CN110671876A - 一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法，涉及冷冻保鲜技术领域。本发明通过控制冷冻室的温度和在不同阶段向冷冻室内室施加内能量场，解决了冻结过程中由于冰晶挤压或刺破食物细胞导致的营养物质流失以及冷冻食品不解冻无法二次加工的问题。

Description

一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法

技术领域

本发明涉及冷冻保鲜技术领域，特别是涉及一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法。

背景技术

随着生活水平的改善，消费者对于食材的新鲜度要求也不断升高。目前针对于果蔬冷藏保鲜技术较多，而对于冷冻食品而言，有效的保鲜方法较少，特别是鱼、虾等。我们的传统冰箱在对食品进行冷冻时，由于冷冻室或冷冻室出风温度低，而食品本身的导热系数小，传热效率低，往往是食品表面先冻结，然后逐渐向食品内部缓慢结晶。在这种状态下，冻结过程中形成的冰晶形状尖锐，极易刺破食物细胞，在解冻过程中，被刺破的食物细胞的细胞液流失，造成食物本身的营养成分流失。

对上述问题，通过过冷却冻结是一种可提高肉类食品品质的重要手段，但该种方式需要精准的监测温度、控制温度，过冷却过程控制很容易被意外解除。由此，一种更容易控制过冷却过程，更便于在普通老百姓的普通冰箱实施的过冷却冷冻方法迫在眉睫。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种将过冷却冷冻过程与电/磁场/电磁场结合的方式，过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱控制方法。通过控制冷冻室的温度和在不同阶段向冷冻室内室施加内能量场，使食品中的水分子发生轻微共振，提高食品的传热效率，使食品内部温度更加均匀；同时水分子的运动使水分子团细小化，有利于使冻结后的食品冰晶更加细小均匀，食品的汁液流失减少，储存质量得到提高。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种过冷却冷冻方法，对冰箱冷冻室内的储藏物品实施过冷却冷冻控制，包括如下阶段：

预冷却阶段，在Δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到高于或等于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1；

过冷却阶段，在Δt2时间内将所述储藏物品从第一温度T1降温到低于储藏物品冻结点温度T2的第四温度T4并维持一段时间Δt3；

快速冻结阶段，解除过冷却，在Δtd时间内将储藏物品从第四温度T4降温到第五温度T5；

正常保存阶段，使储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3保存。

其中，在过冷却阶段和/或快速冻结初始阶段，向冷冻室内施加能量场。

上述方案可进一步优选的，在过冷却阶段向冷冻室内施加能量场时，第一温度T1大于储藏物品冻结点温度T2，即T1＞T2。或替代为：在快速冻结初始阶段向冷冻室内施加能量场时，第一温度T1等于储藏物品冻结点温度T2,即T1＝T2。

上述方案可进一步优选的，所述预冷阶段可根据需要向冷冻室(3)内施加和/或不施加能量场。

上述方案可进一步优选的，所述正常保存阶段冷冻室(3)内不施加能量场。

上述方案可进一步优选的，所述能量场为电场和/或磁场和/或微波和/或声波。

上述方案可进一步优选的，所述第一温度0℃≦T1≦5℃，所述储藏物品冻结点温度-5℃≦T2≦0℃，所述第三温度-10℃≦T3≦0℃，所述第四温度-10℃≦T4≦-3℃，所述第五温度-40℃≦T5≦-5℃。

上述方案可进一步优选的，所述快速冻结阶段为多阶段降温，包括三个阶段：第一阶段：在Δt4时间内解除过冷却使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；第二阶段：维持储藏物品温度在储藏物冻结点温度T2在Δt5时间；第三阶段，在Δt6时间内使储藏物品温度下降到第五温度T5并维持一段时间直到所述Δt7时间结束。

上述方案可进一步优选的:

若在过冷却阶段向冷冻室内施加能量场和/或在快速冻结初始阶段向冷冻室内施加能量场，所述时间1h≦Δt1≦6h，所述时间0h≦Δt2≦2h，所述时间0h≦Δt3≦4h，所述时间0＜Δt4≤1h；0.5h≤Δt5≤4h；0.5h≤Δt6≤2h；所述时间0h≦Δt7≦4h,所述时间5h≦Δtd≦8h。

