CN115143714A - 一种超声辅助处理间室及冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超声辅助处理间室及冰箱。其中,超声辅助处理间室内设置有托盘总成和至少一个超声波发生器,托盘总成具有顶板和底板,顶板和底板之间限定有隔层空腔,隔层空腔内容装有隔层介质,隔层介质用于缓冲食材的冻结速率;顶板向下凹陷形成有用于承载食材的至少一个凹陷部,凹陷部的下底面与底板的对应区域上表面之间的距离为0~50mm,隔层介质的介质表面至少超过凹陷部的底端;超声波发生器固定在底板的下底面,配置成受控地产生超声波,使得超声波的至少一部分通过隔层介质施加至食材。本发明的优点是能够显著地提高食材的冻结质量和腌制质量。
Description
技术领域
本发明涉及冷藏冷冻设备领域,特别是涉及一种超声辅助处理间室及冰箱。
背景技术
为了满足用户快速冷冻需求,现有技术中出现了能够快速冻结的冰箱,这种冰箱一般采用大幅度降低冷冻间室的温度来实现,例如对于风冷冰箱,提高向冷冻间室的风量等方式。为了进一步加快冷冻速率,现有技术还出现了引进超声波辅助技术来优化换热,以满足快速冻结的需求。
虽然上述技术方案可以有效提高肉类食材的冻结速度,但是冻结速度过快会导致肉类食材的细胞因骤冷而发生破裂,造成肉类食材内部的食物营养流失。
发明内容
本发明第一方面的一个目的旨在克服现有技术中的至少一个缺陷,提供一种能够提高食材的冻结品质的超声辅助处理间室。
本发明第一方面的一个进一步的目的是要提高食材冻结的均匀性。
本发明第二方面的目的是提供一种冰箱。
根据本发明的第一方面,本发明提供了一种超声辅助处理间室,超声辅助处理间室内设置有托盘总成和至少一个超声波发生器,其中
托盘总成具有顶板和底板,顶板和底板之间限定有隔层空腔,隔层空腔内容装有隔层介质,所述隔层介质用于缓冲所述食材的冻结速率;
顶板向下凹陷形成有用于承载食材的至少一个凹陷部,凹陷部的下底面与底板的对应区域上表面之间的距离为0~50mm,隔层介质的介质表面至少超过凹陷部的底端;
超声波发生器固定在底板的下底面,配置成受控地产生超声波,使得超声波的至少一部分通过隔层介质施加至食材。
进一步地,顶板上凹陷部的周围区域的下表面与底板的对应区域的上表面之间的距离小于或等于200mm。
进一步地,托盘总成包括托盘和底座;其中,
托盘包括顶板以及自顶板的周缘向下延伸的裙围部,
底座包括底板以及自底板的周缘向上延伸的围挡部;
裙围部与围挡部的形状相适配,以使托盘扣合或盖合在底座上,与底座之间形成隔层空腔。
进一步地,至少一个凹陷部包括至少一个长条形凹陷部和多个圆形凹陷部,其中至少一个长条形凹陷部形成在顶板的前部区域且沿顶板的长度方向延伸,多个圆形凹陷部形成在顶板的后部区域且沿顶板的长度方向等间距地排布。
进一步地,每个所述圆形凹陷部的正下方均对应设置有一个所述超声波发生器;
每个所述长条形凹陷部的下方沿所述长条形凹陷部的长度方向等间距地设置有多个所述超声波发生器。
进一步地,所述超声波发生器在所述底座的下底面呈矩阵式排布。
进一步地,超声波发生器的频率为20kHz~60kHz。
进一步地,超声波发生器产生的超声波传递至顶板下表面处的声强为 0.05W/cm2~2W/cm2。
进一步地,超声波发生器为超声波振子或超声波晶片。
根据本发明的第二方面,本发明提供一种冰箱,冰箱内限定有上述中任一超声辅助处理间室。
本发明的超声辅助处理间室,其托盘总成具有顶板和底板,顶板与底板之间限定有隔层空腔,隔层空腔内容装有隔层介质,并且顶板上形成有向下凹陷的凹陷部,食材放置在凹陷部中,隔层介质可以包绕在凹陷部的周围,从而能够确保食材的温度平滑、稳定的变化。由于超声波在隔层介质中传递时会发生衰减,因此,本发明通过对凹陷部的下底面与底板对应区域上表面之间的距离进行特殊限定,使得隔层介质在不影响超声波发生器正常作用的前提下,缓冲食材的冻结速度,提高食材的冻结品质。
进一步地,由于托盘上的凹陷部包括至少一个长条形凹陷部和多个圆形凹陷部,为提高各凹陷部内的食材的冻结速度以及冻结的均匀性,本发明在底座的下表面设置有多个超声波发生器,并且多个超声波发生器在底座的下表面呈矩阵式排布。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是根据本发明一个实施例的……装置的示意性透视图;
图2是根据本发明一个实施例的托盘总成与超声波发生器的爆炸图;
图3是根据本发明一个实施例的托盘总成的部分剖面图;
图4是根据本发明一个实施例的托盘总成的俯视图;
图5是从托盘总成的底部向上看时超声波发生器的排布方式示意图;
