一种小龙虾智能玻璃态液氮速冻装备

1.本发明涉及一种生鲜食品液氮速冻保鲜装置，特别是一种小龙虾智能玻璃态液氮速冻装备。


背景技术：

2.我国是农业生产和出口大国，生鲜食品资源丰富。果蔬产量自2001年以来一直居世界首位。水产品总产量已经连续30年位居世界第一位，占世界总产量的1/3，其中水产养殖总产量占世界总产量的70％。然而，生鲜食品水分含量高，容易滋生微生物，具有易腐性、季节性和地域性的特点，使其在贮藏、市场供应及产品开发方面受到很大限制。由于产后贮藏保鲜及加工技术的相对滞后，我国生鲜食品腐烂损失十分严重。据统计，目前我国水果的腐烂损失率在25％～30％，蔬菜的腐烂损失率在20％～25％，水产品的损失率在15％左右。保鲜技术落后、产后损失严重已成为制约我国农产品加工业和食品工业发展，影响农民收入和市场竞争力的重要因素之一。生鲜食品保鲜是保证其贮藏期品质稳定，实施远距离或反季节贸易的关键，已成为农业和食品产业的一个重大难题，受到食品企业、物流业和消费者的广泛关注。速冻保鲜是目前生鲜食品保鲜领域应用最广泛的保鲜技术之一。但传统机械式速冻保鲜冻结速度缓慢，冻结时间长，易发生蛋白质变性、解冻汁液流失、持水力下降等品质劣变。新型液氮速冻保鲜是低温液氮汽化及后续降温过程吸收大量显热和潜热而使食品冻结的技术，其可使物料快速穿过冰晶区实现玻璃化或部分玻璃化，具有降温速率高、产品品质保持好等特点。近年来，随着空气分离技术进步和发展，液氮生产成本迅速下降，为液氮速冻技术广泛应用提供条件。
3.目前已有液氮速冻机的相关专利和产品报道。中国专利cn201410726146.4公开了隧道型液氮速冻机，包括隧道型冷冻室及冷冻室内的环绕型输送网带，冷冻室的进料端及出料端分别设有液氮封堵装置，包括设置在输送网带顶部的风箱，风箱的顶部设有进风通道，风箱的底部设有吹风口，风箱与冷冻室的顶板及两侧壁之间密封固定，在冷冻室顶板上设有与风箱进风通道贯通的进风口，进风口上设有风机；吹风口的宽度与冷冻室的宽度一致，在吹风口与输送网带之间形成物料输送口。该液氮速冻机相对于未加装封堵装置的液氮速冻机可减少液氮消耗量40-50％，其速冻成本大为降低。中国专利cn201520006527.5公开了一种改进的隧道型液氮速冻机，包括一隧道型冷冻室，及冷冻室内的环绕型输送带，在两层输送带之间的冷冻室侧壁上设有支撑导轨，支撑导轨由冷冻室的进料端延伸至出料端，其特征在于：与支撑导轨接触的冷冻室侧壁内设有沿冷冻室走向的扩散腔，支撑导轨上设有若干通孔将上下输送带之间的空腔与扩散腔之间贯通，在冷冻室的室壁内设有将扩散腔与上层输送带以上空间连通的管路，管路上设有抽风机。该改进的隧道型液氮速冻机结构合理、制作简便。中国专利cn202021906195.3公开了一种液氮速冻机，包括冷冻隧道和安装在冷冻隧道内的传输网带，传输网带连接有带动其运转的第一电机，冷冻隧道内位于传输网带的上方安装有液氮喷头和电风扇，冷冻隧道内还安装有侧对电风扇的热气喷头，并包括中央控制装置，热气喷头连接有与中央控制装置电连接的第一电磁阀的一端，中央控
制装置还连接有定时器；需要冷冻的物品放置在冷冻隧道入口处的传输网带上，液氮喷头和电风扇持续运转，中央控制装置通过定时器的反馈定时开启热气喷头，热气喷头规律的向电风扇喷出热气融化电风扇上的结霜和结冻，除霜效果好确保电风扇持续正常运作。然而，本发明与上述专利相比具有显著不同，上述专利的设备或装置未对食品物料的热物理特性，特别是其玻璃化转变温度tg进行充分考量，本发明实现生鲜食品液氮速冻过程的速冻区温度智能自适应控制，确保速冻区物料处于最佳“玻璃态”速冻温度区间，大大提高设备灵活性和产品品质，并显著节约液氮消耗量。目前，尚未有关于智能玻璃态液氮速冻装置的相关专利报道。