本发明还提供一种冰箱，其设有一冷冻室，用于使所储藏物品实现过冷却冷冻，所述冷冻室内设有一能量场装置，所述能量场装置被控制在过冷却冷冻过程产生能量场，使冷冻室内所储藏的物品的水分子在能量场的作用下产生水分子共振。

上述方案可进一步优选的，所述能量场装置为一可产生电场和/或磁场和/或微波和/或声波的电子设备。

本发明还提供一种冰箱的控制方法，包括如下过冷却冷冻控制过程：

S1：开始运行，对需要冻结的储藏物品实施预冷却，在Δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到等于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1，此过程中能量场装置可选择施加或不施加能量场；

其中所述第一温度T1等于储藏物品冻结点温度T2；所述时间1h≦Δt1≦6h；

S2：控制冷冻室缓慢降温，对需要冻结的储藏物品实施过冷却，在此过程中控制能量场装置向冷冻室内的储藏物品施加能量场，储藏物品温度在Δt2时间内从T1下降到低于储藏物品冻结点T2的第一温度T4并稳定Δt3时间；其中所述第四温度-10℃≦T4≦-3℃；所述时间0h≦Δt2≦2h，所述时间0h≦Δt3≦4h；

S3：控制能量场装置停止对储藏物品施加能量场，过冷却解除，使冷冻室(3)快速降温，储藏物品进入快速冻结阶段：在Δt4时间内使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；使储藏物品温度稳定在储藏物冻结点T2温度并维持Δt5时间；使储藏物品温度在Δt6时间内下降到第五温度T5并维持Δt7时间；

其中所述第五温度-40℃≦T5≦-5℃；所述时间0＜Δt4≤1h；0.5h≤Δt5≤4h；0.5h≤Δt6≤2h所述时间0h≦Δt7≦4h,所述时间5h≦Δtd≦8h；

S4：能量场装置对储藏物不施加能量场，储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3，在该温度下对储藏物品实施正常保存。

本发明还提供一种冰箱控制方法，其特征在于，包括如下过冷却冷冻控制过程：

S1：开始运行，对需要冻结的储藏物品实施预冷却，在Δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到高于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1，此过程中能量场装置可选择施加或不施加能量场；

其中所述第一温度0℃≦T1≦5℃，所述储藏物品冻结点温度-5℃≦T2≦0℃；所述时间1h≦Δt1≦6h；

S2：控制冷冻室(3)缓慢降温，对需要冻结的储藏物品实施过冷却，在此过程中控制能量场装置不向冷冻室(3)内的储藏物品施加能量场，储藏物品温度在Δt2时间内从T1下降到低于储藏物品冻结点T2的第一温度T4并维持Δt3时间；

所述第四温度-10℃≦T4≦-3℃，所述时间0h≦Δt2≦2h，所述时间0h≦Δt3≦4h；

S3：控制能量场装置(4)对冷冻室(3)内的储藏物品施加能量场，使过冷却解除，冷冻室(3)快速降温，储藏物品进入快速冻结阶段：在Δt4时间内使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；使储藏物品温度稳定在储藏物冻结点T2温度并维持Δt5时间；使储藏物品温度在Δt6时间内下降到第五温度T5并维持Δt7时间；

所述第五温度-40℃≦T5≦-5℃；所述时间，0＜Δt4≤1h；0.5h≤Δt5≤4h；0.5h≤Δt6≤2h；所述时间0h≦Δt7≦4h,所述时间；5h≦Δtd≦8h；

S4：控制能量场装置(4)对储藏物品不施加能量场，储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3，在该温度下对储藏物品实施正常保存。

本发明通过通过控制冷冻室的温度和在不同阶段向冷冻室内室施加内能量场，来使冷冻室内的食物更容易进入过冷状态，同时缩短冻结时间，使冻结过程中食品中的冰晶细小化，从而减少了冰结晶对食品组织的破坏，有效改善食品储存质量，避免食物细胞破损，减少冻结、解冻过程中的营养物质流失。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中冷冻室结构示意图；

图2是本发明实施例1中食品温度与能量场装置控制方法示意图；

图3是本发明实施例1中冰箱的控制方法流程图；

图4是本发明实施例2中食品温度与能量场装置控制方法示意图；

图5是本发明实施例2中冰箱的控制方法流程图；

其中：1-冷藏室；2-快速冷冻室；3-冷冻室；4-能量场装置；5-压缩机；6-冷冻室蒸发器

具体实施模式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本发明通过通过控制冷冻室的温度和在不同阶段向冷冻室内室施加内能量场，使食品中的水分子发生轻微共振，提高食品的传热效率，从而使冷冻室内的食物更容易进入过冷状态，同时水分子的运动使水分子团细小化，有利于使冻结后的食品冰晶更加细小均匀，食品的汁液流失减少，储存质量得到提高。

