TIPOS DE AUTOCLAVE
Dependiendo del fluido calefactor, destinado a aplicar calor a los alimentos, podemos encontrar: o Autoclaves para tratamiento con agua. o Autoclaves para tratamiento con vapor. o Autoclaves para tratamiento con mezcla vapor-aire (autoclaves a sobrepresión). La mayoría de estos equipos se pueden encontrar tanto estáticos (mas comunes) como giratorios.
Autoclaves para tratamiento con agua.
Las técnicas de agua en forma de lluvia o inmersión, requieren el empleo de un sistema de inyección exterior de vapor o de un sistema intercambiador de calor fuera del ambiente directo de la autoclave.
a) Con agua pulverizada.
El aporte de calor se realiza gracias a un pequeño volumen de agua, almacenado en la parte baja de la autoclave, que es bombeado por una bomba de fuerte caudal y pulverizado sobre los envases. Este volumen de agua pasa a través de un intercambiador donde se calienta por inyección de calor. b) Inmersión de agua.
El aporte de calor se realiza a partir de un volumen de agua precalentado a una temperatura determinada y almacenado en un tanque encima del autoclave, esta inunda la cámara de tratamiento y esta bombeado en circuito cerrado. Este volumen de agua se calienta también por la acción de un vapor. Aplicación. Tratamiento térmico de los envases frágiles (envases plásticos termos sellados). Autoclaves para tratamiento con vapor
La esterilización con vapor saturado es el método universal mas utilizado, aplicable a todos aquellos artículos que puedan soportar el calor y la humedad. Para conseguir una perfecta relación entre la temperatura de esterilizado y la presión del vapor saturado hay que eliminar eficazmente el aire en el interior del autoclave.
Autoclaves a sobrepresión.
El vapor esta directamente introducido en la autoclave y distribuido por la acción de una turbina de ventilación que genera una circulación constreñida del vapor y fortalece la homogeneidad de la temperatura durante el tratamiento
térmico. La temperatura se regula independientemente de la temperatura por inyección o escape de aire comprimido. Aplicación. Esta autoclave se ha desarrollado principalmente para recipientes de cristal y de plástico, debido a la susceptibilidad que presentan ambos materiales para reventar a sobrepresión.
En función del movimiento en el interior del autoclave.
Autoclaves estáticas. Los envases permanecerán en el interior de autoclave en la misma posición en que fueron incluidos durante todo el proceso de esterilización. Autoclaves rotatorias o giratorias. El movimiento del rotor da lugar a la evacuación previa del aire en el espacio de la cabeza del recipiente, debido a la agitación axial del envase. Se utiliza en alimentos líquidos especialmente si son viscosos.
Ventajas para los autoclaves para tratamiento con agua.
Recuperación importante de la energía. El volumen del agua usado para el tratamiento térmico esta almacenado y utilizado para el ciclo siguiente. Facilita el control de la temperatura. Limita el choque térmico durante la calefacción y el enfriamiento.
Ventajas para las autoclaves para tratamiento con vapor.
El vapor de agua ofrece una velocidad de calefacción superior a la que se podría alcanzar con agua caliente. Menor consumo energético, de hecho el agua se calienta por inyección de vapor de agua.
Ventajas de las autoclaves a sobrepresión.
Economía de energía con consumos optimizados de vapor gracias a la inyección directa del vapor. Ningún fluido intermediario consumidor de energía es necesario para calentar los productos. Rapidez del calentamiento. Homogeneidad de temperatura independiente de la forma y de la disposición de los envases en los costos gracias a la circulación constreñida. Posibilidad de realizar cocciones a granel en el caso de que el vapor es de calidad alimenticia.
Análisis de calidad del vapor. Para comprobar la calidad del vapor en el interior del autoclave, lo mas sencillo es aplicar las leyes de la termodinámica, según las cuales, siempre que haya presencia de vapor saturado, la temperatura y la presión son 2 parámetros mutuamente dependientes. Mediante el uso de las tablas de vapor saturado, si se mide la temperatura del autoclave, puede calcularse el valor teórico de presión para que haya presencia de vapor saturado.
