一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法及装置

1.本发明涉及冷冻保鲜技术领域，更具体地说，涉及一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法及装置。

背景技术：

2.冷冻保鲜一般是指用某种设备制冷、可人为控制和保持稳定低温的设施，广泛应用于食物保鲜等领域。现有通过结合外部物理法辅助食物冷冻的方法很多，有电场辅助法、磁场辅助法、超压辅助法、辐射辅助法、脉冲辅助法、光照辅助法、涂膜辅助法等。其中，利用磁场辅助保鲜的技术是近几年新兴的保鲜手段，其具有操作简单易行、实施成本低廉、无毒无害、无环境污染、对食材本身的质量特征影响小等优点。
3.目前，磁场辅助冷冻处理的时间和强度与食物保鲜的效果密切相关，如果磁场处理不够基本起不到有利效果，或者处理过度甚至会起到反作用。通常冰箱或冷库冷冻样品时，系统的制冷效率低下，样品在“最大冰晶生成带”滞留时间过长，容易形成较大的冰晶且分布不均匀，导致冰晶过大刺破细胞膜和细胞壁，组织结构受到机械损伤，样品解冻后水分大量流失，细胞不能恢复到原有状况，解冻后的样品品质严重下降。
4.磁场对冷冻过程中冰晶的形成有较大的影响且已有研究报道。例如，研究发现在磁场作用下水分子跃迁和振动状态的偶极矩产生了变化，水的表面张力、黏度、流变特性、折射率、介电常数和电导率等发生改变。在不同的磁场，比如旋转磁场、脉冲磁场、交变磁场的作用下，低频交变磁场对nacl溶液冷冻结晶的影响较大，该磁场对其溶液相变过程中的冰晶形成具有明显的抑制作用。
5.目前磁场辅助冷冻处理设备在工作过程中，磁场全程参与食物的冷冻过程，相对于在没有磁场参与的情况下，能够减小冰晶，但是还是没有达到最好的保鲜效果。
6.如公开号为cn105486017b的发明专利公开一种基于磁场的低温冷冻装置及其食物冷冻方法，本发明公开了一种基于磁场的低温冷冻装置，包括低温室及其相关冷冻设备。其中，所述低温冷冻装置还包括一磁场发生装置，所述磁场发生装置包括产生稳态磁场的第一磁场发生单元及产生交变磁场的第二磁场发生单元；所述第一磁场发生单元与第二磁场发生单元相对应设置使所述稳态磁场与交变磁场形成预定的夹角，在所述低温室内生成预设的复合空间磁场。通过设置预定角度交错的交变磁场及稳态磁场，在低温室内形成相应的复合空间磁场，使含水食物的水分在冷冻过程中保持原有的分布状态，避免水分的再分布以及流失的问题，能够较好的保持食物在冷冻前的新鲜程度。该发明主要解决冷冻技术导致含水食物在制冷及解冻过程中发生水分流失与重新分布的问题。但是如何优化磁冷冻过程从而更好抑制冰晶生成，目前并没有一个确定的方案。

技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于如何在食物冷藏过程中抑制冰晶生成。
8.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
9.一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法，包括以下步骤：
10.食物保鲜分为三个阶段：
11.第一阶段先将食物放置在保鲜装置中降温至第一临界值开始施加第一磁场；
12.第二个阶段是在第一磁场强度的情况下将食物温度降至第二临界值施加第二磁场；
13.第三个阶段是在第二磁场强度的情况下使食物降温至第三临界值；
14.第一磁场为静态磁场，第二磁场为交变磁场，第一磁场强度大于第二磁场强度。
15.本发明对食物进行三个阶段的降温，第一个阶段为食物在保鲜装置内自然冷冻到设定温度，第二阶段和第三阶段加入不同强度的磁场，第二阶段是让分水子离散，使得后期冰晶形成个体小，第三阶段水快速通过结晶带，能抑制一部分冰晶的形成。
16.进一步的，所述第一临界值为食物中心温度为4℃；水果类食物的第一磁场强度为200～600gs，第二临界值为食物的中心温度为0℃；第二磁场强度为20～60gs，频率50hz；第三临界值为食物的中心温度为-5℃；第一磁场环境下和第二磁场环境下根据水果体积选择对应的冷冻速率。
17.进一步的，所述第一临界值为食物中心温度为4℃；肉类食物的第一磁场强度为600～800gs，第二临界值为食物的中心温度为0℃；第二磁场强度为10～50gs，频率50hz；第三临界值为食物的中心温度为-5℃；第一磁场环境下和第二磁场环境下根据水果体积选择对应的冷冻速率。
18.进一步的，水果类在-40～-30℃环境中冷冻。
19.进一步的，肉类在-50～-40℃环境中冷冻。
20.本发明还提供一种可调节磁场辅助速冻保鲜装置，应用于上述的方法。所述保鲜装置包括速冻室(1)，在所述速冻室(1)内固定水平和竖向两对磁力线圈；在所述速冻室(1)的底壁转动设置有托盘(7)，所述托盘位于两对磁力线圈围合成的磁作用区域内，所述托盘(7)上设置有多个放置腔，将食物放置在所述托盘(7)上对应放置腔，获得食物的大致体积。
