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盐水制冰

来源:  发布时间:2017-09-15

盐水制冰是应用较广泛、历史悠久的一种间接冷却制冰方法,制出的冰坚实、不易融化,便于贮藏和搬运,在国内渔业、食品业、运输业及医疗机构等行业中使用的比较普遍。[1] 
盐水制冰工艺流程

盐水制冰属于间接冷却系统。传统做法的盐水制冰池中,蒸发器盐水池和制冰盐水池合二为一个制冰池,并用隔板将两者隔开,利用盐水搅拌器使盐水在两个盐水池中循环,冰桶放在制冰盐水池中。盐水在蒸发器盐水池中被降温后,在搅拌器的作用下进入制冰盐水池对冰桶降温,温度升高后的盐水由另一侧流入蒸发器盐水池再行冷却。在盐水制冰设备汇总,制冷剂在蒸发器内吸收盐水的热量,使盐水降温并保持在-10~-14℃左右。当冰桶中的水被冻结后,由吊车依次将冰桶组吊出制冰池放进融冰槽融冰,而后利用倒冰架脱水,并经滑冰道进入冰库储存或直接运走。脱水后的空冰桶经注水后再放入制冰池中继续生产,如此循环。

对盐水的要求
有关温度的确定
1)盐水温度t1 t1直接影响结冰速度及冰的质量。t1降低,结冰速度加快,但要求蒸发温度较低,使制冷系数下降;t1升高,则不利于盐水与冰桶之间的换热,结冰速度减慢。一般t1取-10℃
2)盐水温度与蒸发温度的温差t2 取较大的t2 虽可加快盐水和制冷剂的换热,有利于盐水的降温,但随着t2 增大,必将要求更低的蒸发温度,会导致压缩机单位功耗的增加。因此,蒸发温度与盐水温度之差取5℃。
3)盐水的凝固温度 要使盐水在制冰池中不断循环,就必须保证它在低温下不会冻结。如果盐水的凝固温度接近蒸发温度,盐水就有冻结的危险。但若要求盐水的凝固温度过低,则因盐水浓度的增加使搅拌器的功耗增大。因此,一般将盐水凝固温度定为比蒸发温度低6~8℃。[2] 
盐水制冰主要设备及布置
盐水制冰设备主要包括制冰池、蒸发器、冰桶及冰桶架、融冰池、倒冰架、注水器、吊车等,可自行设计、加工,也可从生产厂家购成套设备。
1.制冰池
制冰池用于盛装盐水溶液、蒸发器及冰桶等,一般6~8mm厚的钢板焊接而成。制冰池中焊有隔板,将制冰池分成放置蒸发器和制冰桶两部分。
2.蒸发器
常用的蒸发器有螺旋管式、V型管式、立管式多种。根据制冰池的大小和结构,蒸发器在制冰过程中有集中布置和分散布置等方式。
3.冰桶架和冰桶
冰桶架是搁置在制冰池上的钢制框架,用于搁置冰桶和提冰。冰桶多用1.5~2.0mm厚镀锌钢板制成,可采用焊接形式,也可采用铆钉连接形式。焊接形式的焊缝设在短边中缝处,铆接形式的铆缝设在长边短边交接缝处。桶的上下两端均有钢板箍加固。为了便于脱冰,应做成上大下小的矩形。冰桶架、冰桶制成及试漏后需涂刷防锈漆。[2] 
4.搅拌器
盐水搅拌器有立式和卧式两类。
卧式搅拌器由外壳、轴承架、轴、叶轮以及填料压盖等组成。搅拌器伸进制冰池内,由安装在制冰池一端的电动机通过带轮带动工作,因而转动轴与制冰池壁面的密封性要求较高,安装维修麻烦。但卧式搅拌器工作时阻力较小。
立式搅拌器也是成套设备,它由叶轮、主轴、电动机等组成。立式搅拌器的电动机安装在制冰池一端上部,电动机与叶轮通过联轴器连接。工作时,盐水由斗形外壳的上面进入,通过叶轮搅拌,从侧面的出水口送出。出水口设置在蒸发器底板下部,使盐水全部通过蒸发器。立式搅拌器不存在传动轴与制冰池壁面的密封问题,维修较方便。但立式搅拌器工作时阻力较大。
