Автоклав. Виды и устройство. Работа и как пользоваться.Особенности

Автоклав – это специализированный аппарат, предназначенный для осуществления нагрева веществ при высоком давлении. Создаваемые в нем условия позволяют сдвинуть точку кипения жидкости вверх, обеспечив более высокотемпературную обработку.

Где используется автоклав

Сфера применения данного оборудования весьма обширна. Оно является часто встречаемым в различных отраслях промышленности:

• Пищевая.
• Фармакологическая.
• Химическая.
• Военная.

Наиболее распространены автоклавы в пищевой промышленности, где они используются для проведения температурной обработки законсервированных продуктов. Все предлагаемые в продаже рыбные консервы и тушенка прошли обработку в автоклаве, благодаря чему приобрели характерную степень готовности. В фармакологической промышленности данное оборудование позволяет подготавливать компоненты медикаментов, создавая такие условия, в которых осуществляются оптимальные химические реакции и полная стерилизация. С помощью автоклавов изготовляются аграрные удобрения. В химической промышленности применяются аппараты большой вместимости, сырье для обработки в которые завозиться вагонетками.

Особая разновидность автоклавов нашла широкое применение в медицине. С помощью данного оборудования осуществляется стерилизация медицинского инструмента. Это более эффективно, чем можно достигнуть путем обыкновенного кипячения.

Принцип работы автоклава

Устройство работает на основании давно известных законов физики. Любая жидкость имеет свою точку кипения, при достижении которой дальнейший разогрев невозможен. Жидкое вещество начинает переходить в пар. В случае с водой кипение происходит при температуре 100°С. Активизация образования пара может начаться еще на 90°С. При длительном кипячении воды она полностью испарится.

Автоклав представляет собой закрытую емкость, в которой осуществляется нагнетание давления. Как следствие при достижении температура в 100°С интенсивное выделение пара не происходит, поэтому жидкость может прогреться еще больше. Система саморегулируется. То небольшое количество пара, которое получается, способствует увеличению давления, тем самым создавая еще более мощный останавливающий эффект газообразования для жидкого вещества.

Благодаря тому, что удается достигнуть температуры выше 100°С, в таких условиях осуществляется более качественное уничтожение вредоносных бактерий. Также проводятся химические реакции, которые в обыкновенных условиях невозможны.

Устройство пищевого автоклава

Широкое распространение нашел бытовой автоклав, который применяется для готовки домашних консервов. Данное оборудование можно встретить в заводском и самодельном исполнении.

Всего различают 2 принципиально отличающихся между собой вида автоклавов:

1. Обыкновенные.
2. Электрические.

Кроме конструктивных особенностей оборудование отличается между собой по вместительности. Она обычно измеряется в количестве банок, которые можно поместить в емкости прибора. Этот показатель указывается в количестве банок объемом 1 л и 0,5 л.

Обыкновенные автоклавы

Такое устройство представляет собой емкость выполненную из толстостенного металла с плотной крышкой, которую можно затягивать болтами или специальным винтом. Между крышкой и горловиной корпуса автоклава имеется термостойкая прокладка.

В устройстве размещается дополнительное оборудование:

Принцип использования устройства предусматривает установку в емкости нескольких банок с закатанными жестяными крышками продуктами. Их количество варьируется в зависимости от вместительности бачка. После этого все заливаются водой таким образом, чтобы ее уровень находился на 2 см выше крышки верхней банки. Далее осуществляется герметизация автоклава. На него устанавливается крышка с прокладкой и плотно притягивается к корпусу. Для этого на горловине предусматриваются различные зажимные приспособления. Это могут быть проушины, выступающие в качестве упора, или отверстия с резьбой для вкручивания болтов. При наличии проушин на крышке автоклава имеется специальный винт для зажима.

После проведения полной герметизации осуществляется искусственное нагнетание давления. Для этого через ниппель подсоединяется автомобильный или велосипедный насос, применяемый для накачки шин. С его помощью в автоклав заканчивается воздух обычно до давления 1,5 атм. После этого в специальное посадочное гнездо на крышке заливается несколько миллилитров машинного масла. Оно используется в качестве неиспаряемого теплопроводника. В полученную ванну опускается термометр для жидкости, шкала которого позволяет контролировать температуру свыше 140-150°С.

Устройство устанавливается на газовую или электрическую плиту. После этого включается конфорка и осуществляется поднятие температуры. Постепенно содержимое автоклава разогревается. Все доводится до температуры свыше 120°С. После этого ориентируясь по термометру осуществляется ручной контроль интенсивности нагрева. В случае допущения ошибки, имеющийся на крышке клапан сброса давления выпустит лишний воздух и пар, чтобы предотвратить разрыв стеклянных банок и самой емкости.

Для предотвращения несчастных случаев рекомендовано помимо использования автоматического клапана также иметь на крышке автоклава манометр для самостоятельного визуального контроля за давлением. Если изначально с помощью насоса оно поднимается до уровня 1,5 атм., то при нагреве значительно увеличивается. Предельный уровень давления указывается в паспорте устройства и обычно составляет 3-7 атм. Если будет наблюдаться превышение рекомендуемой нормы и клапан не сработает, нужно отключить нагрев и произвести экстренный сброс давления вручную через ниппель для закачки воздуха.

Электрические автоклавы

В случае же с электрическими устройствами выполнение обработки пищи осуществляется намного легче. Они имеют практически аналогичное строение с обыкновенным автоклавом, но оснащены дополнительными приспособлениями:

• Электрическим нагревателем.
• Автоматическим терморегулятором.

Наличие электрического нагревателя в виде тэна позволяет отказаться от необходимости поднимать тяжелый автоклав на высокую плиту. Достаточно просто включить устройство в розетку, тем самым осуществляя нагрев жидкости и банок с консервацией. Более совершенные приборы обыкновенно имеют в своей конструкции терморегулятор. Его датчик фиксирует температуру и при надобности отключает тэн. Это исключает необходимость постоянно контролировать интенсивность нагрева.

Такие автоклавы работают практически полностью автоматически. Стоит отметить, что даже производители данного оборудования рекомендуют периодически проводить контроль температуры вручную, ориентируясь по термометру. Подавляющее большинство электрических терморегуляторов, которые ставятся на автоклавы, имеют небольшую погрешность. Как следствие ее нужно компенсировать. Для этого следует провести сравнение между той температурой, которая поставлена на терморегуляторе, и реальными показаниями термометра. Если фактическая температура ниже, чем установленная в настройках регулятора, то необходимо добавить эти несколько градусов.  В случае, когда тэн греет больше, на терморегуляторе следует убрать пару делений. После этого ориентируясь по термометру нужно проверить, стали ли условия идеальными.

