ในการฆ่าเชื้อในอาหารกระป๋องด้วยวิธีโต้กลับโดยใช้เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าไทเทเนียมในน้ำเกลือ ผนังที่บางกว่า (0.7 มม. เทียบกับ. 1.2 มม.) ช่วยลดเวลาการเกิด-ได้อย่างมากโดยไม่เสี่ยงต่อการเกิดรูพรุนหรือไม่

การแลกเปลี่ยนขั้นพื้นฐานของการออกแบบเครื่องทำความร้อนไทเทเนียม-สำหรับการฆ่าเชื้อแบบรีทอร์ท
การฆ่าเชื้อในอาหารกระป๋องรีทอร์ตทำงานในแรงดัน 121 องศา โดยมีสารละลายน้ำเกลือ (3-5% NaCl) เป็นตัวกลางในการทำความร้อน เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าไทเทเนียมถูกกำหนดไว้สำหรับความต้านทานการกัดกร่อนต่อสภาวะคลอไรด์ร้อน จะต้องปรับวงจรรีทอร์ตให้สูงถึงอุณหภูมิในการฆ่าเชื้ออย่างรวดเร็ว ("ระยะเวลาเริ่มต้น-) รอบที่นานขึ้นทำให้ปริมาณงานและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง ปลอกไทเทเนียมที่บางกว่า (0.7 มม.) มีความต้านทานความร้อนน้อยกว่าผนังทั่วไปที่มีความหนา 1.2 มม. และอาจลดเวลา{12}}ที่จะเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม ผนังที่บางกว่าจะเสี่ยงต่อการเกิดรูพรุนที่เกิดจากคลอไรด์มากกว่าตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ งานนี้วัดปริมาณการลดเวลาที่เกิดขึ้นที่เป็นไปได้ด้วยผนัง 0.7 มม. เทียบกับผนัง 1.2 มม. และประเมินว่าความเสี่ยงในการเกิดหลุมนั้นยอมรับได้หรือไม่สำหรับบริการโต้กลับตามปกติเป็นเวลา 10 ปี

ผลต่อความสมบูรณ์ทางกล: อันตรายจากบ่อน้ำเกลือแบบรีทอร์ท
ไทเทเนียมเกรด 2 ใกล้ถึงขีดจำกัดอุณหภูมิแบบรูพรุนในน้ำเกลือ NaCl 3–5% ที่ 121 องศา ในสารละลายคลอไรด์ที่เป็นกลาง อุณหภูมิของรูวิกฤต (CPT) สำหรับไทเทเนียมจะอยู่ที่ประมาณ 120–130 องศา ขึ้นอยู่กับการขัดเงาพื้นผิวและความเข้มข้นของออกซิเจน ที่อุณหภูมิ 121*C การเกิดรูพรุนนั้นเป็นไปได้แต่ไม่แน่นอน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากน้ำเกลือมีออกซิเจนสูงและพื้นผิวไทเทเนียมเรียบ ความหนาของผนังส่งผลต่ออายุการใช้งานของรูพรุนในสองด้าน ประการแรก ผนังที่บางกว่าจะมีวัสดุกินน้อยลงเมื่อหลุมพัฒนา - ผนังหนา 0.7 มม. สามารถเจาะได้โดยหลุมที่ขยายตัว 0.2 มม. ต่อปีใน 3.5 ปี ในขณะที่ผนัง 1.2 มม. มีความทนทาน 6 ปี ประการที่สอง ผนังที่บางกว่าจะมีอุณหภูมิพื้นผิวค่อนข้างต่ำกว่า (ประมาณ 2 องศา) เพื่อให้มีความหนาแน่นของพลังงานเท่ากัน เนื่องจากมีความต้านทานไฟฟ้าน้อยกว่า ความแตกต่าง 2 องศานี้ส่งผลให้อัตราการเกิดรูพรุนลดลงประมาณ 25% ซึ่งชดเชยค่าเผื่อการกัดกร่อนที่สูญเสียไปบางส่วน ข้อมูลภาคสนามจากปฏิกิริยารีทอร์ตในการฆ่าเชื้อระบุว่าเครื่องทำความร้อนไทเทเนียม 0.7 มม. ใช้งานได้นาน 6 ถึง 8 ปีในน้ำเกลือที่ควบคุมอย่างดี- (pH 6 ถึง 8, เติมออกซิเจน) ในขณะที่เครื่องทำความร้อนขนาด 1.2 มม. มีอายุการใช้งานนานกว่า 10 ปี สำหรับ 0.7 มม. ความเสี่ยงของการเกิดรูพรุนเป็นที่ยอมรับได้ หากรีทอร์ตไม่คาดว่าจะใช้งานได้นานเกิน 8 ปี

