Autoclaves verticais e horizontais. Projeto de autoclave vertical Estudo do dispositivo e princípio de funcionamento

Autoclaves verticais AV-2 AV-4

A preservação a longo prazo de alimentos enlatados sem deterioração é alcançada pela supressão da atividade vital dos microrganismos neles contidos, o que pode ser feito vários métodos, cujo método mais comum é o tratamento térmico (em alguns casos é também um tratamento térmico culinário de matérias-primas).

Existem esterilizadores intermitentes e contínuos Eles são verticais e horizontais. Em alguns projetos de autoclave, os frascos ficam estacionários durante o processo de esterilização, enquanto em outros (por exemplo, os rotativos horizontais) eles se movem para aumentar a taxa de transferência de calor.

O processo de supressão da microflora em um produto em temperaturas de até 100°C é denominado pasteurização, a 100°C e acima - esterilização. Os equipamentos utilizados para realizar esses processos são chamados de pasteurizadores e esterilizadores, respectivamente. Os esterilizadores podem ser usados de forma intermitente ou contínua. Os esterilizadores em lote são geralmente chamados de autoclaves. Eles são verticais e horizontais. Em alguns projetos de autoclave, os frascos ficam estacionários durante o processo de esterilização, enquanto em outros (por exemplo, os rotativos horizontais) eles se movem para aumentar a taxa de transferência de calor.

Nas fábricas da URSS e, posteriormente, da Rússia, as autoclaves verticais mais comuns eram AV-2 e AV-4.

Os esterilizadores contínuos são divididos em hidrostáticos, rotativos e transportadores. Dos esterilizadores hidrostáticos contínuos nas fábricas de conservas do país, os dispositivos OHS-1 "Hunister" (Hungria) e A9-FSA foram os mais utilizados. Para pasteurizar certos tipos de alimentos enlatados, foram utilizados pasteurizadores de correia ou transportador (A2-KPO, A9-KSZH) e pasteurizadores de placas.

Projeto de autoclave vertical.

As autoclaves verticais AB-2 e AB-4 são utilizadas tanto para esterilização quanto para pasteurização de alimentos enlatados em recipientes lacrados. Acompanham-nos a instalação de reguladores de esterilização de software na autoclave, que permitem automatizar o processo.

A autoclave vertical AV-2 (Fig. 1) consiste em um corpo 4, uma tampa 1 com um contrapeso 12, um clipe de cinto de liberação rápida 2. O corpo da autoclave é soldado em chapa de aço com 6 mm de espessura
na casca e 8 mm na parte inferior. Apoia-se em vigas de sustentação ou racks com patas 5. No interior do corpo, na parte inferior, são soldados suportes para instalação do cesto da autoclave. Ainda mais abaixo, na cavidade do fundo, há um borbulhador 6. O vapor entra pelo tubo 7. A água é drenada da autoclave pelo tubo 8. Muitas vezes, o orifício no centro do fundo acima do tubo 8 é fechado em fábricas malha de metal para evitar que pequenos vidros quebrados entrem nas conexões da linha de drenagem.

Arroz. 1. Autoclave AB-2

Uma caixa de manômetro 10 é soldada na parte externa do invólucro, conectada por um tubo de circulação 9 à parte inferior da autoclave. Uma luva para instalação é soldada na caixa de pressão
contém 11 termômetros, fechados invólucro protetor. Além disso, a caixa contém acessórios para conexão do manômetro 16 e conexão ao controlador do programa de esterilização.

Na parte superior do corpo existem tubos por onde a autoclave é abastecida com água e escoada caso haja excesso.

Na tampa esférica articulada 1 há uma válvula de segurança 13 e uma válvula de drenagem de teste 15. Sob a tampa há um borbulhador de anel, que serve para o resfriamento uniforme das latas com o produto após a esterilização. A água entra no borbulhador anelar pela rede principal através de uma mangueira flexível fixada no tubo 14. Um contrapeso com peso conectado à tampa serve para facilitar sua abertura e fechamento. Os flanges da tampa e do corpo são pressionados firmemente um contra o outro por quinze garras setoriais montadas em um anel feito de tira de aço para molas. As extremidades do clipe para cinto 2 são apertadas manualmente por meio de um sistema de alavanca.

