凍結時間的計算食品冷凍過程是一個很復雜的過程，它發(fā)生在一定的溫度范圍而非某一特定溫度，在此過程中食品的物理性質不斷發(fā)生變化，而且凍結過程還受初始條件、傳熱邊界條件、食品形狀多樣性和不規(guī)則性等的影響，因此很推對食品凍結過程進行精確的描述，也很雅找到一種通用方法對食品凍結時間進行預測。從國內外文獻來看，食品凍結時間預測的研究方法主要有三種：簡單公式法、數值模擬法和人工神經網絡法。

簡單公式法簡單公式法可分為分析計算法、理論分析法、無量綱變量法等。

分析計算法：亦稱為半經驗半理論法，它綜合實驗和理論兩種方法，對實驗數據進行擬合處理，尋求近似值或經驗關聯式對理論公式引入各種修正系數，形成計算公式。該方法是最簡單的食品凍結時間預測方法，即利用Plak公式及其修正式對凍結時間進行預測和估算。

Pank最早（1913）對無限大平板狀、圓柱狀、矩形截面的桿狀及球狀食品模型的凍結時間進行了研究，首先提出引入食品形狀系數的凍結時間計算式，但該式忽路了凍結過程中顯熱變化和漸進相變對凍結時間的影響，因此預測準確度較低。

為提高計算精度，許多學者對Plak公式進行了改進和修正。Nagaoka修正式

（1955）考慮了高于凍結點和低于凍結點階段的顯熱變化，并用凍結過程中需除去的總熱量代替潛熱；1972年，國際冷凍協會將Plank公式中的潛熱用食品結冰溫度

和凍結的終止溫度間的焓差代替：Hung和Thompson（1983）用食品初溫和終溫的焓差及加權平均溫差對Pak公式進行了修正，計算結果與實驗測定值的平均絕對誤差值為1.18%-4.66%。修正后的公式不僅提高了計算精度，還減堿少了所涉及的參數，擴大了應用范圍，但這些還遠不能滿足實際要求。通過研究高于和低于初始凍結點溫度的顯熱變化，Cleland（1979）和Earle（1984）得出了一系列回歸方程對無限大平板、無限長圓柱體、球體、直角六面柱體的幾何參數進行估算，并分析了不同終溫對凍結時間的影響。為更全面地把握食品的凍結時間，Mascher-

oni和Calvelo（1982）將凍結過程分戒預拎、結冰和深冷三個階段，分別計算每段的凍結時間；Salvadori等（1991）則綜合考慮了食品凍結終溫、尺寸、熱物性及速凍裝置運行狀況等因素的影響，并以肉、魚、土豆泥為例，推導出適合平板狀、圓柱狀和球狀食品的凍結時間計算式，誤差在5%之內：Campanone等人（2005）】

在先前研究成果的基礎上，又考忠到凍結過程中食品表面水分蒸發(fā)和冰晶升華對凍結時間的影響，提出了新的分析預測方法和公式。

對復雜形狀食品凍結時間的分析計算法有三種方法：等效傳熱因子法E，平均導熱路徑法MCP，等效球直徑法，其中對等效傳熱因子法的研究最完善。通過收集大量實驗數據，Cleland和Earle（1982）得出經驗公式計算直角六面體和有限長圓柱體的等效傳熱因子。Phm（1991）提出一些公式來計算球體以及二維、三維不規(guī)則形狀食品的E值，此前Pam（1985）引入平均導熱路徑的概念預測凍結時間。licali和Hocalar（1990）則首次利用等效球直徑概念計算不規(guī)則形狀食品的凍結時間。

食品凍結時間的分析計算方法與公式是在許多假設的條件下獲得的，與實際存在一定的差異，故計算出的結果與實測值有一定的誤差，而且一般情況下，計算公式越簡單，計算精度就越低。但是，這些計算公式簡單易掌握，且不斷被修正而不斷提高精度，尤其適合工程實際計算及形狀簡單規(guī)則的食品的凍結時間的估算。