CN105928284A - 一种流态冰农产品预冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流态冰农产品预冷装置，它包括带有保温层的长槽状流态冰槽，位于流态冰槽的一侧的流态冰制取单元，位于流态冰槽中并对待冷却物进行承载与连续输送的传动单元，和用于流态冰槽内温度监测和显示温度的显示单元。其中过滤元件将流态冰槽内的空间分割为预冷空间和回流空间，其中所述预冷空间内为0℃‑1℃的流态冰，所述回流空间收集过滤后的回流冷水，所述流态冰制取单元包括用于制冷的冷凝机组、用于冷凝剂和回流冷水进行换热的过冷器，以及与过冷器连接并利用过冷水制取过流态冰的解冷器。采用本流态冰农产品预冷装置，充分了利用了冰晶的相变潜热进行预冷，相比传统的水预冷装置，预冷效率大大提高。

Description

一种流态冰农产品预冷装置

技术领域

本发明属于农产品采后冷链物流中预冷领域，具体涉及一种流态冰预冷装置。

背景技术

预冷是利用低温处理方法，将采摘后的果蔬迅速降温至工艺要求温度的操作过程。果蔬预冷不仅有利于减少果蔬贮运过程中的腐损率，而且可实现后续冷藏装置的节能运行。按照预冷方式可分为压差预冷、冷水预冷，冰预冷，冰水预冷、真空预冷等，现有的冰水预冷装置是将冰块放置带有水的水槽中，形成冰水混合物，此方法没有后续冷源作为预冷保障，且无法形成自动化和机械操作。本发明的流态冰预冷装置，能够采用过冷方法制取流态冰，并自动化进行农产品的采后预冷，预冷速度快，均匀，节能性好。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种流态冰农产品预冷装置，用于农业生产中、仓储中对批量的农产品进行连续的、大量的预冷，提高冷藏效果，降低能耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于,包括

带有保温层的长槽状流态冰槽，在所述流态冰槽的槽壁上设置放水阀和溢流口，过滤元件设置在流态冰槽中将流态冰槽内的空间分割为预冷空间和回流空间，其中所述预冷空间内为0℃-1℃的流态冰，所述回流空间收集过滤后的回流冷水；在回流空间的一侧的侧壁上通过一个回流接口外接循环水泵；

位于流态冰槽的一侧的流态冰制取单元，所述流态冰制取单元包括用于制冷的冷凝机组、用于冷凝剂和回流冷水进行换热的过冷器，以及与过冷器连接并利用过冷水制取过流态冰的解冷器；所述过冷器的进水口和出水口分别与循环水泵和解冷器连接，同时，所述过冷器与所述冷凝机组连接，所述解冷器的流态冰出口连接到流态冰槽远离过滤元件一端；

位于流态冰槽中并对待冷却物进行承载与连续输送的传动单元；

和用于流态冰槽内温度监测和显示温度的显示单元。

进一步地，所述显示单元包括温度传感器和显示屏，其中温度传感器设置在流态冰槽中。

进一步地，所述流态冰槽和流态冰制取单元为一体结构，共用一个侧壁。

进一步地，所述传动单元包括包括输送带、滚动轴、张紧结构、变频控制器和调速电动机，其中输送带为皮带式输送带或者金属软链式输送带，所述输送带通过滚动轴和张紧结构的作用形成倒置的几字形，中间部分位于流态冰槽中。

进一步地，所述变频控制器设在所述流态冰槽的外部。

进一步地，所述传动单元包括包括输送带、滚动轴、张紧结构、变频控制器和调速电动机，其中，所述输送带倾斜设置，进料端设置在流态冰槽中，出料端设置在靠近回水空腔的一侧，且出料端位于流态冰槽的上方。

