CN109269182B - 一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品设备领域，具体公开一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备，包括供气装置、冷却装置、传感器组、阀门组和循环装置；供气装置向冷却装置输送保护气，排出冷却室内空气；冷却室内被设置适于保护气均匀分布的冷风洒头和排气俘头、适于转移和承载食品的冷托带；排气俘头、循环装置、冷风洒头依次连通，驱使冷却室内保护气循环流动；冷却装置的食品输入口处、食品输出口处分别以密封方式设置闸门，将食品与空气隔离；操纵冷却设备在保护气环境中冷却食品，保护气流分布均匀，食品松软或酥脆的均匀性好，食品不易起皮、开裂，保护气将食品与空气隔离，食品中的油脂氧化变质物及氧残留量极少，食品易于保存，保质期得到显著延长。

Description

一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备

技术领域

本发明涉及一种食品冷却设备，尤其涉及一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备，属于食品设备领域。

背景技术

焙烤食品，如月饼、泡芙、绿豆饼、老婆饼、奶黄饼等润湿松软性食品，品种繁多，风味各异，深受人们的喜爱，为了保持松软口感，减少防腐剂用量，在饼皮及饼馅中常常加入大量的糖、油脂以代替水来使食品保持润湿松软，提高口感；又如桃酥、饼干等酥脆性食品，为了保持酥脆均匀性，往往需加入大量油脂。当前焙烤食品的冷却，均在空气环境中进行，温度高达180℃以上甚至更高，食品中的油脂直接与空气中的氧气作用，油脂经高温氧化反应生成油脂氧化变质物，氧化变质物又促进油脂氧化，加速油脂的氧化速度，生成更多的有害健康的油脂氧化变质物，增加食品俘获氧的能力，其次是食品中的氧残留量高，使得食品在保存中易发生氧化酸败变质，保质期短。在冷却过程中循环风集中吹射，气流分布不均，易导致食品的松软或酥脆的分布不均匀，食品的口感较差。因而，亟需开发一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备，以克服现有技术中的上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备；冷风气流均匀分布，食品不易起皮、开裂，食品松软或酥脆的均匀性得到改善；食品与空气隔离，在保护气环境中冷却，食品中的油脂氧化变质物、氧残留量更少，有利于食品的保存。

本发明的技术方案如下：

一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备，其设计要点在于，包括：

供气装置，适于提供保护气；所述供气装置包括依次密封连通的适于储存液态保护气的储气槽、适于将液态保护气气化生成气态保护气的气化器、适于存储气化器所产生气态保护气的暂存罐和适于降低保护气输出压力并稳压的减压阀；

冷却装置，适于在保护气环境中冷却食品，所述冷却装置的内部被设置适于食品冷却的冷却室，该冷却室内被设置适于转移并承载待冷却食品的沿水平方向布置的冷托带、适于将保护气分流导引流向冷托带的冷风洒头、适于保护气排出的排气俘头，所述冷风洒头被水平布置，位于冷托带的上方，排气俘头被水平设置，位于冷托带的下方；所述冷却装置的适于食品输入的输入口、适于食品输出的输出口处分别以密封方式设置闸门，以使食品在保护气环境中冷却；

所述冷风洒头包括适于将所输入气体分流的分流管、沿水平面方向水平布置的多个相互平行的导流管，所述分流管上被设置适于气体输入的输入口、与该输入口相连通的适于分流的多个输出口；所述导流管的输入口与分流管的输出口分别密封流通，导流管上被设置位于其下端面的多个冷风喷嘴，与冷托带相对，适于将导流管内的保护气分流导引流向冷托带；所述减压阀的输出口经第1阀门与分流管的输入口密封连通；

所述排气俘头由壁构成的壳体结构，排气俘头的顶端面上被设置多个适于保护气流入的呈环状的俘气孔、内部设置沿水平面方向水平布置的导流腔、底端面上设置适于连接排气管道的排气口，排气俘头的排气口与冷却装置的排气管道的一端相连通，适于冷却装置向外排气；所述排气管道中被装配氧传感器，适于判断冷却室内空气有无被完全排出；

循环装置，适于驱动冷却室内保护气循环流动冷却食品，所述循环装置包括热交换器和循环泵；所述排气管道的另一端、第1三通管第1、2端口、第2阀门连通，构成适于漏气以调节冷却室压力的漏气流路；第1三通管的第3端口、热交换器、循环泵、第2三通管的第1、2端口、冷风洒头的输入口相连通，构成适于冷却室内保护气循环流动的循环流路；第2三通管的第3端口装配第4阀门，构成适于冷却室向外排气的排气流路；第2三通管的第2端口与冷风洒头的输入口间装配第5阀门，适于控制循环流路的流通、阻断以及保护气循环的流量，以控制食品的冷却速度。

