Теоретическая часть. Для прекращения жизнедеятельности микроорганизмов в продукте и создания условий для

Для прекращения жизнедеятельности микроорганизмов в продукте и создания условий для его длительного хранения он подвергается тепловой обработке при температуре до 100 °С (пастеризации) или при температуре свыше 100 °С (стерилизации) [1].

Продолжительность и температура тепловой обработки устанавливаются в зависимости от консистенции продукта, его физических свойств (удельная теплоемкость, динамическая вязкость, удельная теплопроводность), вида микроорганизмов и их спор, кислотности, материала и размера тары, начальной температуры продукта, химического состава консервов, температуры пара или воды в автоклаве, условий проникновения теплоты и др.

Режим стерилизации определяется временем прогревания консервов до температуры стерилизации и продолжительностью выдерживания консервов при этой температуре (так называемое летальное для микроорганизмов время).

При нагреве продукта в течение времени внутри банки увеличивается давление. Повышение температуры продукта и банки при стерилизации консервов приводит к увеличению давления в последней. Разность между давлениями по обе стороны стенки банки может достичь таких значений, при которых происходят деформация или нарушение герметичности жестяных банок, срыв крышек со стеклянных банок [4].

Чтобы в период стерилизации и, особенно, во время охлаждения давление в банке не превышало допустимое, создают искусственное противодавление с наружной стороны банки (в аппарате) при помощи сжатого воздуха или воды. Противодавление зависит от следующих факторов: температуры продукта при закатывании и стерилизации; давления в пространстве, не заполненном продуктом при закатывании банки; степени наполнения банки продуктом; теплового расширения продукта и банки; изменения объема банки вследствие выгиба концов; набухания коллоидных частиц.

Давление насыщенных водяных паров обусловливается температурой продукта, заполняющего банку. При повышении температуры оно увеличивается и во время стерилизации достигает в отдельных случаях 0,3...0,4 МПа.

Большую опасность представляет уменьшение объема незаполненного пространства в банке вследствие деформации крышки (прогиба внутрь банки) под действием большого противодавления извне. Значительно увеличивается внутреннее давление, способное затем в конце стерилизации и при переходе к охлаждению сорвать крышку.

В банках, укупоренных крышками, снабженными односторонними клапанами, не требуется при стерилизации создавать противодавление. Объясняется это тем, что во время стерилизации давление в банке почти всегда равно давлению в автоклаве вследствие выхода из банки смеси пара и воздуха. При последующем охлаждении в таких банках образуется значительный вакуум.

Консервы, имеющие повышенную кислотность (компоты, соки и др.), подвергают стерилизации при температуре 100 °С в кипящей воде в аппаратах, работающих при атмосферном давлении.

Овощные закусочные, рыбные и мясные консервы стерилизуют при температуре 110...120 °С в аппаратах, работающих под давлением выше атмосферного. Стерилизация под давлением при температуре, превышающей 100 °С, проводится и водяном паре без противодавления и с воздушным противодавлением или в воде с воздушным либо водяным противодавлением.

Снижение давления в автоклаве приводит к срыву крышек или деформации банок, поэтому на всех трубопроводах, по которым поступают пар, вода или воздух, устанавливают обратные клапаны между автоклавом и вентилем. На коммуникации автоклава устанавливают только паровые вентили.

Охлаждение консервов, в особенности в стеклянной таре, является одним из самых ответственных процессов. Термостойкость стекла при охлаждении значительно ниже, чем при нагреве, поэтому наружные слои стенки стеклянной банки испытывают сжимающие усилия, в то время как при охлаждении в них возникают растягивающие усилия.

Режим стерилизации в аппаратах условно выражается формулой

,

где , , - соответственно время нагрева банок до температуры стерилизации , °C; время стерилизации и время для снижения давления и температуры в автоклаве, мин.

В зависимости от режима стерилизации аппараты классифицируют на периодически и непрерывно действующие, работающие при атмосферном давлении и выше.

Автоклавы изготовляют двух типов: вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные автоклавы применяют для стерилизации консервов в жестяной таре, вертикальные - для всех видов консервов, как в жестяной, так и в стеклянной таре, поэтому они получили широкое распространение на консервных заводах [4].

Автоклав (рис. 1) состоит из корпуса 3, крышки 4, корзин 10, программного регулятора 9 и арматуры для подключения к магистралям пара, воды, воздуха и для спуска конденсата. Сварной корпус автоклава состоит из двух цилиндрических обечаек толщиной 6 мм и днища толщиной 8 мм. На корпусе установлены манометр 8, термометр 7 и датчики программного регулятора. Внизу корпуса расположены паровой барботер 11 и сливной патрубок со стаканом.

Фланцы крышки и корпуса прижимаются один к другому с помощью быстродействующего поясного зажима 2, состоящего из пятнадцати секторных захватов, укрепленных на кольце из пружинной стали, и рычажной системы для стягивания и разведения поясного зажима. На крышке имеются штуцеры для предохранительного клапана 5 и пробно-спускного крана 6. Крышка имеет уравновешивающее устройство 1, облегчающее ее открывание и закрывание.

Рис. 1. Автоклав:

1 – уравновешивающее устройство; 2 – поясной зажим; 3 – корпус; 4 – крышка; 5 – предохранительный клапан; 6 – пробно-спускной кран; 7 – термометр; 8 – манометр; 9 – программный регулятор; 10 – корзины; 11 – паровой барботер

Программный регулятор стерилизации предназначен для автоматического ведения процесса стерилизации с воздушным противодавлением по заданной формуле стерилизации.

Наполненные банками корзины устанавливаются в аппарат одна на другую, после чего крышка закрывается. Сосуд наполняется водой, а через имеющийся внизу барботер подается пар. Воздушным компрессором создается и поддерживается постоянное давление в системе. По истечении времени, необходимого для стерилизации, пар и горячая вода постепенно вытесняются из аппарата поступающей холодной водой. После охлаждения корзины с консервными банками выгружаются из аппарата.

Дата добавления: 2015-08-26