1.本发明涉及一种用于在冷冻期间在有机物体(例如，食品)内晶体的可控生长的装置。
2.本发明还涉及一种在食品、生物样品、含水液体和胶体的冷冻过程期间影响和控制晶体成核和生长的方法。
背景技术：3.冷冻被广泛地应用于延长例如食品的寿命。在冷冻期间，液体变成固体，并且大多数液体通过结晶而冷冻。在冷冻时，产品的结构发生变化，使得一旦产品解冻，其与冷冻前的形式相比是不同的。
4.一些冷冻装置和方法在静磁场(例如，地球磁场)和静电场与振荡电场和/或振荡磁场组合的影响下操作。
5.一些公开的专利申请或专利公开了包括与一些其他装置组合的永磁体和磁性线圈的实施例。然而，根据kobayashi和kirschvink的说法，解释预期改进的机制是：a ferromagnetic model for the action of electric and magnetic fields in cryopreservation(低温保存中电场和磁场作用的铁磁模型)，《低温生物学》；第68卷第2期(2014年)，在某些情况下“与基本生物物理学不一致”。
6.此外，一些冷冻装置和方法不能解决例如冷冻产品质量下降的以下问题：沿地球磁场力线形成的针状冰晶；可能刺穿和破坏细胞壁的大晶体呈指数生长；将盐离子排出细胞外而导致蛋白质脱水；冰的升华导致冷冻产品内部出现微小孔洞从而导致脂质氧化。
7.当在冷冻过程期间对物体施加电场时，水分子和氧分子被赋予电子，变成带电子的水(h2oe)或超氧阴离子(o2-)，并产生可能破坏细胞膜的羟基自由基。甚至冷冻室内的冷空气流的摩擦也可能导致电场。
技术实现要素：8.本发明的一个目的是提供用于在冷冻期间控制有机物体中冰晶生长的手段。
9.本发明的目的通过一种用于在冷冻期间控制冰晶生长的装置和方法来实现。
10.根据另一个方面，提供一种用于在冷冻期间有机物体内部的冰晶可控生长的装置，所述装置包括至少一个换能器、控制单元、电源和调制器，其中，控制单元使至少一个换能器以循环方式发射的多种类型的磁场，并且控制单元针对在多种类型的磁场中所包括的每种类型的磁场确定载波频率、调制频率、调制边界和占空比，并利用信号发生器和电源对它们进行设置；并且其中，多种类型的磁场的强度是通过调整由电源提供的输出电压来确定的。
11.根据另一个方面，提供一种系统，所述系统包括腔室，并且还包括上述装置或与上述装置组合。
12.根据一个方面，提供一种用于在冷冻有机物体的过程期间影响和控制晶体的成核
和生长的方法，所述有机物体包括食物、生物样品、含水液体和/或胶体中的至少一种，其中，所述方法包括将有机物体放置到上述系统的腔室中。
附图说明
13.在下文中，将参考实施例和附图更详细地描述本发明，其中
14.图1示出了装置的示例性实施例。
15.图2示出了具有冷冻室的装置的示例性实施例。
16.图3示出了使用装置来冷冻有机物体的示例性实施例。
17.图4示出了计算设备的示例性实施例。
18.图5示出了用本发明来冷冻的三文鱼的示例。
具体实施方式
19.以下实施例是示例性的。尽管说明书可以在文本的多个位置提及“一”、“一个”或“一些”实施例，但这并不一定意味着每个提及都是针对同一实施例，或者特别的特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以组合以提供其他实施例。
20.由于各种原因，有机物体可能会受到冷冻。然而，大多数物体在冷冻时可能会经历其结构变化。这种变化可能不是期望的。例如，如果物体是食品，诸如黄瓜或西红柿，则物体的结构可能变化，使得其吃起来不再好吃。这种现象可能是由于：有机物体内形成冰晶改变了其结构和化学成分。冰晶也可以理解为结晶过程，其中液体冷冻，使得：在其固体形式中，原子和/或分子形成称为晶体的结构。冰晶可以被理解为这种晶体的形式。结晶过程可以包括两个步骤。第一步骤可以是成核，其包括从过冷液体出现结晶相。过冷可以被理解为液体被冷却到低于其凝固点而该液体没有变成固体的温度。第二步骤可以是晶体生长，其中颗粒尺寸增加并导致晶体状态。
21.要冷冻的有机物体具有细胞，并且细胞可以具有不同的结构。细胞的结构可以包括例如细胞核、细胞质和细胞膜。细胞的物质可以是：胶体系统，其含有复合有机物质，诸如蛋白质、脂肪和碳水化合物，以及水和无机盐。细胞质可以构成细胞物质的大部分。当有机物体受到冷冻时，有机物体内可能形成冰晶。
