Autokláv pro potravinářský průmysl: princip činnosti, návod, udělejte to sami.

Jak vyrobit domácí autokláv. Výroba autoklávu z plynové láhve nebo přijímače. Testování těsnosti, testování, základy sterilizace konzerv.

Yuriy Lavrinenko ⏳ 04-03-2020 12-20-2020

Autokláv pro domácnost může být vyroben z plynové láhve nebo přijímače. Článek je doplněn nákresy, praktickými doporučeními a vědeckými podklady pro sterilizaci konzerv.

Účel sterilizace: zničit nebo potlačit životně důležitou aktivitu mikrobů (mikroflóra syrového masa, ryb) a zachovat tento hodnotný potravinářský produkt bez nadměrného rozkladu bílkovin, tuků, vitamínů a dalších užitečných látek. Sterilizace se provádí v autoklávu, který není náročný na výrobu, ale při jeho výrobě a provozu musíte přísně dodržovat bezpečnostní předpisy.

Jak vyrobit autokláv z válce

1. Vyčistěte plynovou láhev od zbývajícího plynu a vyfoukejte ji stlačeným vzduchem.
2. Odřízněte horní část s ventilem plynovou řezačkou nebo nástrojem na řezání kovů. Horní část bude sloužit jako víko autoklávu.
3. K oběma dílům přivařte ocelové příruby o tloušťce 10 mm nebo více. Do přírub vyvrtejte otvory o průměru pro šrouby M10. Počet otvorů je minimálně 8 kusů. Všechny otvory jsou zkoseny pod úhlem 45°.
4. Do horní části autoklávu vložte pouzdro teploměru, fitinky pro manometr, kulový ventil a pojistný ventil.
5. Těsnost obou částí autoklávu je zajištěna těsněním z paronitu nebo pryže o průměru odpovídajícím přírubám.
6. Do objímky nalijte strojní olej a vložte teploměr s mezí měření +150°C.
7. Tlakoměr musí být dimenzován na tlak minimálně 4 kgf/cm2.
8. Hotový autokláv otestujte tlakem stlačeného vzduchu alespoň 3,75 kgf/cm2.

Pro pracovní těleso autoklávu (nádrže) je vhodný použitý plynový válec, přijímač z těžkého nákladního automobilu nebo železničního vozu, protože tyto nádoby jsou vyrobeny ze speciální kotlové oceli a jsou určeny pro práci pod vysokým tlakem. Je žádoucí, aby provozní tlak, pro který je nádrž navržena, byl alespoň 0,3 MPa (3 kgf/cm2).

Kapacita autoklávu závisí na jeho vnitřním průměru a výšce. V nádrži o průměru 300 mm lze v jedné řadě umístit 4 litrové plechovky a v nádrži o průměru 350 mm lze umístit 7 takových plechovek.

Tělo válce

U plynové láhve pro domácnost (obr. 1) musíte odříznout horní část 5, pak k němu a tělu 1 přivařit ocelové příruby 2 vyrobeno z kovu o tloušťce 10 mm. Nejprve se do přírub vyvrtá 8 otvorů pro šrouby M10. Pro utěsnění je mezi příruby umístěno pryžové těsnění 4. Před řezáním válec nezapomeňte očistit od zbytků plynu a důkladně profoukněte vzduchem.

Do víka 5 musíte nainstalovat objímku 6 pro instalaci teploměru, tlakoměru 7, pojistný ventil 8 a ventil nebo kulový ventil 9 (nutné pro čerpání vody do nádrže při zkoušení těsnosti a pevnosti autoklávu).

Teploměr s mezí měření 150 °C, manometr – 0,4 MPa (4 kgf/cm2). Pojistný ventil lze použít např. z ohřívače vody EPV-2A nebo si jej vyrobit svépomocí (obr. 2).

Venkovští řemeslníci někdy svařují tělo autoklávu z běžné oceli. To je riskantní, protože neexistuje žádná záruka, že během používání nepraskne. V plechech takové oceli jsou skutečně dutiny nebo mikrotrhliny, které snižují odolnost proti roztržení.

