结合不同叠堆方式的冻藏方法与流程

1.本发明涉及食品冻藏领域，具体涉及结合不同叠堆方式的冻藏方法。


背景技术：

2.水产品、肉类等均是人们日常膳食结构中不可缺少的部分，新鲜的水产品、肉类可以给人们带来不同的营养需求。为保证水产品、肉类等从生产商处送至消费者手中可以一直保持高品质的状态，往往采用对水产品、肉类进行冻藏的处理方法，而进行冻藏处理的水产品、肉类等被称为冻藏食品，这类食品可以通过合适的低温将自身的营养价值给保存下来，且该保持时间比在常温中保存更长。冻藏食品的叠堆方式对冻藏食品的冻藏保存效果也是存在影响的，运用合适的叠堆方式可以提升冻藏食品的冻藏效果、节约制冷机组的能耗。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供结合不同叠堆方式的冻藏方法，结合了upf金字塔叠堆方式与传统的整齐叠堆方式，并将冻藏食品的冻藏过程分为速冻过程和冻藏过程，设计了一种可以充分利用各种叠堆方式优点的冻藏方式。
4.为了实现上述目的，本发明一个实施方式提供了结合不同叠堆方式的冻藏方法，包括upf金字塔式货物堆、整齐货物堆、冷库及制冷机组；所述upf金字塔式货物堆包括第一upf金字塔式货物堆及第二upf金字塔式货物堆；所述整齐货物堆包括第一整齐货物堆及第二整齐货物堆；所述制冷机组包括第一制冷机组及第二制冷机组；第一upf金字塔式货物堆、第二upf金字塔式货物堆、第一整齐货物堆及第二整齐货物堆均由冻藏食品叠堆而成；upf金字塔叠堆方式为将货物以类似金字塔外形的样子进行叠堆，即在每4个货物的中央，上面放置1个货物；整齐叠堆方式为传统的叠堆方式，即每个货物上仅放置1个货物；结合不同叠堆方式的冻藏方法分为两个过程，过程一为速冻过程，过程二为冻藏过程；在速冻过程中，先开启制冷机组，使冷库内温度从环境温度下降至要求的温度，然后将冻藏食品以upf金字塔叠堆的形式在冷库中叠堆，通过冷库内的低温环境将冻藏食品的温度从入库温度降低至冻藏温度所需的温度；在冻藏过程中，将已经下降至冻藏温度所需的温度的冻藏食品卸下，然后重新以整齐叠堆的形式进行第二轮的货物叠堆，使冻藏食品以整齐叠堆的形式进行冻藏。
5.优选地，过程二（冻藏过程）必须在冻藏食品完成降温过程后才可开始。
6.可选地，冷库内的低温环境的温度可根据冻藏食品的要求进行调控。
7.可选地，货物堆的数量、高度及大小可以根据冷库的大小、冻藏食品的大小及制冷情况进行调整。
8.优选地，冻藏食品的叠堆高度不可高于制冷机组底部的高度。
9.本发明提供了结合不同叠堆方式的冻藏方法，该方法结合了upf金字塔叠堆方式与传统的整齐叠堆方式，将冻藏食品的冻藏过程分为速冻过程和冻藏过程，在速冻过程中运用upf金字塔叠堆方式，在冻藏过程中运用整齐叠堆方式，提出了一种可以充分利用各种叠堆方式优点的冻藏方式，为冻藏食品的货物叠堆方式提供了一种新的思路。
附图说明
10.图1为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的upf金字塔叠堆方式的立体示意图，包括1.1
‑
第一upf金字塔式货物堆及1.2
‑
第二upf金字塔式货物堆。
11.图2为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的整齐叠堆方式的立体示意图，包括2.1
‑
第一整齐货物堆及2.2
‑
第二整齐货物堆。
12.图3为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的upf金字塔叠堆方式的堆放位置的俯视剖视示意图，包括1.1
‑
第一upf金字塔式货物堆、1.2
‑
第二upf金字塔式货物堆、3
‑
冷库、4.1
‑
第一制冷机组及4.2
‑
第二制冷机组。
13.图4为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的整齐叠堆方式的堆放位置的俯视剖视示意图，包括2.1
‑
第一整齐货物堆、2.2
‑
第二整齐货物堆、3
‑
冷库、4.1
‑
第一制冷机组及4.2
‑
第二制冷机组。
