专利名称：食物冷冻和解冻方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及用于冷冻和解冻食品的系统和方法。更具体地，本发明涉及使冷冻过程中可能发生的对食品的损坏(如老化)最小的冷冻食品的系统和方法。本发明还涉及解冻冷冻食品以使味道最好的系统和方法。
背景技术：
传统的冷冻方法中，食物在若干个小时内从室温降到冷冻温度，通常为1到3个小时。用这种传统方法冷冻高水分含量食品如寿司时(众所周知的熟米饭、生鱼和其他浇头的组合)，食物不可逆地失去其一大部分水分。在传统冷冻过程内，当食物在相对长的时间内处于某个温度范围时，会发生一个加速老化过程，这引起水分损失。在较长的时间内处于该加速老化温度范围内还会导致以较高的速率产生冰晶。这样以来，形成的冰晶会随时间膨胀并破坏冷冻的食物的细胞结构。当食物解冻时，从冰晶产生的水分会不可逆地从食物中损失。因此，传统在先食物冷冻方法有因为大部分水分含量损失、细胞结构损坏而造成的严重缺陷，因此，降低了解冻的食品的新鲜程度，改变了其构造以及可口程度。
为了改进传统冷冻方法，许多专业的和工业用“快速”冷冻系统采用低温氮气或二氧化碳气作为冷却介质，以更快速(闪速)地进行冷冻。虽然氮气有低的承温能力(-196摄氏度)，其比热只有约47千卡/克/摄氏度，因此高速地从食物中整体吸收热量的热吸收能力不足。尽管传统冷冻产生由于冰晶生长造成的破裂食物细胞，使用低热量冷却源的快速冷冻系统也会由于快速冷冻食物而损坏食物细胞。两种情况下，食物细胞在冷冻过程中都遭到破坏。二氧化碳气体有比氮气高的比热(约137千卡/克/摄氏度)，但是有相当高的最低温度(约-79摄氏度)。使用二氧化碳气体的快速冷冻系统针对前文所述的高水分含量食物有相同的问题。
为了克服传统冷冻技术的缺点，还提出了在冷冻过程中对食物施加磁场的方法。根据美国专利No.6,250,087，这种方法中，对在传统冷冻器内冷冻的食物施加磁能，以防止在冷冻过程中由于冰晶生成造成细胞破裂。由于应用磁场冲击食物，抑止了结晶。然而，该方法使用传统冷冻技术，完成冷冻所需过程时间依然很长(2到3小时)。虽然本方法保持了细胞内的水分并防止滴水，这种系统复杂、昂贵而且容量有限。
基于以上原因，需要一种冷冻和解冻食物的新的改进系统和方法。本发明克服了传统冷冻技术的这些及其他问题，尤其适用于冷冻高水分含量的食品。
发明内容
根据前述原因和其他目的，本发明提供了一种用于冷冻食物并稍后解冻使用的方法。该方法包括以下步骤在容器内包装要冷冻的食品，把食品基本上整个冷却到约10摄氏度，然后在10分钟内把食品基本上整个从10摄氏度冷却到0摄氏度。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种冷冻食品的方法，其包括以下步骤在食品的温度达到第一预定温度时包装要冷冻的食品；然后对食品进行冷却直到食品温度达到第二预定温度；然后冷却食品，使得食品温度在第一预定时间段内从第二预定温度降到第三预定温度。
根据本发明的另一个实施例，提供了用于冷冻食品的系统，其包括冷冻器和控制单元。冷冻器维持设定为第一温度的内部温度，还包括一个第一冷却单元和提供额外冷却能量的可调整冷却单元。控制单元和可调整冷却单元连接，用于调整额外冷却能量。可调整冷却单元根据需要提供额外冷却能量。
根据本发明，调整冷冻器的热交换速率，以得到最优的冷冻过程，来保持食物的原味和构造。高水分含量的食物，如米饭，可以在短时间内冷冻，且采用在大的冰晶簇生成之前捕获食物细胞内的水分的方式。
根据本发明的一个实施例，干冰用作双冷冻器结构的冷却源。干冰从固态直接变成气态时，产生了比从液态二氧化碳变成气体更高的热交换速率。本发明是简单的低成本系统，适于冷冻大量的食物。而且，本发明的简单设计包括连续冷冻食物舱，可以实现几乎无限制的冷冻食物的产生。
根据本发明的另一个实施例，提供了用于解冻冷冻食品的方法，其包括把冷冻剂容器放置在冷冻食物一侧，从与放置冷冻剂容器的该相对侧的一侧对冷冻食物施加蒸气。把食品蒸至解冻到预期温度为止。
根据本发明，优选地在一合理短的时间段内冷冻食物，以避免食物长时间的处于最大冰晶产生范围内，该范围会由于冰晶生长损坏食物。这通过使用如干冰的高卡路里冷却源实现。本发明的冷冻过程避免了传统快速冷冻方法引起的脱水现象。
根据本发明，提供了解冻冷冻食物的方法，其包括把若干个冷冻食物容器放置在托盘内。在所述冷冻食物的一侧放置冷冻剂包。对托盘提供热水源，直到若干个冷冻食物容器解冻到预期温度。
