一種超聲波輔助海產品泡發設備及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種超聲波輔助海產品泡發設備及其應用，該泡發設備由產品處理系統和設備輸出控制系統組成，所述產品處理系統包括用于浸泡海產品的處理槽體和用于控制水溫的控溫裝置，所述處理槽體內設有控溫裝置的溫度傳感器、用于感應水位的液位傳感器以及在水中發出超聲波的超聲波換能器，所述設備輸出控制系統包括驅動超聲波換能器工作的超聲波驅動器和控制超聲波驅動器的控制裝置，所述控制裝置設有人機界面、數據輸出接口以及數據存儲接口，所述控制裝置分別與控溫裝置和液位傳感器電性連接。本發明集海產品加工過程的泡發、蒸煮等于一體，具有自動化高、操作簡單、易實時監控、污染低、泡發產品質構特性好、節能環保、成本低、工作效率高等優點。
【專利說明】一種超聲波輔助海產品泡發設備及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超聲波輔助海產品泡發設備及其應用，屬于海產品全自動泡發加工領域。
【背景技術】
[0002]超聲波是一種波動形式，同時又是一種能量形式，在傳播過程中與媒介相互作用產生超聲效應，超聲波與媒介相互作用可分為機械作用、空化作用和熱作用，因此方向性好、能量大并且能產生空化作用。由于超聲波的上述特點，在現有技術中，超聲處理廣泛用于化工、醫學、石油、材料等領域，研發出的超聲波設備也迎合化工、材料等領域的需要，適合食品加工的超聲波設備較為鮮見。
[0003]例如，中國實用新型專利CN203470393U公開了一種全自動精密五金超聲波清洗機，該清洗機的殼體內設置有清洗池、封閉室，封閉室內設置有超聲波發生器和超聲波換能器，清洗池內側壁上開設有滑槽，滑槽內滑動連接有電機，電機連接有伸縮桿，伸縮桿上套設有過濾件，過濾件的兩端分別與所述伸縮桿的兩端固定連接。該清洗機主要應用于清洗五金器件，根據水和油的分層原理，油位于水的上方，直接取出五金器件，會再次沾到油污，先將油排掉再取出五金器件，防止五金器件的二次污染，過濾件覆蓋面積大，清除油污層效果好。
[0004]目前，國內海參的泡發主要方法是:將干海參在純水中浸泡48 h，前6 h每一小時換一次水，之后每12 h換一次水。剖開除去嘴部石灰質、剝離縱肌、清洗干凈；將海參用大火煮沸后小火再煮30-50 min,自然冷卻后加入冰水混合物放入冷藏室中再次泡發，每晝夜換一次冰水，重復步驟直至海參完全漲發為止，泡發時間約為4 d。而泡發時一般采用大桶作為容器進行浸泡，微生物侵染嚴重，海參營養物質損嚴重，水資源浪費嚴重，耗時耗力，生產連續性及自動化不強，嚴重制約了泡發產量，且還存在重金屬殘留嚴重的問題。
[0005]因此，需要設計一種自動化高、泡發速度快、操作簡便、節能環保、易實時監控的海產品泡發生產設備。
【發明內容】
[0006]鑒于現有技術存在上述問題，基于海產品泡發的泡發原理及海產品的生產工藝，并結合超聲波技術的特點，本發明提供了一種自動化高、泡發速度快、操作簡便、節能環保、易實時監控的超聲波輔助海產品泡發設備及其應用，大大提高海產品泡發的生產效率。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案一是:一種超聲波輔助海產品泡發設備，由產品處理系統和設備輸出控制系統組成，所述產品處理系統包括用于浸泡海產品的處理槽體和用于控制水溫的控溫裝置，所述處理槽體內設有控溫裝置的溫度傳感器、用于感應水位的液位傳感器以及在水中發出超聲波的超聲波換能器，所述設備輸出控制系統包括驅動超聲波換能器工作的超聲波驅動器和控制超聲波驅動器的控制裝置，所述控制裝置設有人機界面、數據輸出接口以及數據存儲接口，所述控制裝置分別與控溫裝置和液位傳感器電性連接。
[0008]優選地，所述處理槽體由不銹鋼板制作而成，所述處理槽體內設有進液口、出液口以及用于盛放海產品的物料升降籃。
