Какво представляват говорещите в автоклав? Какво е автоклав и за какво служи? Проектиране, производство, експлоатация на промишлени автоклави

Автоклавът е херметически затворено устройство, което се използва за топлинна обработкадомашни консерви. Автоклавите ви позволяват да готвите месо, риба, пиле, плодове, плодове в калаени или стъклени съдове при високо атмосферно налягане (4,5-5,5 atm) и температура 120-125 ° C.

Врътки, варени в домашен автоклав, стават вкусни! Именно вкусът на консервираната храна стимулира покупката на това устройство. могат да се съхраняват значително по-дълго от обикновените, тъй като при обработка при високи температури вредните бактерии в продуктите умират.

Домакинският автоклав е предназначен за домакини, рибари, ловци, летовници и за всички, които обичат наистина вкусната и здравословна храна.

Какви видове автоклави има?

Има различни автоклави: хранителни, медицински, стоматологични, маникюрни. Всички те са обединени от един принцип на действие, а именно стерилизация при температури над 100 градуса и налягане над атмосферното.

Както вероятно вече се досещате, предметът на стерилизация в един случай е хранителни продукти, в другата - всякакви инструменти. Освен това автоклавите се различават по материала, от който са направени, обема и използвания източник на топлина. Говорейки за домашни автоклави, има устройства, изработени от хранителна неръждаема стомана и въглеродна стомана.

Автоклави от неръждаема стомана

Автоклавите от неръждаема стомана, в допълнение към приготвянето на консерви, ви позволяват да обработвате продукта на пара и да го използвате като дестилатор за лунна светлина. Недостатъците на автоклавите от неръждаема стомана може би включват само тяхната цена (в сравнение с аналог, изработен от въглеродна стомана, те са средно 4-5 пъти по-скъпи) и не всеки може да си позволи да закупи такъв агрегат.

Автоклави от въглеродна стомана

Автоклави от въглеродна стомана (черен метал, валцована стомана), които се предлагат на вашето внимание на значително по-ниски цени от автоклавите от неръждаема стомана, като същевременно не им отстъпват по качество на изпълнение на задачите. Основното предназначение на нашите автоклави е приготвянето на месни, рибни и зеленчукови консерви (както и пастети, сосове, конфитюри и много други) в стъклени буркани, с капаци на руло. Автоклавите, изработени от въглеродна стомана, изискват поддръжка, а именно след всяко готвене е необходимо да избършете вътрешните стени на автоклава сухи (или да го загреете, докато останалата течност се изпари) и да ги смажете със слънчогледово масло. По този начин ще предотвратите процеса на ръждясване и устройството ще издържи много години.

Основни характеристики

В зависимост от обема на заредените кутии, автоклавите биват:

Малки (7-14 половин литрови кутии);
Среден (14-20 половин литрови кутии);
Големи (от 20 и повече).

Индустриалните автоклави с капацитет над хиляда кутии имат много впечатляващи размери. От тях се приготвят магазинните консерви, с които сме свикнали.

Според вида на отоплението може да се раздели на два вида:

Класически (или газ), захранван от външен нагревател (монтиран на газова печка, огън, примус и др.);
Универсален – къде нагревателен елементе вграден електрически нагревателен елементизработени от неръждаема стомана (в същото време електрическите автоклави могат да се нагряват и от газова печка).

В нашия онлайн магазин и двата вида са представени в две версии:

Малки - за 7 литрови или 14 половин литрови кутии;
Среден - за 14 литрови или 20 половин литрови кутии.

При малките модели половинлитровите буркани имат две нива, а литровите - едно. При големи модели: половин литър на три нива, литър на две.

Електрическите модели са малко по-високи от газовите, тъй като вътре в тях, на 6 сантиметра от дъното, има нагревателен елемент. Над нагревателния елемент са заварени три метални пръта, върху които метална платформаза поставяне на консерви.

Прочетете още статии

При тези условия се постига ускоряване на реакцията и увеличаване на добива на продукта. Когато се използва в химията или за извършване химична реакцияизползвайте името химически реактор. Когато се използва в медицината за стерилизация при високо налягане и температура - само автоклав. Ако се извършва стерилизация по време на висока температура, но без натиск, използвайте термина стерилизатор или сушилен шкаф. Изобретен е от Денис Папен през 1679 г.

Видове автоклави

Автоклавите биват: въртящи се, люлеещи се, хоризонтални, вертикални и колонни. Автоклавът е съд, затворен или с отварящ се капак. При необходимост се оборудват с вътрешни, външни или дистанционни топлообменници, механични, електромагнитни или пневматични смесителни устройства и апаратура за измерване и регулиране на налягане, температура, ниво на течности и др.

