Что такое паровой автоклав
Паровой или водяной автоклав — что лучше?
Если вы хоть раз делали консервы в автоклаве, то знаете, что это довольно интересный процесс, который тем не менее отнимает кучу времени. В первую очередь это связано с необходимостью доводить до кипения большие объемы воды в автоклаве, а после ждать ее остывания.
Сегодня на рынке есть 2 вида домашних автоклавов: паровые и водяные. Давайте в лоб сравним их между собой, выявим плюсы и минусы каждого и постараемся сделать вывод, какой лучше — проверенный временем водяной или более новаторский паровой.
В чем разница между паровым и водяным автоклавом
Главное отличие читается по названию: один создает внутри емкости давление и нагревается до температур выше 100°С за счет воды, второй — за счет воды и пара. Первый заполняют водой целиком, во второй заливают не больше 2-3 литров.
Именно из этого и вытекают принципиальные отличия, о которых мы подробно поговорим в следующем разделе.
Плюсы и минусы водяного автоклава
Плюсы
Водяной автоклав обеспечивает более щадящий режим нагрева банок. За счет того что вода нагревается и охлаждается более медленно, банки не подвергаются резким температурным перепадам, которые в теории могли бы повлиять на их целостность. Впрочем если тара без сколов и внешних дефектов, это не имеет особого значения. Классическая стеклянная банка легко выдерживает температуру до 400°С.
Минусы
Автоклав тяжелый. Это может создать неудобства, например, когда устройство нужно убрать с плиты для остывания. Или при его установке, если вы наливаете воду в аппарат заранее. Общий вес автоклава с водой и заготовками может легко превышать 30 кг. Не каждая хозяйка готова таскать такие тяжести.
Большой расход электричества. Весь процесс может растянуться на 10 часов. Если готовить тушенки часто, это может серьезно увеличить суммы в квитанциях за коммунальные платежи.
Плюсы и минусы парового автоклава
Плюсы
Автоклав легкий. Из-за небольшого количества используемой воды автоклав комфортно устанавливать на плиту и снимать с нее. Отличный вариант для тех, кому противопоказано поднимать тяжести и тех, кто просто любит комфорт.
Минусы
Требуются дополнительные действия во время готовки. После закипания воды следует открыть кран, подождать, пока из емкости вместе с паром не выйдет весь воздух, затем закрыть и нагревать в штатном режиме. Не такая сложная операция, но кому-то она может доставлять неудобства.
Что выбрать в итоге?
Как видите, у каждого режима есть свои нюансы. Но главное и самое важное отличие — время приготовления консервов. В паровом режиме оно примерно в 3 раза меньше за счет более быстрого нагрева и остывания используемой воды. Это фундаментальное и наиболее важное, на мой взгляд, преимущество парового автоклава над водяным.
Но нельзя однозначно сказать, что лучший выбор — паровой автоклав. Многие водяные стоят буквально копейки (например, Белорусский автоклав), зато цены на паровые начинаются от 9-10 тыс и более. Нельзя отбрасывать и привычку — многим, кто давно готовит на водяном автоклаве, нелегко переучиться и перейти хоть и на более удобный, но непривычный тип. Факторов довольно много и сделать однозначный вывод сложно.
Также следует знать, что большинство современных паровых автоклавов (или автоклавов 2 в 1, как вам удобнее) оборудованы универсальным кламповым соединением — с минимальными вложениями его можно переоборудовать в полноценный самогонный аппарат. Закуска и напитки на одном аппарате — очень удобно и экономично.
Обзоры от эксперта
Для полноты картины прилагаю обзоры на оба вида автоклавов, которые подготовил наш эксперт Кислицын Владислав.
На этом у меня все. Что думаете по поводу паровых автоклавов? Так ли они хороши, как говорят производители? Делитесь мнение в комментариях, обсудим вместе.