根据这些和其他目的，本发明的优点和特征是显而易见的，通过参考以下对本发明的详细描述、所附的权利要求和附图，可以更好的理解本发明的实质。
将参考以下附图对本发明进行详细描述，其中，相同的特征由相同的参考标号表示，其中图1A是根据本发明的一个实施例的用于冷冻食物的系统框图；图1B是根据本发明的另一个实施例的用于冷冻食物的系统框图；图2A-2B是根据本发明的另一个实施例的隧道类型冷冻器的侧视图和顶视图；
图2C是根据图2A和2B的实施例的隧道类型冷冻器的截面部分侧视图；图3示出了冷冻器内部若干个温度传感器；图4示出了冷冻和解冻食物时，温度随时间的变化曲线；图5是根据本发明的一个实施例的用于冷冻食物的方法的流程图；图6示出了根据本发明的一个实施例的用于解冻食物的系统；图7A和7B示出了和根据图6的系统的用于解冻食物的系统共同使用的容器；以及图8A-8C示出了根据本发明的一个实施例的用于解冻冷冻食物的大体积容器的系统。
图9示出了根据本发明的另一个实施例的用于解冻冷冻食物的大容量容器的系统。
具体实施例方式
尽管本发明可用于冷冻、解冻食物，尤其用于水分含量高的食物，但是将结合一个用于冷冻、解冻寿司的实施例，来对本发明进行描述。
根据本发明，寿司指任何所知的寿司食品，如，带有浇头(如鱼、鳄梨等)的熟米饭形式的食品。寿司也可以是卷状的。通常，寿司的重量有60％为水分。在对之后会解冻食用的高水分含量的食品进行冷冻时，要考虑几个重要因素。一个因素是老化过程，其中如米饭的食物会不可逆地失去其水分。如果是寿司，这是一个淀粉分子链失去其规则阵列而变成糊的过程。寿司的老化过程在食物温度降到低于10摄氏度时会加速，而且在约6摄氏度到约0摄氏度的范围内最严重。该温度范围称为“加速老化温度范围”。
第二个因素称为“最大冰晶产生范围”，在该范围内，食物中的水分形成冰晶。对寿司而言，这发生在大约0摄氏度到大约零下4到零下10摄氏度。在该温度范围内，食物中大约75％或更多的水分变成冰晶。该冰晶在形成过程中通过破坏细胞结构、变干等损坏食物。本发明控制冷冻过程，以保证食物在预期的时间内通过该两个温度范围，并保证对食物的整体进行冷冻。
图1A是根据本发明的一个实施例的食物冷冻装置的框图。冷冻装置100包括一个第一冷冻器102，一个控制单元104，一个包括在第一冷冻器102内的第二冷冻器106。第一和第二冷冻器可以是任何可购买到的冷冻器，其可以根据该公开操作，除非特殊指明，该些冷冻器并不受到限制。
第二冷冻器106包括一个或多个冷却单元108，其包括高卡路里冷却源，如，干冰块。干冰可以放置在如图1B所示的架上。第二冷冻器106还包括一个或多个可变冷却源释放喷嘴112a，该喷嘴，在优选实施例中，释放作为冷却源的液态CO2。可变冷却源喷嘴112a优选情况下和可变冷却源112b连接，可变冷却源112b和控制单元104连接。第二冷冻器106还优选的包括一个或多个空气循环单元或装置116，例如风扇，用于在第二冷冻器内循环空气，以通过对流和传导制冷。
系统100还可包括一个或多个冷却单元调整装置110，其调整冷却单元108，以给食物114提供更多或更少所需的热传递(冷却)能量，这依赖于干冰团的大小和冷冻器内食物的体积。在一个实施例中，冷却调整装置是一个棒或条，其和每个冷却单元108连接，因此这些单元可以一起移动或转动。例如，如果冷却单元108包括干冰块，则优选情况下，使用调整单元110来改变干冰块相对于循环单元116的角度，通过使和循环空气接触的干冰块的表面积更大或更小，来增加或减少从干冰块到食物114的热传递。调整装置110可以和冷却单元108的手动调整联合使用。在另一个实施例中，调整单元110可以和冷却单元108的自动调整联合使用。在本实施例中，调整装置和冷却装置的电运动由控制单元104控制。
本发明的双冷冻器结构在内部冷冻器106中提供了非常稳定的参考冷却温度。本领域的技术人员应该理解，也可以使用单个冷冻器结构。在单冷冻器结构中，为了保持冷冻器内部温度恒定，在把要冷冻的食物装入和取出时，可以使用不同的装入系统来防止冷却能量的损失。例如，合适的装入系统可以包括一个和冷冻器连接的装入容器单元，其一个门在装入一侧，另一个门在冷冻器一侧，有气密封条。在装入过程中，装入侧的门打开，但是冷冻器侧的门保持关闭。食物架装入至装入容器后，装入侧的门先关上，然后冷冻器侧的门打开，让食物架进入冷冻器内部。当食物根据本发明的详细描述完全冷冻后，优选情况下，食物架以和描述的装入过程相反的顺序取出。