21.进一步的，保鲜装置还包括控制箱；所述控制箱设置有食物种类选择旋钮及多个冷冻档位旋钮；控制箱内布置有控制器；所述控制器根据选择的食物种类和冷冻档位控制两对磁力线圈的施加强度和施加时间。
22.进一步的，所述速冻室(1)的内腔两相对的侧壁分别装有第一励磁线圈(2)，两个第一励磁线圈(2)相对设置；所述速冻室(1)的内顶壁安装有第二励磁线圈(3)，所述速冻室(1)内底端固定连接有集成板(4)，所述集成板(4)上端固定连接有第三励磁线圈(5)，所述集成板(4)上端转动连接有转轴(6)，所述转轴(6)穿过所述第三励磁线圈(5)中心，所述转轴(6)上端固定连接有托盘(7)；所述第一励磁线圈(2)、第二励磁线圈(3)、第三励磁线圈(5)均与所述集成板(4)电性连接。
23.进一步的，在所述速冻室(1)的下方还设置有电机腔(9)，所述电机腔(9)内放置有电机，所述电机的输出端与所述转轴传动连接，带动转轴转动。
24.进一步的，所述第一励磁线圈(2)与第二励磁线圈(3)包括线圈支架(13)、环绕电线圈(14)，所述环绕电线圈(14)外端包裹有防水胶层(15)，所述线圈支架(13)与速冻室(1)的内壁固定连接，所述环绕电线圈(14)与线圈支架(13)外端固定连接，与集成板(4)电连接。
25.本发明的优点在于：
26.本发明对食物进行三个阶段的降温，第一个阶段为食物在保鲜装置内自然冷冻到设定温度，第二阶段和第三阶段加入不同强度的磁场，第二阶段是让分水子离散，使得后期冰晶形成个体小，第三阶段水快速通过结晶带，能抑制一部分冰晶的形成。
27.将食物分成水果和肉类两大类，可通过选择对应的模式实现食物的最佳冷冻保鲜效果。
28.本发明可任意控制第一励磁线圈、第二励磁线圈、第三励磁线圈产生的磁场方向和大小，以满足不同类型食物的合适参数要求，在使用时可以开启或关闭其中任意个数，以多种组合的方式使得在速冻室内中心处产生多维度的磁场空间。
29.通过设置转轴和托盘，在对物品进行磁场辅助冷冻时，物品随着托盘的转动能够受到均匀的磁场作用，实现物品冷冻产生细小均匀的冰晶。尤其是将托盘设计成有多个放置腔的结构，可根据食物体积大小选择对应的放置腔，从而能够选择对应的控制模式，达到最佳冷冻效果。
附图说明
30.图1为本发明实施例中可调节磁场辅助速冻保鲜装置的整体结构立体示意图；
31.图2为本发明实施例中可调节磁场辅助速冻保鲜装置的内部结构立体示意图；
32.图3为本发明实施例中可调节磁场辅助速冻保鲜装置的励磁线圈结构示意图；
33.图4为本发明实施例1中小番茄实验效果对比图，左边为不加磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果，右边为加持磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果；
34.图5为本发明实施例4中猪肉实验效果对比图，左边为不加磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果，右边为加持磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1-3，一种可调节磁场辅助速冻保鲜装置，包括速冻室1，速冻室1的内腔水平安方向装有一对第一励磁线圈2，速冻室1的内顶端安装有第二励磁线圈3，速冻室1内底端固定连接有集成板4，集成板4位于一对第一励磁线圈2下侧，集成板4上端固定连接有第三励磁线圈5，集成板4上端转动连接有转轴6，第三励磁线圈5位于转轴6外侧，转轴6上端固定连接有托盘7，托盘7位于一对第一励磁线圈2之间和第二励磁线圈3下侧，速冻室1右侧电连接有控制箱8，速冻室1下方设置有电机腔9，速冻室1前端转动连接有室门10，室门10前端安装有数字显示屏11，本方案可以实现通过对第一励磁线圈2、第二励磁线圈3和第三励磁线圈5的极性和励磁强度进行多种调节，使得在速冻室1中产生大小，分布和方向都可任意变化的磁场，以便诱导有机体包括各类食物、水产品、果蔬、农产品和鲜肉类在冷冻过程中出现细小冰晶，避免细胞由大冰晶造成的机械损伤，解冻后样品汁液流失减少，品质更佳。
37.请参阅图1、3，一对第一励磁线圈2与第二励磁线圈3包括线圈支架13、环绕电线圈14，环绕电线圈14外端包裹有防水胶层15，线圈支架13与速冻室1的内壁固定连接，环绕电线圈14与线圈支架13外端固定连接，与集成板4电连接，第三励磁线圈5包括线圈支架13、环绕电线圈14，与集成板4电连接，通过设置第一励磁线圈2、第二励磁线圈3、第三励磁线圈5，在使用时可以开启或关闭其中任意个数，以多种组合的方式使得在速冻室1内中心处产生多维度的磁场空间，通过设置防水胶层15，防水胶层15保护通电环绕电线圈14的电流外露，也同时防止冷冻过程中速冻室1内的冷凝水影响环绕电线圈14。
