具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案：

如图1和图2所示，所述的一种冷冻食品的速冻系统包括速冻制冷机组2和末端速冻装置；所述的速冻制冷机组2为末端速冻装置提供低温冷冻液，所述的末端速冻装置将低温冷冻液的冷量与食品的热量进行换热，并将低温冷冻液重新泵入速冻制冷机组2中；

所述的末端速冻装置包括冷冻槽1、置物架3、分液板4、支撑架5、增压循环泵6、涡街流量计7、主控电箱8、多个低温截止阀9、一组底部射流喷嘴10、两组侧壁射流喷嘴11、侧壁供液管12、侧壁回液管13、底部射流供液管14、第一侧壁射流供液管15、第二侧壁射流供液管17和冷冻槽主管路16；

所述的冷冻槽1为上面开口的长方体槽式容器结构，包括冷冻槽槽体和盖板1-1，所述的冷冻槽槽体内、外侧面板均为304不锈钢板，中间保温层采用硬质聚氨酯泡沫，防止漏冷；所述的冷冻槽1的盖板1-1的下表面设置有上端承重框架构件。所述的置物架3设置在冷冻槽1的槽体内，所述的置物架3是由不锈钢方管焊接而成的上下多层的架体，所述的置物架的顶端设置有挂钩，挂钩与盖板1-1上的上端承重框架构件固定连接，所述的置物架的每层架体之间的间距可调并可拆卸，加大了置物架的冷冻范围，可以根据实际冻结的食品数量和尺寸进行调整，这样可以同时对多样食品进行冷冻作业，工作效率高。所述的冷冻槽1底部设置有支撑架5，所述的支撑架5是由等边角钢和槽钢焊接而成。

在冷冻槽1的相对的两侧侧壁中间位置各设置有一组侧壁射流喷嘴11，每组侧壁射流喷嘴11是由多个侧壁射流喷嘴11以阵列的方式布置而成，侧壁射流喷嘴11与冷冻槽1的侧壁之间可多个角度旋转调节；

在冷冻槽1的底部设置有分液板4，所述的分液板4上设置有一组底部射流喷嘴10；每组底部射流喷嘴10以5×5的阵列方式垂直均匀分布在冷冻槽底部的分液板4上；

所述的侧壁射流喷嘴11和底部射流喷嘴10均采用304不锈钢制作而成，密封垫圈采用丁腈橡胶材质，所述的侧壁射流喷嘴11和底部射流喷嘴10的孔径范围为10mm～19mm，孔径的大小可根据冷冻食品的大小调节。

所述的速冻制冷机组2的出液管的出液口与冷冻槽1上的冷冻槽主管路16的进液口连接，所述的冷冻槽主管路16上设置有四个支管路，沿着低温冷冻液的流动方向依次是侧壁供液管12、第一侧壁射流供液管15、底部射流供液管14和第二侧壁射流供液管17，所述的侧壁供液管12与冷冻槽1的进液口连接；所述的第一侧壁射流供液管15与其中一组侧壁射流喷嘴11连接，所述的底部射流供液管14与底部射流喷嘴10连接，所述的第二侧壁射流供液管17与另一组侧壁射流喷嘴11连接；所述的四个支管路上分别设置有一个低温截止阀9；所述的冷冻槽主管路16上沿着低温冷冻液的流动方向还依次设置有低温截止阀9、增压循环泵6和涡街流量计7，所述的主控电箱8用于控制增压循环泵6和涡街流量计7的启停；所述的侧壁回液管13的进液口与冷冻槽1的出液口连接，侧壁回液管13的出液口与速冻制冷机组2的进液口连接。

所述的第一侧壁射流供液管15与第二侧壁射流供液管17均包括侧壁射流供液总集管段、侧壁射流管段供液集管段和单股射流供液管段，单股射流供液管段末端连接侧壁射流喷嘴11，在单股射流供液管段上设置有低温截止阀9，喷嘴的数量可根据冷冻时食品数量的多少进行开启，所述的冷冻槽主管路16、侧壁供液管12、第一侧壁射流供液管15、底部射流供液管14、第二侧壁射流供液管17、侧壁射流供液总集管段、侧壁射流管段供液集管段和单股射流供液管段皆为不锈钢管。

