一种三段式变温液氮速冻机及其在速冻食品中的应用制造技术

本发明专利技术属于速冻设备技术领域，具体涉及一种三段式变温液氮速冻机及其在速冻食品中的应用。三段式变温液氮速冻机包括隧道腔体、降温系统、隔温装置和控制器；隧道腔体设有出风口、入料口和出料口，内部设有传送带；降温系统的管道上沿液氮罐至雾化喷嘴的方向依次设有阀门、加压装置和节流阀，雾化喷嘴上方设有均温风扇；隔温装置包括隔温板、卡槽和滑轨，隔温板将隧道腔体分隔为预冷腔、结晶腔和深冷腔，并可通过滑动隔温板调节各腔体至所需长度；控制器与温度感应装置、节流阀和均温风扇电性连接，通过节流阀精准控制各腔体温度。本发明专利技术提供的设备与当前的单腔体液氮速冻机相比，极大节约了液氮损耗量，显著提高了速冻食品的品质，应用前景广阔。应用前景广阔。应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种三段式变温液氮速冻机及其在速冻食品中的应用


[0001]本专利技术属于速冻设备
，具体涉及一种三段式变温液氮速冻机及其在速冻食品中的应用。

技术介绍

[0002]液氮是一种无色、无臭、无菌、惰性、低粘度的透明液体，从沸点(
–
196℃)到
–
20℃冻结终温的制冷量达383kJ/kg。作为一种冷媒介质，液氮具有降温速度快、冻结质量高、物料干耗低、安全卫生无污染、易于实现机械化和自动化的特点，现已逐渐应用于名贵果蔬、畜禽、水产、食用菌等食品的速冻保鲜。
[0003]然而，食品的液氮速冻技术仍然存在如下难题：(1)常温状态下的食品与液氮接触后会产生急剧热交换，周围立即形成冻结层外壳，而内部尚未冻结；当中心区域水分结晶时，就会产生机械应力，导致食品龟裂。(2)液氮速冻加工成本主要源于液氮损耗，当前每吨水产品的液氮损耗量达2～2.5吨，生产成本远高于传统机械速冻，从而限制了其在食品领域的广泛应用。因此，如何降低食品冻裂率、减少液氮损耗量成为液氮速冻食品的关键技术难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服现有装备和技术中的缺陷，解决物料冻裂率高、液氮损耗量大的难题，提供了一种三段式变温液氮速冻机及其在速冻食品中的应用方法。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术包括以下技术方案：
[0006]本专利技术首先提供一种三段式变温液氮速冻机，所述三段式变温液氮速冻机包括隧道腔体、降温系统、隔温装置和控制器；
[0007]所述隧道腔体的两端设有出风口、入料口和出料口，在其内部从入料口至出料口设有传送带；
[0008]所述降温系统包括液氮罐、管道、阀门、加压装置、节流阀、雾化喷嘴及均温风扇；其中液氮罐通过管道与雾化喷嘴连通，且在管道上、沿液氮罐至雾化喷嘴的方向依次设有阀门、加压装置和节流阀；均温风扇设于雾化喷嘴上方的隧道腔体内部上壁；
[0009]所述隔温装置包括隔温板、卡槽和滑轨；沿隧道腔体的平行方向设有滑轨，固定于隧道腔体侧壁凹槽；滑轨上设有卡槽，通过卡槽实现隔温板与滑轨的连接；隔温板下方为传送带，两者之间设有间隙，以便物料运输；
[0010]隔温板的上端和侧端与隧道腔体密封连接；隔温板可通过滑轨自由移动，将隧道腔体分割为三个空间区域；每一个空间区域内设均有温度感应装置；
[0011]所述控制器设于隧道腔体外侧，其与温度感应装置、节流阀和均温风扇电性连接。
[0012]优选的，所述隧道腔体的尺寸为25～30(长):3～4(宽):0.8～1.2(高)。
[0013]优选的，所述雾化喷嘴为矩阵式布局的锥形喷嘴。
[0014]优选的，所述隔温板为聚苯乙烯材料，厚度为4～7cm。
[0015]优选的，所述隔温装置沿隧道腔体的平行方向设有四支滑轨，固定于隧道腔体侧壁凹槽；隔温板与滑轨为固定连接。
[0016]优选的，所述隔温装置将隧道腔体分割为三部分，沿入料口至出料口方向，隔温板依次将隧道腔体分隔为预冷腔、结晶腔和深冷腔；隔温板通过滑轨可自由移动，从而调节预冷腔、结晶腔和深冷腔长度；预冷腔、结晶腔和深冷腔的长度比为1:1.0～1.5:2～2.5。
[0017]优选的，所述控制器与预冷腔、结晶腔和深冷腔的温度感应装置电性连接，实时监控腔体温度。
[0018]其中控制器与节流阀电性连接，用于精准控制腔体温度，即当腔体温度高于设定温度时，节流阀上调液氮流量；当腔体温度低于设定温度时，节流阀下调液氮流量；控制器与均温风扇电性连接，在速冻机工作时始终保持开启状态。
[0019]本专利技术还提供一种三段式变温液氮速冻机在速冻食品中的应用方法，包括以下步骤：
[0020]设定预冷腔、结晶腔和深冷腔的长度及温度，启动降温系统预冷至设定温度；再启动传送带，在入料口放置待冻结的食品，在出料口即可得到目标产品。
[0021]具体步骤如下：通过滑动隔温板，调节预冷腔、结晶腔和深冷腔至所需长度；再通过控制器，设定预冷腔、结晶腔和深冷腔的温度；然后打开阀门，液氮在加压装置的作用下通过管道从雾化喷嘴喷出；同时开启均温风扇，使液氮在腔体内部均匀扩散；
[0022]控制器通过节流阀调节液氮流量，控制各腔体温度；当预冷腔、结晶腔和深冷腔内达到设定温度后，启动传送带，在入料口放置待冻结的食品，经传送带依次运输至预冷腔、结晶腔和深冷腔，最后在出料口输出目标产品。
[0023]优选的，预冷腔、结晶腔和深冷腔的长度为1:1.0～1.5:2～2.5，温度分别为
–
65～
–
75℃、
–
95～
–
105℃和
–
115～
