принцип работы автоклава для вулканизации

Волжский завод резинотехнических изделий

Производство резинотехнических изделий, изделий из силикона, полиуретана и композиционных материалов. Разработка проектной документации, изготовление оборудования, пусконаладочные работы, запуск изделий в серийное производство.

Изготовление оборудования для производства РТИ

Пресс-вулканизационный гидравлический

Принцип работы вулканизационных прессов:

Пресс-формы, в которые помещаются заготовки из сырой резины, устанавливаются на рабочие плиты пресса. Плиты пресса сдавливаются, в них сырая резина растекается в пресс-форме и принимает необходимую форму. Пресс-формы нагреваются, под действием температуры резина тоже нагревается, вулканизируется и приобретает окончательную форму изделия. Через заданное время плиты пресса раздвигаются и извлекаются готовые изделия. Управление пресса компьютеризировано. Закладка сырой резины и выемка изделий осуществляется вручную.

Пресс вулканизационный гидравлический содержит: станину; верхнюю и нижнюю плиты, между которыми размещаются пресс-формы; гидроцилиндры; электрический шкаф; пульт управления. Режимы процессов назначаются на контроллере, а их выполнение гарантируется работой контроллера и коммутационного оборудования.

Вальцы для приготовления смесей

Вальцы представляют собой машину с двумя или тремя валками, вращающимися навстречу друг другу, оси вращения которых находятся в горизонтальной плоскости. Вальцы служат для смешения, листования, нагрева и пластикации резиновых смесей и каучука, а также для размола, дробления, очистки резиновых отходов и старой резины в регенераторном производстве.

Вальцы для приготовления смесей оснащены измерительными и вспомогательными устройствами, регулирующие величину зазора между валками, контролирующие и регулирующие температуру и давление.

Устройство вальцов. На фундаментальной плите установлены станины, стянутые траверсами. Траверсы образуют прямоугольные окна, в которых установлены валки в подшипниках качения. Два или три полых валка вращаются навстречу друг другу. Изменение зазора между валками осуществляется за счет перемещения корпуса подшипников переднего вала по направляющим вдоль станины. Резиновую смесь или каучук в виде пластин или кусков загружают и многократно прогоняют через зазор между валками. Механизм приводится в действие от электродвигателя или вручную.

Машины МЧТ и МЧХ

Червячные машины служат для получения из резиновых смесей заготовок различного профиля и длины, для очистки резиновых смесей от инородных включений, для пластикации натурального каучука, для гранулирования резиновых смесей и каучуков, отжатия влаги из каучука и регенерата, для обкладки шлангов, кабелей, и рукавов резиновой смесью.

Червячных машины используются для выполнения процесса шприцевания резиновых смесей. Он заключается в непрерывном продавливании нагретого пластичного материала через фигурное отверстие инструмента, размещаемого в головке червячной машины. В результате формуется заготовка, с геометрией поперечного сечения соответствующей форме отверстия. Так получают заготовки прокладок, протекторов, шнуров, камер, шлангов и т. п.

Червячные машины для переработки пластических масс называют экструдерами, а используемый в них метод экструзией. В резиновой промышленности машины червячного типа называют: шнековыми машинами, шприцмашинами, червячными прессами.

Червячные машины относятся к числу основных машин резинового производства, являются машинами непрерывного действия, универсальны по назначению отличаются высокой эффективностью работы. Червячные машины изготавливаются различных типов, отличаются устройством общей конструкции и особенностям действия тех или иных механизмов. Выпускаются четыре основных типа таких машин:

— машины червячные теплого питания (МЧТ), для переработки резиновых смесей с температурой на входе 50-80 °С

— машины червячные теплого питания с вакуумом (МЧТВ), для переработки резиновых смесей с температурой на входе 50-80 °С

— машины червячные холодного питания (МЧХ), для переработки резиновых смесей с температурой на входе 15-30 °С

— машины червячные холодного питания с вакуумов (МЧХВ), для переработки резиновых смесей с температурой на входе 15-30 °С

Автоклавы для вулканизации резиновых изделий

Автоклавы вулканизационные служат для вулканизации резинотехнических изделий в паровой, водяной или воздушных средах, при осуществлении процессов при которых недопустимо повышение температуры и давления выше расчетных. Технологический процесс вулканизации автоматизирован, что обеспечивает контроль рабочих параметров, а также безопасность работы.

