Hoření dřeva, uhlí, briket, plynu a jejich vliv na výslednou chuť

Průběh hoření a jeho vliv na grilovaný pokrm.

Pojďme se na tohle téma podívat podrobněji, abychom pochopili to podstatné.

Drtivá většina grilů a smoukerů, které jsou v současnosti na našem trhu používají k produkci tepla dřevěné uhlí, brikety z dřevěného uhlí nebo zemní plyn (PB). Trochu stranou stojí grily na elektřinu nebo dřevěné pelety.

Po staletí však grilování dominovalo dřevo a je v určíté míře používáno dodnes.  Abychom pochopili průběh hoření a jeho vliv na grilovaný pokrm.

Spalování paliva při grilování je sled chemických reakcí mezi palivem a kyslíkem (kyslík povařujeme jako druhé palivo nezbytně nutné k procesu hoření). Vznícením dochází k chemické změně v obou palivech, vytváří se teplo, světlo a kouř. Ten se skládá z kombinace částic, vodní páry, a plynů.


Emise ze spalování dřeva, briket, plynu a ohřevu elektrické spirály.                        Grilakademie.cz

Spalování dřeva
Dřevo bylo ještě před sto lety používáno jako hlavní zdroj paliva při grilování. Postupem času ho začalo nahrazovat dřevěné uhlí a především brikety z dřevěného uhlí.

Listnaté stromy jako dub, buk, bříza a ovocné stromy, mají kompaktní buněčnou strukturu a jsou nejvhodnější na použití při vaření. Tento druh dřeva známe jako tvrdé dřevo. Oproti tomu za měkké dřevo můžeme považovat dřevo jehličnatých stromů. Jsou to především borovice, jedle, smrky sekvoje, jedlovce a cypřiše. Dřevo jehličnatých stromů obsahuje více vzduchu, více štiplavých pryskyřic a hoří rychleji. Pro svoje složení není vhodné pro grilování.

Velký vliv na hoření dřeva má především jeho vlhkost. Mokré nebo vlhké dřevo velmi špatně hoří, produkuje méně tepla, velké množství kouře a vodních par. Suché dřevo by mělo mít ideálně do 5% vlhkosti. Hlavní složkou dřeva je celulóza (cca 42%), dále hemicelulózy (cca 26%) a lignin (cca 25%), zbytek tvoří acetyl (cca 2%), který je součástí hemicelulóz, popeloviny (0,3 %), škroby a tuky (cca 1,8%), bílkoviny (cca 1%), třísloviny (cca 0,1%), pryskyřičné látky (cca 1,6%) a ve stopovém množství barviva, alkaloidy, glykosidy a ostatní složky. Ze spalitelných látek mají největší význam pro hoření hlavně celulóza a lignin. Z nespalitelných látek je pro výhřevnost dřeva významný obsah již zmíněné vody a dále pak obsah anorganických látek, které tvoří popel. Mezi hlavní minerály ve dřevě patří draslík, síra, sodík, chlór a těžké kovy. Tyto látky, které se sice ve dřevě vyskytují v minimálním množství, mají velký podíl na výsledném kouřovém aroma.

Pokus:
Vezměte do jedné ruky klacek a do druhé silný ocelový prut. Konce obou strčte do plápolajících plamenů. Ocel se ohřeje tak, že druhý konec po chvíli neudržíte v ruce, oproti tomu klacek budete držet velmi dlouho, než oheň dohoří až k vaší ruce. Struktura dřeva obsahuje spoustu vzduchu, proto je dřevo dobrý izolant. To je také důvod, proč kusy dřeva nehoří rovnoměrně a vydávají různé teploty, které se velmi obtížně regulují.

Dřevo se zahřátím začne rozkládat. Asi 85 % hmoty dřeva se přemění na plynné sloučeniny. Oxidace (hoření) těchto zplynovaných sloučenin tvoří proces spalování. Při ideálním spalování dřeva mohou být dosaženy i teploty kolem 800 - 1.000 °C. Na venkovních ohništích je však ideální spalování zcela nemožné. Brání mu vysoký přebytk okolního vzduchu. Vysoké teploty jsou tak dosahovány pouze lokálně. Na ohništi vznikají chladná pásma, která jsou příčinou vysokého obsahu nespálených škodlivin.

Pokus
Sfouknutím plamene svíčky vytvoříme viditelné nedokonalé spalování. Jeho průvodním jevem je vznik silně čadícího kouře.

1. fáze hoření dřeva (až do asi 260 °C) Voda se vypařuje ve formě vodních par,  uvolňují se některé plyny jako oxid uhličitý. Dřevo v této fázi nehoří plamenem a neprodukuje teplo.

2. fáze – zplynování,  pyrolýza, zpopelnění (260 - 375 °C)  Jak teplota celkově vzrůstá, začíná proces  spalování. Sloučeniny ve dřevě se mění, vznikají hořlavé plyny,  olejovité kapaliny a dehty. Plyny začnou hořet, pokud dojte k jejich zapálení externím zdrojem plamene (sirky, noviny, podpalovač). Nedokáží se zatím samovznítit.
Hořlavost  dřeva  je  charakterizována  body  vzplanutí, hoření a zápalnosti. Bodem  vzplanutí je  označována  taková  teplotadřeva, při které se v důsledku termického rozkladu vyvine  dostatečné  množství  plynů,  které  ve  směsi se vzduchem při přiblížení plamene vzplanou a po jeho oddálení uhasnou.

