Markedet tilbyder en bred vifte af autoklaverer, der er designet til forskellige industrielle anvendelser inden for fødevareproduktion. Disse enheder adskiller sig fra hinanden gennem flere centrale karakteristika, herunder deres konstruktionsorientering i vertikal eller horisontal position, antallet af adgangslåger, typen af varmemedium der anvendes samt brugen af specialdesignede kurve til autoklavprocessen.​

Vertikale autoklavekonstruktioner er primært egnede til mindre produktionsskalaer, hvor volumen ikke kræver omfattende mekanisering. Horisontale konstruktioner besidder derimod betydeligt større rumfang og kan være udstyret med fuldautomatiserede systemer til håndtering af beholdere, hvilket gør dem ideelle til industriel massefremstilling. De almindelige horisontale autoklaverer kan konfigureres til at operere i enten statisk tilstand eller med rotationsfunktion, afhængigt af produktets specifikke krav.

Damp-luft autoklaverer

Denne kategori af autoklaverer anvender en præcis blanding af damp og luft som varmeoverførselsmedium, hvilket giver mulighed for uafhængig kontrol af både temperatur og tryk. Dampindløbet skal løbe langs hele længden af autoklaven med en serie dyser, der er dimensioneret og placeret for at sikre en jævn fordeling af dampen gennem hele procesrummet.​

Installation af en ventilator til at cirkulere damp-luft blandingen er obligatorisk for at garantere den optimale varmeoverførselshastighed og skabe en ensartet temperaturfordeling uden dannelse af koldområder. Med hensyn til sikkerhed og kommerciel sterilitet skal autoklavens temperatur være ensartet gennem hele processen, og den koldeste zone i autoklaven skal identificeres gennem temperaturmapping.​

Kondenseret vand skal fjernes fra bunden af disse autoklaverer under steriliseringscyklussen ved hjælp af en automatisk ventil, der aktiveres af en niveausonde for at forhindre underbehandling af dåserne eller glassene på de nederste lag i kurvene. Kondensvand skal ligeledes fjernes fra rørledninger og varmevekslere og kan returneres til dampsystemet. Sigte skal installeres i systemet, der distribuerer varmemediet, for at beskytte varmevekslere, pumper, kontrolventiler og dampfælder mod skader eller blokering.​

Nedkølingen udgør en væsentlig del af processen på grund af dens indvirkning på cyklustid, produktkvalitet og det mindre bidrag til proceslethalitet. Nedkøling kan udføres med omgivende vand ved temperaturer mellem 8 og 15 grader Celsius eller med kølet vand. Dette kan distribueres i autoklavekammeret som spray gennem fordelingsrør og et bundafløb, enten recirkuleret gennem en varmeveksler eller direkte til spild, mens ventilatoren i nogle autoklaverer kører for at forbedre vandfordelingen.​

Trykkontroldystemet skal styre både luftindløbet og damp-luftudløbsventilerne for at opretholde overtryk, der bevarer beholdervolumen og balancerer det indre tryk genereret af gas og damp ved et let overtryk på over 0,5 bar. Særlig opmærksomhed skal gives til at forhindre internt trykfald i begyndelsen af nedkølingsfasen, da effektiv kontrol af overtryk under nedkøling er essentiel for at forhindre emballagedeformation, lukning udluftning eller forseglingsgennemskæring.​

Fastholdelssessystemerne skal designes til at tillade uhindret strømning af damp og kølevand over emballageoverfladen. Autoklavekurve skal have åbne sider for at muliggøre dampbevægelse ind til beholderne og dræning af kondens. Et åbent rum på cirka 10 til 20 millimeter mellem lagene i kurven er afgørende for at tillade fri cirkulation af damp til alle emballager. Overbelastning af kurvene med produkter kan have stærk negativ indflydelse på opvarmningseffektiviteten. Denne type autoklave kan være en god løsning især til flade emballageformater, der ligger horisontalt på kurvbakkerne, såsom poser og plastbeholdere.​

Vandkaskade autoklaverer

En vandkaskade autoklave defineres som en enhed, hvor en mindre mængde procesvand trækkes fra bunden af autoklaven af en højkapacitetspumpe og distribueres gennem metalplader eller manifolder i toppen af autoklaven. Dette procesvand kaskaderer ned over autoklavekassetterne, bure eller stativer i et regnvands- eller brusemønster og passerer over produktbeholderne på vej tilbage til bunden af autoklaven, hvor det recirkuleres gennem opvarmnings- og distributionssystemet.​

Procesvandet kan opvarmes ved hjælp af en eller flere direkte eller indirekte opvarmningsmetoder, herunder varmevekslere, direkte dampinjektion eller via dampdistributionsrør eller spredningsmidler. Disse autoklaverer anvender et lavt volumen af overophedet vand, der kaskaderer eller cirkulerer med høj strømningshastighed gennem specifikt designede brusehoveder eller borede plader til at sterilisere beholdere.​

