ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ СТЕРИЛИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области пищевой промышленности, а более конкретно к экспериментальной технике, используемой для оптимизации параметров технологических процессов, проводимых при повышенном давлении и температуре.
В качестве ближайшего аналога принят водяной автоклав проходного типа (RU 33876 U1, МПК B01J 3/04, опубл. 20.11.2003 г.), который включает теплоизолированную камеру с крышками, кожухотрубчатый теплообменник, к которому подключен рециркуляционный насос, перфорированный подвесной потолок внутри камеры, технологические трубопроводы.
К недостаткам вышеописанного водяного автоклава можно отнести то, что автоклав не позволяет определить оптимальные параметры процесса стерилизации для каждого продукта при использовании различной тары, т.к. в нем предусмотрен только один способ стерилизации - с использованием воды. Ограниченные возможности автоклава в выборе теплового агента и то, что в нем не автоматизирован расчет стерилизующего эффекта, не позволяет проводить эксперименты по определению оптимальных параметров стерилизации продукта. Кроме того, в автоклаве расчет стерилизующего эффекта осуществляют на основании температуры теплового агента, а температура и давление внутри тары с продуктом отличается от температуры теплового агента и давления внутри автоклава.
Полезная модель решает задачу расширения экспериментальных возможностей установки за счет применения дополнительного теплового агента и автоматизации расчета стерилизующего эффекта.
Для получения необходимого технического результата в известной стерилизационной установке, включающей термоизолированную емкость, подвесное горизонтального оросительное устройство внутри емкости, циркуляционный насос, технологические трубопроводы, автоматические клапаны и датчики уровня воды, температуры и давления внутри установки, предлагается установку оборудовать электрическим парогенератором и связанным с ним барботером, расположенным в нижней части термоизолированной емкости, дополнительными датчиками температуры и давления, установленными в таре со стерилизуемым продуктом и связанными через считывающее устройство с компьютером для автоматического расчета стерилизующего эффекта.
На прилагаемой к описанию схеме представлена предлагаемая экспериментальная стерилизационная установка.
На схеме приняты следующие обозначения:
1 - корпус установки, 2 - парогенератор, 3 - насос водяной, 4 - насос циркуляционный, 5 - оросительное устройство, 6 - барботер, 7 - клапана подачи воды в установку и парогенератор, 8 - клапан подачи пара, 9 - клапан слива воды, 10 - клапан подачи сжатого воздуха, 11 - клапан продувки установки, 12 - датчик уровня воды в установке, 13 - датчик уровня воды в парогенераторе.
Стерилизующий эффект (F) - отрезок времени при эталонной температуре (121,1°C), эквивалентный по действию на микроорганизмы в течение заданного времени U при заданной температуре T процесса стерилизации, начиная от фазы нагрева [Основы консервирования пищевых продуктов / Б.Л.Фламенбаум, С.С.Станчев, М.А.Гришин. - М.: Агропромиздат, 1986. - 494 с., с.223].
Описание работы экспериментальной стерилизационной установки.
Стерилизация и пастеризация методом орошения. В установку 1 подается холодная вода до уровня решетки с продуктом, которая нагревается до заданной температуры паром из парогенератора 2. Сжатым воздухом создается противодавление. Включается циркуляционный насос 4, который забирает горячую воду из нижней части установки 1 и прокачивает ее через оросительное устройство 5, расположенное в верхней части установки 1. Горячая вода орошает стерилизуемую (пастеризуемую) продукцию, постепенно нагревая ее до заданной температуры. Температура воды в автоклаве поддерживается за счет подачи пара из парогенератора 2. Орошение продолжается в течение заданного времени. После чего горячая вода сливается и в установку 1 подается холодная вода, таким образом, чтобы ее уровень не превысил высоту решетки с продуктом. Циркуляционный насос 4 прокачивает ее через оросительное устройство 5. Холодная вода, орошая продукцию, постепенно охлаждает ее. Избытки воды, собирающейся в нижней части сливаются. При достижении заданной температуры охлаждения продукта, подача воды в установку 1 прекращается, циркуляционный насос 4 отключается, давление снижается до атмосферного. Вода из установки 1 сливается.
Стерилизация и пастеризация паром. В парогенератор 2 подается холодная вода, которая нагревается до заданной температуры, образуя пар. В установке 1 сжатым воздухом создается противодавление. Через барботер 6 в установку 1 подается пар до достижения и поддержания необходимой температуры. Периодически включается продувка установки 1. Стерилизация (пастеризация) паром продолжается в течение заданного времени и температуры, после чего подача пара прекращается, и в нижнюю часть установки 1 подается холодная вода. Охлаждение продукции происходит так же, как при стерилизации (пастеризации) методом орошения.
Стерилизация и пастеризация в воде. В установку 1 подается холодная вода до уровня выше продукта, которая нагревается до заданной температуры паром из парогенератора 2. Сжатым воздухом создается противодавление. Температура воды поддерживается подачей пара из парогенератора. По истечению времени стерилизации (пастеризации), горячая вода сливается и подается холодная вода для охлаждения продукции. Охлаждение продукции происходит так же, как при стерилизации (пастеризации) методом орошения.
При всех трех видах стерилизации данная полезная модель позволяет измерять, контролировать и регистрировать температуру и давление внутри установки (на схеме датчики не показаны) и в таре со стерилизуемым продуктом. Полученные данные выводятся на персональный компьютер посредством преобразования сигнала через считывающее устройство (на схеме не показано) от датчиков температуры и датчиков давления, расположенных в автоклаве и в таре со стерилизуемым продуктом. Предлагаемая установка расширяет экспериментальные возможности, позволяя определить оптимальные параметры процесса стерилизации для каждого продукта при использовании различной тары, и автоматизируя расчет стерилизующего эффекта.