和要冷冻的食物的热交换可以使用如干冰的高热量冷却单元平顺地进行，干冰具有非常高卡路里的传热系数。可以通过使用高卡路里冷却源，使第二冷冻器106内的食物的温度以较短的时间通过加速老化温度范围和最大冰晶产生范围。
控制单元104和调整单元110、可变冷却源112b、循环装置116以及一个或多个温度传感器118连接，温度传感器118测量冷冻器106内部和/或食物114的温度。控制单元104可以包括一个计算机处理器或类似部件、存储器单元和合适的输入/输出设备(未示出)，用于和调整单元110、可变冷却源112b以及循环装置116通信并对它们进行控制，并用于从一个或多个温度传感器118接收温度数据。优选情况下，控制单元用计算机软件编程，以实现下文详细描述的本发明的过程。
图1B是根据本发明的另一个实施例的冷冻装置200的框图。如图所示，冷冻装置200包括一个冷冻器206。优选情况下，冷冻器206包括一个或多个冷却单元108。优选情况下，冷却单元108是包括如干冰块的冷却源的架子。一个或多个风扇116沿着冷冻器206的壁放置就位，以把干冰架108上的空气循环至要冷冻的食物114，食物114也放置在合适的架子119上。风扇116的马达封装在壁内，以降低从马达到冷冻器206内部的传热。在食物架119附近提供一个CO2气体喷嘴112a，需要时其提供可变冷却。控制单元104和风扇116、CO2源112b以及插入一个食物(如寿司)的热电偶(如图3所示)连接。控制单元用于控制风扇116和CO2源112b，以依赖于食物温度调整冷却能量级别，并如本发明所定义的那样来冷却食物。冷冻器206可以用作图1A的双冷冻器实施例的第二内部冷冻器，或者作为本发明的单个冷冻器结构的单个冷冻器使用。
根据本发明的冷冻器的大小可以依赖于要冷冻的食物量为任何合适的大小。在一个实施例中，冷冻器206约为8’×8’×8’，根据本发明，可用于冷冻大约二到三个一批200磅的寿司。在本实施例中，架108上放置了大约400磅的干冰。而且，优选情况下，冷冻器可以保持在大约5磅每平方英寸的范围内的正气压，以保持干冰，并使干冰在期望的冷却中正常升华。为保持该气压，如果气压增大，必要时可以使用减压阀(未示出)来对冷冻器进行通风。
温度传感器118也可以放置在食物114附近，或放在冷冻器106或206内的其他位置，以进行正确监控。例如，如图3所示，温度传感器118a可安装于冷冻器106和206内部，以测量冷冻器环境温度。图1示出了在冷冻器106内部安装温度传感器118a的例子。同样，如图3所示，温度传感器118b优选地连接在食品114内部，以监控食品的内部温度。温度传感器118a和118b优选地和控制单元104连接，因此，可以监控并控制内部和核心食物温度。如图3所示，温度优选地在显示器上显示。
在本发明的另一个实施例中，温度传感器放置的位置可以测量食品的表面温度。食品的表面温度，其大体上对应于冷冻器的内部温度，可用于提供根据本发明冷冻食品的额外信息。
控制单元104用于控制干冰上空气循环的速度。同样，需要时，控制单元104可以控制冷冻器106的内部温度，其包括可变冷却源112a和112b，以保证食物114以恰当的速度冷却。例如，如果要冷冻的食物温度没有以期望的速度降低，可以启动可变冷却以进一步以期望的速度降低第二冷冻器106或冷冻器206的内部温度。控制单元104还可以降低或终止可变冷却，以防止食物的外部区域冷却过快，因此食物得以适当地整体冷冻。例如，可以在第二冷冻器106或冷冻器206内，通过喷嘴112a，在一预定时间内释放二氧化碳气体(例如几秒钟)，或者直到环境或食物(表面和/或内部)达到选择的温度。
在本发明的另一个实施例中，通过提供传送装置等来装入和取出要冷冻的食物单元，冷冻系统可连续大容量操作。图2A-2B示出了连续操作冷冻器300的一个例子。
图2A是根据本发明的一个实施例的示例性“隧道”类型的冷冻器300的侧视图，图2B是其顶视图。在隧道类型的冷冻器300中，传送带组件130可包括一个或多个传送带，可将其用于连续传送要冷冻食物。为了安装传送带130，可以包括一个装载锁定装置132，以在装入和取出过程中，保持冷冻器106内的温度，并防止冷却能量损失。例如，传送带组件130优选地包括3个传送带部分130a、130b和130c，一个位于冷冻器106的每边，一个位于冷冻器106内，这如图2C所示。每个装载锁定装置132可以包括两个门132a，一个外部门(装入/取出门)和一个内部门(装入/取出锁门)，以及一个装入/取出部分或称为外壳132b。门132a可以快速关闭或打开，以使一批食物可以进入冷冻器106或从中取出，并可用于防止冷冻器106的冷却能量损失。例如，除非内部门132a合上，外部门132a不能打开，反之亦然。