Паровые стерилизаторы: что это такое, для чего используются, какие бывают
Стерилизатор паровой или автоклав – устройство, выполняющее самый распространенный сегодня тип стерилизации. С его помощью обеззараживают даже те медицинские изделия, которые нельзя подвергать сухой воздушной обработке с ее высокотемпературным режимом. В каталоге паровых стерилизаторов нашего сайта можно познакомиться с самыми востребованными их моделями.
Автоклавы отличаются объемом, мощностью и функциональными возможностями
Назначение и сферы применения автоклавов
Стерилизации обязательно должны подвергаться все инструменты и материалы, которые вступают в любой контакт с тканями, кровью и другими биологическими средами человеческого и животных организмов. И ее наиболее эффективным способом является обработка, воздействующая на патогенную флору водяным паром с повышенным давлением и температурой.
В паровых стерилизаторах обрабатывают:
Контроль работы парового стерилизатора любого типа осуществляется специально подготовленным персоналом
Стерилизацией перечисленных изделий постоянно занимаются в:
При стерилизации паром полностью уничтожаются микробы, бактерии и даже их споры. Это универсальный способ избавления от всех микроорганизмов
Конструкция и принцип работы паровых стерилизаторов
Автоклав – герметически закрытый аппарат, который предохраняется от механических повреждений кожухом. Составными элементами устройства являются:
Конструкция автоклава типа ВК: 1-кожух, 8-стерилизационная камера, 10-манометр, 11-предохранительный клапан, 14- крышка
Работа паровых стерилизаторов основана на воздействии на предметы горячим водяным паром (обычно от 120 до 134° С) при повышенном давлении. Контроль за процессом и управление устройством должен выполнять специально обученный персонал, неукоснительно соблюдающий правила техники безопасности.
Современные автоклавы оснащены блоками парогенераторов, которые отвечают за генерацию и подачу пара, имеют электронные блоки управления и ЖК-дисплеи. Это упрощает работу операторов, которые просто выбирают режимы парового стерилизатора в зависимости от вида материалов, подвергающихся обработке.
Виды автоклавов
На рынке медицинского оборудования представлены разные типы паровых стерилизаторов, изготавливаемые российскими и иностранными производителями. Они отличаются:
Автоклавы ГКа-120 ПЗ с горизонтальной загрузкой (слева) и ВКа-75 ПЗ – с вертикальной (справа)
По европейскому стандарту малые автоклавы разделяют на три класса:
Все стерилизаторы паровые (ГОСТ) решают одну и ту же задачу, а отличают их технические характеристики, количество дополнительных опций, производитель и стоимость
Преимущества использования паровых стерилизаторов
Если сравнивать сухожар и стерилизатор паровой, правила эксплуатации и преимущества у них свои. Насыщенный пар считается самым эффективным средством борьбы с микробами. К достоинствам автоклавов следует отнести также следующее:
На территории России самыми продаваемыми являются автоклавы ГК и ВК, производимые Тюменским заводом (ТЗМОИ) и реализуемые ООО «НПП Спектраналит». Их отличает экономичность, простота и безопасность эксплуатации, долговечность.
Принцип работы автоклава
Автоклав – незаменимый помощник при консервировании продуктов
Тот или иной вид консервов – мясных, рыбных или овощных – в своей жизни хоть раз ел практически каждый человек. Ценность таких продуктов обусловлена внушительным сроком годности – консервы могут стоять на полке по нескольку лет и при этом не терять своего вкуса, структуры и других свойств.
Немногие знают, что для фабричных консервов, как и для домашних заготовок, требуется стерилизация, а также пастеризация.
Разница в том, что при промышленных масштабах производства для этих процессов используется специальное оборудование – паровой промышленный автоклав.
главной задачей является создание во внутренней камере высокого давления и последующего нагрева помещенной внутрь продукции.
Это обеспечивает повышенную устойчивость консервированной пищи к внешним воздействиям, она дольше остается пригодной для использования и одновременно сохраняет вкусовые качества.