实施例1：

如图1，本实施例提供一种冰箱，其设有一冷冻室3，用于使所储藏物品实现过冷却冷冻，冷冻室3设有一能量场装置4，能量场装置4被控制在快速冷冻过程产生能量场，使冷冻室3内所储藏的物品的水分子在能量场的作用下产生水分子共振现象。

能量场装置4为一可产生电磁场或电场或磁场或微波或声波中的一种或多种能量场的能量场装置，如低压振荡电场、高压静电场发生设备、高频电磁波发生设备、超声波发生设备，其可以设置冷冻室的送风口或送风流路上也可以设置在冷冻室的隔板上，还可以设置在冷冻室的壁面或壁里。本实施例示例的情形是设置冷冻室内壁上，且选择的是低压振荡电场发生设备。

有研究发现，电磁场不但可以有很好的杀菌消毒的作用，还有灭酶、抑制冰晶生长、改善微观结构、嫩滑肉质扥功效。而我们创新的发现选择电磁波与过冷却结合会获得更好的过冷却功效。本实施例优选采用低压振荡电场发生设备产生低压电磁场，一方面出于安全节能考虑，另一方面出于与过冷却结合的保鲜效果考虑。具体的，该设备可以形成一可拆卸的电子器件设置在冷冻室3内的壁面上，十分简单方便。当能量场设备打开向冷冻室3内施加电磁场，食物中的水分子发生轻微共振，提高食品的传热效率，使食品内部温度更加均匀，冷冻室3内的食物更容易进入过冷状态。

具体到低压振荡电场发生设备本身，低压振荡电场发生设备可以采用现有技术，只要其能够可控的向冷冻室内施加电磁场就满足了基本的要求。如，可以将电压变压之后施加到导电元件上，具体的变压可以通过变压器实现，尤其是当我们进一步优化变压器次级绕组输出端回接到初级绕组输入端可以较低电压的大范围的电场。具体的导电元件可以利用冰箱外壳内有用于放置物体的搁架，搁架用来放置需要处理的物体，导电电极被安装在搁架上或搁架本身也可形成电极(如细导线)，为保证安全导电电极由绝缘材料，如玻璃覆盖，另外还安装有安全开关，用来根据外壳的门的开关状态切换所施加的电压。

还可以替代的，将电极搁架形成一绝缘金属电极盒，该电极盒可以放入至任何冰箱空间，视使用者需要而设置，其位置是可调的。进一步还可以更优化的，电磁场的场强、频率是可调的，可方便地根据不同储藏物品的种类、冻结点、冷冻过程选择合适的强度、频率、峰值，适应于食品种类进行精细化分类调节。如根据不同的生鲜食品(比如鱼类、肉类、蔬果类)调控电场幅值、调控电场频率以及改变信号模式，达到提高保鲜成效，降低冰点的目的。

有利的，冷冻室内壁形成可利于场反射的壁面。交变电场在冷冻室内产生后，传输到对面的表壁后会产生，反射回来的电波碰到本侧的表壁又会形成反射，从而可以在对称的不锈钢表壁间来回反射，从而实现了低频交变电场高效的在冷冻室内的长时、均匀的稳态谐振。

优选的，我们还可以通过风扇配合能量场的工作，如压缩机停止时风扇不停止，有助于发散能场，使食物或饮水产生晶化离子结构，提高保鲜效果。

能量场装置还可以替代的，可以采用低压静电装置。如在冷冻室形成绝缘氛围，并设置导电电极，向该导电电极施加电压，从而在导电电极周围形成静电场，将要处理的物品以绝缘状态放在该静电场中，以实现冷冻，解冻或保鲜。具体的电极，被有绝缘性的绝缘性部材所覆盖的金属搁架可以形成一电极板。安全起见，还可以设置安全开关，当安装在冰箱正面上的门被打开时，安全开关被断开以停止工作。