在应用中，本发明还有如下可选的技术方案。

作为可选地，所述冷却装置还包括稳流栅格，所述稳流栅格被设置在冷风洒头与冷托带之间，靠近冷风洒头一侧，适于冷风洒头与冷托带之间的保护气气流的均匀分布。

作为可选地，所述稳流栅格至少由沿纵向等间距分布的横向稳流板、沿横向等间距分布的纵向稳流板构成；所述横向稳流板、纵向稳流板沿竖直方向布置，横向稳流板、纵向稳流板相互贯穿形成栅格状。

作为可选地，所述稳流栅格的四周边侧分别被设置呈长条状的阻流板，沿竖直方向布置，阻流板的下端相对于上端向外倾斜；稳流栅格四周的阻流板首尾依次连接围成下端开口大于上端开口的围裙状结构。

作为可选地，所述冷却装置还内置阻扰格栅，所述阻扰格栅被设置在冷托带与排气俘头之间，靠近冷托带一侧，适于冷托带与排气俘头之间的保护气气流的均匀分布。

作为可选地，所述阻扰格栅至少由沿纵向等间距分布的横阻扰板、沿横向等间距分布的纵阻扰板构成；所述横阻扰板、纵阻扰板沿竖直方向布置，所述横阻扰板、纵阻扰板相互贯穿形成格状。

作为可选地，所述阻扰格栅的四周边侧分别被设置呈长条状的限流板，沿竖直方向布置，限流板的上端相对于下端向外倾斜；阻扰格栅四周的限流板首尾依次连接围成上端开口大于下端开口的呈倒立的围裙状结构。

作为可选地，所述冷却室被装配适于检测食品温度的温度传感器。

作为可选地，所述冷却装置被装配适于检测冷却室压力的真空计。

作为可选地，所述冷却装置一侧的适于待冷却食品输入的输入口处以密封方式设置第1闸门、另一侧的适于食品输出的输出口处以密封方式设置第2闸门。

本发明的冷却设备被配置适于冷却食品的冷却装置、适于向冷却装置内输送保护气的供气装置、适于驱使冷却装置内保护气循环流动的循环装置、传感器组和阀门组。冷却装置的内部被设置冷却室，该冷却室内从上向下依次设置冷风洒头、冷托带、排气俘头。操纵阀门组动作使冷却装置向外排气的排气流路流通、使供气装置向冷却装置的冷却室内输送保护气，操纵循环装置的循环泵启动，排出冷却室内的空气，形成保护气环境；基于氧传感器的测量值，当测量值小于排空设定值时，即冷却室内的空气被全排出，则操纵冷却装置将与其密闭连通的烘烤装置内的食品输移到该冷却室内，操纵阀门组动作使保护气循环流动的循环流路连通，循环保护气流过待冷却的食品，带走热量，食品在保护气环境中被冷却；适于获取真空计的测量值，基于该测量值及标准大气压值，操纵阀门组动作使冷却室的压力略大于标准大气压值，冷却室内保持正压力，以减少空气渗漏；适于获取温度传感器的测量值及冷却温度的设定值，基于该测量值及温度设定值，操纵循环泵调节转速，调整循环保护气的流量，以使温度的测量值与设定值相一致，当温度传感器反馈的测量值小于目标设定值时，操纵冷却设备停止运转，完成食品的冷却。

与现有技术相比，本发明取得了如下有益的技术效果。

冷却室内置的冷风洒头、排气俘头使保护气流均匀分布，食品被均匀冷却、风干，食品松软或酥脆的均匀性好，口感好，食品不易起皮、开裂，外观完好率高；食品在保护气环境中冷却，食品与空气隔离，食品中的油脂难以发生氧化反应生成氧化变质物，食品中的氧残留量极低，食品更易于保存，其保质期得到显著提高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1实施方式中的一种冷却设备的示意图。

图2为图1中冷却装置A-A方向剖视示意图。

图3另一种冷却装置的示意图。

图4为图2中冷风洒头的仰视示意图。

图5为图2中稳流栅格的仰视示意图。

图6冷风洒头、稳流栅格相装配后的仰视示意图。

图7为图2中排气俘头的俯视示意图。

图8为图2中阻扰格栅的俯视示意图。

图9排气俘头、阻扰格栅相装配后的俯视示意图。

其中，10-供气装置，11-储气槽，12-气化器，13-暂存罐，14-减压阀，20-冷却装置，21-冷托带，22-冷风洒头，221-导流管，222-冷风喷嘴，23-稳流栅格，231-横向稳流板，232-纵向稳流板，233-阻流板，24-排气俘头，241-导流腔，242-俘气孔，25-阻扰格栅，251-横阻扰板，252-纵阻扰板，253-限流板，26-驱动机构，27-第1闸门，28-第2闸门，30-循环装置，31-热交换器，32-循环泵，41-第1阀门，42-第2阀门，43-第3阀门，44-第4阀门，45-第5阀门，51-氧传感器，52-温度传感器，53-真空计。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本发明实施例中有关方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

