что такое автоклав для чего он применяется и принцип работы
Выбор автоклава для домашнего хозяйства
Опытные хозяйки знают, сколько процесс приготовления заготовок на зимний период занимает времени и сил, если выполнять его без специализированных устройств. Облегчить задачу в домашнем хозяйстве поможет автоклав. В статье мы разберём принципы работы автоклава и поможем с его выбором для домашнего использования.
Назначение и принцип работы автоклава
Автоклав – техническое устройство для консервирования и стерилизации продуктов. Представляет собой металлическую ёмкость с крышкой и, в зависимости от модели, напоминает бидон или большую вытянутую кастрюлю. На крышке установлены измерительные приборы для контроля за процессом приготовления – манометр и термометр.
Основной плюс консервирования с его помощью заключается в автономности. Достаточно погрузить в автоклав банки с заготовками и оставить на рекомендуемый для продукта срок – от 10 до 60 минут.
Консервирование без применения специальных устройств, таких как автоклав, приводит к тому, что после вскрытия банок с консервацией, мы можем получить испорченный продукт. Произойти это может по причине нарушения технологии приготовления и недостаточной стерилизации продукта.
Принцип работы стерилизатора заключается в подвергании пищи температурному воздействию выше 100 °C. Из школьного курса физики мы можем вспомнить факт того, что при температуре 100 °C и обычном давлении в одну атмосферу начинается процесс кипения воды, при этом она активно испаряется, что может привести к её полному выкипанию.
Однако, автоклав позволяет превысить значение, при котором происходит кипение, благодаря нагнетанию давления внутри автоклава. При повышении давления вода медленнее закипает, дольше сохраняет жидкое состояние, однако температура в ёмкости при этом повышается. При давлении в 4 атмосферы температура внутри устройства достигает 120 градусов Цельсия.
Высокие показатели температур и давления обеспечивают более быстрый и качественный процесс изготовления пищи и оказывают разрушающее воздействие на микроорганизмы.
Преимущества приготовления заготовок в автоклавах
У стерилизации и консервации с помощью автоклава множество преимуществ перед обычным способом:
Выбор автоклава для домашнего хозяйства
После принятия решения о необходимости приобретения домашнего стерилизатора, необходимо ответственно подойти к его выбору. Это обеспечит долгую службу и использование всех функций по максимуму. Разумный подход также убережёт от лишних трат материальных средств и сил.
Материалы изготовления
Материал, из которого изготавливается стерилизатор, зависит от того, по какому принципу достигается его нагрев. В большинстве случаев, прибор выполняется из нержавеющей или углеродистой стали.
Автоклавы из углеродистой стали требуют аккуратного и бережного отношения, так как места повреждения могут подвергаться коррозии. Из-за порошкового покрытия в первое время может присутствовать неприятный запах, который исчезает после 2-3 применений.
Объём аппарата
Выбор объёма домашнего автоклава стоит делать в зависимости от того, какое количество заготовок делает хозяйка. Чем он больше, тем большее количество банок стерилизуется за один раз:
Для примера, за один раз в таком аппарате, как «Булат» на 20 литров можно приготовить 14 полулитровых банок готового продукта.
Способы нагрева
Немаловажным параметром является способ нагрева:
Поскольку стоимость электрических автоклавов высока, разумно выбрать работающий от плиты, но небольшого объёма. Стерилизатор объемом 18–22 л весит около 8 кг, его может поставить на поверхность плиты даже женщина. Кроме того, к преимуществам автоклавов «Булат» можно отнести возможность работы на плитах любых типов – газовых, электрических, индукционных, стеклокерамических. Белорусский автоклав работает только на газовых плитах и открытом огне, но зато цена у него существенно ниже.
Толщина стенок
Толщина стенок автоклава имеет важное значение, она должна быть не менее 1 мм – это исключает деформацию в процессе эксплуатации. Поскольку основному воздействию подвергается дно, к нему требования выше – от 2 мм.
