Otoklavın yapısı ve çalışma prensibi ana özellikleridir. Otoklav nasıl çalışır? Sıcaklık-basınç ilişkisi

Konserve yiyecekleri lezzetli hale getirmek için yalnızca taze ve kaliteli ürünleri seçin. Yıkamak cam kavanozlar, bunları tarif malzemeleriyle doldurun ve metal kapaklarla sıkıca kapatın. Otoklav kavanozlarının önceden sterilize edilmesine gerek yoktur.

Kutuların otoklava yüklenmesi

Koymak kapalı kavanozlar otoklavın altındaki rafa yerleştirin. Kavanozları birkaç kat halinde otoklava yerleştirebilirsiniz. Sonraki satır kutular doğrudan önceki sıranın kapaklarına yerleştirilebilir.

Otoklav özel basınç kasetleriyle donatılmışsa, kavanozlar cihazla birlikte gelen talimatlara göre bunların içine takılır.

Dikkat! Önemli! Tek katmana yalnızca aynı kapaklı tek tip kavanoz yerleştirilmelidir!

Daha sonra otoklava dökün soğuk su böylece boş alan cihazın üst kenarına kadar yaklaşık 3-4 cm idi.

Otoklavda muhafaza

Cihazın kapağını kapatın, O-ringin mevcut olduğundan emin olun. Kapağı kapat. Kapağın yana eğilmemesini ve düz durmasını sağlamak için somunları çapraz olarak sıkın.

Otoklav, kavanozlardaki ve cihazdaki basınç farkını telafi eden kasetler olmadan tedarik ediliyorsa, bir araba veya başka bir pompa kullanarak manometre 1 atm'yi gösterene kadar "nipel" aracılığıyla bir pompa ile tankın içine hava pompalayın. Otoklavda 1 atm'ye kadar basınç oluşturmak, kutuların bütünlüğünü korumak için gereklidir, çünkü ısıtıldığında otoklavın kendisinde ve kutuların içinde basınç farkı oluşur ve kutular arasındaki bağlantının sıkılığını kontrol etmek gerekir. kapak ve gövde.

Otoklav özel basınçlı kasetlerle birlikte veriliyorsa ön pompalamaya gerek yoktur.

Isıyı açın. Isındıkça cihazdaki basınç artacaktır; 0,4 MPa'ya ihtiyacımız var, bu da 120 °C'ye karşılık gelir. Otoklav ısındığında istenilen sıcaklık konserve ürünler için önerilen süre boyunca kavanozların bu modda tutulması gerekir. Örneğin et için yaklaşık bir saattir, otoklavda konserve sebzeler aynı sıcaklıkta 20 dakika sterilizasyondan sonra hazır olur, salamura mantarlar en az 110 derece sıcaklıkta 40-50 dakika pişirilmelidir.

Sterilizasyonun tamamlanması

Gerekli süre geçtikten sonra, basıncı kademeli olarak azaltın, ısı kaynağı tamamen kapatılıncaya kadar ısıyı kademeli olarak azaltın. Ünitenin 30°C'yi aşmayacak bir sıcaklığa kadar soğumasını bekleyin, ardından nipeli kullanarak basıncı yavaşça boşaltın. Ani ısınma ve soğumaya, ani salınım veya basınç artışına izin vermeyin; kavanozlar patlayabilir.

Kapağı açmadan önce basınç tahliye vanasını bir kez kontrol ederek otoklav içindeki ve dışarıdaki basıncın eşitlendiğinden emin olun. Hiçbir şey olmazsa kapağı güvenle açabilirsiniz.

Konserve yiyecekler hazır!

Kapağı açın ve kavanozları çıkarın. Konservelerin döşenmesi ve pişirilmesi 3-3,5 saat sürer. Kural olarak tecrübeli kişiler bunu öğleden sonra yaparlar ve akşam otoklavı kapatıp sabaha kadar bu pozisyonda soğumaya bırakırlar.

Güneş doğduğunda bitmiş kavanozları çıkarabilirsiniz, bu da masanız için harika bir lezzet olacaktır!

Otoklavın kullanım talimatlarını inceledikten sonra, balık ve et güveçleri, sebze preparatları, ev yapımı turşular, reçeller ve konserveler gibi yemekleri hazırlamaya başlayabilirsiniz.

