1.本发明涉及速冻方便米饭技术领域，尤其涉及一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置及其速冻方便米饭的方法。
背景技术：
2.方便米饭作为一种即食方便食品，凭借其营养高、口感好、品质佳等优点日益受到人们的青睐，许多学者就加工工艺对方便米饭食用品质做了大量的研究，对速冻方便米饭的方法也在不断的改进和创新，以提升方便米饭的质量。
3.传统冷冻方式存在时间过长、制冷设备运行能耗大、米饭老化回生等问题；目前有文献公开了微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法及冷冻装置，该发明公开了一种微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：(1)大米清洗；(2)大米浸泡；(3)微波蒸煮：(4)冷却至室温后进行包装；(5)预冷到1～2℃；(6)对预冷后的米饭进行电场辅助冷冻至结晶完成，电场辅助冷冻温度为-18～-20℃；(7)在无电场作用下冷冻至冻藏温度；(8)进行冻藏；但是其公开的微波联合电场辅助制作速冻方便米饭的方法和装置仍然无法抑制了直链分子的胶化，形成的冰晶较大，分布不均匀，影响米饭冻结品质。
技术实现要素：
4.本发明在低温环境下，利用高压脉冲电场协同低频交变磁场技术对方便米饭进行冷冻，解决了传统冷冻方式时间过长、制冷设备运行能耗大、米饭老化回生等问题，所以提出的一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻方便米饭的方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.本发明首先提供一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置，包括箱体、高压脉冲电源发生器、平行极板、连接板、拖板、立板、螺杆、抵触板、传送带、传动轴、伺服电机、赫姆霍兹线圈、磁场板、盖板、鼓风装置与控制柜；
7.所述箱体内的上端与下端对应设有平行极板和高压脉冲电源发生器，平行极板与高压脉冲电源发生器相连；所述箱体内的两侧对应设有赫姆霍兹线圈，所述赫姆霍兹线圈与磁场板连接；
8.所述箱体内底部平行极板的上方设有拖板，拖板的两端分别与连接板活动连接；
9.所述拖板的两端还对称设置有立板；所述螺杆贯穿立板与抵触板相连；
10.所述连接板的一端与传送带连接，实现一体运动；
11.所述传送带的一端设置有传动轴，并且传动轴的端部安装有伺服电机；
12.所述箱体的外壁衔接有盖板，用于开启和关闭箱体；
13.所述鼓风装置设置于箱体的边侧，与箱体内部相连通；且鼓风装置的一侧安装有控制柜；
14.所述控制柜与高压脉冲电源发生器、伺服电机之间为电性连接，实现对高压脉冲
电源发生器和伺服电机的控制。
15.优选的，所述平行极板的材质为黄铜板，并且平行极板与高压脉冲电源发生器之间为电性连接。
16.优选的，所述拖板嵌入连接板，拖板与连接板之间为滑动连接。
17.优选的，所述装置还包括衔接板和卡扣，所述拖板与衔接板之间为一体化结构，且衔接板通过卡扣与连接板构成卡合结构。
18.优选的，所述赫姆霍兹线圈与磁场板之间为一体化结构磁场板箱体。
19.优选的，所述传送带通过传动轴与伺服电机构成传动结构，且传送带的中轴线与拖板的中轴线相垂直。
20.优选的，所述鼓风装置包括壳体、连接管、马达、第一皮带、第一风扇、第二皮带与第二风扇；所述壳体的边侧设置有连接管，且壳体的内部贯穿安装有马达，所述马达的一侧设置有第一皮带，且第一皮带的端部设置有第一风扇，所述马达的另一侧设置有第二皮带，且第二皮带的端部设置有第二风扇。
21.优选的，所述第一风扇通过第一皮带与马达构成传动结构，且第一风扇与第二风扇关于壳体对称设置。
22.优选的，所述第二风扇通过第二皮带与马达构成传动结构，且第一皮带与第二皮带之间为交错设置。
23.本发明还提供一种基于高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：
24.s1、用纯水淘洗大米2～3次，去除大米中的灰尘杂质后，将大米和纯水按1：2～3的比例浸泡1～2h；
