Sebelum awal abad ke-20, menjaga suhu tetap dingin adalah hal yang memusingkan secara logistik. Di daerah beriklim hangat, Anda tidak hanya memasukkan nampan ke dalam freezer. Anda membeli es. Layanan pengiriman mengangkut balok-balok berat dari daerah yang lebih dingin atau pabrik industri langsung ke rumah Anda. Biayanya sangat mahal. Jika Anda tinggal di zona khatulistiwa, Anda mungkin tidak akan pernah melihat satu pun es batu seumur hidup Anda. Itu adalah kemewahan yang diperuntukkan bagi orang kaya atau orang yang putus asa.
Lalu datanglah kulkas. Unit yang ringkas menjadikan pengawetan makanan terjangkau dan mudah diakses. Pada tahun 1960-an, pembuat es otomatis mulai digunakan. Saat ini, orang Amerika menganggap es sebagai kebisingan latar belakang. Kami tidak memikirkannya sampai es di sebuah pesta habis.
Tapi apa yang sebenarnya terjadi di dalam kotak itu?
Proses pembuatan esnya sederhana: bekukan air. Proses pembuatan es batu yang sempurna ternyata sangat rumit.
Зміст
Evolusi Es Rumah
Pembuat es Anda pada dasarnya adalah versi modern dari baki es plastik. Logikanya tetap tidak berubah. Anda menambahkan air. Anda menunggu. Anda mendapatkan kubus padat. Perbedaannya terletak pada otomatisasi.
Baki es membutuhkan tenaga kerja manual. Anda menuangkan. Anda menunggu. Anda memutar. Anda membongkar. Itu membosankan.
Pembuat es internal menghilangkan unsur manusia. Ini berfungsi seperti jalur perakitan kecil. Air mengalir masuk. Membeku. Mekanismenya mengeluarkan kubus. Ini berulang.
Peralihan dari manual ke otomatis mengubah cara kita menyimpan makanan. Itu mengubah cara kita minum. Ini mengubah cara kami menerima tamu.
Di dalam Mesin
Kami melihat dua dunia berbeda di sini. Pembuat es rumahan ditemukan di lemari es Anda. Unit komersial di hotel dan toko kelontong.
Keduanya berbagi prinsip dasar. Air yang membekukan.
Namun eksekusinya berbeda-beda. Unit rumah harus tenang. Kompak. Hemat energi. Unit komersial mengutamakan kecepatan. Volume. Daya tahan.
Mari kita mulai dengan unit rumah. Ini lebih kecil. Lebih tenang. Namun tidak kalah rumitnya.
Mengapa Pembuat Es Rumahan Gagal?
Sebelum mendalami mekanismenya, pertimbangkan titik kegagalan umum. Selai pembuat es. Mereka berhenti berproduksi. Mereka mencair sebelum waktunya. Mengapa?
- Masalah pasokan air. Filter tersumbat. Garis kusut.
- Fluktuasi suhu. Sebuah pintu dibiarkan terbuka. Termostat rusak.
- Keausan mekanis. Lengan ejektor patah. Motornya gagal.
Ini bukan sekedar ketidaknyamanan. Itu adalah pengingat bahwa di balik kubus sederhana terdapat tarian mekanis yang presisi.
Proses Dasar
Tugas intinya adalah perubahan fase. Cair hingga padat.
Air masuk ke dalam cetakan. Cukup dingin untuk membekukan. Airnya ada di sana. Itu mengeras. Kemudian, keajaiban terjadi. Es harus dilepaskan. Tanpa langkah ini, Anda akan mendapatkan bongkahan es padat yang terperangkap di dalam reservoir. Tidak berguna.
Mekanisme ejector adalah kuncinya. Ini mendorong kubus keluar. Mereka jatuh ke tempat sampah. Anda membuka pintu. Anda mengambil.
Tampaknya sederhana. Dia. Namun untuk mencapai bentuk dan ukuran yang konsisten membutuhkan ketelitian.
Apa Perbedaan Pembuat Es Komersial?
Unit komersial dibangun secara berbeda. Mereka tidak harus muat di bawah meja Anda. Mereka tidak perlu diam.
Mereka memprioritaskan keluaran. Sebuah bar hotel membutuhkan ratusan kubus per jam. Sebuah toko kelontong
Anda tidak bisa begitu saja memasang alat pembuat es dan mengharapkan es. Kubus mengkilap tersebut adalah hasil dari beberapa pekerjaan infrastruktur serius yang dilakukan di balik panel belakang freezer Anda. Sebagian besar unit standar mengandalkan trio komponen listrik untuk berfungsi: motor yang menggerakkan siklus mekanis, katup air yang dioperasikan secara elektrik untuk mengalirkan air segar, dan elemen pemanas yang dirancang untuk menghangatkan cetakan secukupnya untuk melepaskan kubus yang sudah jadi.
