основные вопросы при выборе модели автоклава
подбор автоклава для стерилизации консервов
Зарубежные и российские производители автоклавов предлагают широкий спектр оборудования, рабочий объем которых варьируется в зависимости от производительности технологических линий стерилизации. Производительность автоклава определяется его рабочим объемом: габаритами корзин (полезный объем зависит от диаметра автоклава) и количеством корзин в автоклаве. Для моделей одного диаметра доступно различное количество корзин в автоклаве (от 1 до 7). Подбор оборудования для линии стерилизации консервов задача не простая, как может показаться на первый взгляд. Необходимо учитывать не только производительность самой линии, но и согласовать работу с линией упаковки продукта в тару, учесть равномерную работу коммуникаций - пара, воды, воздуха, сброса избыточного давления и охлаждающей воды.
параметры, необходимые при подборе автоклавов для линии стерилизации, примеры расчетов.
Перечень параметров, которые необходимо знать при планировании линии стерилизации и подборе автоклава:
- Производительность линии стерилизации по готовой продукции (шт./минуту, шт./в сутки, шт./смену, шт./ за цикл стерилизации).
- Кол-во смен - I, II или III (влияют на длительность технологических простоев между сменами).
- Длительность смены - 8, 10, 12 часов. При работе в одну или две смены лучше увеличить продолжительность смены, чем вводить дополнительную смену (вторую или третью).
- Внешние размеры упаковки/банки с продуктом:
- диаметр * высота - для круглой упаковки/банки.
- длина*ширина*высота - для ламистера, лотков, реторт-пакетов.
- Масса брутто одной упаковки/банки.
- Тип продукта: мясные, плодоовощные, рыбные, молочные, готовая еда, детское питание, корма для животных и т.п.
- Тип упаковки:
- банка стекло.
- банка жесть.
- лоток пластиковый.
- ламистер.
- реторт-пакет (дой-пак).
- Время ожидания (макс. время от укупорки до стерилизации).
- Формула стерилизации (a-b-c) /t * P.
Параметры существенно влияющие на производительность линии стерилизации (выход готовой продукции):
- температура продукта перед началом варки;
- температура продукта после окончания варки;
- температура охлаждающей воды;
- общее время цикла, включая время на загрузку-разгрузку продукта в/из корзины и корзин в/из автоклава.
После подбора модели автоклава для стерилизации (по вместимости корзин, внутреннему диаметру, количества автоклавов,тупиковый или проходной), способа загрузки-разгрузки продукта в/из корзины (ручная или автоматизированная), наши специалисты делают расчеты по расходу пара, воды, воздуха, электроэнергии, согласовывают размещение оборудования в цехе и дают рекомендации по подводу внешних коммуникаций.
ВАЖНО! Распределение нагрузки на линию стерилизации.
Линия стерилизации более 3-х автоклавов имеет свои особенности в работе. Автоклавы запускаются поочередно, сначала первый (фасовка-загрузка-начало цикла варки), затем второй (фасовка-загрузка-начало цикла варки), затем третий(фасовка-загрузка-начало цикла варки).
Нагрев происходит в среднем 20 минут, поэтому за 60 мин успешно стартуют все 3 автоклава. Если в линии более 3 автоклавов, то в 2 раза возрастает нагрузка на линию фасовки и подачу пара, воздуха и охлаждающей воды. Это нужно учитывать при подборе автоклавов, фасовочно-упаковочного оборудования, парогенератора и линии подачи охлаждающей воды и воздуха.
Поэтому, линия из 4-х автоклавов неэффективна, если только изначально не спроектирована под рост производства до 6 автоклавов в линии. Целесообразнее изменить объем варки за счет перехода на другой диаметр автоклава (увеличить объем корзины) или увеличить размерность по корзинам (вместо 2-х корзиночных выбрать 3-х корзиночные автоклавы и т.п.). Одновременный старт 2-х автоклавов на 2 корзины (в линии из 2х автоклавов) потребует мощности парогенератора 1,5 тонны пара в час, а для запуска 1 шт. автоклава на 3 корзины нужен парогенератор на 1 т. пара в час (этой мощности хватит для поочередной работы всех 3х автоклавов). Также и с фасовочной линией.
Расчеты подбора линии стерилизации из автоклавов АГК. :
Исходные данные:
Производство работает в 1 смену на разных видах тары банка № 9 или банка №13 на одном виде сырья.
Производительность линии упаковки/закатки 5000 шт./час.
Смена – 12 часов.
Время ожидания - 30 минут
Банка №9 (D=76 мм, H=95 мм). Производительность – 60 000 смена.
Формула стерилизации для банки №9: (20*90*20)/120*2,6
Банка №13 (D= 103 мм, H= 124 мм). Производительность – 21 000 смена.
Формула стерилизации для банки № 13: (40*110*40)/120*2,6
Общий расчет по циклам варки:
При цикле (20*90*20)/120 в смену 12 часов можно сделать 5 варок на автоклаве с учетом времени ожидания и времени на загрузку/выгрузку корзин в автоклавы.
