CN108826787B - 冷冻和解冻一体柜及采用该一体柜进行冷冻和解冻的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种冷冻和解冻一体柜，该一体柜包括保温箱体和密闭容器，保温箱体包括冷冻室和解冻室，冷冻室和解冻室内均固定有箱型框架，框架的上下、前后固定有封板，框架的左右两侧固定有出风道板和回风道板，密闭容器呈偏平状且可分层架设于冷冻室和解冻室的框架内，密闭容器的上下表面焊接或铆接有成排的导热翘片，相邻两排导热翘片之间的空隙形成的通道一端对准出风道板的出风孔、另一端对准回风道板的回风孔出风道板开设有出风孔，冷冻室内的框架底部设有冷气发生装置，解冻室内的框架底部设有冷热气流发生装置。本发明的一体柜，冷冻和解冻速度快，既可有效抑制微生物的繁殖，更好保证食材的品质，而且可大大节约能源。本发明还提供一种采用上述一体柜对肉类进行冷冻和解冻的方法。

Description

冷冻和解冻一体柜及采用该一体柜进行冷冻和解冻的方法
技术领域
本发明涉及食品的冷冻和解冻技术领域，尤其涉及一种鲜活食材的冷冻和解冻装置，更具体是涉及一种利用冷热交换对食材进行快速冷冻和快速解冻的冷冻和解冻一体柜。本发明还涉及一种利用上述一体柜对肉类进行冷冻和解冻的方法。
背景技术
冷冻是指用低温的方法将鱼、肉等食品中的液态水分冻结成固态的过程，这是一种安全、健康的保存方式，可以有效地抑制食品中微生物的生长和繁殖，防止食品变质，同时还容易恢复原状。解冻是冷冻的逆过程，是将冷冻过程中形成的冰晶融化成水。日常生活中，为了延长鲜活食材的存放时间，一般是将新鲜购买的食材存放于冻库或家用冰箱的冻柜中，现有冻库或家用冰箱的冻柜，冷冻温度一般设置在零下16℃，这是考虑到食材可以存放3个月以上进行设置的，对于饮食行业或家庭，食材的存放时间一般是几天到十几天，这种设置不仅浪费能源，而且要烹煮时，需要经过较长时间的解冻；另外，现有的冷冻装置（特别是冷库）和解冻装置（通常位于厨房内）一般不设在同一地方，而且距离较远，造成中间转移食材时间较长，增加了食材被污染的机会；还有，现有的冷冻和解冻装置，在食材冻结和解冻的过程中，冷冻装置和解冻装置只是对食材所处整个空间进行降温或加热，而没有直接对食材所处的局部区域施加能量交换，导致其冷结和解冻的效果不佳。
发明内容
为克服以上存在的问题，本发明的目的是提供一种冷冻和解冻一体柜，该一体柜不仅冷冻和解冻速度快，而且经该一体柜冷冻和解冻的食材，存取方便，可避免营养流失和空气污染，更好保证食材的品质。
本发明的另一目的是提供一种采用上述一体柜对肉类进行冷冻和解冻的方法。
为实现以上目的，本发明的冷冻和解冻一体柜，包括一保温箱体，保温箱体分为左右两个独立空间，其中一个独立空间为冷冻室，另一个独立空间为解冻室，冷冻室及解冻室各自有保温门进行封闭；冷冻室和解冻室内均固定有箱型框架，框架的上下、前后固定有封板，框架的左右两侧固定有出风道板和回风道板，出风道板开设有出风孔，回风道板开设有回风孔，冷冻室内的框架底部设有冷气发生装置，解冻室内的框架底部设有冷热气流发生装置；所述一体柜还包括若干密闭容器，密闭容器呈扁平状且可分层架设于冷冻室或解冻室的框架内，密闭容器的上下表面焊接或铆接有成排的导热翘片，相邻两排导热翘片之间的空隙形成的通道一端对准相应出风道板的出风孔、另一端对准相应回风道板的回风孔，冷冻室和解冻室的框架前封板均开设密闭容器的进出口；冷气发生装置包括第一蒸发器和第一强制对流风机，第一蒸发器与设置于冷冻室下部且位