控糖装置及冰箱的制作方法

1.本发明涉及大米控糖技术领域，特别涉及控糖装置及冰箱。


背景技术：

2.随着居民生活水平的提高，慢性代谢性疾病已经悄然影响人们的生活，如糖尿病、肥胖症、高脂血症、高血压等，这类疾病与居民的饮食习惯密切相关。我国60％以上的人口以大米为主食，而米饭中含有80％左右的淀粉，其中可消化吸收淀粉占95％以上，进食米饭后不利于食用者血糖的稳定及对其体重的控制。
3.通过一些特殊的工艺，如加热、保温等工艺步骤，可以使大米所含的淀粉发生改变，即让大米经过糊化、然后再老化，可以使大米中的淀粉转化为人体不易吸收的抗性淀粉，达到减少可消化淀粉摄入的目的。目前缺乏用于实现上述工艺的专用的设备，导致减少可消化淀粉的效果不够理想。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种控糖装置，增加大米中抗性淀粉的含量。
5.本发明还提出一种具有上述控糖装置的冰箱。
6.根据本发明的第一方面实施例的控糖装置，应用于冰箱，所述控糖装置包括：储物箱，包括储物空间；半导体片，设置在所述储物箱上，用于加热或者冷却所述储物空间；热管，用于连接热源并将热量传递给所述半导体片；换向组件，与所述半导体片电连接，用于切换所述半导体片的通电方向。
7.根据本发明实施例的控糖装置，至少具有如下有益效果：利用具有高效传热能力的热管将热源的热量传导至半导体片的冷端，使得半导体片的热端获得更高的温度用于对大米进行加热；将半导体片反向通电来进行冷热端交换，半导体片的热端利用冰箱内部的低温环境进行冷却，使得半导体片冷端产生较低的温度来对大米进行均匀冷却。经过加热及降温保存的大米可以实现增加大米中抗性淀粉的含量的目的，有利于糖尿病人、高血脂病人及减肥瘦身人群食用。
8.根据本发明的一些实施例，控糖装置还包括排气支管，所述热源为所述冰箱的压缩机的排气管，所述热管通过排气支管与所述排气管传递热量，所述排气支管与所述排气管连通，并且所述排气支管上设有开关阀。将压缩机排气管内制冷剂蒸汽的余热传递给排气支管，再传递给热管，最终至半导体片冷端，使得半导体片的热端快速获得更高的温度，产生的高温用于对储物空间中大米进行加热。同时传递热量也能对压缩机排气管内制冷剂蒸汽进行冷却，既提高能源利用率，又提高制冷剂的冷却效率。
9.根据本发明的一些实施例，所述热管包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段缠绕在所述排气支管上，所述冷凝段将热量传递给所述半导体片。蒸发段缠绕在排气支管上，能够更加紧密地贴合，增大受热面积，进而提高传热效率。
10.根据本发明的一些实施例，所述储物箱设置有用于给所述储物空间送风或者抽风的风机。启动风机可以加速对大米的降温，加快大米脱水老化，提高工作效率。
11.根据本发明的一些实施例，所述储物箱为抽屉式结构，包括保温主体和抽拉主体，所述保温主体和所述抽拉主体之间限定出所述储物空间，所述保温主体和所述抽拉主体通过滑轨连接。抽屉式结构可以方便取放大米，同时还便于清洗。
12.根据本发明的一些实施例，所述保温主体内的各壁面均设置有保温层。保温层提高保温能力和取得更好的保温效果，隔绝外部环境对储物空间的温度的影响。
13.根据本发明的一些实施例，所述储物箱设有超导金属板，所述超导金属板设置在所述储物空间的底部，所述半导体片设置在所述超导金属板的下方。超导金属板对半导体片产生的温度进行均匀扩散，使得大米的加热更加均匀。
14.根据本发明的一些实施例，所述热管包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段用于连接热源，所述冷凝段设置在所述半导体片的下方，并且所述冷凝段与所述半导体片通过导热凝胶贴合。冷凝段设置在半导体片的下方，是为了保证半导体片更加靠近储物空间，提高传热效率。而冷凝段与半导体片通过导热凝胶贴合，使得冷凝段的热量直接通过导热凝胶传导到半导体片，提高传热效率。
15.根据本发明的第二方面实施例的冰箱，包括上述的控糖装置。
