Способ стерилизации консервов в автоклавах

 

Изобретение относится к технике тепловой обработки пищевых продуктов. Целью изобретения является увеличение производительности работы автоклава и снижение энергозатрат. Увеличение производительности работы автоклава путем уменьшения времени процесса и повышение качества консервов достигаются благодаря одинаковому тепловому воздействию на консервы в банках в различных точках пакета банок. На пакет банок, кроме среды насыщенного пара и воздуха, воздействует направленный поток пароводяной смеси, а подача воздуха в автоклав производится после достижения температуры стерилизации с определенной скоростью через коллектор. Снижение энергозатрат достигается тем, что перемешивание паровоздушной среды производится направленным потоком пароводяной смеси через секции с соплами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИЧЩКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 А 23 1. 3/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 42Ь7358/28-13 (22) 24.0Ь.87 (4Ь) 07.12 89. Бюл. У 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт продуктов детского питания и систем управления агропромышленными комплексами консервной промышленности и Одесское специальное конструкторское технологическое бюро продовольственного машиностроения (72) Г.А. Черный, P.È. Лехно, Б.А.Мошковский, В.А. Бу т ник, Ю. В . Клоков и А.О. Серажутдинов (53) Ь64.036(088,8) (56) Стерилизатор охладитель с повышенным давлением и автоматически работакшгий для пищевой и фармацевтической промышленности. Проспект фирмы Barriquand. 75008. (54) СПОСОБ СТЕРИЛИЗАЦИИ КОНСЕРВОВ В

АВТОКЛАВАХ

Изобретение относится к технике тепловой обработки пищевых продуктов и может быть использовано для стерилизации рыбных, мясных и овощных консервов и отраслях агропромышленного комплексз.

Целью изобретения является увеличение производительности за счет сокращения времени процесса и снижение энергозатрат.

В способе стерилизации консервов в банках, загружаемых в автоклав пакетами, в полученной перемешиванием гомогенной паровоздушной среде, с ре„„SU„„1526629 А 1 (57) Изобретение относится к технике тепловой обработки пищевых продуктов.

Цел ью и зобретения я вля ется у велич ение ггроизводительности работы автоклава и снижение э нерг озатрат. Увеличение производительности работы автоклава путем уменьшения времени процесса и повышение качества консервов достигаются благодаря одинаковому тепловому воздействию на консервы в банках в различных точках пакета банок. На пакет банок, кроме среды насыщенного пара и воздуха, воздействует направленный поток пароводяной смеси, а подача воздуха в автоклав производится после достижения температуры стерилизации с определенной скоростью через е коллектор. Снижение энергозатрат достигается тем, что перемешивание паровоздушной среды производится направленным потоком пароводяной смеси через секции с соплами. 1 ил. гулированием содержания воздуха и давлением среды выше давления насыщенного пара, дополнитепьно на каждый пакет банок во действуют направленным потоком пароводяной смеси путем распыления над пакетом через множество сужающихся сопел воды, предварительно залитой в автоклав и перегретой паром выше температуры паровоздушной среды, при этом направленным потоком пароводяной смеси перемешивают паровоздугцную среду и осуществляют теплопередачу, кроме того, подачу воздуха в автоклав производят после дос1 52f>h 29 тижения в нем температуры стерилизаФ ции порциями, у величивающими н нем давление на величину 0,001 0,002 МПа

1 мин.

Увсгичение производительности (сок— ращение времени процесса) достигается благодаря одинаковому тепловому воздействию на консервы в банках в различных точках пакетов, помещенных в автоклав, за счет высокой равномерности температурного поля, которая обеспечивается тем, что в процессе стерилизации на пакет банок с конвервами, кроме среды насыщенного пара и воздуха, воздействует направленный поток пароводяной смеси, Ito.l .÷åííûé путем распыления через множество cy— жающихся сопел воды, предварительно залитой в автоклав и перегретой паром 20 выше температуры среды пара и воздуха, при этом направленный поток пароводяной смеси используется как для перемешивания паровоздушной среды, так и дпя передачи тепла консервам. 25

Подачу воздуха в автоклав производят после достижения в нем температуры стерилизации порциями, увеличивающими в нем давление на величину

0,001 — 0,(Н)2 HIIa в 1 мин, через кол- 3р лектор, соединенный с магистралью подачи воздуха, расположенный в верхней части герметичной камеры и выполненный в виГГе трубы с отверстиями, расположенными на одной образующей и направленныьги по радиусу автоклава, проходящему через центр трубы и внутренней поверхности герметичной камеры. Этим достигаетСя снижение возмущающего воз действия подачи воздуха в автоклав на

40 температурное поле в нем.