参看图2B，传送带可以在干冰架108之间传动，冷冻器106的其他配置可以和前文参考图1A-1B所描述的实施例保持一致。在本配置中，温度传感器可以永久性地安装在冷冻器106的内部，或者可以使用无线传感器，其可以在冷冻前插入食物中，稍后移除。
在优选实施例中，要冷冻的食品，如寿司，应该首先用如袋子的容器包装，并在抽出空气后密封。这种包装保存了产品的味道，并且防止食物变干。效果比较好的收缩包装或真空包装是优选的方式。
本发明的操作方面，结合第二冷冻器106的内部环境温度特征，和冷冻中的食物的环境特征进行讨论。例如，在一个试验中，任意体积的熟米饭(2磅)冷却到室温(约22摄氏度)，确定其状况稳定后，将其存储在袋子中。抽出包装的空气并密封。然后把该食物存储在冷冻器106的内部，温度保持在零下60到零下70摄氏度。温度传感器测量(1)第二冷冻器106的内部空间的环境或参考温度，并且(2)食物114的内部温度。
试验的结果在图4示出。曲线A是冷冻器106内部温度的冷却传导速率曲线。曲线B示出了要冷冻的食物的内部温度。
曲线A反映了冷冻器106的测量的内部环境温度，也反映了冷冻器的冷却能力。冷冻器的内部环境温度A随时间变化，因为热能交换利用冷冻器内的空气作为催化剂。换言之，环境温度A示出冷冻器内的变化，这是在空气经过食品时，由如米饭团的食品外表面的热传递引起的，其比环境温度高。该温度斜率随冷冻器就单位冷却源、风速和传递表面积等而言的能力改变角度，然而，可以看出，斜率的改变有一个大致趋势，其通常受米饭团的热容量的影响。
冷冻器的冷却控制可以根据如图4所表示的曲线确定。当曲线B到达最大冰晶产生范围时，可以观察到曲线A的角度开始变得平缓，这表明冷冻器106缺少热传递能量。发现这种情况的话，采用冷却控制来增加传递能量。
利用人为地使食物的温度通过其凝固点，通过寻找相变换实现冷冻。一组复杂的固态性质有许多不同的凝固点，尤其是如寿司的复杂含水物质，其成分可能有需要谨慎对待的不同水分特性。因为曲线A是冷却过程中可控制的缓冲范围的曲线，应该将其作为控制范围，这样，应该在该范围内实施冷却热能、热交换的传递速度等和冷却传递温度控制。
将曲线B视为米饭团的冷却热传导区域，在该区域内进行冷却热传递，而且，应该将其理解为食物的水分特性正确控制的分析区域。也就是说，如果需要更多或更少的能量来实现预期的食物冷却，从曲线B可以确定如何调整冷冻器106内的冷却。
可以看到，温度在零摄氏度以下时，曲线B角度较小，该曲线持续到曲线B达到约-10摄氏度的点。根据该观察，可以理解，因为溶剂(自由水)在米饭团表面的冰沉淀，食物热传导率随着食物表面和内部冰沉淀的过程而降低。同样的，每个米粒分别受到米饭团自外向内的热传导的变化的影响，因此，曲线B反映了随着平均复杂热流速度的聚集，在食物的表面和内部之间区域的热交换的速度。
曲线B还表现出和曲线A类似的趋势。然而，尽管曲线A对应于传输给环境温度的直接热散逸的具有较高效率的交换速率，曲线B表现出相对于曲线A变大的温度差，这是通过接替到来自曲线A的热流过程中传导效率低的层，而且，尽管曲线A的角度快速下降，曲线B继续作为显示通过特定食物的温度范围的一方面。同时，食物自外而内的每一层主要推进了自由水的相变化，并且在组成部分冷冻的方向上接替降低，其温度通过最大冰晶产生范围。
在该阶段，曲线B变为较陡的角度。内部和外部的温差变小，最终重叠，而且米饭团每一层的热传导变得几乎相等，从这点开始，冷冻与热传递能力成比例地加深。这表明食物整个已经冷却通过最大冰晶产生范围。
冷冻器106的内部环境温度和要冷冻的食物的表面和内部温度之间的关系可以容易地从图4得到。此外，可以计算食物表面和内部之间的传导量。相应地，本发明可以用于从测量的内部环境温度估计食物温度，这代替了直接测量食物温度。例如，控制单元104可以用算法编程，基于例如图4的曲线的冷冻器内部温度，来计算食物的估计表面和内部温度。从这些估计温度，控制单元104可以控制可变冷却112、调整单元110和风扇116，以合适的速率冷却食物。