16.根据本发明实施例的冰箱，至少具有如下有益效果：利用具有高效传热能力的热管将热源的热量传导至半导体片的冷端，使得半导体片的热端获得更高的温度用于对大米进行加热；将半导体片反向通电来进行冷热端交换，半导体片的热端利用冰箱内部的低温环境进行冷却，使得半导体片冷端产生较低的温度来对大米进行均匀冷却。经过加热及降温保存的大米可以实现降糖的目的，有利于糖尿病人、高血脂病人及减肥瘦身人群食用。
17.根据本发明的一些实施例，所述冰箱包括冷藏室、冷冻室和变温室，所述控糖装置设置在变温室的下部。控糖装置设置在变温室的下部，使得控糖装置距离压缩机最近，便于热管的安装，对冷藏室和冷冻室影响较小。
18.根据本发明的一些实施例，所述冰箱包括箱体，所述箱体包括箱壳和箱胆，所述箱胆设在所述箱壳内，所述箱壳和所述箱胆之间设有发泡层，所述热管包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段用于连接热源，所述冷凝段将热量传递给所述半导体片，所述蒸发段至少部分设置在所述发泡层与所述箱胆之间。发泡层可以隔绝外部温度对位于发泡层与箱胆之间的蒸发段的影响，进而当半导体片处于制冷模式时，蒸发段断开与压缩机排气管的直接接触，即没有接触受热，同时，发泡层隔绝了间接的空气受热，使得热管的蒸发段不会受压缩机排气管的温度影响。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1为本发明实施例的控糖装置与压缩机连接的示意图；
22.图2为图1示出的控糖装置的侧向示意图；
23.图3为控糖装置的一种控制流程图；
24.图4为控糖装置的另一种控制流程图；
25.图5为包含图1示出的控糖装置的冰箱的示意图。
26.附图标记：控糖装置100；压缩机101；排气管102；排气支管103；开关阀104；热管105；半导体片106；保温主体107；抽拉主体108；超导金属板109；滑轨110；冷凝段111；蒸发段112；风机113；储物箱114；
27.冰箱500；冷藏室501；冷冻室502；变温室503。
具体实施方式
28.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
31.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
32.参照图1和图2，控糖装置100，包括储物箱114，储物箱114内设置有储物空间，储物空间可以用来放置大米等物品。储物箱114作为整个控糖装置100的载体，提供安装空间及起到支撑防护作用，便于实现模块化设计，可以使整个控糖装置100作为一个功能模块应用于现有的冰箱500等制冷设备中。
33.控糖装置100还包括半导体片106，在原理上，半导体片106是一个热传递的工具。当一块n型半导体材料和一块p型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。当一块n型半导体材料和一块p型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由n型元件流向p型元件的接头吸收热量，成为冷端；由p型元件流向n型元件的接头释放热量，成为热端。在本实施例中，半导体片106设置在储物箱114，用于加热或者冷却储物空间。
34.控糖装置100还包括热管105，用于连接热源并将热量传递给半导体片106。热管
105的一端为蒸发段112(加热段)，另一端为冷凝段111(冷却段)，加热热管105的蒸发段112，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管105的冷凝段111，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段112。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从蒸发段112传到冷凝段111。在本实施例中，热管105的蒸发段112与热源连接，热管105的冷凝段111与半导体片106连接。在某些实施例中，热管105可以选择为平板热管105，平板热管105是指一种平板形状的热管105，并且平板热管105比一般热管105具有更加突出的优点，其形状非常有利于对集中热源进行热扩散。
