CN109393004A - 一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，升华过程是真空解冻方法中的第一个阶段，根据冰在一定条件下由固态直接转变成气态的原理，对解冻箱内的冻品进行先升华的过程，开启真空泵，通过真空压力计实时显示出的解冻箱内的真空度数值和温度显示仪显示的解冻箱内的温度数值进行对照比较，根据温度对应的升华压力特性曲线，判断该温度下对应的压力值，不断调节真空调节阀来对解冻箱内的气压进行调节，使解冻箱内的气压与所处温度下的冰的升华状态点相对应，使解冻箱内冻品中的自由水发生升华，为保证冻品温度不致降低，设置热源为冻品提供热量；将冻品中的自由水快速升华，有效缩短了解冻的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，特别涉及食品加工技术领域。
背景技术
传统解冻方法有空气解冻和水解冻，该方法解冻时间长，解冻过程中可能会出现汁液流失、变色、风味损失、质地改变，降低食品食用质量。微波解冻和高频解冻是利用电磁波使物质分子产生运动而发热，冻品升温快，仅需10多分钟就可以解冻，但冻品解冻不均匀，有过热现象，影响食品解冻后的质量，而且设备结构较复杂、功率消耗较大、维修费用高；另有一种机械挤压解冻方法，但其所采用滚揉机解冻设备价格昂贵、装量少且不实用。
经实际使用证明，真空解冻设备生产能力大、结构简单、能耗低，冻品解冻后经感官、理化、微生物检测，各项指标符合国家冻品卫生标准，减少了污染环节，但解冻时间比微波或高频解冻相对较长，一般约需2-3小时。
现有真空解冻技术是利用真空状态下，压力不同，水的沸点不同，水在真空室中沸腾时，形成的水蒸气遇到温度更低的冻结食品时就在其表面凝结成水珠，蒸汽凝结时所放出的潜热，被冻结食品吸收，使冻品温度升高而解冻，该方法采用水蒸汽在冻品表面与之对流换热和凝结换热的方式实现解冻，水蒸气凝结量有限，凝结速率有待提升，并且换热均匀性有待加强。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术解冻时间长、换热不均匀、可控性差的缺点，提供一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，所采用的解冻装置是由解冻箱、加热板、电加热水箱、循环水泵、真空泵等部件组成，加热板上安装有“S型”缠绕的恒温水管，恒温水管与电加热水箱和循环水泵连通，解冻箱上包括有真空调节阀、真空压力计、温度显示仪，包括以下步骤：
S1：将冻品放置在解冻箱内的加热板上，加热板设置为若干层，可将多组冻品分开分类放置在各层加热板上，将解冻箱箱门关闭；
S2：开启真空泵，通过真空压力计实时显示出的解冻箱内的真空度数值和温度显示仪显示的解冻箱内的温度数值进行对照比较，根据温度对应的升华压力特性曲线，判断该温度下对应的压力值，不断调节真空调节阀来对解冻箱内的气压进行调节，使解冻箱内的气压与所处温度下的冰的升华状态点相对应，使解冻箱内冻品中的自由水发生升华；
S3：在步骤S2进行的同时，开启电加热水箱和循环水泵，通过电加热水箱向恒温水管内输送恒定温度的热水，使恒温水管为加热板提供热量，再通过循环水泵对恒温水管内的热水进行循环，为加热板持续供热；
S4：在设定压力值下升华至设定时间后，关闭真空泵，升华过程结束，加热板继续加热，进入冻品解冻的下一阶段。
S5：向解冻箱内通入一定体积和温度的恒温水，继续保持真空状态，在真空下，水迅速蒸发为水蒸气，进而迅速扩散到冻品内部及表面，凝结并释放热量，冻品失去的自由水得以复原，持续一定时间后，复水过程结束，完成解冻过程。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S3中，加热板加热时，要实时观察温度显示仪的示数，避免加热板的温度超过设定值上限。
作为本发明的一种优选技术方案，各电器设备通过PLC控制电路板相互连接，通过计算机编程完成自动化控制。
本发明所达到的有益效果是：本发明根据冰在一定条件下由固态直接转变成气态的原理，对解冻箱内的冻品进行先升华的过程，将冻品中的自由水快速升华，为后续解冻过程做准备，有效缩短了解冻的时间，对肉类冻制品实现更快速、高效、均匀的解冻过程，且可保证被解冻食品的品质不受影响。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示 的方位或位置关系为基于所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理 解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：本发明提供一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，所采用的解冻装置是由解冻箱、加热板、电加热水箱、循环水泵、真空泵等部件组成，加热板上安装有“S型”缠绕的恒温水管，恒温水管与电加热水箱和循环水泵连通，解冻箱上包括有真空调节阀、真空压力计、温度显示仪，包括以下步骤：
S1：将冻品放置在解冻箱内的加热板上，加热板设置为若干层，可将多组冻品分开分类放置在各层加热板上，将解冻箱箱门关闭；
S2：开启真空泵，通过真空压力计实时显示出的解冻箱内的真空度数值和温度显示仪显示的解冻箱内的温度数值进行对照比较，根据温度对应的升华压力特性曲线，判断该温度下对应的压力值，不断调节真空调节阀来对解冻箱内的气压进行调节，使解冻箱内的气压与所处温度下的冰的升华状态点相对应，使解冻箱内冻品中的自由水发生升华；