Дизайн на автоклав

Дизайнът и основните параметри на индустриалния автоклав са разнообразни, капацитетът варира от няколко десетки cm³ до стотици m³ и е проектиран да работи под налягане до 150 MPa (1500 kgf/cm²) при температури до 500 °C. За химическото производство, ако е необходимо да се смеси продуктът, автоклавите с неуплътнени смесители и екраниран електродвигател, който не изисква уплътнение, са обещаващи варианти. Роторът на този електродвигател е монтиран директно върху вала на бъркалката и е покрит със запечатан тънкостенен екран от немагнитен материал, който не пречи на проникването на магнитни силови линии от статора на двигателя към ротора.

В производство строителни материалиИзползват се тунелни или задънени автоклави. Външно те представляват тръба с диаметър 3-6 m и дължина 15-20 m, затворена с капак с байонетна брава (задънена улица от едната страна, тунел от двете страни).

По дължината на автоклава има релси за колички с продукти. Автоклавите са оборудвани с линии за вход на наситена пара, байпас на отпадъчна пара в друг автоклав, изпускане на пара в атмосферата или в регенерираща единица и за отстраняване на кондензат.

IN Хранително-вкусовата промишленостВертикалните и хоризонталните автоклави се използват в широка гама от разновидности, размери и принципи на работа. Например в хоризонталните автоклави за хранително-вкусовата промишленост може да се създаде необходимото противоналягане по отношение на всяка отделна опаковка на продукта, което позволява стерилизация на продукти не само в твърди контейнери (стъклени буркани, тенекиени кутии), но и в меки и полуфабрикати. -твърда опаковка.

Приложение на автоклави

Защитният кожух на автоклава е устройство, което предпазва шевовете и основния материал на корпуса на реактора от въздействието на охлаждащата течност.

Автоклавите се използват широко в хранително-вкусовата промишленост. Съвременните системи за автоклавно готвене са оборудвани с многостепенни защитни механизми, специални брави и системи автоматично изключване. Днес около 1,5 милиона автоклави се използват постоянно за тези цели в целия свят.

Използването на автоклави не е ограничено индустриален мащаб. Автоклавите с малък размер и ниска производителност се използват за битови нужди, за приготвяне на домашни консерви от месо, риба и зеленчуци. Домакинските автоклави могат да бъдат и двете промишлено производство, и домашно, направено от газов цилиндър или приемник. Домакинските автоклави, подобно на индустриалните автоклави, са оборудвани с устройства за контрол на температурата и налягането и предпазни клапани.

Автоклави в хранително-вкусовата промишленост

Готвенето в автоклав е метод за готвене на храна в запечатан съд или автоклав, който не позволява въздух или течност да напуснат контейнера под високо налягане. Тъй като точката на кипене на течността се издига нагоре с увеличаване на налягането, температурата на течността вътре в системата може да надхвърли 100 °C, без течността да достигне своята точка на кипене. Повечето системи за готвене под високо налягане работят при работно налягане от 1,5 - 1,9 атмосфери. При това налягане точката на кипене на водата се повишава до 125 °C. Повишената температура ви позволява да готвите продукта непропорционално по-бързо от стандартния метод.

Например, нарязани прясно зелеготви за една минута. Готвенето на пресен зелен фасул или малки картофи отнема около пет минути, а цяло пиле до 3 кг отнема около 20 минути. Друго предимство на метода на готвене в автоклав е постигането на ефекта на задушаване и бавно кипене на продукта за много кратко време.

Понастоящем малки инсталацииИзползва се от алпинисти за преваряване на вода на голяма надморска височина. Високо в планините водата извира, преди да достигне температура от 100 °C, което предотвратява правилна подготовкахрана и нормално готвене на храните, както пише Чарлз Дарвин в „Пътешествието на Бийгъл“.

Автоклавният метод на готвене се смяташе за много експлозивен. Съвременните автоклавни системи за готвене са оборудвани с различни механизмизащита - специални брави, клапани, системи за автоматично изключване и др.

Как работи системата

При нормални условия нагряването на течност над точката на кипене е невъзможно. Веднага след като температурата на водата достигне 100 °C, водата се превръща в пара и напуска нагревателната зона. Интензивното образуване на пара в съд с течност се нарича кипене. Ако водата кипи дълго време, тя напълно се превръща в пара.

Когато водата се вари в автоклав, точката на кипене се повишава. Това се случва по следния начин: когато температурата на водата достигне 100 °C, изпарението на водата се увеличава. Водната пара, която по същество е газ, създава свръхналягане в автоклава, което води до намаляване на по-нататъшното изпарение и в крайна сметка налягането се повишава толкова много, че кипенето спира и водата, загрята над 100 ° C, продължава да остава течна. Колкото по-висока е температурата, толкова по-високо е налягането в системата. | Повече ▼ висока температура, а дори и при високо кръвно, има още мощен ефекткакто за приготвяне на продукти, така и за унищожаване на микроорганизми.

Подобен процес е лесно постижим при приготвяне на твърди, некаверни храни. В случай на приготвяне на гъбести, кавернозни продукти, трябва да изберете система с дълбоко вакуумиране на контейнера. Съдържанието на остатъчен газ може да помогне за защитата на бактериите от унищожаване чрез създаване на топлоизолация за техните черупки.