При цикле (20*110*40)/120*2,6 в смену 12 часов можно сделать 4 варки на автоклаве с учетом времени ожидания и времени на загрузку/выгрузку корзин в автоклавы.
Расчет по банке №9:
В одну корзину АГК.13Х входит 1188 шт.
60 тыс. шт. в смену/ 5 циклов = 12 000 банок за один раз.
12 000 за цикл / 1188 шт. в корзине =10,10 корзин
Расчет по банке №13:
21 000 шт. в смену/ 4 циклов = 5 250 банок за один раз.
В одну корзину АГК.13Х входит 507 шт.
5 250 за цикл / 507 шт. в корзине =10,35 корзин.
Вывод: требуется производительность линии стерилизации - 11 корзин за варку.
Рассмотрим вариант I:
3 шт. 3-х корзиночных автоклавов АГК.133 и 1 шт. 2х корзиночный АГК.132.
Четвертый автоклав будет начинать цикл стерилизации одновременно с первым. Следовательно, возникают моменты, когда нагрузка на линию фасовки, пара, воды и воздуха возрастает в 2 раза:
- Фасовка – одновременная фасовка и укупорка банок для 5 корзин за время ожидания 25 минут (30 минут минус время на загрузку корзин в автоклав). Производительность фасовочно укупорочной линии должна быть не менее 15 000 шт. в / час
- 1188 шт. №9 в корзине * 5 корзин / 25 минут * 60 минут = 14 256 шт. / час.
- Потребление пара, воды и воздуха. На примере пара нагрев 3х корзин одновременно потребует парогенератор производительностью 900 кг пара в час, а для нагрева 5 корзин уже 1,5 тонны пара в час.
*Расчет по потреблению пара проведен под определенный продукт, тару и формулу стерилизации и приведен для ориентира.
Основные достоинства вертикальных автоклавов - простота запуска проекта изготовления консервов.
Недостатки: невысокое качество стерилизации; регулярный брак при ручном управлении варкой; разводы ржавчины на продукции после окончания варки; затягивание охлаждения; перерасход пара при водяной стерилизации; сброс воды, конденсата пара в канализацию по действующим санитарным нормам; ограничения на размещение в цеху из-за высоты - первый этаж или в цехе с высокими потолками и т. д..
Подробнее о нюансах работы вертикальных автоклавов можно узнать из материалов этого сайта (готовим статью) или сделав запрос на эл. почту.
Горизонтальные автоклавы
Недостатки: новые горизонтальные автоклавы стоят дороже подержанных вертикальных автоклавов.
Достоинства: высокое качество стерилизации, долгий срок службы, применение теплообменника позволяет организовать возврат пара и охлаждающей воды для повторного использования, что значительно снижает эксплуатационные расходы.
Автоклавы постоянно испытывают тепловые нагрузки - нагрев до 110-120 градусов и охлаждение до 30-40 градусов.
Черный металл в таких условиях интенсивно корродирует (1 мм. в год согласно проектным расчетам по ГОСТ). Ржавчина оседает на стенках сосуда и на продукции после варки, оставляя царапины и грязь на упаковке. Корпус автоклава из-за коррозии истончается и имеет ограниченный срок службы.
Автоклавы из нержавеющего металла не дают осадок и не подвержены коррозии, что делает возможным работу сосудов под давлением в 30-40 лет.
Всегда можно найти на рынке подержанного оборудования российские или зарубежные автоклавы. Нужно понимать, что работа на таком оборудовании несет определенные риски. Хорошо, если есть связь с производителем и он сможет обеспечить замену неисправных узлов.
В любом случае перед покупкой подержанных автоклавов стоит обратить внимание на следующие моменты:
Наличие паспорта сосуда под давлением и сертификата для постановки в Ростехнадзор, год выпуска, состояние сосуда и механизма открытия и закрытия двери, состояние системы управления и основных узлов автоклава. Ремонтопригодность узлов для обеспечения стабильной работы в последующие годы.
Полная диагностика на раннем этапе предотвратит Ваши финансовые потери. Наши специалисты смогут помочь в этом вопросе. При необходимости сможем провести модернизацию оборудования.
Подробнее о модернизации горизонтальных автоклавов читайте тут.
Технологии стерилизации в РФ создавались еще в СССР и отличаются от зарубежных. Наши требования жестче. Если сейчас на это не обращают внимания, никто не гарантирует, что в действующее законодательство внесут нормы, которые потребуют переаттестацию и модернизацию имеющегося оборудования. Проверьте паспорт оборудования на наличие сертификата соответствия Техническому регламенту ТР ТС 032/2013 “О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением”, и требованиям Ростехнадзора.
Качество стерилизации. Определить в российском автоклаве изготовлена продукция или импортном не сможет ни один специалист (речь идет о современном оборудовании). Наши специалисты в свое время проводили эксперимент по варке в вертикальном автоклаве, оснащенном нашей системой управления и немецком горизонтальном автоклаве. Технологи знаменитого завода не смогли определить разницу в изготовленной продукции и проиграли этот спор.
