核心技術原理

1. 技術融合邏輯

2. 核心制冷特性

液氮作為冷源具有化學惰性（不與食品發生反應，防止氧化變色）、潛熱 / 顯熱利用率高（蒸發吸熱能力強，結合風機循環實現冷量充分回收）、降溫速度快（無需制冷系統預冷，啟動即達低溫）三大優勢，從根源上解決傳統機械制冷 “降溫慢、溫度不可控、系統復雜" 的問題。

設備結構與工作流程

1. 核心部件組成

• 液氮供給單元：高壓氮氣瓶（加壓 200~300 kPa）、液氮罐、液氮輸送 / 噴淋閥門（手動球閥 + 低溫電磁閥）、霧化噴嘴（霧化液滴直徑≤1mm）；

• 凍結執行單元：預凍輸送帶（液氮噴淋段）、冷凍輸送鏈（流態化段）、刮板（推動物料）、布風板（實現流態化）；

• 循環控溫單元：離心風機、風管、回風通道（冷量循環利用）、圍護結構（保溫節能）；

• 控制單元：變頻器、低溫電磁閥、微機監控系統（VB 自編軟件）。

液氮噴霧流態化速凍機 食品冷凍設備

2. 完整工作流程

1. 進料與預凍：食品物料（顆粒狀、塊狀等）由進料輸送帶送至 “預凍輸送帶"，液氮經噴淋噴嘴高壓噴出，快速對物料進行預凍 —— 此階段利用液氮高傳熱系數特性，在物料表面形成一層薄冰膜（增強機械強度、防后續粘連），物料需快速通過以避免低溫斷裂；

2. 流態化速凍：預凍后的物料進入 “流態化速凍段"，冷凍輸送鏈上的刮板推動物料至布風板；當刮板到達極限位置時，傳動裝置暫停，物料在布風板上通過 “自下而上的低溫冷風" 實現流態化（物料懸浮狀態下均勻凍結），停留時間按預設工藝參數（實驗預先測定）執行；

3. 出料與冷量循環：凍結完成后，傳動裝置重啟，刮板將物料推至出料口；同時，離心風機驅動圍護結構內的冷空氣循環，使液氮蒸發的冷量（潛熱 + 顯熱）充分利用，減少液氮耗量，提升設備經濟性。

智能控制與監控系統

1. 精準調速控制（變頻器應用）

• 對風機電機、輸送電機進行無級調速，可根據食品種類（如草莓、蝦仁、蔬菜丁）調整風速、輸送速度，適配不同凍結需求；

• 節能：當風機風量調節至 60% 時，相比傳統風門調節，風機電能消耗降低 54.4%（風機功率占設備總功率的 97% 以上，變頻器可大幅降低總能耗）。

2. 靈活溫度控制

• 通過 “高壓氮氣進氣電磁閥 + 低溫電磁閥" 聯動控制液氮噴霧流量，精準調節網下冷空氣介質溫度；

• 常規設定溫度為 - 40℃（兼顧液氮耗量與凍結速度），可根據食品特性在 -30~-60℃范圍內任意調節 ，特殊需求下可實現更低溫度，滿足高附加值食品（如海鮮、藥用食材）的凍結要求。

3. 全流程微機監控

• 采用 VB 語言自編監控軟件，通過微機串口通信實時顯示關鍵參數：裝置內各測點溫度分布、網下風速、風機 / 輸送電機工作狀態、電磁閥開關狀態；

• 數據管理功能：實時記錄運行數據并存儲至數據庫，支持后續查詢、工藝分析與優化；

• 參數建檔與快速調用：將已驗證的不同食品流態化操作參數分類建檔，工人凍結前可直接選擇對應參數，無需重復調試；

• 多模式控制：支持 “手動 + 自動 + 微機控制" 三種模式切換，提升設備運行可靠性，適配不同操作場景（如工藝研發用手動調節、批量生產用自動控制）。

核心競爭優勢

1. 凍結效率高，產量提升顯著

• 增設液氮噴淋預凍段，大幅縮短食品總凍結時間；

• 案例驗證：在草莓速凍過程中，相比傳統流態化速凍機，本設備產量直接翻倍，可滿足中小批量生產的高效需求。

2. 食品凍結品質優，干耗損失少

• 薄冰膜保護：預凍段形成的冰膜不僅增強物料機械強度（減少柔嫩性食品如草莓、楊梅的機械損傷），還能防止食品顆粒間、食品與輸送帶間粘連；

• 低干耗：冰膜有效減少凍結過程中食品水分蒸發，干耗率顯著低于傳統設備，尤其對高附加值食品（如進口海鮮、果蔬），可降低經濟損失；

• 惰性保鮮：液氮化學惰性可隔絕氧氣，防止食品氧化、變色（如肉類褐變、果蔬失色），最大限度保留食品原有新鮮度、口感與營養成分（如維生素、蛋白質）。

3. 凍結范圍廣，適配性強

• 低溫調節范圍寬（-30~-60℃），可凍結傳統機械制冷速凍設備無法處理的食品（如需超低溫鎖鮮的刺身、易變質的藥用食材）；

• 適用食品類型：顆粒狀食品（草莓、藍莓、蝦仁、蔬菜丁）、塊狀食品（小肉塊、豆腐塊）、柔嫩性食品（楊梅、荔枝）等，適配多種速凍食品加工場景。

4. 投資成本低，占地空間小

• 無需傳統機械制冷系統（如壓縮機、冷凝器），相同凍結產量下，設備占地面積僅為傳統機械制冷速凍機的 1/2；

• 初始投資優勢：初投資為傳統機械制冷速凍設備的1/3~1/2，大幅降低企業設備投入門檻。

5. 系統簡單可靠，維護成本低

• 無復雜機械制冷部件，無需專業人員維護制冷系統，減少設備運維人力成本；

• 無需定時停機除霜（傳統制冷設備常見痛點），設備故障率低，運行穩定性高，維護費用比傳統設備降低 30% 以上；

• 操作便捷：工人經簡單培訓即可上手，無需深厚的制冷技術背景。

6. 啟停速度快，靈活響應生產需求

• 降溫速度快：實驗數據顯示，網下溫度從 15℃降至 - 40℃僅需6~7 分鐘；設備啟動后 15 分鐘庫體溫度達 - 20℃，30 分鐘降至 - 30℃并趨于穩定；

• 可隨時啟停，無需長時間預熱 / 預冷，適配 “多批次、小批量" 生產模式，減少設備閑置能耗。

適用場景

1. 食品加工企業：中小批量速凍食品生產（如速凍果蔬、速凍海鮮、速凍調理食品）；

2. 科研機構 / 高校：食品冷凍工藝研發、速凍技術優化實驗（可靈活調節溫度與時間參數）；

3. 高附加值食品領域：海鮮（如刺身級蝦蟹）、藥用食材（需低溫鎖效）、柔嫩性果蔬（如草莓、楊梅）的速凍加工。

行業應用前景