Паровой автоклав: принцип работы
В общем виде автоклав – это специальный резервуар, в котором происходит обработка пищевой продукции.
Современные модели исполняются в 2 вариантах: замкнутые либо оснащенные крышкой.
Размеры и объем рабочей камеры автоклава могут быть различными.
Для использования в домашних условиях предлагаются компактные модели объемом до 18 л, чего более чем достаточно для производства консервов для личного потребления.
В промышленности же применяются аппараты вместимостью до нескольких сотен квадратных метров.
Температура нагрева в закрытой камере автоклава может достигать 500 градусов. При использовании других видов оборудования достичь таких значений практически нереально.
В основе рабочего принципа устройств этого типа лежит возможность разогрева воды при определенных условиях до температур свыше 100ºC.
В стандартных условиях это невозможно – при достижении 100ºC она из жидкого состояния начинает переходить в газообразное – проще говоря, она начинает активно испаряться.
Самое же главное, что в дальнейшем температура больше 100ºС не поднимается. Поэтому при дальнейших попытках нагреть воду до более высоких значений она попросту испарится.
При использовании же пищевых автоклавов промышленного либо бытового назначения благодаря особым условиям удается разогреть воду до большего значения:
Таким образом, производственный автоклав нужен для полноценной стерилизации консервов, чего невозможно достичь при использовании обычных методов тепловой обработки. Более того, и при домашнем приготовлении консервов такое оборудование существенно упрощает и ускоряет процесс переработки плодово-овощного урожая.
Разновидности автоклавных установок
Важной особенностью этого оборудования является тот момент, что при стерилизации продуктов оно постоянно двигается. В зависимости от характера движения выделяют следующие виды автоклавов:
Различаются автоклавы и техническими характеристиками используемых теплообменников.
По этому основанию выделяют 3 типа оборудования:
В первом случае обменник устанавливается на внешней стороне аппарата. В выносных вариантах он размещается отдельно. Во моделях внутреннего типа теплообменник располагается внутри рабочей камеры.
Особенности применения и технического устройства автоклава во многом зависят также от типа используемой для работы энергии. Выбирать ту или иную модель следует с учетом доступности тех или иных энергоресурсов. В частности, газовый автоклав в промышленности будет рациональным решением в том случае, если ваше предприятие газифицировано. Универсальным же вариантом станет электрическая модель.
На рынке представлены модели механического, пневматического, а также электромагнитного типа.
Различия заключаются и в особенностях расположения рабочей камеры:
Основными показателями, которые требуют контроля со стороны оператора, являются уровень жидкости в камере, создаваемая температура и давление. Выпускаемые сегодня модели оснащаются высокоточными контрольно-измерительными блоками, что существенно упрощает использование оборудования.
Выгоды от применения автоклава
Конструкция автоклава
Современные промышленные автоклавы являются сложными высокотехнологичными аппаратами, обладающими большой производительностью. По конструкции автоклавы бывают вертикальные, горизонтальные, вращающиеся, качающиеся и колонные. Автоклав имеет вид сосуда (камеры, цилиндра), который на время работы закрывается специально подогнанными сферичными крышками, обеспечивающими его полную герметичность, т. к. в нём происходит нагрев продукта под давлением до высоких температур.
