Proiectarea Corpului Autoclavei Verticale Pentru Prelucrari In Industria Alimentara

Producerea

Cap I Introducere

Cap. II. Date generale. Noțiuni.

2.1. Noțiuni generale. Definiții

2.2. Clasificare Autoclave

2.4. Deservirea autoclavei verticale

Cap III. Proiectarea corpului Autoclavei verticale pentru prelucrări în îndustria alimentară

1.Dimenșionarea autoclava

1.1 Generalități

1.2 Corp recipient

2.Funduri și capace. Elemente constructive și calcul de rezistență .

2.1 Generalități

2.2 Funduri și capace sferice cu racordare (mâner de coș )

2.3 Calculul contragreutății pentru deschiderea capacului

3.Construcț ia de calcul asamblărilor cu flanșă

3.1 Flanșa plană pentru sudare

3.2 Elemente constructive

3.3 Calculul de rezistență al asamblării cu flanșă

4. Calculul șuruburilor

4.1 Generalități

4.2 Calculul șurubului

5.Suporturi pentru recipiente verticale

5.1Generalități

5.2 Calculul suportului

Cap. I

Introducere

Industria Alimentară reprezintă un domeniu prioritar în cadrul economiei naționale, produsele alimentare fiind de importanță strategică. Producerea alimentelor se realizează în conformitate cu normele de igienă interne și internaționale și în concordanță cu cerințele consumatorilor.

Consumatorii vor alimente sigure. Este datoria noastră a fiecăruia să producem și să consumăm alimente care respectă standardele înalte de calitate impuse prin normele Uniunii Europene.

Siguranța alimentară – componentă a securității alimentare care este determinată obligatoriu de 3 condiții pe care trebuie să le îndeplinească un produs neprelucrat, prelucrat parțial, prelucrat total sau nou creat:

Să aibă inocuitate, să fie salubru, să nu pună în pericol organismul uman, respectiv consumatorul normal și sănătos.

Să aibă valoare nutritivă și energetică.

Nutrienții alimentari să fie disponibili pentru organism.

Producerea de alimente este un domeniu în continuă evoluție și, pentru ca răspunde unor nevoi esențiale omului asigurând întreaga lui dezvoltare armonioasa, ocupa un loc deosebit de important în viața unei comunități.

Cantitățile de carne necesare consumului populației,ca atare sau prelucrate în întreprindere, sub forma de preparate, conserve și semiconserve, se realizează în unități zootehnice specializate, proprietate de stat sau agenți economici, private.

Carnea și produsele din carne reprezintă unul dintre elementele de baza în alimentația omului datorita atat calităților organoleptice deosebite cat și valorii nutritive ridicate.

Valoarea deosebita a cărnii ca aliment este data de substanțele care compun carnea și mai ales de calitatea acestora,iar factorii care influențează asupra compoziției chimice și calităților gustative ale cărnii, influențează și asupra valorii nutritive.

Valoarea nutritiva a cărnii este data de conținutul în proteine (substanțe plastice),dar și de conținutul în grăsimi (substanțe energetice),săruri minerale și vitamine(substanțe catalitice).

Conservele din carne se pot clasifica în următoarele grupe:

– conserve de carne în suc propriu;

– conserve din carne tocata(“corned beef”,”luncheon meat”);

– conserve sub forma de pasta(pateuri,hașeuri);

– conserva mixte(carne+ingrediente de origine vegetală);

– conserve dietetice, recomandate în anumite afecțiuni;

– conserve pentru

datorită cer spuse mai sus am hotărât sa cercetez această temă, iar la sfârșit sa pot avea calcule care îmi vor permite proiectarea corpului unei autoclave verticale destinată sterilizării produselor din carne și pește

Cap. II. Date generale. Noțiuni.

2.1. Istoric. Noțiuni generale. Definiții

Josef Theil –cetățean german recunoscut în breasla producătorilor de mezeluri la vremea sa, pune bazele pe parcursul anului 1922, unei fabrici de preparate și conserve din carne. Este anul  fondării unei societăți care, peste decenii, va deveni producătorul numărul unu în domeniul producției de conserve de carne din Romania. O istorie de succes, fundamentată întotdeauna pe sintagma Tradiție și calitate.

După revoluția din decembrie 1989 a urmat o perioadă de tranziție caracterizată prin încercări de a aborda piața dintr-o  manieră modernă, orientată spre cerințele în schimbare ale pieței interne si externe.

În prezent,datorita eforturilor depuse, compania deține pe piața pateului de ficat în conservă o cota de piață valorică de peste 65% .

