Работа №17. Оборудование для пастеризации и стерилизации.
Цель работы: изучить назначение, устройство, процесс работы и регулировки оборудования для пастеризации и стерилизации.
Пастеризация представляет собой однократную тепловую обработку продукта, при которой уничтожаются вегетативные формы микроорганизмов. В зависимости от обрабатываемого продукта пастеризацию проводят при температуре 52…75 °С, иногда 80…86 °С. Пастеризации подвергают ветчинные консервы, паштеты, органопрепараты, консервы детского питания и т. п. Пастеризацию ветчинных консервов проводят в вертикальных или ротационных автоклавах.
Стерилизацию консервов проводят в основном двумя способами: острым насыщенным паром без противодавления (консервы в металлической таре) и водой, подогреваемой паром с противодавлением (консервы в стеклянной и жестяной таре). Стерилизация по первому способу заключается в следующем: после прогрева автоклава температуру пара поднимают до температуры стерилизации и с этого момента ведут процесс в соответствии с режимом стерилизации. По окончании процесса прекращают подачу пара и осторожно выпускают его остаток и конденсат из автоклава. Резкий сброс пара может привести к нарушению герметичности банок. После снижения давления автоклав открывают, выгружают корзины с продуктом, и цикл повторяется.
Стерилизацию консервов проводят в автоклавах периодического и стерилизаторах непрерывного действия: вертикальных и горизонтальных с загрузкой одной, двух и более корзин с банками. Кроме того, стерилизаторы различают конвейерные, роторные, гидростатические. Для стерилизации мяса больных животных применяют стерилизатор периодического действия.
Теплообменник трубчатый фирмы «Alfa-Laval» (Швеция) (рис.17.1) предназначен для пастеризации рецептурной смеси консервов детского питания. Он состоит из цилиндрической камеры нагрева, внутри которой находится ротор со скребками (ножами). Последние установлены подвижно на пальцах, приваренных к ротору. Такая конструкция скребков позволяет им при вращении ротора отклоняться к теплопередающей поверхности и снимать (счищать) с нее слой продукта.
Ротор установлен в двух подшипниковых узлах с торцевыми уплотнениями, исключающими попадание продукта в подшипники. Продукт нагревается в кольцевом зазоре, образованном внутренней поверхностью камеры и ротором со скребками. Теплота передается продукту от теплоносителя, подаваемого в паро вую рубашку через теплопередающую поверхность камеры. В качестве теплоносителя используют горячую воду или пар. Между корпусом и кожухом проложена теплоизоляция.
Рис.17.1. Теплообменник трубчатый фирмы «Alfa-Laval» (Швеция):
а —общий вид; 6 — схема обработки продукта; 1— камера нагрева; 2 — ротор; 3 — скребки; 4 — пальцы; 5 — продукт; 6— корпус; 7—кожух; 8— теплоизоляция; 9 — подшипниковые узлы; 10, 14 — патрубки загрузки и выгрузки продукта; 11 — гидропривод; 12, 13— патрубки входа и выхода теплоносителя; 15 — торцевые уплотнения
Для вращения ротора со скребками служит гидропривод. Загрузка и выгрузка продукта, а также вход и выход теплоносителя осуществляются по патрубкам. Аппарат установлен вертикально на специальной стойке и прикреплен к стене.
Подлежащий обработке продукт закачивается через патрубок загрузки в камеру, по мере прохождения по камере нагрева он непрерывно перемешивается и удаляется с теплопередающей поверхности с помощью скребков. Из камеры продукт выходит нагретым до требуемой температуры.
Перед пуском аппарата его полностью продувают воздухом. В конце рабочего цикла после выхода продукта пропускают воду, что сводит к минимуму его потери.
Поверхность теплообмена таких аппаратов от 0,28 до 0,85 м2,: при этом производительность их равна 350…1100 кг/ч при нагре ве от 5 до 95 °С и мощности установленных двигателей от 3,7 до 7,5 кВт соответственно.
Для пастеризации применяют также аппараты аналогичной конструкции, но только с горизонтальным расположением камеры нагрева.
Автоклав вертикальный двухкорзиночный Б6-КА2-В-2МП состоит из корпуса, блоков арматуры, теплоизоляции, электронной системы управления. Корпус автоклава — сварной цилиндрический сосуд с эллиптическим днищем, закрываемым сверху крышкой. Во время стерилизации внутри корпуса размещается две корзины с консервами. Корпус и крышка теплоизолированы. Крышка соединяется с корпусом поясным затвором, который уплотняется с помощью резинового кольца. Внутри корпуса размещен паровой барботер. Блоки арматуры предназначены для подключения автоклава к трубопроводам, обеспечивают подвод пара, воды и сжатого воздуха, а также верхний и нижний слив воды. Кроме блока подвода сжатого воздуха трубопроводы снабжены сетчатыми фильтрами.