38.请参阅图1、2，转轴6与电机电连接，与速冻室1内底端连接处安装有密封胶圈16，通过设置转轴6和托盘7，在对物品进行磁场辅助冷冻时，物品随着托盘7的转动能够受到均匀的磁场作用，实现物品冷冻产生细小均匀的冰晶，通过设置密封胶圈15，防止速冻室1内的冷气外流，同时也防止物品汁液和冷凝水下渗影响电机的正常工作。
39.请参阅图1、2，控制箱8上安装有多个档位的旋钮开关12、档位旋钮17，旋钮开关12有不同食物种类选项，档位旋钮17可以按照体积选择不同冷冻速率。控制箱8内设有控制器，控制器与集成板电性连接，控制励磁线圈的供电电源，通过控制器，可任意控制第一励磁线圈2、第二励磁线圈3、第三励磁线圈5产生的磁场方向和大小，以满足不同类型食物的合适参数要求。
40.本实施例中托盘7设置了多个表示不同体积的放置腔，根据当前待冷冻的食物大小，选择合适的放置腔，每个放置腔对应一个冷冻速率的旋钮等级。根据当前选择的放置腔，将旋钮旋转到对应位置，则控制器可根据当前的选择控制磁场施加时间和冷冻速率。
41.请参阅图1，速冻室1的控制温度在-30～-50℃，通过设置速冻室1内温度可在-30～-50℃进行调节，使得在冷冻时能够满足多种物品适应不同温度的保鲜需求。
42.本发明中，首先打开室门10，将需要保鲜的食物放入速冻室1中的托盘7上，然后关闭室门10，启动电机，转轴6带动托盘7开始转动，扭动旋钮开关12调至合适冷冻温度，然后启动控制箱8，根据实际参数要求的合适磁场大小与组合方式，调节控制箱8的电流电压通过集成板6将电信号传给各个励磁线圈以达到合适磁场参数，速冻室1内的磁场开始辅助食物冷冻保鲜，直至待到适当时间结束冷冻，所有温度、时间和磁场参数均通过集成板6将信息传递给数字显示屏11上显示，与现有技术相比，本方案可以实现通过对第一励磁线圈2、第二励磁线圈3和第三励磁线圈5的极性和励磁强度进行多种调节，使得在速冻室1中产生大小，分布和方向都可任意变化的磁场，以便诱导有机体包括各类食物、水产品、果蔬、农产品和鲜肉类在冷冻过程中出现细小冰晶，避免细胞由大冰晶造成的机械损伤，解冻后样品汁液流失减少，品质更佳。
43.使用上述保鲜装置冷冻食物的方法如下：
44.实施例1
45.小番茄冷冻保鲜方法如下：
46.一颗小番茄，体积约(2.5
×2×
2)cm3，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-30℃环境下先降温至小番茄中心温度为4℃，耗时约24分钟。然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为200gs，施加时间为6分钟，冷冻速率0.67℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为20gs，频率50hz，施加时间为8分钟，冷冻速率0.63℃/
min。小番茄达到-5℃后撤销磁场。
47.按照上述方法冷冻的小番茄，取出后在常温25℃下进行自然解冻15分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的小番茄和不施加该磁场冷冻的小番茄在降温时间上缩短1.12分钟，解冻后的样品失水率分别为7.06％和39.28％，并且不施加该磁场冷冻的小番茄在解冻后显著的表皮皱缩，果肉软塌。如图4所示，图4中左边为不加磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果，右边为加持磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果；
48.实施例2
49.一颗小番茄，体积约(2.5
×2×
2)cm3，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-30℃环境下先降温至小番茄中心温度为4℃，耗时约24分钟。然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为300gs，施加时间为6分钟，冷冻速率0.67℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为40gs，频率50hz，施加时间为8分钟，冷冻速率0.63℃/min。小番茄达到-5℃后撤销磁场。
50.按照上述方法冷冻的小番茄，取出后在常温25℃下进行自然解冻15分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的小番茄和不施加该磁场冷冻的小番茄在降温时间上缩短1.74分钟，解冻后的样品失水率分别为5.39％和39.28％，并且不施加该磁场冷冻的小番茄在解冻后显著的表皮皱缩，果肉软塌。
