一种控制气泡生成的方法与流程

本发明涉及制冰技术，尤其涉及一种控制气泡生成的方法。

背景技术：

1、在家庭和商业应用中，冰通常形成为固体立方体，诸如月牙状立方体或大体矩形块。此类立方体的形状通常由冷冻过程中的环境决定。例如，制冰机可以接收液态水，并且此类液态水可以在制冰机内冻结以形成冰块。特别地，某些制冰机包含限定多个腔的冷冻模。该多个腔可以填充有液态水，并且此类液态水可以在该多个腔内冻结以形成固体冰块。

2、现有的制冰方法为了得到的冰块更加美观，可以消除冰块内的气泡和杂质从而制备出透明冰块。然而随着消费者要求的不断提高，单纯的透明冰块已经无法满足。因此，有人提出了制备趣味冰块的方法。

3、例如，公开号为cn115164463a的中国发明专利申请公开了一种控制冰块内气泡生成的方法，其通过控制制冷功率来控制冻结速度，从而控制气泡的高度：例如，当制备透明冰块时，提高制冷功率使得结冰速度大于预设的冻结速度阈值；当制备具有气泡的冰块时，在需要气泡的位置处调整制冷功率，使得冻结速度高于该位置的冻结速度阈值。然而，其中结冰速度的可调范围实际上受限于气泡逸散速度，而气泡逸散速度实际上是非常慢的，因此，即使通过控制制冷功率来调节冻结速度，其最终的冻结速度也是非常慢的，从而使得整个结冰时间较长。另一方面，通过调节制冷功率来调整结冰速度，但实际结果过程中，导热过程是需要一定时间的，因此，这就使得即使调节制冷功率也会产生一定的滞后，从而使得气泡的位置不容易控制，或者说，控制的精确度不高。

4、再如，公开号为cn115667825a的中国发明专利申请公开了一种用家用制冰机制造趣味形状冰的方法，其通过交替在重复透明并形成步骤和半透明冰形成步骤，从而使得透明冰部分和半透明冰部分交替地形成在一块冰中，因此，可以形成当在截面中观察时形成为像树状环的冰。该方法与上述控制气泡生成的方法实质上相同，都是通过调节制冷机构的功率来控制冻结速度，从而形成透明冰块或者非透明冰块，这种方式不仅成本高，结冰时间长，并且不容易控制冰块内生成的气泡位置。

5、有鉴于此，本发明旨在提供一种新的控制气泡生成的方法，以制备趣味冰块。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种控制气泡生成的方法，可通过透明冰块和含气泡的冰块的交替生成形各种趣味冰块。

2、为了解决上述所提到的技术问题，本发明具体采用以下技术方案：

3、一种控制气泡生成的方法，包括，

4、气泡生成规划步骤：获取制冰过程中多个时刻冰块的体积；基于所获取的多个时刻冰块的体积，按照所需制备的趣味冰块中气泡的位置和体积对气泡的生成进行规划；

5、制冰步骤：根据制冰机中供排水系统中与制冰腔连通的第三管路上的流水量传感器所实时监测到的制冰过程中的排水流速，计算当前时刻冰块的体积和当前冰块的冻结速度；根据当前时刻冰块的体积以及气泡生成规划判断当前时刻冰块是否需要包含气泡；若需要气泡，则通过降低制冰腔底部的搅拌装置的搅拌速度，使得制冰液体中的气体逸散速度小于或者等于冰块冻结速度；若不需要气泡，则通过提高所述制冰腔底部的搅拌装置的搅拌速度，使得制冰液体中的气体逸散速度大于冰块冻结速度；

6、重复制冰步骤，直到冰块制备完毕。

7、本发明中控制制冰液体中气体逸散速度的方式为改变搅拌速度；通过提高搅拌速度加快制冰液体中气体逸散速度，通过降低搅拌速度减缓制冰液体中气体逸散速度。

8、作为一种改进，所述搅拌装置的预设搅拌速度包括：搅拌速度i、搅拌速度ii、搅拌速度iii；所述搅拌速度i＞所述冻结速度v＞所述搅拌速度ii＞所述搅拌速度iii，所述气泡生成规划具有包括：若制备冰透明冰块，将所述搅拌装置的搅拌速度设定为所述搅拌速度i，若制备含圆柱形气泡状的冰块，将所述搅拌装置的搅拌速度设定为所述搅拌速度ii，若制备含球形气泡的冰块，将所述搅拌装置的搅拌速度设定为所述搅拌速度iii。通过预先根据所需要的气泡的具体形状预先配置搅拌装置的搅拌速度，从而使得后续制备趣味冰块过程中，可根据相应位置气泡的具体形状，来控制搅拌装置的搅拌速度，从而控制气泡逸散速度，进而实现气泡形状的控制。其中，所述结冰速度v*(ρ-ρ冰)＝排水流速v0，ρ和ρ冰分别是制冰液体和冰的密度。