Преимущества автоклавов российского производства:
- соответствие оборудования требованиям российского законодательства к разработке, серийному производству автоклавов, управлению процессом стерилизации, архивации и хранению данных;
- нет ограничений на работу с разными типами упаковки - от жестяной банки до деликатных реторт-пакетов (дой-паков);
- расходные материалы и комплектация автоклава узлами от российских поставщиков гарантирует низкие цены и короткие сроки поставки;
- оперативное сервисное обслуживание;
- стоимость оборудования и расходных материалов, запчасти и обслуживание.
В основном горизонтальные автоклавы спроектированы и изготовлены для максимального давления до 5 бар. Максимальная рабочая температура связана с максимальным давлением, исходя эквивалентности между давлением и температурой пара. Так давление пара 5 бар эквивалентно примерно температуре 155⁰ С пара. Однако, верхний предел температуры стерилизации редко бывает выше 135⁰ C.
Как правило, стерилизация происходит при температурах от 110 до 125⁰ C при рабочем давлении до 3 атмосфер.
Следует учитывать, что автоклавы относятся к сосудам под давлением и при превышении произведения объема на рабочее давления > 1 требуют регистрацию в Ростехнадзоре.
Горизонтальный автоклав АГК.132 на 2 корзины не требует постановки на учет в Ростехнадзор.
Один из важных параметров при расчетах оборудования для линии стерилизации является время ожидания — это время, которое проходит с момента фасовки и укупорки продукции до момента начала стерилизации. Нужно понимать, что за это время необходимо загрузить продукцию в корзины автоклава и корзины разместить в автоклаве. Таким образом, загрузка 2-х корзин или загрузка 4-х корзин для некоторых типов продукции может оказаться физически невыполнимой (к примеру, готовые блюда в лотках или реторт-пакетах), а автоматизация этого процесса окажется сравнима с ценой целой линией стерилизации.
К примеру, при стерилизации мясной продукции время от начала фасовки продукции в тару до начала стерилизации составляет 30 минут. При нарушении технологии стерилизации (задержке дольше этого времени) происходит обсеменение продукции и после стерилизации такие консервы становятся опасными для употребления.
Автоклав необходимо подбирать такого диаметра и с таким количеством корзин, который ваше производство сможет загрузить в рамках этого времени ожидания, учитывая ручную загрузку или автоматизированную.
Горизонтальные автоклавы серийного производства выпускаются с внутренним рабочим диаметром:
- Ø 1100 - вместимостью от 1 до 4 корзин
- Ø 1300 - вместимостью от 1 до 8 корзин
- Ø 1400 - вместимостью от 2 до 6 корзин
- Ø 1600 - вместимостью от 4 до 6 корзин
- Ø 1800 - вместимостью от 4 до 6 корзин
- Ø 2000 - вместимостью от 4 до 6 корзин
Цена автоклава зависит от диаметра, чем больше диаметр, тем автоклав дороже. Именно поэтому выбор, как правило, делается в пользу меньшего диаметра.
Автоклавы диаметром свыше 1400 требуют автоматизации процесса загрузки – разгрузки продукции в корзины, чтобы уложиться во время ожидания и соблюдения технологии стерилизации, а также и перемещения корзин с продукцией весом более 1000 кг с помощью специальных устройств (шатлов).
Банки после заполнения и закрытия помещаются в корзину, которая размещена на тележке. Корзина, после завершения заполнения продукцией, на тележке перемещается к автоклаву, затем корзина по направляющим с роликами заталкивается внутрь корпуса автоклава. Обычно операция загрузки осуществляется одним оператором. Поэтому есть предел с точки зрения общего веса корзины и тележки. Разумный максимальный вес для оператора составляет до 500 кг. Такой вес корзины, в основном, встречается в горизонтальных автоклавах диаметром 1300 мм. И это еще одна веская причина популярности горизонтальных автоклавов с внутренним диаметром 1300 мм.
В автоклавах диаметром 1400 мм вес корзины и тележки достигает 600–900 кг, что фактически является пределом для ручного перемещения корзин от места загрузки до автоклава и обратно.
В автоклавах диаметром более 1400 мм корзины, заполненные продукцией настолько тяжелые, что перемещение их от устройства загрузки до размещения внутрь автоклава механизировано с помощью специальных устройств (шатлов).
Подробнее о видах укладки продукции в корзины и типах корзин можно прочитать тут.
Количество корзин загружаемое в автоклав за одну варку влияет на эксплуатационные расходы и ритмичность работы цеха фасовки и на учет в Ростехнадзоре.
Эксплуатационные расходы для 6-ти корзиночного автоклава выше чем для 3 шт автоклавов на 2 корзины.
3 автоклава на 2 корзины обеспечивают ритмичность работы цеха фасовки без простоев и равномерную нагрузку на пар, воду и воздух. Один автоклав на 6 корзин создает пиковые нагрузки для цеха фасовки, парогенератора, охлаждающей воды, воздуха с последующим простоем.
К примеру АГК.132 на 2 корзины диаметром 1300 не требует постановки на учет в Ростехнадзор. А модель АГК.133 на 3 корзины - уже требует.
Подробнее рассмотрено на примере подбора автоклавов для линии стерилизации.
— Бесплатные Сайты и CRM.