所述的速冻制冷机组2包括压缩机211、油分离器212、冷凝器213、干燥过滤器214、经济器215、热力膨胀阀216、板式换热器217和气液分离器218；

所述的速冻制冷机组2的进液管的出液口与板式换热器217的进液口连接，板式换热器217的出液口通过管路G8与气液分离器218的进液口连接，气液分离器218的出液口通过管路G9与压缩机211的进液口连接，压缩机211的出气口通过管路G1与油分离器212的进气口连接，油分离器212的出气口通过管路G2与冷凝器213的进气口连接，冷凝器213的出液口通过管路G3与干燥过滤器214的进液口连接，干燥过滤器214的出液口通过管路G4与经济器215的进液口连接，经济器215的出液口通过管路G5与板式换热器217的进液口连接，所述的经济器215与板式换热器217之间的管路G5上设置有热力膨胀阀216，经济器215的出气口通过管路G7与压缩机211的进气口连接；

其中压缩机211排出冷媒；所述的冷凝器213为V型冷凝器，冷凝器213将所述冷媒冷凝而输出高压冷媒；所述的热力膨胀阀216使所述高压冷媒膨胀；所述的板式换热器217使经膨胀的所述高压冷媒蒸发而输出低压冷媒；所述的气液分离器218处理含有少量凝液的气态冷媒；所述的油分离器212将压缩机211排出的气态冷媒中的润滑油进行分离；所述的干燥过滤器214吸收水分和过滤杂质；所述的经济器215为换热器，使从冷凝器出来的高压液态冷媒二次进入压缩机211制冷系统中。制冷剂从进液口进入速冻制冷机组，完成一个制冷循环后进入末端速冻装置。

所述的一种冷冻食品的速冻系统还包括电动推杆18、电动推杆电机19和电动推杆控电箱20，所述的电动推杆电机19用于驱动电动推杆18的升降，所述的电动推杆控电箱20用于控制电动推杆电机19的启闭；所述的电动推杆18与冷冻槽1的盖板1-1的外表面固连。

所述的一种冷冻食品的速冻系统具体工作过程如下：

首先，在冻结食品时，打开电动推杆控电箱20，开启电动推杆电机19，利用电动推杆18将冷冻槽的盖板1-1连同置物架3一同升起，把待冷冻食品水平放置于置物架3上，再降至冷冻槽1内并盖上盖板1-1；

其次，开启速冻制冷机组，速冻制冷机组2运行60-90分钟，将低温冷冻液降温至-22℃；

再次，打开冷冻槽主管路16上的低温截止阀9，并关闭第一侧壁射流供液管15、底部射流供液管14和第二侧壁射流供液管17上的低温截止阀9，将速冻制冷机组2中的低温冷冻液注入到冷冻槽1中；

最后，关闭侧壁供液管12上的低温截止阀9，打开第一侧壁射流供液管15、底部射流供液管14和第二侧壁射流供液管17上的低温截止阀9，打开主控电箱8，使增压循环泵6和涡街流量计7工作，将速冻制冷机组2中的低温冷冻液泵入增压循环泵6中，并逐渐提高流速，主控电箱8上流量计数显仪显示流量的实时数据从而控制速冻装置内流量流速；增压循环泵6对泵入的低温冷冻液进行升压，向底部射流供液管14、第一侧壁射流供液管15和第二侧壁射流供液管17压送，压送至底部射流喷嘴10和侧壁射流喷嘴11的低温冷冻液对置物架3中的待冷冻食品喷射冷冻，低温冷冻液与食品发生对流换热，吸收来自食品的热量冷冻食品，低温冷冻液不断循环冷冻食品，120分钟左右即可使待冷冻的食品完全冷冻；冷冻完成后的低温冷冻液通过侧壁回液管13重新泵回速冻制冷机组2中，冻结过程结束，利用电动推杆18打开盖板1-1，同时升起置物架3，取出冷冻完成的食品；