Например, в автоклаве «Булат» стенки 2 мм. В «Белорууском», производства ПК Helicon стенки 4 мм, такой аппарат выдержит давление до 8 атмосфер!
Наличие приборов контроля процессов
Для контроля над приготовлением необходимо следить за показателями температуры и давления. Для этого на крышке всех моделей автоклавов производитель устанавливает манометр для измерения давления и/или термометр (опционально).
Рекомендуем выбирать автоклав с термометром. Если прибор отсутствует, пользователю придётся вручную высчитывать температуру в зависимости от давления по специальной таблице, что очень неудобно, либо дополнительно покупать его.
В автоклавах «Булат» в наличии оба устройства измерения, а в «Белорусском» только манометр. Оба аппарата оборудованы аварийным клапаном для оперативного сброса давления.
Стоимость домашнего автоклава
Стоимость аппаратов зависит от ряда параметров: материал изготовления, объём устройства, наличия дополнительных опций. Например, опция 2 в 1 предполагает наличие в комплекте специальной насадки, которая позволяет сделать из автоклава самогонный аппарат. Оптимально выбрать тот, который отвечает требованиям семьи и её бюджету.
Автоклавы для домашнего консервирования
Автоклав – это бак с герметичной крышкой (рис. 1). Он оборудован манометром, термометром, сливным краном и другими приспособлениями. Промышленные установки используются в медицине, фармацевтике, пищепроме и т.п. для операций, требующих нагрева при повышенном давлении, из-за чего кипение начинается при температурах больше, чем при атмосферном.
Первый такой аппарат был сделан в 1679 году.
Бытовой Автоклав применяется в домашнем консервировании, для кипячения банок с продуктами при давлении 4,0-4,5 атм. и температуре 110-125 град С. Благодаря этому, стерилизуется тара, упрощается работа, лучше сохраняются питательные вещества.
Автоклав АВКТ-22
Автоклав АВКТ-46
Автоклав АВКГ-22
Автоклав АВК-22
Автоклав АВКП-22
Автоклав АВК-46
Автоклав АВКГП-22
Автоклав АВКГ-46
Принцип автоклавного консервирования
Принцип работы бытового автоклава для домашнего консервирования основан на двух постулатах, физическом и микробиологическом:
В бак ставят закатанные банки и наливают воду. Включают огонь либо ТЭН. Обычно, вода закипает при 100 град С. Поднять температуру выше не получится, потому что давление в пузырьках надо довести лишь до атмосферного. Но автоклав герметично закрыт. Поэтому давление внутри повышается. Пузырьки приходится греть сильнее, иначе они не вырвутся наружу. Как следствие – вода кипит при более высокой температуре. В результате гибнут практически все бактерии.
Устройство автоклава
Бытовой автоклав (рис. 3) состоит из следующих узлов и деталей:
Рис. 4
Цилиндр делается из металла (рис. 4). Почти у всех баков – двойное дно, некоторые еще и с такими же стенками. Это для того, чтобы дольше сохранялось тепло. (лучшие модели держат нагрев более 40 минут). В качестве материала изготовления используется:
Для начинающих оптимальный вариант – недорогой прибор из «обычной» стали. Для тех, кто занимается домашним консервированием из года в год, да еще в больших объемах, лучший автоклав – из нержавейки.
Рис. 5
Кассета (рис. 5) предназначена для группового расположения и плотной фиксации нескольких банок. С ее помощью процесс загрузки-выгрузки упрощается и ускоряется. Это цилиндрическая разборная конструкция, состоит из: нижнее круглое основание с резиновой прокладкой, стяжные шпильки с гайками по окружности (может быть одна, по центру). А также верхняя крышка с ручкой. Диаметр – несколько меньше цилиндра. Недостаток в том, что можно ставить только одинаковые банки. Тогда как без кассет можно на одном уровне располагать тару 1,0, 0,75 и 0,5 литра.
Кассету можно докупить отдельно. Лишь бы она подходила к загрузочной камере.
