第六章食品冻结与冻藏
食品的冻结与冻藏
冻结速度与冰晶分布的关系：
冻结速度快，组织内冰层推进速度大于水分移动 速度时，冰晶分布越接近天然食品中液态水的分 布情况，且冰晶的针状结晶体数量多。
大多数食品是在温度降低到-1℃以下才开始冻结， 然而温度降低到-46℃时，尚有部分高浓度的汁 液仍未冻结。
大多数冰晶体都是在-1~-4℃（ -1～-5℃ ）间形 成，这个温度区间称为最高冰晶体形成阶段。
-18 ℃ -25℃ -30 ℃
12
>18 >24
12
>18 >24
18
>24 >24
18
>24 >24
18
>24 >24
18 >24 >24
15
24 >24
（2）畜肉的冻结与冻藏
原料
畜肉胴体或半胴体
工艺
一次冻结工艺
将屠宰后的畜肉胴体 先将在屠一宰个后冻的结畜间肉内胴完体成先在
两次冻结工艺 冷却全间部内冻用结冷过空程气。冷却（或
①静止空气冻结法 空在气绝冻热结的法低所温用冻的结
②鼓风冻结法
冷室冻进介行质，是冻低结温室空的
散现也常 化冷 用 料装速叫用床冻鼓充的冻单的速所风分颗，体冷冻用，接粒 冻快冻机的使触型 结速机介 空 ，物 时冻械质 气 增料 间结有也 强 强可 一(隧是 制 制I气 气 也温 4n以 般0道低 流 冷d， 可 可度℃通 只i式v温 动 的冻 以 以一。i过 需d速空 并 效结 是 是般u流几a冻气和果过静流在l 分化q机，，食程止动-u钟床1和i达但品c中的的8k，实～流到采物空，。-
冷冻食品（冻结食品）
冻结前经过预处理；
食品的冷冻保藏
食品的低温保藏第一节食品低温保藏的原理一、食品低温保藏的分类1．根据低温保藏中食品物料是否冻结可以把食品的低温保藏分为冷藏和冻藏两种。
冷藏为的贮藏方法，一般贮藏温度为。
供食品物料冷藏用的冷库一般被称为库。
冻藏为的贮藏方法，一般冻藏温度范围为℃，常用的温度为℃二、低温保藏的原理1．低温对化学反应速度的影响1.1 Q10=的含义是：Q10假设某食品的Q10=2.5，则当温度从30℃降低到10℃时，食品中的化学和生物反应速度可减倍，即允许保藏期限延长约倍。
1.2低温对食品是不是全部为有利的一面，举例说明。
2．低温对微生物的影响2.1低温与微生物的关系（1）根据微生物对温度的适应性可把微生物分为、、和三大类，在低温贮藏的实际应用中和是最主要的。
在冷藏期间繁殖的微生物菌落，大多数属于。
（2）任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的温度范围。
温度越低，它们的活动能力也越弱。
（3）长期处于低温中的微生物能产生新的适应性2.2低温导致微生物活力减弱和死亡的原因是什么？2.3影响微生物低温致死的因素有哪些？是如何影响的？（1）温度的高低（2）降温速度（3）结合状态（4）介质（5）贮期（6）交替冻结和解冻3．低温对酶活性的影响●酶的活性和温度有密切关系，大多数酶的适宜活动温度为30～50℃，温度升高或降低，酶的活性均下降。
但并不说明酶完全失活，在长期贮藏中，酶的作用仍可使食品变质。
食品的低温保藏●在低温条件下具有活性的酶有：●脂酶、脂氧化酶的耐冷性（强/弱）于细菌总结：食品低温保藏的原理课后思考：1．动物性食品与植物性食品在冷藏方面有何区别？2．动物性食品与植物性食品一般贮藏温度是多少？第二节食品冷却和冷藏一、食品的冷却冷却的概念：冷却的目的：1．食品冷却的方法食品冷却的方法常用的有冷风冷却、冷水冷却、碎冰冷却、真空冷却等，人们根据食品的种类及冷却要求的不同，选择其适用的冷却方法。
请总结填写下表：冷却方法的一般使用范围，并结合实际理解。