Para evitar que a tampa da autoclave se abra sob pressão, ela é equipada com um dispositivo de segurança 3, composto por um corpo, um pistão, um vidro, uma haste, uma gaxeta e uma válvula de drenagem. Quadro dispositivo de segurança conectado à autoclave por um tubo com flanges. A válvula de drenagem é aparafusada no corpo por baixo, o vidro por cima.

Dentro do vidro existe um pistão conectado a uma haste. Quando a pressão na autoclave aumenta para 0,005 MPa, o pistão com a haste sobe e a haste trava a alça do dispositivo de fixação. Devido à falta de confiabilidade do dispositivo de segurança, dispositivos de travamento mecânico (por exemplo, como um ferrolho de rifle com mola) são fabricados e instalados em autoclaves nas fábricas.

Os cestos metálicos, que são conchas cilíndricas perfuradas com fundo soldado ou removível, são carregados no interior da autoclave por meio de uma talha elétrica.

Uma viga de aço é fixada no topo da cesta, pela qual a cesta é agarrada por um gancho. As saliências localizadas na borda superior da carcaça proporcionam espaço entre o fundo do cesto superior e as latas do cesto inferior.

Os dados técnicos das autoclaves AB-2 e AB-4 são apresentados na tabela abaixo:

Indicadores	AV-2	AB-4
Capacidade da autoclave, m3	1,57	2,75
Diâmetro interno, m
Limite pressão de operação, MPa	0,35	0,35
Número de carrinhos carregados
Dimensões, mm
largura	1350	1350
comprimento com tampa fechada	2200	2200
comprimento com tampa aberta	1870	1870
altura com tampa fechada	2410	4000
altura com tampa aberta	3290	4790
Peso da autoclave, kg
sem cestas		1317
com cestas	1150	1750

Para evitar que as tampas caiam dos potes de vidro e a deformação dos recipientes de estanho de grande capacidade ou feitos de estanho fino, as autoclaves criam pressão necessária ambiente de trabalho, em relação ao qual devem ser instaladas bombas acionadas eletricamente e uma bomba de vapor de emergência (em caso de falta de energia) no compartimento da autoclave.

De acordo com OST 18-344- 79 cestos de autoclave são equipados com molas para fixar o balancim em um ângulo de 60°. As molas são selecionadas de forma que o balancim do cesto suspenso fique em um plano vertical, e quandoa instalação da cesta na cesta (em autoclave) foi adjacente ao peso da parte superior cestas.

Um termômetro de vidro de mercúrio em uma autoclave deve ter uma escala de até 200°C,manômetro - até 0,6 MPa (6 kg/cm2).As autoclaves são instaladas estritamente verticalmente em fossas com 2,2 m de profundidadepara AB-2 e 3 m para AB-4. A distância entre os centros das autoclaves em uma fileira deve ser de pelo menos 2 m, entre fileiras - pelo menos 3,5 m.

Com fila dupla localização das autoclaves, recomenda-se montá-las com a parte frontal voltadacorredor (Nenhum contrapeso deve se estender para o corredor). A carcaça da caixa se projeta 0,8 m acima do piso. A fossa está equipada com ventilação de insuflação e exaustão.A água é escoada da autoclave com interrupção obrigatória do fluxo.

OPERAÇÃO 1 AUTOCLAVE VERTICAL “AV-2”

Tarefa tecnológica: tratamento térmico (esterilização) de alimentos enlatados.

Objetivo do trabalho: Avaliar o nível técnico (condição) da autoclave vertical “AV-2” e apresentar propostas para o desenvolvimento do seu projeto para aumentar a eficiência do processo de esterilização.

