Важность автоклавов в пищевой и консервной промышленности. Что такое автоклавы. Как работают автоклавы. Рабочие процессы в автоклавах

Значение автоклавов в консервной и пищевой промышленности

В сложном мире пищевой промышленности безопасность и качество продукции имеют первостепенное значение. Для достижения этих целей используются различные методы консервирования, направленные на уничтожение или инактивацию микроорганизмов, которые могут вызывать заболевания, при этом особенно эффективны стерилизация и пастеризация.

В случае пищевых продуктов стерилизация включает в себя термический процесс, направленный на уничтожение всех форм жизни, содержащихся в предмете или веществе, включая бактерии, вирусы, грибки и споры. Этот процесс осуществляется путем выдерживания продуктов при температуре выше 100ºC и соответствующем давлении в соответствии с физическими законами в течение определенного периода времени, зависящего от различных факторов.

Автоклавы являются наиболее часто используемым оборудованием для этой цели, благодаря своей универсальности при обработке широкого спектра пищевых продуктов, от консервов до продуктов, упакованных в гибкие контейнеры.

Термический процесс пастеризации чем-то похож на стерилизацию, но протекает при более низких температурах, от 80°С до 100°С, обычно при атмосферном давлении, и требует определенной продолжительности в зависимости от различных факторов. Эти характеристики позволяют при пастеризации снизить уровень бактериальной смертности по сравнению со стерилизацией, но при этом этого достаточно, чтобы гарантировать присутствие упакованного продукта на рынке в течение нескольких месяцев.

В обоих случаях основной целью является обеспечение безопасности пищевых продуктов и качества продукции, замедление порчи, предотвращение инфекций и рисков для здоровья населения, соблюдение существующих правил и продление срока годности, который увеличивается при стерилизации продукта.

Компания Gaictech производит автоклавы и пастеризаторы для пищевой промышленности. Мы полностью осознаем важность того, чтобы эти устройства соответствовали самым высоким нормативным стандартам на рынке.

Что такое автоклавы?

Автоклавы — это стерилизационные устройства, использующие пар или перегретую воду, которые используются в пищевой и фармацевтической промышленности для обеспечения безопасности и качества продуктов.

Принцип их действия основан на термической обработке продукта с использованием теплопроводящей жидкости, такой как пар или перегретая вода, при температуре выше 100ºC и соответствующем давлении, как того требуют законы физики. Этот процесс удаляет патогенные микроорганизмы, такие как бактерии, грибки и вирусы, из упакованных пищевых продуктов, обеспечивая сохранность стерилизованных продуктов в течение определенного периода времени.

Как работают автоклавы?

Принцип работы автоклавов основан на термической обработке продукта путем подачи насыщенного пара или перегретой воды. Передаваемое тепло проникает внутрь продукта, уничтожая микроорганизмы, присутствующие как в продукте, так и в его упаковке. Температура и время выдержки тщательно контролируются, чтобы обеспечить полную стерилизацию с минимальным воздействием на органолептические свойства продукта.

Рассматривая процесс в целом, мы начинаем с загрузки тележек или корзин упакованными продуктами (стеклянными банками, консервными банками, эластичными пакетами и другими), которые сконструированы таким образом, чтобы выдерживать температуру и давление в процессе производства. Затем они помещаются в автоклав, который герметично закрывается для создания контролируемой среды.

Затем начинается термообработка (условия варьируются в зависимости от того, используется насыщенный пар или перегретая вода), пока не будут достигнуты особые условия, требуемые для различных продуктов. Эти условия поддерживаются в течение определенного времени для обеспечения полной стерилизации. Во всех случаях мы имеем в виду:

• Начальная фаза повышения и стабилизации температуры стерилизации (TRT – Заданная температура в реторте) на протяжении всего срока службы автоклава (время выдержки).

• Второй этап включает в себя фактическое время стерилизации, которое определяет коэффициент летальности бактерий.

Продолжительность зависит от типа продукта и геометрии контейнеров, хотя это время можно сократить, повысив температуру, если позволяет продукт.

Затем процесс продолжается регулируемым охлаждением для снижения температуры и давления внутри автоклава, после чего оборудование вскрывается и стерилизованные продукты выгружаются на хранение.

Рабочие системы в автоклавах

Существуют различные операционные системы для автоклавов, каждая из которых имеет свои преимущества и специфическое применение. Эти системы различаются главным образом в зависимости от типа жидкости, которая обеспечивает нагревание в процессе термообработки, и от того, как она управляется в автоклаве, что влияет на энергоэффективность, качество процесса стерилизации и качество конечного продукта. Ниже описаны основные операционные системы, используемые в автоклавах:

1. Распыление пара и воды – SWS:

Эта технология сочетает непосредственную подачу пара с распылением перегретой воды. Пар подается снизу автоклава, а перегретая вода разбрызгивается сверху и по бокам, обеспечивая циркуляцию центробежным насосом. Этот метод обеспечивает равномерное распределение тепла в оптимальные сроки.