25.s2、浸泡后的大米沥干，将大米和纯水按1:1.2～2的比例在ih电磁加热器内烹煮0.5～1h；
26.s3、将完全糊化的米饭利用流化冰预冷设备预冷至20℃；
27.s4、将预冷处理后的米饭装入方便餐盒中，餐盒底部带有薄金属片，可以起到吸收电场能量的作用；然后覆膜真空封装，置于微波灭菌设备中进行灭菌处理，工艺条件为：微波联合水浴灭菌，微波频率915
±
13mhz，输出功率2～5kw，水浴温度20℃，处理时间60～180s；
28.s5、将灭菌后的方便米饭产品置于高压脉冲电场协同低频交变磁场辅助冷冻装置中进行冷冻，
29.首先，打开箱体的盖板，拉出拖板，将速冻米饭放置于拖板的顶部位置，并转动拖板两侧立板上的螺杆使得抵触板相对运动，对速冻米饭饭盒进行夹持固定，有效减少了饭盒在箱体内部的滑落泼洒；固定后，将拖板对应连接板，并将拖板推入连接板内部，然后通过拖板端部的衔接板内部的卡扣与连接板相卡合，完成对拖板的固定，并合上盖板；
30.控制柜与伺服电机之间为电性连接，实现对伺服电机的控制，进一步通过传动轴伺服电机带动传送带在箱体内部往复运转，同时方便米饭置于拖板顶部，并且拖板两侧的连接板与传送带之间为固定连接，随传送带往复运动，传送带在升至系统程序设定的位置后下降，并下降至系统程度指定高度后上升，如此往复；
31.并在传送带运动方向施加高压脉冲电场，高压脉冲电场是高压脉冲电源发生器在
两个平行极板间反复施加高电压的短脉冲形成的电场，两个平行极板的材质为黄铜板，电极板间距为12～20cm，电压为5～20kv，频率为200～600hz，脉冲宽度为150～300us；
32.在传送带运动的垂直方向施加低频交变磁场，低频交变磁场通过赫姆霍兹线圈实现，通电后两线圈间形成磁场区域，频率为50～150hz，磁感应强度为0.6～1.2mt；高压脉冲电场与低频交变磁场协同作用于方便米饭的冷冻过程；
33.所述制冷方式为空气鼓风式制冷，通过鼓风装置的设置，能够提升对速冻米饭的制冷效果，通过马达带动第一皮带和第一风扇进行转动，并通过连接管对气流进行输送；同时，通过第二皮带和第二风扇的设置，能够有效提升装置的鼓风效果；待产品中心温度降至-15～20℃时完成冷冻，放入低温冷库中储存；
34.所述控制柜连接控制伺服电机及高压脉冲电源发生器，以此控制伺服电机的开关、驱动速度及高压脉冲电源发生器的开关。
35.有益效果：
36.1、用户通过将速冻米饭放置于拖板的顶部位置，并转动立板上的螺杆使得抵触板活动，对速冻米饭饭盒进行夹持固定，有效减少了饭盒在箱体内部的滑落泼洒，接着，用户将拖板对应连接板，并将拖板推入连接板内部，使得拖板端部的衔接板内部的卡扣与连接板相卡合，完成对拖板的固定，并合上盖板，便于用户对盒饭的放置与取拿；
37.2、将方便米饭样品置于高压脉冲电场协同低频交变磁场辅助冷冻装置中，该装置为隧道式冷冻系统，制冷方式为空气鼓风式制冷，方便米饭置于传送带上缓慢移动，并在传送带水平方向施加高压脉冲电场，垂直方向施加低频交变磁场，高压脉冲电场与低频交变磁场协同作用于方便米饭的冷冻过程，冷冻完成后置于冷库储存，传送带通过传动轴与伺服电机带动，伺服电机的外设提升了装置的安全性效果；
38.3、通过鼓风装置的设置，能够提升对速冻米饭的制冷效果，通过马达的安装，能够带动第一皮带和第一风扇进行转动，并通过连接管对气流进行输送，同时，通过第二皮带和第二风扇的设置，能够有效提升装置的鼓风效果。
附图说明
39.图1为本发明提出的一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置的正视立体结构示意图；
40.图2为本发明提出的一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速装置的侧视立体结构示意图；
41.图3为本发明提出的一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置的俯视立体结构示意图；
42.图4为本发明提出的一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置的俯视立体结构示意图；
43.图5为本发明提出的一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置的内部立体结构示意图；