《食品工艺学》课程笔记
《食品工艺学》课程笔记第一章绪论一、食品的概念食品是人类为了维持生命和健康，通过口腔摄入经过消化吸收后，为身体提供能量、营养和生理活性物质的物质。
食品不仅包括我们日常所熟知的主食、菜肴、水果等，还包括各种饮料、调味品等。
食品的种类繁多，来源各异，包括植物、动物等。
食品的营养成分主要包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等。
二、食品加工工艺食品加工工艺是指通过物理、化学或生物学的手段，对食品原料进行一系列的加工处理，使其成为具有一定品质、口感、营养价值、安全卫生和方便食用的食品的过程。
食品加工工艺包括原料的选择、清洗、切割、烹调、冷却、包装等环节。
不同的食品原料和产品有不同的加工工艺，同一种食品原料也可以采用不同的加工工艺。
三、食品工业及其发展趋势食品工业是指以食品原料为基础，通过食品加工工艺，生产出各种食品的产业。
随着社会的发展和科技的进步，食品工业已经成为了国民经济的重要支柱产业。
目前，食品工业正朝着自动化、智能化、绿色化、功能化、个性化等方向发展。
自动化和智能化可以提高生产效率和产品质量，绿色化可以降低能源消耗和环境污染，功能化可以满足消费者对健康食品的需求，个性化可以满足消费者对多样化、特色化食品的需求。
四、食品工艺学的研究内容和范围食品工艺学是研究食品加工工艺和食品工业的科学。
它以食品原料为基础，研究食品的加工原理、加工技术、加工设备、食品的品质、营养、安全等方面。
食品工艺学的研究范围包括食品原料的加工特性、食品加工过程中的物理、化学、生物学变化、食品添加剂的应用、食品包装、食品贮藏、食品品质检测等。
食品工艺学的研究对于提高食品品质、保障食品安全、推动食品工业的发展具有重要意义。
第二章食品的脱水一、食品干藏原理食品干藏是一种古老的食品保存方法，其原理是通过去除食品中的水分，降低食品的水活度，从而抑制微生物的生长和酶的活性，延长食品的保质期。
水分是微生物生长和食品变质的重要因素，因此，脱水和干藏是有效的食品保藏手段。
《食品的冻结与冻藏》课件
目录 Contents
• 食品冻结与冻藏的基本概念 • 食品冻结与冻藏的原理 • 食品冻结与冻藏的技术与方法 • 食品冻结与冻藏的应用与实例 • 食品冻结与冻藏的挑战与前景 • 参考文献
01
食品冻结与冻藏的基本概念
食品的冻结
定义
食品的冻结是指将食品温度降低至其 冰点以下，使食品中的水和其他溶剂 形成冰晶的过程。
影响。
解冻速率
解冻速率越快，食品的质量和口 感越好。因此，选择合适的解冻 方法和技术是保持食品品质的重
要环节。
02
食品冻结与冻藏的原理
水的相变
01
02
03
冰点
水在0°C时开始结冰，由 液态变为固态。
相变热
水结冰时会释放大量热量 ，需要从周围环境中吸收 热量。
冰晶形成
水分子在冷冻过程中逐渐 排列成冰晶结构。
解冻后食品质量
解冻后的食品口感、色泽和风味可能发生变化。
06
参考文献
参考文献
文献1
食品的冻结与冻藏技术的研究进展。该文献综述了食品的冻结与冻藏技术的研究历史、现 状和发展趋势，介绍了食品的冻结与冻藏的基本原理和技术方法，以及在食品加工和保存 方面的应用。
文献2
食品的冷冻过程对食品品质的影响。该文献探讨了食品在冷冻过程中的物理、化学和微生 物变化，以及这些变化对食品品质的影响，为冷冻食品的加工和保存提供了理论依据和实 践指导。
细胞内水分保护
控制冷冻速率和温度梯度，可以减少细胞内水分 的损失，保护细胞结构。
食品成分的稳定性
营养成分流失
冷冻过程中，食品中的营养成分可能会流失或氧化。