Советы для безопасного пользования автоклавом

Применяя автоклав необходимо строго соблюдать несколько правил:

• Использовать только целые стеклянные банки, на поверхности которых нет трещин. Стекло нужно проконтролировать на наличие дефектов, таких как пузырьки воздуха. Если применять плохие банки, то существует вероятность их разрыва внутри устройства. Как следствие содержимое будет испорчено.
• Пользуясь рекомендуемой производителем книгой рецептов для автоклава необходимо осуществлять замер продолжительности готовки только с момента достижения оптимальной температуры приготовления. Для подавляющего большинства бытовых автоклавов она составляет 120°С. При этом даже устройство работающее с терморегулятором в процессе готовки будет периодически поднимать и опускать температуру в пределах 5°С, что является нормой.
• Перед установкой банок в автоклав необходимо уложить на дно бачка плотную ткань в несколько слоев. Это позволит компенсировать разницу температуры между жидкостью, в которой находится стекло, и металлической емкостью. Также вместо ткани могут применяться деревянные решетчатые подставки, предназначенные под кастрюли.
• Все последующие ряды банок устанавливается друг на друга без применения подставок. Это позволит обеспечить оптимальную циркуляцию жидкости и равномерный нагрев.
• После окончания времени готовки автоклав снимается с огня или проводится отключение его тэна. Устройство оставляется до полного остывания. Открывать емкость раньше опасно, поскольку произойдет стремительный выброс горячего пара. Когда температура в автоклаве упадет до 30°С имеющиеся давление необходимо сначала сбросить через золотник ниппеля, после чего открывать крышку.
• В том случае если при готовке наблюдается избыточное давление, при этом не произошло срабатывание автоматического клапана, для ручного сброса нужно нажать на золотник ниппеля. Делать это необходимо удлиненной проволокой, чтобы убрать руки от траектории выхода струи разгоряченного воздуха и пара. При этом нагрев устройства необходимо отключить, поскольку при падении давления интенсивности испарения будет увеличиваться.

Похожие темы:

tehpribory.ru

температура, принцип работы, применение в пищевой промышленности

Тот или иной вид консервов – мясных, рыбных или овощных – в своей жизни хоть раз ел практически каждый человек. Ценность таких продуктов обусловлена внушительным сроком годности – консервы могут стоять на полке по нескольку лет и при этом не терять своего вкуса, структуры и других свойств.

Однако тонкостей процесса приготовления знает слишком малое количество потребителей. В частности, лишь немногие знают, что для фабричных консервов, как и для домашних заготовок, требуется стерилизация, а также пастеризация. Разница в том, что при промышленных масштабах производства для этих процессов используется специальное оборудование – паровой промышленный автоклав. Его главной задачей является создание во внутренней камере высокого давления и последующего нагрева помещенной внутрь продукции. Это обеспечивает повышенную устойчивость консервированной пищи к внешним воздействиям, она дольше остается пригодной для использования и одновременно сохраняет вкусовые качества. Для правильного выбора такого аппарата нужно понимать особенности его функционирования, разновидности и другие важные аспекты. И разобраться в этом вам готовы помочь эксперты Foodbay.

Паровой автоклав: принцип работы

В общем виде автоклав – это специальный резервуар, в котором происходит обработка пищевой продукции. Современные модели исполняются в 2 вариантах: замкнутые либо оснащенные крышкой. Размеры и объем рабочей камеры автоклава могут быть различными. Для использования в домашних условиях предлагаются компактные модели объемом до 18 л, чего более чем достаточно для производства консервов для личного потребления. В промышленности же применяются аппараты вместимостью до нескольких сотен квадратных метров. Температура нагрева в закрытой камере автоклава может достигать 500 градусов. При использовании других видов оборудования достичь таких значений практически нереально.

Как именно функционирует промышленный автоклав, используемый для производства консервов? В основе рабочего принципа устройств этого типа лежит возможность разогрева воды при определенных условиях до температур свыше 100ºC. В стандартных условиях это невозможно – при достижении 100ºC она из жидкого состояния начинает переходить в газообразное – проще говоря, она начинает активно испаряться. Самое же главное, что в дальнейшем температура больше 100ºС не поднимается. Поэтому при дальнейших попытках нагреть воду до более высоких значений она попросту испарится.

При использовании же пищевых автоклавов промышленного либо бытового назначения благодаря особым условиям удается разогреть воду до большего значения:

• При достижении в камере аппарата температуры 90ºC влага начинает интенсивно испаряться.
• В результате перехода воды из жидкого состояния в газообразное внутри создается избыточное давление.
• Резервуар перед запуском герметично закрывается, поэтому пар не выходит наружу, и при достижении определенной его концентрации испарение останавливается.
• По мере увеличения внутреннего давления нарастает и температура внутри рабочей камеры.
• Формируется т. н. латентное тепло, которое способно проникать глубоко в структуру продуктов и уничтожать даже споры патогенных организмов.

Таким образом, производственный автоклав нужен для полноценной стерилизации консервов, чего невозможно достичь при использовании обычных методов тепловой обработки. Более того, и при домашнем приготовлении консервов такое оборудование существенно упрощает и ускоряет процесс переработки плодово-овощного урожая.

При этом современные модели предоставляют возможность точной настройки рабочих параметров. Оператор перед приведением оборудования в действие может создать в автоклаве требуемые значения температуры стерилизации и давления, какие соответствуют параметрам и особенностям обрабатываемых в агрегате продуктов. Эффективнее всего такое оборудование обрабатывает твёрдую продукцию с непористой структурой, здесь на уничтожение патогенной микрофлоры потребуется минимум времени. В то же время при переработке пористых продуктов, имеющих выраженную пещеристую структуру, процесс может быть несколько затруднителен: необходимо полностью удалить воздух из всех полостей и пор, другими словами, нужно создать абсолютный вакуум в банке – следовательно для стерилизации таких продуктов в автоклаве требуется большее время. Иначе воздух выступит в роли теплоизоляционной защиты для микроорганизмов, и они при стерилизации не погибнут. Соответственно, такие консервы будут представлять для человека определенную опасность.