Agar semua mesin tetap berjalan, Anda perlu memanfaatkan sirkuit listrik yang ada di lemari es. Pada saat yang sama, Anda harus menghubungkannya ke saluran pipa rumah Anda. Persyaratan ganda ini berarti dua saluran berbeda—kabel listrik dan tabung pemasukan air—harus melewati satu lubang di bagian belakang kompartemen freezer. Ini adalah keadaan yang sulit. Jika salah satu koneksi gagal, lemari es Anda akan berisik dan tidak ada es.
Mekanisme Produksi Es
Setelah perangkat keras terhubung, pekerjaan sebenarnya dimulai. Pembuat es tidak hanya membuat es; ini mengikuti siklus yang ketat dan berulang. Pertama, katup terbuka. Air mengalir deras ke dalam cetakan. Motornya berputar. Pemanas menghangatkan nampan. Kemudian, siklusnya diatur ulang.
Proses ini otomatis. Anda tidak perlu melakukan intervensi kecuali terjadi kerusakan. Namun memahami urutannya membantu saat memecahkan masalah. Jika es keluar berlubang, katup air mungkin akan terbuka terlalu lama. Jika kubus-kubus tersebut menyatu, elemen pemanas mungkin tidak menyala cukup panas.
Pembuat es adalah pabrik mandiri. Ini menangani pengambilan air, pembekuan, pemanenan, dan pengeluaran tanpa campur tangan manusia.
Langkah selanjutnya dalam memahami peralatan Anda adalah dengan memutus siklus tersebut. Kita akan melihat bagaimana pembuat es berpindah dari cetakan kosong ke wadah penuh. Ini bukan sihir. Ini hanya termodinamika dan waktu yang bekerja secara sinkron.
Setelah pipa ledeng dan listrik sudah disortir, mesin akan mengambil alih. Ini bukan sihir. Ini adalah rangkaian sakelar, udara dingin, dan mekanisme sederhana.
Isi Air
Siklus dimulai dengan sinyal listrik berjangka waktu. Arus mengenai solenoid pada katup air. Seringkali, katup itu berada di bagian belakang lemari es Anda, tersembunyi di balik gulungannya. Kabel membawa muatan ke depan. Solenoida bertindak sebagai elektromagnet. Ini membuka katup.
Tujuh detik. Hanya itu yang Anda dapatkan.
Air secukupnya untuk mengisi cetakan es. Ini adalah nampan plastik dengan rongga setengah lingkaran. Anda akan melihat lekukan kecil di antara setiap kubus. Mereka tetap terhubung sampai akhir. Desain ini penting. Hal ini membuat es bergerak sebagai satu kesatuan, bukan tumpukan kubus lepas yang kacau balau.
Pembekuan dan Ejeksi
Pembuat es tidak membekukan air itu sendiri. Unit pendingin kulkas Anda melakukan pekerjaan berat itu. Pembuat es hanya menonton.
Termostat internalnya memantau suhu di dalam cetakan. Ketika suhu air mencapai sekitar 9 derajat Fahrenheit, termostat menutup saklar. Ini memicu koil pemanas.
Ya, panas untuk menghilangkan es.
Kumparan menghangatkan bagian bawah cetakan plastik. Sedikit pencairan akan merusak segel antara es dan plastik. Kubusnya mengendur.
Sekarang motornya bekerja. Ia memutar roda gigi. Roda gigi itu memutar poros plastik panjang. Terlampir pada poros adalah bilah ejektor. Saat poros berputar, bilah es mengambil lapisan es yang terhubung dan keluar dari cetakan. Mereka mendorongnya ke arah depan unit.
Pengumpulan dan Reset
Di bagian depan, casingnya memiliki lekukan plastik yang serasi. Bilahnya meluncur melewatinya. Esnya jatuh ke tempat pengumpulan di bawah.
Tapi siklusnya belum berakhir sampai reset.
Cam plastik berlekuk di dasar poros menahan lengan penutup. Ia mengangkat lengannya tepat sebelum kubus keluar. Begitu esnya hilang, lengannya terjatuh. Saat menyentuh dasar, ia akan menekan tombol. Sakelar itu membuka kembali katup air.
Siklus dimulai kembali.
Kecuali tempat sampahnya penuh.
Jika tumpukan es batu menghalangi lengan mencapai titik terendahnya, saklar tidak akan aktif. Katup air tetap tertutup. Mesin berhenti. Itu menunggu Anda untuk membersihkan sampah.
