CN113056200A - 用于解冻肉的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于利用有效空气循环解冻肉的装置，该装置具有如本文所述的多个热传感器通过感测温度来对循环空气进行温度控制，以将至少10公吨肉从不超过‑18℃的冷冻内部温度解冻到‑2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个解冻过程中将肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度。该装置被配置成使得在解冻循环期间没有新空气并且没有添加的水分被引入解冻室中。还描述了使用该装置解冻肉的方法。
Description
技术领域
本发明涉及肉的解冻。
背景技术
肉是世界各地饮食的重要组成部分，因此存在对安全的高品质肉产品的高需求。肉通常在加工肉的场所被冷冻，以确保将肉安全运输和递送到制备和提供肉的位置。已使用各种技术来解冻冻肉，包括在室温下解冻肉。
公布于2017年12月8日的中国专利申请104824116描述了一种智能冻肉解冻库，其由电气系统、空气循环系统、湿度控制系统、温度控制系统以及温度和湿度数据采集系统、微型计算机智能控制系统和微型计算机智能控制系统构成，其中低压清洁蒸汽用作解冻冻肉的工作介质。
美国专利号7,119,306描述了一种食物解冻柜，其包括至少一个解冻室和一个或多个壁式鼓风机以及一个用于在食物产品上方产生受控高体积气流的加热器，其中加热器以环状方式控制。
发明内容
已发现，通过使用如本文所述的具有有效空气循环的装置，可有效地解冻大量肉，其利用如本文所述的多个热传感器通过感测温度来对循环空气进行温度控制，以将至少10公吨肉从不超过-18℃的冷冻内部温度解冻到-2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个解冻过程中将肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度。该装置被配置成使得在解冻循环期间没有新空气并且没有添加的水分被引入解冻室中。
在一个方面，用于解冻肉的装置包括由底板、至少四个壁和顶板限定的解冻室，该解冻室具有至少6米的长度、至少1.9米的宽度和至少1.9米的高度。空气循环风扇单元通过空气输送导管可操作地连接到用于将空气引入解冻室中的至少6个空气出口开口和用于从解冻室移除空气的至少1个空气吸入开口。空气循环风扇单元能够以至少900立方米/小时的速率将一定体积的空气移入和移出为封闭系统的解冻室。空气加热单元和空气冷却单元可操作地连接到空气输送导管。提供了位于解冻室中的一系列热传感器，包括a)被配置为测量解冻室中至少三个位置处的环境空气的温度的环境空气温度传感器，b)被配置为测量解冻室中肉样品的表面的温度的肉表面温度传感器，以及c)被配置为测量解冻室中肉样品的内部温度的肉核心温度传感器。气候控制单元可操作地连接到空气循环风扇单元、空气加热单元、空气冷却单元和热传感器。该装置能够控制解冻室的气候，以将至少10公吨肉从不超过-18℃的冷冻内部温度解冻到-2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个解冻过程中将肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度。该装置被配置成使得在解冻循环期间没有新空气并且没有添加的水分被引入解冻室中。
本发明还提供了解冻肉的方法，该方法包括提供如本文所述的装置，以及将具有不超过-18℃的冷冻内部温度的至少10公吨冻肉放置在解冻室中。操作空气加热单元和空气循环风扇单元以使热空气以至少900立方米/小时的速率循环通过解冻室，同时监测解冻室中至少三个位置处的环境空气的温度、待解冻的肉的表面温度以及待解冻的肉的内部温度。通过空气加热单元和空气冷却单元的受控操作，控制解冻室的气候以将肉解冻到-2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个解冻过程中将肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度，以保持合适的解冻温度。在一个方面，执行该方法，使得放置在解冻室中的所有肉在短于24小时内解冻。
已发现，如本文所述的装置以优异的质量特性在非常短的时间内解冻大量肉。该装置包括在解冻过程期间具备高度控制肉温度的能力的元件，使得肉不被不均匀地解冻。此外，精确的温度控制允许在不使得肉产品的表面经历不可取的高表面温度的情况下解冻肉。已发现，不均匀解冻的肉产生不可取的感官特性，并且具体地讲是产生不利的质地特性。还发现，在解冻过程期间经历不可取的高表面温度的肉同样产生不可取的感官特性，并且具体地讲是产生不利的质地特性。当允许肉的表面温度在解冻过程期间升高到高于当前指示的可接受的表面温度范围时，即使当该表面温度不是高到致使表面过早“烹制”时，仍遭遇以不适当方式解冻的肉的不可取的感官特性。
