РАБОТА 1 ВЕРТИКАЛЬНЫЙ АВТОКЛАВ «АВ-2»
Технологическая задача: тепловая обработка (стерилизация) консервов.
Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) вертикального автоклава «АВ-2» и дать предложения по развитию его конструкции для повышения эффективности процесса стерилизации.
Задачи работы:
1. Изучить устройство и принцип работы вертикального автоклава "АВ-2".
2. Рассмотреть особенности процесса стерилизации.
3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности нагревателей вертикального автоклава «АВ-2» при различных режимах работы и обработать результаты испытаний.
4. Дать предложения по техническому обслуживанию вертикального автоклава "АВ-2".
5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки вертикального автоклава "АВ-2".
Оборудование, инструменты и инвентарь: автоклав вертикальный АВ-2, часы, технические весы с разновесами.
Продукты: консервы в жестяных банках общим объемом 6,0 л.
Изучение устройства и принципа работы
Вертикальный автоклав АВ-2 (рис.5.9.1) предназначен для стерилизации консервов в условиях мини-производств.
Автоклав состоит из стерилизационной 11 и водопаровой 4 камер, представляющих собой единую конструкцию, сваренную из двух изолированных емкостей. Стерилизационная камера сверху закрыта крышкой 12, снабженной в центре снаружи прижимом 14 и имеющей по периферии прорези для прохождения прижимов 14 (винтов с маховиками). К водопаровой камере в ее верхней и нижней части штуцерами присоединена водоуказательная колонка 7 с верхним 8 и нижним 3 кранами.
Рис.5.23. Автоклав вертикальный АВ-2:
1 - кожух; 2 - шланг; 3, 8 - нижний и верхний краны; 4, 11 - водопаровая и стерилизационная камеры; 5 - дно; 6 - кассета для консервов; 7 - водоуказательная колонка; 9 - воронка; 10 - полка; 12 - крышка; 13 - мановакууметр; 14 - прижим; 15 - электроконтактный манометр; 16, 22 - вентили эжекции и фильтра; 17, 20, 23 - водяной, паровой, конденсатный вентили; 18 - эжектор; 19 - клапан предохранительный; 21 - фильтр; 24 - болт крепления электронагревательных элементов; 25 - коробка; 26 - элемент электронагревательный; 27 - электрощит; 28 - выключатель; 29 - сигнальная лампа
Над верхним краном установлена воронка 9, на нижний снизу навинчен ниппель резинового шланга 2. Над дном 5 стерилизационной камеры располагается нижний кран кассеты 6 со стерили зационными объектами.
К верхней части камеры с помощью штуцеров присоединены мановакууметр 13 и электроконтактный манометр 15, а также эжектор 18 с вентилями 16 и 17. Снизу она снабжена блоком с конденсатным вентилем 23, фильтром 21 и вентилем фильтра 22. Предохранительный клапан 19 подключен к верхней части пароводяной камеры, которая через патрубок с паровым вентилем 20 соединяется со стерилизационной камерой 11. Автоклав снабжен защитным кожухом 1, опирающимся на три опоры. На кожухе внизу расположена коробка 25, закрывающая клеммы электронагревателей 26 и болты их крепления 24. Электронагреватели располагаются в нижней части водопаровой камеры, под днищем стерилизационной камеры. Электрощит 27 с выключателем 28 и сигнальной лампой 29 крепится к стене рядом с автоклавом со стороны, противоположной предохранительному клапану.
Работа автоклава осуществляется следующим образом.
Загрузите в стерилизационную камеру кассеты 6 с консервами (первую загрузку рекомендуется проводить в предварительно прогретый автоклав). Закройте крышку стерилизационной камеры 12, поднимите и плотно затяните маховичками винтовые прижимы 14.
Включите электронагреватели, повернув ручку выключателя 28 в положение ВКЛЮЧЕНО (при этом должна загореться сигнальная лампа 29). После достижения в водопаровой камере требуемого давления откроите паровой вентиль 20, вытеснив через ранее открытый конденсатный вентиль 23 воздух вместе с частью пара. Через 2...3 мин закройте вентиль 23. Затем дождитесь достижения верхнего значения давления стерилизации на электроконтактном манометре 15, зафиксируйте время начала стерилизации. Во время стерилизации необходимо 2-3 раза на 10...15 с приоткрывать вентиль 23 для удаления конденсата из стерилизационной камеры, а также для лучшего омывания паром стерилизуемых объектов. По истечении заданного времени стерилизации закройте вентиль 20, откройте трехходовой краник мановакууметра и продуйте сифонную трубку, выпустите пар и конденсат из стерилизационной камеры, открыв вентиль 23, и осушите простерилизованные консервы. Для этого откройте вентиль 17 впуска воды в эжектор 18 и вентиль 16 отсоса пара из стерилизационной камеры. Эжекцию производите в течение 10 мин, при этом разрежение, измеряемое мановакууметром 13, должно достигнуть не менее 44 кПа. По окончании эжекции закройте вентиль 16, затем вентиль 17 и откройте вентиль 22 для соединения стерилизационной камеры с атмосферой, откройте крышку 12, закройте вентиль 22 и выгрузите консервы.
