CN103907961B - 一种超声波辅助海产品泡发设备及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超声波辅助海产品泡发设备及其应用，该泡发设备由产品处理系统和设备输出控制系统组成，所述产品处理系统包括用于浸泡海产品的处理槽体和用于控制水温的控温装置，所述处理槽体内设有控温装置的温度传感器、用于感应水位的液位传感器以及在水中发出超声波的超声波换能器，所述设备输出控制系统包括驱动超声波换能器工作的超声波驱动器和控制超声波驱动器的控制装置，所述控制装置设有人机界面、数据输出接口以及数据存储接口，所述控制装置分别与控温装置和液位传感器电性连接。本发明集海产品加工过程的泡发、蒸煮等于一体，具有自动化高、操作简单、易实时监控、污染低、泡发产品质构特性好、节能环保、成本低、工作效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波辅助海产品泡发设备及其应用，属于海产品全自动泡发加工领域。
背景技术
超声波是一种波动形式，同时又是一种能量形式，在传播过程中与媒介相互作用产生超声效应，超声波与媒介相互作用可分为机械作用、空化作用和热作用，因此方向性好、能量大并且能产生空化作用。由于超声波的上述特点，在现有技术中，超声处理广泛用于化工、医学、石油、材料等领域，研发出的超声波设备也迎合化工、材料等领域的需要，适合食品加工的超声波设备较为鲜见。
例如，中国实用新型专利CN203470393U公开了一种全自动精密五金超声波清洗机，该清洗机的壳体内设置有清洗池、封闭室，封闭室内设置有超声波发生器和超声波换能器，清洗池内侧壁上开设有滑槽，滑槽内滑动连接有电机，电机连接有伸缩杆，伸缩杆上套设有过滤件，过滤件的两端分别与所述伸缩杆的两端固定连接。该清洗机主要应用于清洗五金器件，根据水和油的分层原理，油位于水的上方，直接取出五金器件，会再次沾到油污，先将油排掉再取出五金器件，防止五金器件的二次污染，过滤件覆盖面积大，清除油污层效果好。
目前，国内海参的泡发主要方法是：将干海参在纯水中浸泡48h，前6h每一小时换一次水，之后每12h换一次水。剖开除去嘴部石灰质、剥离纵肌、清洗干净；将海参用大火煮沸后小火再煮30-50min，自然冷却后加入冰水混合物放入冷藏室中再次泡发，每昼夜换一次冰水，重复步骤直至海参完全涨发为止，泡发时间约为4d。而泡发时一般采用大桶作为容器进行浸泡，微生物侵染严重，海参营养物质损严重，水资源浪费严重，耗时耗力，生产连续性及自动化不强，严重制约了泡发产量，且还存在重金属残留严重的问题。
因此，需要设计一种自动化高、泡发速度快、操作简便、节能环保、易实时监控的海产品泡发生产设备。
发明内容
鉴于现有技术存在上述问题，基于海产品泡发的泡发原理及海产品的生产工艺，并结合超声波技术的特点，本发明提供了一种自动化高、泡发速度快、操作简便、节能环保、易实时监控的超声波辅助海产品泡发设备及其应用，大大提高海产品泡发的生产效率。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案一是：一种超声波辅助海产品泡发设备，由产品处理系统和设备输出控制系统组成，所述产品处理系统包括用于浸泡海产品的处理槽体和用于控制水温的控温装置，所述处理槽体内设有控温装置的温度传感器、用于感应水位的液位传感器以及在水中发出超声波的超声波换能器，所述设备输出控制系统包括驱动超声波换能器工作的超声波驱动器和控制超声波驱动器的控制装置，所述控制装置设有人机界面、数据输出接口以及数据存储接口，所述控制装置分别与控温装置和液位传感器电性连接。
优选地，所述处理槽体由不锈钢板制作而成，所述处理槽体内设有进液口、出液口以及用于盛放海产品的物料升降篮。
优选地，所述物料升降篮为钢丝网状结构，所述物料升降篮由处理槽体上的升降旋臂带动其上下运动，所述升降旋臂由控制装置根据海产品处理及间歇时间驱动其工作。
优选地，所述液位传感器将其感应到的水位信号传输给控制装置，所述控制装置将其处理后的实时水位值显示于人机界面，所述控制装置根据设定水位值对处理槽体内的水位进行控制。
优选地，所述控温装置的温度传感器将其感应到的水温信号传输给控制装置，所述控制装置将其处理后的实时水温值显示于人机界面，所述控制装置根据设定温度值对处理槽体内的水温进行控制。
优选地，所述超声波驱动器和超声波换能器的主频率为28KHz、40KHz、68KHz、80KHz中的任一种或多种的组合，工作功率范围为0~800W。
优选地，所述超声波驱动器和超声波换能器的扫频方式为固定频率模式、单频扫频模式、双频扫频模式、三频扫频模式、四频扫频模式中的任一种或多种的组合，扫频范围为±0~10000Hz，扫频时间为0~60000s。