35.控糖装置100还包括换向组件，与半导体片106电连接，用于切换半导体片106的通电方向。例如，当换向组件控制半导体片106正向通电时，半导体片106靠近热管105的一端为冷端，半导体片106靠近储物空间的一端为热端，对大米进行加热；从而当换向组件控制半导体片106反向通电时，半导体片106靠近热管105的一端为热端，半导体片106靠近储物空间的一端为冷端，对大米进行冷却。可以理解的是，正向通电和反向通电指的是流经半导体片106的电流方向相反。换向组件可以包括双向开关以及继电器，继电器与双向开关配合控制电流的方向，在本实施例的教导下，本领域技术人员也可以采用其他常见的元器件实现电流换向，在此不再一一列举。
36.控糖装置100利用具有高效传热能力的热管105将热源的热量传导至半导体片106的冷端，使得半导体片106的热端获得更高的温度用于对大米进行加热；将半导体片106反向通电来进行冷热端交换，半导体片106的热端利用冰箱500内部的低温环境进行冷却，使得半导体片106冷端产生较低的温度来对大米进行均匀冷却。经过加热及降温保存的大米可以实现降糖的目的，有利于糖尿病人、高血脂病人及减肥瘦身人群食用。本实施例中，采用半导体片106作为制热源和制冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：1、不需要任何制冷剂，可连续工作；2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统；3、半导体片106是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统；4、半导体片106热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差；5、半导体片106的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。
37.根据本发明的一些实施例，选择冰箱500的压缩机101的排气管102作为热源，压缩机101工作时，排气管102的温度为50-60℃，通过热管105给半导体片106的冷端导热，进而使半导体片106的热端获得高温(60-80℃)。需要说明的是，压缩机停机时，排气管102的温度为30-40℃，也可以使半导体片106的热端获得60℃左右的高温。也就是说，压缩机101工作时和停机时，都可以达到大米控糖的工艺要求。
38.具体地，热管105通过排气支管103与排气管102传递热量，排气支管103与排气管102连通，并且排气支管103上设有开关阀104，开关阀104控制压缩机101排气支管103内高温高压制冷剂蒸汽的流通。在某些实施例中，开关阀104可以是电磁阀。打开开关阀104，压缩机101排气管102内制冷剂流动到排气支管103中，即压缩机101排气管102内制冷剂蒸汽的余热传递给排气支管103，再传递给热管105，最终至半导体片106冷端，使得半导体片106的热端快速获得更高的温度，产生的高温用于对储物空间中大米进行加热。同时传递热量
也能对压缩机101排气管102内制冷剂蒸汽进行冷却，既提高能源利用率，又提高制冷剂的冷却效率。需要说明的是，在某些实施例中，也可以选择内置的发热管105等发热部件作为热源。
39.根据本发明的一些实施例，热管105包括蒸发段112和冷凝段111，蒸发段112缠绕在排气支管103上。蒸发段112缠绕在排气支管103上，能够更加紧密地贴合，增大受热面积，进而提高传热效率。在某些实施例中，通过胀管处理可以使得蒸发段112与排气支管103接触更加良好，可以进一步增大受热面积，进而提高传热效率。
40.根据本发明的一些实施例，储物箱114设置有用于给储物空间送风的风机113。启动风机113，可以给储物空间内的大米送风，促进大米表面的空气流动，促进大米的水分蒸发，加速对大米的降温，加快大米脱水老化，提高工作效率。特别是，控糖装置100应用于冰箱500等制冷设备中时，风机113能够将外界的冷气送入储物空间内，加速对大米的降温。可以理解的是，在某些实施例中，风机113也可以是通过从储物空间中抽风，促进大米表面的空气流动，促进大米的水分蒸发，加速对大米的降温，加快大米脱水老化，提高工作效率。并且，风机113还可以干燥大米，便于后续的保存。