–
125℃。
[0024]优选的，速冻食品在预冷腔、结晶腔和深冷腔的滞留时间分别为4～6min、5～7min和10～12min。
[0025]上述技术方案中所述的速冻食品的尺寸为20～30cm(长)
×
20～30cm(宽)
×
4～6cm(高)；速冻食品为预包装调理小龙虾，固形物含量为75～85％，包括香辣、麻辣、蒜蓉、十三香、金汤等风味。
[0026]本专利技术的优点和技术效果是：
[0027](1)本专利技术在当前的单腔体液氮速冻机中设立隔温装置，其隔温板可以在滑轨上自由滑动，从而调节隔温板之间的距离，进而控制预冷腔、结晶腔和深冷腔的尺寸，操作简便、灵活性强。
[0028](2)本专利技术基于食品冻结曲线，提供一种三段式变温液氮速冻机及其在速冻食品中的应用方法，与当前的单腔体液氮速冻机相比极大节约了液氮损耗量，并提高了速冻食品的品质，以小龙虾为例：每吨预包装调理小龙虾的液氮损耗量降低了12～18％；小龙虾的冻裂率、硬性、弹性、内聚性、回复性、咀嚼性、亮度(L
*
)、水分和盐溶性蛋白显著提高，黄度(b
*
)和挥发性盐基氮显著降低。
附图说明
[0029]图1为三段式变温液氮速冻机的整体结构示意图。
[0030]图2为三段式变温液氮速冻机的内部结构示意图。
[0031]图3为三段式变温液氮速冻机的隔温装置示意图。
[0032]图4为液氮速冻小龙虾的描述检验雷达图(
●
：三段式变温液氮速冻；
■
：单腔体液氮速冻)。
[0033]附图标记：1
‑
入料口，2
‑
出风口，3
‑
温度感应装置，4
‑
预冷腔，5
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隔温装置，6
‑
结晶腔，7
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控制器，8
‑
降温系统，9
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深冷腔，10
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出料口，11
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节流阀，12
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隧道腔体，13
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加压装置，14
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阀门，15
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三段式变温液氮速冻机，其特征在于，包括隧道腔体(12)、降温系统(8)、隔温装置(5)和控制器(7)；所述隧道腔体(12)的两端设有出风口(2
‑
1、2
‑
2)、入料口(1)和出料口(10)，在其内部从入料口(1)至出料口(10)设有传送带(17)；所述降温系统(8)包括液氮罐(16)、管道(15)、阀门(14)、加压装置(13)、节流阀(11)、雾化喷嘴(20)及均温风扇(19)；其中液氮罐(16)通过管道(15)与雾化喷嘴(20)连通，且在管道(15)上、沿液氮罐(16)至雾化喷嘴(20)的方向依次设有阀门(14)、加压装置(13)和节流阀(11)；均温风扇(19)设于雾化喷嘴(20)上方的隧道腔体(12)内部上壁；所述隔温装置(5)包括隔温板(18)、卡槽(21)和滑轨(22)；沿隧道腔体(12)的平行方向设有滑轨(22)，位于隧道腔体(12)侧壁开设的凹槽内；滑轨(22)上设有卡槽(21)，通过卡槽(21)实现隔温板(18)与滑轨(22)的连接；隔温板(18)下方为传送带(17)，两者之间设有间隙，以便物料运输；隔温板(18)的上端和侧端与隧道腔体(12)密封连接；隔温板(18)可通过滑轨(22)自由移动，将隧道腔体(12)分割为三个空间区域；每一个空间区域内设均有温度感应装置(3)；所述控制器(7)设于隧道腔体(12)外侧，其与温度感应装置(3)、节流阀(11)和均温风扇(19)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种三段式变温液氮速冻机，其特征在于，隧道腔体(12)的长、宽、高比例为25～30:3～4:0.8～1.2。3.根据权利要求1所述的一种三段式变温液氮速冻机，其特征在于，降温系统(8)的雾化喷嘴(20)为矩阵式布局的锥形喷嘴。4.根据权利要求1所述的一种三段式变温液氮速冻机，其特征在于，隔温装置(5)的隔温板(18)为聚苯乙烯材料，厚度为4～7cm。5.根据权利要求1所述的一种三段式变温液氮速冻机，其特征在于，隔温装置(5)沿隧道腔体(12)的平行方向设有四支滑轨(22)，固定于隧道腔体(12)侧壁凹槽；隔温板(18)与滑轨(22)为固定连接。6.根据权利要求5所述的一种三段式变温液氮速冻机，其特征在于，隔温装置(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，安文轩，江宁，袁潮，高瑞昌，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院宿迁楠景水产食品有限公司，
类型：发明
国别省市：