于冷冻室外的第一制冷机组电连接；冷热气流发生装置包括第二蒸发器、电加热器和第二强制对流风机，第二蒸发器与设置于解冻室下部且位于解冻室外的第二制冷机组电连接；冷冻室内的框架上封板左右两侧边延伸至与冷冻室的左右侧壁连接、下封板前后两侧边延伸至与冷冻室的前后侧壁连接，使冷气发生装置所在的区域、出风风道板的出风口、密闭容器所处的区域和回风风板道的出风口构成冷冻室内独立的冷气循环道；解冻室内的框架上封板左右两侧边延伸至与解冻室的左右侧壁连接、下封板前后两侧边延伸至与解冻室的前后侧壁连接，使冷热气流发生装置所在的区域、出风风道板的出风口、密闭容器所处的区域和回风风板道的出风口构成解冻室内独立的冷热气流循环道。
上述密闭容器是由上下结构对称的两个半壳体构成，半壳体由食品级不锈钢制成，上壳体和下壳体一侧边铰接，形成掀盖结构，密闭容器的高度优选30mm-100mm。
为了进一步提高密闭容器的导热效果，上述密闭容器上下表面焊接或铆接的导热翘片沿长度的方向呈S型或导热翘片侧面开设有通孔。
为了增加密闭容器侧壁与食材的热传递面积，上述密闭容器上下侧壁开设有成排的凹槽，凹槽与导热翘片相间排列，凹槽的截面呈V字型。
上述冷冻室还包括带有微电脑处理功能的第一温度控制器，第一温度控制器位于冷冻室下部的第一控制室内且与第一强制对流风机、第一制冷机组电连接；解冻室还包括带有微电脑处理功能的第二温度控制器，第二温度控制器位于解冻室下部的第二控制室内且与第二强制对流风机、电加热起、第二制冷机组电连接；第一、第二控制室的前侧面均设有控制面板和温度显示窗口。
为了及时监测通过冷冻室或解冻室内密闭容器表面经过气流的温度，上述冷冻室或解冻室出风道板的出风口设置有温度传感器，该温度传感器与冷冻室或解冻室相应的温度控制器连接。
为了便于密闭容器进出冷冻室或解冻室，上述密闭容器通过导轨组件架设于冷冻室或解冻室的出风道板和回风道板的内侧壁上，与导轨组件位置对应的出风道板和回风道板的外侧壁上设置有固定块，固定块通过螺钉固定于冷冻室或解冻室的左右侧壁上。
上述导轨组件由固定导轨、移动导轨和导轨挂板组成，固定导轨设置于出风道板和回风道板的内侧壁上，导轨挂板固定于密闭容器的侧壁上，导轨挂板通过移动导轨实现在固定导轨上的滑动。
为了便于一体柜的移动，上述第一控制室和第二控制室的底部设有支撑脚。
本发明还提供一种利用上述冷冻和解冻一体柜对肉类进行冷冻和解冻的方法，该方法依次包括如下步骤：
（1）将新鲜的肉类用工具或自然挤压成与密闭容器高度相同的厚度，摊平放置于密闭容器中，合上密闭容器的上盖，再将密闭容器推入一体柜的冷冻室内，关上冷冻室的保温门；
（2）接通一体柜冷冻室的电源，位于冷冻室下部的冷气发生装置开始工作，第一制冷机组和第一蒸发器产生的冷气通过第一强制对流风机在冷冻室内独立的冷气循环道内循环，控制经过密闭容器表面和导热翘片的冷气温度保持在-8℃至-6℃，使肉类得到冻结；
（3）接通一体柜解冻室的电源，位于解冻室下部的冷热气流发生装置开始工作，第二制冷机组和第二蒸发器产生的冷气或电加热器产生的热气经第二强制对流风机在解冻室内独立的冷热气刘循环道内循环，当解冻室控制面板上显示的温度位于6℃以下和1℃以上时，打开冷冻室和解冻室的保温门，将装有肉类且经过冷冻的密闭容器取出，迅速推入保温室内，关上冷冻室和保温室的保温门；
（4）一定温度区间的冷热气流通过解冻室出风道板的出风孔与密闭容器的表面和导热翘片进行热交换后，再通过回风道板的回风孔返回冷热气流发生装置进行加热或冷却，当解冻室控制面板上显示的温度保持在1-6℃的恒定区间20-30分钟时，结束解冻过程，将肉类取出。