51.实施例3
52.一颗小番茄，体积约(2.5
×2×
2)cm3，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-30℃环境下先降温至小番茄中心温度为4℃，耗时约24分钟。然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为400gs，施加时间为6分钟，冷冻速率0.67℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为60gs，频率50hz，施加时间为8分钟，冷冻速率0.63℃/min。小番茄达到-5℃后撤销磁场。
53.按照上述方法冷冻的小番茄，取出后在常温25℃下进行自然解冻15分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的小番茄和不施加该磁场冷冻的小番茄在降温时间上缩短1.04分钟，解冻后的样品失水率分别为10.98％和39.28％，并且不施加该磁场冷冻的小番茄在解冻后显著的表皮皱缩，果肉软塌。
54.实施例4
55.苹果冷冻保鲜方法如下：
56.一颗苹果，体积约(8
×8×
6.5)cm3，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-40℃环境下先降温至苹果中心温度为4℃，耗时约35分钟。然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为400gs，施加时间为8分钟，冷冻速率0.50℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为20gs，频率50hz，施加时间为12分钟，冷冻速率0.42℃/min。苹果达到-5℃后撤销磁场。
57.按照上述方法冷冻的苹果，取出后在常温25℃下进行自然解冻25分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的苹果和不
施加该磁场冷冻的苹果在降温时间上缩短1.07分钟，解冻后的样品失水率分别为2.12％和5.48％，并且不施加该磁场冷冻的苹果在解冻后显著的表皮皱缩，坚实度下降。
58.实施例5
59.一颗苹果，体积约(8
×8×
6.5)cm3，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-40℃环境下先降温至苹果中心温度为4℃，耗时约35分钟。然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为500gs，施加时间为8分钟，冷冻速率0.50℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为25gs，频率50hz，施加时间为12分钟，冷冻速率0.42℃/min。苹果达到-5℃后撤销磁场。
60.按照上述方法冷冻的苹果，取出后在常温25℃下进行自然解冻25分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的苹果和不施加该磁场冷冻的苹果在降温时间上缩短1.36分钟，解冻后的样品失水率分别为1.97％和5.48％，并且不施加该磁场冷冻的苹果在解冻后显著的表皮皱缩，坚实度下降。
61.实施例6
62.一颗桃子，体积约(7
×
6.5
×
6.5)cm3，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-35℃环境下先降温至桃子中心温度为4℃，耗时约35分钟。然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为600gs，施加时间为8分钟，冷冻速率0.50℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为30gs，频率50hz，施加时间为12分钟，冷冻速率0.42℃/min。桃子达到-5℃后撤销磁场。
63.按照上述方法冷冻的桃子，取出后在常温25℃下进行自然解冻25分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的桃子和不施加该磁场冷冻的桃子在降温时间上缩短1.14分钟，解冻后的样品失水率分别为2.45％和6.67％，并且不施加该磁场冷冻的桃子在解冻后显著的表皮皱缩，坚实度下降。
64.实施例7
65.对于(5
×5×
