一种基于肉类食品的低温高湿解冻系统及控制方法与流程

本发明属于食品加工领域，更具体地说，涉及一种基于肉类食品的低温高湿解冻系统及控制方法。

背景技术：

1、对于肉类的解冻，一般在低温高湿环境下进行；其中温度主要维持在2～8℃，相对湿度主要维持在90％以上。

2、肉类解冻时需要进入低温高湿变频解冻库中进行解冻，解冻库中的温度变化为2～8～2℃进行循环，以降低冷库能耗，这是现有通用的解冻库。在解冻时，冻肉置于解冻架上，解冻初期，由于冻肉自身的低温以及解冻会吸收大量热量，导致库温降低，当库温低于2℃时，蒸汽加热系统启动，湿热蒸汽流经加热蒸汽管，进入加热盘管，加热库内空气，用于库内加温，直至库内温度升至8℃时停机；解冻后期，库内温度逐渐升高，当库温高于8℃时，制冷蒸发器启动，经制冷蒸发器制冷的空气流经风道，通过风道口到达肉样，实现库内降温，直至库温达到2℃时停机；其中，在整个解冻过程中，当库内湿度低于90％时，湿热蒸汽加湿系统启动，热蒸汽通过湿热蒸汽喷口喷至库内，用于冻肉加温、加湿解冻；上述方法解冻的时间一般需要10～13小时。

3、由于库温在2～8℃之间进行循环变化，其中又有热蒸汽不定时地排入库内，而库内空气中水分的减少速度与肉的品质、品种、数量等等均有关系，并不是每次解冻时，热蒸汽补水均是定时的；因此，热蒸汽有可能在升温时需要补入，也可能在降温时需要补入，具体在何温度下补入也是不确定的。

4、但不同品种的肉类的最佳解冻温度、最佳解冻湿度的环境均是不同的，也就是说，解冻中的肉并不是长时间处于最佳的解冻环境下的，肉的解冻速度曲线是波动变化的；而为了提高肉的解冻速度，理想的情况应该是解冻速度曲线是平稳或波动较小的，即肉应该较多时间处于较佳的解冻环境下，又变频解冻可以减少冷库的能耗，温度的变化是必须的；因此，需要一种智能变频的解冻手段。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于提供一种基于肉类食品的低温高湿解冻系统及控制方法，它可以实现获取不同品种冻肉的最佳解冻温度，使得冻肉较多时间处于较为优良的解冻环境下，更精准地提高解冻效率。

2、本发明的一种基于肉类食品的低温高湿解冻控制方法，是基于低温高湿变频解冻库的，其特征在于：包括以下步骤：

3、将库内温度范围均匀地划分为多个测算组；

4、冻肉解冻时，测算冻肉表层温度温升值与中心温度温升值的差值、表层温度温升速度与中心温度ct温升速度的平均速度，以将测算组按解冻效率分为优等组和良等组；

5、冻肉解冻时，实时测量库内空气相对湿度，当相对湿度降低至设定阈值x时，判定需要通入高湿热蒸汽进行升温；

6、在库内需要补水时，判定需补水时刻和/或补水后时刻的库内室温，并分析所述库内室温所述的测算组的优良等级；

7、冻肉解冻时，通入制冷空气以调节库内室温，以提高补水过程中所经历的温度范围对应的优等组的占比。

8、作为本发明的进一步改进，冻肉开始解冻时，记录库内温度维持在每个测算组对应温度范围的时间；解冻过程中，实时测量冻肉表层温度st和中心温度ct，记录每个测算组对应的表层温度st温升值、表层温度st温升速度、中心温度ct温升值、中心温度ct温升速度；计算每个测算组中表层温度st温升值与中心温度ct温升值的差值dt、表层温度st温升速度与中心温度ct温升速度的平均速度as；根据dt的数据大小、as的数据大小来对测算组进行等级划分，测算组分为优等组、良等组；优等组的dt数据小于良等组的dt数据，优等组的as数据大于良等组的as数据。

9、作为本发明的进一步改进，若需要补水时，库内当前室温所述测算组为良等组，则寻找平均温度较低的优等组，先通入制冷空气，将室内温度降低至该优等组的最低温度，再通入高湿热蒸汽，并可选择地辅助通入制冷空气以避免室内温度超过设定的最高室温。