Има автоклави, които използват фракционна евакуация, която премахва газовете в множество цикли, позволявайки 100% проникване на топлина за стерилизиране и хомогенизиране на продукта.

хранителни вещества

Тъй като храната се готви без интензивно изпаряване и по-бързо от обикновено, значително по-малко течности, витамини, минерали, соли и други вещества се изваряват от храната в автоклав.

Стерилизация чрез варене.

Стерилизирането чрез варене се извършва в стерилизатор. В стерилизатора се налива дестилирана вода, тъй като чешмяната вода образува котлен камък. (Стъклените предмети се потапят в студено, метални предмети-в топла водас добавяне на натриев бикарбонат). Предметите за стерилизация се варят на тих огън 30-60 минути. За начало на стерилизация се счита момента, в който водата заври в стерилизатора. В края на варенето инструментите се вземат със стерилни пинсети, които се варят заедно с други предмети.

Стерилизация със суха топлина.

Стерилизацията със суха топлина се извършва в пещ на Пастьор. Подготвеният за стерилизация материал се поставя върху рафтовете, така че да не влиза в контакт със стените. Шкафът се затваря и след това се включва отоплението. Продължителността на стерилизацията при температура 150°C е 2 часа, при 165°C - 1 час, при 180°C - 40 минути, при 200°C - 10-15 минути (при 170°C хартията и памукът се обръщат жълто, а при по-високи температури овъглено). За начало на стерилизация се счита моментът, в който температурата във фурната достигне желаната височина. В края на периода на стерилизация фурната се изключва, но вратите на шкафа не се отварят, докато не се охлади напълно, тъй като студен въздух, влизането в шкафа може да причини пукнатини в горещите съдове за готвене.

Парна стерилизация под налягане.

Парна стерилизация под налягане се извършва в автоклав. Автоклавът се състои от два котела, поставени един в друг, корпус и капак. Външният котел се нарича водно-парна камера, вътрешният котел се нарича стерилизационна камера. Парата се генерира във водно-парен котел. Материалът за стерилизация се поставя във вътрешния котел. В горната част на стерилизационния котел има малки отвори, през които преминава парата от камерата вода-пара. Капакът на автоклава е херметически завинтен към корпуса. В допълнение към изброените основни части, автоклавът има редица части, които регулират работата му: манометър, водомерно стъкло, предпазен клапан, изпускателен, въздушен и кондензен клапани. Манометърът се използва за определяне на налягането, създадено в стерилизационната камера. Нормалното атмосферно налягане (760 mm Hg) се приема за нула, следователно в неактивен автоклав стрелката на манометъра е на нула. Съществува определена връзка между показанията на манометъра и температурата (Таблица 1).

Червената линия на скалата на манометъра определя максималното допустимо работно налягане в автоклава. Предпазният клапан служи за защита от прекомерно натрупване на налягане. Настроено е на дадено налягане, тоест налягането, при което трябва да се извърши стерилизация; когато стрелката на манометъра пресече линията, вентилът на автоклава автоматично се отваря и изпуска излишната пара, като по този начин забавя по-нататъшното повишаване на налягането.

На страничната стена на автоклава има водомерно стъкло, показващо нивото на водата във водопарния котел. Върху водомерната стъклена тръба има две хоризонтални линии - долна и горна, указващи съответно допустимите долни и горни нива на водата в пароводокамерата. Въздушният клапан е предназначен да отстранява въздуха от камерите за стерилизация и водна пара в началото на стерилизацията, тъй като въздухът, като лош топлопроводник, нарушава режима на стерилизация. В долната част на автоклава има кондензационен кран за освобождаване на стерилизационната камера от кондензат, образуван по време на периода на нагряване на стерилизирания материал.

Правила за работа с автоклав.

Преди да започнете работа, проверете автоклава и контролното оборудване. В автоклавите с автоматичен контрол на парата стрелките на електрическия вакуумен манометър на камерата за водна пара се настройват в съответствие с режима на стерилизация: долната стрелка е настроена на 0,1 atm. долна, горна - с 0,1 атм. над работното налягане водно-парната камера се напълва с вода до горната маркировка на мерителното стъкло. По време на пълнене с вода, клапата на тръбата, през която влиза парата в камерата, се държи отворена, за да може въздухът да излиза свободно от котела. Стерилизационната камера на автоклава се зарежда с материала за стерилизация. След това капакът (или вратата) на автоклава се затваря, плътно закрепен с централна ключалка или болтове; за да избегнете изкривяване, завийте болтовете напречно (по диаметъра). След това включете източника на отопление ( електричество, пара), затваряйки вентила на тръбата, свързваща източника на пара със стерилизационната камера. С началото на образуването на пара и създаването на налягане в камерата за вода и пара се извършва продухване (отстраняване на въздух от стерилизационния котел). Методът на отстраняване на въздуха се определя от конструкцията на автоклава. Първоначално въздухът излиза на отделни порции, след това се появява гладка, непрекъсната струя пара, което показва, че въздухът е напълно изместен от стерилизационната камера. След отстраняване на въздуха, кранът се затваря и започва постепенно повишаване на налягането в стерилизационната камера.