进一步地，位于流态冰槽中的滚动轴两端与流态冰槽接触的部位使用无油轴承进行安装。

进一步地，所述流态冰槽与所述流态冰制取单元之间是分离的，通过管路形成流态冰和回流水的流动通道。

进一步地，所述流态冰槽由四个侧面和一个底面围合而成，并在流态冰槽的顶部设置有盖板，扣合后，在流态冰槽内形成一个近似密封的空间。

进一步地，所述过滤元件为无纺布、海绵中的一种。

本发明的有益效果是：

一、采用本流态冰农产品预冷装置，充分了利用了冰晶的相变潜热进行预冷，相比传统的水预冷装置，用水量少，预冷时间快，节省空间和预冷时间。

二、采用的流态冰农产品预冷装置，对装置的各个部件进行了巧妙的布局，节省了整体的空间，制取出流态冰预冷农产品后可循环利用。

三、采用流态冰农产品预冷装置，可同时利用潜热和显热进行预冷，且水是循环利用的，用水量减小小，节省流态水槽的空间。

四、此装置的维护结构采用保温结构，且附带了保温盖，阻碍了内外的冷热交换，节能性更好。

五、此装置增加了传送和变频装置，可以实现连续的不间断作业，根据待冷却农产品的冷却需要进行速度调节，可实现预冷时候的自动化操作。

六、此装置增加了过滤装置，对预冷循环的介质进行净化，可维持预冷介质的洁净，保证预冷后农产品的品质。

七、增加了温度传感器和显示装置，可对预冷的工程进行实时显示，并结合控制软件可以做到精准的控制。

附图说明

图1为原理图(平面)。

图2为原理图(立面)。

图3为输送带的布局示意图之一。

图4为输送带的布局示意图之二。

图5为输送带的布局示意图之三。

图6为输送带的布局示意图之四。

图中：1.流态冰槽，101盖板，102预冷空间，103回流空间，2.放水阀，3.过滤元件，4.传送带，5.张紧结构，6.变频控制器，7.循环水泵，8.减速电动机，9.温度传感器，10.显示屏，11.循环管路，12.冷凝机组，13.制冷剂进口，14.过冷器，15.制冷剂出口，16.解冷器，17-1，17-2.维护结构，18.盖子，19.溢流口。

具体实施方式

如图1至图6所示，

针对现有缺陷，本发明开发的是一种流态冰农产品预冷装置，包括流态冰槽、流态冰制取单元、传动单元和显示单元。

流态冰槽1为一个矩形的长槽，由四个侧面和一个底面围合而成，例如采用不锈钢进行制作，并进行隔热处理，例如设置保温层。并在流态冰槽1的顶部设置有盖板101，扣合后，在流态冰槽内形成一个近似密封的空间，是预冷的主要空间。

在所述流态冰槽1的侧壁上设置放水阀2和溢流口19，便于流态冰槽液位的调节，溢流口19保证流态冰槽内最高的安全水位，放水阀2位于下方用于流态冰槽内冰水的放空，用于检修、清洁的工序中。

在流态冰槽1中靠近前端的位置设置有一个过滤元件3，将流态冰槽1内的空间分割为预冷空间102和回流空间103，其中预冷空间102为预冷的主要场合，回流空间103收集过滤后的冰水，并进行回流，该过滤元件3的作用在于对流态冰槽内的水杂质进行过滤，并使得未完全融化的冰晶停留在该流态冰槽内，该过滤元件3可以选用无纺布、海绵等具有微孔的布状材料，也可以选用其他的具有水过滤功能的材料。

在回流空间103的一侧的侧壁上设置有一个回流接口，回流接口的位置可以在流态冰槽的侧板上，也可以设置在底板上，最佳的方式是设置在侧板上，用于回流空间内的水分的回抽，外接循环水泵7。

流态冰制取单元位于流态冰槽的一侧，且与流态冰槽平行设置，共用一个侧壁。

流态冰制取单元包括冷凝机组12、过冷器14和解冷器16，冷凝机组12用于制冷，所述冷凝机组12包括压缩机、冷凝器和膨胀阀，上述的冷凝器中制作的制冷剂(液态)其通过制冷剂管路与过冷器14相连，过冷器14是一个套管结构，包括内管和外管，其中，在内管中为待冷却的水通道，该水通道通过一个管路和水泵连接，同时循环水泵7的进水端用于和上述的回流接口连通，由水泵提供循环水。

在上述的内管和管之间形成一个制冷剂流动的通道，在过冷器14中，完成待冷却水与制冷剂的换热，最后制冷剂返回冷凝机组进行循环制冷。作为一种公知技术，上述的冷凝机组具有制冷剂入口13和制冷剂出口15，制冷剂在制冷通道内循环利用。

上述的冷凝机组12设置在上述的冷水以外的区域。

上述的过冷器14中出来的过冷水在此通过管道被输送至解冷器16，该解冷器的内部结构为解冷器，解冷器16为一个罐式结构，常见于制冷系统中，例如空调制冷系统，过冷水通过解冷器后形成流态冰。

经过该解冷器16出来的冰水混合物中，满足果蔬等预冷的要求。

解冷器16的冰水混合物出口直接连接到流态冰槽远离过滤元件的一端，也就是靠近进料口的一端。

容易理解，上述的预冷用的冷水(流态冰)在流态冰槽、水泵、过冷器、解冷器之间循环，通过0摄氏度的冰水混合物给待冷却的果蔬进行预冷，实现快速、连续、恒温的预冷，能够满足大量的冷却需要。

作为一种可以实现的方式，上述的流态冰槽1和流态冰制取单元为一体结构，共用一个侧壁，形成一个封装的维护结构17-1和17-2，且在两者的维护结构中设置有保温层，最大程度的防止冷量的散失，达到节能的效果。

传动单元包括包括输送带4、滚动轴、张紧结构5、变频控制器6和调速电动机8，其中输送带4为皮带式输送带或者金属软链式输送带，输送带4通过滚动轴和张紧结构的作用，形成倒置的几字形，中间部分位于流态冰槽中，用于冷却。

