为什么有的冰是透明的有的不透明怎么做出来的?

纯净水是不可能有肉眼可见杂质的,实际上即便使用超纯水,在冰箱里使用硅胶模具的冻结,一样会产生出不透明的冰块,这是因为这部分不透明部分是水中的溶解气体,由于温度降低,冰晶体的产生,紧密的冰块分子结构产生了相当好的挤压效果,在平面上看这种分子结构类似六边形,这也是雪花这种常见分型结构的基本单位。

现代的封闭式冷冻设备在冻结水的时候,从四周向内冻结,挤压出来的气体无从逃逸,就会在冰块内部形成空腔,而有意思的是,此时控制冻结速度,可以控制气泡形态,因为即便气泡在零下已经初步冻结,此时仍然受到无定形效应(Meatamorphism)的影响,而由于内部压力较大,气泡会倾向于,以增加数量的方式从而增加所有气泡的加总表面积来分担冰块的内部压力,这时候如果把握好温度和时间,可以冻出满天星的冰块,对一些食品装饰会相当有帮助。

当然,使用不同容器效果是不同的,我是使用保温箱冷冻的,也可以使用其他容器或者模具,但是就是一定要够大,冻结速度要够慢。具体需要根据设备制冷能力来进行测试,有实验室的恒温恒湿设备当然更好,不过既然都说在家做了,那么还是用自家的冰箱好了。保温箱可以把气泡逼到一边,可以形成有相当气泡密度的冰块,其他模具可能不会有这么密集的气泡。

1.首先就是气压,粗略计算每升高一千米海拔大约降低10Kpa的大气压,我的位置约1900米,气压约0.084Mpa

2.温度很重要,但是热传递速度更重要,强劲的风冷会极大速度的加速冻结,减少冻结时间,气泡来不及用张力汲取水分到气泡上缘就被冻住,只能向下延申,成为长条形的气泡,并且根据下方的冻结速度,呈现垂直或者弧线的放射形态。

比如我的冰箱风冷相当强劲,导致保温箱效果不好,并且冻结速度过快,整块冰都是条状气泡,以失败而告终,而提高温差后,并且在保温箱外包裹大量衣物增加绝缘层后,气泡位置和形态得到了明显改善。

这个部分相对复杂,涉及容器保温性、热传递方式、冷冻设备的控温精确程度、热传递速度(如风冷冰箱的风速)。一般可以以功率+容器大小来粗略估计,不过还是要以一个标准进行测试后,再以此测试结果进行变量上的控制。如零下-20摄氏度 60 小时来测试冻结效果。

震动会影响成核(成核大概理解成局部流动会先让几个分子粘在一起,然后滚雪球越滚越大),总之如果你选择-3至-10摄氏度长时间冻结的时候不要老去看它,可能会因为震动形成很奇怪的结晶结构,这个在过冷水上非常常见,至于可见杂质也是影响这一点,不过也没必要用超纯水,只要没有可见杂质的饮用水都是可以的,超纯水可能冻很久都冻不上,手动去搅动或者震动反倒影响冻结效果。

比如我的这次测试,-5摄氏度长时间低温冷冻导致产生大量过冷水,在多次震动下,冰面底面产生了大量刀刃状冰柱分割冰块,几乎不可用。

但这一点很需要结合冻结速度来看,比如体积小的冰块+强力的制冷,会导致快速的冻结,形成相当不透明的冰块,比如家用制冰机经典的头冰块。并且在近0度放置越久,气泡在无定形消应的影响下就会越雾化。

如果制冷效果太好(冰块完全冻结后,底部气泡呈放射状,不够垂直),建议再在保温箱外包裹一层衣物,多数这种情况是因为风冷冰箱内部相当空旷,导致保温箱被冷却的也相当快造成的,大部分保温箱保温能力在同样厚度下我不认为会有超过1.5倍的差别(况且我这个保温箱也不差).所以包裹保暖物,让风无法通过保温箱四周是个非常有效的方法。

水体与环境的温差相对重要,这一点在保温箱内尤其明显,极大的控制了水体的冻结方向和减缓了水体的冻结速度,从而很容易的冻结出透明的冰块,实际上很多博主使用这种沸水冻出透明冰块的原因也并非是因为沸水减少了水中的溶解气体,而是并没有将沸水冷却至室温就放入冰箱而以大温差冻结极大的完美设定了冰块的冻结方向和放缓了水体的冻结速度。我多次测试下来,水温如果相比冷冻设备设置高出55摄氏度以上效果就已经能够完美达到要求了,使用沸水降温、或者直接往冷水中加入开水调温,以及正常加热冷水提升至35摄氏度的冻结结果没有显著差异。