14.图5为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的货物温度变异系数的变化示意图。
15.图6为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的流场速度不均匀系数的变化示意图。
16.图7为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的流速测点位置的俯视剖视示意图，包括3
‑
冷库、4.1
‑
第一制冷机组及4.2
‑
第二制冷机组。
17.图8为本发明结合不同叠堆方式的冻藏方法的能量利用系数的变化示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图，以具体实施例为例，详细说明本发明的实施方式。
19.叠堆的货物选用竹荚鱼，个体长18cm，装竹荚鱼的箱子为竹制的，经过参数拟合，每个货物的密度为1020kg/m3、比热容为1400j/(kg
·
k)、导热系数为0.4w/(m
·
k)，尺寸为1100
×
1300
×
700mm，第一upf金字塔式货物堆1.1、第二upf金字塔式货物堆1.2、第一整齐货物堆2.1及第二整齐货物堆2.2均由相同的货物叠堆而成。
20.如图1所示，本发明一个实施例提供的结合不同叠堆方式的冻藏方法的upf金字塔叠堆方式的立体图，包括第一upf金字塔式货物堆1.1及第二upf金字塔式货物堆1.2；在该货物叠堆方式中，共3层，在每4个货物的中央，上面放置1个货物，第一upf金字塔式货物堆1.1及第二upf金字塔式货物堆1.2分别由14个货物叠堆而成。
21.如图2所示，本发明一个实施例提供的结合不同叠堆方式的冻藏方法的整齐叠堆方式的立体图，包括第一整齐货物堆2.1及第二整齐货物堆2.2；在该货物叠堆方式中，共3层，每层9个货物，成九宫格排列方式，第一整齐货物堆2.1及第二整齐货物堆2.2分别由27
个货物叠堆而成。
22.如图3所示，本发明一个实施例提供的结合不同叠堆方式的冻藏方法的upf金字塔叠堆方式的堆放位置俯视剖视图，包括第一upf金字塔式货物堆1.1、第二upf金字塔式货物堆1.2、冷库3、第一制冷机组4.1及第二制冷机组4.2；冷库3的外壳尺寸为5300
×
9000
×
3000mm，壁面厚度为150mm，材质为聚氨酯；第一制冷机组4.1及第二制冷机组4.2的尺寸均为400
×
1000
×
500mm，安装于冷库3的顶部，与内侧壁面紧贴；第一制冷机组4.1与第二制冷机组4.2之间的距离为2.23m；在图3中，冷库3上下左右四面墙分别称为北墙、南墙、西墙及东墙；第一制冷机组4.1与西墙之间的距离为0.5m；第二制冷机组4.2与西墙之间的距离为0.5m；第一制冷机组4.1与南墙之间的距离为2.23m；第一upf金字塔式货物堆1.1与南墙之间的距离为0.325m；第一upf金字塔式货物堆1.1与东墙之间的距离为0.4m；第二upf金字塔式货物堆1.2与东墙之间的距离为0.4m；第二upf金字塔式货物堆1.2与北墙之间的距离为0.325m。
23.如图4所示，本发明一个实施例提供的结合不同叠堆方式的冻藏方法的整齐叠堆方式的堆放位置俯视剖视图，包括第一整齐货物堆2.1、第二整齐货物堆2.2、冷库3、第一制冷机组4.1及第二制冷机组4.2；冷库3的外壳尺寸为5300
×
9000
×
3000mm，壁面厚度为150mm，材质为聚氨酯；第一制冷机组4.1及第二制冷机组4.2的尺寸均为400
×
1000
×
500mm，安装于冷库3的顶部，与内侧壁面紧贴；第一制冷机组4.1与第二制冷机组4.2之间的距离为2.23m；在图4中，冷库3上下左右四面墙分别称为北墙、南墙、西墙及东墙；第一制冷机组4.1与西墙之间的距离为0.5m；第二制冷机组4.2与西墙之间的距离为0.5m；第一制冷机组4.1与南墙之间的距离为2.23m；第一整齐货物堆2.1与南墙之间的距离为0.325m；第一整齐货物堆2.1与东墙之间的距离为0.4m；第二整齐货物堆2.2与东墙之间的距离为0.4m；第二整齐货物堆2.2与北墙之间的距离为0.325m。