Типы автоклавов и их характеристики
По конструкции: с накачкой давления либо автоматический. В первом случае, на крышке есть штуцер.
По загрузке: с кассетами или без них.
По приборам: только с манометром либо еще и с термометром.
По способу нагрева:
Рис. 6
Среди электрических есть аппараты с ЭБУ (электронным блоком управления, рис. 6). В них достаточно выставить параметры и включить, после чего работа автоклава продолжается в автоматическом режиме.
Установки объемом более 300 литров относятся к промышленным.
Кроме водяных (классических), есть еще паровые автоклавы. Принцип работы аналогичный, однако есть отличия. Они быстрее нагреваются, но консервы изнутри не всегда «доходят» как следует. Из-за этого укупорка, особенно рыбная и мясная, хранится не слишком долго. У водяных медленнее нагрев и остывание, зато содержимое банок прогревается более равномерно, из-за чего хранится лучше.
Наиболее популярными являются изделия на 22-27 литров, а также на 36-46 литров. Для рецептов домашнего автоклавного консервирования достаточно давления 4,0-4,5 атм. и температуры нагрева 110-125 град С. Почти все бытовые модели на это и рассчитаны.
Порядок работы автоклава (инструкция по использованию)
Приготовление в автоклаве не составляет сложности. Процесс работы с классическим водяным аппаратом с ручной накачкой давления выглядит следующим образом.
Подготовка
Продукты выбираются только качественные и свежие. Тару надо обязательно помыть, но не стерилизовать заранее. Ее заполняют не доверху, оставляют 2-3 см, т.к. объем продуктов во время нагрева может увеличиться. Банки закрывают крышками и закатывают. Если есть кассета – в нее устанавливают емкости одинаковой высоты, с идентичными крышками, и фиксируют.
В автоклав заливается вода и нагревается до 60 град С. Если положено горячее мясо или овощи – то до 70-90 град С. (Есть варианты, когда загруженные банки заливаются холодной водой без предварительного подогрева).
Закладка
В автоклав наливают воду с таким расчетом, чтобы она покрывала тару на 2-3 см. В кассетном – выше крышки кассеты. От уровня жидкости до края загрузочной емкости остается 5-6 см. Закрывают герметичную крышку. Насосом через ниппель накачивают воздух до 1 атм. (0,1 МПа). Это для того, чтобы выровнять давление в банках и в цилиндре.
Обычно воздух закачивают в автоклавы без кассет. Если загрузка с кассетами, выравнивать давление не нужно.
Нагрев и стерилизация
Температура и время выдержки зависят не только от продуктов, но еще и от размера банок. Если в рецепте этот нюанс не учитывается, то надо смотреть рекомендации к аппарату – там все должно быть написано подробно, для различной тары.
Охлаждение
После того, как время выдержки истекло, нагрев плавно уменьшают, чтобы постепенно снизить давление. Выключают огонь или ТЭН. Потом надо подождать, пока бак остынет до 30 град С, и сбросить остаточное давление с помощью штуцера. Каждый, кто работает с автоклавом, должен помнить главный принцип: резко поднимать давление и сбрасывать, быстро нагревать и охлаждать емкость нельзя, может сорвать крышки.
Перед открытием герметичной крышки бака, желательно повернуть предохранительный клапан, чтобы убедиться в полном отсутствии внутри избыточного давления. После этого открывают емкость, сливают воду и вытаскивают банки.
На одну закладку уходит 3-3,5 часа «рабочего» времени, из них где-то полчаса – на подготовку. Поэтому многие хозяйки начинают процесс после обеда, вечером выключают аппарат и оставляют его на ночь – охлаждаться. А утром вынимают из закладочной камеры готовую консервацию.
Достоинства и недостатки бытового автоклава
Использование бытового автоклава для приготовления овощных, рыбных или мясных консервов приносит домохозяйкам многочисленные преимущества:
Автоклавы приносят большую пользу и в тех случаях, если их применяют для приготовления пищи. Но подобное практикуется, в основном, только на производстве.
