Четыре типа процессов стерилизации паром в автоклавах используются для стерилизации приготовленных и готовых к употреблению упакованных пищевых продуктов.
В автоклавах используются процессы стерилизации паром. Для стерилизации пищевых продуктов, нутрицевтиков и фармацевтических препаратов используются 4 вида процессов, основанных на использовании пара. Пар используется в обоих вариантах: в качестве среды прямого нагрева (например, насыщенный пар) или в качестве среды непрямого нагрева (вода, нагретая паром, используется в процессе погружения в воду). Существуют различные типы автоклавных процессов:
Насыщенный пар – прямой нагрев с помощью пара
- Погружение в воду (вращательное и статическое) – непрямой нагрев с помощью пара
- Распыление воды (вращательное и статическое) [В этот тип также входит каскадное водяное распыление] – непрямой нагрев с помощью пара
- Паровоздушное распыление (вращательное и статическое) — прямой нагрев с помощью пара
Как и во всех видах проектирования и инжиниринга, каждый из процессов имеет свои преимущества и недостатки. У каждого из них есть свои компромиссы, и целью этого блога является общее описание процессов.
Выбор оптимального процесса стерилизации автоклавов
Давайте будем откровенны: ни один процесс стерилизации в автоклавах не является лучшим! Не существует такого понятия, когда один тип (или размер) подходит для всех. Это зависит от конкретного применения. Процессы стерилизации в автоклавах, безусловно, должны оцениваться одинаково. Какой процесс лучше всего подходит для применения? И какой процесс идеально подходит для конкретной емкости?
Давайте рассмотрим каждый из них подробнее, чтобы понять это:
1. Автоклавирование с насыщенным паром
Компромиссы при использовании процесса с насыщенным паром
Плюсы
- Требуются низкие капитальные вложения, особенно при использовании автоклавов из углеродистой стали
- Удобно работать вручную
- Потенциально может использоваться для обработки большинства консервированных продуктов
Минусы
- Для удаления воздуха требуется много пара, и это экономически невыгодный процесс. Потребляется много энергии
- Негибкий – обычно жесткий и используется только для обработки емкостей с тяжелыми боковыми стенками, таких как тяжелые консервные банки
- Большинство хрупких контейнеров, таких как пакеты, пластиковые бутылки и банки, не поддаются обработке
Поскольку технологические автоклавы с избыточным давлением приобретают все большую популярность в связи с появлением новых типов емкостей, требующих стерилизации под избыточным давлением, старые паровые автоклавы трудно превзойти из-за низких капиталовложений, а также простоты конструкции и эксплуатации. Если у вас ограниченный бюджет, а текущий и будущий ассортимент продукции ограничен банками, то идеальным решением могут стать автоклавы с насыщенным паром.
2. Автоклав для погружения в воду (стационарная или вращающаяся).
Процесс погружения в воду является наиболее предпочтительным методом стерилизации продуктов под избыточным давлением. Процесс погружения в воду очень похож на процесс обработки насыщенным паром, при котором продукт изолирован от любого воздействия охлаждающего воздуха – продукт погружается в воду. Но она отличается от автоклава с насыщенным паром, в которой во время стерилизации в сосуд подается воздух.
Избыточное давление создается за счет подачи воздуха или пара поверх воды. В некоторых случаях к пару добавляется воздух (который, в свою очередь, нагревает воздух). Затем нагретый воздух перемешивает воду, поступающую на поверхность, и, в свою очередь, создает давление в обрабатываемой емкости.
Автоклав для погружения в воду универсален в эксплуатации. Поскольку в процессе используется избыточное давление, машина потенциально может обрабатывать большинство, если не все хрупкие емкости.
Автоклав для погружения в воду в свое время занимала второстепенное место по популярности по сравнению с другими типами автоклавов, работающих под избыточным давлением. Однако в последние годы популярность этой машины резко возросла, особенно для всех продуктов, требующих ротационного процесса.
Несмотря на то, что первоначальные затраты намного выше, чем у других автоклавов, это идеальное оборудование для ротационных процессов.
3. Автоклав с водяным распылением (статический или вращающийся)
Процесс стерилизации с использованием насыщенного пара действительно является одним из старейших методов стерилизации в контейнерах. Поскольку воздух считается изолирующей средой, насыщение автоклава паром является необходимым условием процесса.
Для этого процесса характерно, что из автоклава удаляется все количество воздуха путем заполнения емкости паром и выхода воздуха через вентиляционные клапаны. На этапах стерилизации в этом процессе отсутствует избыточное давление, так как воздух не попадает в емкость ни на одном этапе стерилизации.