За начало на стерилизация се счита моментът, в който стрелката на манометъра покаже зададеното налягане. След това интензивността на нагряване се намалява, така че налягането в автоклава да остане на същото ниво за необходимото време. В края на времето за стерилизация нагряването се спира. Затворете клапана в тръбопровода, подаващ пара към стерилизационната камера, и отворете клапана на кондензационната (надолу) тръба, за да намалите налягането на парата в камерата. След като стрелката на манометъра падне до нула, бавно разхлабете затягащите устройства и отворете капака на автоклава.

Температурата и продължителността на стерилизацията се определят от качеството на стерилизирания материал и свойствата на микроорганизмите, с които е заразен.

Контролът на температурата в стерилизационната камера се извършва периодично с помощта на бактериологични тестове. Биотестовете се произвеждат от бактериологичните лаборатории на Центъра за чувствителни науки. Ако тези тестове не са преминали, се проверява техническото състояние на автоклава.

При високо налягане и температура - само автоклав. Ако стерилизацията се извършва при висока температура, но без налягане, се използва терминът стерилизатор или сушилен шкаф. Изобретен е от Денис Папен през годината. Автоклав - Реактор за хидротермален синтез. Представлява цилиндричен хоризонтално заварен съд, херметически затворен със сферични капаци. Диаметър на автоклава 2–3,6 m, дължина 19–40 m.

Видове автоклави

Автоклав

Дизайн на автоклав

Дизайнът и основните параметри на индустриалния автоклав са разнообразни, капацитетът варира от няколко десетки cm³ до стотици m³ и е проектиран да работи под налягане до 150 MN/m² (1500 kgf/cm²) при температури до 500 ° ° С. За химическото производство обещаващи са автоклави без уплътнения с екраниран електродвигател, който не изисква уплътняване. Роторът на този електродвигател е монтиран директно върху вала на бъркалката и е покрит със запечатан тънкостенен екран от немагнитен материал, който не пречи на проникването на магнитни силови линии от статора на двигателя към ротора. При производството на строителни материали се използват тунелни или задънени автоклави. Външно те представляват тръба с диаметър 3-6 m и дължина 15-20 m, затворена с капак с байонетна брава (задънена улица от едната страна, тунел от 2 страни). По дължината на автоклава има релси за колички с продукти. Автоклавите са оборудвани с линии за вход на наситена пара, байпас на отпадъчна пара в друг автоклав, изпускане на пара в атмосферата или в регенерираща единица и за отстраняване на кондензат.

В хранително-вкусовата промишленост се използват вертикални и хоризонтални автоклави с широка гама от разновидности, размери и принципи на работа. Например в хоризонталните автоклави за хранително-вкусовата промишленост може да се създаде необходимото противоналягане по отношение на всяка отделна опаковка на продукта, което позволява стерилизация на продукти не само в твърди контейнери (стъклени буркани, тенекиени кутии), но и в меки и полуфабрикати. -твърда опаковка.

Приложение на автоклави

Автоклавите се използват в химическата промишленост (производство на хербициди, органични междинни продукти и багрила, в процеси на синтез); в хидрометалургията (излугване с последващо възстановяване на цветни и благородни метали и редки елементи от разтвори); в каучуковата промишленост (вулканизация на технически изделия); в хранително-вкусовата промишленост (стерилизация, пастьоризация на продукти [включително консерви], приготвяне на храна); в производството на строителни материали. Автоклавите се използват широко в медицината. Също така, когато създавате продукти от въглеродни влакна, за да им придадете твърди форми. Защитният кожух на автоклава е устройство, което предпазва шевовете и основния материал на корпуса на реактора от въздействието на охлаждащата течност. Автоклавите се използват широко в хранително-вкусовата промишленост. Съвременните системи за готвене в автоклав са оборудвани с многостепенни защитни механизми, специални ключалки и системи за автоматично изключване. Днес около 1,5 милиона автоклави се използват постоянно за тези цели в целия свят.