Особенно важным аспектом качество стерилизации является для мясных консервов. Животные продукты, богатые жирами и белком, при нарушении режима переработки или хранения создают оптимальные условия для развития бактерий. Чтобы не допустить этого, для промышленного производства тушёнки предназначены специальные виды автоклавов – такое оборудование работает по принципу фракционного вакуумирования. Он заключается в последовательном проведении нескольких циклов удаления воздуха, благодаря чему он полностью выводится из обрабатываемого сырья. В результате получается продукт, полностью очищенный от патогенов и поэтому безопасный.

Разновидности автоклавных установок

Важной особенностью этого оборудования является тот момент, что при стерилизации продуктов оно постоянно двигается. В зависимости от характера движения выделяют следующие виды автоклавов:

• Качающиеся;
• вращающиеся.

Для чего требуется двигать стерилизуемую банку? Для лучшей продуктивности: опытным путем установлено, что движущаяся емкость с продуктом прогревается на порядок эффективнее.

При этом на рынок регулярно выходят все новые модели оборудования данного вида, обладающие все более широким набором дополнительных функций и расширенной конструкцией. Так, на пищевых производствах сегодня применяются агрегаты, включающие:

• Теплообменники;
• механические перемешиватели;
• электродвигатели с экранированными полюсами;
• комплексные защитные системы;
• системы автоматического управления рабочим процессом;
• специальные замки и т. п.

Такие устройства используются не только в пищепроме. Они находят широкое применение в химической, резинотехнической, гидрометаллургической сферах, а также в различных задачах и направления медицины.

Различаются автоклавы и техническими характеристиками используемых теплообменников. По этому основанию выделяют 3 типа оборудования:

• Наружные;
• выносные;
• внутренние.

В первом случае обменник устанавливается на внешней стороне аппарата. В выносных вариантах он размещается отдельно. Во моделях внутреннего типа теплообменник располагается внутри рабочей камеры.

Особенности применения и технического устройства автоклава во многом зависят также от типа используемой для работы энергии. Выбирать ту или иную модель следует с учетом доступности тех или иных энергоресурсов. В частности, газовый автоклав в промышленности будет рациональным решением в том случае, если ваше предприятие газифицировано. Универсальным же вариантом станет электрическая модель.

На рынке представлены модели механического, пневматического, а также электромагнитного типа.

Различия заключаются и в особенностях расположения рабочей камеры:

• Промышленный вертикальный автоклав привлекает компактными размерами. Для работы такого оборудования в большинстве случаев используется электричество. Особенно востребованы такие модели в лабораториях различного профиля. Устройства для домашнего использования, тоже, как правило, имеют вертикальный форм-фактор, однако их габариты значительно меньше.
• Промышленный горизонтальный автоклав более крупный, однако такая форма позволяет размещать на корпусе сразу 2 загрузочных люка. Такое решение достаточно удобно – емкости с продуктами можно закладывать через один люк, а вынимать после стерилизации через другой. При этом каждая конкретная модель имеет различную длину.

Основными показателями, которые требуют контроля со стороны оператора, являются уровень жидкости в камере, создаваемая температура и давление. Выпускаемые сегодня модели оснащаются высокоточными контрольно-измерительными блоками, что существенно упрощает использование оборудования.

Выгоды от применения автоклава

После того, как мы ознакомились с конструкцией и типами промышленных автоклавов, используемых для консервирования, нужно конкретизировать преимущества, которые дает их использование. Прежде всего, благодаря им упрощается и ускоряется процесс стерилизации консервов. Причем использовать их можно как на предприятиях, так и в бытовых условиях. Функционал промышленных и домашних моделей практически одинаков, однако последние отличаются меньшими размерами и производительностью.

К общим преимуществам использования автоклавов можно отнести следующие моменты:

• Можно консервировать в собственном соку, без добавления дополнительной воды;
• полезные вещества и свойства продуктов сохраняются практически полностью;
• можно производить диетическую продукцию и смеси для детского питания;
• благодаря созданию вакуума готовая продукция сохраняет больше сока;
• можно использовать минимум жиров, соли, сахара и прочих добавок;
• относительно традиционных методов приготовления автоклавная стерилизация происходит минимум в 2 раза быстрее.

Если вы перерабатываете урожай с собственного огорода, то бытовой автоклав поможет вам за тот же период времени произвести вдвое больше заготовок. Он представляет собой универсального помощника, с помощью которого можно делать компоты и варенья, соки и пюре, консервы из овощей и мяса. Также в таком агрегате можно мариновать грибы. Уровень безопасности таких заготовок при этом получается гораздо выше.

С одной стороны, можно предположить, что высокое давление в камере аппарата создает существенную угрозу. Однако современные модели полностью безопасны благодаря более совершенной конструкции. Здесь используются специальные многоступенчатые комплексы защиты, включающие множество компонентов. В частности, специальная «рубашка» защищает от разрушения конструкцию и соединения резервуара. А если рабочие показатели превысят допустимые значения, система автоматического отключения завершит работу оборудования. Поэтому новые модели автоклавов полностью безопасны и при этом удобны и эффективны.

Приобрести автоклав и другое оборудование для консервирования далее.

foodbay.com

каким должно быть, таблица и время готовки

Чтобы избавиться от большинства бактерий, достаточно прокипятить продукт при 100°С 20-30 минут. Однако некоторые виды, например, ботулинус, выживают при таких температурах. Автоклав же помогает добиться таких условий, при которых даже самые живучие организмы погибнут.

Но тут есть и оборотная сторона – если консервы передержать или превысить необходимую температуру готовки, они просто сгорят в автоклаве.

При домашнем консервировании очень важно четко выдерживать ту температуру и давление, когда все организмы в продукте погибнут, но продукт при этом останется цел.

Зависимость температуры воды от давления в автоклаве

Температура и давление в автоклаве – взаимосвязанные понятия. Нагреваем автоклав, повышаем температуру – повышается и давление.

P (атм)	T(°C)
0.01	6.7
0.1	45
0.5	80
1	100
1.5	110
2	120
2.5	126
3	132
4	142

Выше приведены показания зависимости температуры от АБСОЛЮТНОГО значения давления. Манометр же меряет ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ значения давления. В этом и заключается главная путаница.

