Автоклав промышленный: как выбрать под своё производство

Спор о том, нужен ли автоклав, обычно заканчивается на первом же вопросе: а как вы собираетесь убивать споры ботулизма?

Кипячение при ста градусах их не берёт. Вегетативные клетки погибают, а споры Clostridium botulinum спокойно переживают часовую варку и потом прорастают в закрытой банке — в среде без кислорода, которая для них идеальна. Именно поэтому мясные консервы стерилизуют при температуре выше ста градусов, а поднять её выше можно только под давлением.

Это и есть работа автоклава: создать давление, при котором вода не кипит при ста градусах, и довести продукт до 112–120 °C.

Автоклав ИПКС-128-500-1ПРг

Автоклавы промышленные

Консервное оборудование

Стерилизация и пастеризация — не одно и то же

Разница принципиальная, а путают их постоянно.

Пастеризация идёт при температуре до 100 °C. Убивает вегетативные формы микроорганизмов, споры оставляет живыми. Продукт после неё хранится ограниченно и обычно требует холодильника.

Стерилизация идёт выше 100 °C, под давлением, и уничтожает споровые формы. Только после неё консервы хранятся годами при комнатной температуре.

Если продукт планируется на полку без холодильника — вопрос закрыт, нужен автоклав.

Почему вертикальный

Автоклавы бывают вертикальные и горизонтальные. ММК ГРУП поставляет вертикальные — и это не ограничение, а выбор под задачи, с которыми к нам приходят.

Вертикальный. Корзины загружаются сверху, аппарат занимает мало места в плане. Компактнее и дешевле горизонтального при том же рабочем объёме. Типовой ряд — до пятисот литров рабочего объёма, одна или две корзины. Это стандарт для малых и средних производств: мясные консервы в стекле и жести, тушёнка, паштеты, готовые блюда.

Одна особенность, которую надо учесть при планировке: корзины поднимаются и опускаются вертикально, а загруженная корзина весит сотни килограммов. Поэтому к вертикальному автоклаву нужен механизм выгрузки — поворотная стрела или тельфер. И над аппаратом должно быть место для подъёма: это не только площадь, но и высота потолка.

Горизонтальный — другая история. Загрузка по рельсам с торца, байонетный затвор, равномернее прогрев по объёму. Его берут крупные заводы под реторт-упаковку и поток в тысячи банок за смену. Стоит заметно дороже, требует больше площади и обслуживания.

Где проходит граница. Если в смену идёт до нескольких тысяч банок, продукт в стекле или жести, а производство работает партиями — вертикальный закрывает задачу полностью, и переплачивать за горизонтальный незачем.

Кто производит

Автоклавы, которые мы поставляем, выпускает компания ЭЛЬФ 4М под маркой ИПКС. Российское производство, серийный ряд вертикальных автоклавов для консервных цехов, с регистраторами параметров и механизмами выгрузки корзин в комплекте линии.

ММК ГРУП собирает вокруг автоклава весь участок: мойка и стерилизация тары, укупорка, автоклав, механизм выгрузки, этикетировка. Конвейеры и транспортёры для линии производим сами.

Электрический или паровой

Электрический. Вода в автоклаве греется ТЭНами, установленными в нижней части. Подключается к сети 380 В и работает — ни котельной, ни проекта газоснабжения. Типовая мощность аппарата на пятьсот литров — порядка 45 кВт.

Паровой. Пар подаётся в аппарат от внешнего источника, собственное потребление электричества минимальное — доли киловатта на автоматику. Но пар откуда-то надо взять: либо своя котельная, либо парогенератор.

И вот здесь считают неправильно чаще всего. Кажется, что паровой автоклав экономичнее — 0,2 кВт против 45. На деле электричество никуда не делось, оно переехало в парогенератор, а тот на сто килограммов пара в час потребляет порядка 65 кВт.

Смысл в паровом появляется, когда пар в цехе уже есть. Работает котельная, стоит другое паровое оборудование — тогда автоклав просто подключается к магистрали, и это действительно дешевле. Если парового хозяйства нет и не планируется, электрический проще и предсказуемее.

Противодавление: без него стекло бьётся

Ключевой момент, о котором не думают до первой запоротой партии.

Когда банка нагревается до 120 °C, содержимое внутри стремится вскипеть. Давление насыщенного пара при этой температуре — около двух атмосфер абсолютных, то есть примерно на атмосферу выше наружного. Плюс расширяется воздух, оставшийся под крышкой. Суммарно банку распирает изнутри с силой порядка полутора атмосфер.