24.运用workbench18.0软件，对两种不同的叠堆方式进行数值模拟，设置货物的初始温度为261.15k，库温为255.15k，模拟降温24h后，货物的情况；经过24h的降温时间，若运用upf金字塔叠堆方式，货物的最高温度可从261.15k下降至255.60k，若运用整齐叠堆方式，货物的最高温度可从261.15k下降至259.26k；在同样工况下，相同时间，降温幅度越大，则效果更好，因此运用upf金字塔叠堆方式可获得更好的降温效果。
25.如图5所示，本发明一个实施例提供的结合不同叠堆方式的冻藏方法的货物温度变异系数的变化图，货物温度变异系数（t
var
‑
t
）是用于研究货物冷却均匀性的参数，该值越小，则货物的冷却均匀性越好，计算公式为，其中，是每个货物中心点的温度，是每个货物中心点的温度的平均值，n是货物的数量；根据图5所示，两种叠堆方式的货物温度变异系数变化曲线均呈现先上升后下降、最后趋于平稳的趋势，但运用upf金字塔叠堆方式获得的t
var
‑
t
更小，最高值仅为2.76
×
10
‑4，因此运用upf金字塔叠堆方式可以使货物的降温更均匀。
26.如图6所示，本发明一个实施例提供的结合不同叠堆方式的冻藏方法的流场速度不均匀系数的变化图，速度不均匀系数（k
v
）是用于研究流场速度均匀性的参数，该值越小，
则流场越均匀，计算公式为，其中，是测点的流速，是测点的流速的平均值，n是测点数量；显示流速测点位置的俯视剖视图如图7所示，在离冷库3的底面高度为0.35m、1.05m及1.75m的面上各有6个测点，共18个测点；根据图6所示，两种叠堆方式的流场速度不均匀系数变化曲线均呈现先上升后下降、最后趋于平稳的趋势；运用upf金字塔叠堆方式，k
v
的最大值等于1.67，最后k
v
稳定于0.66附近；运用整齐叠堆方式，k
v
的最大值等于0.84，最后k
v
稳定于0.60附近；可见运用整齐叠堆方式，可以获得更加均匀的流场。
27.如图8所示，本发明一个实施例提供的结合不同叠堆方式的冻藏方法的能量利用系数的变化图，能量利用系数（η）是用于研究制冷机组的能源利用效率的参数，该值越大，则制冷机组的能源利用率越高，计算公式为，其中，是第一制冷机组4.1和第二制冷机组4.2的回风口的温度的平均值，是是第一制冷机组4.1和第二制冷机组4.2的送风口的温度的平均值，是冷库3内的低温环境的平均温度；根据图8所示，两种叠堆方式的制冷机组的能源利用效率变化曲线均呈现先上升后下降、最后趋于平稳的趋势，运用upf金字塔叠堆方式，η的最大值等于1.60，最后η稳定于0.86附近；运用整齐叠堆方式，η的最大值等于1.87，最后η稳定于0.91附近；可见运用整齐叠堆方式，制冷机组的能源利用率更高。
28.以本实施例为例，结合不同叠堆方式的冻藏方法过程如下所述：（1）将261.15k的竹荚鱼装入竹箱内；（2）对冷库3进行打冷，使库温稳定在255.15k；（3）将竹箱放入冷库3内；（4）将竹箱堆放成第一upf金字塔式货物堆1.1及第二upf金字塔式货物堆1.2；（5）对第一upf金字塔式货物堆1.1及第二upf金字塔式货物堆1.2进行降温，降温时间为24h；（6）经过24h的降温，卸下全部竹箱，将竹箱重新堆放成第一整齐货物堆2.1及第二整齐货物堆2.2，进行长期低温贮藏。
29.通过结合不同叠堆方式的冻藏方法，竹荚鱼在速冻过程中可以快速降温，且竹荚鱼的温度分布更均匀，在冻藏过程中，竹荚鱼可以在流场更均匀的环境下进行保存，且制冷机组的能源利用效率更大，节能效果更好。
30.由于第一upf金字塔式货物堆1.1及第二upf金字塔式货物堆1.2分别14个货物，而第一整齐货物堆2.1及第二整齐货物堆2.2分别27个货物，存在货物数量的差异，因此需要同时使用多个相同规格的冷库3对竹荚鱼进行降温处理，补充不够的货物数量，保证第一整齐货物堆2.1及第二整齐货物堆2.2可以正常叠堆。
31.上述实施例仅例示性说明本发明的设计原理及用途作用，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。