БЫТОВОЙ АВТОКЛАВ Российский патент 1995 года по МПК A47J27/00 

Изобретение относится к технике, предназначенной для консервирования пищевых продуктов в домашних условиях, преимущественно мяса, рыбы, грибов и может быть использовано также в медицине в качестве стерилизатора.

Обычно устройства этой группы выполняются в виде стерилизационной камеры в форме округлого сосуда.

Известен бытовой автоклав периодического действия и индивидуального пользования, состоящий из стерилизационной камеры, выполненной в виде вертикального округлой формы сосуда, имеющего в верхней части входное отверстие, герметизируемое крышкой, с наружным упором и винтом. По верхней торцовой части автоклав оснащен манометром, термометром и рабочим клапаном.

Однако этот автоклав обладает большой наружной поверхностью, находящейся в свободном конвективном теплообменном взаимодействии с обмывающим ее воздухом. Это вызывает ряд нежелательных технических последствий:
ухудшается контакт поверхности автоклава с потоком нагретого воздуха ввиду его постоянного сноса в сторону от случайных дуновений, производительности траектории движения восходящего потока теплого воздуха;
нарушается равномерность плотности теплового потока по теплопередающей поверхности. Отдельные участки автоклава нагреваются неравномерно. Это приводит к тому, что в стенках автоклава возникают термические напряжения, потенциально опасные разрушением (разрывом) стенок автоклаве. Но главное при этом ухудшаются характеристики автоклава, его технологические возможности - не обеспечивается для стабилизации параметров процесса стерилизации соблюдение точности их экспозиции (выдержки).

Как известно, сущность консервирования заключается в том, что продукт, загерметизированный в банки, подвергают вначале нагреву до определенной температуры и затем выдерживают (экспонируют) при этой температуре. Именно эту выдержку (экспонирование) и считают стерилизацией. Особенность этого процесса заключается в том, что он проводится со строго определенной продолжительностью и в строго определенном диапазоне температур. Когда консервация продуктов ведется стерилизацией при температуре свыше 100^оС, особенно в пределах 110-121^оС, ее нестабильность экспонирования (колебания при выдержке: то подали много топлива - температура повысилась, то снизили подвод топлива (т. е. тепла) - температура понизилась) недопустима даже в пределах 1-4^оС. Продукт либо не простерилизуется, либо будет с денатурированной частью белка. Консервы вырабатываются некачественные.

Это происходит от того, что регулировать температуру процесса стерилизации (ее экспонирование) в бытовых условиях на свободно восходящем потоке горячего воздуха, обладающем высоким коэффициентом теплоотдачи, очень сложно. Процесс требует сосредоточенности и непрерывного наблюдения, ведется с большим напряжением. Ввиду этого вследствие колебаний теплообменного потока в период экспозиции (выдержки) процесс стерилизации значительно затягивается и становится недостоверным по параметрам.

Известно, что стабилизацию тепловых потоков, протекающих вокруг теплообменных поверхностей посуды для обработки пищевых продуктов, достигают ограждением ее наружным кожухом, ориентируя их друг относительно друга коаксиально, с образованием между ними канала для прохода теплообменного потока воздуха.

Однако в этом автоклаве образуемый между корпусом аппарата и кожухом канал для прохода воздушного теплообменного потока выполняется свободно проходным. Это не позволяет регулировать скорость и объем проходящего в нем теплоносителя и тем самым влиять на время нагрева автоклава до стерилизационной температуры, на ее экспозицию, время охлаждения, соблюдать точность их выдержки. Очевидно, что известные автоклавы не позволяют в бытовых условиях при консервировании продуктов обеспечить быструю стабилизацию номинала температур и тем самым сократить непроизводительные потери тепла, улучшить качество консервов.

В предлагаемом автоклаве для достижения этого в верхней части канала между кожухом и корпусом автоклава по всему периметру устанавливают заслонку для перекрытия канала. Тем самым, изменяя степень их открытости, изменяют объем проходящего по нему горячего воздуха. Заслонки, наиболее рациональные по форме, могут быть выполнены в виде дисковых жалюзей.

Однако, чтобы не вызывать конструктивное усложнение автоклава с вводом заслонок на верхнем торце кожуха из креплением, не затруднять условия эксплуатации автоклава при его установке и снятии (в нагретом состоянии) с источника тепла, кожух в нижней части выполнен с решеткой, на которую устанавливают корпус стерилизационной камеры. Перемещение всего автоклава ведется совместно с кожухом за ручки на его боковой поверхности, выведенные из зоны восходящих тепловых потоков.

На чертеже изображен предлагаемый автоклав, вертикальный разрез.

Автоклав бытовой состоит из стерилизационной камеры 1 в виде вертикального сосуда округлой формы с входным отверстием 2 в верхней части, герметизируемым крышкой 3 с упором (скобой) 4 и винтом 5. По верхнему торцу стерилизационная камера оснащена манометром 6, термометром 7 и рабочим клапаном 8.

