Влияние режимов стерилизации молочных консервов на герметичность банок
Опубликовано: 05.09.2018
Наблюдения показывают, что при стерилизации консервов в условиях промышленных режимов давление рб, развивающееся внутри банки, сравнительно невелико. При расчете режимов стерилизации его принимают во внимание как фактор, влияющий на изменение перепада давлений внешней среды ра и внутри банки рб
Δр = ра - рб.
Перепад давлений является показателем, от которого зависит сохранение герметичности банок при стерилизации. Превышение допускаемых (критических) размеров перепада давлений, учитывающих свойства материалов банок и крышек (стекло, металл, полимер), способ их изготовления и надежность контроля герметичности, способствует их разгерметизации.
Перепады давления возникают при нагреве и выдержке в направлении внешней среды, а в период охлаждения - внутрь банки. Очевидно, соотношение давлений во внешней среде и банке должно удовлетворять условию
(рб + рк.н)>ра>(рб - рк.в),
согласно которому можно определить pб, рк.в (избыточное давление внутри банки) и рк.н (избыточное давление вне банки).
При герметизации банки в нормальных условиях давление в ней равно атмосферному Ва
В литературе указывается, что проведены исследования для выявления фактического давления в банке при температуре стерилизации с учетом влияния на этот показатель изменений физико-химических свойств консервируемых продуктов. По результатам этих исследований составлены и рекомендуются формулы для теоретических расчетов давления, развивающегося внутри банки, целиком заполненной продуктом. Установлено влияние объемных долей продукта, воздуха и пара на давление, развивающееся внутри банки, не полностью занятой продуктом.
Объем пространства, не заполненного продуктом, % к общему объему банок |
20-10 |
10-5 |
5-2,5 |
Средний прирост давления на каждый процент уменьшения объема паровоздушного пространства, кПа |
1,1 |
3,7 |
12,2 |
С уменьшением доли объема банки, заполняемой паровоздушной смесью, прирост давления в банке увеличивается. Это объясняется различными упругими свойствами паровоздушной смеси и пара, выделяющегося из стерилизуемых продуктов. Возможные допущения и замены при выборе расчетных показателей для уравнений, с помощью которых определяются давления внутри банок, приведены в специальной литературе.
Если давление в банке не уравновешено с давлением внешней среды, она может потерять герметичность. Давление в банке после перехода ее из башни стерилизации в верхнюю часть башни охлаждения водой превышает давление внешней среды и бывает причиной разгерметизации.
По результатам расчетов изменения давления в банке № 7, до отказа заполненной молоком, построены кривые, характеризующие скорости (интенсивности) охлаждения и влияние давления внутри банки на изменение Δр. При величине Δр, разрушающего банку, нарушается ее герметичность, и за счет попадания воды в продукт изменяется его состав.
Также была выведена взаимозависимость между глубиной погружения банки в охлаждающую воду и температурой продукта, при которой давление в банке равно внешнему.
Существуют кривые, которые показывают критическую скорость охлаждения и недопустимые скорости, способствующие появлению условий для выброса части содержимого банки во внешнюю среду и подсоса хладагента в банку.
При нагревании и выдержке температура в банке, следовательно, и давление, меньше температуры и давления окружающей внешней среды ра>рб. Банка может оказаться деформированной сжимающими силами и разгерметизированной. Из этого следует, что при выборе режимов стерилизации нельзя допускать размер Δр до разрушающего значения.
При наличии надежного автоматического контроля за правильно выбранным режимом стерилизации и управления процессом количество разгерметизированных банок невелико. Причинами разгерметизации чаще оказываются недоброкачественность уплотняющих материалов и недостатки в работе закаточных машин. Надежный контроль герметичности банок до и после заполнения продуктом значительно снижает разгерметизацию их в процессе стерилизации.
Для измерения давления внутри банки с продуктом используют электротензоманометр мембранного типа - прибор, основанный на частоте колебаний поверхности банки.