从冷冻槽出来的低温冷冻液依次流经板式换热器217和管路G8进入气液分离器218中进行分离，分离后的低温冷冻液经压缩机211压缩，并排出压缩后的气态冷媒，经由管路G1供给至油分离器212；油分离器212将压缩机211排出的高压气态冷媒中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行；冷凝器213将从油分离器212出来经管路G2供给的气态冷媒冷却冷凝成高压液态冷媒，再由管路G3送至干燥过滤器214吸收制冷剂液体中的水分和固体杂质，通过管路G4进入经济器215中；来自冷凝器213的高压液态冷媒在进入经济器215后分为两部分，一部分通过节流，以热量膨胀的方式进一步冷却，去降低另一部分的温度，令其过冷，这被稳定下来的液态冷媒经管路G5通过热力膨胀阀216实现从冷凝压力至蒸发压力的压降，经管路G5直接进入板式换热器217，完成制冷后的低温冷冻液再次供给至冷冻槽；而另一部分未冷却的气态冷媒通过经济器215与压缩机211的连通管路G7，重新进入压缩机211继续压缩，进入循环；从板式换热器217出来的气态冷媒经管路G8进入气液分离器218分离后，又通过管路G9重新进入压缩机211，开始新的制冷循环。

所述的一种低温冷冻液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、选取食品级乙醇、氯化钠、丙二醇、氯化钙、氯化镁、硫酸镁、氯化钾、甘油、甜菜碱、抗冻蛋白和水中的两种或多种按照一定的比例进行混合，得到混合液；

步骤二、选取小麦淀粉、玉米淀粉、桔杆粉、棉籽壳粉、玉米芯粉或者甘蔗渣中的一种或者几种进行混合，然后在镍催化下经加压氢化后过滤，再加入浓度>300g/L的食用级嗜高渗酵母进行酶解发酵，获得发酵醪液，发酵时间为30min～60min；

步骤三、将步骤二获得的发酵醪液经加热杀菌并过滤，然后经离子交换树脂、活性炭和超滤纯化，结晶、洗涤并干燥，获得发酵结晶；

步骤四、将步骤三中所得到的发酵结晶加入到步骤一中获得的混合液，形成低温冷冻液；

步骤五、将不同浓度的纳米粒子加入到步骤四所获得的低温冷冻液中，形成纳米粒子冷冻液基液；

步骤六、在步骤五所得到的纳米粒子冷冻液基液中，根据纳米粒子的浓度添加不同的活性剂或分散剂得到混合液；纳米粒子与活性剂或分散剂的用量比为1:1，0.5g活性剂或分散剂按0.4mL/h～0.8mL/h的速度通入到步骤五中所得到的纳米粒子冷冻液基液中；

将混合液置于大烧杯中，用保鲜膜封盖，在18℃的条件下先置于恒温磁力搅拌器中搅拌20min～30min，再放入超声波振荡仪中振荡50min，超声振荡后取出烧杯静置30min，得到纳米复合冷冻液。

所述的食用级嗜高渗酵母为丛梗孢酵母、脂假丝酵母或类丝孢酵母等。

所述的纳米粒子为纳米氧化锌等。

所述低温冷冻液与原有的冷冻液相比，是食品级冷冻液，安全无毒无腐蚀性，可以多次循环使用，在同等温度下该低温冷冻液的导热系数更高，粘度更小；食品中产生的冰结晶的大小与通过最大冰结晶生成区速度有关，低温冷冻液的粘度越小，液体的流动阻力越小，装置内的增压循环泵的输送功率也越低，将低温冷冻液泵入冷冻槽的速度更快，在水结晶的关键区域(从–1到–8℃)可以快速通过，能在极短的时间内使被冻食品的热量通过低温冷冻液传导吸收，从而确保食品中的冰晶结构形成无数针状小冰晶且分布均匀，对食品的细胞组织损伤小，最大限度保留食品原营养成分，基本不影响食品风味和口感。

实施例1：

所述的一种冷冻液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、选取乙醇、氯化钠、氯化钙、氯化钾、甘油、甜菜碱和水按照一定的比例进行混合，得到混合液；

步骤二、选取小麦淀粉、桔杆粉、棉籽壳粉和甘蔗渣进行混合，然后在镍催化下经加压氢化后过滤，再加入浓度350g/L的丛梗孢酵母进行酶解发酵，获得发酵醪液，发酵时间为30min；

