CN105546905A - 冷藏冷冻装置及其冷冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷藏冷冻装置及其冷冻方法。其中，冷藏冷冻装置包括：内胆，其内限定有用于存放被冷冻食品的储物间室；制冷系统，配置成受控地向储物间室提供冷量，以使储物间室内温度降至并保持在被冷冻食品的结晶点温度第一预设时间，且在之后将储物间室内温度降至并保持在保存被冷冻食品的预设保存温度；干扰装置，配置成在储物间室内温度降至结晶点温度第一预设时间后，开启向被冷冻食品施加干扰，且工作第二预设时间；以及超声波发生装置，配置成在干扰装置停止工作时开启向被冷冻食品施加超声波，且工作第三预设时间。本发明的冷藏冷冻装置及冷冻方法良好地保存了食品冷冻过程中的细胞完整性，完美保证肉块的等食品的冷冻品质。

Description

冷藏冷冻装置及其冷冻方法

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种冷藏冷冻装置及其冷冻方法。

背景技术

在冰箱使用过程中，大多数用户的冷冻室均保存着很多肉块，但冷冻的肉块颜色暗淡、解冻汁液流失多、经过冷冻过后的肉口感差等问题影响着冰箱的用户体验。目前，市场上在冰箱上实现优质冷冻主要有两种方案，一种是通过强风制冷或者更换传热介质达到速冷冻保藏食品；另一种是通过使食品进入过冷却状态，实现过冷却冷冻。速冷冻方法能有效的提高食品冷冻的品质，但其结冰时仍然是由外向内的结晶，并不能完全避免细胞在冷冻过程中被刺破从而使得解冻汁液流失量大的弊端，并且速冷冻需要大比热容的冷冻介质如速冷液，在冰箱中难以简单实现。过冷却冷冻方法首先使食品进入过冷冻状态，由于食品温度低于结晶点，食品储存了一定的冷量，支撑食品在解除过冷却状态时食品整体快速结晶，迅速通过最大冰晶生成带，从而良好的保持细胞完整性，食品冷冻品质极佳，极大减少解冻时的汁液流失率。但过冷却状态是一种亚稳态，食品在冷冻过程中难以获得且极其容易解除。

发明内容

本发明第一方面的一个目的旨在针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种能够良好保存食品冷冻过程中的细胞完整性的冷藏冷冻装置。

本发明第一方面一个进一步的目的是要提高食品在冷藏冷冻装置中冷冻时的冷冻品质。

本发明第二方面的一个目的旨在提供一种冷藏冷冻装置的冷冻方法，能够良好保存食品冷冻过程中的细胞完整性和提高食品的冷冻品质。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种冷藏冷冻装置，其包括：

内胆，其内限定有用于存放被冷冻食品的储物间室；

制冷系统，配置成受控地向储物间室提供冷量，以使储物间室内温度降至并保持在被冷冻食品的结晶点温度第一预设时间，且在之后将储物间室内温度降至并保持在保存被冷冻食品的预设保存温度；

干扰装置，配置成在储物间室内温度降至结晶点温度第一预设时间后，开启向被冷冻食品施加干扰，且工作第二预设时间，以使被冷冻食品在干扰作用下接受冷量；以及

超声波发生装置，配置成在干扰装置停止工作时开启向被冷冻食品施加超声波，且工作第三预设时间，以使被冷冻食品在超声波作用下接受冷量。

可选地，制冷系统具有第一制冷模式和第二制冷模式，其中制冷系统工作于第一制冷模式时比其工作于第二制冷模式时向储物间室提供的冷量多；且制冷系统进一步配置成：

分别在第一预设时间前和第二预设时间后，以第一制冷模式向储物间室提供冷量，以分别使储物间室内温度降至结晶点温度，和使储物间室内温度降至预设保存温度；和

在第二预设时间内，以第二制冷模式向储物间室提供冷量。

可选地，干扰装置包括电场干扰装置、磁场干扰装置和/或射频干扰装置。

可选地，第一预设时间为第二预设时间的0.5至1倍；

第三预设时间为第二预设时间的0.5至2倍。

可选地，冷藏冷冻装置还包括：压力传感器，配置成检测被冷冻食品的重量，以使冷藏冷冻装置根据被冷冻食品的重量确定第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种冷藏冷冻装置的冷冻方法，其包括：