Вулканизационные автоклавы выпускаются с байонетными затворами внутренним диаметром от 800 до 2800 мм, имеют максимальное рабочее давлением 1,25 МПа (12,5 кгс/см).

Автоклавы для вулканизации резиновых изделий изготавливаются различных типов, отличающихся устройством общей конструкции и особенностям действия тех или иных

механизмов. Могут быть горизонтальные или вертикальные, тупиковые или проходные, с паровой рубашкой или без паровой рубашки, механизированные или автоматизированные.

Шкафы для термостатирования резиновых изделий

Термостатирование (поствулканизация) проводится для улучшения механических свойств резиновых изделий (в частности максимального снижения остаточной деформации сжатия), и для удаления летучих компонентов. Процесс проводится как правило при температуре 150-300℃. Нагревание изделий проводится постепенно для недопущения образования в массе резины пузырьков, пор, микротрещин.

Шкаф для термостатирования резиновых изделий позволяет проводить качественную заключительную обработку изделий. Шкафы укомплектованы системой поддержания микроклимата в течении заданного времени, а также системой притока воздуха.

Источник

Автоклав. Виды и устройство. Работа и как пользоваться. Особенности

Автоклав – это специализированный аппарат, предназначенный для осуществления нагрева веществ при высоком давлении. Создаваемые в нем условия позволяют сдвинуть точку кипения жидкости вверх, обеспечив более высокотемпературную обработку.

Где используется автоклав

Сфера применения данного оборудования весьма обширна. Оно является часто встречаемым в различных отраслях промышленности:

Наиболее распространены автоклавы в пищевой промышленности, где они используются для проведения температурной обработки законсервированных продуктов. Все предлагаемые в продаже рыбные консервы и тушенка прошли обработку в автоклаве, благодаря чему приобрели характерную степень готовности. В фармакологической промышленности данное оборудование позволяет подготавливать компоненты медикаментов, создавая такие условия, в которых осуществляются оптимальные химические реакции и полная стерилизация. С помощью автоклавов изготовляются аграрные удобрения. В химической промышленности применяются аппараты большой вместимости, сырье для обработки в которые завозиться вагонетками.

Особая разновидность автоклавов нашла широкое применение в медицине. С помощью данного оборудования осуществляется стерилизация медицинского инструмента. Это более эффективно, чем можно достигнуть путем обыкновенного кипячения.

Принцип работы автоклава

Устройство работает на основании давно известных законов физики. Любая жидкость имеет свою точку кипения, при достижении которой дальнейший разогрев невозможен. Жидкое вещество начинает переходить в пар. В случае с водой кипение происходит при температуре 100°С. Активизация образования пара может начаться еще на 90°С. При длительном кипячении воды она полностью испарится.

Автоклав представляет собой закрытую емкость, в которой осуществляется нагнетание давления. Как следствие при достижении температура в 100°С интенсивное выделение пара не происходит, поэтому жидкость может прогреться еще больше. Система саморегулируется. То небольшое количество пара, которое получается, способствует увеличению давления, тем самым создавая еще более мощный останавливающий эффект газообразования для жидкого вещества.

Благодаря тому, что удается достигнуть температуры выше 100°С, в таких условиях осуществляется более качественное уничтожение вредоносных бактерий. Также проводятся химические реакции, которые в обыкновенных условиях невозможны.

Устройство пищевого автоклава

Широкое распространение нашел бытовой автоклав, который применяется для готовки домашних консервов. Данное оборудование можно встретить в заводском и самодельном исполнении.

Всего различают 2 принципиально отличающихся между собой вида автоклавов:

Кроме конструктивных особенностей оборудование отличается между собой по вместительности. Она обычно измеряется в количестве банок, которые можно поместить в емкости прибора. Этот показатель указывается в количестве банок объемом 1 л и 0,5 л.

Обыкновенные автоклавы

Такое устройство представляет собой емкость выполненную из толстостенного металла с плотной крышкой, которую можно затягивать болтами или специальным винтом. Между крышкой и горловиной корпуса автоклава имеется термостойкая прокладка.