上述冷冻室冷气的温度和解冻室冷热气流的温度控制是由相应的温度控制器根据相应出风道板出风口的温度对冷气发生装置或冷热气流发生装置的供气量和供气速度的调节来实现。
本发明的冷冻和解冻一体柜及采用该一体柜对肉类进行冷冻和解冻方法，与现有技术相比，具有如下的优点：
（1）在冷冻室和解冻室设置有可架设同一结构密闭容器的框架，该密闭容器为扁平状，其外壳由食品级的不锈钢制成，且上下表面焊接或铆接有导热翅片，而导热翅片所在的平面垂直于通风口所在的平面并和通风口进出的风流方向一致，将食材放置于该密闭容器内并与容器的内侧壁紧密贴合，利用经过冷却或加热的空气对密闭容器的上下表面及导热翘片进行热交换，可大大提高冷空气或热空气与容器壳体的热交换面积，更好提高了食材冷冻或解冻的效率和速度。
（2）食材从冷冻室转移到解冻室的过程中，无需打开密闭容器将肉类取出来，只需将装有食材的密闭容器一起转移，既保持了食材原有的状态，也减少了将冻结的食材转移到解冻室的时间，避免了食材被污染的机会。
（3）食材从冷冻到解冻整个过程都存放于密闭容器中，且食材和密闭容器内侧壁紧密贴合，可保证食材的营养不流失。
（4）由于采用强制风流换热，对肉类食品各处的冷冻和解冻更加均匀，进一步保证了肉类食品的品质。
（5）由于是利用容器壳体和肉类食品热传递的方式进行解冻，避免微波解冻法那样产生导致肉类食品分子异变的巨大能量，不会产生有害物质。
（6）本发明的冷冻、解冻方法，将肉类切割成与密闭容器高度相等的厚度，使肉类的四周与密闭容器的内壁紧密接触，将冷冻温度设定在-8℃至-6℃，而将解冻温度控制在1-6℃的范围内，既可有效抑制微生物的繁殖，更好保证了肉类的品质，而且可大大节约能源。
附图说明
图1是本发明肉类冷冻和解冻一体柜的结构示意图。
图2是图1一体柜的右视图。
图3是图1一体柜的左视图。
图4是解冻室保温门打开且密闭容器从导轨上滑出并掀盖时的结构示意图。
图5是图1沿A-A方向的剖视图。
图6是图1沿B-B方向的剖视图。
图7 是图1沿C-C方向的剖视图。
图8是轨道组件的结构示意图。
图9是图1的L区域放大图。
图10是图2的M区域放大图。
图11是图3的N区域放大图。
图12是图5的O区域放大图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，本发明的冷冻和解冻一体柜，包括一保温箱体，保温箱体分为左右两个独立空间，其中一个独立空间为冷冻室1，另一个独立空间为解冻室2，冷冻室及解冻室各自有保温门10、20进行封闭，冷冻室和解冻室均固定有箱型框架；
冷冻室框架的左右两侧固定有出风道板11和回风道板12、上下侧和前后侧固定有封板13、14、15、16，出风道板开设有出风孔111，回风道板开设有与出风孔位置对应的回风孔（图中没标示），上封板左右两侧边延伸固定于冷冻室的左右侧壁，下封板前后两侧边延伸固定于冷冻室的前后侧壁，下封板和冷冻室底壁之间设置有与冷冻室左右侧壁相连的竖向密封板141、142，下封板、冷冻室底壁和竖向密封板围成可放置冷气发生装置的独立空间17；解冻室框架的左右两侧固定有出风道板21和回风道板22，上下侧和前后侧固定有封板23、24、25、26，出风道板开设有出风孔211，回风道板开设有与出风孔位置对应的回风孔（图中没标示），上封板左右两侧边延伸固定于解冻室的左右侧壁，下封板前后两侧边延伸固定于解冻室的前后侧壁，下封板和解冻室底壁之间设置有与解冻室左右侧壁相连的竖向密封板241、242，下封板、解冻室底壁和竖向密封板围成可放置冷热气流发生装置的独立空27，如图5、6所示；