22.如果胶体溶液受到永久磁场并冷却至结晶温度，则由于结晶过程而产生的晶体可能变成针状。永久磁场的示例是地球的磁场。通常，永久磁场可以被理解为保持恒定的磁场。晶体还可以沿着磁场力线形成。因此，由于例如偶然的熵波动而获得较大表面积的晶体可以比具有较小表面积的晶体获得成比例地更高的生长速率。与较小的晶体相比，这可能导致较大晶体的指数生长。例如，高冷冻速度可以使得能够产生更多数量的晶种。晶种可以被理解为可以生长成较大晶体的小晶体。然而，引起一些晶种的提前发展的波动可能导致其尺寸分布的显著不均匀性。一些晶体可能在其生长中获得根本优势，从而形成长针状物，而绝大多数晶种落在后面，其总质量仍然相当小。在这种情况下，能够防止较大晶体的生长将是有益的。
23.各种因素可能影响有机物体内的冰晶形成。例如，以下五种冰晶生长因素可能单独导致或以任何组合导致有机物体在其冷冻期间的结构变化：
24.1.地球的永久磁场或在冷冻过程期间存在的另一个永久磁场可以导致形状为冰
针的晶体在永久磁场的力线方向上生长占优势。
25.2.晶体的生长速率可以取决于其表面积。相应地，在其生长过程中偶尔领先的晶体的生长速率可能会呈指数增长，这可能导致大部分冷冻水团主要集中在最大的晶体中，即晶体针。在生长过程中，大晶体可以穿透一个或多个细胞的壁，从而破坏它们。然后，不同晶体因其平行面在空间上匹配而可以生长成一个大晶体，其中包括许多互锁的晶体针。当细胞壁被刺穿时，在解冻期间，被破坏的细胞的细胞液可能流出，这导致经受冷冻的有机物体的重量和质量的损失。
26.3.细胞内水和细胞外水的冷冻过程涉及从结晶前沿排出异物，诸如盐离子和其他溶解物质。因此，在冷冻过程中，可以形成包括纯净蒸馏水的冰。同时，未冷冻的水的剩余部分可以变成饱和盐溶液。因此，细胞内部和细胞之间的饱和盐溶液可以使以水合物形式存在的有机物体的有机分子不可逆地脱水。因此，饱和盐溶液可能导致脱水，因为它具有高度亲水性。
27.4.在冷冻有机物体的储存期间，可能发生冰蒸发，导致冷冻的有机物体损失重量。由于永久磁场可能导致晶体形成刺穿细胞壁的针体并聚结成与要冷冻的物体尺寸相当的一个多孔晶体，这种冰的升华可能导致在冷冻的有机物体的块中出现微小的孔洞，作为微通道延伸到冷冻的有机物体的中心。然后氧气可以渗透到这些孔中，这导致冷冻的有机物体的氧化和腐败。这个过程可以通过用冰壳或釉覆盖物体来抑制。然而，薄的釉层很脆，并且没有弹性。在冷冻的有机物体的重新定位、分类、运送和其他处理期间，釉可能破裂，从而使氧气能够渗透到冷冻的有机物体内部并使冷冻的有机物体氧化。
28.5.当在冷冻过程期间对物体施加电场时，水分子和氧分子被赋予电子，变成带电子的水(h2oe)或超氧阴离子(o2-)，并产生可能破坏细胞膜的羟基自由基。应当注意的是，在冷冻室内的冷空气流的摩擦也可以引起电场。
29.在冷冻期间可能经受冰晶生长的有机物体可以是：例如食品，其也可以理解为饮料，以及它们的一种或多种成分；植物及其果实；生物流体；包括活细菌的食品；动物或人的器官和组织；动物、蔬菜、细菌或真菌来源的活细胞；微生物群；以及水性和水-醇工艺流体。期望的是，在冷冻和解冻期间，可以保存有机物体的化学和物理特性。这种保存可以例如通过控制要冷冻的有机物体上的冰晶形成来实现。
30.交变磁波通过激发离子的机械振荡而在有机物体内产生机械弹性波。这种交变磁场导致在要冷冻的有机物体的块中产生机械波。
31.要冷冻的物体中的永久磁场可以由永磁体或包括永磁体的装置(诸如电动机)以及地球的永久磁场引起。为了消除永久磁场的影响，交变磁场的功率必须至少高出五倍。
32.由于由要冷冻的物体内部的交变脉冲磁场产生的机械振荡，可以防止其液相水向过冷状态的转变，从而使冷冻过程能够以可控的和渐进的方式运行，从要冷冻的有机物体的表面到中心循环重复。这可以与冷冻装置中的制冷剂的温度无关。使用具有旋转效应的磁场可能导致液态水范围内的离子发生位移，并产生局部电流回路—即，带电粒子的运动，其受到ettingshausen效应的影响从而产生温度梯度，其强度进而可以由磁场强度幅度来调节。这可能能够改变温度梯度水平，并因此改变通过结晶前沿吸入晶体或推出晶体的盐离子的量。