В устройстве размещается дополнительное оборудование:

Принцип использования устройства предусматривает установку в емкости нескольких банок с закатанными жестяными крышками продуктами. Их количество варьируется в зависимости от вместительности бачка. После этого все заливаются водой таким образом, чтобы ее уровень находился на 2 см выше крышки верхней банки. Далее осуществляется герметизация автоклава. На него устанавливается крышка с прокладкой и плотно притягивается к корпусу. Для этого на горловине предусматриваются различные зажимные приспособления. Это могут быть проушины, выступающие в качестве упора, или отверстия с резьбой для вкручивания болтов. При наличии проушин на крышке автоклава имеется специальный винт для зажима.

После проведения полной герметизации осуществляется искусственное нагнетание давления. Для этого через ниппель подсоединяется автомобильный или велосипедный насос, применяемый для накачки шин. С его помощью в автоклав заканчивается воздух обычно до давления 1,5 атм. После этого в специальное посадочное гнездо на крышке заливается несколько миллилитров машинного масла. Оно используется в качестве неиспаряемого теплопроводника. В полученную ванну опускается термометр для жидкости, шкала которого позволяет контролировать температуру свыше 140-150°С.

Устройство устанавливается на газовую или электрическую плиту. После этого включается конфорка и осуществляется поднятие температуры. Постепенно содержимое автоклава разогревается. Все доводится до температуры свыше 120°С. После этого ориентируясь по термометру осуществляется ручной контроль интенсивности нагрева. В случае допущения ошибки, имеющийся на крышке клапан сброса давления выпустит лишний воздух и пар, чтобы предотвратить разрыв стеклянных банок и самой емкости.

Для предотвращения несчастных случаев рекомендовано помимо использования автоматического клапана также иметь на крышке автоклава манометр для самостоятельного визуального контроля за давлением. Если изначально с помощью насоса оно поднимается до уровня 1,5 атм., то при нагреве значительно увеличивается. Предельный уровень давления указывается в паспорте устройства и обычно составляет 3-7 атм. Если будет наблюдаться превышение рекомендуемой нормы и клапан не сработает, нужно отключить нагрев и произвести экстренный сброс давления вручную через ниппель для закачки воздуха.

Электрические автоклавы

В случае же с электрическими устройствами выполнение обработки пищи осуществляется намного легче. Они имеют практически аналогичное строение с обыкновенным автоклавом, но оснащены дополнительными приспособлениями:

Наличие электрического нагревателя в виде тэна позволяет отказаться от необходимости поднимать тяжелый автоклав на высокую плиту. Достаточно просто включить устройство в розетку, тем самым осуществляя нагрев жидкости и банок с консервацией. Более совершенные приборы обыкновенно имеют в своей конструкции терморегулятор. Его датчик фиксирует температуру и при надобности отключает тэн. Это исключает необходимость постоянно контролировать интенсивность нагрева.

Такие автоклавы работают практически полностью автоматически. Стоит отметить, что даже производители данного оборудования рекомендуют периодически проводить контроль температуры вручную, ориентируясь по термометру. Подавляющее большинство электрических терморегуляторов, которые ставятся на автоклавы, имеют небольшую погрешность. Как следствие ее нужно компенсировать. Для этого следует провести сравнение между той температурой, которая поставлена на терморегуляторе, и реальными показаниями термометра. Если фактическая температура ниже, чем установленная в настройках регулятора, то необходимо добавить эти несколько градусов. В случае, когда тэн греет больше, на терморегуляторе следует убрать пару делений. После этого ориентируясь по термометру нужно проверить, стали ли условия идеальными.

Источник

Вулканизация в автоклавах

Вулканизацию резиновых изделий в паровой воздушной или в паро-воздушной средах обычно проводят в автоклавах под давлением. В некоторых случаях вулканизацию в автоклавах осуществляют в горячей (перегретой) воде, в среде азота или других газов. Наибольшее распространение получил способ вулканизации в паровой среде, как более дешевый и безопасный, при котором можно сравнительно легко управлять процессом.

Процесс вулканизации в автоклавах является периодическим и в тепловом отношении нестационарным. Обычно он включает несколько последовательных операций:

— загрузку аппарата и закрытие крышки4

— повышение давления и температуры в автоклаве (монотонное или ступенчатое);

— выдержку резиновых изделий при постоянной температуре;

— снижение давления в автоклаве;

— открытие крышки и разгрузку аппарата.

В некоторых случаях изделия охлаждают а автоклавах (до выгрузки).