优选地，所述人机界面为电容式触摸屏。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案二是：一种超声波辅助海参泡发设备的应用，将上述的超声波辅助海产品泡发设备用于海参泡发。
以海参泡发为例，与现有技术中的海参生产泡发设备相比，本发明具有以下显著优点：
（1）相比传统的海参生产加工设备，本发明的泡发设备集海参加工过程的泡发、蒸煮等于一体，自动化程度高、操作简单且污染低，工作效率提高10%~90%，泡发由原来的5、6d（天）大大缩短至2h（小时）左右，可用于大批量泡发海参。
（2）由于设备结合超声波，加快泡发过程，能够有效地改善海参的质构特性，泡发出来的海参口感细腻、柔软多汁、其营养价值和食用价值大幅度提高，更好的保持食品的天然风味和营养，同时也使海参中的重金属物质有效地析出。
（3）本发明具有多个功率段、频率段和扫频方式，减少能耗，节约成本；使用人机界面，能够对海参生产的整个过程实施实时监控，进行动态跟踪、监测、调整与控制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图中：1-处理槽体，2-温度传感器，3-超声波换能器，4-超声波驱动器，5-控制装置，6-人机界面，7-换热器，8-风扇，9-压缩机，10-循环泵，11-物料升降篮；A-产品处理系统，B-设备输出控制系统，U1-28KHz电源，U2-40KHz电源，U3-68KHz电源，U4-80KHz电源。
具体实施方式
如图1所示，一种超声波辅助海产品泡发设备，由产品处理系统A和设备输出控制系统B组成，所述产品处理系统A包括用于浸泡海产品的处理槽体1和用于控制水温的控温装置，所述处理槽体1内设有控温装置的温度传感器2、用于感应水位的液位传感器（图中省略）以及在水中发出超声波的超声波换能器3，所述设备输出控制系统B包括驱动超声波换能器3工作的超声波驱动器4和控制超声波驱动器4的控制装置5，所述控制装置5设有人机界面6、数据输出接口以及数据存储接口，所述控制装置5分别与控温装置和液位传感器电性连接。
在本实施例中，所述处理槽体1由SUS304不锈钢板制作而成，所述处理槽体1内部结构要求做到无死角、无夹缝，杜绝一切细菌滋生条件，所述处理槽体1内设有进液口、出液口以及用于盛放海产品的物料升降篮11。所述物料升降篮11为钢丝网状结构，网孔大小为5~10mm，与处理槽体1之间以升降旋臂连接，即物料升降篮11由处理槽体1上的升降旋臂带动其上下运动，所述升降旋臂由控制装置5根据海产品处理及间歇时间驱动其工作，可自动将海产品物料提离液面沥干传送进入下一步工序。
在本实施例中，所述液位传感器将其感应到的水位信号传输给控制装置5，所述控制装置5将其处理后的实时水位值显示于人机界面6，所述控制装置5根据设定水位值对处理槽体1内的水位进行控制。当水位过低时可通过进液口自动补水，过高时通过出液口自动排水，同时可使液位低于或高于所设定的安全操作值时自动关闭设备并开启警报。
在本实施例中，所述控温装置的温度传感器2能够准确将其感应到的水温信号传输给控制装置5，所述控制装置5将其处理后的实时水温值显示于人机界面6，所述控制装置5根据设定温度值对处理槽体1内的水温进行控制。所述控温装置由制冷制热系统、温度传感器2和循环泵组成，通过计算机控制装置5对比设定值开启或者关闭制冷制热系统（包含换热器7、风扇8、压缩机9等）和循环泵10，可对操作温度在0~100℃间任意调整设定。
在本实施例中，所述超声波驱动器4（也称超声波发生器）能够产生的主频率，就是超声波换能器3的工作频率，驱动超声波换能器3工作，以将输入的电功率转换成机械振动（即超声波）。所述超声波驱动器4和超声波换能器3能够产生四个主频率：28KHz、40KHz、68KHz、80KHz；工作功率范围为0~800W，且可以任意调整。超声波频率与功率可以任意组合搭配，一种主频率可以搭配不同时间段的10种功率变化输出，单一功率输出也可以搭配不同时间段的4种主要频率输出，时间段范围为0~60000s，优选50~50000s。
在本实施例中，所述超声波驱动器4和超声波换能器3可在四种主频率28KHz、40KHz、68KHz、80KHz范围内实现固定频率模式、单频扫频模式、双频扫频模式、三频扫频模式和四频扫频模式，扫频范围为±0~10000Hz，扫频时间为0~60000s。扫频功率可以与扫频频率随机结合，一种主频率可以搭配不同时间段的10种功率变化输出，单一功率输出也可以搭配不同时间段的4种主要频率输出，时间段范围为0~60000s，优选50~50000s。工作模式由控制装置5程序化设定，可根据产品需求自定义设定操作模式，也可以选择随机分配模式自动设定扫频参数。
