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妙用流動的冰

流冰,顧名思義就是可以流動的冰。普通的冰是堅硬的固體,當然無法流動,那麼什麼樣的冰可以流動呢?如果把冰磨碎成細粉狀的冰沙,再加上點水,就會變成可以用水泵和軟管輸送的流冰了,就像輸送水那麼方便。這個名詞真是讓人閃腰岔氣,原來,流冰就是小冰晶與水或者鹽水的混合物。那麼把冰變成流冰有什麼用呢?不是多此一舉吧。

千萬不要小瞧這一點小變化,它會讓冰發揮出奇妙的價值!

溫水變流冰

歷史上,流冰是伴隨著冰激凌和冰晶可樂面世的,它的出現可以說不需要什麼科技。但是科學家就是科學家,他們能充分發掘一個事物的價值和製造方式。首先,由於冰激凌食品業的大發展,流冰的需要量增大,傳統的把水凍成冰,之後把冰磨碎,再加入水的方式比較麻煩,耗電多,製造量也不大。

於是經過研究,科學家發明了製造流冰的另一種方式:利用十幾攝氏度的水就可以,把涼水放入一個大罐中,加上一個攪拌機,然後給大罐子抽真空,這樣罐子中的水會快速蒸發,水的蒸發又會吸走水的熱量,導致水溫下降,隨著罐內水的蒸發,水溫可以下降到零攝氏度以下,只要加入少量冰晶作為結晶的種子,隨著攪拌,大罐子內的水就會快速變成能夠流動的冰水混合物,由於結晶較快,又有攪拌機的攪動,晶粒的直徑一般比較小,在5微米到1毫米之間。很理想的流冰就這麼製造出來了。這種方式消耗的能量要比傳統方式小多了。

用流冰來降溫

至於流冰除了大量用於冰激凌等食品行業外,還有什麼用?

想一下就知道了:流冰具有近似於冰塊的吸熱能力,能夠吸走大量的熱量,溫度卻不會升高,這一點是一般的冷水或製冷劑無法比的;流冰能夠流動,可以隨意運送,它可以按照人們的需要被運送到任何需要它的地方;流冰的溫度不會很低,而且比較均勻,不會讓食品有凍傷現象出現……

由此,醫療部門看中了它。純凈和冰粒細小的流冰可以直接通過動脈和靜脈注射到傷者體內,快速冷卻和凝固受傷部位的傷口;手術時,這尤其是一個保護內髒的好措施,讓內臟溫度保持在0攝氏度左右。心臟病發作的病人可以用這種措施保護心臟和內臟。

大型商場的中央空調一般是用冷水來調溫的,但是冷水的吸熱量不大,遇到需要應急低溫時,就可以用流冰來替代冷水。平時流冰可以作為製冷儲備的一種手段,在用電低峰期,製造一些流冰儲存在大罐子中,用電高峰時,用它來代替冷水去製冷,緩解用電壓力。超市中的冷藏櫃如果同時用上述流冰來直接製冷,就省去了普通製冷需要散熱的大麻煩。食品部門的冰塊冷凍很容易導致食品局部凍傷,喪失食品原有的風味和特色,但是把食品泡入流冰中,就不存在上述問題了。

讓海水變成流冰

奇妙的是,流冰還走入了處理污水的行業。在污水池中加入冰晶,利用抽真空讓水蒸發降溫的方式導致污水池中的污水變成流冰,這樣,污水中的污物就會被凍結起來,之後再解凍。通過這一凍一融,污物的表面就發生了奇妙的變化,變得相互之間容易粘附起來,於是污物顆粒就這麼手拉手沉降了下來。這種方式比加入絮凝劑讓污物絮凝的效果還有效。

流冰還是個隨意調節飲料濃度的好方法。減小飲料濃度容易,多加點水就行了,但是要想增大飲料的濃度,以前都是通過蒸發濃縮的方式,這種方式費時費力也費能源。現在聰明的方法是,通過降溫和加入少量冰晶的方式,讓飲料變成流冰,飲料流冰中冰晶的量越多,沒有結冰的飲料濃度就越大。只要所溶解的物質沒有揮發性,所形成的溶液濃度越高,結冰的溫度就越低,這是溶液的一種特性,因此在流冰中沒有結冰的飲料肯定是濃縮了的濃度更高的飲料。通過控制流冰中冰晶的多少,也就是流冰的溫度,就可以隨意改變飲料濃度的大小。之後把冰晶濾掉,就是需要的飲料了。這種方法要比傳統蒸發濃縮的方式節約多了。

更有價值的是,流冰也被海水脫鹽淡化的行業利用了起來。以前,海水的淡化是通過蒸發或薄膜滲透等方式,這些方式也是費時費力費能源。現在,通過加入冰晶和真空降溫的方式,讓海水變成流冰,之後濾掉沒有結冰的海水,留下的冰晶用淡水沖洗一下,就把海水輕易脫掉了鹽,部分海水變淡水了。也許你要說海冰也是含有鹽的,其實海冰是因為沒有充分的混合,導致淡水冰粒之間的空隙中夾雜鹽類,如果充分攪拌下,冰晶混合均勻,結冰時就不會夾雜鹽了。

以後科學家還會給看似異常平凡的流冰找到什麼奇妙的用途呢?

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