妙用流动的冰

发表于 讨论求助 2023-05-10 14:56:27

流冰,顾名思义就是可以流动的冰。普通的冰是坚硬的固体,当然无法流动,那么什么样的冰可以流动呢?如果把冰磨碎成细粉状的冰沙,再加上点水,就会变成可以用水泵和软管输送的流冰了,就像输送水那么方便。这个名词真是让人闪腰岔气,原来,流冰就是小冰晶与水或者盐水的混合物。那么把冰变成流冰有什么用呢?不是多此一举吧。

千万不要小瞧这一点小变化,它会让冰发挥出奇妙的价值!


温水变流冰

历史上,流冰是伴随着冰激凌和冰晶可乐面世的,它的出现可以说不需要什么科技。但是科学家就是科学家,他们能充分发掘一个事物的价值和制造方式。首先,由于冰激凌食品业的大发展,流冰的需要量增大,传统的把水冻成冰,之后把冰磨碎,再加入水的方式比较麻烦,耗电多,制造量也不大。

于是经过研究,科学家发明了制造流冰的另一种方式:利用十几摄氏度的水就可以,把凉水放入一个大罐中,加上一个搅拌机,然后给大罐子抽真空,这样罐子中的水会快速蒸发,水的蒸发又会吸走水的热量,导致水温下降,随着罐内水的蒸发,水温可以下降到零摄氏度以下,只要加入少量冰晶作为结晶的种子,随着搅拌,大罐子内的水就会快速变成能够流动的冰水混合物,由于结晶较快,又有搅拌机的搅动,晶粒的直径一般比较小,在5微米到1毫米之间。很理想的流冰就这么制造出来了。这种方式消耗的能量要比传统方式小多了。

用流冰来降温

至于流冰除了大量用于冰激凌等食品行业外,还有什么用?

想一下就知道了:流冰具有近似于冰块的吸热能力,能够吸走大量的热量,温度却不会升高,这一点是一般的冷水或制冷剂无法比的;流冰能够流动,可以随意运送,它可以按照人们的需要被运送到任何需要它的地方;流冰的温度不会很低,而且比较均匀,不会让食品有冻伤现象出现……

由此,医疗部门看中了它。纯净和冰粒细小的流冰可以直接通过动脉和静脉注射到伤者体内,快速冷却和凝固受伤部位的伤口;手术时,这尤其是一个保护内脏的好措施,让内脏温度保持在0摄氏度左右。心脏病发作的病人可以用这种措施保护心脏和内脏。

大型商场的中央空调一般是用冷水来调温的,但是冷水的吸热量不大,遇到需要应急低温时,就可以用流冰来替代冷水。平时流冰可以作为制冷储备的一种手段,在用电低峰期,制造一些流冰储存在大罐子中,用电高峰时,用它来代替冷水去制冷,缓解用电压力。超市中的冷藏柜如果同时用上述流冰来直接制冷,就省去了普通制冷需要散热的大麻烦。食品部门的冰块冷冻很容易导致食品局部冻伤,丧失食品原有的风味和特色,但是把食品泡入流冰中,就不存在上述问题了。

让海水变成流冰

奇妙的是,流冰还走入了处理污水的行业。在污水池中加入冰晶,利用抽真空让水蒸发降温的方式导致污水池中的污水变成流冰,这样,污水中的污物就会被冻结起来,之后再解冻。通过这一冻一融,污物的表面就发生了奇妙的变化,变得相互之间容易粘附起来,于是污物颗粒就这么手拉手沉降了下来。这种方式比加入絮凝剂让污物絮凝的效果还有效。

流冰还是个随意调节饮料浓度的好方法。减小饮料浓度容易,多加点水就行了,但是要想增大饮料的浓度,以前都是通过蒸发浓缩的方式,这种方式费时费力也费能源。现在聪明的方法是,通过降温和加入少量冰晶的方式,让饮料变成流冰,饮料流冰中冰晶的量越多,没有结冰的饮料浓度就越大。只要所溶解的物质没有挥发性,所形成的溶液浓度越高,结冰的温度就越低,这是溶液的一种特性,因此在流冰中没有结冰的饮料肯定是浓缩了的浓度更高的饮料。通过控制流冰中冰晶的多少,也就是流冰的温度,就可以随意改变饮料浓度的大小。之后把冰晶滤掉,就是需要的饮料了。这种方法要比传统蒸发浓缩的方式节约多了。

更有价值的是,流冰也被海水脱盐淡化的行业利用了起来。以前,海水的淡化是通过蒸发或薄膜渗透等方式,这些方式也是费时费力费能源。现在,通过加入冰晶和真空降温的方式,让海水变成流冰,之后滤掉没有结冰的海水,留下的冰晶用淡水冲洗一下,就把海水轻易脱掉了盐,部分海水变淡水了。也许你要说海冰也是含有盐的,其实海冰是因为没有充分的混合,导致淡水冰粒之间的空隙中夹杂盐类,如果充分搅拌下,冰晶混合均匀,结冰时就不会夹杂盐了。

以后科学家还会给看似异常平凡的流冰找到什么奇妙的用途呢?


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