Вертикальные автоклавы изготовляют двух- и четырехсетчатыми, различающимися только высотой корпуса.
Двухсетчатый вертикальный автоклав марки АВ-2 Батумского машиностроительного завода (рисунок 1) имеет сварной цилиндрический корпус, изготовленный из углеродистой стали Ст. 3. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается прокладкой из промасленного асбеста. Внутри автоклава над днищем расположен барботер. На опорном кольце устанавливают стальные сетки с отверстиями на всей боковой поверхности. На крышке автоклава установлен кран для продувки. Под крышкой автоклава укреплен кольцевой душ. Труба для слива воды присоединена к днищу автоклава в центре. К цилиндрической части автоклава приварена коробка, на которой установлены термометр (до 150°С), манометр (до 0,6 МПа) и предохранительный клапан. Для циркуляции воды в коробке она соединена трубкой с нижней частью автоклава; благодаря этому обеспечивается правильное показание термометра.
Батумский машиностроительный завод выпускает автоклавы, у которых крышка прижимается к корпусу специальным зажимом (вместо нескольких барашковых гаек), что облегчает труд автоклавщиков и сокращает время на закрывание и открывание крышки автоклава.
На корпусе автоклава и на крышке укреплены кольца (фланцы) трапецеидального сечения, между которыми расположена
А-марки АВ-2: 1 - корпус автоклава; 2-крышка автоклава; 3 и 4 - кольца (фланцы); 5 - уплотнительная прокладка; 6 - поясной зажим; 7 - сегменты; 8- наружный пояс автоклава; 9 - противовес; 10 - сетки; 11- барботер для подвода пара; 12 - днище, б -марки АВ-4; 1- опора; 2 -бандаж; 3 - циркуляционная трубка; 4 - приборная коробка; 5 - воздушный краник.
Рисунок 1 -Вертикальные автоклавы
1,2 и 4 - трубопроводы; 3 - центробежный насос; 5 - компрессор; 6 - ресивер со сжатым воздухом.
Рисунок 2 - Коммуникация автоклава
1 - корпус; 2 - крышка; 3- зажимной штурвал; 4-Сгрботер.
Рисунок 3 - Горизонтальный автоклав
Вертикальные автоклавы АВ-2 АВ-4
Длительная сохранность консервов без порчи достигается путем подавления жизнедеятельности находящихся в них микроорганизмов, что может осуществляться различными методами, из которых наиболее распространен метод тепловой обработки (в ряде случаев она является одновременно и кулинарной тепловой обработкой сырья).
Процесс подавления микрофлоры в продукте при температуре до 100°С называется пастеризацией, при 100°С и выше — стерилизацией. Оборудование, применяемое для проведения этих процессов, называется соответственно пастеризаторами и стерилизаторами.
Стерилизаторы бывают периодического и непрерывного действия Они бывают вертикальными и горизонтальными. В одних конструкциях автоклавов банки в процессе стерилизации неподвижны, в других (например, в горизонтальных роторных) перемещаются для повышения скорости теплообмена.
Процесс подавления микрофлоры в продукте при температуре до 100°С называется пастеризацией, при 100°С и выше — стерилизацией. Оборудование, применяемое для проведения этих процессов, называется соответственно пастеризаторами и стерилизаторами. Стерилизаторы бывают периодического и непрерывного действия. Стерилизаторы периодического действия обычно называются автоклавами. Они бывают вертикальными и горизонтальными. В одних конструкциях автоклавов банки в процессе стерилизации неподвижны, в других (например, в горизонтальных роторных) перемещаются для повышения скорости теплообмена.
На заводах СССР, а после и России, наиболее были распространены вертикальные автоклавы АВ-2 и АВ-4.
Стерилизаторы непрерывного действия подразделяются на гидростатические, роторные и конвейерные.
Из гидростатических стерилизаторов непрерывного действия на консервных заводах страны чаще других применялись аппараты марки OHS-1 «Хунистер» (Венгрия) и А9-ФСА. Для пастеризации отдельных видов консервов использовались ленточные, или конвейерные (А2-КПО, А9-КСЖ), и пластинчатые пастеризаторы.
Вертикальные автоклавы АВ-2 и АВ-4 служат как для стерилизации, так и пастеризации консервов в герметичной таре. В комплекте с ними обязательна установка в автоклавном программных регуляторов стерилизации, позволяющих автоматизировать процесс.