Objetivos do trabalho:

1. Estudar a estrutura e princípio de funcionamento da autoclave vertical “AV-2”.

2. Considere as características do processo de esterilização.

3. Determinar o desempenho teórico e experimental, bem como a potência dos aquecedores da autoclave vertical “AV-2” sob vários modos de operação e processar os resultados do teste.

4. Dê sugestões para manutenção autoclave vertical "AV-2".

5. Entenda as regras operação segura e montagem da autoclave vertical “AV-2”.

Equipamentos, ferramentas e estoque: autoclave vertical AB-2, relógio, balança técnica com pesos.

Produtos: alimentos enlatados em latas com volume total de 6,0 litros.

Estudo do dispositivo e princípio de funcionamento

A autoclave vertical AB-2 (Fig. 5.9.1) destina-se à esterilização de alimentos enlatados em condições de miniprodução.

A autoclave é composta por 11 câmaras de esterilização e 4 câmaras de água-vapor, que constituem uma única estrutura soldada a partir de dois recipientes isolados. A câmara de esterilização é fechada por cima por uma tampa 12, dotada de uma pinça 14 no centro pelo lado de fora e possuindo ranhuras na periferia para passagem das pinças 14 (parafusos com volantes). Uma coluna indicadora de água 7 com torneiras superior 8 e inferior 3 é conectada à câmara de vapor de água em suas partes superior e inferior por meio de acessórios.

Figura 5.23. Autoclave vertical AB-2:

1 - invólucro; 2 - mangueira; 3, 8 - torneiras inferior e superior; 4, 11 - câmaras de água-vapor e esterilização; 5 - inferior; 6 - cassete para conservas; 7 - coluna indicadora de água; 9 - funil; 10 - prateleira; 12 - capa; 13 - manômetro e vacuômetro; 14 - braçadeira; 15 - manômetro de contato elétrico; 16, 22 - válvulas de ejeção e filtro; 17, 20, 23 - válvulas de água, vapor, condensado; 18 - ejetor; 19 - válvula de segurança; 21 - filtro; 24 - parafuso para fixação de resistências elétricas; 25 - caixa; 26 - elemento de aquecimento elétrico; 27 - quadro elétrico; 28 - interruptor; 29 - lâmpada de sinalização

Um funil 9 é instalado acima da torneira superior e um bocal de mangueira de borracha 2 é aparafusado na torneira inferior. Acima da parte inferior 5 da câmara de esterilização está a torneira inferior do cassete 6 com objetos de esterilização.

Um manômetro-vácuo 13 e um manômetro de contato elétrico 15 são conectados à parte superior da câmara por meio de acessórios, bem como um ejetor 18 com válvulas 16 e 17. Na parte inferior é equipado com um bloco com válvula de condensado 23, um filtro 21 e uma válvula de filtro 22. A válvula de segurança 19 está conectada à parte superior da câmara vapor-água, que é conectada através de um tubo com válvula de vapor 20 à câmara de esterilização 11. A autoclave está equipada com um invólucro protetor 1, sustentado por três suportes. Na parte inferior da caixa há uma caixa 25 que cobre os terminais das resistências elétricas 26 e seus parafusos de fixação 24. As resistências elétricas estão localizadas na parte inferior da câmara de vapor de água, sob o fundo da câmara de esterilização. Um quadro elétrico 27 com um interruptor 28 e uma lâmpada de sinalização 29 é fixado na parede próxima à autoclave no lado oposto à válvula de segurança.

A autoclave funciona da seguinte forma.

Carregue os cassetes 6 com alimentos enlatados na câmara de esterilização (recomenda-se realizar o primeiro carregamento em autoclave pré-aquecida). Feche a tampa da câmara de esterilização 12, levante os grampos roscados 14 e aperte-os firmemente com os volantes.

