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1、项目 制冰与贮冰,任务 制冰工艺流程,返回,任务 制冰工艺流程,一、人造冰的分类、性质和应用 制冰是使水或水溶液散热冻结成固体的过程。 人造冰通常是应用制冷设备吸收水溶液的热量使之凝固而制成的。 (一) 人造冰的分类 人造冰按其物质组成可分为以下几种。 .水冰 水冰又称普通冰， 是用普通的水制成的冰。 根据冰的透明度(或称纯度) ， 可将其分为透明冰和不透明冰， 后者又俗称为白冰。,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,用未经处理的普通水制成的冰即为白冰， 其颜色发白， 透明度差， 这是由于普通水中含某些盐或其他杂质， 以及在冻结过程中原溶解于水中的不凝性气体从水中析出的气泡所致。根据制冰的原料水
2、来源不同， 水冰可分为淡水冰和海水冰。 还可以按用途不同， 将水冰制成各种形状， 如雪花冰、粒冰、片冰、板冰、块冰和圆柱冰等。 .防腐冰 防腐冰是用水和防腐剂的混合溶液经冻结后制成的。 通常采用的防腐剂为次氯酸盐， 如次氯酸钾等， 还可以用硝酸钠、过氧化氢以及维生素 等作为防腐剂。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,防腐冰的最大特点是具有杀菌能力， 常用于鲜活食品尤其是水产品的加工保鲜， 可防止鱼、虾等鲜活水产的腐烂变质。 用次氯酸盐作为防腐剂的防腐冰， 在冻结和贮存及应用过程中， 其氯的含量会迅速降低而使杀菌效果减弱。 .溶液冰 溶液冰是一种均匀的盐类和水的共晶体， 是用盐类的共晶溶
3、液制成的， 也称为最低共熔冰。 盐类的共晶溶液即冰点最低的溶液， 其浓度及冰点值依盐的种类而定。 这种冰的最大特点是具有较低而恒定的溶化温度及较大的熔化热。 某些溶液冰具有较强的腐蚀性或毒性， 使用时应注意。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,.干冰 干冰即固体二氧化碳， 它是用人工制冷的方法， 将气态的二氧化碳经液化冻结而成。 干冰通常为透明雪状固体， 也可根据需要压制成块。 因其具有吸热后不经过液态而直接气化(即升华) 的特点， 故称为干冰。 (二) 人造冰的性质 .水冰的性质及其冻结过程 水冰是水的结晶体， 其晶体构造属透明六方晶系， 但冰块系多向结晶。 根据其形成时的条件不同，
4、 透明度、形状亦各不相同。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,水冰的密度与形成时的环境温度和压力以及其内部的空气和杂质含量等有关。 水冰的熔点即水的冰点， 也和形成时的环境压力有关。 在大气压力状态下， 其熔点为 。 在一定的压力范围内， 随着形成时的压力升高， 冰的熔点降低。 冰的密度和纯度决定了其在常温范围内的融化速率， 密度越大， 纯度越高， 融化的时间就越长；反之， 则融化时间短。 水冰的质量比热容与其温度有关， 在 内， 其平均质量比热容约为. /( )， 其平均融化热为 / 。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,水冰的导热系数也与其温度有关， 温度越低， 导热系数越
5、大。 水在冻结过程中， 分子间存在两种相反的作用力: 一种是分子聚合力， 促使结晶的形成；另一种是分子热运动力， 阻碍结晶的形成。 水要冻结成冰， 必须克服后一种作用力。 因此， 在水的冻结过程中， 要设法将水的热量移走， 使其温度降低而减弱分子热运动力。 当水与低于 的冷媒体(如空气、管道、冰桶等) 接触时， 冷媒体将处于接触界面处的一层水的热量取走， 使该层水首先冻结。首先冻结的薄冰层又成为热的传导体， 将未冻结的水的热量不断地传给冷媒体。 这样使水一层一层地冻结， 冻结的冰量越来越大， 冰层越来越厚，直至水全部冻结或某一冰水界面处的温度维持在 时冻结过程终止。,上一页,下一页,返回,任务