Относительным считают давление, превышающее давления окружающей среды, которое в нормальных условиях составляет 1 Атм. Поэтому если смотреть по таблице, значение 2 атм будет соответствовать реальным показаниям манометра в 1 атм и 120°С на термометре.

Но и тут не все так гладко. В автоклаве, помимо воды, есть воздух, который при нагреве расширяется гораздо быстрее. Поэтому при 120°С в автоклаве будет больше, чем 1 атмосфера.

Точно определить реальную зависимость давления от температуры довольно сложно. Поэтому мы бы советовали при готовке ориентироваться на показания термометра. Как только заметили, что на термометре в автоклаве температура приближается к 120 – убавляйте нагрев и продолжайте готовить в соответствии с рецептом.

Время приготовления консервов

Что касается цифр на счет времени готовки, то они довольно сильно разнятся в зависимости от вида продукта. Но в общем виде это выглядит примерно так:

Температуры (100 – 120°С)

Мясо…………………………………………….. 30-35 мин

Птица……………………………………………. 25-30 мин

Рыба…………………………………………….. 15-20 мин

Грибы…………………………………………….15-20 мин

Овощи……………………………………………5-10 мин

Фрукты (варенье, джем)………………… 3-8 мин

Важно! Время приготовления указано с того момента, как автоклав выйдет на рабочий режим.

Более подробно про температурные режимы готовки разных продуктов можете прочитать в нашей статье «Принцип работы домашнего автоклава».

Температура и давление в автоклаве (видео)

xn--80aalwclyias7g0b.xn--p1ai

Зачем нужен автоклав в консервном производстве

Автоклавы в составе консервной линии

 

Ядром технологии по производству консервированных продуктов питания с длительным сроком хранения является процесс автоклавирования, осуществляемый с помощью промышленных автоклавов.

 

Типы автоклавов

Автоклавы бывают: горизонтальные, вертикальные, вращающиеся, качающиеся, колонные и представляют собой сосуд либо замкнутый, либо с открывающейся крышкой.

При необходимости снабжаются внутренними, наружными или выносными теплообменниками, механическими, электромагнитными, либо пневматическими перемешивающими устройствами и контрольно-измерительными приборами для измерения и регулирования давления, температуры, уровня жидкости и т.п.

Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны, ёмкость от нескольких десятков см³ до сотен м³, предназначаются для работы под давлением до 150 МПа (1500 кгс/см²) при температуре до 500°C.

В пищевой промышленности используются вертикальные и горизонтальные автоклавы широкого спектра разновидностей, размеров и принципов действия.

Например, в горизонтальных автоклавах для пищевой промышленности может создаваться необходимое противодавление по отношению к каждой отдельно взятой упаковке с продуктом, что позволяет проводить стерилизацию продуктов не только в жёсткой таре (стеклобанка, жестебанка), но и в мягкой и полужёсткой упаковке. Массовое применение автоклавы получили именно в пищевой промышленности. Современные автоклавные кулинарные системы оснащены многоступенчатыми механизмами защиты, специальными замками и системами автоматического отключения. На сегодняшний день для этих целей во всем мире постоянно используется около 1,5 млн автоклавов.

Автоклавный способ приготовления пищи — это метод приготовления продуктов в герметичном сосуде или в автоклаве, не позволяющем воздуху или жидкости покидать ёмкость, находящуюся под высоким давлением. Поскольку при увеличении давления точка кипения жидкости смещается вверх, температура жидкости внутри системы может быть повышена до 100 °C. При этом жидкость не достигает точки кипения. Большинство кулинарных систем высокого давления работают при рабочем давлении 1.5 — 1.9 атмосферы. При таком давлении температура кипения воды поднимается до 125°C. Повышенная температура позволяет приготовить продукт несоизмеримо быстрее стандартного способа.

 

Как работает автоклав

Ранее автоклавный способ приготовления пищи считался очень взрывоопасным. В настоящее же время современные автоклавные системы оснащаются различными механизмами защиты — специальными замками, клапанами, системами автоматического отключения и т.п. При обычных условиях нагрев жидкости выше точки кипения невозможен. Как только температура воды достигает 100 °C, вода становится паром и уходит из зоны нагрева. Интенсивное образование пара в ёмкости с жидкостью и называется кипением. Если вода кипятится долго, то она переходит в пар полностью.

Когда вода кипятится в автоклаве, повышается температура кипения. Это происходит так: по мере того, как температура воды приближается к 100°C, испарение воды усиливается. Водяной пар, являясь, по сути, газом, создаёт в автоклаве избыточное давление, что приводит к уменьшению дальнейшего испарения, и в итоге давление поднимается настолько, что кипение останавливается, и нагретая выше 100 °C вода продолжает
оставаться жидкой. Чем выше температура, тем выше давление в системе. Более высокое тепло, да ещё и при повышенном давлении, оказывает более мощный эффект как на приготовление продуктов, так и на разрушение микроорганизмов.

Подобный процесс легко достижим при приготовлении твёрдых непещеристых продуктов. В случае приготовления губкообразных, пещеристых продуктов, следует выбирать систему с глубоким вакуумированием ёмкости. Остаточное содержание газов может способствовать защите бактерий от разрушения, создавая термоизоляцию для их оболочек.

Существуют автоклавы, которые используют фракционное вакуумирование, которое удаляет газы в несколько циклов, обеспечивая 100 % проникновение тепла в процессе стерилизации и гомогенизации продукта.

При применении автоклавов их владелец обязан обеспечить должное состояние сосудов и условия их работы. В этих целях назначается прошедший обучение ответственный за исправное состояние и безопасную эксплуатацию сосудов, работающих под давлением.

Персонал, на который возложены обязанности по обслуживанию сосудов, должен вести тщательное наблюдение за порученным ему оборудованием путём его осмотра, проверки действия арматуры, КИП, предохранительных и блокировочных устройств и поддержания сосудов в исправном состоянии. Результаты осмотра и проверки должны записываться в сменный журнал.

Как видите, процесс автоклавирования является достаточно сложным, как и, собственно, само оборудование. Обратитесь в нашу компанию, и наши эксперты подберут именно то оборудование, которое эффективно будет выполнять поставленные перед ним задачи.

besteq.ru

АВТОКЛАВ • Большая российская энциклопедия

АВТОКЛА́В (от авто… и лат. clavis – запор, задвижка), герметичный аппарат, предназначенный для осуществления разнообразных процессов (обработки продукции, сырья, изделий и др.) при нагревании и под давлением, превышающим атмосферное. В зависимости от сферы применения и назначения автоклавы различаются по конструкции, оборудованию, ёмкости аппарата, созданию температурного режима. Производятся самые разнообразные модели автоклавов для различных отраслей промышленности, однако по основным принципам функционирования они мало чем отличаются друг от друга.