Bod vzplanutí leží u dřeva v rozmezí  180  –  275  °C a závisí  na  druhu  dřeva, hustotě,  chemickém  složení  a vlhkosti  dřeva.  Bod vzplanutí je jasně definovatelný pouze u tekutin. Bodem  hoření je  označována  taková  teplota,  při které  dřevo  po  oddálení  vnějšího  zdroje  plamene samo  dále  hoří.  Bod  hoření  se  u  dřeva  pohybuje mezi 260 – 290 °C. Bodem  zápalnosti je  označována  taková  teplota, při které se plyny vzniklé termickým rozkladem při dodání  kyslíku  samovolně  vznítí.  Bod  zápalnosti u dřeva leží mezi 330 – 520 °C. Také zde je výrazný vliv všech výše uvedených faktorů. Unikající plyny se řetězově samovzněcují. Vidíme plameny a unikající aromatické sloučeniny ve formě kouře. Teplota stoupá nad 400 ° C.

Vedlejší produkt nerozvinutého spalování je štiplavý kouř. Delší vystavení masa bílému štiplavému kouři má za následek hořkou chuť. Teplo z hořících plamenů vytváří plyny, které stoupají z paliva směrem nahoru. Mají charakter  plynových bublin. Ty jsou obklopeny okolním vzduchem obsehujícím kyslík. Pokud je plyn v dosahu plamenů vznítí se. V případě, že dojde při hoření k dokonalému spojení plynu s kyslíkem, můžeme pozorovat modrý plamen. Ideálního spalování v otevřených ohništích se dřevem nebo dřevěným uhlím nelze dosáhnout, a proto bude mít plamen vždy oranžovou, červenou nebo žlutou barvu. Unikající nespálené plyny se ochlazují a vytváří kouř. V konečné fázi hoření / zpopelnění, dojde k vyhoření většiny organických látek. Zůstává jen popel, ze kterého stoupá slabý dým.

Co je tedy důležité vědět o dřevě jako palivu, při grilování?


Hoření dřeva se špatně reguluje, stálý rovnoměrný žár je prakticky nemyslitelný. Oproti tomu jsou pro dřevo typická lokální místa s vysokým žárem nebo naopak velmi nízkým. Otevřené grily sebou nesou veškeré nevýhody spojené s nemožností regulace přívodu kyslíku pro hoření nebo ochlazování pečeně foukajícím větrem.

Závěr:
Dřevo hoří velmi nevyrovnaně. Na jedné straně se při jeho hoření vyskytují centra s extrémním žárem, na druhé straně jsou chladná místa prakticky bez plamenů. Hoření dřeva se velmi špatně reguluje. Je nemožné ve venkovních podmínkách dosáhnout ideálního spalování dřeva, proto při jeho spalování vzniká velké množstvý kouře a látek, které nejsou úplně žádoucí pro úpravu potravin. Měkké dřevo obsahující velké množství pryskyřic je pro grilování nevhodné. Nejsme schopni poznat na jakém druhu listnatého dřeva jsme pečeni připravovali. Na hoření dřeva má největší vliv jeho vlhkost a přívod kyslíku.

Spalování dřevěného uhlí a briket
Dřevěné uhlí se vyrábí částečným spalování dřeva za nedokonalého přístupu vzduchu. Tlumeným zahříváním dochází k rozkladné suché destilaci. Ze dřeva vzniká dřevěné uhlí, přitom uniká dřevný plyn, který obsahuje oxid uhličitý, metan, vodík a oxid uhelnatý. Jako destilát zůstává dřevný ocet, dřevní líh a dřevný dehet.

Dřevěné uhlí tvoří téměř čistý uhlík. Rozpálené dřevěné uhlí v grilu vydává větší a rovnoměrnější žár nežli dřevo, přitom produkuje minimum kouře. Je dobré vědět, že ještě méně kouře produkuje hoření v plynovém grilu. Více kouře produkují brikety.

Při svém hoření kromě tepla produkuje dřevěné uhlí množství vedlejších produktů, ale je jich o dost méně než u spalování dřeva a o něco méně než u dřevěných briket.

Co je dobré vědět:
Dřevěné uhlí rozpálíme rychleji než brikety. Bude ale hořet kratší dobu než brikety, zato intenzivnějším a vysokým žárem.

