CN107631548A - 温度控制实现不冻长鲜方法、制冷设备和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷控制领域，特别是涉及通过温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法、制冷设备及计算机可读存储介质。本发明首先在较低环境温度下快速降温，最大程度保持食品品质。随后分阶段逐步降温，促使食品进入稳定过冷状态。当食品出现冻结时，立即进行连续阶梯式升温避免食品冻结。通过降温、稳温、升温不断重复，食品温度大部分时间或一直保持在0℃以下，过冷点‑10℃以上，有效延长保鲜周期。

Description

温度控制实现不冻长鲜方法、制冷设备和可读存储介质

技术领域

本发明涉及制冷控制领域，特别是涉及通过温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法、制冷设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前对于如肉类等易变质、保鲜期短的食品保鲜温度控制方法主要包括以下几种：方法一，直接放入冷冻室，-18℃冻肉储存，一般能存放几个月时间，但是存在一个最严重的问题就是解冻不便，而且解冻后的食品品质和口感明显下降；方法二，软冷冻储存，此时间室温度一般处于-3℃～-9℃之间，虽然该条件下食品的储存时间也较长，但依然会冻结过硬，面临解冻困难的问题；方法三，冰温保鲜技术，此时间室温度一般处于-1℃～-3℃之间，少量食品时可保持3～4天新鲜，超过一定量时(一般3斤以上)，只能维持1～3天新鲜，无法满足用户需要；另外，市场上还存在一种零度保鲜技术，温度控制在1℃左右，虽然能避免食品冻结的问题，但是保鲜时间只有2～3天。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法、制冷设备及计算机可读存储介质，解决某些食品不冻结情况下保鲜时间短；冻结后保鲜时间虽长，但需解冻时，耗时长，食品品质下降的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其包括：

快速降温阶段，在环境温度为第一预设值的情况下，将食品以迅速降温至第一预设温度t1；

阶梯缓慢降温阶段，将环境温度更新至第二预设值，并自所述第二预设值为起点，以第一设定调节值△T1为阶梯变化值，逐级引导食品缓慢降温；所述第二预设值为t1或t1-△T1；

升温阶段，当食品发生冻结时，环境温度更新至第三预设值，并自所述第三预设值为起点，以第二设定调节值△T2为阶梯变化值，逐步引导食品缓慢升温；待食品温度升温至所述第一预设温度t1，则返回所述阶梯缓慢降温阶段；所述第三预设值为t2或t2+△T2。

在一些实施例中，优选为，所述第一预设值≤-5℃。

在一些实施例中，优选为，所述第一预设温度t1≥0℃。

在一些实施例中，优选为，所述的所述食品发生冻结的判断条件为：在预设时间段内食品温度的最大值与最小值的差值超过预设比值；或，食品温度达到预设冻结温度。

在一些实施例中，优选为，所述预设比值处于0～1。

在一些实施例中，优选为，所述阶梯缓慢降温阶段包括：

环境温度更新至第二预设值，维持第一预设时间后，循环进行如下降温步骤：

降温步骤，环境温度更新至当前温度值-△T1，引导食品降温；

维持步骤，待食品的温度降至当前环境温度后，在当前环境温度下维持第二预设时间，然后返回所述降温步骤；

所述第一预设时间、所述第二预设时间均大于或等于0，小于或等于1000小时，第一设定调节值△T1取0～10范围内的值。

在一些实施例中，优选为，所述升温阶段包括：

环境温度更新至第三预设值，维持第三预设时间后，循环进行如下升温步骤：

升温步骤，环境温度更新至当前温度值+△T2，引导食品升温；

维持步骤，待食品的温度升至当前环境温度后，在当前环境温度下维持第四预设时间，然后返回所述升温步骤；

所述第三预设时间、所述第四预设时间均大于或等于0，小于或等于1000小时，第二设定调节值△T2取0～10范围内的值。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述控制方法的步骤。

本发明还提供了一种制冷设备，其包括冷藏腔体，冷藏腔体内设置环境温度传感器、食品温度传感器和控制器；所述环境温度传感器、所述食品温度传感器均与所述控制器连接。

在一些实施例中，优选为，所述制冷设备包括：冰箱或冰柜。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案首先在较低的环境温度下快速降温，最大程度保持食品的品质。随后分阶段逐步降温，促使食品进入稳定的过冷状态，一旦食品出现冻结，则立即进行连续阶梯式升温避免食品冻结。通过降温、稳温、升温的不断重复，食品温度大部分时间或一直保持在0℃以下，过冷点-10℃以上，有效延长保鲜周期。