44.图6为本发明提出的一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速冻装置的图1中a处放大结构示意图。
45.图中：1、箱体；2、高压脉冲电源发生器；3、平行极板；4、连接板；5、拖板；6、衔接板；
7、卡扣；8、立板；9、螺杆；10、抵触板；11、传送带；12、传动轴；13、伺服电机；14、赫姆霍兹线圈；15、磁场板；16、盖板；17、鼓风装置；1701、壳体；1702、连接管；1703、马达；1704、第一皮带；1705、第一风扇；1706、第二皮带；1707、第二风扇；18、控制柜。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
48.参照图1-6，一种高压脉冲电场协同低频交变磁场速装置，包括箱体1、高压脉冲电源发生器2、平行极板3、连接板4、拖板5、衔接板6、卡扣7、立板8、螺杆9、抵触板10、传送带11、传动轴12、伺服电机13、赫姆霍兹线圈14、磁场板15、盖板16、鼓风装置17与控制柜18；
49.所述箱体1内的上端与下端对应设有平行极板3和高压脉冲电源发生器2，平行极板3与高压脉冲电源发生器2相连；其中平行极板3的材质为黄铜板；具体的所述箱体1内的底端平行极板3的下方设有高压脉冲电源发生器2，箱体1内的上端平行极板3的上方设有高压脉冲电源发生器2，且平行极板3与高压脉冲电源发生器2之间为电性连接，高压脉冲电场与低频交变磁场协同作用于方便米饭的冷冻过程，高压脉冲电场是高压脉冲电源发生器2在两个平行极板3间反复施加高电压的短脉冲形成的电场；
50.所述箱体1内的两侧(图1中左侧和右侧)对应设有赫姆霍兹线圈14，所述赫姆霍兹线圈14与磁场板15连接，为一体化结构；低频交变磁场采用赫姆霍兹线圈14形式，通电后两线圈间形成磁场区域；
51.所述平行极板3上方设有拖板5，拖板5的两端分别与连接板4滑动连接；拖板5与衔接板6之间为一体化结构，且衔接板6通过卡扣7与连接板4构成卡合结构；用户将拖板5对应连接板4，并将拖板5推入连接板4内部，使得拖板5端部的衔接板6内部的卡扣7与连接板4相卡合，完成对拖板5的固定，并合上盖板16，便于用户对盒饭的放置与取拿；
52.所述拖板5的两端还对称设置有立板8；所述螺杆9从立板8的中心区域贯穿与抵触板10相连；具体的立板8、螺杆9、抵触板10关于拖板5的中心线对称设置有一对，用户通过将速冻米饭放置于拖板5的顶部位置，并转动立板8上的螺杆9使得抵触板10活动，对速冻米饭饭盒进行夹持固定，有效减少了饭盒在箱体1内部的滑落泼洒；
53.所述连接板4的一端与传送带11连接，实现一体运动；所述传送带11的一端设置有传动轴12，并且传动轴12的端部安装有伺服电机13；传送带11通过传动轴12与伺服电机13构成传动结构，且传送带11的中轴线与拖板5的中轴线相垂直，方便米饭置于传送带11上缓慢移动，并在传送带11水平方向(运动方向)施加高压脉冲电场，于传送带11运动方向的垂直方向施加低频交变磁场，高压脉冲电场与低频交变磁场协同作用于方便米饭的冷冻过程，冷冻完成后置于冷库储存，传送带11通过传动轴12与伺服电机13带动，伺服电机13的外设提升了装置的安全性效果；
54.所述箱体1的外壁衔接有盖板16，用于开启和关闭箱体1；
55.所述鼓风装置17设置于箱体1的边侧，与箱体1内部相连通；且鼓风装置17的一侧安装有控制柜18；
56.鼓风装置17包括壳体1701、连接管1702、马达1703、第一皮带1704、第一风扇1705、第二皮带1706与第二风扇1707，壳体1701的边侧设置有连接管1702，且壳体1701的内部贯穿安装有马达1703，马达1703的一侧设置有第一皮带1704，且第一皮带1704的端部设置有第一风扇1705，马达1703的另一侧设置有第二皮带1706，且第二皮带1706的端部设置有第二风扇1707，通过鼓风装置17的设置，能够提升对速冻米饭的制冷效果；
57.第一风扇1705通过第一皮带1704与马达1703构成传动结构，且第一风扇1705与第二风扇1707关于壳体1701对称设置，通过马达1703的安装，能够带动第一皮带1704和第一风扇1705进行转动，并通过连接管1702对气流进行输送；