Din anul 2001 societatea este certificată cu ISO 9001.Implementarea si certificarea Sistemului de Management al Calității conform ISO, presupune creșterea eficacității managementului calității în scopul îmbunătățirii continue a calității produselor și a satisfacerii clientului.

Agentul economic are două unități de producție:abatorul și fabrica de preparate.

Fabrica de preparate are  următoarea componență:

– secția de obținere a ambalajelor-cutiilor metalice

– secția de preparate

– secția de conserve.

Prin recipiente sub presiune se înțelege orice înveliș metalic care conține un fluid (abur, apa fierbinte la peste 100 °C, vapori și gaze diferite la o presiune mai mare decât presiunea atmosferica, în condiții sigure de rezistenta si etanșeitate.

Recipientele pot fi stabile (fixe) sau transportabile (butelii). Recipientele stabile sunt fixate pe fundații sau alte reazeme fixe. Se asimilează cu recipientele stabile si recipientele fixate pe platforme deplasabile sau pe sisteme mobile proprii. Proiectarea, construcția, exploatarea, repararea și verificarea recipientelor care lucrează la presiuni mai mari decât 0,07 Mpa sunt supuse unor instrucțiuni obligatorii cuprinse în prescripțiile tehnice C4-83 si sunt supuse controlului Inspectoratului de Stat pentru Cazane, Recipiente sub Presiune si Instalații de Ridicat (ISCIR).

Pasteurizare și sterilizare

Pasteurizarea este operația care are drept scop distrugerea majorității microorganismelor și, în particular, a bacteriilor patogene nesporulate prezente în produs, cu cea mai mică pierdere posibilă a calităților senzoriale ale acestuia. Pasteurizarea produce și o inactivare a enzimelor responsabile de modificări biochimice nedorite cu scopul de a asigura produsului alimentar o stabilitate, în timp, biologică și biochimică.

Produsele alimentare lichide pot fi supuse următoarelor tratamente termice:

– termizare: LTST (Low-Temperature Short-Time), care se realizează la 63ºC, timp de câteva secunde (15s);

– pasteurizare, care poate fi realizată de sistem:

– LTLT (Low-Temperature Long-Time), la 63…65 ºC, 15-30 min.;

– HTST (High-Temperature ShortTime), la 72…78 ºC, 15 s;

– VHTST (Very High Temperature ShortTime), la 87…105ºC, 10-15 s;

– VHTVST (Very High Temperature Very ShortTime), la 105ºC, 1-2 s;

– XL ( Extended Life), la 127…143ºC, 0,5-2s.

Sterilizarea are drept scop distrugerea tuturor microorganismelor, atât a formelor vegetative, cât și a celor sporulate. Prin sterilizare se distrug și o parte din toxinele microbiene și se inactivează enzimele tisulare și microbiene dintr-un produs alimentar.

Distrugerea microorganismelor cu ajutorul căldurii este îmbunătățită în prezența unor compuși antimicrobieni: ioni de hidrogen, alcool etilic, bioxid de carbon, bacteriocine, uleiuri eterice etc.

Sporii de Bacillus și de Clostridium, deși sunt foarte termorezistenți, sunt incapabili să germineze și să se dezvolte la un pH<4. Rezultă deci că produsele care posedă un pH mai coborât decât această valoare, pot fi stabilizate printr-un tratament termic moderat, la o temperatură mai mică de 100ºC. Din acest motiv, impărțirea tratamentelor termice de stabilizare în pasteurizare și sterilizare după temperatura tratamentului, este relativă. În general, însă, se acceptă că tratamentul termic sub 100ºC se numește pasteurizare, iar tratamentul termic peste 100ºC se numește sterilizare.

Curba evoluției temperaturii în interiorul produsului, funcție de timpul procesului termic, poartă denumirea de curba de termopenetrație sau THC (Temperature Hystory Curve).

Cap. II Instalații pentru pasteurizarea și sterilizarea produselor ambalate individual

Deși transferul de căldură se face mai greu pentru produsele ambalate în recipiente decât pentru produsele în vrac, ceea ce are ca urmare creșterea duratei tratamentului termic și creșterea necesarului de agent termic de încălzire și de răcire, marele avantaj al procedeului este lipsa riscului postcontaminării produsului. Nu mai este necesară ambalarea aseptică și sterilizarea ambalajelor, ceea ce echilibrează în general consumul energetic mai ridicat de la tratamentele termice de stabilizare a produselor ambalate.

