Горизонтальные автоклавы в мясной промышленности: особенности современных конструкций
- 03.12.2018 13:41
С.Б. Вербицкий, к.т.н.,
Л.Н. Борсолюк
Институт продовольственных ресурсов НААН
Украина, г. Киев
Важнейшей, с точки зрения обеспечения качества и безопасности мясных консервов, технологической операцией является их стерилизация. Для ее осуществления используют разнообразные технические средства, прежде всего давно применяемые на практике вертикальные автоклавы. Увеличение мощности консервных предприятий нашло свое отражение в появлении высокопроизводительных стерилизаторов непрерывного действия — пневматических, гидростатических и пневмогидростатических, а также оригинальных автоклавов, в которых банки обрабатываются без корзин. Впрочем, наиболее приемлемыми для крупных предприятий — и в технологическом, и в экономическом отношении — признаны горизонтальные автоклавы периодического действия, в которых банки стерилизуются в корзинах, вращающихся или неподвижных.
На рис. 1 показана схема горизонтального парового ротационного автоклава периодического действия. Для поддержания необходимого баланса между температурой стерилизации и давлением в аппарате используется сжатый воздух. Требуемая гомогенность паровоздушной смеси достигается с помощью вентилятора. Корпус оборудован двумя дефлекторами, разделяющими его полость на две половины. Паровоздушная смесь засасывается вентилятором снизу и нагнетается в пространство между корзиной и стенкой корпуса, откуда теплоноситель равномерно проходит сквозь корзины. Вентилятор и дефлекторы ориентированы соосно барабану, поэтому поток тепло-носителя вращается вместе с ним. Система управления позволяет эффективно согласовывать давление в автоклаве с давлением в банках, что имеет большое значение при стерилизации продукции в тонкой жести и в стеклобанке (рис. 2).
Рис. 1 Горизонтальный паровой ротационный автоклава периодического действия немецкой фирмы Lubeca (в составе группы SCHOLZ Autoclaves). А Общая схема автоклава: 1) циркуляция; 2) корзина; 3) несущий ролик; 4) привод вентилятора; 5) привод барабана. Б Циркуляция греющей среды.
В Действие вентиляционной системы.
Рис. 2 Горизонтальный паровой ротационный автоклава периодического действия немецкой фирмы Lubeca. Фазовая диаграмма процесса
Для небольших и средних консервных производств предназначен автоклав Rotomat немецкой фирмы Stock (входит в состав dft technology). Схема автоклава Rotomat изображена на рис. 3. Приступая к осуществлению процесса стерилизации, устанавливают требуемые значения температуры и давления, продолжительность стерилизации и охлаждения, а также скорость вращения перфорированного барабана (n = 45-50 об./мин). Корзины с консервами загружают вручную, фиксируют банки прижимной плитой и герметизируют камеру стерилизации, которая начинается после открытия клапана подачи горячей воды из бойлера. Когда стерилизация завершена, клапан, соединяющий бойлер с камерой стерилизации открывается, и горячая вода протекает в бойлер под давлением холодной воды, подаваемой в камеру для охлаждения банок, происходящего, как и стерилизация, при одновременном вращении банок. В то время, когда консервы охлаждаются, в бойлере происходит нагрев воды для следующей партии продукции.
Рис. 3. Схема автоклава Rotomat немецкой фирмы STOCK (ныне в составе dft technology): 1) стерилизационная камера; 2) линия подачи воды; 3) линия подачи пара; 4) бойлер; 5) корпус стерилизатора; 6) пульт управления; 7) дверь загрузки; 8) рельсовый путь; 9) корзины с консервами
Как правило, при стерилизации в ротационном автоклаве перевернутые вверх дном банки вращаются вдоль продольной оси или двигаются вперед и назад, благодаря чему при наличии в банке жидкости ускоряется теплопередача; значительно сокращается продолжительность стерилизации; отсутствует негативное воздействие нагревания; при охлаждении не возникает расслоения. Современный промышленный автоклав STOCK производства фирмы dft technology показан на рис. 4.