步骤三、将步骤二获得的发酵醪液经加热杀菌并过滤，然后经离子交换树脂、活性炭和超滤纯化，结晶、洗涤并干燥，，获得发酵结晶；

步骤四、将步骤三中所得到的发酵结晶加入到步骤一中获得的混合液，形成低温冷冻液；

步骤五、将不同浓度的纳米氧化锌加入到步骤四所获得的低温冷冻液中，形成纳米粒子冷冻液基液；

步骤六、在步骤五所得到的纳米粒子冷冻液基液中，根据纳米粒子的浓度添加不同的活性剂或分散剂得到混合液；纳米粒子与活性剂或分散剂的用量比为1:1，0.5g活性剂或分散剂按0.6mL/h的速度通入到步骤五中所得到的纳米粒子冷冻液基液中；将混合液置于大烧杯中，用保鲜膜封盖，在18℃的条件下先置于恒温磁力搅拌器中搅拌20min，再放入超声波振荡仪中振荡50min，超声振荡后取出烧杯静置30min，得到纳米复合冷冻液。

针对实施例1中所获得的纳米复合冷冻液，采用2700多通道数据采集仪记录低温冷冻液的步冷曲线，具体过程如下：

在待测的低温冷冻液样品中心放置一根热电偶，保证其温度探头处于待测样品中间，启动测试程序，测试中数据采集仪设定为每隔1s读取一次温度数据，在步冷曲线上可以看到曲线的较陡部分(即冷却曲线)和平缓部分(即结晶曲线)，两者的交点在纵坐标上的投影即是冷冻液样品的冻结点，得到的曲线则为低温冷冻液样品的步冷曲线，如图7所示，为本实施例中所获得的纳米复合冷冻液的步冷曲线图；通过图7可以看出本实施例的纳米复合冷冻液的冻结点为-37.8℃。

实施例2：

所述的一种冷冻液的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、选取乙醇、氯化钠、丙二醇、氯化钙、氯化镁、硫酸镁、抗冻蛋白和水按照一定的比例进行混合，得到混合液；

步骤二、选取玉米淀粉、棉籽壳粉、玉米芯粉和甘蔗渣进行混合，然后在镍催化下经加压氢化后过滤，再加入浓度400g/L的脂假丝酵母进行酶解发酵，获得发酵醪液，发酵时间为60min；

步骤三、将步骤二获得的发酵醪液经加热杀菌并过滤，然后经离子交换树脂、活性炭和超滤纯化，结晶、洗涤并干燥，，获得发酵结晶；

步骤四、将步骤三中所得到的发酵结晶加入到步骤一中获得的混合液，形成低温冷冻液；

步骤五、将不同浓度的纳米氧化锌加入到步骤四所获得的低温冷冻液中，形成纳米粒子冷冻液基液；

步骤六、在步骤五所得到的纳米粒子冷冻液基液中，根据纳米粒子的浓度添加不同的活性剂或分散剂得到混合液；纳米粒子与活性剂或分散剂的用量比为1:1，0.5g活性剂或分散剂按0.7mL/h的速度通入到步骤五中所得到的纳米粒子冷冻液基液中；将混合液置于大烧杯中，用保鲜膜封盖，在18℃的条件下先置于恒温磁力搅拌器中搅拌30min，再放入超声波振荡仪中振荡50min，超声振荡后取出烧杯静置30min，得到纳米复合冷冻液。

针对实施例2中所获得的纳米复合冷冻液，采用2700多通道数据采集仪记录低温冷冻液的步冷曲线，将待测的低温冷冻液样品中心放置一根热电偶，保证其温度探头处于待测样品中间，启动测试程序，测试中数据采集仪设定为每隔1s读取一次温度数据，在步冷曲线上可以看到曲线的较陡部分(即冷却曲线)和平缓部分(即结晶曲线)，两者的交点在纵坐标上的投影即是冷冻液样品的冻结点，得到的曲线则为低温冷冻液样品的步冷曲线。如图8所示，为本实施例中所获得的纳米复合冷冻液的步冷曲线图；通过图8可以看出本实施例的纳米复合冷冻液的冻结点为-62.3℃。

通过上述实验可知，本发明的食品级低温冷冻液为无腐蚀性、无刺激性气味的透明液体，冻结点一般在-20℃～-70℃，在常温下粘度最小可达到2.048mPa·s，导热系数高于0.495W/m·K，且可以多次循环使用，具有安全无毒，冻结点更低、粘度更小、导热系数更高的优点，可以使食品快速冷冻；在冷冻食品时因低温冷冻液的粘度较小，液体的流动阻力较小，装置内的增压循环泵的输送功率也越低，可以减小泵的功耗，延长设备的使用寿命。