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/м3 (очень редкий дым) до 3 г/м3 (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.