СТЕРИЛИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к консервной отрасли и может быть использована для стерилизации или пастеризации пищевых продуктов, помещенных в герметичную тару.
Известен автоклав, содержащий емкость, расположенный в ее верхней части один отводной патрубок с седловиной и с регулируемым клапаном, парораспределитель, расположенный в нижней части емкости. При этом автоклав снабжен газоотводными трубками, выполненными из телескопически соединенных секций (Пат. РФ. №2052966, опубл. 27.01.1997). Автоклав позволяет снизить расход пара за счет улучшения условий теплообмена с тарой при отводе обедненной паром части газовой фазы из зоны ее образования. Автоклав довольно прост в управлении, т.к. по достижении требуемого давления и температуры стерилизации или пастеризации подается сигнал от свистка. Однако в указанном автоклаве недостаточно эффективно используется тепловая энергия. Это обусловлено тем, что часть воздуха вместе с горячим паром через газоотводную трубку поступает в клапан отводного патрубка и удаляется наружу без какой бы то либо ее утилизации.
Известен автоклав для стерилизации консервов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с герметичной крышкой, патрубки подачи и отвода теплоносителя и воды, при этом на внешней поверхности корпуса равномерно расположены вертикальные камеры с нагревателями типа ТЭН, эти камеры сообщаются с внутренней полостью корпуса посредством двух отверстий (Пат. РФ №2096976, опубл. 27.11.1997). Указанный автоклав направлен на повышении эффективности использования тепловой энергии. Однако конструкция автоклава довольно сложна и, кроме того, все-таки недостаточно используется тепловая энергия. Это обусловлено тем, что излишки горячей воды при работе автоклава просто сбрасываются без какой бы то либо ее утилизации. Кроме того, вызывает сомнение равномерность прогрева всех банок в корпусе автоклава.
Известен автоклав для стерилизации консервов, содержащий корпус с крышкой, барботер, расположенный внутри корпуса в нижней его части, парогенератор, автоклавные сетчатые корзины, решетчатую кассету с горизонтальными направляющими для установки автоклавных корзин, трубопроводы подвода и отвода рабочей среды, средства контроля и регулирования, при этом автоклав расположен в дополнительном корпусе (Пат. РФ №135945, опубл. 10.05.2000). Конструкция указанного автоклава довольно проста, удобна в эксплуатации, имеет небольшие габариты. Однако недостаточно эффективно используется тепловая энергия по тем же причинам, что и в выше названных автоклавах. Данный автоклав наиболее близок к предлагаемой стерилизационной установке и принят за прототип.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, состоит в повышении эффективности использования тепловой энергии, сокращении энергетических затрат на выработку пара.
Для достижения указанного технического результата стерилизационная установка, содержащая автоклав с герметичной крышкой, парогенератор, трубопроводы подвода и отвода рабочей среды, дополнительно снабжена закрытым сосудом высокого давления, соединенным с помощью трубопроводов с парогенератором и с автоклавом, трубопроводы подвода и отвода снабжены управляемыми клапанами. К управляемым клапанам относятся клапан продувки, клапан слива из автоклава в закрытый сосуд высокого давления, клапан передачи среды из закрытого сосуда высокого давления в парогенератор, клапан слива из закрытого сосуда высокого давления в канализацию, клапан подачи пара из парогенератора в автоклав, клапан подачи холодной воды и клапан подачи воздуха в автоклав. На трубопроводе, соединяющем парогенератор с закрытым сосудом высокого давления, может быть установлен насос.
Наличие закрытого сосуда высокого давления, соединенного с помощью трубопроводов и с парогенератором, и савтоклавом, обеспечивает эффективное использование тепловой энергии, сокращение энергетических затрат на выработку пара, необходимого для стерилизации или пастеризации консервов. Это обусловлено тем, что горячий конденсат из автоклава не сливается в канализацию, а направляется в закрытый сосуд высокого давления, называемый «экономайзер», кроме того, горячая вода, выходящая из автоклава на этапе охлаждения, также отводится в «экономайзер», а не сливается в канализацию. Накопленная в «экономайзере» горячая вода поступает в парогенератор на производство пара, необходимого для стерилизации. Таким образом, сокращаются необходимые на производство пара затраты не только энергетические, но и по времени. Кроме того, уменьшается количество потребляемой стерилизационной установкой воды, т.к. она не сливается в канализацию, а все время обращается в установке.
Предлагаемая стерилизационная установка иллюстрируется чертежом, представленном на фигуре.
