一种冷能回收型液氮深冷速冻保鲜装置及方法与流程

本发明属于水产品保鲜加工领域，具体涉及一种冷能回收型液氮深冷速冻保鲜装置及方法。

背景技术：

水产品的保鲜问题一直困扰着海洋渔业的发展。现有传统冷冻技术会导致水产品不可预测的蛋白质变性、持水力下降、解冻后汁液流失等品质的劣化。因此，需要更新现有的保鲜手段来最大程度地保持水产品品质。

液氮深冷速冻水产品保鲜技术与传统速冻技术相比，可以减少对水产品细胞的破坏，大幅保持水产品的鲜度品质。近几年，随着液氮价格的大幅下降，使液氮速冻技术在水产品保鲜领域的的广泛应用成为可能。

近年来，市面上也有一些液氮深冷速冻保鲜装置问世，但这些装置总体存在着适用性不强，且氮耗率高、冻损率高、速冻效果不好、清洗不方便等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是：设计一种冷能回收型液氮深冷速冻保鲜装置，实现不同种水产品的液氮深冷速冻保鲜。本发明采用最快速的冻结以锁住海产品水分，减少了对水产品细胞的破坏，从而保持海产品的结构和色泽，且该装置通用性强、清洗方便、保温性能好。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：

本发明中的装置主要包括出料端保温壳体、进料端保温壳体、喷淋系统端保温壳体、风机端保温壳体、液氮喷淋系统、液氮流量控制系统、输送带系统和排风系统。

所述的风机端保温壳体上装有循环对流风机，延输送方向分两排均匀分布。

所述的喷淋系统端保温壳体上装有液氮喷淋系统和液氮流量控制系统。所述的液氮喷淋系统上设有若干个液氮喷口，液氮喷口均匀分布在多根不锈钢管上，每根不锈钢管可任意旋转。所述的每个液氮喷口的液氮喷淋量一定，总的液氮喷淋量由液氮流量控制系统控制。

所述的出料端保温壳体、进料端保温壳体、喷淋系统端保温壳体、风机端保温壳体中空部分都采用抽真空方式保温。

所述的输送带系统为活动式，可拆卸，通过两个齿轮的啮合，将电机的转动转换成输送系统的转动。

所述的出料端保温壳体、进料端保温壳体上都开有圆孔。

所述的排风系统用于形成负压牵引下，将气化后的液氮牵引至排风系统的排风口管道排出，可用于海产品速冻之前的预冷，实现冷能的回收再利用。

进一步说，风机端保温壳体的数量可根据不同种海产品的最优液氮速冻工艺及产量需求进行改变。

进一步说，输送系统可从进料端处向外抽出，此时两齿轮分开。

进一步说，采用数字式比例调节阀控制液氮喷淋量。

冷能回收型液氮深冷速冻保鲜方法，采用上述装置，具体是：

待处理对象从进料口进入，在输送带系统的带动下，向出料口方向运动；液氮喷淋系统喷淋出的液氮在循环对流风机的作用下，雾化液氮颗粒与氮气充分混合形成气液两相流，与冻结海产品表面接触进行热量交换，并在装置内形成温度阶梯对流，使冻结海产品由外到内快速均匀冻结，避免冻结海产品出现局部冻损或冻结不充分。气化后的氮气在排风系统风机所形成的负压牵引下运动，最后经排风系统排风口管道排出，用于海产品速冻之前的预冷，实现冷能的回收再利用。

当待处理对象为鱼类海产品和裹粉油炸类产品时，输送带系统的运动方向与冷氮气的运动方向相同，且进料端保温壳体上的圆孔被封闭，出料端保温壳体上的圆孔与排风系统连接。

当待处理对象为甲壳类产品和贝类产品时，输送带系统的运动方向与冷氮气的运动方向相反，且进料端保温壳体上的圆孔与排风系统连接，出料端保温壳体上的圆孔封闭。

本发明的有益效果是：

1、设备壳体分段式连接，且采用抽真空方式保温，保温效果好。

2、零部件模块化设计，可组装成逆流式液氮深冷速冻保鲜装置或顺流式液氮深冷速冻保鲜装置，也可加长或者缩短液氮深冷速冻保鲜装置，满足各种海产品的速冻需求。

3、输送系统可拆卸，且密封效果好，方便清洗。

4、液氮喷淋系统中液氮喷口的喷淋角度可调，满足海产品的速冻特殊需求。

5、液氮流量控制系统中采用了数字式比例调节阀，能实现对液氮喷淋流量的精确连续调节，从而克服使用常开或常闭开关阀控制液氮流量时流量变化范围大，速冻区温度波动剧烈的问题，使冻结海产品由外到内快速均匀冻结，因此该装置氮耗率低、冻损率低。