作为本发明的一种实施方式，提供一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备，如图1-图9所示，所述冷却设备包括供气装置10、冷却装置20、循环装置30、阀门组和传感器组。供气装置10适于向冷却装置20的冷却室输送保护气，排出冷却室内的空气，形成保护气环境；冷却装置20适于在保护气环境中将待冷却的食品进行冷却，循环装置30适于驱使冷却室内的保护气流动形成用于冷却食品的循环保护气流，以控制食品的冷却速度。传感器组包括适于判断冷却室内的空气有无被完全排出的氧传感器51、适于检测被冷却食品温度的温度传感器52和适于检测冷却室压力的真空计53。阀门组包括第1阀门41，适于控制供气装置10向冷却装置20的冷却室内输送、停止输送保护气以及调整保护气流量，第2阀门42，适于控制冷却装置向外漏气及漏气流量的大小，系小流量阀，第3阀门43，适于调整冷却装置冷却室的压力，第4阀门44、第5阀门45，适于操纵循环装置30的排气流路连通向外排气以及适于操纵循环装置30的循环流路流通以冷却食品。

其中，所述供气装置10，如图1所示，包括储气槽11、气化器12、暂存罐13和减压阀14。储气槽11适于储存液态的高纯氮，为纯度达到分析纯的食品级液氮；气化器12适于将液态的氮吸热气化形成气态的氮气；减压阀14适于将压力较高的氮气变为压力较低的压力稳定的氮气。所述储气槽11的适于液氮流出的输出口通过液氮管道与气化器12的输入口相连通，并在连通储气槽11与气化器12间的液氮管道中设置流量调节阀，以调节液氮的流量，调整氮气的产出量，使之与需求量相匹配，避免氮气压力过高。气化器12的适于氮气流出的输出口与暂存罐13的适于保护气流入的输入口通过管道以密封方式连通。暂存罐13的适于保护气流出的输出口与减压阀14的输入口之间通过管道以密封方式连通，减压阀14的输出口适于向冷却装置20输送氮保护气。暂存罐13的采用可以使保护气的供气压力更稳定。所述氮气选用纯度达到分析纯的食品级氮气，也可以选用纯度达到99％及以上的食品级氮气，均可被理解为上述的高纯氮气。所述氮气也可以选用氩气或氦气所替代。

其中，所述冷却装置20包括可以实现隔离空气的壳体，壳体内部设置适于待冷却食品冷却的冷却室，待冷却的食品在保护气环境中冷却。该冷却室内被设置适于转移并承载待冷却食品的冷托带21、适于将保护气分流导引流向冷托带的冷风洒头22、适于保护气排出的排气俘头24。冷托带21沿水平面方向水平布置，适于转移并承载待冷却的食品，如将烘烤装置输出的待冷却食品转移到冷却室内，承载待冷却食品在冷却室内进行冷却。冷风洒头22沿水平面方向水平布置，位于冷托带21的上方；排气俘头23沿水平面方向水平布置，位于冷托带21的下方。冷却装置20内置有驱动机构26，适于驱动冷托带21运动将待冷却的食品转移到冷却室内以及将完成冷却的食品输出，驱动机构26位于冷却室外，冷托带21贯穿冷却室。驱动机构26的驱动装置，如电机，可以位于壳体外，驱动装置输出轴与驱动机构的输入轴通过传动轴轴连接，传动轴与壳体通过轴密封组件活动密封连接。所述冷却装置20被装配适于检测待冷却食品温度的温度传感器52，适于实时检测待冷却食品的温度；还被装配真空计53，适于检测冷却室内的气压。

所述冷风洒头22包括适于将所输入气体分流的分流管221、沿水平面方向水平布置的多个相互平行的导流管222。所述分流管221上被设置适于气体输入的位于上端的输入口、与该输入口相连通的位于下端的多个输出口，用于将所输入的保护气分流。各个所述的导流管222的适于气体输入的输入口与分流管221的输出口分别密封流通，导流管222上被设置位于其下端面的多个冷风喷嘴223，冷风喷嘴223的出气口与冷托带21相对，适于将导流管222内的保护气分流并导引流向冷托带21，以冷却置放于冷托带21上的食品。所述供气装置10的减压阀14的输出口通过输气管道与分流管221的输入口密封连通，将保护气输送到冷风洒头22内，所述第1阀门被装配在该输气管道中，用于控制供气装置10向冷却装置20的冷却室内输入保护气、停止输送保护气以及调整保护气的输送流量。需要说明的是，所述导流管222也可以由壳体结构的导流腔替代，冷风喷嘴223被设置在导流腔的底壁面。

