本发明属于食品保鲜,具体涉及一种基于相变冷却的固体导热高品质保鲜方法。
背景技术:
1、传统的食品加工、运输和存贮多采用风冷冷却,但其降温速度慢,温度波动大,食品内部结晶颗粒大,刺破细胞壁,造成质液流失及营养下降,口感变差,影响食品品质;低成本高品质保鲜是冷链行业发展的迫切需求。
2、快速降温是食品高品质保鲜的重要手段,食品降温速度越快,越容易快速通过结晶温区(-1至-5℃),从而避免细胞内冰晶生长过大刺破细胞壁,保证细胞的完整性及活性,从而提高食品保鲜的高品质。
3、传统的高品质保鲜方式通常采用超低温的液氮冷却、低温浸没式液体冷却和冰袋冷却,但是上述的保鲜方式仍存在以下弊端:
4、超低温液氮降温速度快保鲜效果很好,但成本极高,易造成食品干裂,无法广泛推广。
5、浸没式液体冷却:降温速度快保鲜效果较好,但成本高、冷却液损耗大、废弃冷却液处理困难,且操作不方便,很难适应用户需求;
6、冰袋冷却:冰袋传热差,且无法对食品进行紧密接触传热,导致降温速度慢,难实现快速降温,保鲜效果较差。且冰袋易破损,无法长期循环使用,无法回收,废弃后对环境造成较大污染。
7、基于上述的缺陷影响了对食品的保鲜效果和成本,因此我们需要提出一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法来进行改进,提出一种能够实现低成本、固体导热快速冷却、可长期循环利用、对环境友好的新型保鲜方法,提高对食品保鲜的保鲜效果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,利用高导热的、可回收的金属相变晶胞实现食品快速、低成本冷却,显著提升食品保鲜效果,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
3、一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,包括如下步骤:
4、s1、根据待保鲜的不同食品选择不同相变温度的蓄冷材料以及用于储存相变蓄冷材料的若干个金属壳;
5、s2、在每个金属壳内部填充相变蓄冷材料,并对金属壳封口以获得若干个全封闭式的金属相变晶胞(2);
6、s3、将多个金属相变晶胞(2)以多种方式组合形成覆盖包裹层,包括金属相变晶胞自然堆叠、金属相变晶胞组装加工制成保鲜载具;保鲜载具设置为网状、环形和板形中的其中一种;
7、s4、在冰柜或保鲜运输箱内,其底部或侧面可以选择放置金属冷板,冷板内充有相变蓄冷材料。用金属相变晶胞堆叠、保鲜载具及金属冷板中的一种或多种组合将食品紧密包裹,金属相变晶胞或金属冷板的相变材料通过相变潜热释放大量冷量,并通过金属壳将冷量快速传递给食品,使其迅速越过结晶带,同时为食品储存和运输提供稳定的低温环境。
8、优选的,步骤s1中,所述相变蓄冷材料设置为酒精、盐、甘油、脂肪酸、醋酸、碱、醇类溶液中的其中一种或多种的混合物。
9、优选的,步骤s3中,所述金属相变晶胞包含一种或多种尺寸的组合,通过不同尺寸的金属相变晶胞的匹配组合提高与食品的接触面积。
10、优选的,步骤s4中,所述保鲜载具与金属相变晶胞可组合使用,所述保鲜载具将食品包裹后,食品内部或外部未接触保鲜载具的地方直接填充金属相变晶胞,进一步增加金属相变晶胞与食品的接触面积。
11、优选的,所述金属壳能够通过挤压、压铸和数控机床中其中一种加工工艺进行加工成型,所述金属壳由铝、铜、不锈钢、镀锌板和金属合金中的其中一种材料制成,所述金属相变晶胞为多面体、球体或柱体外形。
12、优选的,步骤s3中,将多个金属相变晶胞加工成一个环形结构的保鲜载具,且相邻两个所述金属相变晶胞之间通过铰接件连接或弹性材料连接。
13、优选的,所述金属相变晶胞(2)之间可通过柔性材料或弹性材料两两连接形成一个节点网状结构的保鲜载具,所述金属相变晶胞作为节点,与周围的相变晶胞两两相接,形成柔性平面。
14、优选的,所述金属相变晶胞设置为圆柱形或棱柱形结构,所述保鲜载具包括支撑板,所述支撑板的相对两侧开设有凹槽,所述凹槽内滑动插接有若干个金属相变晶胞,若干个所述金属相变晶胞呈矩形阵列设置。
