در صنایع غذایی، اتوکلاو پخت با بخار یا دیگ صنعتی به یک ظرف بزرگ خاص گفته می شود که برای پخت و استریل کردن محصولات غذایی استفاده می‌شود. این دستگاه به شکل یک دیگ بزرگ و قوی طراحی شده است که قابلیت تحمل فشار و دمای بالا را دارد. فرآیند استفاده از اتوکلاو در صنایع غذایی به این صورت است که محصولات غذایی، مانند میوه‌ها، سبزیجات، مواد آردی، غلات، مواد گوشتی و غیره، درون اتوکلاو قرار می‌گیرند.
در مرحله پخت، درون اتوکلاو، فشار بخار ایجاد می‌شود و دما بالا می‌رود. این فشار و دما باعث پخت و استریل کردن محصولات غذایی می‌شود و باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها را از بین می‌برد. از اتوکلاو در صنایع غذایی استفاده می‌شود تا محصولات غذایی را برای افزایش ماندگاری، حفظ کیفیت، حذف میکروب‌ها و ایجاد ایمنی غذا، پخت و استریل کند. به عنوان مثال، اتوکلاو در تولید کنسروها، غذاهای آماده، آبمیوه و سوپ‌های بسته‌بندی شده استفاده می‌شود.
کاربردها
محصولات غذایی متنوعی با استفاده از اتوکلاو پخت صنعتی توسط بخار تولید می‌شوند. محصولات مانند کنسرو ماهی، کنسرو سبزیجات، کنسرو میوه‌ها و کنسرو قورمه‌ها با استفاده از اتوکلاو پخت صنعتی تولید می‌شوند. در این فرآیند، محصولات درون قوطی‌ها یا بسته‌بندی‌هایی قرار می‌گیرند و به مدت زمان مشخصی در اتوکلاو پخت و استریل می‌شوند تا باکتری‌ها و اسپویلرهای غذایی از بین بروند و ماندگاری آنها تضمین شود.
برخی از آبمیوه‌ها نیز با استفاده از اتوکلاو پخت صنعتی تولید می‌شوند. در این فرآیند، میوه‌ها به همراه آب و شیره میوه در بطری‌ها یا بسته‌بندی‌های دیگر قرار می‌گیرند و در اتوکلاو پخت و استریل می‌شوند تا میکروب‌ها از بین بروند و ماندگاری آنها تضمین شود. برخی از سوپ‌ها و نوشیدنی ها نیز با استفاده از اتوکلاو پخت صنعتی تولید می‌شوند. این فرآیند باعث می‌شود که محصولات کاملاً پخته شده و استریل شوند تا به مدت طولانی قابل نگهداری و مصرف باشند.
دیگ های عمودی
اتوکلاوهای صنایع غذایی عمودی طراحی شده‌اند تا در فضای محدودتری قرار گیرند و به صورت عمودی عمل کنند. اتوکلاوهای عمودی معمولاً فضای کمتری را اشغال می‌کنند نسبت به اتوکلاوهای افقی (افقی). این برای کارخانه‌ها و واحدهایی با فضای محدود مهم است، زیرا اجازه می‌دهد فضای بیشتری برای نصب وسایل دیگر مورد نیاز صنعت غذا باقی بماند.
طراحی عمودی اتوکلاوها به طور کلی بهره‌وری بالاتری در استفاده از فشار و حرارت فراهم می‌کند. زمانی که محصولات غذایی درون اتوکلاو قرار می‌گیرند، بخار و حرارت به طور یکنواخت در سراسر دیگ توزیع می‌شود، به عبارت دیگر، در اتوکلاوهای عمودی، محصولات در طول خود توزیع می‌شوند و این بهبود در توزیع حرارت و فشار منجر به کاهش زمان پخت و استریل می‌شود.
