Autokláv – zařízení pro provádění různých procesů při zahřátí a pod tlakem vyšším než je atmosférický. Za těchto podmínek se dosáhne urychlení reakce a zvýšení výtěžku produktu. Při použití v chemii nebo k provádění chemických reakcí se používá název chemický reaktor. Při použití v lékařství pro sterilizaci při vysokém tlaku a teplotě – pouze autokláv. Pokud se sterilizace provádí při vysoké teplotě, ale bez tlaku, používá se termín sterilizátor nebo sušící skříň. Vynalezl jej Denis Papin v roce 1679. Autokláv – Reaktor pro hydrotermální syntézu [1]. Jedná se o válcovou horizontální svařovanou nádobu, hermeticky uzavřenou kulovými víky. Průměr autoklávu 2–3,6 m, délka 19–40 m.

Typy autoklávů

Autoklávy jsou: rotační, výkyvné, horizontální, vertikální a sloupcové. Autokláv je nádoba buď uzavřená, nebo s otevíracím víkem. V případě potřeby jsou vybaveny vnitřními, vnějšími nebo vzdálenými výměníky tepla, mechanickými, elektromagnetickými nebo pneumatickými směšovacími zařízeními a přístroji pro měření a regulaci tlaku, teploty, hladiny kapalin atd.

Konstrukce autoklávu

Konstrukce a hlavní parametry průmyslového autoklávu jsou různé, kapacita se pohybuje od několika desítek cm³ do stovek m³ a je navržena pro provoz pod tlakem až 150 MN/m² (1500 kgf/cm²) při teplotách až 500 ° C. Pro chemickou výrobu jsou perspektivní bezucpávkové autoklávy se stíněným elektromotorem, který těsnění nevyžaduje. Rotor tohoto elektromotoru je namontován přímo na hřídeli míchadla a překryt utěsněným tenkostěnným sítem z nemagnetického materiálu, který nebrání pronikání magnetických siločar od statoru motoru k rotoru. Při výrobě stavebních materiálů se používají tunelové nebo slepé autoklávy. Zvenku se jedná o potrubí o průměru 3-6 m a délce 15-20 m, uzavřené víkem s bajonetovým uzávěrem (slepá ulička na jedné straně, tunel na 2 stranách). Po délce autoklávu jsou kolejnice pro vozíky s produkty. Autoklávy jsou vybaveny potrubím pro přívod syté páry, obtok odpadní páry do jiného autoklávu, vypouštění páry do atmosféry nebo do regenerační jednotky a pro odvod kondenzátu.

Potravinářský průmysl používá vertikální a horizontální autoklávy široké škály druhů, velikostí a provozních principů. Například v horizontálních autoklávech pro potravinářský průmysl lze vytvořit potřebný protitlak ve vztahu ke každému jednotlivému balení produktu, což umožňuje sterilizaci produktů nejen v pevných nádobách (skleněné dózy, plechové dózy), ale také v měkkých a polobalících – pevné balení.

ČTĚTE VÍCE
Která značka krmiva pro kočky je nejlepší?

Aplikace autoklávů

Autoklávy se používají v chemickém průmyslu (výroba herbicidů, organických meziproduktů a barviv, v procesech syntézy); v hydrometalurgii (loužení s následným získáváním neželezných a drahých kovů a vzácných prvků z roztoků); v gumárenském průmyslu (vulkanizace technických výrobků); v potravinářském průmyslu (sterilizace, pasterizace výrobků [včetně konzerv] [1], příprava jídel); v průmyslu stavebních materiálů. Autoklávy jsou široce používány v lékařství. Také při vytváření produktů z uhlíkových vláken jim dát pevné tvary. Autoklávový ochranný plášť je zařízení, které chrání švy a hlavní materiál nádoby reaktoru před účinky chladiva. Autoklávy jsou široce používány v potravinářském průmyslu. Moderní autoklávové varné systémy jsou vybaveny vícestupňovými ochrannými mechanismy, speciálními zámky a automatickými vypínacími systémy. Dnes se pro tyto účely po celém světě neustále používá asi 1,5 milionu autoklávů.

