[发明专利]洁净透明冰的制造方法和制造装置

说明书

洁净透明冰的制造方法和制造装置，属于制冰领域。本发明解决了现有的制冰技术无法使水中溶解空气在结冰过程中排出的问题。本发明的创新点在于在制冰容器中设置置换溶解空气过饱和开放区，具体为：制冰容器内液面至制冰容器上开口处形成过饱和开放区，过饱和开放区保持与外部大气的联通，并控制过饱和开放区的温度；根据制冰容器的体积选用机械扰动方式，按恒定流速冲刷晶体界面，稀释或替换晶体界面形成的溶解空气过饱和区，同时通过对过饱和开放区温度的控制提高水体液面温度；通过控制结冰环境中的物理条件，获得洁净透明冰体。本发明使水中溶解空气和杂质在结冰过程中排出，同时本发明为制造洁净透明冰提供了结构简单、方便使用的制冰装置。

技术领域

本发明涉及一种冰体的制造方法和制造装置，具体涉及一种洁净透明冰的制造方法和制造装置，属于制冰领域。

背景技术

透明冰是人造冰的一种，由于人为干预结冰过程中晶体生长的物理环境，形成洁净透明的冰体，故称为洁净透明冰。洁净透明冰的冰体内部没有气泡、杂质和裂纹，密度均匀及完美的视觉效果，被广泛的应用于餐饮、娱乐、冰雕、礼品等商业领域。

现有洁净透明冰的制作方法包括，1、在制冰过程中，通过将水体内部注入有压力的空气获得透明冰；2、监控水体TDS(电解)值，通过控制水体结冰速度来控制冰的透明程度；3、在制冰过程中通过机械方法对水体进行扰动的方式，将结冰过程中产生的气泡排出。上述制造透明冰的方法，均以不含杂质的纯净水作为母材，并且均以排出水中溶解空气，限制气泡的形成作为制造纯净透明冰的主要手段，而忽略了水体中存在的杂质，以及影响结冰过程的其他物理因素。故而，在获得透明程度和纯净程度方面，很难达到产品预期效果。另一方面，繁琐的机械结构与电控装置，增加了材料与能源的消耗，间接提高制造成本，使得相关制冰技术不能适应产业化要求而难以推广。

在水形成冰的结晶过程中，水中溶解空气和杂质在结冰过程中的排出与否，是影响冰体透明度与洁净度的主要因素。

首先，水在结冰的过程中，晶体生长的边缘称作冰峰。晶体的生长形成冰峰的推进，同时排挤水中的溶解空气，并且较短的时间内，在晶体界面的水中形成溶解空气的过饱和区(参见图10)。所以在后续的晶体生长过程中，溶解空气的过饱和区限制了微小气泡的逃逸。致使后续形成的气泡被冰峰包围，从而影响冰的透明度。冰中气泡的大小与结冰速度相关，当结冰速度大于3mm/min时，冰中的气泡看上去像是絮状凝结物。

其次，在冰晶的生长过程中，水分子的结构重组，会排斥水中的杂质，并与冰峰推进方向相垂直的方向堆积(参见图11)，对冰晶的生长形成阻力，减慢冰晶生长的速度。在不进行人为干预的自然状态下，形成羽状或线状斑块。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，为了解决现有的制冰技术无法使水中溶解空气在结冰过程中排出，所获得的人造冰在透明度和纯净度方面，很难达到产品预期效果的问题，进而设计了一种洁净透明冰的制造方法和制造装置。

方案一：洁净透明冰的制造方法，具体步骤为：

步骤一、制冰前准备：

在制冰容器中设置置换溶解空气的过饱和开放区，具体为：制冰容器内液面至制冰容器上开口处形成过饱和开放区，过饱和开放区保持与外部大气的联通，保持过饱和开放区空气压力恒定，保温盖上设置加热控温装置，用于提高过饱和开放区外部环境温度，降低液面张力；

步骤二、制冰过程：