В этих условиях достигается ускорение реакции и увеличение выхода продукта. При использовании в химии или для проведения химических реакций используют название химический реактор . При использовании в медицине для стерилизации при высоком давлении и температуре - только автоклав. В случае, если стерилизация проводится при высокой температуре, но без давления, используют термин стерилизатор или сушильный шкаф . Был изобретён Дени Папеном в 1679 году .

Разновидности автоклавов

Автоклавы бывают: вращающиеся, качающиеся, горизонтальные, вертикальные и колонные. Автоклав представляет собой сосуд либо замкнутый, либо с открывающейся крышкой. При необходимости снабжаются внутренними, наружными или выносными теплообменниками, механическими, электромагнитными, либо пневматическими перемешивающими устройствами и контрольно-измерительными приборами для измерения и регулирования давления, температуры, уровня жидкости и т. п.

Конструкция автоклавов

Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны, ёмкость от нескольких десятков см³ до сотен м³, предназначаются для работы под давлением до 150 МПа (1500 кгс/см²) при температуре до 500 °C. Для химических производств, в случае необходимости перемешивания продукта, как вариант, перспективны автоклавы с бессальниковыми мешалками и экранированным электродвигателем, не требующим уплотнения. Ротор этого электродвигателя насажен непосредственно на вал мешалки и накрыт герметичным тонкостенным экраном из немагнитного материала, не препятствующего проникновению магнитных силовых линий от статора электродвигателя к ротору.

При производстве строительных материалов применяют туннельные или тупиковые автоклавы. Внешне они представляют собой трубу 3-6 м в диаметре и 15-20 м в длину, закрываемую крышкой с байонетным затвором (тупиковые с одной стороны, туннельные 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.

В пищевой промышленности 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 (стеклобанка, жестебанка), но и в мягкой и полужёсткой упаковке.

Применение автоклавов

Автоклавы применяются в химической промышленности (производство гербицидов , органических полупродуктов и красителей , в процессах синтеза); в гидрометаллургии (выщелачивание с последующим восстановлением из растворов цветных и драгоценных металлов , редких элементов); в резиновой промышленности (вулканизация технических изделий); в пищевой промышленности (стерилизация, пастеризация продуктов [в том числе консервов] , приготовление пищи); в промышленности стройматериалов (изготовление силикатного кирпича, автоклавного газобетона). Автоклавы широко используются в медицине . Также при создании изделий из карбонового волокна, для придания им твёрдых форм.

Рубашка автоклава защитная - устройство, предохраняющее швы и основной материал корпуса реактора от воздействия теплоносителя.

Массовое применение автоклавы получили именно в пищевой промышленности. Современные автоклавные кулинарные системы оснащены многоступенчатыми механизмами защиты, специальными замками и системами автоматического отключения. На сегодняшний день для этих целей во всем мире постоянно используется около 1,5 млн автоклавов.

Применение автоклавов не ограничивается промышленными масштабами. Автоклавы малых размеров и малой производительности используются в бытовых целях, для приготовления домашних мясных, рыбных и овощных консервов. Бытовые автоклавы могут быть как промышленного изготовления, так и самодельными, изготовленными из газового баллона или ресивера. Бытовые автоклавы, аналогично промышленным автоклавам, оснащаются устройствами контроля температуры, давления и предохранительными клапанами.

Автоклавы в пищевой промышленности

Автоклавный способ приготовления пищи - это метод приготовления продуктов в герметичном сосуде или в автоклаве, не позволяющем воздуху или жидкости покидать ёмкость, находящуюся под высоким давлением. Поскольку при увеличении давления точка кипения жидкости смещается вверх, температура жидкости внутри системы может превышать 100 °C, при этом жидкость не достигает точки кипения. Большинство кулинарных систем высокого давления работают при рабочем давлении 1.5 - 1.9 атмосферы. При таком давлении температура кипения воды поднимается до 125 °C. Повышенная температура позволяет приготовить продукт несоизмеримо быстрее стандартного способа.

Например, порезанная свежая капуста готовится в течение одной минуты. Свежие зелёные бобы или небольшие картофелины готовятся около пяти минут, а целая курица до 3 кг - около 20 минут. Другое преимущество автоклавного способа приготовления пищи - достижение эффекта тушения и медленного кипения продукта за очень короткий срок.

В настоящее время небольшие установки используют альпинисты, для того чтобы вскипятить воду на больших высотах. Высоко в горах вода выкипает, не достигая температуры 100 °C, что препятствует правильному приготовлению пищи и нормальной тепловой обработке продуктов, как писал Чарльз Дарвин в «Путешествии на Бигле».

Автоклавный способ приготовления пищи считался очень взрывоопасным. Современные автоклавные кулинарные системы оснащаются различными механизмами защиты - специальными замками, клапанами, системами автоматического отключения и т. п.

