Управление автоклавом в пищевой промышленности с использованием контроллера

Зачем использовать промышленный контроллер?

Контроллер обеспечивает высокое качество автоклавирования и производительность. Особенности, делающие его идеальным для автоклавов, включают:

▲ Автоматический контроль температуры для повышения производительности и эффективности работы.

▲ До десяти профилей заданных значений, включая гарантированное линейное изменение и выдержку с индивидуальным гистерезисом для точных температурных профилей и улучшения качества продукции.

▲ Специальная передняя панель для профилей линейного изменения/выдержки.

▲ Три дисплея, показывающие целевую заданную точку, оставшееся время сегмента и текущий сегмент.

▲ Быстрый запуск с автоматическим поиском заданного значения.

▲ Прямое подключение входов термометров сопротивления и/или термопар снижает затраты на установку.

▲ Легко очищаемая передняя панель IP66.

Особенности и преимущества

Точные профили заданных значений улучшают качество, стабильность и производительность. Модель оснащена генератором профилей заданных значений линейного изменения/выдержки с настраиваемым гистерезисом. Он может быть запрограммирован с использованием до 10 температурных профилей и имеет максимум 99 сегментов, которые можно распределять по программам.

Настраиваемый гистерезис обеспечивает гибкость установки верхних и нижних пределов сегментов линейного изменения и выдержки для достижения конкретных требований процесса.

Гарантированное изменение процесса предусмотрено в профиле. Эта функция полезна в ситуациях, когда могут возникнуть колебания пара. Например, при доведении процесса до желаемой заданной температуры гарантированное изменение процесса пытается гарантировать, что процесс идет в ногу с возрастающей заданной точкой. Если это невозможно, изменение заданного значения задерживается до тех пор, пока процесс не окажется в пределах заданного диапазона гистерезиса.

Гарантированное замачивание обеспечивает поддержание температуры и продолжительности замачивания на заданных значениях.

Комплексные дисплеи для улучшения работы

Большой специальный дисплей на передней панели позволяет оператору видеть отображаемую информацию на расстоянии. Эта информация включает в себя целевую заданную точку, оставшееся время основного сегмента выдержки и работающий сегмент. Контроллер также включает индикаторы состояния, показывающие, находится ли профиль в сегменте линейного изменения или выдержки. Специальные клавиши позволяют легко управлять профилем.

Кнопки:

  • Пуск
  • Удержание
  • Стоп
  • Увеличение времени/температуры
  • Уменьшение времени/температуры

Прямое подключение ввода-вывода снижает затраты на установку. В контроллере входы термометра сопротивления или термопары подключаются непосредственно к прибору. Линеаризация и ранжирование выполняются автоматически. Это не только упрощает установку, но и снижает затраты на установку, устраняя необходимость в специальных клеммных панелях или преобразовательном оборудовании.

Применение

Большая часть продуктов питания, потребляемых каждый год, сохраняется путем упаковки их в герметично закрытые контейнеры в процессе, известном как консервирование. Одним из наиболее важных этапов консервирования пищевых продуктов является «термическая обработка», чаще называемая автоклавированием. При этой операции необходимо соблюдать строгие требования, касающиеся как времени, так и температуры, и повторять партию за партией для получения стерильного продукта и однородного качества.

Обработка осуществляется партиями с использованием цилиндрического сосуда под давлением, называемого автоклавом. Автоклавы подразделяются на вертикальные и горизонтальные, в зависимости от положения ее длинной оси. Вертикальный автоклав загружается сверху, тогда как горизонтальный автоклав загружается с одного конца. В автоклаве любого типа консервированный продукт готовится одним из двух процессов:

▲ Варка на пару для продуктов, хранящихся в металлических контейнерах

▲ Варка на пару для продуктов, хранящихся в стеклянных банках. Варка на пару осуществляется в атмосфере пара, лишенной воздуха, а варка в воде делается в воде, нагретой паром.

Процесс автоклавирования – приготовление на пару

Последовательность приготовления одинакова как в вертикальных, так и в горизонтальных автоклавах:

  • Загрузите в автоклав консервированные продукты
  • Закройте крышку или дверцу
  • Выпустите воздух из автоклава
  • Поднимите температуру приготовления
  • Готовьте продукт в течение заданного периода времени
  • Либо охладите с водой под давлением. (обычно используется для больших банок) или сброса давления (обычно используется для маленьких банок)
  • Охлаждение водой при атмосферном давлении
  • Разгрузка автоклава

Загрузка, блокировка крышки или дверцы и выгрузка выполняются исключительно вручную.

Период вентиляции

Вентиляция автоклав является первым шагом в цикле приготовления и происходит после того, как дверца или крышка плотно завинчены на загруженный автоклав. Его цель – удалить воздух из автоклава. Пар используется для удаления воздуха из автоклава, чтобы получить атмосферу, состоящую только из пара. Важно удалить воздух из автоклава до начала варки, потому что воздух из-за плохой теплопроводности действует как изолятор, препятствуя правильному приготовлению консервированного продукта. Правильная вентиляция достигается за счет продувки в течение заданного периода времени и до желаемой температуры — никаких сокращений не существует.

Период повышения температуры для приготовления

Этот период наступает после завершения периода вентиляции и является промежуточным периодом от температуры вентиляции до температуры приготовления.