Принцип на работа на системата в хранително-вкусовата промишленост

Готвенето в автоклав е метод за готвене на храна в запечатан съд или автоклав, който не позволява въздух или течност да напуснат контейнера под високо налягане. Тъй като с увеличаване на налягането точката на кипене на течността се издига нагоре, температурата на течността вътре в системата може да се повиши до 100 °C. В този случай течността не достига точката на кипене. Повечето системи за готвене под високо налягане работят при работно налягане от 15 psi, стандарт, установен в Съединените щати през 1917 г. При това налягане течността кипи при температура 125 °C. Повишената температура ви позволява да готвите продукта непропорционално по-бързо от стандартния метод.
Например нарязаното прясно зеле се сварява за една минута, като се запазва цялата витаминна и вкусова гама на продукта. Готвенето на пресен зелен фасул или дребни картофи отнема около пет минути, а цяло пиле до 3 килограма - около 20 минути. Друго предимство на метода на готвене в автоклав е постигането на ефекта на задушаване и бавно кипене на продукта за много кратко време.
Прототипът на първия автоклав е изобретен от френския физик Денис Папен през 1679 г. Днес алпинистите използват малки инсталации за преваряване на вода на голяма надморска височина. Високо в планините водата извира, преди да достигне температура от 100 °C, което възпрепятства правилното готвене и нормалното готвене на храната, както пише Чарлз Дарвин в „Пътешествието на Бийгъл”.
Автоклавният метод на готвене се смяташе за много експлозивен. Съвременните системи за готвене в автоклав са оборудвани с многостепенни защитни механизми, специални ключалки и системи за автоматично изключване.

Как работи системата

При нормални условия загряването на вода над точката на кипене е невъзможно. Веднага след като температурата достигне 100 °C, водата спира да се нагрява. Това се дължи на интензивното изпаряване на водата по време на процеса на нагряване. Ако водата се вари дълго време, тя напълно се превръща в пара.
Когато вода или течност се вари в автоклав, точката на кипене се повишава. Веднага след като температурата на супата или пюрето достигне 90 °C, започва интензивно изпарение. Водната пара, бидейки по същество газ, създава свръхналягане в комбинация с температурата, което води до спиране на изпарението. Колкото по-висока е температурата, толкова по-високо е налягането в системата. Топлината, генерирана при повишаване на налягането, се нарича латентна топлина и има голяма проникваща сила в структурата на микроорганизмите, като ги унищожава дори в латентно състояние - в спори. Подобен процес е лесно постижим при приготвяне на твърди, некаверни храни. В случай на приготвяне на гъбести, кавернозни продукти, трябва да изберете система с дълбоко вакуумиране на резервоара. Остатъчното съдържание на кислород може да помогне за защитата на бактериите от унищожаване, като осигури топлоизолация на техните мембрани. Съвременните автоклави използват фракционна евакуация, която премахва кислорода в няколко цикъла, осигурявайки 100% проникване на пара по време на процеса на стерилизация и хомогенизиране на продукта.
Готвенето на храна по метода на автоклав ви позволява да готвите много пъти по-бързо, като същевременно запазвате всички хранителни свойства на продукта.

налягане

Варенето на храна на пара под високо налягане е най-питателният начин за готвене на храна. Високото налягане насърчава отделянето на естествени сокове от продукта, което ви позволява да готвите ястия при високи температури в собствения си сок. Готвенето под високо налягане позволява на храната, която е била вакуумирана или предварително замразена, да „ремонтира“ увредената тъкан.

Пара

Прегрятата пара, генерирана при високо налягане и високи температури, ви позволява да готвите от 3 до 10 пъти по-бързо. Задушаването при висока температура ви позволява да готвите без сол, с минимално количество олио, захар, овкусители и подобрители на вкуса, с по-малко стареене и изсушаване, като същевременно запазвате свежия вкус.

хранителни вещества

Ниско съдържание на мазнини

Готвенето под налягане по същество е процес на готвене на храна с ниско съдържание на мазнини. Горещата пара изцежда мазнините от микрофибрите на продукта, освобождавайки ги в околната течна среда.

Дезинфекция на продукта

Мухълът е гъбичка, която расте като копринени нишки и се появява върху продукта под формата на мъх. Някои видове мухъл произвеждат микотоксини, които са опасни за здравето. Мухълът може да расте и да расте в киселини, които ни предпазват от бактерии. Мухълът разгражда храната на ензими и я прави негодна за консумация. Киселината частично неутрализира вредното въздействие на мухъла. Мухълът и дрождите се унищожават при температури между 60-87 градуса.

Работа на промишлени автоклави

За да използва автоклави, собственикът трябва да гарантира, че съдовете се поддържат в добро състояние и безопасни условиятяхната работа.

За тези цели е необходимо:

назначава със заповед измежду преминали специалисти по установения редпроверка на знанията на Правилника на лицата, отговорни за изправността и безопасната експлоатация на съдовете, както и на лицата, отговорни за осъществяването на производствен контрол за спазване на изискванията индустриална безопасностпри работа със съдове под налягане.

Количество отговорни лицаза извършване на производствен контрол трябва да се определя въз основа на изчисляването на времето, необходимо за навременното и качествено изпълнение на задълженията, възложени на тези лица от тяхната служебна длъжност. С организационна заповед могат да се определят специалисти, отговорни за изправността на съдовете и отговарящи за тяхното безопасна работа;
назначава необходимия брой обслужващ персонал, обучен и сертифициран за обслужване на съдове, и също така установява процедура, така че персоналът, на който са възложени отговорности за обслужване на съдове, внимателно да наблюдава възложеното им оборудване, като го инспектира, проверява работата на фитинги, инструменти, безопасност и блокиране устройства и поддържане на съдовете в добро състояние. Резултатите от проверката и изпитването трябва да се записват в дневника на смяната;
осигури изпълнението технически прегледи, навременна диагностика на кръвоносните съдове;
осигурява реда и честотата на проверка на знанията от ръководителите и специалистите на правилата;
организира периодична проверка на знанията на персонала за инструкциите за режима на работа и безопасната поддръжка на съдовете;
предоставя на специалистите Правила и указания за безопасна експлоатация на съдовете, а на персонала - инструкции;
гарантира, че специалистите спазват Правилата, и обслужващ персонал- инструкции.

