CN105795311A - 一种爆震波食品快速熟化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爆震波食品快速熟化装置，包括爆震波发动机点火装置，冷凝降温装置，食品加热处理装置，消音装置和控制装置；所述爆震波发动机点火装置包括空气压缩机、节气阀、电磁气阀和脉冲爆震发动机；该节气阀安装在空气压缩机和电磁气阀之间，用于控制进入脉冲爆震发动机的气流；脉冲爆震发动机上连接有电磁油阀和燃料箱；电磁油阀安装在燃料箱和脉冲爆震发动机之间，控制进入脉冲爆震发动机的燃料；本发明的爆震波食品快速熟化装置可以形成稳定传播的爆震波，并将爆震波的能量作为包装食品加热的介质，使其实现包装食品快速熟化，改善口感的目标。

Description

一种爆震波食品快速熟化装置

技术领域

本发明属于食物加工技术领域，尤其涉及一种爆震波食品快速熟化装置。

背景技术

脉冲爆震发动机是一种基于爆震燃烧的新概念发动机，相对其他等压燃烧发动机以等容燃烧工作的脉冲爆震发动机效率可达47％(定压燃烧热效率为27％)，其所产生的脉冲爆震波具有峰值温度高(2800K)，峰值压力高(0.5MPa)，压力波动快(100HZ)等特点，这对于食品快速熟化加工有独特意义。

目前国内外的食品快速熟化装置主要集中在微波热处理装置和挤压膨化，两者均有不少缺陷，前者存在微波辐射危险，能耗较大，加热速度慢，且不能加热金属密封包装食物缺陷；后者存在加热食材限制大，不能直接加工预包装食品等缺陷。为此寻找一种新的方法，以实现食品快速熟化有较大意义。国内外对脉冲爆震发动机也进行了大量研究，美国NASA、AMES等研究中心也提出了单管电磁阀控制爆震发动机，国内的西北工业大学、南京航空航天大学等单位也进行了脉冲爆震发动机的基础研究工作。但目前对于脉冲爆震发动机的研究主要集中在利用爆震波产生推力，作为航空航天飞行器的推进装置，也有将爆震波作为纺织行业的染色动力来源，如申请号为：201010229568.2的冲动式爆震波快速染色机子轴发动机，说明已经有人将注意力集中到爆震波这一特殊燃烧波的利用上，但查阅国内外相关文献，将爆震波作为食品加热介质的专利申请暂时为空白。

发明内容

本发明是为了克服上述现有背景技术的缺陷，提供一种爆震波食品快速熟化装置，可以避免辐射危险，降低能耗，实现快速加热熟化食物的目的；同时，本发明还提供一种可以民用或军用的爆震波食品快速熟化装置，将爆震波的能量用于多种食品加热，实现预包装食品的快速熟化；本发明的另一目的在于提供一套可以稳定运行，自动控制的爆震波食品快速熟化装置，实现食品熟化过程的自动化操作。

为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种爆震波食品快速熟化装置，包括爆震波发动机点火装置，冷凝降温装置，食品加热处理装置，消音装置和控制装置；所述爆震波发动机点火装置包括空气压缩机、节气阀、电磁气阀和脉冲爆震发动机；该节气阀安装在空气压缩机和电磁气阀之间，用于控制进入脉冲爆震发动机的气流；脉冲爆震发动机上连接有电磁油阀和燃料箱；电磁油阀安装在燃料箱和脉冲爆震发动机之间，控制进入脉冲爆震发动机的燃料；所述控制装置包括控制面板，该控制面板通过控制电磁油阀和电磁气阀关闭，用于控制脉冲爆震发动机的燃料输入和空气输入。

作为本发明的一种优选方案，所述脉冲爆震发动机的进气端口上套设有用于预热发动机，促使爆震波稳定发生的电加热套。

作为本发明的一种优选方案，所述冷凝降温装置包括第一感温探头、冷凝水箱、蛇形冷凝管、第一电磁水阀和循环水泵；该循环水泵连接在冷凝水箱和蛇形冷凝管之间，以推动冷凝水流动；第一电磁水阀安装在循环泵和蛇形冷凝管之间，控制冷凝水的流动；所述冷凝水箱的底部还设有用于检测冷凝水温度的第二感温探头；控制面板用于控制第一电磁水阀的开启和关闭。

