[发明专利]一种冷冻设备与冷冻方法

说明书

本发明涉及到冷冻设备与冷冻方法，具体地说，本发明涉及到将一种可以冷冻的流动物质转变成一种固体颗粒状制品，或者将离散的食物如对虾、龙虾以及豌豆等冷冻起来。流动物质可以是诸如乳制品(如奶油、鲜奶、酸奶等)、液蛋、羹汤、药剂、微生物培养物或酱等。

以往有多种先有技术涉及到将奶制品冷冻成离散的颗粒形式的方法。英国专利GB-A-1, 264,439说明了用液化的气体冷冻剂直接接触蛋或奶制品从而形成爆米花状的颗粒。英国专利GB-A-1,376,972说明了一种小型系统，此系统通过使蛋从喷嘴下落至液化的气体或冷冻剂中而生产小蛋团。

GB-A-2,092,880公开了一种通过使液滴下落至或落入液化的气体而较好地生产出液体奶油的悬浮冷冻颗粒的方法与设备。英国专利GB-A-2,117,222和美国专利US-A-4,843,840公开了通过使液体脉冲流流进或流至一液态气体流而生产出如奶油的冷冻液体颗粒体的方法与设备。

前述各申请中所述及的设备与方法的一个缺点为：特别是在对颗粒状物体有较大的需求时，很难有效地使用液态气体。

在英国专利GB-A-2,023,789中，业已提出了用将海鲜诸如对虾或龙虾等放置在一个具有水平转轴的转鼓的外表面上、把转鼓的内表面曝露于冷冻介质，比如液态氮，使此内表面冷却的方法或用将液态氮直接喷泄到海鲜上的方法。但这种设备不适于冷冻液体物质。依照本发明，提供有一种用于冷冻颗粒体的设备，此设备包括：一个旋转部件，此部件具有通常为水平的冷冻表面；将所述颗粒体散布在所述冷冻表面上的装置；将所述冷冻表面冷却至冷冻温度的装置；以及从所述冷冻表面上收集至少外层上已冷冻了的所述颗粒的装置。

本发明还提供了一种冷冻颗粒体的方法，此方法包括：将所述颗粒体散布至一个旋转部件的通常为水平的冷冻表面上；将所述冷冻表面冷却至一冷冻温度；通过与已冷却的表面相接触而至少使每一颗粒体的外层冷冻；以及从所述冷冻表面上收集上述至少外层已冷冻了的颗粒体。

根据本发明提供的方法与设备的一个优点是：可以获得较高的冷冻表面利用率，因而能以相对较高和生产率从给定面积的冷冻表面上生产至少部分被冷冻了的物体。所述面积的利用率要大于使用上述先有文件GB-A-2,023,789所公开的设备所能达到的面积的利用率。

所述物体可以是液体，也可以是固体。液体可由一种单一的成分构成，但通常包括两种或两种以上的成分，它们是呈乳状液、悬浮液、稀浆或溶液的形式。一般来说，所述液体是液状的。本发明的设备适用于冷冻粘性或胶质液体。如果液体的粘性使得该液体在室温下无法顺利地流动从而在这种温度下难以泵送的话，可将该液体加热至使液体的粘性足够低的温度，以便能将该液体泵送至所述的散布装置。根据本发明可以冷冻的颗粒状食物包括诸如对虾和龙虾等海鲜、豌豆以及打破的蛋类。

旋转部件最好是一平板，此平板具有一用作冷冻表面的水平上表面。平板一般呈圆盘状。旋转部件最好由在运行温度下不会变脆的导热材料制成。适合的材料包括铜、镍、铝与不锈钢。一种特别合适的圆盘包括一具有相对高的导热率如铜或铝的基底组件，此基底组件上镀有如不锈钢的惰性层。具有惰性且容易清洗的不锈钢特别适合于和食物接触，而具有相对高的导热率的基底则能使食物迅速冷却。

所述散布装置最好包括至少一个喷嘴。

所述喷嘴最好与一个泵的出口相连通。该泵最好是一蠕动泵。一蠕动泵能提供一个液体原料的脉冲流。如果需要的话，为了使向所述喷嘴供应原料的速率在较大的范围内可变，蠕动泵的入口端可以与一具有旋转或往复原动机的第二台泵相通连。最好，有多个沿径向设置在冷冻表面上方的喷嘴。喷嘴的数量按下列方式选定，即在本发明的设备的连续运行过程中，在任何时刻都至少有50％和最好至少有75％的冷冻表面的面积被所述的物体所占据。

所述喷嘴最好就是一个垂直管的出口端。喷嘴最好是面向冷冻表面。从所述喷嘴至冷冻表面的垂直距离最好是可调的。如果需要的话，喷嘴可以具有与之相联的加热装置。

冷冻表面的冷冻温度最好是在负50℃至负100℃的范围内。最好，所述冷冻温度是通过使冷冻表面与低温冷冻剂作直接或间接的热接触而产生的。(这里所用术语“低温的”意是指-100℃或其以下的温度)。此外，可以使用诸如液态二氧化碳等液态气体。低温冷冻剂最好能以液态或液气混合态与冷冻表面作热接触。低温液体的汽化所产生的冷蒸气最好能横过旋转部件导入，以便与旋转部件和/或物体作热交换。