В вертикальных автоклавах (характеризуются компактной конструкцией) водяная среда нагревается в основном при помощи специальных трубчатых электрических нагревателей (тэнов), расположенных внутри нижней части камеры автоклава. Такие автоклавы получили широкое распространение для использования в лабораторных условиях. В горизонтальных автоклавах (рис.) чаще используется газовый обогрев, который характеризуется минимальным временем нагрева и большей гибкостью эксплуатации. Такие автоклавы применяются, как правило, в промышленности для обработки композитных материалов. Это лучший вариант классического автоклава, так как имеет простой монтаж, занимает небольшую площадь и не требует системы диатермического обогрева. Кроме этого, расходы на процесс термической обработки изделия у такого автоклава значительно ниже, чем при использовании электрического автоклава. Существуют модели горизонтального автоклава и со спиральным теплообменником, которые являются примером энергосберегающих технологий. Спиральный теплообменник позволяет работать с любым изделием, однако его стоимость значительно выше газового, кроме этого, он имеет и длительный срок окупаемости. Вращающиеся автоклавы применяют для работы с суспендированными (суспензированными, взвешенными) твёрдыми или кашицеобразными веществами (для выщелачивания минеральных концентратов разнообразных металлов и руд). Автоклав имеет вид герметичного сосуда со съёмной крышкой, которая прикреплена к корпусу при помощи уплотнительной прокладки и шпилек. Снаружи крышки монтируется запорный кран с многослойным фильтром. Качающиеся автоклавы позволяют выполнять перемешивание веществ в таких упаковках, для которых стерилизация в обычных автоклавах считается неприемлемой. Колонные автоклавы обычно используются для создания глинозёма из бокситов (позволяют снизить трудовые и временны́е затраты в процессе их получения).
Автоклавы изготовляют из высококачественных сталей, алюминия и других металлов, которые нередко покрывают химически стойкими материалами (эмалью, фторопластами). Корпус конструируют методом сваривания или склёпывания звеньев с выпуклыми днищами. В корпусе делают специальные отверстия (крышки), через которые удобно загружать материалы. Пар подаётся к перфорированной трубе через штуцер, а конденсат удаляется через спускной клапан. В электрических автоклавах система подачи нагретого пара отделена от рабочей камеры. Пар подаётся в камеру через патрубок от котелка, снабжённого электронагревательным элементом с регулятором степени нагрева. Чтобы избежать больших тепловых потерь, внешние поверхности автоклава покрыты тепловой изоляцией, что способствует интенсификации технологического процесса.
Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны: ёмкость от нескольких десятков кубических сантиметров до кубометров; предназначаются для работы под давлением до 150 МПа (1500 кгс/см²) при температуре до 500 °C. Как правило, современные промышленные автоклавы в диаметре составляют от 1,2 м до 7,6 м, в длину – от 1,9 м до 40 м. При проведении в автоклаве физико-химических процессов используются давления до 300 МПа и температуры до нескольких тысяч градусов.
Применение автоклавов
Автоклавы применяют для научных исследований (лабораторные автоклавы), в медицине, биологии, металлургии, химической, резиновой, пищевой промышленности, при производстве стройматериалов.
Основная часть автоклавов, используемых в медицине и биологии, – герметически закрывающийся резервуар с двойными стенками, выдерживающими высокое давление. Если процесс стерилизации осуществляется без воздействия высокого давления, то используют термин стерилизатор либо сушильный шкаф. Медицинские автоклавы применяют для стерилизации хирургического перевязочного материала и инструментов, посуды и некоторых приборов для выращивания микроорганизмов, обеззараживания инфицированного материала, уничтожения культур болезнетворных микроорганизмов, при создании изделий из карбонового волокна, для придания им твёрдых форм и т. п. В межстенное пространство (водопаровая камера) заливается дистиллированная вода. При нагревании водяной пар поступает в стерилизационную камеру, повышая в ней давление и температуру (выше 100 °С).
В металлургии (гидрометаллургии, см. также Автоклавное выщелачивание) с помощью автоклавов выполняется очистка растворов металлов от примесей и процесс восстановления драгоценных и редкоземельных металлов после выщелачивания из подготовленных растворов. Объём аппарата может изменяться от десятков кубических миллиметров (лабораторные импульсные автоклавы) до нескольких сотен кубометров (горизонтальные автоклавы для окисления Ni-концентратов). Для агрессивных жидкостей используют автоклавы из нержавеющей стали, а также аппараты, футерованные коррозионно- и термостойкими покрытиями или плитками. Используют цилиндрические или сферические автоклавы, работающие при 260 °С и давлении 6 МПа, и автоклавные установки типа «труба в трубе» (во внешнюю трубу подают теплоноситель, во внутреннюю – нагреваемую смесь), работающие при температуре менее 300 °С.