Принцип работы системы

При обычных условиях нагрев жидкости выше точки кипения невозможен. Как только температура воды достигает 100 °C, вода становится паром и уходит из зоны нагрева. Интенсивное образование пара в ёмкости с жидкостью и называется кипением. Если вода кипятится долго, то она переходит в пар полностью.

Когда вода кипятится в автоклаве, повышается температура кипения. Это происходит так: по мере того, как температура воды приближается к 100 °C, испарение воды усиливается. Водяной пар, являясь, по сути, газом, создаёт в автоклаве избыточное давление, что приводит к уменьшению дальнейшего испарения, и в итоге давление поднимается настолько, что кипение останавливается, и нагретая выше 100 °C вода продолжает оставаться жидкой. Чем выше температура, тем выше давление в системе. Более высокое тепло, да ещё и при повышенном давлении, оказывает более мощный эффект как на приготовление продуктов, так и на разрушение микроорганизмов.

Подобный процесс легко достижим при приготовлении твёрдых непещеристых продуктов. В случае приготовления губкообразных, пещеристых продуктов, следует выбирать систему с глубоким вакуумированием ёмкости. Остаточное содержание газов может способствовать защите бактерий от разрушения, создавая термоизоляцию для их оболочек.

Существуют автоклавы, которые используют фракционное вакуумирование, которое удаляет газы в несколько циклов, обеспечивая 100 % проникновение тепла в процессе стерилизации и гомогенизации продукта.

Питательные вещества

Поскольку пища готовится без интенсивного испарения и быстрее обычного, в автоклаве из продуктов вываривается существено меньше жидкости, витаминов, минералов, солей и прочих веществ.

Практически у каждого жителя нашей страны есть родня в деревне или собственном частном доме с огородом. Все очень любят получать и употреблять натуральные консервированные продукты, такие как компоты, огурцы и многое другое. Сейчас очень трудно найти в магазинах натуральные консервы. А продвинутые садоводы и огородники с удовольствием используют автоклав для переработки урожая.

Самый простой способ получить красивую лужайку перед домом

Вы, конечно же, видели идеальный газон в кино, на аллее, а возможно, и на соседской лужайке. Те, кто хоть раз пытался вырастить зеленую площадку у себя на участке, без сомнений скажут, что это огромный труд. Газон требует тщательной посадки, ухода, удобрения, полива. Однако так думают только неопытные садоводы, профессионалы давно знают про инновационное средство - жидкий газон AquaGrazz .

Примерно в 60-е годы прошлого века это изобретение прочно заняло свое место в сельском хозяйстве. На тот момент самодельный можно было встретить практически в любом доме . Он значительно ускоряет процесс консервации, сохраняя при этом полезные свойства продуктов.

Вообще - это устройство для стерилизации чего-либо. Используют принцип его работы и в медицине, и для изготовления дистиллированной воды (ее заливают в автомобильные аккумуляторы), добавив к конструкции дистиллятор.

Преимущества автоклава перед иными способами консервирования

С процессом традиционного консервирования знакомы многие, он отнимает очень много времени и сил и требует постоянного контроля. Такой метод не позволяет покинуть кухню целый день. Но буквально все процессы нашей жизни подлежат автоматизации, потому что дел у всех все больше, а вот времени в сутках по-прежнему 24 часа. Кроме того, изготовить в обычных домашних условиях, к примеру, паштет не получится, потому что технология его приготовления требует определенной температурной обработки, которой без специального оборудования добиться не выйдет.

Множество бактерий и микроорганизмов очень легко переносит 100 градусную обработку, а температура кипячения выше не поднимается. Из этого легко сделать вывод, что после стандартной консервации они остаются в продукте и могут вызвать негативные последствия. Например, плесневой грибок, который образует микотоксины, при недостаточной обработке не уничтожается и может вызвать даже отравление. А вот полезные вещества многочасовую «баню» не выдерживают и погибают.

Да и не очень-то это безопасно - кипящие кастрюли, горячие банки и крышки, которые тоже подлежат обязательной стерилизации кипятком. Не зря наши бабушки не пускали нас маленьких на кухню, когда готовили варенье.

Преимущества автоклава здесь очевидны.

1. Во-первых, это абсолютно безопасно. Не нужно хватать и переставлять горячие банки, переливать кипящий рассол. Все банки достаются уже охлажденными.
2. Во-вторых, благодаря быстрому нагреву до 120 градусов (100 при обычном кипячении), давлению, которое обеспечивает такую температуру и быстрому охлаждению абсолютно все бактерии погибают, а вот полезные вещества не успевают испариться. В результате консервируемый продукт не теряет ничего, кроме болезнетворных бактерий, и остается все таким же вкусным и полезным. А все процессы стерилизации проходят без участия рук, и опасности получить ожог.
3. В-третьих, затраты времени минимизированы, да и отойти от него на несколько минут не составит особого труда и не представит никакой опасности, так как многие модели оснащены встроенными регуляторами температуры и системой аварийного отключения при перегреве. Так, вместо целого дня на кухне тот же результат будет достигнут часа за 4. Это немаловажный фактор при вечной нехватке времени в современном мире.