Организацията, експлоатираща автоклави, трябва да разработи и одобри инструкции за лицата, отговорни за доброто състояние и безопасната експлоатация на съдовете, и лицата, отговорни за осъществяването на производствен контрол за спазване на изискванията за промишлена безопасност по време на експлоатацията на съдовете.

Когато работите с автоклави, трябва да се ръководите от регулаторните документи, одобрени ежегодно от Госгортехнадзор на Русия Списък на съществуващите нормативни документиГосгортехнадзор на Русия.

Проектиране, производство, експлоатация на промишлени автоклави

На територията Руска федерацияустановява изисквания за проектиране, проектиране, производство, реконструкция, настройка, монтаж, ремонт, техническа диагностика и експлоатация на автоклави "ПРАВИЛА ЗА КОНСТРУКЦИЯ И БЕЗОПАСНА ЕКСПЛОАТАЦИЯ НА СЪДОВЕ ПОД НАЛЯГАНЕ" PB 03-576-03

Отговорност за нарушаване на PB 03-576-03 Правилата са задължителни за всички длъжностни лица, специалисти, служители, участващи в проектирането, производството, реконструкцията, монтажа, настройката, ремонта, техническата диагностика и експлоатацията на съдове. Лицата, които нарушават тези правила, носят отговорност в съответствие с действащото законодателство на Руската федерация.

И лат. clavis - запек, клапан), запечатан апарат, предназначен да извършва различни процеси (преработка на продукти, суровини, продукти и др.) При нагряване и под налягане, надвишаващо атмосферното налягане. В зависимост от обхвата и предназначението, автоклавите се различават по дизайн, оборудване, капацитет на апарата, създаване температурен режим. За различни индустрии се произвежда голямо разнообразие от модели автоклави, но по отношение на основните принципи на работа те се различават малко един от друг.

Принцип на действие

В автоклава се използва водна среда за повишаване на температурата и създаване на налягане, което запълва пространството между стените (камера за водна пара). След избор на технологичен (работен) цикъл в работната камера на автоклава се създава предварителен фракциониран вакуум с периодично нагряване, т.е. възниква ефективно отстраняване на въздуха и кондензата в работната камера. При нагряване водната пара навлиза в камерата, повишавайки своето налягане и температура в съответствие с зададените параметри и започва фазата на стерилизация. Повишеното налягане в автоклава компенсира термичното разширение на продукта. Такива условия позволяват да се ускори реакцията и също така да се увеличи добивът на продукта. В края на периода на стерилизация налягането в камерата на автоклава се освобождава и започва етапът на вакуумно пулсиращо сушене на продуктите, като останалата влага моментално се изпарява при висока температура и отрицателно налягане.

В зависимост от естеството на работа, автоклавите са оборудвани с вътрешни, външни или външни топлообменници, механични, електромагнитни или пневматични смесителни устройства, различни устройства за наблюдение на температурата, налягането, нивото на течността и регулиране на параметрите. В промишлеността автоклавите се използват с водно (водата циркулира в системата с помощта на помпа) и въздушно (охлаждането става с помощта на поток от студен въздух) охлаждане.

Цикълът на стерилизация се контролира, както и показването на параметрите на цикъла, с помощта на интерактивен електронен сензорен екран, разположен на преден панелавтоклав С помощта на контролните елементи, разположени на панела (бутони, плавни контроли и др.), операторът избира цикъл, задава параметри, а също така има възможност да постави автоклава в режим на готовност.

Дизайн на автоклав

Съвременните индустриални автоклави са сложни високотехнологични устройства с висока производителност. По дизайн автоклавите могат да бъдат вертикални, хоризонтални, въртящи се, люлеещи се и колонни. Автоклавът има формата на съд (камера, цилиндър), който по време на работа се затваря със специално монтирани сферични капаци, осигуряващи пълната му херметичност, тъй като в него продуктът се нагрява под налягане до високи температури.