33.因此，有利的是具有产生交变磁场的装置，其在物体中引起机械弹性波。所述装置
因此可以防止电场和静磁场对生长晶体的影响。
34.图1示出了可以用于有机物体的可控冷冻的装置100的示例性实施例。所述装置包括：控制单元cu 140，其可以是数字控制单元。cu 140还可以包括或连接到电源130，所述电源可以是可调节的并且由dc或ac源供电，具有调制器120以及换能器110，所述调制器可以是内置调制器。电源130可以提供具有给定频率的恒定和/或脉动电压。给定频率可以由cu 140确定。应当注意的是，在一些替代示例性实施例中，换能器的数量可以大于一个。cu 140还可以包括或连接到数字信号发生器。cu 140可以被配置为连接到有线或无线网络。cu 140可以经由有线或无线网络接收输入，并且附加地或替代地从包括用户界面的控制面板160接收输入。
35.在该示例性实施例中，换能器110通过用于信号传输的电线连接到cu 140。
36.换能器110可以是任何闭合的轮廓形状(诸如矩形、多边形或圆形)，或者其形状为几个矩形或圆盘，它们相互叠置并布置在3d空间中，以提供磁性和磁场的等幅值，并且具有放置要冷冻的产品的冷冻室的整个容积的预设精度。换句话说，可以存在换能器，该换能器在其内包括一个或多个其他换能器。在一些示例性实施例中，可以有一个、两个或更多个铜线、铝线或银线绕组，其具有10或更多匝，并连接到布置在换能器110内部的cu 140。在该示例性实施例中，换能器110可以使用任何非磁性材料来制造。在一些示例性实施例中，换能器110可以具有便于装载和维护的移动设计。
37.由cu 140传输的信号的幅度可以通过利用一种或多种算法来确定，以基于换能器110的尺寸和位置来计算场叠加，所述换能器用于产生具有预定精度和强度的类似功率的场，在该示例性实施例中，其可以比在装置100所在的位置处测量的永久磁场强度高五到十倍。所述算法可以由计算设备执行，所述计算设备可以包括在装置100中或连接到装置100。
38.在该示例性实施例中，为了在有机物体内冷冻期间生成多个晶种，cu 110可以使换能器110发射0.1hz至12mhz的次声、声波和超声频率范围的交变脉冲磁场，其与盐离子和包括金属离子的有机分子相互作用，并且不与水分子相互作用，因为它们既是抗磁性的又是介电的。这可以导致生成内部带有离子的冰晶晶种，从而降低当至少一些水在冷冻期间已经采取结晶形式时形成的盐溶液的饱和水平。
39.具有旋转效应的磁场可以由交变磁场产生，或者可以由伪旋转磁场产生。如果使用交变磁场，对于产生能量波动而言，场的幅度比场的矢量方向更重要。为了消除地球的永久磁场(或其他永久磁场)的影响，在该示例性实施例中，cu 140发射具有超过永久磁场的幅度至少五倍的幅度的交变磁场。应当注意的是，要消除的永久磁场的尺寸取决于附近是否存在铁矿石或其他磁异常、大型金属磁化物体和/或永磁体。在该示例性实施例中，可以通过脉冲宽度信号的频率调制来驱动磁场的伪旋转。调制频率可以取决于：有机物体在冷冻期间是否移动，以及如果移动，移动速度有多快。例如，如果有机物体在冷冻期间移动，则所需的发射功率可以比静止物体高25％或更多。载波频率可以在1khz至12mhz的范围内。调制频率可以在0.1至80,000hz的范围内。在一些示例性实施例中，调制频率对于不同类型的有机物体可以实验性地选择为在冷冻和随后的解冻期间观察到最低重量损失和最低营养成分变化的频率。
40.由于它们自身的最终质量和它们的惯性使脉冲调制效果平滑，交变调制磁场可以导致与磁偶极子的旋转场相同或相似的效果。上述调制能够使用在旋转期间在磁场力线方
向上移动的离子和含离子分子的机械“滑动”来产生与旋转场等效的交变脉冲磁场。脉冲磁场是数字的。
41.通常，为了产生具有旋转效应的磁场，也可以使用不同换能器上的信号相位的偏移。这可能类似于航空中使用的相控天线阵列中的信号相移。即使在一个换能器的作用范围内，不用换能器的机械旋转和要冷冻的有机物体的机械旋转，也能获得具有旋转效应的磁场。
42.伪旋转磁场的使用导致液态水范围内的离子发生位移，并导致产生局部电流回路—即带电粒子的运动。它们受到ettingshausen效应的影响，从而产生温度梯度，其强度进而由磁场的功率调节。这能够改变温度梯度水平，并因此改变通过结晶前沿吸入晶体或推出晶体的盐离子的量。