步骤A：向冷藏冷冻装置的储物间室提供冷量，以将储物间室内温度降至储物间室内的被冷冻食品的结晶点温度；

步骤B：在储物间室内温度降至结晶点温度时，使储物间室内温度保持在结晶点温度；

步骤C：在储物间室内温度保持在结晶点温度第一预设时间后，继续向过冷冻间室储物间室提供冷量，同时向被冷冻食品施加干扰，以使被冷冻食品在干扰作用下接受冷量；

步骤D：在被冷冻食品在干扰作用下接受冷量第二预设时间后，关闭干扰，继续向过冷冻间室储物间室提供冷量，以及向被冷冻食品施加超声波，以使被冷冻食品在超声波作用下接受冷量；

步骤E：在被冷冻食品在超声波作用下接受冷量第三预设时间后，关闭超声波，继续向储物间室提供冷量，以将储物间室内温度降至保存被冷冻食品的预设保存温度；

步骤F：在储物间室内温度降至预设保存温度时，使储物间室内温度保持在预设保存温度。

可选地，冷藏冷冻装置具有第一制冷模式和第二制冷模式，其中冷藏冷冻装置工作于第一制冷模式时比其工作于第二制冷模式时向储物间室提供的冷量多；且

在步骤A、E中，以第一制冷模式向储物间室提供冷量；

步骤C还包括：在向被冷冻食品施加干扰时，将第一制冷模式切换为第二制冷模式；

步骤D还包括：在向被冷冻食品施加超声波时，将第二制冷模式切换为第一制冷模式。

可选地，第一预设时间为第二预设时间的0.5至1倍；

第三预设时间为第二预设时间的0.5至2倍。

可选地，干扰包括电场干扰、磁场干扰和/或射频干扰。

可选地，预设保存温度为-25℃至-17℃。

本发明的冷藏冷冻装置及冷冻方法是为了更好地保存食品而特别设计的，通过利用制冷系统提供的冷量，以及在不同的时间施加干扰或超声波，可强制食品进入过冷，且超声的空化效应可促进食品解除过冷且快速均匀结晶，加速通过食品的最大冰晶生成带，使肉块在极短时间内整体结晶，从而良好地保存了食品冷冻过程中的细胞完整性，完美保证肉块的等食品的冷冻品质，使食品颜色鲜艳、解冻汁液流失少。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的示意性局部结构图；

图2是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的冷冻方法的示意性流程图；

图3是利用冷藏冷冻装置保存牛肉进行常规冷冻和采用本发明的冷冻方法进行冷冻的温度时间曲线图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的示意性透视图局部结构图图，图中箭头表示冷气流的流向。如图1所示，本发明实施例提供了一种冷藏冷冻装置，冷藏冷冻装置可为通常所认知的冰箱、冰柜等具有制冷保存功能的设备。具体地，冷藏冷冻装置可包括外壳，设置在外壳内的内胆，以及填充在外壳和内胆之间的保温材料。内胆内限定有用于存放被冷冻食品60的储物间室20。储物间室20内可设置有储物抽屉，以使储物间室20形成密闭的储物空间。在一些其它的实施方式中，储物间室20的的前开口处设置有用于打开或关闭储物间室20的门体。进一步地，冷藏冷冻装置还可包括其他储物间室20，如冷冻室和位于上方的冷藏室。存放被冷冻食品60的储物间室20可处于冷藏室和冷冻室之间。

本发明实施例中的冷藏冷冻装置还包括制冷系统(图中未示出)、干扰装置30和超声波发生装置40。制冷系统可配置成受控地向储物间室20提供冷量以使储物间室20内温度降至并保持在被冷冻食品60的结晶点温度T1第一预设时间t1，且在之后将储物间室20内温度降至并保持在保存被冷冻食品60的预设保存温度。例如，制冷系统可包括压缩机、冷凝器、节流装置和向储物间室20提供冷量的蒸发器，以及风机。冷藏冷冻装置内还形成有风道。风机用于将经过蒸发器降温除湿后的气流经由风道吹向储物间室20。

由于被冷冻食品60在冷冻过程中，表面温度迅速下降，但被冷冻食品60中心温度受限于传热下降缓慢，被冷冻食品60整体温度不均匀难以进入过冷却状态。因此，在被冷冻食品60表面温度达到结晶点温度T1后，对被冷冻食品60执行结晶度温度冷冻第一预设时间t1，使被冷冻食品60整体温度下降到结晶点温度T1，以便于过冷。一般食品的结晶点温度T1一般情况下可在0℃左右。然而，由于冰箱中保存的冷冻食品主要为肉类，而通常肉类的结晶点大致为-2℃，相应地，肉类的结晶点温度T1可设置为-2℃左右。

