一种基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置及方法，属于食品加工技术领域中的冷冻加工技术范畴。本发明专利技术方法按照以下三段式操作进行：（1）果蔬原料预处理及预冷；（2）急速冷冻。其流程主要包括液化CO2对果蔬物料急速降温、超声辅助冻结果蔬调控冰晶体；（3）冻藏。本发明专利技术通过降温及加压的方式将CO2气体液化，作为冷冻介质及超声传播的液体介质，实现低频超声辅助液化CO2速冻。整个速冻过程分为三段式操作，最大限度降低了物料冷冻时间，冰晶形成过程受到调控。相比

【技术实现步骤摘要】
一种基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置及方法


[0001]本专利技术涉及食品加工
中的冷冻加工技术范畴，具体是一种基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置及速冻方法。

技术介绍

[0002]如今，冷冻已成为食品加工和保存的重要手段，特别是对于长期贮藏和运输的场合，被认为是理想的选择。研究表明，当冻结速度较慢时，冷冻对食品带来的伤害尤其明显，因为水分子会逐渐向晶核迁移，冰晶不断生长。在不同类型的食品中，具有细胞壁结构的新鲜果蔬对冻害更敏感。冰晶对冷冻果蔬的机械损伤是导致产品质量恶化的主要原因之一。另一方面，慢冻会产生浓缩效应。在冻结过程中，液态水逐渐变成固态冰，自由水含量减少，导致果蔬细胞中离子浓度增加。这会增加细胞内生化反应的速率，加速产品的变质。快速冷冻可以有效减少冷冻对新鲜果蔬的损害，因为在这样的条件下，产品温度可以迅速越过最大冰晶生成带，从而阻止水分子的迁移，最终形成均匀且细小的冰晶，所以国内外在冷冻领域提倡快速冷冻。
[0003]在速冻基础上，近年来为了获得更好的冷冻效应，越来越多的研究集中于使用物理领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置，其特征在于，包括：冷冻室；抽真空设备，通过抽气管道与所述冷冻室的内腔连接；CO2气体供应装置，通过二氧化碳输入管道与所述冷冻室的内腔连接；加压泵，通过加压管道和所述冷冻室的内腔连接，用于将充入的CO2气体进行加压液化；压力表，用于检测所述冷冻室内腔的压力；第一温度传感器，用于检测所述冷冻室的腔内温度；第二温度传感器，用于检测位于冷冻室内物料的中心温度；样品自动升降台，位于所述冷冻室的腔内底部，用于将物料提升至脱离液化CO2液面；分隔板，位于所述冷冻室的腔内上部，用于将所述冷冻室的内腔分隔为脱离液化CO2液面的上部腔室和盛装液化CO2的下部腔室，将下部液化CO2进行单独密封；超声换能器，用于向所述冷冻室的内腔发射低频超声波。2.根据权利要求1所述的基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置，其特征在于，所述冷冻室为耐压圆柱形，耐压圆柱形的所述冷冻室外壁上均匀布设若干个弧形超声换能器，每个所述弧形超声换能器的频率为28 kHz，每个换能器功率为100 W，作用模式为脉冲方式。3.根据权利要求1所述的基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置，其特征在于，圆柱形的所述冷冻室的底部为内凹的弧面，能够承受腔体内大于10 MPa压力。4.根据权利要求1所述的基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置，其特征在于，还包括CO2回收装置，用于冷冻室内CO2回收。5.一种物料速冻方法，采用如权利要求1~4中任一所述基于冰晶体调控的低频超声辅助液化CO2速冻装置，其特征在于，包括以下步骤：S1、物料预处理及预冷；S2、急速冷冻，将CO2气体液化并降温至
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40℃以下，以液化后的CO2为冷冻介质实现对物料的急速冻结，期间开启低频超声辅助冻结物料调控冰晶体，具体是：4 ~ 0℃移除潜热阶段；0 ~
ꢀ‑
5℃相变阶段，待第二温度传感器检测到物料中心温度下降至0℃时，开启超声换能器，其作用频率为28 kHz，强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慜，姜齐永，范东翠，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：