Någonsin öppnat dinfrysför att hitta en klibbig, isig explosion där dinglasflaskabrukade vara? Det är en vanlig och frustrerande upplevelse. Du kanske undrar varför du är robustglasflaskabestämde sig för attsplittrasellerbryt in frysen. Den här artikeln dyker djupt in i vetenskapen bakom varförglasflaskornärvätskorsom vattenfrysainuti dem. Som Allen, med många års erfarenhet av att driva englasburkFabrik i Kina (glintglas) och exporterar högkvalitativt glasförpackning över hela världen, jag delar insikter i glasegenskaper,frysningsprocessoch praktiska tips för att behålla dinglas i frysenSäker och sund. Att förstå detta kan rädda dig från att städa upp en röra och hjälpa dig att välja rätt containrar när du behöverfrysanågot. Vi kommer att utforska allt från hurVatten expanderar när det frysertill vikten avtyp av glasbegagnad.
När du placerar englasflaskafylld med enflytande, särskilt vatten, in i enfrys, en fascinerande fysisk process börjar. När temperaturen sjunker,vätska inutibörjarfrysa. Det främsta skälet tillglasflaska i frysenmaktbrytglasär vanligtvis inte för att själva glaset inte kan hantera kylan, utan snarare på grund av vad som händer medflytandeden innehåller.
Mestvätskor, inklusive vatten, expandera när defrysa. Detta är inte en liten expansion;vatten expanderarmed cirka 9% i volym när den övergår från enflytande vattentillstånd till fast is. Denna expansion skapar enormtryck på väggarnaavglasflaska. Omglasflaskaär förseglad och det finns ingenutrymme för expansion, den kraft som utövas av den växande isen kan varatillräckligt för att brytadeglasflaska, vilket leder till enflaskavbrottscenario. Det är en kraftfull naturlig kraft att spela, en som måste förstås om du villfrysaartiklar framgångsrikt. Vi ser ofta detta när människor försökerfrysaEn fullständig, försegladflaska vatten.
Defrysningsprocesshänder inte på en gång.Isformvanligtvis uppifrån och ner eller från sidorna inåt, beroende på hurkallaretemperaturen träffarflaska i frysen. Detta kan ibland fånga Aficka med flytande vattendet när det äntligenfryser, har ingenstans att gå, intensifiera trycket. Detta tryck kanorsaka glasettillspricka eller till och med explodera, särskilt omglasflaskahar några mikroskopiska svagheter eller är inte utformade för attmotståSådana inre krafter. Många standardglasflaskor gör det intehar flexibilitet för att tillgodose dettavolymförändring.
Kärnanledningenglasflaskor bryts i frysenNär de innehåller vatten är den unika egenskapen hosVatten expanderar när det fryser. Till skillnad från de flesta ämnen som kontrakterar och blir tätare när de stelnar,vatten expanderar. Detta beror påvattenmolekylerOrdna sig till en styv, öppen hexagonalkristallstrukturnärisform. Denna struktur tar mer utrymme än de mer slumpmässigt arrangerade molekylernaflytande vatten. Så,Is är mindre tät än vatten(Därför är Ice flytande!).
Denna utvidgning av vatten som denfryserär en kraftfull kraft. När englasflaskaärfylt med vattenoch förseglas och placeras sedan i enfrys, TheVatten börjar frysa. Somisform, det behöver mer utrymme. Omglasbehållareär helt full, den expanderande isenutövar tryckutåt påinuti flaskan. Glas, medan det är starkt, är också sprött. Det sträcker sig inte eller ger plats lätt. När trycket från den expanderande isen överstiger vadglasflaskaburkmotstå, det kommerflasksprickaellersplittras. Det är därför en helt full, försegladglasflaskaär högbrytningsriskNär du försökerfrysadet.
Tänk på det så här:vatten expanderaroch trycker ochglasflaskaFörsöker hålla den in. Det är en strid om styrkor. Omglasflaskaär inte tillräckligt stark, eller om trycket är för stort (för det finns ingetutrymme för vätskanatt expandera till) kommer isen att vinna ochglasflaskavilja'Break' när det är fruset. Detta gäller särskilt förobehandlad glasellervanglasDet är inte utformat för sådana spänningar. Fenomenet medVatten expanderar när det fryserär den primära skyldigheten bakom de flesta fall avglasflaskorifrys.
