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鹽水製冰

鎖定
鹽水製冰(Salt water ice)是應用較廣泛、歷史悠久的一種間接冷卻製冰方法。 [1] 
中文名
鹽水製冰
特    點
堅實、不易融化,便於貯藏和搬運
應用領域
漁業、食品業、運輸業及醫療機構
英    譯
Salt water ice
性    質
間接冷卻製冰方法
工藝流程
冷卻、凍結

鹽水製冰製冰介紹

製出的冰堅實、不易融化,便於貯藏和搬運,在國內漁業、食品業、運輸業及醫療機構等行業中使用的比較普遍。 [1] 

鹽水製冰工藝流程

鹽水製冰屬於間接冷卻系統。傳統做法的鹽水製冰池中,蒸發器鹽水池和製冰鹽水池合二為一個製冰池,並用隔板將兩者隔開,利用鹽水攪拌器使鹽水在兩個鹽水池中循環,冰桶放在製冰鹽水池中。鹽水在蒸發器鹽水池中被降温後,在攪拌器的作用下進入製冰鹽水池對冰桶降温,温度升高後的鹽水由另一側流入蒸發器鹽水池再行冷卻。在鹽水製冰設備彙總,製冷劑在蒸發器內吸收鹽水的熱量,使鹽水降温並保持在-10~-14℃左右。當冰桶中的水被凍結後,由吊車依次將冰桶組吊出製冰池放進融冰槽融冰,而後利用倒冰架脱水,並經滑冰道進入冰庫儲存或直接運走。脱水後的空冰桶經注水後再放入製冰池中繼續生產,如此循環。

鹽水製冰鹽水要求

有關温度的確定
(1)鹽水温度t1 t1直接影響結冰速度及冰的質量。t1降低,結冰速度加快,但要求蒸發温度較低,使製冷係數下降;t1升高,則不利於鹽水與冰桶之間的換熱,結冰速度減慢。一般t1取-10℃
(2)鹽水温度與蒸發温度的温差t2 取較大的t2 雖可加快鹽水和製冷劑的換熱,有利於鹽水的降温,但隨着t2 增大,必將要求更低的蒸發温度,會導致壓縮機單位功耗的增加。因此,蒸發温度與鹽水温度之差取5℃。
(3)鹽水的凝固温度 要使鹽水在製冰池中不斷循環,就必須保證它在低温下不會凍結。如果鹽水的凝固温度接近蒸發温度,鹽水就有凍結的危險。但若要求鹽水的凝固温度過低,則因鹽水濃度的增加使攪拌器的功耗增大。因此,一般將鹽水凝固温度定為比蒸發温度低6~8℃。 [2] 

