Fraunhofer IKTS Blog

Wir wissen aus den letzten Türchen unseres Adventskalenders, wie heiß ein Räucherkerzchen wird. Wir wissen auch, dass die Wärmemenge, die das Kerzchen erzeugen kann, nicht ausreicht, um unseren Räuchermann in Brand zu setzen. Aber wie groß ist diese Wärmemenge überhaupt? Bei gleicher Temperatur wird ja ein großes Räucherkerzchen mehr Wärme erzeugen als ein kleines. Reicht diese Wärmemenge aus, damit der Rauch an die Decke steigt?

Im letzten Türchen maßen wir die Temperatur eines glimmenden Räucherkerzchens – und zwar berührungslos. Wir nutzten dafür die Infrarotstrahlung, die vom heißesten Punkt des Räucherkerzchens ausgeht und daraus die Temperatur ermittelt. Wenn wir die Temperatur an einem Punkt messen können, lässt sie sich dann vielleicht auch an mehreren Punkten messen? An sehr vielen etwa, dazu noch gleichzeitig? Und wenn dies ginge, könnten wir dann vielleicht sogar ein Temperaturbild daraus zusammensetzen?

Unser Räuchermann erledigt seit Jahrzehnten seinen Dienst. Er besteht aus Holz und in seinem Inneren glüht ein Räucherkerzchen. Wie kann es sein, dass er in all den Jahren nie Feuer fing bei Glut und Holz auf so engem Raum zusammen? Hinter den nächsten Türchen unseres Adventskalenders widmen wir uns diesem Rätsel. Beginnen wir mit dem Räucherkerzchen. Wie heiß wird so ein Kerzchen überhaupt?

Im letzten Beitrag haben wir die Form des Räuchermannes im Computer nachgebildet und ein geometrisches Modell erstellt. Der Rauch strömt aber in den Hohlräumen, also genau dort, wo kein Holz ist. Wir müssen uns also nun um die Gebiete kümmern, die im Inneren des Räuchermannes und um ihn herum liegen.

Wir haben nun gesehen, wie unser Räuchermann im Inneren aufgebaut ist. Doch wie können wir verstehen, wie die physikalischen und chemischen Prozesse darin ablaufen? In der chemischen Verfahrenstechnik greift man an dieser Stelle auf etwas zurück, das den Ingenieuren hilft, die vielen Prozesse, Effekte und Messwerte in ihrem komplexen Zusammenspiel zu untersuchen: Man baut ein Modell.

Fragten Sie sich schon einmal, wie ein Räuchermann im Inneren, dem Unsichtbaren, aussieht? Besteht der Korpus aus einem Stück? Welches Material verarbeitete der Hersteller? Wir fragten uns genau dieses und erhielten Antworten! Wie? – Indem wir den Räuchermann mit der Mikrocomputertomographie (µCT) von Kopf bis Fuß durchleuchteten. Schauen wir sie uns einmal gemeinsam an.

Unser Räucherkerzchen selbst funktioniert nun, der weihnachtliche Rauch entwickelt sich. Doch warum braucht man einen Räuchermann, damit es richtig dampft? Und wie kommt es eigentlich, dass das Räucherkerzchen nicht verbrennt, sondern langsam verglimmt? Warum hat der Räuchermann genau diese Form und keine andere? Wissenschaftlich betrachtet sind dies Fragen aus der chemischen Reaktionstechnik.

Wenn Sie unserem Räuchermann genau ins Gesicht schauen, dann sehen Sie an den Stellen, an denen der Rauch den Mund verlässt, kleine braungelbe Beläge. Auch im Inneren ist der Räuchermann nach langer Benutzung mit solchen Ablagerungen überzogen. Sie stammen aus der unvollständigen Zersetzung von Bindemitteln und Duftstoffen aus dem Räucherkerzchen. Die hohe Temperatur des Kerzchens lässt diese Stoffe verdampfen, an kälteren Stellen setzen sie sich wieder ab. Wie verhält es sich in der Hochleistungskeramik?

Glückwunsch – unser Räucherkerzchen ist nun fertig! Zeit also für einen Test! Unser wackerer Räuchermann kommt nun zum ersten Mal zum Einsatz – zumindest sein Unterteil.

Ein nasses Räucherkerzchen glimmt nicht. Bevor man das Kerzchen also das erste Mal entzündet, muss es trocknen. In früheren Zeiten stellten die Menschen die frischen, feuchten Räucherkerzchen einfach auf ein Brett und ließen sie ein paar Tage an der Luft trocknen. In der Keramik geht das leider nicht so einfach.