Procesarea termică a produselor ambalate în recipiente se poate face prin încălzire indirectă cu abur saturat, cu apa caldă, cu aer cald în convecție forțată sau prin încălzire directă la flacară. Dintre acestea, încălzirea cu abur saturat sau cu apa caldă sunt cele mai utilizate metode.

În ceea ce privește creșterea duratei tratamentului termic, aceasta este nu numai o urmare a reducerii fluxului termic datorita prezentei ambalajului ci si un lucru impus, deoarece temperatura tratamentului termic este limitata de creșterea presiunii din interiorul ambalajului. În nici un caz nu se poate aplica o sterilizare UHT (135 … 145°C timp de 2 – 6 s) pentru produsele ambalate în recipiente, dar se pot atinge performante de sterilizare la 120 … 130°C, cu durata de menținere de 2 – 12 min în unele instalații ca, de exemplu, la sterilizarea cu flacăra (Steriflame).

În general, pentru pasteurizarea vinului si a berii, daca la pasteurizarea în vrac era suficient un regim HTST (70 … 75°C, timp de 15 – 30 s), pentru pasteurizarea în butelii de sticla în pasteurizatoare de tip tunel este necesar un regim LTLT (60 … 65°C, timp de 20 – 30 min). Diferențele care apar pentru durata totala (încălzire – pasteurizare – răcire) a tratamentului termic sunt si mai mari.

Cu toate acestea, lipsa riscului reinfectării și a contaminării după tratamentul termic, în timpul transportului si a depozitarii, cu creșterea securității produsului, fac ca pasteurizarea si sterilizarea produselor ambalate sa fie o tehnica foarte utilizata. La aceasta se adăuga si faptul ca pentru produsele păstoase sau cu solid în lichid, sau, în general, pentru produsele greu pompabile, instalațiile pentru tratamentul termic de stabilizare în vrac nu sunt încă bine puse la punct si generalizate, astfel încât pentru acestea nu exista alternativa.

Procesarea termica a produselor ambalate în recipiente se poate face prin încălzire indirecta cu abur saturat, cu apa calda, cu aer cald în convecție forțata sau prin încălzire directa la flacăra. Dintre acestea, încălzirea cu abur saturat sau cu apa calda sunt cele mai utilizate metode.

Utilajele pentru pasteurizare si sterilizare discontinua poarta denumirea generica de autoclave. Ele prezintă avantajul ca se pot utiliza pentru diferite mărimi de recipiente si pot fi folosite pentru diferite regimuri de temperatura – timp, dar consumul de abur si apa este mai mare în comparație cu instalațiile cu funcționare continua.

Conform ,,DEX ONLINE” : AUTOCLÁVĂ, autoclave, s. f. 1. Vas închis ermetic, folosit la sterilizări, la efectuarea reacțiilor chimice etc. sub presiune (și la temperaturi ridicate). 2. Capac care închide ermetic un recipient și se menține închis prin presiunea din recipient

Produsele alimentare solide (produse de carne, pește etc.) trebuie astfel pasteurizate încât să se atingă în centrul termic minimum 69,5ºC, temperatura care trebuie menținută minimum 10 minute.

Clasificare Autoclave

După regimul de lucru, instalațiile se pot împarți în instalații cu functionare discontinua si instalații cu functionare continuă.

Instalații de pastaurizare și sterilizare discontinue

Autoclavele pot fi de constructie verticala sau orizontala. Autocavele – verticale (cu încarcarea la partea superioara) necesita spatiu de amplasare mai mic decât autoclavele orizontale (cu încarcarea laterala), dar acestea din urma sunt mai convenabile din punct de vedere al încarcarii si descarcarii, în plus, autoclavele orizontale pot asigura o mișcare de rotatie ambalajelor, ceea ce duce la îmbunatatirea transferului termic si la reducerea duratei tratamentului termic.

Autoclava verticală

Este formata dintr-un cilindru sudat 1, din tabla de otel pentru cazane, de care este sudat, la partea inferioara, un fund 2 in forma de calota sferica cu racordări la raza diferita fata de cilindru. Partea superioara a cilindrului este închisa cu un copac rabatabil 3, prevăzut cu pârghia 4 si greutatea 5, in scopul echilibrării greutății capacului fata de punctul de oscilație, când aceasta este ridicat. Prinderea capacului de corpul autoclavei este realizata prin intermediul plăcutelor 6, sudate de capac, a doua urechi 7, sudate de corpul cilindric si a bolțului 8. Rabatarea capacului in plan vertical se face in jurul bolțului 8. Etanșeitatea dintre capac si corpul autoclavei este asigurată printr-o garnitura 9 de azbest impregnata cu ulei și așezată in șanțul inelului 10 de la partea superioara a cilindrului. Strângerea capacului de corpul autoclavei, in scopul închiderii perfecte, este realizata cu opt șuruburi rabatabile 11, fixate in urechile 12 de pe corp, cu bolțurile 13, a plăcutelor de strângere 14, sudate pe capac si a piulițelor 15.