技术实现要素：

4.技术问题
5.本发明的目的在于提供一种小龙虾智能玻璃态液氮速冻装备，该装置针对生鲜食品物料的热物理特性，特别是玻璃化转变温度参数，引入可编程控制和人工智能温控技术技术，可实时追踪生鲜食品物料速冻过程表面温度，并根据反馈的信息调控相应的液氮喷射量等参数，确保速冻区物料处于最佳“玻璃态”速冻温度区间，有效提高产品品质，节约液氮消耗量。
6.技术方案
7.一种小龙虾智能玻璃态液氮速冻装备由排气装置(1)、液氮搅拌装置(2)、电器控制系统(3)、液氮罐(4)、红外测温探头(5)、隧道隔热装置(7)、传送带(8)、传送带驱动装置(9)、液氮控制阀(10)、液氮喷嘴装置(11)组成，其特征在于红外测温探头(5)位于速冻腔体内顶部，并且分散位于物料在传送带(8)的前段、中段和末段位置上方，电器控制系统(3)位于速冻腔体上方与速冻腔体并列相连，其与数字化连接液氮搅拌装置(2)、红外测温探头(5)、传送带驱动装置(9)、液氮控制阀(10)、液氮喷嘴装置(11)通过通信数据线(6)连接。
8.所述的一种小龙虾智能玻璃态液氮速冻装备，所述的电器控制系统(3)采用触摸屏与可编程逻辑控制器耦合的控制方式，通过引入可编程控制和人工智能温控技术，数字化连接液氮搅拌装置(2)、红外测温探头(5)、传送带驱动装置(9)、液氮控制阀(10)、液氮喷嘴装置(11)，构建液氮速冻区温度监控系统，能够实时监控速冻区温度变化，并反馈调节实际液氮喷射量大小在一定范围变化，确保速冻区物料处于最佳温度区间。物料经传送带驱动装置(9)自左侧运输至右侧，液氮经液氮罐(4)输出，并从设备从右侧输入，在排气装置(1)的作用下，液氮气体自右侧管道向左侧管道传输，并均匀的在腔体顶部四周进行扩散，液氮在液氮搅拌装置(2)的作用下，更加均匀的布置在物料表面，两者方式在温度上相互互补，从而达到物料均匀受冷的效果。整个装备构建液氮速冻区温度监控系统，能够实时监控速冻区温度变化，并反馈调节实际液氮喷射量大小在一定范围变化，确保生鲜食品物料处于最佳“玻璃态”速冻温度区间。
9.有益效果
10.由以上本发明的技术方案可知，本发明所提出的一种生鲜食品液氮速冻加工设备，与现有技术相比，其显著效果在于：
11.1、针对生鲜食品物料的热物理特性，特别是玻璃化转变温度，设备的自动化程度更加精确、温度；
12.2、闭环系统处理，减少并节约了液氮的消耗量；
13.3、更加有效的提高了产品的品质；
14.4、相对于传统设备，设备的液氮均匀性更佳，产品品质更好。
附图说明：
15.图1为本发明的结构示意图；
16.图中：1-排气装置2-液氮搅拌装置3-电器控制系统4-液氮罐5-红外测温探头6-通信数据线7-隧道隔热装置8-传送带9-传送带驱动装置10-液氮控制阀11-液氮喷嘴装置
具体实施方式：
17.为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
18.如图1所示：
19.本实施例中，图1中一种小龙虾智能玻璃态液氮速冻装备由排气装置(1)、液氮搅拌装置(2)、电器控制系统(3)、液氮罐(4)、红外测温探头(5)、通信数据线(6)、隧道隔热装置(7)、传送带(8)、传送带驱动装置(9)、液氮控制阀(10)、液氮喷嘴装置(11)组成，红外测温探头(5)位于速冻腔体内顶部，并且分散位于物料在传送带(8)的前段、中段和末段位置上方，电器控制系统(3)位于速冻腔体上方与速冻腔体并列相连，其与液氮搅拌装置(2)、红外测温探头(5)、传送带驱动装置(9)、液氮控制阀(10)、液氮喷嘴装置(11)通过通信数据线(6)连接。电器控制系统(3)，采用触摸屏与可编程逻辑控制器耦合的控制方式，通过引入可编程控制和人工智能温控技术，数字化连接液氮搅拌装置(2)、红外测温探头(5)、传送带驱动装置(9)、液氮控制阀(10)、液氮喷嘴装置(11)，物料经传送带驱动装置(9)自左侧运输至右侧，液氮经液氮罐(4)输出，并从设备从右侧输入，在排气装置(1)的作用下，液氮气体自右侧管道向左侧管道传输，并均匀的在腔体顶部四周进行扩散，液氮在液氮搅拌装置(2)的作用下，更加均匀的布置在物料表面，两者方式在温度上相互互补，从而达到物料均匀受冷的效果。整个装备构建液氮速冻区温度监控系统，能够实时监控速冻区温度变化，并反馈调节实际液氮喷射量大小在一定范围变化，确保生鲜食品物料处于最佳“玻璃态”速冻温度区间。
20.实施例1
21.本发明工作时，均通过电器控制系统进行操作。以液氮速冻调理小龙虾为例：首先通过差示量热扫描法(dsc)测定调理小龙虾样品的玻璃化转变温度，并在电器控制系统上输入所测得的样品玻璃化温度值tg。包装好的调理小龙虾放置传送带左侧，此时控制传送带驱动装置(9)工作，从而传送带(8)带动调理小龙虾从左往右移动，通过控制液氮控制阀(10)加入液氮，液氮储存在液氮罐(4)内部，将液氮从液氮喷嘴装置(11)喷出，同时开启液氮搅拌装置(2)，保证调理小龙虾速冻的均匀性。速冻过程中，电器控制系统根据预设的物料玻璃化转变温度值，调节液氮搅拌装置风速、传送带传输速度、液氮控制阀开启度、液氮喷嘴装置方式和喷射速度等参数，并实时监控速冻区物料温度变化情况，反馈调节液氮喷射量大小，保证调理小龙虾在玻璃化转变温度区间。通过该发明制备的液氮速冻调理小龙虾操作灵活，产品品质佳，且液氮消耗量小。
22.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技
术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。