Как выбрать автоклав
Информация по объему, материалу изготовления и типу нагрева приведена выше. К ней можно добавить, что хорошо, если аппарат имеет не только двойное дно, но и такие же стенки. Тогда он дольше сохраняет тепло. Для контроля процесса удобнее иметь на крышке манометр и термометр, а не только один прибор. С другой стороны, надо понимать, что чем лучше автоклав, тем он дороже.
Покупая аппарат, надо обратить внимание на температуру нагрева. Есть модели с пределом 115 град С. Но некоторые бактерии гибнут только при 120-125 град С, поэтому ниже 120 град С брать не желательно.
По прочим характеристикам, можно посоветовать следующее. Толщина дна и стенок должна быть не менее 3-5 мм., тогда установка окажется достаточно безопасной, сможет выдержать давление 4-5 атм. Крепление для крышки автоклава должно быть надежным (рис. 8), лучше на «барашках», лишь бы они были равномерно распределены по окружности. Безболтовый затвор – тоже неплохо. Идеальная крышка та, которая устанавливается из середины цилиндра и прижимается к баку внутренним давлением. Ее сорвать невозможно в принципе.
Рис. 9
Термометр и манометр могут быть автономными приборами или по принципу «два в одном» (рис. 9). Первый вариант лучше, т.к. при поломке достаточно заменить только один из них. Во втором случае, ниже точность измерений и нередко мелкая неудобная шкала.
Если в баке есть сливной кран, значит, выливая воду, не придется каждый раз поднимать тяжелый цилиндр и переворачивать его. Считается, что кассеты на 3-4 шпильки лучше фиксируют банки, чем модели только с одной центральной. У некоторых марок узкая верхняя горловина. Вроде бы, ничего страшного. Но, если работать много, это слегка напрягает.
Какой автоклав лучше, с насосом или без него? На любителя. Второй проще, не надо напрягаться, качать воздух вручную. Зато первый быстрее входит в рабочий режим и может работать с более высокой температурой.
Какой автоклав самый лучший? Конечно же, из нержавейки, универсальный по продуктам, с программным управлением, толстым двойным дном и стенами, раздельными контрольными приборами, предохранительным клапаном, сливным краном, легкий и компактный, с защитой от срыва крышек.
Уход и хранение
Чтобы автоклав честно отработал положенный срок, ему надо обеспечить правильный уход и хранение. Это несложно, достаточно выполнять несколько простых правил:
Соблюдая эти нехитрые правила, можно значительно продлить «жизнь» своего верного помощника.
Меры предосторожности
Работая с автоклавом, запрещено:
И, разумеется, нельзя использовать автоклав для тех целей, для которых он не предназначен.
Рецепты для консервирования с автоклавом
Рисовая каша со свининой
Ингредиенты на 0,5 л.: свинина 200 г., рис 150 г., репчатый лук 30 г., топленое масло 25 г., болгарский перец – одна пятая часть от 1 шт., лавровый лист – треть одного листка, черный перец 3 зернышка, душистый перец 2 зернышка, соль 5-6 г. (чайная ложка без горки), растительное масло по вкусу.
Овощи
Ингредиенты на 1 л.: помидоры 4 шт., огурцы 4 шт., болгарский перец 2 шт., соль (крупная) 1,5 ст.л., сахар 1,5 ст.л., уксус (9%) 2 ст.л., гвоздика 2-3 шт., перец черный горошек несколько зерен, лавровый лист – 1 шт., вода 3 стак.
Рис. 11
Приготовление (рис. 11). Овощи помыть, перец и огурцы нарезать и с помидорами разложить в банки. Сделать маринад – воду с уксусом, солью и сахаром довести до кипения. Разлить по банкам, не доливая 2 см. до краев, закатать, поставить в автоклав. Параметры: 110 град С, 10-20 минут.
При желании, можно добавлять и другие овощи.
