Автоклавы периодического действия могут быть вертикального и горизонтального типа. Для работы вертикального автоклава обязательно наличие загрузочного устройства (электротельфера и подвесного пути). Вертикальный автоклав вместе с коммуникациями, как правило, размещают в приямке (глубина приямка для двухсетчатого автоклава - 2,5 м), что усложняет строительно-монтажные работы и эксплуатацию.
При стерилизации в вертикальном автоклаве значителен расход пара и воды. Однако коэффициент загрузки горизонтального автоклава ниже, чем вертикального. В горизонтальном автоклаве использовать в качестве теплоносителя воду сложнее, чем пар.
Широко распространенные на отечественных предприятиях вертикальные автоклавы постепенно заменяются горизонтальными.
В качестве греющей среды в автоклавах используют горячую воду и пар, в качестве теплоносителя - пар. Пар в качестве греющей среды может применяться только в том случае, когда консервы фасованы в жестяную тару и должны стерилизоваться при температуре выше 100 °С под давлением.
Наиболее часто для стерилизации консервов используется периодически действующий вертикальный автоклав типа АВ-2 (автоклав вертикальный двухсеточный) или АВ-4 (четырехсеточный). В настоящее время на консервных заводах эксплуатируются модернизированные автоклавы Б6-КАВ-2 и Б6-КАВ-4 (рис. 24.1).
Корпус автоклава 1 представляет собой вертикальный цилиндр (толщина стали 6 мм) со сферическими днищем и крышкой 2 (толщина стали 8 мм). Противовес 5 облегчает поднятие крышки. Верхняя часть автоклава снабжена устройством для герметизации. Устройство исключает открытие автоклава, если давление в автоклаве выше атмосферного, исключает подачу пара при негерметичном закрытии автоклава. Внутри автоклава имеются кронштейны, на которые ставят сетки 7 (корзины) с банками. На корпусе автоклава устанавливается предохранительный клапан 3 для выпуска излишнего давления (свыше 0,35 МПа) из автоклава. На крышке автоклава имеется также продувочный краник 4, который служит для выпуска воздуха и пара из аппарата.
Под крышкой автоклава установлен кольцевой барботер 6 для подачи холодной воды. Внизу установлен барботер 9 для подачи пара или сжатого воздуха.
Пар и воздух подаются снизу автоклава 8, вода может удаляться и сверху и снизу через сливные патрубки 10, а подаваться для охлаждения - только сверху. Между автоклавом и вентилями установлены обратные клапаны, пропускающие пар или воздух в одну сторону - от вентиля к автоклаву. К цилиндрической части автоклава приварена камера (карман), в которой установлен термометр. В камеру обеспечен приток воды из разных мест автоклава, что обеспечивает отражение термометром средней температуры воды в аппарате.
Подлежащие стерилизации банки укладывают в цилиндрические перфорированные стальные корзины - автоклавные сетки. Вместимость сетки - 0,485 м3. При ручной загрузке банки укладывают правильными концентрическими кругами, заполняя сетку ряд за рядом снизу доверху. Для механизации загрузки могут использоваться специальные устройства и автоклавные корзины со съемным дном, которое может перемещаться по вертикали. Перед началом загрузки дно устанавливается в положение, когда плоскость его совпадает с плоскостью стола-накопителя. С помощью механизма или вручную банки со стола-накопителя сдвигаются на плоскость дна сетки. По заполнении ряда дно опускается на высоту банки. Сверху кладется металлический лист, на который устанавливается следующий ряд банок. Когда сетки загружены, их цепляют на крюк электротельфера или мостового крана и загружают в автоклав.
Металлические банки могут загружаться в сетку навалом. На время загрузки автоклавные сетки помещают в ванну с водой. Вода смягчает удары падающих банок и предупреждает образование вмятин. При таком способе загрузки степень заполнения сетки банками около 85 %. Для механизированной выгрузки жестяных банок из автоклавных корзин последние передаются с помощью рольганга к специальному опрокидывателю, который высыпает банки в приемную ванну, наполненную водой.
Вместимость автоклава по банкам зависит от их размеров (табл. 24.1), но практически не отражается на массе одновременно автоклавируемой продукции.
Продолжительность стерилизации с увеличением размера банок всегда возрастает, удельная массовая производительность автоклава с увеличением размеров банок падает (табл. 24.2). Следовательно, с позиций пропускной способности автоклава выгоднее выпускать консервы в таре меньших размеров.
Стеклянные банки стерилизуют в автоклавах только водой, подогреваемой паром (при соприкосновении пара, имеющего температуру около 150 °С, с относительно холодной поверхностью стекла может произойти термический бой банки). Скорость прогрева аппарата и банок при этом меньше, чем при паровой стерилизации, пар расходуется менее рационально (количество теплоты, необходимое для подогрева воды, больше, чем для подогрева банок), но прогрев происходит постепенно и более равномерно.
Стерилизация горячей водой применяется и для жестяных банок, если температурный режим находится в пределах до 100 °С, а также в тех случаях, когда жестяные банки стерилизуют с применением противодавления.
Охлаждение стеклянных банок проводят холодной водой, смешивающейся с водой, находящейся в автоклаве.
В зависимости от формы, размера, вида материала и толщины стенки тары, в которую расфасован продукт (мелкая или крупная, изготовлена из жести, алюминия, стекла, многослойных полимерных или бумажных материалов), выбирают тип энергоносителя и способ создания противодавления в автоклаве (табл. 24.3).
Для консервов в стеклянной таре III типа укупорки режим стерилизации принято записывать с учетом изменения давления в автоклаве в течение всего процесса стерилизации. Пример такого режима приведен в табл. 24.4 и 24.5.