58.第二风扇1707通过第二皮带1706与马达1703构成传动结构，且第一皮带1704与第二皮带1706之间为交错设置，通过第二皮带1706和第二风扇1707的设置，能够有效提升装置的鼓风效果。
59.所述控制柜18与高压脉冲电源发生器2、伺服电机13之间为电性连接，实现对高压脉冲电源发生器2和伺服电机13的控制。
60.基于上述装置进行速冻方便米饭的方法，包括以下步骤：
61.s1、用纯水淘洗大米2次，去除大米中的灰尘杂质后，将大米和纯水按1：2的比例浸泡2h。
62.s2、浸泡后的大米沥干，将大米和纯水按1:1.2的比例在ih电磁加热器内烹煮0.5h。
63.s3、将完全糊化的米饭利用流化冰预冷设备预冷至20℃。
64.s4、将预冷处理后的米饭装入方便餐盒中，餐盒底部带有薄金属片，可以起到吸收电场能量的作用。然后覆膜真空封装，置于微波灭菌设备中进行灭菌处理，工艺条件为：微波联合水浴灭菌，微波频率915mhz，输出功率5kw，水浴温度20℃，处理时间180s。
65.s5、将灭菌后的方便米饭产品置于高压脉冲电场协同低频交变磁场辅助冷冻装置中进行冷冻。
66.本发明中，高压脉冲电场协同低频交变磁场辅助冷冻装置，为隧道式冷冻系统，制冷方式为空气鼓风式制冷，风速：1～5m/s，温度为-15～-20℃，方便米饭置于传送带11上缓慢移动，并在传送带11运动方向施加高压脉冲电场，于运动方向垂直的方向施加低频交变磁场，高压脉冲电场与低频交变磁场协同作用于方便米饭的冷冻过程，高压脉冲电场是高压脉冲电源发生器2在两个平行极板3间反复施加高电压的短脉冲形成的电场，两个平行极板3的材质为黄铜板，电极板间距为12～20cm，电压为5～20kv，频率为200～600hz，脉冲宽度为150～300us，低频交变磁场采用赫姆霍兹线圈14形式，通电后两线圈间形成磁场区域，频率为50～150hz，磁感应强度为0.6～1.2mt；
67.具体的，首先打开箱体1的盖板16，拉出拖板5，将速冻米饭放置于拖板5顶部位置，并转动拖板5两侧立板8上的螺杆9使得抵触板10相对运动，对速冻米饭饭盒进行夹持固定，有效减少了饭盒在箱体1内部的滑落泼洒；固定后，将拖板5对应连接板4，并将拖板5推入连接板4内部，然后通过拖板5端部的衔接板6内部的卡扣7与连接板4相卡合，完成对拖板5的固定，并合上盖板16；
68.然后，将方便米饭样品置于高压脉冲电场协同低频交变磁场辅助冷冻装置中，该装置为隧道式冷冻系统，制冷方式为空气鼓风式制冷，通过鼓风装置17的设置，能够提升对速冻米饭的制冷效果，通过马达1703的安装，能够带动第一皮带1704和第一风扇1705进行转动，并通过连接管1702对气流进行输送，同时，通过第二皮带1706和第二风扇1707的设置，能够有效提升装置的鼓风效果；
69.控制柜18与伺服电机13之间为电性连接，实现对伺服电机13的控制，进一步通过传动轴12带动传送带11在箱体1内部往复运转，同时方便米饭置于拖板5顶部，并且拖板5两侧的连接板4与传送带11之间为固定连接，随传送带11往复运动，传送带11在升至系统程序设定的位置后下降，并下降至系统程度指定高度后上升，如此往复；
70.并在传送带11运动方向施加高压脉冲电场，高压脉冲电场是高压脉冲电源发生器2在两个平行极板3间反复施加高电压的短脉冲形成的电场，两个平行极板3的材质为黄铜板，电极板间距为20cm，电压为10kv，频率为3000hz，脉冲宽度为150us；
71.在动传送带11运动的垂直方向施加低频交变磁场，低频交变磁场通过赫姆霍兹线圈14实现，通电后两线圈间形成磁场区域，频率为50hz，磁感应强度为1.0mt；
72.高压脉冲电场与低频交变磁场协同作用于方便米饭的冷冻过程，
73.控制柜18连接控制伺服电机13及高压脉冲电源发生器2，以此控制伺服电机13的开关、驱动速度及高压脉冲电源发生器2的开关。高压脉冲电场与低频交变磁场协同作用于方便米饭的冷冻过程，待产品中心温度降至-15～20℃时完成冷冻，放入低温冷库中储存。
74.本发明能够有效抑制了直链分子的胶化，提高冻结速率，减少相变时间，形成的冰晶细小，且主要分布于胞内，在产品中分布更加均匀，大大预防了支链淀粉分子的重排，获得口感、营养较好的方便米饭。
75.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。