作为本发明的一种优选方案，所述第一感温探头布设于脉冲爆震发动机上，用于检测发动机温度控制第一电磁水阀的开合，进而控制发动机降温。

作为本发明的一种优选方案，所述脉冲爆震发动机的外壁设有用于点燃混合燃气产生爆震波的电火花。

作为本发明的一种优选方案，所述食品加热处理装置包括加热腔，旋转支架；旋转支架底部固定在加热腔内部，脉冲爆震发动机产生的爆震波在加热腔内冲击旋转支架，使其绕轴高速旋转，使得旋转支架上夹持的食物受热均匀。

作为本发明的一种优选方案，所述加热腔顶部设有用于防止压力过高泄压阀，用于监测压力的压力表和第二电磁水阀；该第二电磁水阀在适宜温度控制冷凝水进入加热腔以维持一个湿热的加热环境；加热腔顶部连接有消音装置；控制面板用于控制第二电磁水阀的开启和关闭，以保证加热腔加水的顺利进行。

作为本发明的一种优选方案，所述加热腔底部设有用于加热结束排除加热腔多余冷凝水的阀门和第三感温探头；第三感温探头用于控制加热腔内的温度，通过加热腔内的温度变化进而控制电磁水阀的开关和闭合。

作为本发明的一种优选方案，所述消音装置包括消音管；消音管进气端连接在加热腔，出气端直通大气，用于降低爆震波所产生的噪音。

本发明的有益效果是：通过设置食品加热处理装置，使得食物在加热腔内受到爆震波的高速气流冲击波及瞬间高温作用，在较短时间内实现食物快速均匀熟化。冷凝降温装置用于控制发动机工作温度及维持加热处理装置内的高湿度，从而保证发动机正常工作并减少食物加热过程中的水分散失，提高食物嫩度。消音装置用于降低爆震波的噪音，使其更适合民用领域。本发明的爆震波食品快速熟化装置可以形成稳定传播的爆震波，并将爆震波的能量作为包装食品加热的介质，使其实现包装食品快速熟化，改善口感的目标。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例爆震波发动机点火装置结构图。

图3为本发明实施例冷凝降温装置结构示意图。

图4为本发明实施例食品加热处理装置结构示意图。

图5为本发明实施例消音装置结构示意图。

图6为本发明实施例控制装置结构示意图。

图中附图标记：空气压缩机1，节气阀2，电磁气阀3，燃料箱4，电磁油阀5，脉冲爆震发动机6，电加热套7，电火花塞8，第一感温探头9，冷凝水箱10，第二感温探头11，蛇形冷凝管12，第一电磁水阀13，循环水泵14，旋转支架15，加热腔16，第二电磁水阀17，压力表18，泄压阀19，第三感温探头20，阀门21，消音管22，控制面板23。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作详细说明。

实施例：如图1所示，本实施例公开了一种爆震波食品快速熟化装置，包括爆震波发动机点火装置，冷凝降温装置，食品加热处理装置，消音装置和控制装置构成；所述的装置工作时，爆震波发动机点火装置气动脉冲爆震发动机6产生爆震波，冷凝降温装置给发动机及加热腔降温，食物在食品加热处理装置内进行加工熟化，消音装置控制装置噪音，控制装置维持整套装置的稳定自动工作。

如图2所示，爆震波发动机点火装置包括空气压缩机1、节气阀2、电磁气阀3、燃料箱4、电磁油阀5、脉冲爆震发动机6、电加热套7电火花8和第一感温探头9，节气阀2安装在空气压缩机1和电磁气阀3之间，以控制进入脉冲爆震发动机6的气流；电磁油阀5安装在燃料箱4和脉冲爆震发动机6之间，控制进入脉冲爆震发动机6的燃料；电加热套7套在脉冲爆震发动机6进气端口，以预热发动机：电火花8和第一感温探头9分别安装在脉冲爆震发动机6爆震腔外壁，电火花8用于点燃混合燃气产生爆震波，第一感温探头9用于监测发动机温度，控制发动机预热。