Inte alltglasflaskorskapas lika ochtyp av glasspelar en viktig roll i huruvida aglasflaskaviljabryt in frysen. Som tillverkare arbetar vi på Glint Glass med olika glaskompositioner, och jag kan säga er att vissa är mycket bättre lämpade för att hantera temperaturer och interna tryck än andra.
Den vanligaste typen av glas som används för vardagsflaskor är soda-lime glas. Även om det är kostnadseffektivt och helt bra för många applikationer, har den en relativt hög koefficient förtermisk expansionoch är inte särskiltmotståndskraftig mot termisk chockeller högt internt tryck. Detta betyder att plötsligttemperaturförändringareller trycket frånfrysvätskalätt kanorsaka glasettillbryt glaset. Så en standard soda-limeglasflaskaär ganska troligt attbrytaOm dufrysaen fullständigflytandei det.
Å andra sidan finns detborrglas. Du kanske känner till det från laboratorieglas (som Pyrex innan de ändrade sin formel i vissa regioner) eller något köksutrustning av hög kvalitet.Borrglasinnehåller borrioxid, vilket ger den en mycket låg koefficient förtermisk expansion. Detta gör det mycket mermotståndskraftig mot termisk chock- vilket betyder att det kanmotståsnabbtemperaturförändringarMycket bättre än soda-lime-glas utan sprickor. Det tenderar också att vara starkare. Medan utvidgningen avfrysvätskakan fortfarandebryta a borrflaskaOm det är helt fullt och förseglat har det i allmänhet en bättre chans att överleva eller kanskebrytamindre katastrofalt. På Glint Glass erbjuder vi produkter som220 ml hög borosilikat marijuana glasflaskorsom utnyttjar detta materialets överlägsna egenskaper. Men även medborilikat, lämnar utrymme för expansionär avgörande. Blyinfattadglas, eller kristall, är en annan typ, men den används i allmänhet inte för matlagring eller frysning på grund av blyinnehållet och är vanligtvis inte lika starkt.Glasflaskor gör det inteAnge alltid sin sammansättning, men för frysning, att känna tilltyp av glaskan hjälpa tillminska risken.
Formen och storleken på englasflaskakan verkligen påverka dess mottaglighet förbrytningNär dess innehållfrysa. Det handlar inte bara om materialet; Design spelar också en roll.
Form:
Storlek:
I slutändan, medan form och storlek kan påverka resultatet, förblir den primära faktorn utvidgningen avfrysvätskaoch om det finns tillräckligtutrymme för expansion. Oavsett form eller storlek, om dufrysaEn helt full, försegladglasflaska, chansen för detbryt ett glasär höga. Hurisformoch vartryck på väggarnaKoncentrat kan vara något oförutsägbara. Vi ser ofta olika resultat även medflaskor i olika storlekarfrån samma parti om de är felaktigt förberedda för frysning.
Termisk chockär en viktig anledning till att aglasflaskamaktbrytaoch det är särskilt relevant när man hanterar enfrys. Termisk chockinträffar när det är en snabb temperaturförändring, vilket orsakar olika delar avglasflaskaatt expandera eller kontrakt till olika priser. Detta skapar intern stress inomglasflaskaoch om stressen är för hög,Glas att knäckaellersplittras.
Föreställ dig att ta en varmglasflaskaOch omedelbart sätta det i en mycketkall fryseller tar en mycket kallglasflaskaur denfrysoch utsätta den för varm luft eller, värre, varmflytande. Ytan påglasflaskakommer att ändra temperaturen mycket snabbare än glasets inre. Till exempel när en varmglasflaskaplaceras ifrys, den yttre ytan svalnar och kontrakt snabbt, medan den inre delen av glaset fortfarande är varmare och mer expanderad. Denna differentiella krympning kanorsaka glasettillbryta. Det omvända händer när en förkylningglasflaska tasut och värmer upp snabbt; Utsidan expanderar snabbare än insidan.
Förmågan hos englasflaskatillmotstå termisk chockberor starkt påtyp av glas. Som jag nämnde tidigare,borrglasär mycket mermotståndskraftig mot termisk chockän standard soda-limeglaseftersom den har en lägre koefficient förtermisk expansion(Det expanderar inte eller sammandras så mycket medtemperaturförändringar). Det är därförborrglascontainrar rekommenderas ofta om du planerar attfrysasaker eller utsätter dem för betydandetemperaturförändringar. Vanglasär mer sårbar. Även om trycket frånfrysvätskaintebryt glaset, Theplötsligt temperaturÄndra sig själv kan varatillräckligt för att brytadet. Det betyder att du måste vara försiktig inte bara när dulägga en flaskaifrys, men också när du tar ut det.