图4中的虚线示出了二氧化碳气形式的可变冷却注入到冷冻器内部时，温度下降的例子。
图5是根据本发明的实施例冷冻食物的方法的流程图。首先，在步骤5-1，包装要冷冻的食物。在优选实施例中，当食物达到室温或约为22摄氏度时，对食物抽出空气进行真空包装、收缩包装等。然后，在步骤5-2，把食物放入冷冻器，开始冷冻过程。在优选实施例中，放入冷冻器时，食物温度为室温或22摄氏度。在另一个实施例中，食物以烹调的温度(即60-80摄氏度)放入冷冻器。对于寿司，在米饭煮熟之后1-2个小时内冷冻最优。要冷冻的食物可以如上所述包装，并放入系统100-300的冷冻器106开始冷冻过程。
在步骤5-3，通过温度传感器118测量冷冻器106内的温度。如前文所述，食物的温度(表面和/或内部)可以根据图4曲线所示的空气温度的温度斜度进行估计。或者，温度传感器118可以用来直接测量食物的温度。
当食物114的温度到达加速老化温度范围的上限时(例如，对于寿司是约为10摄氏度)，产生一个冷却模式来冷却食物通过加速老化温度范围。例如，控制单元104控制调整单元110和风扇116来产生操作冷却模式(即，风扇把空气吹到干冰上)。如果冷却过慢，控制单元104也可以通过可变冷却单元112来启动可变冷却。然后，可变冷却注入可以结合控制单元104的循环控制，食物的温度以合适的速率降低通过加速老化范围。优选情况下，食物的温度很快降低，以把食物整个冷冻，而不破坏食物的细胞。优选情况下，在1-10分钟内通过加速老化温度范围(约6摄氏度到约0摄氏度)，优选情况下3-5分钟完成。
在步骤5-4，当食物表面温度到达冰晶产生范围的上限时(例如，寿司约为0摄氏度)，如果必要的话，响应于食物的热传递再次调整可变冷却。如果冷冻器106的内部温度足以继续食物的冷却，以足够的速率通过冰晶产生范围，并防止食物冷却过快，可变冷却可以停止。可变冷却对以合适的速率冷冻食物不是必需的。食物放入冷冻器后，如果食物的温度没有在10-15分钟内到达约零下5摄氏度到零下7摄氏度，则可启动可变冷却，以迫使温度如图4曲线A的虚线所示的那样立即降低，这是保证食物温度降低到预期范围的例子。本领域的技术人员应该理解，冷却可能需要基于冷冻器大小、一次要冷冻的食物量等来进行调整。
食物在约10到40分钟内从0摄氏度冷却到零下10摄氏度。优选情况下，食物在15到约30分钟内从0摄氏度冷却到零下10摄氏度。在另一个优选实施例中，食物在约10到约40分钟内从0摄氏度冷却到零下7摄氏度。
接下来，优选情况下，在约30到90分钟内，食物从约零下10摄氏度冷却到约零下30摄氏度。更优选的是，在大约40到60分钟内，食物从零下10摄氏度冷却到零下30摄氏度。食物到达零下30摄氏度时，多数情况下风扇不是必需的，可以将其关闭。在该温度，食物内的水分完全冷冻。
接下来，食物冷却到约零下60摄氏度，这是为了冷冻可能存在的复合水分，如和油混合的水。优选情况下，在另外约5到50分钟内，把食物冷却到零下60摄氏度。更优选的是，在另外约10到30分钟内，把食物冷却到零下60摄氏度。在该点，食物里里外外完全冷冻。
在冷冻器内循环的冷冻剂的速度，如由风扇循环，优选情况下设为和热传递效率成正比。通常认为，冷冻剂的速度越大，热交换速率越快。然而，考虑到冷冻器内空气循环的涡流运动，以及流动和障碍物间的热交换关系，应该控制冷冻器内冷冻剂的速度。
至于可变冷却，可以考虑采用液态氮或液态二氧化碳作为冷冻剂。从挥发温度和挥发潜热来讲，氮为零下176摄氏度/47千卡，二氧化碳为零下78.9摄氏度/137千卡。挥发潜热在下列60摄氏度范围内的冷冻剂最合适。优选的是二氧化碳气。
这里描述的温度和时间是结合优选实施例进行描述的。本领域的技术人员应该理解，根据食物的组分、大小和冷冻器的类型等，温度和时间可能不同。
根据本发明的另一方面，参考图6、7A和7B描述了用于解冻食物的系统和方法。对真空包装的如寿司的冷冻食物容器202进行解冻时，溶液或胶体容器204放置在食物包上方。如果是寿司，容器204放置在寿司浇头的一侧。优选情况下，容器204是可弯曲的的，如袋状，以和食物202的表面良好接触。优选情况下，袋子204内的冷却溶液适合任何轮廓的冷冻食物容器202(水、胶体、凝胶等)。
如图6所示，传统地可以采用蒸气锅来解冻食物，从冷冻食物容器的底部施加热能。食物202上的冷却溶液204，如果是寿司的话，使米饭部分解冻到稍温的状况，而浇头(生鱼等)由上面的冷却溶液保持在冷冻状态。因此，本发明提供了解冻食物的便宜方法，任何人可将该方法用于解冻任何体积的食物。