6、 制冰工艺流程,.干冰的性质 干冰具有密度大、升华吸热量大、升华温度低、干净卫生等特点。 干冰的密度与制取方法有关， 其平均密度为. / 。 在常压下的升华温度为. ， 在真空状态下的升华温度为 。 (三) 人造冰的应用 人造冰的用途主要是利用其冷却效应， 即利用水冰(或防腐冰、溶液冰) 融化或干冰升华时的吸热来获取低温。 和机械制冷获取低温相比较， 其具有设备简单、操作简便等优点。 在常压下， 利用水冰可获取 的低温， 还可以采用冰盐冷却的方法获得更低的温度。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,所谓冰盐冷却， 是用水冰与盐类、酸类或有机溶剂等的混合物进行冷却。 在工业上， 通常大量使
7、用的是价格便宜且来源充足的食盐()， 所以一般又将冰盐混合物称为盐水冰。 盐水冰冷却时， 水冰融化要吸收熔化热， 盐类物质溶解要吸收溶解热， 因而采用冰盐冷却可获取比纯水冰冷却低得多的低温。 冰盐冷却所能达到的低温与盐、酸等物质的种类及配比有关， 如表 所示。 干冰在常压下可获取 的低温， 如果将其置于密闭的容器中， 用真空泵不断抽气， 可得到 的低温。 还可以将干冰制成盐水冰， 如将干冰与硫酸、氯甲烷或二氧化硫液体混合， 可达到 的低温；与乙醚混合则可得到 的低温。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,人造冰在国民经济、科学研究和人民生活中得到广泛应用。 二、盐水制冰 制冰的方法有两种
8、: 一是直接冷却制冰法， 即利用制冷剂的蒸发吸热直接将水冻结成冰；二是间接冷却制冰法， 即在水和制冰冷剂之间增加载冷剂， 如盐水等。 先用制冷剂冷却载冷剂， 再用冷却后的载冷剂将水冷却并冻结。 制冰的方法不同， 冰的质地也不一样。 一般来说， 直接法制出的冰较为酥脆， 而间接法制出的冰则较为坚实。 下面介绍用盐水作载冷剂的盐水制冰方法和装置。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,这种方法利用盐水作载冷剂， 使冰模与制冷设备的蒸发器进行换热， 该装备的盐水池内有一个沉浸式的蒸发器产生冷量， 通过由搅拌器搅动的盐水进行热量的传递， 使冰模内的水溶液散热而被冻结， 由此实现制冰。 冰在食品保鲜
9、中用途非常广泛， 食品冷加工生产中需要用冰， 渔轮出海捕鱼需要用冰，鲜货长途运输需要用冰， 医疗、科研、生活服务等部门也常需要用冰。 (一) 盐水制冰,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,盐水制冰是使用较早的制冰方式， 制出的冰坚实， 易融化， 便于储藏和搬运， 目前在冷库(特别是水产冷库) 中使用得比较普遍， 且是大规模制冰的主要方法。 .制冰工艺 把固定在冰桶组合架上的若干个冰桶加满水， 用吊车把冰桶架吊送至制冰池内， 制冰池内的盐水被蒸发器冷却到 左右， 利用此低温盐水将冰桶内的水冻结成冰。 冰冻好后，再用吊车将冰桶架一组一组地依次吊送至融冰池， 在池中浸 ， 待冰桶与冰的接触面融
10、化后， 再将冰桶置于倒冰架上， 令其倒翻， 冰块就很快脱离冰桶倾倒在带有坡度的滑冰道上， 然后使冰块滑入储冰间。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,空冰桶在倒冰架上恢复至平放， 用加水器将冰桶加满水后重新入池。 .制冷工艺 盐水制冰属间接冷却系统， 制冷剂(氨) 通过制冰池中的蒸发器蒸发吸热， 使流过蒸发器的盐水温度降低， 低温盐水流过冰桶时， 吸收冰桶中水的热量， 使水的温度迅速下降，凝结成冰。 流过冰桶后的盐水温度升高， 再次流过蒸发器而被冷却， 如此不断循环， 使冰桶中的水全部结成冰。 池中盐水的循环依靠搅拌器来完成， 如图 所示。 制冷系统多为重力供液式， 制冷系统的氨液分离器
11、及管道布置应不妨碍吊车运行， 且应防止被吊车及冰桶等碰撞及管道绝热层受潮。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,(二) 制冰设备 .制冰池 制冰池用普通的钢板和型钢焊接而成， 为敞口的长方体容器， 其池壁和池底需敷设一定厚度的隔热层和防潮层。 隔热层的外围应用砖或木板保护， 其敞口面在运行时应加盖木盖板或保温盖板， 以减少冷量损失。 制冰池的大小应根据日产量和冰桶组合后的尺寸确定。 图 中制冰池 自带盐水冷却蒸发器。 蒸发器 通常安装在池内一侧或两侧的隔离槽中。 制冰时， 池内盛装着配制好的盐水， 装有原料水的冰桶 浸泡在盐水中。 液态制冷剂在蒸发器 内蒸发吸热， 将盐水的热量带走， 使