干扰装置30可配置成在储物间室20内温度降至被冷冻食品60的结晶点温度T1第一预设时间t1后，开启向被冷冻食品60施加干扰，且工作第二预设时间t2，以使被冷冻食品60在干扰作用下接受冷量并达到一定的过冷度或被完全过冷。干扰装置30可在食品冷冻过程中产生干扰强制被冷冻食品60进入过冷。干扰装置30包括电场干扰装置、磁场干扰装置和/或射频干扰装置。也就是说，干扰装置30可为电场干扰装置、磁场干扰装置和射频干扰装置的一种或多种的组合，以向储物间室20及储物间室20内的被冷冻食品60提供电场干扰、磁场干扰和射频干扰中的一种或多种。

超声波发生装置40可配置成在干扰装置30停止工作时开启向被冷冻食品60施加超声波，且工作第三预设时间t3，以使被冷冻食品60在超声波作用下接受冷量。利用超声波的空化效应促进被冷冻食品60解除过冷且快速均匀结晶，加速通过被冷冻食品60的最大冰晶生成带。也就是说，在被冷冻食品60过冷却状态解除时，同时施加超声波干扰，促进均匀成核，快速通过最大冰晶生成带，从而良好地保护了细胞的完整性，极大提高食品的冷冻品质。

进一步地，在超声波发生装置40工作第三预设时间t3后，制冷系统系统继续工作，将储物间室20内温度降至并保持在保存被冷冻食品60的预设保存温度，以保存被冷冻食品60。预设保存温度可为-25℃至-17℃，优选为-18℃。

在本发明的一些实施例中，制冷系统可具有第一制冷模式和第二制冷模式，其中制冷系统工作于第一制冷模式时比其工作于第二制冷模式时向储物间室20提供的冷量多。例如，第一制冷模式可为速冷制冷模式或者为强风制冷模式，第二制冷模式可为常规制冷模式，可利用风机的档位变化切换第一制冷模式和第二制冷模式。优选地，制冷系统进一步可配置成：分别在第一预设时间t1前和第二预设时间t2后，以第一制冷模式向储物间室20提供冷量，以分别使储物间室20内温度降至结晶点温度T1，和使储物间室20内温度降至预设保存温度；和在第二预设时间t2内，以第二制冷模式向储物间室20提供冷量。在第二预设时间t2内，以第二制冷模式向储物间室20提供冷量，以在相对缓慢的制冷条件下，对被冷冻食品60施加干扰，这样可使被冷冻食品60达到最大过冷度。可采用第一制冷模式或第二制冷模式使储物间室20内温度保持在结晶点温度T1或预设保存温度。优选地，采用第一制冷模式使储物间室20内温度保持在结晶点温度T1或预设保存温度。

在本发明的一些实施例中，第一预设时间t1可为第二预设时间t2的0.5至1倍，第三预设时间t3可为第二预设时间t2的0.5至2倍。该实施例中的冷藏冷冻装置还可包括压力传感器，配置成检测被冷冻食品60的重量，以使冷藏冷冻装置根据被冷冻食品60的重量确定第一预设时间t1、第二预设时间t2和第三预设时间t3。第一预设时间t1、第二预设时间t2和第三预设时间t3与被冷冻食品60的重量呈线性正相关。

在本发明的一些实施例中，风道可位于储物间室20的后壁后方和顶壁上方，且顶壁上可均布有连通储物间室20的多个出风口，以使冷风从储物间室20顶部分散进入储物间室20内，利于被冷冻食品60的均匀冷却；储物间室20的底壁上开设有回风口。干扰装置30和超声波发生装置40可设置于储物间室20的后壁内侧，且储物间室20的间室壁面采用金属等特殊材料，可屏蔽电、磁等泄漏造成的安全隐患。压力传感器可设置于储物间室20内抽屉的下方，也可设置于储物间室20的底部两侧。

本发明实施例还提供了用于上述任一实施例冷藏冷冻装置的冷冻方法。图2是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的冷冻方法的示意性流程图，图3是利用冷藏冷冻装置保存牛肉进行常规冷冻和采用本发明的冷冻方法进行冷冻的温度时间曲线图，且图3中虚线表示常规冷冻，实线表示优质冷冻(即采用本发明的冷冻方法进行冷冻)。如图2和图3所示，冷藏冷冻装置的冷冻方法可包括步骤A至步骤F。