Pe capac este montata o supapa de siguranța cu arc 16, pentru a preveni apariția unui exces de presiune in autoclava, si un racord cu ventil de aerisire 17, pentru evacuarea aerului din autoclava si verificarea scăderii presiunii in interiorul ei înainte de deschidere. Pentru alimentarea cu apa de răcire a conductei inelare perforate 18, care se găsește sub capac, aceasta e prevăzută cu racordul 19, ventilul de reținere 20, ventilul de închidere 21 si conducta 22.

Introducerea aburului in autoclava se face pe la partea inferioara, printr-o conducta 23, pe care se monteaza barbotorul in cruce 24. Barbotorul are o serie de orificii dispuse pe partea laterala, in vederea realizarii unei miscari elicoidale a aburului, ceea ce permite formarea unor curenti care intensifica transmisia caldurii.

Tot pe fundul autoclavei este montat racordul 25, pentru scurgerea apei la canalizare.

Pentru sterilizare cu suprapresiune de aer, in autoclava se introduce aer comprimat prin racordul de alimentare cu abur. Pe conductele de alimentare cu abur, apa si aer, intre ventile si autoclava se monteaza supape de retinere, care lasa sa treaca fluidul intr-o singura directie, de la ventil la autoclava.

Pe partea cilindrica in exterior, autoclava are un buzunar special 26, in legatura cu interiorul acesteia. Pe buzunar sunt montate teaca 27, pentru termometru si racordul 28 pentru manometru. Termometrul este introdus intr-un tub de cupru 29, in care trebuie sa se gaseasca intotdeauna glicerina sau ulei pentru a asigura transmisia rapida si uniforma a caldurii. Manometrul se afla in legatura cu buzunarul 26 prin intermediul unui ventil cu trei cai, care serveste la eliminarea apei din teava de legatura, inainte de a masura presiunea, protejandu-l de socurile puternice. Tot pe partea cilindrica a autoclavei se afla prinsa placa de timbru 33.

In interiorul autoclavei, la partea inferioara, sunt sudate trei suporturi 30, pe care se aseaza cosurile cu recipiente. Numarul de cosuri este in functie de capacitatea autoclavei si variaza intre unu si patru. Cosurile pentru recipiente sunt cilindrice, cu un diametru de circa 80 mm mai mic decat diametru interior al autoclavei, fiind confectionate din tabla de otel perforata. Spatiul liber ramas intre cosuri,permit o circulatie activa a fluidelor printre recipiente.

Pentru sprijinul de sol autoclava este prevazuta cu picioarele profilate 31.

In scopul menținerii unui nivel nivel constant al apei in autoclava, pe partea cilindrica este montat un racord de preaplin 32.

Autoclavele verticale ca si cele orizontale au o funcționare ciclica, putând fi montate individual sau in baterie. Comanda tuturor ventilelor autoclavelor poate fi realizata manual sau cu ajutorul unui sistem de automatizare.

Pentru buna funcționare a autoclavelor trebuie respectate riguros fazele de încărcare, preîncălzire, sterilizare, răcire, si anumite reguli de conducere a procesului de sterilizare.

In scopul sterilizării, coșul cu recipiente se introduce in autoclava si se așează pe cele trei suporturi de sprijin 30. Se introduce apoi apa in autoclava pana la nivelul conductei de preaplin, după care se închide autoclava prin strângerea celor opt șuruburi rabatabile 11 si se deschid ventilele si se deschid ventilele de admisie a aburului, de aerisire si de preaplin. In momentul in care prin racordul de aerisire ies vapori,se închid ventilele de aerisire si de preaplin, urmărindu-se in continuare ridicarea temperaturii si a presiunii. La atingerea temperaturii de 105-110˚ C, se introduce aer comprimat, prin deschiderea ventilului de pe conducta 34, astfel ca presiunea sa creasca treptat in interiorul autoclavei,ajungandu-se la o suprapresiune de aer de 1,5 kgf/cm, pentru o temperatura de 120˚ C. Pentru fiecare tip de conserva si recipient exista un regim precis de crestere a temperaturii si presiunii in intervalul de timp precis.

