水产品船载超低温保鲜加工控制系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及一种水产品船载超低温保鲜加工控制系统与方法。本发明专利技术包括主控制系统、显示单元、阀控单元、采集单元和动力单元。本发明专利技术速冻过程分为四个阶段，第一阶段为预冷阶段，第二阶段为快速冷冻阶段，第三阶段为深度冷冻阶段，第四阶段为保温阶段；各个阶段执行不同的降温速率和速冻时间，其中快速冷冻阶段降温速率最大，其次是深度冷冻阶段，最后是预冷阶段，保温阶段维持设备内环境温度稳定。本发明专利技术液氮消耗量低，温度控制精确，速冻速率快，且速冻出的水产品无需添加保鲜剂，绿色环保品质好，提高了水产品船载源头保鲜水平，增加了产品附加值。

【技术实现步骤摘要】
水产品船载超低温保鲜加工控制系统与方法
本专利技术属于海产品保鲜
，具体涉及一种水产品船载超低温保鲜加工控制系统与方法。
技术介绍
我国是世界渔业大国，水产资源丰富，水产品种类繁多。2018年全国渔业总产值已达到12815亿元，其中海洋捕捞产值2228亿元，水产品总产量6457万吨，其中海水产品产量约3301万吨，远洋渔业产量225万吨。自2012年起，中央财政对渔业投入大幅增加，为渔业经济保持高度可持续发展提供了最佳保障。随着近海资源持续衰退，国家鼓励发展外海作业和远洋渔业。就捕捞渔船而言，如何进一步对捕获的海产品在船上做好保鲜工作，确保捕获的海产品品质和价值，显得更为重要。长期以来，国内渔场捕捞船对捕获的水产品保鲜通常用冰保鲜，这种传统方法有很多局限性，后来用保鲜剂保鲜，如加入焦亚硫酸钠（虾粉），其被分解后成为二氧化硫，福尔马林（甲酴）等均是致癌物质，存在食品安全隐患，影响人的身体健康。近几年陆陆续续有渔船开始安装氟利昂制冷库，水产品保鲜水平虽得到一定程度的提高，但是这种保鲜方式还需要加入虾粉等保鲜剂。液氮超低温速冻技术是采用液氮瞬时释放的极大冷冻强度，使海产品快速通过冰晶生成带，有效抑制蛋白变性，肌肉纤维破坏较少，有效控制干耗，冻品在解冻后品质和冰鲜状态一样。同时，科技的不断发展，海产品深加工及贮藏技术也在不断提高，目前产业发展的总体趋势是：海产品加工及贮藏前移，即海产品加工移至船上，“海上移动工厂”成为一种新模式。若将液氮超低温速冻技术应用直接延伸到一线海洋捕捞加工船，可提升海产品源头保鲜水平，最大程度保持水产鲜度品质。因此，提供一种水产品船载超低温保鲜加工控制系统与方法显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种水产品船载超低温保鲜加工控制系统与方法。本专利技术解决技术问题采用的技术方案是：水产品船载超低温保鲜加工控制系统，包括主控制系统、显示单元、阀控单元、采集单元和动力单元。所述的主控制系统，用于控制阀控单元、采集单元和动力单元。主控制系统集成了水产品液氮速冻工艺专家库系统，即不同种类不同规格的水产品液氮速冻时，阀控单元、采集单元和动力单元的最优匹配参数。所述的显示单元，用于显示和设定高精度控制系统的多种参数，以及控制系统运行的实时工况。所述的采集单元主要由温度传感器组成，其中温度传感器A用于测量速冻设备内部的环境温度，温度传感器B用于测量速冻水产品的中心温度。所述的阀控单元，主要由液氮过滤器、压力变送器、安全阀、电动球阀、组合式低温电磁阀和液氮喷淋系统组成，用于液氮流量的精确调节；所述的安全阀用于监测液氮管路内压力，当液氮管路内压力值高于安全阀设定的安全压力值时自动泄压。所述的电动球阀为截止阀，控制液氮管路的通断。组合式低温电磁阀由小通径开关阀、中通径开关阀和大通径开关阀组合而成，用PWM波占空比来控制开关阀的开启闭合时间比例，等效模拟开关阀阀口开度的大小。所述的动力单元，用于控制排风风机和循环风机。