8)cm3猪肉，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-50℃环境下先降温至猪肉中心温度为4℃，耗时约29分钟，然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为600gs，施加时间为6分钟，冷冻速率0.67℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为10gs，频率50hz，施加时间为10分钟，冷冻速率0.5℃/min。猪肉达到-5℃后撤销磁场。
66.按照上述方法冷冻的猪肉然后取出，在常温25℃下进行自然解冻30分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的猪肉和不施加该磁场冷冻的猪肉在降温时间上缩短1.97分钟，解冻后的样品失水率分别为3.12％和12.74％，并且不施加该磁场冷冻的猪肉在解冻后显著的颜加深。如图5所示，图5左边为不加磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果，右边为加持磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果；
67.实施例8
68.对于(5
×5×
4)cm3猪肉，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应
的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-45℃环境下先降温至猪肉中心温度为4℃，耗时约29分钟，然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为600gs，施加时间为6分钟，冷冻速率0.67℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为10gs，频率50hz，施加时间为10分钟，冷冻速率0.5℃/min。猪肉达到-5℃后撤销磁场。
69.按照上述方法冷冻的猪肉然后取出，在常温25℃下进行自然解冻30分钟，测试其失水率，并与未施加两段磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的猪肉和不施加该磁场冷冻的猪肉在降温时间上缩短1.97分钟，解冻后的样品失水率分别为3.12％和12.74％，并且不施加该磁场冷冻的猪肉在解冻后显著的颜加深。如图5所示，图5左边为不加磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果，右边为加持磁场解冻后的外观和细胞内冰晶效果；
70.实施例9
71.对于(1
×
1.5
×
8)cm3的虾，放置保鲜装置的托盘对应放置腔内，通过旋钮选择对应的磁场强度和冷冻速率，启动保鲜装置。在-40℃环境下先降温至虾中心温度为4℃，耗时约29分钟，然后自4℃降至0℃过程中，施加第一磁场，第一磁场为静态磁场，强度为700gs，施加时间为6分钟，冷冻速率0.67℃/min；最后自0℃至-5℃过程中施加第二磁场，第二磁场为交变磁场，强度为30gs，频率50hz，施加时间为10分钟，冷冻速率0.5℃/min。虾达到-5℃后撤销磁场。
72.按照上述方法冷冻的虾然后取出，在常温25℃下进行自然解冻20分钟，测试其失水率，并与未施加周期性磁场的对照样进行比较。结果发现：经两段磁场辅助冷冻的虾和不施加该磁场冷冻的虾在降温时间上缩短1.54分钟，解冻后的样品失水率分别为4.76％和10.43％。
73.上述实施例通过对食物进行三个阶段的降温，第一个阶段为食物在保鲜装置内自然冷冻到4℃，第二个阶段为在4～0℃这个区间施加第一磁场。对于水果，第一磁场在200gs～600gs，对于肉类，600gs至800gs。其中原理是水分子与水分子之间靠氢键联系，形成具有一定结构的缔合态水分子，一边缔合一边氢键断裂分离，水分子一直处于这个动态平衡过程，这个过程需要能量，有水分子热运动提供，磁场可以提供洛伦兹力，破坏氢键形成，使得水分子比较离散，在4℃至0℃作用效果最明显，也最节约能耗。第三个阶段为在0℃到-5℃，施加第二磁场。对于水果，磁场强度20～60gs，频率50h在，对于肉类，磁场强度为10～50gs，频率50hz。其中原理是最大冰晶生成带：食物中大量形成冰结晶的温度范围称为冰结晶最大生成带。一般食物最大冰晶生成带为0～-5℃。一般认为食物的中心温度在冰结晶最大生成带的温度范围内停留的时间不超过30min，就达到了快速冻结的要求。磁场能够影响电子加速水分子自旋，使得热交换速率加快，能够快速通过最大冰晶生成带，减少冰晶形成。总结，第二阶段是让分水子离散，使得后期冰晶形成个体小，第三阶段水快速通过结晶带，能抑制一部分冰晶的形成。
74.上述实施例中，由于水果含水量大，自由水热运动相对剧烈一些，加持相对低的磁场强度就能有比较大的影响。肉类结合水多，自由水少，自由水运动也相对平稳，所以需要强度大一些的磁场驱动，所以第一磁场强度水果类小于肉类。在水果内部温度降至0度以下时，果实内的自由水逐渐形成冰晶，而磁场能够抑制晶核的形成，水果内含水量大，形成的