Рис. 4 Современный горизонтальный автоклав STOCK — продукция фирмы dft technology (Германия)
Известным специализированным производителем горизонтальных автоклавов, французской фирмой STERIFLOW, предложена конструктивная схему осуществления стерилизации с водным каскадом (рис. 5). Внутренний контур автоклава Barriquand STERIFLOW состоит из циркуляционного насоса, соединенного с нагреваемой стороной пластинчатого теплообменника PLATURAL, а наружный контур составляют трубопроводы входа и выхода, подключенные к патрубкам греющей стороны теплообменника (рис. 6). Являющаяся теплоносителем вода в процессе нагрева проходит через внутренний контур теплообменника и нагревается поступающим в его наружный контур паром. Чтобы процесс нагревания подвергаемого стерилизации продукта был равномерным по всему объему, циркуляционная вода через водораспределитель равномерно орошает банки. Для понижения температуры в наружный контур теплообменника подается охлаждающая вода, которая отбирает теплоту от циркуляционной воды, не имея непосредственного контакта со стерилизуемыми банками. Автоклавы STERIFLOW отличаются умеренным энергопотреблением благодаря запатентованной технологии «водного каскада», которая предусматривает нагрев продукции струями водой, способствующий интенсификации теплообмена и надлежащей равномерности температурного поля. Пластинчатый теплообменник PLATULAR полностью изготовлен из нержавеющей стали без прокладок, что обеспечивает высокую эффективность теплопередачи, компактность, умеренную материалоемкость и увеличенный срок службы. Особенностью конструкции автоклава Barriquand STERIFLOW является то, что она исключает риск теплового удара для стеклянной тары и обеспечивает стерилизацию продукции в различной упаковке: стеклянной, металлической и пластиковой. Технология «водного каскада» автоклава Barriquand STERIFLOW позволяет реализовать мягкий режим термической обработки продукции и использовать современные полимерные упаковки для хранения пищевых продуктов. В зависимости от потребности производства, установки STERIFLOW можно применять в качестве стерилизатора-охладителя, пастеризатора-охладителя либо варочного аппарата-охладителя. Для обеспечения эффективности устройства и облегчения работы обслуживающего персонала служит конвейер автоматической загрузки корзин, позволяющий оперативно заполнять корзину перед началом цикла и выгружать готовую продукцию по его окончании. Автоклавы STERIFLOW выпускаются как в статическом, так и ротационном (рис. 7) варианте.
Рис. 5 Водный каскад в рабочей полости автоклава STERIFLOW
Рис. 6 Схема горизонтального автоклава STERIFLOW: 1) дверца с ручной или механической блокировкой; 2) равномерное распределение воды через корзины; 3) теплообменник; 4) корзина с продукцией; 5) вывод конденсата; 6) циркуляционный насос; 7) впуск пара; 8) подвод охлаждающей воды; 9) отвод охлаждающей воды; 10) вывод конденсата; 11) вход сжатого воздуха; 12) выход сжатого воздуха; 13) подача воды для восстановления уровня; 14) ручной спускной клапан.
Рис. 7 Ротационный горизонтальный автоклав STERIFLOW
Литература
1. Карпова, Г. В. Общие принципы функционального питания и методов исследования свойств сырья продуктов питания / Г.В. Карпова, М.А. Студянникова; Оренбургский гос. ун-т. — Оренбург. ОГУ, 2012. — 214 с.
2. Кайм, Г. Технология переработки мяса. Немецкая практика / Г. Кайм: пер. с нем. — СПб.: Профессия, 2008. — 488 с., ил.
3. Красиловец, И.Н. Секреты успешной стерилизации / И.Н. Красиловец // Оборудование для пищевой промышленности. — 2008. — № 2(3) — С. 42,43.
4. Красиловец, И.Н. Автоклавирование консервов по технологии «водяного каскада» / И.Н. Красиловец // Оборудование для пищевой промышленности. — 2008. — № 3(4) — С. 30–33.
