Автоклав из Китая характеризуется долгим сроком службы, простотой в обслуживании. На китайский автоклав имеются все необходимые документы и техническая информация.

Автоклав используется для термовлажной обработки газобетонных блоков, бетонных полых свай, силикатного кирпича, пылеугольного кирпича, силикатных плит с микропорой, теплоизоляционных листовых асбестовых плит, гипсов высокой прочности и других строительных материалов, для которых требуется процесс пропаривания. В процессе термовлажной обработки происходит автоклавное твердение обрабатываемых изделий.

Автоклав представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд: трубу с возможной длиной 1-55 м и возможным диаметром 0.8-4.0 м., работающий под давлением пара, снабженный одной или двумя быстросъемными крышками. Обрабатываемые материалы загружают в автоклав на вагонетках, для чего автоклав снабжен рельсовым путем. У автоклавов (тупиковых), имеющих быстросъемную крышку, загрузку и выгрузку материалов производят с одной стороны. В автоклавах (проходных) с двумя быстросъемными крышками загрузку осуществляют с одной стороны, а выгрузку - с противоположной. Автоклавы снабжены надежным сигнально - блокировочным устройством, обеспечивающим безопасную эксплуатацию; автоматизированной системой отвода конденсата; устройством для контроля разности температур между верхней и нижней образующими корпуса; устройством автоматического регулирования технологического процесса запаривания.

Работа автоклавов осуществляется циклично; продолжительность цикла определяется видом обрабатываемых материалов и параметрами используемого пара. Автоклав устанавливают на опорах, позволяющих ему удлинятся при нагревании. Пар подается через штуцер к перфорированной трубе, размещенной внутри автоклава, конденсат удаляют через спускной клапан. Внутри автоклава проложен рельсовый путь, по которому проходят вагонетки с пропариваемыми изделиями. Во избежание больших тепловых потерь в окружающую среду все внешние поверхности автоклава покрывают тепловой изоляцией, что способствует интенсификации самого технологического процесса и, кроме того, является одним из важнейших мероприятий по охране труда.

Конструкция сосудов обеспечивает надежность, долговечность и безопасность эксплуатации в течение расчетного срока службы и предусматривает возможность проведения технического освидетельствования, очистки, промывки, полного опорожнения, продувки, ремонта, эксплуатационного контроля металла и соединений. Сосуды снабжены необходимым количеством люков и смотровых лючков, обеспечивающих осмотр, очистку и ремонт сосудов, а также монтаж и демонтаж разборных внутренних устройств. Материалы, применяемые для изготовления сосудов, обеспечивают их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, отрицательная минимальная и максимальная расчетная температура), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления. Для гидравлического испытания сосудов применяется вода с температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °С.

Каждый сосуд поставляется заказчику с паспортом установленной формы. К паспорту прилагается инструкция по монтажу и эксплуатации. На каждом сосуде прикреплена табличка, выполненная в соответствии со стандартом.

Технические параметры китайского автоклава для пропарки газобетона, силикатного кирпича

Показатель	Ед. изм	Модели и параметры
Показатель	Ед. изм	φ1.65×21	φ2×31	φ2.25×31.5	φ2.4×31	φ2.5×31	φ2.6×32	φ2.68×38	φ2.85×38	φ3×36.5	φ3.2×46
Внутренний диаметр		1.65		2.25				2.68	2.85
Эффективная длина				31.5						36.5
Расчетное давление			1.4/1.6
Расчетная темп.	О С		198/204
Раб. давление			1.3/1.5
Рабочая темп.	О С		194/200
Среда	Насыщенный пар, конденсат
Расстояние внутренних рельсов										1200	1230
Расстояние внутренних рельсов		По требованию пользователя
Способ открытия	Ручное боковое или верхнее открытие, гидравлическое верхнее открытие
Габаритный размер L×W×H	m×m	21.65×2.62×2.6	32.3×2.73 ×3.33	33.23×3.2 ×4.7	31.69×3.5 ×5.05	32.4×3.8 ×5.07	3.4×3.4 ×4.3	39.63×3.46 ×4.32	39.76×3.83 ×4.5	38.55×3.7 ×4.74	48.25×3.88 ×4.9

Система управления использует программируемый логический контроллер Mitsubishi PLC+ сенсорный экран. В процессе эксплуатации можно перейти на ручной режим. Система автоматически завершит процесс работы в соответствии с кривой заданного давления.