Princip fungování systému v potravinářském průmyslu

Vaření v autoklávu je způsob vaření potravin v utěsněné nádobě nebo autoklávu, který neumožňuje vzduchu nebo kapalině opustit nádobu pod vysokým tlakem. Vzhledem k tomu, že se zvyšujícím se tlakem se bod varu kapaliny zvyšuje, lze teplotu kapaliny uvnitř systému zvýšit až na 100 °C. V tomto případě kapalina nedosáhne bodu varu. Většina vysokotlakých varných systémů pracuje při provozním tlaku 15 psi, což je standard zavedený ve Spojených státech již v roce 1917. Při tomto tlaku kapalina vře při teplotě 125 °C. Zvýšená teplota umožňuje vařit produkt nepoměrně rychleji než standardní metoda.
Například nakrájené čerstvé zelí je uvařeno během jedné minuty, přičemž se zachová celá řada vitamínů a chutí produktu. Čerstvé zelené fazolky nebo malé brambory se vaří asi pět minut a celé kuře do 3 kilogramů asi 20 minut. Další výhodou způsobu vaření v autoklávu je dosažení efektu dušení a pomalého varu produktu ve velmi krátké době.
Prototyp prvního autoklávu vynalezl francouzský fyzik Denis Papin v roce 1679. Malé instalace dnes používají horolezci k vaření vody ve vysokých nadmořských výškách. Vysoko v horách se voda vaří před dosažením teploty 100 °C, což brání správnému vaření a normálnímu vaření jídla, jak napsal Charles Darwin v The Voyage of the Beagle.
Autoklávový způsob vaření byl považován za velmi výbušný. Moderní autoklávové varné systémy jsou vybaveny vícestupňovými ochrannými mechanismy, speciálními zámky a automatickými vypínacími systémy.

ČTĚTE VÍCE
Proč cuketa mizí na keři?

Jak systém funguje

Za normálních podmínek není ohřev vody nad bod varu možný. Jakmile teplota dosáhne 100 °C, voda se přestane ohřívat. K tomu dochází v důsledku intenzivního odpařování vody během procesu ohřevu. Pokud se voda vaří dlouhou dobu, zcela se změní na páru.
Když se voda nebo kapalina vaří v autoklávu, bod varu se zvyšuje. Jakmile teplota polévky nebo pyré dosáhne 90 °C, začne intenzivní odpařování. Vodní pára, která je v podstatě plynem, vytváří v kombinaci s teplotou přetlak, což způsobí zastavení odpařování. Čím vyšší je teplota, tím vyšší je tlak v systému. Teplo generované zvyšujícím se tlakem se nazývá latentní teplo a má velkou sílu pronikání do struktury mikroorganismů, ničí je i v klidovém stavu – ve sporách. Podobný proces je snadno dosažitelný při přípravě pevných, nekavernózních potravin. V případě přípravy houbovitých, kavernózních produktů byste měli zvolit systém s hlubokým vysáváním nádrže. Obsah zbytkového kyslíku může pomoci chránit bakterie před zničením tím, že poskytuje tepelnou izolaci jejich membrán. Moderní autoklávy využívají frakční evakuaci, která odstraňuje kyslík v několika cyklech a zajišťuje 100% průnik páry během procesu sterilizace a homogenizace produktu.
Vaření potravin metodou autoklávu umožňuje uvařit jídlo mnohonásobně rychleji při zachování všech nutričních vlastností produktu.

Tlak

Vaření jídla v páře pod vysokým tlakem je nejvýživnější způsob vaření jídla. Vysoký tlak podporuje uvolňování přírodních šťáv z produktu, což umožňuje vařit pokrmy při vysokých teplotách ve vlastní šťávě. Vysokotlaké vaření umožňuje potravinám, které byly vakuově baleny nebo předtím zmraženy, „opravit“ poškozenou tkáň.

Pára

Přehřátá pára, vytvářená při vysokém tlaku a zvýšených teplotách, umožňuje vařit 3 až 10krát rychleji. Vysokoteplotní vaření v páře umožňuje vařit bez soli, s minimálním množstvím oleje, cukru, dochucovadel a zvýrazňovačů chuti, s menším stárnutím a vysoušením při zachování svěží chuti.

Živiny

Tlakové vaření zachovává všechny nutriční prvky potravin. Protože se jídlo vaří v prostředí bez vzduchu a velmi rychle, během varu se vyvaří minimální množství vitamínů, tekutin, minerálů a solí.

