Как было показано, давление в жестяной таре при стерили­зации превышает наружное давление в автоклаве на величину первоначального парциального давления воздуха, а избыточ­ное давление в стеклянной таре при стерилизации в автоклаве равно давлению воздуха в момент стерилизации, умноженно­му на коэффициент V_lT_2/V₂T₁.

Значительное превышение давления в консервной таре при стерилизации над давлением в стерилизационном аппарате мо­жет вызвать остаточную деформацию жестяных банок в виде вздутых и не посаженных на место концов, складок на перифе­рии концов, разрыв их по продольному или закаточному шву, может привести к срыву металлических крышек с горловины банок. Для уменьшения давления в банке при стерилизации необходимо удалить из нее воздух - произвести эксгаустиро- вание консервов.

Влияние теплового эксгаустирования на давление в жестяной таре при стерилизации. Из формулы для расчета избыточного давления в жестяной таре при стерилизации в автоклаве (21.17) следует, что для уменьшения давления не­обходимо максимально увеличивать температуру продукта при закатке.

Теоретически максимальное значение Р , равно 0,1 МПа (для температуры продукта при закатке 100 °С). При этом зна­чении не будет никакого избытка давления в банке над давле­нием в автоклаве. Банка не будет вздуваться при стерилизации. В тот момент, когда банка после стерилизации остынет до тем­пературы, при которой она была закатана, в ней снова устано­вится атмосферное давление 0,1 МПа.

При температуре хранения в банке установится давление Р_хр :

где Р_п,„ - упругость водяных паров над продуктом при темпера­туре хранения.

Первоначальное парциальное давление воздуха можно счи­тать практически неизменным. Упругость водяных паров при охлаждении Р меньше упругости водяных паров при закатке Р_п„ так как температура продукта в момент закатки, как прави­ло, выше температуры хранения, тогда и давление в банке бу­дет меньше атмосферного - в хранящейся на складе консерв­ной банке должен быть вакуум:

Вакуум в банке имеет положительное значение.

Во-первых, при наличии вакуума донышки банок оказыва­ются несколько вдавленными внутрь, что является визуальным признаком доброкачественности консервов. Так как порча мо­жет происходить и без газообразования (например, «плоское скисание»), то правильнее говорить, что наличие даже слегка вздувшейся банки свидетельствует о недоброкачественности ее содержимого.

Во-вторых, вакуум компенсирует некоторое увеличение (выше атмосферного) давления при повышенных температу­рах хранения (транспортирования)консервов.

Формула (21.24) позволяет сделать следующие выводы:

• вакуум в жестяной таре при охлаждении ее после стери­лизации равен разности между упругостью водяных паров при закатке и при охлаждении;
• чтобы увеличить вакуум в банке при охлаждении, нужно стремиться к увеличению Р_п, путем увеличения температуры продукта при закатке. Однако при фасовке горячих продуктов в крупную жестяную тару (например, при фасовке томатной пасты горячим розливом) воздух почти полностью удаляется из банки. При остывании и конденсации водяных паров в бан­ке создается высокий вакуум. Так как площадь поверхности банки № 15 велика, то возникает перевес наружного атмосфер­ного давления над внутренним давлением. Бока банок вдавли­ваются внутрь, что ухудшает внешний вид и повышает вероят­ность нарушения герметичности швов. Явление названо ваку­умной деформацией.

Для предупреждения вакуумной деформации используются крышки с выпуклым («обратным» по отношению к обычным крышкам) рельефом, а корпус усиливается дополнительными ребрами жесткости.

Влияние теплового эксгаустирования на давление в сте­клянной банке при стерилизации. Если закатать стеклянную банку при температуре продукта 100 °С, то давление в ней не будет превышать давления в автоклаве. Следовательно, при ис­пользовании стеклянной тары тепловое эксгаустирование име­ет большое значение.

Влияние механического эксгаустирования на давление в жестяной таре. Механическое эксгаустирование представля­ет собой удаление воздуха из тары механическим путем с по­мощью вакуум-закаточных машин.

Если обозначить величину механического вакуума, создава­емого в банке в момент закатки, через W, то давление в банке будет

Р_п, + Р_в, = 0,1 - W.                               (21.25)

Давление в банке при стерилизации можно рассчитать по формуле (21.2):

Вычтя из выражения (21.2) выражение (21.25), получим

Выражение (21.26) характеризует избыточное давление в жестяной таре, укупоренной на вакуум-закаточной машине, при стерилизации в открытом аппарате. При стерилизации же в автоклавах (P_a = Р ) выражение (21.26) преобразуется:

Из формулы (21.27) следует, что для уменьшения избыточ­ного давления в банке при стерилизации нужно стремиться к максимальному увеличению суммы (Р^+W). Однако не надо стремиться одновременно к увеличению Р_п, и W.

Допустим, механический вакуум при закатке составляет 550 мм рт. ст., а температура продукта 81 °С. Давление над про­дуктом, соответствующее температуре 81 °С, равно 0,05 МПа. Давление же воздуха в камере закаточной машины 210 мм рт. ст. (760 - 550), или 0,028 МПа, т.е. значительно меньше упругости водяных паров над продуктом. Следовательно, в момент закат­ки произойдет мгновенное вскипание продукта и вследствие этого быстрое охлаждение до температуры, при которой упру­гость водяных паров не превышает давления воздуха над ними, т.е. до 68 °С.

Быстрого вскипания и разбрызгивания с последующим охлаждением продукта допускать не следует. Поэтому давле­ние водяных паров над продуктом в момент закатки не должно быть больше давления воздуха в камере закаточной машины:

Из выражений (21.28) и (21.29) следует, что (Р_п, + W)<0,1, т.е. пределом суммы Р_п, и W является 1 атм (0,1 МПа). Из этого вытекает, что увеличивать одновременно Р_п, и W можно лишь до тех пор, пока сумма их не достигнет 0,1 МПа, после чего увеличение одного из этих факторов может идти только за счет уменьшения другого.

При Р_п, + W = 0,1 избыточное давление из выражения (21.27) равно нулю, нет никакого превышения давления в банке над давлением в автоклаве. Без применения механического вакуу­ма такой результат можно было бы получить при условии, что температура продукта при закатке составляет 100 °С, а это практически невыполнимо.

Таким образом, основную роль в уменьшении давления в банке при стерилизации играет тепловое эксгаустирование, а механическое служит в качестве дополнения к нему.