另外还发现，在解冻过程期间解冻室中过量水分的存在是不可取的，因为水分促进病原体生长并且还可导致不利的肉色。还发现，在解冻循环期间阻止将新空气引入解冻室中(即，在解冻期间提供封闭的环境系统)具有显著优点，因为此类空气引入提供了引入新病原体的机会。
附图说明
并入本申请中并构成本申请的一部分的附图例示了本发明的若干方面，并且与对这些方面的描述一起用于解释本发明的原理。附图说明如下：
图1是用于解冻肉的装置的透视图。
图2是图1所示的用于解冻肉的装置的侧视图。
图3是示出使用如本文所述的装置解冻肉的方法的示例的温度数据的图形。
具体实施方式
下文描述的本发明的各方面并非旨在为穷举性的或将本发明限制为下文详细描述中所公开的确切形式。相反，所选择和所描述的各方面的目的是通过说明或示例的方式，使得可以有利于本领域其他技术人员对本发明的一般原理和实践的了解和理解。
现在转到附图，图1是用于解冻肉的装置100的一个方面的透视图，并且图2是图1所示的用于解冻肉的装置100的该方面的侧视图。如图1和图2所示，装置100包括由底板110、至少四个壁112、113、114和115以及顶板116限定的解冻室105。在一个方面，解冻室105具有至少6米的长度l、至少1.9米的宽度w和至少1.9米的高度h。在一个方面，解冻室具有6米至25米的长度l、1.9米至4米的宽度w和1.9米至5米的高度h。在一个方面，解冻室具有7米至20米的长度l、2米至4米的宽度w和2米至3米的高度h。
如图2所示，空气循环风扇单元240通过空气输送导管255可操作地连接到至少6个空气出口开口220、222、224、226、228和230以及至少1个空气吸入开口235，空气出口开口用于将空气引入解冻室105中，空气吸入开口用于从解冻室105移除空气。在一个方面，空气输送导管255由食品级布料(即，依据使用所在司法管辖区的相关法规诸如美国21CFR部分175被认为对于食品接触是安全的布料)制成。在一个方面，食品级布料包含至少一种抑制布料中细菌生长的组分。在一个方面，食品级布料包含表现出天然细菌生长抑制特性的至少一种天然纤维组分。在一个方面，食品级布料包含表现出细菌生长抑制特性的至少一种无机组分，诸如银。在一个方面，食品级布料包含表现出细菌生长抑制特性的至少一种有机组分，诸如有机化学抗生素。在一个方面，空气输送导管255由可拆卸地安装在框架系统上的食品级布料制成。该构型与使用金属(例如不锈钢)管道系统相比尤其有利，因为空气输送导管易于移除和清洁或用几乎没有系统停机时间地进行更换。在一个方面，在使用期间，周期性地移除和清洁空气输送导管255。在一个方面，在使用期间，在介于1个月和3个月之间的时间段内周期性地移除和清洁空气输送导管255。另外，由食品级布料构造空气输送导管由于布料的半渗透性性质而明显不那么复杂，不再需要像固体管道系统空气流动系统中所需的那样结合空气压力平衡通道来有利于空气流动。
在一个方面，空气循环风扇单元240能够以至少900立方米/小时的速率将一定体积的空气移入和移出为封闭系统的解冻室。在一个方面，空气循环风扇单元240能够以9600立方米/小时至48000立方米/小时的速率移动为封闭系统的解冻室内的一定体积的空气。
空气循环风扇单元240可以是用于循环空气的任何适当的设备，诸如风扇、正排量式鼓风机、螺杆式鼓风机、离心式鼓风机、高速鼓风机或再生式鼓风机。
在一个方面，空气出口开口间隔开约1米至约5米的距离。在一个方面，空气出口开口间隔开约1米至约2米的距离，其中设置在每个空气输送导管中的空气出口开口的数量由空气输送导管的长度确定。
如图1所示，在一个方面，装置100可包括空气输送导管阵列。如图所示，多个空气循环风扇单元240、242和244通过相应的空气输送导管255、257和259可操作地连接到空气出口开口(未示出)和空气吸入开口(未示出)，以用于在解冻室105内移动一定体积的空气。在一个方面，多个空气循环风扇单元能够以至少9600立方米/小时的速率将一定体积的空气移入和移出为封闭系统的解冻室105。在一个方面，多个空气循环风扇单元能够以9600立方米/小时至48000立方米/小时的速率将一定体积的空气移入和移出为封闭系统的解冻室105。