Ингредиенты на 0,5 л.: рыба (любая) 500 г., растительное масло 1-2 ст.л., соль 1 ч.л. без горки, черный перец горошек 3 шт., лавровый лист 1 шт., морковь и лук по вкусу.
Рис. 12
Приготовление (рис. 12). На дно банки выкладывают перец и лаврушку. Порезать овощи. Рыбу кусочками 50-70 гр. посолить и половину сложить в банку. Добавить часть овощей, потом остальную рыбу и снова овощи. 2 см. от края банки надо оставлять, иначе сорвет крышку. Залить растительным маслом. Закатать, поставить в автоклав. Время: 50-60 минут.
Температуры для рыбы выбирается в диапазоне 100-120 град С, в зависимости от ожидаемого результата. Если ниже, получаются кусочки с размягченными косточками, а выше – разваренная тушенка.
Бытовой автоклав – это превосходный аппарат, с помощью которого можно без особых усилий обеспечить семью вкусной консервацией.
Автоклав – незаменимый помощник при консервировании продуктов
Тот или иной вид консервов – мясных, рыбных или овощных – в своей жизни хоть раз ел практически каждый человек. Ценность таких продуктов обусловлена внушительным сроком годности – консервы могут стоять на полке по нескольку лет и при этом не терять своего вкуса, структуры и других свойств.
Однако тонкостей процесса приготовления знает слишком малое количество потребителей. В частности, лишь немногие знают, что для фабричных консервов, как и для домашних заготовок, требуется стерилизация, а также пастеризация. Разница в том, что при промышленных масштабах производства для этих процессов используется специальное оборудование – паровой промышленный автоклав. Его главной задачей является создание во внутренней камере высокого давления и последующего нагрева помещенной внутрь продукции. Это обеспечивает повышенную устойчивость консервированной пищи к внешним воздействиям, она дольше остается пригодной для использования и одновременно сохраняет вкусовые качества. Для правильного выбора такого аппарата нужно понимать особенности его функционирования, разновидности и другие важные аспекты. И разобраться в этом вам готовы помочь эксперты Foodbay.
Паровой автоклав: принцип работы
В общем виде автоклав – это специальный резервуар, в котором происходит обработка пищевой продукции. Современные модели исполняются в 2 вариантах: замкнутые либо оснащенные крышкой. Размеры и объем рабочей камеры автоклава могут быть различными. Для использования в домашних условиях предлагаются компактные модели объемом до 18 л, чего более чем достаточно для производства консервов для личного потребления. В промышленности же применяются аппараты вместимостью до нескольких сотен квадратных метров. Температура нагрева в закрытой камере автоклава может достигать 500 градусов. При использовании других видов оборудования достичь таких значений практически нереально.
Как именно функционирует промышленный автоклав, используемый для производства консервов? В основе рабочего принципа устройств этого типа лежит возможность разогрева воды при определенных условиях до температур свыше 100ºC. В стандартных условиях это невозможно – при достижении 100ºC она из жидкого состояния начинает переходить в газообразное – проще говоря, она начинает активно испаряться. Самое же главное, что в дальнейшем температура больше 100ºС не поднимается. Поэтому при дальнейших попытках нагреть воду до более высоких значений она попросту испарится.
При использовании же пищевых автоклавов промышленного либо бытового назначения благодаря особым условиям удается разогреть воду до большего значения:
Таким образом, производственный автоклав нужен для полноценной стерилизации консервов, чего невозможно достичь при использовании обычных методов тепловой обработки. Более того, и при домашнем приготовлении консервов такое оборудование существенно упрощает и ускоряет процесс переработки плодово-овощного урожая.
