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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811206750.9 (22)申请日 2018.10.17 (71)申请人 震惶科技 （成都） 有限公司 地址 610041 四川省成都市中国 （四川） 自 由贸易试验区成都高新区天府大道北 段28号1栋1单元16层1601号 (72)发明人 余虎军 张亮 谢小东 张勇 巩华荣 肖飞 (74)专利代理机构 成都虹盛汇泉专利代理有限 公司 51268 代理人 王伟 (51)Int.Cl. A23L 3/365(2006.01) (54)发明名称 一种用于冷冻食品解冻的冻转鲜。
2、装置 (57)摘要 本发明公开了一种用于冷冻食品解冻的冻 转鲜装置， 其包括柜体、 温控装置和低频交变电 场产生装置， 所述温控装置包括风幕机、 图像识 别摄像头和数控显示屏， 所述低频交变电场产生 装置包括集成开关控制装置、 电流信号产生源和 放电板。 本发明通过温控装置对冷冻食品进行分 阶段式升温解冻， 同时利用低频交变电场产生装 置对冷冻食品施加低频交变电场， 促使水分子活 泼运动， 以保持肉类鲜度， 最大限度降低营养流 失， 具有结构简单、 成本低、 效果好、 解冻后的冷 冻食品仍保有高质量的鲜度等优点， 适合在市场 中作进一步推广。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 109。
3、170491 A 2019.01.11 CN 109170491 A 1.一种用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置， 其特征在于， 包括柜体(1)、 温控装置和低频 交变电场产生装置； 所述温控装置包括风幕机(2)、 图像识别摄像头(3)和数控显示屏(4)， 所述数控显示屏(4)分别与图像识别摄像头(3)及风幕机(2)连接， 且所述风幕机(2)设置在 柜体(1)顶壁， 所述图像识别摄像头(3)设置在柜体(1)侧壁， 所述数控显示屏(4)设置在柜 体(1)外部； 所述低频交变电场产生装置包括集成开关控制装置(5)、 电流信号产生源(6)和 放电板(7)， 所述电流信号产生源(6)分别与集成开关控制装置(。
4、5)及放电板(7)连接， 且所 述集成开关控制装置(5)和电流信号产生源(6)均设置在柜体(1)顶部， 所述放电板(7)设置 在风幕机(2)底部。 2.如权利要求1所述的用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置， 其特征在于， 所述图像识别摄 像头(3)对冷冻食品进行图像识别处理， 获取冷冻食品的类别和尺寸体积信息并传输至数 控显示屏(4)。 3.如权利要求2所述的用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置， 其特征在于， 所述数控显示屏 (4)预设与冷冻食品的类别和尺寸体积信息对应的温度和持续时长参数， 并根据预设的温 度和持续时长参数控制风幕机(2)进行分阶段式升温解冻。 4.如权利要求3所述的用于冷冻食品解冻的冻。
5、转鲜装置， 其特征在于， 所述风幕机(2) 的出风口设置在两侧。 5.如权利要求4所述的用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置， 其特征在于， 所述电流信号产 生源(6)产生介于50Hz50KHz的低频交变电流， 接入到放电板(7)。 6.如权利要求5所述的用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置， 其特征在于， 所述放电板(7) 在柜体(1)内生成低频交变电场。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 109170491 A 2 一种用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置 技术领域 0001 本发明属于食品保藏技术领域， 具体涉及一种用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置。 背景技术 0002 生鲜食品包括畜禽肉、 蛋类、 水产品。
6、、 乳及其制品、 水果、 蔬菜等， 含有丰富的营养， 主要为人体提供蛋白质、 脂肪、 矿物质、 维生素等。 由于生鲜食品的蛋白质和水分含量较高， 酶代谢旺盛， 在贮藏、 运输、 销售过程中很容易发生腐败变质。 一方面造成严重的经济损失， 另一方面也会危及消费者健康。 采用冷冻技术来保藏食品是当前的主要技术。 不仅能够降 低绝大多数生化反应的速度， 减少营养损失， 而且还具有高度的安全性。 冷冻过程的关键步 骤是生成冰晶， 而冰晶是影响食品品质的主要因素。 食品冻结过程中生成的大冰晶， 主要分 布于细胞间隙内， 由于数量少， 分布不均匀， 从而造成细胞破裂， 组织结构受到损伤， 致使食 品品质明。
