CN112268406A - 温度温差闭环式的无限循环控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所提出的一种保鲜冷库温湿度无限循环的控制方法，用于保鲜冷库的温湿度控制；采用多个步骤之间的相互配合，采用温度温差闭环式无限循环，实现对食物的“活体”保鲜；保持着其原有的营养和水分及品相；蔬菜在生物“活体”保鲜库里，还能利用自身的营养和水分，生在和开花，新鲜如初，达到全程保鲜的效果。

Description

温度温差闭环式的无限循环控制方法
技术领域
本发明涉及低温制冷技术领域，尤其涉及一种温度温差闭环式的无限循环控制方法。
背景技术
目前食品安全及冷链建设进入了高速发展期，冷库作为食品低温流通的中枢环节，对于整个冷链的各个环节都至关重要。对于大型冷库现有技术中主要使用液氨和氟利昂作为制冷剂进行制冷。
鱼肉禽类与果蔬类食品，都是由无数的细胞组成的，细胞质（细胞内的液体）与细胞间质（细胞与细胞间的液体）中存在着蛋白质、糖、无机盐等物质，细胞质比细胞间质的浓度要大。
当外界温度降低到细胞间质的冰点时，细胞间质中就会产生大量细小的冰晶；当温度进一步下降达到细胞质的冰点时，细胞质中也产生冰晶。但是由于细胞质和细胞间质产生冰晶的时间先后不同及两者浓度上的差异，产生的冰晶数量也远远不同，并由此产生一定的压力差，当这种压力差达到一定程度时，就会破坏细胞膜，在细胞膜上形成许多足以使营养物质自由出入的通道。鱼肉禽类与果蔬类食品中产生的冰结晶的大小、分布情况与通过最大冰结晶生成带有关。在越短的时间内通过最大冰晶生成区，细胞膜所受到的压力差就越小，细胞就越不会被破坏。正是因为现有的冷冻冷藏库冻结在温度湿度控制上忽略了这个因素带来的影响，使得鱼肉禽类与果蔬类食品在冷冻冷藏的过程中细胞间的压力打破了平衡，使得细胞质流出细胞，从而流失了营养成分。所以，现在亟需一种能够通过制冷方式调控、制冷循环温度的节点以及速率的方法，来保证细胞中的压力差小，尽量少的破坏细胞。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种在保鲜冷库的物品保鲜处理中，还未有一种保证冷冻物质处于活体保鲜状态的方法，能够针对不同种类的食物，采用温度温差闭环式无限循环，实现对食物的“活体”保鲜。
为实现上述目的，本发明公开了一种温度温差闭环式的无限循环控制方法，用于保鲜冷库的温湿度控制；采用风冷机组和直冷机组配合而成的双机组，包括以下步骤：
S1：在常温状态下，控制***启动双机组进行制冷工作；
S2:双机组采用恒温匀速降低的方式，在一定的时间内将温度降低至温度最低节点；
S3：双机组采用恒温匀速上升的方式，在一定的时间内将温度回升至温度最高节点，然后控制***仅启动直冷机组开始制冷工作，使得温度进行降低；
S4: 温度按照另一速率进行温度的快速下降，降低到温度的最低点，控制***控制直冷机组停止工作，采用风冷机组进行下一步工作；
S5:风冷机组开始工作，以恒定速度进行温度的上升，到达温度最高节点后，控制***切换至直冷机组开始实施制冷工作；
S6:直冷机组控制温度进行下降至温度最低节点，然后采用风冷机组控制温度的上升，进行循环往复的工作，实现闭环式无限循环控制保鲜冷库的保鲜工作。
作为优选，在步骤S1前，还包括品种选择步骤，根据对放入保鲜冷库中的品种类型进行不同温度节点的选择，品种类型包括果蔬类产品和鱼肉禽类产品。
作为优选，不同的品种类型具有不同的温度最高节点和温度最低节点，果蔬类产品的最低温度节点和最高温度节点分别是1℃和15℃，鱼肉禽类产品的最低温度节点和最高温度节点是-40℃和-1℃。
作为优选，针对果蔬类产品，以每分钟0.1℃的速率对温度进行下降，从25℃的室温条件下降低至1℃，然后以每分钟0.5℃的上升速率控制温度进行上升，回到15℃时，控制***控制风冷机组停止工作，采用直冷机组进行下一步工作。
作为优选，直冷机组开始工作后，以每分钟0.5℃的下降速率实现温度的下降，将保险冷库的温度降低至1℃，然后采用风冷机组进行工作，以每分钟0.3℃的上速率速度上升温度，从1℃回到15℃，以14度的温差进行无限循环实现对果蔬类产品的保鲜。
作为优选，针对鱼肉禽类产品，在25℃的常温状态下，控制***启动双机组进行制冷，以每分钟1.29℃的速率进行温度的下降，使得温度降低至-40℃，然后以每分钟0.68℃的速度控制温度上升，使得保鲜冷库的温度回升至-1℃，然后控制***控制风冷机组停止工作，采用直冷机组进行下一步工作。
作为优选，在-1℃的状态下，以每分钟0.81℃的下速率速度实现温度的下降，经过50分钟的时间快速下降温度，冷藏室温度从-1℃快速下降到-40℃；然后采用风冷机组进行工作，以每分钟0.68℃的上速率速度上升温度，从-40℃回到-1℃，以39度的温差进行无限循环实现对鱼肉禽产品的保鲜。
本发明的有益效果是：本发明所提出的一种保鲜冷库温湿度无限循环的控制方法，用于保鲜冷库的温湿度控制；包括以下步骤：品种确认，确认存储在保鲜冷库中的品种类型；制冷模式选择，根据品种类型选择预存在保鲜冷库中的对应品种保鲜模式；温湿度循环，根据保鲜模式启动风冷机组和/或直冷机组，并根据温感装置进行降温速率的调控；当品种为果蔬类产品时，温度循环范围为1-15℃，在循环过程中，以每分钟0.5℃的降温速率和每分钟0.3℃的升温速率实现循环；当品种为鱼肉禽类产品时，温度循环范围为-1-（-40）℃，以每分钟0.81℃的降温速率和每分钟0.68℃的升温速率实现循环；水果在生物“活体”保鲜库里，保持着其原有的营养和水分及品相；蔬菜在生物“活体”保鲜库里，还能利用自身的营养和水分，生在和开花，新鲜如初，达到全程保鲜的效果。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的一种实施例的温湿度循环流程图；
图3为本发明的另一种一种实施例的温湿度循环流程图；
图4-图6为本发明的检验报告。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
目前，在国内外市场上，传统的冷藏库采用的是单一的风冷机组***与设备配置或是采用气调技术，实施的是单一的控制***和单一的固定的制冷温度值，分别设定为果蔬类产品冷藏温度4℃；鱼肉禽类产品冷藏温度-18℃；速冻温度为-60℃，采用这种方式具有以下缺陷：
1、温度降低过程没有进行实时监控，在同一冷冻冷藏空间的情况下，温度下降速率取决于制冷机组的功率，功率越大，温度降低过程越快，反之，功率越小，温度降低过程越慢，而且，停机升温过程基本都是靠自主缓慢升温，升温快慢取决于冷冻冷藏空间(如冰箱或冰柜)的密封程度、隔热程度等等。没有实施动态温度控制，动态温度管理，动态温度监控等，产品从出厂到产品使用终端，都是一种固定的温度值控制，一控到底，直到产品过期。
2、冷冻冷藏温度控制值单一化，通常鱼肉的控制温度一般为-18℃，果蔬类产品控制温度值一般为4℃。保鲜物(肉类产品或果蔬类产品)的营养成分、水分等容易流失，质量也在不断的改变，品相变差，保质期短，甚至还会导致产品发霉变质与腐烂等现象。
3、保鲜物(食品)在冷冻冷藏过程中逐步失去其原有的新鲜度，口感也不好，产品没有太多的营养价值，从而极大的影响了保鲜效果，到不到保鲜的目的。
而正是因为对于不同种类的冷藏物质节点温度和速率控制不好，导致冷冻保存的过程中细胞间的压差过大，冲破细胞膜使得内部的额营养物质流出，这期间最关键的就是以什么温度节点来作为温度循环的标定值，同时要以何种速率来通过最大冰结晶生成带，这些都是现有技术中未曾提到的。而本发明通过对不同种类的产品采取了不同的温度循环节点和温度速率控制，达到一个恰当的速率来让被保存物质快速处于到冷藏或者冷冻状态，同时通过温度的循坏改变来维持细胞间的压力平衡，使得压差不会直接破坏细胞膜，从而达到长时间保存、并且解冻后能够保证营养物质不流失的保存效果。
而本申请采用的是生物“活体”指令保鲜方法，可以使快速传导温度使水分子瞬间抑制冰结晶生成，维持低温状态，鱼肉禽类食材与果蔬类食品全部被瞬间锁水冷冻，保持食材的原汁原味和新鲜度，水分子与冻结前相同状态结冻，因此，食材的鲜美口味、营养、蛋白、品相皆保持原状态，达到全程保鲜的效果与目的。采用这种生物“活体”制冷保鲜方法，在一个固定的制冷空间（固定库保鲜库和移动保鲜库）里，不使用任何添加剂、保鲜剂、催熟剂、孔雀石绿等有害物质的情况下，制造一个产品细胞“冬眠”的环境空间、环境温度、环境湿度，让其始终处在一个所谓的“冬眠”状态中。这时候鱼肉禽类产品与果蔬类产品是死的，但是其产品细胞没有完全死掉，我们再用一种动态的温度温差与无限循环控制制冷的保鲜温度、温差实施无限循环控制制冷，使鱼肉禽类产品与果蔬类产品细胞质（细胞内的液体）与细胞间质（细胞与细胞的间的液体）中的营养、蛋白、水分不流失，品相不改变，保持着鱼肉禽类产品与果蔬类产品的原汁原味与新鲜度和口感。鱼解冻后品相完好，鱼的表面有粘膜，鱼眼睛发亮，鱼鳃鲜红有粘膜，鱼肉切开后有鲜血流出；水果在生物“活体”保鲜库里，保持着其原有的营养和水分及品相；蔬菜在生物“活体”保鲜库里，还能利用自身的营养和水分，生在和开花，新鲜如初，达到全程保鲜的效果。
在本实施例中，当进行品种确认后，果蔬类产品的湿度控制在30-95%之间，鱼肉禽类产品保鲜库，制冷的时间快、蒸发量大、节能效果好、保鲜时间长、产品品相与口感好，产品附加值高。果蔬类产品保鲜库，实施换气***控制与有氧循环制冷，动态温湿度与温度温差无限循环控制制冷，加湿除湿控制库温度湿度，让果蔬类产品，始终处在一个“冬眠”状态，有效的保持了果蔬类产品的水分、营养、蛋白与品相，有效的延长了果蔬类产品的保鲜期，做到了库存没有浪费，没有耗损，库存能反季节销售，增加产品附加值。而湿度的影响还和制冷的方式有关，如风冷机组的制冷方式，是通过冷风进行空间降温，这样的方式在降温的同时还会带走物质的水分，那么久而久之湿度下降的就非常的快，也就达不到保鲜的效果了。
请参阅图1；为了实现上述目的，本发明公开了一种温度温差闭环式的无限循环控制方法，用于保鲜冷库的温湿度控制；采用风冷机组和直冷机组配合而成的双机组，包括以下步骤：
S1：在常温状态下，控制***启动双机组进行制冷工作；
S2:双机组采用恒温匀速降低的方式，在一定的时间内将温度降低至温度最低节点；
S3：双机组采用恒温匀速上升的方式，在一定的时间内将温度回升至温度最高节点，然后控制***仅启动直冷机组开始制冷工作，使得温度进行降低；
S4: 温度按照另一速率进行温度的快速下降，降低到温度的最低点，控制***控制直冷机组停止工作，采用风冷机组进行下一步工作；
S5:风冷机组开始工作，以恒定速度进行温度的上升，到达温度最高节点后，控制***切换至直冷机组开始实施制冷工作；
S6:直冷机组控制温度进行下降至温度最低节点，然后采用风冷机组控制温度的上升，进行循环往复的工作，实现闭环式无限循环控制保鲜冷库的保鲜工作。
在本实施例中，通过利用双风机实现对温度的快速降低，在极短的时间内能有效将温度从室温条件下进行快速降低，从而能有效对细胞间质和细胞质的进行快速结晶，在越短的时间内通过最大冰晶生成区，细胞膜所受到的压力差就越小，细胞就越不会被破坏，从而对细胞进行了有效的保护，有利于营养成分的保持，而进行不间断的温差闭环式无限循环的方式，使得保存的食物细胞处于“冬眠”的状态下：细胞活性降低，呼吸频率降低，但依旧处于存活状态；若温度始终处于较低的状态，则会造成细胞内的冰晶增多而产生内外压差从而破坏细胞膜造成细胞质的外流；温度如果过高就会造成细胞的呼吸加快，从而使得整个食物出现腐败，而通过温度的循坏改变来维持细胞间的压力平衡，使得压差不会直接破坏细胞膜，进而达到保护食物的目的，使得食物处于一个“活体”状态。
在步骤S1前，还包括品种选择步骤，根据对放入保鲜冷库中的品种类型进行不同温度节点的选择，品种类型包括果蔬类产品和鱼肉禽类产品；不同的品种类型具有不同的温度最高节点和温度最低节点，果蔬类产品的最低温度节点和最高温度节点分别是1℃和15℃，鱼肉禽类产品的最低温度节点和最高温度节点是-40℃和-1℃当然，由于果蔬类产品和鱼肉禽类产品是完全不同的保鲜条件，因此就需要事先进行区分，进而采用不同的条件进行保鲜。
请参阅图2和图3，针对果蔬类产品，以每分钟0.1℃的速率对温度进行下降，从25℃的室温条件下降低至1℃，然后以每分钟0.5℃的上升速率控制温度进行上升，回到15℃时，控制***控制风冷机组停止工作，采用直冷机组进行下一步工作；直冷机组开始工作后，以每分钟0.5℃的下降速率实现温度的下降，将保险冷库的温度降低至1℃，然后采用风冷机组进行工作，以每分钟0.3℃的上速率速度上升温度，从1℃回到15℃，以14度的温差进行无限循环实现对果蔬类产品的保鲜。在具体实施例中，对于果蔬类产品，由于具有细胞壁，因此对于细胞的保护程度比动物细胞要更好，这样由于温差的改变就无需过大就能实现内外压差的平衡；而对于保鲜的温度，必须控制在0度以上，这是因为在0度以下，细胞质就会结晶，而细胞壁是无法进行伸展的，因此结晶就会破坏细胞壁，从而造成不可逆的细胞质流失，从而使得果蔬类产品的营养无法保存，因此特别控制在0摄氏度以上进行保藏；而以0.5℃和0.3℃的温度进行上升或者下降，这是在结合细胞壁的强度以及内外的压差后得出的最佳数值，若超过这个数值，会使得内外压差增大，细胞壁可能出现破裂；若低于这个数值，就无法在合适的时间内使得细胞处于“失眠”状态，从而达到保鲜的目的，由于不同的制冷机器的作用原理不同，因此可通过在进行温度的改变是需要根据不同的制冷机器采用不同的温差数值，从而达到不同的需求。
针对鱼肉禽类产品，在25℃的常温状态下，控制***启动双机组进行制冷，以每分钟1.29℃的速率进行温度的下降，使得温度降低至-40℃，然后以每分钟0.68℃的速度控制温度上升，使得保鲜冷库的温度回升至-1℃，然后控制***控制风冷机组停止工作，采用直冷机组进行下一步工作，在-1℃的状态下，以每分钟0.81℃的下速率速度实现温度的下降，经过50分钟的时间快速下降温度，冷藏室温度从-1℃快速下降到-40℃；然后采用风冷机组进行工作，以每分钟0.68℃的上速率速度上升温度，从-40℃回到-1℃，以39度的温差进行无限循环实现对鱼肉禽产品的保鲜。动物细胞没有细胞壁，完全靠一层具有一定延伸作用的细胞膜进行支撑，因此当细胞内部的出现结晶时，细胞膜内外的压差就会增大，为了防止细胞膜不会被破坏，因此必须通过增大温差的方式达到平衡压差的目的，温度在下降的时候，是一个逐渐获得结晶的过程，内部结晶不断的出现，而且速率会加快，压差就会出现，因此采用每分钟0.81℃的下速率速度实现温度的下降从而实现内外的平衡；而温度在上升时，冰晶的数量并不会快速增多，而是逐渐增多的过程，因此采用每分钟0.68℃的上速率速度上升温度从而实现内外的压差平衡，这些数值是最优数值，是最佳的实施方式，同时也是结合风冷机组和直冷机组在工作时不同的工作方式从而引起数值的不同。
同时，请参阅图4-图6，在采取了本发明中针对猪肉类、常温状态的产品进行保鲜，在保鲜长达300天后去国家热带农产品质量监督检验中心，海南省产品质量监督检验所进行质量检测；检测报告的编号为QZJW2016SP2255；可以从报告中看出采用该种方法保鲜效果好，猪肉并没有变质；相较于现有技术的冷藏来说，这种方法达到的保鲜效果是非常突出的。本发明的优势在于：
1）采用这种新型的智能化的果蔬类产品生物“活体”保鲜冷库(固定库和移动库)保鲜方法，冷库的***设计与库内外的结构设计，冷库设备配置、冷库制冷方式、冷库控制方法、冷库保鲜温湿度、冷库保鲜的环境温度等诸多方法，实施有效的不间断的“活体”保鲜，从而有效的保证了果蔬类产品的质量，有效的保证了果蔬类产品的水分、营养、蛋白质不流失，品相不改变，原汁原味，健康鲜美，最终达到“活体”保鲜的效果与目的，达到食品安全与健康的目的；
2）实施多机组配置、多种模快组合、多种控制***组合应用并自动切换、多种温度、温差无限循环控制制冷保鲜的***结构与“活体”保鲜方法，采用的是一种闭环式的、多种温度的、温差的、无限循环控制的制冷“活体”保鲜动态温度值。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种温度温差闭环式的无限循环控制方法，用于保鲜冷库的温湿度控制；其特征在于，采用风冷机组和直冷机组配合而成的双机组，包括以下步骤：
S1：在常温状态下，控制***启动双机组进行制冷工作；
S2:双机组采用恒温匀速降低的方式，在一定的时间内将温度降低至温度最低节点；
S3：双机组采用恒温匀速上升的方式，在一定的时间内将温度回升至温度最高节点，然后控制***仅启动直冷机组开始制冷工作，使得温度进行降低；
S4: 温度按照另一速率进行温度的快速下降，降低到温度的最低点，控制***控制直冷机组停止工作，采用风冷机组进行下一步工作；
S5:风冷机组开始工作，以恒定速度进行温度的上升，到达温度最高节点后，控制***切换至直冷机组开始实施制冷工作；
S6:直冷机组控制温度进行下降至温度最低节点，然后采用风冷机组控制温度的上升，进行循环往复的工作，实现闭环式无限循环控制保鲜冷库的保鲜工作。
2.根据权利要求1所述的温度温差闭环式的无限循环控制方法，其特征在于，在步骤S1前，还包括品种选择步骤，根据对放入保鲜冷库中的品种类型进行不同温度节点的选择，品种类型包括果蔬类产品和鱼肉禽类产品。
3.根据权利要求2所述的温度温差闭环式的无限循环控制方法，其特征在于，不同的品种类型具有不同的温度最高节点和温度最低节点，果蔬类产品的最低温度节点和最高温度节点分别是1℃和15℃，鱼肉禽类产品的最低温度节点和最高温度节点是-40℃和-1℃。
4.根据权利要求1所述的温度温差闭环式的无限循环控制方法，其特征在于，针对果蔬类产品，以每分钟0.1℃的速率对温度进行下降，从25℃的室温条件下降低至1℃，然后以每分钟0.5℃的上升速率控制温度进行上升，回到15℃时，控制***控制风冷机组停止工作，采用直冷机组进行下一步工作。
5.根据权利要求4所述的温度温差闭环式的无限循环控制方法，其特征在于，直冷机组开始工作后，以每分钟0.5℃的下降速率实现温度的下降，将保险冷库的温度降低至1℃，然后采用风冷机组进行工作，以每分钟0.3℃的上速率速度上升温度，从1℃回到15℃，以14度的温差进行无限循环实现对果蔬类产品的保鲜。
6.根据权利要求1所述的温度温差闭环式的无限循环控制方法，其特征在于，针对鱼肉禽类产品，在25℃的常温状态下，控制***启动双机组进行制冷，以每分钟1.29℃的速率进行温度的下降，使得温度降低至-40℃，然后以每分钟0.68℃的速度控制温度上升，使得保鲜冷库的温度回升至-1℃，然后控制***控制风冷机组停止工作，采用直冷机组进行下一步工作。
7.根据权利要求6所述的温度温差闭环式的无限循环控制方法，其特征在于，在-1℃的状态下，以每分钟0.81℃的下速率速度实现温度的下降，经过50分钟的时间快速下降温度，冷藏室温度从-1℃快速下降到-40℃；然后采用风冷机组进行工作，以每分钟0.68℃的上速率速度上升温度，从-40℃回到-1℃，以39度的温差进行无限循环实现对鱼肉禽产品的保鲜。
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