Период приготовления

Этот период необходим для правильного приготовления продукта, тем самым уничтожая любые организмы, которые могут впоследствии его испортить. Эти организмы, называемые спорами, способны выдерживать несколько часов атмосферной температуры кипения воды, но разрушаются за короткое время при температуре от 116 до 121°C (от 240 до 250°F). Правильная температура и продолжительность приготовления одинаково важны для достижения желаемых целей. Переваривание не только увеличивает затраты, но и приводит к потере вкуса или внешнего вида готового продукта.

Период сброса давления

Давление в автоклаве, возникающее в результате приготовления пищи при высокой температуре в закрытом сосуде, должно быть сброшено, прежде чем продукт можно будет безопасно извлечь. Если равтоклав заполнен небольшими баллонами, давление можно немедленно снизить до атмосферного с помощью процесса, известного как продувка.

Однако если в автоклаве находятся большие банки, перед продувкой необходимо снизить их внутреннее давление, чтобы предотвратить их взрыв или деформацию. Снижение внутреннего давления в банке достигается путем циркуляции охлаждающей воды через автоклав при поддержании давления в автоклаве на уровне, достигнутом во время варки, путем подачи воздуха под давлением. Когда внутреннее давление в баллоне упадет до безопасного значения, о чем свидетельствует падение температуры охлаждающей воды на выходе из автоклава до желаемого значения, продувка может произойти без угрозы возможного повреждения.

Период водяного охлаждения

Чтобы увеличить производительность автоклава, небольшие банки вынимают из автоклава сразу после продувки и погружают в охлаждающий канал перед маркировкой. Банки большего размера после охлаждения в автоклаве могут потребовать дальнейшего охлаждения таким же образом. Определяющим фактором является температура продукта в момент его упаковки в коробки.

Эта температура имеет решающее значение, поскольку банки, которые слишком прохладны, могут заржаветь снаружи, в то время как банки, которые слишком теплые до того, как их упаковывают в коробки и плотно укладывают на хранение, будут остывать слишком медленно и будут повреждены из-за «ожога стопки» или испорчены из-за создания условий, способствующих рост термофильных бактерий.

Охлаждающий канал представляет собой заполненный холодной водой канал прямоугольной формы рядом с автоклавом, через который протягиваются корзины с консервами после их выгрузки из автоклава. Длина канала, температура воды и скорость конвейера определяют конечную температуру банки. Когда вместо автоклава для окончательного охлаждения используется охлаждающий канал, сокращение времени цикла автоклава увеличивает производительность.

Автоклавный процесс: продукт варки в воде в стеклянных банках обрабатывается в автоклаве, наполненной водой, которая нагревается паром. Самые верхние банки должны быть покрыты водой на 4–6 дюймов на протяжении всего цикла, и воду необходимо перемешивать, чтобы обеспечить равномерное приготовление.

Хорошее перемешивание нагретой воды достигается за счет подачи воздуха в линию подачи пара для создания пузырькового действия. Чтобы крышки банок оставались плотно закрытыми, давление в автоклаве поддерживается немного выше внутреннего давления банок. Создание давления в автоклаве также означает, что можно достичь температуры приготовления, превышающей 100°C (212°F).

Период предварительного нагрева

На первом этапе вертикальный автоклав наполняется водой перед загрузкой банок. На последующих стадиях вода, использованная для охлаждения последней партии, остается в автоклаве. Температура этой воды слишком низка для следующей партии банок, наполненных горячим продуктом (стекло не выдерживает термического удара более 50°F), поэтому перед погружением банок ее необходимо нагреть паром до заданной температуры. Эта операция называется предварительным нагревом. Температура воды для предварительного нагрева не должна превышать температуру продукта более чем на 15°F, чтобы избежать повышения внутреннего давления в банке, которое может привести к открытию крышек банки, и предотвратить преждевременное приготовление продукта. Предварительный нагрев в горизонтальном автоклаве невозможен, поскольку перед добавлением воды необходимо загрузить банки и закрыть дверцу. Вода, используемая для заполнения автоклава, должна быть предварительно нагрета снаружи.

▲ Период повышения температуры для приготовления. Период, в течение которого вода нагревается от начальной температуры до температуры приготовления, называется периодом «повышения температуры для приготовления» и должен быть сведен к минимуму, чтобы предотвратить переваривание.

▲ Период приготовления. Температура и время имеют решающее значение по тем же причинам, что и при приготовлении на пару.

▲ Период охлаждения под давлением Внутреннее давление в банке должно быть снижено настолько, чтобы предотвратить принудительное открытие крышек банок после приготовления. Для этого давление в автоклаве поддерживается выше внутреннего давления в банке, поскольку охлаждающая вода циркулирует через автоклав для охлаждения продукта и снижения давления в банке. Снижение температуры производится быстро, чтобы остановить приготовление продукта.

▲ Период сброса давления После того, как банки достаточно остынут, давление в автоклаве можно снизить до атмосферного (продуть) без опасности для контейнеров.

▲ Период атмосферного охлаждения. После продувки и при открытой крышке или дверце автоклава охлаждающая вода может циркулировать через автоклав для продолжения процесса охлаждения продукта. Альтернативно, перед маркировкой банки можно снять и погрузить в охлаждающий канал.