抗氧化剂
添加抗氧化剂可以减少营养成分的损失和氧化。
食品的冻结与冻藏PPT课件
第2节 食品冻结过程中的冻结水量和冰结晶
24
25
食品的冰点
食品降温时开始析出冰结晶时的温度称为食 品的冰点温度。食品中的水分不是纯水，是含有 机物质和无机物质的溶液，这些物质包括盐类、 糖类、酸类及水溶性蛋白质、维生素和微量气体 等。根据拉乌尔定律，食品的温度要降至 0℃以下 才产生冰晶，此冰晶开始出现的温度即食品的冻 结点。由于食品的种类、动物类死后条件等不同， 各种食品的冻结点也不相同。一般食品冰点的温 度范围为-0.5—-2 ℃。
用食品热中心降温速率表示
食品热中心即指降温过程中食品内部温度最高 的点。对于成分均匀且几何形状规则的食品，热中 心就是其几何中心。用食品热中心温度从-1℃降至 ℃-5所用时间长短衡量冻结快慢
1、快速冻结 τ< 30Min 2、缓慢冻结 τ> 30Min
36
以往认为这种快速冻结对食品质量影响很小， 特别是果蔬食品。然而，随着冻结食品种类增多和 对冻结食品质量要求的提高，人们发现这种表示方 法对保证有些食品的质量并不充分可靠。主要原因 是有些食品的最大冰晶生成带可延伸至-10℃ ~-15℃； 不能反映食品形态、几何尺寸、包装情况等多种因 素的影响。因此，近几年，人们建议采用冰锋移动 速率表示冻结快慢问题。
33
第三阶段是残留的水分继续结冰。 已成冰的部分进一步降温至冻结终温。 水变成冰后其比热下降，冰进一步降温 的显热减小。但因还有残留水分结冰放 出冻结潜热，所以峰温没有第一阶 段．曲线也不及第一阶段那样陡。
34
（一）冻结速率的表示法
冻结速率可用食品热中心温度下 降的速率或冰锋前进的速率表示。
35
1.慢冻：在通风房内，对散放大体积材料的冻结。 冻结速率为0.2 cm/h 2.快冻或深冻：在鼓风式或板式冻结装置中冻结零 售包装食品。冻结速率为0.5~3 cm/h ； 3.速冻或单体快速冻结：在流化床上对单数小食品 快冻。冻结速率为5~10cm/h ； 4.超速冻：采用低温液体喷淋或浸没冻结。冻结速 率为10~100 cm/h 。
冷库与食品保鲜技术 第六章 食品冻结与冻藏
冻结潜热，平均冻结温
度
食品1
式6-25~6-32
焓差法
冻结前后的焓值：
种类、温度、含水量、冻 结率（表3-7）
食品2 食品3 时间/分钟
二、食品冻藏条件（具体见第四节）
温度要求
相对湿度要求
空气流速要求
总的来说，要维持库温的稳定，减少库温的波动（不超 过±2K），避免食品内冰晶的长大，维持较高的空 气相对湿度和合理的空气流速及分布，尽量减少食 品的干耗。
解冻后，食品的品质主要受两方面的影响 一是食品冻结前的质量 二是冷藏和解冻过程对食品质量的影响
目前已有的解冻方法，大致的分类见表6-A
表 6-A 解冻方法的分类
序 空气解冻法 号
1 静止空气解冻 （低温微风型空 气解冻）
水解冻法
电解冻法 其它解冻法
静水浸渍解冻 红外辐射解冻 接触传热解 冻
2 流动空气解冻 低温流水浸渍解冻 高频解冻 高压解冻
3T曲线的获得
实验获得，遵循3P原则（product, processing, package) 作业：将例6-7中的花椰菜改成豌豆。
五、冻结食品的解冻
冻结食品在消费或加工前必须解冻，视解冻 后的用途来选择解冻可分为半解冻（-3 ℃至5 ℃）和完全解冻
解冻过程虽然是冻结过程的逆过程，但解冻 过程的温度控制却比冻结过程困难得多，也 很难达到高的复温速率
品价值。 避免方法，在食品或镀冰衣中添加抗氧化剂。
四、冻结食品的TTT