步骤A：向冷藏冷冻装置的储物间室20提供冷量，以将储物间室20内温度降至储物间室20内的被冷冻食品60的结晶点温度T1。

步骤B：在储物间室20内温度降至结晶点温度T1时，使储物间室20内温度保持在结晶点温度T1。

步骤C：在储物间室20内温度保持在结晶点温度T1第一预设时间t1后，继续向过冷冻间室储物间室20提供冷量，同时向被冷冻食品60施加干扰，以使被冷冻食品60在干扰作用下接受冷量。干扰包括电场干扰、磁场干扰和/或射频干扰。也就是说，干扰可为电场干扰、磁场干扰和射频干扰中一种或多种。

步骤D：在被冷冻食品60在干扰作用下接受冷量第二预设时间t2后，关闭干扰，继续向过冷冻间室储物间室20提供冷量，以及向被冷冻食品60施加超声波，以使被冷冻食品60在超声波作用下接受冷量。

步骤E：在被冷冻食品60在超声波作用下接受冷量第三预设时间t3后，关闭超声波，继续向储物间室20提供冷量，以将储物间室20内温度降至保存被冷冻食品60的预设保存温度。

步骤F：在储物间室20内温度降至预设保存温度时，使储物间室20内温度保持在预设保存温度。

在步骤A之前，先将被冷冻食品60放置在储物间室20中，压力传感器检测被冷冻食品60的重量传递给冷藏冷冻装置的控制装置。冷藏冷冻装置可根据被冷冻食品60的重量确定出第一预设时间t1、第二预设时间t2和第三预设时间t3。进一步地，第一预设时间t1可为第二预设时间t2的0.5至1倍，第三预设时间t3可为第二预设时间t2的0.5至2倍。

本发明通过将被冷冻食品60的温度降至并保持在结晶点温度T1第一预设时间t1，以使被冷冻食品60内外的温度均达到结晶点温度T1；然后向储物间室20提供干扰，从而使被冷冻食品60在干扰作用下进入过冷却状态；进一步通过合理控制干扰作用时间，以在被冷冻食品60的过冷却程度较为合适时(即食品在过冷却状态下刚开始结晶时)关停干扰装置30，从而使被冷冻食品60脱离过冷却状态。然而利用超声波的空化效应促进被冷冻食品60解除过冷且快速均匀结晶，促进均匀成核，加速通过被冷冻食品60的最大冰晶生成带，从而使被冷冻食品60的温度快速降至其最大冰晶生成带以下。由于本发明在被冷冻食品60内外的温度均达到结晶点温度T1后施加干扰使其处于过冷却状态，并在被冷冻食品60过冷却程度较为合适时及时地撤消干扰，施加超声波，从而良好了保存了食品冷冻过程中的细胞完整性，进而使食品颜色鲜艳、解冻汁液流失少，提高食品的冷冻品质。

在优选的实施例中，冷藏冷冻装置具有第一制冷模式和第二制冷模式，其中冷藏冷冻装置工作于第一制冷模式时比其工作于第二制冷模式时向储物间室20提供的冷量多。在步骤A、E中，以第一制冷模式向储物间室20提供冷量，以分别使储物间室20内温度快速地降至结晶点温度T1，和使储物间室20内温度快速地降至预设保存温度。步骤C还包括：在向被冷冻食品60施加干扰时，将第一制冷模式切换为第二制冷模式，以使在第二预设时间t2内，以第二制冷模式向储物间室20提供冷量，从而在相对缓慢的制冷条件下，对被冷冻食品60施加干扰，这样可使被冷冻食品60达到最大过冷度。步骤D还包括：在向被冷冻食品60施加超声波时，将第二制冷模式切换为第一制冷模式。在步骤B和步骤F中，可采用第一制冷模式或第二制冷模式使储物间室20内温度保持在结晶点温度T1或预设保存温度。优选地，采用第一制冷模式使储物间室20内温度保持在结晶点温度T1或预设保存温度。

本发明通过在被冷冻食品60内外的温度均达到结晶点温度T1之前采用强风制冷模式(即第一制冷模式)对被冷冻食品60进行冷冻，可使被冷冻食品60的内外温度快速到达结晶点温度T1，且内外温差小，有利于被冷冻食品60的内外的温度均处于结晶点温度T1。之后，通过采用常速制冷模式(即第二制冷模式)对被冷冻食品60进行冷冻，有利于在干扰作用下加强待冷冻物品的过冷度。并且在干扰撤消后，采用强风制冷模式，以提供较多的冷量且施加超声波以使被冷冻食品60加速通过被冷冻食品60的最大冰晶生成带，可保证食品冷冻过程中的细胞完整性，大幅提高食品的冷冻品质。