Sterilizasyon modları

Modern otoklavlar endüstri için bunlar yüksek verimliliğe sahip karmaşık birimlerdir. Temsil etmek dikey otoklav veya küresel kapaklarla hava geçirmez şekilde kapatılmış yatay bir kap.
Uygulanabilir yatay otoklav işlem için kompozit malzemeler. Çoğu durumda kullanılır gaz otoklavı, Çünkü gaz ısıtma daha fazla esnekliğe ve minimum ısıtma süresine sahiptir. Bu en iyi seçenek klasik otoklav, kurulumu basit olduğundan az yer kaplar ve diatermik ısıtma sistemine ihtiyaç duymaz. Ayrıca işlem maliyetleri ısı tedavisi böyle bir otoklavdan elde edilen ürünler, bunun için gerekli olanlardan önemli ölçüde düşüktür. elektrikli otoklav(örneğin, elektrik ve gaz maliyetlerini karşılaştırın). Elbette, enerji tasarrufu sağlayan teknolojilerin bir modelini temsil eden yatay otoklavlı ve spiral ısı eşanjörlü modeller de vardır. Spiral ısı eşanjörü herhangi bir ürünle çalışmanıza olanak tanır, ancak maliyeti gazlı ısı eşanjöründen çok daha yüksektir, ayrıca geri ödeme süresi uzundur.
Bir basınçlı kap dikey otoklav esas olarak otoklavın iç alt kısmında bulunan ısıtma elemanları kullanılarak gerçekleştirilen su ortamının ısıtılması.
Kural olarak, modern endüstriyel otoklavların çapı 1,2 m ila 7,6 m arasında ve uzunluğu 1,9 m ila 40 m arasında değişir.Otoklavlar yükleme yöntemine göre ayırt edilir: yatay ve dikey. Otoklavların özel modelleri de vardır. Ancak çalışma prensibi aynıdır: sterilize edilmiş ürünün basınç altında yüksek sıcaklıklara ısıtılmasından oluşur. Otoklavdaki artan basınç, ürünün termal genleşmesini telafi eder.
Otoklav, ısıtıldığında genleşmesine izin veren destekler üzerine monte edilmiştir. Delikli boruya bir bağlantı parçası aracılığıyla buhar verilir ve yoğuşma suyu bir tahliye vanası aracılığıyla uzaklaştırılır. Otoklavın içinde, sterilizasyon ürünlerinin bulunduğu arabaların yuvarlandığı bir ray hattı bulunmaktadır.
Büyüklüğü önlemek için ısı kayıpları, dış yüzeyler Otoklav, teknolojik sürecin yoğunlaşmasına katkıda bulunan ısı yalıtımı ile kaplanmıştır.
Otoklavdaki basınç ve sıcaklık değişiklikleri sensörler tarafından gerçekleştirilir. Kural olarak sıcaklık değişiklikleri platin veya bakır dirençli termal dönüştürücüler tarafından yapılır.
Otoklavın çalışma prensibi şu şekildedir: Sterilizasyon döngüsü seçildikten sonra, otoklavın çalışma odasında periyodik ısıtmalı bir ön fraksiyonlu vakum oluşturulur, yani. Hava ve yoğuşma, sterilizatörün çalışma odasından etkili bir şekilde uzaklaştırılır. Daha sonra belirlenen parametrelere uygun olarak hazne içerisinde basınç ve sıcaklık oluşturulur ve sterilizasyon aşamasına geçilir. Sterilizasyon süresi tamamlandıktan sonra ilk olarak otoklav haznesindeki basınç serbest bırakılır ve vakumlu titreşimli kurutma aşaması başlar. Bu sayede sterilize edilen ürünler etkili bir şekilde kurutulur ve yüksek sıcaklık ve negatif basınçta kalan nem anında buharlaşır. Bu tür bir sterilizasyon, 135 santigrat derece sıcaklığa dayanabilen tüm sterilize edilmiş ürünler için kesinlikle yeterlidir ve operatörün bile izin vermesi mümkün değildir. en ufak bir hata Sterilizasyon döngüsü tamamen otomatik olduğundan.
Sterilizasyon döngüsü ve döngü parametrelerinin görüntülenmesi, cihaz üzerinde yer alan etkileşimli, elektronik bir dokunmatik ekran kullanılarak kontrol edilir. ön panel otoklav Ekran, operatörün bir döngü seçmesine, ekran kontrastını ayarlamasına ve ayrıca otoklavı bekleme moduna geçirmesine olanak tanır.
Günümüzde çeşitli endüstrilere yönelik, çalışma prensibi birbirinden pek farklı olmayan çok çeşitli otoklav modelleri üretilmektedir. Endüstride kullanılır ile otoklav hava soğutmalı ve su. Su soğutmalı su, bir pompa aracılığıyla sirküle edilir, ürüne sürekli olarak püskürtülür ve hava soğutmalı soğutma, soğuk hava akımıyla gerçekleştirilir.
Film tripleks üretimi için gereklidir tripleks için otoklav geliştirilmiş sağlar optik özellikler cam, nem direncini arttırır ve ilave gerçekleştirmeyi mümkün kılar işleme tasarımlar. Tripleks üretiminin ilk aşamasında cam kesilir dogru beden ve alınana kadar işlenir yumuşak yüzey. Daha sonra camların arasına polivinil butiral veya etilen vinil asetat film serilir ve ürün otoklavda preslenir.
Ayrıca karbon elyaf üretirken karbon otoklavına ihtiyaç vardır. Genel olarak karbon elyaf üretimi için çeşitli yöntemler vardır ancak en yaygın olanı otoklav yöntemidir. Aşağıdakilerden oluşur: poliakrilonitril lifleri gün boyunca havada 2500C sıcaklıkta oksitlenir. Daha sonra lifler, karbonizasyon işleminin 800-15000C gibi yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirildiği inert bir gaza aktarılır. Bunu 1600-30000C arasındaki sıcaklıklarda grafitleştirme işlemi takip eder. Karbonat iplik yapma süreci burada bitiyor.
Ayrıca yeri doldurulamaz karbon fiber için otoklavüniform kalınlıkta ürünler ürettiği için büyük ebatlı, kaliteli ve düşük gözenekliliğe sahip ürünlerin kalıplanması mümkündür.

Bu koşullar altında reaksiyonun hızlanması ve ürün veriminde artış elde edilir. Kimyada veya gerçekleştirmek için kullanıldığında kimyasal reaksiyonlar kimyasal reaktör adını kullanın. Tıpta sterilizasyon amacıyla kullanıldığında yüksek tansiyon ve sıcaklık - yalnızca otoklavlayın. Sterilizasyon yüksek sıcaklıkta ancak basınçsız yapılıyorsa sterilizatör veya kurutma kabini terimi kullanılır. 1679'da Denis Papin tarafından icat edildi.

Otoklav türleri

Otoklavlar şunlardır: dönen, sallanan, yatay, dikey ve sütunlu. Otoklav, kapalı veya açılır kapağı olan bir kaptır. Gerektiğinde dahili, harici veya uzak ısı eşanjörleri, mekanik, elektromanyetik veya pnömatik karıştırma cihazları ve basıncı, sıcaklığı, sıvı seviyesini vb. ölçmek ve düzenlemek için aletlerle donatılırlar.

Otoklav tasarımı

Tasarım ve ana parametreler endüstriyel otoklav Onlarca cm³'ten yüzlerce m³'e kadar çeşitli kapasitelerde, 150 MPa'ya (1500 kgf/cm²) kadar basınç altında ve 500 °C'ye kadar sıcaklıklarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Kimyasal üretim için, ürünün karıştırılması gerekiyorsa, contasız karıştırıcılara sahip otoklavlar ve sızdırmazlık gerektirmeyen ekranlı elektrik motoru umut verici seçeneklerdir. Bu elektrik motorunun rotoru, doğrudan karıştırıcı şaftının üzerine monte edilmiştir ve manyetik kuvvet hatlarının motor statorundan rotora nüfuz etmesini engellemeyen, manyetik olmayan malzemeden yapılmış, sızdırmaz, ince duvarlı bir ekranla kaplanmıştır.