蒸发器盐水池中盐水的流速不小于0.7m/s,制冰盐水池中盐水的流速为0.5m/s。搅拌器应布置在与融冰池相对应的一端,以免吊起的冰桶滴落盐水腐蚀电动机。
5.融冰池
融冰池是用钢板焊成或用混凝土制成的长方形水池,尺寸应比冰桶架大一些。通常在池中设摇摆架,以加快冰块脱模,池上设有进水和排水管道,以便补充高温水及排除低温水。融冰池布置在制冰池出冰侧的一端。
6.倒冰架
倒冰架是将融冰后的冰桶翻倒,使块冰滑出冰桶的设备。多用槽钢、角钢和钢板制作,成L形,两端用轴承支撑。两端装有平衡锤,用于减缓倒冰时的速度和已于复位。
7.滑冰台
滑冰台为具有漏水缝并带有一定坡度的木板台,用于接收倒冰架倒出的冰块,并由此滑入贮冰间。滑冰台应有2%~4%的坡度,靠近墙处应有反向坡度,以免冰块接近墙体。滑冰台的宽度应大于倒冰架,长度为冰块长度的3倍。
8.水预冷器
水预冷器用于制冰水的预冷,以减少制冰池内蒸发器的负荷,缩短制冰时间。水预冷器为长方体水箱,可设置在加水器上方,也可单独安装。箱内装有蒸发器,箱端有搅拌机,以加速热量传递。
9.加水器
它是把自来水或预冷后的制冰水加注到冰桶的装置。加水器由与冰桶数相应的旋转水嘴、定量水箱组成,以确保向各个冰桶中同时等量加水。加水器内每个格的容量为一个冰桶容积的90%。
10.吹气装置
吹起装置是用于制取透明冰的专用设备,主要包括罗茨风机、空气罐及输送管道。在制取透明冰时,罗茨风机将压缩后的高压气体存贮在空气罐里,通过送气管道送入冰桶中,以排除制冰水中溶入的空气,达到制取透明冰的目的。
11.吊车
吊车应为能水平和垂直移动的装置,用于冰桶出冰、加水、入池时的吊运。吊车上升速度为4~8m/min,水平速度为20~30m/min。吊车上有两根同时起落的钢丝绳,必须正对冰桶架上的两个吊环。
此外,对于大、中型制冰间,还可设置冰桶架推进机构等设备,以加快冻结速度。
目前,许多生产厂家已有了制冰成套设备。
盐水制冰间设计要求
1.制冰间应靠近机房,通风采光要好,避免阳光照射在制冰池上。
2.制冰间出冰侧应靠近冰库,冰从桶中滑出所撞到的墙面要加防撞板。
3.单层建造的制冰间,制冰池不宜直接建在地坪上,应有防止地面冻臌措施。

4.制冰间宜单独建造。[1] 

盐水的配制
制冰常用的盐水是氯化钠或氯化钙溶液。盐水的配制既要满足制冰工艺所要求的温度,又要尽量减少对金属的腐蚀。
1)盐水浓度的确定 盐水的温度与浓度的关系,盐水凝固温度随浓度增大而下将;反之,凝固温度随盐水浓度的增大而上升。因此可根据确定的凝固温度,由氯化钙、氯化钠溶液特性表查到对应的盐水浓度。

2)酸碱度 盐水对金属的腐蚀性与盐水的pH值有关,一般略带碱性为好,即pH值在7~9之间。为使盐水的腐蚀作用减弱,可向其内加缓蚀剂。常用的缓蚀剂用重铬酸钠和氢氧化钠配制,其配比为每100kg重铬酸钠加27kg氢氧化钠。一般规定,每1m³氯化钙水溶液中加入1.6kg重铬酸钠,每1m³氯化钠水溶液中加入3.2kg重铬酸钠。

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