如图7所示，可架设于冷冻室和解冻室框架内的密闭容器3为厚度在30-100mm的偏平状盒体，该盒体是由上下结构对称的两个半壳体构成，半壳体由食品级不锈钢制成，上壳体和下壳体一侧边铰接，形成掀盖结构，密闭容器的上下表面沿长度方向焊接或铆接有成排的导热翘片31（翅片的材料采用导热系数较高的铜和铝制成，本实施例附图的翅片是直片形状，如果为了进一步提高其导热系数，也可以将翅片制作成S型或在翅片上开设通孔），密闭容器的上下表面开设有成排的条形凹槽32，这些条形凹槽与导热翘片相间排列，凹槽的截面呈V字型形成倒刺以增加密闭容器与食材的导热面积；冷冻室和解冻室的框架前封板均开设有密闭容器的进出口，密闭容器通过导轨组件4架设于出风道板和回风道板的内侧壁上，导轨组件由固定导轨41、移动导轨42、导轨挂板43组成，密闭容器左右两端分别和其左右的导轨挂板焊接在一起，导轨挂板由移动导轨上的前下轮421和中下轮422、后下轮423支撑且由后上轮426、中上轮425、前上轮424限位并可以在移动导轨上滑动，移动导轨利用其后上轮、中下轮及前下轮可以实现在固定导轨上滑动，前限位块411和后限位块412限制移动导轨在固定导轨上的移动距离，固定导轨用螺钉44穿过出风道板和回风道板固定在固定块5上，固定块用螺钉固定在冷冻室或解冻室的左右侧壁上，这样密闭容器就可以方便地从冷冻室或解冻室的框架内滑进和滑出，如图8、9所示；密闭容器上下表面相邻两排导热翘片之间的空隙形成的通道33一端对准出风道板的出风孔111或211、另一端对准回风道板的回风孔，如图10、11、12所示；
如图6所示，冷气发生装置包括有第一蒸发器61和第一强制对流风机71，第一蒸发器与设置于冷冻室下部且位于冷冻室外的第一制冷机组81电连接，第一蒸发器固定于竖向密封板141、142上，处于独立空间的第一蒸发器对空气冷却后由强制对流风机吹向出风道板的出风孔，冷气通过出风孔与密闭容器表面及其导热翘片进行热交换后通过回风道板的回风孔，返回冷气发生装置所在的腔室，形成一个循环；冷冻室还设置有带微电脑处理功能的温度控制器91，该温度控制器位于冷冻室下部的控制室且与第一强制对流风机和第一制冷机组电连接，还与设置于出风道板出风口的温度传感器电连接；冷热气流发生装置包括有第二蒸发器62、电加热器90和第二强制对流风机72，第二蒸发器与设置于解冻室下部且位于解冻室外的制冷机组82电连接，第二蒸发器和电加热管固定于竖向密封板241、242上，处于独立空间的电加热管、第二蒸发器对空气加热或冷却后由强制对流风机吹向出风道板的出风孔，冷热气流通过出风孔与密闭容器表面及其导热翘片进行热交换后通过回风道板的回风孔，返回冷热气流发生装置所在的腔室，形成一个循环；解冻室还设置有带微电脑处理功能的第二温度控制器92，该温度控制器位于解冻室下部的控制室且与第二强制对流风机、电加热管、第二制冷机组电连接，还与设置于出风道板出风口的温度传感器电连接；位于保温箱体下部的一体柜前侧面设有控制面板18和冷冻室出风道板出风口的温度显示窗口19及解冻室出风道板出风口的温度显示窗口29。
注：蒸发器7是制冷***的制冷部件，其制冷原理是制冷剂在其内部蒸发吸热同时带走其周围空气的热能而对其周围空气进行冷却。
本发明的冷冻和解冻一体柜是由温度传感器感知出风风道板的出风口温度并传递到温度控制器的微电脑上进行处理，并由温度控制器来控制制冷机组、蒸发器、电加热管及强制对流风机的开停来保证经过冷冻室密封容器表面的温度处于-8℃至-6℃，实现对新鲜肉类的冷冻，保证经过解冻密封容器表面的温度处于位于6℃以下和1℃以上，实现对冷冻肉类的解冻。