43.可以认为磁场属于某种类型。因此，磁场(诸如具有旋转效应的磁场)可以是某种类型的磁场。例如，所述类型可以是以下中的一种：交变双向磁场、交变单向磁场或具有脉宽调制的可变伪旋转磁场。cu 140可以使换能器110以循环方式发射多种类型的磁场。换句话说，周期性地改变要发射的磁场的类型。顺序可以是预先确定的。cu可以例如包括存储器，该存储器可以是能量独立的，其可以储存预定顺序和/或一个或多个程序，该程序定义用于使用换能器110周期性地发射不同类型的磁场的预定顺序。应当注意的是，在一些替代示例性实施例中，可以存在多于一个的换能器。还应当注意的是，在一些示例性实施例中，还可以存在多于一个的控制单元、多于一个的电源和/或多于一个的调制器。
44.考虑到由离子生成晶种的影响，液相中的异物总量变得比固相中的少，并且总盐度在冷冻过程结束时降低。这可以增加额外结合水的可能性，这不再有助于冰的生成。
45.为了防止晶体的无限生长，cu 140可以使用换能器来发射与有机物体的磁偶极子相互作用的交变脉冲磁场，使它们产生机械振荡。随着冰晶生长，它们的长度接近生成的机械波的长度。针状冰晶很脆。例如，聚苯乙烯的弯曲强度为50mpa，而冰的弯曲强度仅为2至4mpa。它们受到机械弯曲并被破坏，从而形成两个或更多个更小的新晶体。因此，可以中断(导致生长的)冰晶的指数尺寸生长，并且可以降低再结晶速率。这确保了晶体的尺寸分布向小尺寸方向发展并限制了它们的最大尺寸。对于晶体的再结晶，需要它们在空间中的适当布置。然而，这被cu产生的伪旋转磁场阻止。因此，例如在-2至-10℃的温度下再结晶水平可能急剧降低。
46.通常，具有限制的最大冰晶尺寸的结晶确保了要冷冻的物体的结构完整性。单个冰晶可以被有机化合物包围，因此防止冰晶聚结成团块，这使得冰不可能从要冷冻的有机物体的内腔升华，并且氧气无法渗透到形成的孔中。因此，可以防止氧化。由于有机物体的盐度水平、密度、游离水分数和化学成分即使在被冷冻的部分范围内也可以发生变化，因此最佳频率的确切值可以发生变化。为了对要冷冻的有机物体的物理和化学变化部分提供必要的影响，由cu 140生成的振荡可以具有变化的频率。
47.在该示例性实施例中，可以通过生成的信号的频率调制来改变频率。频率调制的调制信号的频率范围可以在信号的载波频率的1％至30％的范围内。对于具有恒定内部结构的有机物体，诸如马铃薯、去核鳄梨、去核芒果或鱼片，可以使用更窄的调制信号频率范围，例如，载波频率的从1％至15％或更多。由于由要冷冻的物体内部的交变磁场生成的机械振荡，防止了液态水向过冷状态的转变。
48.应当注意的是，具体的频率、功率和调制水平可以取决于要冷冻的有机物体的类型。有机物体的类型可以是例如，肉、鱼、蔬菜或基于有机物体的一个或多个特征确定的任何其他类型。因此可以预先确定关于它们的信息并将其储存在存储器中。存储器可以是cu 140的一部分，或者它可以由cu 140访问。
49.通常，控制单元可以被配置为控制信号发生器以及一个或多个电源，使得它可以导致为每种类型的磁场设置载波频率、调制频率、调制边界和占空比。可以通过调整一个或多个电源的输出电压来设置(即，确定)磁场的强度。每个电源单元可以连接到一个或多个调制器，每个调制器连接一个或多个换能器。诸如装置100的装置可以被配置为在冷冻物体的整个区域中产生给定强度的磁场，而不超过旨在用于放置冷冻物体的整个空间体积(诸如冷冻室)上的指定偏差尺寸(例如，不超过10％)。相同的场幅度在冷冻室的整个体积中提供相同程度的暴露。
50.图1所示的装置100可以与各种冷冻设备一起使用。例如，具有或不具有强制空气移动的空气冷冻室、具有输送线的隧道式冷冻室、具有螺旋输送机的冷冻室、竖直和水平接触式冷冻室、和/或具有液体试剂或具有冰包裹物的液体试剂的冷冻室。装置100可以包括：法拉第屏蔽(faraday shield)150；或提供与法拉第屏蔽相同功能的导电结构，例如，换能器110的主体，其可以包括具有铜线缠绕的内部部件，以及包括该线的外部不锈钢主体。