ผลต่อประสิทธิภาพการระบายความร้อน: การลดลง-เวลาทำงาน
เวลาเพิ่มขึ้น-เป็นฟังก์ชันของความต้านทานการถ่ายเทความร้อนโดยรวมจากลวดต้านทานภายในไปยังน้ำเกลือ สำหรับความหนาแน่นของพลังงานที่กำหนด ความต้านทานความร้อนของผนังไทเทเนียมคือ R_Ti=t / k_Ti R_Ti=0.0007 / 17=4.1 x 10-5 m2.K/W สำหรับผนัง 0.7 มม. R_Ti= 7.1 x 10-5 m2.K/W สำหรับความหนาของผนัง 1.2 มม. ความต้านทานการพาความร้อนที่หน้าสัมผัสน้ำเกลือ (R_conv=1/ชม.) สูงกว่าอย่างมาก สำหรับน้ำเกลือรีทอร์ตแบบกวน, h พรีเมี่ยม 1,000 W/m2.K (โดยทั่วไปสำหรับการหมุนเวียนแบบบังคับ) Rconv=0.001 m2.K/W ความต้านทานโดยรวม (R_Ti + R_conv) คือ 0.001041 m 2 K/W สำหรับ 0.7 มม. และ 0.001071 m 2 K/W สำหรับ 1.2 มม. - เฉพาะความแตกต่าง 2.9%. นั่นหมายถึงการลดลงประมาณ 3 เปอร์เซ็นต์{51}}ในช่วงเวลาที่จะมาถึง ผนังหนา 0.7 มม. ประหยัดเวลาน้อยกว่า 1 นาทีเมื่อทำความร้อนปกติ 30 นาที- ถ้ารีทอร์ตขับเคลื่อนโดยการพาความร้อนตามธรรมชาติ (h µ 300 W/m²·K) ดังนั้น R_conv=0.00333 และความแตกต่างของความหนาของผนังคือ 1.4% - ยิ่งน้อยลงไปอีก ส่งผลให้เวลาในการมาถึงลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

การสังเคราะห์ข้อดี-: การเปรียบเทียบกับความหนาของผนัง
ความหนาของผนัง R_Ti (m2.K/W) R รวม (โดย h=1000) การมาลดลง- เวลาในการทำงานเทียบกับ. 1.2 มม. อายุของการเจาะที่คาดการณ์ไว้ (ปี)
0.7 มม. 4.1 × 10⁻⁵ 0.001041 เส้นพื้นฐาน (อ้างอิง) 6-8 ปี
1.0 มม. 5.9 × 10⁻⁵ ต่ำกว่า 0.001059 1.7% 8 – 10 ปี
1.2 mm 7.1 × 10⁻⁵ 0.001071 2.9% lower >10 ปี
1.5 มม. 8.8 x น้อยกว่า 10-5 0.001088 4.3% > 12 ปี
สถิติแสดงให้เห็นว่าประโยชน์ทางความร้อนของผนัง 0.7 มม. เหนือผนัง 1.2 มม. คือเวลาทำงานสูงสุด 3%- ซึ่งน้อยกว่า 1 นาทีต่อรอบ 30 นาที แต่อายุการใช้งานของหลุมก็สั้นลง 20-40% ข้อเสียเปรียบอย่างมากคือมีผนังที่หนาขึ้นเพื่อความน่าเชื่อถือในระยะยาว

วิศวกรรมนอกกำแพง ความหนาแน่นของกำลังและการกวน
หากการลดเวลา{0}}การมาถึงให้เหลือน้อยที่สุดเป็นสิ่งสำคัญ การเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการลดความหนาของผนังอย่างมาก การเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานจาก 2.0 W/cm2 เป็น 2.5 W/cm2 (เพิ่มขึ้น 25%) จะทำให้-เวลาในการทำงานเพิ่มขึ้นประมาณ 20% โดยมีต้นทุนของอุณหภูมิพื้นผิวที่เพิ่มขึ้นและการเร่งการเกิดรูพรุนที่เป็นไปได้ หรืออีกทางหนึ่ง เพิ่มความปั่นป่วนเพื่อเพิ่ม h จาก 1,000 เป็น 2,000 วัตต์/เมตร 2 • K ลดความต้านทานโดยรวมลง 33% ซึ่งช่วยลด-เวลาในการขึ้นเครื่องได้อย่างมาก โดยไม่ขึ้นกับความหนาของผนัง ในความเป็นจริง ผนังบาง (0.7 มม.) ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูงหรือการกวนต่ำอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดหลุมโดยไม่เกิดประโยชน์ทางความร้อนต่อวัสดุ

สรุป: ผนังบางให้ประโยชน์ด้านความร้อนน้อยและมีความเสี่ยงเป็นหลุมบ่อสูง
การทดลองโต้กลับการฆ่าเชื้อในอาหารกระป๋องด้วยเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าไทเทเนียมในน้ำเกลือแสดงให้เห็นว่าผนังบาง (0.7 มม.) ไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อ-เวลาที่จะเกิดขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับผนัง 1.2 มม. ทั่วไป โดยมีการปรับปรุงน้อยกว่า 3% (น้อยกว่า 1 นาทีในแต่ละรอบ) ผลประโยชน์เล็กๆ น้อยๆ นี้ได้มาจากการที่อายุการใช้งานของหลุมลดลง 20–40 % จากมากกว่า 10 ปีเป็น 6-8 ปี ผนัง 1.2 มม. เป็นข้อกำหนดที่เหมาะสมสำหรับการดำเนินการรีทอร์ตส่วนใหญ่โดยมีอายุการใช้งานอุปกรณ์ 10 ปี อนุญาตให้ใช้ผนังหนา 0.7 มม. ได้เฉพาะในกรณีที่รีทอร์ตมีอายุการใช้งานที่ทราบน้อยกว่า 8 ปี หรือหากสามารถตรวจสอบรูพรุนได้และเปลี่ยนเครื่องทำความร้อนในเชิงป้องกัน เมื่อใช้เครื่องทำความร้อนสำหรับบริการโต้กลับ ความหนาแน่นของพลังงานและความปั่นป่วนควรได้รับความสำคัญสูงสุดเพื่อลด-เวลาที่จะเกิดขึ้น ควรระบุความหนาของผนัง 1.0-1.2 มม. เป็นบรรทัดฐานเพื่อปรับสมดุลประสิทธิภาพการระบายความร้อนและความต้านทานต่อการเกิดรูพรุน