Пищевое оборудование

Автоклавы, пастеризаторы и стерилизаторы

Для обеспечения длительного хранения продуктов в герметичной потребительской таре необходимо осуществить пастеризацию или стерилизацию, в результате чего прекращается жизнедеятельность микроорганизмов.

Тепловая обработка продукции при температуре до 100 °С называется пастеризацией и осуществляется при атмосферном давлении. Тепловая обработка при температуре свыше 100 °С называется стерилизацией. Для того чтобы не было разгерметизации банок под действием развивающегося внутреннего давления, этот процесс проводится при избыточном давлении, которое создается водой, паром или паровоздушной смесью.

Температуру и продолжительность тепловой обработки устанавливают в зависимости от вида микроорганизмов и их спор, кислотности продукта, химического состава консервов, условий проникновения тепла и размера банки.

Режим стерилизации в аппаратах периодического действия условно выражается формулой

(А+В+С)/t,

где А — продолжительность нагрева, мин; В — продолжительность стерилизации, мин; С — продолжительность охлаждения, мин; t— температура стерилизации, °С.

При прогреве консервов в течение времени А внутри банки увеличивается давление. Необходимое противодавление, которое следует создать, чтобы предупредить разрушающую деформацию, должно быть равно или больше давления в банке р2, уменьшенного на допустимую разницу давлений Δрд. Для жестяных банок допустимая разница давлении установлена экспериментально и не должна превышать: для банок диаметром 72,8 мм — 0,14 МПа; 83,4 мм — 0,11 МПа; 99 мм — 0,09 МПа и 153,1 мм — 0,04 МПа.

Давление внутри банки р2 (кПа) определяется в виде:

Давление внутри банки р2 (кПа) определяется в виде

где р’n и р»n  — парциальное давление водяного пара при температуре укупоривания и стерилизации, кПа; р1 и р2 — давление в банке во время ее укупоривания и во время стерилизации, кПа; V1 и V2 — объем пространства в банке, не заполненного продуктом (объем воздуха), до и во время стерилизации, см3; Т1  и  Т2 — температура продукта, паров и воздуха в банке во время укупоривания и стерилизации, °С.

Автоклав

Стерилизаторы периодического действия обычно называют автоклавами. Они бывают вертикальными и горизонтальными. Широкое применение на консервных заводах в нашей стране получили вертикальные автоклавы с неподвижной корзиной. Для интенсификации процесса прогрева и обеспечения равномерного проникновения теплоты к центру банки на отдельных заводах применяют горизонтальные автоклавы с вращающимися корзинами.

Автоклавы Б6-КАВ-2 и Б6-КАВ-4

Автоклавы Б6-КАВ-2 и Б6-КАВ-4 (таблица 1) предназначены для стерилизации герметически укупоренных банок с продуктом при температуре свыше 100 0С.

Таблица 1 - Техническая характеристика автоклавов
Таблица 1 — Техническая характеристика автоклавов

Автоклав Б6-КАВ-2

Автоклав Б6-КАВ-2 (рисунок 1) состоит из корпуса 3, крышки 4, корзин 10, штуцера 9 для подключения регулятора, арматуры для соединения с магистралями пара, воды, воздуха и для спуска конденсата.

Рисунок 1 - Автоклав Б6-КАВ-2
Рисунок 1 — Автоклав Б6-КАВ-2

Сварной корпус автоклава состоит из цилиндрических обечаек толщиной 6 мм и днища толщиной 8 мм. На корпусе установлены манометр 8, термометр 7 и датчики регулятора. В низу корпуса расположены паровой барботер 11 и сливной патрубок со стаканом.

Фланцы крышки и корпуса прижимаются один к другому с помощью быстродействующего зажима 2, состоящего из пятнадцати секторных захватов, укрепленных на кольце из пружинной полосовой стали, и рычажной системы для стягивания и разведения поясного зажима. На крышке имеются штуцера для предохранительного клапана 5 и пробно-спускного крана 6.

Крышка имеет уравновешивающее устройство 1 , облегчающее открывание и закрывание ее.

Наполненные банками корзины устанавливаются в автоклаве одна на другую, после чего крышка закрывается.