IN вертикални автоклави(характеризира се с компактен дизайн) водната среда се нагрява главно с помощта на специални тръбни електрически нагреватели (нагревателни елементи), разположени в долната част на камерата на автоклава. Такива автоклави се използват широко за използване в лабораторни условия. IN хоризонтални автоклави(фиг.) по-често използван отопление на газ, който се характеризира с минимално време за нагряване и по-голяма експлоатационна гъвкавост. Такива автоклави обикновено се използват в промишлеността за обработка композитни материали. Това най-добрият варианткласически автоклав, тъй като има проста инсталация, заема малка площ и не изисква диатермична система за отопление. В допълнение, цената на термичната обработка на продукта в такъв автоклав е значително по-ниска, отколкото при използване на електрически автоклав. Има модели на хоризонтален автоклав и със спирален топлообменник, които са пример за енергоспестяващи технологии. Спиралният топлообменник ви позволява да работите с всеки продукт, но цената му е много по-висока от газовия топлообменник, освен това има дълъг период на изплащане.Въртящи се автоклавиизползвани за работа със суспендирани (суспендирани, претеглени) твърди или кашави вещества (за излугване на минерални концентрати от различни метали и руди). Автоклавът има формата на запечатан съд с подвижен капак, който е прикрепен към тялото с помощта на уплътнение и щифтове. Извън капака е монтиран спирателен вентил с многослоен филтър.Люлеещи се автоклавипозволяват смесване на вещества в опаковки, за които стерилизацията в конвенционални автоклави се счита за неприемлива.Колонни автоклавиобикновено се използват за създаване на двуалуминиев оксид от боксит (което им позволява да намалят разходите за труд и време в процеса на получаването им).

Автоклавите са направени от висококачествени стомани, алуминий и други метали, които често са химически покрити устойчиви материали(емайл, флуоропласт). Корпусът е конструиран чрез заваряване или занитване на връзки с изпъкнали дъна. В корпуса са направени специални отвори (капаци), през които е удобно да се зареждат материали. Парата се подава към перфорираната тръба през фитинг, а кондензатът се отстранява през изпускателен клапан. В електрическите автоклави системата за подаване на нагрята пара е отделена от работната камера. Парата се подава в камерата през тръба от котел, оборудван с електрически нагревателен елемент с регулатор на степента на нагряване. За да избегнете големи топлинни загуби, външни повърхностиАвтоклавът е покрит с топлоизолация, което допринася за интензифициране на технологичния процес.

Дизайнът и основните параметри на индустриалния автоклав са разнообразни: капацитет от няколко десетки кубични сантиметра до кубични метри; проектиран да работи под налягане до 150 MPa (1500 kgf/cm²) при температури до 500 °C. По правило съвременните промишлени автоклави са с диаметър от 1,2 m до 7,6 m и дължина от 1,9 m до 40 м. При извършване на физични и химични процеси в автоклав налягането до 300 MPa и температурата до няколко хиляди се използват.градуси.

Приложение на автоклави

Автоклавите се използват за научно изследване(лабораторни автоклави), в медицината, биологията, металургията, химическата, гумената, хранително-вкусовата промишленост, в производството на строителни материали.

Основната част от автоклавите, използвани в медицина и биолозии, – херметически затворен резервоар с двойни стени, който може да издържи на високо налягане. Ако процесът на стерилизация се извършва без излагане на високо налягане, тогава се използва терминът стерилизатор или сушилня. Медицинските автоклави се използват за стерилизиране на хирургични превързочен материали инструменти, прибори и някои устройства за отглеждане на микроорганизми, дезинфекция на заразен материал, унищожаване на култури от патогенни микроорганизми, при създаване на продукти от въглеродни влакна, за придаване на твърди форми и др. В междустенното пространство (водо-парна камера) се излива дестилирана вода . При нагряване водната пара навлиза в стерилизационната камера, повишавайки нейното налягане и температура (над 100 °C).

В металургията (хидрометалургия, вижте също Автоклавно излугване) с помощта на автоклави металните разтвори се пречистват от примеси и се извършва процесът на възстановяване на благородни и редкоземни метали след излугване от приготвени разтвори. Обемът на апарата може да варира от десетки кубически милиметри (лабораторни импулсни автоклави) до няколкостотин кубични метра (хоризонтални автоклави за окисляване на Ni-концентрати). За агресивни течности се използват автоклави от неръждаема стомана, както и устройства, облицовани с устойчиви на корозия и топлина покрития или плочки. Те използват цилиндрични или сферични автоклави, работещи при 260 ° C и налягане 6 MPa, и автоклави от типа "тръба в тръба" (охлаждащата течност се подава към външната тръба, нагрятата смес се подава към вътрешната) , работещи при температура под 300 °C.

IN химическа индустрияавтоклавите се използват при производството на хербициди, органични междинни продукти и багрила, както и в процесите на синтез. За извършване на различни химични реакции този апарат се нарича химически реакторм. Ако е необходимо да се смеси продуктът, се използват автоклави с безуплътнителни смесители и екраниран електродвигател, които не изискват запечатване.

IN каучукова промишленостАвтоклавите се използват за вулканизиране или втвърдяване на много гумени или пластмасови продукти.

