Le haghaidh Téitheoir Tíotáiniam Téamh Réiteach Siúcra Fiuchphointe, Cén fáth a bhfuil an Flux Teas Uasta Teoranta ag an bPointe Dóite, Nach bhfuil an Ráta Creimthe?

Maidir le hinnealtóir próisis a úsáideann tumoideachas tíotáiniam i dtuaslagán fiuchphointe siúcra (siúcrós nó síoróip glúcóis), tá an flosc teasa is mó a fhéadfar a bhaint amach teoranta ag an bpointe dóite (sreabhadh teasa criticiúil, CHF) agus ní ag ráta creimeadh tíotáiniam. Tá tuaslagáin siúcra an-slaodach, tá teannas dromchla ard acu agus bíonn claonadh acu carameliú ag teochtaí níos airde. Is gnách go mbíonn an CHF le haghaidh téitheoir tíotáiniam i dtuaslagán fiuchphointe siúcra (40-60 céim Brix) 30-50% níos ísle ná in uisce - thart ar 6-10 W/cm2 i gcomparáid le 12-15 W/cm2 le haghaidh uisce. Os cionn an CHF seo, tarlaíonn fiuchphointe scannáin agus foirmítear ciseal gaile cobhsaí ag dromchla an téitheoir. Insíonn an ciseal gaile an téitheoir, agus ardaíonn an teocht dromchla go tapa (go dtí 200-300 céim ) agus caramelizes, chars agus dónna amach. Tá an ráta creimthe tíotáiniam i dtuaslagáin siúcra an-íseal (< 0.01 mm/year) even at high temperature. This is because sugar solutions are neutral (pH 5-7) and non-corrosive. The limiting factor is thermal, not chemical.

Conas Réitigh Siúcra Dóite Amach
Is é an flosc teasa criticiúil (CHF) an flosc teasa uasta ag a dtarlaíonn an t-aistriú ó fhiuchadh núicléach go fiuchphointe scannáin. I fiuchphointe nucleate, na boilgeoga nucleate ag na spotaí, scaradh agus ascend. Tá díorma mboilgeog faoi chois ag an slaodacht ard (10-100 × uisce) agus teannas dromchla (1.2-1.5 × uisce) de thuaslagán siúcra. Bíonn boilgeoga níos mó agus fanann siad níos faide ar an dromchla, rud a spreagann comhdhlúthú luath i scannán gaile. Cobhsaíonn an scannán gaile agus ardaíonn an teocht dromchla ag sreabhadh teasa níos ísle ná in uisce. Cruthaíonn an teocht ard an siúcra caramelize (os cionn 160 céim ) a ghiniúint sciath carbónúil inslithe láidir. Insíonn an taisce an dromchla a thuilleadh, ag ardú an teocht go > 300 céim nuair a ocsaídíonn tíotáiniam agus nuair a dhónn an téitheoir amach. Tá an ráta creimthe tíotáiniam i dtuaslagáin siúcra (pH 5-7, 100-120 céim) níos lú ná 0.01 mm in aghaidh na bliana agus mhairfeadh balla 1.5 mm > 150 bliain ó chreimeadh amháin.

