A hideg el nem énekelt hőse: Hogyan működik a jégkészítő

A nyári esti fagyos koktéltól a piknikre csomagolt hűtőig, jég egy modern szükséglet, amelyet gyakran természetesnek tartunk. A fagyasztók és az automatizált jégkészítők széles körben elterjedt használata előtt a folyamatos jégkészlet beszerzése fáradságos folyamat volt, jégházakkal és hatalmas logisztikai erőfeszítésekkel. Ma az alázatos jég maker Legyen szó önálló készülékről vagy a hűtőszekrényben található funkcióról, hatékony, lenyűgöző tudományossággal hajtja végre ezt a kis csodát.

A fagyás tudománya: a víztől a jégig

Lényegében a jégkészítő egyszerűen egy gép, amely kihasználja a víz fizikai tulajdonságait: szilárd anyaggá – jéggé – válik, ha hőmérséklete a víz hőmérséklete alá csökken. fagyáspont .

A fázisváltás

A víz $H_2O$ molekulákból áll. Folyékony állapotában ezek a molekulák folyamatosan mozognak, elcsúsznak egymás mellett. Ahhoz, hogy a folyékony vizet szilárd jéggé alakítsuk, eleget kell eltávolítanunk hőenergia (hő), hogy lelassítsa ezeket a molekulákat. Amint kellően lelassulnak, a molekulák közötti vonzó erők merev, ismétlődő mintázatba zárják őket, az úgynevezett kristályrács . Ezt az átalakulást a fázisváltás .

A hűtési ciklus

A hőelvonási folyamat a feladata a hűtőrendszer , ami elvileg megegyezik azzal, ami hűti az egész hűtőszekrényedet vagy a klímaberendezésedet. Ez a ciklus négy kulcsfontosságú komponensből és egy speciális folyadékból, az a hűtőközeg .

• Kompresszor: Ez a rendszer szíve. Nyomás alá helyezi a gáznemű hűtőközeget, ami drámaian megemeli a hőmérsékletét.
• Kondenzátor tekercsek: A forró, nagynyomású hűtőközeg tekercseken keresztül áramlik, általában a készülék hátulján vagy alján. Hőjét a környező levegőbe (a konyhába) engedi. Amint lehűl, a hűtőközeg újra folyadékká alakul.
• Expanziós szelep (vagy kapilláriscső): A folyékony hűtőközeg egy keskeny szelepen halad át, ami gyorsan csökkenti a nyomását. A hirtelen nyomásesés következtében a hűtőközeg azonnal sokkal hidegebbé válik.
• Párologtató tekercsek: Itt történik a varázslat a jégkészítő számára. A szuperhideg folyékony hűtőközeg tekercseken keresztül áramlik, amelyek általában közvetlenül érintkeznek a jégképző tálcával. Ez a hideg felület gyorsan felszívja a hőt ki a vízből, ami a víz megfagyását okozza. A hűtőközeg, miután elnyelte a hőt, visszaváltozik gázzá, és visszafolyik a kompresszorhoz, hogy újraindítsa a ciklust.

Egy automata jégkészítő anatómiája

A legtöbb modern hűtőszekrényben az automatikus jégkészítő egyszerű, időzített ciklusban működik, általában egy-két óránként készít egy adag jeget.

A Vízellátás

Először is, a jégkészítőnek vízre van szüksége. A mágnesszelep szabályozza a víz áramlását az otthona fő vezetékéből (általában szűrve) egy kicsi, műanyag vagy fémbe jég mold vagy tálcát. Ezt a szelepet általában egy időzítő vagy egy érzékelő indítja el.

Fagyás és érzékelés

Miután a forma megtelt, a párologtató tekercsek a formát körülvevő elkezdi lehűteni a vizet. Ennek a lépésnek az időzítése kulcsfontosságú. Ha a víz teljesen megfagyott, a két általános módszer egyike jelzi, hogy a jég készen áll:

• Termosztát/időzítő: Egy alaprendszer egy egyszerű időzítőt használ. Egy előre meghatározott idő (például 60 perc) elteltével a gép azt feltételezi, hogy a jég szilárd.
• Optikai érzékelő (infravörös sugár): A kifinomultabb rendszerek infravörös sugarat használnak, amely átvilágítja a jégtárolót. Amikor a gerendát egy jégkupac blokkolja, a gép leállítja a termelést. Amikor a szint csökken, a sugár feloldódik, és a termelés folytatódik. Ezt gyakran nevezik a teljes érzékelő .

A jég betakarítása

Amint a jég teljesen kialakult, ki kell engedni a formából – ez az úgynevezett folyamat betakarítás .

• Fűtőelem: Egy kicsi fűtőelem a forma közelében rövid ideig (kb. 10-15 másodpercig) aktiválódik. Ez kissé felmelegíti a forma felületét, csak annyira, hogy megolvadjon egy apró jégréteg, és felszabaduljanak a kockák, de nem annyira, hogy maguk a kockák megolvadjanak.
• Kidobó kar: Egy motoros kidobó kar vagy gereblyézni, majd végigsöpörni a formán, a kilazult kockákat kinyomva az alatta lévő tárolórekeszbe. A hangos csörömpölni a kukába hulló kockák hangját hallod.

A leállítási mechanizmus

A kényelem érdekében az automata jégkészítőknek le kell állítaniuk a jégkészítést, ha a tartály megtelt. Ezt úgy érik el, hogy a huzal elzáró kar (vagy óvadékhuzal). Ez a kar a jégkupac tetején támaszkodik. Ahogy a jégtartály megtelik, a kockák felfelé tolják a kart, és „felfelé” helyzetben tartják. Ez a fizikai mozgás egy kapcsolót indít el, amely arra utasítja a jégkészítőt, hogy állítsa le a ciklust. A jég felhasználása és a halom leesése után a kar visszaesik, és a gép újra jeget készít.

A fagyasztás, fűtés és kilökés folyamatos, csendes ciklusa az okos tervezésről tanúskodik, amely folyamatos, igény szerinti, tökéletesen fagyasztott vízellátást biztosít számunkra.

A hűtőn túl: Speciális jégkészítők

Míg a hűtőszekrény jégkészítő a legelterjedtebb, a speciális egységek különböző technikákat alkalmaznak bizonyos típusú jég előállítására kereskedelmi és otthoni használatra.

Flake és Nugget Ice

• Jégpehely: Az elsősorban élelmiszerboltokban, tenger gyümölcseihez használt jeget úgy állítják elő, hogy egy jégréteget lekaparnak egy lehűtött függőleges dobról.
• Nugget Ice (vagy rágható jég): Az éttermekben és kórházakban népszerű választás ez a puha, porózus jég, amelyet a pelyhes jég apró, levegős pelletté préselésével készítenek.

Tiszta jégkészítők

A hűtőszekrény jéggel kapcsolatos gyakori panasz a zavaros megjelenés, amelyet a beszorult légbuborékok és a kocka közepébe fagyott ásványok okoznak. Tiszta jégkészítők (gyakran használják a csaposok vagy csúcskategóriás italokhoz) ezt a természetes tófagyás folyamatát utánozva oldják meg: lefagyasztják a vizet lassan és irányítottan .

Ha először az alsó vagy felső rétegből lefagyasztjuk a vizet, és a vizet folyamatosan keverjük, a légbuborékok és szennyeződések kiszorulnak, és az utolsó csepp vízbe koncentrálódnak, hogy megfagyjon, amit általában eldobnak. Az eredmény kristálytiszta, sűrű jég, amely lassabban olvad, és nem hígítja olyan gyorsan az italokat.