Ligue as resistências elétricas girando o botão do interruptor 28 para a posição ON (a lâmpada sinalizadora 29 deve acender). Após atingir a pressão necessária na câmara de vapor de água, abra a válvula de vapor 20, deslocando o ar junto com parte do vapor através da válvula de condensado 23 previamente aberta. Após 2...3 minutos, feche a válvula 23. Em seguida, espere até que o valor superior da pressão de esterilização seja atingido no manômetro de contato elétrico 15, registre o horário de início da esterilização. Durante a esterilização, é necessário abrir a válvula 23 2 a 3 vezes por 10...15 s para retirar o condensado da câmara de esterilização, bem como para melhor lavar os objetos a serem esterilizados com vapor. Depois de decorrido o tempo de esterilização especificado, feche a válvula 20, abra a válvula de três vias do manômetro de pressão e ventile o tubo sifão, libere o vapor e o condensado da câmara de esterilização abrindo a válvula 23 e drene os alimentos enlatados esterilizados. Para isso, abra a válvula 17 para entrada de água no ejetor 18 e a válvula 16 para aspiração do vapor da câmara de esterilização. Realizar a ejeção por 10 minutos, enquanto o vácuo medido pela pressão e pelo vacuômetro 13 deve atingir pelo menos 44 kPa. Ao final da ejeção feche a válvula 16, depois a válvula 17 e abra a válvula 22 para conectar a câmara de esterilização à atmosfera, abra a tampa 12, feche a válvula 22 e descarregue os alimentos enlatados.

As autoclaves verticais são fabricadas com duas e quatro malhas, diferindo apenas na altura do corpo.
A autoclave vertical de malha dupla da marca AB-2 da Fábrica de Máquinas Batumi (Figura 1) possui corpo cilíndrico soldado em aço carbono St. 3. A estanqueidade da ligação entre a tampa e o corpo é garantida por uma junta de amianto oleada. Dentro da autoclave existe um borbulhador localizado acima do fundo. No anel de suporte é instalada uma malha de aço com furos em toda a superfície lateral. Uma válvula de purga está instalada na tampa da autoclave. Um chuveiro circular é instalado sob a tampa da autoclave. O tubo de drenagem de água está preso na parte inferior da autoclave, no centro. Na parte cilíndrica da autoclave é soldada uma caixa, na qual são instalados um termômetro (até 150°C), um manômetro (até 0,6 MPa) e uma válvula de segurança. Para circular a água na caixa, ela é conectada por um tubo ao fundo da autoclave; Isso garante que o termômetro leia corretamente.
A Fábrica de Máquinas Batumi produz autoclaves nas quais a tampa é pressionada ao corpo por meio de uma pinça especial (em vez de várias porcas borboleta), o que facilita o trabalho dos operadores da autoclave e reduz o tempo de fechamento e abertura da tampa da autoclave.
No corpo da autoclave e na tampa existem anéis (flanges) de seção trapezoidal, entre os quais existe um

Grau A AB-2: 1 - corpo da autoclave; Tampa para 2 autoclaves; 3 e 4 - anéis (flanges); 5 - junta de vedação; 6 - clipe para cinto; 7 - segmentos; 8- cinta externa da autoclave; 9 - contrapeso; 10 - grades; 11- borbulhador para fornecimento de vapor; 12 - inferior, b - grau AB-4; 1- suporte; 2 - curativo; 3 - tubo de circulação; 4 - caixa de instrumentos; 5 - válvula de ar.
Figura 1 – Autoclaves verticais

Junta de vedação. O clipe para cinto de liberação rápida possui 15 alças setoriais (segmentos) montadas em um anel feito de tira de aço com mola e um sistema de alavanca para apertar e espalhar o clipe. Quando a alavanca é girada, o clipe para cinto aperta os segmentos. Os segmentos, convergindo, entram com seus recortes internos nas saliências dos anéis e pressionam a tampa contra o corpo da autoclave. A correia externa limita o movimento dos segmentos e os mantém em uma determinada posição quando a tampa está aberta.
O diagrama de comunicação de uma autoclave é mostrado na Figura 2. Como pode ser visto no diagrama, as autoclaves para esterilização com contrapressão, além das tubulações convencionais, também possuem uma tubulação para água ar comprimido(geralmente através de um borbulhador de vapor) ou uma tubulação para água fornecida sob pressão por uma bomba centrífuga ou de vapor. Além disso, um tubo conectado à rede de esgoto se estende desde a parte superior do corpo da autoclave.