IN Хранително-вкусовата промишленоставтоклавите се използват за стерилизация, пастьоризация на продукти (включително консерви), готвене и др. Използват се вертикални и хоризонтални автоклави с широка гама от разновидности, размери и принципи на работа. Например в хоризонталните автоклави за хранително-вкусовата промишленост може да се създаде необходимото обратно налягане по отношение на всяка отделна продуктова опаковка, което позволява стерилизация на продукти не само в твърди контейнери (стъклени, железни), но и в меки и полутвърди опаковка.

Производство на строителни материали c, по-специално силикатни, се основава на хидротермален синтез на калциеви хидросиликати, който се извършва в автоклавен реактор в среда на наситена водна пара с налягане 0,8–3 MPa и температура 175–200 ° C. IN тази продукцияГолямо количество работа включва процеса на получаване на вар за сместа от суровини. IN технологичен процеспроизводството на вар включва следните операции: екстракция варовикв кариери, раздробяване и сортиране на фракции, изпичане в шахтови ротационни и други пещи, раздробяване или смилане на вар на буци (производство на негасена вар). Суровинната смес се произвежда по два начина: барабан и силоз, които се различават един от друг по подготовката на варо-пясъчната смес.

Днес почти всички елементи на сгради и конструкции (панели, подови плочи, стълбищни елементи и др.) Могат да бъдат направени от стоманобетон, който по своите свойства почти не отстъпва на стоманобетона и благодарение на използването на местни суровини а промишлените отпадъци струват 15 –20% по-евтино от подобни стоманобетонни елементи, използващи портланд цимент. Съвременните автоклавни заводи произвеждат газобетон и пенобетон. Намират широко приложение при строителството на търговски и жилищни сгради за различни целии етажност. Газобетонът и пенобетонът могат да се използват както за носеща конструкция, и за вътрешни преградии като джъмпери. Автоклавният метод за производство на газобетон и пенобетон е основният, тъй като в автоклав те се създават оптимални условияза втвърдяване на сместа, а използването на контролиран автоклавен процес дава възможност за получаване на газобетон и пенобетон с определени технически характеристики.

Те също правят клетъчен бетон, силикатни блоковеи панели, облицовъчни, топлоизолационни материалии други продукти. За производството на триплексно фолио се използват автоклави. Използвайки автоклавна технологияподобрен оптични характеристикистъкло, повишава се устойчивостта му на влага и др. При производството на триплекс се използват тунелни или задънени автоклави. Външно те представляват тръба с диаметър 3–6 m и дължина 15–20 m, затворена с капак с байонетни ключалки (задънена улица от едната страна, тунел от двете страни). По дължината на автоклава има релси за колички с продукти. Автоклавите са оборудвани с линии за вход на наситена пара, байпас на отпадъчна пара в друг автоклав, изпускане на пара в атмосферата или в регенерираща единица и за отстраняване на кондензат.

Историческа справка

Като прототип модерен автоклаве медицинско устройство за стерилизация, създадено от Д. Папен през 1680 г. (извършва се при висока температура, но без налягане над атмосферното), т.нар. стерилизатор или сушилен шкаф. През 1795 г. френският сладкар Ф. Аперт изобретява начин за запазване на хранителните запаси. Опаковал храната в специален съд и я сварил обикновена вода; Така се получава първият автоклав за домашно (битово) ползване. През 1879 г. французинът К. Чембърлейн създава истински автоклав, в който се създава необходимото налягане, докато температурата се повишава. Изобретението стана широко разпространено изключително сред химиците и медицинските учени, които бяха изправени пред острия въпрос за стерилизация на инструменти.

Прототипът на модерен автоклав, използван в химическата технология, е устройство, създадено от В. Н. Ипатиев през 1904 г. В строителството методът за производство на силикатни (варови пясъчни) тухли в автоклав е изобретен в Германия през 1880 г. от учения В. Михаелис. В Русия автоклавни устройства за производство на варо-пясъчни блокове, фазер, облицовъчни плочисе появява през 30-те години на ХХ век. До 1950г единственият вид силикатни автоклавни продукти бяха пясъчно-варова тухлаи малки камъчета от клетъчен силикатен бетон. Въпреки това, благодарение на работата на руски учени, за първи път в света беше създадено производство на едрогабаритни силикатно-бетонни автоклавни продукти за сглобяемо строителство. Възможността за формиране на подобен на камък продукт в автоклав е установена в края на 19 век, но масовото производство силикатни продукти, части и конструкции, особено видове бетон, се организира за първи път у нас. Технологията за тяхното производство е механизирана и до голяма степен автоматизирана, което осигурява по-евтини продукти в сравнение с циментови материалии продукти. Ефективни изследвания в тази насока са извършени от П. И. Боженов, А. В. Волженски, П. П. Будников, Ю. М. Бут и др.. Показано е, че автоклавната обработка произвежда най-стабилните нискоосновни хидросиликати.

През 1953 г. компанията Lagarde разработва автоклав за използване в текстилната промишленост (използван е за боядисване на тъкани). През 1988 г. автоклав за домашно консервиране, който работеше чрез включване в домашната електрическа мрежа.