Инструкция по использованию

Итак, с преимуществами все понятно, а как же происходит процесс стерилизации? Как им пользоваться?

Конечно же, подробная инструкция по эксплуатации и обслуживанию будет приложена к купленному аппарату. Кстати, во многих случаях, при покупке дарят книгу с рецептами консервированных продуктов.

Есть определенный простой алгоритм, подходящий к любой выбранной модели.

Для начала следует подготовить банки. В них помещаем выбранный для консервации продукт согласно рецепту и закатываем точно так же, как в конце привычной консервации. Стерилизации при этом подвергать их не нужно. Помещаем на дно специальную решетку. Затем, складываем банки в агрегат рядами до самого верха и заливаем все это водой так, чтобы банки погрузились в нее на 2 см.

Плотно закрываем крышку, фиксируем ее специальными болтами. С помощью насоса (например, автомобильного) создаем давление в 1 атмосферу воздуха в агрегате. Для чего это надо? В закатанных банках есть давление. Если при обработке будет разница давлений внутри и снаружи банки, она просто лопнет.

Теперь можно приступать к нагреву. В зависимости от выбранной модели нагрев может происходить разными способами: с помощью костра, плиты, включения в розетку (электрический). Нагреть аппарат нужно до 110 градусов, при этом давление в устройстве будет увеличиваться. Такой температурный режим необходимо поддерживать на протяжении 20-70 минут, в зависимости от рецепта (есть множество литературы, с указанием точного времени для каждого продукта). Именно в этот промежуток времени и происходит стерилизация. Главное следить, чтобы температура воды не превысила отметку 120 градусов.

Выдержав нужное время, прекращаем нагрев. Для того чтобы консервы остыли, оставляем аппарат при температуре 30 градусов. Конечно, можно ускорить процесс с помощью холодной воды, но давление в при этом повысится.

После остывания нужно извлечь банки. Для этого надо сначала стравить воздух через специальный предохранительный клапан. Затем слить воду с помощью шланга. Теперь можно безопасно достать готовые консервы.

Виды

Автоклавы бывают нескольких видов, но при этом все они одинаково подходят для стерилизации. Различаются материалом, из которого изготовлены. Он может быть изготовлен из пищевой нержавеющей стали или из алюминия. Также различие есть и в способе загрузки - бывает горизонтальный и вертикальный.

По способу нагрева - электрический, газовый и для открытого огня(электропечи или костра). Обычно в бытовых предусмотрены режимы нагрева (один или два).

Работает от электричества. Оснащен встроенными ТЭНами. Автоматический регулятор давления и аварийная система отключения являются неоспоримым преимуществом. Есть аппараты различных объемов, чаще всего от 20 до 30 литров. Также современные бытовые оборудуют жидкокристаллическим дисплеем, на котором отображается вся информация о процессе - температура, давление, оставшееся время приготовления.

Вертикальный удобен способом загрузки и экономией места. При всем разнообразии предложений конструкции, в нашей стране больше всего оценили вертикальный. Вращающиеся, горизонтальные и другие имеют слишком сложную конструкцию и недолговечны в использовании.

Еще в XVII веке вертикальный автоклав использовался в пищевой и медицинской промышленности. Но, конечно, они были гораздо большего размера, чем нынешние бытовые. Только вертикальный вариант позволяет подвергать стерилизации продукты в абсолютно любой таре (стеклянных баллонах, пластиковой упаковке, жестяных банках).

Кстати, обычная бытовая пароварка работает по тому же принципу, что и вертикальный. Кроме того, к нему проще подсоединить дистиллятор.

Дистиллятор подсоединяется к автоклаву через специальный разъем. Дистилляция - перегонка жидкости происходит следующим образом: жидкость нагревается в специальном баке, во время кипения испаряется. Именно эти испарения и попадают в дистиллятор. Так получается дистиллированная вода. Дистиллятор используется, в частности, для приготовления спиртных напитков.

Вода, прошедшая дистиллятор, уже очищена от всех нелетучих примесей. Такую воду используют в медицине (при изготовлении лекарств), в автопромышленности(заливают в аккумуляторные батареи, да и для системы охлаждения автомобиля дистиллированная вода будет гораздо лучше).

Такая вода хранится строго в плотно закрытой таре. Таким образом, дистиллятор широко применяется не только в промышленных масштабах, но и в быту.