Принцип работы

В автоклаве для повышения температуры и создания давления используется водяная среда, которой заполняется межстенное пространство (водопаровая камера). После выбора технологического (рабочего) цикла в рабочей камере автоклава создаётся предварительный фракционированный с периодическим прогревом вакуум, т. е. происходит эффективное удаление воздуха и конденсата в рабочей камере. При нагревании водяной пар поступает в камеру, повышая в ней давление и температуру в соответствии с заданными параметрами, и начинается фаза стерилизации. Повышенное давление в автоклаве компенсирует температурное расширение продукта. Такие условия позволяют ускорить реакцию, а также увеличить выход продукта. По окончании стерилизационной выдержки в камере автоклава сбрасывается давление и начинается этап вакуумной пульсирующей сушки изделий, а оставшаяся влага мгновенно испаряется при высокой температуре и отрицательном давлении.

В зависимости от характера работы автоклавы снабжаются внутренними, наружными или выносными теплообменниками, механическими, электромагнитными либо пневматическими перемешивающими устройствами, различными приборами для контроля режима температуры, давления, уровня жидкости и регулирования параметров. В промышленности используют автоклавы с водяным (вода в системе циркулирует при помощи насоса) и воздушным (остужение происходит при помощи струи холодного потока воздуха) охлаждением.

Управление циклом стерилизации, а также отображение параметров цикла осуществляется с помощью интерактивного электронного сенсорного экрана, расположенного на лицевой панели автоклава. С помощью расположенных на панели элементов управления (кнопки, плавные регуляторы и т. п.) оператор осуществляет выбор цикла, настройку параметров, а также имеет возможность переводить автоклав в режим ожидания.

Конструкция автоклава

Современные промышленные автоклавы являются сложными высокотехнологичными аппаратами, обладающими большой производительностью. По конструкции автоклавы бывают вертикальные, горизонтальные, вращающиеся, качающиеся и колонные. Автоклав имеет вид сосуда (камеры, цилиндра), который на время работы закрывается специально подогнанными сферичными крышками, обеспечивающими его полную герметичность, т. к. в нём происходит нагрев продукта под давлением до высоких температур.

В вертикальных автоклавах (характеризуются компактной конструкцией) водяная среда нагревается в основном при помощи специальных трубчатых электрических нагревателей (тэнов), расположенных внутри нижней части камеры автоклава. Такие автоклавы получили широкое распространение для использования в лабораторных условиях. В горизонтальных автоклавах (рис.) чаще используется газовый обогрев, который характеризуется минимальным временем нагрева и большей гибкостью эксплуатации. Такие автоклавы применяются, как правило, в промышленности для обработки композитных материалов. Это лучший вариант классического автоклава, так как имеет простой монтаж,  занимает небольшую площадь и не требует системы диатермического обогрева. Кроме этого, расходы на процесс термической обработки изделия у такого автоклава значительно ниже, чем при использовании электрического автоклава. Существуют модели горизонтального автоклава и со спиральным теплообменником, которые являются примером энергосберегающих технологий. Спиральный теплообменник позволяет работать с любым изделием, однако его стоимость значительно выше газового, кроме этого, он имеет и длительный срок окупаемости. Вращающиеся автоклавы применяют для работы с суспендированными (суспензированными, взвешенными) твёрдыми или кашицеобразными веществами (для выщелачивания минеральных концентратов разнообразных металлов и руд). Автоклав имеет вид герметичного сосуда со съёмной крышкой, которая прикреплена к корпусу при помощи уплотнительной прокладки и шпилек. Снаружи крышки монтируется запорный кран с многослойным фильтром. Качающиеся автоклавы позволяют выполнять перемешивание веществ в таких упаковках, для которых стерилизация в обычных автоклавах считается неприемлемой. Колонные автоклавы обычно используются для создания глинозёма из бокситов (позволяют снизить трудовые и временны́е затраты в процессе их получения).

Автоклавы изготовляют из высококачественных сталей, алюминия и других металлов, которые нередко покрывают химически стойкими материалами (эмалью, фторопластами). Корпус конструируют методом сваривания или склёпывания звеньев с выпуклыми днищами. В корпусе делают специальные отверстия (крышки), через которые удобно загружать материалы. Пар подаётся к перфорированной трубе через штуцер, а конденсат удаляется через спускной клапан. В электрических автоклавах система подачи нагретого пара отделена от рабочей камеры. Пар подаётся в камеру через патрубок от котелка, снабжённого электронагревательным элементом с регулятором степени нагрева. Чтобы избежать больших тепловых потерь, внешние поверхности автоклава покрыты тепловой изоляцией, что способствует интенсификации технологического процесса.

Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны: ёмкость от нескольких десятков кубических сантиметров до кубометров; предназначаются для работы под давлением до 150 МПа (1500 кгс/см²) при температуре до 500 °C. Как правило, современные промышленные автоклавы в диаметре составляют от 1,2 м до 7,6 м, в длину – от 1,9 м до 40 м. При проведении в автоклаве физико-химических процессов используются давления до 300 МПа и температуры до нескольких тысяч градусов.

Применение автоклавов

Автоклавы применяют для научных исследований (лабораторные автоклавы), в медицине, биологии, металлургии, химической, резиновой, пищевой промышленности, при производстве стройматериалов.

Основная часть автоклавов, используемых в медицине и биологии, – герметически закрывающийся резервуар с двойными стенками, выдерживающими высокое давление. Если процесс стерилизации осуществляется без воздействия высокого давления, то используют термин стерилизатор либо сушильный шкаф. Медицинские автоклавы применяют для стерилизации хирургического перевязочного материала и инструментов, посуды и некоторых приборов для выращивания микроорганизмов, обеззараживания инфицированного материала, уничтожения культур болезнетворных микроорганизмов, при создании изделий из карбонового волокна, для придания им твёрдых форм и т. п. В межстенное пространство (водопаровая камера) заливается дистиллированная вода. При нагревании водяной пар поступает в стерилизационную камеру, повышая в ней давление и температуру (выше 100 °С).