能量场装置还可以替代的，除了低压电磁场、低压静电场这两种能量场源外，还可以是磁场发生装置，磁场发生装置可以是静磁场和/或可变磁场产生装置，用于产生均匀变化的可变磁领域。优选的，为一低压交变磁场发生器。有研究发现：磁场处理通过影响采后果蔬内部的生理生化反应，从而延缓其衰老、腐烂过程。如，当用一定磁感应强度的磁场处理葡萄后，可以有效的降低其腐烂率等，品相也较好，且可溶性固形物及可滴定酸的含量变化量较平缓，同时离子渗透率也有一定程度的降低；多酚氧化酶活性受到抑制，进而有效的延长了葡萄的贮藏时间。同时，交变磁场结合气调包装同时使用，可以促进葡萄的贮藏，最大限度的延长其保质期。

能量场装置还可以替代的，在电场、磁场、电磁场之外，增加光波、声波、气调保鲜等手段。

无论采用上述哪种能量装置，采用了上述能量场装置的冰箱，所实现的过冷却冷冻方法都总体如下：

预冷却阶段，在Δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到高于或等于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1；

过冷却阶段，在Δt2时间内将所述储藏物品从第一温度T1降温到低于储藏物品冻结点温度T2的第四温度T4并维持一段时间Δt3；

快速冻结阶段，解除过冷却，在Δtd时间内将储藏物品从第四温度T4降温到第五温度T5；

正常保存阶段，使储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3保存；

其中，在过冷却阶段和/或快速冻结阶段，向冷冻室3内施加能量场，该能量场优选的为电场或磁场或电磁场。

上述方案可进一步优选的，所述快速冻结阶段为多阶段降温，包括三个阶段：第一阶段：在Δt4时间内解除过冷却使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；第二阶段：维持储藏物品温度在储藏物冻结点温度T2在Δt5时间；第三阶段，在Δt6时间内使储藏物品温度下降到第五温度T5并维持一段时间直到所述Δt7时间结束。

在过冷却阶段向冷冻室3内施加能量场时，第一温度T1大于储藏物品冻结点温度T2，即T1＞T2；在快速冻结初始阶段向冷冻室3内施加能量场时，第一温度T1等于储藏物品冻结点温度T2,即T1＝T2。

预冷阶段可根据需要向冷冻室内施加和/或不施加能量场；正常保存阶段冷冻室3内不施加能量场；在快速冻结阶段的第一、第二阶段向冷冻室内施加能量场。

场能量与过冷却的结合，极大的缓解了过冷却控温的压力，在抑制冰晶生成上两者，两者都有抑制冰晶生成之效，尤其是电、磁场能够发生水分子共振，其与过冷却结合有1加1大于2之效。

实施例2

如图2-3，本实施例以实施例1提供的冰箱为例，提供一种冰箱的控制方法，包括预冷却阶段S1、过冷却阶段S2、快速冻结阶段S3、正常保存阶段S4，其中过冷却阶段，控制器通过控制能量场装置4通电开启直接向冷冻室内的食品施加能量场。

预冷却阶段S1：开始运行，将需要冻结的食品放置在冷冻室3内，根据需要打开或不打开能量场装置4，此阶段控制食品温度连续或者分阶下降，使需要冻结的储藏物品在Δt1时间内降温到大于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1，此阶段不打开能量场装置4的好处就是可以节省一定的电能并使食品能够有较为充足的过冷过程，优选的，第一温度0℃≦T1≦5℃，第二温度-5℃≦T2≦0℃，时间1h≦Δt1≦6h，进一步优选的，第一温度0℃≦T1≦2℃，第二温度-3℃≦T2≦-1℃，时间2h≦Δt1≦4h。

过冷却阶段S2：储藏物品温度在Δt1时间内下降到大于储藏物品冻结点T2的第一温度T1时，控制冷冻室3缓慢降温，同时打开能量场装置4，通过电场和/或磁场和/或微波和/或声波等作用，使食品中的水分子发生轻微的共振，提高食品的传热效率，当储藏物品温度在Δt2时间内连续降温到等于低于储藏物品冻结点T2的第四温度T4时，冷冻室3停止降温保持稳定Δt3时间，优选的，时间0h≦Δt2≦2h，0h≦Δt3≦4h，第二温度-5℃≦T2≦0℃，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，进一步优选的，时间1h≦Δt2≦2h，时间1h≦Δt3≦2h，第二温度-3℃≦T2≦-1℃，第四温度-7℃≦T4≦-5℃，此阶段能量场装置4的作用使食品的冻结点温度降低同时有利于食品中的水分子团细化，从而导致形成更加细小均匀的冰核；