Сосуд заполняется водой, а через барботер подается пар. Воздушным компрессором создается и поддерживается в системе постоянное давление. По истечении времени, необходимого для стерилизации, пар и горячая вода постепенно вытесняются из аппарата поступающей холодной водой. После охлаждения корзины с банками выгружаются из аппарата.

Инжекционный стерилизатор для асептического консервирования

Инжекционный стерилизатор применяют для асептического консервирования, при котором продукт подвергается кратковременной стерилизации при высоких (до 140 °С) температурах.

Затем он быстро охлаждается и фасуется в асептических условиях.

Стерилизацию проводят в пластинчатых или трубчатых теплообменниках, а также в пароконтактных стерилизаторах. В этих аппаратах продукт смешивается с инжектируемым паром высокого давления и затем его охлаждают в вакуум-камере. Преимуществами таких стерилизаторов являются отсутствие пригорания продукта, значительное сокращение продолжительности нагрева по сравнению с пластинчатыми теплообменниками. Охлаждение продукта в вакуум-камере происходит почти мгновенно.

Принципиальная схема инжекционного стерилизатора показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Принципиальная схема инжекционного стерилизатора
Рисунок 2 — Принципиальная схема инжекционного стерилизатора

Продукт насосом 1 нагнетается в инжекционную головку 2, в которой он смешивается с острым паром, проходящим через отверстие 3. Благодаря интенсивному перемешиванию мешалкой, установленной на валу 4, продукт равномерно нагревается до температуры, соответствующей давлению пара. При этой температуре продукт находится в трубке 5 необходимое для стерилизации время.

После вторичного перемешивания мешалкой 6 продукт поступает в вакуум-камеру 9 через обратный клапан 7. За счет резкого сброса давления происходит самоиспарение воды из продукта и охлаждение его до 35…37 °С. Образовавшиеся в вакуум-камере 9 вторичные пары по трубе 8 направляются в конденсатор, соединенный с вакуум-насосом.

Продукт по барометрической трубке 10 перемещается к продуктовому насосу 11 и нагнетается им в наполнитель или асептическую емкость.

Температура стерилизации регулируется давлением и количеством острого пара, подаваемого в инжекционную головку.

Пастеризаторы

Для пастеризации отдельных видов консервов используют ленточные или конвейерные аппараты, у которых транспортирующий механизм перемещает продукцию в банках или бутылках через тоннель, разделенный на три зоны: подогрева, пастеризации и охлаждения.

Пастеризация жидких продуктов (соков, пюре и т. п.) может осуществляться в специальных проточных пластинчатых или трубчатых установках, в которых продукт последовательно прокачивается через три секции: подогрева, пастеризации или стерилизации и охлаждения.

Установка непрерывного действия А2-КПО для пастеризации и охлаждения с тепловым эксгаустированием томатного сока

Установка непрерывного действия А2-КПО предназначена для пастеризации и охлаждения с тепловым эксгаустированием томатного сока в трехлитровых банках в непрерывном потоке.

Техническая характеристика установки А2-КПО:

Техническая характеристика установки А2-КПОУстановка (рисунок 3) состоит из наполнителя 1 для трехлитровых банок, эксгаустера 2 (АГ-КПО/3), закаточной машины 3, подающего конвейера 4 (А2-КПО/2), пастеризатора-охладителя 5 (А2-КПО/1), выгрузочного конвейера 6.

Рисунок 3 - Установка А2-КПО
Рисунок 3 — Установка А2-КПО

Эксгаустер 2 предназначен для теплового эксгаустирования (прогрев паровоздушной смеси в незаполненном пространстве банки) сока с целью снижения давления в банке и ликвидации брака от срывания крышек. Он представляет собой камеру нагрева с пластинчатым конвейером, с каждой стороны которого находится по шесть ламп инфракрасного излучения типа КГ 220-1000-6У4. Подающий конвейер передает банки с соком от закаточной машины на транспортерную сетку пастеризатора-охладителя. Над конвейером имеется толкатель, который перемещает ряд из 10 банок на транспортную ленту.

В камере пастеризации банки обдуваются снизу горячим воздухом.