在一个方面，至少6个空气出口开口和至少1个空气吸入开口位于顶板附近。在一个方面，至少6个空气出口开口和至少1个空气吸入开口位于顶板的2米以内。在一个方面，至少6个空气出口开口和至少1个空气吸入开口位于顶板的1米以内。在一个方面，至少1个空气吸入开口居中位于解冻室中，并且至少6个空气出口开口相对于至少1个空气吸入开口对称地定位。在一个方面，至少1个空气吸入开口居中位于解冻室中，并且被配置成将空气从解冻室抽吸到另外包括空气循环风扇单元的空气加热单元中，并且空气循环风扇单元与包括至少6个空气出口开口的空气循环隧道可操作地连接，空气循环隧道从空气循环风扇单元基本上平行于室的顶板朝向相对壁延伸。已发现，其中通过从解冻室的中心抽吸空气而使空气在内部循环的构型提供空气的有效且高效循环，其中吸入在与解冻室的中心间隔开的多个出口处将热空气重新引入解冻室中。
在一个方面，该装置被构造在建筑物的现有房间中。在一个方面，该装置被构造为可在组装或部分组装之后运输到现场的独立容器(类似于装运容器)。
至少一个空气加热单元可操作地连接到空气输送导管，以加热要在解冻室中循环的空气。在一个方面，空气加热单元是电加热元件。在一个方面，空气加热单元是热交换器，其中空气在热传递表面上方通过，热传递表面由例如通过电、天然气等加热的液体加热，这对于技术人员而言将是显而易见的。如图2所示，空气加热单元250居中定位并且可操作地连接到空气输送导管255，以加热要在解冻室105中循环的空气。空气加热单元250可操作地连接到空气循环风扇单元240，该空气循环风扇单元使空气横穿空气加热单元250并循环通过解冻室240。如图1所示，在一个方面，装置100包括多个空气加热单元250、252和254，它们通过各自的空气输送导管255、257和259可操作地连接，以加热要在解冻室105中循环的空气。
至少一个空气冷却单元可操作地连接到空气输送导管，以冷却要在解冻室中循环的空气。空气冷却单元使得能够精确控制解冻室中空气的温度，并且具体地讲是在肉的温度并且具体地讲是解冻室中肉样品的表面的温度升高太快的情况下，快速冷却解冻室。此外，空气冷却单元任选地使得能够将解冻室的温度保持在适于在完成解冻过程之后将肉长期储存在解冻室中的较冷低温下任何所需的时间长度。
在一个方面，空气冷却单元是制冷系统，包括压缩机、冷凝器旋管和具有其自身相关联的鼓风机的蒸发器。如图2所示，第一空气冷却单元260位于解冻室的一侧并且可操作地连接到空气输送导管255的第一端部，以冷却要在解冻室105中循环的空气。第二空气冷却单元262位于解冻室的另一侧并且可操作地连接到空气输送导管255的第二端部，以冷却要在解冻室105中循环的空气。如图1所示，在一个方面，装置100的空气冷却单元260和262位于相对两侧并且在输送导管的相对两端处可操作地连接到输送导管255、257和259，以冷却要在解冻室105中循环的空气。
在一个方面，与图1和图2所示的位置相比，空气加热单元和空气冷却单元的位置交换，使得空气冷却单元居中定位并且空气加热单元设置在空气输送导管的端部处。
一系列热传感器位于解冻室中以测量各个位置处的温度。可使用任何合适的温度传感器，包括热敏电阻器、电阻温度计、热电偶、放置在集成电路中的基于半导体的温度传感器，以及非接触式温度感测设备，诸如红外传感器。
在第一方面，环境空气温度传感器被配置为测量解冻室中至少三个位置处的环境空气的温度。在一个方面，环境空气温度传感器被配置为测量与待解冻的肉距离不小于5cm的位置处的温度，以便不记录被冻肉局部冷却的空气。在一个方面，环境空气温度传感器被配置为测量与待解冻的肉距离不小于10cm的位置处的温度。在一个方面，多个环境空气温度传感器被配置为测量对称地位于解冻室中的点处的温度。在一个方面，环境空气温度传感器中的至少一个环境空气温度传感器被配置为测量大致在解冻室中间的位置处(即，在任何高度处在解冻室的长度和宽度的中点的+/-20％内)的温度。在一个方面，环境空气温度传感器中的至少一个环境空气温度传感器被配置为测量大致在解冻室的一侧的位置处的温度，并且环境空气温度传感器中的至少一个环境空气温度传感器被配置为测量大致在解冻室的相对侧的位置处(即，在任何高度处自解冻室的相对壁在解冻室的长度或宽度的+/-20％内)的温度。
如图2所示，环境空气温度传感器270位于解冻室105的一侧，环境空气温度传感器272位于解冻室105的中间，并且环境空气温度传感器274位于解冻室105的另一侧。在一个方面，至少3个环境空气温度传感器被定位在间隔开至少3米的位置处。在一个方面，至少3个环境空气温度传感器被定位在间隔开至少5米的位置处。在一个方面，至少4个环境空气温度传感器被定位在间隔开至少3米的位置处。在一个方面，至少5个环境空气温度传感器被定位在间隔开至少3米的位置处。在一个方面，环境空气温度传感器被定位在被识别为表示解冻室中环境空气的高温值和低温值的位置处。已发现，测量解冻室中不同位置的环境空气的温度增强了在解冻过程期间控制肉温度的能力，使得肉不被不均匀地解冻，并且另外使得解冻室中的所有肉以相同的相对速率解冻。