Вертикальный автоклав АВ-2 (рис. 1) состоит из корпуса 4, крышки 1 с противовесом 12, быстродействующего поясного зажима 2. Корпус автоклава сварен из листовой стали толщиной 6 мм
на обечайке и 8 мм — на днище. На опорные балки или стойки он опирается лапами 5. Внутри корпуса, в нижней части, приварены опоры для установки автоклавной корзины. Еще ниже -в полости днища — расположен барботер 6. Пар поступает в него по трубе 7. Слив воды из автоклава осуществляется по трубе 8. Очень часто отверстие в центре днища над трубой 8 закрывают на заводах металлической сеткой для предотвращения попадания в арматуру на сливной магистрали мелкого битого стекла.
Рис. 1. Автоклав АВ-2
К обечайке корпуса снаружи приварена манометрическая коробка 10, соединенная циркуляционной трубой 9 с нижней частью автоклава. В манометрическую коробку вварена гильза для установки
в ней термометра 11, закрытого защитным кожухом. Кроме того, в коробке имеются штуцера для подсоединения манометра 16 и подключения к программному регулятору стерилизации.
В верхней части корпуса находятся патрубки, через которые происходят заполнение автоклава водой и слив ее при избытке.
На откидной сферической крышке 1 расположены предохранительный клапан 13 и пробно-спускной кран 15. Под крышкой помещен кольцевой барботер, служащий для равномерного охлаждения банок с продуктом после стерилизации. Вода в кольцевой барботер поступает из магистрали через гибкий шланг, закрепленный на патрубке 14. Соединенный с крышкой противовес с грузом служит для облегчения ее открывания и закрывания. Фланцы крышки и корпуса плотно прижимаются один к другому пятнадцатью секторными захватами, укрепленными на кольце из пружинной полосовой стали. Концы поясного зажима 2 стягиваются вручную с помощью рычажной системы.
Для исключения возможности открывания крышки автоклава при давлении в нем предусмотрено предохранительное устройство 3, состоящее из корпуса, поршня, стакана, штока, прокладки и спускного крана. Корпус предохранительного устройства соединен с автоклавом патрубком на фланцах. Спускной кран ввернут в корпус снизу, стакан - сверху.
Внутри стакана находится поршень, связанный со штоком. При повышении давления в автоклаве до 0,005 МПа поршень со штоком поднимается и шток запирает рукоятку зажимного устройства. В связи с ненадежностью работы предохранительного устройства на заводах изготавливаются и устанавливаются на автоклавах механические запорные устройства (например, типа подпружиненного винтовочного затвора).
Внутрь автоклава с помощью электротельфера загружаются металлические корзины, представляющие собой перфорированные цилиндрические обечайки с приваренными или съемными днищами.
К верхней части корзины крепится коромысло из прутковой стали, за которое корзина захватывается крюком. Выступы, расположенные на верхней кромке обечайки, обеспечивают зазор между днищем верхней корзины и банками в нижней корзине.
Технические данные автоклавов АВ-2 и АВ-4 приведены в таблице ниже:
Показатели |
АВ-2 |
АВ-4 |
Вместимость автоклава, м3 |
1,57 |
2,75 |
Внутрениий диаметр, м |
||
Предельное рабочее давление, Мпа |
0,35 |
0,35 |
Число загружаемых корзин |
||
Габариты, мм |
||
ширина |
1350 |
1350 |
длина с закрытой крышкой |
2200 |
2200 |
длина с открытой крышкой |
1870 |
1870 |
высота с закрытой крышкой |
2410 |
4000 |
высота с открытой крышкой |
3290 |
4790 |
Масса автоклава, кг |
||
без корзин |
1317 |
|
с корзинами |
1150 |
1750 |
Для предотвращения срыва крышек со стеклянных банок и деформации жестяной тары большой вместимости или изготовленной из тонкой жести в автоклавах создается необходимое давление рабочей среды, в связи с чем в автоклавном отделении следует смонтировать насосы с электроприводом и аварийный паровой насос (на случай отключения электроэнергии).
В соответствии с ОСТ 18-344 - 79 автоклавные корзины оснащаются пружинами для фиксации коромысла под углом 60°. Пружины подбираются так, чтобы у подвешенной корзины коромысло находилось в вертикальной плоскости, а при установке корзины на корзину (в автоклаве) прилегало под тяжестью верхней корзины.
Ртутный стеклянный термометр на автоклаве должен иметь шкалу до 200°С, манометр - до 0,6 МПа (6 кг/см2). Автоклавы устанавливают строго вертикально в приямках глубиной 2.2 м для АВ-2 и 3 м для АВ-4. Расстояние между центрами автоклавов в одном ряду должно быть не менее 2 м, между рядами - не менее 3,5 м.
При двухрядном расположении автоклавов рекомендуется монтировать их фронтальной частью к проходу (В проход не должны выходить противовесы). Обечайка корпуса выступает над полом на 0,8 м. Приямок оборудуется приточно-вытяжной вентиляцией. Вода сливается из автоклава с обязательным разрывом струи.