Üretimde Yapı malzemeleri Tünel veya çıkmaz otoklavlar kullanılır. Dışarıdan 3-6 m çapında ve 15-20 m uzunluğunda, süngü kilitli bir kapakla kapatılmış bir borudur (bir tarafta çıkmaz, her iki tarafta tünel).

Otoklavın uzunluğu boyunca ürün taşıyan arabalar için raylar bulunmaktadır. Otoklavlar, doymuş buharın girişi, atık buharın başka bir otoklava bypass edilmesi, buharın atmosfere veya bir geri kazanım ünitesine bırakılması ve yoğuşmanın giderilmesi için hatlarla donatılmıştır.

İÇİNDE Gıda endüstrisi Dikey ve yatay otoklavlar çok çeşitli çeşit, boyut ve çalışma prensibinde kullanılmaktadır. Örneğin, gıda endüstrisine yönelik yatay otoklavlarda, her bir ürün paketine göre gerekli karşı basınç oluşturulabilir, bu da ürünlerin yalnızca sert kaplarda (cam kavanozlar, teneke kutular) değil, aynı zamanda yumuşak ve yarı ambalajlarda da sterilizasyonuna olanak tanır. -sert ambalaj.

Otoklavların uygulanması

Otoklavlar kimya endüstrisinde (herbisitlerin, organik ara maddelerin ve boyaların üretimi, sentez süreçlerinde) kullanılır; hidrometalurjide (demir dışı ve değerli metallerin ve nadir elementlerin çözeltilerden daha sonra geri kazanılmasıyla süzme); kauçuk endüstrisinde (vulkanizasyon teknik ürünler); gıda endüstrisinde (sterilizasyon, ürünlerin pastörizasyonu [konserve gıdalar dahil], gıda hazırlama); yapı malzemeleri endüstrisinde (kum-kireç tuğlaları, otoklavlanmış gazbeton üretimi). Otoklavlar tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca karbon fiberden ürünler oluştururken onlara katı şekiller vermek.

Otoklav koruyucu ceket, reaktör kabının dikişlerini ve ana malzemesini soğutucunun etkilerinden koruyan bir cihazdır.

Otoklavlar gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Modern otoklav pişirme sistemleri çok kademeli güvenlik mekanizmaları, özel kilit ve sistemlerle donatılmıştır. otomatik kapanma. Bugün dünya çapında yaklaşık 1,5 milyon otoklav sürekli olarak bu amaçlarla kullanılmaktadır.

Otoklavların kullanımı sınırlı değildir endüstriyel ölçekli. Küçük boyutlu ve düşük verimli otoklavlar, ev yapımı konserve et, balık ve sebze hazırlamak için evsel amaçlarla kullanılır. Ev otoklavları da olabilir endüstriyel üretim ve ev yapımı, bir gaz tüpünden veya alıcıdan yapılmıştır. Ev tipi otoklavlar, endüstriyel otoklavlara benzer şekilde sıcaklık ve basınç kontrol cihazları ve emniyet valfleri ile donatılmıştır.

Gıda endüstrisindeki otoklavlar

Otoklav pişirme, havanın veya sıvının yüksek basınç altında kaptan ayrılmasına izin vermeyen, kapalı bir kapta veya otoklavda yiyecekleri pişirme yöntemidir. Bir sıvının kaynama noktası basınç arttıkça yukarı doğru hareket ettiğinden, sistem içindeki sıvının sıcaklığı, sıvı kaynama noktasına ulaşmadan 100 °C'yi aşabilir. Çoğu yüksek basınçlı pişirme sistemi 1,5 - 1,9 atmosfer çalışma basıncında çalışır. Bu basınçta suyun kaynama noktası 125 °C'ye yükselir. Artan sıcaklık, ürünü standart yönteme göre orantısız bir şekilde daha hızlı pişirmenizi sağlar.

Örneğin doğranmış taze lahana bir dakika içinde pişer. Taze yeşil fasulye veya küçük patateslerin pişirilmesi yaklaşık beş dakika sürer ve 3 kg'a kadar bütün bir tavuğun pişmesi yaklaşık 20 dakika sürer. Otoklav pişirme yönteminin bir diğer avantajı ise ürünün haşlanma ve yavaş kaynatma etkisinin çok kısa sürede elde edilmesidir.

Şu anda küçük kurulumlar Dağcılar tarafından yüksek rakımlarda suyu kaynatmak için kullanılır. Dağların yüksek kesimlerinde su 100°C sıcaklığa ulaşamadan kaynayarak buharlaşır. uygun hazırlık Charles Darwin'in Beagle'ın Yolculuğu kitabında yazdığı gibi, yiyecek ve yiyeceklerin normal şekilde pişirilmesi.

Otoklav pişirme yönteminin çok patlayıcı olduğu düşünülüyordu. Modern otoklav pişirme sistemleri aşağıdakilerle donatılmıştır: çeşitli mekanizmalar koruma - özel kilitler, vanalar, otomatik kapatma sistemleri vb.

Sistem nasıl çalışır?

Normal koşullar altında bir sıvıyı kaynama noktasının üzerinde ısıtmak mümkün değildir. Su sıcaklığı 100 °C'ye ulaştığında su buhar haline gelir ve ısıtma bölgesini terk eder. İçinde sıvı bulunan bir kapta yoğun buhar oluşumuna kaynama denir. Su uzun süre kaynatılırsa tamamen buhara dönüşür.

Su otoklavda kaynatıldığında kaynama noktası yükselir. Şöyle olur: Su sıcaklığı 100 °C'ye yaklaştıkça suyun buharlaşması artar. Esasen bir gaz olan su buharı, otoklavda aşırı basınç oluşturur, bu da buharlaşmanın daha da azalmasına neden olur ve sonunda basınç o kadar yükselir ki kaynama durur ve 100 ° C'nin üzerine ısıtılan su sıvı kalmaya devam eder. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa sistemdeki basınç da o kadar yüksek olur. Daha yüksek ısı ve yüksek tansiyonda bile daha fazla güçlü etki hem ürünlerin hazırlanmasında hem de mikroorganizmaların yok edilmesinde kullanılır.

Katı, kavernöz olmayan yiyecekler hazırlarken de benzer bir işlem kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Sünger benzeri, kavernöz ürünlerin hazırlanması durumunda kabın derin vakumlandığı bir sistem seçmelisiniz. Artık gaz içeriği, kabukları için ısı yalıtımı oluşturarak bakterilerin yok olmaktan korunmasına yardımcı olabilir.