Автоклав для домашнего консервирования из газового баллона своими руками

При кризисной ситуации в стране, очень хороший вариант сэкономить на покупке консервов, но ведь обзавестись им тоже стоит немалых денег. Есть третий вариант решения - изготовить своими руками. Он отлично подойдет тем, кто привык работать руками и делать прекрасные вещи. Поскольку принцип работы понятен, не будем углубляться в теорию и сразу перейдем к практике.

Поскольку у агрегата должны быть толстые стенки, для основного корпуса вполне подойдет уже отслуживший баллон для газа. Он изготовлен из специальной стали, способной выдержать большое давление(не меньше 0.3 МПа). Сколько банок поместится в изделие зависит от его диаметра, например, в емкость, диаметром 30 см смело войдет 4 литровые банки.

Автоклав из баллона

Рассмотрим, как сделать автоклав для консервирования дома из такого материал. Приступим.

1. Сначала обязательно нужно тщательно прочистить баллон от остатков газа и хорошо продуть его воздухом. Это делается для того, чтобы избежать опасности во время работы с резчиком.
2. На баллоне необходимо отрезать верхнюю часть - это будет крышка. Затем приварить к ней и самому баллону около среза стальные фланцы (кольца), толщина которых должна быть не менее 10 мм, с предварительно просверленными отверстиями для болтов - они послужат для плотного скрепления крышки с емкостью. Отверстий должно быть 8, подходящих для болтов М10. Для плотного прилегания между фланцами устанавливается резиновая прокладка.
3. Далее в крышку монтируется гильза для прикрепления термометра, крепится манометр, предохранительный клапан и вентиль (шаровой кран). Вентиль нужен для того, чтобы в конце провести испытание самодельного автоклава на прочность и герметичность.
4. Термометр должен иметь верхний предел 150 градусов, манометр - до 0.4 МПа. Предохранительный клапан может быть взят от водонагревателя или изготовлен своими руками.
5. Иногда люди изготавливают, сваривая листы стали. Но это очень опасно. Нет ни малейшей гарантии, что такой аппарат не разорвет под действием давления, так как листы метала на устойчивость не проверяются, а слабые места зачастую имеют.

Итак, когда автоклав из баллона готов, самое время провести испытание изделия на прочность. Для этого изменяем настройки срабатывания предохранительного клапана с 0,25 МПа (стандарт) до 0,39 МПа.

Теперь наполняем бак водой, и накачиваем в него воздух с помощью насоса, доводя давление внутри до отметки 0,375 МПа, и держим так не меньше 5 минут.

Подобные испытания необходимо проводить хотя бы раз в год.

Теперь, успешно пройдя испытание он полностью готов к эксплуатации. Автоклав для домашнего консервирования подойдет для нагрева на открытом огне, а вот электрический сделать немного сложнее.

Он очень удобен не только при консервировании, но и при стерилизации. Его очень часто используют в медицинских учреждениях, в пищевой промышленности.

Благодаря создаваемому внутри емкости давлению температура кипения воды увеличивается со 100 градусов до 120, что, в свою очередь, способствует гибели бактерий. Так, стерилизация намного эффективнее обычного кипячения.

При стерилизации важно помнить, что у каждого продукта свое время и температура приготовления, которые указаны в справочных материалах. Максимальное отклонение от рекомендуемой температуры при стерилизации может составлять 2 градуса.

Также важно помнить, что при нагревании любая жидкость расширяется и обязательно оставлять свободное пространство для этого. Если наполнить банки до верха, при обработке они попросту взорвутся.

Во время стерилизации учитывается только время кипения. Время нагрева и охлаждения в расчет не берется.

Автоклав - это герметически закрывающийся прибор, который служит для термической обработки домашних консервов. Автоклавы позволяют готовить мясо, рыбу, курицу, фрукты, ягоды в жестяных или стеклянных сосудах под повышенным атмосферным давлением (4,5-5,5 атм) и температурой 120-125°С.

Закрутки, приготовленные в домашнем автоклаве, получаются вкуснейшими! Именно вкус консервов и стимулирует на покупку этого аппарата. могут храниться существенно дольше, чем обычные, так как при обработке высокой температурой гибнут вредоносные бактерии в продуктах.

Бытовой автоклав предназначен домохозяйкам, рыбакам, охотникам, дачникам и для всех, кто любит действительно вкусную и здоровую пищу.

Какие бывают автоклавы?

Автоклавы бывают самыми разными: пищевыми, медицинскими, стоматологическими, маникюрными. Всех их объединяет один принцип действия, а именно – стерилизация при температуре свыше 100 градусов и давлении выше атмосферного.