3T概念（Time-TemperatureTolerance)
提问：在这里Tolerance指的是什么含义？
3T曲线及其作用（图6-6）
可以用来确定食品在某温度下的贮藏期， 或贮藏一段时间后剩余的品质，也可以 对多种温度和贮藏时间的组合进行计算。
第六章 冻结食品分析
二、冻结前食品物料的前处理
任何冻制食品最后的品质及其贮藏性决定于下列各种因素： 冻制用原料的成分和性质 选用适宜于冻制的品种、应在成熟度最高时采收、采收后应速冻 冻制用原料的严格选用、处理和加工 处理和加工果蔬需要进行预煮，破坏酶活力（青刀豆1—1.5分钟， 而甜玉米则需要11分钟 ） 水果不宜采用预煮的方法来破坏酶的活力，因为这会破坏新鲜水果 原有的品质。冻制水果极易褐变，在冻制水果中常加有浸没水果为 度的低浓度糖浆，有时还另外添加柠檬酸、抗坏血酸和二氧化硫等 添加剂以延缓氧化作用。 肉制品一般在冻制前不需特殊加工处理，我国大部分冻肉都是在屠 宰清理后直接预冷，冻制而成。国外，为了适应他们烹调特点和口 味的要求，牛肉一般须先冷藏进行酶嫩化处理。不过，如果冷藏期 超过6，7天以上，这就会对冻肉制品在冷藏时的耐贮藏性发生影 响。 冻结方法 速冻与缓冻优劣对比（见下页） 贮藏情况
一、食品冻结过程的基本规律
过冷状态：温度虽已下降到冰点以下但尚未发生相变 过冷温度：降温过程中开始形成稳定性晶核时的温度或在 开始回升的最低温度 讲解水的冻结曲线图：
水分子运动减缓 内部结构趋向于形成近似结晶体 温度降低或振动 冰晶体转化放出潜能 温度回升到冰点 水分全部冻结温度下降
讲解食品的冻结曲线图：（以牛肉为例）
e、冻结食品长期冻藏时，包装材料不宜透光。 f、由于冻制食品常在容器内解冻，包装材料不应透水，以避免 解冻时漏水。 g、方便食品发展后，某些冻制食品边解冻边煮熟，为此包装 材料还需要具有耐热性。 h、食品包装必须美观、有吸引力、便于使用、成本低廉，经 久耐用，便于机械化处理。 现在常用的冻制品包装材料有木箱、木桶、金属罐、铝 箔、蜡纸、硬纸盒、玻璃纸、聚乙烯以及其他塑料等。木箱 和木桶常用于装半成品，成品常常用不透蒸汽的包装材料作 为内包装，在它的外表面再涂上塑料层以提高不透蒸汽的性 能。再装入作为外包装的纸盒内。塑料袋除采用单层聚乙烯 制成外，还可根据不同要求采用不同塑料或金属薄膜制成的 复合薄膜袋。
食品工艺学习题(分章)及答案
第一章绪论一、填空题1、食品腐败变质常常由微生物、酶的作用、物理化学因素引起。
2、食品的质量因素包括感官特性、营养质量、卫生质量和耐储藏性。
第二章食品的低温保藏一、名词解释1.冷害——在冷藏时，果蔬的品温虽然在冻结点以上，但当贮藏温度低于某一温度界限时，果蔬的正常生理机能受到障碍。
2.冷藏干耗（缩）：食品在冷藏时，由于温湿度差而发生表面水分蒸发。
3.最大冰晶生成带：指-1～-4℃的温度范围内，大部分的食品在此温度范围内约80%的水分形成冰晶。
二、填空题1.影响冻结食品储藏期和质量的主要因素有储藏温度、空气相对湿度和空气流速。
2.食品冷藏温度一般是-1～8℃，冻藏温度一般是-12～-23℃，-18℃最佳。
三、判断题1.最大冰晶生成带指-1～-4℃的温度范围。
（√）2.冷却率因素主要是用来校正由于各种食品的冷耗量不同而引起设备热负荷分布不匀的一个系数。
（×）3.在-18℃，食品中的水分全部冻结，因此食品的保存期长（×）原理：低温可抑制微生物生长和酶的活性，所以食品的保存期长。
4.相同温湿度下，氧气含量低，果蔬的呼吸强度小，因此果蔬气调保藏时，氧气含量控制的越低越好。
（×）原理：水果种类或品种不同，其对温度、相对湿度和气体成分要求不同。