1,2 e 4 - dutos; 3 - bomba centrífuga; 5 - compressor; 6 - reservatório de ar comprimido.
Figura 2 – Comunicação da autoclave

As tubulações que fornecem vapor e água à autoclave possuem válvulas de retenção; evitam o movimento da água da autoclave para a rede se a pressão ali diminuir. Duas válvulas de corte são instaladas no tubo condutor de vapor.
Antes do trabalho, verifique o estado da autoclave, a operacionalidade de todas as válvulas, instrumentação e juntas.
A esterilização de alimentos enlatados em recipientes de estanho em ambiente de vapor é realizada da seguinte forma. Usando uma talha elétrica, carregue os cestos com potes na autoclave, feche a tampa e use um clipe para cinto para pressionar a tampa na autoclave girando a alavanca. Em seguida, abra a válvula de purga e a válvula de vapor; o ar é deslocado pelo vapor da autoclave. Quando um jato de vapor sair da válvula de purga, feche-a e continue aquecendo até a temperatura definida na autoclave. A duração do aquecimento é definida pelo modo de esterilização. A taxa de aumento da temperatura é controlada pelo fornecimento de vapor à autoclave. Uma vez atingida a temperatura de esterilização, ela é mantida durante todo o tempo de esterilização, monitorando com termômetro e regulando o fornecimento de vapor fresco.
Decorrido o tempo de esterilização, a válvula de vapor é fechada e a pressão e a temperatura são reduzidas gradativamente, liberando vapor pela válvula de purga pelo tempo especificado pelo modo de esterilização. Os frascos são então resfriados. Para isso, a autoclave é alimentada sob pressão. água fria ou as grades são descarregadas da autoclave e os frascos são resfriados sob uma ducha de água ou ao ar. Os frascos são resfriados a uma temperatura superficial de 40-45° C. Se não forem resfriados, o produto no frasco continua a ferver. Quando resfriado a mais Baixas temperaturas os potes não secam e podem enferrujar.
A esterilização de alimentos enlatados em potes de vidro em água com contrapressão de água é realizada da seguinte forma. Os cestos cheios são carregados em uma autoclave cheia de água, cuja temperatura difere em 10-15 ° C da temperatura dos frascos. A tampa é hermeticamente fechada e a autoclave é enchida com água, deixando uma pequena entreferro. A camada é um amortecedor que evita flutuações repentinas de pressão quando parte da água é liberada. Em seguida, o vapor é fornecido à autoclave, aumentando gradativamente a temperatura e a pressão nela até os valores ajustados.
A pressão na autoclave aumenta devido ao condensado formado pelo vapor. Se a pressão na autoclave ficar acima do permitido e a temperatura ainda não atingir o valor desejado, a pressão é reduzida liberando cuidadosamente parte da água pelo tubo de drenagem.
A temperatura definida é mantida continuamente durante todo o tempo de esterilização, mantendo a pressão constante na autoclave. Após a conclusão da esterilização, os frascos são resfriados. Para isso, água fria é introduzida na autoclave por cima e a mesma quantidade de água é liberada pelo tubo de drenagem.
Estudos demonstraram que quando resfriada, a resistência ao calor da beterraba é significativamente menor do que quando aquecida. Isto é explicado pelo fato de que quando aquecidas, as camadas externas da parede jarra de vidro experimentam forças de compressão e, quando resfriados, surgem neles forças de tração, como resultado das quais ocorrem rachaduras e o colapso das latas. Como mostra a experiência, a fase mais perigosa é a fase de arrefecimento das latas desde a temperatura de esterilização até 70° C. Nesta gama de temperaturas, surgem tensões especialmente elevadas no material das latas, por vezes levando à sua destruição. Para evitar que as latas quebrem durante o resfriamento, a temperatura na autoclave deve diminuir gradual e uniformemente. Para isso, a água de resfriamento é fornecida em pequenos jatos através de um borbulhador ou chuveiro montado sob a tampa da autoclave. Este método apresentou bons resultados em condições de fábrica.