Autokláv: zkouška pevnosti

Vyrobený a sestavený autokláv musí být testován na těsnost a pevnost. Za tímto účelem nalijte vodu do nádrže, zavřete víko a čerpáním vody pomocí čerpadla upravte tlak uvnitř nádrže na 0,375 MPa (3.75 kgf/cm2) a udržujte jej po dobu nejméně 5 minut.

Pojistný ventil je nastaven na mírně vyšší tlak, aby při testování nefungoval. Po zkoušce musí být pojistný ventil nastaven na provoz při tlaku 0,25 MPa (2,5 kgf/cm 2 ).

Následně autokláv musí být testován alespoň jednou ročně.

Zkouška těsnosti

Po utěsnění víček je třeba zkontrolovat těsnost masových konzerv. K tomu se ponoří na 1-2 minuty do horké vody (teplota °C). Pokud se objeví vzduchové bubliny, sklenice nelze sterilizovat.

Sterilizace konzervovaných potravin

Masové konzervy 12 instalováno ve dvou řadách (na stojanu 13 a těsnění 10, ve kterém jsou otvory pro volný oběh vody a páry). Aby víčka při zahřívání pod vnitřním tlakem nespadla ze sklenic, nasadí se na ně předem vyrobené sponky 11. Tovární autoklávy vám díky speciální konstrukci umožňují obejít se bez sponek.

Do naplněného autoklávu se nalije voda, uzavře se víkem a umístí se ke sterilizaci.

Sterilizační proces zahrnuje zahřívání, přímou sterilizaci a chlazení.

Věda o sterilizaci konzervovaných potravin

V uzavřené sklenici, bez ohledu na obsah, je vždy mnoho různých mikroorganismů. Mikroorganismy způsobují produkt a mohou být nebezpečné pro lidské tělo.

Účelem sterilizace je zničit mikroorganismy a v důsledku toho i příčiny kažení konzervovaných potravin. Sterilizace se provádí zahříváním sklenic s potravinami v autoklávech.

Kvasinky, plísně a mnoho druhů bakterií, které netvoří spory, při vaření (při +100 °C) poměrně rychle hynou. Bakterie tvořící spory však mohou být zničeny pouze dlouhodobým zahříváním při +110-120°C.

Odolnost mikrobů vůči vysokým teplotám do značné míry závisí na kyselosti produktu. V kyselých konzervách (rajčatové nebo šťovíkové pyré) se nemohou vyvinout bakterie, ale vznikají plísně a kvasinky, které způsobují kažení konzerv. Díky tomu se kyselé konzervy (rajče, šťovík) sterilují při +100°C a ještě níže.

Neutrální konzervy (s nízkou kyselostí) jsou sterilovány při teplotách +112-120°C. Čím vyšší je teplota sterilizace, tím méně času trvá usmrcení choroboplodných zárodků.

Pokud můžete zvýšit teplotu, měli byste toho využít a konzervu během krátké doby sterilizovat. Teploty nad +125°C však vedou ke zhoršení kvality konzervovaných potravin (ztmavnutí, vznik nežádoucích příchutí) v důsledku urychlení nežádoucích chemických reakcí mezi látkami obsaženými ve výrobcích. Za běžných domácích podmínek se konzervy sterilizují při teplotách ne vyšších než +120-121°C.

Délka sterilizace při zvolené teplotě se u různých konzervovaných potravin liší a závisí na mnoha podmínkách. Vliv mají zejména následující podmínky:

• Konzistence produktu. Husté konzervy připomínající pyré (například zeleninový kaviár) se špatně zahřívají, trvá déle, než se požadovaná teplota dostane do středu nádoby a mikroby tam přítomné jsou zničeny;
• Velikosti a tvary plechovek. Velké sklenice se pomalu zahřívají; se stejnou nádobou se nízké ploché sklenice ohřívají rychleji než vysoké;
• Materiál nádoby a tloušťka stěny plechovky. Cín má ve srovnání se sklem nízkou měrnou tepelnou kapacitu a vysokou tepelnou vodivost; stěny plechovky jsou několikrát tenčí než skleněné; na druhé straně je měrná hmotnost železa třikrát větší než měrná hmotnost skla; obecně se plechové dózy ohřívají rychleji a snadněji;
• Počáteční teplota konzervovaných potravin. Horká sklenice se zahřeje na sterilizační teplotu mnohem rychleji než studená.