9、作为一种改进，所述搅拌装置的搅拌速度还包括：搅拌速度iv，且所述搅拌速度iv＜所述搅拌速度iii，所述气泡生成规则具体包括：若制备具有白雾(或结晶)的冰块，将所述搅拌装置的搅拌速度设定为所述搅拌速度iv。

10、作为一种改进，所述气泡生成规划步骤中获取制冰过程中多个时刻冰块的体积的步骤包括：

11、通过拍摄制备完整透明冰块的整个过程，获得多个时刻的冰水混合物图片，并对所述冰水混合物图片进行图像分析，得到多个时刻的冰块的体积。

12、作为一种改进，所述气泡生成规划步骤中获取制冰过程中多个时刻冰块的体积的步骤包括：

13、获取多个时刻所述水流量传感器所监测到的排水流速v0；

14、根据每个时刻及其对应的排水流速v0进行积分得到截止到相应时刻各自的总排水量；

15、根据相应时刻各自的总排水量计算得到相应时刻各自对应的冰块体积。

16、作为一种改进，所述按照所需制备的趣味冰块中气泡的位置和形状对气泡的生成时刻进行规划的步骤，具体包括：

17、将相邻两个时刻的冰块体积进行比较，获取相邻两个时刻冰块形态的体积增量以及所述体积增量所在的位置；

18、选择若干体积增量拼合成趣味冰块中所需生成的气泡的形态，并记录被选择的体积增量产生的两个时刻冰块的体积。

19、作为一种改进，所述制冰步骤中获取当前时刻冰块的体积的步骤为：根据所述水流量传感器所采集到的排水流速v0进行积分，得到截止到当前的总排水量a＝∫v0dt；根据所述总排水量a＝∫v0dt得到当前时刻冰块的体积a′＝10a＝10*∫v0dt。

20、作为一种改进，所述气泡包括圆柱形气泡和圆形气泡。

21、作为一种改进，生成圆柱形气泡的方式为使得气体逸散速度为冰块冻结速度的95～100％。优选地，将搅拌装置的搅拌速度设置为搅拌速度ii，使得气泡逸散速度为冰洁速度的95～100％。

22、作为一种改进，生成球形气泡的方法为气体逸散速度为冰块冻结速度的50％以下。优选地，将搅拌装置的搅拌速度设置为搅拌速度iii，使得气泡逸散速度低于冰洁速度的50％。

23、本发明的有益之处在于：

24、本发明通过调整制冰液体中气体逸散的速度来控制透明冰块生成和含气泡冰块的生成。通过两种冰块的交替出现，可形成不同图案，从而大大提高冰块的趣味性，以提高制冰产业的附加值，并迎合消费者愈加精细化的要求。

25、本发明中，并不因为趣味冰块制备的工艺复杂性而影响制冰速度，其原因在于本发明中用于调整气泡生成与否的方法在于控制制冰液体内气泡逸散的速度而并非冰块冻结的速度。因此，在利用高导热系数制作制冰腔本体的基础上，结合制冷机构所能够提供的制冷量，使得整个制冰过程中冻结速度均可以达到上限或最佳，而不再受制于气泡逸散速度，从而大大缩短了趣味冰块制备的时间。

26、相较于现有技术中通过调节制冷功率来调节冻结速度，从而控制生成气泡的方式，本发明中的冻结速度并不受限于气泡的逸散速度，而仅仅受限于制冰腔材料本身的限制，因此，冻结速度可以尽可能地大，从而一定程度地降低制冰时间，并且，通过搅拌来调节气泡逸散速度，大大降低了制备趣味冰块所需的时间，也更容易控制气泡的位置。

27、相较于通过预先拍摄制备透明冰块过程来获取多个时刻的冰水混合物图片，再进行图像分析得到相应冰块的形态，本技术中直接通过供排水系统中与各个制冰腔连通的连通器中第三管路上的传感器所监测到的水流速度来计算相应时刻的冰块体积，由于结冰过程中，结冰速度和排水速度是存在对应关系，而生成的冰块体积和排水量实际上也是直接对应的，因此，通过这种方式计算得到的冰块体积的精确度更高，从而一定程度地提高了控制气泡生成的精确度。