Математический метод или метод формулы

Этот метод позволяет выполнить быстрый расчет времени обработки для различных температур автоклава и размера тары, однако он ограничивается условиями о природе нагреваемого продукта. Данный метод основан на уравнении кривой проникновения теплоты:

(2.21)

Время нагрева В может быть рассчитано по этой формуле. С исключением g все параметры (f_h, j_h, I_h) могут быть получены из кривой проникновения теплоты. Значение g зависит от следующих факторов:

- термический летальный период, на котором основан процесс или ;

- уклон f_h на кривой нагрева;

-значение Z для целевой группы микроорганизмов;

- разница между температурой автоклава и охлаждающей воды (T_h-T_c).

Когда требуемая летальность, выраженная как продолжительность требуемого процесса при определенной температуре T_r для определенного организма, известна, продолжительность требуемого процесса U при температуре автоклава T_h равна:

(2.22)

Фаза охлаждения также относится к общей летальности тепловой обработки. Как и фаза нагревания, фаза охлаждения состоит из начальной лаг-фазы, сопровождаемой логарифмическим понижением температуры.

Для расчета процесса были составлены графики, которые показывают отношение f_h/U и g (таблица 2.3). Эти графики соответствуют определенному значению Z, разнице температур между горячей и холодной средами и j_c. Принято, что уклон кривых нагрева и охлаждения одинаковый. Время переработки В рассчитывается по уравнению (2.21) подставлением значений g из графиков.

Таблица 2.3 – Значения g для различных комбинаций f_h/U и j_c с Z=10 ⁰С.

При непрерывной стерилизации продолжительность процесса равна В. В автоклавах периодического действия только 40 % времени затрачивается для достижения рабочей температуры (время достижения температуры стерилизации t_c), которая достаточно высока для того чтобы разрушить микроорганизмы. Поэтому в расчетное время нагрева В вносят поправку для определения точного времени обработки:

продолжительность обработки = В – 0,4 t_c

Номограммный метод

Этот метод в основном используется для расчета продолжительности ультравысокотемпературной (UHT) обработки. Номограммы получают, используя уравнение TDT-кривой. В монограмме можно разделить различные оси (рисунок 2.9): ось Т (температура), ось Z (термическая устойчивость), ось F₀ (значения F₀) и ось S (время в секундах). Так как Z в общем принята равной 10, третий параметр может быть определен, если известны два других параметра.

По этой причине данный метод полезен не только для процесса классической стерилизации, но и для:

- ультравысокотемпературной (UHT) обработки с применением теплообменника;

- других термических процессов, в которых продукт в тонком слое нагревается конвективно с использованием теплообменников.

Рисунок 2.9 – Номограмма для ультравысокотемпературной (UHT) обработки [3].

2.7 Тепловая устойчивость микроорганизмов [3]