进一步地，结晶点温度T1一般情况下可在0℃左右。然而，由于冰箱中保存的冷冻食品主要为肉类，而通常肉类的结晶点大致为-2℃，相应地，肉类的结晶点温度T1可设置为-2℃左右。预设保存温度可为-25℃至-17℃，优选为-18℃。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种冷藏冷冻装置，包括：

内胆，其内限定有用于存放被冷冻食品的储物间室；

制冷系统，配置成受控地向所述储物间室提供冷量，以使所述储物间室内温度降至并保持在所述被冷冻食品的结晶点温度第一预设时间，且在之后将所述储物间室内温度降至并保持在保存所述被冷冻食品的预设保存温度；

干扰装置，配置成在所述储物间室内温度降至所述结晶点温度所述第一预设时间后，开启向所述被冷冻食品施加干扰，且工作第二预设时间，以使所述被冷冻食品在干扰作用下接受冷量；以及

超声波发生装置，配置成在所述干扰装置停止工作时开启向所述被冷冻食品施加超声波，且工作第三预设时间，以使所述被冷冻食品在超声波作用下接受冷量。

2.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，其中

所述制冷系统具有第一制冷模式和第二制冷模式，其中所述制冷系统工作于所述第一制冷模式时比其工作于所述第二制冷模式时向所述储物间室提供的冷量多；且所述制冷系统进一步配置成：

分别在所述第一预设时间前和所述第二预设时间后，以所述第一制冷模式向所述储物间室提供冷量，以分别使所述储物间室内温度降至所述结晶点温度，和使所述储物间室内温度降至所述预设保存温度；和

在所述第二预设时间内，以所述第二制冷模式向所述储物间室提供冷量。

3.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，其中

所述干扰装置包括电场干扰装置、磁场干扰装置和/或射频干扰装置。

4.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，其中

所述第一预设时间为所述第二预设时间的0.5至1倍；

所述第三预设时间为所述第二预设时间的0.5至2倍。

5.根据权利要求1所述的冷藏冷冻装置，还包括：

压力传感器，配置成检测所述被冷冻食品的重量，以使所述冷藏冷冻装置根据所述被冷冻食品的重量确定所述第一预设时间、所述第二预设时间和所述第三预设时间。

6.一种冷藏冷冻装置的冷冻方法，包括：

步骤A：向所述冷藏冷冻装置的储物间室提供冷量，以将所述储物间室内温度降至所述储物间室内的被冷冻食品的结晶点温度；

步骤B：在所述储物间室内温度降至所述结晶点温度时，使所述储物间室内温度保持在所述结晶点温度；

步骤C：在所述储物间室内温度保持在所述结晶点温度第一预设时间后，继续向所述过冷冻间室储物间室提供冷量，同时向所述被冷冻食品施加干扰，以使所述被冷冻食品在干扰作用下接受冷量；

步骤D：在所述被冷冻食品在干扰作用下接受冷量第二预设时间后，关闭干扰，继续向所述过冷冻间室储物间室提供冷量，以及向所述被冷冻食品施加超声波，以使所述被冷冻食品在超声波作用下接受冷量；

步骤E：在所述被冷冻食品在超声波作用下接受冷量第三预设时间后，关闭超声波，继续向所述储物间室提供冷量，以将所述储物间室内温度降至保存所述被冷冻食品的预设保存温度；

步骤F：在所述储物间室内温度降至所述预设保存温度时，使所述储物间室内温度保持在所述预设保存温度。

7.根据权利要求6所述的冷冻方法，其中

所述冷藏冷冻装置具有第一制冷模式和第二制冷模式，其中所述冷藏冷冻装置工作于所述第一制冷模式时比其工作于所述第二制冷模式时向所述储物间室提供的冷量多；且

在所述步骤A、E中，以所述第一制冷模式向所述储物间室提供冷量；

所述步骤C还包括：在向所述被冷冻食品施加干扰时，将所述第一制冷模式切换为所述第二制冷模式；

所述步骤D还包括：在向所述被冷冻食品施加超声波时，将所述第二制冷模式切换为所述第一制冷模式。

8.根据权利要求6所述的冷冻方法，其中

所述第一预设时间为所述第二预设时间的0.5至1倍；

所述第三预设时间为所述第二预设时间的0.5至2倍。

9.根据权利要求6所述的冷冻方法，其中，

所述干扰包括电场干扰、磁场干扰和/或射频干扰。

10.根据权利要求6所述的冷冻方法，其中

所述预设保存温度为-25℃至-17℃。