该爆震波发动机点火装置工作时；电热套7在第一感温探头9的监测下升温到100℃以上，空气压缩机1产生气流通过节气阀2调节，打开电磁气阀3，稳定的气流从压缩机流向脉冲爆震发动机6，与此同时，连接燃料箱4的电磁油阀5打开，燃料在气流的负压吸引下进入脉冲爆震发动机6，此时在接通电火花塞8，混合燃气在脉冲爆震发动机6内发生爆震燃烧，产生爆震波。

如图3所示，冷凝降温装置示意图，冷凝降温装置包括第一感温探头9、冷凝水箱10、第二感温探头11、蛇形冷凝管12、第一电磁水阀13、循环水泵14、感温探头20和第二电磁水阀17；循环泵14连接在冷凝水箱10和蛇形冷凝管12之间；第一电磁水阀13安装在循环泵14和蛇形冷凝管12之间。第二感温探头11安置在冷凝水箱10底部，第一感温探头9安装在脉冲爆震发动机6上；第三感温探头20安装在加热腔16底部和第二电磁水阀17安装在加热腔16顶部。

该冷凝降温装置工作时，第一感温探头9监测脉冲爆震发动机6的温度，当脉冲爆震发动机6的温度超过300℃时，第一感温探头9连接的控制器23开启循环水泵14和第一电磁水阀13，循环冷水从冷凝水箱10流向蛇形冷凝管12给脉冲爆震发动机6降温；此外安置在冷凝水箱10底部第二感温探头11监测冷凝水箱10中冷凝水的温度，当冷凝水超过60℃时，第二感温探头11连接的控制器23关闭整个爆震波食品快速熟化装置的电源，防止冷凝水过热散热效果不佳对装置的损坏；此外安装在加热腔16底部的第三感温探头20监控加热腔16的温度，当加热腔16的温度超过300℃时，第三感温探头20连接的控制面板23控制第二电磁水阀17打开，冷凝水进入加热腔16，防止食物过热和在加热腔内维持一个湿热的加热环境。

如图4所示，所述的食品加热处理装置结构工作例，该结构包括旋转支架15、加热腔16、第二电磁水阀17、压力表18、泄压阀19、第三感温探头20和阀门21，旋转支架15底部固定在加热腔16内部，第二电磁水阀17、压力表18及泄压阀19安置在加热腔16顶盖，第三感温探头20，阀门21分别安置在加热腔16底部。

食品加热处理装置工作时，预包装食品固定在旋转支架15上，置于加热腔16内，脉冲爆震发动机6产生的爆震波推动旋转支架15绕轴高速旋转，使预包装食品均匀受热，避免局部受热不均匀。压力表18和泄压阀19用于监测密闭的加热腔16工作时的压力，泄压阀在压力超过0.5Mpa时自动开启泄压，从而保证加热腔的使用安全；第三感温探头20用于监控加热腔16内的温度，通当加热腔16内的温度超过300℃时，第三感温探头20连接的控制面板23控制第二电磁水阀17打开，冷凝水进入加热腔16，防止食物过热和在加热腔16内维持一个湿热的加热环境。加热结束取出食物后，加热腔16内部残留部分冷凝水和食物残渣，此时打开阀门21排除多余冷凝水和食物残渣。

如图5所示的消音装置工作例，该装置包括加热腔16和消音管22；消音管22进气端连接在加热腔16内壁，消音管22出气端连通大气；装置工作时，加热腔16内的爆震波气流从消音管22进气端进入，在消音管22出气端排出大气，爆震波的噪音通过消音管22降低到可以接受的程度。