Шприцованные и некоторые конфекционные изделия, обладающие достаточной каркасностью и не изменяющие свою форму в начальный период нагревания, когда процесс структурирования еще не начался, вулканизируют открытым способом. По этому способу можно вулканизировать изделия сложной конфигурации, собранные на колодках, формах или других основаниях (перчатки, клееную нелакированную обувь, рукава и другие изделия).

Для сохранения формы изделия, деформирующиеся в начальный период вулканизации под действием собственной тяжести (тонкостенные трубки), вулканизируют на противнях в слое талька.

При контакте изделий с влагой изменение их цвета, появление пятен и образование пор. Некоторые изделия перед вулканизацией обматывают полосами ткани, в редких случаях – прорезиненной тканью или даже тонкой резиновой пластиной (викелевка). Обмотка изделий производится с целью защиты их от непосредственного действия пара и главным образом предотвращения изменения формы изделия в начальный период вулканизации, когда резиновая смесь начинает размягчаться при нагревании. Кроме того, при обмотке изделие уплотняется.

Обычно в среде вакуума вулканизируют цветные резиновые изделия, изделия с ворсовой тканью и некоторые другие. Для проведения нормальной вулканизации в воздушной среде желательно применять активные ускорители, особенно выделяющие серу (тиурам, полисульфиды или смесь тиурама с производными тиазолов). Вулканизацию в среде горячего воздуха без давления проводят в различных термостатах, туннельных вулканизаторах и других аппаратах.

Вулканизация в прессах (формования вулканизация)

Для изготовления резиновых изделий сложной конфигурации с высокой плотностью и большой точностью широко используют формовой способ вулканизации в прессах. При этом способе вулканизации одновременно сочетают два процесса – формование методом компрессионного прессования (запрессовки) резиновой смеси в специальные пресс-формы (рис. 3) и последующую вулканизацию под давлением.

Заполнение пресс-формы резиновой смесью происходит под давлением благодаря вязкотекучим свойствам смеси. Для улучшения текучести смесей их подогревают; резиновые смеси запрессовывать в нагретую форму. При этом следует учитывать, что в процессе прессования подвулканизация резиновой смеси не должна происходить до момента полного растекания смеси (до заполнения формы).

Для вулканизации изделий в прессах под давлением применяют формы одноместные, а для мелких изделий многоместные. Размеры форм определяют по максимальному использованию поверхности их нагрева, а для удобства обращения с ними – по массе.

Для получения изделий высокого качества при вулканизации в формах необходимо поддерживать постоянный режим давления в прессе и температуры на поверхности плит.

Для получения изделий высокого качества в пресс-форму помещают заготовки резиновой смеси, выполненные таким образом, чтобы они не препятствовали вытеснению воздуха из полости формы при прессовании. Масса заготовок для обеспечения плотного заполнения формы должна быть на 3-8% больше массы получаемого готового изделия. В конструкции пресс-форм предусмотрены специальные канавки и пазы для вытеснения избытка резиновой смеси после заполнения полости формы. Для сложных резинотканевых и резинометаллических изделий заготовки включают текстильные элементы или металлическую арматуру. Сложные заготовки для сборных изделий, состоящих из нескольких деталей, по конфигурации должны быть близки к форме изделия. Если прессование совмещается с вулканизацией, заготовки помещают в нагретые формы, которые затем располагают на нагревательных плитах и прессуют.

Для улучшения заполнения объема пресс-формы при прессовании проводят повторные прессовки (подпрессовки), т.е. пресс слегка раскрывают, а затем снова сближают плиты. При подпрессовки из полости формы удаляют воздух, образовавшиеся летучие продукты и избыток резиновой смеси, что способствует улучшению качества изделий.

Для облегчения растекания смеси в форме во время прессования, а также для предотвращения при вулканизации изделия к форме, перед закладкой заготовок внутренние поверхности пресс-форм смазывают растворами или эмульсиями антиадгезиивов (растворы мыла, эмульсии силаксановых жидкостей и др.).

Для получения изделий точных размеров при конструировании форм необходимо учитывать степень усадки вулканизатов.

Полученные формовой вулканизацией изделия имеют на поверхности дефекты в виде заусенец и выпрессовок (облоя), появляющихся в местах разъема пресс-форм в результате несоответствия объема заготовки и полости формы и конструктивных недостатков форм.