图8A-8C示出了本发明的另一个实施例。系统700是热水解冻系统，其包括一个托盘705和水源702。托盘705可以任何角度放置，以使重力协助水流动。托盘有三边707-709，第四边706开放，以使水从托盘溜出。如图8A所示，冷冻食物202优选地放置在托盘内，因此来自水源702的水在食物202下面和周围流动。
和参考图6所示的方法相似，优选地在冷冻食物容器202上面放置冷却包。对寿司而言，这使浇头保持冷却，而米饭一侧通过水变热。水可以是任何适合的温度，以按期望的速率解冻食物，如为约60到90摄氏度，优选情况下60到80摄氏度。优选情况下，对水位进行控制，以使水不会到达寿司的浇头。优选情况下，食物在5到45分钟内解冻，较优地情况下，在10-20分钟内解冻，最优情况下，在10-15分钟内解冻。
利用系统700，可以一次性地解冻大体积量的冷冻食物。
图9示出了根据本发明的另一个实施例用于解冻食物的另一个系统。特别地，图9公布了设备900，用于包括用于解冻如寿司的食品的介质903。设备900可以是任何合适的用于包括介质903的设备，如容器或托盘。在一个优选实施例中，设备900包括用于加热设备的容纳物的装置。该加热装置可以是任何用于加热设备的容纳物的合适装置，如电子加热元件904。电子加热元件904可以通过插头902和任何合适的电源，例如电插座连接。在一个优选实施例中，介质903是水。介质903可以是任何合适的热传导介质。
如图9所示，食品202放置在设备900内，冷却包204优选地放置在食物202上面。介质903，如水，也放置在设备900中，而且加热到期望解冻食品202的温度。在优选实施例中，控制设备900中介质903的高度，以使其不会到达如寿司的食品202的浇头。根据一个优选实施例，可以使用温度传感器901来监视并控制设备900中介质903的温度。
因此，结合目前认为最实用和优选的实施例描述了本发明。应该理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，其旨在覆盖所附的权利要求精神和范围内的不同修改和等价结构。
权利要求
1.一种用于冷冻食物并稍后解冻使用的方法，所述方法包括以下步骤(1)在约1到10分钟内基本上把整个食品冷却到约10摄氏度到0摄氏度；以及(2)在约10到40分钟内基本上把整个食品冷却到约0摄氏度到零下10摄氏度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中食品在约1到10分钟内冷却到约6摄氏度到0摄氏度。
3.根据权利要求所述1的方法，其中食品在约10到40分钟内冷却到约0摄氏度到零下7摄氏度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中食品在约3到5分钟内冷却到约10摄氏度到0摄氏度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中食品在约15到30分钟内冷却到约0摄氏度到零下10摄氏度。
6.根据权利要求3所述的方法，其中食品在约15到30分钟内冷却到约0摄氏度到零下7摄氏度。
7.根据权利要求2所述的方法，其中食品在约3到5分钟内冷却到约6摄氏度到0摄氏度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中冷却步骤(2)以基本上稳定的速率进行。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述食品是寿司。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括在一个容器内包装食品以冷冻。
11.根据权利要求4所述的方法，其中所述包装步骤包括对所述食品进行真空包装。
12.根据权利要求1所述的方法，其中冷却步骤(2)包括以下步骤(a)食物包装后放置在冷冻器内，该冷冻器具有约零下40摄氏度到零下70摄氏度的环境温度和一个可变冷却特征；(b)调整所述可变冷却特征，以保证食品在小于约40分钟内基本上整个从约10摄氏度冷却到约零下10摄氏度；以及(c)在所述食品的温度达到一个低于约零下10摄氏度的预定温度以后，将其从所述冷冻器内取出来。