Din momentul atingerii temperaturii de sterilizare prescrise pentru produs, sterilizarea decurge la o temperatura constanta, iar presiunea de aer la mijlocul timpului de sterilizare se ridica treptat, astfel ca sa ajunga la 1,9 kgf/cm.La o presiune de aer mai mare se deschide supapa de siguranta.

Dupa expirarea timpului de sterilizare prescris, se deschide ventilul de alimentare cu abur si se deschid usor ventilele de preaplin si de alimentare cu apa de racire. Suprapresiunea din autoclava se mentine constanta pana la atingerea temperaturii de 100˚ C, dupa care se reduce treptat suprapresiunea prin deschiderea ventilului de aerisire. Se continua alimentarea cu apa de racire prin conducta inelara perforata de la partea superioara, pana cand produsul a ajuns la temperatura prescrisa.

Surplusul de apa este evacuat din autoclava prin conducta de preaplin.

La sfarsitul operatiei de racire se deschide capacul si se scoate cosul din autoclava cu ajutorul unui electropalan.

Pentru evacuarea completa a apei din autoclava se deschide ventilul montat la racordul 25.

Pentru buna functionare a autoclavelor, trebuie sa se respecte riguros fazele de încarcare, preîncalzire, sterilizare, racire si anumite reguli de conducere a procesului de sterilizare.

În vederea sterilizarii, cosurile cu recipiente se introduc în autoclava si se asaza pe cele trei suporturi de sprijin. Se introduce apoi apa în autoclava pâna la nivelul conductei de preaplin, dupa care se închide autoclava prin strângerea celor opt suruburi rabatabile si se deschid ventilele de admisie a aburului, de aerisire, de preaplin, în momentul în care prin racordul de aerisire ies vapori, se închid ventilele de aerisire si de preaplin, urmarindu-se în continuare ridicarea temperaturii si a presiunii. La atingerea temperaturii de 105 … 110°C se introduce aer comprimat, astfel ca presiunea sa creasca treptat în interiorul autoclavei, ajungându-se la o suprapresiune de aer de 1,5 bar pentru o temperatura de 120°C. Schema unei instalatii de sterilizare cu suprapresiune de aer este prezentata în fig. 15.19.

Fig. 15.19. Schema unei instalatii de sterilizare cu suprapresiune de abur 1 – autoclava; 2 – compresor; 3 – recipient de presiune; 4 – ventil de aerisire; 5 – supapa de siguranta; 6 – termometru; 7 – manometru; 8 – conducta alimentare abur; 9 – conducta de aer; 10 – clapeta de retinere;11 – conducta alimentare apa; 12 – conducta golire autoclava; 13 – conducta de preaplin; 14 – manometru; 15 – supapa de siguranta; 16, 17, 18, 19, 20, 21 – ventile.

Pentru fiecare tip de conserva si recipient exista un regim precis de crestere a temperaturii si presiunii în intervalul de timp prescris.

Din momentul atingerii temperaturii de sterilizare, operatia decurge la temperatura constanta, iar presiunea de aer se ridica treptat de la mijlocul duratei de sterilizare, astfel încât sa ajunga la 2 bar. La o presiune de aer mai mare se deschide supapa de siguranta.

La sfârsitul perioadei de sterilizare prescrise, se deschide ventilul de abur si se deschid usor ventilele de preaplin si de alimentare cu apa de racire. Se mentine suprapresiunea de 2 bar, manipulând ventilele de apa, aer si preaplin pâna la atingerea temperaturii de 100°C, când se actioneaza ventilul de aerisire pentru reducerea treptata a suprapresiunii. Se continua alimentarea cu apa de racire, pâna când temperatura ajunge la valoarea prescrisa. Surplusul de apa se evacueaza prin preaplin.

La sfârsitul operatiei de racire se deschide capacul și se scot coșurile din autoclava cu ajutorul unui electropalan.

Autoclava verticala poate functiona si în regim de pasteurizare pentru produsele ce necesita un tratament termic da stabilizare sub 100°C, în acest caz nu mai este nevoie de contrapresiune de aer.

Caracteristicile tehnice ale autoclavei UMT sunt:

– volum total:                                                                              985 l

– volumul util:                                                                             800 l

– grosimea peretilor:                                                                8 mm

– consumul de abur:                                                                 131 kg/h

– consumul de apa:                                                                  0,8 m3/h

– consumul de aer (4  bar)                                                       0,2 m3/h

– dimensiunile de gabarit                                                        1200 x 1690 X 1920 mm

Caracteristicele tehnice ale cosului sunt:

– volumul:                                                                                   800 l

– diametrul:                                                                                940 mm

– înaltimea:                                                                                1020 mm

– grosimea:                                                                               peste 3 mm

– masa: 100 kg.