В металлургии (гидрометаллургии, см. также Автоклавное выщелачивание) с помощью автоклавов выполняется очистка растворов металлов от примесей и процесс восстановления драгоценных и редкоземельных металлов после выщелачивания из подготовленных растворов. Объём аппарата может изменяться от десятков кубических миллиметров (лабораторные импульсные автоклавы) до нескольких сотен кубометров (горизонтальные автоклавы для окисления Ni-концентратов). Для агрессивных жидкостей используют автоклавы из нержавеющей стали, а также аппараты, футерованные коррозионно- и термостойкими покрытиями или плитками. Используют цилиндрические или сферические автоклавы, работающие при 260 °С и давлении 6 МПа, и автоклавные установки типа «труба в трубе» (во внешнюю трубу подают теплоноситель, во внутреннюю – нагреваемую смесь), работающие при температуре  менее 300 °С.

В химической промышленности автоклавы применяются при производстве гербицидов, органических полупродуктов и красителей, в процессах синтеза. Для проведения разнообразных химических реакций данный аппарат называют химическим реактором. В случае необходимости перемешивания продукта используются автоклавы с бессальниковыми мешалками и экранированным электродвигателем, не требующим уплотнения.

В резиновой промышленности автоклавы используются для вулканизации или отверждения многих резиновых или пластиковых изделий.

В пищевой промышленности автоклавы применяются для стерилизации, пастеризации продуктов (в т. ч. консервов), приготовления пищи и др. Используются вертикальные и горизонтальные автоклавы широкого спектра разновидностей, размеров и принципов действия. Например, в горизонтальных автоклавах для пищевой промышленности может создаваться необходимое противодавление по отношению к каждой отдельно взятой упаковке с продуктом, что позволяет проводить стерилизацию продуктов не только в жёсткой таре (стеклянная, железная), но и в мягкой и полужёсткой упаковке.

Производство строительных материалов, в частности силикатных, базируется на гидротермальном синтезе гидросиликатов кальция, который осуществляется в реакторе-автоклаве в среде насыщенного водяного пара с давлением 0,8–3 МПа и температурой 175–200 °С. В данном производстве большой объём работ составляет процесс получения извести для сырьевой смеси. В технологический процесс производства извести входят следующие операции: добыча известкового камня в карьерах, дробление и сортировка его по фракциям, обжиг в шахтных вращающихся и других печах, дробление или помол комовой извести (получение негашёной извести). Получение сырьевой смеси осуществляется двумя способами: барабанным и силосным, которые отличаются друг от друга приготовлением известково-песчаной смеси.

В наши дни почти все элементы зданий и сооружений (панели, плиты перекрытий, элементы лестниц и др.) могут быть изготовлены из армированного силикатного бетона, который по своим свойствам почти не уступает железобетонным, а благодаря применению местных сырьевых материалов и промышленных отходов обходится на 15–20% дешевле, чем аналогичные железобетонные элементы на портландцементе. На современных автоклавных установках изготавливают  газобетон и пенобетон. Их широко применяют в строительстве коммерческих и жилых зданий разного назначения и этажности. Газобетон и пенобетон могут быть применены как для несущей конструкции, так и для межкомнатных перегородок и в качестве перемычек. Автоклавный метод изготовления газобетона и пенобетона является основным, так как в автоклаве создаются оптимальные условия для твердения смеси, а использование управляемого автоклавного процесса позволяет получить газобетон и пенобетон с заданными техническими характеристиками.

Так же изготавливают ячеистый бетон, силикатные блоки и панели, облицовочные, теплоизоляционные материалы и другие изделия. Автоклавы используются для изготовления плёночного триплекса. При использовании автоклавной технологии обеспечиваются улучшенные оптические характеристики стекла, повышается его влагостойкость и т. п. При производстве триплекса применяют туннельные или тупиковые автоклавы. Внешне они представляют собой трубу 3–6 м в диаметре и 15–20 м в длину, закрываемую крышкой с байонетными затворами (тупиковыми с одной стороны, туннельными с двух сторон). Вдоль по длине автоклава расположены рельсы для вагонеток с изделиями. Автоклавы оборудованы магистралями для впуска насыщенного пара, перепуска отработанного пара в другой автоклав, выпуска пара в атмосферу или в утилизатор и для конденсатоотвода.

Историческая справка

Прообразом современного автоклава был созданный Д. Папеном в 1680 медицинский аппарат для стерилизации (она проводилась при высокой температуре, но без давления выше атмосферного), т. н. стерилизатор или сушильный шкаф. В 1795 французский кондитер Ф. Аппер изобрёл способ сохранять съестные припасы. Он упаковывал продукты в специальную ёмкость и подвергал их кипению в обычной воде; таким образом получился первый автоклав для домашнего (бытового) применения. В 1879 француз Ш. Шамберлен создал уже настоящий автоклав, в котором создавалось нужное давление при повышении температурного режима. Изобретение получило распространение исключительно среди учёных-химиков и медиков, перед которыми остро стоял вопрос о стерилизации инструментов. 

Прототипом современного автоклава, применяемого в химической технологии, является аппарат, созданный В. Н. Ипатьевым в 1904. В строительстве способ изготовления силикатного (известково-песчаного) кирпича в автоклаве изобретён в Германии в 1880 учёным В. Михаэлисом. В России автоклавные устройства для производства известково-песочных блоков, фибролита, облицовочных плит появились в 1930-х гг. До 1950-х гг. единственным видом силикатных автоклавных изделий были силикатный кирпич и небольшие камни из ячеистого силикатного бетона. Однако благодаря работам российских учёных впервые в мире было создано производство крупноразмерных силикатобетонных автоклавных изделий для сборного строительства. Возможность образования в автоклаве камневидного изделия была установлена в конце 19 в., но массовое производство силикатных изделий, деталей и конструкций, особенно типа бетонов, было впервые организовано в нашей стране. Технология их изготовления механизирована и в значительной мере автоматизирована, что обеспечивает получение более дешёвой продукции по сравнению с цементными материалами и изделиями. Эффективные исследования в этом направлении выполнили П. И. Боженов, А. В. Волженский, П. П. Будников, Ю. М. Бутт и др. Было показано, что при автоклавной обработке образуются наиболее устойчивые низкооснóвные гидросиликаты.