在皮带输送领域，常用的张紧结构为拉栓张紧结构。

所述变频控制器6设在所述流态冰槽的外部。

作为进一步地改进，上述的输送带4也可以采用倾斜设置的方式，其中进料端设置在流态冰槽中，出料端设置在靠近回水空腔的一侧，且出料端位于流态冰槽的上方，调速电动机安装在出料端，通过变频控制器控制电动机的转速，进而控制输送带的转速。

注意，上述的输送带的出料端延伸出流态冰槽，减速电动机和变频控制器设在流态冰槽外。同时，位于流态冰槽中的滚动轴两端与流态冰槽1接触的部位使用无油轴承进行安装，以防止油污污染冰水。

显示单元包括温度传感器9和显示屏10，其中温度传感器设置在流态冰槽中，用于检测冰水混合物的温度，并通过控制系统将信号传递给主控电路板，最终通过显示屏显示实时温度。

进一步地，上述的温度传感器9设置为多个，并在显示屏上能够实施显示流态冰槽不同位置的温度。

实施例二

上述的流态冰槽1与上述的流态冰制取单元之间不共用一个侧壁，即两者之间是分离的，通过管路形成冷水的流动通道。

食品在流态冰槽内1进行预冷，流态冰槽内有传送带4，传送带配有变频控制器6和减速电动机进行调速8流态冰与食品同时进行显热和潜热交换后变成常态水，水经过过滤装置3进行过滤净化，然后经循环水泵经循环管路11进入过冷器14与制冷剂进行热交换被冷却至过冷状态，过冷状态是指冻结点温度以下的亚稳定液体状态。过冷态的水被输送至解冷器16(也可使用超声波发生槽)，进行解冷，转变为细小的冰晶，这里面的冰水混合物就是流态冰。制取出的流态冰被输送至流态冰槽中对食品进行预冷，以此循环。

本发明是将通过流态冰制取装置制取出的0-1℃流态冰在冰槽内直接与食品接触进行预冷，并循环利用。相对于传统的冷水预冷方法，流态冰是一种液固混合的两相溶液，主要是通过冰晶粒子瞬间相变释放出大量的融化潜热，流态冰预冷具有时间短，能耗低、综合成本低等优点。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于,包括

带有保温层的长槽状流态冰槽(1)，在所述流态冰槽(1)的槽壁上设置放水阀(2)和溢流口(19)，过滤元件(3)设置在流态冰槽(1)中将流态冰槽(1)内的空间分割为预冷空间(102)和回流空间(103)，其中所述预冷空间(102)内为0℃-1℃的流态冰，所述回流空间(103)收集过滤后的回流冷水；在回流空间(103)的一侧的侧壁上通过一个回流接口外接循环水泵(7)；

位于流态冰槽的一侧的流态冰制取单元，所述流态冰制取单元包括用于制冷的冷凝机组(12)、用于冷凝剂和回流冷水进行换热的过冷器(14)，以及与过冷器连接并利用过冷水制取过流态冰的解冷器(16)；所述过冷器(14)的进水口和出水口分别与循环水泵和解冷器连接，同时，所述过冷器与所述冷凝机组连接，所述解冷器(16)的流态冰出口连接到流态冰槽远离过滤元件一端；

位于流态冰槽中并对待冷却物进行承载与连续输送的传动单元；

和用于流态冰槽内温度监测和显示温度的显示单元。

2.根据权利要求1所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，所述显示单元包括温度传感器(9)和显示屏(10)，其中温度传感器设置在流态冰槽中。

3.根据权利要求1所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，所述流态冰槽(1)和流态冰制取单元为一体结构，共用一个侧壁。

4.根据权利要求1所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，所述传动单元包括包括输送带(4)、滚动轴、张紧结构(5)、变频控制器(6)和调速电动机(8)，其中输送带(4)为皮带式输送带或者金属软链式输送带，所述输送带(4)通过滚动轴和张紧结构的作用形成倒置的几字形，中间部分位于流态冰槽中。

5.根据权利要求4所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，所述变频控制器(6)设在所述流态冰槽的外部。

6.根据权利要求1所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，所述传动单元包括包括输送带(4)、滚动轴、张紧结构(5)、变频控制器(6)和调速电动机(8)，其中，所述输送带(4)倾斜设置，进料端设置在流态冰槽中，出料端设置在靠近回水空腔的一侧，且出料端位于流态冰槽的上方。

7.根据权利要求1所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，位于流态冰槽中的滚动轴两端与流态冰槽(1)接触的部位使用无油轴承进行安装。

8.根据权利要求1所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，所述流态冰槽(1)与所述流态冰制取单元之间是分离的，通过管路形成流态冰和回流水的流动通道。

9.根据权利要求1所述的一种流态冰农产品预冷装置，其特征在于，所述流态冰槽(1)由四个侧面和一个底面围合而成，并在流态冰槽1的顶部设置有盖板(101)，扣合后，在流态冰槽内形成一个密封的空间。