所述排气俘头24为由薄壁构成的壳体结构，排气俘头24的顶端面上被设置多个适于保护气流入的呈环状的俘气孔242、内部设置沿水平面方向水平布置的导流腔241、底端面上设置适于连接排气管道的排气口243。俘气孔242优选地为圆环状。排气俘头24的排气口243与冷却装置的排气管道的一端相连通，适于冷却装置20内的保护气向外流，流入循环装置形成循环流动的保护气以及冷却室向外排空气；所述排气管道中被装配氧传感器51，适于判断冷却室内空气有无被完全排出。具体判断方法为，将氧传感器51反馈的测量值与排空参照值的设定值相比较，当该测量值小于排空设定值时，可以认为冷却室内的空气被完全排出，否则，判断为冷却室内的空气未被完全排出。

冷却装置20的冷却室内设置的冷风洒头将保护气分流并导引保气向下流出，冷却室内气流分布均匀，保护气向下流向待冷却的食品，有利食品均匀冷却；保护气向下流穿过冷托带的网眼孔流向排气俘头，流入排气俘头的俘气孔，经排气俘头向冷却室的外部流动。排气俘头的俘气孔分散分布在其顶端面上，保护气流出对气流均匀分布的扰动影响小，因而，所述冷风洒头、排气俘头间的保护气流均匀分布，有利食品被均匀冷却、均匀风干，使得食品松软均匀性好，食品酥脆均匀性好，食品不易起皮、开裂，外观完好率高。

其中，所述循环装置30包括热交换器31和循环泵32。所述冷却装置的排气管道的另一端，如图1所示，与第1三通管的第1端口连通，该第1三通管的2端口与第2阀门连通，所述排气管道的另一端、第1三通管的第1、2端口、第2阀门构成冷却装置的漏气管路，适于调整冷却装置冷却室的压力以及控制向外漏气，让供气装置所输入的保护气替代冷却室内的部分循环保护气，冷却室内保持正压力，以减少空气的渗漏。第1三通管的第3端口、热交换器31、循环泵32、第2三通管的第1、2端口、冷风洒头22的输入口通过输气管道依次相连通，构成保护气循环流动的循环流路，可以理解为所述排气管道的另一端经第3阀门与热交换器、循环泵、冷风洒头的输入口相连通构成循环流路。第2三通管的第3端口装配第4阀门构成冷却室向外排气的排气流路，适于冷却室向外排空气，可理解为循环泵与冷风洒头相连通的管路上设置适于排空气的排气口，该排气口装配第4阀门，构成排气流路。所述第5阀门被装配在连通第2三通管的第2端口、冷风洒头22的输入口之间的输气管道中，适于循环流路的流通控制，可理解为第5阀门45被设置在位于上述排气口与冷风洒头之间的管路中。当第5阀门45被操纵阻断流通、第4阀门44被操纵流通、第2阀门42被操作阻断流通、第3阀门43被操作流通，第1阀门41被操纵流通，操纵循环泵32启动，则冷却装置的适于排空冷却室内空气的排气流路流通，保护气排出冷却室内的空气，形成充满保护气的保护环境。所述排气俘头24、热交换器31、循环泵32、冷风洒头22构成冷却装置的冷风循环流路，适于控制食品的冷却速度。当第3阀门被操作流通、第4阀门44被操作阻断流通、第5阀门45被操纵流通，循环泵32被启动，则用于冷却食品的冷风流路流通，保护气循环流动，冷却食品。操纵循环泵32调节转速，调整保护气流路中气流量的大小，改变食品的冷却速率，使温度传感器52反馈的食品的温度与冷却温度的设定值相一致；当操纵循环泵32提高转速，食品冷却速度加快，反之当操纵循环泵32降低转速，食品冷却速率减缓。获取温度传感器52反馈的测量值，当温度传感器52反馈的测量值小于设定目标温度时，食品的温度被冷却到目标温度，如包装温度，可以结束食品的冷却操作，操纵冷却设备停止运转，操纵阀门组失电阻断流通、操纵循环泵32停止。

所述冷却装置20的适于食品输入的输入口以密封方式设置第1闸门27，位于冷却装置20的一边侧，如左边侧，以方便与烘烤装置相装配连接；冷却装置20的适于食品输出的输出口处以密封方式设置第2闸门28，位于冷却装置的另一边侧，如右边侧，以方便与排出装置相装配。保护气排出冷却室内的空气，将食品与空气相隔离，在保护环境中将待冷却的食品进行冷却。冷却装置20左边侧的输入口与食品烘烤装置的适于食品输出的输出口间以密封方式相连通，适于食品从烘烤装置内转移到冷却装置20内，第1闸门27将冷却装置20与食品烘烤装置相隔离。