附图说明

图1为本发明通过温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法的流程示意图；

图2为本发明应用到肉类时不冻长鲜的控制方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施例中肉类不冻长鲜的控制方法的流程示意图；

图4为本发明又一实施例中肉类不冻长鲜的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。“当前”在执行某动作之时的时刻，文中出现多个当前，均为随时间流逝中实时记录。

基于某些食品不冻结情况下保鲜时间短；冻结后保鲜时间虽长，但需解冻时，耗时长，食品品质下降的问题，本发明给出了通过温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法、制冷设备及计算机可读存储介质。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

本发明提供一种温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，如图1所示，其包括快速降温阶段、阶梯缓慢降温阶段、升温阶段。具体为：

快速降温阶段，在环境温度为第一预设值的情况下，将食品以迅速降温至第一预设温度t1；为了达到快速降温的效果，第一预设值可以设定足够低，最好低于过冷温度值，比如≤-5℃。

阶梯缓慢降温阶段，将环境温度更新至第二预设值，并自第二预设值为起点，以第一设定调节值△T1为阶梯变化值，逐级引导食品缓慢降温；第二预设值为t1或t1-△T1。

升温阶段，当食品发生冻结时，环境温度更新至第三预设值，并自第三预设值为起点，以第二设定调节值△T2为阶梯变化值，逐步引导食品缓慢升温；待食品温度升温至第一预设温度t1，则返回阶梯缓慢降温阶段；第三预设值为t2或t2+△T2。

该方案中，快速降温能尽量保持食品的品质。但是该降温不是为了达到过冷状态，因此第一预设温度t1的取值在0℃以上，基本为冷藏温度。

该阶梯缓慢降温阶段是继快速降温阶段后进行，缓慢降温目的是让食品从里面到外表的温度始终能保持均匀，只有缓慢吸收冷量，才能进入稳定的过冷却状态。过冷状态是指食品的温度下降到冻结点以下也不结冰，只是形成近似结晶而未结晶的凝聚体。由于温度低于冻结点，可保持食品较长时间内新鲜且不冻结。

该阶梯缓慢降温阶段具体展开为：环境温度更新至第二预设值，维持第一预设时间后，循环进行如下降温步骤：降温步骤，环境温度更新至当前温度值-△T1，引导食品降温；维持步骤，待食品的温度降至当前环境温度后，在当前环境温度下维持第二预设时间，然后返回降温步骤；第一预设时间、第二预设时间均大于或等于0，小于或等于1000小时，第一设定调节值△T1取0～10范围内的值。

也就是说，本方案中逐步降温的温度控制技术比某一固定值的温度控制的优势如下：

1、过冷温度点更低，温度是食品保鲜的首要因素，低温可抑制食品内部的各种化学反应，延长食品保鲜期；

2、延长食品的过冷稳定段时间；

3、能在一定时间内保持食品在冻结点温度而不发生不冻结，将冻结时间往后推移；

当食品出现冻结时，为了不让食品继续吸收冷量而发生冻结，必须要马上停止降温过程，维持或提高环境温度以防止食品发生冻结，进入升温阶段。

首先必须要判断升温时机，可以有多种方法，比如：方法一，当检测到食品温度是否稳定不变(在一定时间内温度发生变化，如最大值与最小值的差值≥Δm℃，可在0～1之间取值)时。方法二，根据温度经验值，一旦食品温度达到某一温度时开始维持或提高环境温度。温度经验值可以由大量实验数据后获得，其次要缓慢提高环境温度，过快提高环境温度会导致食品温度过高和里外不均匀现象发生，不利于食品品质的保持。

具体为：

环境温度更新至第三预设值，维持第三预设时间后，循环进行如下升温步骤：

升温步骤，环境温度更新至当前温度值+△T2，引导食品升温；

维持步骤，待食品的温度升至当前环境温度后，在当前环境温度下维持第四预设时间，然后返回升温步骤；

第三预设时间、第四预设时间均大于或等于0，小于或等于1000小时，第二设定调节值△T2取0～10范围内的值。

整体控制方法实际操作流程：

实际操作过程：快速降温是指迅速将食品温度降至一个较低的温度t₁(0℃以上)，此阶段环境温度为T₁，T₁的温度范围为≤-5℃。当食品温度达到t₁时采用缓慢降温方法，环境温度可以继续以t₁运行S₀时间后再按照t₁-Δt₁控制，也可以直接降温按照t₁-Δt₁-控制环境温度；当食品温度达到t₁-Δt₁时，环境温度可以继续以t₁-Δt₁运行S₁时间后再按照t₁-Δt₁-Δt₂控制，也可以直接降温按照t₁-Δt₁-Δt₂控制环境温度；当食品温度达到t₁-Δt₁-Δt₂时，环境温度可以继续以t₁-Δt₁-Δt₂运行S₂时间后再按照t₁-Δt₁-Δt₂-Δt₃控制，也可以直接降温按照t₁-Δt₁-Δt₂-Δt₃；以此类推，环境温度总是小于或等于食品温度，食品最终温度达到t₁-Δt₁-Δt₂-…Δt_n。其中Δt₁、Δt₂…Δt_n的数值在0～10之间取值，可以相等也可以不等；S₀、S₁、S₂…S_n在0～1000小时内取值，可以相等也可以不等。