至少一个肉表面温度传感器被配置为测量解冻室中肉样品的表面的温度，以确定肉样品的表面温度。监测表面温度的能力提供了重要的温度反馈以在解冻过程期间控制肉的温度，使得肉不被不均匀地解冻。在一个方面，多个肉样品在相应肉样品的表面处设置有肉表面温度传感器以确定肉样品的表面温度，其中这些“表面温度受监测的肉样品”位于解冻室105中的间隔开的位置处。在一个方面，至少3个表面温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少3米的位置处。在一个方面，至少3个表面温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少5米的位置处。在一个方面，至少4个表面温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少3米的位置处。在一个方面，至少5个表面温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少3米的位置处。
提供了至少一个肉核心温度传感器以测量在解冻室中提供的肉样品的内部温度。监测核心温度的能力提供了重要的温度反馈以在解冻过程期间控制肉的温度，使得肉不被不均匀地解冻。在一个方面，多个肉样品设置有肉核心温度传感器，其中这些“核心温度受监测的肉样品”位于解冻室105中的间隔开的位置处。在一个方面，至少3个核心温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少3米的位置处。在一个方面，至少3个核心温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少5米的位置处。在一个方面，至少4个核心温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少3米的位置处。在一个方面，至少5个核心温度受监测的肉样品被定位在间隔开至少3米的位置处。
气候控制单元280可操作地连接到空气循环风扇单元240、空气加热单元250、空气冷却单元220和230以及感测环境空气温度的多个热传感器270、272和274，以及测量待解冻的肉的表面温度和核心温度的传感器。气候控制单元通过有线连接、无线连接或有线和无线连接的混合可操作地连接到装置的各种部件。在一个方面，气候控制单元包括用户界面以设置用于装置的操作的控制参数。用户界面可以是用于接收用户输入的任何合适的部件，诸如开关、旋钮、输入键、触摸屏、语音激活命令等。在一个方面，气候控制单元包括用于监测装置的各种部件的条件和操作的通信和操作软件和/或硬件。在一个方面，气候控制单元包括用于将装置的各种部件的条件和操作报告给用户的通信和操作软件和/或硬件。在一个方面，气候控制单元包括一个或多个显示器。
在一个方面，气候控制单元280包括微型计算机智能控制系统和数据收集系统。在一个方面，在解冻过程期间收集的数据可结合在可印刷的操作报告中。
在一个方面，气候控制单元包括监测和控制功能，该功能测量解冻室中环境空气的温度和肉样品的核心温度，并且控制空气加热单元和空气循环风扇单元以经由空气输送导管向解冻室中提供热空气的初始循环，从而提供快速解冻。热空气的这种初始循环有利地是高温的，以实现解冻室中的肉的快速且有效的解冻。例如，可进行热空气的初始循环以建立20℃至40℃的环境空气温度。气候控制单元通过另外测量解冻室中肉样品的表面的温度来继续执行监测和控制功能，以确认肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度。随着肉的表面温度从不超过-18℃的初始温度升高到接近4.4℃的温度，气候控制单元控制空气加热单元和空气循环风扇单元以降低解冻室中环境空气的有效温度，从而防止肉的表面过热。在解冻室中环境空气的温度相对于肉样品的表面的测量温度过高的情况下，气候控制单元可参与空气冷却单元的操作，以将解冻室中环境空气的温度快速降低到优选水平。在一个方面，气候控制单元可交替操作空气加热单元和空气冷却单元，以精确地控制解冻室中环境空气的温度以快速解冻，同时将肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度。
在一个方面，解冻室中环境空气的温度特征图可通过算法确定，该算法基于解冻室中肉样品的内部温度与解冻室中肉样品的表面温度相比的比率。在一个方面，解冻室中环境空气的温度特征图可以是预编程的斜坡函数，其中在解冻过程期间基于解冻室中肉样品的表面温度进行调整。在一个方面，可手动控制解冻室中环境空气的温度特征图。
在一个方面，该装置还包括用于连续监测过程并提供准确的实时数据和控制操作的SCADA系统(监督控制和数据采集)。