Функции системы:

Предупреждение повышенного давления, температуры.
Показание предупреждения аварий.
Показание одновременного сопоставления настоящей технологической кривой и заданной технологической кривой.
Пропорциональное регулирование впускного и выпускного клапана.
Автоматическое управление водоотвода.
Предупреждение слишком высокого уровня застоя воды.
Ручное управление каждого клапана.
Показание проверки системы.
Показание и запись температуры и давления внутри автоклава.
Показание раскрыва выпуского и впускного клапана.
Показание состояния открытия и закрытия дренажного клапана.
Показание состояния наличия и отсутствия давления внутри автоклава.
Показание состояния выключателя крышки автоклава.
Показание положения готовности системы
Показание поверхностной температуры автоклава на 4 точках.

Автокла́в - аппарат для проведения различных процессов при нагреве и под давлением выше атмосферного. В этих условиях достигается ускорение реакции и увеличение выхода продукта. При использовании в химии или для проведения химических реакций используют название химический реактор. При использовании в медицине для стерилизации при высоком давлении и температуре - только автоклав. В случае, если стерилизация проводится при высокой температуре, но без давления, используют термин стерилизатор или сушильный шкаф. Был изобретён Дени Папеном в 1679 году.

Разновидности автоклавов

Автоклавы бывают: вращающиеся, качающиеся, горизонтальные, вертикальные и колонные. Автоклав представляет собой сосуд либо замкнутый, либо с открывающейся крышкой. При необходимости снабжаются внутренними, наружными или выносными теплообменниками, механическими, электромагнитными, либо пневматическими перемешивающими устройствами и контрольно-измерительными приборами для измерения и регулирования давления, температуры, уровня жидкости и т. п.

Характеристики автоклавов

Конструкция и основные параметры промышленного автоклава разнообразны, ёмкость от нескольких десятков см³ до сотен м³, предназначаются для работы под давлением до 150 МПа (1500 кгс/см²) при температуре до 500 °C. Для химических производств перспективны бессальниковые автоклавы с экранированным электродвигателем, не требующим уплотнения.

Ротор этого электродвигателя насажен непосредственно на вал мешалки и накрыт герметичным тонкостенным экраном из немагнитного материала, не препятствующего проникновению магнитных силовых линий от статора электродвигателя к ротору.

При производстве строительных материалов применяют туннельные или тупиковые автоклавы. Внешне они представляют из себя трубу 3-6 м в диаметре и 15-20 м в длину, закрываемую крышкой с байонетным затвором (тупиковые с одной стороны, туннельные 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.

В пищевой промышленности 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 жесткой таре (стеклобанка, жестебанка), но и в мягкой и полужесткой упаковке.

Применение автоклавов

Автоклавы применяются в химической промышленности (производство гербицидов, органических полупродуктов и красителей, в процессах синтеза); в гидрометаллургии (выщелачивание с последующим восстановлением из растворов цветных и драгоценных металлов, редких элементов); в резиновой промышленности (вулканизация технических изделий); в пищевой промышленности (стерилизация, пастеризация продуктов [в том числе консервов], приготовление пищи); в промышленности стройматериалов. Автоклавы широко используются в медицине. Также при создании изделий из карбонового волокна, для придания им твердых форм.

Рубашка автоклава защитная - устройство, предохраняющее швы и основной материал корпуса реактора от воздействия теплоносителя.

Массовое применение автоклавы получили именно в пищевой промышленности. Современные автоклавные кулинарные системы оснащены многоступенчатыми механизмами защиты, специальными замками и системами автоматического отключения. На сегодняшний день для этих целей во всем мире постоянно используется около 1,5 млн автоклавов.

Принцип работы системы

При обычных условиях нагрев воды выше точки кипения невозможен. Как только температура достигает 100 °C, вода перестает нагреваться. Это происходит из-за интенсивного испарения воды в процессе ее нагрева. Если вода кипятится долго, то она полностью переходит в пар.

Когда вода или жидкость кипятится в автоклаве, повышается точка кипения. Как только температура супа или пюре достигает 90 °C, начинается интенсивное испарение. Водяной пар, являясь, по сути, газом, создает избыточное давление в сочетании с температурой, что приводит к остановке испарения. Чем выше температура, тем выше давление в системе. Тепло, генерируемое при повышении давления, называется латентным теплом и имеет большую проникающую силу в структуру микроорганизмов, разрушая их в даже дремлющем состоянии - в спорах.

Подобный процесс легко достижим при приготовлении твердых непещеристых продуктов. В случае приготовления губкообразных, пещеристых продуктов, следует выбирать систему с глубоким вакуумированием танка. Остаточное содержание кислорода может способствовать защите бактерий от разрушения, создавая термоизоляцию для их оболочек.