快速冻结阶段S3：解除过冷却，关闭能量场装置4，同时控制冷冻室3快速降温使储藏物品快速冻结，使储藏物品解除过冷状态，快速冻结，该冻结过程在储藏物品内外同步快速发生，产生粒状细小冰晶，从而避免产生针状冰晶对储藏物品组织的破坏，保障了冻结食品的储存质量，当储藏物品温度在Δtd时间内将储藏物品从第四温度T4快速降温到等于第五温度T5时冷冻室3停止降温保持温度稳定，优选的，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，第五温度-40℃≦T5≦-5℃，时间5h≦Δtd≦8h，进一步优选的，第四温度-7℃≦T4≦-5℃，第五温度-7℃≦T5≦-3℃，时间5h≦Δtd≦8h；

正常保存阶段S4：正常保存，不打开能量场装置4，同时冷冻室3升温使储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3保存，此时冻结的食品内外分布着细小均匀的粒状冰晶，避免冻结过程中由于冰晶挤压或刺破食物细胞导致的营养物质流失问题，优选的，第三温度-7℃≦T3≦-3℃，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，第五温度-40℃≦T5≦-5℃，进一步优选的，第三温度-7℃≦T3≦-3℃，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，第五温度-40℃≦T5≦-5℃。

优选的：

1)过冷却阶段，控制储藏物品温度的降温速度小于预冷却阶段。

2)快速冻结阶段实现过冷却解除的方式可以是停止施加能量场，实现多阶段降温的可以包括三个阶段：第一阶段：在Δt4时间内解除过冷却使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；第二阶段：维持储藏物品温度在储藏物冻结点温度T2在Δt5时间；第三阶段，在Δt6时间内使储藏物品温度下降到第五温度T5并维持一段时间直到所述Δt7时间结束。

优选的，时间，0h＜Δt4≤0.5h；1h≤Δt5≤3h；1h≤Δt6≤2h；时间0h≦Δt7≦4h。进一步优选的，时间0.1h≦Δt4≦0.3h，时间2h≦Δt5≦3h，时间1h≦Δt6≦1.5h，时间0h≦Δt7≦2h。

本实施例提供的一种冰箱控制方法，在过冷却阶段向冷冻室3内施加能量场，使食品中的水分子发生共振，降低食品的冻结点温度，同时使食品中的水分子团细化，从而导致形成更加细小均匀的冰核，避免冻结过程中由于冰晶挤压或刺破食物细胞导致的营养物质流失问题，同时食品内外分布着细小均匀的粒状冰晶，保证了食品在立即烹饪可以用刀轻松切下。

实施例3

如图4-5，本实施例以实施例1提供的冰箱为例，提供一种用于设置在冰箱冷冻室内的食品的过冷却冷冻控制方法，其包括预冷却阶段S1、过冷却阶段S2、快速冻结阶段S3、正常保存阶段S4：

预冷却阶段S1：开始运行，将需要冻结的食品放置在冷冻室3内，根据需要打开或不打开能量场装置4，此阶段控制食品温度连续或者分阶下降，使需要冻结的储藏物品在Δt1时间内降温到等于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1，此阶段不打开能量场装置4的好处就是可以节省一定的电能，优选的，第一温度，第二温度-5℃≦T1＝T2≦0℃，时间1h≦Δt1≦6h，进一步优选的，第一温度，第二温度-3℃≦T1＝T2≦-1℃，时间2h≦Δt1≦4h；

过冷却阶段S2：储藏物品温度在Δt1时间内下降到大于储藏物品冻结点T2的第一温度T1时，不打开能量场装置4，控制冷冻室3缓慢降温使储藏物品温度在Δt2时间内连续降温到等于低于储藏物品冻结点T2的第四温度T4时，食品内的液态物质进入过冷却状态后，冷冻室3停止降温保持稳定Δt3时间，优选的，时间0h≦Δt2≦2h，时间0h≦Δt3≦4h，第二温度-5℃≦T2≦0℃，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，进一步优选的，时间1h≦Δt2≦2h，时间1h≦Δt3≦2h，第二温度-3℃≦T2≦-1℃，第四温度-7℃≦T4≦-5℃；

