Автоклавы для стерилизации и консервирования еды

Готовые блюда, стерилизованные в автоклаве

Это статья носит информационный характер. Мы не изготавливаем и не реализуем автоклавы!

Автоклав (от греческого αὐτός - сам и латинского clavis - запор, задвижка) - герметичный аппарат, который предназначен для обработки продукции, сырья и изделий при нагревании под высоким давлением.

Применение

Автоклавы используются в:

• биологии
• медицине
• для научных исследований
• в производстве стройматериалов
• в резиновой и химической промышленности
• в металлургии
• в пищевой промышленности.

В пищевой промышленности автоклавы применяются для стерилизации и пастеризации продуктов, а также при производстве консервов: тушеного мяса, рыбных, мясорастительных, овощных и фруктовых заготовок.

История создания автоклава

-> Все началось еще в 17-м веке. Прообразом автоклава считают паровой герметичный котел, в котором при варке мяса использовалось давление, полученное при нагревании. Его изобрел французский физик Дени Папен в 1679 году.

-> В 1809 году Николя Аппер придумал особый способ консервирования продуктов в герметичных банках с использованием высокой температуры. Подробно про историю создания консервов можно почитать здесь. Этот способ стал прародителем современных автоклавов.

-> В 1879 году Шарль Шамберлен изобрел первый настоящий автоклав - герметичное устройство, в котором при нагревании создавалось необходимое давление. Правда он использовал свое устройство только в химических экспериментах и в медицине для стерилизации инструментов.

-> В 1953 году появился первый промышленный текстильный автоклав, созданный французской компанией Lagarde.

-> В 1972 году эта же компания разработала первый автоклав для стерилизации продуктов.

-> В 80-х годах появились автоклавы для домашнего консервирования.

-> Первые автоклавы для консервирования продуктов были электрические, позже появились газовые.

-> В России первый автоклав для консервирования появился в 1991 году в Тольяти.

Устройство автоклава

В общем виде автоклав состоит из:

• загрузочной камеры
• герметично закрывающейся крышки с запорными механизмами
• ниппеля (вентиля) для нагнетания давления
• клапана для сброса избыточного давления
• термометра
• манометра
• сливного отверстия и т.д.

Также автоклав может быть снабжен:

• перемешивателями (механическими, пневматическими или электромагнитными)
• защитными системами
• электродвигателями
• теплообменниками (внутренними, наружными или выносными)
• системами автоматического управления и т.д.

Принцип работы

Принцип работы автоклава заключается в нагревании воды до температуры свыше 100 градусов. В обычных условиях этого не достичь, т.к. при достижении такой температуры вода не нагревается дальше, а просто испаряется.

В автоклаве происходит следующее:

1. Когда вода достигает температуры 90 градусов, она начинает испаряться, но т.к. устройство герметичное, пар не выходит наружу.
2. В результате преобразования влаги в газ создается избыточное давление. В какой-то момент испарение останавливается.
3. С увеличением давления внутри сосуда повышается и температура воды (до 500 градусов в некоторых автоклавах).
4. При температуре от 120 градусов начинается стерилизация продуктов - уничтожение бактерий и грибков.

Этапы стерилизации

1. Нагревание продукта до нужной температуры стерилизации.
2. Выдерживание определенного времени при температуре стерилизации.
3. Охлаждение продукции до 40 градусов (водяное или воздушное).

Время и температура, необходимые для стерилизации, зависят от объема и вида продуктов, а также от упаковки. Например, для приготовления консервированных овощей нужно меньше времени, чем на готовку рыбных и мясных блюд. Твердые вещества стерилизуются дольше, чем жидкие.

Для производства мясных консервов требуется особые условия.

Качество стерилизации тушеного мяса (говяжьей, свиной тушенки, готовых мясных блюд с гарниром и пр.) очень важно, т.к. животные белки быстро портятся.

Поэтому для приготовления тушенки в автоклавах используется принцип фракционного вакуумирования - полное удаление воздуха из продукта за несколько циклов. Вследствие тепловой стерилизации микроорганизмы, которые находятся в продукции, погибают, а новые, благодаря герметичности упаковки, не попадают. Поэтому консервы могут храниться несколько лет без холодильника.

Виды автоклавов

Автоклавы бывают замкнутые и оснащенные крышкой.

По назначению:

• Домашние/бытовые (как правило до 18 литров)
• Промышленные

По способу нагрева:

• Газовые (использование на газовых конфорках или открытом огне)
• Электрические (питание от электрической сети)

Оба типа автоклавов качественно стерилизуют тушенку из говядины, свинины и другие продукты. Но у каждого есть свои особенности.