附图说明

图1为顺流式液氮深冷速冻保鲜原理图；

图2为逆流式液氮深冷速冻保鲜原理图；

图3为顺流式液氮深冷速冻保鲜装置三维图；

图4为顺流式液氮深冷速冻保鲜装置剖视图；

图5为逆流式液氮深冷速冻保鲜装置三维图；

图6为逆流式液氮深冷速冻保鲜装置剖视图；

图7为输送系统俯视图；

图8为输送系统局部剖视图。

图中：1-排风系统风机，2-循环对流风机,3-液氮流量控制系统，4-液氮喷淋系统，5-海产品，6-输送系统，7-出料端保温壳体，8-法兰盘，9-风机端保温壳体，10-喷淋系统端保温壳体，11-进料端保温壳体，12-齿轮a，13-齿轮b。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1至图6所示，一种冷能回收型液氮深冷速冻保鲜装置，主要包括出料端保温壳体7、进料端保温壳体11、喷淋系统端保温壳体10、风机端保温壳体9、液氮喷淋系统4、液氮流量控制系统3、输送带系统6、排风系统1。

所述的出料端保温壳体、进料端保温壳体、喷淋系统端保温壳体、风机端保温壳体中空部分都采用抽真空方式保温。

所述的输送带系统为活动式，可拆卸。通过齿轮a与齿轮b的啮合，将电机的转动转换成输送系统的转动。

所述的风机端保温壳体上装有循环对流风机2，分两排均匀分布。

所述的喷淋系统端保温壳体上装有液氮喷淋系统、液氮流量控制系统。

所述的液氮喷淋系统上设有若干个液氮喷口，液氮喷口均匀分布在三根不锈钢管上，三根不锈钢管可任意旋转，即可通过旋转三个不锈钢的角度，控制液氮喷口的喷淋角度（相对于输送系统表面），正常工况下给定液氮喷口的喷淋角度垂直于输送系统上表面。所述的每个液氮喷口的液氮喷淋量一定，总的液氮喷淋量由液氮流量控制系统控制，采用数字式比例调节阀，能实现对液氮喷淋流量的精确连续调节。液氮喷淋系统喷淋出的液氮在循环对流风机的作用下，雾化液氮颗粒与氮气充分混合形成气液两相流，与冻结海产品5表面接触进行热量交换，并在装置内形成温度阶梯对流，使冻结海产品由外到内快速均匀冻结，避免冻结海产品出现局部冻损或冻结不充分。气化后的氮气在排风系统风机所形成的负压牵引下运动，最后经排风系统排风口管道排出，用于海产品速冻之前的预冷，实现冷能的回收再利用。

所述的液氮深冷速冻保鲜装置,可组装成逆流式液氮深冷速冻保鲜装置或顺流式液氮深冷速冻保鲜装置。所述的逆流式液氮深冷速冻保鲜装置冻结海产品时，输送系统的运动方向和冷氮气的运动方向相反，此时适合于速冻螃蟹、牡蛎等海产品。所述的顺流式液氮深冷速冻保鲜装置冻结海产品时，输送系统的运动方向和冷氮气的运动方向相同，此时适合于速冻各种鱼类海产品及裹粉油炸类产品。

所述的顺流式液氮深冷速冻保鲜装置，通过法兰盘8依次将出料端保温壳体、风机端保温壳体、喷淋系统端保温壳体、进料端保温壳体连成一体。

所述的逆流式液氮深冷速冻保鲜装置，通过法兰盘8依次将进料端保温壳体、风机端保温壳体、喷淋系统端保温壳体、出料端保温壳体连成一体。

所述的逆流式液氮深冷速冻保鲜装置、顺流式液氮深冷速冻保鲜装置，都可以根据不同种海产品的最优液氮速冻工艺及产量需求，增加或减少风机端保温壳体数量，从而加长或者缩短液氮深冷速冻保鲜装置。

所述的逆流式液氮深冷速冻保鲜装置与顺流式液氮深冷速冻保鲜装置相互切换，或者装置清洗时，可将输送系统从进料端处向外抽出，齿轮a12与齿轮b13会分开。

所述的出料端保温壳体、进料端保温壳体上都开有圆孔。当顺流式液氮深冷速冻保鲜装置时，进料端保温壳体上的圆孔被封闭，出料端保温壳体上的圆孔与排风系统连接；当逆流式液氮深冷速冻保鲜装置时，进料端保温壳体上的圆孔与排风系统连接，出料端保温壳体上的圆孔被封闭。

综上，本发明设计了一种两用式液氮深冷速冻保鲜装置，能满足不同种水产品液氮深冷速冻保鲜的要求，具有氮耗率低、冻损率低、速冻效果好、清洗方便等优点。