Hero Unsung of Chill: Bagaimana Pembuat Ais Anda Berfungsi

Dari koktel yang sejuk pada petang musim panas hingga sejuk yang dikemas untuk berkelah, ais adalah keperluan moden yang sering kita ambil. Sebelum penggunaan pembekuan beku dan pembuat ais automatik yang meluas, mendapatkan bekalan ais yang mantap adalah proses yang susah payah yang melibatkan rumah ais dan usaha logistik yang besar. Hari ini, yang rendah hati ais maker , sama ada perkakas mdaniri atau ciri di dalam peti sejuk anda, melakukan keajaiban kecil ini dengan sains yang cekap dan menarik.

Sains pembekuan: dari air ke ais

Pada terasnya, pembuat ais hanyalah mesin yang mengeksploitasi sifat fizikal air: ia menjadi pepejal -ais -apabila suhunya jatuh di bawahnya titik pembekuan .

Perubahan fasa

Air diperbuat daripada molekul $ H_2O $. Dalam keadaan cairnya, molekul -molekul ini sentiasa bergerak, tergelincir satu sama lain. Untuk menjadikan air cair menjadi ais pepejal, kita mesti mengeluarkan cukup Tenaga terma (haba) untuk melambatkan molekul ini ke bawah. Setelah mereka melambatkan dengan cukup, daya menarik antara molekul mengunci mereka ke dalam corak yang tegar, berulang yang dipanggil a kekisi kristal . Transformasi ini dikenali sebagai perubahan fasa .

Kitaran penyejukan

Proses penyingkiran haba adalah tugas Sistem penyejukan , yang sama dengan prinsipnya dengan apa yang menyejukkan seluruh peti sejuk atau penghawa dingin anda. Kitaran ini melibatkan empat komponen utama dan cecair khas yang disebut a penyejuk .

• Pemampat: Ini adalah hati sistem. Ia menekankan penyejuk gas, yang secara dramatik menaikkan suhunya.
• Gegelung kondensor: Penyejuk tekanan tinggi, tekanan tinggi mengalir melalui gegelung, biasanya di bahagian belakang atau bawah perkakas. Ia melepaskan habanya ke udara sekitar (dapur). Apabila ia menyejukkan, penyejuk berubah menjadi cecair.
• Injap pengembangan (atau tiub kapilari): Penyejuk cecair melalui injap sempit, yang dengan cepat mengurangkan tekanannya. Penurunan tekanan secara tiba -tiba menyebabkan penyejuk segera menjadi lebih sejuk.
• Gegelung penyejat: Di sinilah sihir berlaku untuk pembuat ais. Penyejuk cecair super sejuk mengalir melalui gegelung, yang biasanya bersentuhan langsung dengan dulang pembentukan ais. Permukaan sejuk ini dengan cepat menarik haba keluar air, menyebabkan air membeku. Penyejuk, yang menyerap haba, berubah menjadi gas dan mengalir kembali ke pemampat untuk memulakan kitaran lagi.

Anatomi pembuat ais automatik

Di kebanyakan peti sejuk moden, pembuat ais automatik berfungsi pada kitaran yang sederhana, biasanya menghasilkan kumpulan ais setiap satu hingga dua jam.

Bekalan air

Pertama, pembuat ais memerlukan air. A injap solenoid Mengawal aliran air dari garisan utama rumah anda (biasanya ditapis) ke dalam plastik kecil, plastik atau logam ais mold atau dulang. Injap ini biasanya dicetuskan oleh pemasa atau sensor.

Pembekuan dan penderiaan

Setelah acuan diisi, gegelung penyejat Sekitar acuan mula menyejukkan air. Masa langkah ini adalah penting. Sebaik sahaja air itu dibekukan sepenuhnya, salah satu daripada dua kaedah umum isyarat bahawa ais sudah siap:

• Termostat/pemasa: Sistem asas menggunakan pemasa yang mudah. Selepas jumlah masa yang telah ditetapkan (mis., 60 minit), mesin mengandaikan ais adalah pepejal.
• Sensor optik (rasuk inframerah): Sistem yang lebih canggih menggunakan rasuk inframerah bersinar melintasi tong penyimpanan ais. Apabila rasuk disekat oleh timbunan ais, mesin menghentikan pengeluaran. Apabila tahap jatuh, rasuk itu tidak disekat, dan resume pengeluaran. Ini sering disebut sebagai sensor penuh .

Menuai ais

Setelah ais terbentuk sepenuhnya, ia mesti dibebaskan dari acuan -proses yang dikenali sebagai penuaian .

• Elemen Pemanasan: Kecil elemen pemanasan Berhampiran acuan diaktifkan secara ringkas (selama kira-kira 10-15 saat). Ini sedikit menghangatkan permukaan acuan, cukup untuk mencairkan lapisan ais kecil dan melepaskan kiub, tetapi tidak mencukupi untuk mencairkan kiub sendiri.
• Lengan ejektor: Bermotor lengan pelepasan Atau meraih kemudian menyapu acuan, menolak kiub longgar dan ke dalam tong simpanan di bawah. Yang kuat clunk Anda dengar adalah bunyi kiub yang jatuh ke dalam tong.

Mekanisme penutupan

Untuk kemudahan, pembuat ais automatik perlu berhenti membuat ais apabila tong penuh. Ini dicapai oleh a lengan penutup dawai (atau wayar jaminan). Lengan ini terletak di atas timbunan ais. Apabila tong ais mengisi, kiub menolak lengan dan memegangnya dalam kedudukan 'up'. Pergerakan fizikal ini bergerak suis, yang memberitahu pembuat ais untuk menghentikan kitarannya. Sebaik sahaja ais digunakan dan longgokan jatuh, lengan jatuh ke bawah, mencetuskan mesin untuk mula membuat ais lagi.

Kitaran pembekuan, pemanasan, dan penghapusan yang berterusan dan tenang adalah bukti kejuruteraan yang bijak, memberikan kami bekalan yang berterusan, atas permintaan air beku yang sempurna.

Beyond the Fridge: Pembuat ais khusus

Walaupun pembuat ais peti sejuk adalah yang paling biasa, unit khusus menggunakan teknik yang berbeza untuk membuat jenis ais tertentu untuk kegunaan komersial dan rumah.

Flake dan Nugget Ice

• Ice Flake: Digunakan terutamanya di kedai runcit untuk makanan laut, ais flake dihasilkan dengan mengikis lapisan ais dari drum menegak yang sejuk.
• Nugget Ice (atau ais yang boleh dikunyah): Pilihan yang popular di restoran dan hospital, ais lembut dan berliang ini dibuat dengan memampatkan ais serpihan ke dalam pelet kecil dan lapang.

Pembuat ais yang jelas

Aduan biasa dengan ais peti sejuk adalah penampilan mendung, yang disebabkan oleh gelembung udara yang terperangkap dan mineral yang membeku ke tengah kiub. Pembuat ais yang jelas (sering digunakan oleh bartender atau minuman mewah) menyelesaikannya dengan meniru proses pembekuan tasik semulajadi: mereka membekukan air perlahan and secara beransur -ansur .

Dengan membekukan air dari lapisan bawah atau atas terlebih dahulu dan menjaga air sentiasa gelisah, gelembung udara dan kekotoran ditolak dan tertumpu ke dalam sedikit air untuk membekukan, yang biasanya dibuang. Hasilnya adalah ais yang jelas dan padat yang mencairkan lebih perlahan dan tidak mencairkan minuman dengan cepat.