快速冻结阶段S3：打开能量场装置4，解除过冷却，同时通过能量场作用，使食品中的水分子发生轻微的共振，提高食品的传热效率，同时控制冷冻室3快速降温使储藏物品快速冻结，使储藏物品解除过冷状态，快速冻结，该冻结过程在储藏物品内外同步快速发生，产生粒状细小冰晶，从而避免产生针状冰晶对储藏物品组织的破坏，保障了冻结食品的储存质量，当储藏物品温度在Δtd时间内将储藏物品从第四温度T4快速降温到等于第五温度T5时冷冻室3停止降温保持温度稳定，优选的，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，第五温度-40℃≦T5≦-5℃，时间5h≦Δtd≦8h，进一步优选的，第四温度-7℃≦T4≦-5℃，第五温度-7℃≦T5≦-3℃，时间5h≦Δtd≦8h，此阶段中启动电磁装置可能达到的效果包括产生电场，或磁场，或微波，或声波等作用，使食品中的冰核同时发生振动，使食品内部均匀发生冻结，形成细小圆润的冰晶，从而避免产生针状冰晶对食品组织的破坏，保障了冻结食品的储存质量；

正常保存阶段S4：正常保存，关闭能量场装置4，同时冷冻室3升温使储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3保存，此时食品内外分布着细小均匀的粒状冰晶，因此即使立即烹饪可以用刀轻松切下，优选的，第二温度-5℃≦T2≦0℃；第三温度-7℃≦T3≦-3℃，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，第五温度-40℃≦T5≦-5℃，进一步优选的，第二温度-3℃≦T2≦-1℃，第三温度-7℃≦T3≦-3℃，第四温度-10℃≦T4≦-3℃，第五温度-40℃≦T5≦-5℃。

优选的，快速冻结阶段实现过冷却解除的方式可以是施加能量场，实现多阶段降温的可以包括三个阶段：第一阶段：打开能量场装置4，通过向冷冻室内储藏物品施加能量场解除过冷却；控制冷冻室3温度，在Δt4时间内使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；第二阶段：维持储藏物品温度在储藏物冻结点温度T2在Δt5时间；第三阶段，关闭能量场装置4，在Δt6时间内使储藏物品温度下降到第五温度T5并维持一段时间直到所述Δt7时间结束。

优选的，时间，0h＜Δt4≤0.5h；1h≤Δt5≤3h；1h≤Δt6≤2h；时间0h≦Δt7≦4h。进一步优选的，时间0.1h≦Δt4≦0.3h，时间2h≦Δt5≦3h，时间1h≦Δt6≦1.5h，时间0h≦Δt7≦2h。

本实施例其他优选方案同实施2相同，如过冷却阶段，控制储藏物品温度的降温速度小于预冷却阶段，将储藏物品在第四温度T4维持一段时间Δt3时的维持手段；将储藏物品冻结点温度在第三温度T3保存的方式。

本实施例提供的一种冰箱控制方法，在快速冻结初级阶段打开了电磁装置，使食品中的冰核同时发生振动，使食品内部均匀发生冻结，形成细小圆润的冰晶，从而避免产生针状冰晶对食品组织的破坏，保障了冻结食品的储存质量，同时食品内外分布着细小均匀的粒状冰晶，保证了食品在立即烹饪可以用刀轻松切下。

需要说明的是：

1)本实施例中的冰箱的控制方法，其中冻结点的含义就是储藏物品如食物中的液质从液态开始转变为固态的相变温度。

2)tn为某一时间节点，Δt表示某两个时间节点间的时间差Δt：Δt1＝t1-0；Δt2＝t2-t1；Δt3＝t3-t2；Δt4＝t4-t3；Δt5＝t5-t4；Δt6＝t6-t5；Δt7＝t7-t6；Δtd＝t7-t3。时间差Δt可以通过冰箱控制器预设，也可以通过计时器来监测，具体监测的方式可以通过直接计时时间差来实现，也可以通过监测时间进度点t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7来实现。

2)Tn表示某一阶段节点的储藏物品温度。本申请所描述的方法步骤中阶段节点的的控制温度Tn，可以通过监测储藏物品的温度来实现控制，也可以通过间接监测冷冻室3的温度来实现控制，还可通过间接监测制冷时间来实现控制控制。具体温度的监测手段，可以通过温度传感器直接监测储藏物品的温度，由于本申请的发明点并不在于具体通过什么手段来监测温度，因此本发明并不对监测手段做特别的限制，只要能够实现各个冷却阶段的储藏物品的温度控制即可。