Ja,lämnar utrymme för expansionär ett av de mest effektiva sätten attminska risken för brottnär dufrysa vätskor i glasflaskor. Som vi har etablerat,Vatten expanderar när det fryser- med cirka 9%. Om du fyller englasflaskaTill randen och försegla den har den expanderande isen ingenstans att gå och kommer att utöva enormtryck på väggarnaavglasflaska, mycket troligt att få detbrytglas.
Genom att lämna tillräckligt med huvudrummet - det vill säga ett tomt utrymme på toppen avglasflaska- Du tillhandahållerutrymme för expansion. Somvatten fryseroch dess volym ökar, isen kan expandera till detta tomma utrymme istället för att trycka mot de styva väggarna iglasbehållare. Detta minskar det inre trycket avsevärt, vilket gör det mycket mindre troligt attglasflaskaviljabryt in frysen.
Hur mycket utrymme ska du lämna? En allmän tumregel är att lämna minst 10% avglasflaskatom, eller ungefär en tum eller två av huvudrummet, beroende på storleken och formen påflaska i frysen. FörglasflaskorMed smala axlar eller halsar är det klokt att fylla dem bara upp till där axeln börjar smala, eftersom is som expanderar till en smal nacke fortfarande kan orsaka problem.Lämnar utrymme för expansionär kritisk. Om dufrysanågot utan denna försiktighetsåtgärd, du bjuder in enflaskan exploderarsituation. Detta enkla steg kan göra skillnaden mellan en framgångsrik frusenflytandeoch enfrysfull av trasigt glas. Det är en grundläggande princip som vi alltid rekommenderar våra kunder på Glint Glass när de frågar om att använda vårglasburkProdukter för frysning. Kom ihåg att du måste geflytande utrymme för vätskanför att förvandlas till dess större, solida tillstånd.
Ja, det finnsglasflaskoroch behållare som är specifikt utformade eller bättre lämpade förmotståfrysningsstörningen, vilket betyder att dekommer inte att brytalika lätt. Dessa har vanligtvis några viktiga egenskaper:
Material:Som diskuterats,borrglasär en främsta kandidat. Dess överlägsnatermisk chockMotstånd och allmän styrka gör det mer hållbart än standard soda-limeglasNär de utsätts förfrysningsprocessoch tillhörandetemperaturförändringar. Medan nejglasflaskaär helt obrytbar om det missbrukas (t.ex. helt fylld och förseglad),borrglaserbjuder en mycket bättre chans att detglas gör det inte bryta. Många matlagringsbehållaregjord med härdat glasellerborrglasmarknadsförs somfrys-säker.
Form:Behållare designade för frysning är ofta raksidiga eller har en bred mun, som mångamurburkar eller matlagringsburkar. Denna form tillåter expanderingisformför att gå uppåt mer fritt och minska sidornatryck på väggarna. Avsmalnande burkar (bredare i toppen än botten) är också utmärkta för frysning.
Tempererat glas:Någraglasflaskorär tillverkade av härdat glas. Temperering är en uppvärmningsprocess och sedan snabbt kylning av glaset, vilket skapar tryckspänning på ytan och dragspänningen i det inre. Detta gör glaset mycket starkare änobehandlad glasoch om det gör detbryta, det tenderar attsplittrasi små, relativt ofarliga granulära bitar snarare än skarpa skärmar. Tempereradglas kan brytafråntermisk chockeller extremt tryck, men det är mer robust.
Även med dessa specialdesignadeglasflaskor, det är avgörande att komma ihåg den gyllene regeln: alltidlämna lite utrymmeförflytandeatt expandera. Ingaglasflaskaoavsett hur väl det är gjort, kan trotsa fysikens lagar om en expanderandeflytandehar absolut ingenstans att gå. Så medan någraGlasflaskor gör det inte brytalika lätt som andra är korrekt teknik fortfarande avgörande förminska risken för brott. När du väljer englas att göraVisst är det lämpligt att frysa, leta efter termer som "frys-säker", "borosilikat" eller "härdad."