51.图2示出了系统200，其包括cu 250、用于冷冻的腔室220以及一个或多个要冷冻的有机物体230。在一些示例性实施例中，所述系统可以包括多于一个的腔室。腔室220可以被理解为不可移动的冷冻设置，一个或多个有机物体230可以被放置到所述冷冻设置以用于冷冻。在一些示例性实施例中，腔室220可以包括平台，诸如输送机、手推车、托盘或冷却表面，其提供用于在腔室220内移动一个或多个要冷冻的有机物体230的装置。这使得物体能够移入和移出腔室，而不是静态地将它们放置在腔室内部。要移动到腔室中的物体的温度可以高于0摄氏度。
52.腔室220被冷却至低于0℃的温度。腔室220可以填充有空气或液体，或者具有冷却的表面，该冷却的表面可以被使用，使得它们与一个或多个有机物体230接触。cu 210可以包括一个或多个换能器，所述换能器用交变磁场填充腔室的内部体积。在该示例性实施例中，磁场以0.1hz至12mhz的频率发射，具有周期性变化的功率、频率和调制类型，并且振荡幅度低于引发由气蚀引起的溶解气体的幅度，但根据永久磁场的地理位置和局部极值，在某个位置至少比地球磁场高五倍，以防止其对冰晶形成的影响。对于要冷冻的每种类型的产品，可以存在通过选择磁场参数的组合来单独确定和选择的磁场辐射的参数的精确值，对于特定类型的冷冻物体而言，所述磁场参数的组合给出最佳质量结果。
53.在一些示例性实施例中，冷冻室可以由法拉第屏蔽封闭，以消除导致冷冻的物体中出现自由基的电场的有害影响。然而，在一些示例性实施例中，法拉第屏蔽的效果可以通过具有金属的壁、天花板和门的冷冻室来实现。此外，在一些示例性实施例中，如果装置100具有金属表面或者包括用于排出电荷的装置，则不需要法拉第屏蔽。
54.另外，在该示例性实施例中，所有换能器都布置在腔室的冷藏体积内部。换能器可以由食品级不锈钢制成。换能器可以是矩形或圆形多匝螺线管，具有一个或多个铜、铝或银线绕组，例如十匝或更多匝。换能器可以接收并发射由cu 250生成的信号。在该示例性实施例中，cu 250包括控制器单元、数字波发生器、数字dc源、控制面板以及具有至少一个信道
的数字调制器，所述控制器单元在一些示例中可以是计算设备。控制器单元可以包括软件，所述软件包括：一个或多个辐射功率计算算法、以及关于要冷冻的各种类型的有机物体230的待发射信号类型的数据。另外，腔室的冷藏外壳可以制造成不在系统的工作空间内部布置磁性材料。
55.图2所示系统的换能器可以布置在腔室的壁中。换能器可以由任何非磁性材料制成。然而，在一些其他示例性实施例中，换能器可以布置在腔室外部。在又一些其他示例性实施例中，换能器可以布置在腔室的壁中和腔室外部。另外，换能器可以放置成与地球磁极中的一个的方向成一直线。然后，控制单元可以使换能器发射与地球磁场方向相反的额外静态磁场，以进行补偿。这可以降低冷冻室内部的共同静磁场水平，提供更少的交变磁场的所需功率，以节省能量。
56.应当注意的是，在一些示例性实施例中，一个或多个换能器可以具有移动设计，以便于装载和维护。附加地或替代地，换能器可以具有以插入较大换能器内的较小换能器形式的设计。
57.因此，诸如系统200的系统可以用于冷冻有机物体。通过这种系统，从冷冻开始至达到要冷冻的物体中心的目标温度，晶体生长和生长中断的过程循环重复。在一些示例中，即-18℃。通过产品中的机械波防止晶体生长降低了剪切力，从而能够以更少的努力对冷冻的物体进行机械处理，而不使其解冻。因此，由交变磁场控制的冰晶生长即使在缓慢冷冻的情况下也能够提供上述效果，这种情况在冷冻大尺寸物体(诸如超过200mm厚的物体)时不可避免地发生，所述大尺寸物体可以在冷冻设备中以接近所需的最终物体冷冻温度的温度且以可能是由于其他原因造成的低的热交换率被包装入纸板或塑料包装中。
58.图3示出了使用上述系统冷冻有机物体的示例性实施例。首先，在s1中，将要冷冻的有机物体放置在诸如系统200的系统的腔室内。然后，在s2中，向系统施加交变磁场。接下来，在s3中，监测冷冻有机物体的过程。这可以例如通过在样品内部放置多点温度计来实现，以测量位于距要冷冻的有机物体表面不同深度处的点的温度。为了防止磁场对温度计读数的影响，可以在测量期间停用交变磁场。替代地或附加地，可以通过测量有机物体的冷冻样品中的声波传播速率与参考冷冻样品中的声波传播速率来监测有机物体的冷冻过程，以比较波通过有机物体的冷冻样品和参考样品传播的时间，并确保这些样品中的声波传播速率恒定且相等。为了防止磁场对样品中的波传播速率测量的影响，可以在测量期间停用交变磁场。
