CN111156754B - 冰箱间隔室的冷冻方法及使用该冷冻方法的冰箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冰箱间隔室的冷冻方法及使用该冷冻方法的冰箱。所述冷冻方法分阶段控制所述间隔室的温度，使食品通过急冻、慢冻、急冻和慢冻的方式达到设定的冷冻温度并冻藏保存。本发明在保证食品品质的条件下解决了现有技术中存在的深度冷冻能耗高和设备成本高的技术问题。

Description

冰箱间隔室的冷冻方法及使用该冷冻方法的冰箱
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种冰箱间隔室的冷冻方法及使用该冷冻方法的冰箱。
背景技术
传统冰箱冷冻室内的食品是逐渐达到冷冻状态的，冷冻过程中会使食品发生干耗、蛋白变性、脂类氧化等问题。现有的冰箱一般通过增加湿度来解决此类问题，但是这种方法减缓食品脱水的程度很有限，而且无法隔绝空气，降低食品的氧化。
中国专利No.201610133268.1公开了一种具有深冷速冻区的冰箱，该冰箱包括两套制冷循环，也就是说增加一个专门用于快速冷冻食品的制冷循环，该循环采用R290制冷剂和高效压缩机，深冷速冻区的最低温度可小于-40℃，这种方法虽然可以迅速冷冻大量食品，但是存在以下技术问题：
1.冻结过程因食品上冰晶快速生长，以后食品解冻时汁液流失率增加；
2.食品冷冻初期因食品接触空气易发生干耗、脂类氧化的问题；
3.两套制冷循环及深度冷冻需要增加能耗和设备成本。
发明内容
本发明提出一种冰箱间隔室的冷冻方法及使用该冷冻方法的冰箱，以解决现有技术中存在的深度冷冻能耗和设备成本都很高的技术问题。
本发明采取的技术方法是，提出一种用于冰箱间隔室的新的冷冻方法，所述冷冻方法分阶段控制所述间隔室的温度，使食品通过急冻、慢冻、急冻和慢冻的方式达到设定的冷冻温度并冻藏保存。
所述的间隔室的温度按以下方式控制：
首先使所述间隔室的温度急降至温度T1；
然后使所述间隔室的温度升高至温度T2；
再使所述间隔室的温度急降至温度T3；
最后使所述间隔室的温度回升至设定温度T4并保存。
在第一实施例中，所述温度T3回升至设定温度T4的过程包括先使温度回升至温度T31并在该温度保持一段时间，之后再回升至设定温度T4保存。
在第二实施例中所述温度T2急降至温度T3的过程包括先将温度从T2缓降至温度T21，然后再急降至温度T3，所述缓降过程曲线为弧线。
在第三实施例中，所述温度T2急降至温度T3的过程包括先将温度从T2缓降至温度T23，然后再急降至温度T3，所述缓降过程曲线为阶梯线。
所述冰箱的压缩机按以下方式控制：
步骤11.控制压缩机按转速S8运行一段时间Δt1，将间隔室内温度降到T1；
步骤12.控制压缩机按转速S6运行一段时间Δt2，将间隔室内温度升到T2；
步骤13.控制压缩机按转速S8运行一段时间Δt3，将间室温度急降到T3；
步骤14.控制压缩机按设定转速运行一段时间Δt4，将间隔室温度回升至设定温度T4并维持在该设定温度。
优选地，步骤14中，先控制压缩机按转速S6运行一段时间，将间隔室温度回升至温度T31，然后控制压缩机按转速S5运行，使间隔室温度达到设定温度T4并维持在该设定温度。
优选地，在步骤11之前还包括步骤10，冷冻运行时，判断间隔室内的湿度是否大于等于90％，如否，则控制加湿器启动，对间隔室进行加湿。
优选地，压缩机的所述转速S8的取值范围为5000-6000RPM，所述转速S6的取值范围为3500-4200RPM，所述转速S5的取值范围为3500-4000RPM。
本发明还提出一种冰箱，包括间隔室，所述间隔室按上述的冷冻方法对食品进行冷冻。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