Gazları birden fazla döngüde uzaklaştıran ve ürünü sterilize etmek ve homojenleştirmek için %100 ısı nüfuzuna izin veren fraksiyonel tahliye kullanan otoklavlar vardır.

Besinler

Yiyecekler yoğun buharlaşma olmadan ve normalden daha hızlı pişirildiğinden, otoklavda önemli ölçüde daha az sıvı, vitaminler, mineraller, tuzlar ve diğer maddeler yiyeceklerden kaynatılır.

Ve enlem. clavis - kabızlık, valf), ısıtıldığında ve atmosferik basıncı aşan basınç altında çeşitli işlemleri (ürünlerin, hammaddelerin, ürünlerin vb. işlenmesi) gerçekleştirmek için tasarlanmış sızdırmaz bir aparat. Kapsam ve amaca bağlı olarak otoklavlar tasarım, ekipman, aparat kapasitesi, yaratım açısından farklılık gösterir. sıcaklık rejimi. Çeşitli endüstriler için çok çeşitli otoklav modelleri üretilmekte ancak temel çalışma prensipleri açısından birbirlerinden çok az farklılık göstermektedir.

Çalışma prensibi

Otoklavda, sıcaklığı arttırmak ve basınç oluşturmak için duvarlar arasındaki boşluğu (su buharı odası) dolduran bir su ortamı kullanılır. Teknolojik (çalışma) döngüsünü seçtikten sonra, otoklavın çalışma odasında periyodik ısıtmalı bir ön fraksiyonlu vakum oluşturulur, yani çalışma odasındaki hava ve yoğuşmanın etkili bir şekilde uzaklaştırılması meydana gelir. Isıtıldığında su buharı odaya girerek belirlenen parametrelere göre basıncını ve sıcaklığını arttırır ve sterilizasyon aşaması başlar. Otoklavdaki artan basınç, ürünün termal genleşmesini telafi eder. Bu tür koşullar reaksiyonun hızlandırılmasını ve aynı zamanda ürünün veriminin arttırılmasını mümkün kılar. Sterilizasyon süresinin sonunda otoklav haznesindeki basınç serbest bırakılır ve ürünlerin vakumlu titreşimli kurutma aşaması başlar ve kalan nem, yüksek sıcaklık ve negatif basınçta anında buharlaşır.

Operasyonun niteliğine bağlı olarak otoklavlar, dahili, harici veya harici ısı eşanjörleri, mekanik, elektromanyetik veya pnömatik karıştırma cihazları, sıcaklığı, basıncı, sıvı seviyesini izlemek ve parametreleri ayarlamak için çeşitli cihazlarla donatılmıştır. Endüstride otoklavlar su (su, bir pompa kullanılarak sistemde dolaşır) ve hava (soğutma, soğuk hava akımı kullanılarak gerçekleşir) soğutmasıyla kullanılır.

Otoklavın ön panelinde bulunan etkileşimli elektronik dokunmatik ekran kullanılarak sterilizasyon döngüsü ve döngü parametrelerinin görüntülenmesi kontrol edilir. Operatör, panelde bulunan kontrol elemanlarını (düğmeler, yumuşak kontroller vb.) kullanarak bir döngü seçer, parametreleri ayarlar ve ayrıca otoklavı bekleme moduna alma olanağına sahiptir.

Otoklav tasarımı

Modern endüstriyel otoklavlar, yüksek verimliliğe sahip, karmaşık, yüksek teknolojiye sahip cihazlardır. Tasarım gereği otoklavlar dikey, yatay, döner, sallanan ve sütunlu olabilir. Otoklav, ürün basınç altında yüksek sıcaklıklara kadar ısıtıldığından, çalışma sırasında özel olarak takılmış küresel kapaklarla kapatılan ve tam sızdırmazlığı sağlayan bir kap (bölme, silindir) formuna sahiptir.

İÇİNDE dikey otoklavlar(ile karakterize edilen kompakt tasarım) su ortamı esas olarak otoklav odasının alt kısmında bulunan özel boru şeklindeki elektrikli ısıtıcılar (ısıtma elemanları) kullanılarak ısıtılır. Bu tür otoklavlar laboratuvar koşullarında yaygın olarak kullanılmaktadır. İÇİNDE yatay otoklavlar(Şek.) Minimum ısıtma süresi ve daha fazla operasyonel esneklik ile karakterize edilen gazlı ısıtma daha sık kullanılır. Bu tür otoklavlar genellikle endüstride kompozit malzemelerin işlenmesinde kullanılır. Bu, klasik bir otoklavın en iyi versiyonudur çünkü basit kurulumu vardır, küçük bir alan kaplar ve diatermik ısıtma sistemi gerektirmez. Ek olarak, böyle bir otoklavda ürünün ısıl işleminin maliyeti, elektrikli bir otoklav kullanımına göre önemli ölçüde daha düşüktür. Enerji tasarrufu sağlayan teknolojilere örnek olarak yatay otoklav ve spiral ısı eşanjörlü modeller bulunmaktadır. Spiral ısı eşanjörü herhangi bir ürünle çalışmanıza olanak tanır, ancak maliyeti gazlı ısı eşanjöründen çok daha yüksektir, ayrıca geri ödeme süresi uzundur.Döner otoklavlarasılı (askıda, tartılmış) katı veya yumuşak maddelerle çalışmak için kullanılır (çeşitli metal ve cevherlerin mineral konsantrelerinin liçi için). Otoklav, bir sızdırmazlık contası ve pimler kullanılarak gövdeye tutturulmuş, çıkarılabilir kapaklı, sızdırmaz bir kap biçimindedir. Kapağın dışına çok katmanlı filtreli bir kapatma vanası monte edilmiştir.Sallanan otoklavlarGeleneksel otoklavlarda sterilizasyonun kabul edilemez olduğu düşünülen maddelerin ambalajlarda karıştırılmasına izin verir.Sütun otoklavlarıgenellikle boksitten alümina oluşturmak için kullanılır (elde etme sürecinde işçilik ve zaman maliyetlerini azaltmalarına olanak tanır).