Este valor teórico de presión puede compararse con el valor de una sonda de presión real. Solo si ambas presiones coinciden significa que hay vapor saturado en el interior de la autoclave.
PRIMERA Y SEGUNDA LEY EN UNA AUTOCLAVE Se aplica la primera ley de la termodinámica, también conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Y la segunda ley: Es imposible que una maquina que actúa por si misma sin ayuda de un agente exterior, haga pasar calor desde un cuerpo a cierta temperatura hasta otro a una temperatura superior. TERMODINÁMICA DEL AGUA Antes de comenzar y para evitar equívocos vamos a definir algún término muy conocido. Llamaremos vaporización al tránsito de un cuerpo del estado líquido al estado gaseoso. La vaporización presenta dos formas: evaporación y ebullición. La evaporación tiene lugar a cualquier temperatura en la superficie libre de los líquidos. La experiencia nos enseña que un líquido como el agua, por ejemplo, contenido en un recipiente abierto a la atmósfera y a la temperatura ambiente se evapora poco a poco hasta desaparecer totalmente en la atmósfera en forma de vapor. Gran parte del agua consumida en los autoclaves se pierde por este principio; sobre todo en verano y con el aire acondicionado puesto.
La ebullición es la vaporización que, para cada presión, tiene lugar a una temperatura bien determinada. Esta se produce no sólo en la superficie sino también en el interior de los líquidos. Para ello hay que añadir siempre calor. Aclarados estos términos entraremos en materia. Imaginemos que tenemos una cámara adiabática (aislada del exterior térmicamente) y cámara de 21 litros de capacidad, con una cierta cantidad de agua desmineralizada en estado líquido. Vamos a activar la resistencia de modo que el agua comience a adquirir temperatura la cual disipa calor debido a una corriente eléctrica que pasa a través de ella, es decir por el flujo de electrones por un material que no es muy buen conductor. Cuando el agua esté a 60 ºC, por ejemplo, la presión de vapor del agua es igual a la presión reinante en la cámara (0,2 bar) así que a partir de esta temperatura comenzará a bullir. En este instante diremos que estamos ante líquido saturado. A partir de aquí la cámara se irá llenando de vapor saturado de agua en coexistencia bifásica con el agua líquida. Estamos analizando esto desde el punto de vista ideal, por lo tanto, las paredes de la cámara no enfriarán la molécula de agua, quitándole energía y obligándola así a condensarse. Cuando el agua esté a 93,5 °C su presión de vapor será de 0,8 bar aproximadamente y por tanto la cámara estará a una presión manométrica de 0 bar. Esto quiere decir que entre el exterior y el interior de la cámara no hay diferencia de presión alguna. Llegados a los 100 °C todo el agua líquida acaba por transformarse en vapor. A este primer vapor se le llama saturado y está formado todavía por agrupaciones irregulares en número de moléculas de gua en forma de micro gotas como ocurre en la niebla o en las nubes. A medida que se transfiere más y más calor al agua, estas formaciones macromoleculares se van disgregando paulatinamente y podemos ya considerar las moléculas como prácticamente independientes. Estaríamos ya ante lo que se llama vapor sobrecalentado y sus propiedades se asemejan considerablemente a las de los gases perfectos. Como quiera que la cámara no cambia de volumen el proceso incrementará la temperatura y la presión de la cámara continuamente. Cuando alcancemos los 121 ºC tendremos en el interior 1 bar de presión. Si llegamos a los 134 ºC tendríamos 2,3 bar por ejemplo.
RECOMENDACIONES
Para un buen funcionamiento es necesario controlar y documentar la calidad del vapor en el interior de la autoclave es algo vital. Evaluar un proceso de esterilización analizando solamente las temperaturas puede conducir a dar por bueno un ciclo cuya carga no es estéril. Dado que el análisis de la calidad del vapor depende de las mediciones de temperatura y presión, puede concluirse que el instrumental utilizado para efectuar las mediciones, así como su calibración, adquieren una gran importancia.