晶核相比于肉类较多，因此第二磁场强度水果类大于肉类。
75.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法，其特征在于，包括以下步骤：食物保鲜分为三个阶段：第一阶段先将食物降温至第一临界值开始施加第一磁场；第二个阶段是在第一磁场强度的情况下将食物温度降至第二临界值施加第二磁场；第三个阶段是在第二磁场强度的情况下使食物降温至第三临界值；第一磁场为静态磁场，第二磁场为交变磁场，第一磁场强度大于第二磁场强度。2.根据权利要求1所述的一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法，其特征在于，所述第一临界值为食物中心温度为4℃；水果类食物的第一磁场强度为200～600gs，第二临界值为食物的中心温度为0℃；第二磁场强度为20～60gs，频率50hz；第三临界值为食物的中心温度为-5℃；第一磁场环境下和第二磁场环境下根据水果体积选择对应的冷冻速率。3.根据权利要求1所述的一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法，其特征在于，所述第一临界值为食物中心温度为4℃；肉类食物的第一磁场强度为600～800gs，第二临界值为食物的中心温度为0℃；第二磁场强度为10～50gs，频率50hz；第三临界值为食物的中心温度为-5℃；第一磁场环境下和第二磁场环境下根据水果体积选择对应的冷冻速率。4.根据权利要求2所述的一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法，其特征在于，水果类在-40～-30℃环境中冷冻。5.根据权利要求3所述的一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法，其特征在于，肉类在-50～-40℃环境中冷冻。6.一种分步调节磁场辅助速冻保鲜装置，应用于权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，包括速冻室(1)，在所述速冻室(1)内固定水平和竖向两对磁力线圈；在所述速冻室(1)的底壁转动设置有托盘(7)，所述托盘位于两对磁力线圈围合成的磁作用区域内，所述托盘(7)上设置有多个放置腔，将食物放置在所述托盘(7)上对应放置腔，获得食物的大致体积。7.根据权利要求6所述的一种可调节磁场辅助速冻保鲜装置，其特征在于，保鲜装置还包括控制箱；所述控制箱设置有食物种类选择旋钮及多个冷冻档位旋钮；控制箱内布置有控制器；所述控制器根据选择的食物种类和冷冻档位控制两对磁力线圈的施加强度和施加时间。8.根据权利要求6所述的一种可调节磁场辅助速冻保鲜装置，其特征在于，所述速冻室(1)的内腔两相对的侧壁分别装有第一励磁线圈(2)，两个第一励磁线圈(2)相对设置；所述速冻室(1)的内顶壁安装有第二励磁线圈(3)，所述速冻室(1)内底端固定连接有集成板(4)，所述集成板(4)上端固定连接有第三励磁线圈(5)，所述集成板(4)上端转动连接有转轴(6)，所述转轴(6)穿过所述第三励磁线圈(5)中心，所述转轴(6)上端固定连接有托盘(7)；所述第一励磁线圈(2)、第二励磁线圈(3)、第三励磁线圈(5)均与所述集成板(4)电性连接。9.根据权利要求8所述的一种可调节磁场辅助速冻保鲜装置，其特征在于，在所述速冻室(1)的下方还设置有电机腔(9)，所述电机腔(9)内放置有电机，所述电机的输出端与所述转轴传动连接，带动转轴转动。10.根据权利要求5所述的一种可调节磁场辅助速冻保鲜装置，其特征在于：所述第一励磁线圈(2)与第二励磁线圈(3)包括线圈支架(13)、环绕电线圈(14)，所述环绕电线圈
(14)外端包裹有防水胶层(15)，所述线圈支架(13)与速冻室(1)的内壁固定连接，所述环绕电线圈(14)与线圈支架(13)外端固定连接，与集成板(4)电连接。

技术总结

本发明提供一种分步调节磁场辅助速冻保鲜方法，包括以下步骤：食物保鲜分为三个阶段：第一阶段先将食物放置在保鲜装置中降温至第一临界值开始施加第一磁场；第二个阶段是在第一磁场强度的情况下将食物温度降至第二临界值施加第二磁场；第三个阶段是在第二磁场强度的情况下使食物降温至第三临界值；第一磁场为静态磁场，第二磁场为交变磁场，第一磁场强度大于第二磁场强度。本发明对食物进行三个阶段的降温，第一个阶段为食物在保鲜装置内自然冷冻到设定温度，第二阶段和第三阶段加入不同强度的磁场，第二阶段是让分水子离散，使得后期冰晶形成个体小，第三阶段水快速通过结晶带，能抑制一部分冰晶的形成。能抑制一部分冰晶的形成。能抑制一部分冰晶的形成。