Otoklavlar yüksek kaliteli çeliklerden, alüminyumdan ve genellikle kimyasal olarak kaplanmış diğer metallerden yapılır. dayanıklı malzemeler(emaye, floroplastik). Gövde, dışbükey tabanlı bağlantıların kaynaklanması veya perçinlenmesiyle inşa edilmiştir. Muhafazada malzeme yüklemenin uygun olduğu özel açıklıklar (kapak) yapılmıştır. Delikli boruya bir bağlantı parçası aracılığıyla buhar verilir ve yoğuşma suyu bir tahliye vanası aracılığıyla uzaklaştırılır. Elektrikli otoklavlarda ısıtılmış buhar besleme sistemi çalışma odasından ayrılmıştır. Buhar, ısıtma derecesi regülatörlü bir elektrikli ısıtma elemanı ile donatılmış bir kazandan bir boru vasıtasıyla odaya beslenir. Büyük ısı kayıplarını önlemek için otoklavın dış yüzeyleri ısı yalıtımı ile kaplanır ve bu da teknolojik sürecin yoğunlaşmasına katkıda bulunur.

Endüstriyel bir otoklavın tasarımı ve ana parametreleri çeşitlidir: onlarca santimetreküpten metreküp'e kadar kapasite; 500 °C'ye kadar sıcaklıklarda 150 MPa'ya (1500 kgf/cm²) kadar basınç altında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Kural olarak, modern endüstriyel otoklavların çapı 1,2 m'den 7,6 m'ye ve uzunluğu 1,9 m'den 40 m'ye kadar değişir.Bir otoklavda fiziksel ve kimyasal işlemler gerçekleştirilirken, 300 MPa'ya kadar basınçlar ve birkaç bine kadar sıcaklıklar dereceler kullanılır.

Otoklavların uygulanması

Otoklavlar aşağıdakiler için kullanılır: bilimsel araştırma(laboratuvar otoklavları), tıp, biyoloji, metalurji, kimya, kauçuk, gıda endüstrilerinde, yapı malzemeleri üretiminde.

Kullanılan otoklavların ana kısmı tıp ve biyologlar ve – yüksek basınca dayanabilen, çift cidarlı, hava geçirmez şekilde kapatılmış bir tank. Sterilizasyon işlemi yüksek basınca maruz kalmadan gerçekleştiriliyorsa sterilizatör veya kurutma fırını terimi kullanılır. Tıbbi otoklavlar cerrahiyi sterilize etmek için kullanılır pansuman malzemesi ve mikroorganizmaları büyütmek, enfekte olmuş materyali dezenfekte etmek, patojenik mikroorganizma kültürlerini yok etmek, karbon fiberden ürünler oluştururken onlara katı formlar vermek vb. için aletler, mutfak eşyaları ve bazı cihazlar. Duvarlar arası boşluğa (su-buhar odası) damıtılmış su dökülür. . Isıtıldığında su buharı sterilizasyon odasına girerek basıncını ve sıcaklığını (100 °C'nin üzerinde) artırır.

Metalurjide (hidrometalurji, ayrıca bkz.) Otoklav liçi) otoklavlar yardımıyla metal çözeltileri yabancı maddelerden arındırılır ve hazırlanan çözeltilerden liç sonrası değerli ve nadir toprak metallerinin geri kazanılması işlemi gerçekleştirilir. Cihazın hacmi onlarca milimetreküpten (laboratuvar darbe otoklavları) birkaç yüz metreküpe (Ni-konsantrelerinin oksidasyonu için yatay otoklavlar) kadar değişebilir. Agresif sıvılar için paslanmaz çelik otoklavların yanı sıra korozyona ve ısıya dayanıklı kaplamalar veya fayanslarla kaplı cihazlar kullanılır. 260 ° C'de ve 6 MPa basınçta çalışan silindirik veya küresel otoklavlar ve "boru içinde boru" tipi otoklav üniteleri kullanırlar (soğutucu dış boruya verilir, ısıtılmış karışım iç boruya verilir) 300 °C'nin altındaki sıcaklıklarda çalışır.

İÇİNDE kimyasal endüstri otoklavlar herbisitlerin, organik ara maddelerin ve boyaların üretiminde ve sentez proseslerinde kullanılmaktadır. Çeşitli kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için bu aparata denir. kimyasal reaktör m.Ürünün karıştırılması gerekiyorsa contasız karıştırıcılı otoklavlar ve sızdırmazlık gerektirmeyen ekranlı elektrik motoru kullanılır.

İÇİNDE kauçuk endüstrisi Otoklavlar birçok kauçuk veya plastik ürünü vulkanize etmek veya sertleştirmek için kullanılır.

İÇİNDE Gıda endüstrisi otoklavlar ürünlerin sterilizasyonu, pastörizasyonu (konserve gıdalar dahil), pişirme vb. amaçlarla kullanılır. Çok çeşitli çeşit, boyut ve çalışma prensibine sahip dikey ve yatay otoklavlar kullanılır. Örneğin, gıda endüstrisine yönelik yatay otoklavlarda, her bir ürün paketine göre gerekli karşı basınç oluşturulabilir, bu da ürünlerin yalnızca sert kaplarda (cam, demir) değil aynı zamanda yumuşak ve yarı sert kaplarda da sterilizasyonuna olanak tanır. ambalajlama.

İnşaat malzemeleri üretimi c, özellikle silikat olanlar, 0,8-3 MPa basınç ve 175-200 ° C sıcaklıkta doymuş su buharı ortamında bir otoklav reaktöründe gerçekleştirilen kalsiyum hidrosilikatların hidrotermal sentezine dayanır. İÇİNDE bu üretim Büyük miktarda iş, hammadde karışımı için kireç elde etme sürecini içerir. İÇİNDE teknolojik süreç kireç üretimi aşağıdaki işlemleri içerir: ekstraksiyon kireçtaşı taş ocaklarında kırmak ve fraksiyonlara ayırmak, şaftlı döner ve diğer fırınlarda yakmak, parça kireci kırmak veya öğütmek (sönmemiş kireç üretmek). Hammadde karışımı, kireç-kum karışımının hazırlanmasında birbirinden farklılık gösteren tambur ve silo olmak üzere iki şekilde üretilir.