Электронная система управления служит для регулирования процессом стерилизации консервов в паровой и водяной средах. В памяти прибора управления хранится не менее 24 программ стерилизации.
Управление процессом возможно как в автоматическом, так и в ручном режиме. Ручной режим осуществляется с помощью приводов исполнительных запорно-регулирующих устройств и предназначен для завершения процесса при отсутствии сжатого воздуха или в других исключительных случаях.
Техническая характеристика автоклава Б6-КА2-В-2МП
-
Вместимость, м3
1,07
Температура стерилизации, °С
130
Давление стерилизации, МПа
0,34
Потребляемая мощность, кВт
25
Габаритные размеры, мм:
высота
2540
диаметр
1100
Масса, кг
900
Вертикальный двухсеточный автоклав (рис.17.2) представляет собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, оборудованный откидывающейся крышкой с противовесом. Герметичность крышки достигается прижимным усилием гаек и наличием прокладки, уложенной в круговой паз. Греющий пар подается через барботер, установленный в придонной части. Над барботе-ром располагаются корзины с банками. Для контроля за режимом стерилизации установлены термометры и манометры, подключенные к сосуду. Этот сосуд соединяется с циркуляционной трубой, связанной с внутренней полостью автоклава. В верхней крышке автоклава расположены отверстия для установки предохранительного клапана и продувного крана, в донной части — патрубок спуска конденсата.
Для регулирования режимов работы автоклавов, в которых консервы стерилизуют насыщенным паром без противодавления, применяют пневматические самопишущие регуляторы температуры с реле времени. При стерилизации консервов в автоклаве регулятор непрерывно записывает температуру (составление термограммы) в течение всего цикла стерилизации, регулирует температуру в период собственно стерилизации консервов, удаляет воздух из автоклава в начале и пара до окончания стерилизации, сигнализирует об окончании стерилизации (на пульте загорается лампочка).
Аппарат К7-ФС2-Б стерилизации условно годного мяса (рис.17.3) предназначен для стерилизации мясного сырья, зараженного патогенными микроорганизмами и признанного ветеринарно-санитарным контролем условно годным для употребления после стерилизации.
Рис.17.2. Автоклав вертикальный двухсеточный:
1 — корпус; 2 — противовес; 3 — гнездо термометра; 4 — крышка; 5—кран; 6 —барашковые гайки; 7 — корзины с банками; 8 — циркуляционная трубка; 9 — промежуточный сосуд подключения манометра и термометра; 10 — уплотнительная прокладка; 11 —круговой паз; 12 — барботер; 13 — днище
Рис.17.3. Аппарат К7-ФС2-Б для стерилизации условно годного мяса:
1 — корпус; 2 — манометр; 3 — термометр; 4 — конденсатоотводчик; 5-опора; б-крышка; 7, 8, 12, 13-патрубки; 9-кран; 10, 11- трубы
Стерилизатор установки представляет собой корпус, герметично закрываемый с торцов крышками. Единовременная загрузка аппарата 350 кг. В нижней части корпуса установлен змеевик. На кронштейнах, размещенных внутри корпуса, подвешиваются 12 противней. Гидравлический затвор представляет собой ветвь из труб. В нижней части затвора имеется пробковый кран. В верхней части аппарата размещены манометр и термометр.
Для сбора конденсата служит конденсатоотводчик. Пар подается в аппарат через патрубок 7, а охлаждающая вода в поддон — через патрубок 8. Конденсат спускается через патрубок 13. Смесь конденсата и бульона отводится через патрубок 12. Аппарат установлен на четырех опорах.
Принцип работы установки основан на прогреве мясного сырья до 85…102 °С вторичным паром, образовавшимся при кипении залитой в корпус воды, нагреваемой до кипения острым паром, подаваемым в коллектор. Необходимая для стерилизации температура пара создается гидрозатворами и герметизацией внутренней полости корпуса крышками и уплотнителями.
Техническая характеристика
Производительность, кг/ч |
525-1225 |
Расход, л/кг воды пара |
0,9 0,43 |
Время стерилизации, ч |
3-3,5 |
Занимаемая площадь, |
2,72 |
Масса, кг |
1100 |