Однако во время охлаждения может создаваться избыточное давление воздуха, чтобы предотвратить деформацию контейнера.
Процесс распыления воды также является процессом с избыточным давлением, как и погружение в воду, за исключением того, что в этом случае продукт подвергается воздействию воздуха с избыточным давлением.
Это очень похоже на процесс обработки насыщенным паром, при котором пар является движущей силой для достижения центра упакованного продукта. Но процесс распыления воды отличается от процесса обработки насыщенным паром, при котором во время стерилизации в емкость подается воздух.
Затем создается избыточное давление путем подачи воздуха (или пара) в автоклав. Чтобы преодолеть изолирующий эффект воздуха, распылительные форсунки испаряют пар, а затем смешивают его с воздухом. Некоторые автоклавы с водяным распылением также изготавливаются с возможностью вращения.
Автоклав для погружения в воду универсальна в эксплуатации. Поскольку для этого процесса требуется избыточное давление, машина потенциально может работать с большинством, если не со всеми хрупкими контейнерами.
Автоклав с водяным распылением стала одной из самых популярных автоклавных машин в США, прежде всего потому, что она обеспечивает наилучшее соотношение гибкости и требуемых инвестиций. Машины имеют относительно простую конструкцию для работы под избыточным давлением и идеально подходят для статических процессов. С этой машиной также совместимы процессы вращения при низких оборотах в минуту, что повышает ее гибкость. (Следует отметить, что при процессах с частотой вращения более 10 оборотов в минуту может увеличиваться время простоя из-за проблем с распределением тепла, которые могут быть присущи конструкции машины.
4. Паровоздушный автоклав (статический или вращающийся)
Паровоздушный процесс также является процессом с избыточным давлением, как и погружение в воду, за исключением того, что в этом случае продукт подвергается воздействию воздуха с избыточным давлением.
Поскольку воздух под избыточным давлением поступает в автоклав вместе с паром, а пар является единственным присутствующим теплоносителем, в качестве движущей силы используется большой вентилятор, который смешивает пар с воздухом и предотвращает появление холодных пятен в машине. Вентилятор используется в сочетании с перегородочным устройством внутри автоклава для направления нагретой паровоздушной смеси в центр загрузки реторты.
Некоторые паровоздушные автоклавы также изготавливаются с возможностью вращения. Паровоздушные автоклавы универсальны в эксплуатации. Поскольку для этого процесса требуется избыточное давление, машина, как правило, может работать с большинством, если не со всеми хрупкими контейнерами.
Виды обработки автоклавов в пищевой промышленности и принцип их выбора
Проще говоря, автоклава — это закрытый нагреватель под давлением, используемый для разогрева пищевых продуктов в герметичной таре. Для пищевых продуктов, которые запечатаны и упакованы в контейнеры, требующие промышленной асептической стерилизации, можно использовать несколько различных автоклавных систем.
При высокотемпературной стерилизации пищевых продуктов основной мишенью стерилизации является Helicobacter botulinum. Эта бактерия может вырабатывать токсины, которые могут нанести смертельный вред организму человека.
Это термостойкая анаэробная бактерия. Это занимает около трех минут при температуре 121°C. При температуре 100°C он теряет биологическую активность примерно через 6 часов. Конечно, чем выше температура, тем короче время выживания патогена. После научных испытаний стерилизация более целесообразна при температуре 121°C.
В это время упаковка обладает хорошей термостойкостью, а продукты становятся вкуснее. При стерилизации при температуре 121°C значение F в центре блюда достигает 4, и в нем не будет обнаружена бактерия Helicobacter botulinum, что соответствует требованиям коммерческой стерильности.
Типы стерилизационных автоклавов. 1. Существует четыре типа стерилизационных автоклавов с точки зрения методов управления:
1. Тип ручного управления: Все клапаны и водяные насосы управляются вручную, включая подачу воды, нагрев, изоляцию, охлаждение и другие процессы.
2. Электрический полуавтоматический тип управления: давление регулируется с помощью электрического контактного манометра, температура регулируется датчиком (pt100) и импортным регулятором температуры (точность составляет ±1°C), а процесс охлаждения управляется вручную.
3. Компьютерный полуавтоматический тип управления: он использует ПЛК и текстовый дисплей для обработки собранных сигналов датчиков давления и температуры. Он может сохранять процесс стерилизации, обладает высокой точностью управления, а температура может достигать ± 0,3 ° C.
4. Компьютерный тип полностью автоматического управления: все процессы контролируются с помощью ПЛК и сенсорного экрана, и процесс стерилизации может храниться в памяти. Оператору нужно только нажать кнопку запуска. После завершения стерилизации прозвучит автоматический сигнал тревоги, а точность регулирования температуры может достигать ±0,1 °C.