Как Вы уже, наверное, догадались, предметом стерилизации в одном случае выступают пищевые продукты, в другом – всякого рода инструменты. Также, автоклавы отличаются материалом, из которого они изготовлены, объемом и используемым источником нагрева. Говоря о домашних автоклавах, выделяют аппараты, изготовленные из пищевой нержавеющей стали и из углеродистой стали.

Автоклавы из нержавеющей стали

Автоклавы из нержавейки, помимо приготовления консервов, позволяют проводить паровую обработку продукта и использоваться в качестве самогонного аппарата. К недостаткам автоклавов из нержавеющей стали, можно, пожалуй, отнести только их стоимость (по сравнению с аналогом из углеродистой стали, они дороже в среднем в 4-5 раз), и позволить себе покупку такого агрегата может далеко не каждый.

Автоклавы из углеродистой стали

Автоклавы из углеродистой стали (черный металл, прокатная сталь), которые предоставлены Вашему вниманию в существенно дешевле автоклавов из нержавеющей стали, при этом ничуть не уступающие им по качеству выполнения своих задач. Основное предназначение наших автоклавов – это приготовление мясных, рыбных и овощных консервов (а так-же паштетов, соусов, варенья и многого-чего другого) в стеклянных банках, с закатывающимися крышками. Автоклавы из углеродистой стали требуют ухода, а именно, после каждой готовки необходимо насухо протирать внутренние стенки автоклава (или подогреть его до испарение оставшейся жидкости) и смазать их подсолнечным маслом. Таким образом вы предотвратите процесс ржавления, и агрегат прослужит много лет.

Основные характеристики

По объему загружаемых банок автоклавы бывают:

• Маленькие(7-14 пол-литровых банок);
• Средние (14-20 пол-литровых банок);
• Большие (от 20-ти и выше).

Промышленные автоклавы, с вместительностью более тысячи банок, имеют весьма внушительные габариты. Именно они используются для приготовления привычных для нас магазинных консервов.

По типу нагрева, можно условно поделить на два вида:

• Классические (или газовые), работающие от внешнего нагревателя (становятся на газовую плитку, костер, примус и т.д);
• Универсальные – где нагревательным элементом является вмонтированный электрический тэн из нержавеющей стали (при этом, электрические автоклавы можно, также, нагревать от газовой плиты).

В нашем интернет магазине представлены оба этих вида в двух версиях:

• Маленькие - на 7 литровых или 14 пол-литровых банок;
• Средние - на 14 литровых или 20 пол-литровых банок.

В маленьких моделях пол-литровые банки становятся в два яруса, литровые - в один. В больших моделях: пол-литровые в три яруса, литровые в два.

Электрические модели немного выше газовых, так как внутри них, в 6-ти сантиметрах от дна, расположен тэн. Над тэном приварены три металлических прута, на которых раскладывается металлическая площадка для размещения банок.

Читайте еще статьи

Автоклав - это аппарат для стерилизации водяным паром под давлением и при температуре более 100°. Автоклав применяют для стерилизации , белья для операций, инструментов, посуды для , для выращивания микроорганизмов и др. Принцип действия автоклава основан на возрастании температуры кипения воды при повышении давления (при давлении в 1 атм t° кипения воды 99,1С, а при давлении в 2 атм. - 119,6C). Автоклавы бывают стационарные и переносные, горизонтальные и вертикальные. Воду в автоклаве нагревают для образования пара при помощи электрической энергии или энергии горения газа, керосина.

Основные части автоклава (рис. 1): кожух, водопаровая камера, стерилизационная камера, крышка с резиновой прокладкой. Водопаровая камера из специальной высококачественной; стали предназначена для получения пара. Предназначенный для стерилизации материал помещают в стерилизационную камеру. Массивная крышка с резиновой прокладкой наглухо закрывает водопаровую камеру.

Крышку к корпусу прикрепляют болтами и сверху зажимают барашковыми гайками. Наружный кожух предохраняет автоклав от механических повреждений.

В современных электрических автоклавах (рис. 2) система подачи нагретого пара отделена от стерилизационной камеры. Пар подается в стерилизационную камеру через патрубок от котелка, снабженного электронагревательным элементом с регулятором степени нагрева.

К автоклаву придается арматура: манометр с сифонной трубкой и трехходовым краном, водомерная стеклянная трубка для измерения уровня воды в водопаровой камере автоклава, предохранительный клапан для предупреждения чрезмерного повышения давления в автоклаве, воздушный и спускной краны для удаления воздуха в начале стерилизации и для удаления конденсата из стерилизационной камеры.

Персонал, обслуживающий автоклав, должен быть подготовлен на специальных курсах. Квалификационная комиссия в присутствии инспектора котлонадзора выдает удостоверения на право эксплуатации автоклава. При неумелой работе с автоклавом может произойти взрыв.