Quando a temperatura na autoclave se aproxima da temperatura final, a pressão é reduzida gradualmente enquanto o resfriamento continua. Ao final do resfriamento, feche todas as válvulas, abra a válvula de purga ou válvula do tubo de drenagem e leve a pressão da autoclave para a atmosférica. Em seguida, um pouco da água é liberada e os cestos com latas são descarregados.
Dispositivos para carregar redes de autoclave com latas e descarregá-las das redes facilitam significativamente o trabalho dos trabalhadores, aumentam a produtividade do trabalho e reduzem a quebra de latas. A maneira mais fácil de baixar latas em grades - isso é carregar usando uma almofada de água. Neste método, uma malha vazia é imersa por meio de uma talha elétrica em um recipiente com água, cujo nível é ligeiramente superior à borda da malha. Da esteira, as latas vão para a água, o que as protege de deformações ou quebras. Quando a malha é preenchida com potes, ela é descarregada do recipiente com água e carregada na autoclave.
Para descarregar as telas após a esterilização, pode-se utilizar o mesmo recipiente, mas preenchido com uma solução cuja gravidade específica seja maior Gravidade Específica latas.
Para carregar latas nas malhas e descarregá-las das malhas, também são utilizadas instalações com elevador hidráulico, bem como com cabeçote eletromagnético.
A qualidade dos alimentos enlatados e a possibilidade de seu armazenamento a longo prazo dependem em grande parte da precisão do regime de esterilização. Os mais confiáveis são o controle automático e regulação automática temperatura na autoclave e a duração da própria esterilização. Nas autoclaves periódicas, vários esquemas automáticos são utilizados para regular e controlar o aumento da pressão e da temperatura, a duração e a temperatura da própria esterilização, a purga automática do ar da autoclave, a contrapressão, a duração da redução da pressão e o resfriamento com água.
Para controle automático e a regulação utilizam termostatos de programa pneumático e elétrico com relé de tempo, alarmes sonoros e luminosos, com registro automático de temperatura e pressão na autoclave ao longo do tempo.
Ao esterilizar alimentos enlatados em uma lata e recipientes de vidro vapor em uma autoclave de operação periódica com contrapressão, são utilizados reguladores de temperatura e pressão de software dos sistemas PRP-2 e PRP-2U. Estes reguladores proporcionam um processo de esterilização estável de acordo com um determinado modo com um desvio de temperatura do definido de ±1,5° C.
Autoclave horizontal. O corpo da autoclave (Figura 3) é instalado na posição horizontal sobre pés.

1 - corpo; 2 - capa; Volante com 3 fixações; 4-Sgrboter.
Figura 3 – Autoclave horizontal

As extremidades da caixa em um ou ambos os lados são hermeticamente fechadas com tampas articuladas. Dentro da autoclave há um borbulhador para fornecimento de vapor e trilhos por onde se movem carrinhos com latas. As autoclaves horizontais são construídas para um, quatro e seis carrinhos; Eles diferem entre si apenas no comprimento do corpo. Essas autoclaves são equipadas com a mesma instrumentação e comunicações das autoclaves verticais.
Para autoclaves horizontais (ao contrário das verticais; não são necessários canais (eixos) na instalação, bem como monotrilhos com talhas elétricas ou guindastes para carregamento de latas. A presença de tampas permite carregar a autoclave de um lado e descarregá-la por outro lado, isso garante algum fluxo de movimentação das latas, principalmente se a autoclave for carregada na oficina de esterilização e descarregada no armazém; produtos finalizados. Porém, as autoclaves horizontais ocupam uma grande área e são difíceis de esterilizar alimentos enlatados em água, além disso, a taxa de utilização do seu volume é menor; Estudos mostram que com menos tempo de esterilização, a qualidade dos alimentos enlatados é maior.