图6是超声波在托盘总成内垂直方向上的声压分布图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要理解的是,在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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。
图1是根据本发明一个实施例的冰箱的整体结构示意图。参照图1,冰箱可包括箱体10,箱体10的内部限定有若干个储物间室。优选地,储物间室可分为上中下三层,上层作为一个整体的冷藏间室20、下层作为两个冷冻间室30、中间层作为两个超声辅助处理间室40。
需要说明的是,超声辅助处理间室40的内部为低温空间,温度可以配置为 0℃以上(冷藏温度),用于对新鲜果蔬或者短时储放的食材进行储藏。在本实施例中,超声辅助处理间室40可以用于放置腌制的食材(即表面已经涂抹腌料或者浸入腌料的食材),提高食材的腌制速度和腌制效果。此时,超声辅助处理间室40作为食材的辅助腌制间室。
另外,超声辅助处理间室40内的温度也可以配置为-8℃至-25℃(即冷冻温度,具体温度可以根据需要进行调整),用于对肉类或者其他长期储放的食材进行冷冻,提高食材的冻结速度和冻结品质。此时,超声辅助处理间室40 作为食材的辅助冻结间室。下面结合附图对超声辅助处理间室40进行详细说明。
参照图2至图5,超声辅助处理间室40内设置有托盘总成50和至少一个超声波发生器60。其中,托盘总成50用于承载食材,超声波发生器60可以设置在托盘总成50的下方,配置成受控地产生超声波,使得超声波的至少一部分施加至食材上。
实际应用中,当超声辅助处理间室40用作食材的辅助腌制间室时,超声波发生器60产生的超声波能够作用至食材,使得食材发生微小振动,并且在持续的振动过程中,可以使腌料较为充分、快速的浸入到食材内。经发明人实验测定,例如,将涂抹腌料后的奥尔良鸡翅放置在普通的冷藏室中腌制,腌制时间大约需要2到3小时,而将其放置在本发明中的超声辅助冻结间室40内仅需 20到30分钟,大大缩短了腌制时间,并且腌制效果也较好。
当超声辅助处理间室40用作食材的辅助冻结间室时,也即采用超声波技术对食材进行快速冻结,超声波发生器60产生的超声波施加在食材上,可以起到强化传热的作用,不仅可以促进晶核的形成,还可以改变食材内部水分的成核温度,降低食材过冷度,促进冰晶快速成核。并且超声波还能对较大的冰晶起到破碎作用,形成小而均匀的冰晶,减少对细胞的损伤,保证食材新鲜。
发明人通过对超声波冻结特性的深入研究,发现超声波技术虽然可以提高肉类的冻结速度,但不可避免的是肉类容易因骤冷而导致细胞破碎,造成细胞内的营养物质流失。
为了克服上述现有技术的缺陷,本实施例的托盘总成50具有顶板511和底板521,顶板511和底板521之间限定有隔层空腔,隔层空腔内容装有隔层介质70,隔层介质70用于缓冲食材的冻结速率。可以理解,隔层介质70的比热容较大,在吸收低温空间内的冷量时,其温度变化速率明显小于肉类食材的温度变化速率,能够使肉类食材的温度平滑、稳定地变化,避免了肉类食材的细胞因骤冷而发生破碎。
具体地,隔层介质70可以为特定的混合溶液,其凝固温度处于-40℃~0℃之间,使用温度小于80℃,比热容处于1KJ/(kg·K)~5KJ/(kg·K)之间,并且其不属于危险品、不具备可燃性、安全性好、无毒无害,符合相关的添加剂法及FDA(食品药品监督管理局)的标准要求。
在一个可选实施例中,顶板511向下凹陷形成有至少一个凹陷部53,用户可以将食材放置在凹陷部53中,隔层介质70的介质表面应至少超过凹陷部53 的底端,以使隔层介质70能够包绕在凹陷部53的周围,进而提高对食材的作用效果,使得食材的温度能够更加平滑、稳定的变化。
如本领域技术人员所习知的,超声波在液体中传播会发生较大衰减,因此,为了使超声波能够有效作用至食材,凹陷部53的下底面与底板521对应区域上表面之间的距离不可设计的过大,发明人通过实验测定,发现测点距底板521 上表面的高度与超声波的声压之间存在如下关系:
参照图6,该图为超声波在托盘总成50内垂直方向上的声压分布图,从图中不难看出,随着测点距离底板521上表面高度的增加,超声波的声压大小会出现不同程度的起伏,但整体上呈下降趋势。
图3是根据本发明一个实施例的托盘总成的部分剖面图。图中h示出了凹陷部53的下底面与底板521的对应区域上表面之间的距离,由于超声波在距底板521上表面的高度为0~50mm范围内的声压还相对较大,超声作用还较为明显,因此,本实施方式中限定0≤h≤50mm。