با توجه به طراحی عمودی، اتوکلاوهای صنعتی عمودی از نظر ایمنی بیشتری برخوردار هستند. ورود و خروج محصولات از بالای اتوکلاو انجام می‌شود و ممکن است خطراتی مانند ریزش و آسیب دیدن کارکنان به دلیل باز شدن درها در حین عملیات پخت کاهش یابد.
اتوکلاو های افقی
اتوکلاوهای صنعتی با طراحی افقی نیز در صنایع غذایی استفاده می‌شوند و دارای مزایا و کاربردهای خاص خود هستند. اتوکلاوهای صنعتی با طراحی افقی معمولاً دارای ظرفیت بزرگتری هستند و می‌توانند حجم بیشتری از محصولات را در یک دوره پخت تولید کنند. این برای کارخانه‌ها با حجم بالا و تولیدات بزرگ مفید است و زمان و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد.
در اتوکلاوهای صنعتی افقی، محصولات در طول خود قرار می‌گیرند و بخار و حرارت به صورت یکنواخت در سراسر اتوکلاو توزیع می‌شود. این منجر به پخت یکنواخت تر و یکسان‌تر محصولات می‌شود و از نظر کیفیت و طعم آنها تفاوت کمتری می‌باشد. در اتوکلاوهای افقی، محصولات از جانبی اتوکلاو بارگیری و تخلیه می‌شوند. این طراحی، عملیات بارگیری و تخلیه را ساده‌تر می‌کند و امکان استفاده از تجهیزات بارگیری و تخلیه خودکار را فراهم می‌کند که زمان و تلاش کارکنان را کاهش می‌دهد.
اتوکلاوهای افقی به خصوص برای پردازش محصولات بزرگ و بلند مانند قطعات گوشت، پیتزا، نان و غیره مناسب هستند. این نوع از محصولات در اتوکلاوهای عمودی ممکن است با مشکلاتی مانند تغییر شکل و خمیدگی مواجه شوند، در حالی که در اتوکلاوهای افقی این مشکلات به حداقل می‌رسند.
مکانیسم قفل شدن و باز و بسته شدن درب دستگاه
برای درب اتوکلاوها که هم راحت باز و بسته شوند، ایمنی داشته باشند و از خروج بخار جلوگیری کنند، می‌توان از سیستم‌هایی مانند درب‌های با قفل خودکار و درب‌های چند لایه استفاده کرد. در روش قفل خودکار، درب اتوکلاو با سیستمی مجهز به قفل خودکار تجهیز می‌شود. با فشار دادن یک دکمه یا انجام یک حرکت خاص، درب به طور خودکار قفل می‌شود و جلوی باز شدن غیرمجاز در حین عملیات را می‌گیرد. برای باز کردن درب نیز باید یک مکانیسم خاص را فعال کرد. این سیستم‌ها به طور کلی ایمنی بیشتری را فراهم می‌کنند و از خروج بخار جلوگیری می‌کنند.
در روش چند لایه، درب اتوکلاو از چند لایه تشکیل شده است. لایه‌های مختلف معمولاً شامل جریان‌دهنده‌ها، درب‌های فولادی و درب‌های ایمنی هستند. این ساختار چند لایه به درب اتوکلاو استحکام بیشتری می‌بخشد و جلوی خروج بخار را می‌گیرد. همچنین، درب‌های فولادی می‌توانند حفاظت فیزیکی بیشتری را ارائه دهند و در صورت بروز هرگونه نشتی بخار، آن را محدود کنند.
برخی از اتوکلاوها مجهز به سیستم‌های حفاظتی فشار هستند که به طور خودکار فشار را کنترل می‌کنند. این سیستم‌ها در صورت افزایش ناگهانی فشار، اقدام به خنک کردن و کاهش فشار داخلی می‌کنند. این اقدامات باعث جلوگیری از احتمال خروج ناگهانی بخار و کاهش خطراتی مانند انفجار می‌شوند. این سیستم‌ها معمولاً شامل لوله‌های خروجی برای خروج بخار اضافی و سیستم‌های مانع بخار هستند که از خروج بخار از جای نامناسب جلوگیرمکانیسم‌های مذکور به طور کلی برای راحتی باز و بسته شدن درب اتوکلاو، ایمنی و جلوگیری از خروج بخار مؤثر هستند.