改变食品冷冻的方式，在冷冻初期急冻使食品表面形成一层薄薄的冰膜，阻隔了空气，使蛋白变性、脂类氧化程度减小；而后慢冻降温，使食品表面和中心温度相近，且能使食品内部和表面的压力相近，组织细胞破裂程度降低；再急冻，使食品快速通过最大冰晶生成带；最后慢冻，升温到普通冻藏温度保存食品，大大提高了冷冻食品的品质，而且降低了运行能耗和设备成本。
附图说明
图1是本发明间隔室的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的冷冻降温曲线图；
图3是本发明第一实施例的降温控制流程图；
图4是本发明第二实施例的冷冻降温曲线图；
图5是本发明第三实施例的冷冻降温曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。
本发明提出一种新的理念，即采用创新的冻结曲线，通过分阶段控制冰箱间隔室的降温程序实现食品的高品质冻藏。
一般冰箱包括冷冻室和冷藏室。本发明中所述的间隔室可以是冷冻室，也可以另外设置的间隔室。如图1所示，冰箱包括间隔室1、加湿器2、控制器3、温湿度传感器4、铝盘5和压缩机6。温湿度传感器4位于间隔室1后壁中间部位，铝盘5位于间隔室1的底部，加湿器2和压缩机6由控制器3控制。
本发明提出的间隔室温度控制方式如下：
首先使间隔室的温度急降至深度冷冻的温度T1；
然后使间隔室的温度升高至温度T2；
再使间隔室的温度急降至深度冷冻的温度T3；
最后使间隔室的温度回升至设定温度T4并保持。
图2和图3显示本发明的第一实施例。当冷冻程序开始运行时，使用湿度传感器检测间隔室的湿度，判断湿度范围是否大于等于90％，当湿度传感器检测到间隔室内的湿度范围小于90％时，控制器开启加湿器，对间隔室进行加湿；当湿度大于等于90％时，无需启动加湿器工作。此时，压缩机按转速S8开始运行一段时间Δt1，使间隔室内温度急降到T1，高湿度环境和急速降温到T1使食品表面形成一层薄薄的冰膜。而后控制压缩机转速按S6运行一段时间Δt2，使温度回升到T2，使食品表面和中心的温度和压力相近，不会使食品组织细胞破裂。然后控制压缩机再按转速S8运行一段时间Δt3，使间隔室温度急速降到T3，使食品快速通过最大冰晶生成带，并使生成的冰晶细小均匀。而后压缩机再按转速S6运行，在Δt4时间内使温度回升至设定温度T4，并维持在该设定温度保存。
本发明提出的间隔室冷冻方法中，冰箱的压缩机按以下方式控制：
步骤11.控制压缩机按转速S8运行一段时间Δt1，将间隔室内温度降到T1；
步骤12.控制压缩机按转速S6运行一段时间Δt2，将间隔室内温度升到T2；
步骤13.控制压缩机按转速S8运行一段时间Δt3，将间室温度急降到T3；
步骤14.控制压缩机按转速S6运行一段时间Δt4，将间隔室温度回升至设定温度T4并在该设定温度保存。
优选地，在步骤11之前还包括步骤10，冷冻运行时，判断间隔室内的湿度是否大于等于90％，如否，则控制加湿器启动，对间隔室进行加湿。
优选地，压缩机的所述转速S8的取值范围为5000-6000RPM，所述转速S6的取值范围为3500-4200RPM。
作为一种替换方式，在温度从T3回升至设定温度4的过程可以分两步走，先控制压缩机按转速S6运行，使温度从T3回升至T31，并维持一段时间，对食品进行保冷，然后再控制压缩机按转速S5运行，使食品达到设定温度T4后保藏。转速S5的取值范围为3500-4000RPM。
本发明提出的冷冻方法可以维持食品保存良好品质，解冻后烹饪口感较普通冷冻方法好。
表1为第一实施例间隔室温度及控制时间的取值范围。
表1
间室温度 一般范围/℃ 优取范围/℃ 控制时间 一般范围/h 优取范围/h