15、优选的,所述金属相变晶胞包括杆体和位于杆体两端的端体,所述端体设置为球体或多面体,所述端体与杆体呈一体成型设置,所述端体和杆体的内部均设置有供相变蓄冷材料填充的腔体,所述支撑板上开设有供杆体滑动穿过的通孔,且所述通孔的直径小于端体的直径。
16、本发明提出的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,与现有技术相比,具有以下优点:
17、1、本发明将蓄冷材料封装在高导热的金属壳内,利用金属相变晶胞堆叠或保鲜载具的灵活调节的特点,使金属相变晶胞与食品紧密接触,金属相变晶胞内相变材料通过相变潜热释放大量冷量,并通过金属外壳导热快速降低食品温度,快速越过结晶带,同时为食品加工、储存和运输提供稳定的低温环境,从而达到高品质长时保鲜的效果。
18、2、本发明设置的保鲜载具能够回收和长时间重复使用,降低了食品的保鲜成本,使用过程中不产生废弃物,具有良好的环保特性。
19、3、本发明采用食品级的金属外壳和相变材料,对食品无污染,保证食品的健康安全。
20、4、本发明采用金属相变晶胞或其加工的保鲜载具在使用过程中非常方便,无需专业操作,没有复杂的过程,可适用于家庭或商用的食品加工、运输和存贮,应用范围广。
1.一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:步骤s1中,所述相变蓄冷材料设置为酒精、盐、甘油、脂肪酸、醋酸、碱、醇类溶液中的其中一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:步骤s3中,所述金属相变晶胞包含一种或多种尺寸的组合,通过不同尺寸的金属相变晶胞的匹配组合提高与食品的接触面积。
4.根据权利要求1所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:步骤s4中,所述保鲜载具与金属相变晶胞可组合使用,所述保鲜载具将食品包裹后,食品内部或外部未接触保鲜载具的地方直接填充金属相变晶胞,进一步增加金属相变晶胞与食品的接触面积。
5.根据权利要求1所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:所述金属壳能够通过挤压、压铸和数控机床中其中一种加工工艺进行加工成型,所述金属壳由铝、铜、不锈钢、镀锌板和金属合金中的其中一种材料制成,所述金属相变晶胞(2)为多面体、球体或柱体外形。
6.根据权利要求5所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:步骤s3中,将多个金属相变晶胞(2)加工成一个环形结构的保鲜载具,且相邻两个所述金属相变晶胞(2)之间通过铰接件连接或弹性材料连接。
7.根据权利要求5所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:所述金属相变晶胞(2)之间可通过柔性材料或弹性材料两两连接形成一个节点网状结构的保鲜载具,所述金属相变晶胞作为节点,与周围的相变晶胞两两相接,形成柔性平面。
8.根据权利要求5所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:所述金属相变晶胞(2)设置为圆柱形或棱柱形结构,所述保鲜载具包括支撑板(1),所述支撑板(1)的相对两侧开设有凹槽(3),所述凹槽(3)内滑动插接有若干个金属相变晶胞(2),若干个所述金属相变晶胞(2)呈矩形阵列设置。
9.根据权利要求8所述的一种基于相变冷却的固体导热保鲜方法,其特征在于:所述金属相变晶胞(2)包括杆体(21)和位于杆体(21)两端的端体(22),所述端体(22)设置为球体或多面体,所述端体(22)与杆体(21)呈一体成型设置,所述端体(22)和杆体(21)的内部均设置有供相变蓄冷材料填充的腔体,所述支撑板(1)上开设有供杆体(21)滑动穿过的通孔,且所述通孔的直径小于端体(22)的直径。