S přihlédnutím k těmto a dalším faktorům je stanoven sterilizační režim pro konzervované potraviny, který je běžně psán ve formě sterilizačního vzorce:

• А — čas (min) potřebný k zahřátí sklenic s produktem na stanovenou sterilizační teplotu. Taková teplota se ve skutečnosti nedosahuje ve středu plechovek, ale v samotném zařízení je stanovena a zaznamenána pomocí přístrojů;
• В — doba (min) samotné sterilizace, tj. udržování konzervovaných potravin při dané teplotě;
• С — čas (min) na snížení teploty a ochlazení konzerv s potravinami;
• t — teplota sterilizace, °C;
• р – zpětný tlak (kgf/cm2) v autoklávu, vytvořený vodou nebo vzduchem, aby se kompenzoval vnitřní tlak vznikající v nádobě při zahřívání. Zpětný tlak chrání plechovky před bobtnáním a porušením těsnění podél švů a záhybů a skleněné plechovky před odlomením víček. Tento protitlak by měl být vždy o něco vyšší než tlak v bankách.

Pro každý typ konzervy a velikost sklenice je stanoven samostatný sterilizační vzorec. Například konzervy (boršč, zelná polévka) v půllitrových skleněných nádobách SKO se sterilizují podle vzorce: ×1,8-2,5 kgf/cm 2 . To znamená: nárůst teploty 25 minut, sterilizace 30 minut, výdej páry 25 minut, teplota sterilizace +120°C, protitlak dle tlakoměru.

Sterilizace ne vždy zcela zničí všechny mikroby a jejich spory. Často ve sklenicích zůstávají spory tzv. saprofytických bakterií, které většinou nezpůsobují kažení konzerv.

Zdroj: Namestnikov A.F. Skladování a zpracování zeleniny, ovoce a bobulovin. 1969

Režimy sterilizace pro masové konzervy v průmyslovém autoklávu

Název konzervy	Kapacita plechovek, gramů	Teplota sterilizace, °C	Doba sterilizace v min.
			Zahřívání	Sterilizace	Chlazení
„Dusit“	400	112	20	70	15
„Jazyky v želé“	1000	115	30	90	20
» » «	500	112	20	60	15
»«	250	112	20	55	15
„Mozek“	250	112	20	60	15
„paštika“	400	112	20	60	15
»«	250	112	20	40	15
«	150	112	20	30	15
„Ocasy“	500	112	20	60	15
„kukuřičné maso“	500	115	30	90	20
„Maso-zelenina“	1000	115	20	70	15
»«	400	112	20	60	15
„Vepřové maso a luštěniny“	500	115	20	70	15
»«	3000	120	30	120	20
„Maso a zelenina“	3000	112	30	60	15
„Hovězí pečeně se zeleninou“	500	112	20	60	15
„Roast beef“	500	112	20	60	15
„ledviny“	500	112	20	60	15
„Dušený zajíc“	400	112	20	70	15
„Dušený králík“	400	112	20	70	15

Zdroj: Meat Industry Developer’s Handbook. Technologie konzervovaného masa

Dušené maso se sterilizuje, přičemž doba sterilizace se vypočítá podle následujících vzorců:

Tam, kde čitatel udává čas v minutách pro zahřátí, sterilizaci a snížení teploty (ochlazení), udává jmenovatel teplotu, při které dochází ke sterilizaci.

Chuť a nutriční kvalita guláše bude lepší, pokud se sterilizuje kratší dobu při vyšší teplotě, než když proces sterilizace trvá delší dobu při nižší teplotě. Teplota v autoklávu se kontroluje pomocí tlakoměru (tabulka).