水产品船载超低温保鲜加工控制方法，使用上述的系统，具体是：将待冷冻的水产品放入液氮速冻设备内，选择专家库系统中相对应的液氮速冻工艺，按下显示单元界面上的自动按钮，即水产品液氮速冻开始。速冻过程分为四个阶段，第一阶段为预冷阶段，第二阶段为快速冷冻阶段，第三阶段为深度冷冻阶段，第四阶段为保温阶段；各个阶段执行不同的降温速率和速冻时间，其中快速冷冻阶段降温速率最大，其次是深度冷冻阶段，最后是预冷阶段，保温阶段维持设备内环境温度稳定。本专利技术的有益效果是：系统液氮消耗量低，温度控制精确，速冻速率快，且速冻出的水产品无需添加保鲜剂，绿色环保品质好，提高了水产品船载源头保鲜水平，增加了产品附加值。附图说明图1为水产品船载超低温保鲜加工控制系统系统结构图。图2为水产品船载超低温保鲜加工控制方法流程图。图3为水产品超低温深冷速冻过程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所述，水产品船载超低温保鲜加工控制系统主要包括主控制系统、显示单元、阀控单元、采集单元和动力单元。所述的主控制系统，用于控制阀控单元、采集单元和动力单元。主控制系统集成了水产品液氮速冻工艺专家库系统，即不同种类不同规格的水产品液氮速冻时，阀控单元、采集单元和动力单元的最优匹配参数。所述的显示单元，用于显示和设定高精度控制系统的各种参数，以及系统运行的实时工况。所述的采集单元主要由温度传感器组成，温度传感器A用于测量速冻设备内部的环境温度，温度传感器B用于测量速冻水产品的中心温度。所述的阀控单元，主要由液氮过滤器、压力变送器、安全阀、电动球阀、组合式低温电磁阀和液氮喷淋系统组成，用于液氮流量的精确调节。所述的安全阀用于监测液氮管路内压力，当液氮管路内压力值高于安全阀设定的安全压力值时自动泄压。所述的电动球阀为截止阀，控制液氮管路的通断。组合式低温电磁阀由小通径开关阀、中通径开关阀和大通径开关阀组合而成，用PWM波占空比来控制开关阀的开启闭合时间比例，等效模拟开关阀阀口开度的大小。所述的动力单元，用于控制排风风机和循环风机。如图2所示，水产品船载超低温保鲜加工控制方法是：将待冷冻的水产品放入液氮速冻设备内，选择专家库系统中相对应的液氮速冻工艺，按下显示单元界面上的自动按钮，即水产品液氮速冻开始。速冻过程分为四个阶段，第一阶段为预冷阶段，第二阶段为快速冷冻阶段，第三阶段为深度冷冻阶段，第四阶段为保温阶段。各个阶段执行不同的降温速率和速冻时间，即快速冷冻阶段降温速率最大，其次是深度冷冻阶段，最后是预冷阶段，保温阶段维持设备内环境温度稳定。当速冻水产品的中心温度达到A时，速冻过程立即从预冷阶段转入快速冷冻阶段；当速冻水产品的中心温度达到B时，速冻过程立即从快速冷冻阶段转入深度冷冻阶段；当速冻水产品的中心温度达到C时，速冻过程立即从深度冷冻阶段转入保温阶段；当速冻水产品的中心温度达到D时，速冻过程结束。水产品液氮速冻开始后，系统先进行自检，在系统无任何异常的情况下首先进入预冷阶段。主控制系统发出指令给阀控单元，阀控单元开始工作，并最终通过液氮喷淋系统将液氮雾化喷淋至液氮速冻设备内部。液氮速冻设备内部温度降低，当设备内部温度下降到设定值A1时，随即进入保温模式，阀控单元停止工作。水产品速冻过程中吸收大量的冷量，设备内部温度会升高，阀控单元又开始工作，当设备内部温度再次下降到设定值A1时，又进入保温模式，阀控单元停止工作，直至速冻水产品的中心温度达到A时，预冷阶段完成，进入快速冷冻阶段。进入快速冷冻阶段后，主控制系统发出指令给阀控单元工作，液氮速冻设备内部温度继续降低，当设备内部温度下降到设定值B1时，随即进入保温模式，阀控单元停止工作。