食物冷冻和解冻方法及装置
2020-01-07

食物冷冻和解冻方法及装置

一种用于冷冻食物并稍后解冻使用的方法,其包括以下步骤:在容器内包装要冷冻的食品,把食品基本上整个冷却到约10摄氏度,然后优选地在约10分钟到少于约40分钟内,把食品基本上整个从10摄氏度冷却到零下10摄氏度。

第二冷冻器106包括一个或多个冷却单元108,其包括高卡路里冷却源,如,干冰块。干冰可以放置在如图1B所示的架上。第二冷冻器106还包括一个或多个可变冷却源释放喷嘴112a,该喷嘴,在优选实施例中,释放作为冷却源的液态CO2。可变冷却源喷嘴112a优选情况下和可变冷却源112b连接,可变冷却源112b和控制单元104连接。第二冷冻器106还优选的包括一个或多个空气循环单元或装置116,例如风扇,用于在第二冷冻器内循环空气,以通过对流和传导制冷。

图2A是根据本发明的一个实施例的示例性“隧道”类型的冷冻器300的侧视图,图2B是其顶视图。在隧道类型的冷冻器300中,传送带组件130可包括一个或多个传送带,可将其用于连续传送要冷冻食物。为了安装传送带130,可以包括一个装载锁定装置132,以在装入和取出过程中,保持冷冻器106内的温度,并防止冷却能量损失。例如,传送带组件130优选地包括3个传送带部分130a、130b和130c,一个位于冷冻器106的每边,一个位于冷冻器106内,这如图2C所示。每个装载锁定装置132可以包括两个门132a,一个外部门(装入/取出门)和一个内部门(装入/取出锁门),以及一个装入/取出部分或称为外壳132b。门132a可以快速关闭或打开,以使一批食物可以进入冷冻器106或从中取出,并可用于防止冷冻器106的冷却能量损失。例如,除非内部门132a合上,外部门132a不能打开,反之亦然。

根据本发明的另一方面,参考图6、7A和7B描述了用于解冻食物的系统和方法。对真空包装的如寿司的冷冻食物容器202进行解冻时,溶液或胶体容器204放置在食物包上方。如果是寿司,容器204放置在寿司浇头的一侧。优选情况下,容器204是可弯曲的的,如袋状,以和食物202的表面良好接触。优选情况下,袋子204内的冷却溶液适合任何轮廓的冷冻食物容器202(水、胶体、凝胶等)。

根据本发明,调整冷冻器的热交换速率,以得到最优的冷冻过程,来保持食物的原味和构造。高水分含量的食物,如米饭,可以在短时间内冷冻,且采用在大的冰晶簇生成之前捕获食物细胞内的水分的方式。

在该阶段,曲线B变为较陡的角度。内部和外部的温差变小,最终重叠,而且米饭团每一层的热传导变得几乎相等,从这点开始,冷冻与热传递能力成比例地加深。这表明食物整个已经冷却通过最大冰晶产生范围。

基于以上原因,需要一种冷冻和解冻食物的新的改进系统和方法。本发明克服了传统冷冻技术的这些及其他问题,尤其适用于冷冻高水分含量的食品。

可以看到,温度在零摄氏度以下时,曲线B角度较小,该曲线持续到曲线B达到约-10摄氏度的点。根据该观察,可以理解,因为溶剂(自由水)在米饭团表面的冰沉淀,食物热传导率随着食物表面和内部冰沉淀的过程而降低。同样的,每个米粒分别受到米饭团自外向内的热传导的变化的影响,因此,曲线B反映了随着平均复杂热流速度的聚集,在食物的表面和内部之间区域的热交换的速度。

图9示出了根据本发明的另一个实施例用于解冻食物的另一个系统。特别地,图9公布了设备900,用于包括用于解冻如寿司的食品的介质903。设备900可以是任何合适的用于包括介质903的设备,如容器或托盘。在一个优选实施例中,设备900包括用于加热设备的容纳物的装置。该加热装置可以是任何用于加热设备的容纳物的合适装置,如电子加热元件904。电子加热元件904可以通过插头902和任何合适的电源,例如电插座连接。在一个优选实施例中,介质903是水。介质903可以是任何合适的热传导介质。

冷冻器的冷却控制可以根据如图4所表示的曲线确定。当曲线B到达最大冰晶产生范围时,可以观察到曲线A的角度开始变得平缓,这表明冷冻器106缺少热传递能量。发现这种情况的话,采用冷却控制来增加传递能量。

根据本发明,优选地在一合理短的时间段内冷冻食物,以避免食物长时间的处于最大冰晶产生范围内,该范围会由于冰晶生长损坏食物。这通过使用如干冰的高卡路里冷却源实现。本发明的冷冻过程避免了传统快速冷冻方法引起的脱水现象。

控制单元104和调整单元110、可变冷却源112b、循环装置116以及一个或多个温度传感器118连接,温度传感器118测量冷冻器106内部和/或食物114的温度。控制单元104可以包括一个计算机处理器或类似部件、存储器单元和合适的输入/输出设备(未示出),用于和调整单元110、可变冷却源112b以及循环装置116通信并对它们进行控制,并用于从一个或多个温度传感器118接收温度数据。优选情况下,控制单元用计算机软件编程,以实现下文详细描述的本发明的过程。