此外,图中H示出了顶板511上凹陷部53的周围区域的下表面与底板521 的对应区域的上表面之间的距离,为节省超声辅助处理间室40的内部空间,本实施方式中可限定H≤200mm,避免将托盘总成50设计的过高。
具体地,本实施方式中的托盘总成50包括托盘51和底座52。其中,托盘 51至少包括上述顶板511以及自顶板511的周缘向下延伸的裙围部512。底座 52至少包括上述底板521以及自底板521的周缘向上延伸的围挡部522。裙围部512与围挡部522的形状相适配,以使托盘51自上而下插入至底座52时,与底座52之间形成上述隔层空腔。
在一个可选实施例中,至少一个凹陷部53可包括至少一个长条形凹陷部 531和多个圆形凹陷部532。其中,至少一个长条形凹陷部531形成在顶板511 的前部区域且沿顶板511的长度方向延伸,多个圆形凹陷部532形成在顶板511 的后部区域且沿顶板511的长度方向等间距地排布。用户可根据实际需求,选择性地将肉类食材放置在不同的凹陷部53中,例如,将切成条状的肉类放置在长条形凹陷部531中,将切成块状的肉类放置在圆形凹陷部532中。此外,多个凹陷部53可供不同肉类单独放置,各凹陷部53之间互不连通,可以防止因不同肉类的汁液混合在一起而影响肉类的口感。
在一个可选实施例中,每个圆形凹陷部532的正下方均对应设置有一个超声波发生器60。每个长条形凹陷部531的下方沿长条形凹陷部531的长度方向等间距地设置有多个超声波发生器60,以便针对性地分别对各圆形凹陷部532 和长条形凹陷部531内的食材进行冻结。
进一步地,各超声波发生器60可以在底座52的下底面呈矩阵式排布,以便均匀地向整个托盘51传递超声作用。较佳地,相邻超声波发生器60之间的横向距离和纵向距离为半个波长的偶数倍,以便减小相邻超声波发生器60之间的干涉作用。
在一些优选实施例中,托盘51和底座52可以由铝镁合金制成或不锈钢制成。超声波发生器60可以为超声波振子或超声波晶片,粘接固定在底座52的下表面。托盘51与底座52本身的厚度可以为0.8mm~1mm,以在节约材料的同时,避免超声波发生器60振动而导致托盘51或底座52发生损坏。
本发明中,超声波发生器60的频率优选为20kHZ~60kHZ,例如30Khz、 40kHZ、50khz均可,该段频率下的超声波具有较强的穿透能力,可以提高食材的冻结速率,并使得食材的内外温度均匀。
进一步地,还可以将超声波发生器60产生的超声波传递至顶板511下表面处的声强控制在0.05W/cm2~2W/cm2之间,以便超声波发生器60能够在耗能较低的前提下实现较好的冻结效果。
另外,本发明中的超声辅助处理间室40内还设置有抽屉型容器54,抽屉型容器54配置成可操作地拉出或缩进于超声辅助处理间室40。其中,托盘总成50可以用作抽屉型容器54的底板,或者托盘总成50整体地设置在抽屉型容器54的底板上。
根据本发明的任一可选实施例或多个可选实施例的组合,本发明实施例能够达到如下技术效果:
本发明的超声辅助处理间室40,其托盘总成50具有顶板511和底板521,顶板511与底板521之间限定有隔层空腔,隔层空腔内容装有隔层介质70,并且顶板511上形成有向下凹陷的凹陷部53,食材放置在凹陷部53中,隔层介质70可以包绕在凹陷部53的周围,从而能够确保食材的温度平滑、稳定的变化。由于超声波在隔层介质70中传递时会发生衰减,因此,本发明通过对凹陷部53的下底面与底板521对应区域上表面之间的距离进行特殊限定,使得隔层介质70在不影响超声波发生器60正常作用的前提下,缓冲食材的冻结速度,提高食材的冻结品质。
进一步地,由于托盘51上的凹陷部53包括至少一个长条形凹陷部531和多个圆形凹陷部532,为提高各凹陷部53内的食材的冻结速度以及冻结的均匀性,本发明在底座52的下表面设置有多个超声波发生器60,并且多个超声波发生器60在底座52的下表面呈矩阵式排布。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种超声辅助处理间室,其特征在于,所述超声辅助处理间室内设置有托盘总成和至少一个超声波发生器,其中
所述托盘总成具有顶板和底板,所述顶板和所述底板之间限定有隔层空腔,所述隔层空腔内容装有隔层介质,所述隔层介质用于缓冲所述食材的冻结速率;
所述顶板向下凹陷形成有用于承载食材的至少一个凹陷部,所述凹陷部的下底面与所述底板的对应区域上表面之间的距离为0~50mm,所述隔层介质的介质表面至少超过所述凹陷部的底端;
所述超声波发生器固定在所述底板的下底面,配置成受控地产生超声波,使得所述超声波的至少一部分通过所述隔层介质施加至所述食材。