Снижение энергозатрат достигается тем, что перемешивание паровоздушной среды с цел -ю гомогенизации осушествляется направленным потоком парово- 4 дяной смеси, полученным распылением через множество сужающихся сопел воды, предварительно залитой B автоклав и перегретой паром выше температуры паровоздушной среды, а та кже тем, что множество сужающихся сопел сгруппировано по зонам для установки пакетов банок в секции, присоединенные к насосу через запорные устройства.

Перемепивание парсвоздушной среды

55 направленным потоком пароводяной сме си, который создается насосом, подающим пер егретун воду на сопла вместо вентилятора по известному способу, tt< . »оля T сократить расход электроэнергии, например, в двухкорзиночном автоклаве с 19 до 7,5 кВт.ч.

Па чертеже представлен ав оклав для реализации способа ст -pv.i çàöèè консервов., автоклав горизонтального типа содержит герметичную камеру 1 для размещения пакетов банок консервов 2. Внутри герметичной камеры под пакетами банок расположен барботер 3, соединенный через регулирующий клапан 4 с паровой магистралью, над пакетами банок-сек, ции 5 с соплами для распыления перегретой воды и душирования холодной водой, соединенные параллельно через задорные клапаны 6 с выходом насоса

7, вход которого связан с магистралью охлаждающей воды через регулирующий клапан 8 и нижней частью герметичной камеры через запорный клапан 9, в верхней части выше секции 5 — коллектор 10 с отверстиями для подачи воздуха, соединенный с воздушной магистралью через регулирующий клапан 11.

Герметичная камера связана в нижней части с магистралью отвода воды, а в верхней — с магистралью отвода паровоздушной среды через регулирую- щий клапан 12 ° Кроме того, для измерения уровня воды в автоклаве в нижней части под пакетами банок установлен датчик 13 уровня, Способ стерилизации осуществляется с помощью автоклава следующим образом.

Перед загрузкой пакетов банок 2 в герметичную камеру 1 подается холодная вода насосом 7 через регулирующий клапан 8 до датчика 13 уровня, который расположен так, что уровень воды ниже уровня дна пакетов. В последующих циклах используется вода, оставшаяся в автоклаве после окончания процесса за счет нижнего слива до датчика 13 уровня.

После загрузки пакетов банок автоклав герметизируется.

Процесс стерилизации состоит из трех периодов: нагрева, собственно стерилизации и .охлаждения.

В период нагрева производится подъем температуры в автоклаве до значения заданной температуры стерилизации, Для этого открывается регулирующий клапан 4 и в барботер 3 подается пар. Из барботера 3 пар попадает в воду, залитую в нижнюю часть, и в пространство автоклава, «arpesas

1526629 их. После прогрева воды в нижней части автоклава до температуры расфа,совки консервов включается насос 7 и открывается клапан 9. Нагретая паром в нижней части автоклава вода на5 сосом подается через клапан 9 и открытые клапаны 6 в секции с соплами 5, расположенные над пакетами банок с консервами так, что струи пароводянои

10 смеси иэ сопел охватывают нсю поверхность верхнего слоя банок в пакете.

С этого момента нагрев консервов производится как паром, поступающим из барботера, так и направленным потоком 15 пара водяной смеси.

С возрастанием температуры в автоклаве возрастает температурА содержимого банок, однако изменение температуры в банке отстает от изменения тем-20 пературы в автоклаве, при этом указанное отставание определяется видом стерилизуемых консервов и размером тары.

С ростом температуры давление в автоклаве также возрастает и определяется температурой насыщенного пара и оставшегося в нем после герметизации воздуха. Указанного давления достаточно для исключения необратимой деформации банок. Так как при нагреве давление имеет тенденцию к росту, воздух в автоклав не подается, а избыток паровоэдушной среды удаляется по заданной программе изменения давления через регулирующий клапан 12.

Поэтому в этот период давление в автоклаве определяется н основном данлением насыщенного пара, что снижает отрицательное возмущающее воздействие воздуха на прогрев банок, 40 тогда теплоотдача от среды к последним максимальна .