冷却设备的工作流程：操纵第1阀门41动作向冷却室内输入保护气、操纵第4阀门44流通、操纵循环泵32启动，冷却装置的排气流路流通，冷却室向外排出空气；获取氧传感器51的测量值，当该测量值小于排空设定值时，可作出冷却室内的空气被全排出的判断，待冷却食品可转移到该冷却室内，适于操纵第4阀门44动作阻断流通、操纵第2阀门42动作流通，等待待冷却食品的移入；适于操纵冷却装置20的第1闸门27开启，将与冷却装置20密封连通装配的烘烤装置内的食品转移到该冷却装置内，操纵冷却装置20的第1闸门27关闭、操纵第5阀门45动作流通，保护气的循环流路连通，冷却装置内的保护气循环流动，带走冷却室内的热量，食品在保护气环境中进行冷却。适于获取温度传感器52检测的温度的测量值，将该温度测量值与冷却工艺温度的设定值进行处理，当温度测量值小于工艺温度的设定值时，操纵循环泵32调小转速，减少循环保护气的流量，降低食品的冷却速度，当温度测量值大于工艺温度的设定值时，操纵循环泵32调大转速，增大循环保护气的流量，加快食品的冷却速度；可理解为，调整保护气冷风气流的大小，使温度的测量值与设定值相一致，按预设的温度在保护气环境中冷却食品。适于获取真空计53的测量值，基于该测量值与标准大气压值进行处理，以操纵第1阀门41、第3阀门43分别调整阀开度，使真空计53反馈的测量值大于标准大气压值，使冷却室的压力略大于大气压，维持正压状态，减少空气的渗漏率，以减少食品中油脂氧化变质物的含量；例如，当冷却室压力的测量值小于标准大气压值时，可以操纵第1阀门41调大阀开度增大输气流量或/和操纵第3阀门43调小阀开度减少循环气流量，以使冷却室压力的测量值略大于标准大气压值，保护正压力。当温度传感器52反馈的测量值小于目标设定温度时，完成食品的冷却，可以操纵冷却设备停止运转。在冷却期间食品与空气隔离，食品中的油脂氧化变质物及氧残留量少，有利于健康，更有利于食品的保存，食品的保质期得到显著提高，可提高0.5倍以上。

进一步地，为了使食品的润湿松软或酥脆的均匀性得到改善，以及减少被冷却食品发生起皮、皲裂的比率，在冷风洒头22与冷托带21之间需设置适于稳流的稳流栅格23，稳流栅格23和冷风洒头22相固定，避免从冷风喷嘴223喷出的保护气产生湍流，确保食品品质的一致，如润湿松软的均匀性、酥脆的均匀性、外观的均匀性。所述稳流栅格23，如图2、图5所示，包括横向稳流板231和纵向稳流板232。所述横向稳流板231，如图5所示，沿纵向等间距均匀分布，即相邻两块的间距相等，横向稳流板231与水平面方相相垂直，即与冷风洒头22的底端面相垂直，可理解为横向稳流板231沿竖直方向布置；纵向稳流板232，如图5所示，沿横向等间距均匀分布，纵向稳流板232与水平面方向相垂直，即与冷风洒头22的底端面相垂直，可理解为纵向稳流板232沿竖直方向布置。所述横向稳流板231与纵向稳流板232相互贯穿并固定，形成“井”字状的栅格结构，如图5所示，适于迫使从冷风喷嘴223喷出的保护气沿着稳流栅格的栅格向下流动，吹射食品，以避免冷风喷嘴223喷出的保护气产生沿水平方向流动的分量而产生湍流，使保护气的流场分布更均匀，以确保在保护气环境下所冷却的食品的品质的均匀性更好，如色泽均匀性、松软均匀性、酥脆均匀性、口感均匀性均更好，以避免有的食品过硬、口感差。为了克服冷却装置20的冷却室壁对保护气流产生的扰动影响，在稳流栅格23的四周边侧分别设置阻流板233，如图3、图5所示，阻流板233呈长条状，沿竖直方向布置，阻流板233的下端相对于上端向外(即相对于稳流栅格23的中部而言)倾斜。位于稳流栅格23四边侧的四块阻流板233的首尾依次连接形成围裙状结构，如图2、图5所示，该围裙状结构的下端的开口内径大上端的开口内径。进一步地，基于大量的实践数据分析发现，当阻流板233的下端沿竖直方向向外倾斜11-13度时，特别13度时，冷却装置的冷却室壁对冷风洒头22的气流影响最小，冷风洒头22的周边无明显的湍流形成，冷风洒头22喷出的保护气的分布更均匀，有利于食品品质均匀性的提高。