7、显下降。 而细胞内与细胞间生成的细小冰晶， 对细胞的机械损伤较轻， 汁液流失 少， 可以较好地保存食品的质量与营养成分。 冷冻食品在食用或进行深加工之前一般要进 行解冻。 冷冻食品解冻时组织细胞的复原程度直接影响解冻产品质量的高低， 复原越好， 解 冻产品质量就越高， 反之则越低。 解冻过程中可能会出现汁液流失、 变色、 风味损失、 质地改 变等变化， 对食品原料的组织结构、 理化特性和微生物指标都有很大的影响， 使食品质量降 低。 因此， 解冻方式是影响冷冻食品品质的重要因素之一。 0003 目前， 常用的解冻技术主要是通过对流、 传导或辐射等外部加热技术， 低频、 高频 和微波等的介电感应。
8、内部加热技术以及真空解冻技术等。 现有的解冻技术存在着一些技术 局限。 例如， 普通加热技术深入速度慢， 易引入二次污染， 不利于食品本身鲜度的保持， 颜 色、 质量或营养成分都远不及冻前水平； 介电感应加热技术对物料本身和操作条件有较高 要求， 内部解冻易出现明显不均匀和局部过热现象； 此外， 建立和维护解冻真空系统费用过 高等。 发明内容 0004 本发明的发明目的是： 为了解决现有技术中存在的以上问题， 本发明提出了一种 用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置。 0005 本发明的技术方案是： 一种用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置， 包括柜体、 温控装置 和低频交变电场产生装置； 所述温控装置包括风幕。
9、机、 图像识别摄像头和数控显示屏， 所述 数控显示屏分别与图像识别摄像头及风幕机连接， 且所述风幕机设置在柜体顶壁， 所述图 像识别摄像头设置在柜体侧壁， 所述数控显示屏设置在柜体外部； 所述低频交变电场产生 装置包括集成开关控制装置、 电流信号产生源和放电板， 所述电流信号产生源分别与集成 开关控制装置及放电板连接， 且所述集成开关控制装置和电流信号产生源均设置在柜体顶 部， 所述放电板设置在风幕机底部。 0006 进一步地， 所述图像识别摄像头对冷冻食品进行图像识别处理， 获取冷冻食品的 类别和尺寸体积信息并传输至数控显示屏。 说 明 书 1/4 页 3 CN 109170491 A 3 。
10、0007 进一步地， 所述数控显示屏预设与冷冻食品的类别和尺寸体积信息对应的温度和 持续时长参数， 并根据预设的温度和持续时长参数控制风幕机进行分阶段式升温解冻。 0008 进一步地， 所述风幕机的出风口设置在两侧。 0009 进一步地， 所述电流信号产生源产生介于50Hz50KHz的低频交变电流， 接入到放 电板。 0010 进一步地， 所述放电板在柜体内生成低频交变电场。 0011 本发明的有益效果是： 本发明通过温控装置对冷冻食品进行分阶段式升温解冻， 同时利用低频交变电场产生装置对冷冻食品施加低频交变电场， 促使水分子活泼运动， 以 保持肉类鲜度， 最大限度降低营养流失， 具有结构简单。
11、、 成本低、 效果好、 解冻后的冷冻食品 仍保有高质量的鲜度等优点， 适合在市场中作进一步推广。 附图说明 0012 图1是本发明的用于冷冻食品解冻的冻转鲜装置的结构示意图； 0013 其中， 附图标记为： 1、 柜体， 2、 风幕机， 3、 图像识别摄像头， 4、 数控显示屏， 5、 集成 开关控制装置， 6、 电流信号产生源， 7、 放电板。 具体实施方式 0014 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明， 并不 用于限定本发明。 0015 如图1所示， 为本发明的用于冷。
12、冻食品解冻的冻转鲜装置的结构示意图。 一种用于 冷冻食品解冻的冻转鲜装置， 包括柜体1、 温控装置和低频交变电场产生装置； 所述温控装 置包括风幕机2、 图像识别摄像头3和数控显示屏4， 所述数控显示屏4分别与图像识别摄像 头3及风幕机2连接， 且所述风幕机2设置在柜体1顶壁， 所述图像识别摄像头3设置在柜体1 侧壁， 所述数控显示屏4设置在柜体1外部； 所述低频交变电场产生装置包括集成开关控制 装置5、 电流信号产生源6和放电板7， 所述电流信号产生源6分别与集成开关控制装置5及放 电板7连接， 且所述集成开关控制装置5和电流信号产生源6均设置在柜体1顶部， 所述放电 板7设置在风幕机2底部。
13、。 0016 在本发明的一个可选实施例中， 上述温控装置包括风幕机2、 图像识别摄像头3和 数控显示屏4， 数控显示屏4分别与图像识别摄像头3及风幕机2连接， 且风幕机2设置在柜体 1顶壁， 图像识别摄像头3设置在柜体1侧壁， 数控显示屏4设置在柜体1外部。 0017 本发明的图像识别摄像头3对冷冻食品进行图像识别处理， 获取冷冻食品的类别 和尺寸体积信息并传输至数控显示屏4； 图像识别摄像头3的主体由OpenMV3Cam M7构成， 内 置有电路板， 该电路板的微处理器为STM32F765VI ARM Cortex M7处理器。 且该电路板上还 有着外接SD卡存储模块， 感光元件OV7725。