2.根据权利要求1所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
所述顶板上所述凹陷部的周围区域的下表面与所述底板的对应区域的上表面之间的距离小于或等于200mm。
3.根据权利要求1所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
所述托盘总成包括托盘和底座;其中,
所述托盘包括所述顶板以及自所述顶板的周缘向下延伸的裙围部,
所述底座包括所述底板以及自所述底板的周缘向上延伸的围挡部;
所述裙围部与所述围挡部的形状相适配,以使所述托盘扣合或盖合在所述底座上,与所述底座之间形成所述隔层空腔。
4.根据权利要求1所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
所述至少一个凹陷部包括至少一个长条形凹陷部和多个圆形凹陷部,其中所述至少一个长条形凹陷部形成在所述顶板的前部区域且沿所述顶板的长度方向延伸,所述多个圆形凹陷部形成在所述顶板的后部区域且沿所述顶板的长度方向等间距地排布。
5.根据权利要求4所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
每个所述圆形凹陷部的正下方均对应设置有一个所述超声波发生器;
每个所述长条形凹陷部的下方沿所述长条形凹陷部的长度方向等间距地设置有多个所述超声波发生器。
6.根据权利要求5所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
所述超声波发生器在所述底座的下底面呈矩阵式排布。
7.根据权利要求1所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
所述超声波发生器的频率为20kHz~60kHz。
8.根据权利要求1所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
所述超声波发生器产生的超声波传递至所述顶板下表面处的声强为0.05W/cm2~2W/cm2。
9.根据权利要求1所述的超声辅助处理间室,其特征在于,
所述超声波发生器为超声波振子或超声波晶片。
10.一种冰箱,其特征在于,所述冰箱内限定有根据权利要求1-9任一项所述的超声辅助处理间室。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110351961.7A CN115143714A (zh) | 2021-03-31 | 2021-03-31 | 一种超声辅助处理间室及冰箱 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN115143714A true CN115143714A (zh) | 2022-10-04 |
Family
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Family Applications (1)
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Citations (3)
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EP0396363A2 (en) * | 1989-05-01 | 1990-11-07 | Edward Anthony Pedziwiatr | Ultrasonic induction apparatus and method |
CN111854282A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 冷冻解冻冰箱及冷冻解冻方法 |
CN216557905U (zh) * | 2021-03-31 | 2022-05-17 | 青岛海尔电冰箱有限公司 | 一种超声辅助处理间室及冰箱 |
-
2021
- 2021-03-31 CN CN202110351961.7A patent/CN115143714A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0396363A2 (en) * | 1989-05-01 | 1990-11-07 | Edward Anthony Pedziwiatr | Ultrasonic induction apparatus and method |
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