Жестяная банка справляется сама: жесть слегка раздувается и компенсирует разницу. Стекло не деформируется вообще, и держит крышку только давление снаружи.

Поэтому при стерилизации стеклянной тары в автоклаве создают противодавление — подпорное давление, уравновешивающее внутреннее. Реализуется двумя способами:

Воздушное. В аппарат подаётся сжатый воздух, который смешивается с паром. Давление регулируется независимо от температуры.

Водяное. Автоклав полностью заполняется водой, она при нагреве расширяется и сама создаёт давление.

Для стекла противодавление обязательно. Для жести — желательно, оно уменьшает деформацию крышек и продлевает срок хранения.

Рабочий диапазон давления у аппаратов этого класса — до 3 кгс/см², и полутора атмосфер избытка он перекрывает с запасом.

Объём и корзины: как считать под смену

Самая частая ошибка при покупке — выбирать автоклав по объёму в литрах. Литры ничего не говорят о выпуске.

Считать надо так: вместимость корзины × число корзин × количество циклов за смену.

Цикл складывается из загрузки, нагрева, выдержки по режиму, охлаждения и выгрузки. Для аппарата на две корзины при полной загрузке это порядка тридцати пяти минут нагрева, время выдержки по технологической инструкции и до часа охлаждения. С учётом работы с корзинами — от полутора до двух с половиной часов на круг.

За восьмичасовую смену выходит три, реже четыре цикла.

Отсюда встречный расчёт: возьмите план продаж в банках за смену, разделите на число реальных циклов — получите нужную вместимость корзин. Если цифра больше того, что даёт один автоклав, вопрос решается не более мощной закаткой, а вторым аппаратом.

И ещё одна тонкость про объём. Больший объём — это не только больше банок за цикл, но и дольше нагрев с охлаждением. Аппарат на 650 литров и аппарат на 370 литров могут иметь одинаковую мощность нагрева, но первый выйдет на режим медленнее. Малый автоклав крутится быстрее, большой берёт больше за раз — что выгоднее, зависит от длины смены.

Регистратор параметров: не опция

Цифровой регистратор пишет реальную кривую процесса: как грелось, сколько держали, как охлаждали. Многие считают его необязательной приятностью. Пока всё идёт хорошо — так и есть.

Смысл появляется в трёх ситуациях.

Рекламация. Партия вздулась, покупатель предъявляет претензию. Единственное, чем можно доказать, что режим соблюдён, — запись процесса. Журнал, заполненный от руки, документом не считается: его пишут задним числом, и все это знают.

Проверка. Контролирующие органы спрашивают подтверждение режимов стерилизации.

Работа с сетями. Торговые сети при аудите поставщика запрашивают регистрацию параметров почти всегда.

Регистратор с USB-выводом стоит несопоставимо дешевле одной отозванной партии.

Что должно быть в режиме стерилизации

Режим записывается формулой (A – B – C) / T: A — время нагрева, B — выдержка при температуре стерилизации, C — охлаждение, T — сама температура. Для мясных консервов работают в диапазоне 112–120 °C.

Конкретные цифры зависят от продукта, объёма банки, состава и начальной температуры, и утверждаются технологической инструкцией. Полулитровая банка тушёнки и трёхлитровая — разные режимы, и разница там в десятках минут.

Понятие, которое стоит знать и владельцу производства, — стерилизующий эффект F0: накопленное тепловое воздействие, приведённое к 121,1 °C. Общепринятый минимум для низкокислотных консервов — не менее трёх минут, этого достаточно для гарантированного уничтожения спор возбудителя ботулизма. Фактическую величину задаёт технологическая инструкция, и обычно она выше минимума — с запасом на порчу другими микроорганизмами.

Считается F0 не по датчику в стенке аппарата, а по самой холодной точке продукта. Обычно это центр банки, стоящей в середине корзины.

Что нужно, кроме самого автоклава

Механизм выгрузки корзин. Для вертикального автоклава обязателен: загруженная корзина весит сотни килограммов. Типовое решение — поворотная стрела грузоподъёмностью до 400 кг с вылетом порядка 1250 мм, один механизм обслуживает два аппарата.

Источник пара — если автоклав паровой. Парогенератор на 50–100 кг пара в час, потребление около 65 кВт.

Вода. На охлаждение уходит заметный объём, нужен подвод и слив.

Электрическая мощность. Для электрического аппарата на пятьсот литров — порядка 45 кВт только на него, плюс остальная линия.

Площадь с высотой. Вертикальный автоклав загружается сверху, значит над ним должно быть место для подъёма корзины — это не только площадь, но и высота потолка.