При этом современные модели предоставляют возможность точной настройки рабочих параметров. Оператор перед приведением оборудования в действие может создать в автоклаве требуемые значения температуры стерилизации и давления, какие соответствуют параметрам и особенностям обрабатываемых в агрегате продуктов. Эффективнее всего такое оборудование обрабатывает твёрдую продукцию с непористой структурой, здесь на уничтожение патогенной микрофлоры потребуется минимум времени. В то же время при переработке пористых продуктов, имеющих выраженную пещеристую структуру, процесс может быть несколько затруднителен: необходимо полностью удалить воздух из всех полостей и пор, другими словами, нужно создать абсолютный вакуум в банке – следовательно для стерилизации таких продуктов в автоклаве требуется большее время. Иначе воздух выступит в роли теплоизоляционной защиты для микроорганизмов, и они при стерилизации не погибнут. Соответственно, такие консервы будут представлять для человека определенную опасность. 
Особенно важным аспектом качество стерилизации является для мясных консервов. Животные продукты, богатые жирами и белком, при нарушении режима переработки или хранения создают оптимальные условия для развития бактерий. Чтобы не допустить этого, для промышленного производства тушёнки предназначены специальные виды автоклавов – такое оборудование работает по принципу фракционного вакуумирования. Он заключается в последовательном проведении нескольких циклов удаления воздуха, благодаря чему он полностью выводится из обрабатываемого сырья. В результате получается продукт, полностью очищенный от патогенов и поэтому безопасный.
Разновидности автоклавных установок
Важной особенностью этого оборудования является тот момент, что при стерилизации продуктов оно постоянно двигается. В зависимости от характера движения выделяют следующие виды автоклавов:
Для чего требуется двигать стерилизуемую банку? Для лучшей продуктивности: опытным путем установлено, что движущаяся емкость с продуктом прогревается на порядок эффективнее.
При этом на рынок регулярно выходят все новые модели оборудования данного вида, обладающие все более широким набором дополнительных функций и расширенной конструкцией. Так, на пищевых производствах сегодня применяются агрегаты, включающие:
Такие устройства используются не только в пищепроме. Они находят широкое применение в химической, резинотехнической, гидрометаллургической сферах, а также в различных задачах и направления медицины.
Различаются автоклавы и техническими характеристиками используемых теплообменников. По этому основанию выделяют 3 типа оборудования:
В первом случае обменник устанавливается на внешней стороне аппарата. В выносных вариантах он размещается отдельно. Во моделях внутреннего типа теплообменник располагается внутри рабочей камеры.
Особенности применения и технического устройства автоклава во многом зависят также от типа используемой для работы энергии. Выбирать ту или иную модель следует с учетом доступности тех или иных энергоресурсов. В частности, газовый автоклав в промышленности будет рациональным решением в том случае, если ваше предприятие газифицировано. Универсальным же вариантом станет электрическая модель.
На рынке представлены модели механического, пневматического, а также электромагнитного типа.
Различия заключаются и в особенностях расположения рабочей камеры:
Основными показателями, которые требуют контроля со стороны оператора, являются уровень жидкости в камере, создаваемая температура и давление. Выпускаемые сегодня модели оснащаются высокоточными контрольно-измерительными блоками, что существенно упрощает использование оборудования.
Выгоды от применения автоклава
После того, как мы ознакомились с конструкцией и типами промышленных автоклавов, используемых для консервирования, нужно конкретизировать преимущества, которые дает их использование. Прежде всего, благодаря им упрощается и ускоряется процесс стерилизации консервов. Причем использовать их можно как на предприятиях, так и в бытовых условиях. Функционал промышленных и домашних моделей практически одинаков, однако последние отличаются меньшими размерами и производительностью.
К общим преимуществам использования автоклавов можно отнести следующие моменты:
С одной стороны, можно предположить, что высокое давление в камере аппарата создает существенную угрозу. Однако современные модели полностью безопасны благодаря более совершенной конструкции. Здесь используются специальные многоступенчатые комплексы защиты, включающие множество компонентов. В частности, специальная «рубашка» защищает от разрушения конструкцию и соединения резервуара. А если рабочие показатели превысят допустимые значения, система автоматического отключения завершит работу оборудования. Поэтому новые модели автоклавов полностью безопасны и при этом удобны и эффективны.
Приобрести автоклав и другое оборудование для консервирования далее.