在一个方面，将待解冻的肉放置在架子285上，该架子在水平表面上具有开口，肉放置在这些水平表面上。在一个方面，开口被配置成允许空气垂直循环通过靠近肉的解冻室。在一个方面，架子的水平表面包括至少的开口间距的25％或30％或40％或50％。在一个方面，架子被定位在沿室的长度l延伸的至少两个平行排中，其中在架子的平行排之间具有间隙，该间隙被定位在至少6个空气出口开口和至少1个空气吸入开口的下方。已发现，架子的平行排与至少6个空气出口开口和至少1个空气吸入开口之间的间隙的相对位置有利于室中的空气流动。
该装置被配置成能够控制解冻室的气候，以将至少10公吨肉从不超过-18℃的冷冻内部温度解冻到-2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个解冻过程中将肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度。
该装置被配置成操作期间的封闭系统，使得在解冻循环期间没有新空气并且没有蒸气或蒸汽形式的水分被引入解冻室中。应当理解，系统的完美密封对于装置的有效操作不是必需的，但对于本公开的目的，“封闭系统”被理解为允许偶然地引入外部空气和水分，前提条件是外部空气和水分不是有意地被引入装置中。
在一个方面，一种解冻肉的方法包括：
将具有不超过-18℃的冷冻内部温度的至少10公吨冻肉放置在解冻室中，包括如本文所述的解冻室的另选方面中的至少任一个或组合；
操作所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气以至少900立方米/小时的速率循环通过所述解冻室，同时监测所述解冻室中至少三个位置处的所述环境空气的温度、待解冻的肉的所述表面温度以及待解冻的肉的核心温度；以及
通过所述空气加热单元和所述空气冷却单元的受控操作，控制所述解冻室的所述气候以将所述肉解冻到-2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个所述解冻过程中将肉的所述表面温度保持在低于4.4℃的温度，以保持合适的解冻温度。
在一个方面，执行该方法，使得放置在解冻室中的所有肉在短于24小时内解冻。
在一个方面，初始循环的热空气被分布成使得环境空气温度保持在约20℃至约30℃的温度。在解冻过程期间，监测肉的表面温度，并且通过减少由空气加热单元产生的热量或根据需要接合空气冷却单元来降低环境空气温度，以将肉的表面温度保持在低于4.4℃的温度，同时将肉核心温度升高到-2℃至4.4℃的解冻内部温度。
图3是示出使用如本文所述的装置解冻肉的方法的示例的温度数据的图形。在一个示例性过程中，将至少10公吨冻肉放置在解冻室中，该肉具有-24℃至-18℃温度范围内的初始肉表面温度和-24℃至-18℃温度范围内的初始肉核心温度。启动空气加热单元和空气循环风扇单元以使热空气循环通过解冻室，以将环境空气温度升高到约20℃至约30℃的目标温度。由于解冻室中存在大量冻肉，环境空气温度达到约20℃至约30℃的目标温度需要一些时间。在环境空气温度升高的时间期间，监测肉表面温度和肉核心温度。图3所示的数据是从中间过程开始的部分温度特征图。在数据的所示起点处，加热单元和空气循环风扇单元已暂停一定时间，并且环境温度311为约-3℃至-2℃(反映来自冻肉的冷却效果)，数据的所示起点处的肉表面温度321在-7℃至-6℃的温度范围内，并且数据的所示起点处的肉核心温度331在-7℃至-6℃的温度范围内。在启动空气加热单元和空气循环风扇单元以使热空气循环通过解冻室时，环境空气温度快速升高到约23℃至约24℃的温度。环境空气温度的这种升高导致肉表面温度相当快地升高到约0℃，其中肉核心温度更平缓地升高到约-3℃至约-2℃的温度。
当肉表面温度升高到约1℃的温度时，调节空气加热单元的热输出和/或接合空气冷却单元以提供约10℃至约13℃的环境空气温度。该过程中该阶段的该环境空气温度使得肉表面温度稳定在约1℃的温度，同时允许肉核心温度再次逐渐升高，现在达到从约-0.5℃起的温度。
当肉核心温度升高到约-0.5℃的温度时，调节空气加热单元的热量输出和/或接合空气冷却单元以逐渐提供约5℃的环境空气温度。例如，在该阶段，调节空气加热单元和/或接合空气冷却单元以在约4小时的时间内使环境空气温度从约10℃逐渐降低到约5℃。该过程中该阶段的该环境空气温度使得肉表面温度稳定在约0℃的温度，同时允许肉核心温度再次逐渐升高，现在也达到约0℃的温度。在过程的该阶段之后，调节空气加热单元和/或接合空气冷却单元以提供约2℃至约4℃的环境空气温度约6小时的时间。过程的该阶段为冷藏阶段，并且可提供确保解冻室中的所有肉完全解冻的有益效果。
在一个方面，解冻过程期间解冻室中环境空气的温度特征图通过算法确定，该算法基于解冻室中肉样品的内部温度与解冻室中肉样品的表面温度相比的比率。
在一个方面，解冻过程期间解冻室中环境空气的温度特征图是预编程的斜坡函数，其中在解冻过程期间基于解冻室中肉样品的表面温度进行调整。
在一个方面，如上所述对解冻室的气候进行的控制以至少四个阶段进行，其中
