Исследование процесса стерилизации и определение параметров вертикального автоклава
Цель работы: - изучение технологического процесса стерилизации консервов, - ознакомление с устройством и принципом работы вертикального автоклава, - приобретение навыков инженерного расчета параметров вертикального автоклава периодического действия.
Теоретическая часть Стерилизация – это тепловой процесс, заключающийся в нагреве продукта вместе с тарой до температуры свыше 1000С с целью прекращения жизнедеятельности микроорганизмов в продукте и создании условий для его длительного хранения. Время и температура тепловой обработки консервов устанавливаются в зависимости от консистенции продукта, его теплоемкости, вязкости, теплопроводности, вида микроорганизмов и спор, кислотности, материала и размера тары, начальной температуры и других факторов. Режим стерилизации определяется временем прогревания и продолжительностью выдержки при температуре стерилизации. При нагреве продукта внутри тары создается повышенное давление, которое может привести к деформации банки или срыву крышки. Поэтому в автоклавах в период стерилизации и, особенно в период охлаждения банок, создается противодавление, которое по величине должно быть равно внутреннему давлению [10,11]. Консервы с повышенной кислотностью стерилизуют при атмосферном давлении в кипящей воде. Овощные закусочные, рыбные и мясные консервы стерилизуют при температуре 110… 1200С в аппаратах, работающих под давлением. Стерилизация проводится в водяном паре. Режим стерилизации выражается формулой , где время нагрева банок до температуры стерилизации , время стерилизации, время для снижения давления и температуры в автоклаве соответственно, мин.
В зависимости от режима стерилизации аппараты классифицируют на аппараты непрерывного и периодического действия, работающие под давлением или при атмосферном давлении. Отечественной промышленностью изготавливаются автоклавы горизонтального и вертикального исполнения, первые применяют для стерилизации консервов в жесткой таре, вторые – для всех видов тары. Общий вид вертикального автоклава периодического действия приведен на рис. 1. Он состоит из корпуса, крышки и корзин под консервы, программного регулятора, арматуры для подключения пара. Воды и спуска конденсата. Корпус автоклава состоит из двух цилиндрических обечаек толщиной 6 мм и днища толщиной 8 мм. В корпусе установлены манометр, термометр и датчики программного регулятора. Внизу корпуса расположен паровой барботер и сливной патрубок. Крышка прижимается к корпусу с помощью поясного зажима с 15-ю секторными захватами. На крышке установлены штуцеры для предохранительного клапана и спускного крана. Крышка снабжена уравновешивателем, облегчающим ее открывание и закрывание. Программный регулятор служит для ведения процесса стерилизации в соответствии с заданной формулой. Принцип работы вертикального стерилизатора: корзины с банками устанавливаются в корпус стерилизатора одна на другую. Крышка закрывается. Сосуд наполняется водой, через барботер подается пар. Воздушным компрессором поддерживается постоянное давление в системе. По истечении времени стерилизации пар и горячая вода вытесняются из аппарата поступающей холодной водой. После охлаждения корзин происходит выгрузка консервов.
Задание: Исходные данные: - - масса автоклава, кг - вид продукта - - производительность, банок/с
Основные параметры тары
Режимы стерилизации для видов банок
Варианты заданий
Характеристики сырья
1. Методика расчета Число банок в одной сетке, шт , где , м – высота сетки, - высота банки, м; м – диаметр сетки автоклава. Время заполнения банками одной сетки, с . Число сеток в автоклаве, шт , где с. – максимальная длительность выдержки банок до их стерилизации после укупоривания. Число банок в автоклаве, шт . Длительность цикла работы автоклава, с , где = = 15…25 мин - время загрузки и разгрузки автоклава соответственно, - время нагрева, стерилизации и снижения температуры и давления в автоклаве (см. исходные данные по режимам стерилизации банок). Производительность автоклава, банок/с . 1.1.Тепловой расчет автоклава
Расход теплоты на нагрев автоклава, Дж , где - масса автоклава, кг, Дж/(кг К) – удельная теплоемкость стали; - температура стерилизации; - начальная температура автоклава. Расход теплоты на нагрев сеток, Дж , где - масса сеток, кг; - температура сетки; ; кг – масса одной сетки. Расход теплоты на нагрев банок, Дж , где - масса банок, кг; ; = 0,670…0,835 КДж/(кг К) - удельная теплоемкость материала стеклянных банок; = 0,482 кДж/ (кг К) - удельная теплоемкость жестяных банок; - начальная температура банок (равна начальной температуре продукта). Расход теплоты на нагрев продукта в автоклаве, Дж , где - масса продукта, кг; - плотность продукта, кг/м3; - объем одной банки, м3; = 250С- температура продукта. Расход теплоты на нагрев воды в автоклаве , где - масса воды в автоклаве, кг; кг/м3- плотность воды; Дж/(кг К) удельная теплоемкость воды; - объем автоклава, м3; = 200С - начальная температура воды в автоклаве.
Потери теплоты в окружающую среду принимаем равными 5% от общего расхода теплоты . Расход пара в первый период работы, кг/с , где кДж/кг – энтальпия пара, - энтальпия конденсата, - температура конденсата. Интенсивность расхода пара в первый период работы, кг/с . Во втором периоде работы автоклава тепловая энергия расходуется на компенсацию потерь теплоты в окружающую среду (расчет в данной работе не проводится).
2. Выполнить чертеж общего вида вертикального автоклава и составить спецификацию сборочной единицы
Контрольные вопросы 1.Что понимается под стерилизацией пищевых продуктов? 2.Какие факторы определяют длительность стерилизации? 3.Какова структура процесса стерилизации? 4.Какие аппараты применяются в промышленности для стерилизации пищевых продуктов? 5.В чем состоят преимущества и недостатки автоклавов периодического действия? 6.Из каких операций состоит технологический процесс стерилизации консервов на автоклавах периодического действия?
Лабораторная работа № 5
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|