S3：在步骤S2进行的同时，开启电加热水箱和循环水泵，通过电加热水箱向恒温水管内输送恒定温度的热水，使恒温水管为加热板提供热量，再通过循环水泵对恒温水管内的热水进行循环，为加热板持续供热；
S4：在设定压力值下升华至设定时间后，关闭真空泵，升华过程结束，加热板继续加热，进入冻品解冻的下一阶段。
S5：向解冻箱内通入一定体积和温度的恒温水，继续保持真空状态，在真空下，水迅速蒸发为水蒸气，进而迅速扩散到冻品内部及表面，凝结并释放热量，冻品失去的自由水得以复原，持续一定时间后，复水过程结束，完成解冻过程。
优选的，在步骤S3中，加热板加热时，要实时观察温度显示仪的示数，避免加热板的温度超过设定值上限，影响冻品的升华过程；各电器设备通过PLC控制电路板相互连接，通过计算机编程完成自动化控制，根据温度显示仪的数值通过对真空调节阀的自动调节，使解冻箱内的气压始终处于所处温度下的冰的升华状态点，可控性高，调节准确，节省操作步骤，方便快捷。
工作原理：本发明提供了一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，是真空解冻方法中的第一个阶段，当解冻装置中的真空度达到设定压力时，冻品中的自由水发生升华过程，为保证冻品温度不致降低，设置热源为冻品提供热量。
由水的三相图中可知，当大气压力小于等于611Pa时，固态冰可以直接升华为气态，本发明基于此原理，提出的一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法。解冻装置工作时，开启真空泵、电加热水箱和循环水泵，当真空压力计显示出设定的真空度时，根据所处温度对应的升华压力特性曲线，为达到冰的升华状态点，通过真空调节阀不断调节解冻箱内的气压，使冻品中的自由水发生升华过程，同时，电加热水箱向恒温水管供水，恒温水管将热量传递给加热板，在循环水泵的循环作用下，为冻品解冻提供持续的热量，升华的同时观察温度显示仪的示数，避免加热板温度超过设定值上限，当达到设定的压力和时间时，关闭真空泵，升华过程结束。向解冻箱内通入一定体积和温度的恒温水，在真空下，水迅速蒸发为水蒸气，进而迅速扩散到冻品内部及表面，凝结并释放热量，加快其解冻速率，且使得冻品失去的自由水得以复原，复水过程结束。
上述整个工作过程可通过编程实现本发明装置的自动化控制和解冻过程。
本发明根据冰在一定条件下由固态直接转变成气态的原理，对解冻箱内的冻品进行先升华的过程，将冻品中的自由水快速升华，为后续解冻过程做准备，有效缩短了解冻的时间，对肉类冻制品实现更快速、高效、均匀的解冻过程，且可保证被解冻食品的品质不受影响。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (3)
1.一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，其特征在于，所采用的解冻装置是由解冻箱、加热板、电加热水箱、循环水泵、真空泵部件组成，加热板上安装有“S型”缠绕的恒温水管，恒温水管与电加热水箱和循环水泵连通，解冻箱上包括有真空调节阀、真空压力计、温度显示仪，具体升华解冻过程包括以下步骤：
S1：将冻品放置在解冻箱内的加热板上，加热板设置为若干层，可将多组冻品分开分类放置在各层加热板上，将解冻箱箱门关闭；
S2：开启真空泵，通过真空压力计实时显示出的解冻箱内的真空度数值和温度显示仪显示的解冻箱内的温度数值进行对照比较，根据温度对应的升华压力特性曲线，判断该温度下对应的压力值，不断调节真空调节阀来对解冻箱内的气压进行调节，使解冻箱内的气压与所处温度下的冰的升华状态点相对应，使解冻箱内冻品中的自由水发生升华；
S3：在步骤S2进行的同时，开启电加热水箱和循环水泵，通过电加热水箱向恒温水管内输送恒定温度的热水，使恒温水管为加热板提供热量，再通过循环水泵对恒温水管内的热水进行循环，为加热板持续供热；
S4：在设定压力值下升华至设定时间后，关闭真空泵，升华过程结束，加热板继续加热，进入冻品解冻的下一阶段。
S5：升华过程结束结束后，向解冻箱内通入一定体积和温度的恒温水，继续保持真空状态，在真空下，水迅速蒸发为水蒸气，进而迅速扩散到冻品内部及表面，凝结并释放热量，冻品失去的自由水得以复原，持续一定时间后，复水过程结束，完成解冻过程。
2.根据权利要求1所述的一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，其特征在于，在步骤S3中，加热板加热时，要实时观察温度显示仪的示数，避免加热板的温度超过设定值上限。
3.根据权利要求1所述的一种利用冻品自由水升华实现真空解冻的方法，其特征在于，各电器设备通过PLC控制电路板相互连接，通过计算机编程完成自动化控制。
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| SHANSHAN CHEN等: "Experimental study of a novel vacuum sublimation - rehydration thawing for frozen pork", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION》 * |
| 李念文等: "不同真空蒸汽解冻条件对金枪鱼感官的影响", 《制冷学报》 * |
| 杨宏伟: "冻结肉解冻技术的探讨", 《肉类研究》 * |
| 林洪等编著: "《水产品保鲜技术》", 31 January 2001, 中国轻工业出版社 * |
| 汪浩等: "新型真空解冻方法及其系统性能实验", 《真空与低温》 * |
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