Fig.

Deservirea autoclavei verticale:

I.a -se pornește electropalanul1; b-se agață coșul 2 și se deplasează la autoclava 3;

II. a-se introduce coșul în autoclavă; b-se eliberează coșul de la electropalan; c-se deschide ventilul de apă și se completează apa din autoclavă; cI-se opreste ventilul de apă rece;

III.a -se coboară capacul 4; b-se strâng șuruburi le fluture 5; c-se deschide ventilul de abur 6;

d-se deschide ventilul de preaplin și aerisire pentru observarea apariției aburului;

dI-se închide ventilul de preaplin 7 și aerisire,seurmăresc indicațiile manometrului și termometrului la 1,5 atm.,respectiv 120°C; e-în intervalul 105-110°C se pornește compresorul de aer 8 până când presiunea ajunge la 1,7-1,9 atm;

IV.a -se supraveghează funcționarea instalației prin urmărirea manometrului 9 și a termometrului

b-se menține temperatura constantă la 120°C și presiunea la 1,9 atm.prin reglajul ventilelor;

V.a -se închide ventilul de abur;

b-se deschid ventilul de apă,preaplinul și ventilul de aerisire;

c-se umăresc indicațiile manometrului și termometrului; d-la 40°C se desfac șuruburi le fluture și se ridică capacul; e-se scoate coșul cu ajutorul electropalanului și se transportă la depozit.

Autoclava orizontală

Sunt mai răspândite decât cele verticale din punct de vedere constructiv. Există mai multe variante:

– autoclavele orizontale cu coșurile în mișcare de rotație, fară economizor;

– autoclave orizontale cu coșurile în mișcare de rotație, cu economizor;

– autoclave statice, fără economizor, cu mediul de încălzire și răcire în circulație, cu sau fară schimbator de căldură;

– autoclave statice, cu economizor, cu mediul de încălzire și răcire în circulație;

-autoclave statice, cu schimbator de căldură cu plăci pe circuitul de răcire .

Autoclavele care sunt prevăzute cu un dispozitiv care permite rotirea coșurilor cu ambalaje în interiorul autoclavei se numesc rotoclave. Rotirea contribuie la îmbunătățirea transferului de căldură și ca o consecință la scurtarea duratei de sterilizare. ’

Rotoclavele pot fî prevăzute cu dispozitive ae rotire numai într-o singură direcție sau cu dispozitive de rotire pendulare, între rotirea spre stâng* și cea spre dreapta facăndu-se o pauză. La unele rotoclave, durata de rotire pendulară este reglată fără trepte, între 5-10 s, cu o pauza de 15 s, iar la cele comandate electronic, pe baza unui program cu cartele perforate, se poate realiza orice program de rotire pendulară.

Economizorul este un vas sub presiune, deasupra autoclavei în care se preîncălzește apa înainte de sterilizare.

Rotoclava are formă cilindrică, prevăzută la un capăt cu un fund fix, iar la celălalt capăt cu un capac montat pe balamalele care se închid și se etanșează cu ajutorul roții de strângere . În interiorul rotoclavei, se găsește dipozitivul de rotire pus în mișcare de un electromotor, prin intermediul unor roți dințate sau a unor curele de transmisie.

Coșurile pentru recipiente au formă cubică și se introduc pe două șine de ghidaj, fixate în dispozitivul de rotire. Rotoclava este prevăzută cu racorduri pentru alimentare cu apă rece, caldă, abur și aer și un racord pentru golirea apei uzate. Deasupra rotoclavei, este montat economizorul, care este un vas cilindric orizontal, prevăzut în interior cu un barbotor pentru încălțirea apei.

Funcționare: se introduc coșurile cu produs și apa caldă din economizor. Dacă este prima șarjă, apa este încălzită cu abur prin barbotare, iar la sfârșit este stocată și recuperată din economizor.

Funcționarea decurge ca la autoclavă, după scurgerea timpului de sterilizare, se scoate apa caldă și se introduce în economizor și se face răcirea cu apă rece.

Se folosește pentru sterilizarea produselor vâscoase, solide, sau amestecuri de lichide și solide.

Autoclava Rotomat – Atmos (fig. 15.20) este o autoclava cu economizor, deci este formata dintr-o autoclava orizontala si un vas sub presiune.