14、以及若干外部接口。 该电路板基于MicroPython语 言进行应用， 故可通过高级语言Python脚本调用机器视觉算法进而完成机器视觉应用， 实 现图像识别。 0018 图像识别包括五个步骤： 图像输入、 图像预处理、 特征提取、 分类和匹配。 0019 图像输入： 图像识别摄像头捕获放入柜内的冷冻食品的图像， 通过电路板感光元 说 明 书 2/4 页 4 CN 109170491 A 4 件转换成数字信息， 存储在电路板存储模块中； 0020 图像预处理： 电路板微处理器对这些输入的图像进行预处理， 预处理的目的是去 除图像中的噪声， 把它变成一幅清晰的点线图， 以便于提取正确的图像特征。。
15、 对于同一类冷 冻食品来说， 例如冷冻肉， 因冻结程度的不同， 不同的冷冻肉颜色深浅不一， 这样就无法通 过颜色深浅辨别出肉的类别。 因此， 重要的就是提取尺寸特征以及纹理特征。 通过纹理特征 可辨别出肉的类别。 为了提取到正确的肌肉组织纹理， 需要在特征提取之前将背景区域、 脂 肪组织和结缔组织与肌肉组织精确地分割开来， 通过Python脚本调用一系列机器视觉算法 对图像进行处理， 如噪声去除使用均值滤波法， 边缘检测法分割背景， 位置纠正及图像二值 化处理， 进而得到二值化图像。 0021 特征提取： 调用算法对二值化图像处理分别提取出尺寸特征和纹理特征， 尺寸特 征再进行运算， 计算出尺。
16、寸参数。 0022 分类： 事先在存储模块中存入标准的肉类纹理的特征图以及参数， 分好类别， 建立 起类别模板库。 对提取出的纹理特征值进行直方图统计， 并将直方图归一化处理， 再进行分 析甄别， 归入事先建立好的标准肉类类别模板库中的某个类别。 0023 匹配： 将新归入的纹理特征图与模板库中该类别的标准肉类纹理特征进行比对匹 配， 从而确认出冷冻肉的类别。 将识别出放入柜体1内的冷冻食品类别和尺寸体积信息输 出， 将此信息传递给数控显示屏4的单板微机， 继而数控显示屏4进行智能化设置分阶段式 解冻的温度以及持续时长参数， 进一步提高效率。 0024 在本发明的一个可选实施例中， 上述数控显。
17、示屏4预设与冷冻食品的类别和尺寸 体积信息对应的温度和持续时长参数， 并根据预设的温度和持续时长参数控制风幕机2进 行分阶段式升温解冻。 在解冻过程中， 采用分阶段式升温解冻， 分为三个阶段， 温度分别由 高到低， 持续时长各有不同， 温度以及持续时长参数根据放入的冷冻食品的材质以及体积 而进行调整。 该分阶段式解冻温度以及持续时长参数的设置以及调控均由嵌有单板微机的 数控显示屏完成。 数控显示屏是一块电容式触摸显示屏， 内部嵌有单板微机， 进而控制风幕 2机的开启持续时长以及吹出的热风的温度。 0025 在本发明的一个可选实施例中， 上述风幕机2由PTC式加热风幕机构成， 其出风口 设置在两。
18、侧； PTC式加热风幕机产生高速的气流， 使得柜体1内部形成独立温度的区域， 为解 冻冷冻食品创造适宜的温度环境。 且保证了柜体1内部各处温度差异微小， 使得能够进行冷 冻食品的均匀的外部加热解冻。 0026 在本发明的一个可选实施例中， 上述集成开关装置5控制装置通断， 电流信号产生 源6接入市电后， 产生介于50Hz50KHz的低频交变电流信号， 馈入到放电板7， 放电板7在柜 体1内生成低频交变电场。 交变电场在柜体1内部形成均匀分布， 并保持长时稳态存在。 低频 交变电场可以促使存放于柜体内的冷冻食品中的水分子发生极化， 并使其随着低频交变电 场保持低频非制热震动， 水分子因而增加彼此。
19、间的摩擦碰撞加速由固态冰晶转变成液态， 缩短解冻时间的同时， 仍然将水分子保存在冷冻食品的细胞内， 以保持食品的鲜度， 最大限 度降低营养流失。 同时如此， 在冻转鲜柜内， 使得冷冻食品内外各个部分同时解冻， 从而缓 化成常温食品， 用以达到其内部细胞液基本不流失， 营养物质得到极大的保留的目的。 0027 本发明以相同冷冻条件的肉类为观察对象， 从色泽质感、 营养两个方面来辨别。 实 验结果证明， 采用本发明所述的冻转鲜装置所解冻的肉类纹理清晰， 质感均匀， 渗出液少， 说 明 书 3/4 页 5 CN 109170491 A 5 细胞组织被破坏的程度极小， 营养保存较完整。 而传统解冻方法。
20、中的肉类纹理混乱、 质感不 均匀， 细胞组织遭到极大的破坏。 本发明的冻转鲜装置具有结构简单、 成本低、 效果好、 解冻 后的冷冻食品仍保有高质量的鲜度等优点， 适合在市场中作进一步推广。 0028 本领域的普通技术人员将会意识到， 这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发 明的原理， 应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。 本领域的 普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各 种具体变形和组合， 这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。 说 明 书 4/4 页 6 CN 109170491 A 6 图1 说 明 书 附 图 1/1 页 7 CN 109170491 A 7 。