12、盐水冷却并维持一定的低温。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,低温盐水流经冰桶 时， 将桶内的水冷却并最终冻结。 还有一种不带盐水冷却蒸发器的制冰池， 其盐水冷却装置另设， 制冰池与盐水冷却装置用盐水管道连接， 在盐水泵的作用下， 使盐水循环流动。 前一种型式的制冰池常用立管或 形管式蒸发器， 其结构简单， 可在安装现场制作；后一种制冰系统的盐水冷却装置， 通常采用螺旋管或壳管式蒸发器， 需配套供应。 制冰池的一端装有螺旋搅拌器， 强制盐水以较快的流速并按一定的流向沿冰桶和蒸发器的表面流动， 以增强传热效果及使池内盐水保持较均匀的温度。 螺旋搅拌器分立式和卧式两种。,上一页,下一页,返
13、回,任务 制冰工艺流程,卧式搅拌器装在池子的端壁处， 其电动机和传动装置放在池外， 搅拌头放在池内的盐水中。 这种搅拌器最大的优点是推动盐水流动时的阻力小， 但因其转动轴要穿池壁， 存在盐水渗漏和安装检修不便等缺陷。 立式搅拌器装在池端头的上方， 搅拌头朝下伸入盐水中， 安装和维修都很方便， 但推动盐水流动时的阻力较大。 .融冰槽 它紧靠在制冰池的出冰端， 也是用钢板和型钢焊接成的敞口长方体容器。 槽内盛有自来水或特制的 温水。 当冻结好的冰桶被升降机从制冰池移入融冰槽后， 由于水温比冰桶温度高， 将桶内壁面处的冰融化， 使冰与冰桶脱开。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,.翻冰架 它
14、是钢制或木制的、可旋转一定角度的活动支架。 当升降机将冰桶从融冰槽移至翻冰架上后， 翻冰架带动冰桶旋转， 将冰块倒到滑冰台上。 翻冰架两端装有平衡锤， 用以控制翻冰架的旋转速度和使之复位。 .滑冰台 滑冰台用钢材和木材制作， 也可用砖砌。 砖砌的滑冰台的表面应覆盖一定厚度的钢筋混凝土， 滑冰台应带坡度并留出漏水缝， 以避免出冰时冰桶内的融化水流入冰库。 如果滑冰台距冰库或冰块出口较远， 则可用滑冰道延伸， 滑冰道也应有坡度， 使冰块能依靠自重滑行。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,为减少冰块滑行的阻力， 冰台和冰道的表面应采用光滑的材料， 如钢材、竹片、瓷片等， 在冰道的两侧应设置一
15、定高度的导向护栏， 使冰块在滑行时保持平衡， 防止碰撞或滑出冰道。滑冰道尽可能采用直道， 如条件所限采用弯道时， 转弯处的弧度宜大不宜小。 .冰桶 冰桶用钢板焊接或铆接而成， 为一上大下小的倒棱台形容器， 以便于冰块从桶上口脱出。 .升降机 类似于行车结构， 其机身可水平前后移动， 吊勾上下移动， 用于冰桶的升降和移位。 升降机的运行由操作人员手持开关盒控制。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,.推进机构 制冰池出冰通常从靠近融冰槽的一端开始， 当出冰端的冰桶被升降机移出制冰池后， 利用推进机构将后面的冰桶向前推移， 冰池的另一端便空出一组冰桶的位置， 供重新摆放冰桶。 采用推进机构可
16、减少升降机的动作和简化冰桶的加水系统， 但增加此机构后会使制冰池的构造复杂化， 导致制作费用和维修量加大。 现有的盐水制冰厂绝大多数不采用推进机构，直接用升降机来完成冰桶的移位。 当升降机将冰桶从融冰槽移至翻冰架上后， 翻冰架带动冰桶旋转， 将冰块倒在滑冰台上。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程,.注水器 给冰桶注入原料水的装置， 由钢制水箱和上水、注水、溢流和排污管路系统组成。 水箱内按每组冰桶数分隔为容积相同的存水格， 每格的容水量控制在单个冰桶容积的 。 水箱的水量也可用浮球控制。 .冰桶架 搁置和提放一组冰桶的钢架， 架上设有吊环， 提升冰桶时挂钩用。 (三) 对盐水的要求 .有关温度的确定 () 盐水平均温度。,上一页,下一页,返回,任务 制冰工艺流程, 直接影响到结冰速度及冰的质量，
