一种利用压力喷射冷冻食品液流化速冻装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种速冻装置，具体涉及一种利用压力喷射冷冻食品液流化速冻装置，本实用新型属于食品冷冻冷藏技术领域。


背景技术：

2.随着全球经济的发展和社会生活节奏的加速，人们对于新鲜食品的需求也在日益提高，而冷冻是一种保持食品质量并延长其保存期的有效贮藏方法。
3.目前食品的冷藏保鲜技术根据冻结速率的快慢分为缓慢冷冻和快速冷冻。缓慢冷冻的冷冻时间长，通过最大冰晶生成带速度慢，产生的冰晶体积大、数量少且分布不规则，同时对食品的细胞组织损害大，影响食品质量。而快速冷冻的冷冻时间短，产生无数针状小冰晶且分布均匀，对食品的细胞组织损伤小，基本不影响食品风味和口感。
4.现有的速冻装置按照食品与低温载冷剂的接触方式分为空气对流式、间接接触式和直接接触式冷冻。
5.空气对流式冷冻是采用冷却空气作为冷冻介质利用气体的对流传热使食品冷却冻结，常见的冷冻设备有流态床速冻机、螺旋式速冻机和隧道式速冻机，但这类设备对流换热系数较低，能耗大。间接接触式冷冻是将食品物料经受冷的低温冷壁(如金属板等)上进行冻结，食品与冷壁直接接触，但与低温载冷剂不直接接触，其装置类型有平板式、钢带式和回转式等，但间接接触式冷冻难以控制冻结后食品的形状。直接接触式冷冻是通过食品与不冻液直接接触的方式进行热量交换的，可分为喷淋式冷冻和浸渍式冷冻，直接接触式冷冻的冻结速率大，干耗小，但食品会吸收部分载冷剂，影响其品质，甚至会带来食品安全问题。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决现有的食品速冻装置冻结速率慢，冻结时间长的问题，进而提供一种利用压力喷射冷冻食品液流化速冻装置。
7.本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：
8.本实用新型包括冷冻槽、盖板、底部支架、电动升降机构和制冷机组，冷冻槽安装在底部支架上，冷冻槽的上部开口处设有盖板，所述电动升降机构位于冷冻槽内，制冷机组与冷冻槽连接。
9.进一步地，所述电动升降机构包括置物架和四个电动推杆，置物架包括四个不锈钢方管、多个隔板和承重框架构件，四个不锈钢方管竖直设置并呈矩形布置，多个隔板由上至下可拆卸安装在四个不锈钢方管之间，每个不锈钢方管的上端设有承重框架构件，所述每个电动推杆的伸缩杆的下端与承重框架构件固定连接。
10.进一步地，所述冷冻槽的两侧侧壁分别设有侧壁供液管和侧壁回液管，所述制冷机组分别通过侧壁回液管和侧壁供液管与冷冻槽的侧壁连接。
11.进一步地，所述该速冻装置还包括增压循环泵、涡街流量计和主控电箱，增压循环
泵、涡街流量计和主控电箱均安装在底部支架上并位于冷冻槽的右侧，冷冻槽通过增压循环泵与制冷机组连接。
12.进一步地，所述该速冻装置还包括两组侧壁射流喷嘴，两组侧壁射流喷嘴对称安装在冷冻槽左右两侧的侧壁上。
13.进一步地，每组侧壁射流喷嘴由多个射流喷嘴呈一字型并排设置。
14.进一步地，所述该速冻装置还包括侧壁射流供液管，所述多个侧壁射流喷嘴通过侧壁射流供液管与增压循环泵连接。
15.进一步地，所述该速冻装置还包括分液板，分液板位于冷冻槽的底部，分液板的上设有多个底部射流喷嘴，多个底部射流喷嘴呈矩阵设置。
16.进一步地，所述该速冻装置还包括底部射流供液管，所述多个底部射流喷嘴通过底部射流供液管与增压循环泵连接。
17.进一步地，所述侧壁射流喷嘴和底部射流喷嘴均为304不锈钢材质。
18.本实用新型的有益效果是：
19.1.本发明的食品液流化速冻装置将空气流化和浸渍式冷冻技术结合，在槽体侧壁和底部设计了射流喷嘴，喷射出低温冷冻液提高了食品表面传热速率，加速了食品的冻结速率。
20.2.本发明的食品液流化速冻装置在水结晶的关键区域(从
–
1到
–
8℃)可以快速通过，从而确保食品中的精细冰晶结构，防止细胞组织受到明显损害。
21.3.本发明的食品液流化速冻装置设计多个喷嘴，通过增压形成搅拌射流喷射到食物表面，让食品与低温冷冻液充分并均匀的接触，使食品冷冻更均匀，并具有出色的外观。
22.4.本发明的食品液流化速冻装置由于液体的浮力，低温冷冻液射流的速度和压力较低，因而获得了流态化状态，既节省了能量，又对食品产生了最小的机械作用。
23.5.本发明的食品液流化速冻装置可以多次循环利用低温冷冻液，减少了低温冷冻液的更换频率，降低了生产成本。
24.6.本发明的食品液流化速冻装置设计的置物架上下多层且可拆卸，可同时冷冻多个食品，工作效率高，充分利用高度上的空间，占地面积小，降低了运行成本。
25.7.本发明的食品液流化速冻装置设计了电动升降机构，更易于操作，便于自动化，大大降低了人工成本。
附图说明