Nízký obsah tuku

Tlakové vaření je v podstatě proces vaření nízkotučných potravin. Horká pára napíná tuk z mikrovláken produktu a uvolňuje jej do okolního kapalného prostředí.

ČTĚTE VÍCE
Jak zjistit, zda fumigátor funguje nebo ne?

Dezinfekce produktu

Plíseň je houba, která roste jako hedvábná vlákna a objevuje se na výrobku ve formě chmýří. Některé druhy plísní produkují mykotoxiny, které jsou zdraví nebezpečné. Plísně mohou růst a růst v kyselinách, které nás chrání před bakteriemi. Plíseň rozkládá potraviny na enzymy a činí je nevhodnými ke konzumaci. Kyselina částečně neutralizuje škodlivé účinky plísní. Plísně a kvasinky se ničí při teplotách mezi 60-87 stupni.

Provoz průmyslových autoklávů

Pro použití autoklávů je majitel povinen zajistit, aby nádoby byly udržovány v dobrém stavu a jejich provozní podmínky byly bezpečné.

Pro tyto účely je nutné:

  • příkazem jmenovat z řad specialistů, kteří předepsaným způsobem složili znalostní zkoušku Řádu, odpovědných za dobrý stav a bezpečný provoz nádob, jakož i odpovědné za provádění kontroly výroby nad dodržováním průmyslové bezpečnosti požadavky při provozu tlakových nádob.
  • Počet odpovědných osob za provádění kontroly výroby by měl být stanoven na základě výpočtu doby potřebné pro včasné a kvalitní plnění povinností, které těmto osobám ukládá jejich služební postavení. Na příkaz organizace mohou být jmenováni specialisté, kteří odpovídají za dobrý stav plavidel a odpovídají za jejich bezpečný provoz;
  • jmenovat požadovaný počet servisních pracovníků vyškolených a certifikovaných k údržbě plavidel a také stanovit postup, aby pracovníci pověření údržbou plavidel pečlivě sledovali zařízení, která jim byla přidělena, a to tak, že je kontrolují, kontrolují činnost armatur, přístrojové vybavení, bezpečnost a blokování zařízení a udržování nádob v dobrém stavu. Výsledky kontroly a testování musí být zaznamenány do směnového deníku;
  • zajistit včasné provádění technických kontrol a diagnostiky nádob;
  • zajistit postup a četnost testování znalostí manažery a specialisty Pravidel;
  • organizovat periodické testování znalostí zaměstnanců z pokynů k provoznímu režimu a bezpečné údržbě plavidel;
  • poskytovat specialistům Pravidla a pokyny pro bezpečný provoz plavidel a personálu pokyny;
  • zajistěte, aby odborníci dodržovali Pravidla a servisní pracovníci dodržovali pokyny.

Organizace provozující autoklávy musí vypracovat a schválit pokyny pro osoby odpovědné za dobrý stav a bezpečný provoz nádob a osoby odpovědné za provádění výrobní kontroly dodržování požadavků průmyslové bezpečnosti při provozu nádob.

Při provozu autoklávů byste se měli řídit regulačními dokumenty, které každoročně schvaluje Gosgortekhnadzor Ruska, Seznam aktuálních regulačních dokumentů Gosgortekhnadzor Ruska.

ČTĚTE VÍCE
Jak by měl vonět domácí tvaroh?

Návrh, výroba, provoz průmyslových autoklávů

Na území Ruské federace jsou stanoveny požadavky na návrh, konstrukci, výrobu, rekonstrukci, seřízení, instalaci, opravu, technickou diagnostiku a provoz autoklávů. „PRAVIDLA PRO KONSTRUKCI A BEZPEČNÝ PROVOZ TLAKOVÝCH NÁDOB“ PB 03-576-03

Odpovědnost za porušení PB 03-576-03 Pravidla jsou závazná pro všechny úředníky, specialisty, zaměstnance podílející se na projektování, výrobě, rekonstrukci, instalaci, seřizování, opravách, technické diagnostice a provozu nádob. Osoby, které poruší tato Pravidla, nesou odpovědnost v souladu s platnými právními předpisy Ruské federace.

Poznámky

  1. Optimalizace procesu sterilizace potravin v průmyslových autoklávech

reference

  • Autokláv // ​​Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona: V 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). – Petrohrad. , 1890—1907.