Рост температуры в банке по времени значительно отстает от повышения температуры среды в стерилизаторе, а при неправильно подобранных режимах может даже не достигнуть заданного значения. Величина этого отставания зависит от скорости прогрева продукта. Быстрее прогревается его жидкая часть, в которой теплопередача происходит путем конвекции, тогда как в твердой части, где теплопередача определяется в основном теплопроводностью, отставание более значительно.
Рисунок 2. Графики изменения температуры в процессе стерилизации:
1 – греющая среда (теплоноситель); 2 – жидкая часть продукта в центре банки; 3 – плотная часть продукта в центре банки; A – время нагревания теплоносителя в автоклаве; B – время стерилизации; C – время охлаждения холодной водой; a – начало стерилизации; (b–c) – выдержка при заданной температуре; d – охлаждение.
В процессе стерилизации температура консервов постоянно изменяется, причем неравномерно по объему банки: в периферийной части нагрев происходит быстрее, в холодной точке (в центре банки) медленнее. График прогрева холодной критической точки тесно связан с графиком изменения температуры окружающей среды в стерилизаторе, поскольку температура в холодной точке является функцией температуры греющей среды.
Внутренняя среда стерилизатора после подачи в него пара не сразу достигает заданной рабочей температуры. Для этого требуется некоторое время A. При оценке периода от подготовки емкости до конечной рабочей температуры было установлено, что 42% общего времени можно рассматривать как период выдержки при рабочей температуре. В России значение параметра A определяется разработчиками технологий.
Момент начала охлаждения продукта так же запаздывает относительно начала охлаждения аппарата. При этом параметр C определяется необходимостью выравнивания давления в банке с атмосферным, поскольку давление в банке к моменту выгрузки из автоклава не должно превышать предельно допустимого, иначе возможна необратимая деформация жестяной банки или срыв крышки со стеклянной тары. Давление в банке во время стерилизации складывается из парциальных давлений водяных паров, воздуха и газов, выделяющихся из продукта и заполняющих свободное пространство, а также давления, вызванного расширением продукта (3). Во всех случаях степень расширения продукта, паров и газов превышает степень расширения банки, поэтому во время стерилизации давление в банке становится выше давления в автоклаве. Разница в степени расширения и, соответственно, внутреннее давление тем больше, чем выше температура стерилизации. В результате может возникнуть деформация банок. Допустимая разница между давлением внутри банки и в автоклаве не должна превышать критической величины. Снижение давления в автоклаве до атмосферного по окончании стерилизации приводит к увеличению разницы между давлением в банке и в автоклаве, поскольку внутри банок температура продукта остается высокой (рисунок 3). С учетом этого давление в автоклаве следует выравнивать с атмосферным постепенно, не допуская сокращения установленного промежутка времени.