Tabulka:stanovení teploty (t) uvnitř autoklávu tlakem páry (P)

P	MPa	0,175	0,206	0,242	0,280	0,326
	1,72	2,02	2,37	2,75	3,2
t	° C	115	120	125	130	135

Na konci sterilizace, kdy je zahřívání zastaveno, začíná chlazení, které trvá minimálně 20 minut.

Víko autoklávu lze otevřít, když se tlak v autoklávu přiblíží atmosférickému tlaku.

Během sterilizace je otok víček přijatelný (falešné bombardování) – označuje těsnost plechovek. Po ochlazení se víčka vrátí do své normální polohy.

Kontrola kvality domácích konzerv

Pro zajištění dobré kvality připravovaných konzerv vyžaduje technologie konzervace uchovávání sterilizovaných konzerv při teplotě °C po dobu 10 dnů. Při porušení sterilizačního režimu mohou ve sklenicích zůstat mikroby, které rozloží obsah, což má za následek tvorbu plynů, které způsobí bobtnání víček. Tento mikrobiologické bombardování. Takové konzervy jsou nevhodné pro potraviny a musí být zlikvidovány.

Pokud během 10 dnů nejsou zjištěny žádné nesrovnalosti ve formě netěsností sklenic a bobtnání víček, znamená to, že sterilizace byla provedena správně

Recepty na konzervy do autoklávu si můžete přečíst v článku „Technologický návod na výrobu konzerv v domácím autoklávu“.

Náš telegramový kanál @delsov. Přidejte se k nám!

• Oprava LCD TV Shivaki STV-26 L1 (podsvícení bliká)
• Firmware tiskárny: výhody a nevýhody

Autor Karpov Oleg Délka čtení 7 min. Zhlédnutí 16.3 tis. Zveřejněno 25.10.2017 Aktualizováno 20.10.2020

Téměř každý člověk alespoň jednou v životě jedl ten či onen druh konzerv – maso, ryby nebo zeleninu. Hodnota těchto produktů je dána jejich působivou trvanlivostí – konzervované potraviny mohou ležet na polici několik let a přesto neztratí svou chuť, strukturu a další vlastnosti.

Příliš málo spotřebitelů však zná složitost procesu vaření. Zejména jen málokdo ví, že tovární konzervy, stejně jako domácí potraviny, vyžadují sterilizaci a pasterizaci. Rozdíl je v tom, že při výrobě v průmyslovém měřítku se pro tyto procesy používá speciální zařízení – parní průmyslový autokláv. Jeho hlavním úkolem je vytvoření vysokého tlaku ve vnitřní komoře a následné zahřátí produktu umístěného uvnitř. Tím je zajištěna zvýšená odolnost konzervovaných potravin vůči vnějším vlivům, zůstává déle vhodná k použití a zároveň je zachována jejich chuť. Chcete-li správně vybrat takové zařízení, musíte pochopit vlastnosti jeho fungování, typy a další důležité aspekty. A odborníci Foodbay jsou připraveni vám pomoci přijít na to.

Parní autokláv: princip fungování

Obecně platí, že autokláv je speciální nádrž, ve které se zpracovávají potravinářské produkty. Moderní modely jsou k dispozici ve 2 verzích: uzavřené nebo vybavené víkem. Rozměry a objem pracovní komory autoklávu se mohou lišit. Pro domácí použití jsou nabízeny kompaktní modely o objemu až 18 litrů, což je více než dostačující pro výrobu konzerv pro osobní spotřebu. V průmyslu se používají zařízení s kapacitou až několik set metrů čtverečních. Teplota ohřevu v uzavřené komoře autoklávu může dosáhnout 500 stupňů. Při použití jiných typů zařízení je téměř nemožné takových hodnot dosáhnout.