Современные автоклавы используют фракционное вакуумирование, которое удаляет кислород в несколько циклов, обеспечивая 100 % проникновение пара в процессе стерилизации и гомогенизации продукта.

Приготовление пищи автоклавным методом позволяет готовить блюда в разы быстрее, с сохранением всех питательных свойств продукта.

Давление

Приготовление пищи на пару под высоким давлением - это наиболее диетический способ приготовления продуктов. Высокое давление способствует выходу естественных натуральных соков из продукта, позволяя готовить блюда при высоких температурах в собственном соку. Приготовление при высоком давлении позволяет «восстанавливать» поврежденные ткани продуктов, упакованных в вакууме или ранее замороженных.

Пар

Супернагретый пар, образованный при высоком давлении повышенными температурами, позволяет готовить от 3 до 10 раз быстрее. Обработка высокотемпературным паром позволяет готовить без соли, с минимальным количеством масла, сахара, ароматизаторов и улучшителей вкуса, с меньшим старением и высыханием при сохранении свежести вкуса.

Питательные вещества

Приготовление под давлением позволяет сохранить все питательные элементы продуктов. Поскольку пища готовится в безвоздушной среде и очень быстро, минимальное количество витаминов, жидкости, минералов, солей вываривается в процессе кипячения.

Автоклав представляет собой аппарат, предназначенный для осуществления разнообразных процессов при нагревании и под давлением, превышающим атмосферное. Наличие данных условий позволяет достигать ускорения реакции, а также увеличение выхода продукта.

Используя в химической области для проведения разнообразных химических реакций, данный аппарат называют химическим реактором. Используя в медицине (стерилизация при высоких температурах и высоком давлении), данный аппарат называют только автоклавом. Если же процесс стерилизации осуществляется без воздействия высокого давления, то применяют термин стерилизатор либо сушильный шкаф.

Разновидности автоклавов

Существуют автоклавы вертикальные, колонные, горизонтальные, качающиеся, вращающиеся. Автоклав может быть представлен в виде сосуда замкнутого, либо с крышкой. Автоклавы могут быть снабжены наружными, выносными, внутренними теплообменниками, а также электромагнитными, пневматическими или механическими перемешивающими устройствами. К тому же автоклавы по мере необходимости могут быть оснащены контрольно-измерительными устройствами для регулирования и измерения температуры, уровня жидкости, давления и т.д.

Конструкция автоклава

Основные параметры и конструкция промышленных автоклавов бывает разнообразной. Они могут иметь емкость от нескольких сотен м3 до десятков см3 и предназначаются для работ при температурах до 5000С и под давлением до 1500 кгс/см2.

В химической промышленности перспективны автоклавы безсальниковые с экранированным электродвигателем, которые не требуют уплотнения. В этом электродвигателе ротор насажен прямо на вал мешалки, накрыт тонкостенным герметичным экраном из немагнитных материалов, которые не препятствуют проникновению силовых магнитных линий от статора к ротору электродвигателя. В процессе производства строительных материалов используют тупиковые либо туннельные автоклавы. Внешне – это трубы от 15 до 20 метров в длину и от трех до шести метров в диаметре, закрываемые крышкой.

Применение автоклавов

Автоклавы используют в:
- Гидрометаллургии (выщелачивание и последующее восстановление из растворов драгоценных и цветных металлов, редких элементов).
- Химической промышленности (изготовление органических красителей и полупродуктов, гербицидов, в процессах синтеза).
- В резиновой промышленности (процесс вулканизации технических изделий).
- В производстве строительных материалов.
- В консервной промышленности.
- В медицинской сфере.
- При создании предметов из карбонового волокна (чтобы придавать им твердые формы).

Автоклавные установки

Лекция 8

Для тепловой обработки силикатного кирпича и изделий из ячеистого бетона обычно применяют автоклавы. Эти установки работают при давлении от 0,8 до 1,2 МПа и температуре от 170 до 188 о С. Для запаривания изделий используют влажный насыщенный водяной пар, который быстро конденсируется и создаёт водную среду в порах материала. Перегретый пар для автоклавной обработки не применяют . Применение пара высокого давления и температуры при автоклавной обработке связано с интенсивным растворением SiO 2 в растворе Са (ОН) 2 , которое начинается при 170…175 о С. Повышение давления пара сокращает продолжительность запаривания, а также увеличивает прочность изделий. Но всё-таки, давление пара не влияет на процессы твердения, а лишь обеспечивает нужную температуру в автоклаве. Автоклавы подразделяются на два типа – тупиковые (вход и выход вагонеток с одной стороны) и проходные (вход и выход вагонеток с противоположных сторон). Тепловая обработка силикатного кирпича осуществляется в автоклавах диаметром 2 м и длиной 19 и 21м при давлении от 0,8 до 1,2 МПа, а также в автоклавах длиной 40 м при давлении 1,6 МПа. Для производства изделий из ячеистого бетона применяют автоклавы следующих размеров: диаметр 2;2,6;3,6 м, длина соответственно 17, 19 и 27 м.