59.图4是可以包括在或连接到图1中所示的装置100的计算设备的示例。计算设备400可以是例如适用于实现所述实施例的装置的电路或芯片组。替代地，设备400可以是包括一个或多个电子电路的电子装置。设备400可以包括存储器410，所述存储器可以使用任何合适的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储装置、闪存、磁存储装置和系统、光存储装置和系统、固定存储器和可移动存储器。设备400还可以包括处理器420，所述处理器包括能够执行计算机程序命令的电路。
60.设备400还可以包括连接电路430，所述连接电路使该设备能够连接到可以是有线或无线的网络，诸如无线局域网或蜂窝无线网络。设备400还可以可选地包括输入/输出单元440，所述输入/输出单元配置为启用设备与用户之间的交互。例如，输入/输出单元440可以启用文本输入、触摸输入、图形显示、语音输入和音频输出。
61.如在本技术中使用的，术语“电路”指的是以下所有内容：(a)仅硬件电路实现，诸如仅在模拟和/或数字电路中的实现，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用)：(i)处理器的组合或(ii)处理器/软件的部分，包括数字信号处理器、软件和存储器，它们一起工作以使设备执行各种功能，以及(c)需要软件或固件进行操作的电路，诸如微处理器或微处理器的一部分，即使软件或固件不是物理上存在的。“电路”的定义适用于本技术中这个术语的所有用途。作为进一步的示例，如在这个申请中使用的，术语“电路”还将涵盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们)配套的软件和/或固件的实现。术语
‘
电路’也将涵盖(例如并且如果适用于特定元件)用于手机或服务器中的类似集成电路、蜂窝网络装置或其他网络装置的基带集成电路或应用程序集成电路。电路的上述实施例也可以被认为是提供用于执行本文档中描述的方法或过程的实施例的手段的实施例。
62.本文描述的技术和方法可以通过各种装置实现。例如，这些技术可以以硬件(一个或多个装置)、固件(一个或多个装置)、软件(一个或多个模块)或其组合实现。对于硬件实现，实施例的设备可以在一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理装置(dspd)、可编程逻辑装置(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、图形处理单元(gpu)、张量处理单元(tpu)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行本文所描述的功能的其他电子单元或其组合内实现。对于固件或软件，所述实现可以通过执行本文所描述的功能的至少一个芯片组的模块来执行(例如，程序、功能等)。软件代码可以储存在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可以在处理器内或处理器外部实现。在后一种情况下，如本领域已知的，它可以经由各种装置通信地耦合到处理器。此外，本文所描述的系统的组件可以由附加组件重新布置和/或补充，以便于实现关于其所描述的各个方面等，并且它们不限于给定图中所列出的精确配置，正如本领域技术人员将理解的。
63.所描述的实施例还可以以由计算机程序或其部分定义的计算机处理的形式执行。计算机程序可以是源代码形式、目标代码形式或某种中间形式，并且可以储存在某种载体中，所述载体可以是能够承载程序的任何实体或装置。例如，计算机程序可以储存在计算机或处理器可读的计算机程序分发介质上。例如，计算机程序介质可以是例如但不限于，记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号和软件分发包。计算机程序介质可以是非暂时性介质。