T<sub>1</sub> -80～-20 -45～-30 Δt<sub>1</sub> 0.1～2 0.1～1
T<sub>2</sub> -45～0 -18～0 Δt<sub>2</sub> 2～10 3～7
T<sub>3</sub> -80～-38 -45～-30 Δt<sub>3</sub> 0.1～3 0.5～1.5
T<sub>31</sub> -45～-18 -30～-18 Δt<sub>4</sub> 1～3 1～3
T<sub>4</sub> -60～-18 -25～-18
图4显示本发明第二实施例的冷冻降温曲线图。该实施例中，通过控制面板的功能选项选择变温程序。第一步，间隔室温度在时间Δt1＇内迅速降到T1＇，使食品表面在速冻的过程中急速冰结，形成一层薄薄的冰膜，减少汁液流失，且起到阻隔空气的作用，使蛋白变性、脂类氧化程度减小；第二步间隔室温度在时间Δt2＇内升到T2＇，第三步在时间Δt3＇内缓慢降到T21＇，缓慢降温可以使食品由内至外均衡地上升到冰点附近，且能诱导食品冰点降低，扩大过冷度范围；第四步，间隔室温度在时间Δt4＇内迅速降到T3＇，使食品快速通过冰晶生成带，生成的冰晶细小均匀，减少其对食品细胞的破坏，大大提高了冷冻食品的品质；最后升温至T4＇并保藏，该过程相对普通冷冻方法更节能。
表2为第二实施例间隔室温度及控制时间的取值范围。
表2
间室温度 一般范围/℃ 优取范围/℃ 控制时间 一般范围/h 优取范围/℃
T<sub>1</sub>＇ -80～-20 -45～-30 Δt<sub>1</sub>＇ 0.1～2 0.1～1
T<sub>2</sub>＇ 0～5 1～2 Δt<sub>2</sub>＇ 3～7 5～7
T<sub>21</sub>＇ T<sub>2</sub>＇-ΔT＇ / Δt<sub>3</sub>＇ 6～18 6～9
T<sub>3</sub>＇ -60～-18 -45～-18 Δt<sub>4</sub>＇ 0.5～3 0.5～1.5
T<sub>4</sub>＇ -3～-8 -8～-5
ΔT＇ 1～10
图5显示本发明第三实施例的冷冻降温曲线图。控制流程如下：通过控制面板的功能选项选择变温程序。第一步，间隔室温度在时间Δt1＇＇内迅速降到T1＇＇，使食品表面在速冻的过程中急速冰结，形成一层薄薄的冰膜，减少汁液流失，且起到阻隔空气的作用，使蛋白变性、脂类氧化程度减小；第二步温度在时间Δt2＇＇内温度升到T2＇＇，第三步使间隔室温度分步降到T21＇＇、T22＇和＇、T23＇，降温及保温过程分别维持一段时间Δt3＇＇、Δt4＇＇、Δt5＇＇。梯度降温可以使食品由内至外均衡地上升到冰点附近，且能诱导食品冰点降低，扩大过冷度范围；第六步，使间隔室温度在时间Δt6＇＇内迅速降到T3＇＇，使食品快速通过冰晶生成带，生成的冰晶细小均匀，减少其对食品细胞的破坏，大大提高了冷冻食品的品质；最后升温至T4并保藏。这种方法相对传统冷冻方法更节能。
表3为第三实施例间隔室温度及控制时间取值范围。
表3
间室温度 一般范围/℃ 优取范围/℃ 控制时间 一般范围/h 优取范围/℃
T<sub>1</sub>＇＇ -80～-20 -45～-30 Δt<sub>1</sub>＇＇ 0.1～2 0.1～1
T<sub>2</sub>＇＇ 0～5 1～2 Δt<sub>2</sub>＇＇ 3～7 5～7
T<sub>21</sub>＇＇ T<sub>2</sub>-ΔT<sub>1</sub> / Δt<sub>3</sub>＇＇ 2～6 2～3
T<sub>22</sub>＇＇ T<sub>3</sub>-ΔT<sub>2</sub> / Δt<sub>4</sub>＇＇ 2～6 2～3
