Il y a seulement un siècle, la glace était difficile à trouver dans la plupart des régions du monde. Dans les climats plus chauds, vous deviez acheter votre glace auprès d’un service de livraison, qui importait de gros blocs d’un climat plus froid, ou auprès d’une installation frigorifique industrielle. Le prix de la glace était relativement élevé, mais si vous vouliez conserver vos aliments au froid, vous n’aviez pas beaucoup de choix. Dans les régions les plus chaudes du monde, la glace était un luxe rare. Dans un pays équatorial, vous pouviez vivre toute votre vie sans jamais voir un morceau de glace.
Tout cela a changé au début du 20e siècle. Des réfrigérateurs compacts et abordables ont apporté les moyens de conservation des aliments et de production de glace dans les foyers et les magasins. Dans les années 1960, de nouvelles machines à glaçons automatiques ont rendu la vie encore plus facile. De nos jours, la plupart des personnes considèrent la glace comme allant de soi, même pendant les jours les plus chauds de l’été.
Dans cet article, nous allons découvrir ce que contient une machine à glaçons domestique typique, ainsi que les machines à glaçons commerciales plus grandes que vous pouvez trouver dans un hôtel ou une épicerie. Comme nous le verrons, le processus de base de fabrication de la glace est très simple – il suffit de congeler de l’eau – mais la fabrication de glaçons de forme parfaite est un processus assez élaboré.
Le prédécesseur de la machine à glaçons domestique était le bac à glaçons en plastique. Le fonctionnement de cet appareil est assez évident : Vous versez de l’eau dans un moule, vous le laissez au congélateur jusqu’à ce qu’il se transforme en un solide, puis vous en extrayez les glaçons. Une machine à glaçons fait exactement la même chose, mais le processus de versement de l’eau et d’extraction des glaçons est entièrement automatisé. Une machine à glaçons domestique est une chaîne de montage de glaçons.
La plupart des machines à glaçons utilisent un moteur électrique, une vanne d’eau à commande électrique et une unité de chauffage électrique. Pour alimenter tous ces éléments, vous devez brancher la machine à glaçons sur le circuit électrique qui alimente votre réfrigérateur. Vous devez également raccorder la machine à glaçons à la tuyauterie de votre maison, afin de fournir de l’eau fraîche pour les glaçons. La ligne électrique et le tube d’admission d’eau passent tous deux par un trou à l’arrière du congélateur.
Dans la section suivante, nous examinerons le cycle que suit une machine à glaçons pour fabriquer des glaçons.
Fabrication de la glace
Lorsque tout est branché, la machine à glaçons commence son cycle. Le cycle est généralement contrôlé par un simple circuit électrique et une série d’interrupteurs. Dans la description ci-dessous, vous comprendrez comment fonctionne le cycle de la machine à glace.
- Au début du cycle, un interrupteur temporisé dans le circuit envoie brièvement du courant à une électrovanne d’eau. Dans la plupart des modèles, la vanne d’eau est en fait placée derrière le réfrigérateur, mais elle est reliée au circuit central par des fils électriques. Lorsque le circuit envoie du courant dans ces fils, la charge déplace un solénoïde (un type d’électroaimant), qui ouvre la vanne.
- La valve n’est ouverte que pendant environ sept secondes ; elle laisse entrer juste assez d’eau pour remplir le moule à glace. Le moule à glace est un puits en plastique, avec plusieurs cavités reliées entre elles. En général, ces cavités ont une forme incurvée, en demi-cercle. Chacune des parois de la cavité comporte une petite encoche pour que chaque glaçon soit attaché au glaçon voisin.
- Une fois le moule rempli, la machine attend que l’eau contenue dans le moule gèle. C’est le groupe frigorifique du réfrigérateur qui effectue le travail de congélation de l’eau, et non la machine à glaçons elle-même. La machine à glaçons est équipée d’un thermostat intégré, qui surveille le niveau de température de l’eau dans les moules. Lorsque la température descend à un niveau particulier – disons 9 degrés Fahrenheit (-13 degrés Celsius) – le thermostat ferme un interrupteur dans le circuit électrique.
- La fermeture de cet interrupteur permet au courant électrique de circuler dans un serpentin chauffant situé sous la machine à glaçons. Lorsque la bobine se réchauffe, elle réchauffe le fond du moule à glace, ce qui détache les glaçons de la surface du moule.
- Le circuit électrique active alors le moteur de la machine à glaçons. Le moteur fait tourner un engrenage, qui fait tourner un autre engrenage fixé à un long arbre en plastique. L’arbre est prolongé par une série de lames d’éjection. Lorsque les lames tournent, elles éjectent les glaçons du moule et les poussent vers l’avant de la machine à glaçons. Comme les glaçons sont reliés les uns aux autres, ils se déplacent comme une seule unité.
- À l’avant de la machine à glaçons, il y a des encoches en plastique dans le boîtier qui correspondent aux lames de l’éjecteur. Les lames passent à travers ces encoches et les cubes sont poussés vers un bac de collecte situé sous la machine à glaçons.