在第一阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以将所述环境空气温度升高到约20℃至约30℃的目标温度，直至肉表面温度升高到-2℃至4.4℃的温度并且肉核心温度升高到约-5℃至约-2℃的温度；
在所述第一阶段之后的第二阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以提供处于约5℃至约15℃的目标温度的所述环境空气温度，直至所述肉表面温度处于-2℃至4.4℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-1℃至约0℃的温度；
在所述第二阶段之后的第三阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以在约3小时至约5小时的时间内将所述环境空气温度从约5℃至约15℃的目标温度降低至约4℃至6℃的目标温度，并且直至所述肉表面温度处于-0.5℃至4.4℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-0.5℃至4.4℃的温度；并且
在所述第三阶段之后的第四阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以提供处于约2℃至4.4℃的目标温度的所述环境空气温度，直至所述肉表面温度处于-0.5℃至4.4℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-0.5℃至4.4℃的温度。
在一个方面，在第一阶段，启动空气加热单元和空气循环风扇单元以使热空气循环通过解冻室，以将环境空气温度升高到约20℃至约30℃的目标温度，直至肉表面温度升高到-1℃至2℃的温度并且肉核心温度升高到约-3℃至约-2℃的温度；并且
在第一阶段之后的第二阶段，启动空气加热单元和空气循环风扇单元以使热空气循环通过解冻室，以提供处于约8℃至约13℃的目标温度的环境空气温度，直至肉表面温度处于0℃至2℃的温度并且肉核心温度升高到约-1℃至约0℃的温度。
在一个方面，在第三阶段，启动空气加热单元和空气循环风扇单元以使热空气循环通过解冻室，以在约3.5小时至约4.5小时的时间内降低环境空气温度。
在一个方面，待解冻的肉选自包括从牛、猪、马、山羊、绵羊、禽类动物或通常用于食品生产的任何动物获得的肉的肉类。牛科动物可包括但不限于水牛和所有牛类，包括肉牛、小母牛、奶牛和公牛。猪科动物可包括但不限于架子猪和种猪，包括母猪、小母猪、阉公猪和公猪。绵羊科动物可包括但不限于绵羊，包括母绵羊、公绵羊、阉公羊和羔羊。家禽可包括但不限于鸡、火鸡和鸵鸟。在一个方面，待解冻的肉选自牛肉、猪肉、火鸡肉或鸡肉。在一个方面，待解冻的肉选自鸡肉和猪肉。
如本文所用，术语“约”或“大约”意指在特定参数的可接受的范围内，该参数由本领域的普通技术人员确定，其部分取决于该值是如何测量或确定的，例如，样品制备和测量系统的限制。此类限制的示例包括在湿环境/干环境中制备样品、不同的仪器、样品高度变化和信噪比的不同要求。例如，“约”可意指比指定的值或值范围大或小所指定值的1/10，但并非旨在将任何值或值范围限于仅该较宽泛的定义。例如，约30％的浓度值意指介于27％与33％之间的浓度。前置有术语“约”的每个值或值范围也旨在涵盖指定的绝对值或值范围的方面。或者，特别是相对于生物系统或工艺而言，该术语可意指在值的数量级内，优选在5倍以内，并且更优选在2倍以内。
在本说明书和权利要求通篇中，除非上下文另有要求，否则词语“包含”和变型(例如，“包括”和“含有”)应被理解为暗示包括所指定整数或步骤或者整数组或步骤组，但并不排除任何其他整数或步骤或者整数组或步骤组。当在本文中使用时，“由…组成”排除权利要求要素中未指定的任何要素、步骤或成分。当在本文中使用时，“基本上由…组成”不排除不实质影响权利要求的基础和新颖特性的材料或步骤。在各方面的本公开中，在各方面的描述中所使用的术语“包含”、“基本上由…组成”以及“由…组成”中的任一术语可用其他两个术语中的任一个代替。
出于所有目的，将本文中所引用的所有专利、专利申请(包括临时申请)以及公开通过引用并入，就如同单个并入一样。除非另外指明，否则所有份数和百分比均按重量计算，并且所有分子量均为重均分子量。仅出于清楚理解的目的而给出上述详细描述。应理解其中不存在不必要的限制。本发明并不限于所示出和描述的确切细节，这是因为对本领域技术人员明显的变型将包括在由权利要求所限定的本发明内。
Claims (23)
1.一种用于解冻肉的装置，所述装置包括：
由底板、至少四个壁和顶板限定的解冻室，所述解冻室具有至少6米的长度、至少1.9米的宽度和至少1.9米的高度；
