食物冷冻和解冻方法及装置制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】食物冷冻和解冻方法及装置
本专利技术通常涉及用于冷冻和解冻食品的系统和方法。更具体地，本专利技术涉及使冷冻过程中可能发生的对食品的损坏(如老化)最小的冷冻食品的系统和方法。本专利技术还涉及解冻冷冻食品以使味道最好的系统和方法。
技术介绍
传统的冷冻方法中，食物在若干个小时内从室温降到冷冻温度，通常为1到3个小时。用这种传统方法冷冻高水分含量食品如寿司时(众所周知的熟米饭、生鱼和其他浇头的组合)，食物不可逆地失去其一大部分水分。在传统冷冻过程内，当食物在相对长的时间内处于某个温度范围时，会发生一个加速老化过程，这引起水分损失。在较长的时间内处于该加速老化温度范围内还会导致以较高的速率产生冰晶。这样以来，形成的冰晶会随时间膨胀并破坏冷冻的食物的细胞结构。当食物解冻时，从冰晶产生的水分会不可逆地从食物中损失。因此，传统在先食物冷冻方法有因为大部分水分含量损失、细胞结构损坏而造成的严重缺陷，因此，降低了解冻的食品的新鲜程度，改变了其构造以及可口程度。为了改进传统冷冻方法，许多专业的和工业用“快速”冷冻系统采用低温氮气或二氧化碳气作为冷却介质，以更快速(闪速)地进行冷冻。虽然氮气有低的承温能力(-196摄氏度)，其比热只有约47千卡/克/摄氏度，因此高速地从食物中整体吸收热量的热吸收能力不足。尽管传统冷冻产生由于冰晶生长造成的破裂食物细胞，使用低热量冷却源的快速冷冻系统也会由于快速冷冻食物而损坏食物细胞。两种情况下，食物细胞在冷冻过程中都遭到破坏。二氧化碳气体有比氮气高的比热(约137千卡/克/摄氏度)，但是有相当高的最低温度(约-->-79摄氏度)。使用二氧化碳气体的快速冷冻系统针对前文所述的高水分含量食物有相同的问题。为了克服传统冷冻技术的缺点，还提出了在冷冻过程中对食物施加磁场的方法。根据美国专利No.6,250,087，这种方法中，对在传统冷冻器内冷冻的食物施加磁能，以防止在冷冻过程中由于冰晶生成造成细胞破裂。由于应用磁场冲击食物，抑止了结晶。然而，该方法使用传统冷冻技术，完成冷冻所需过程时间依然很长(2到3小时)。虽然本方法保持了细胞内的水分并防止滴水，这种系统复杂、昂贵而且容量有限。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。本专利技术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。
技术实现思路
根据前述原因和其他目的，本专利技术提供了一种用于冷冻食物并稍后解冻使用的方法。该方法包括以下步骤：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，然后在10分钟内把食品基本上整个从10摄氏度冷却到0摄氏度。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种冷冻食品的方法，其包括以下步骤：在食品的温度达到第一预定温度时包装要冷冻的食品；然后对食品进行冷却直到食品温度达到第二预定温度；然后冷却食品，使得食品温度在第一预定时间段内从第二预定温度降到第三预定温度。根据本专利技术的另一个实施例，提供了用于冷冻食品的系统，其包括冷冻器和控制单元。冷冻器维持设定为第一温度的内部温度，还包括一个第一冷却单元和提供额外冷却能量的可调整冷却单元。控制单元和可调整冷却单元连接，用于调整额外冷却能量。可调整冷却单元根据需要提供额外冷却能量。根据本专利技术，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。根据本专利技术的一个实施例，干冰用作双冷冻器结构的冷却源。干冰从固态直接变成气态时，产生了比从液态二氧化碳变成气体更高的热交换速率。本专利技术是简单的低成本系统，适于冷冻大量的食物。而且，本专利技术的简单设计包括连续冷冻食物舱，可以实现几乎无限制的冷冻食物的产生。根据本专利技术的另一个实施例，提供了用于解冻冷冻食品的方法，其包括把冷冻剂容器放置在冷冻食物一侧，从与放置冷冻剂容器的该相对侧的一侧对冷冻食物施加蒸气。