Недостатками формовой вулканизации являются:

— высокая трудоемкость процесса;

— необходимость применения заготовок, масса которых превышает массу готового изделия, а следовательно, и вулканизационных отходов (выпрессовок);

— неравномерность вулканизации толстостенных изделий;

— необходимость дополнительной отделки изделий (обрезание заусенцев и выпрессовок).

Многие из этих недостатков становится возможным устранить при изготовлении резиновых изделий методом литья под давлением.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Принцип работы автоклава

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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

Конструкция автоклава

Современные промышленные автоклавы являются сложными высокотехнологичными аппаратами, обладающими большой производительностью. По конструкции автоклавы бывают вертикальные, горизонтальные, вращающиеся, качающиеся и колонные. Автоклав имеет вид сосуда (камеры, цилиндра), который на время работы закрывается специально подогнанными сферичными крышками, обеспечивающими его полную герметичность, т. к. в нём происходит нагрев продукта под давлением до высоких температур.

В вертикальных автоклавах (характеризуются компактной конструкцией) водяная среда нагревается в основном при помощи специальных трубчатых электрических нагревателей (тэнов), расположенных внутри нижней части камеры автоклава. Такие автоклавы получили широкое распространение для использования в лабораторных условиях. В горизонтальных автоклавах (рис.) чаще используется газовый обогрев, который характеризуется минимальным временем нагрева и большей гибкостью эксплуатации. Такие автоклавы применяются, как правило, в промышленности для обработки композитных материалов. Это лучший вариант классического автоклава, так как имеет простой монтаж, занимает небольшую площадь и не требует системы диатермического обогрева. Кроме этого, расходы на процесс термической обработки изделия у такого автоклава значительно ниже, чем при использовании электрического автоклава. Существуют модели горизонтального автоклава и со спиральным теплообменником, которые являются примером энергосберегающих технологий. Спиральный теплообменник позволяет работать с любым изделием, однако его стоимость значительно выше газового, кроме этого, он имеет и длительный срок окупаемости. Вращающиеся автоклавы применяют для работы с суспендированными (суспензированными, взвешенными) твёрдыми или кашицеобразными веществами (для выщелачивания минеральных концентратов разнообразных металлов и руд). Автоклав имеет вид герметичного сосуда со съёмной крышкой, которая прикреплена к корпусу при помощи уплотнительной прокладки и шпилек. Снаружи крышки монтируется запорный кран с многослойным фильтром. Качающиеся автоклавы позволяют выполнять перемешивание веществ в таких упаковках, для которых стерилизация в обычных автоклавах считается неприемлемой. Колонные автоклавы обычно используются для создания глинозёма из бокситов (позволяют снизить трудовые и временны́е затраты в процессе их получения).

Автоклавы изготовляют из высококачественных сталей, алюминия и других металлов, которые нередко покрывают химически стойкими материалами (эмалью, фторопластами). Корпус конструируют методом сваривания или склёпывания звеньев с выпуклыми днищами. В корпусе делают специальные отверстия (крышки), через которые удобно загружать материалы. Пар подаётся к перфорированной трубе через штуцер, а конденсат удаляется через спускной клапан. В электрических автоклавах система подачи нагретого пара отделена от рабочей камеры. Пар подаётся в камеру через патрубок от котелка, снабжённого электронагревательным элементом с регулятором степени нагрева. Чтобы избежать больших тепловых потерь, внешние поверхности автоклава покрыты тепловой изоляцией, что способствует интенсификации технологического процесса.

Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны: ёмкость от нескольких десятков кубических сантиметров до кубометров; предназначаются для работы под давлением до 150 МПа (1500 кгс/см²) при температуре до 500 °C. Как правило, современные промышленные автоклавы в диаметре составляют от 1,2 м до 7,6 м, в длину – от 1,9 м до 40 м. При проведении в автоклаве физико-химических процессов используются давления до 300 МПа и температуры до нескольких тысяч градусов.

Применение автоклавов

Автоклавы применяют для научных исследований (лабораторные автоклавы), в медицине, биологии, металлургии, химической, резиновой, пищевой промышленности, при производстве стройматериалов.