2. Существует четыре типа методов стерилизации:
1. Автоклавы для погружения в воду: Во время стерилизации все продукты в кастрюле замачиваются в горячей воде. Таким образом, распределение тепла происходит относительно равномерно.
2. Паровые стерилизаторы: После того, как продукты помещены в кастрюлю, вода сначала не добавляется, а подается непосредственно пар для разогрева. Поскольку в процессе стерилизации в воздухе в кастрюле будут появляться холодные пятна, распределение тепла при этом способе не самое равномерное.
3. Емкости для распыления воды: В этом методе используются форсунки или распылительные трубки для распыления горячей воды на продукты. Процесс стерилизации осуществляется с помощью форсунок, установленных с обеих сторон или сверху стерилизационной емкости, которые создают волны, похожие на туман. Горячая вода достигает поверхности продуктов, благодаря чему они не только имеют равномерную температуру без «мертвых зон», но и быстро нагреваются и охлаждаются. Она позволяет полностью, быстро и стабильно стерилизовать продукты в кастрюле и особенно подходит для стерилизации продуктов в мягкой упаковке.
4. Паровоздушные стерилизаторы: Этот метод стерилизации был внедрен во Франции. В нем удачно сочетаются паровая и водяная стерилизация распылением. Для обеспечения циклического распыления в емкость добавляется небольшое количество воды. Пар поступает непосредственно в помещение, что обеспечивает высокую эффективность, экономию энергии и защиту окружающей среды, а также подходит для специальных продуктов. для стерилизации.
3. Существует три типа конструкций автоклавов:
1. Автоклавы с одним резервуаром:
2. Двухслойные автоклавы:
3. Параллельные автоклавы с двумя емкостями:
4. Существует три типа материалов для автоклавов:
1. Полностью из нержавеющей стали (материал 304)
2. Из полустали
3. Из углеродистой стали
Принципы выбора автоклавных машин
1. Выбор в основном основывается на точности контроля температуры и равномерности распределения тепла. Если для продукта требуется строгая температура, особенно для экспортной продукции, поскольку распределение тепла должно быть очень равномерным, вам следует попробовать выбрать компьютеризированный автоматический стерилизатор. Функции контроля температуры и давления в компьютерных полуавтоматических стерилизаторах такие же, как и в полностью автоматических, но цена на них в 1/3 раза ниже, чем у полностью автоматических. Исходя из общих требований, вы можете выбрать электрический полуавтоматический стерилизатор. В горшочках для ручной стерилизации трудно проводить стерилизацию. Контроль температуры и давления осуществляется вручную. Трудно контролировать внешний вид продуктов, из-за чего банки (пакеты) часто разбухают и ломаются.
2. Если продукт упакован с газом или к внешнему виду продукта предъявляются строгие требования, вам следует выбрать компьютеризированный полностью автоматический или полуавтоматический стерилизатор.
3. Если продукт представляет собой стеклянную бутылку или жесть, скорость нагрева и охлаждения должна быть регулируемой, поэтому старайтесь не выбирать двухслойную стерилизационную посуду.
4. Если вы хотите сэкономить энергию, вы можете выбрать двухслойный стерилизационный бак. Его особенностью является то, что верхний резервуар предназначен для горячей воды, а нижний — для очистки. Горячая вода в верхнем резервуаре используется повторно, что позволяет значительно экономить пар и позволяет производить более 10 тонн горячей воды в день. предприятия, производящие продукты питания.
5. Если производительность небольшая или бойлера нет, вы можете воспользоваться электрическим и паровым стерилизатором двойного назначения. Принцип заключается в том, что пар генерируется электрическим нагревом в верхнем резервуаре и стерилизуется в нижнем резервуаре.
6. Если продукт обладает высокой вязкостью и в процессе стерилизации его необходимо вращать, следует выбрать вращающуюся стерилизационную емкость.
Компания занимается производством высококачественных автоклавных машин с 28-летней историей, наше оборудование экспортируется более чем в 100 стран, как на внутренний, так и на зарубежный рынок, что было оценено нашими клиентами и коллегами. У нас богатый опыт в производстве различных типов автоклавов для стерилизации пищевых продуктов и напитков с отличным послепродажным обслуживанием. продажи, обслуживание клиентов и гарантия качества. Если вы ищете оборудование такого типа, пожалуйста, оставьте сообщение в нашей форме запроса, и наш профессиональный специалист по продажам предоставит профессиональное решение для поддержки вашего бизнеса.