为了进一步改善食品的润湿松软或酥脆的均匀性以及减少被冷却食品发生起皮、皲裂的比率，还需要克服排气俘头24对保护气流均匀分布产生的扰动影响，特别避免抽吸循环保护气时产生的扰动影响，以使冷风洒头22与冷托带21间的保护气流的均匀分布，因而，需要在冷托带21与排气俘头24之间设置阻扰格栅25，如图2、图8所示，以使冷风洒头22与冷托带21间的保护气流维持均匀分布，避免被冷却食品的润湿松软或酥脆的均匀性变差，导致口感差，以及避免被冷却食品发生起皮、皲裂，改善食品的外观。阻扰格栅25和排气俘头24固定，靠近冷托带21一侧，位于排气俘头24的正上方。所述阻扰格栅25，如图2、图8所示，包括横阻扰板251和纵阻扰板252。所述横阻扰板251，如图2、图8所示，沿水平方向横向布置，沿纵向等间距均匀分布，横阻扰板251与水平面方向相垂直，可理解为横阻扰板251沿竖直方向布置；所述纵阻扰板252，如图8所示，沿水平方向布置，沿纵向分布，沿横向等间距均匀分布，纵阻扰板252与水平面方向相垂直，可理解为纵阻扰板252沿竖直方向布置。所述横阻扰板251与纵阻扰板252相互贯穿，并固定，形成“井”字状的格栅，适于导引穿越冷托带21的网眼孔向下流动的保护气，向下流动，流向排气俘头24，流入俘气孔242，被排气俘头24俘获并通过排气管道排出冷却装置20外，或被抽吸循环，冷却待冷却的食品。阻扰格栅25的采用可以避免排气俘头24抽吸保护气时，特别当循环保护流量较大时，各个俘气孔242的流阻不同导致保护气的流路过度弯曲，产生湍流；而该湍流将破坏冷却室内保护气流的均匀性，近而对冷风喷嘴223喷出的保护气气流的均匀分布产生扰动影响，破坏气流的均匀性，甚至冷风喷嘴223喷出的气流中也产生湍流，导致食品的松软润湿或酥脆不均匀，口感变差。阻扰格栅25的设置可以使冷风洒头22、冷托带21、排气俘头24之间的保护气流的均匀性得到进一步改善，使得在保护气环境下所冷却的食品的松软润湿或酥脆的均匀性更好，如色泽均匀性、松软均匀性、酥脆均匀性、口感均匀性都更好，有效地避免有的食品(如月饼)硬、有的软、有的被欠着色、有的被过着色，避免有的食品(如饼干)的脆酥、有的欠脆酥，口感差，有的食品(如蛋挞)的表面起皮、皲裂，影响食品外观的良品率。另外，为了克服冷却装置20的冷却室壁对排气俘头24抽吸保护气的气流产生扰动影响，在阻扰格栅25的四周边侧分别设置限流板253，如图3、图9所示，限流板253呈长条型的板状，沿竖直方向设置，限流板253的上端相对于下端向外(相对于阻扰格栅25的中心部)倾斜。四块限流板253的首尾依次连接形成呈倒立的围裙状结构，如图3、图9所示，限流板253所构成的围裙状结构的上端开口大于其下端开口，有利于保护气流入排气俘头24并排出。基于大量的实验对比发现，当限流板253的上端侧沿竖直方向外倾斜20-26度时，特别25度时，冷却装置20的冷却室壁对排气俘头24气流分布均匀性的影响最小，排气俘头24的四周边侧处无明显的湍流形成，该区域的保护气流均匀性较好，相应地，排气俘头24的抽吸气对冷风洒头22所产生的影响也得到进一步地降低，冷风洒头22喷出的保护气气流分布的均匀得到有效改善。

需要说明的是，所述热交换器31、循环泵32可以设置在冷却装置20的外部，形成分离式的结构；热交换器31、循环泵32也可以与冷却装置20集成，构成一体式结构。所述冷托带21用于待冷却食品转移到冷却室内、承载食品在保护气环境中进行冷却，其可以为网带，也可以是钢带，或是任一种适于承托食品的且可使气体上向下自由流通的柔性承载件。