Схема автоклава тупикового типа

Автоклав состоит из корпуса 1 , защищённого слоем теплоизоляционного материала 2 ; открывающейся крышки 3 , оснащённой механизмом открывания и закрывания. В состав этого механизма входят: насосная станция 4 ; гидравлические цилиндры 5 ; зубчатое колесо 6 и реечный механизм поворота зубчатого колеса 17 , который при движении вперёд поворачивает колесо и открывает крышку автоклава 3 . Для обеспечения герметичности и безопасной работы аппарата крышка оснащена байонетным затвором, состоящим из двух байонетных колец 8, одно из которых неподвижно, а второе может поворачиваться вокруг оси автоклава. Кольца имеют выступы определённого профиля, которые при повороте подвижного кольца заходят за выступы неподвижного кольца и образуют замок. В качестве уплотняющего элемента, обеспечивающего плотное примыкание колец, предусмотрена установка резиновой прокладки между кольцами.

Крышку автоклава открывают в такой последовательности: включают насосную станцию 4 , подающую масло в цилиндры поворотного механизма 7 , которые поворачивают подвижное кольцо 8 , расположенное на крышке автоклава до тех пор, пока его зубцы не выйдут из зацепления с зубцами неподвижного кольца, находящегося на корпусе. Как только крышка освободится от зацепления с байонетным кольцом, срабатывает выключатель и кольцо прекращает поворачиваться. Затем включается подъёмный механизм крышки: масло от насосной станции 4 , подаётся в цилиндр 5 , который приводит в движение реечный механизм поворота 17 , находящийся в зацеплении с зубчатым колесом 6 и поворачивает его до полного открывания крышки. Время открывания крышки – 2 мин.

Изделия на тепловую обработку подают на вагонетках по рельсовому пути 9 , который в зависимости от диаметра автоклава имеет ширину, мм: Ø 3,6м – 1526; Ø 2,6м – 900; Ø 2м – 750. Ввод пара в автоклав осуществляется через патрубок 11 , который связан с перфорированным трубопроводом 10 , проложенным по всей длине автоклава под рельсовым путём. Образующийся конденсат отводится из установки через патрубок 12 . Корпус автоклава устанавливается на шесть опор 13 , пять из которых – подвижные. Если автоклав проходного типа, то количество опор увеличивается до 8, а неподвижная опора устанавливается в средней части аппарата. Подвижные опоры позволяют корпусу при нагревании перемещаться, тем самым, устранять напряжения, возникающие в корпусе при тепловом расширении. Для безопасной работы установки предусмотрены следующие меры защиты – установка двух предохранительных клапанов 14 ; устройство катодной защиты, предотвращающей электрохимическую коррозию стенок автоклава. Для более эффективной тепловой обработки изделий производится их вакуумирование с подключением вакуум-насоса к патрубку 15 . Вакуумирование сокращает сроки запаривания и повышает прочность изделий. Подобной эффект достигается и продувкой рабочего пространства автоклава паром. Сущность данной операции заключается в изменении состава паровоздушной смеси используемой для запаривания. Давление в установке слагается из парциального давления пара подаваемого в аппарат и воздуха находящегося в нём, т.е. Р У = Р П + Р В . При вакуумировании или продувке паром часть воздуха удаляется из рабочего пространства аппарата и замещается на пар, в результате температура теплоносителя в установке возрастает, увеличивается коэффициент теплоотдачи от среды к материалу, срок тепловой обработки сокращается, а прочность изделий становится выше. В целях экономии пара организуют его перепуск из одного автоклава в другой или сбрасывают в ёмкость, называемую паровым аккумулятором . Осуществляют эту операцию через патрубок 16 и обычно ведут до снижения давления в автоклаве до 0,25- 0,35 МПа. Перепускаемый пар нагревает изделия в другом автоклаве и поднимает в нём давление до 0,25 МПа. Удельный расход пара на ТО составляет 300…400 кг/м 3 бетона.