Autoclava orizontala este prevazuta la un capat cu un fund fix, iar la celalalt capat cu un capac montat pe balamale care se închide si se etanseaza la corpul autoclavei cu ajutorul unor pârghii si a unei roti de strângere. Cosurile, în care se asaza recipientele, au forma cubica si se introduc pe doua sine de ghidaj, fixate în sistemul de rotatie. Miscarea de rotatie este transmisa la axul sistemului de rotatie de catre un electromotor prin intermediul unei cutii de viteze, al unei transmisii cu roti dintate si al unei transmisii cu curea. Autoclava mai este prevazuta cu racorduri pentru alimentarea cu apa rece, apa fierbinte, abur si aer, precum si pentru evacuarea apei uzate la canal.

Fig. 15.20. Autoclava Rotomat-Atmos:

1 – corp de sterilizare; 2 – rezervor de apa calda; 3 – pompa; 4 – pompa apa rece; 5, 6. 7 – relee; 8 – conducta de dezaerare; 9 – ventil de legatura; 10 – tablou de comanda; 11 – conducta abur; 12 – ventil; 13 – conducta evacuare; 14 – ventil; 15 – depresurizare; 16 – conducta de aer; 17 – ventil apa rece; 18 – capac eiansare; 19 – dispozitiv de înregistrare a turatiei; 20 – manometru.

Vasul de presiune este prevazut cu un barbotor de abur pentru încalzirea apei si cu o serie de racorduri pentru alimentarea cu apa rece, abur si apa fierbinte de la autoclava si pentru evacuarea apei fierbinti.

În cele trei perioade (preîncâlzire, sterilizare, racire), cosurile cu recipiente se gasesc în mișcare de rotatie. Dupa racire, se evacueaza complet apa din autoclava, se deschide capacul acesteia si se scot cosurile.

Ca si autoclavele verticale, rotoclavele pot fi montate individual sau în baterii.

În continuare sunt date caracteristicile tehnice pentru autoclava Rotomat Atmos (tabelul 1) si pentru autoclava Lubeca LW 2002 (tabelul 15.9), complet automatizata si care functioneaza pe aceleasi principii cu cea descrisa anterior.

Tabel 1

Tabel 2

Autoclava Lubeca LW 406 este o autoclava statica, fara economizor, cu mediul de încalzire /racire în circulatie. Este de forma cilindrica, de diferite marimi si este confectionata din tabla de

otel inoxidabil, putând lucra pâna la presiuni de 6 bar. Capacitatea de încarcare este de 2-4 cosuri, cu 600 recipiente/cos, închiderea si deschiderea capacului este comandata electric, încalzirea si racirea agentului se poate face indirect (cuajutorul unui schimbator de caldura) sau direct (prin injectie de abur, respectiv injectie de apa rece).

Procesul se desfasoara dupa cum urmeaza: se încarca autoclave cu cosurile cu recipiente, se alege programul de sterilizare, se închide capacul si se introduce o cantitate de apa corespunzatoare marimii autoclavei. Aceasta apa este apoi recirculata cu ajutorul unei pompe, pe conducta de circulatie fiind injectat abur viu (system direct) sau existând un schimbator de caldura, în care apa se încalzeste cu ajutorul aburului sau uleiului încalzit (sistem indirect). Apa încalzita la temperatura de sterilizare este stropita pe suprafata recipientelor. Pe toata durata fazei de sterilizare, temperatura si presiunea din autoclava sunt mentinute la valori constante printr-un sistem de reglare automata. Racirea se declanseaza automat si începe prin circulatia mediului de încalzire în care se injecteaza progresiv apa rece (racire directa) sau apa calda este racita într-un schimbator de caldura cu ajutorul apei reci (racire indirecta).

Autoclava Jumbo Lagarde este tot o autoclava statica, dar care realizeaza sterilizarea în atmosfera de abur (fig. 15.22).

Fig. 15.22. Autoclava jumbo Lagarde:

1 – corp autoclava; 2 – cosuri; 3 – schimbator de caldura; 4 – ventilator.

Condensul rezultat este recirculat cu o pompa pentru a putea fi folosit ca apa de racire, dupa ce trece printr-un schimbator de caldura cu placi în contracureant apa de la retea, care se încalzeste. Racirea finala a recipientelor se realizeaza cu apa de la retea sub presiune. Initial se poate face si o preracire cu aer, care este distribuit în corpul autoclavei cu un ventilator.

Sterilizarea continuă a produselor ambalate

Se impart în: instalații tip tunel și instalații hidrostatice.