循环装置30的热交换器31换热冷却后的保护气(简称冷风)，经循环泵32抽吸施力，温度较低的冷保护气流入冷风洒头22的分流管221内，被分流管221引流分流后，分别流入各个导流管222内，从位于导流管222下端面上的冷风喷嘴223向下吹射，吹向置于冷托带21上的食品，温度较低的保护气从上向下流动，抚过食品，携带食品散发的热量变成温度较高的保护气，该保护气穿过位于冷托带21上的网孔眼向下方流动，温度较高的保护气流向排气俘头24的顶端开口呈环状的俘气孔242内，从俘气孔242流入导流腔241内，从排气俘头24的排气口243经排气管道流入热交换器31，温度较高的保护气经热交换器31换热降温，形成温度较低的保护气(即冷风)，冷保护气经循环泵32抽吸施力回流到冷风洒头22内，再经导流管222上的冷风喷嘴223喷出，向待冷却的食品流动，保护气如此循环，冷却食品，直到食品的温度降到工艺温度时止。控制第3阀门43动作增大冷风流量，可以加快冷却速率，快速降温，反之可以缓慢降温。

本实施方式的冷却设备被配置适于输送保护气的供气装置、适于在保护气环境中冷却食品的冷却装置、用于驱使冷却装置内的保护气循环流动来冷却待冷却食品的循环装置、传感器组和阀门组。操纵第4阀门流通、第3阀门流通、第5阀门阻断流通，操纵循环泵启动，则排气管路流通，操纵第1阀门41动作向冷却装置的冷却室内输送保护气，如氮气，排出冷却室内的空气，以形成与空气相隔离的氮保护气环境。基于氧传感器反馈的测量值，当做出冷却室内的空气未被完全排出的判断时，继续输入保护气，直至冷却室内的空气被完全排出；当做出冷却室内的空气被完全排出的判断时，分别操纵第4阀门阻断流通、操纵第2阀门动作流通，可以将待冷却的食品移入。操纵冷却装置的第1闸门打开，操纵冷却装置的驱动机构运转，将与冷却装置密封连通的烘烤装置所输出的待冷却食品转移到冷却室内，操纵第1闸门关闭，冷却装置处于与外部空气相隔离的状态。获取真空计的测量值，并操纵第1阀门、第3阀门调整开度，使真空计反馈的测量值大于标准大气压值，以使冷却室的压力略大于(如大于1％)大气压力，维持正压力，可以减少空气的渗漏。获取温度传感器的测量值以及获取工艺温度的设定值，操纵循环泵调节转速，以调整循环保护气流量，使温度的测量值与设定值相一致。当温度传感器反馈的测量值小于食品目标温度的设定值时，表明已完成食品的冷却操作，可以操纵冷却设备停止运转、操纵循环泵停止。

现有技术冷却设备在冷却过程中集中吹射循环风，气流分布不均，易导致食品的松软或酥脆的分布不均匀，食品的口感较差。食品在空气环境中冷却，从高达180℃以上的高温降低到室温，食品中的油脂、糖直接接触空气，油脂易发生高温氧化反应生成氧化变质物，氧化变质物促进油脂氧化，加速油脂的氧化速度，生成更多的有害健康的油脂氧化变质物，增加食品俘获氧的能力，使得食品在保存中易发生氧化酸败变质，保质期短。

本发明的冷却设备被配置适于冷却食品的冷却装置、适于向冷却装置内输送保护气的供气装置、适于驱使冷却装置内保护气循环流动的循环装置、传感器组和阀门组。冷却装置的内部被设置冷却室，该冷却室内从上向下依次设置冷风洒头、冷托带、排气俘头。操纵阀门组动作使冷却装置向外排气的排气流路流通、使供气装置向冷却装置的冷却室内输送保护气，操纵循环装置的循环泵启动，排出冷却室内的空气，形成保护气环境；基于氧传感器的测量值，当测量值小于排空设定值时，即冷却室内的空气被全排出，则操纵冷却装置将与其密闭连通的烘烤装置内的食品输移到该冷却室内，操纵阀门组动作使保护气循环流动的循环流路连通，循环保护气流过待冷却的食品，带走热量，食品在保护气环境中被冷却；适于获取真空计的测量值，基于该测量值及标准大气压值，操纵阀门组动作使冷却室的压力略大于标准大气压值，冷却室内保持正压力，以减少空气渗漏；适于获取温度传感器的测量值及冷却温度的设定值，基于该测量值及温度设定值，操纵循环泵调节转速，调整循环保护气的流量，以使温度的测量值与设定值相一致，当温度传感器反馈的测量值小于目标设定值时，操纵冷却设备停止运转，完成食品的冷却。与现有技术相比，本发明取得了如下有益的技术效果。

冷却室内置的冷风洒头、排气俘头使保护气流均匀分布，食品被均匀冷却、风干，食品松软或酥脆的均匀性好，口感好，食品不易起皮、开裂，外观完好率高；食品在保护气环境中冷却，食品与空气隔离，食品中的油脂难以发生氧化反应生成氧化变质物，食品中的氧残留量极低，食品更易于保存，其保质期得到显著提高，可以提高0.5倍以上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种适于改善食品松软或酥脆均匀性的冷却设备，其特征在于，包括：

