Практическая работа специальности 15.02.05. «Техническая эксплуатация оборудования в торговле и общественном питании»

Практическое занятие № 51

Разбор производственных ситуаций при обслуживании стерилизаторов периодического и непрерывного действия.

Цели: знать правильность эксплуатации стерилизаторов периодического и непрерывного действия.

Что необходимо выполнить студенту для получения зачета

Изучить данную методическую разработку.

Выполнить конспект.

Сделать вывод о проделанной работе.

Защитить практическую работу.

Общие сведения по изучаемой теме

Стерилизацию консервов проводят в аппаратах периодического и непрерывного действия. К аппаратам периодического действия относятся вертикальные и горизонтальные автоклавы. Банки в этих аппаратах неподвижны. К непрерывно действующим стерилизационным аппаратам относятся такие, в которых банки с продуктом находятся в движении (в некоторых типах с вращением банок) и загрузка и выгрузка банок происходит непрерывно. Главное преимущество стерилизаторов непрерывного действия - в сокращенной продолжительности стерилизации продукта благодаря вращению банок.

Внедрение стерилизаторов непрерывного действия позволяет создать поточно-механизированные и автоматизированные линии производства консервов, резко снизить трудоемкость процесса (по сравнению со стерилизацией в автоклавах), повысить качество консервов (в первую очередь, за счет улучшения их органолептических показателей) и снизить расход пара и электроэнергии.

Несмотря на начавшееся с середины 60-х годов оснащение консервной промышленности стерилизационными аппаратами непрерывного действия, применяемые стерилизаторы периодического действия (автоклавы) еще в течение некоторого времени остаются основным оборудованием для стерилизации овощных консервов. Поэтому необходимо продолжать и углублять работы по совершенствованию их конструкции, повышению теплотехнических характеристик и по максимально возможной их автоматизации (ведение процесса по заданной программе).

Вертикальные автоклавы изготовляют двух- и четырехсетчатыми, различающимися только высотой корпуса.

Двухсетчатый вертикальный автоклав АВ-2 (рис. 1) имеет сварной цилиндрический корпус 3, изготовленный из углеродистой стали Ст. 3. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается прокладкой из промасленного асбеста. Внутри автоклава над днищем расположен барботер 4. На опорном кольце устанавливают стальные сетки 2 с отверстиями на всей боковой поверхности. Под крышкой автоклава 1 укреплен кольцевой душ, а сверху на крышке имеется кран для продувки. Труба для слива воды присоединена к днищу автоклава в центре. К цилиндрической части автоклава приварена коробка, на которой установлены термометр (для максимальной температуры 150° С), манометр (рассчитанный на максимальное давление 0,6 МПа) и предохранительный клапан. Для циркуляции воды в коробке она соединена трубкой с нижней частью автоклава, благодаря этому термометр дает точные показания.

Существуют автоклавы, у которых крышка прижимается к корпусу специальным зажимом (вместо нескольких барашковых гаек), что облегчает закрывание и открывание крышки автоклава.

При стерилизации консервов с противодавлением в автоклавном отделении должна быть насосная станция, состоящая из многоступенчатого центробежного насоса, запасного парового насоса, соответствующих емкостей для воды и компрессора с ресивером. Насосную станцию оборудуют всеми необходимыми контрольно-измерительными приборами (манометрами, регуляторами давления, предохранительными клапанами и т. д.). Трубопроводы присоединяют к автоклаву на фланцах.

Рис. 1. Вертикальный автоклав.

Роторный стерилизатор непрерывного действия, предназначенный для стерилизации консервов в жестяных банках при температуре выше 100° С, состоит из подогревателя, стерилизатора и охладителя.

Стерилизатор представляет собой неподвижный, горизонтально расположенный цилиндрический корпус 1 (рис. 2) из листовой стали, внутри которого на валу вращается барабан 3. К наружной поверхности барабана параллельно валу прикреплены полосы из угловой стали таким образом, что между ними размещаются банки.

Рис. 2. Роторный (барабанный) стерилизатор.

Для вывода банок из среды с атмосферным давлением и ввода их в среду с избыточным давлением аппарат имеет загрузочное 4 и разгрузочное 6 устройства типа шлюзового затвора.

Банки подаются к загрузочному устройству цепным элеватором 5. Из загрузочного устройства банки попадают в барабан. При вращении барабана банки перемещаются от одного конца аппарата к другому благодаря спиральной направляющей 2, шаг которой равен высоте банки. При этом они вращаются вместе с барабаном вокруг его оси. Одновременно банки вращаются вокруг своих осей.

В подогревателе происходит предварительный нагрев банок и их содержимого до 98° С в воде температурой 40-50° С на входе и около 98° С на выходе. Вода нагревается паром, поступающим в нижнюю часть аппарата.

Из подогревателя банки при помощи герметизированного клапана подаются в стерилизатор и при вращении ротора перемещаются к другому концу, а затем выгружаются через разгрузочный клапан в охладитель. Стерилизацию проводят в среде водяного пара, давление которого автоматически поддерживается на уровне, соответствующем температуре стерилизации.

