[實用新型]磁場輔助凍結裝置及凍結設備

有效

• 申請號: 202220892691.0
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN217658043U
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 田長青;孔繁臣;張海南
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: A23L3/36
• 分類號: A23L3/36;F25D29/00;G05D23/20
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 譚云

本實用新型涉及食品冷凍領域，提供一種磁場輔助凍結裝置及凍結設備，磁場輔助凍結裝置包括溫度感應系統，用于采集食品表面的溫度；掃描分析系統，用于得到食品的形狀和尺寸；食品凍結模型計算模塊，與掃描分析系統連接，用于根據食品的形狀和尺寸計算出食品中心溫度渡過最大冰晶帶的時間；磁場發生系統，用于產生磁場；電磁場控制器，與磁場發生系統、食品凍結模型計算模塊以及溫度感應系統分別連接，用于根據食品表面的溫度降低到預設溫度上限值開啟磁場發生系統，并在達到食品中心溫度渡過最大冰晶帶的時間關閉磁場發生系統。本實施例能夠實現調節磁場強度、縮短相變時間，減小冰晶尺寸等效果，而且可以減少磁場作用時間，進而節能、減排。

技術領域

本實用新型涉及食品冷凍技術領域，尤其涉及一種磁場輔助凍結裝置及凍結設備。

背景技術

我國各項易腐食品的總產量巨大且逐年遞增，但由于季節性、地域性且食品含水率較高等因素，極易腐爛變質，與發達國家的5％腐損率相比較，損失十分嚴重，造成極大的直接經濟損失。而冷凍是一種應用廣泛的食品貯藏方法，可延長食品的貯存期。凍結過程形成的冰晶會對食品基質的微觀結構造成不可逆的損傷，故凍品質量很大程度取決于冰晶的形態。若要進一步提升凍結食品的營養品質，現行的主要方法是通過降低凍結介質溫度或提高凍結介質與食品對流換熱以提升凍結速率。磁場輔助凍結是指在傳統凍結方式的基礎之上，施加不同強度或頻率的恒定磁場等，改變食品的凍結特性，改善食品的凍結品質。已有研究發現弱磁場能縮短相變過程，減小冰晶尺寸，對豬肉、牛肉等食品材料的凍結后的含水率和品質保持等有非常好的效果。大部分食品的最大冰晶生成帶在-1℃～-5℃之間，因此在食品凍結過程的最大冰晶帶溫度區間施加磁場，即可實現食品的過冷，進而降低食品組織內冰晶顆粒的大小，保證食品的品質，如果在保證凍結品質相同情況下介質溫度提高也可以節能。

當前的磁場輔助凍結裝置多用于速凍機、冰箱和冷柜的冷凍空間，能夠利用磁場對食品的凍結過程進行影響，來達到保證凍結后食品品質的目的，但是沒有對磁場輔助凍結的有效作用時間或溫度區間進行控制，導致電磁線圈長時間的開啟，造成能源浪費。

實用新型內容

本實用新型提供一種磁場輔助凍結裝置，用以解決現有技術中沒有對磁場輔助凍結的有效作用時間或溫度區間進行控制，導致電磁線圈長時間的開啟，造成能源浪費的缺陷，實現調節磁場強度、縮短相變時間，減小冰晶尺寸等效果，而且可以減少磁場發生裝置的作用時間，進而節能、減排。

本實用新型提供一種磁場輔助凍結裝置，包括：

溫度感應系統，用于采集食品表面的溫度；

掃描分析系統，用于得到食品的形狀和尺寸；

食品凍結模型計算模塊，與所述掃描分析系統連接，用于根據食品的形狀和尺寸計算出食品中心溫度渡過最大冰晶帶的時間；

磁場發生系統，用于產生磁場；

電磁場控制器，與所述磁場發生系統、所述食品凍結模型計算模塊以及溫度感應系統分別連接，用于根據食品表面的溫度降低到預設溫度上限值開啟所述磁場發生系統，并在達到食品中心溫度渡過最大冰晶帶的時間關閉所述磁場發生系統。

根據本實用新型的一個實施例，所述電磁場控制器在食品表面的溫度降低到預設溫度上限值開啟所述磁場發生系統的同時關閉所述溫度感應系統。

根據本實用新型的一個實施例，所述食品凍結模型計算模塊內存儲有常見食品的熱力學參數及多種食品形狀的凍結溫度經驗公式，其中，所述食品形狀包括長方體、圓柱體、球體或片狀體。

根據本實用新型的一個實施例，所述掃描分析系統包括掃描裝置和用戶輸入界面，所述掃描裝置用于得到食品的形狀和尺寸，所述用戶輸入界面用于輸入并顯示食品的類型。

根據本實用新型的一個實施例，所述磁場發生系統包括電磁線圈和與所述電磁線圈連接的可調交直流穩壓電源，所述可調交直流穩壓電源用以調節磁場頻率和磁場強度大小。