An Riosca a bhaineann le CHF agus Dóite Amach i dTéiteas Siúcra i gcoinne Uisce a Thomhas
Tiúchan Sreabhán (Brix) Slaodacht @ 100ºC (cP) CHF (W/cm2) Teorainn Dóite Smooth Ti CHF (W/cm2) Uasmhéid Molta. Flosc Oibriúcháin (W/cm2)
Uisce 0 0.28 12-15 15-18 CHF 8-10
Tuaslagán siúcra 20 1.5 10-12 12-15 CHF 6-8
40 15 7-9 9-11 Carmelize 4-6
Tuaslagán siúcra 60 80 4-6 6-8 Caramáil 3-4
Tuaslagán siúcra 70 (tiubhaithe) 200 2-3 3-4 Caramalú 1.5-2 Taisce carmelaithe (tar éis dóite amach) Neamhspleách < 1 N/B Taisce N/B
Téamh Réitigh Siúcra: Treoir Bunaithe ar Chásanna
Tiúchan na céime Réitigh Siúcra Brix Teocht Oibriúcháin (C)Uasfhlosc Teasa (W/cm2) Ráta Creimthe Tíotáiniam Ionchais (mm/bliain)Fachtóir Teorannach
20 100 6-8 < 0.005 CHF (dó-amach)
40 105 4-6 < 0.005 Caramelization 50 110 3-4 < 0.005 Caramelization 60 115 2-3 < 0.005 Caramelization 70 120 1.5-2 < 0.005 Slaodacht (sreabhadh ag teastáil)
siúcra caol (< 20° Brix) 100 8-10 < 0,005 CHF (as water)
Aon tiúchan i gcúrsaíocht éigean Aon 2 × os cionn luachanna < 0.005 Ardaíonn sreabhadh CHF
Maoluithe Innealtóireachta chun CHF a Fheabhsú i Réitigh Siúcra
Three mitigations increasing CHF for heating of sugar solution when higher heat flow is necessary. The first mitigation is through forced circulation (pumping) over the heater surface. An increase in flow velocity from 0.5 to 1.0 m/s increases CHF by 50 to 100%. It sweeps away bubbles before they cluster. In a 40° Brix sugar solution forced circulation enhances CHF from 6 W/cm² to 10-12 W/cm². The second mitigation is the roughened heating surface. The density of nucleation sites is increased by sandblasting or milling the grooves, which promotes bubble separation and retards film boiling. The roughened titanium surface (Ra 2–3 µm) is used for enhanced CHF in sugar solutions (20–30 %). The third mitigation is a polished surface (Ra < 0.2 µm) for sugar at high concentration (>60 céim Brix). Laghdaíonn dromchla mín cloí le taiscí caramelaithe, rud a chuireann ar chumas an téitheoir oibriú ag flosc teasa níos airde sula ndéantar róthéamh de bharr sil-leagan na taiscí.

Conclúid: Teorainneacha Burnout (CHF) Flux Teas, Ní Ráta Creimthe i Siúcra Solutions
Tá an flosc teasa uasta do théitheoir tíotáiniam agus tuaslagán fiuchphointe siúcra á théamh teoranta ag an bpointe dóite (sreabhadh teasa criticiúil) agus ní ag ráta creimthe tíotáiniam. Tá tuaslagáin siúcra neamh-chreimneach le tíotáiniam (pH 5-7, ráta creimthe < 0.01 mm/bliain) agus d'fhéadfadh saol seirbhíse > 100 bliain a bheith mar thoradh orthu mar gheall ar chreimeadh amháin. Mar sin féin, laghdaíonn slaodacht ard agus teannas dromchla tuaslagáin siúcra an CHF go 4-10 W/cm² (ag brath ar an tiúchan) i gcoinne 12-15 W/cm² le haghaidh uisce. Oibríocht os cionn an torthaí CHF i scannán fiuchphointe, ardú teocht dromchla go 200-300 céim, caramalization, charring agus burnout. Maidir le tuaslagáin siúcra de 40-60 céim Brix, is é 3-6 W/cm^2 an flosc teasa uasta a mholtar le haghaidh fiuchphointe atmaisféarach. Nuair is gá flosc teasa méadaithe, is féidir le dromchlaí garbh nó snasta CHF a mhéadú 20-100% le cúrsaíocht éigean. Mar shampla, nuair a bhíonn téitheoir tíotáiniam á úsáid i seirbhís réitigh siúcra, ní mór don soláthraí eolas a bheith aige ar thiúchan an tuaslagáin, ar na coinníollacha sreafa tuartha, agus ar an dlús cumhachta is gá chun an CHF a thuar agus an chóireáil dromchla a phiocadh chun sruthán a chosc.