Ini adalah sistem cerdas untuk dapur. Tapi itu tidak dibuat untuk volume. Sebuah restoran membutuhkan ratusan pon es per jam. Kulkas Anda menghasilkan beberapa pon sehari. Bagian selanjutnya membahas mesin tugas berat yang menjaga persediaan hotel dan bar.
Anda memerlukan tiga hal untuk membuat pembuat es yang besar dan berdiri sendiri. Sebuah sistem pendingin. Persediaan air. Dan cara menangkap es setelah terbentuk.
Salah satu pengaturan paling sederhana menggunakan nampan es batu logam vertikal. Bayangkan gulungan di bagian belakang lemari es Anda. Itu adalah pipa penukar panas. Anda pasti tahu caranya jika Anda pernah membuka lemari es. Kompresor mendorong cairan pendingin melalui suatu siklus. Itu mengembun. Kemudian meluas.
Kompresor memaksa cairan ini melalui tabung sempit yang disebut kondensor. Tekanan meningkat. Lonjakan suhu. Refrigeran kehilangan panas ke udara dingin di luar sistem. Itu berubah menjadi cair.
Lalu muncullah katup ekspansi. Cairan memasuki tabung yang lebih lebar. Itu mengembang menjadi gas. Penguapan ini menarik energi panas dari pipa logam dan udara sekitarnya. Pipa-pipa menjadi dingin. Begitu juga dengan baki es logam yang terpasang.
Pompa air diambil dari sump penampung. Ia menuangkan air ke atas nampan dingin itu. Air membeku selapis demi selapis. Pembekuan lambat ini menghasilkan es bening. Pembuat es rumahan membekukan semuanya sekaligus. Anda mendapatkan kubus keruh. Es bening membutuhkan waktu.
Setelah jangka waktu tertentu, katup solenoid akan terpicu. Ini mengubah jalur pendingin. Kompresor berhenti mendorong gas panas ke dalam kondensor. Sebaliknya, ia mengirimkan gas ke tabung bypass yang lebar. Gas panas berputar kembali ke evaporator tanpa mengembun.
Panas mengalir kembali ke pipa evaporator. Baki es memanas dengan cepat. Esnya mengendur.
Rongga kubus miring. Gravitasi mengambil alih. Es meluncur ke tempat pengumpulan di bawah. Beberapa unit menggunakan piston silinder untuk mendorong baki. Cukup untuk menjatuhkan kubusnya.
Desain ini standar di restoran dan hotel. Kubusnya seragam. Namun toko kelontong dan laboratorium membutuhkan serpihan es. Mereka mengemas barang-barang yang mudah rusak dengan lebih baik.
Pembuat Es Serpihan
Mesin serpihan menggunakan prinsip dasar yang sama. Namun mereka menambahkan satu komponen: penghancur es.
Kumparan berada di dalam silinder logam besar. Air mengalir melalui silinder dan di sekitar tepi luarnya. Kolom es menumpuk. Itu mengelilingi silinder baik dari dalam maupun luar.
Sama seperti pembuat kubus, katup solenoid melepaskan gas panas. Kolom es mengendur. Itu jatuh ke penghancur di bawah.
Penghancur memecah silinder menjadi potongan-potongan kecil. Ini masuk ke tempat pengumpulan.
Besar kecilnya es tergantung pada mekanisme penghancurnya. Beberapa menggiling es menjadi serpihan halus. Yang lain menghasilkan bongkahan yang lebih besar dan tidak beraturan.
Variasi ada. Namun ide intinya tidak pernah berubah. Pendinginan menghasilkan es. Sistem pemanen mengeluarkannya. Hanya itu yang ada pada mekaniknya.
FAQ Pembuat Es
Apakah pembuat es portabel menjaga es tetap beku?
Mereka membuat es. Mereka tidak membekukannya dalam jangka panjang. Anda harus segera menggunakan esnya atau memindahkannya ke freezer. Kalau tidak, itu akan meleleh.
Apakah pembuat es portabel memerlukan saluran air?
Tidak. Tuangkan air ke dalam reservoir. Nyalakan.
Mesin es apa yang membuat es serut?
Pembuat es serpihan adalah jawabannya. Mereka berfungsi seperti pembuat kubus tetapi dilengkapi penghancur es. Katup solenoid melepaskan gas panas ke dalam pipa pendingin setelah waktu tertentu. Kolom es mengendur. Itu jatuh ke dalam penghancur. Mesin memecah silinder menjadi potongan-potongan kecil. Ia menyimpannya di tempat sampah.