Günümüzde binaların ve yapıların hemen hemen tüm elemanları (paneller, döşeme levhaları, merdiven elemanları vb.), özellikleri bakımından neredeyse betonarmeden daha düşük olmayan ve yerel hammaddelerin kullanımı sayesinde silikat betondan yapılabilir. ve endüstriyel atıklar, Portland çimentosu kullanılan benzer betonarme elemanlara göre %15 – 20 daha ucuzdur. Modern otoklav tesisleri gaz beton ve köpük beton üretir. Ticari ve konut binalarının yapımında yaygın olarak kullanılırlar. çeşitli amaçlar için ve kat sayısı. Gaz beton ve köpük beton her iki amaçla da kullanılabilir. yük taşıyan yapı, ve için iç bölmeler ve jumper olarak. Gaz beton ve köpük beton üretmek için otoklav yöntemi ana yöntemdir, çünkü bunlar bir otoklavda yaratılır. optimal koşullar karışımın sertleştirilmesi için kullanılır ve kontrollü bir otoklav işleminin kullanılması, belirtilen teknik özelliklere sahip gazbeton ve köpük betonun elde edilmesini mümkün kılar.

Onlar da yapar hücresel beton, silikat blokları ve paneller, kaplama, ısı yalıtım malzemeleri ve diğer ürünler. Tripleks film üretiminde otoklavlar kullanılır. Kullanma otoklav teknolojisi camın optik özelliklerinin iyileştirilmesi sağlanır, nem direnci artar vb. Tripleks üretiminde tünel veya çıkmaz otoklavlar kullanılır. Dışarıdan 3-6 m çapında ve 15-20 m uzunluğunda, süngü kilitli bir kapakla kapatılmış bir borudur (bir tarafta çıkmaz, her iki tarafta tünel). Otoklavın uzunluğu boyunca ürün taşıyan arabalar için raylar bulunmaktadır. Otoklavlar, doymuş buharın girişi, atık buharın başka bir otoklava bypass edilmesi, buharın atmosfere veya bir geri kazanım ünitesine bırakılması ve yoğuşmanın giderilmesi için hatlarla donatılmıştır.

Tarihsel referans

Modern otoklavın prototipi, 1680 yılında D. Papen tarafından oluşturulan (yüksek sıcaklıklarda, ancak atmosferik basıncın üzerinde basınç olmadan gerçekleştirildi), sözde sterilizasyon için tıbbi bir cihazdı. sterilizatör veya kurutma kabini. 1795 yılında Fransız şekerci F. Appert, gıda kaynaklarını korumanın bir yolunu icat etti. Yiyeceği özel bir kaba koyup kaynattı. sıradan su; Böylece ev (ev) kullanımına yönelik ilk otoklav elde edildi. 1879'da Fransız C. Chamberlain, sıcaklık artarken gerekli basıncın oluşturulduğu gerçek bir otoklav yarattı. Buluş, yalnızca aletlerin sterilize edilmesiyle ilgili akut sorunla karşı karşıya kalan kimyagerler ve tıp bilim adamları arasında yaygınlaştı.

Kimyasal teknolojide kullanılan modern bir otoklavın prototipi, 1904 yılında V. N. Ipatiev tarafından oluşturulan bir cihazdır. İnşaatta, bir otoklavda silikat (kireç-kum) tuğla üretme yöntemi, 1880 yılında bilim adamı V. Michaelis tarafından Almanya'da icat edildi. Rusya'da kireç-kum blokları, sunta üretimi için otoklav cihazları, kaplama levhaları 1930'larda ortaya çıktı. 1950'lere kadar silikat otoklav ürünlerinin tek türü kum-kireç tuğlası ve hücresel silikat betondan yapılmış küçük taşlar. Ancak Rus bilim adamlarının çalışmaları sayesinde dünyada ilk kez prefabrik yapılara yönelik büyük boyutlu silikat beton otoklav ürünlerinin üretimi yaratıldı. Otoklavda taş benzeri bir ürün oluşturma olasılığı 19. yüzyılın sonlarında ortaya çıktı ancak seri üretim silikat ürünleri Beton türleri başta olmak üzere parça ve yapılar fuarı ülkemizde ilk kez düzenlendi. Üretim teknolojisi mekanize ve büyük ölçüde otomatiktir; bu da diğer ürünlere kıyasla daha ucuz ürünler sağlar. çimento malzemeleri ve ürünler. Bu yönde etkili araştırmalar P.I. Bozhenov, A.V. Volzhensky, P.P. Budnikov, Yu.M. Butt ve diğerleri tarafından yürütülmüş olup, otoklav işleminin en kararlı düşük bazlı hidrosilikatları ürettiği gösterilmiştir.

1953 yılında Lagarde şirketi tekstil endüstrisinde kullanılmak üzere bir otoklav geliştirdi (kumaşları boyamak için kullanılıyordu). 1988 yılında bir otoklav evde konserve, evdeki elektrik ağına bağlanarak çalışıyordu.

Yüksek basınç ve sıcaklıkta - yalnızca otoklav. Sterilizasyon yüksek sıcaklıkta ancak basınçsız yapılıyorsa sterilizatör veya kurutma kabini terimi kullanılır. Yılında Denis Papin tarafından icat edildi. Otoklav - Hidrotermal sentez için reaktör. Küresel kapaklarla hava geçirmez şekilde kapatılmış, silindirik, yatay kaynaklı bir kaptır. Otoklav çapı 2–3,6 m, uzunluk 19–40 m.

Otoklav türleri

Otoklav

Otoklavlar şunlardır: dönen, sallanan, yatay, dikey ve sütunlu. Otoklav, kapalı veya açılır kapağı olan bir kaptır. Gerektiğinde dahili, harici veya uzak ısı eşanjörleri, mekanik, elektromanyetik veya pnömatik karıştırma cihazları ve basıncı, sıcaklığı, sıvı seviyesini vb. ölçmek ve düzenlemek için aletlerle donatılırlar.

