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スラリー氷は、水と凝固点降下剤の溶液内で形成され浮遊する数百万の氷の「微結晶」（通常、直径 0.1 ～ 1 mm）で構成された相変化 冷媒です。この分野で使用される化合物には、塩、エチレングリコール、プロピレングリコール、イソブチルやエタノールなどのアルコール、スクロースやグルコースなどの糖があります。スラリー氷は、氷の 融解エンタルピー（潜熱）も使用されるため、塩水などの単相冷媒に比べて熱吸収性が大きくなります。
特徴
氷の粒子サイズが小さいため、同じ重量の氷に比べて、他の種類の氷よりも熱伝達面積が大きくなります。コンテナ内に700 kg/m 3の密度で詰めることができ、これは工業用氷の中で最も高い氷の詰め込み係数です。
球状結晶は流動性が優れているため、従来のポンプや配管で簡単に分配でき、直接接触冷却アプリケーションでは製品の上に分配できるため、隙間に流れ込み、他の従来の形状の氷（フレーク、ブロック、シェルなど）よりも表面接触が大きく、冷却が速くなります。
スラリーアイスシステムは、その流動特性、高い冷却能力、および適用の柔軟性により、従来の製氷機や冷凍システムの代替となり、エネルギー効率が標準システムの約 45% に比べて 70% 向上し、氷 1 トンあたりのフロン消費量が少なくなり、運用コストも削減されます。
応用分野
スラリーアイスは、空調、包装、工業用冷却プロセス、スーパーマーケット、魚、農産物、鶏肉、その他の生鮮食品の冷却と保管など、 幅広い分野で一般的に使用されています。
スラリーアイスは、システム（熱交換器、パイプ、バルブなど）に大きな変更を加えることなく、既存の冷却または凍結塩水システムの冷却効率を最大 200% 向上させ、ポンプに使用されるエネルギー消費量を削減します。
利点
スラリーアイスは、食品加工用途において、防水輸送コンテナ内での製品の直接接触冷却にも使用され、次のような利点があります。
- 製品の冷却が速くなります。小さな結晶の滑らかな丸い形状により、製品との接触面積が最大になり、結果として熱伝達が速くなります。
- より優れた製品保護 - 滑らかで丸い結晶は、他の鋭くギザギザした氷（フレーク、ブロック、シェルなど）とは異なり、製品を傷つけません。
- 均一な冷却 - 主に空気を通して熱を伝導する他の不規則な形状の氷とは異なり、スラリー結晶の丸い形状により、製品全体の周囲を自由に流れ、すべての空気ポケットを満たして直接接触と望ましい低温を均一に維持できます。
スラリーアイスジェネレータ
スラリー氷は、独自の製氷技術を使用して生成されます。従来の製氷機は、スラリー氷に見られる小さな球状の結晶ではなく、鋭いエッジを持つドライアイスの破片を生成します。従来の塩水冷却システムでは、溶液内に形成される結晶がシステムをブロックしたり損傷したりします。
削り面ジェネレータ
スラリーアイス生成器に関する世界初の特許は、1976年にカナダのサンウェル テクノロジーズ社によって出願されました。サンウェル テクノロジーズ社は、1970年代後半にディープチル アイスという商標でスラリーアイスを発表しました。スラリーアイスは、液体内で球状の氷結晶を形成するプロセスによって生成されます。スラリーアイス生成器は、表面を削り取った垂直シェルアンド チューブ熱交換器です。同心円状のチューブで構成され、その間を冷媒が流れ、内管には水/凝固点降下剤溶液が入っています。内管の内面は、サンウェルのオリジナルの設計では中央のシャフト、バネ仕掛けのプラスチックブレード、ベアリング、シールで構成される機構を使用して拭き取られます。チューブ表面近くの溶液内に形成された小さな氷結晶は表面から拭き取られ、凍結していない水と混ざってスラリーを形成します。他のスラリーアイス生成器は、もともとフレーク アイスを作成するために設計されたオーガーを使用して表面を拭き取るという最初のアイデアを採用しました。ワイパーは、氷結晶化用のブラシまたは流動床熱交換器にもなります。これらの熱交換器では、鋼鉄粒子が流体とともに循環し、機械的に表面から結晶を除去します。出口では、鋼鉄粒子とスラリー氷が分離されます。
直接接触型発電機
混ざり合わない一次冷媒が蒸発して水を過飽和状態にし 、小さく滑らかな結晶を形成します。直接接触冷却では、塩水と冷媒の間に物理的な境界がないため、熱伝達率が上がります。ただし、このシステムの主な欠点は、少量の冷媒が結晶に閉じ込められて塩水に残ることです。この冷媒はスラリーとともにジェネレータから排出され、環境に放出されます。
過冷却発電機
純水はチラーで−2℃まで過冷却され、ノズルから貯蔵タンクに放出されます。放出されると相転移を起こし、2.5％の氷分率を持つ小さな氷粒子が形成されます。貯蔵タンクでは、氷と水の密度の差によって分離されます。冷水は過冷却されて再び放出され、貯蔵タンク内の氷分率が増加します。しかし、過冷却水中の小さな結晶や表面の核形成細胞は氷結晶の種として作用し、ジェネレーターをブロックします。
参照
参考文献
- マイケル・カウフェルド、川路正弘、ピーター・W ・エゴルフ。氷スラリーハンドブック。IIR ISBN 2-913149-44-8
- デルフト工科大学（オランダ）