Автоматика "ФАТУМ" для стерилизации консервов
приборы автоматики и управления автоклавным отделением

Само собой разумеется, что, в зависимости от своих конкретных свойств, продукт может ограничивать применение высоких температур, — и это в силу того, что когда на периферии банки стерилизуемая масса уже ощутимо перегрета, перемещение потока тепла к центру сосуда по законам теплопроводности еще требует значительного времени. Это может приводить к определенным недостаткам готовой продукции — в частности, к ухудшению вкусовых качеств готового продукта или распаду структуры молекул загустителей.

Тем самым мы подходим ко второму основному понятию, а именно к процессу, посредством которого можно ускорить перенос тепла от периферии банки к ее центру. Для достижения этой цели была разработана и с успехом внедрена в промышленную практику технология стерилизации с вращением банок (автоклавы роторного типа).

На вопросы о том, как в данном случае понимать вращение и какое вращение нужно, чтобы получить максимальную пользу, а главное – каким образом вращение банок ускоряет перенос тепла, я попытаюсь ответить, прибегнув к помощи трех упрощенных схематических эскизов.

На рисунке (рис. 1) показано изменение температуры в банке при стерилизации без вращения. Чтобы достичь критического центра банки, тепло нужно перемещать от зоны к зоне, т.е. от молекулы к молекуле. Другими словами, это означает, что продукт, находящийся на периферии сосуда, уже по истечении очень короткого времени нагревается до очень высокой температуры и оказывается вынужденным оставаться под ее воздействием до тех пор, пока требуемая степень стерилизации не будет достигнута в центре тары.

На следующем рисунке (рис. 2) показана та же банка, но вращающаяся во время стерилизации по боковой поверхности (вокруг своей оси). Распространение тепла внутри банки происходит примерно по тем же закономерностям, что и в первом случае. И, тем не менее, этот способ уже имеет следствием некоторое ускорение процесса, поскольку окружающая банку нагревающая среда непрерывно протекает мимо нее. В результате перепад температуры, неизбежно образующийся в тепловом агенте при стерилизации без вращения, в этом случае благодаря более интенсивному перемешиванию воды в значительной степени исключается.

Однако наиболее благоприятным методом является такой, при котором банки вращаются с донышка на крышку, как это показано на следующем рисунке (рис. 3). Правда в этой связи нужно отметить, что перемешивание, возникающее благодаря ротации, наиболее интенсивно при переработке жидких продуктов. В случае пастообразных оно еще тоже ощутимо, тогда как при вращении банок с твердым продуктом улучшение степени перемешивания, а соответственно и ускорение теплопроводности, практически не наблюдается. Решающую роль при этом играет то обстоятельство, что скорость вращения банок в автоклавном аппарате поддается регулированию.

При стерилизации продуктов жидкой консистенции ротация, — таково общее правило, — должна быть максимальной, чтобы за единицу времени вызвать как можно больше завихрений, тогда как вязкие продукты требуют более низкого числа оборотов. В противном случае, вследствие более густой консистенции и связанной с этим повышенной инерции, воздух в незаполненном продуктом пространстве банки не сможет перемещаться (циркулировать), и вращение банок, тем самым, вообще не воздействует на протекание процесса.

Вращение с крышки на донышко, схематически представленное третьим рисунком (рис. 3), является в принципе важнейшей предпосылкой метода высокотемпературной кратковременной стерилизации, т.е. тепловой обработки консервов при очень высокой температуре и соответственно в течение очень короткого промежутка времени. Важная особенность этого метода заключается в том, что при нем вообще не может иметь место перегрев продукта по периферии банки, поскольку на всем протяжении стерилизации нагретый продукт, находящийся по краям, неустанно перемешивается с более холодным продуктом в центре тары.

При написании статьи были использованы материалы доклада инженера Клауса Лёпера, руководителя проектного бюро фирмы LUBECA Maschinen und Anlagen GmbH, зачитанного на техническом симпозиуме в Ленинграде 3 марта 1981 г.