Otoklav tasarımı

Endüstriyel otoklavın tasarımı ve ana parametreleri çeşitlidir; kapasitesi onlarca cm³'ten yüzlerce m³'e kadar değişir ve 500 °'ye kadar sıcaklıklarda 150 MN/m²'ye (1500 kgf/cm²) kadar basınç altında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. C. Kimyasal üretim için, yalıtım gerektirmeyen korumalı elektrik motoruna sahip contasız otoklavlar umut vericidir. Bu elektrik motorunun rotoru, doğrudan karıştırıcı şaftının üzerine monte edilmiştir ve manyetik kuvvet hatlarının motor statorundan rotora nüfuz etmesini engellemeyen, manyetik olmayan malzemeden yapılmış, sızdırmaz, ince duvarlı bir ekranla kaplanmıştır. Yapı malzemelerinin üretiminde tünel veya çıkmaz otoklavlar kullanılmaktadır. Dışarıdan 3-6 m çapında ve 15-20 m uzunluğunda, süngü kilitli bir kapakla kapatılmış (bir tarafta çıkmaz, 2 tarafta tünel) bir borudur. Otoklavın uzunluğu boyunca ürün taşıyan arabalar için raylar bulunmaktadır. Otoklavlar, doymuş buharın girişi, atık buharın başka bir otoklava bypass edilmesi, buharın atmosfere veya bir geri kazanım ünitesine bırakılması ve yoğuşmanın giderilmesi için hatlarla donatılmıştır.

Gıda sektöründe çok çeşitli çeşit, boyut ve çalışma prensibine sahip dikey ve yatay otoklavlar kullanılmaktadır. Örneğin, gıda endüstrisine yönelik yatay otoklavlarda, her bir ürün paketine göre gerekli karşı basınç oluşturulabilir, bu da ürünlerin yalnızca sert kaplarda (cam kavanozlar, teneke kutular) değil, aynı zamanda yumuşak ve yarı ambalajlarda da sterilizasyonuna olanak tanır. -sert ambalaj.

Otoklavların uygulanması

Otoklavlar kimya endüstrisinde (herbisitlerin, organik ara maddelerin ve boyaların üretimi, sentez süreçlerinde) kullanılır; hidrometalurjide (demir dışı ve değerli metallerin ve nadir elementlerin çözeltilerden daha sonra geri kazanılmasıyla süzme); kauçuk endüstrisinde (teknik ürünlerin vulkanizasyonu); gıda endüstrisinde (sterilizasyon, ürünlerin pastörizasyonu [konserve gıdalar dahil], gıda hazırlama); yapı malzemeleri sektöründe. Otoklavlar tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca karbon fiberden ürünler oluştururken onlara katı şekiller vermek. Otoklav koruyucu ceket, reaktör kabının dikişlerini ve ana malzemesini soğutucunun etkilerinden koruyan bir cihazdır. Otoklavlar gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Modern otoklav pişirme sistemleri çok kademeli koruma mekanizmaları, özel kilitler ve otomatik kapanma sistemleri ile donatılmıştır. Bugün dünya çapında yaklaşık 1,5 milyon otoklav sürekli olarak bu amaçlarla kullanılmaktadır.

Gıda sektöründe sistemin çalışma prensibi

Otoklav pişirme, havanın veya sıvının yüksek basınç altında kaptan ayrılmasına izin vermeyen, kapalı bir kapta veya otoklavda yiyecekleri pişirme yöntemidir. Artan basınçla sıvının kaynama noktası yukarı doğru hareket ettiğinden sistem içindeki sıvının sıcaklığı 100 °C'ye kadar artırılabilir. Bu durumda sıvı kaynama noktasına ulaşmaz. Çoğu yüksek basınçlı pişirme sistemi, Amerika Birleşik Devletleri'nde 1917'de oluşturulan bir standart olan 15 psi'lik çalışma basıncında çalışır. Bu basınçta sıvı 125°C sıcaklıkta kaynar. Artan sıcaklık, ürünü standart yönteme göre orantısız bir şekilde daha hızlı pişirmenizi sağlar.
Örneğin doğranmış taze lahana, ürünün tüm vitamin ve lezzet yelpazesini koruyarak bir dakika içinde pişirilir. Taze yeşil fasulye veya küçük patateslerin pişirilmesi yaklaşık beş dakika sürer ve 3 kilograma kadar bütün bir tavuğun pişmesi yaklaşık 20 dakika sürer. Otoklav pişirme yönteminin bir diğer avantajı ise ürünün haşlanma ve yavaş kaynatma etkisinin çok kısa sürede elde edilmesidir.
İlk otoklavın prototipi 1679'da Fransız fizikçi Denis Papin tarafından icat edildi. Günümüzde dağcılar tarafından yüksek rakımlarda suyu kaynatmak için küçük tesisler kullanılıyor. Charles Darwin'in Beagle'ın Yolculuğu kitabında yazdığı gibi, dağların yükseklerinde su 100 °C'ye ulaşmadan kaynar ve bu da yiyeceklerin düzgün şekilde pişirilmesini ve normal şekilde pişmesini engeller.
Otoklav pişirme yönteminin çok patlayıcı olduğu düşünülüyordu. Modern otoklav pişirme sistemleri çok kademeli koruma mekanizmaları, özel kilitler ve otomatik kapanma sistemleri ile donatılmıştır.

Sistem nasıl çalışır?

Normal şartlarda suyun kaynama noktasının üzerinde ısıtılması mümkün değildir. Sıcaklık 100 °C'ye ulaştığında suyun ısınması durur. Bu, ısıtma işlemi sırasında suyun yoğun buharlaşması nedeniyle oluşur. Su uzun süre kaynatılırsa tamamen buhara dönüşür.
Su veya sıvı otoklavda kaynatıldığında kaynama noktası artar. Çorba veya pürenin sıcaklığı 90 °C'ye ulaştığında yoğun buharlaşma başlar. Esasen bir gaz olan su buharı, sıcaklıkla birlikte aşırı basınç oluşturarak buharlaşmanın durmasına neden olur. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa sistemdeki basınç da o kadar yüksek olur. Artan basınçla üretilen ısıya gizli ısı denir ve mikroorganizmaların yapısına büyük bir nüfuz etme kuvvetine sahiptir ve onları hareketsiz durumdayken bile sporlarda yok eder. Katı, kavernöz olmayan yiyecekler hazırlarken de benzer bir işlem kolaylıkla gerçekleştirilebilir. Süngerimsi, kavernöz ürünlerin hazırlanması durumunda tankın derin vakumlandığı bir sistem seçmelisiniz. Artık oksijen içeriği, membranları için ısı yalıtımı sağlayarak bakterilerin yok edilmesini önleyebilir. Modern otoklavlar, birkaç döngüde oksijeni uzaklaştıran, ürünün sterilizasyon ve homojenizasyon işlemi sırasında %100 buhar nüfuzunu sağlayan fraksiyonel tahliyeyi kullanır.
Yiyecekleri otoklav yöntemini kullanarak pişirmek, ürünün tüm besin özelliklerini korurken yiyecekleri birçok kez daha hızlı pişirmenizi sağlar.