[0009]優選地，所述物料升降籃為鋼絲網狀結構，所述物料升降籃由處理槽體上的升降旋臂帶動其上下運動，所述升降旋臂由控制裝置根據海產品處理及間歇時間驅動其工作。
[0010]優選地，所述液位傳感器將其感應到的水位信號傳輸給控制裝置，所述控制裝置將其處理后的實時水位值顯示于人機界面，所述控制裝置根據設定水位值對處理槽體內的水位進行控制。
[0011]優選地，所述控溫裝置的溫度傳感器將其感應到的水溫信號傳輸給控制裝置，所述控制裝置將其處理后的實時水溫值顯示于人機界面，所述控制裝置根據設定溫度值對處理槽體內的水溫進行控制。
[0012]優選地，所述超聲波驅動器和超聲波換能器的主頻率為28 KHz,40 KHz,68 KHz,80KHz中的任一種或多種的組合，工作功率范圍為0-800 W。
[0013]優選地，所述超聲波驅動器和超聲波換能器的掃頻方式為固定頻率模式、單頻掃頻模式、雙頻掃頻模式、三頻掃頻模式、四頻掃頻模式中的任一種或多種的組合，掃頻范圍為 ±0^10000 Hz，掃頻時間為0-60000 S。
[0014]優選地，所述人機界面為電容式觸摸屏。
[0015]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案二是:一種超聲波輔助海參泡發設備的應用，將上述的超聲波輔助海產品泡發設備用于海參泡發。
[0016]以海參泡發為例，與現有技術中的海參生產泡發設備相比，本發明具有以下顯著優點:
(I)相比傳統的海參生產加工設備，本發明的泡發設備集海參加工過程的泡發、蒸煮等于一體，自動化程度高、操作簡單且污染低，工作效率提高10%~90%，泡發由原來的5、6 d(天)大大縮短至2 h (小時)左右，可用于大批量泡發海參。
[0017](2)由于設備結合超聲波，加快泡發過程，能夠有效地改善海參的質構特性，泡發出來的海參口感細膩、柔軟多汁、其營養價值和食用價值大幅度提高，更好的保持食品的天然風味和營養，同時也使海參中的重金屬物質有效地析出。
[0018](3)本發明具有多個功率段、頻率段和掃頻方式，減少能耗，節約成本；使用人機界面，能夠對海參生產的整個過程實施實時監控，進行動態跟蹤、監測、調整與控制。
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明實施例的構造示意圖。
[0021 ] 圖中:1-處理槽體，2-溫度傳感器，3-超聲波換能器，4-超聲波驅動器，5-控制裝置，6-人機界面，7-換熱器，8-風扇，9-壓縮機，10-循環泵，11-物料升降籃；A-產品處理系統，B-設備輸出控制系統，U1-28KHZ電源，U2-40KHZ電源，U3_68KHz電源，U4_80KHz電源。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，一種超聲波輔助海產品泡發設備，由產品處理系統A和設備輸出控制系統B組成，所述產品處理系統A包括用于浸泡海產品的處理槽體I和用于控制水溫的控溫裝置，所述處理槽體I內設有控溫裝置的溫度傳感器2、用于感應水位的液位傳感器(圖中省略)以及在水中發出超聲波的超聲波換能器3，所述設備輸出控制系統B包括驅動超聲波換能器3工作的超聲波驅動器4和控制超聲波驅動器4的控制裝置5，所述控制裝置5設有人機界面6、數據輸出接口以及數據存儲接口，所述控制裝置5分別與控溫裝置和液位傳感器電性連接。
[0023]在本實施例中，所述處理槽體I由SUS304不銹鋼板制作而成，所述處理槽體I內部結構要求做到無死角、無夾縫，杜絕一切細菌滋生條件，所述處理槽體I內設有進液口、出液口以及用于盛放海產品的物料升降籃11。所述物料升降籃11為鋼絲網狀結構，網孔大小為5~10 mm，與處理槽體I之間以升降旋臂連接，即物料升降籃11由處理槽體I上的升降旋臂帶動其上下運動，所述升降旋臂由控制裝置5根據海產品處理及間歇時間驅動其工作，可自動將海產品物料提離液面浙干傳送進入下一步工序。
