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Verfahren zur Eiserzeugung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Eiserzeugung mittels beiderseits offener und von der Gefrierflüssigkeit (Wasser)
überfluteter Gefrierzellen nach Patent 6o8 544 und besteht darin, daß zwecks Erzeugung
eines klaren Eises durch die Gefrierzellen während des Gefriervorganges ständig
Wasser mittels eingespritzter Luft oder eingespritzten Wassers' hindurchgespült
wird, derart, daß das Wasser in ständigem Kreislauf durch die Gefrierzellen und
das Wasserbad umgewälzt wird und im Wasser gelöste Gase, Verunreinigungen und Salze
ständig weggeschwemmt werden.
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Die Erfinder hatten durch Versuche gefunden, daß bei beiderseits offenen
Gefrierzellen, die von dem zu gefrierenden Wasser überflutet waren, durch Hindurchblasen
von Luft durch die Gefrierzellen auch aus künstlich verschmutztem- und salzigem
Wasser klares Süßwassereis entstand, während bei Senkung des Wasserspiegels bis
auf die obere Bodenhöhe des Verdampfers, also bei Fortfall der Überflutung, das
Wasser zum Gefrieren eine erheblich längere Zeit erforderte und das schließlich
erzeugte Eis eine bröckelige Struktur und ein milchiges, wolkiges Aussehen erhielt.
Eine Erklärung für die durch Versuche gefundenen Tatsachen erblickten die Erfinder
darin, daß durch die eingespritzte Luft das zu gefrierende Wasser in ständigem Kreislauf
durch die Gefrierzellen und das den Verdampfer überflutende und umgebende Wasserbad
umgewälzt wird, wobei Verunreinigungen, Lufteinschlüsse, Salze usw. dauernd von
der gefrierenden Eisoberfläche hinweggespült werden, so daß diese Fremdstoffe nicht
von dem sich bildenden Eis eingeschlossen werden können. In ähnlicher Weise, wie
hier reines Wasser aus trüben, Gemischen rein herauskristallisiert wird, lassen
sich natürlich auch andere Stoffe aus Gemischen durch Gefrieren herauskristallisieren,
wie etwa Paraffin aus Rohöl o. dgl.
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Klareis durch Einspritzen von Luft oder Wasser zu erzeugen, ist an
sich bekannt (z. B. beider Blockeiserzeugung). Bei diesem bekannten Verfahren bleiben
jedoch die verunreinigenden Bestandteile im Bereiche des Gefrierortes bzw. der Gefrierzelle;
sie werden also mit Ausnahme der gelösten Luft nicht aus diesem herausgeschafft,
und sie werden daher letzten Endes doch wieder von dem gefrierenden Eis im Bereiche
des Kernes aufgenommen. Die Lufteinspritzung dient hier also nur dem Zwecke, die
gelöste Luft herauszutreiben, während im übrigen das Wasser zwecks Erzielung eines
klaren Eises entsprechend vorbereitet und gereinigt werden muß. Diese bekannten
Methoden haben also mit dem Gegenstand der Erfindung, bei
der,-
das zu gefrierende Wasser in ständigem Kreislauf f-urt7li die Gefrierzellen gespült
wird und die beim Gefrierprozeß ausgeschie-.: denen Bestandteile dauernd fortgescliwcnirrit-;#:erden.
so daß selbst atts verunreinigtem Salzwasser, wie die Versuche ergeben haben, klares
Sül.@wassereis gewonnen «-erden kann, nichts zu tun.
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Die entmischende Wirkung des Gefriereis voll Salzwasser, d. h. die
Tatsache, daß man heim- Gefrieren von 1-leerwasser Süßwassereis erhält, ist bereits
bekannt. Neu dagegen ist die hier beschriebene Methode der Ausnutzung dieser Erscheinung
für die Gewinnung von Süßwassereis aus Salzwasser oder verunreinigtem Wasser.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
In Abb. i ist eine erfindungsgemäße Gefrierzelle dargestellt, in Abb. -2 eine besondere
Anlage zur Siil)wassereisczrzeugung aus Seewasser und in Abb. 3 eine Anwendung dieses
Prinzips auf eine selbsttätig wirkende Eiserzeugungszelle, bei der in ihr gebildete
Eikörper durch Nachgefrieren von Wasser in einem vom Eiskörper abgeschlossenen Sumpf
aus der Eiszelle herausgedrückt werden.