اتوماسیون صنعتی و هوشمند سازی
اتوماسیون صنعتی به هوشمندسازی دستگاه‌ها و فرآیندهای صنعتی کمک می‌کند. در مورد اتوکلاو، اتوماسیون صنعتی می‌تواند عملکرد و عملیات آن را بهبود بخشد و همچنین امکانات هوشمندی را به آن اضافه کند. با استفاده از سیستم کنترل خودکار، می‌توان فرآیندهای اتوکلاو را به صورت خودکار و بدون دخالت انسانی مدیریت کرد. این شامل کنترل دما، فشار و زمان است. سنسورها و کنترلرها به کمک الگوریتم‌های مختلف، تصمیم‌گیری‌های هوشمندانه را برای کنترل بهینه فرآیند اتوکلاو انجام می‌دهند.
با استفاده از سنسورها و دستگاه‌های اندازه‌گیری پیشرفته، میزان دما، فشار و رطوبت داخل اتوکلاو را به طور دقیق و در زمان واقعی نظارت می‌کنند. این اطلاعات به سیستم کنترل هوشمند ارسال می‌شوند تا فرآیند اتوکلاو به طور مداوم کنترل شود و اگر نیاز باشد، تغییراتی در پارامترهای فرآیند اعمال شود.
سیستم‌های اتوماسیون صنعتی معمولاً قابلیت ثبت و ذخیره دادههای مربوط به فرآیند اتوکلاو را دارند. این اطلاعات می‌توانند برای تجزیه و تحلیل بعدی و بهینه‌سازی عملکرد استفاده شوند. همچنین، ایجاد گزارش‌ها و نمودارهای آماری از دادههای ثبت شده می‌تواند به مدیران و مهندسان کمک کند تا عملکرد اتوکلاو را تحلیل کرده و بهبودهای لازم را انجام دهند.
منبع تأمین حرارت و بخار
منبع تأمین حرارت و بخار در اتوکلاوهای صنایع غذایی معمولاً از سیستم‌های خارجی تأمین می‌شود. بخار آب یکی از منابع اصلی تأمین حرارت در اتوکلاوهای صنایع غذایی است. برای تولید بخار از آب، از واحدهای تولید بخار مانند بویلرهای بخار استفاده می‌شود. بویلرها با استفاده از سوختهای مختلف مانند گاز طبیعی، نفت سبک یا سوختهای جامد (مانند ذغال‌سنگ) بخار تولید می‌کنند. سپس بخار تولید شده به اتوکلاو منتقل می‌شود و در داخل آن برای ایجاد حرارت و فشار مناسب استفاده می‌شود.
برخی از اتوکلاوهای صنایع غذایی می‌توانند از منابع حرارتی الکتریکی استفاده کنند. در این صورت، المنت‌های گرمایی الکتریکی در داخل اتوکلاو قرار داده می‌شوند تا با عبور جریان الکتریکی از آنها، حرارت تولید شود. این روش معمولاً برای اتوکلاوهای کوچکتر و با ظرفیت کمتر استفاده می‌شود.
برخی از اتوکلاوهای صنایع غذایی می‌توانند از سیستم‌های حرارتی دیگر نیز استفاده کنند. به عنوان مثال، از روغن حرارتی یا گازهای گرمایی مانند گاز طبیعی، پروپان یا بوتان برای تأمین حرارت در اتوکلاو استفاده می‌شود. این سیستم‌ها معمولاً برای اتوکلاوهای بزرگتر و صنعتی‌تر استفاده می‌شوند.