64.图5示出了冷冻的三文鱼的示例。三文鱼是一种有机物体，并且它在冷冻之前的结构由新鲜的三文鱼510示出。如果随后使用单独速冻iqf方法冷冻三文鱼，则三文鱼的结构是结构520。iqf是一种防止在细胞中形成大冰晶的方法。然而，如果使用上述示例性实施例冷冻三文鱼，则三文鱼的结构是结构530。正如从图示中可以看出的，结构530更类似于新鲜的三文鱼的结构510，而不是iqf冷冻三文鱼的结构520。
技术特征：1.一种用于冷冻期间有机物体内部的冰晶的可控生长的装置，所述装置包括至少一个换能器、控制单元、电源和调制器，其中所述控制单元使所述至少一个换能器以循环方式发射多种类型的磁场，并且所述控制单元针对在所述多种类型的磁场中所包括的每种类型的磁场确定载波频率、调制频率、调制边界和占空比，并通过利用信号发生器和所述电源对它们进行设置；并且其中所述多种类型的磁场的强度是通过调整由所述电源提供的输出电压来确定的。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多种类型的磁场包括以下至少一种：交变双向磁场、交变单向磁场和/或具有脉冲宽度调制的可变伪旋转磁场。3.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述至少一个换能器包括放置在所述至少一个换能器中的附加换能器。4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述装置连接到或包括计算设备。5.根据权利要求4所述的装置，其中，使所述计算设备执行用于确定场叠加的一个或多个算法，和/或其中，所述计算设备进一步存储关于适合于不同类型的要冷冻的有机物体的信号类型的数据。6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，至少一个换能器具有移动设计，以便于装载和维护。7.一种系统，包括用于冷冻的腔室，所述系统还包括根据权利要求1至6中任一项所述的装置，或与根据权利要求1至6中任一项所述的装置组合。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述系统还包括法拉第屏蔽。9.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述腔室填充有空气、蒸汽、气体或液体中的至少一种或其任意组合。10.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述腔室包括输送机、手推车、托盘或冷却表面中的至少一个或其任意组合。11.根据权利要求7至10中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个换能器布置在所述腔室的一个或多个壁中，或者布置在所述腔室外部，或者以其任意组合布置。12.一种用于在冷冻有机物体的过程期间影响和控制晶体的成核和生长的方法，所述有机物体包括食品、生物样品、含水液体和/或胶体中的至少一种，其中，所述方法包括：将所述有机物体放置到根据权利要求7至10中任一项所述的系统的腔室。13.根据权利要求12所述的方法，还包括将多点温度计放置在所述有机物体内部以监测所述冷冻。14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括测量所述有机物体中的声波传播速率以监测所述冷冻。15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述测量期间暂停发射所述多种类型的磁场。
技术总结一种用于在冷冻期间有机物体内部的冰晶的可控生长的装置，所述装置包括至少一个换能器、控制单元、电源和调制器，其中，控制单元使由至少一个换能器以循环方式发射多种类型的磁场，并且控制单元针对在多种类型的磁场中所包括的每种类型的磁场确定载波频率、调制频率、调制边界和占空比，并通过利用信号发生器和电源对它们进行设置；并且其中，多种类型的磁场的强度是通过调整由电源提供的输出电压来确定的。来确定的。来确定的。
技术研发人员：德米特里
受保护的技术使用者：声学超冷冻公司
技术研发日：2021.01.22
技术公布日：2022/11/1