Пользоваться автоклавом запрещается, если: а) истек срок осмотра автоклава инженером-теплотехником; б) обнаружен хотя бы один неисправный зажимный болт; в) повреждено хотя бы одно ушко крышки автоклава; г) испорчен манометр, предохранительный клапан или стекло водомерной трубки;
д) не произведена в установленный срок очистка автоклав от накипи и грязи;
е) замечена течь котла. Перед тем как приступить к эксплуатации автоклава, необходимо проверить его комплектность и изучить прилагаемую к автоклаву инструкцию. См. также .

Рис. 1. Переносный автоклав (разрез): 1 - крышка; 2 - рубашка крышки; 3 - зонт; 4 - отверстия для поступления пара; 5 - кожух; 6 - водопаровая камера; 7 - стерилизационная камера; 8 - спускной кран; 9 и 11 - паровые краны; 10 - водомерная стеклянная трубка; 12 - воронка с краном; 13 - манометр; 14 - предохранительный клапан.

Первоначальный аналог автоклава появился в далеком 1795 году во Франции. Была даже объявлена премия тому, кто изобретет надежное средство для консервации продуктов. Связано с тем, что в те времена вопрос пропитания и выживания человека стоял на первом месте. Победил один кондитер под именем Аппер Франсуа. Он укладывал продукты в специальную емкость и подвергал их кипению в обычной воде. Таким образом, получился первый автоклав для домашнего (бытового) применения.

В 1880 году другой француз Шарль Шамберленд создаст уже настоящий автоклав, в котором создавалось нужное давление при повышении температурного режима. Использование данного изобретения было ограничено, и получило распространение исключительно среди ученых-химиков и медиков, перед которыми остро стоял вопрос о стерилизации инструментов.

В 1953 году (только через двести лет) автоклав получил дальнейшее развитие. Компания Lagarde разработала уникальный автоклав для применения в текстильной промышленности - с помощью устройства красили ткани. А в 1978 году Lagarde выпустили первый профессиональный автоклав для стерилизации продуктов питания.

СССР сделал немалый вклад в развитие автоклавов - в институте нефтехимического синтеза разработали устройство высокого давления. Это дало толчок к появлению смолы, полимерных материалов и синтетических масел.

В это время наблюдается разделение автоклавов на несколько веток - появились промышленные устройства, бытовые (домашние) и медицинские.

Спустя несколько лет, буквально в 1988 году, появился автоклав для домашнего консервирования, который работал при помощи электрической энергии. То есть, абсолютно любой человек мог подключить автоклав в электросети и приготовить пищу соответствующим образом прямо у себя на дому.

Современный автоклав является аппаратом, который выполнен в виде герметичной камеры, и используется для обработки материала под давлением выше атмосферного. В таких условиях наблюдается ускорение реакции и выход более качественного продукта.

1. При использовании в медицине для стерилизации инструментов задействуют автоклавы с высоким давлением. Если же прибор работает без нагнетания давления, то он называется сушильным шкафом или стерилизатором.
2. Для проведения химических реакций используют специальные приборы, которые называются химическими реакторами. Но по своей сути и принципу действия это все тот же автоклав.
3. Автоклав широко применяется и в домашних условиях - с его помощью представляется возможным, как приготовить консервы, так и стерилизовать продукты питания. А монтировав дистиллятор, вы получите очищенную воду для охлаждающих систем транспортных средств и заряда аккумуляторов.

Конструктивные особенности

В настоящее время автоклавы производят из особо прочных легированных сталей различных марок: и 20К, 06ХН28, 16ГС, 12Х18Н9Т, 09Г2С. Корпус конструируют методом сваривания или склепывания звеньев с выпуклыми днищами. В корпусе делаются специальные отверстия (крышки), через которые удобно загружать материалы. Пар подается через штуцер к трубе, а удаляется конденсат при помощи спускного клапана.

Современный промышленный автоклав оборудован самыми разнообразными приборами: выносными, наружными и внутренними теплообменниками, электрическими тенами, другими всевозможными нагревательными компонентами, перемешивающими устройствами (пневматическими, электромагнитными или механическими), различными устройствами регулирования и измерения давления и температуры, прочими контрольными и измерительными датчиками.

Основные характеристики

В диаметре данное устройство, как правило, варьируется от 1,2 метра до 8 метров. В длину может достигать больших размеров - от 2 до 40 метров! Устанавливается на специальные опоры, которые позволяют металлу удлиняться (расширяться) при нагреве. Во избежание теплопотерь обшивка выполнена из специальной тепловой изоляции. Внутри автоклава имеются рельсы с вагонетками - именно таким способом подаются изделия для стерилизации.

Изменение температурного режима и давления происходит при помощи медных или платиновых термических преобразователей сопротивления.

В общем, промышленный автоклав высокого давления представляет собой сложное технологическое устройство.