41.根据本发明的一些实施例，储物箱114为抽屉式结构，包括保温主体107和抽拉主体108，保温主体107和抽拉主体108之间限定出储物空间，保温主体107和抽拉主体108通过滑轨110连接。大米放置在抽拉主体108中，通过抽拉主体108快速地进入或者抽拉出保温主体107，因此抽屉式结构可以方便取放大米，同时抽拉主体108可以拆卸，因此抽屉式结构还便于清洗。可以理解的是，在某些实施例中，储物箱114也可以是包括盒体和盖体，盖体盖合在盒体上。
42.根据本发明的一些实施例，保温主体107内的各壁面均设置有保温层。保温层提高保温能力和取得更好的保温效果，隔绝外部环境对储物空间的温度的影响，同时也减少控糖装置100在制热时对冰箱500其他食物的影响。
43.根据本发明的一些实施例，储物箱114设有超导金属板109，超导金属板109设置在储物空间的底部，半导体片106设置在超导金属板109的下方。超导金属板109对半导体片106产生的温度进行均匀扩散，使得大米的加热更加均匀。需要说明的是，在某些实施例中，半导体片106还可以设置在储物空间的顶部或者储物空间的侧壁。
44.根据本发明的一些实施例，热管105包括蒸发段112和冷凝段111，冷凝段111设置在半导体片106的下方，并且冷凝段111与半导体片106通过导热凝胶贴合。冷凝段111设置在半导体片106的下方，是为了保证半导体片106更加靠近储物空间，提高传热效率。而冷凝段111与半导体片106通过导热凝胶贴合，使得冷凝段111的热量直接通过导热凝胶传导到半导体片106，提高传热效率。
45.参照图1和图2，在一些实施例中，控糖装置100，包括储物箱114、半导体片106、热管105、换向组件和风机113，储物箱114为抽屉式结构，包括保温主体107和抽拉主体108，储物箱114内设置有储物空间，热管105包括蒸发段112和冷凝段111，半导体片106和冷凝段111嵌于保温主体107的底部，热管105的冷凝段111安装于半导体片106下方，且利用导热凝胶使二者紧密贴合，热管105蒸发段112缠绕在排气支管103上，并通过胀管处理使得二者接触良好，排气支管103上安装有电磁阀来控制排气支管103内高温高压制冷剂蒸汽的流通，保温主体107内的各壁面均设置有保温层，抽拉主体108的底部安装有超导金属板109来对
半导体片106产生的温度进行均匀扩散，大米等物品直接放置在超导金属板109上。风机113设在保温主体107的侧壁上，使用时只需要拉出抽拉主体108即可，保温主体107不随抽拉主体108的抽拉而运动。
46.参照图3，控糖装置100的一种控制流程包括但不限于以下步骤：
47.步骤s310，将由大米和水按预设比例混合放入储物箱114中，热管105连接热源，半导体片106加热大米和水的混合物至第一预设温度，并持续第一预设时长。
48.可以理解的是，在该步骤中，半导体片106正向通电(即半导体片106底面为冷端，顶面为热端)，开关阀104开启，从而使得热管105将压缩机101排气管102内的高温热量传递至半导体片106冷端，使得半导体片106冷端获得较高的温度，从而使得半导体片106热端获得更高的温度用于对大米进行加热，并能对压缩机101排气管102内制冷剂蒸汽起到一定冷却作用。
49.该步骤使大米糊化，得到第一预处理混合物。
50.需要说明的是，大米糊化是指大米中含有的淀粉颗粒具有结晶区和非结晶区交替的结构，淀粉与水共热时，通过加热提供足够的能量，破坏结晶胶束区弱的氢键后，颗粒开始水合和吸水膨胀，结晶区消失，大部分直链淀粉溶解到溶液中，溶液粘度增加，淀粉颗粒破裂，双折射现象消失，淀粉糊化。