Jak přesně funguje průmyslový autokláv používaný k výrobě konzerv? Princip činnosti tohoto typu zařízení je založen na schopnosti ohřívat vodu za určitých podmínek na teploty nad 100ºC. Za standardních podmínek je to nemožné – když dosáhne 100ºC, začne se přeměňovat z kapalného skupenství do plynného skupenství – jinými slovy, začne se aktivně odpařovat. Nejdůležitější je, aby se v budoucnu teplota nezvýšila nad 100ºС. Proto se při dalších pokusech o zahřátí vody na vyšší hodnoty jednoduše vypaří.

Při použití potravinářských autoklávů pro průmyslové nebo domácí účely je díky speciálním podmínkám možné ohřát vodu na vyšší hodnotu:

• Když teplota v komoře přístroje dosáhne 90 °C, vlhkost se začne intenzivně odpařovat.
• V důsledku přechodu vody z kapalného do plynného skupenství vzniká uvnitř přetlak.
• Zásobník je před spuštěním hermeticky uzavřen, takže pára neuniká a při dosažení určité koncentrace se odpařování zastaví.
• S rostoucím vnitřním tlakem se zvyšuje i teplota uvnitř pracovní komory.
• Tzv latentní teplo, které může proniknout hluboko do struktury produktů a zničit i spory patogenních organismů.

Pro kompletní sterilizaci konzervovaných potravin je tedy potřeba produkční autokláv, kterého nelze dosáhnout běžnými metodami tepelné úpravy. Navíc při domácí přípravě konzervovaných potravin takové zařízení výrazně zjednodušuje a urychluje proces zpracování ovoce a zeleniny.

Moderní modely zároveň poskytují možnost dolaďovat provozní parametry. Před uvedením zařízení do provozu může obsluha vytvořit v autoklávu požadované hodnoty sterilizační teploty a tlaku, které odpovídají parametrům a vlastnostem produktů zpracovávaných v jednotce. Takové zařízení nejúčinněji zpracovává pevné produkty s neporézní strukturou, zničení patogenní mikroflóry bude vyžadovat minimum času. Současně při zpracování porézních produktů s výraznou kavernózní strukturou může být proces poněkud obtížný: je nutné zcela odstranit vzduch ze všech dutin a pórů, jinými slovy, musíte ve sklenici vytvořit absolutní vakuum – sterilizace takových produktů v autoklávu proto vyžaduje více času. V opačném případě bude vzduch fungovat jako tepelně izolační ochrana pro mikroorganismy a ty při sterilizaci nezahynou. V souladu s tím budou takové konzervy představovat určité nebezpečí pro člověka.

Kvalita sterilizace je zvláště důležitým aspektem u masových konzerv. Živočišné produkty bohaté na tuky a bílkoviny, pokud nejsou správně zpracovány nebo skladovány, vytvářejí optimální podmínky pro rozvoj bakterií. Aby se tomu zabránilo, jsou pro průmyslovou výrobu dušeného masa navrženy speciální typy autoklávů – taková zařízení fungují na principu frakční evakuace. Spočívá v postupném provádění několika cyklů odstranění vzduchu, díky kterému je zcela odstraněn ze zpracovávaných surovin. Výsledkem je produkt, který je zcela bez patogenů a tudíž bezpečný.

Typy autoklávových jednotek

Důležitou vlastností tohoto zařízení je, že se při sterilizaci produktů neustále pohybuje. V závislosti na povaze pohybu se rozlišují následující typy autoklávů:

Proč potřebujete přesunout sterilizovanou sklenici? Pro lepší produktivitu: experimentálně bylo zjištěno, že pohybující se kontejner s produktem se ohřívá řádově efektivněji.

Zároveň se na trh pravidelně dostávají nové modely zařízení tohoto typu, které mají stále širší škálu doplňkových funkcí a rozšířený design. Při výrobě potravin se tedy dnes používají jednotky, včetně:

• Výměníky tepla;
• mechanické mixéry;
• elektromotory se stíněnými póly;
• komplexní ochranné systémy;
• automatické systémy řízení pracovního toku;
• speciální zámky atd.