Конструктивные отличия

Основные параметры у промышленных автоклавов могут быть различными: емкость варьируется от нескольких сантиметров до сотен метров, возможна работа под давлением до 150 МН/м2 и температурой до 500 градусов по Цельсию. Отличия связаны с тем, что подобные устройства применяются в самых разнообразных сферах промышленности:

• строительная - изготовление и выпуск строительных материалов;
• пищевая - стерилизация и приготовление продуктов питания;
• химическая - выпуск всевозможных красителей, гербицидов;
• резиновая - вулканизация изделий;
• металлургия - восстановление драгоценных и цветных металлов.

Для каждого отдельного процесса используют отличительные автоклавы. К примеру, в строительстве задействуют туннельные и тупиковые агрегаты. Представляют собой трубу длиной в три-шесть метров и диаметром - пятнадцать-двадцать метров. Туннельные системы закрываются крышкой с двух сторон, а тупиковые - только с одной.

В области химии - бессальниковые установки, которые не требуют дополнительного уплотнения. Такие устройства оборудованы уникальным экранированным электродвигателем. Ротор защищен экраном из специального немагнитного материала.

А в пищевой промышленности встречаются самые разнообразные модели по размерам, принципу работы, как горизонтальной, так и вертикальной установки. В горизонтальных установках можно осуществлять стерилизацию продуктов не только в жесткой таре, но и полужесткой или даже мягкой. Это связано с тем, что внутри агрегата создается противодавление по отношению к каждой конкретной упаковке продукта.

Последние разработки оснащаются многоуровневыми системами защиты, системами автоматического отключения и замками. Применяется специальная «защитная рубашка», которая надежно защищает швы и материалы корпуса от влияния теплоносителя.

Дополнительное оснащение

Автоклавы производятся в любых габаритах и комплектации, как в обычном, так и во взрывобезопасном исполнении. Параметры подбираются под пожелания и требования заказчика. Бывает и нестандартное оборудование для химической и нефтяной промышленности.

Установки комплектуются таким оборудованием:

• вентиляционной системой;
• блоками нагрева;
• насосами вакуумными;
• прочими системами для регулирования и контроля разряжения, давления, температуры и времени.

Продажа промышленных автоклавов сегодня осуществляется в широком ассортименте выбора - будут удовлетворены потребности абсолютно любого заказчика.

Принцип работы устройства

После выбора стерилизационного цикла внутри камеры создается вакуум с периодическим прогревом. Таким образом, полностью удаляется воздух из рабочей камеры вместе с конденсатом. В соответствии с заданными параметрами оператором создаются нужные показатели температуры и давления. Это, так называемая, фаза стерилизации.

В обычных условиях при достижении температуры воды в 100 градусов Цельсия она дальше прекращает нагреваться. Если вода кипит долго, то влага трансформируется в пар. Начинается процесс интенсивного испарения. Пар - это тот же газ, создающий избыточное давление в камере. В таком случае тепло обладает повышенной проникающей силой, а потому полностью проникает в структуру микроорганизмов, разрушая их.

Современные промышленные автоклавы применяют функцию вакуумирования, что подразумевает удаление кислорода за несколько циклов. Благодаря данной методике, процесс стерилизации проходит в разы быстрее с сохранением всех полезных свойств вещества.

Затем сбрасывается давление и начинается фаза сушки. А остатки влаги моментально испаряются при высоких температурах. Стерилизационный цикл полностью автоматизирован машиной, поэтому допущение ошибки со стороны человека исключено.

Но управлять циклом стерилизации можно при помощи электронного сенсорного экрана. На нем также отображаются параметры текущей программы. С помощью дисплея представляется возможным не только выбирать цикл автоклава, но и переводить агрегат в режим «ожидания».

Достижения научного прогресса позволяют изготавливать промышленные автоклавы самых разнообразных моделей, но принцип работы одних от других мало чем отличается. В промышленности используются автоклавы, как с водяным охлаждением, так и воздушным.

1. Воздушное охлаждение подразумевает остужение при помощи струи холодного потока воздуха.
2. Водяное охлаждение заключается в действии воды, которая в системе циркулирует при помощи насоса.

Эксплуатация автоклавов

Камеры повышенного давления и температуры активно используются в гидрометаллургии, химической, резиновой, легкой, строительной промышленности, в медицине. Особенно при создании изделий из карбонового волокна.

Но активное распространение автоклавы получили в пищевой сфере. Такие устройства оснащены надежной многоуровневой защитой и специальной «рубашкой», защищающей основной (внешний) материал от воздействия теплового носителя.

Во всем мире постоянно в рабочем режиме находится порядка 1,5-2 миллионов промышленных автоклавов.