Basınç

Yiyecekleri yüksek basınç altında buharda pişirmek, yemek pişirmenin en besleyici yoludur. Yüksek basınç, üründen doğal doğal meyve sularının salınmasını teşvik ederek yemekleri istediğiniz sıcaklıkta pişirmenize olanak tanır. yüksek sıcaklıklar kendi suyunda. Yüksek basınçlı pişirme, vakumla paketlenmiş veya önceden dondurulmuş yiyeceklerin hasarlı dokuyu "onarmasına" olanak tanır.

Buhar

Yüksek basınç ve yüksek sıcaklıklarda üretilen aşırı ısıtılmış buhar, 3 ila 10 kat daha hızlı pişirmenizi sağlar. Yüksek sıcaklıkta buharda pişirme, tuzsuz, minimum miktarda yağ, şeker, aroma ve lezzet arttırıcı madde kullanarak, daha az eskime ve kuruma ile taze tadı koruyarak pişirmenize olanak tanır.

Besinler

Düşük yağ içeriği

Basınçlı pişirme aslında az yağlı yiyeceklerin pişirilmesi işlemidir. Sıcak buhar, ürünün mikrofiberlerindeki yağı süzerek onu çevreleyen sıvı ortama bırakır.

Ürün dezenfeksiyonu

Küf, ipeksi iplikler gibi büyüyen ve ürün üzerinde tüy şeklinde görülen bir mantardır. Bazı küf türleri sağlığa zararlı mikotoksinler üretir. Küf, bizi bakterilerden koruyan asitlerde büyüyüp gelişebilir. Küf, yiyecekleri enzimlere ayırır ve tüketime uygun hale getirir. Asit, küfün zararlı etkilerini kısmen nötralize eder. 60-87 derece arasındaki sıcaklıklarda küf ve maya yok edilir.

Endüstriyel otoklavların çalıştırılması

Otoklavları kullanmak için, sahibi kapların iyi durumda tutulduğundan ve güvenli koşullar onların işleri.

Bu amaçlar için gereklidir:

• sınavını geçmiş uzmanlar arasından sıra ile atanır öngörülen şekilde Gemilerin iyi durumundan ve güvenli bir şekilde işletilmesinden sorumlu olanların yanı sıra gerekliliklere uygunluk konusunda üretim kontrolünün uygulanmasından sorumlu olanların Kurallara ilişkin bilgilerinin test edilmesi Endüstriyel güvenlik Basınçlı kapları çalıştırırken.

• Miktar Sorumlu kişilerüretim kontrolünün uygulanmasına yönelik sürenin, bu kişilere resmi pozisyonları gereği verilen görevleri zamanında ve kaliteli bir şekilde yerine getirmeleri için gereken sürenin hesaplanmasına göre belirlenmesi gerekir. Bir organizasyon emri, gemilerin iyi durumundan ve bunların güvenliğinden sorumlu uzmanları atayabilir. Güvenli operasyon;
• atamak Gerekli miktar gemilere hizmet vermek üzere eğitilmiş ve sertifikalandırılmış bakım personeli personeli ve ayrıca gemilere hizmet verme sorumluluğu verilen personelin, kendilerine tahsis edilen ekipmanı inceleyerek, bağlantı parçalarının, enstrümantasyonun, güvenlik ve engelleme cihazlarının çalışmasını kontrol ederek ve kanın bakımını yaparak dikkatli bir şekilde izlemesini sağlayacak bir prosedür oluşturun. gemiler iyi durumda. Muayene ve test sonuçları vardiya günlüğüne kaydedilmelidir;
• uygulanmasını sağlamak teknik incelemeler, kan damarlarının zamanında teşhisi;
• Kuralların yöneticileri ve uzmanları tarafından test bilgisinin prosedürünü ve sıklığını sağlamak;
• gemilerin çalışma modu ve güvenli bakımına ilişkin talimatlara ilişkin personelin bilgisinin periyodik olarak test edilmesini organize etmek;
• uzmanlara gemilerin güvenli işletimi için Kurallar ve yönergeler ve personele talimatlar sağlamak;
• Uzmanların Kurallara uymasını sağlamak ve servis personeli- talimatlar.

Otoklavları işleten kuruluş, kapların iyi durumundan ve güvenli bir şekilde çalıştırılmasından sorumlu olanlar ve kapların çalışması sırasında endüstriyel güvenlik gerekliliklerine uygunluk konusunda üretim kontrolünün uygulanmasından sorumlu olanlar için talimatlar geliştirmeli ve onaylamalıdır.

Otoklavları çalıştırırken, Rusya'nın Gosgortekhnadzor Listesi tarafından yıllık olarak onaylanan düzenleyici belgelere göre yönlendirilmelisiniz. düzenleyici belgeler Rusya'nın Gosgortekhnadzor'u.

Endüstriyel otoklavların tasarımı, üretimi ve işletilmesi

Bölgede Rusya Federasyonu Otoklavların tasarımı, tasarımı, üretimi, yeniden inşası, ayarlanması, kurulumu, onarımı, teknik teşhisi ve çalıştırılması için gereklilikleri belirlemek "BASINÇLI KAPLARIN İNŞAATI VE GÜVENLİ ÇALIŞTIRILMASINA İLİŞKİN KURALLAR" PB 03-576-03

PB 03-576-03'ün ihlali sorumluluğu Kurallar, gemilerin tasarımı, üretimi, yeniden inşası, kurulumu, ayarlanması, onarımı, teknik teşhisleri ve işletilmesinde yer alan tüm yetkililer, uzmanlar ve çalışanlar için zorunludur. Bu Kuralları ihlal eden kişiler, Rusya Federasyonu'nun yürürlükteki mevzuatına uygun olarak sorumludur.