51.在其中一些实施例中，大米的种类不作具体限定，本实施例可以实现不同种类的大米的预处理，例如粳米、灿米等。为了使大米发生糊化，第一预设温度的数值限定为不低于所用种类的大米的初始糊化温度。对于本领域技术人员而言，可以理解的是，不同种类的大米都存在初始糊化温度这一标准值，例如60℃～65℃。当大米达到其初始糊化温度时，大米开始发生糊化；因此，第一预设温度限定为不低于所用种类的大米的初始糊化温度，目的是为了使大米发生糊化，使大米中可消化吸收淀粉溶解于水中。本实施例中，第一预设时长的数值不作具体限定，例如10min～60min，具体可根据实际情况而定。可以理解的是，当第一预设时长越长，大米的糊化程度越高，大米中可消化吸收的淀粉溶解于水中的量越多，且其溶解效率越高。因此，通过合理控制第一预设温度和第一预设时长，可以控制大米的糊化程度，从而保证大米预处理后的降糖效果的同时，也能保持大米较好的感官品质。
52.步骤s320，热管105断开与热源的连接，半导体片106反向通电对大米进行冷却。
53.可以理解的是，在该步骤中，半导体片106反向通电(即半导体底面为热端，顶面为冷端)，半导体片106的热端利用冰箱500内部的低温环境进行冷却来使得半导体片106的冷端产生较低的温度来对大米进行冷却。
54.需要说明的是，以上述方式实现冷却处理的目的是，淀粉糊化后，其结晶结构被破坏，直链淀粉分子逸出进入水中，在对其进行冷却处理的过程中，直链淀粉分子能逐渐相互靠近，通过分子间氢键形成双螺旋，成为更大、更稳定的直链淀粉结晶。
55.参照图4，控糖装置100的另一种控制流程包括但不限于以下步骤：
56.步骤s410，将由大米和水按预设比例混合放入储物箱114中，热管105连接热源，半导体片106加热大米和水的混合物至第一预设温度，并持续第一预设时长。
57.可以理解的是，在该步骤中，半导体片106正向通电(即半导体片106底面为冷端，顶面为热端)，开关阀104开启，从而使得热管105将压缩机101排气管102内的高温热量传递至半导体片106冷端，使得半导体片106冷端获得较高的温度，从而使得半导体片106热端获
得更高的温度用于对大米进行加热，并能对压缩机101排气管102内制冷剂蒸汽起到一定冷却作用。
58.该步骤使大米糊化，得到第一预处理混合物。
59.步骤s420，热管105断开与热源的连接，半导体片106反向通电对大米进行冷却。
60.可以理解的是，在该步骤中，半导体片106反向通电(即半导体底面为热端，顶面为冷端)，半导体片106的热端利用冰箱500内部的低温环境进行冷却来使得半导体片106的冷端产生较低的温度来对大米进行冷却。
61.步骤s430，启动风机113，对大米进行干燥后保存。
62.可以理解的是，大米冷却后仍残留部分水分，水分的存在容易使得大米保质期缩短，而在该步骤中，通过风机113的干燥冷却，使得大米更适宜保存，增长保质期。
63.参照图5，根据本发明的一些实施例，冰箱500包括冷藏室501、冷冻室502和变温室503，所述控糖装置100设置在变温室503的下部。控糖装置100设置在变温室503的下部，使得控糖装置100距离压缩机101最近，便于热管105的安装，对冷藏室501和冷冻室502影响较小。大米控糖的工艺中，需要将大米加热至60℃以上的高温才能大米发生糊化，而现有的变温室503的温度范围一般为-18～10℃，因此直接将大米放置在变温室503中，达不到大米控糖工艺的温度要求，必须借助控糖装置100才能实现大米控糖工艺。需要说明的是，在某些实施例中，控糖装置100也可以设置在冷藏室501或冷冻室502中。
64.根据本发明的一些实施例，所述冰箱500包括箱体，所述箱体包括箱壳和箱胆，所述箱胆设在所述箱壳内，所述箱壳和所述箱胆之间设有发泡层，所述热管105包括蒸发段112和冷凝段111，所述蒸发段112至少部分设置在所述发泡层与所述箱胆之间。发泡层可以隔绝外部温度对位于发泡层与箱胆之间的蒸发段112的影响，进而当半导体片106处于制冷模式时，蒸发段112断开与压缩机101排气管102的直接接触，即没有接触受热，同时，发泡层隔绝了间接的空气受热，使得热管105的蒸发段112不会受压缩机101排气管102的温度影响。
65.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。