Det er essentielt at vandstrømmen gennem brusehovedet eller orificepladerne forbliver uhindret og ensartet, da den har en stor effekt på varmeoverførsel, og omfanget af denne effekt afhænger af varmemediet. Strømningen af varmemedium bør måles ved indløbet og udløbet til opvarmningsområdet ved hjælp af et dobbelt sensorsystem. Designet af området omkring sugeindløbet til cirkulationspumpen skal forhindre blokering fra affald, faldne eller beskadigede beholdere.​

Hoved temperaturindikatoren og føleren til temperatur-tid-registratoren skal være i vandstrømmen på udløbssiden af karret eller i returledningen til varmeveksleren. Hvor opvarmning og nedkøling er indirekte, skal føleren til temperaturkontrollen placeres umiddelbart efter varmeveksleren. Temperatur og tryk styres uafhængigt og overtryk påføres af trykluft for at sikre at vandet forbliver flydende ved procestemperaturen.​

Vandspray autoklaverer defineres som enheder hvor en kontrolleret mængde procesvand trækkes fra bunden af autoklaven af en højkapacitetspumpe og distribueres gennem spraydyser placeret langs toppen og siderne af autoklaven. Dette procesvand sprøjtes over autoklavekassetterne i et højtryks-tågeformat der passerer over produktbeholderne på vej tilbage til bunden, hvor det recirkuleres. Vandkaskade og vandspray autoklaverer anvendes almindeligvis blandt fødevareproducenter, da de udgør en universel løsning til et bredt udvalg af fødevarebeholdertyper.​

Vertikale fuldneddrykningsvandsautoklaverer

Opvarmning sker ved overophedet vand, hvor luftovertryk påføres for at forhindre kogning af vandet og gør det muligt at behandle varmeforseglet emballage og glas sikkert. Overtrykket er nødvendigt for at forhindre emballagedeformation eller forskydning af glaslåg. Temperatur og tryk styres normalt uafhængigt, og systemet skal opretholde tilstrækkeligt tryk for at forhindre at det overophedede vand ukontrolleret flasher til damp.​

Det er vigtigt at sikre at beholdere er dækket af mindst 10 centimeter vand til enhver tid. Vandet skal omrøres eller cirkuleres med en pumpe for at sikre jævn temperaturfordeling og undgå fanget luft. Cirkulationssystemets design er kritisk for opretholdelse af ensartet temperaturfordeling. Avancerede autoklaverer anvender væskestrømsskiftningsteknologi for at opnå ensartet vandstrøm i både vertikal og horisontal retning, hvilket sikrer fremragende varmefordeling og forhindrer koldpunkter der kan kompromittere steriliseringseffektiviteten.​

Mens mættet damp forbliver guldstandarden for de fleste steriliseringsapplikationer på grund af dens fremragende penetration og latent varmeoverførsel, tilbyder overophedede vandsystemer specifikke fordele for væskefyldte beholdere og varmefølsomme produkter. Vandneddrykningsprocessen er især effektiv for produkter hvor damptrængning kan være begrænset. Da fødevareemballager er fuldt neddykket i vand kan dette udgøre en lidt højere risiko for kontaminering efter processen, eksempelvis i begyndelsen af nedkølingsfasen på grund af mikrolækage af fødevarebeholdere sammenlignet med ikke-vandneddrykningsautoklaverer.​

Horisontale total neddrykningsvandsautoklaverer

En vandneddrykningsautoklave defineres som en enhed hvor procesvand nogle gange opvarmes i et separat kar, og når procesvandet når den ønskede procestemperatur, droppes det ind i proceskarret. Vand recirkuleres under behandling, og fødevarebeholdere er dækket af mindst 10 centimeter vand til enhver tid.​

Disse autoklaverer anvender overophedet vand som varmeoverførselsmedium og består typisk af to forbundne trykbeholdere. Temperatur og tryk kontrolleres uafhængigt, og overtryk påføres af trykluft for at sikre at vandet forbliver flydende ved procestemperaturen. Produktemballager er fuldt neddykket i vand under sterilisering, og dette cirkuleres af pumpen. Det øverste kar bruges til foropvarmning og varmegenvinding, mens det nederste kar anvendes til sterilisering.​

Niveauet skal kontrolleres under optidsperioden, behandling og nedkøling så beholdere er fuldstændigt dækket af procesvand. Overtryk bruges til at kontrollere forvrængning af beholdere på grund af hovedrumsudvidelse og produktekspansion. Hvor kurve, rammer eller separatorer bruges til at fastholde emballager under autoklavecyklussen, skal de designes til at tillade uhindret cirkulation af vand og sikre at temperaturfordelingen i hele autoklaven er inden for specifikation.​

Hvor der er lokaliseret introduktion af overophedet eller kølevand, skal høje eller lave temperaturer omkring emballagerne i indløbsområdet forhindres. Hvor høje vandpumpehastigheder bruges til at skabe turbulens, skal effekterne på den termiske vej i fleksible emballager kontrolleres og effektiviteten af fastholdelsessystemet valideres. Da fødevareemballager er fuldt neddykket i vand kan dette udgøre en lidt højere risiko for kontaminering efter processen end i ikke-vandneddryknings autoklaverer.​