其中，T4也称为过冷却温度；T2也称为食品冻结点温度。

4)本发明的冷冻室3适合做成一个单独的快速冷冻室2，并将其设计在常规的冷藏室1和冷冻室3之间。冷藏室1在快速冷冻室2的上面，冷冻室3在快速冷冻室2的下面。

5)本发明中的压缩机5保证冰箱正常工作，同时设置有冷冻室蒸发器6提高冰箱的性能。

6)本发明中的冰箱涵盖家用冰箱、工业冰箱等一切具有冷冻需求的场合，其储藏物品并不仅仅局限于食品，也可以是其他产品，比如尸体。本发明优选的是肉类储藏物品，比如牛肉、鸡肉、鱼肉等肉类食品。

综上，本发明公开了一种过冷却冷冻方法及冰箱和冰箱的控制方法，涉及冷冻保鲜技术领域。本发明通过控制冷冻室的温度和在不同阶段向冷冻室内室施加内能量场，其包括预冷却阶段，过冷却阶段，快速冻结阶段，正常保存阶段，其中，在过冷却阶段和/或快速冻结初始阶段，向冷冻室内施加能量场。通过控制冷冻室的温度，使食品分别处于快速降温-缓慢降温-过冷-快速冻结-恒温存储等阶段；通过施加能量场，使食品中的水分子发生轻微共振，使食品内部温度更加均匀能够使食物冻结过程更快速，食品的汁液流失减少；同时水分子的运动使水分子团细小化，有利于使冻结后的食品冰晶更加细小均匀，无需解冻即可轻松实现刀切。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置模式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (16)

1.一种过冷却冷冻方法，其特征在于：对冰箱冷冻室内的储藏物品实施过冷却冷冻控制，包括如下阶段：

预冷却阶段，在Δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到高于或等于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1；

过冷却阶段，在Δt2时间内将所述储藏物品从第一温度T1降温到低于储藏物品冻结点温度T2的第四温度T4并维持一段时间Δt3；

快速冻结阶段，解除过冷却，在Δtd时间内将储藏物品从第四温度T4降温到第五温度T5；

正常保存阶段，使储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3保存；

其中，在过冷却阶段和/或快速冻结阶段，向冷冻室(3)内施加能量场。

2.如权利要求1所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：所述能量场为电场或磁场或电磁场。

3.如权利要求2所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：在过冷却阶段向冷冻室(3)内施加能量场时，第一温度T1大于储藏物品冻结点温度T2，即T1＞T2。

4.如权利要求1-3任一项所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：在快速冻结初始阶段向冷冻室(3)内施加能量场时，第一温度T1等于储藏物品冻结点温度T2,即T1＝T2。

5.如权利要求1-4任一项所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：所述预冷阶段可根据需要向冷冻室(3)内施加和/或不施加能量场。

6.如权利要求1-5任一项所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：所述正常保存阶段冷冻室(3)内不施加能量场。

7.如权利要求1-6任一项所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：所述快速冻结阶段为多阶段降温，包括三个阶段：第一阶段：在Δt4时间内解除过冷却使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；第二阶段：维持储藏物品温度在储藏物冻结点温度T2在Δt5时间；第三阶段，在Δt6时间内使储藏物品温度下降到第五温度T5并维持一段时间直到所述Δt7时间结束。

8.如权利要求1-7任一项所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：在所述快速冻结阶段的第一、第二阶段向冷冻室内施加能量场。

9.如权利要求8所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：所述第一温度0℃≦T1≦5℃，所述储藏物品冻结点温度-5℃≦T2≦0℃，所述第三温度-10℃≦T3≦0℃，所述第四温度-10℃≦T4≦-3℃，所述第五温度-40℃≦T5≦-5℃。

10.如权利要求9所述的过冷却冷冻方法，其特征在于：

若在过冷却阶段向冷冻室内施加能量场和/或在快速冻结初始阶段向冷冻室内施加能量场，所述时间1h≦Δt1≦6h，所述时间0h≦Δt2≦2h，所述时间0h≦Δt3≦4h，所述时间0h＜Δt4≤1h；0.5h≤Δt5≤4h；0.5h≤Δt6≤2h；所述时间0h≦Δt7≦4h,所述时间5h≦Δtd≦8h。