T<sub>23</sub>＇＇ T<sub>4</sub>-ΔT<sub>3</sub> / Δt<sub>5</sub>＇＇ 2～6 2～3
T<sub>3</sub>＇＇ -60～-18 -45～-18 Δt<sub>6</sub>＇＇ 0.5～3 0.5～1.5
T<sub>4</sub>＇＇ -3～-8 -8～-5
ΔT<sub>1</sub>＇＇ 0～3 0～2
ΔT<sub>2</sub>＇＇ 0～2 0～1
ΔT<sub>3</sub>＇＇ 0～2 0～1
本发明提出的冰箱间隔室冷冻方法通过急冻→慢冻→急冻→慢冻的冻结方式冻结食品，初期急冻使食品表面形成一层薄薄的冰膜，阻隔了空气，使蛋白变性、脂类氧化程度减小；而后降温，使食品表面和中心温度相近，且能使食品内部和表面的压力相近，组织细胞破裂程度降低；再急冻，使食品快速通过最大冰晶生成带；最后慢冻，升温到普通冻藏温度保存食品，大大提高了冷冻食品的品质，相对传统冷冻方法更节能。
以上所述仅为本发明的具体实施方式。应当指出的是，凡在本发明构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冰箱间隔室的冷冻方法，其特征在于，所述冷冻方法分四个阶段控制所述间隔室的温度，使食品通过急冻、慢冻、急冻和慢冻的方式达到设定的冷冻温度并冻藏保存，所述间隔室的温度按以下方式控制：
首先使所述间隔室的温度急降至深度冷冻温度T1；
然后使所述间隔室的温度升高至冷藏温度T2；
再使所述间隔室的温度急降至深度冷冻温度T3；
最后使所述间隔室的温度回升至设定温度T4并保持。
2.如权利要求1所述的冷冻方法，其特征在于，所述温度T3回升至设定温度T4的过程包括先使温度回升至温度T31并在该温度维持一段时间，对食品进行保冷，之后再回升至设定温度T4冻藏保存。
3.如权利要求1所述的冷冻方法，其特征在于，所述温度T2急降至温度T3的过程包括先将温度从T2以弧线降温方式缓降至冰点温度T21，然后再急降至深度冷冻温度T3。
4.如权利要求1所述的冷冻方法，其特征在于，所述温度T2急降至温度T3的过程包括先将温度从T2以梯度降温方式缓降至冰点温度T23，并在每个阶梯温度维持一段时间进行保冷，然后再急降至深度冷冻温度T3。
5.如权利要求1所述的冷冻方法，其特征在于，所述冰箱的压缩机按以下方式控制：
步骤11.控制压缩机按转速S8运行一段时间Δt1，将间隔室内温度降到深度冷冻温度T1；
步骤12.控制压缩机按转速S6运行一段时间Δt2，将间隔室内温度升到冷藏温度T2；
步骤13.控制压缩机按转速S8运行一段时间Δt3，将间室温度急降到深度冷冻温度T3；
步骤14.控制压缩机按设定转速运行一段时间Δt4，将间隔室温度回升至设定温度T4并维持在该设定温度。
6.如权利要求5所述的冷冻方法，其特征在于，步骤14中，先控制压缩机按转速S6运行一段时间，将间隔室温度回升至温度T31，然后控制压缩机按转速S5运行，使间隔室温度达到设定温度T4并维持在该设定温度。
7.如权利要求5所述的冷冻方法，其特征在于，在步骤11之前还包括步骤10，冷冻运行时，判断间隔室内的湿度是否大于等于90%，如否，则控制加湿器启动，对间隔室进行加湿。
8.如权利要求5或6所述的冷冻方法，其特征在于，压缩机的所述转速S8的取值范围为5000-6000RPM，所述转速S6的取值范围为3500-4200RPM，所述转速S5的取值范围为3500-4000RPM。
9.一种冰箱，包括间隔室，其特征在于，所述间隔室按权利要求1-8任一项所述的冷冻方法对食品进行冷冻。
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