鹽水製冰設備佈置

鹽水製冰設備主要包括製冰池、蒸發器、冰桶及冰桶架、融冰池、倒冰架、注水器、吊車等,可自行設計、加工,也可從生產廠家購成套設備。
1.製冰池
製冰池用於盛裝鹽水溶液、蒸發器及冰桶等,一般6~8mm厚的鋼板焊接而成。製冰池中焊有隔板,將製冰池分成放置蒸發器和製冰桶兩部分。
2.蒸發器
常用的蒸發器有螺旋管式、V型管式、立管式多種。根據製冰池的大小和結構,蒸發器在製冰過程中有集中佈置和分散佈置等方式。
3.冰桶架和冰桶
冰桶架是擱置在製冰池上的鋼製框架,用於擱置冰桶和提冰。冰桶多用1.5~2.0mm厚鍍鋅鋼板製成,可採用焊接形式,也可採用鉚釘連接形式。焊接形式的焊縫設在短邊中縫處,鉚接形式的鉚縫設在長邊短邊交接縫處。桶的上下兩端均有鋼板箍加固。為了便於脱冰,應做成上大下小的矩形。冰桶架、冰桶製成及試漏後需塗刷防鏽漆。 [2] 
4.攪拌器
鹽水攪拌器有立式和卧式兩類。
卧式攪拌器由外殼、軸承架、軸、葉輪以及填料壓蓋等組成。攪拌器伸進製冰池內,由安裝在製冰池一端的電動機通過帶輪帶動工作,因而轉動軸與製冰池壁面的密封性要求較高,安裝維修麻煩。但卧式攪拌器工作時阻力較小。
立式攪拌器也是成套設備,它由葉輪、主軸、電動機等組成。立式攪拌器的電動機安裝在製冰池一端上部,電動機與葉輪通過聯軸器連接。工作時,鹽水由鬥形外殼的上面進入,通過葉輪攪拌,從側面的出水口送出。出水口設置在蒸發器底板下部,使鹽水全部通過蒸發器。立式攪拌器不存在傳動軸與製冰池壁面的密封問題,維修較方便。但立式攪拌器工作時阻力較大。
蒸發器鹽水池中鹽水的流速不小於0.7m/s,製冰鹽水池中鹽水的流速為0.5m/s。攪拌器應佈置在與融冰池相對應的一端,以免吊起的冰桶滴落鹽水腐蝕電動機。
5.融冰池
融冰池是用鋼板焊成或用混凝土製成的長方形水池,尺寸應比冰桶架大一些。通常在池中設搖擺架,以加快冰塊脱模,池上設有進水和排水管道,以便補充高温水及排除低温水。融冰池佈置在製冰池出冰側的一端。
6.倒冰架
倒冰架是將融冰後的冰桶翻倒,使塊冰滑出冰桶的設備。多用槽鋼、角鋼和鋼板製作,成L形,兩端用軸承支撐。兩端裝有平衡錘,用於減緩倒冰時的速度和已於復位。
7.滑冰台
滑冰台為具有漏水縫並帶有一定坡度的木板台,用於接收倒冰架倒出的冰塊,並由此滑入貯冰間。滑冰台應有2%~4%的坡度,靠近牆處應有反向坡度,以免冰塊接近牆體。滑冰台的寬度應大於倒冰架,長度為冰塊長度的3倍。
8.水預冷器
水預冷器用於製冰水的預冷,以減少製冰池內蒸發器的負荷,縮短製冰時間。水預冷器為長方體水箱,可設置在加水器上方,也可單獨安裝。箱內裝有蒸發器,箱端有攪拌機,以加速熱量傳遞。
9.加水器
它是把自來水或預冷後的製冰水加註到冰桶的裝置。加水器由與冰桶數相應的旋轉水嘴、定量水箱組成,以確保向各個冰桶中同時等量加水。加水器內每個格的容量為一個冰桶容積的90%。
10.吹氣裝置
吹起裝置是用於製取透明冰的專用設備,主要包括羅茨風機、空氣罐及輸送管道。在製取透明冰時,羅茨風機將壓縮後的高壓氣體存貯在空氣罐裏,通過送氣管道送入冰桶中,以排除製冰水中溶入的空氣,達到製取透明冰的目的。
11.吊車
吊車應為能水平和垂直移動的裝置,用於冰桶出冰、加水、入池時的吊運。吊車上升速度為4~8m/min,水平速度為20~30m/min。吊車上有兩根同時起落的鋼絲繩,必須正對冰桶架上的兩個吊環。
此外,對於大、中型製冰間,還可設置冰桶架推進機構等設備,以加快凍結速度。
目前,許多生產廠家已有了製冰成套設備。

鹽水製冰設計要求

1.製冰間應靠近機房,通風采光要好,避免陽光照射在製冰池上。
2.製冰間出冰側應靠近冰庫,冰從桶中滑出所撞到的牆面要加防撞板。
3.單層建造的製冰間,製冰池不宜直接建在地坪上,應有防止地面凍臌措施。
4.製冰間宜單獨建造。 [1] 

鹽水製冰鹽水配製

製冰常用的鹽水是氯化鈉或氯化鈣溶液。鹽水的配製既要滿足製冰工藝所要求的温度,又要儘量減少對金屬的腐蝕。
1.鹽水濃度的確定 鹽水的温度與濃度的關係,鹽水凝固温度隨濃度增大而下降;反之,凝固温度隨鹽水濃度的增大而上升。因此可根據確定的凝固温度,由氯化鈣、氯化鈉溶液特性表查到對應的鹽水濃度。
2.酸鹼度 鹽水對金屬的腐蝕性與鹽水的pH值有關,一般略帶鹼性為好,即pH值在7~9之間。為使鹽水的腐蝕作用減弱,可向其內加緩蝕劑。常用的緩蝕劑用重鉻酸鈉氫氧化鈉配製,其配比為每100kg重鉻酸鈉加27kg氫氧化鈉。一般規定,每1m³氯化鈣水溶液中加入1.6kg重鉻酸鈉,每1m³氯化鈉水溶液中加入3.2kg重鉻酸鈉。

鹽水製冰經驗總結

配置鹽水時其濃度不應超過其共晶點。根據經驗,氯化鈉鹽水的比重在1.15~1.18,氯化鈣鹽水的比重在1.20~1.24之間,腐蝕性最弱,較為適宜。 在使用過程中,應定期檢查鹽水的濃度和pH值。 [2] 
參考資料
  • 1.    李建華、王春.冷庫設計.北京:機械工業出版社,2003
  • 2.    GB/T 29029-2012大型鹽水製冰機組