如氧气过少，会产生厌氧呼吸；二氧化碳过多，会使原料中毒。
5.冷库中空气流动速度越大，库内温度越均匀，越有利于产品质量的保持。
（×）原理：空气的流速越大，食品和空气间的蒸汽压差就随之而增大，食品水分的蒸发率也就相应增大，从而可能引起食品干缩。
四、问答题1.试问食品冷冻保藏的基本原理。
答：微生物（细菌、酵母和霉菌）的生长繁殖和食品内固有酶的活动常是导致食品腐败变质的主要原因。
食品冷冻保藏就是利用低温控制微生物生长繁殖和酶的活动，以便阻止或延缓食品腐败变质。
2.影响微生物低温致死的因素有哪些？答：（1）温度的高低（2）降温速度（3）结合状态和过冷状态（4）介质（5）贮存期（6）交替冻结和解冻3.请分类列举常用的冻结方法（装置）答：分为两大类：一、缓冻方法（空气冻结法中的一种）二、速冻方法具体速冻又分为：a.吹风冻结（鼓风冻结）：主要是利用低温和空气高速流动，促使食品快速散热，以达到迅速冻结的要求。
食品工艺学概论复习重点
绪论【食品工艺学】是采用先进的加工技术和设备并根据经济合理的原则，系统地研究食品的原材料、半成品和成品的加工工艺、原理及保藏的一门应用科学。
第一章食品加工保藏原理【栅栏因子】能扰乱微生物内平衡机制的加工技术，常用的有高温处理（F）、低温冷藏（t）、酸化（pH）、低水分活度（Aw）、降低氧化还原电势（Eh）、添加防腐剂（Pres）、竞争性菌群（c·f）等。
【栅栏效应】把栅栏因子及其交互作用，形成微生物不能逾越的栅栏之效果称为栅栏效应。
1.现有保藏方法分类：（1）抑制微生物活动的保藏方法（加热、冷冻、干制、腌制、防腐剂…）（2）利用发酵原理的保藏方法（发酵、腌制…）（3）运用无菌原理的保藏方法（罐藏、冷杀菌、无菌包装…）（4）维持食品最低生命活动的保藏法（冷藏、气调…）第二章食品干制【干燥速率曲线】单位时间内干基含水量随时间变化的规律。
包括：预热阶段、恒速干燥阶段、降速干燥阶段。
【干制过程】通过降低水分活度，抑制微生物的生长发育，控制酶活性；延缓生化反应速度，可使食品获得良好的保藏效果。
基本过程：①热量传递给食品→组织内水分向外转移。
②同时存在热量传递和质量传递过程。
1、干制保藏的原理（结合P79)将食品的水分活度降低到一定程度，并维持其低水分状态长期贮藏的方法。
2、常见食品干制方法，各自优缺点？（看一下就行）1)常压对流干燥法：①通过介质传递热量和水分；②温度梯度和水分梯度方向相反；③适用范围广，设备简单易操作，能耗高。
2)接触式干燥法①物料与热表面无介质；②热量传递与水分传递方向一致；③干燥不均匀、不易控制、制品品质不高。
3)辐射干燥法a.红外干燥①干燥速度快，效率高；②吸收均一，产品质量好；③设备操作简单，但能耗较高。
b.微波干燥法①干燥速度快；②加热均匀，制品质量好；③选择性强；④容易调节和控制；⑤可减少细菌污染；⑥设备成本及生产费用高。
4)减压干燥法①产品的色香味和营养成分损失小；②能保持食品的原有形态；③产品含水量低，贮存期长；④不会导致表面硬化；⑤能耗大、成本高、干燥速率低、包装要求高。
第六章食品冷藏案例
第六章 食品冷藏
本章重点和难点
掌握冷藏的基本设计方法和计算方法
熟练应用食品冷藏方法并能够进行基本的冷量计 算和设计 了解食品加工中制冷的原理、食品冷藏的分类及 特点
第一节 制冷的基本原理与方法
• 制冷(Refrigeration)是利用一些物质在相变时产 生的冷效应而获得低温源的操作过程。 • 实现制冷所必需的装置称制冷机(Refrigerating machine)。 • 现代食品工业已普遍采用了人工制冷的方法， 这种技术是建立在热力学基础上的，是现代食 品工程中重要的基础技术之一。