• Подходит для любых типов контейнеров для пищевых продуктов.
• Обеспечивает равномерное распределение тепла и плавный температурный перепад.
• Установка пластинчатого теплообменника типа «вода-вода» обеспечивает эффективное охлаждение. Кроме того, охлаждающую воду можно повторно использовать в градирне, сухом охладителе или использовать для рециркуляции из буферного резервуара большой емкости.
• На органолептические качества продукта это практически не влияет, поскольку температурный градиент может регулироваться более мягко на этапах нагрева и охлаждения, что делает его пригодным для приготовления более деликатных продуктов.
• Не улавливает конденсат пара, что может привести к более высокому потреблению энергии по сравнению с другими системами, которые его улавливают.
• При работе с перегретой водой и необходимости создания противодавления с помощью сжатого воздуха для предотвращения деформации емкости, это может привести к появлению небольших пятен ржавчины в зоне герметизации жестяных емкостей, если предварительно не отрегулировать герметик. Эту проблему можно решить, добавив антиоксиданты в воду для рециркуляции.

Насыщенный пар – SST:

Это традиционный метод стерилизации в автоклавах. Для быстрого достижения температуры стерилизации используется насыщенный пар. Особенно рекомендуется для плотных партий, состоящих из небольших контейнеров, или при плохом качестве внешнего покрытия упаковки.

• Эффективен для небольших и жестких банок. Обеспечивает быстрое охлаждение с помощью распылителя или погружения в воду.
• Общее время обработки немного меньше, чем при использовании системы SWS.
• Установка пластинчатого теплообменника типа «вода-вода» обеспечивает эффективное охлаждение. Кроме того, охлаждающую воду можно повторно использовать с помощью градирни, сухого охладителя или использовать для рециркуляции из буферного бака большой емкости.
• Более высокое энергопотребление по сравнению с системой SWS.
• Рекомендуется использовать только в контейнерах, которые выдерживают внутреннее давление и последующую деформацию в процессе термообработки (в основном, в контейнерах из жести хорошей толщины). Не рекомендуется использовать в современных контейнерах с более тонкими стенками.
• Температурный градиент менее мягкий, чем в системе SWS, что может повлиять на органолептические качества некоторых продуктов.

Двойной процесс:

Эта система сочетает в себе две технологии: SWS и SST, предоставляя пользователям гибкость в выборе между любым из методов в зависимости от типа контейнера и требований к продукту.

• Гибкость для обработки широкого спектра емкостей, начиная от маленьких или больших банок и заканчивая алюминиевыми, стеклянными или гибкими контейнерами, для которых могут потребоваться различные методы стерилизации, что позволяет экономить пространство и оптимизировать энергозатраты.
• Стоимость машины несколько выше из-за интеграции обеих систем.

Нагрев с помощью распыления воды:

В этом методе используется внешний теплообменник для косвенного нагрева распыляемой воды вместо подачи пара непосредственно в автоклав.

• Требует минимального технического обслуживания.
• Позволяет восстанавливать конденсат пара, что способствует экономии энергии.
• Может быть интегрирован в систему SWS.
• Обеспечивает эффективное охлаждение с использованием того же теплообменника (на данном этапе теплообмен вода-вода) при тех же условиях, что и для предыдущих систем.
• Как правило, именно эта система обеспечивает максимальную экономию энергии.
• Время отключения несколько больше по сравнению с системами SWS и SST благодаря непрямому нагреву воды.

Каскадный нагрев воды:

Эта система имеет те же характеристики, что и система распыления воды, но обеспечивает циркуляцию воды по ‘каскаду’. Он особенно подходит для контейнеров небольшой площади и служит хорошей альтернативой SWS или системам распыления воды, если это позволяет продукт. Кроме того, первоначальные инвестиции несколько ниже.

Выбор системы управления автоклавом зависит от конкретных требований к процессу стерилизации и типу обрабатываемого контейнера, а также от конкретных условий каждого клиента. Двойные системы, сочетающие в себе множество технологий, обеспечивают гибкость и эффективность, позволяя пользователям оптимизировать процессы стерилизации без ущерба для качества или безопасности продукции.

Выбор методов работы автоклава в конечном счете будет зависеть от детального изучения затрат и производительности.

Если у вас есть какие-либо сомнения относительно того, какой автоклав лучше всего подходит для вашего предприятия и производственного процесса, мы можем проконсультировать и предложить наиболее подходящее решение для удовлетворения ваших потребностей. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о нашем оборудовании.