В охладителе банки, перемещаясь ротором, охлаждаются проточной водой до 30-40° С при избыточном давлении воздуха, предотвращающем деформацию банок. Выгрузка банок из охладителя также осуществляется при помощи герметизированного клапана. В стерилизаторе и охладителе давление поддерживают воздухом. Все движущиеся части установки вращаются от одного электродвигателя через вариатор скоростей.

Барабан приводится во вращение с обоих концов вала, благодаря чему предотвращается скручивание ротора (барабана). Изменением частоты вращения ротора (от 0,5 до 6,0 об/мин) регулируют продолжительность стерилизации. Для регулирования температуры применены самопишущие пневматические терморегуляторы с гибкой связью, воздействующие на вентили подачи пара. Давление регулируется дифференциальным регулятором давления прямого действия.

Недостатками роторных стерилизаторов являются: возможность стерилизации консервов только в жестяных банках одного размера, деформация банок из-за резкого изменения температуры и давления и истирание олова на поперечных швах банок.

Автоматические гидростатические стерилизаторы непрерывного действия применяются для стерилизации консервов в жестяных банках. За счет гидростатического давления столба воды создается значительное давление в стерилизационной камере, что позволяет поддерживать высокую температуру пара. Так: как столб воды высотой 10 м создает избыточное давление 0,1 МПа, то при этом давлении уже возможна стерилизация в паре при 120° С. Изменяя высоту столба воды, можно регулировать давление в стерилизаторе, а следовательно, и температуру стерилизации. Подобные стерилизаторы отличаются высокой производительностью.

Так, стерилизаторы типа «Гидрон» имеют производительность 2,8-24 банок в секунду в зависимости от времени стерилизации, которое изменяется от 432 до 1326 с. Удельный расход пара составляет 0,16-0,24 кг на 1 кг продукта, а расход воды 1-5 кг на 1 кг продукта.

Однако гидростатические стерилизаторы весьма громоздки, требуют большой высоты здания для установки, большие размеры фундамента из-за наличия охлаждающего канала (бассейна), кроме того, в них можно стерилизовать консервы в банках только одного размера и не всегда можно использовать максимальную производительность стерилизатора 23,4 банки в секунду (1400 банок в минуту).

Непрерывно действующий пневмогидростатический стерилизатор «Хунистер» применяется для стерилизации консервов в стеклянной и жестяной таре диаметром 76-100 мм. Стерилизатор состоит из 14 башен (рис. 3), каждая из которых имеет два канала. Конвейер с носителями - кассетами (банконосителями) проходит последовательно через все каналы и затем под башнями возвращается к месту загрузки. Стерилизатор имеет три зоны: подогрева, стерилизации и охлаждения. Подогрев осуществляется в первых шести башнях, затем в двух башнях проходит стерилизация и, наконец, в последних шести башнях банки охлаждаются. Банки с консервами при помощи особого устройства загружаются в банконосители, последовательно проходят через все башни и выгружаются из кассет специальным устройством.

В одном канале шести первых и последних башен находится столб воды высотой 4 м каждый, что создает гидростатическое давление 0,04 МПа, поддерживаемое воздухом, находящимся под этим давлением во втором канале каждой башни. В седьмой и восьмой башне (зона стерилизации) оба канала заполнены паром. Так как все каналы башен соединены между собой, то в седьмой и восьмой башне устанавливается давление 0,24 МПа. Этому давлению соответствует температура пара порядка 125° С.

Рис. 3. Пневмо-гидростатический стерилизатор «Хунистер»: 1 - автоматическое подводящее устройство; 2 - водяная колонка; 3 - банки с консервами; 4 - носитель; 5 - транспортировочная цепь; 6 - верхняя площадка; 7 - привод; 8 - регулятор давления; 9 - термоизоляция; 10 - автоматическое отводящее устройство; 11 - нижняя ветвь цепи.

В каждую башню кроме двух последних подводится через барботеры пар, что дает возможность поддерживать соответствующие температуры в башнях - 60-70-80-90-95-110-120-132-90-70-60-50-40-30-20° С.

При стерилизации консервов должен строго соблюдаться установленный технологической инструкцией режим - температура, продолжительность и давление.

Для объективного контроля за правильностью проведения режима стерилизации и охлаждения консервов стерилизационные аппараты должны быть оснащены соответствующими контрольно-регистрирующими самопишущими приборами - термографами, манометрами и др. При автоматизации управления процессом стерилизации в аппаратах периодического действия они должны быть оборудованы автоматическими приборами для регулирования температуры и давления (терморегулятором - термографом, а также регуляторами давления и подачи сжатого воздуха с диафрагмовыми клапанами). Независимо от термограмм, полученных на этих приборах, фактические данные о времени подъема температуры, продолжительности стерилизации и охлаждения консервов, а также о минимальной температуре и давлении во время стерилизации должны записываться в журнал контроля стерилизации консервов.

Такой журнал, является основным документом, фиксирующим все этапы процесса стерилизации и охлаждения консервов.

В журнале делают отметки о всех случаях отклонения от нормального процесса стерилизации по каждому стерилизационному аппарату. Контроль за правильностью ведения стерилизационного журнала является одной из функций заводской лаборатории.