在本实施例中，所述超声波驱动器4具有过压、过流、输出短路等保护措施，工作电压为AC220V±10％，50Hz。所述人机界面6为电容式触摸屏，操作系统为windows7，设备控制方式为程序化模式，界面模拟工况画面和参数显示，准确监控设备运行状态，设有可变的授权范围内的参数设定和参数修改界面，方便工艺试验及监控。
应用例1：本发明在拉缸盐海参脱盐、泡发中的应用，将海参放于物料升降篮11中，通过人机界面6设置泡发水位5L，温度4℃，超声功率300W，主频率28KHz、40KHz，扫频周期为2.5s，扫频幅宽5000Hz，总超声时间60min。处理后的海参质构特性优良，体积及质量均增加2~3倍，重金属含量近乎为零，蛋白质含量达15.9%。
对比例1：将干海参在纯水中浸泡48h，前6h每一小时换一次水，之后每12h换一次水。后将海参用大火煮沸后小火再煮30-50min，自然冷却后加入冰水混合物放入冷藏室中再次泡发，每昼夜换一次冰水，重复步骤直至海参完全涨发为止，泡发时间约为4d。获得的海参体积及质量增加仅1~2倍，蛋白质含量仅10.1%。
应用例2：本发明在干制海参泡发中的应用，将海参放于物料升降篮11中，通过人机界面6设置泡发水位5L，温度4℃，超声功率400W，主频率28KHz、40KHz、68KHz，扫频周期为2.5s，扫频幅宽3000Hz，总超声时间60min。处理后的海参质构特性优良，体积及质量均增加2~3倍，重金属含量近乎为零，蛋白质含量达16.1%。
对比例2：将干海参在纯水中浸泡48h，前6h每一小时换一次水，之后每12h换一次水。后将海参用大火煮沸后小火再煮30-50min，自然冷却后加入冰水混合物放入冷藏室中再次泡发，每昼夜换一次冰水，重复步骤直至海参完全涨发为止，泡发时间约为4d。获得的海参体积及质量增加仅1~2倍，蛋白质含量仅10.1%。
特别需要说明的是，该超声波辅助海产品泡发设备不仅仅可应用于海参的泡发，还可以应用于鱼干类、贝壳肉类（如鲍鱼）等海产品的泡发。
本发明实施例中未述部分均为现有技术，且以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述超声波辅助海产品泡发设备用于海参泡发，所述超声波辅助海产品泡发设备由产品处理系统和设备输出控制系统组成，所述产品处理系统包括用于浸泡海产品的处理槽体和用于控制水温的控温装置，所述处理槽体内设有控温装置的温度传感器、用于感应水位的液位传感器以及在水中发出超声波的超声波换能器，所述设备输出控制系统包括驱动超声波换能器工作的超声波驱动器和控制超声波驱动器的控制装置，所述控制装置设有人机界面、数据输出接口以及数据存储接口，所述控制装置分别与控温装置和液位传感器电性连接。
2.根据权利要求1所述的超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述处理槽体由不锈钢板制作而成，所述处理槽体内设有进液口、出液口以及用于盛放海产品的物料升降篮。
3.根据权利要求2所述的超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述物料升降篮为钢丝网状结构，所述物料升降篮由处理槽体上的升降旋臂带动其上下运动，所述升降旋臂由控制装置根据海产品处理及间歇时间驱动其工作。
4.根据权利要求1所述的超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述液位传感器将其感应到的水位信号传输给控制装置，所述控制装置将其处理后的实时水位值显示于人机界面，所述控制装置根据设定水位值对处理槽体内的水位进行控制。
5.根据权利要求1所述的超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述控温装置的温度传感器将其感应到的水温信号传输给控制装置，所述控制装置将其处理后的实时水温值显示于人机界面，所述控制装置根据设定温度值对处理槽体内的水温进行控制。
6.根据权利要求1所述的超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述超声波驱动器和超声波换能器的主频率为28KHz、40KHz、68KHz、80KHz中的任一种或多种的组合，工作功率范围为0~800W。
7.根据权利要求1或6所述的超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述超声波驱动器和超声波换能器的扫频方式为固定频率模式、单频扫频模式、双频扫频模式、三频扫频模式、四频扫频模式中的任一种或多种的组合，扫频范围为±0~10000Hz，扫频时间为0~60000s。
8.根据权利要求1、4或5所述的超声波辅助海产品泡发设备的应用，其特征在于：所述人机界面为电容式触摸屏。
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