把食品蒸至解冻到预期温度为止。根据本专利技术，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。本专利技术的冷冻过程避免了传统快速冷冻方法引起的脱水现象。根据本专利技术，提供了解冻冷冻食物的方法，其包括把若干个冷冻食物容器放置在托盘内。在所述冷冻食物的一侧放置冷冻剂包。对托盘提供热水源，直到若干个冷冻食物容器解冻到预期温度。根据这些和其他目的，本专利技术的优点和特征是显而易见的，通过参考以下对本专利技术的详细描述、所附的权利要求和附图，可以更好的理解本专利技术的实质。附图说明将参考以下附图对本专利技术进行详细描述，其中，相同的特征由相同的参考标号表示，其中：图1A是根据本专利技术的一个实施例的用于冷冻食物的系统框图；图1B是根据本专利技术的另一个实施例的用于冷冻食物的系统框图；图2A-2B是根据本专利技术的另一个实施例的隧道类型冷冻器的侧视图和顶视图；-->图2C是根据图2A和2B的实施例的隧道类型冷冻器的截面部分侧视图；图3示出了冷冻器内部若干个温度传感器；图4示出了冷冻和解冻食物时，温度随时间的变化曲线；图5是根据本专利技术的一个实施例的用于冷冻食物的方法的流程图；图6示出了根据本专利技术的一个实施例的用于解冻食物的系统；图7A和7B示出了和根据图6的系统的用于解冻食物的系统共同使用的容器；以及图8A-8C示出了根据本专利技术的一个实施例的用于解冻冷冻食物的大体积容器的系统。图9示出了根据本专利技术的另一个实施例的用于解冻冷冻食物的大容量容器的系统。具体实施方式尽管本专利技术可用于冷冻、解冻食物，尤其用于水分含量高的食物，但是将结合一个用于冷冻、解冻寿司的实施例，来对本专利技术进行描述。根据本专利技术，寿司指任何所知的寿司食品，如，带有浇头(如鱼、鳄梨等)的熟米饭形式的食品。寿司也可以是卷状的。通常，寿司的重量有60％为水分。在对之后会解冻食用的高水分含量的食品进行冷冻时，要考虑几个重要因素。一个因素是老化过程，其中如米饭的食物会不可逆地失去其水分。如果是寿司，这是一个淀粉分子链失去其规则阵列而变成糊的过程。寿司的老化过程在食物温度降到低于10摄氏度时会加速，而且在约6摄氏度到约0摄氏度的范围内最严重。该温度范围称为“加速老化温度范围”。第二个因素称为“最大冰晶产生范围”，在该范围内，食物中的水分形成冰晶。对寿司而言，这发生在大约0摄氏度到大约零下4到零下10摄氏度。在该温度范围内，食物中大约75％或更多的水分变成冰晶。该冰晶在形成过程中通过破坏细胞结构、变干等损坏食物。本专利技术控制冷冻过程，以保证食物在预期的时间内通过该两个温度范-->围，并保证对食物的整体进行冷冻。图1A是根据本专利技术的一个实施例的食物冷冻装置的框图。冷冻装置100包括一个第一冷冻器102，一个控制单元104，一个包括在第一冷冻器102内的第二冷冻器106。第一和第二冷冻器可以是任何可购买到的冷冻器，其可以根据该公开操作，除非特殊指明，该些冷冻器并不受到限制。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。可变冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冷冻食物并稍后解冻使用的方法，所述方法包括以下步骤：（１）在约１到１０分钟内基本上把整个食品冷却到约１０摄氏度到０摄氏度；以及（２）在约１０到４０分钟内基本上把整个食品冷却到约０摄氏度到零下１０摄氏度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-12-23 10/743,3281、一种用于冷冻食物并稍后解冻使用的方法，所述方法包括以下步骤：(1)在约1到10分钟内基本上把整个食品冷却到约10摄氏度到0摄氏度；以及(2)在约10到40分钟内基本上把整个食品冷却到约0摄氏度到零下10摄氏度。2、根据权利要求1所述的方法，其中食品在约1到10分钟内冷却到约6摄氏度到0摄氏度。