Le héros méconnu du chill : comment fonctionne votre machine à glaçons

D'un cocktail glacé un soir d'été à une glacière remplie pour un pique-nique, glace est une nécessité moderne que nous tenons souvent pour acquise. Avant l’utilisation généralisée des congélateurs et des machines à glaçons automatisées, obtenir un approvisionnement régulier en glace était un processus laborieux impliquant des glacières et des efforts logistiques massifs. Aujourd'hui, les humbles glace maker , qu'il s'agisse d'un appareil autonome ou d'une fonctionnalité à l'intérieur de votre réfrigérateur, réalise ce petit miracle grâce à une science efficace et fascinante.

La science de la congélation : de l'eau à la glace

À la base, une machine à glaçons est simplement une machine qui exploite la propriété physique de l’eau : elle se transforme en un solide – la glace – lorsque sa température descend en dessous de sa température ambiante. point de congélation .

Le changement de phase

L'eau est constituée de molécules $H_2O$. À l’état liquide, ces molécules se déplacent constamment et glissent les unes sur les autres. Pour transformer l'eau liquide en glace solide, nous devons en retirer suffisamment énergie thermique (chaleur) pour ralentir ces molécules. Une fois qu'elles ralentissent suffisamment, les forces d'attraction entre les molécules les enferment dans un motif rigide et répétitif appelé réseau cristallin . Cette transformation est connue sous le nom de changement de phase .

Le cycle de réfrigération

Le processus d'évacuation de la chaleur est la tâche du système de réfrigération , qui est identique en principe à ce qui refroidit l’ensemble de votre réfrigérateur ou climatiseur. Ce cycle implique quatre composants clés et un fluide spécial appelé réfrigérant .

• Compresseur : C'est le cœur du système. Il met sous pression le réfrigérant gazeux, ce qui augmente considérablement sa température.
• Bobines de condenseur : Le réfrigérant chaud à haute pression circule à travers des serpentins, généralement à l'arrière ou au bas de l'appareil. Il dégage sa chaleur dans l'air ambiant (la cuisine). En refroidissant, le réfrigérant redevient liquide.
• Détendeur (ou Tube Capillaire) : Le réfrigérant liquide passe à travers une vanne étroite qui réduit rapidement sa pression. Cette chute soudaine de pression fait que le réfrigérant devient instantanément beaucoup plus froid.
• Serpentins d’évaporateur : C’est là que la magie opère pour la machine à glaçons. Le réfrigérant liquide très froid circule à travers des serpentins, qui sont généralement en contact direct avec le bac à glace. Cette surface froide attire rapidement la chaleur dehors de l'eau, ce qui fait geler l'eau. Le réfrigérant, après avoir absorbé la chaleur, se transforme à nouveau en gaz et retourne vers le compresseur pour recommencer le cycle.

Anatomie d'une machine à glaçons automatique

Dans la plupart des réfrigérateurs modernes, la machine à glaçons automatique fonctionne selon un cycle simple et chronométré, produisant généralement un lot de glaçons toutes les une à deux heures.

L'approvisionnement en eau

Premièrement, la machine à glaçons a besoin d’eau. Un électrovanne contrôle le débit d'eau de la conduite principale de votre maison (généralement filtrée) vers un petit tuyau en plastique ou en métal. glace mold ou un plateau. Cette vanne est généralement déclenchée par une minuterie ou un capteur.

Gel et détection

Une fois le moule rempli, le serpentins d'évaporateur entourant le moule commencent à refroidir l’eau. Le timing de cette étape est crucial. Une fois que l’eau est complètement gelée, l’une des deux méthodes courantes signale que la glace est prête :

• Thermostat/minuterie : Un système de base utilise une simple minuterie. Après un temps prédéterminé (par exemple 60 minutes), la machine suppose que la glace est solide.
• Capteur optique (faisceau infrarouge) : Des systèmes plus sophistiqués utilisent un faisceau infrarouge projeté sur le bac de stockage de glace. Lorsque le faisceau est bloqué par un tas de glace, la machine arrête la production. Lorsque le niveau baisse, le faisceau est débloqué et la production reprend. Ceci est souvent appelé un capteur plein .

Récolter la glace

Une fois la glace complètement formée, elle doit être démoulée – le processus connu sous le nom de récolte .

• Élément chauffant : Un petit élément chauffant près du moule est brièvement activé (pendant environ 10 à 15 secondes). Cela réchauffe légèrement la surface du moule, juste assez pour faire fondre une petite couche de glace et libérer les cubes, mais pas assez pour faire fondre les cubes eux-mêmes.
• Bras d'éjection : Un motorisé bras d'éjection ou un râteau balaie ensuite le moule, poussant les cubes détachés vers l'extérieur et dans le bac de stockage situé en dessous. Le fort claquement vous entendez le bruit des cubes tombant dans la poubelle.

Le mécanisme d'arrêt

Pour plus de commodité, les machines à glaçons automatiques doivent cesser de produire de la glace lorsque le bac est plein. Ceci est réalisé par un bras d'arrêt de fil (ou un fil de caution). Ce bras repose sur le tas de glace. Au fur et à mesure que le bac à glaçons se remplit, les glaçons poussent le bras vers le haut et le maintiennent en position « haute ». Ce mouvement physique déclenche un interrupteur qui indique à la machine à glaçons d'arrêter son cycle. Une fois la glace utilisée et la pile tombée, le bras retombe, déclenchant la machine qui recommence à fabriquer de la glace.

Le cycle continu et silencieux de congélation, de chauffage et d’éjection témoigne d’une ingénierie intelligente, nous fournissant un approvisionnement continu et à la demete en eau parfaitement congelée.

Au-delà du réfrigérateur : machines à glaçons spécialisées

Bien que la machine à glaçons du réfrigérateur soit la plus courante, les unités spécialisées utilisent différentes techniques pour créer des types spécifiques de glace à usage commercial et domestique.

Glace en flocons et pépites

• Glace en écailles : Utilisée principalement dans les étalages de produits de la mer dans les épiceries, la glace en écailles est produite en grattant une couche de glace sur un tambour vertical réfrigéré.
• Nugget Ice (ou glace à croquer) : Choix populaire dans les restaurants et les hôpitaux, cette glace molle et poreuse est fabriquée en comprimant de la glace en écailles en petites pastilles aérées.

Machines à Glaçons Transparentes

Une plainte courante concernant la glace du réfrigérateur est son aspect trouble, causé par des bulles d'air emprisonnées et des minéraux gelés au centre du cube. Machines à glaçons transparentes (souvent utilisés par les barmans ou pour les boissons haut de gamme) résolvent ce problème en imitant le processus de congélation naturelle des lacs : ils gèlent l'eau. lentement and directionnellement .

En congelant d'abord l'eau de la couche inférieure ou supérieure et en maintenant l'eau constamment agitée, les bulles d'air et les impuretés sont expulsées et concentrées dans le dernier morceau d'eau à geler, qui est généralement jeté. Le résultat est une glace cristalline et dense qui fond plus lentement et ne dilue pas les boissons aussi rapidement.