Frysningvätskor i glasflaskorkan göras säkert om du följer några viktiga riktlinjer. Som någon som hanterarglasflaskaTillverkning dagligen kan jag dela dessa tips för att hjälpa digminska riskenoch undvik det fruktadeflaskan exploderarscenario i dinfrys:
Välj rätt glasflaska:
Lämna tillräckligt med huvudutrymme:Detta är det mest kritiska steget.Vatten expanderar när det frysermed cirka 9-10%.
Cool innan frysning:
Frysa upprätt och långsamt (om möjligt):
Tina säkert:
Genom att följa dessa tips kan du betydligtminska risken för brottoch säkertfrysamånga typer avvätskor i glasflaskor. Kom ihåg att även när du vidtar alla försiktighetsåtgärder finns det alltid en litenbrytningsriskmedglas i frysen, särskilt medvanglas.
Medan vatten är den vanligaste skyldigheten vi diskuterar när vi pratar omglasflaskor bryts i frysenEftersom dess expansionVid frysningär välkänd, annanvätskorkan också orsakaglasflaskortillbrytanär defrysa, även om deras beteende kan skilja sig åt.
Sockerlösningar och sirap: Vätskormed högt sockerinnehåll (som juice, läsk eller sirap) har en lägrefryspunktän rent vatten. De tenderar också att expandera när defrysa, även om utvidgningen kan vara något mindre än rent vatten på grund av sockerinnehållet. Emellertid kan utvidgningen fortfarande varatillräckligt för att brytaEn fullständig, försegladglasflaska. Den resulterande isen kan också vara slushier eller mindre solid än ren vattenis.
Alkoholhaltiga drycker:
Oljor:De flesta matoljor stärker och blir molniga eller hårda ifrys, men de sammandras i allmänhet snarare än att utvidgas avsevärt efter stelning. Därför är de mindre benägna attBryt en glasflaskapå grund av expansion. Dock,termisk chockkan fortfarande vara ett problem om det är snabbtemperaturförändringar.
Mejeriprodukter:Mjölk och grädde innehåller en hög andel vatten och kommer att expandera när defrysa. Detta kan verkligenorsaka glaset flaskatillbrytaOm det inte finns tillräckligt med huvudutrymme. Strukturen för mejeriprodukter kan också förändras efter frysning och tinning.
Den viktigaste takeawayen är att allaflytandesom expanderar när detfryserkan utövatryck på väggarnaav englasflaskaoch potentielltorsaka glasettillbryta. Mängden expansion ochfryspunktkommer att variera beroende på sammansättningen avflytande. Därför principen omlämnar utrymme för expansionär en bra praxis för nästan allavätska du planerar att frysa i en glasbehållare. Kontrollera alltid de specifika egenskaperna förvätska inutiOm du är osäker. Till exempel aProv av blåfärgat vatten fryseroch expanderar precis som klart vatten och demonstrerarvolymförändringsynligt.
Som fabriksägare (Allen från Glint Glass) med sju produktionslinjer tillägnad glasförpackningar, inklusiveglasflöjorochflaskor i olika storlekar, Jag kan dela vad som går till att göra englasflaskaDet är mer troligt att det fungerar bra, även när det utsätts för stressen av enfrys. Medan nejglasflaskaär verkligen "frysbeständig" om de används felaktigt, vissa tillverkningsöverväganden förbättrar dess hållbarhet avsevärt.
Materialval och kvalitetskontroll:
Konsekvent väggtjocklek:
Korrekt glödgning:
Designöverväganden för frysning:
Ytbehandling (mindre vanligt för frysning men relevant för styrka):
Testning och certifieringar:
I slutändan en kvalitetglasflaskaför frysning är en kombination av rätt material (borilikatAtt vara idealisk), tankeväckande design och noggranna tillverkningsprocesser som minimerar interna spänningar och svagheter. Även då måste användaren följa bästa praxis somlämnar utrymme för expansioneftersom kraften iVatten expanderar när det fryserär betydande. Målet är att producera englasflaskaattkommer inte att brytaunder typisk, noggrann användning i enFrys främst på grundtill dess inneboende egenskaper. Vi strävar efter att säkerställa vårGlasflaskor gör det inteSläpp våra kunder ner.
Viktiga takeaways att komma ihåg: