一种浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜

技术领域

本发明涉及一种浸液式制冷技术领域，尤其涉及一种浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜。

背景技术

现有技术的冷柜通常采用空气导冷介质的风冷制冷模式，也就是制冷系统的蒸发器设置在封闭的柜体贮藏空间内，通过蒸发器与柜体贮藏空间内的空气进行热交换，生成冷风，冷风再与贮藏的食材进行热交换，对食材进行冷冻或保鲜。但是，空气的密度低、热交换率低，食材冷冻由表面层层推进，需要漫长的时间。因此，食材表层或浅层的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物因长时间的低温，首先发生低温硬化变性，失去韧性和弹性且收缩细胞和间质的容积，食材浅层和/或深层的细胞内或间质中的水分后于食材表层或浅层的固形物变性硬化而冻结成冰晶，体积增大，由此造成食材细胞壁、细胞膜和纤维的破裂和/或断裂。造成解冻时，食材营养和水分流失。

现有技术的浸液式冷冻技术主要为科兹工程和制造公司(Koach Engineering&Mfg.Inc.)主导的“氮沉浸-蒸气冷冻系统”模式，该技术的浸液式冷冻装置结构复杂，需要在沉浸液中设置多级联动的传送带来搅拌冷冻食材，实用性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜，合理有效地解决了现有技术的风冷制冷模式冷柜冷冻或保鲜食材时造成食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂、解冻时营养和微量元素流失大、不能有效锁鲜；现有技术的浸液式冷冻装置结构复杂、需要在沉浸液中设置多级联动的传送带来搅拌冷冻食材、体积大而容量小、实用性低的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜，包括冷柜体、底座箱、隔热层、箱内胆、柜门、制冷系统、制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、制冷管路、冷沉浸系统、波轮桨、波轮电机、食品级低温防冻液、超声波发生器、不锈钢食品框、控制系统、外壳，其特征在于：

所述冷柜体呈上侧面开放的方形或长方形，下底面连接设有底座箱，所述底座箱呈对应的方形或长方形框架状，所述冷柜体和底座箱外部设有外壳，所述冷柜体的外壳内侧靠近或衬贴设有隔热层，所述隔热层的内侧衬贴设有箱内胆，开放的上侧面连接设有柜门，所述外壳与隔热层之间连接设有制冷系统，所述制冷系统设有制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和制冷管路，所述制冷压缩机连接设置在所述冷柜体底部靠近一侧或一端的底座箱内，所述制冷压缩机一侧连接设有冷凝器，所述冷凝器连接固定设置在所述冷柜体一侧和/或一端的外壳和隔热层之间，所述冷凝器连接设有蒸发器，所述蒸发器连接固定设置在所述箱内胆内侧下部靠近中间的侧壁或靠近底面平行设置，所述蒸发器与所述制冷压缩机另一侧连接，所述制冷压缩机、冷凝器、蒸发器之间连接设有制冷管路密封导通；

所述箱内胆连接设有冷沉浸系统，所述冷沉浸系统设有波轮桨、波轮电机、超声波发生器、食品级低温防冻液和不锈钢食品框，所述波轮桨沉降或凸出密封无漏轴性连接设置在所述箱内胆内底面中心，所述波轮桨密封无漏轴性连接设有波轮电机，所述波轮电机连接设置在所述波轮桨对应的所述底座箱的中心，所述箱内胆两端和/或对应的隔热层外侧靠近底面等距连接设有超声波发生器，所述箱内胆内设有食品级低温防冻液，所述食品级低温防冻液浸没所述蒸发器上端或靠近所述冷柜体的上侧面开放口，所述冷柜体的上侧面开放口上卡扣挂载设有不锈钢食品框，所述不锈钢食品框呈方形或梯台形，且框体浸没在所述食品级低温防冻液内，所述制冷压缩机、波轮电机、超声波发生器电路连接导通设有控制系统；

所述浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜采用所述制冷系统对所述箱内胆内设有的食品级低温防冻液制冷降温至-30℃至-70℃，所述波轮桨在所述波轮电机驱动下搅拌食品级低温防冻液，防止所述食品级低温防冻液结块和均匀温度，再将新鲜食材放置在所述不锈钢食品框内沉浸浸没在所述食品级低温防冻液中，所述超声波发生器由高频振荡信号发生器和换能器构成，所述高频振荡信号发生器产生高频振荡信号由所述换能器转换成高频机械振荡发送到液体中，以疏密相间的模式向前辐射，在液体中产生数以万计的微小气泡，所述食品级低温防冻液中部分位置具有微小温度差别，所述超声波发生器产生的微小气泡的相对运动快速混匀所述食品级低温防冻液的温度，同时，微小气泡在运动传递过程中的负压形成、生长和在正压区迅速闭合的过程，产生空化效应，微小气泡闭合产生成千上万个大气压的瞬时高压区，不断由各个方向冲击食材表面，从而使低温快速均匀地向食材内部推进，由于水的冰点为0℃,在超低温的所述食品级低温防冻液中且辅以空化效应，食材细胞内或间质中的水分，快速冻结为微冰晶，虽然微冰晶的体积有微小增加，但食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物的低温硬化变性温度比水的冰点要低很多，且需要较长时间，在食材细胞内或间质中的水分冻结为微冰晶时，尚不足以产生固形物的低温硬化变性，所述固形物仍然具有良好的弹性，因此不会产生食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂，冷冻过程中食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物保持完好，解冻过程中食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物先于微冰晶恢复韧性，微冰晶解冻溶化为水时体积缩小，也不会造成食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂，食材细胞内或间质中的水分和营养物质，不会因食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂而流失，从而实现食材锁鲜。

进一步地，所述制冷系统为强制冷系统，所述制冷压缩机设有制冷管路与所述冷凝器连接，所述冷凝器设有制冷管路与节流器连接，所述节流器设置在靠近所述冷凝器后端的底座箱内，所述节流器设有制冷管路与蒸发器，所述蒸发器设有制冷管路与制冷压缩机连接组成回路，所述制冷系统内设有包括但不限于环戊烷的制冷剂，所述制冷剂由制冷压缩机加压输入所述冷凝器成为高温高压气体或液化，同时通过所述冷凝器与空气热交换散热，再经所述节流器进入蒸发器气化吸热，所述蒸发器沉浸在所述箱内胆内设有的所述食品级低温防冻液中，与所述食品级低温防冻液进行热交换制冷，气化后的所述制冷剂再经所述制冷压缩机压入所述蒸发器与空气进行热交换，循环制冷。

进一步地，所述食品级低温防冻液的主要成分为乙二醇、丙二醇、二甘醇、硅酸盐和纯软水。

进一步地，所述控制系统设有主控MCU,所述主控MCU并联设有电源模块、温控模块、制冷模块、波轮电机模块、超声波发生器模块、显示屏和操控按钮，所述温控模块连接设有温度传感器，所述温度传感器设有逻辑电路与所述电源模块和/或制冷模块、波轮电机模块、超声波发生器模块、显示屏和操控按钮逻辑关联。

进一步地，所述温度传感器设置在靠近蒸发器的所述箱内胆内壁和/或外壁上。

进一步地，所述底座箱的外壳上设有通风窗。

本发明的有益技术效果是:

本发明公开了一种浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜，合理有效地解决了现有技术的风冷制冷模式冷柜冷冻或保鲜食材时造成食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂、解冻时营养和微量元素流失大、不能有效锁鲜；现有技术的浸液式冷冻装置结构复杂、需要在沉浸液中设置多级联动的传送带来搅拌冷冻食材、体积大而容量小、实用性低的问题。

本发明采用冷柜体、底座箱、隔热层、箱内胆、柜门、制冷系统、制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、制冷管路、冷沉浸系统、波轮桨、波轮电机、食品级低温防冻液、超声波发生器、不锈钢食品框、控制系统、外壳的组合结构，实现浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜设计科学合理、结构简单、食材锁鲜冷冻效果好。蒸发器设置在液性冷导介质内，制冷效率高，作为液性冷导介质的食品级低温防冻液密度是空气的1200倍，热传导速率是空气的30倍，辅以超声波和波轮搅拌技术，可以避免食材之间的相互表面冷冻粘连和加速冷传导向食材深层推进，实现食材表层和深层同时快速冷冻，且食材内的水分先于食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物低温硬化变性冻结成冰晶，细胞内和/或间质中水分冻结成冰晶体积增大时，但细胞壁、细胞膜和纤维等固形物仍然具有足够的弹性和韧性，有效地避免了在冷冻中破裂和/或断裂，从而有效地避免了食材水分、微量元素和营养的流失，实现完好的食材锁鲜。冷沉浸系统采用波轮桨、波轮电机、食品级低温防冻液、超声波发生器、不锈钢食品框的组合，消除了现有技术的浸液式冷冻装置结构复杂、需要在沉浸液中设置多级联动的传送带来搅拌冷冻食材、体积大而容量小、实用性低的缺陷。克服了现有技术的不足。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明冷柜体结构示意图。

图3是本发明一侧破解结构示意图。

图4是本发明横向剖面结构示意图。

图5是本发明电路框图。

图中所示：1-冷柜体、2-底座箱、3-隔热层、4-箱内胆、5-柜门、6-制冷系统、7-制冷压缩机、8-冷凝器、9-蒸发器、10-制冷管路、11-冷沉浸系统、12-波轮桨、13-波轮电机、14-食品级低温防冻液、15-超声波发生器、16-不锈钢食品框、17-控制系统、18-节流器、19-温度传感器、20-主控MCU、21-电源模块、22-温控模块、23-制冷模块、24-波轮电机模块、25-超声波发生器模块、26-显示屏和操控按钮、27-外壳、28-通风窗。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

实施例:

如图1-图5所示的一种浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜，包括冷柜体1、底座箱2、隔热层3、箱内胆4、柜门5、制冷系统6、制冷压缩机7、冷凝器8、蒸发器9、制冷管路10、冷沉浸系统11、波轮桨12、波轮电机13、食品级低温防冻液14、超声波发生器15、不锈钢食品框16、控制系统17、节流器18、温度传感器19、主控MCU20、电源模块21、温控模块22、制冷模块23、波轮电机模块24、超声波发生器模块25、显示屏和操控按钮26、外壳27、通风窗28。

首先设置冷柜体1和制冷系统6。将所述冷柜体1设置为上侧面开放的方形或长方形，在下底面连接设置底座箱2，将所述底座箱2设置为对应的方形或长方形框架状，在所述冷柜体1和底座箱2外部设置外壳，在所述底座箱2的外壳上设置通风窗28。在所述底座箱2内靠近一端和/或一侧连接设置制冷系统6设有的制冷压缩机7。在所述冷柜体1的外壳27内侧靠近或衬贴设置隔热层3。在所述隔热层3的内侧衬贴设置箱内胆4。在所述冷柜体1开放的上侧面连接设置柜门5。在所述外壳27与隔热层3之间连接设置制冷系统6，在所述制冷系统6上设置制冷压缩机7、冷凝器8、蒸发器9和制冷管路10。在所述制冷压缩机7一侧连接设置冷凝器8，将所述冷凝器8连接固定设置在所述冷柜体1一侧和/或一端的外壳27和隔热层3之间。在所述冷凝器8另一端连接设置节流器18，将所述节流器18固定在对应的所述底座箱2内。在所述节流器18另一端连接设置蒸发器9，将所述蒸发器9连接固定设置在所述箱内胆4内侧下部靠近中间的侧壁上，或平行靠近底内底面设置。将所述蒸发器9与所述制冷压缩机7另一侧连接，在所述制冷压缩机7、冷凝器8、蒸发器9之间连接设置制冷管路10密封闭环导通。

所述制冷系统6为强制冷系统，在所述制冷压缩机7上连接设置制冷管路10与所述冷凝器8连接，在所述冷凝器8上连接设置制冷管路10与节流器18连接，在所述节流器18上设置制冷管路10与蒸发器9连接，在所述蒸发器9上设置制冷管路10与制冷压缩机7连接组成回路。在所述制冷系统6内设置包括但不限于环戊烷的制冷剂。所述制冷剂由制冷压缩机7加压输入在所述冷凝器8成为高温高压气体或液化，同时通过在所述冷凝器8与空气热交换散热，再经所述节流器18进入蒸发器9气化吸热，将所述蒸发器9沉浸在所述箱内胆4内设有的所述食品级低温防冻液14中，与所述食品级低温防冻液14进行热交换制冷，气化后的所述制冷剂再经在所述制冷压缩机7压入在所述蒸发器9与空气进行热交换，循环制冷。

然后设置冷沉浸系统11。在所述箱内胆4上连接设置冷沉浸系统11，在所述冷沉浸系统11上设置波轮桨12、波轮电机13、超声波发生器15、食品级低温防冻液14和不锈钢食品框16。将所述波轮桨12沉降或不沉降密封无漏轴性连接设置在所述箱内胆4内底面中心，所述波轮桨12呈所述波轮洗衣机的波轮状。在所述波轮桨12下端中心密封无漏轴性连接设置波轮电机13，将所述波轮电机13连接设置在所述波轮桨12对应的所述底座箱2中心，所述波轮电机13的电机轴密封无漏穿过隔热层3和箱内胆4与所述波轮桨12轴性连接。在所述箱内胆4的两端外侧靠近底面等距连接设置超声波发生器15，在所述箱内胆4内设置食品级低温防冻液14。将所述食品级低温防冻液14浸没所述蒸发器9上端或靠近所述冷柜体1的上侧面开放口。在所述冷柜体1的上侧面开放口上卡扣挂载设置不锈钢食品框16。将所述不锈钢食品框16设置为高度不等的方形或长方形，并排或套叠挂载在所述箱内胆4的两侧上端口，以便不同食材分别盛放和充分利用制冷容积，且框体浸没在所述食品级低温防冻液14内。在所述制冷压缩机7、波轮电机13、超声波发生器15上电路连接导通设置控制系统17。

最后设置控制系统17。在所述控制系统17上设置主控MCU 20,在所述主控MCU 20上并联设置电源模块21、温控模块22、制冷模块23、波轮电机模块24、超声波发生器模块25、显示屏和操控按钮26，所述显示屏和操控按钮26设置在所述冷柜体1一端或一侧的外壳27上部。在所述温控模块22连接设置温度传感器19，所述温度传感器19设置在靠近蒸发器9的在所述箱内胆4内壁和/或外壁上。在所述温度传感器19上设置逻辑电路与在所述电源模块21、制冷模块23、波轮电机模块24、超声波发生器模块25、显示屏和操控按钮26逻辑关联。

所述浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜采用所述制冷系统6对所述箱内胆4内设有的食品级低温防冻液14降温至-30℃至-70℃，所述波轮桨12在所述波轮电机13驱动下搅拌食品级低温防冻液14，防止所述食品级低温防冻液14结块和均匀温度。再将新鲜食材放置在所述不锈钢食品框16内，沉浸浸没在所述食品级低温防冻液14中。所述超声波发生器15由高频振荡信号发生器和换能器构成，所述高频振荡信号发生器产生高频振荡信号由所述换能器转换成高频机械振荡发送到液体中，以疏密相间的模式向前辐射，在液体中产生数以万计的微小气泡。所述食品级低温防冻液14中部分位置具有微小温度差别，所述超声波发生器15产生的微小气泡的相对运动快速混匀所述食品级低温防冻液14的温度。同时，微小气泡在运动传递过程中的负压形成、生长和在正压区迅速闭合的过程，产生空化效应，微小气泡闭合产生成千上万个大气压的瞬时高压区，不断由各个方向冲击食材表面，从而使低温快速均匀地向食材内部推进。由于水的冰点为0℃,在超低温的所述食品级低温防冻液14中且辅以空化效应，食材细胞内或间质中的水分，快速冻结为微冰晶，虽然微冰晶的体积有微小增加，但食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物的低温硬化变性温度比水的冰点要低很多，且需要较长时间，在食材细胞内或间质中的水分冻结为微冰晶时，尚不足以产生固形物的低温硬化变性。所述固形物仍然具有良好的弹性，因此不会产生食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂。冷冻过程中食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物保持完好，解冻过程中食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物先于微冰晶恢复韧性，微冰晶解冻溶化为水时体积缩小，也不会造成食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂，食材细胞内或间质中的水分和营养物质，不会因食材的细胞壁、细胞膜和纤维等固形物破裂和/或断裂而流失，从而实现食材锁鲜。完成一种浸液式超低温快速冷冻食材锁鲜冷柜的实施。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。