26.图1是本实用新型的整体结构的主视图；
27.图2是图1的右视图；
28.图3是侧壁射流喷嘴的局部放大图；
29.图4是置物架的结构示意图；
30.图5是分液板及底部射流喷嘴的结构示意图；
31.图6是制冷机组系统构成图。
32.图中1-冷冻槽；1-1侧壁供液管；1-2侧壁回液管；2-盖板；3-底部支架；4-制冷机组；5-置物架；5-1-不锈钢方管；5-2隔板；5-3置物架上端承重框架构件；6-电动推杆； 7-增压循环泵；8-涡街流量计9-主控电箱；10-侧壁射流喷嘴；11-侧壁射流供液管；12
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分液板；
12-1底部射流喷嘴；13-底部射流供液管；14-电动推杆电机；15-电动推杆控电箱。
具体实施方式
33.具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述该速冻装置包括冷冻槽1、盖板2、底部支架3、电动升降机构和制冷机组4，冷冻槽1安装在底部支架3 上，冷冻槽1的上部开口处设有盖板2，所述电动升降机构位于冷冻槽1内，制冷机组4 与冷冻槽1连接。
34.冷冻槽1的内外侧面板均为304不锈钢板，中间设有保温材料，保温材料采用硬质聚氨酯泡沫，整个槽体为上面开口的长方体槽式容器结构；底部支架3由等边角钢和槽钢焊接而成，起底部支撑作用。
35.具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述电动升降机构包括置物架5和四个电动推杆6，
36.置物架包括四个不锈钢方管5-1、多个隔板5-2和承重框架构件5-3，四个不锈钢方管 5-1竖直设置并呈矩形布置，多个隔板5-2由上至下可拆卸安装在四个不锈钢方管之间，每个不锈钢方管5-1的上端设有承重框架构件5-3，所述每个电动推杆6的伸缩杆的下端与承重框架构件5-3固定连接。
37.置物架5为上下多层并可拆卸，每层均可放置食品，通过电动推杆控制电箱15控制电动推杆电机14来控制电动推杆6运动，通过电动推杆6伸缩杆的伸缩来实现置物架5的上升或下降。
38.其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
39.具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述冷冻槽1的两侧侧壁分别设有侧壁供液管1-1和侧壁回液管1-2，所述制冷机组4分别通过侧壁回液管1-2 和侧壁供液管1-1与冷冻槽1的侧壁连接。
40.侧壁供液管1-1和侧壁回液管1-2均为不锈钢钢管，将需要冷冻的食品放置于置物架上，电动推杆电控箱启动电机，将置物架5降至冷冻槽1内，盖好盖板2.制冷机组4工作一段时间后从侧壁供液管1-1向冷冻槽内供入适量的低温冷冻液，食口浸渍在槽内与低温冷冻液接触并被冷冻，冷冻完成后的低温冷冻液通过侧壁回液管1-2重新泵回制冷机组，然后将冷冻后的食品取出即可。
41.其它组成以连接关系与具体实施方式一或二相同。
42.具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述该速冻装置还包括增压循环泵7、涡街流量计8和主控电箱9，增压循环泵7、涡街流量计8和主控电箱9均安装在底部支架3上并位于冷冻槽1的右侧，冷冻槽1通过增压循环泵7与制冷机组4连接，涡街流量计8与增压循环泵7连接。
43.制冷机组4运行一段时间，对低温冷冻液进行降温并供入冷冻槽内，开启低温截止阀，通过主控电箱9控制增压循环泵7、涡街流量计8的启停，开启增压循环泵7、涡街流量计 8并逐渐提高低温冷冻液流速，主控电箱9上的流量计数显示仪显示流量的实时数据，控制流量流速。增压循环泵7对低温冷冻液加压，向底部射流供液管13和侧壁射流供液管 11压送。
44.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
45.具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，所述该速冻装置还包括两组侧壁射流喷嘴 10，两组侧壁射流喷嘴10对称安装在冷冻槽1左右两侧的侧壁上。
46.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
47.具体实施方式六：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式所述每组侧壁射流喷嘴10由多个射流喷嘴10呈一字型并排设置。
48.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