利用本发明一体柜的冷冻室对新鲜肉类进行冷冻时，将新鲜的肉类50用工具或自然挤压成与密闭容器高度相同的厚度，摊平放置于密闭容器中，合上密闭容器的上盖，再将密闭容器推入一体柜的冷冻室内，关上冷冻室的保温门，接通冷冻室的电源，位于冷冻室下部的冷气发生装置开始工作，第一制冷机组和第一蒸发器产生的冷气通过第一强制对流风机在冷冻室内独立的冷气循环道内循环，由第一温度控制器根据出风道板温度传感器检测的温度，及时调整第一制冷机组的制冷量和第一强制对流风机的速度，使经过密闭容器表面和导热翘片的冷气温度为-8℃至-6℃，实现对肉类的冻结；利用解冻室进行解冻时，位于解冻室下部的冷热气流发生装置开始工作，第二制冷机组和第二蒸发器产生的冷气或电加热器产生的热气经第二强制对流风机在解冻室内独立的冷热气刘循环道内循环，当解冻室控制面板上显示的温度位于6℃以下和1℃以上时，同时打开冷冻室和解冻室的保温门，将装有肉类且经过冷冻的密闭容器取出，迅速推入保温室内，关上冷冻室和解冻室的保温门，此时一定温度区间（1℃～6℃）的空气由第二强制对流风机送到出风风道板的出风口并吹向密闭容器上的翅片及密闭容器的上下表面来进行热交换，由于密闭容器的上下表面和肉类紧密贴合进而对密闭容器内的冷冻肉类进行解冻，这时经过热交换的空气变成温度较低的空气又通过回风风道板上的回风口被强制对流风机吸入（如果此时出风口附近的空气温度低于1℃，电加热管便会进入工作状态，如果此时出风口附近的空气高于6℃，制冷机组和蒸发器进入工作状态）且再次被送到出风风道板上的出风口，这样就形成一个热交换的循环过程。经过一定的时间间隔，解冻过程结束，就可以将肉类拿出来了使用了。
本发明一体柜的冷冻室和解冻室相对独立，可以单独进行冷冻和解冻，要进行解冻的肉类，可以是经本发明冷冻室冷冻的肉类，也可以是经其他家用冰柜或冻库冷冻的肉类，经其他家用冰柜或冻库冷冻的肉类需先切割成与密闭容器高度相同的厚度，并摊平放置于密闭的容器中，再放进解冻室解冻。

Claims (9)

1.一种冷冻和解冻一体柜，其特征在于：所述一体柜包括一保温箱体，保温箱体分为左右两个独立空间，其中一个独立空间为冷冻室，另一个独立空间为解冻室，冷冻室及解冻室各自有保温门进行封闭；冷冻室和解冻室内均固定有箱型框架，框架的上下、前后固定有封板，框架的左右两侧固定有出风道板和回风道板，出风道板开设有出风孔，回风道板开设有回风孔，冷冻室内的框架底部设有冷气发生装置，解冻室内的框架下部设有冷热气流发生装置；所述一体柜还包括若干密闭容器，密闭容器呈扁平状且壳体由食品级不锈钢制成，密闭容器通过导轨组件分层架设于冷冻室或解冻室的出风道板和回风道板的内侧壁上，密闭容器的上下表面焊接或铆接有成排的导热翘片，相邻两排导热翘片之间的空隙形成的通道一端对准相应出风道板的出风孔、另一端对准相应回风道板的回风孔，冷冻室和解冻室的框架前封板均开设密闭容器的进出口；冷气发生装置包括第一蒸发器和第一强制对流风机，第一蒸发器与设置于冷冻室下部且位于冷冻室外的第一制冷机组电连接；冷热气流发生装置包括第二蒸发器、电加热器和第二强制对流风机，第二蒸发器与设置于解冻室下部且位于解冻室外的第二制冷机组电连接；冷冻室内的框架上封板左右两侧边延伸至与冷冻室的左右侧壁连接、下封板前后两侧边延伸至与冷冻室的前后侧壁连接，使冷气发生装置所在的区域、出风道板的出风孔、密闭容器所处的区域和回风道板的回风孔构成冷冻室内独立的冷气循环道；解冻室内的框架上封板左右两侧边延伸至与解冻室的左右侧壁连接、下封板前后两侧边延伸至与解冻室的前后侧壁连接，使冷热气流发生装置所在的区域、出风道板的出风孔、密闭容器所处的区域和回风道板的回风孔构成解冻室内独立的冷热气流循环道。