这里特别说到一下沸水,提高水温虽然理论上能够降低溶解气体在水中的溶解量,但是在降温过程中气体在水中的溶解度又会增加并且重新溶解进气体,所以以沸水为基础水体但不控制冷冻速度及方向的透明冰冻结大多以失败告终,以alcademics的这篇贴文为例。

并且尝试了再冷冻水、微波沸腾3分钟、正常煮沸10分钟等多种方式冻结,都无法冷冻出透明冰块,并且可以观察到,气泡雾化的部分体积都比较相似。

这点仅适用于商业设备,商业透明冰设备交换器在容器底部,冰块从下向上冻结,并且使用水泵带离被从冰中挤出的溶解气体。效果非常好,通常用于制备超过20千克的透明冰块。价格也从5000至数十万元不等。

对于家庭是没有什么实用性的。不过我觉得对于酒吧什么的还是蛮有用的,当然如果有供应商,那肯定是最节约成本的了。

不过既然透明冰搞了,那不装一下杯 XD实在是说不过去,我立刻就想到了,890万播放量的 切 冰 圣 经。

冻结时,因为大部分杂质在水中的溶解度都是随着温度下降而下降,从而导致最后析出杂质,变成白色部分。冻冰块是冰是从外往里结冰的,也就是水中的“杂质”浓度是逐渐升高的,直到“杂质”的溶解度过低,开始析出,在冰块的中间(或者上表面)形成白色的絮状物。

工业上基本是用纯净水或者煮沸的水,然后再冰格内插入一个管道,隔一段时间就抽出中间还未结冰的水(相对杂质浓度更高)换上新水。同时不停的搅动水,让里面的空气排出。

如果你们家冰箱有专门的制冰区域的话(我家冰箱是有的),直接用冰箱的制冰区域制冰,冰箱会专门控制这里的温度,只要满足第一条就可以做出基本满意的冰块了。

PS:这也是为什么金拱门,星巴克,KFC之类的地方,可乐加的冰块中间都是有一个坑的。(顺带也可以少倒点可乐给你)

产生不透明的主要原因,是因为你的冰并不是单晶,有很多裂隙和晶界,中间填充了空气(折射率不同和漫反射造成)。

再坚实的物质,如果从原子的内部去看,它其实是空荡荡的。因为在原子的内部,原子核和电子的体积加起来不到原子体积的1000000000分之一。况且,还没有证据证明原子核和电子就不能被光子穿过!所以,透明才是正常的!

制冰模具的好坏也会影响到冰块的整体形态以及透明度,这是很关键的一点,好的制冰模具由于聚水性好,这样冻出来的冰块就会相对来说很完整。

冰格的材质内壁也同样很重要,平整的内壁冰冻的冰表面也会更加的光滑,冰块里面也不会有很多的小气泡。这样的话冰块整体形态就会更加的通透有质感。

冰格冰块脱冰的速度也是很重要的一个因素,这个时候就要看冰格的模具是什么样材质的,塑料的冰格模具外壳就是会比较的硬,硬一些的材质就会很难的脱模,而且会很影响脱模的完整度。

把冰箱或者冰柜调到一般经常冰冻冰块的正常温度就可以的,不用特别刻意的去调到很低,这样的话反而会让冰块在低温的情况下,裂纹更加的多,冰块的整体通透度会很差的。

冰冻时间不宜过长,时间太长会让冰产生很多纹路,还会使冰块碎裂开来。一般在4个小时左右是差不多的。具体的话看冰冻的体积大小,时间上面进行一个把控和调整。

水在4℃上下具有最大密度,低于这个温度,随着接近冰点,密度逐渐变小。水的冷冻速度太快,水的一部分的温度将不同于其他部分的温度,由这一部分水结成的冰中就会含有空气泡。通常是水的表层先结冰,因为温度相对较高因而密度较大的水会下沉到最先形成的冰块的下面。

不仅如此,通常总是位于顶层的这一部分水直接接触冷冻环境,这与湖面结冰的情况相类似。这种情况使得不同部分的水具有不同的温度,从而具有不同的膨胀率,这就免不了会在其中产生气泡。这些气泡的上面盖着一层冰,无法逸出,于是就留在了冰里。要避免在冰中出现气泡,办法是让水非常缓慢地冷却,避免出现比较大的温度梯度,这样,各部分水的膨胀情况就会大致相同。缓慢冷却还可以使水中的空气有足够的时间穿过液体,在来不及陷在固态冰内之前就上升到水面散失掉。使用烧开过的水仍然得不到透明冰,多半是因为尽管你把水过滤过并烧开过,但是却忽略了一些细节。比如说,取下开水壶灌水时,又有空气重新溶解在其中。再如,如果是硬水的话,恐怕还得除去水中的离子才能够除去气体。