Instalații tip tunel

În principiu sunt construite dintr-o carcasă în formă de tunel, împărțită în mai multe zone (sectoare termice) în care recipientele se deplasează de la un capăt la altul cu ajutorul unui sistem de transport pe unul sau mai multe nivele.

Se caracterizează prin funcționarea la presiune atmosferică. Din această cauză temperatura maximă de lucru este de 100 C, încălzirea se face cu apă (funcționează ca pasteurizator).

Sterilizarea la produse se realizează cu aciditate ridicată, iar agentul termic utilizat este apa caldă.

Numărul sectoarelor termice este de 2-8, în funcție de temperatura inițială a produselor, temperatura de sterilizare sau pasteurizare și de natura ambalajului. Primele sectoare urmăresc aducerea produsului de la temperatura inițială la cea de pasteurizare (pH=4,5) sau sterilizare (pH<4,5) și pot fi în număr de 1-3 sau pot lipsi dacă umplerea s-a făcut la o temperatură apropiată de temperatura de sterilizare.

Este construit din patru turnuri verticale: unul pentru încălzire, al doilea pentru sterilizare, al treilea pentru prerăcire și al patrulea pentru răcire și uscare.

Coloana de încălzire este dublă, ramura ascendentă are doar rol de alimentare, iar ramura descendentă realizeză încălzirea cu apă și menținerea presiunii din turnul de sterilizare, prin coloana de lichid. Presiunea și temperatura cresc treptat, pe măsură ce produsul coboară.

Sterilizarea se face cu abur în al doilea turn (P =1 atm, t = 121-127 C). Turnul de sterilizare are patru ramuri, vitaza lanțului reglându-se din 3 în funcție de formula de sterilizare.

Răcirea se realizează în două turnuri, într-o ramură a primei coloane se află coloana hidrostatică, care asigură și scăderea treptată a temperaturii și presiunii. În următoarele două ramuri, răcirea se realizează prin stropire, iar cea de-a patra este întrebuițată pentru uscarea ambalajelor.

Alimentarea cu ambalaje se realizează prin partea inferioară a coloanei de încălzire, evacuarea ambalajelor sterilizate se face la baza coloanei de uscare, evitându-se complet amestecarea produselor sterilizate cu cele nesterilizate.

În afară de instalațiile descrise la care sterilizarea se realizează cu apă sau abur, există o serie de instalații, cu funcționare continuă, care realizează sterilizare cu aer cald, gaze de ardere, cu flacără directă, cu radiații, cu infraroșii, și cu microunde.

Deservirea autoclavei verticale

Autoclava verticală

Autoclava este un vas subpresiune, construit din tablă grosă de oțel, prevăzut cu un fund sferic, sudat la corpul cilindrului și un capac rabatabil. La partea inferioară se găsește un barbotor, care poate avea diferite forme (inelar, sub formă de stea, sub formă de T), prin care se aduce aburul și aerul. Etanșarea capacului se face cu ajutorul unor garnituri speciale (azbest, bumbac) și a buloanelor de strângere. Coșurile în număr de 1-4, sunt fixate pe trei suporți de sprijin și între coșuri se pun distanțiere care au formă cilindrică, sunt confectionate din tablă perforată cu orificii de minim 25 mm, iar distanțele dintre orificii de maxim 2,5x diametrul. Diametrul coșurilor este mai mic decât al diametrului autoclavei, pentru o bună circulație al fluidelor.

Se închide capacul, se introduce apă conducta perforată de alimentare, până la nivelul preaplinului . După care se începe încălzirea cu abur introdus prin barbotor până la 110 C. La acestă temperatură se începe și introducerea aerului.

După terminarea timpului de menținere la această temperatură de sterilizare, se oprește admisia aburului și se deschid ventilele de preaplin și de alimentare cu apă rece. Suprapresiunea de 2 bar se menține până la 100 C după care se reduce prin intermediul ventilului de aerisire . Se continuă alimentarea cu apă rece până la temperatura dorită, surplusul eliminându-se prin preaplinul .

 Pentru fiecare tip de conserva si recipient exista un regim precis de crestere a temperaturii si presiunii în intervalul de timp prescris.

Din momentul atingerii temperaturii de sterilizare, operatia decurge la temperatura constanta, iar presiunea de aer se ridica treptat de la mijlocul duratei de sterilizare, astfel încât sa ajunga la 2 bar. La o presiune de aer mai mare se deschide supapa de siguranta.

Autoclava verticala poate functiona si în regim de pasteurizare pentru produsele ce necesita un tratament termic da stabilizare sub 100°C, în acest caz nu mai este nevoie de contrapresiune de aer.