Стерилизации консервов

Стерилизаторы периодического действия – автоклавы бывают вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные автоклавы применяют для стерилизации в жестяной таре, вертикальные- для всех видов консервов как в жестяной, так и в стеклянной таре, поэтому они получили широкое распространение на консервных заводах. Для интенсификации процесса прогрева и обеспечения равномерного проникновения теплоты к центру банки на отдельных заводах применяют горизонтальные автоклавы с вращающимися корзинами.

Коммуникация автоклавов, работающих с противодавлением. Если при стерилизации консервов создают противодавление, то в зависимости от способа стерилизации коммуникация автоклава должна обеспечить подачу сжатого воздуха или воды под давлением.

Охлаждение консервов в автоклавах. Охлаждение консервов, в особенности в стеклянной таре, является одним из самых ответственных процессов. Исследования показали, что термостойкость стекла при охлаждении значительно ниже, чем при нагреве. Объясняется это тем, что при нагреве наружные слои стенки стеклянной банки испытывают сжимающие усилия, в то время как при охлаждении в них возникает растягивающие усилия.

Напряжение, при котором происходит разрушение стекла, составляет (в МПа): на сжатие 650-750, на растяжение 3580. Таким образом, при растяжении сопротивляемость в 16-17 раз ниже, чем при сжатии.

Как показывает опыт наиболее опасным является этап охлаждения банок от температуры стерилизации до 70⁰С. В этом интервале температур в материале банок возникают особенно высокие напряжения, приводящие иногда к разрушению. Для предотвращения боя банок при охлаждении температуру в автоклаве следует снижать постепенно и равномерно.

При обычной коммуникации, через которую охлаждающая вода подается одной струей сбоку автоклава, нельзя достигнуть равномерного охлаждения банок. При таком способе подачи воды температура ее даже в одной горизонтальной плоскости отличается почти на 20⁰C. Для постепенного и равномерного охлаждения банок охлаждающую воду подают мелкими струями через барботер или через душ, укрепленный под крышкой автоклава. Этот способ охлаждения в заводских условиях показал хорошие результаты.

Механизация загрузки и разгрузки автоклавных сеток. Устройства для загрузки автоклавных сеток банками и выгрузки их из сеток значительно облегчают труд обслуживающего персонала, повышают производительность труда и уменьшают бой банок.

Наиболее простой способ загрузки жестяных банок в сетки- это загрузка с применением водяной подушки. При этом способе пустую сетку при помощи электротали погружают в сосуд, наполненный водой, уровень которой несколько выше кромки сетки. С транспортера банки попадают в воду, которая предохраняет их от деформации или боя. Когда сетка заполнена банками, ее выгружают из сосуда с водой и загружают в автоклав. Для разгрузки сеток после стерилизации может быть использован такой же сосуд, но заполненный раствором, плотность которого больше плотности банок.

Для загрузки банок и выгрузки банок из сеток применяют так же установки с гидравлическим подъемником, а так же с электромагнитной головкой.

Автоматическое регулирование стерилизации в автоклаве. Качество консервов и возможность их длительного хранения в значительной степени зависят от точности соблюдения режима стерилизации. Наиболее надежным являются автоматический контроль и автоматическое регулирование температуры в автоклаве и продолжительности собственно стерилизации. В автоклавах периодического действия для регулирования и контроля повышения давления и температуры, продолжительности и температуры собственно стерилизации, автоматической продувки автоклава от воздуха, противодавления, продолжительности снижения давления и охлаждения водой применяют различные схемы.

Для автоматического контроля и регулирования используют пневматические и электрические программные терморегуляторы с применением реле времени, звуковой и световой сигнализации, с автоматической записью во время температуры и давления в автоклаве.

При стерилизации консервов в жестяной и стеклянной таре паром в периодически действующем автоклаве, работающим с противодавлением, применяют программные регуляторы температур и давления систем ПРП-2 и ПРП-2У. Эти регуляторы обеспечивают устойчивый процесс стерилизации согласно заданному режиму с отклонениями температуры от заданной на ± 1,5⁰С, продолжительности отдельных этапов стерилизации на ±90⁰С и давления на ±10 кПа.

Температуру можно регулировать от 20 до 140⁰С и давление от 0 до 0,4 МGа.

Принципиальная схема автоматического регулирования процессов стерилизации с применением программного регулятора ПРП-2 показан на рис.1.

На автоклаве 1 размещены клапаны, регулирующие подачу пара (клапан 2), воды (4), воздуха (6), и слив воды(5), а также датчик температуры (3) и датчик давления (7). На щите регулятора ПРП-2 находятся регулятор давления (8) и функциональный блок (9), для выработки программы по давлению. Этот блок моделирует давление, развивающееся в банке, в зависимости от температуры в автоклаве.

Блок (10) на щите устанавливает постоянное отношения давления к разности температур.

На щите регулятора ПРП-2 также вторичный прибор (12), показывающий, регулирующий и регистрирующий температуру в автоклаве; пневмоприставка 2, преобразующая значения температуры в автоклаве в унифицированный сигнал сжатого воздуха; программирующее устройство (13), управляющее работой механизма, изменяющие заданные температуры. Устройство (13), сигнализирует о начале сигнализации при помощи реле времени, регулирующего продолжительность отдельных этапов сигнализации. Установка, работающая по этой схеме, автоматически регулирует по заданной программе все процессы в автоклаве в пределах времени.

Воздушным компрессором создают и поддерживают постоянное давление в системе с помощью регулятора давления. Воздух поступает в прибор ПРП-2, откуда импульсы передаются на все мембранные регулирующие клапаны в соответствии с заданной программой.

Температура регулируется клапанном 2 типа “ВО”, подающем пар в автоклав, и клапанном (4), типа ВЗ для охлаждающей воды. Давление регулируется клапанном (5), типа ВО, установленным на сливной магистрали, и клапанном (6), типа ВЗ, подающим сжатый воздух. Воздух поступает в прибор ПРП-2, откуда пневматические импульсы передаются мембранным регулирующим клапаном.

В автоклаве одновременно с повышением давления повышается и температура, так как непрерывно поступающий пар греет находящуюся там воду и консервы. Когда температура в автоклаве становится равной заданной (температуре стерилизации), прибор ПРП-2 автоматически переключает работу установки на “собственно стерилизацию”. После окончания собственно стерилизации прибор ПРП-2 прекращает подачу пневматических импульсов к клапану (2), закрывая его, и одновременно направляет импульс к клапану (4), открывая его для прохода охлаждающей воды. Холодная вода, поступая в автоклав, вытесняет находящуюся там воду через клапан (5) в канализацию. Охлаждение длится заданное время.

После этого воздух из автоклава выходит в атмосферу, при этом медленно снижается противодавление. Когда температура в автоклаве снизится до 40⁰С, импульс от датчика температуры замыкает контакт переключателя в приборе. В это время загорается лампочка, сигнализирующая об окончании процесса. Автоклав открывают, погружают сетки с банками, загружают новые сетки, закрывают крышку и включают автоматическую регулирующую установку.