Kontinuerlige sterilisatorer

I hydrostatiske sterilisatorer balanceres trykket inden i steriliseringskammeret på begge sider af hydrostatiske vandsøjler. Dåser transporteres kontinuerligt gennem systemet i bærestænger drevet af en kontinuerlig kæde. Steriliseringsmediet er normalt damp-luft blanding for at sikre overtrykket i dampen. Længden af vandsøjlerne definerer automatisk det totale tryk. Et automatisk system skal være tilvejebragt til kontinuerligt at kontrollere vandniveauet i bunden af dampkuplen og sikre at transportkæden ikke kører i vand.​

Mindst to hoved temperaturindikatorer er monteret i hver dampkuppel, en placeret lige over den normale damp-vand grænseflade og den anden i toppen af kuppelen. Hvor den planlagte proces specificerer opretholdelse af givne temperaturer i de hydrostatiske søjler, skal mindst en hoved temperaturindikator også installeres i hver søjle. Mindst to registreringssonder skal monteres i hver dampkuppel, en placeret lige over damp-vand grænsefladen og den anden i toppen af kuppelen.​

Steriliseringstiden bestemmes af hastigheden af transportkæden gennem dampkupplerne. Transportkædehastigheden skal udgøre en del af den planlagte proces og skal måles ved processeringens start og med intervaller på højst to timer hvis en manuel kontrol udføres. Hvor transporthastigheden måles automatisk skal dette vises og registreres kontinuerligt. Et automatisk system skal være tilgængeligt til at alarmere og stoppe transportøren hvis temperaturen i dampkuppelen falder med mere end en grad Celsius under steriliseringstemperaturen.​

I rotationstilstand styres emballagerotation af en anden kæde, hvilket typisk giver en minimum rotationshastighed mellem 5 og 15 omdrejninger per minut. Designet af emballagefastholdere skal opfylde de samme krav til glasbeskyttelse og ensartethed af varmefordeling som for konventionelle autoklaverer. En skematisk tegning af sterilisatoren skal være tilgængelig ved operatørstationen og tydeligt vise antallet af beholderholderere i hver sektion af sterilisatoren for at hjælpe med isolation af produktionen i tilfælde af procesafvigelser.​

Instrumentering og kontrol af autoklaverer

Hver autoklave skal udstyres med en uafhængig hoved temperaturindikator, som kan være enten af platinmodstands- eller kviksølv-i-glas-typen med passende specifikation. Et skalaområde fra 76 til 130 grader Celsius anses normalt for acceptabelt. Termometre eller sensorer med fejl større end 0,5 grader Celsius fra standarden må ikke anvendes.​

Autoklavens hoved temperaturindikator skal testes for nøjagtighed mod en kendt sporbar standard ved installation og med tidsintervaller på ikke mere end et år, især hvis fødevareproducenten sigter mod at opnå US FDA godkendelse. Kontrollen skal udføres ved tre individuelle temperaturer inden for det normale procestemperaturområde, og daterede optegnelser over kalibreringskontrollen skal opbevares.​

Hver autoklave skal være udstyret med en temperaturkontroller der er i stand til at styre steriliseringsmiljøets temperatur til minus 0,5 til plus 1,0 grad Celsius af processetpunktet. Instrumentet er ofte af registrerings- og kontroltypen. Temperatur- og tidsregistreringsinstrumentet skal levere en permanent optegnelse af hver steriliseringscyklus. Registratorens justeringskontrol skal beskyttes så uautoriserede ændringer ikke kan foretages.​

Enhver justering der foretages skal registreres, og optegnelsen skal stemme overens med hoved temperaturindikatoren inden for 0,5 grader Celsius og må ikke læse højere end hoved temperaturindikatoren ved den planlagte steriliseringstemperatur. Autoklavens temperaturkontroller skal periodisk kalibreres typisk med tidsintervaller på et til to år. Under drift skal registratoren kontrolleres for nøjagtighed mod hoved temperaturindikatoren under hver steriliseringscyklus.​

Overtryk kan påføres af trykluft eller damp eller som en damp-luft pude afhængigt af procescyklusstadiet, produktet og emballagetypen såsom metalpakke plus 0,5 bar, metaldåse minus 0,2 til plus 1,0 bar, poser plus 3 bar og glas som krævet for at forhindre gennemskæring og udluftning samt udstyrstypen. Derfor skal hver autoklave eller sterilisator være udstyret med en trykmåler eller kontroller.​

En måler skal have en nøjagtighed på plus-minus 1 procent af fuld skala afbøjning. Ideelt set skal den have et område fra nul således at det sikre arbejdstryk for autoklaven eller sterilisatoren er omkring to tredjedele af den fulde skala. Måleren skal kontrolleres for nøjagtighed hvert til andet år for at sikre præcis overtryksstyring gennem hele steriliseringsprocessen i autoklaverer.