Основная часть автоклавов, используемых в медицине и биологии, – герметически закрывающийся резервуар с двойными стенками, выдерживающими высокое давление. Если процесс стерилизации осуществляется без воздействия высокого давления, то используют термин стерилизатор либо сушильный шкаф. Медицинские автоклавы применяют для стерилизации хирургического перевязочного материала и инструментов, посуды и некоторых приборов для выращивания микроорганизмов, обеззараживания инфицированного материала, уничтожения культур болезнетворных микроорганизмов, при создании изделий из карбонового волокна, для придания им твёрдых форм и т. п. В межстенное пространство (водопаровая камера) заливается дистиллированная вода. При нагревании водяной пар поступает в стерилизационную камеру, повышая в ней давление и температуру (выше 100 °С).

В металлургии (гидрометаллургии, см. также Автоклавное выщелачивание) с помощью автоклавов выполняется очистка растворов металлов от примесей и процесс восстановления драгоценных и редкоземельных металлов после выщелачивания из подготовленных растворов. Объём аппарата может изменяться от десятков кубических миллиметров (лабораторные импульсные автоклавы) до нескольких сотен кубометров (горизонтальные автоклавы для окисления Ni-концентратов). Для агрессивных жидкостей используют автоклавы из нержавеющей стали, а также аппараты, футерованные коррозионно- и термостойкими покрытиями или плитками. Используют цилиндрические или сферические автоклавы, работающие при 260 °С и давлении 6 МПа, и автоклавные установки типа «труба в трубе» (во внешнюю трубу подают теплоноситель, во внутреннюю – нагреваемую смесь), работающие при температуре менее 300 °С.

В химической промышленности автоклавы применяются при производстве гербицидов, органических полупродуктов и красителей, в процессах синтеза. Для проведения разнообразных химических реакций данный аппарат называют химическим реактором. В случае необходимости перемешивания продукта используются автоклавы с бессальниковыми мешалками и экранированным электродвигателем, не требующим уплотнения.

В резиновой промышленности автоклавы используются для вулканизации или отверждения многих резиновых или пластиковых изделий.

В пищевой промышленности автоклавы применяются для стерилизации, пастеризации продуктов (в т. ч. консервов), приготовления пищи и др. Используются вертикальные и горизонтальные автоклавы широкого спектра разновидностей, размеров и принципов действия. Например, в горизонтальных автоклавах для пищевой промышленности может создаваться необходимое противодавление по отношению к каждой отдельно взятой упаковке с продуктом, что позволяет проводить стерилизацию продуктов не только в жёсткой таре (стеклянная, железная), но и в мягкой и полужёсткой упаковке.

Производство строительных материалов, в частности силикатных, базируется на гидротермальном синтезе гидросиликатов кальция, который осуществляется в реакторе-автоклаве в среде насыщенного водяного пара с давлением 0,8–3 МПа и температурой 175–200 °С. В данном производстве большой объём работ составляет процесс получения извести для сырьевой смеси. В технологический процесс производства извести входят следующие операции: добыча известкового камня в карьерах, дробление и сортировка его по фракциям, обжиг в шахтных вращающихся и других печах, дробление или помол комовой извести (получение негашёной извести). Получение сырьевой смеси осуществляется двумя способами: барабанным и силосным, которые отличаются друг от друга приготовлением известково-песчаной смеси.

В наши дни почти все элементы зданий и сооружений (панели, плиты перекрытий, элементы лестниц и др.) могут быть изготовлены из армированного силикатного бетона, который по своим свойствам почти не уступает железобетонным, а благодаря применению местных сырьевых материалов и промышленных отходов обходится на 15–20% дешевле, чем аналогичные железобетонные элементы на портландцементе. На современных автоклавных установках изготавливают газобетон и пенобетон. Их широко применяют в строительстве коммерческих и жилых зданий разного назначения и этажности. Газобетон и пенобетон могут быть применены как для несущей конструкции, так и для межкомнатных перегородок и в качестве перемычек. Автоклавный метод изготовления газобетона и пенобетона является основным, так как в автоклаве создаются оптимальные условия для твердения смеси, а использование управляемого автоклавного процесса позволяет получить газобетон и пенобетон с заданными техническими характеристиками.

Так же изготавливают ячеистый бетон, силикатные блоки и панели, облицовочные, теплоизоляционные материалы и другие изделия. Автоклавы используются для изготовления плёночного триплекса. При использовании автоклавной технологии обеспечиваются улучшенные оптические характеристики стекла, повышается его влагостойкость и т. п. При производстве триплекса применяют туннельные или тупиковые автоклавы. Внешне они представляют собой трубу 3–6 м в диаметре и 15–20 м в длину, закрываемую крышкой с байонетными затворами (тупиковыми с одной стороны, туннельными с двух сторон). Вдоль по длине автоклава расположены рельсы для вагонеток с изделиями. Автоклавы оборудованы магистралями для впуска насыщенного пара, перепуска отработанного пара в другой автоклав, выпуска пара в атмосферу или в утилизатор и для конденсатоотвода.

