокого качества, сравнительно постоянного состава, создает предпосылки для автоматизации процесса копчения. Накопленный опыт по эксплуатации дымогенераторов дает возможность наметать ряд требований, которые следует учитывать при конструировании дымогенераторов:
- температура горения (тления) в пределах 280—350°, поддержание постоянной температуры горения;
- равномерное образование доброкачественного коптильного дыма, обеспечиваемое дозированной подачей опилок и определенного количества воздуха;
- контролируемый отвод коптильных газов;
- очистка дыма от механических примесей;
- надежное приспособление, для удаления золы;
- небольшое расстояние, проходимое дымом, до коптильной камеры;
- смешивание дыма с воздухом;
- увлажнение, подогрев или охлаждение коптильной среды до определенных параметров;
- рециркуляция дыма и фильтрация его для устранения последствий старения аэрозоля.
Модернизируются и коптильные устройства с учетом интенсификации взаимодействия коптильной среды с продуктом, наиболее полного использования коптильного дыма и автоматического регулирования параметров коптильной среды (концентрации коптильных компонентов, влажности, температуры, скорости движения) и отдельных стадий процесса копчения.
Наилучшее взаимодействие коптильного дыма с продуктом достигается в коптильных устройствах с внутрикамерным перемещением изделий (типа автокоптилок, коптилен КЕВА, карусельной печи и т. п.).
Для осуществления непрерывности всех стадий копчения вместо изменения параметров в одной камере целесообразнее перемещать изделия в соответствующие зоны постоянного режима.