- L’arbre rotatif comporte une came en plastique à la base. Juste avant que les cubes ne soient poussés hors de la machine à glaçons, la came s’accroche au bras d’arrêt et le soulève. Après l’éjection des cubes, le bras redescend. Lorsque le bras atteint sa position de repos la plus basse, il déclenche un interrupteur dans le circuit, qui active la vanne d’eau pour commencer un autre cycle. Si le bras ne peut pas atteindre sa position la plus basse parce que des glaçons empilés le gênent, le cycle est interrompu. Ainsi, la machine à glaçons ne remplit pas tout votre congélateur de glaçons ; elle ne fabrique d’autres glaçons que lorsqu’il y a de la place dans le bac de collecte.
Ce système est efficace pour fabriquer des glaçons à la maison, mais il ne produit pas assez de glaçons pour les usages commerciaux, comme les restaurants et les machines à glaçons en libre-service des hôtels. Dans la section suivante, nous examinerons une conception de machine à glaçons plus grande et plus puissante.
Machines à glaçons commerciales
Il existe de nombreuses façons de configurer une grande machine à glaçons sur pied. Tout ce dont vous avez besoin, c’est d’un système de réfrigération, d’une alimentation en eau et d’un moyen de recueillir la glace qui se forme.
L’un des systèmes professionnels les plus simples utilise un grand bac à glaçons en métal, placé verticalement.
Dans ce système, le bac à glace en métal est relié à un ensemble de tuyaux d’échange de chaleur en spirale, comme ceux qui se trouvent à l’arrière de votre réfrigérateur. Un compresseur entraîne un flux de fluide frigorigène dans un cycle continu de condensation et d’expansion. En gros, le compresseur fait passer le réfrigérant dans un tube étroit (appelé condenseur) pour le condenser, puis le relâche dans un tube plus large (appelé évaporateur), où il peut se dilater.
La compression du réfrigérant augmente sa pression, ce qui accroît sa température. Lorsque le réfrigérant passe dans les serpentins étroits du condenseur, il perd de la chaleur au profit de l’air plus frais de l’extérieur et se condense en liquide. Lorsque le fluide comprimé passe par la soupape de détente, il s’évapore – il se dilate pour devenir un gaz. Ce processus d’évaporation attire l’énergie thermique des tuyaux métalliques et de l’air autour du réfrigérant. Cela refroidit les tuyaux et le bac à glace en métal.
La machine à glaçons est équipée d’une pompe à eau qui aspire l’eau d’un bassin de collecte et la verse sur le bac à glaçons réfrigéré. À mesure que l’eau coule sur le bac, elle gèle progressivement, formant des glaçons dans le puits du bac. Lorsque vous congelez l’eau couche par couche de cette manière, elle forme de la glace transparente. Lorsque vous congelez l’eau en une seule fois, comme dans une machine à glaçons domestique, vous obtenez de la glace trouble.
Après un certain temps, la machine à glaçons déclenche une électrovanne reliée aux serpentins d’échange de chaleur. La commutation de cette vanne modifie le trajet du réfrigérant. Le compresseur cesse de forcer le gaz chauffé du compresseur vers le condenseur étroit ; au lieu de cela, il force le gaz dans un large tube de dérivation. Le gaz chaud est renvoyé vers l’évaporateur sans se condenser. Lorsque vous forcez ce gaz chaud dans les tuyaux de l’évaporateur, les tuyaux et le bac à glace se réchauffent rapidement, ce qui détache les glaçons.
En général, les cavités des cubes sont inclinées de manière à ce que les glaçons détachés glissent d’eux-mêmes vers un bac de collecte situé en dessous. Certains systèmes sont dotés d’un piston cylindrique qui donne une petite poussée au plateau, ce qui fait tomber les glaçons.
Ce type de système est populaire dans les restaurants et les hôtels car il produit des glaçons de forme et de taille standard. D’autres entreprises, comme les épiceries et les sociétés de recherche scientifique, ont besoin de paillettes de glace plus petites pour emballer les denrées périssables. Nous allons maintenant nous intéresser aux machines à glaçons en paillettes.
Machines à glaçons en écailles
Dans la dernière section, nous avons examiné la conception standard d’une machine à glaçons en cubes. Les machines à glaçons en écailles fonctionnent sur le même principe de base que les machines à glaçons en cubes, mais elles possèdent un composant supplémentaire : le broyeur de glace.
Comme la machine à glaçons en cubes que nous avons examinée dans la section précédente, cette machine utilise un ensemble de serpentins échangeurs de chaleur et un courant d’eau pour former une couche de glace. Mais dans ce système, les serpentins sont placés à l’intérieur d’un grand cylindre métallique. L’eau passe à travers le cylindre, ainsi qu’autour de ses bords extérieurs. L’eau qui passe forme progressivement une grande colonne de glace qui entoure le cylindre de l’intérieur et de l’extérieur.
Comme dans le cas d’une machine à glaçons en cubes, une électrovanne libère du gaz chaud dans les tuyaux de refroidissement après un laps de temps déterminé. La colonne de glace se détache alors et tombe dans le broyeur à glace situé en dessous. Le broyeur de glace brise le cylindre de glace en petits morceaux, qui passent dans un bac de collecte.
La taille des morceaux de glace dépend du mécanisme du broyeur. Certains concasseurs broient la glace en fins flocons, tandis que d’autres produisent des morceaux de glace plus gros et de forme irrégulière.
Il existe de nombreuses variantes de ces modèles, mais l’idée de base est la même pour tous. Un système de réfrigération forme une couche de glace, et un système de récolte éjecte la glace dans un bac de collecte. Au niveau le plus élémentaire, c’est tout ce qu’il y a à faire dans une machine à glaçons.