空气循环风扇单元，所述空气循环风扇单元通过空气输送导管可操作地连接到用于将空气引入所述解冻室中的至少6个空气出口开口和用于从所述解冻室移除空气的至少1个空气吸入开口，所述空气循环风扇单元能够以至少900立方米/小时的速率将一定体积的空气移入和移出为封闭系统的所述解冻室；
空气加热单元，所述空气加热单元可操作地连接到所述空气输送导管；
空气冷却单元，所述空气冷却单元可操作地连接到所述空气输送导管；
位于所述解冻室中的一系列热传感器，所述热传感器包括：
a)环境空气温度传感器，所述环境空气温度传感器被配置为测量所述解冻室中至少三个位置处的环境空气的温度，
b)肉表面温度传感器，所述肉表面温度传感器被配置为测量所述解冻室中肉样品的表面的温度，以及
c)肉核心温度传感器，所述肉核心温度传感器被配置为测量所述解冻室中肉样品的内部温度；以及
气候控制单元，所述气候控制单元可操作地连接到所述空气循环风扇单元、所述空气加热单元、所述空气冷却单元和所述热传感器；
所述装置能够控制所述解冻室的气候，以将至少10公吨肉从不超过-18℃的冷冻内部温度解冻到-2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个解冻过程中将肉的所述表面温度保持在低于4.4℃的温度；
其中所述装置被配置成使得在解冻循环期间没有新空气并且没有添加的水分被引入所述解冻室中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少6个空气出口开口和所述至少1个空气吸入开口位于所述顶板附近。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述至少1个空气吸入开口居中位于所述解冻室中，并且所述至少6个空气出口开口相对于所述至少1个空气吸入开口对称地定位。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的装置，其中
所述至少1个空气吸入开口居中位于所述解冻室中，并且被配置成将空气从所述解冻室抽吸到另外包括所述空气循环风扇单元的所述空气加热单元中；并且
所述空气循环风扇单元与包括所述至少6个空气出口开口的空气循环隧道可操作地连接，所述空气循环隧道从所述空气循环风扇单元基本上平行于所述室的所述顶板朝向相对壁延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中所述空气循环风扇单元能够使空气以介于9600立方米/小时至48000立方米/小时之间的速率循环通过所述解冻室。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述解冻室具有6米至25米的长度l、1.9米至4米的宽度w以及1.9米至5米的高度h。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述解冻室具有7米至20米的长度l、2米至4米的宽度w以及2米至3米的高度h。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述空气输送导管由食品级布料制成，所述食品级布料包含抑制所述布料中细菌生长的至少一种组分。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述空气出口开口间隔开约1米至约5米的距离。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中所述环境空气温度传感器中的至少3个环境空气温度传感器被配置为测量间隔开至少3米的位置处的温度。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中所述环境空气温度传感器中的至少5个环境空气温度传感器被配置为测量间隔开至少3米的位置处的温度。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其中所述空气冷却单元包括可操作地连接到所述空气输送导管的第一端部的第一空气冷却单元和可操作地连接到所述空气输送导管的第二端部的第二空气冷却单元。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，所述装置还包括用于连续监测所述过程并提供准确的实时数据和控制操作的SCADA系统(监督控制和数据采集)。
14.一种解冻肉的方法，所述方法包括：
提供根据权利要求1所述的装置；
将具有不超过-18℃的冷冻内部温度的至少10公吨冻肉放置在所述解冻室中；
操作所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气以至少900立方米/小时的速率循环通过所述解冻室，同时监测所述解冻室中至少三个位置处的所述环境空气的温度、待解冻的肉的所述表面温度以及待解冻的肉的核心温度；以及