Taková zařízení se používají nejen v potravinářském průmyslu. Jsou široce používány v chemické, gumárenské, hydrometalurgické oblasti a také v různých úkolech a oblastech medicíny.

Autoklávy se také liší technickými vlastnostmi použitých výměníků tepla. Na tomto základě existují 3 typy zařízení:

V prvním případě je výměník instalován na vnější straně zařízení. Ve vzdálených verzích je umístěn samostatně. U modelů s interním typem je výměník tepla umístěn uvnitř pracovní komory.

Vlastnosti použití a technické provedení autoklávu také do značné míry závisí na druhu energie použité k provozu. Měli byste si vybrat jeden nebo jiný model s ohledem na dostupnost určitých zdrojů energie. Zejména plynový autokláv v průmyslu bude racionálním řešením, pokud je váš podnik zplynován. Elektrický model bude univerzální možností.

Na trhu jsou dostupné modely mechanického, pneumatického a elektromagnetického typu.

Rozdíly jsou také v umístění pracovní komory:

• Průmyslový vertikální autokláv je atraktivní díky své kompaktní velikosti. Ve většině případů se k provozu takového zařízení používá elektřina. Takové modely jsou zvláště žádané v laboratořích různých profilů. Zařízení pro domácí použití mají také zpravidla vertikální tvarový faktor, ale jejich rozměry jsou mnohem menší.
• Průmyslový horizontální autokláv je větší, ale tento tvar umožňuje umístit na korbu 2 nakládací poklopy najednou. Toto řešení je docela pohodlné – nádoby s produkty lze umístit jedním poklopem a vyjmout po sterilizaci jiným. Navíc každý konkrétní model má jinou délku.

Hlavními indikátory, které vyžadují kontrolu ze strany obsluhy, jsou hladina kapaliny v komoře, vytvořená teplota a tlak. Dnes vyráběné modely jsou vybaveny vysoce přesnými řídicími a měřicími jednotkami, což výrazně zjednodušuje používání zařízení.

Výhody použití autoklávu

Poté, co jsme se seznámili s konstrukcí a typy průmyslových autoklávů používaných pro konzervování, musíme specifikovat výhody, které jejich použití poskytuje. V prvé řadě se díky nim zjednodušuje a urychluje proces sterilizace konzerv. Navíc je lze použít jak v podnicích, tak v každodenním životě. Funkčnost průmyslových a domácích modelů je téměř stejná, ale ty jsou menší co do velikosti a výkonu.

Mezi obecné výhody použití autoklávů patří:

• Může být konzervován ve vlastní šťávě bez přidání další vody;
• prospěšné látky a vlastnosti produktů jsou téměř zcela zachovány;
• je možné vyrábět dietní produkty a kojeneckou výživu;
• díky vytvoření vakua si hotový výrobek zachová více šťávy;
• můžete použít minimum tuku, soli, cukru a dalších přísad;
• V porovnání s tradičními metodami přípravy probíhá sterilizace v autoklávu minimálně 2x rychleji.

Pokud zpracováváte plodiny z vlastní zahrady, pak vám domácí autokláv pomůže vyprodukovat dvakrát tolik za stejnou dobu. Jedná se o univerzálního pomocníka, se kterým vyrobíte kompoty a džemy, šťávy a pyré, konzervovanou zeleninu i maso. V této jednotce můžete také nakládat houby. Úroveň bezpečnosti takových obrobků je mnohem vyšší.

Na jednu stranu lze předpokládat, že vysoký tlak v komoře zařízení vytváří významnou hrozbu. Moderní modely jsou však díky pokročilejšímu designu zcela bezpečné. Jsou zde použity speciální vícestupňové ochranné systémy včetně mnoha komponentů. Zejména speciální „bunda“ chrání konstrukci a spoje nádrže před zničením. A pokud provozní ukazatele překročí přípustné hodnoty, systém automatického vypnutí zařízení vypne. Proto jsou nové modely autoklávů zcela bezpečné a zároveň pohodlné a efektivní.

Dále si kupte autokláv a další konzervárenské vybavení.