Вместе с тем благодаря присутствию некоторого количестна воздуха давление в антоклане превышает давление

45 насыщенного пара, что позволяет перегреть воду н нижней части автоклава выше температуры паровоэдушной среды.

Перегретая вода, подаваемая насосом

50 н секции с соплами, превращается на выходе из сопел н пароводяную смесь за счет энергии насоса, который создает на соплах перепад давлений.

Направленный поток пароводяной смеси приобретает скорость, достаточ55

HjjY) для проникновения к наименее прогреваемым слоям банок в пакете и исключения появления застойных зон, несмотря на наличие значительного сопротивления этому потоку, создаваемого слоями банок.

В процессе испытаний наименее прогреваемые по существующим способам стерилизации средние слои банок прогреваются даже несколько быстрее других слоев .

В период собственно стерилизации температура в антоклаве стабилизируется на достигнутом н период нагрева значении, при этом процесс теплоотдачи от среды к банкам протекает до коНца периода, постепенно изменяясь от максимума н начале до минимума в конце. С ростом температуры содержимого в банках развивается давление, которое может привести к возникновению необратимой деформации и браку продукции. Поэтому в автоклав подается сжатый воздух для создания противодавления. Однако при подаче в пар воздуха последний образует в паре воздушные "мешки" и "каналы", ухудшающие теплоотдачу из-за различия теплопроводностей пара и воздуха. Степень влияния наличия воздуха в автоклаве на прогрев консервон тем меньше, чем выше температура подаваемого воздуха, чем меньше скорость подачи и чем интенсивнее перемешинание пароноздушной среды.

Для исключения отрицательного влияния подачи воздуха на ранномерность температурного поля и прогрев банок воздух из магистрали через регулирующий клапан 11 подается в коллектор

10 для предварительного подогрева и на выходе из коллектора разделяется на множество отдельных струй, направленных вверх к поверхности автоклава, что также способствует прогреву воздуха до контакта с банками. Подача воздуха в автоклав через регулирующий клапан 11 производится порциями, увеличивающими в нем давление со скоростью от 0,001 до 0,002 МПа в 1 мин, при этом уменьшение скорости подачи воздуха ниже 0,00 1 MIIa/ìèí не обеспечивает создание необходимых противодавлений, а при скоростях выше

0,002 MIla/мин наблюдается ухудшение температурного поля (разброс темперао, тур достигает 4 0 в период стерилизации) .

В период охлаждения температура в антоклаве снижается по заданной программе до конечного значения. Для это1528629 консервов эа счет равномерности температурного поля, снизить энерг оэатраты за счет использ вания для перемешивания паровоздушной среды напранленногo потока пароводянои смеси и обеспечения возможности отключения секций с соилами при неполной загрузке автоклава.

Фор мул а изобретения

Составитель В. Сенкевич

Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Палий

Редактор О, Головач

Тираж 525

Заказ 742)/3

Подпис нос

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 1!осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издатель кий комбинат "Патент", r. Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 гo регулирующий клапан 4 закрывается, подача пара прекращается. Насос 7 продолжает работать, через регулирующий клапан 9 н горячую воду, поступающую к насосу через клапан 8, добавля— ется холодная вода для исключения термобоя стеклянных банок. По мере снижения температуры в автоклаве клапан

9 закрывается и в автоклав поступает только холодная вода через регулирующий клапан 8.

Давление в автоклаве в период охлаждения регулируется с учетом скорос» ти остывания содержимого банок. Избыток воды по сигналу датчика 13 уровня выпускается из автоклава через клапан 14, а избыток паровоздушной смеси — через регулирующий клапан 12.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить равномерность температурного поля за счет создания

1 дополнительного направленного потока пароводяной смеси и оптимальной скорости подачи воздуха, сократить время цикла стерилизации, увеличить производительность и улучшить качество

Способ стерилизации консервов в автоклавах путем их орошения в паровоздушной среде с противодавлением, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности работы автоклава и снижения энергозатрат, орошение проводят струями пароводяной смеси, полученной путем распыления через сопла над консервами воды, залитой в нижнюю часть автоклава и нагретой паром до температуры, превышающей температуру паровоэдушной среды, а противодавление создают после достижения в автоклаве температуры стерилизации путем ступенчатой подачи воздуха по 1-2 кПа в 1 мин.