В химической промышленности автоклавы применяются при производстве гербицидов, органических полупродуктов и красителей, в процессах синтеза. Для проведения разнообразных химических реакций данный аппарат называют химическим реактором. В случае необходимости перемешивания продукта используются автоклавы с бессальниковыми мешалками и экранированным электродвигателем, не требующим уплотнения.
В резиновой промышленности автоклавы используются для вулканизации или отверждения многих резиновых или пластиковых изделий.
В пищевой промышленности автоклавы применяются для стерилизации, пастеризации продуктов (в т. ч. консервов), приготовления пищи и др. Используются вертикальные и горизонтальные автоклавы широкого спектра разновидностей, размеров и принципов действия. Например, в горизонтальных автоклавах для пищевой промышленности может создаваться необходимое противодавление по отношению к каждой отдельно взятой упаковке с продуктом, что позволяет проводить стерилизацию продуктов не только в жёсткой таре (стеклянная, железная), но и в мягкой и полужёсткой упаковке.
Производство строительных материалов, в частности силикатных, базируется на гидротермальном синтезе гидросиликатов кальция, который осуществляется в реакторе-автоклаве в среде насыщенного водяного пара с давлением 0,8–3 МПа и температурой 175–200 °С. В данном производстве большой объём работ составляет процесс получения извести для сырьевой смеси. В технологический процесс производства извести входят следующие операции: добыча известкового камня в карьерах, дробление и сортировка его по фракциям, обжиг в шахтных вращающихся и других печах, дробление или помол комовой извести (получение негашёной извести). Получение сырьевой смеси осуществляется двумя способами: барабанным и силосным, которые отличаются друг от друга приготовлением известково-песчаной смеси.
В наши дни почти все элементы зданий и сооружений (панели, плиты перекрытий, элементы лестниц и др.) могут быть изготовлены из армированного силикатного бетона, который по своим свойствам почти не уступает железобетонным, а благодаря применению местных сырьевых материалов и промышленных отходов обходится на 15–20% дешевле, чем аналогичные железобетонные элементы на портландцементе. На современных автоклавных установках изготавливают газобетон и пенобетон. Их широко применяют в строительстве коммерческих и жилых зданий разного назначения и этажности. Газобетон и пенобетон могут быть применены как для несущей конструкции, так и для межкомнатных перегородок и в качестве перемычек. Автоклавный метод изготовления газобетона и пенобетона является основным, так как в автоклаве создаются оптимальные условия для твердения смеси, а использование управляемого автоклавного процесса позволяет получить газобетон и пенобетон с заданными техническими характеристиками.
Так же изготавливают ячеистый бетон, силикатные блоки и панели, облицовочные, теплоизоляционные материалы и другие изделия. Автоклавы используются для изготовления плёночного триплекса. При использовании автоклавной технологии обеспечиваются улучшенные оптические характеристики стекла, повышается его влагостойкость и т. п. При производстве триплекса применяют туннельные или тупиковые автоклавы. Внешне они представляют собой трубу 3–6 м в диаметре и 15–20 м в длину, закрываемую крышкой с байонетными затворами (тупиковыми с одной стороны, туннельными с двух сторон). Вдоль по длине автоклава расположены рельсы для вагонеток с изделиями. Автоклавы оборудованы магистралями для впуска насыщенного пара, перепуска отработанного пара в другой автоклав, выпуска пара в атмосферу или в утилизатор и для конденсатоотвода.