3、根据权利要求所述1的方法，其中食品在约10到40分钟内冷却到约0摄氏度到零下7摄氏度。4、根据权利要求1所述的方法，其中食品在约3到5分钟内冷却到约10摄氏度到0摄氏度。5、根据权利要求1所述的方法，其中食品在约15到30分钟内冷却到约0摄氏度到零下10摄氏度。6、根据权利要求3所述的方法，其中食品在约15到30分钟内冷却到约0摄氏度到零下7摄氏度。7、根据权利要求2所述的方法，其中食品在约3到5分钟内冷却到约6摄氏度到0摄氏度。8、根据权利要求1所述的方法，其中冷却步骤(2)以基本上稳定的速率进行。9、根据权利要求1所述的方法，其中所述食品是寿司。10、根据权利要求1所述的方法，还包括在一个容器内包装食品以冷冻。11、根据权利要求4所述的方法，其中所述包装步骤包括对所述食品进行真空包装。12、根据权利要求1所述的方法，其中冷却步骤(2)包括以下步骤：(a)食物包装后放置在冷冻器内，该冷冻器具有约零下40摄氏度到零下70摄氏度的环境温度和一个可变冷却特征；(b)调整所述可变冷却特征，以保证食品在小于约40分钟内基本上整个从约10摄氏度冷却到约零下10摄氏度；以及(c)在所述食品的温度达到一个低于约零下10摄氏度的预定温度以后，将其从所述冷冻器内取出来。13、根据权利要求12所述的方法，其中调整步骤(b)包括控制所述冷冻器内的空气循环。14、根据权利要求12所述的方法，其中调整步骤(b)包括在所述冷冻器内提供液态二氧化碳。15、根据权利要求12所述的方法，其中调整步骤(b)包括控制所述冷冻器内的干冰和所述冷冻器内的空气循环之间的入射角度。16、根据权利要求14所述的方法，其中当所述食品的温度到达约零下5摄氏度到零下7摄氏度时，终止提供液体二氧化碳。17、一种冷冻食品的方法，所述方法包括以下步骤：(1)在要冷冻的食品温度到达一个第一预定温度后，包装所述食品；(2)冷却所述食品，直到所述食品温度到达一个第二预定温度；以及(3)冷却所述食品以使得所述食品的温度在一个第一预定时间段内从所述第二预定温度下降到所述第三预定温度。18、根据权利要求17所述的方法，其中选择所述第二预定温度和所述第三预定温度，以确定一个温度范围，在该范围内所述食品经历加速老化和最大冰晶产生的至少一种。19、根据权利要求17所述的方法，其中选择所述第一时间段，以使所述食品在所述冷却步骤(3)中，老化和冰晶产生中至少一个最小。20、根据权利要求17所述的方法，其中选择所述第二和第三预定温度之间的一个第四预定温度，以使所述第二和第四预定温度定义一个温度范围，在该范围内所述食品经历加速老化，而且第三和第四预定温度定义一个温度范围，在该范围内所述食品经历最大冰晶产生，所述第一时间段分为第二和第三时间段，所述第二时间段对应于所述食品的温度处于所述食品经历加速老化的所述温度范围的时间量；所述第三时间段对应于所述食品的温度处于所述食品经历最大冰晶产生的所述温度范围的时间量，而且，选择所述第二和第三时间段，以使在所述冷却步骤(3)中，所述食品的老化和冰晶产生分别最小。21、根据权利要求17所述的方法，其中所述第一预定温度约为15摄氏度到40摄氏度。22、根据权利要求17所述的方法，其中所述第二预定温度约为10摄氏度到0摄氏度。23、根据权利要求17所述的方法，其中所述第三预定温度约为0摄氏度到零下10摄氏度。24、根据权利要求17所述的方法，其中所述第一预定时间段约为10到40分钟。25、根据权利要求22所述的方法，其中所述第二预定温度约为6摄氏度到0摄氏度。26、根据权利要求23所述的方法，其中所述第三预定温度约为0摄氏度到零下7摄氏度。27、根据权利要求24所述的方法，其中所述第一预定时间段约为15到30分钟。28、根据权利要求17所述的方法，其中所述第二预定温度在约1到10分钟内达到。29、根据权利要求28所述的方法，其中所述第二预定温度在约3到5分钟内达到。30、一种冷冻食品的系统，包括：第一冷冻器，其维持设定为第一温度的内部温度，还包括第一冷却单元和提供额外冷却能量的可调整冷却单元；...

【专利技术属性】
技术研发人员：大喜多英义，
申请(专利权)人：大喜多英义，
类型：发明
国别省市：US[美国]