通过所述空气加热单元和所述空气冷却单元的受控操作，控制所述解冻室的所述气候以将所述肉解冻到-2℃至4.4℃的解冻内部温度，同时在整个所述解冻过程中将肉的所述表面温度保持在低于4.4℃的温度，以保持合适的解冻温度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中初始循环的热空气处于约20℃至约30℃的温度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述解冻过程期间所述解冻室中所述环境空气的温度特征图由算法确定，所述算法基于所述解冻室中肉样品的所述内部温度与所述解冻室中肉样品的所述表面温度相比的比率。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述解冻过程期间所述解冻室中所述环境空气的温度特征图是预编程的斜坡函数，其中在所述解冻过程期间基于所述解冻室中肉样品的所述表面温度进行调整。
18.根据权利要求14所述的方法，其中对所述解冻室的所述气候进行的所述控制以至少四个阶段进行，其中
在第一阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以将所述环境空气温度升高到约20℃至约30℃的目标温度，直至肉表面温度升高到-2℃至4.4℃的温度并且肉核心温度升高到约-5℃至约-2℃的温度；
在所述第一阶段之后的第二阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以提供处于约5℃至约15℃的目标温度的所述环境空气温度，直至所述肉表面温度处于-2℃至4.4℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-1℃至约0℃的温度；
在所述第二阶段之后的第三阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以在约3小时至约5小时的时间内将所述环境空气温度从约5℃至约15℃的目标温度降低至约4℃至6℃的目标温度，并且直至所述肉表面温度处于-0.5℃至4.4℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-0.5℃至4.4℃的温度；并且
在所述第三阶段之后的第四阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以提供处于约2℃至4.4℃的目标温度的所述环境空气温度，直至所述肉表面温度处于-0.5℃至4.4℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-0.5℃至4.4℃的温度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中
在所述第一阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以将所述环境空气温度升高到约20℃至约30℃的目标温度，直至所述肉表面温度升高到-1℃至2℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-3℃至约-2℃的温度；并且
在所述第一阶段之后的所述第二阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以提供处于约8℃至约13℃的目标温度的所述环境空气温度，直至所述肉表面温度处于0℃至2℃的温度并且所述肉核心温度升高到约-1℃至约0℃的温度。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中在所述第三阶段，启动所述空气加热单元和所述空气循环风扇单元以使热空气循环通过所述解冻室，以在约3.5小时至约4.5小时的时间内降低所述环境空气温度。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，其中所述待解冻的肉选自牛肉、猪肉、火鸡肉和鸡肉。
22.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，其中所述待解冻的肉选自鸡肉和猪肉。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的方法，其中执行所述方法，使得放置在所述解冻室中的所有所述肉在短于24小时内解冻。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210629 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |