Стерилизация консервов в закрытом автоклаве

Автоклав представляет собой вертикальный цилиндрический стальной котел со сферическими днищем и крышкой. Верхняя часть автоклава снабжена стальным или чугунным поясом, имеющим в торцевой части круглую канавку, куда укладывается промасленная или графитная набивка, служащая для герметизации автоклава при закрывании крышки.

Вертикальный автоклав

На крышке автоклава имеется продувочный краник, который служит для выпуска воздуха и пара из верхней части аппарата. Под крышкой автоклава установлен кольцевой барботер для холодной воды.

На корпусе автоклава устанавливается предохранительный клапан рычажного типа для выпуска излишнего давления (свыше 0,35 МПа) из автоклава. К цилиндрической части автоклава приварена также камера (коробка), в которой установлены термометр и манометр. Камера соединена цилиндрической трубой с нижней частью автоклава. Такое устройство камеры обеспечивает приток в нее воды из разных мест автоклава и, следовательно, отражение термометром средней температуры воды в аппарате.

Внутри автоклава, в нижней его части, имеется крестовина или круг (кронштейны), на которые ставят сетки (корзины) с банками. Ниже крестовины установлен кольцевой барботер для подачи пара или сжатого воздуха.

Пар и воздух подаются снизу автоклава, вода может удаляться и сверху и снизу, а подаваться для охлаждения — только сверху. Между автоклавом и вентилями устанавливают обратные клапаны, пропускающие пар или воду в одну сторону — от вентиля к автоклаву.

Подлежащие стерилизации банки укладывают в цилиндрические дырчатые стальные корзины, называемые иначе автоклавными сетками. Вместимость сетки около 500 л. Размер перфораций сеток и площадь их общего живого сечения не оговариваются, хотя американские фирмы рекомендуют расстояние между центрами отверстий делать вдвое больше их диаметра. При такой перфорации площадь живого сечения составляет около 20% площади поверхности сеток.

Автоклавные корзины загружаются банками по-разному. Иногда банки укладывают вручную, правильными концентрическими кругами, заполняя сетку ряд за рядом снизу доверху. Это очень утомительная физическая работа, требующая многочасового ритмичного сгибания и разгибания корпуса. Примерно такая же процедура повторяется впоследствии при разгрузке сеток с простерилизованными банками.

Для автоматической загрузки используются специального типа автоклавные корзины с дном, которое может перемещаться в вертикальном направлении. Перед началом загрузки дно устанавливается в положение, когда плоскость его совпадает с плоскостью стола-накопителя банок. С помощью особого механизма банки со стола-накопителя сдвигаются на плоскость дна сетки, которая вслед затем опускается на высоту банки. Сверху кладется металлический лист, служащий приемной плоскостью для следующего ряда банок, по заполнении которого дно корзины вновь опускается на высоту банки, и так до тех пор, пока вся корзина не окажется заполненной.

Когда сетки загружены, их подцепляют на крюк электротельфера или мостового крана и загружают в автоклав. Так же производится выгрузка сеток из автоклава.

Для механизированной выгрузки жестяных банок из автоклавных корзин последние передаются с помощью рольганга к специальному опрокидывателю, который ставит сетку в такое положение, при котором банки высыпаются в приемную ванну, наполненную водой. Вода смягчает удары падающих банок и предупреждает образование вмятин. Далее, проходя по транспортеру, банки через ориентатор выводятся из машины.

Иногда механизация загрузки автоклавных сеток жестяными банками производится безмашинным способом. Автоклавные сетки помещаются в ванну с водой и банки после закаточной машины скатываются в сетки. При таком способе загрузки банки заполняют сетку хаотически, навалом, в результате приблизительно 15% вместимости корзины теряется по сравнению с упорядоченной укладкой банок концентрическими кольцами.

Вместимость автоклава по банкам зависит от их размеров. Это, однако, практически не отражается на массе единовременно автоклавируемой продукции.

С другой стороны, цикл режима стерилизации с увеличением размера банок всегда возрастает, так как формула стерилизации для банок больших размеров всегда «длиннее», чем для банок меньших размеров. Поэтому удельная массовая производительность автоклава с увеличением размеров банок падает. Для примера приведем значения удельной производительности двухсеточного автоклава по обеденным консервам, фасованным в банки разных размеров.

Таким образом, с позиций пропускной способности автоклава выгоднее выпускать консервы в таре меньших размеров.

Удельная производительность автоклава зависит не только от размеров тары, но и от термической инерции пищевого продукта и особенностей его химического состава, которые также определяют длину формулы стерилизации.

Так, естественно, коротки формулы стерилизации фруктовых соков в мелкой таре, «Зеленого горошка», но длинными являются режимы тепловой обработки пюреобразных продуктов типа консервов для детского питания даже в мелкой таре, если требуемое значение летальности для них велико. Отсюда и большой диапазон значений удельной производительности автоклавов.

В качестве греющей среды в автоклавах используют горячую воду и пар, в качестве теплоносителя — пар.

Пар в качестве греющей среды может применяться только в том случае, когда консервы фасованы в жестяную тару и должны стерилизоваться при температуре выше 100 °С под давлением. При этом теплоноситель непосредственно передает теплоту банкам и прогрев их происходит довольно быстро.

Стеклянные банки стерилизуют в автоклавах только водой, подогреваемой паром, но не непосредственно паром, так как при соприкосновении пара, имеющего температуру около 150°С, с относительно холодной поверхностью стекла может произойти термический бой банки. Во избежание этого нужно, чтобы температура греющей среды с самого начала незначительно превышала температуру банки, а ее повышение происходило постепенно. Поэтому для стерилизации стеклянных банок пар используется только в качестве теплоносителя, передающего теплоту консервным банкам через греющую среду — воду. Скорость прогрева аппарата и банок при этом меньше, чем при паровой стерилизации, пар расходуется в значительно больших количествах и менее рационально (количество теплоты, необходимое для подогрева воды, больше, чем для подогрева банок), но зато самый прогрев происходит постепенно и более равномерно. То же относится и к охлаждению стеклянных банок, которое проводят холодной водой, смешивающейся с водой, находящейся в автоклаве, в результате чего температура среды снижается постепенно, и боя банок не происходит. Таким образом, сама вода является своего рода буфером как при нагревании, так и при охлаждении, смягчающим резкие температурные перепады.

Стерилизация горячей водой применяется и для жестяных банок, если температурный режим находится в пределах до 100 °С, а также в тех случаях, когда жестяные банки стерилизуют с применением противодавления.

Источник: Б.Л. Флауменбаум, С.С. Танчев, М.А. Гришин. Основы консервирования пищевых продуктов. Агропромиздат. Москва. 1986