供气装置，适于提供保护气；所述供气装置包括依次密封连通的适于储存液态保护气的储气槽、适于将液态保护气气化生成气态保护气的气化器、适于存储气化器所产生气态保护气的暂存罐和适于降低保护气输出压力并稳压的减压阀；

冷却装置，适于在保护气环境中冷却食品，所述冷却装置的内部被设置适于食品冷却的冷却室，该冷却室内被设置适于转移并承载待冷却食品的沿水平方向布置的冷托带、适于将保护气分流导引流向冷托带的冷风洒头、适于保护气排出的排气俘头，所述冷风洒头被水平布置，位于冷托带的上方，排气俘头被水平设置，位于冷托带的下方；所述冷却装置的适于食品输入的输入口、适于食品输出的输出口处分别以密封方式设置闸门，以使食品在保护气环境中冷却；

所述冷风洒头包括适于将所输入气体分流的分流管、沿水平面方向水平布置的多个相互平行的导流管，所述分流管上被设置适于气体输入的输入口、与该输入口相连通的适于分流的多个输出口；所述导流管的输入口与分流管的输出口分别密封流通，导流管上被设置位于其下端面的多个冷风喷嘴，与冷托带相对，适于将导流管内的保护气分流导引流向冷托带；所述减压阀的输出口经第1阀门与分流管的输入口密封连通；

所述排气俘头由壁构成的壳体结构，排气俘头的顶端面上被设置多个适于保护气流入的呈环状的俘气孔、内部设置沿水平面方向水平布置的导流腔、底端面上设置适于连接排气管道的排气口，排气俘头的排气口与冷却装置的排气管道的一端相连通，适于冷却装置向外排气；所述排气管道中被装配氧传感器，适于判断冷却室内空气有无被完全排出；

循环装置，适于驱动冷却室内保护气循环流动冷却食品，所述循环装置包括热交换器和循环泵；所述排气管道的另一端、第1三通管的第1、3端口、热交换器、循环泵、第2三通管的第1、2端口、冷风洒头的输入口相连通，构成适于冷却室内保护气循环流动的循环流路；第1三通管的第2端口装配第2阀门，构成适于漏气以调节冷却室压力的漏气流路；第2三通管的第3端口装配第4阀门，构成适于冷却室向外排气的排气流路；第2三通管的第2端口与冷风洒头的输入口间装配第5阀门，适于控制循环流路的流通、阻断以及保护气循环的流量，以控制食品的冷却速度。

2.根据权利要求1所述的冷却设备，其特征在于：所述冷却装置还包括稳流栅格，所述稳流栅格被设置在冷风洒头与冷托带之间，靠近冷风洒头一侧，适于冷风洒头与冷托带之间的保护气气流的均匀分布。

3.根据权利要求2所述的冷却设备，其特征在于：所述稳流栅格至少由沿纵向等间距分布的横向稳流板、沿横向等间距分布的纵向稳流板构成；所述横向稳流板、纵向稳流板沿竖直方向布置，横向稳流板、纵向稳流板相互贯穿形成栅格状。

4.根据权利要求3所述的冷却设备，其特征在于：所述稳流栅格的四周边侧分别被设置呈长条状的阻流板，沿竖直方向布置，阻流板的下端相对于上端向外倾斜；稳流栅格四周的阻流板首尾依次连接围成下端开口大于上端开口的围裙状结构。

5.根据权利要求4所述的冷却设备，其特征在于：所述冷却装置还内置阻扰格栅，所述阻扰格栅被设置在冷托带与排气俘头之间，靠近冷托带一侧，适于冷托带与排气俘头之间的保护气气流的均匀分布。

6.根据权利要求5所述的冷却设备，其特征在于：所述阻扰格栅至少由沿纵向等间距分布的横阻扰板、沿横向等间距分布的纵阻扰板构成；所述横阻扰板、纵阻扰板沿竖直方向布置，所述横阻扰板、纵阻扰板相互贯穿形成格状。

7.根据权利要求6所述的冷却设备，其特征在于：所述阻扰格栅的四周边侧分别被设置呈长条状的限流板，沿竖直方向布置，限流板的上端相对于下端向外倾斜；阻扰格栅四周的限流板首尾依次连接围成上端开口大于下端开口的呈倒立的围裙状结构。

8.根据权利要求7所述的冷却设备，其特征在于：所述冷却室被装配适于检测食品温度的温度传感器。

9.根据权利要求8所述的冷却设备，其特征在于：所述冷却装置被装配适于检测冷却室压力的真空计。

10.根据权利要求1-9任一项所述的冷却设备，其特征在于：所述冷却装置一侧的适于待冷却食品输入的输入口处以密封方式设置第1闸门、另一侧的适于食品输出的输出口处以密封方式设置第2闸门。

Images