2.根据权利要求1所述的冷冻和解冻一体柜，其特征在于：所述密闭容器是由上下结构对称的两个半壳体构成，上壳体和下壳体一侧边铰接，形成掀盖结构，密闭容器的高度为30mm-100mm。
3.根据权利要求1或2所述的冷冻和解冻一体柜，其特征在于：所述密闭容器上下表面焊接或铆接的导热翘片沿长度的方向呈S形或导热翘片侧面开设有通孔。
4.根据权利要求3所述的冷冻和解冻一体柜，其特征在于：所述冷冻室还包括带有微电脑处理功能的第一温度控制器，第一温度控制器位于冷冻室下部的第一控制室内且与第一强制对流风机、第一制冷机组电连接；解冻室还包括带有微电脑处理功能的第二温度控制器，第二温度控制器位于解冻室下部的第二控制室内且与第二强制对流风机、电加热器、第二制冷机组电连接；第一、第二控制室的前侧面均设有控制面板和温度显示窗口。
5.根据权利要求4所述的冷冻和解冻一体柜，其特征在于：所述冷冻室或解冻室出风道板的出风孔设置有温度传感器，该温度传感器与冷冻室或解冻室相应的温度控制器连接。
6.根据权利要求5所述的冷冻和解冻一体柜，其特征在于：所述导轨组件位置对应的出风道板和回风道板的外侧壁上设置有固定块，固定块通过螺钉固定于冷冻室或解冻室的左右侧壁上。
7.根据权利要求6所述的冷冻和解冻一体柜，其特征在于：所述导轨组件由固定导轨、移动导轨和导轨挂板组成，固定导轨设置于出风道板和回风道板的内侧壁上，导轨挂板固定于密闭容器的侧壁上，导轨挂板通过移动导轨实现在固定导轨上的滑动。
8.一种利用权利要求1-7任一所述的冷冻和解冻一体柜对肉类进行冷冻和解冻的方法，该方法依次包括如下步骤：
（1）将新鲜的肉类用工具或自然挤压成与密闭容器高度相同的厚度，摊平放置于密闭容器中，合上密闭容器的上盖，再将密闭容器推入一体柜的冷冻室内，关上冷冻室的保温门；
（2）接通一体柜冷冻室的电源，位于冷冻室下部的冷气发生装置开始工作，第一制冷机组和第一蒸发器产生的冷气通过第一强制对流风机在冷冻室内独立的冷气循环道内循环，控制经过密闭容器表面和导热翘片的冷气温度保持在-8℃至-6℃，使肉类得到冻结；
（3）接通一体柜解冻室的电源，位于解冻室下部的冷热气流发生装置开始工作，第二制冷机组和第二蒸发器产生的冷气或电加热器产生的热气经第二强制对流风机在解冻室内独立的冷热气流循环道内循环，当解冻室控制面板上显示的温度位于6℃以下和1℃以上时，打开冷冻室和解冻室的保温门，将装有肉类且经过冷冻的密闭容器从冷冻室取出，迅速推入解冻室内，关上冷冻室和解冻室的保温门；
（4）一定温度区间的冷热气流通过解冻室出风道板的出风孔与密闭容器的表面和导热翘片进行热交换后，再通过回风道板的回风孔返回冷热气流发生装置进行加热或冷却，当解冻室控制面板上显示的温度保持在1-6℃的恒定区间20-30分钟时，结束解冻过程，将肉类取出。
9.根据权利要求8所述的对肉类进行冷冻和解冻的方法，其特征在于：所述冷冻室冷气的温度和解冻室冷热气流的温度控制是由相应的温度控制器根据相应出风道板出风孔的温度对冷气发生装置或冷热气流发生装置的供气量和供气速度的调节来实现。
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