[0024]在本實施例中，所述液位傳感器將其感應到的水位信號傳輸給控制裝置5，所述控制裝置5將其處理后的實時水位值顯示于人機界面6，所述控制裝置5根據設定水位值對處理槽體I內的水位進行控制。當水位過低時可通過進液口自動補水,過高時通過出液口自動排水，同時可使液位低于或高于所設定的安全操作值時自動關閉設備并開啟警報。
[0025]在本實施例中，所述控溫裝置的溫度傳感器2能夠準確將其感應到的水溫信號傳輸給控制裝置5，所述控制裝置5將其處理后的實時水溫值顯示于人機界面6，所述控制裝置5根據設定溫度值對處理槽體I內的水溫進行控制。所述控溫裝置由制冷制熱系統、溫度傳感器2和循環泵組成，通過計算機控制裝置5對比設定值開啟或者關閉制冷制熱系統(包含換熱器7、風扇8、壓縮機9等)和循環泵10，可對操作溫度在0-?ΟΟ?間任意調整設定。
[0026]在本實施例中，所述超聲波驅動器4 (也稱超聲波發生器)能夠產生的主頻率，就是超聲波換能器3的工作頻率，驅動超聲波換能器3工作，以將輸入的電功率轉換成機械振動(即超聲波)。所述超聲波驅動器4和超聲波換能器3能夠產生四個主頻率:28 KHz,40 KHz、68 KHz,80 KHz ;工作功率范圍為0-800 W，且可以任意調整。超聲波頻率與功率可以任意組合搭配，一種主頻率可以搭配不同時間段的10種功率變化輸出，單一功率輸出也可以搭配不同時間段的4種主要頻率輸出，時間段范圍為0-60000 S，優選50-50000 S。
[0027]在本實施例中，所述超聲波驅動器4和超聲波換能器3可在四種主頻率28 KHz、40 KHz,68 KHz,80 KHz范圍內實現固定頻率模式、單頻掃頻模式、雙頻掃頻模式、三頻掃頻模式和四頻掃頻模式，掃頻范圍為±0-10000 Ηζ，掃頻時間為0-60000 S。掃頻功率可以與掃頻頻率隨機結合，一種主頻率可以搭配不同時間段的10種功率變化輸出，單一功率輸出也可以搭配不同時間段的4種主要頻率輸出，時間段范圍為0-60000 S，優選50-50000 S。工作模式由控制裝置5程序化設定，可根據產品需求自定義設定操作模式，也可以選擇隨機分配模式自動設定掃頻參數。
[0028]在本實施例中，所述超聲波驅動器4具有過壓、過流、輸出短路等保護措施，工作電壓為AC 220V ±10%，50Hz。所述人機界面6為電容式觸摸屏，操作系統為windows 7，設備控制方式為程序化模式，界面模擬工況畫面和參數顯示，準確監控設備運行狀態，設有可變的授權范圍內的參數設定和參數修改界面，方便工藝試驗及監控。
[0029]應用例1:本發明在拉缸鹽海參脫鹽、泡發中的應用，將海參放于物料升降籃11中，通過人機界面6設置泡發水位5 L，溫度4 °C，超聲功率300 W，主頻率28 KHz、40 KHz,掃頻周期為2.5 S，掃頻幅寬5000 Hz，總超聲時間60 min。處理后的海參質構特性優良，體積及質量均增加2~3倍，重金屬含量近乎為零，蛋白質含量達15.9%。
[0030]對比例1:將干海參在純水中浸泡48 h，前6 h每一小時換一次水，之后每12 h換一次水。后將海參用大火煮沸后小火再煮30-50 min，自然冷卻后加入冰水混合物放入冷藏室中再次泡發，每晝夜換一次冰水，重復步驟直至海參完全漲發為止，泡發時間約為4 d。獲得的海參體積及質量增加僅1~2倍，蛋白質含量僅10.1%。
[0031]應用例2:本發明在干制海參泡發中的應用，將海參放于物料升降籃11中，通過人機界面6設置泡發水位5 L，溫度4 °C，超聲功率400 W，主頻率28 KHz、40 KHz、68 KHz，掃頻周期為2.5 S，掃頻幅寬3000 Hz，總超聲時間60 min。處理后的海參質構特性優良，體積及質量均增加2~3倍，重金屬含量近乎為零，蛋白質含量達16.1%。