13.根据权利要求12所述的方法，其中调整步骤(b)包括控制所述冷冻器内的空气循环。
14.根据权利要求12所述的方法，其中调整步骤(b)包括在所述冷冻器内提供液态二氧化碳。
15.根据权利要求12所述的方法，其中调整步骤(b)包括控制所述冷冻器内的干冰和所述冷冻器内的空气循环之间的入射角度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中当所述食品的温度到达约零下5摄氏度到零下7摄氏度时，终止提供液体二氧化碳。
17.一种冷冻食品的方法，所述方法包括以下步骤(1)在要冷冻的食品温度到达一个第一预定温度后，包装所述食品；(2)冷却所述食品，直到所述食品温度到达一个第二预定温度；以及(3)冷却所述食品以使得所述食品的温度在一个第一预定时间段内从所述第二预定温度下降到所述第三预定温度。
18.根据权利要求17所述的方法，其中选择所述第二预定温度和所述第三预定温度，以确定一个温度范围，在该范围内所述食品经历加速老化和最大冰晶产生的至少一种。
19.根据权利要求17所述的方法，其中选择所述第一时间段，以使所述食品在所述冷却步骤(3)中，老化和冰晶产生中至少一个最小。
20.根据权利要求17所述的方法，其中选择所述第二和第三预定温度之间的一个第四预定温度，以使所述第二和第四预定温度定义一个温度范围，在该范围内所述食品经历加速老化，而且第三和第四预定温度定义一个温度范围，在该范围内所述食品经历最大冰晶产生，所述第一时间段分为第二和第三时间段，所述第二时间段对应于所述食品的温度处于所述食品经历加速老化的所述温度范围的时间量；所述第三时间段对应于所述食品的温度处于所述食品经历最大冰晶产生的所述温度范围的时间量，而且，选择所述第二和第三时间段，以使在所述冷却步骤(3)中，所述食品的老化和冰晶产生分别最小。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一预定温度约为15摄氏度到40摄氏度。
22.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二预定温度约为10摄氏度到0摄氏度。
23.根据权利要求17所述的方法，其中所述第三预定温度约为0摄氏度到零下10摄氏度。
24.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一预定时间段约为10到40分钟。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述第二预定温度约为6摄氏度到0摄氏度。
26.根据权利要求23所述的方法，其中所述第三预定温度约为0摄氏度到零下7摄氏度。
27.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一预定时间段约为15到30分钟。
28.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二预定温度在约1到10分钟内达到。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述第二预定温度在约3到5分钟内达到。
30.一种冷冻食品的系统，包括第一冷冻器，其维持设定为第一温度的内部温度，还包括第一冷却单元和提供额外冷却能量的可调整冷却单元；以及控制单元，其和所述第一冷却单元以及所述可调整冷却单元连接，用于调整所述可调整冷却单元的冷却能量。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述控制单元用于调整所述可调整控制单元，以把放置在所述第一冷冻器内的食品在约40分钟内基本上整个冷却到约10摄氏度到约零下10摄氏度。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述控制单元用于调整所述可调整冷却单元，以基本上稳定的速率冷却所述食品。
33.根据权利要求30所述的系统，其中所述控制单元用于调整所述第一冷却单元和所述可调整冷却单元，以在约1到10分钟内基本上把所述食品整个冷却到约10摄氏度到0摄氏度。
34.根据权利要求30所述的系统，其中所述控制单元用于调整所述第一冷却单元和所述可调整冷却单元，以在约10到40分钟内基本上把所述食品整个冷却到约0摄氏度到零下10摄氏度。