На фигуре показан общий вид стерилизационной установки. Стерилизационная установка содержит автоклав 1. Автоклав 1 в верхней части имеет герметичную крышку 2. Стерилизационная установка содержит также парогенератор 3 и закрытый сосуд 4 высокого давления, так называемый «экономайзер». Автоклав 1, парогенератор 3 и «экономайзер» 4 соединены между собой с помощью системы трубопроводов с клапанами:
- парогенератор 3 соединен с автоклавом 1 с помощью трубопровода 5, снабженного клапаном 6 подачи пара из парогенератора 3 в автоклав 1;
- автоклав 1 снабжен в нижней части трубопроводом 7 с клапаном 8 слива конденсата и горячей воды в «экономайзер» 4, этот трубопровод 7 предназначен для отвода образующегося в процессе стерилизации в нижней части автоклава 1 конденсата, а также для отвода горячей воды на этапе охлаждения в «экономайзер» 4;
- верхняя часть автоклава 1 с помощью трубопровода 9, который имеет клапан 10 продувки, соединена с «экономайзером» 4, по трубопроводу 9 на этапе продувки паровоздушную смесь перед отведением в слив пропускают через «экономайзер» 4;
- «экономайзер» 4 с помощью трубопровода 11 соединен с парогенератором 3, трубопровод 11 имеет клапан 12 передачи среды из «экономайзера» 4, по трубопроводу 11 по окончании процесса стерилизации горячая вода из «экономайзера» 4 поступает в парогенератор 3 для производства пара, необходимого для стерилизации следующей партии продукта;
- кроме того, от трубопровода 11 ответвляется трубопровод 13, снабженный клапаном 14 слива из «экономайзера» 4 в канализацию;
- по трубопроводу 15, снабженному клапаном 16 подачи холодной воды, подают холодную воду в автоклав 1 на этапе охлаждения продукта;
- по трубопроводу 17, снабженному клапаном 18 подачи воздуха, подают воздух в автоклав 1 для создания противодавления на этапе охлаждения продукта. На трубопроводе 11 может быть установлен насос 19.
Стерилизационная установка работает следующим образом.
В автоклаве 1 размещают продукт в герметично укупоренной таре (жестяной или стеклянной) и закрывают герметичную крышку 2. Затем в автоклав 1 подают из парогенератора 3 пар давлением до 4 атм., для этого открывают клапан 6 подачи пара на трубопроводе 5. При этом вначале осуществляют продувку автоклава 1 для удаления из него воздуха. При продувке клапан 10 продувки на трубопроводе 9 открыт. Образующуюся паровоздушную смесь из автоклава 1 пропускают через «экономайзер» 4, и далее по трубопроводу 13 при открытом клапане 14 слива она поступает в канализацию. После окончания процесса продувки клапан 10 продувки закрывают, а клапан 6 подачи пара по-прежнему открыт, осуществляют подачу пара в автоклав 1 из парогенератора 3 и проводят собственно стерилизацию или пастеризацию продукта. При этом периодически автоматически открывается клапан 8 для удаления образующегося в нижней части автоклава 1 конденсата, имеющего температуру примерно 100°-120°С, в «экономайзер» 4, где он накапливается. По окончании процесса стерилизации проводят этап охлаждения продукта в автоклаве 1. Охлаждение проводят холодной водой. Для избежания боя стеклянных банок создают противодавление воздухом. Холодную воду в автоклав 1 подают по трубопроводу 15, открыв клапан 16 подачи холодной воды. Необходимый для противодавления воздух подают по трубопроводу 17, открыв клапан 18 подачи воздуха. Холодная вода забирает тепло от горячих банок, нагревается до 60°-100°С и по окончании этапа охлаждения поступает по трубопроводу 7 при открытом клапане 8 в «экономайзер» 4. Из «экономайзера» 4 накопившееся содержимое поступает в парогенератор 3 на образование пара, необходимого для стерилизации или пастеризации следующей партии продукта. При этом пар поступает из «экономайзера» 4 в парогенератор 3 либо самотеком при открытом клапане 12 при достаточной разности давлений, либо с помощью насоса 19 (при недостаточной разности давлений). Таким образом экономится до 80% тепла, необходимого на образование пара. Кроме того, значительно сокращается расход воды, а также необходимое время на образование пара, необходимого для стерилизации или пастеризации.
Создан экспериментальный образец установки, который доказал высокую экономию по теплу, воде и затратам по времени.