RU2027394C1 - Domestic autoclave - Google Patents

Abstract

FIELD: household food preservation. SUBSTANCE: autoclave has cylindrical vertical chamber 1 with sealing cover 3. Chamber is coaxially arranged in outer cylindrical casing 10 whose lower portion has screened bottom 11 for mounting the sterilizing chamber. Mounted in upper portion of casing over entire perimeter of upper end of sterilizing chamber is damper 12 for control of hot air flow between chamber and casing. Bottom of casing is made in form of straight grate bars. Dampers 12 are made in form of disk-type louvers. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 1 dwg

Description

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. The invention relates to techniques for preserving food at home, mainly meat, fish, mushrooms and can also be used in medicine as a sterilizer.

Обычно устройства этой группы выполняются в виде стерилизационной камеры в форме округлого сосуда. Typically, devices of this group are made in the form of a sterilization chamber in the form of a rounded vessel.

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. Known household autoclave of periodic action and individual use, consisting of a sterilization chamber made in the form of a vertical round shape of the vessel having in the upper part an inlet, sealed by a lid, with an external stop and screw. On the upper end part, the autoclave is equipped with a manometer, a thermometer and a working valve.

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).However, this autoclave has a large outer surface, which is in free convective heat exchange interaction with the air washing it. This causes a number of undesirable technical consequences:
contact of the surface of the autoclave with the flow of heated air is deteriorated due to its constant drift away from random blows, the productivity of the trajectory of the upward flow of warm air;
the uniformity of the heat flux density along the heat transfer surface is violated. Parts of the autoclave are heated unevenly. This leads to the fact that thermal stresses arise in the walls of the autoclave that are potentially dangerous by the destruction (rupture) of the walls of the autoclave. But the main thing is that the characteristics of the autoclave and its technological capabilities deteriorate - it is not ensured that the accuracy of their exposure (endurance) is maintained to stabilize the parameters of the sterilization process.

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.As you know, the essence of canning lies in the fact that the product is sealed in cans, is first subjected to heating to a certain temperature and then kept (exposed) at this temperature. It is this exposure (exposure) that is considered sterilization. A feature of this process is that it is carried out with a strictly defined duration and in a strictly defined temperature range. When canned products being sterilized at temperatures above 100 ^C., especially within 110-121 ^{° C,} its exposure instability (oscillations on standing: the applied much fuel - the temperature rose, the reduced fuel supply (ie, heat) - temperature.. lower) unacceptable even within 1.4 ° ^C. The product was either not sterilize, or be part of a denatured protein. Canned food is produced substandard.

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. This is due to the fact that it is very difficult to regulate the temperature of the sterilization process (its exposure) under domestic conditions on a freely ascending flow of hot air, which has a high heat transfer coefficient. The process requires focus and continuous observation, is conducted with great stress. Because of this, due to fluctuations in the heat transfer flow during the exposure (exposure) period, the sterilization process is significantly delayed and becomes unreliable in parameters.

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. It is known that stabilization of heat fluxes flowing around the heat-exchanging surfaces of food processing utensils is achieved by enclosing it with an outer casing, orienting them coaxially with respect to each other, with the formation of a channel between them for the passage of the heat-exchange air flow.

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. However, in this autoclave, the channel formed between the body of the apparatus and the casing for the passage of the air heat exchange flow is freely passable. This does not allow you to adjust the speed and volume of the coolant passing through it and thereby affect the time the autoclave is heated to sterilization temperature, its exposure, cooling time, and the accuracy of their exposure is observed. Obviously, the well-known autoclaves do not allow in the domestic environment when preserving products to provide quick stabilization of the temperature rating and thereby reduce unproductive heat loss, improve the quality of canned food.

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. In the proposed autoclave, in order to achieve this, a shutter is installed in the upper part of the channel between the casing and the body of the autoclave around the entire perimeter to block the channel. Thus, changing the degree of their openness, they change the volume of hot air passing through it. The most rationally shaped flaps can be made in the form of disk shutters.

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. However, in order not to cause constructive complication of the autoclave with the introduction of shutters on the upper end of the casing from the mount, not to complicate the operating conditions of the autoclave when it is installed and removed (in the heated state) from the heat source, the casing in the lower part is made with a grate on which the sterilization housing is mounted cameras. The entire autoclave is moved together with the casing by the handles on its side surface, removed from the zone of ascending heat fluxes.

На чертеже изображен предлагаемый автоклав, вертикальный разрез. The drawing shows the proposed autoclave, a vertical section.