3
4
1
压缩机
吸热器
图6-5 空气压缩制冷
二、一般制冷方法
• 2. 蒸汽压缩式制冷
冷凝器
膨 胀 机
压 缩 机
蒸发器
图6-６蒸气压缩式制冷循环
二、一般制冷方法
• 3. 吸收式制冷
二、一般制冷方法
• 4. 蒸气喷射式制冷
二、一般制冷方法
• 5. 低温制冷方法
1—高压压缩机 2—冷凝器 3—高压膨胀阀 4—中间冷却器 5—水冷却器 6—低压压 缩机 7—蒸发器 8—低压膨胀阀
• （1）制冷量(Cooling capacity) 是制冷系统产生的冷效应， 也称制冷能力，即在一定的操作条件下，单位时间制冷剂 从被冷冻目标物中取出的热量，以Q表示之，单位为W。 • （2）制冷系数(Refrigeration coefficient) 是指单位功耗所能 获得的冷量，也称制冷性能系数。它表示制冷循环中的制 冷量Q与该循环所需消耗的功率P之比。
• ①高温制冷剂。 • ②中温制冷剂。 • ③低温制冷剂。
四、常用制冷剂
• ①水 不宜在压缩式制冷机中使用，只适合在空调用的吸收 式和蒸汽喷射式制冷机中作制冷剂。 • ②氨 目前氨用于蒸发温度在-65℃以上的大型或中型单级、 双级活塞式制冷机中，也有应用于大容量离心式制冷机中。 • ③氟利昂 又名氟里昂 在制冷循环工作温度范围内不燃烧、 不爆炸，热稳定性好，凝固点低，对金属的润滑性好但由 于氟利昂可能破坏大气臭氧层，我国全面禁止生产和使用。 • ④碳氢化合物 这些制冷剂的优点是易于获得、价格低廉、 凝固点低、对金属不腐蚀、对大气臭氧层无破坏作用。但 它们的最大缺点是易燃、易爆。
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h t
2 Ti T
2 4
通式
t
Ti
h T
PL
RL2
P、R为形状系数,L 食品的特征尺寸/m；
大平板:厚度；长圆柱和球状:D (与冷却的不同，2倍） 大平板：P=1/2,R=1/8；长圆柱：P=1/4,R=1/16；球：P=1/6,R=1/24 相同材料和特征尺寸，冻结时间大平板是长圆柱的2倍，球的3倍
Q2 Gwmh
(c)冰冷却至冻结结束平均温度放出的热量
Q3 Gwmc B (tB t f )
(d)干物质从冰点冷却至终温放出的热量
Q4 G(1 w)cg (tB t f )
(e)未冻结水分从冰点冷却至终温放出的热量
Q5 Gw(1 m)cs (tB t f )
(f)传质引起的热负荷
Q6 168 G
第六章 食品冻结与冻藏
§ 6-1 冻结速率的表示法 § 6-2 食品的冻结过程 § 6-3 食品冻结热负荷 § 6-4 食品冻结时间 § 6-5 食品的冻藏与解冻 § 6-6 食品冻结与冻藏工艺 § 6-7 解冻
§6-1 冻结速率的表示法
一、定量法
1 热中心降温速率：
热中心：指降温过程中食品内部温度最高的点。 通过最大冰晶生成带(1C 5C)的时间：
冰点温度以下至最终平均冻结温度放出的显热 q3 ci (Ti Tf )
q=q1+q2+q3 三、焓值计算法
工程计算中，通常利用食品的焓值图表查取食品 在初温和终温时的焓值表3－7，图3－4，3－3
Q＝G（ic iz )
1. 蔬菜
含 水 量 (wt%)
比 热 容
KJ/(kg·K)
温度 /℃
－－－－－－－－－－－－－－－－－ 0 40 30 20 18 16 14 12 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
h10