В 1953 компания «Lagarde» разработала автоклав для применения в текстильной промышленности (с его помощью красили ткани). В 1988 появился автоклав для домашнего консервирования, который работал при помощи подключения в домашнюю электрическую сеть.

bigenc.ru

Что такое автоклав и зачем он нужен

Автоклав для домашнего консервирования – это аппарат, который будет полезен всем любителям вкусных закруток и консервов. Бытовой автоклав представляет собой современное устройство, которое позволяет консервировать различные продукты, сохраняя максимальное количество витаминов и полезных веществ. Приготовление консервации в автоклаве – это реальная возможность сделать любимые заготовки с четким соблюдением технологии консервирования, чтобы порадовать себя и своих близких вкуснейшими консервами собственного производства.

Для чего нужен автоклав

Используя автоклав для приготовления различных консервов, вы сможете быстро и качественно сделать заготовки на зиму, а также сэкономить время на длительной варке и тщательной стерилизации посуды. 

Если сравнивать с консервацией в «ручном» режиме, тот же объем заготовок в автоклаве удается выполнить в несколько раз быстрее. Еще один важный аспект – полное отсутствие болезнетворных бактерий и палочек, которые могут содержаться в обычной консервации при несоблюдении технологии приготовления. Многим известно заболевание под названием «ботулизм», которое вызывается бактерией, содержащейся в консервах. Автоклав обеспечивает качественную обработку при температуре около 120 градусов, за счет чего, ваши консервы будут не просто вкусными, но и абсолютно безвредными.

Домашние закрутки, приготовленные с помощью бытового автоклава, имеют прекрасные вкусовые качества. Во время консервации в автоклаве удается полностью сохранить рецептуру и соблюсти технологию приготовления консервов. Эти условия имеют особое значение при закрутке рыбных и мясных консервов: для этих продуктов важно строго придерживаться установленных правил.

Как работать с автоклавом для консервирования

Чтобы заготовить консервы или соленья с помощью бытового автоклава, необходимо подготовить емкости (банки) и заполнить их продуктами на основе выбранного рецепта. После этого, банки необходимо герметично закрыть крышками. Далее порядок действия будет зависеть от того, каким видом автоклава вы пользуетесь.

Автоклавы можно разделить на два вида: с предварительной накачкой давления и без предварительной накачки давления.

Порядок работы с автоклавом с предварительной накачной давления

Закрытые банки осторожно опускаются на специальную решетку, которая размещается на дне агрегата. Банки загружаются слоями, после чего, аппарат закрывается крышкой. Перед началом работы банки необходимо залить холодной водой, которая должна покрыть их на 2-3 сантиметра.Далее, в автоклав необходимо закачать воздух до уровня давления в 1 атмосферу. Это условие важно соблюдать, чтобы в процессе термической обработки банки не лопнули. Выполнив его, удается достичь минимальной разницы между давлением в самом устройстве и давлением в банках.Когда все подготовительные шаги проделаны, можно начинать работу. Автоклав следует прогреть до температуры 100-120 градусов и удерживать нужный показатель в течение 60-70 минут.По истечению времени, дайте аппарату остыть (при температуре 25-30 градусов). Последний этап – спуск воздуха, который осуществляется с помощью специального клапана.

Примером такого аппарата является белорусский бытовой автоклав.

Порядок работы с автоклавом без предварителной накачки давления

Закрытые банки ставятся в специальные кассеты, которые фиксируют крышки на банках. Кассеты с банками загружаются в автоклав и заливаются водой. Далее закрываете крышку и точно так же прогреваете аппарат до 100-120 градусов и удерживаете температуру нужное время. Затем даете агрегату остыть.Так как никаких предварительных накачек воздуха не требуется, то работать с таким устройством намного удобнее.

Примером такого аппарата является автоклав Hanhi.

Какие консервы можно приготовить в автоклаве

Автоклав – это универсальное устройство, в котором можно готовить разнообразные соленья, консервы, соки, компоты и прочие вкусности. Сегодня существует множество рецептов для приготовления полезных закруток в автоклаве, поэтому, имея этот аппарат, на вашем столе всегда будут всевозможные угощения. 

Список блюд, которые можно приготовить в автоклаве:

— мясные консервы;

— рыбные консервы;

— маринованные грибы;

— консервированную фасоль, горошек, кукуруза;

— овощные консервы;- томатные соусы;

— соки.

Если вы хотите наслаждаться любимым вкусом домашних консервов, приготовление которых отличается легкостью и быстротой, современный бытовой автоклав для консервирования – это именно то, что вам нужно.

www.penza-press.ru

Автоклав для домашнего консервирования – что это такое, как работает и зачем используется?

Автоклав для домашнего консервирования существенно экономит время при готовке закатки или консервов, и расширяет возможности хозяйки. Комплектация и всяческие дополнительные функции делают процесс готовки более комфортным и безопасным.

Что такое автоклав?

Чтобы приготовить вкусную консервацию из мяса или фруктов, можно применять классический метод стерилизации, а можно попробовать купить автоклав. Он представляет собой большой герметически закрывающийся баллон, куда укладывают уже закрученные банки, и поддают нагреву в паре с давлением. Справедливо сказать, что автоклав – это домашний аппарат для приготовления консервов. Вкус действительно на высоте, при правильной технологии и хранении закатка хранится долго, а внутри не остается ни единого шанса для вредоносных бактерий.

Как работает автоклав?

Начало работы одинаково для двух типов домашнего автоклава: следует уложить все продукты и специи согласно рецептуре, закатать банки. Дальнейшие действия зависят от того, какой аппарат используется – с или без предварительной накачки давления.

1. Для работы с домашним автоклавом с предварительным накачиванием давления нужно уложить слоями банки в специальные кассеты, чтобы они не лопнули, давление снаружи с внутри должно быть примерно равным. Для этого закачивают воздух до отметки в одну атмосферу. Далее начинается нагрев до 100-120°С, время готовки порядка часа. После аппарат остывает до 30°С и только в этот момент можно спускать давление через клапан.
2. Принцип работы автоклава без предварительной накачки давления проще. Здесь нет нужды закачивать воздух: банки устанавливают, заливают водой и включают нагрев.

Зачем нужен автоклав?

Большая громоздкая аппаратура, да еще и за свои собственные деньги, должна оправдать ожидания и качественно изменить процесс консервации. Автоклав высокого давления дает целый ряд преимуществ, ведь иначе он не стал бы столь популярным.