Со стороны днища стерилизационная камера имеет кольцевую опору 9 с перфорированными отверстиями для прохода нагретого потока воздуха. Стериализационная камера коаксиально размещена в кожухе, выполненном в форме цилиндрического стакана 10, с решеточным дном 11 в нижней части или в виде прямых колосников, на которых она и устанавливается. Образованный между стенками стерилизационной камеры и стаканом кожуха круговой канал для прохода теплообменного потока воздуха, в верхнем своем устье по всему периметру оснащен заслонками 12 преимущественно в виде жалюзей с отверстиями 13. Дисковые заслонки в этом случае могут быть съемными, а на колосниках 11 кожуха могут быть применены ограничители 14, ориентирующие положение стерилизационной камеры относительно кожуха. Колосники 11 относительно кожуха фиксируются с обеих сторон, на своих концах шплинтами 15. Перемещение всего автоклава производится за ручки 16, размещенные снаружи на стенках кожуха.

Бытовой автоклав используют для приготовления консервов в следующем порядке.

Банки с уложенным в них продуктом вместе с закатанными крышками укупоривают в выравненных по температуре с банками зажимах того или иного типа и размещают во внутренней полости стерилизационной камеры 1. Предварительно стерилизационную камеру устанавливают в кожухе 10 на колосники 11. Далее за ручки 16 автоклав устанавливают на источник тепла и сразу же заливают его внутреннюю полость вместе с банками в зажимах подогретой, например до 40-50^оС водой включительно до гнезда под термометр. Герметизируют горловину стерилизационной камеры 1 крышкой 3 посредством скобы 4 и винта 5. После этого канал между корпусом стерилизационной камеры 1 и цилиндрическим кожухом 10 сверху накрывают заслонками 12, открыв их отверстия 13 полностью. Устанавливают рабочий клапан 8 и термометр 7 и производят нагрев автоклава до заданной по технологии температуры стерилизации. Время нагрева автоклава, в зависимости от мощности того или иного источника тепла, регулируют изменением скорости и вида движения восходящего теплового потока воздуха, которое устанавливается степенью открытости отверстий 13. Поток нагретого воздуха почти в полном образуемом объеме проходит через канал между стерилизационной камерой и стенкой кожуха, обмывая ламинарным потоком поверхность камеры с боков и днища. Нагрев камеры при этом ускоряется. По достижении температуры стерилизации отверстия 13 перекрывают, в канале создается воздушная подушка, которая ввиду низкой теплопроводности воздуха понижает процесс теплообмена до уровня подвода тепла, в таком количестве, которое достаточно только для покрытия потери тепла. Эта стадия теплообмена соответствует выдержке экспозиции температуры стерилизации. Так как тепловой поток будет менее интенсивным, то он может легко регулироваться вручную (его температура) уменьшением степени излучения тепла его источником. А совместная регулировка количества подводимого топлива и потока проходящего горячего воздуха через отверстия жалюзи обеспечивает уменьшение колебаний температуры процесса стерилизации. Ее экспонирование стабилизируется. Это снижает затраты на изготовление консервов и улучшает их качество.

По окончании экспозиции времени стерилизации подвод тепла прекращают и открывают полностью отверстия 13 заслонок 12.

Далее ведут охлаждение автоклава окружающим воздухом, как правило, с конвективным теплообменом. После охлаждения автоклава до 40-45^оС, приподнимая рабочий клапан, уравнивают давление во внутренней полости автоклава с наружным и, отпустив винт 5 и сняв крышку 3 со скобой 4,банки в зажимах извлекают. После окончательного охлаждения на стеллажах банки освобождают от зажимов, обтирают и направляют на дальнейшее использование.

Использование: консервирование пищевых продуктов в домашних условиях. Сущность изобретения: автоклав бытовой содержит цилиндрическую вертикальную камеру 1 с герметизирующейся крышкой 3. Камера коаксиально размещена в наружном цилиндрическом кожухе 10. Нижняя часть кожуха выполнена с решетчатым дном 11 для установки на нем стерилизационной камеры. В верхней части кожуха по всему периметру верхнего торца стерилизационной камеры установлены заслонки 12 для регулирования потока горячего воздуха между камерой и кожухом. Дно кожуха выполнено в виде прямых колосников. Заслонки 12 выполнены в виде дисковых жалюзей. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. БЫТОВОЙ АВТОКЛАВ, содержащий цилиндрическую вертикальную стерилизационную камеру с герметизирующейся крышкой, манометр, термометр, рабочий клапан и наружный цилиндрический кожух с ручками, установленный коаксиально стерилизационной камере, отличающийся тем, что нижняя часть кожуха выполнена с решетчатым дном для установки на нем стерилизационной камеры, а в верхней части кожуха по всему периметру верхнего торца стерилизационной камеры установлены заслонки для регулирования потока горячего воздуха между стерилизационной камерой и кожухом. 2. Автоклав по п.1, отличающийся тем, что дно кожуха выполнено в виде прямых колосников. 3. Автоклав по п.1, отличающийся тем, что заслонки выполнены в виде дисковых жалюзей. 4. Автоклав по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что дисковые заслонки выполнены съемными.