升温阶段：如果此时食品温度为t₂，环境温度可以继续以t₂运行h₀时间后再按照t₂+ΔT₁控制，也可以直接升温按照t₂+ΔT₁控制；当食品温度达到t₂+ΔT₁时，环境温度可以继续以t₂+ΔT₁运行h₁时间后再按照t₂+ΔT₁₊ΔT₂控制，也可以直接升温按照t₂+ΔT₁₊ΔT₂控制环境温度；当食品温度达到t₂+ΔT₁₊ΔT₂时，环境温度可以继续以t₂+ΔT₁₊ΔT₂运行h₂时间后再按照t₂+ΔT₁₊ΔT₂₊ΔT₃控制，也可以直接升温按照t₂+ΔT₁₊ΔT₂₊ΔT₃；以此类推，环境温度总是小于或等于食品温度，食品最终温度达到t₂+ΔT₁₊ΔT₂₊ΔT₃₊…ΔT_n。其中ΔT₁、ΔT₂…ΔT_n的数值在0～10之间取值，可以相等也可以不等；h₀、h₁、h₂…h_n在0～1000小时内取值，可以相等也可以不等。另外，若按照温度经验值判定时，t₂＝t₁-Δt₁-Δt₂-…Δt_n。

当升温后的食品温度达到t₁时，重复降温过程和升温过程，反复循环，保持食品可以每次降温过程中都能进入温度的过冷状态，延长食品保鲜期。

综上，食品不冻保鲜的整体控制思路如下：是通过快速降温和缓慢降温结合，再采用连续阶梯式回温的温度控制，使食物不断重复过冷状态，温度大部分时间或一直保持在0℃以下，过冷点(-10℃～0℃)以上，从而延长保鲜周期，但不会发生水分冻结。鲜肉用此方法可保持30天内不冻新鲜。

实施例1，下面以冰箱中肉类保鲜为例，如图2所示，对食品不冻长鲜控制规则进行说明：冰箱有一个独立控温间室用于肉类保鲜，此间室具有1个环境温度检测传感器(记为1#传感器)和1个肉温度检测传感器(记为2#传感器)。

市售肉类主要包括热鲜肉、冷鲜肉以及冷冻解冻肉，热鲜肉指屠宰后未经人工冷却过程的肉，菜市场购买的猪肉一般为热鲜肉，这种肉的温度与环境温度接近，甚至更高，夏天时可达到30℃以上；冷鲜肉以及冷冻解冻肉一般为超市供货，保持肉温度在0～4℃，但购买及回家的过程会导致肉的温度迅速上升至10℃以上。因此，需要先迅速将肉温降至t₁(冷鲜肉状态)，然后按照上述的食品不冻长鲜控制规则对肉类进行温度控制，设定Δt₁＝Δt₂…＝Δt_n＝0.5℃，ΔT₁＝ΔT₂…＝ΔT_n＝0.5℃，S₀＝S₁＝S₂…＝S_n＝1小时，h₀＝h₁＝h₂…＝h_n＝1小时。

下面以包括两个传感器的控制为实施例介绍具体的控制过程：

如图2所示，首先，冰箱通电后2#传感器判断初温，大于t1，则1#传感器按设定T1降温，T₁的温度范围为≤-5℃，同时，2#传感器要实时监控放入的肉类食品的温度；若初温小于t1，则1#传感器直接跳转t1控制温度；当2#传感器温度达到t1℃后计时1小时，1#传感器按照t1-0.5℃控制温度；当2#传感器温度达到t1-0.5℃后计时1小时，1#传感器按照t1-1℃控制温度；以此类推，每次的降温梯度为0.5℃，当肉温度达到间室温度值后维持1小时继续降温，直到2#传感器检测的温度有突然变化，如0～10分钟内温度变化0.5～10℃。此时2#传感器温度为t2，计时1小时后1#传感器按照t2+0.5℃控制；当2#传感器温度达到t2+0.5℃后计时1小时，1#传感器按照t1+1℃控制温度；以此类推，每次的升温梯度为0.5℃，当肉温度达到间室温度值后维持1小时继续升温，直到2#传感器检测的温度达到t1，再次进入降温阶段，反复循环。