Принцип работы автоклава
Принцип работы автоклава прост: за счет избыточного давления автоклав позволяет поднять температуру стерилизации выше температуры кипения воды на 20-30°C. Хотя большинство вредных микроорганизмов погибают при температуре +80-100°C, есть несколько микроорганизмов, цисты которых выдерживают это испытание. Например, возбудитель ботулизма гарантированно погибает лишь при длительном воздействии температуры +113-120°C.
Помимо стерилизации автоклав позволяет объединить утомительные операции по приготовлению консервов. Готовя консервы в автоклаве можно избежать предварительной варки продукции и последующей стерилизации.
Консервы в бытовом автоклаве готовят так:
Преимущества автоклава
Устройство
Герметичная емкость состоит из загрузочной камеры, крышки с запорными механизмами для герметизации, штуцера для прикрепления насоса.
На корпусе установлены контрольно-измерительные приборы – манометр (показывает давление газа и жидкостей в замкнутом пространстве), градусник, клапан аварийного сброса.
Популярные модели приборов для домашней консервации изготовлены из нержавеющей стали.
Стандартные размеры аппарата: 22 литра (вмещается 14 банок по 0,5 л), 46 л (22 банки по 0,5 л), 125 л (48 банок по 0,5 л).
Еще одна важная характеристика – источник подогрева.
Некоторые модели нагреваются на газовой плите, бензиновой горелке, другие подходят только для электрических плит.
Автономные автоклавные установки, предназначенные для домашнего консервирования, работают от электросети – в них встроены ТЭНы.
Как пользоваться автоклавом в домашних условиях
Технология приготовления закаток в приборе несложная.
Помойте бытовой автоклав, затем расфасуйте продукты по банкам, закатайте консервными крышками.
Установите банки в прибор для консервирования. Дальнейшие действия будут отличаться в зависимости от вида аппарата:
Соотношение температуры и давления
Для каждого автоклава разное соотношение этих показателей, более подробно с параметрами можно ознакомиться в инструкции по эксплуатации. Числа зависят от объема прибора, интенсивности нагрева, особенностей конструкции. Конкретные значения вы узнаете опытным путем по ходу работы. Небольшой электрический автоклав, работающий от электросети, через 5 часов работы показывает на термометре 120°С при давлении 4,7 атм. Приборы, нагревающиеся на плите, быстрее достигают рабочих параметров. Большинство домашней консервации готовится при температуре не выше 120°С и 4,5 атм.
Виды автоклавов
Газовый
Этот вид аппарата для домашнего консервирования греется на газовой плите. Если хозяйка решила выбрать его, то при заказе она должна оценить вес прибора – поднять автоклав с банками и водой на высоту бывает очень непросто. Оптимальный вес аппарата – 8 кг. Днище должно быть ровным и иметь толщину не меньше 3 мм. Лучше покупать товар у проверенных производителей, которые создают автоклавы много лет.
Электрический
Такой прибор более удобен для хозяек, поскольку его можно поместить на небольшой высоте возле розетки. Еще один плюс электрического автоклава – работа в автономном режиме. Терморегулятор поддерживает нужные показатели в течение отведенного времени. Мощность у аппаратов разная. Маленькие приборы объемом 22 л потребляют 2 кВт, средние автоклавы на 46 л – 3,2 кВт. Напряжение в сети должно составлять 200 В.
Строение автоклава
Технология приготовления консервов
Заводской стерилизатор на фото работает без предварительной накачки воздухом
Работа автоклава для домашнего консервирования основана на принципе повышения температуры кипения воды за счет увеличения давления в сосуде. Находясь в обычных условиях, она закипает при 98—100 °С. Если же создать в закрытом резервуаре избыток величиной 1 Бар, то эта граница сдвинется до 120 °С, а при 1.5 Бар – почти до 127 градусов. Таким образом, происходит ускоренная варка овощей (мяса) с попутным уничтожением всех видов бактерий и вирусов, выживающих при обычном кипении.