1. Время приготовления значительно сокращается, ведь в автоклав загружают сразу всю тару. Зато качество и количество готовых банок существенно возрастает. Отпадает необходимость варить и стоять над закаткой.
2. Нагрев до 120°С решает проблему с ботулизмом, если все ингредиенты рассчитаны верно, а дальнейшее хранение правильно.
3. В домашнем автоклаве успешно готовят не только консервы из рыбы или мяса, но маринованные грибы или консервированную фасоль с кукурузой.

Виды автоклавов

Классифицируют этот аппарат по нескольким техническим характеристикам. Выбрав два-три основных параметра, можно сузить поиски до нескольких моделей.

1. В автоклав для домашнего консервирования помещаются литровые и пол-литровые банки, их количество зависит от выбранной модели: для небольшой емкости это 8-125 шт. пол-литровых, литровых можно уместить от 3 до 50 банок.
2. Сама колба домашнего автоклава может быть изготовлена из газового бидона, черной или углеродистой стали. Нержавейка является лидером, хоть цена вопроса значительно превышает стоимость подобных вариантов из обычной или черной стали.
3. Когда стало понятным, для чего нужен автоклав, что это такое, закономерно возникает вопрос о способе нагрева емкости для стерилизации. Температура повышается за счет нагрева от электричества или газовой плиты.
4. По типу прижимного механизма автоклав может быть винтовым и болтовым.

Газовый автоклав

Данный тип имеет особенность – выпуклое дно, удобное для установки на газовую конфорку или деревянную буржуйку. Это доступный с точки зрения цены вариант для консервирования, но есть несколько неудобных моментов.

1. Газовый автоклав для стерилизации изготавливают из листовой стали, посему вес конструкции внушительный. Все доступные модели такого вида отличаются диаметром крышки, наличием или отсутствием градусника и типом клапана максимального давления.
2. Если приобретается домашний автоклав без термометра, подсчет температуры будет производиться табличным методом. Это не точный и неудобный вариант. В результате есть риск не до конца стерилизовать банки.

Электрический автоклав

Основным фактором выбора является надежность и комфортное пользование. Автоклав электрический для домашнего консервирования имеет несколько особенностей использования и конструкции.

1. Есть модели, оснащенные краном в основании. Это упрощает работу, ведь после спуска воды вес становится заметно меньше.
2. Автоклав электрический для домашнего консервирования оснащают автоматической коробкой. Это нужно для выставления таймера, реле сработает после нагрева до заданной температуры.
3. Если происходит скачек в сети, настройки сразу сбрасываются, в результате отображается лишь текущая температура, а нагрев продолжается. При неисправном клапане сброса давления существует риск взрыва.

Как выбрать автоклав?

Определиться с выбором гораздо проще, если после ознакомления с типами и моделями уже есть четкое представление, что ожидается от этого аппарата. Подобрать бытовой автоклав бытовой проще, опираясь на несколько критериев.

1. Газовые гораздо дешевле, весят меньше электрических. Однако нагреваются только от источника огня. Электрические можно нагреть как на конфорке, так и от нагревательного встроенного элемента, но и вес этот самый элемент добавит существенно.
2. Для небольшой семьи хватит автоклава на 7 литровых или 14 пол-литровых банок. Вес его будет порядка 16 кг. Для больших объемов подойдут автоклавы для консервирования в домашних условиях весом в 18 кг, рассчитанные на 14 литровый банок.
3. Обращаем внимание на дно и стенки. Многие модели имеют двойные части, что продлевает период остывания.
4. Для комфортного и безопасного пользования следует подбирать модели с манометрами и термометрами.

Автоклав – рейтинг

Отзывы владельцев автоклавов помогут подобрать оптимальный для себя вариант, составить впечатление о производителе и удобстве при консервировании.

1. Малыш ГазНерж 22л – выполнен из пищевой нержавейки, посему прослужит верой и правдой долгие годы. В конструкции предусмотрен сливной краник, есть аварийный клапан сбрасывания давления, манометр и термометр.

2. Fansel 23 л. Хорошие отзывы получила эта модель. Дно утолщенное 3 мм, посему автоклав можно греть на любой плите, возможна работа на индукционной плите. Особенность конструкции в дополнительных ребрах жесткости, не дающих деформироваться стенкам, они выдерживают любые режимы стерилизации в автоклаве.

3. HANHI POWER 2.0 20 л. Повышенный запас прочности у этого автоклава. Есть аварийный клапан, модель относится к автоклавам с предварительной закачкой давления. Данный прибор для консервирования имеет толстое дно, посему подойдет для любого типа плит.

Самодельный автоклав

Из старого баллона изготовить домашний автоклав легко, придется приварить несколько деталей, вычистить внутреннюю часть.

1. Первым делом вывинчивают вентиль и переворачивают баллон, чтобы дать конденсату стечь.
2. Верхушка будет выполнена из толстостенной трубы, стенки не менее 0,4 см. На заготовку длиной 10 см приваривают фланец из металла толщиной не менее 1,3 см. Для трубы диаметром 15 см фланец изготавливают с таким же внутренним диаметров, а внешний должен быть на 10 см больше.
3. Чтобы накрыть верхушку, нужна крышка толщиной не менее 1,3 см. в ней в центре проделывают два отверстия под манометр и золотник. По краю фланца и крышки готовят отверстия под крепеж. Между ними укладывают резиновую прокладку.
4. Чтобы очистить стенки, заливают баллон водой дважды, оставляя на час первую заливку. Далее срезают верхнюю часть, защиту вентиля: от уровня воды до верхней части баллона должно оставаться примерно 15 см. Вырезают круг под диаметр трубы.
5. Выводят трубу под установку манометра, проделав отверстие и уставив трубу длиной 3,5 см и внутренним диаметром 1,5 см.
6. В конце автоклав из газового баллона своими руками очищают и окрашивают.

Как пользоваться автоклавом?

Процесс готовки прост. После укладки банок нагревают содержимое до 110°С, датчик должен показывать не более 0,32 МРа. Нагрев осуществляется постепенно, это может занять порядка часа.

1. Банки для консервирования загружают только одного размера.
2. Предварительно следует закатать крышки.
3. Продукты перед укладкой в автоклав для тушенки тщательно промывают. Нарушать технология нельзя, ведь это приведет к отравлению.
4. В процессе консервирования тара должна находиться полностью в воде, примерный объем воды 30 л.

 

womanadvice.ru