Dřevěné uhlí, pokud hoří ideálně, produkuje minimum kouře (přitom o dost více než plynový gril), ale i tento kouř dřevěného uhlí má vliv na chuť grilované potraviny. Samozřejmě, že ne všechno dřevo bylo při výrobě dřevěného uhlí na 100%  zuhelnatěno. Takový kousek bude při hoření kouřit intenzivněji. Vliv na kouř má i přívod vzduchu. Při přivřených nebo zavřených přívodech vzduchu bude opět uhlí kouřit intenzivněji než při otevřených. Kouř briket bude kvůli jejich složení o něco jiný než kouř z dřevěného uhlí. Nejsme ale schopni rozlišit jestli bylo maso grilováno na dřevěném uhlí z dubu, buku, teaku nebo meranti. Nerozlišíme jestli jsme použili štěpku z třešně, višně, dubového sudu po Jack Danielsovi  nebo mesquita.

Dřevěné brikety

se vyrábí ze zbytků dřevěného uhlí, které vzniklo jako odpad při výrobě. Tyto zbytky se drtí, namáčí a mísí s potravinářským škrobem. Vzniklá směs v podobě kaše se lisuje při velkém tlaku na brikety. V dalším procesu výroby se brikety suší a balí. Na trhu jsou k dostání dřevěné brikety různé kvality. Od těch špičkových se 100% obsahem přírodních látek až po méně kvalitní do kterých je přidáván pro větší váhu například písek a další chemické sloučeniny.
Na českém trhu vsaďte na výrobky českých producentů s vlastní výrobou. Dlohodobou kvalitu dosahují brikety a dřevěné uhlí společnosti ServisLes a DebliceLesy – najdete je na internetu.


Bílý kouř při rozpalování briket je charakteristický pro nedokonalé spalování. Na obrázku vpravo dokonale rozpálené brikety produkují namodralý sotva viditelný kouř ideální pro grilování.

Brikety budeme rozpalovat déle než dřevěné uhlí. Nejideálnější je použít na rozpálení startovací komín. Budou hořet nižším žárem než dřevěné uhlí, ale vydrží vydávat stabilní teplo po dlouhou dobu. Kvalitní brikety vydrží hořet v kotlovém grilu i přes 3 hodiny. Brikety, které nevyhořeli nebo jsme je zavřením přívodu vzduchu uhasili, můžeme příště znovu rozpálit. (Mluvíme o kvalitních produktech osvědčených výrobců a ne no name šuntů ze supermarketů.)




Plamen v plynovém grilu

Troubové hořáky plynového grilu nasávají primární spalovací vzduch ejekčním účinkem plynného paliva a jeho množství se seřizuje regulačním šroubem (to jsou ty otočné knoflíky na grilu – stejné jako u plynového sporáku). Sekundární vzduch je přiveden do plamene v oblasti ústí hořáku. Při správném mísení plynu se vzduchem hoří plamen modře. Spalováním PB nebo zemního plynu v kombinaci s kyslíkem vzniká teplo, vodní páry, oxid uhličitý, oxid uhelnatý a to je vše. Maso je v plynových grilech ohříváno konvenčním teplem a dotykem roštu. IR záření produkují pouze plynové grily osazené speciálními IR hořáky (mezi jedny z nejlepších plynových grilů vybavené i Infra Red hořáky patří značka Napoleon).

Odkapáváním šťav na rozpálené ocelové kryty plynových hořáků a jejich následným odpařováním vzniká aroma, které pozitivně ovlivňuje chuť masa. Do plynových grilů lze už dnes přidávat dřevní štěpku ve speciálních (tomuto účelu určených) boxech. Nedokonalým spalováním štěpka vytváří kouř, který opět velmi výrazně ovlivňuje chuť masa. Přibližujeme se tím efektu a chuti klasických grilů na dřevěné uhlí.

Elektrický gril

Elektrické sporáky používají pro tvorbu tepla kovové spirály. Nejsou tu žádné plameny, které by výrazně ovlivnily chuť masa. I když propan nebo zemní plyn neprodukují velké množství spalin, je chuť masa z plynu a elektřiny rozdílná. Ani přidání štěpky do elektrického grilu chuť masa výrazně neovlivní. Teplo v elektrickém grilu se šíří pomocí konvekce a ohřívá rošt. Grilované maso je pak zahříváno konvekcí z proudění teplého vzduchu a dotykem z rozpáleného roštu.    

Sečteno a podtrženo

Jakýkoli kotlový gril na dřevěné uhlí / brikety s použitím Dvouzónového grilování bude lepší než obyčejný plynový gril bez IR hořáků. U masa z elektrického grilu nemůžeme očekávat obdobnou chuť jako u kotlového grilu s briketami nebo u plynového grilu s použitým boxem na štěpku.

Plynový gril bez IR hořáků nedokáže vyprodukovat sálavé teplo (infra červené záření). Nejsme ani schopni rozlišit jestli bylo maso grilováno na dřevěném uhlí z dubu, buku, teaku nebo meranti. Nerozlišíme jestli jsme použili štěpku z třešně, višně, dubového sudu po Jack Danielsovi  nebo mesquita.

Na chuť a vůni masa má vliv i malé množství sotva viditelného modrého kouře, je už ale jedno jaký druh listnatého dřeva byl použit na výrobu dřevěného uhlí nebo briket. Daleko větší vliv má na chuť masa především jeho kvalita, omáčky nebo koření které jsme použili, ideální stupeň jeho propečení, Maillardova reakce a karamelizace.