液氮冻结食品冻结时间的计算方法及实验验证

冻结时间是评价冻结食品质量的重要指标,正确计算冻结时间是食品冻结装置优化设计及运行的关键。本文通过建立液氮速冻实验平台,测试了食品的冻结时间,介绍了现有的理论模型,选择了几种典型的计算方法应用于食品冻结,并将各模型的理论结果与实验值进行比较,分析各偏差原因,获得计算食品冻结时间最准确的方法。以有限长圆柱状食品为例,通过研究发现在整个氮气温度场中国际制冷学会模型计算结果与实验值最相近,平均偏差为8.86%,分段计算法次之,平均偏差小于15%。     

食品冻结时间的数值计算

本文对常见的平板状食品冻结时间进行了计算机模拟,建立描述食品冻结过程传热特性的偏微分方程（温度模型、焓模型）,采用有限差分法进行数值求解,并与实测值,简易公式计算值对比,结果表明,数值法计算食品冻结时间具有较高的精度,与实测值吻合得较好。     

冷冻食品与现代冻结装置

本文介绍目前国内外冷冻食品的发展动态,影响食品冻结时间主要因素的实验研究,以及现代食品冻结装置国内外的进展状况.     

普朗克食品冻结时间计算式与蓄冰时间的计算

按照普朗克食品冻结时间计算式的推导前提与思路，推导了在对流换热边界条件下，初温为0℃朱在盘管外在蓄冰球内蓄冰时蓄冰时间的计算式，并提出了计算蓄冰用水初温高于0℃时蓄冰时间的修正系数。     

水产品冻结时间的试验研究

冻结时间的确定是设计和评价冻结装置性能优劣的主要依据之一，作者综合比较多种冻结时间的计算模型，对于平板鼓风式冻结装置装置（水产品常用冻结装置）中冻品冻结时间进行了试验研究，并用焓模式数学模型编制了计算机仿真程序，经用鳕鱼为例进行仿真研究，得出了有关此类冻结装置设计，使用的一些有实用价值的结论。     

食品冻结装置的优化设计

采用尽可能快的冻结速度是保证食品冻结质量的主要办法。为了实现以空气为冷却介质的冻结装置的快速冻结，本文重点讨论两条途径：适当提高对流换热系数以增强被冻结食品的传热：增强换热器的传热，以尽可能降低冷却介质的温度。本文从优化配风系统和蒸发器这两个角度来探讨冻结装置的优化设计。还讨论了传送系统、控制系统和清洗系统设计时应注意的问题。     

食品在低温箱和连续式冻结隧道中的冻结过程的比较分析

本文通过食品在低温箱中的冻结过程和在连续冻结隧道装置中的冻结过程的实验研究结果的进行对比分析，得出食品在低温中冻结时，冻品表面温度在冻结中心温度处于—1℃～—5℃的区域时会出现温度回升的现象，而连续式冻结隧道中不存在这个现象，并从理论上对其原因进行了分析。另外，冻结曲线的结果还表明，在相同冻品和品质要求的前提下，采用连续冻结隧道比较节能。     

低温液氮冻结食品传热研究

本文采用液氮汽化后的低温氮气与食品接触进行热交换,搭建了低温液氮实验装置,研究了液氮冻结传热过程中热流量和冷却速度的变化规律。在-170~-50℃之间以-20℃为间距设置7个温区进行冻结实验,将马铃薯从初始温度18℃降至冻结点-18℃。采用拟合公式法对采集的数据进行计算,得到换热过程的平均热流量和温度分布;分析热流量变化规律及温度变化率得到最佳氮气温度。结果表明:当氮气温度为-122.87℃时,热流量增长速率达到最大值,继续降低温度,热流量增长幅度减小,此时有部分热量聚于内部,造成冷量浪费;通过对食品中心-3℃时不同界面的温度变化率计算,得到最佳氮气温度为-133.11℃,与前者仅相差6.71%。因此,-128℃左右的氮气温度为最佳温度,既可以保证食品实现快速冻结又可以提高氮气的有效利用率。     

连续快速冻结装置中食品温度的追踪测量

在连续快速冻结装置中,冻结食品温度的动态测量至今仍然是一个十分困难的问题。利用最新研制成功的《温度追踪采集装置》,可以准确、方便地完成连续快速冻结食品温度的追踪测量。这一研究成果获得了国家专利。本文详细介绍了《温度追踪采集装置》的工作原理以及利用这种仪器在国内首次测定的对虾、小包装分割肉等多种食品的动态冻结曲线,可供设计速冻装置时参考。     

冻干食品最终冻结温度和装载量的计算

本文对冻干食品的最终冻结温度和冻干食品的装载量计算进行介绍。     

速冻过程中食品冻结速度的数值计算

用计算机模拟了无限大平板状食品的一维速冻过程 ,得到了几种情况下食品的冻结速度 ;讨论了介质温度、对流换热系数和食品厚度对冻结时间的影响     

砝码磁性测量过程中几何形状修正因子的计算与影响

通过一系列实验和数据,讨论用磁化率计法测量砝码磁性时各测量分量对砝码磁化率测量结果的影响,并着重分析了砝码几何形状修正因子的测量与确定,比较不同测量方式的特点,以求减少砝码磁性测量时的误差。     

鲜食玉米冻结过程传热分析及冻结时间的研究

采用数值方法,将鲜食玉米模拟为具有同轴的双层圆柱,建立数学模型,并用改进的焓法进行求解,对鲜食玉米的冻结过程进行传热分析和冻结时间的预测。研究结果表明,该模型可以用来预测具有同轴双层圆柱特征尺寸的食品的冻结时间,最大相对误差为5．6％。冻结过程中玉米轴部分相变界面的移动速度明显小于玉米粒部分。而且鲜食玉米冻结时间随着送风速度的不同有很大的变化。     

解决冻结装置因结霜而停工的新方法

冻结装置由于结霜而造成整个生产线停工，一直是食品加工企业获取最大效益的一个障碍。应用新冻结技术，可以延长生产线的连续运转时间，以提高产量，增加利润