35.根据权利要求30所述的系统，其中所述控制单元用于调整所述第一冷却单元和所述可调整冷却单元，以在约15到30分钟内基本上把所述食品整个冷却到约0摄氏度到零下6摄氏度。
36.根据权利要求30所述的系统，其中所述食品是真空包装的卷状寿司。
37.根据权利要求30所述的系统，其中所述可调整冷却单元包括用于控制所述第二冷冻器内空气循环的风扇。
38.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一冷却单元包括至少一个干冰块。
39.根据权利要求15所述的系统，还包括放置在所述第一冷冻器内的至少一个温度传感器，其和所述控制单元通信。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述至少一个温度传感器测量放置在所述第一冷冻器内的要冷冻的食品的表面温度，而且所述控制单元用于响应于所述表面温度调整所述可变冷却。
41.根据权利要求39所述的系统，其中所述至少一个温度传感器测量所述第一冷冻器的环境温度，而且所述控制单元用于响应于所述环境温度调整所述可变冷却。
42.根据权利要求39所述的系统，其中所述至少一个温度传感器测量要冷冻的食品的内部温度，而且所述控制单元用于响应于所述内部温度调整所述可变冷却。
43.根据权利要求30所述的系统，其中所述可调整冷却单元包括至少一个液态二氧化碳注入单元。
44.根据权利要求30所述的系统，其中所述可调整冷却单元包括至少一个液态氮气注入单元。
45.根据权利要求30所述的系统，还包括一个装入锁定装置，以防止在装入和取出要冷冻的食品时冷却能量损失。
46.根据权利要求30所述的系统，还包括包围所述第一冷冻器的第二冷冻器，保持所述第二冷冻器的内部温度，以防止在装入和取出要冷冻的食品时第一冷冻器内冷却能量损失。
47.根据权利要求45所述的系统，还包括一个传送结构，以在所述冷冻器内连续装入和取出要冷冻的食品。
48.一种解冻冷冻食品的方法，包括如下步骤把冷却源放置在所述冷冻食品的一侧；以及在所述冷冻食品相对于所述冷却源的一侧提供热源，直到所述食品解冻到期望的温度。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述食品是寿司。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述冷却源放置在所述寿司的浇头侧，所述热源施加在底侧，直到所述寿司的米饭加热到预定温度。
51.根据权利要求48所述的方法，其中所述冷却源是包括水的可弯曲的包装。
52.根据权利要求48所述的方法，其中所述冷却源是包括胶体的可弯曲的包装。
53.根据权利要求48所述的方法，其中所述热源是蒸气。
54.根据权利要求48所述的方法，其中所述热源是热水。
55.一种解冻冷冻食品的方法，包括如下步骤把若干个冷冻食品容器放置在一个托盘内；在每个所述冷冻食品的一侧放置冷却源；以及对所述托盘提供热水源，直到所述若干个冷冻食品容器解冻到期望温度。
56.根据权利要求55所述的方法，其中所述冷冻食品放置在具有三边壁体和一个第四边的托盘内，其中所述第四边没有壁体，提供了所述水源的排水。
57.根据权利要求55所述的方法，其中所述食品是寿司。
58.根据权利要求57所述的方法，其中所述冷却源放置在所述寿司的浇头侧，所述热水源对所述寿司的底侧进行解冻，直到所述寿司的米饭加热到预定温度。
59.根据权利要求55所述的方法，其中所述冷却源是包括水的可弯曲的包装。
60.根据权利要求55所述的方法，其中所述冷却源是包括胶体的可弯曲的包装。
61.根据权利要求58所述的方法，其中所述托盘内来自所述水源的水面保持在低于每个所述多个冷冻食品容器的浇头的水平。
62.根据权利要求61所述的方法，其中所述托盘内来自所述水源的水面保持在不接触所述寿司的浇头侧的水平。
63.根据权利要求55所述的方法，其中所述冷冻食品放置在具有四壁的托盘内，其中所述四壁内有水。
全文摘要
一种用于冷冻食物并稍后解冻使用的方法，其包括以下步骤在容器内包装要冷冻的食品，把食品基本上整个冷却到约10摄氏度，然后优选地在约10分钟到少于约40分钟内，把食品基本上整个从10摄氏度冷却到零下10摄氏度。
文档编号A23L3/36GK1917770SQ200480041985
公开日2007年2月21日 申请日期2004年12月21日 优先权日2003年12月23日
发明者大喜多英义 申请人:大喜多英义