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. The household autoclave consists of a sterilization chamber 1 in the form of a round circular vessel with an inlet 2 in the upper part, a sealed lid 3 with a stop (bracket) 4 and a screw 5. At the upper end, the sterilization chamber is equipped with a manometer 6, a thermometer 7, and an operating valve 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. On the bottom side, the sterilization chamber has an annular support 9 with perforated holes for the passage of a heated air stream. The sterilization chamber is coaxially placed in a casing made in the form of a cylindrical cup 10, with a grating bottom 11 in the lower part or in the form of straight grate, on which it is installed. The circular channel formed between the walls of the sterilization chamber and the cup of the casing for the passage of the heat-exchange air stream, at its upper mouth along the entire perimeter, is equipped with dampers 12 mainly in the form of louvers with openings 13. The disk dampers in this case can be removable, and on the grate 11 the casing can be limiters 14 are used, orienting the position of the sterilization chamber relative to the casing. The grates 11 relative to the casing are fixed on both sides, at their ends by cotter pins 15. The entire autoclave is moved by the handles 16 placed externally on the walls of the casing.

Бытовой автоклав используют для приготовления консервов в следующем порядке. A household autoclave is used to make canned food in the following order.

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.The cans with the product laid in them together with the lids rolled up are sealed in clamps of one type or another equal to the temperature with the cans and placed in the inner cavity of the sterilization chamber 1. The sterilization chamber is pre-installed in the casing 10 on the grate 11. Next, the autoclave 16 is mounted on the source for handles 16 heat and immediately poured its inner cavity with the banks in the clamps heated, e.g. to 40-50 ^{° C} water for up to and including slot thermometer. The neck of the sterilization chamber 1 is sealed with a cover 3 by means of a bracket 4 and a screw 5. After that, the channel between the housing of the sterilization chamber 1 and the cylindrical casing 10 is covered from above with shutters 12, opening their openings 13 completely. The operating valve 8 and the thermometer 7 are installed and the autoclave is heated to the sterilization temperature specified by the technology. The heating time of the autoclave, depending on the power of a particular heat source, is controlled by changing the speed and type of movement of the upward heat flow of air, which is determined by the degree of openness of the openings 13. The flow of heated air passes through the channel between the sterilization chamber and the casing wall in almost completely formed volume, washing the surface of the chamber from the sides and bottom with a laminar flow. The heating of the camera is accelerated. Upon reaching the sterilization temperature, the holes 13 are closed, an air cushion is created in the channel, which, due to the low thermal conductivity of the air, lowers the heat exchange process to the level of heat supply, in such an amount that it is sufficient only to cover the heat loss. This heat transfer step corresponds to exposure exposure of the sterilization temperature. Since the heat flux will be less intense, it can be easily manually controlled (its temperature) by reducing the degree of heat radiation from its source. A joint adjustment of the amount of supplied fuel and the flow of hot air passing through the openings of the blinds reduces the temperature fluctuations of the sterilization process. Her exposure is stabilized. This reduces the cost of manufacturing canned food and improves their quality.

По окончании экспозиции времени стерилизации подвод тепла прекращают и открывают полностью отверстия 13 заслонок 12. At the end of the sterilization time exposure, the heat supply is stopped and the openings 13 of the shutters 12 are fully opened.

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.Further, the autoclave is cooled with ambient air, as a rule, with convective heat transfer. After cooling the autoclave to ^about 40-45 C, raising the working valve, equalize the pressure in the interior of the autoclave with an outer and releasing the screw 5, and by removing the cover 3 from the bracket 4, the banks in the clamps are removed. After final cooling on the shelves, the cans are released from the clamps, wiped and sent for further use.

Claims (4)

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. 1. HOUSEHOLD AUTOCLAVE containing a cylindrical vertical sterilization chamber with a sealed lid, a pressure gauge, a thermometer, a working valve and an outer cylindrical casing with handles mounted coaxially to the sterilization chamber, characterized in that the lower part of the casing is made with a trellised bottom for mounting a sterilization chamber on it, and in the upper part of the casing around the entire perimeter of the upper end of the sterilization chamber, shutters are installed to control the flow of hot air between the sterilization chamber casing. 2. Автоклав по п.1, отличающийся тем, что дно кожуха выполнено в виде прямых колосников. 2. The autoclave according to claim 1, characterized in that the bottom of the casing is made in the form of straight grates. 3. Автоклав по п.1, отличающийся тем, что заслонки выполнены в виде дисковых жалюзей. 3. The autoclave according to claim 1, characterized in that the shutters are made in the form of disk shutters. 4. Автоклав по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что дисковые заслонки выполнены съемными. 4. The autoclave in paragraphs. 1 and 3, characterized in that the disk shutters are removable.