49.具体实施方式七：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述该速冻装置还包括侧壁射流供液管11，所述多个侧壁射流喷嘴10通过侧壁射流供液管11与增压循环泵7连接。
50.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
51.具体实施方式八：结合图5说明本实施方式，本实施方式所述该速冻装置还包括分液板12，分液板12位于冷冻槽1的底部，分液板12的上设有多个底部射流喷嘴12-1，多个底部射流喷嘴12-1呈矩阵设置。
52.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
53.具体实施方式九：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述该速冻装置还包括底部射流供液管13，所述每个底部射流喷嘴12-1通过底部射流供液管13与增压循环泵7连接。
54.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
55.具体实施方式十：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述侧壁射流喷嘴10和底部射流喷嘴12-1均为304不锈钢材质。
56.冷冻槽1的左右外侧壁设有对称的并排式侧壁射流喷嘴10，槽体底部分液板2设有5*5 只底部射流喷嘴12-1，所有喷嘴均采用304不锈钢材质，密封垫圈采用丁腈橡胶材质，喷嘴孔径大小均可根据实际冻结的食品调节。侧壁射流供液管11包括侧壁射流供液总集管段、侧壁射流管段供液集管段和单股射流供液管段，单股射流供液管段末端连接侧壁射流喷嘴11，以上所有管道皆为不锈钢管。升压后的低温冷冻液通过底部射流供液管13和侧壁射流供液管11供给至侧壁射流喷嘴10和底部射流喷嘴12-1喷射置于置物架5上的食品完成冷冻。
57.其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
58.具体实施方式十一：结合图6说明本实施方式，本实施方式所述制冷机组4具备板式换热器211、气液分离器212、压缩机213、油分离器214、冷凝器215、干燥过滤器216、经济器217、及热力膨胀阀218。制冷剂从进液口进入速冻制冷机组，完成一个制冷循环后进入末端速冻装置。
59.压缩机211将冷媒压缩，并排出压缩后的气态冷媒，经由管路g1供给至油分离器212，油分离器212将压缩机211排出的高压气态冷媒中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行。冷凝器213为v型冷凝器，将从油分离器212出来经管路g2供给的气态冷媒冷却冷凝成高压液态冷媒，再由管路g3送至干燥过滤器214吸收制冷剂液体中的水分和固体杂质，通过管路g4进入经济器215中。经济器215是个换热器，用于二次进入压缩机制冷系统中。来自冷凝器213的高压液态冷媒在进入经济器215后分为两部分，一部分通过节流，以热量膨胀的方式进行进一步冷却，去降低另一部分的温度，令其过冷，这被稳定下来的液态冷媒经管路g5通过热力膨胀阀216实现从冷凝压力至蒸发压力的压降，经管路g6直接进入板式换热器217，完成制冷后的低温冷冻液供给至速冻装置。而另一部分未冷却的气态冷媒通
过经济器215与压缩机211的连通管路g7，重新进入压缩机211继续压缩，进入循环。从板式换热器217出来的气态冷媒经管路g8进入气液分离器218分离后，又通过管路g9重新进入压缩机211，开始新的制冷循环。
60.工作过程：
61.在冻结食品时，首先打开电动推杆电控箱15开启电动推杆电机14，利用电动推杆6 伸缩杆的伸缩将置物架5升起，把待冷冻食品水平放置于置物架5上，再降至冷冻槽1内并盖上盖板2，将制冷机组4运行一段时间，低温冷冻液降温至-40℃，
62.涡街流量计前面和增压循环泵前面都有一个低温截止阀，在开启制冷机组之前开启两个截止阀，打开主控电箱9使增压循环泵7和涡街流量计8工作，将制冷机组4中低温冷冻液泵入增压循环泵7中并逐渐提高流速，主控电箱9上流量计数显仪显示流量的实时数据从而控制装置内流量流速，通过增压循环泵7对低温冷冻液升压，并经由底部射流供液管13和侧壁射流供液管11向底部射流喷嘴12-1和侧壁射流喷嘴10压送，从底部射流喷嘴12-1和左右侧壁射流喷嘴10对置物架5中待冷冻食品喷射冷冻，低温冷冻液与食品发生对流换热，吸收来自食品的热量，冻结过程结束后打开盖板3再次升起置物架5，取出冷冻完成的食品，这就是整个装置的工作过程。
63.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。