Преимущества газовых автоклавов:

• более экономичны, т.к. чаще всего газ дешевле, чем электричество
• дешевле
• проще в эксплуатации

Преимущества электрических автоклавов:

• более легкие и менее объемные
• есть специальные терморегуляторы, поддерживающие необходимую температуру
• универсальные - т.е. их можно использовать и как газовые в том числе

По типу теплоносителя:

• Электрические водяные
• Паровые

Преимущество электрических водяных автоклавов - более дешевые.

Преимущества паровых автоклавов:

• В них удобно стерилизовать не только стеклянные и жестяные банки, но и реторт-еду.
• Экономия ресурсов.
• Более быстрый нагрев и охлаждение продукции.
• БОльшая степень автоматизации.

По конструкции: 

• Горизонтальные
• Вертикальные
• Качающиеся
• Вращающиеся
• Колонные

В пищевой промышленности, как правило, используют горизонтальные и вертикальные автоклавы, как статические, так и вращающиеся (например, ротационные).

Вертикальные автоклавы

Характеристики:

• В настоящее время чаще всего используются в лабораториях и для домашней консервации. Реже - в пищевой промышленности.
• Нагрев воды производится с помощью ТЭНов, которые расположены в нижней части автоклава.
• Корзины с консервными банками загружаются сверху.

Преимущество - более компактные.

Горизонтальные автоклавы

Характеристики:

• Используются для промышленной консервации.
• Загрузка продукции происходит сбоку.
• Преимущества горизонтальных автоклавов по сравнению с вертикальными:
• Имеют бОльшую производительность.
• Более равномерно прогревают продукцию.
• Крышка закрывается проще, быстрее и надежнее (байонетный затвор).
• Используются для стерилизации любой упаковки, в том числе мясных консервов и другой готовой еды в реторт-упаковке.
• Есть возможность автоматизировать процесс загрузки и выгрузки корзин и контейнеров с продукцией.
• Нужно меньше времени на стерилизацию.
• Проще в эксплуатации.

Помимо традиционных автоклавов периодического действия существуют модели непрерывного действия, а также оригинальные безсеточные автоклавы, в которых продукция загружаются россыпью, без корзин и контейнеров.

Также автоклавы отличаются друг от друга в зависимости от материала (углеродистая или нержавеющая сталь), мощности, объема, степени автоматизации и т.д.

Процессы, используемые в автоклаве

Тушенка, приготовленная в автоклаве

В автоклаве для стерилизации используются три основных процесса:

• пар
• вода
• погружение в воду

В каждой категории процессов существует несколько типов.

Не существует самого лучшего процесса, т.к. у каждого есть свои особенности. Какой использовать - решает производитель, в зависимости от продукции, ресурсов, упаковки и т.д.

Типы процессов:

• Паровой (старейший тип автоклавирования)
• Паровоздушный
• Водяной
• Дождевой (каскадный)
• Погружение в воду
• Полупогружение в воду

Чаще всего при производстве консервов используют дождевой и паровоздушный процессы.

Паровоздушный процесс (форсунчатое орошение) более эффективен для полужесткой (ламистеры) и гибкой упаковки (реторт-пакеты).

Дождевой процесс (струйное орошение) подходит как для обработки жестяной и стеклянной банки, так и для реторт-пакетов.

Каждому виду упаковки соответствуют определенные контейнеры и тип загрузки.

Реторт-упаковка. Особенности стерилизации

Реторт-пакеты обладают преимуществами перед жестяной и стеклянной тарой. Поэтому многие производители постепенно переходят на производство реторт-еды.

Про историю создания, технологию производства и преимущества реторт-пакетов подробно можно почитать здесь.

Для стерилизации реторт-пакетов применяются горизонтальные автоклавы, специальный тип корзин и элементы-разделители, чтобы пар хорошо обработал каждую упаковку.

Готовая еда, стерилизованная в автоклаве

Основные преимущества реторт-упаковки:

1. Продукция стерилизуется в автоклавах непосредственно в упаковке.
2. В реторт-упаковке стерилизация проходит в несколько раз быстрее. Это способствует тому, что тушенка и другие готовые блюда получаются более вкусные и полезные.
3. Возможность использования меньшего количества соли и сахара.
   можно обойтись без консервантов, антиокислители и пр.
4. Реторт-упаковку можно нагревать до 135 градусов. Это исключает бой и деформацию при нагревании выше 120 градусов, в отличие от стекла и жести.

Это статья носит информационный характер. Мы не изготавливаем и не реализуем автоклавы!