11.一种冰箱，其设有一冷冻室(3)，用于使所储藏物品实现过冷却冷冻，其特征在于：所述冷冻室(3)内设有一能量场装置(4)，所述能量场装置(4)被控制在过冷却冷冻过程产生能量场，使冷冻室(3)内所储藏的物品的水分子在能量场的作用下产生水分子共振。

12.如权利要求11所述的冰箱，其特征在于：所述能量场装置(4)为一可产生电场或磁场或电磁场的能量场装置。

13.如权利要求12所述的冰箱，其特征在于：所述能量场装置为低压静电发生装置、低压脉冲电场发生装置、低压交变电场发生装置、低频交变电场发生装置、低频交变磁场发生装置中的一种或多种。

14.如权利要求12所述的冰箱，其特征在于：所述能量场装置设置在冷冻室的内壁上或送风口或送风流路上。

15.一种针对权利要求12-14任一项所述冰箱的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：开始运行，对需要冻结的储藏物品实施预冷却，在Δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到等于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1，此过程中能量场装置可选择施加或不施加能量场；

其中所述第一温度T1等于储藏物品冻结点温度T2；所述时间1h≦Δt1≦6h；

S2：控制冷冻室(3)缓慢降温，对需要冻结的储藏物品实施过冷却，在此过程中控制能量场装置向冷冻室(3)内的储藏物品施加能量场，储藏物品温度在Δt2时间内从T1下降到低于储藏物品冻结点T2的第一温度T4并稳定Δt3时间；其中所述第四温度-10℃≦T4≦-3℃；所述时间0h≦Δt2≦2h，所述时间0h≦Δt3≦4h；

S3：控制能量场装置(4)停止对储藏物品施加能量场，使过冷却解除，使冷冻室(3)快速降温，储藏物品进入快速冻结阶段：在Δt4时间内使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；使储藏物品温度稳定在储藏物冻结点T2温度并维持Δt5时间；使储藏物品温度在Δt6时间内下降到第五温度T5并维持Δt7时间；

其中所述第五温度-40℃≦T5≦-5℃；0＜Δt4≤1h；0.5h≤Δt5≤4h；0.5h≤Δt6≤2h；所述时间0h≦Δt7≦4h,所述时间5h≦Δtd≦8h；

S4：能量场装置(4)对储藏物不施加能量场，储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3，在该温度下对储藏物品实施正常保存。

16.一种针对权利要求12-14任一项所述的冰箱控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：开始运行，对需要冻结的储藏物品实施预冷却，在Δt1时间内将需要冻结的储藏物品降温到高于储藏物品冻结点温度T2的第一温度T1，此过程中能量场装置可选择施加或不施加能量场；

其中所述第一温度0℃≦T1≦5℃，所述储藏物品冻结点温度-5℃≦T2≦0℃；所述时间1h≦Δt1≦6h；

S2：控制冷冻室(3)缓慢降温，对需要冻结的储藏物品实施过冷却，在此过程中控制能量场装置不向冷冻室(3)内的储藏物品施加能量场，储藏物品温度在Δt2时间内从T1下降到低于储藏物品冻结点T2的第一温度T4并维持Δt3时间；

所述第四温度-10℃≦T4≦-3℃，所述时间0h≦Δt2≦2h，所述时间0h≦Δt3≦4h；

S3：控制能量场装置(4)对冷冻室(3)内的储藏物品施加能量场，使过冷却解除，冷冻室(3)快速降温，储藏物品进入快速冻结阶段：在Δt4时间内使储藏物品温度回升到储藏物冻结点温度T2；使储藏物品温度稳定在储藏物冻结点T2温度并维持Δt5时间；使储藏物品温度在Δt6时间内下降到第五温度T5并维持Δt7时间；

所述第五温度-40℃≦T5≦-5℃；所述时间，0h＜Δt4≤1h；0.5h≤Δt5≤4h；0.5h≤Δt6≤2h；所述时间0h≦Δt7≦4h,所述时间5h≦Δtd≦8h；

S4：控制能量场装置(4)对储藏物品不施加能量场，储藏物品从第五温度T5升温到高于第四温度T4但低于储藏物品冻结点温度T2的第三温度T3，在该温度下对储藏物品实施正常保存。

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