T )(ED)
P
L
R
L2
1
1.65Ste
ln
Tf T 10 T
h10——食品从初始冻结温度降至－10℃时焓差值，/J/m3
P 0.5[1.026 0.5808Pk Ste(0.2296Pk 0.105)]
R 0.125[1.202 Ste(3.41Pk 0.7336)]
2）无量纲修正式（二）：形状
形状系数P、R已经绘制成图(6-3)和图(6-4)，根据 Bi和Pk数查
方形或长方形食品：
t
2
EDa
P BiSte
R Ste
当量尺寸 ED=1+W1+W2
a≥b≥c, β1＝a/c,—— W1 β2=b/c,——W2
查图
3）无量纲修正式（三）：相变温度下降
t
(Ti
10 ~ 100cm h
§6-2 食品的冻结过程
1 食品的冻结曲线
C
A-B：冷却阶段 B-C：水分结晶阶段 C-D：进一步降温
2 食品的冰点：降温时开始析出冰晶的温度。
3 结冰率：食品处于低于其冰点的某一温度时，已结冰
的水分量与食品总水分量的比值。
4 最大冰晶生成带：温度降到5C 时。80%的水已结
§6-3 食品冻结热负荷
是食品在冻结过程中放的热量，也是冻结食品所消 耗的冷量，是冻结装置制冷设备热负荷的主要构成部分，
是设计和选择冻结装置的重要依据。
一、冻结结束时的平均温度等于冻结结束后在绝热条件下，
食品各点温度达到一致时的温度。由于食品种类、品种、形状、成
分分布等不同，冻结结束时平均温度很难测得，比较简单的方法是
§6-5 食品的冻藏与解冻
将冻结的食品置于一定温度与湿度的低温冷藏 库中，在尽量保持食品质量的前提下贮藏一定的时 间。
冻藏条件主要指低温冷库的温度、相对湿度及空
气流速等参数的选择与控制。温度低,不能过低（成 本）;库温波动小
一、食品冻藏时的变化
1 冰晶的生长：
1）冰晶大小不一； 2）冻结食品内部存在三个相； 3）贮藏温度的波动
(6-18)
1
2
1.0
1.0
1.5
1.0
1.5
2.0
1.0
1.5
2.0
2.5
1.0
2.0
2.5
3.0
1.0
2.0
2.25
3.0
3.5
1.0
3.5
4.0
1.0
2.0
3.0
4.0
表6-1 食品形状系数P和R值
P
0.1667 0.1875 0.2143 0.2000 0.2308 0.2500 0.2083 0.2632 0.2778 0.2142 0.2727 0.2812 0.3000 0.2186 0.3181 0.2222 0.2857 0.3156 0.3333
冰，除去结合水后，只剩下少量水分，因此，食品冻 结时绝大部分水分是在1C 5C这一温度带中形成 的，称为最大冰晶生产带。
5 冰晶对食品质量的影响
1）冰晶对食品细胞的机械损伤作用
2）冻结引起蛋白质变性：结晶，浓溶液，盐析作用
3）对食品分子空间结构的破坏作用：肌细胞外产生大冰
晶，肌细胞内的肌原纤维被挤压，集结成束，并因冰晶生成时蛋 白质分子间失去结合水，肌原纤维蛋白质互相靠近，蛋白质的反 应基互相结合形成各种交联，因而发生凝聚。
R
0.0580 0.0902 0.0959 0.0584 0.0827 0.0982 0.0592 0.0839 0.0990 0.1020 0.0599 0.0851 0.1012 0.1051 0.0604 0.0865 0.1037 0.1101 0.1250
ED的 W值
形状系数 P
形状系数 R
4540
未冻水 /(%) — — — — — — — — 5 — — — — 11 14 20 37 10 0
3.81