Преимущества агрегата:

• автоматизация и модернизация производственных процессов;
• обеспечение идеальной стерильности - микроорганизмы и инфекции полностью уничтожаются;
• экономия электрической энергии;
• возможность эксплуатации в различных сферах и с самыми разнообразными материалами;
• высокое качество и надежность стерилизации;
• автономность и безопасность процесса.

Именно по этим причинам автоклавы получили такое массовое распространение.

Разнообразие автоклавов

Автоклав - это либо полностью замкнутый сосуд, либо с крышкой, предназначенный для осуществления технических процессов, которые необходимы для обработки материалов давлением и высокой температурой. Дополнительно может оснащаться пневматическими, электромагнитными или механическими перемешивающими устройствами. При необходимости снабжается выносными, наружными или внутренними теплообменниками и другими приборами для измерения уровня жидкости, давления, температуры и так далее.

Промышленные автоклавы классифицируют по конструктивным особенностям, типу нагрева, назначению, объему, величине давления, конструкции крышек.

По конструкционному типу

Все автоклавы можно разделить на два больших блока - вертикальные агрегаты, горизонтальные, вращающиеся, качающиеся и колонные. Каждый из указанных видов имеет, как свои очевидные преимущества, так и некоторые недостатки.

1. Вертикальный . Водяная среда нагревается при помощи специальных ТЭНов. Нагревательные элементы располагаются внутри камеры в нижней части устройства. Характеризуется компактным строением. Получил широкое распространение в лабораторных условиях.
2. Горизонтальный . Чаще всего используется газовый обогрев, который характеризуется минимальным временем нагрева и большей гибкостью эксплуатации. Данный агрегат, как правило, применяется в промышленности для обработки композитных материалов. Из преимуществ газового горизонтального автоклава следует выделить легкость установки, небольшие габариты, нет потребности в оснащении системой диатермического обогрева. Расходы у электрического автоклава несколько выше. Однако технологии не стоят на месте - уже существуют горизонтальные системы со спиральным энергосберегающим теплообменником. По цене спиральный теплообменник обойдется в разы дороже своего газового аналога. Сроки окупаемости существенно выше.
3. Вращающийся . Подходит для работы с суспендированными твердыми веществами или кашицеобразными, а именно для выщелачивания минеральных концентратов разнообразных металлов и руд. Имеет вид герметичного сосуда со съемной крышкой. Последняя прикреплена к корпусу при помощи уплотнительной прокладки и шпилек. Снаружи крышки монтируется запорный клапан с многослойным фильтром.
4. Качающийся . Данные устройства позволяют выполнять перемешивание веществ в таких упаковках, для которых стерилизация в обычных автоклавах считается неприемлемой.
5. Колонный . Обычно используется для создания глинозема из бокситов. Данный агрегат позволяет упростить трудовые и временные затраты в подобном процессе.

По рабочему объему

Бывают строительные и химические агрегаты, обладающие емкостью в сотни кубических метров. К примеру, подобные системы высокого давления применяют для получения кирпича. Также бывают пищевые (емкость - 5-100 литров) и лабораторные автоклавы (0,25-5 литров).

По величине давления

Выпускаются устройства высокого и низкого давления. К первым относятся промышленные автоклавы, а ко вторым - медицинские и пищевые устройства.

По устройству крышек

Загрузка материалов осуществляется через специальные люки, которые закрываются крышками. В туннельных автоклавах используется две крышки, а в тупиковых - одна. Последний вариант пользуется более широким распространением из-за конструктивной простоты.

По назначению

По своему назначению промышленные автоклавы можно разделить на следующие типы:

1. Пищевые - используются для обработки продуктов питания и консервирования.
2. Химические - работают обычно с номинальным давлением под 15-25 атмосфер, но встречаются модификации и под 100 атмосфер. Делятся на лабораторные и классические промышленные.
3. Строительные - применяются для производства того же кирпича или более сложных конструкций по типу триплекса, карбона, кевлара.
4. Медицинские - используются для стерилизации инструментария и материалов.

По европейскому стандарту EN 13060

Автоклавы подразделяются на следующие три класса:

• «В» - предназначены для стерилизации любых объектов, в том числе тканей, как пористых и полых, так и массивных. Наиболее функциональные устройства.
• «S» - задействуются в медицинской сфере. Более экономичные системы, в отличие от класса «В». Считаются максимально востребованными, благодаря обеспечению приемлемого уровня стерилизации.
• «N» - в плане применения наиболее ограниченный класс: используется для обработки неупакованных предметов, не содержащих щелей и пустот.

Современные промышленные газовые и электрические автоклавы являются сложными установками, обладающими высокими показателями производительности.

НИПКИ ПТО "Консервпрод" прелагает изготовление автоклавов промышленного назначения , качество которых доказано ни одним производством РФ и других стран.