当然回温的控制方式不局限于温度设定值的调整，也可以通过加热的方式来回温。

上述控制的整体思路为：先检测放入肉类食品的初温，为常温肉则先快速降温，再缓慢降温；为低温肉则控制回温到中间温度后再缓慢降温。常温肉的降温过程分为三个阶段，快速降温段，缓慢降温段达到过冷，过冷后抬温进入缓慢升温阶段。反复循环控制。这种控制主要是为了保证肉类食物每次都能进入稳定的过冷状态，充分发挥过冷的优势，使肉长时间处于过冷状态或低温状态，而不冻结，从而延长肉类食品的保鲜周期。

实施例2，下面再给出一个肉类不冻长鲜的控制方式：

如图3所示，首次降温过程利用温度突变的特征发现升温时机,传感器需要记录本次降温过程，以后每次降温可以降到比首次略高的温度(由首次降温获得的温度值)后直接升温，如首次降温2#传感器的最终温度为t₁-Δt₁-Δt₂-…Δt_n，则非首次降温时只需降到t₁-Δt₁-Δt₂-…Δt_n-1后直接进入升温程序。

实施例3，在给出一种肉类不冻长鲜的控制方式

如图4所示，判断升温的时机为以往大量实验数据提供的温度经验值，一般为-0.5～-10℃，一旦2#传感器达到此温度经验值，1#传感器就进入升温程序，反复循环控制。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现控制方法的步骤。

本发明还提供了一种制冷设备，其包括冷藏腔体(或冷冻腔体)，即制冷腔体，冷藏腔体内设置环境温度传感器、食品温度传感器和控制器；环境温度传感器、食品温度传感器均与控制器连接。即制冷腔体作为一特定空间内可实现对存放食品独立控温，此间室需要具有1个或多个环境温度检测装置，1个或多个食品温度检测装置，温度检测装置包括接触式温度设备和非接触式温度设备，如有线传感器、探针式传感器、红外传感器和无线传感器等。制冷设备包括：冰箱或冰柜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其特征在于，包括：

快速降温阶段，在环境温度为第一预设值的情况下，将食品迅速降温至第一预设温度t1；

阶梯缓慢降温阶段，将环境温度更新至第二预设值，并自所述第二预设值为起点，以第一设定调节值△T1为阶梯变化值，逐级引导食品缓慢降温；所述第二预设值为t1或t1-△T1；

升温阶段，当食品发生冻结时，环境温度更新至第三预设值，并自所述第三预设值为起点，以第二设定调节值△T2为阶梯变化值，逐步引导食品缓慢升温；待食品温度升温至所述第一预设温度t1，则返回所述阶梯缓慢降温阶段；所述第三预设值为t2或t2+△T2。

2.如权利要求1所述的温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其特征在于，所述第一预设值≤-5℃。

3.如权利要求1所述的温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其特征在于，所述第一预设温度t1≥0℃。

4.如权利要求1所述的温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其特征在于，所述食品发生冻结的判断条件为：在预设时间段内食品温度的最大值与最小值的差值超过预设比值；或，食品温度达到预设冻结温度。

5.如权利要求4所述的温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其特征在于，所述预设比值处于0-1。

6.如权利要求1-5任一项所述的温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其特征在于，所述阶梯缓慢降温阶段包括：

环境温度更新至第二预设值，维持第一预设时间后，循环进行如下降温步骤：

降温步骤，环境温度更新至当前温度值-△T1，引导食品降温；

维持步骤，待食品的温度降至当前环境温度后，在当前环境温度下维持第二预设时间，然后返回所述降温步骤；

所述第一预设时间、所述第二预设时间均大于或等于0，小于或等于1000小时，第一设定调节值△T1取0～10范围内的值。

7.如权利要求1-5任一项所述的温度控制实现食品不冻长鲜的控制方法，其特征在于，所述升温阶段包括：

环境温度更新至第三预设值，维持第三预设时间后，循环进行如下升温步骤：

升温步骤，环境温度更新至当前温度值+△T2，引导食品升温；

维持步骤，待食品的温度升至当前环境温度后，在当前环境温度下维持第四预设时间，然后返回所述升温步骤；

所述第三预设时间、所述第四预设时间均大于或等于0，小于或等于1000小时，第二设定调节值△T2取0～10范围内的值。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述控制方法的步骤。

9.一种制冷设备，其特征在于，包括冷藏腔体，制冷腔体内设置环境温度传感器、食品温度传感器和控制器；所述环境温度传感器、所述食品温度传感器均与所述控制器连接。

10.如权利要求9所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备包括：冰箱或冰柜。