Склад под выдержку. Готовые консервы не отгружают сразу: партия стоит на термостатной выдержке. Зону под это забывают чаще всего, а она не маленькая.

Пять ошибок при выборе

Берут по объёму, а не по числу циклов. Купили большой аппарат, а он не успевает отработать смену: длинный нагрев и долгое охлаждение съедают четвёртый цикл.

Экономят на противодавлении при работе со стеклом. Партия выходит с сорванными крышками, и хорошо, если это обнаруживается на первой варке.

Резко сбрасывают давление на охлаждении. Нагрев прошёл идеально, а бой на выходе. Ступенчатое охлаждение занимает время, и его пытаются сократить.

Берут паровой без парового хозяйства. Считают экономию по паспортной мощности автоклава, забывая, что парогенератор потребляет больше.

Отказываются от регистратора. Экономия видна сразу, цена ошибки — при первой рекламации.

Как мы подбираем

ММК ГРУП поставляет автоклавы для консервных производств и собирает линии целиком: мойка и стерилизация тары, укупорка, автоклав, механизм выгрузки, этикетировка. Конвейеры и транспортёры для линии производим сами в Новосибирске.

Подбор идёт не от каталога, а от сменного задания: что за продукт, какая тара, сколько банок в смену, какая длина смены, есть ли пар на площадке.

Пришлите эти данные — посчитаем реальную производительность и подберём аппарат под неё.

Часто задаваемые вопросы

Чем автоклав отличается от обычной варки?

Температурой. При атмосферном давлении вода кипит при 100 °C, и выше этой отметки продукт не нагреть. Споры возбудителя ботулизма такую температуру переживают. Автоклав создаёт давление, при котором вода не кипит, и позволяет довести продукт до 112–120 °C — только так споры гарантированно погибают.

Чем стерилизация отличается от пастеризации?

Пастеризация идёт до 100 °C и убивает вегетативные формы, оставляя споры. Продукт после неё хранится ограниченно, обычно в холодильнике. Стерилизация идёт выше 100 °C под давлением и уничтожает споры — после неё консервы хранятся годами при комнатной температуре.

Вертикальный или горизонтальный автоклав?

Малому и среднему производству со стеклом и жестью подходит вертикальный: компактнее, дешевле, типовой рабочий объём до пятисот литров, одна-две корзины. Горизонтальные берут крупные заводы под реторт-упаковку и поток в тысячи банок за смену — они дороже и требуют больше площади. ММК ГРУП поставляет вертикальные автоклавы производства ЭЛЬФ 4М, марка ИПКС.

Кто производит автоклавы, которые вы поставляете?

Компания ЭЛЬФ 4М, марка ИПКС. Российское производство, серийный ряд вертикальных автоклавов для консервных цехов. Мы собираем вокруг автоклава весь участок — мойку и стерилизацию тары, укупорку, механизм выгрузки корзин, этикетировку, — а конвейеры и транспортёры делаем сами.

Электрический или паровой?

Если в цехе уже есть пар — паровой, он подключается к магистрали и в работе дешевле. Если парового хозяйства нет, берите электрический: паровой всё равно потребует парогенератор, а тот потребляет больше электричества, чем сам автоклав.

Что такое противодавление и когда оно нужно?

Подпорное давление в аппарате, уравновешивающее давление внутри банки. При 120 °C банку распирает изнутри примерно на полторы атмосферы. Жесть слегка раздувается и компенсирует это сама, стекло не деформируется — поэтому для стеклянной тары противодавление обязательно.

Как рассчитать нужный объём автоклава?

Не по литрам, а по формуле: вместимость корзины × число корзин × количество циклов за смену. Цикл при полной загрузке занимает от полутора до двух с половиной часов, за восьмичасовую смену выходит три-четыре цикла.

Обязателен ли регистратор параметров?

Формально это комплектация, фактически — единственный документ, подтверждающий соблюдение режима. При рекламации, проверке и аудите со стороны торговых сетей спрашивают именно запись процесса, а не журнал от руки.

Сколько времени занимает один цикл?

Загрузка, нагрев, выдержка по режиму, охлаждение и выгрузка. Для аппарата на две корзины при полной загрузке — порядка полутора-двух с половиной часов. Нагрев до температуры стерилизации около тридцати пяти минут, охлаждение до сорока градусов — до часа.

Что нужно для установки автоклава?

Электрическая мощность или подвод пара, вода на охлаждение, слив, площадь с запасом по высоте для подъёма корзин, механизм выгрузки и отдельная зона под термостатную выдержку готовой продукции.