Принцип работы автоклава

Принцип работы автоклава прост: за счет избыточного давления автоклав позволяет поднять температуру стерилизации выше температуры кипения воды на 20-30°C. Хотя большинство вредных микроорганизмов погибают при температуре +80-100°C, есть несколько микроорганизмов, цисты которых выдерживают это испытание. Например, возбудитель ботулизма гарантированно погибает лишь при длительном воздействии температуры +113-120°C.

Помимо стерилизации автоклав позволяет объединить утомительные операции по приготовлению консервов. Готовя консервы в автоклаве можно избежать предварительной варки продукции и последующей стерилизации.

Консервы в бытовом автоклаве готовят так:

Преимущества автоклава

Устройство

Герметичная емкость состоит из загрузочной камеры, крышки с запорными механизмами для герметизации, штуцера для прикрепления насоса.

На корпусе установлены контрольно-измерительные приборы – манометр (показывает давление газа и жидкостей в замкнутом пространстве), градусник, клапан аварийного сброса.

Популярные модели приборов для домашней консервации изготовлены из нержавеющей стали.

Стандартные размеры аппарата: 22 литра (вмещается 14 банок по 0,5 л), 46 л (22 банки по 0,5 л), 125 л (48 банок по 0,5 л).

Еще одна важная характеристика – источник подогрева.

Некоторые модели нагреваются на газовой плите, бензиновой горелке, другие подходят только для электрических плит.

Автономные автоклавные установки, предназначенные для домашнего консервирования, работают от электросети – в них встроены ТЭНы.

Как пользоваться автоклавом в домашних условиях

Технология приготовления закаток в приборе несложная.

Помойте бытовой автоклав, затем расфасуйте продукты по банкам, закатайте консервными крышками.

Установите банки в прибор для консервирования. Дальнейшие действия будут отличаться в зависимости от вида аппарата:

Соотношение температуры и давления

Для каждого автоклава разное соотношение этих показателей, более подробно с параметрами можно ознакомиться в инструкции по эксплуатации. Числа зависят от объема прибора, интенсивности нагрева, особенностей конструкции. Конкретные значения вы узнаете опытным путем по ходу работы. Небольшой электрический автоклав, работающий от электросети, через 5 часов работы показывает на термометре 120°С при давлении 4,7 атм. Приборы, нагревающиеся на плите, быстрее достигают рабочих параметров. Большинство домашней консервации готовится при температуре не выше 120°С и 4,5 атм.

Виды автоклавов

Газовый

Этот вид аппарата для домашнего консервирования греется на газовой плите. Если хозяйка решила выбрать его, то при заказе она должна оценить вес прибора – поднять автоклав с банками и водой на высоту бывает очень непросто. Оптимальный вес аппарата – 8 кг. Днище должно быть ровным и иметь толщину не меньше 3 мм. Лучше покупать товар у проверенных производителей, которые создают автоклавы много лет.

Электрический

Такой прибор более удобен для хозяек, поскольку его можно поместить на небольшой высоте возле розетки. Еще один плюс электрического автоклава – работа в автономном режиме. Терморегулятор поддерживает нужные показатели в течение отведенного времени. Мощность у аппаратов разная. Маленькие приборы объемом 22 л потребляют 2 кВт, средние автоклавы на 46 л – 3,2 кВт. Напряжение в сети должно составлять 200 В.

Строение автоклава

Технология приготовления консервов

Заводской стерилизатор на фото работает без предварительной накачки воздухом

Работа автоклава для домашнего консервирования основана на принципе повышения температуры кипения воды за счет увеличения давления в сосуде. Находясь в обычных условиях, она закипает при 98—100 °С. Если же создать в закрытом резервуаре избыток величиной 1 Бар, то эта граница сдвинется до 120 °С, а при 1.5 Бар – почти до 127 градусов. Таким образом, происходит ускоренная варка овощей (мяса) с попутным уничтожением всех видов бактерий и вирусов, выживающих при обычном кипении.

Источник