焓h /KJ/kg 0 23 50 55 62 71 81 91 97 10 11 12 14 16 19 26 34 35
555136393
未冻水 /(%) — 5
8 10 12 14 16 18 19 20 23 26 31 38 49 71 10 — 0
§6-4 食品的冻结时间
一、普朗克公式（1913）：
假设：1）冻前温度均匀，且等于其初始冻
结温度；2）冻结过程中初始冻结温度不变； 3）热导率等于冻结时的热导率；4）只计算
水的相变潜热量，忽略冻结前后放出的显热 量；5）冷却介质与食品表面的对流传热系数 不变
经过t后，每侧冻结层厚度为x，在dt内推进
焓h /KJ/kg
0 21 46 51 57 64 72 81 87 94 10 11 12 13 16 21 35 36 21496871
未冻水 /(%) — — — 7 8 9 11 14 15 17 18 20 24 29 37 53 10 — 0
4.02
焓h /KJ/kg 0 18 39 43 47 51 57 64 67 70 74 79 85 93 10 12 18 39
去皮芦笋 92.6
胡萝卜
黄瓜
95.4
洋葱
85.5
菠菜
90.2
2. 水果
3.98
焓h /KJ/kg 0 19 40 45 50 55 61 69 73 77 83 90 99 10 12 15 24 38
83531
未冻水 /(%) — — — — — 5
6—7
8 10 12 15 17 20 29 58 10 0
使用过程中的二个影响因素： 1）热电偶与热中心的偏差 2）食品初温
二、定性法
以低温生物学观点划分。速冻指外界的温度降与细胞组织内的温度降保持不 定值；慢冻指外界的温度降与细胞组织内的温度降基本上保持等速。
三、生产中的冻结装置
慢冻(slow freezing)：在通风房内，对散放大体积材料的冻结。冻结速率 为 0.2cm h 快冻或深冻(quick- or deep-freezing)：在鼓风式或板式冻结装置中冻结零 售包装食品。冻结速率为 0.5 ~ 3cm h 速冻或单体快速冻结(rapid freezing or individual quick freezing, IQF)：在 流化床上对单粒小食品快冻。冻结速率为；5 ~ 10cm h 超速冻(ultra rapid freezing)：采用低温液体喷淋或浸没冻结。冻结速率为。
dx，则 dQ hAdx
dQ先通过x厚的冻结层，再在表面以对流换热
方式传给冷却介质：
dQ k (Ti T )dt
11x
k
dQ Ti T dt 1x A A
解得：
t
h
2Ti T
2 4
对直径为D的长圆柱和球状食品：
t
h
4Ti T
D
D2 4
t
h
6Ti T
D
D2 4
取表面温度与中心温度的算术平均值.
Tf
Tc Ts 2
大二平、板冻：结Tf 热 2负Tc3荷 Ts
长圆柱：Tf
Tc
Ts 2
球：Tf
2Tc
3Ts 5
1 非生机食品的冻结热负荷： 未冻 (a) 由高于冰点的初温冷却至冰点放出的热量
Q1＝Gc0 (tc tB )
冻结过程
冻 结 结 束
(b) 水结冰放出的潜热
2.0
5.0
6.0 1.0
2.0
4.5
6.0
8.0 1.0
2.0
4.0
8.0
10.0 1.0
2.0
5.0
10.0
P
0.2250 0.3215 0.3460 0.2272 0.2941 0.3570 0.2308 0.3000 0.3602 0.3750 0.2353 0.3077 0.3200 0.4000 0.2381 0.3125 0.3846 0.4167 0.5000