Камера комбинированного охлаждения состоит из двух участков: охлаждение банок воздухом и охлаждение банок водой (душирование) при температуре 20…25 °С.

Охлажденные банки переходят на выгрузочный транспортер, которым направляются на дальнейшую обработку.

Деаэратор-пастеризатор ДПУ для деаэрации фруктовых и ягодных соков

Деаэратор-пастеризатор ДПУ предназначен для деаэрации фруктовых и ягодных соков путем глубокого вакуумирования в тонкой пленке с последующей пастеризацией и охлаждением.

Деаэратор-пастеризатор (рисунок 4) имеет три секции (пастеризации, регенерации, охлаждения) и состоит из пластинчатого аппарата (пастеризатора) 2 , сокового насоса 8, вакуум-насоса 7, выдерживателя 5, площадки 6, бойлера 3, уравнительного бака 4, дозатора 1 и насоса 9 для горячей воды.

Рисунок 4 - Деаэратор-пастеризатор ДПУ
Рисунок 4 — Деаэратор-пастеризатор ДПУ

Пастеризатор служит для подогрева сока до определенной температуры пластинами, нагретыми встречным потоком горячей воды. Он состоит из нажимной плиты, промежуточных плит и теплопередающих пластин из нержавеющей стали. Пластины в аппарате разделены на три секции, которые отделяются одна от другой промежуточными плитами.

Выдерживатель 5 служит для выдержки в нем сока. Уравнительный бак 4 предназначен для обеспечения постоянного уровня сока. Внутри бака находится поплавковый регулятор.

Деаэратор представляет собой цилиндр из нержавеющей стали с конусным днищем и стеклянной крышкой. Внутри деаэратора установлены два перфорированных цилиндра, верхний цилиндр соприкасается торцами со стеклянной крышкой деаэратора. Верхняя часть деаэратора соединена с пеноуловителем. Для контроля уровня сока в нижней части установлено смотровое окно.

Соковый насос 8 откачивает деаэрированный сок и подает его в секцию регенерации.

Бойлер 3 служит для подогрева воды паром, насос — для подачи горячей воды в секцию пастеризации.

Система автоматического регулирования предусматривает: поддержание заданной температуры пастеризации сока (87 ± 2 °С) с помощью электронного регулирующего прибора.

Деаэратор-пастеризатор работает следующим образом. Сок, подлежащий пастеризации, из сборника подается в уравнительный бак 4, откуда под действием вакуума засасывается в деаэратор и через сопло направляется на стеклянную крышку деаэратора. Растекаясь по поверхности крышки, сок тонкой пленкой стекает вниз по перфорированному цилиндру и подвергается деаэрации. Деаэрированный сок откачивается соковым насосом 8 и подается в секцию регенерации пластинчатого аппарата 2. Уровень сока в деаэраторе поддерживается в заданных пределах с помощью электронного сигнализатора уровня. В секции регенерации аппарата холодный сок с температурой 18 °С подогревается пластинами, нагретыми встречным потоком горячего сока. Далее сок поступает в секцию пастеризации аппарата, где подогревается до температуры 87 °С пластинами, нагретыми встречным потоком горячей воды с температурой 88 °С. Из секции пастеризации сок поступает в выдерживатель, в котором находится в течение 72 с, и через автоматический перепускной клапан направляется в секцию регенерации. Здесь пастеризованный сок отдает большую часть своего тепла вновь поступающему холодному соку. Преждевременно охлажденный в секции регенерации сок поступает в секцию водяного охлаждения, в которой охлаждается до температуры 20…25 °С.

В случае падения температуры пастеризации ниже 87 °С автоматически срабатывает перепускной клапан, недопастеризованный сок через штуцер клапана возвращается в уравнительный бак для повторной стерилизации. Сок в секции пастеризации подогревается через пластины горячей водой.

Вода подогревается в бойлере 3 паром и подается в секцию пастеризации насосом. Для охлаждения сока используется холодная вода. При необходимости работы установки без деаэрации деаэратор отключается от общей системы трехходовым краном и насос может перекачивать сок из уравнительного бака в пластинчатый аппарат.

Техническая характеристика деаэратора-пастеризатора ДПУ:Техническая характеристика деаэратора-пастеризатора ДПУ