如图6所示的控制装置工作例，该装置主要由第一感温探头9、第二感温探头11和第三感温探头20，电磁气阀3、电磁油阀9、及第一电磁水阀13、第二电磁水阀17和控制面板23构成；该装置工作时，当脉冲爆震发动机6温度超过300℃，第一感温探头9通过连接的控制面板23开启第一电磁水阀13给脉冲爆震发动机6降温；当加热腔16温度超过300℃，第三感温探头20通过连接的控制面板23开启第二电磁水阀17给加热腔16降温并使得腔内维持一个湿热的环境。该装置工作时电磁气阀3、电磁油阀9分别打开，允许燃料和气流进入脉冲爆震发动机6；当冷凝水箱10内的冷凝水超过60℃时，第二感温探头11连接的控制器23关闭整个爆震波食品快速熟化装置的电源，防止冷凝水过热散热效果不佳对装置的损坏。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记：空气压缩机1，节气阀2，电磁气阀3，燃料箱4，电磁油阀5，脉冲爆震发动机6，电加热套7，电火花塞8，第一感温探头9，冷凝水箱10，第二感温探头11，蛇形冷凝管12，第一电磁水阀13，循环水泵14，旋转支架15，加热腔16，第二电磁水阀17，压力表18，泄压阀19，第三感温探头20，阀门21，消音管22，控制面板23等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：包括爆震波发动机点火装置，冷凝降温装置，食品加热处理装置，消音装置和控制装置；所述爆震波发动机点火装置包括空气压缩机(1)、节气阀(2)、电磁气阀(3)和脉冲爆震发动机(6)；该节气阀(2)安装在空气压缩机(1)和电磁气阀(3)之间，用于控制进入脉冲爆震发动机(6)的气流；脉冲爆震发动机(6)上连接有电磁油阀(5)和燃料箱(4)；电磁油阀(5)安装在燃料箱(4)和脉冲爆震发动机(6)之间，控制进入脉冲爆震发动机(6)的燃料；所述控制装置包括控制面板(23)，该控制面板(23)通过控制电磁油阀(5)和电磁气阀(3)关闭，用于控制脉冲爆震发动机(6)的燃料输入和空气输入。

2.根据权利要求1所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述脉冲爆震发动机(6)的进气端口上套设有用于预热发动机，促使爆震波稳定发生的电加热套(7)。

3.根据权利要求1所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述冷凝降温装置包括第一感温探头(9)、冷凝水箱(10)、蛇形冷凝管(12)、第一电磁水阀(13)和循环水泵(14)；该循环水泵(14)连接在冷凝水箱(10)和蛇形冷凝管(12)之间，以推动冷凝水流动；第一电磁水阀(13)安装在循环泵(14)和蛇形冷凝管(12)之间，控制冷凝水的流动；所述冷凝水箱(10)的底部还设有用于检测冷凝水温度的第二感温探头(11)；控制面板(23)用于控制第一电磁水阀(13)的开启和关闭。

4.根据权利要求3所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述第一感温探头(9)布设于脉冲爆震发动机(6)上，用于检测发动机温度控制第一电磁水阀(13)的开合，进而控制发动机降温。

5.根据权利要求4所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述脉冲爆震发动机(6)的外壁设有用于点燃混合燃气产生爆震波的电火花(8)。

6.根据权利要求1所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述食品加热处理装置包括加热腔(16)，旋转支架(15)；旋转支架(15)底部固定在加热腔(16)内部，脉冲爆震发动机(6)产生的爆震波在加热腔(16)内冲击旋转支架(15)，使其绕轴高速旋转，使得旋转支架(15)上夹持的食物受热均匀。

7.根据权利要求6所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述加热腔(16)顶部设有用于防止压力过高泄压阀(19)，用于监测压力的压力表(18)和第二电磁水阀(17)；该第二电磁水阀(17)在适宜温度控制冷凝水进入加热腔(16)以维持一个湿热的加热环境；加热腔(16)顶部连接有消音装置；控制面板(23)用于控制第二电磁水阀(17)的开启和关闭，以保证加热腔(16)加水的顺利进行。

8.根据权利要求6所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述加热腔(16)底部设有用于加热结束排除加热腔(16)多余冷凝水的阀门(21)和第三感温探头(20)；第三感温探头(20)用于控制加热腔(16)内的温度，通过加热腔(16)内的温度变化进而控制电磁水阀(17)的开关和闭合。

9.根据权利要求7所述的一种爆震波食品快速熟化装置，其特征在于：所述消音装置包括消音管(22)；消音管(22)进气端连接在加热腔(16)，出气端直通大气，用于降低爆震波所产生的噪音。