水产品速冻过程中吸收大量的冷量，设备内部温度会升高，阀控单元又开始工作，当设备内部温度再次下降到设定值B1时，又进入保温模式，阀控单元停止工作，直至速冻水产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水产品船载超低温保鲜加工控制系统，包括主控制系统、显示单元、阀控单元、采集单元和动力单元；/n所述的主控制系统，用于控制阀控单元、采集单元和动力单元；主控制系统集成了水产品液氮速冻工艺专家库系统，即不同种类不同规格的水产品液氮速冻时，阀控单元、采集单元和动力单元的最优匹配参数；/n所述的显示单元，用于显示和设定高精度控制系统的多种参数，以及控制系统运行的实时工况；/n所述的采集单元主要由温度传感器组成，其中温度传感器A用于测量速冻设备内部的环境温度，温度传感器B用于测量速冻水产品的中心温度；/n所述的阀控单元，主要由液氮过滤器、压力变送器、安全阀、电动球阀、组合式低温电磁阀和液氮喷淋系统组成，用于液氮流量的精确调节；所述的安全阀用于监测液氮管路内压力，当液氮管路内压力值高于安全阀设定的安全压力值时自动泄压；所述的电动球阀为截止阀，控制液氮管路的通断；组合式低温电磁阀由小通径开关阀、中通径开关阀和大通径开关阀组合而成，用PWM波占空比来控制开关阀的开启闭合时间比例，等效模拟开关阀阀口开度的大小；/n所述的动力单元，用于控制排风风机和循环风机。/n

【技术特征摘要】
1.水产品船载超低温保鲜加工控制系统，包括主控制系统、显示单元、阀控单元、采集单元和动力单元；
所述的主控制系统，用于控制阀控单元、采集单元和动力单元；主控制系统集成了水产品液氮速冻工艺专家库系统，即不同种类不同规格的水产品液氮速冻时，阀控单元、采集单元和动力单元的最优匹配参数；
所述的显示单元，用于显示和设定高精度控制系统的多种参数，以及控制系统运行的实时工况；
所述的采集单元主要由温度传感器组成，其中温度传感器A用于测量速冻设备内部的环境温度，温度传感器B用于测量速冻水产品的中心温度；
所述的阀控单元，主要由液氮过滤器、压力变送器、安全阀、电动球阀、组合式低温电磁阀和液氮喷淋系统组成，用于液氮流量的精确调节；所述的安全阀用于监测液氮管路内压力，当液氮管路内压力值高于安全阀设定的安全压力值时自动泄压；所述的电动球阀为截止阀，控制液氮管路的通断；组合式低温电磁阀由小通径开关阀、中通径开关阀和大通径开关阀组合而成，用PWM波占空比来控制开关阀的开启闭合时间比例，等效模拟开关阀阀口开度的大小；
所述的动力单元，用于控制排风风机和循环风机。


2.水产品船载超低温保鲜加工控制方法，使用权利要求1所述的系统，其特征在于：
将待冷冻的水产品放入液氮速冻设备内，选择专家库系统中相对应的液氮速冻工艺，按下显示单元界面上的自动按钮，即水产品液氮速冻开始；
速冻过程分为四个阶段，第一阶段为预冷阶段，第二阶段为快速冷冻阶段，第三阶段为深度冷冻阶段，第四阶段为保温阶段；各个阶段执行不同的降温速率和速冻时间，其中快速冷冻阶段降温速率最大，其次是深度冷冻阶段，最后是预冷阶段，保温阶段维持设备内环境温度稳定。


3.根据权利要求2所述的水产品船载超低温保鲜加工控制方法，其特征在于：
所述的预冷阶段具体是：主控制系统发出指令给阀控单元，阀控单元开始工作，并最终通过液氮喷淋系统将液氮雾化喷淋至液氮速冻设备内部；液氮速冻设备内部温度降低，当设备内部温度下降到设定值A1时，随即进入保温模式，阀控单元停止工作；水产品速冻过程中吸收大量的冷量，设备内部温度会升高，阀控单元又开始工作，当设备内部温度再...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘硕，蔡勇，林王林，姜凯友，孙智勇，张宇，陈磊，杨志坚，丁凡，张博，乔恺，王浩，
申请(专利权)人：浙江大学，浙江大学舟山海洋研究中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33