[0032]對比例2:將干海參在純水中浸泡48 h，前6 h每一小時換一次水，之后每12 h換一次水。后將海參用大火煮沸后小火再煮30-50 min，自然冷卻后加入冰水混合物放入冷藏室中再次泡發，每晝夜換一次冰水，重復步驟直至海參完全漲發為止，泡發時間約為4 d。獲得的海參體積及質量增加僅1~2倍，蛋白質含量僅10.1%。
[0033]特別需要說明的是，該超聲波輔助海產品泡發設備不僅僅可應用于海參的泡發，還可以應用于魚干類、貝殼肉類(如鮑魚)等海產品的泡發。
[0034]本發明實施例中未述部分均為現有技術，且以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本 發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【權利要求】
1.一種超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:由產品處理系統和設備輸出控制系統組成，所述產品處理系統包括用于浸泡海產品的處理槽體和用于控制水溫的控溫裝置，所述處理槽體內設有控溫裝置的溫度傳感器、用于感應水位的液位傳感器以及在水中發出超聲波的超聲波換能器，所述設備輸出控制系統包括驅動超聲波換能器工作的超聲波驅動器和控制超聲波驅動器的控制裝置，所述控制裝置設有人機界面、數據輸出接口以及數據存儲接口，所述控制裝置分別與控溫裝置和液位傳感器電性連接。
2.根據權利要求1所述的超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:所述處理槽體由不銹鋼板制作而成，所述處理槽體內設有進液口、出液口以及用于盛放海產品的物料升降rm.ο
3.根據權利要求2所述的超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:所述物料升降籃為鋼絲網狀結構，所述物料升降籃由處理槽體上的升降旋臂帶動其上下運動，所述升降旋臂由控制裝置根據海產品處理及間歇時間驅動其工作。
4.根據權利要求1所述的超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:所述液位傳感器將其感應到的水位信號傳輸給控制裝置，所述控制裝置將其處理后的實時水位值顯示于人機界面，所述控制裝 置根據設定水位值對處理槽體內的水位進行控制。
5.根據權利要求1所述的超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:所述控溫裝置的溫度傳感器將其感應到的水溫信號傳輸給控制裝置，所述控制裝置將其處理后的實時水溫值顯示于人機界面，所述控制裝置根據設定溫度值對處理槽體內的水溫進行控制。
6.根據權利要求1所述的超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:所述超聲波驅動器和超聲波換能器的主頻率為28 KHz,40 KHz,68 KHz,80 KHz中的任一種或多種的組合，工作功率范圍為0-800 W。
7.根據權利要求1或6所述的超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:所述超聲波驅動器和超聲波換能器的掃頻方式為固定頻率模式、單頻掃頻模式、雙頻掃頻模式、三頻掃頻模式、四頻掃頻模式中的任一種或多種的組合，掃頻范圍為±0-10000 Ηζ，掃頻時間為0~60000 S。
8.根據權利要求1、4或5所述的超聲波輔助海產品泡發設備，其特征在于:所述人機界面為電容式觸摸屏。
9.一種超聲波輔助海參泡發設備的應用，其特征在于:將權利要求1至8中任一項的超聲波輔助海產品泡發設備用于海參泡發。
【文檔編號】A23L1/325GK103907961SQ201410163715
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】鄭寶東, 張龍濤, 黃旭輝, 曾紹校, 張怡, 郭娟娟, 郭睿 申請人:福建農林大學