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In Abb. i bedeutet a die Gefrierzelle, b den Boden des
Verdampfers, in den die Zelle a eingebaut ist. c ist die Luftdüse, durch die Luft
in die Zelle eingespritzt wird. Die Zelle ist über dem unteren Verdampferboden nach
unten hin verlängert, um so einen isolierenden Raum unter dem Boden schaffen zu
können. Dieser letztere wird zwecks Vermeidung von wärmeübertragenden Konvektionsströmungen
zweckmäßig mit einem diese verhindernden Füllstoff, etwa Schlackenwolle, ausgefüllt.
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Die in Abb. i dargestellte Zelle a ist speziell für eine periodische
Loslösung durch Umkehrung des Kältemittelstromes im Verdampfer I Lostauen des Eiskörpers)
gedacht. Bei Versuchen mit einer solchen Einrichtung hatte sich ergeben, daß infolge
der Wärmeleitung durch die Wand den Zellenverlängerung sich all diese Verlängerung
Eis ansetzte, wodurch das Lostauen stark verzögert wurde, da die zum Lostauen erforderliche
Wärmeübertragung gleichfalls auf dem Wege vier Wärmeleitung durch die Zellenwanderlängerutig
erfolgen maßte. Dieser L`bel--#tand wird null, wie Versuche ergeben haben, beseitigt,
wenn man in die Verlängerung <<:ärrneisolierende Stopfen d (bei den Z, ersuchen
solche nach FL e dw o o d; eintreibt, die bis zur Bodenhöhe reichen und in der Mitte
<lurchbohrt sind, uni die untere Verbindung iuit denn Bade herzustellen und ein
Einblasen von Luft zu ermöglichen. Aus gleichartigen rrwügtinaenwird auch oben zweckinälhil
ein den olleren Zellenrand umgebender isolierender Ring e angeordnet. j deutet den
hohlzylindrisch geformten gebildeten Eiskörper an. Wie durch Pfeile angedeutet,
wird du'cch den Luftstrom ständig das Wasser durch die Gefrierzelle gespült.
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' In Abb.2 ist eine weitere Ausführungsform des Eiserzeugers dargestellt,
die sich besonders zur Klareiserzeugung aus Salz-bzw. Seewasser eignet. Es bedeutet
hier g den Verdampfer, der hier jedoch zwecks besserer Isolationsmöglichkeit nicht
im Wasserbade eingebaut ist, sondern frei zur Aufstellung kommt. Auf diesem Verdampfer
ist sodann das Gefrierwasserbad ha aufgebaut, während der Verdampfer nach unten
hin verlängert ist und einen besonderen geschlossenen Wasserraum i bildet. Um auch
bei dieser Bauart die erfindungsgemäße Zirkulationsbewegung des Wassers zwecks Klareiserzeugung
zu ermöglichen, ist das obere Wasserbad lc mit dem unteren Wasserraum
i durch eine Umgangsleitung k von entsprechendem Querschnitt verbunden. Das
Umwälzrohr k ist nach unten zu einem Sumpf l verlängert, in dem sich besonders schwere
Verunreinigungen und Rückstände ansammeln, die durch ein darunter befindliches Ablaßorgan
abgelassen werden können.
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Da diese Einrichtung nach Abb.2 besonders für eine Klareiserzeugung
aus salzigem Seewasser geeignet sein soll, wird ständig frisches Wasser zugeführt
und ein entsprechender Teil von Rückstandswasser abgeleitet. Es ist daher aus wärmewirtschaftlichen
Gründen wesentlich, daß das frisch zugeführte warme Wasser durch das abfließende
Restwasser unter Rückgewinnung des Kälteinhalts des Restwassers möglichst weit vorgekühlt
wird. Zu dem Zwecke wird ein Temperaturwechsler in. vor den Eiserzeuger geschaltet.
Der Weg des Wassers durch den Eiserzeuger und den Wärmeaustauscher m ist in der
Zeichnung durch Pfeile angedeutet und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Das frische Wasser wird also bei n zu- und das Restwasser bei q abgeführt.