10、作为本发明的进一步改进，若需要补水时，库内当前室温所述测算组为良等组，则正常通入高湿热蒸汽，并可选择地辅助通入制冷空气以避免室内温度超过设定的最高室温，同时提高库内温度的最低值，将库内温度的最低值提高至平均温度最低的优等组的最低温度。

11、作为本发明的进一步改进，若需要补水时，库内当前室温所述测算组为良等组，且在补水当前库内温度之上，存在至少一个优等组；则降低库内温度的最高值，将库内温度的最高值降低至平均温度最高的优等组的最低温度。

12、作为本发明的进一步改进，若需要补水时，库内当前室温所述测算组为良等组，提高室内温度处于良等组时的相对湿度的最低阈值为x的数值。

13、作为本发明的进一步改进，冻肉在解冻过程中，在库内相对湿度下降至设定最低湿度时，记录此时库内室温t1；高湿热蒸汽通入库内补水至相对湿度达到100％，补水完成后记录此时库内室温t2；计算补水过程所需时长，并通过t1和t2数据，计算升温速度、补水速度；识别t1所对应的测算组，定义为该测算组的补水速度。

14、作为本发明的进一步改进，在库内需要补水时，提取当前库内温度t1对应的测算组标记的补水速度，并计算在当前补水的前提下需要的补水时间，通过补水时间计算预估的补水完成时的库内温度t2；识别t1和t2所对应的测算组的优良等级；通过调节补水过程所经历的测算组中优等组占用的时间占比。

15、作为本发明的进一步改进，在需要补水前，根据库内温度升降表现判断库内处于升温还是降温阶段；根据前次补水作业后库内温度在单位时间内变化的均值来作为吸热偏差；通过补水时间计算预估的补水完成时的库内预估温度后减去吸热偏差得到补水完成时的库内温度t2。

16、本发明的一种基于肉类食品的低温高湿解冻系统，根据一种基于肉类食品的低温高湿解冻控制方法作业；所述解冻系统包括：库体、升温模块、降温模块、测温模块、测湿模块、肉检模块、计时模块、控制模块；

17、升温模块用于为库体内通入高湿热蒸汽以升温；

18、降温模块用于为库体内通入制冷空气以降温；

19、测温模块用于为库体内检测实时室温；

20、测湿模块用于为库体内检测实时空气相对湿度；

21、肉检模块包括双温度探头组件，分别用于检测冻肉表层温度和中心温度；

22、计时模块用于计算时间；

23、控制模块用于获取测温模块、测湿模块、肉检模块、计时模块的数据以控制升温模块、降温模块的作业情况，以控制库内温度、相对湿度。

24、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

25、本发明通过将每个温度区间进行解冻效率的分级，将内外层解冻温差小、平均解冻速度快的温度区间认定为优等组，其余的认定为良等组；由于补水会直接地导致室内温度的上升，现有技术会持续通入制冷空气以将室内温度维持在补水前的温度，而本技术可以在不持续通入制冷空气以节能的条件下，将补水过程尽量在优等组所在的温度范围内进行，以提高冻肉的解冻效率和解冻质量，同时还能不需要持续通入制冷空气以节能；另外还解决了不同品种冻肉、不同数量冻肉、不同初始温度冻肉在相同解冻库内更精准地提高解冻效率；

26、本发明可以通过在补水前先通入一定量的制冷空气将室温下降到最近的优等组的最低温度值，再进行通高湿热蒸汽的补水行为，在尽量减少制冷空气通入的情况下，使得冻肉在优等组所在温度范围内所处时间更长；

27、本发明可以通过设置库内温度最大值、最小值来控制冻肉在优等组所在温度范围内所处时间更长，这样可以更精确地使冻肉解冻效率提高；改变库内温度最大值、最小值可以通过更改高湿热蒸汽、制冷空气的通入时间来实现，简单有效；

28、本发明可以通过提高温度处于良等组范围内时，解冻库内通入高湿热蒸汽的最低湿度阈值，以使库内更快达到优等组的温度，提高解冻效率；

29、本发明可以通过提取温度所在的测算组的补水速度，来预估补水所需要的时间，再计算出库内因补水造成的升温，估计出补水完成后室温所在的测算组的优良等级、补水中室温变化经过的测算组的优良等级，确定补水前室温所在的测算组的优良等级；再控制补水过程所经历的测算组中优等组占用的时间占比以提高解冻效率；

30、本发明可以通过确定补水时库内处于升温还是降温，对补水后库内温度上升的估算值进行更精确地预计，使得作业效果更能达到预期。