1、第三章 食品冷却及冻结过程中的传热计算3-1 固体食品的冷却计算一、小块食品的冷却计算根据牛顿冷却定律： （3-1） 式中：m食品的质量； CP食品的比热；h食品与冷却介质之间的表面换热系数；A食品的表面积； -食品的表面温度与冷却介质温度之差, ； 食品的体积平均温度与冷却介质温度之差, ； -食品的表面温度; -食品的体积平均温度; -冷却介质的温度.,令 , 即 , 则上式为:其通解为: 即物体内部的温度是均匀的。,由此可推导出冷却速度为： （3-2）将食品从 冷却到 所需要的时间为： （3-3） 在经过时间 后，食品的温度为： （3-4） 二、大块食品的冷却计算大块食品在冷却过程中，内
2、部存在温度梯度，热阻由外部热阻 和内部热阻 两部分组成。它们的比值为：,（3-5） 式中， 毕沃特数；S块状食品厚度的一半（S=H/2），或圆柱形和球型食 品的半径 R 。 下面介绍三种简化的数值计算公式。 1、鲁托夫（Rutov）方法。（1）厚度为2s的块状食品（双面冷却）： （3-6）,（2）半径为R的圆柱状食品： （3-7） （3）半径为R的球状食品 （3-8） 式中，冷却时间，h;导温系数，；,食品的初始温度和最终温度，； 冷却介质的温度，。上面的公式仅适合于 和 的情况。2、贝克斯特朗法 这种方法适用于扁平的，规则或不规则形状的食品，按照这种方法，（3-6）（3-8）中的 应考虑为食
3、品的平均温度，即 （3-9） （3-10）,（3-11） （3-12） （3-13） （3-14）,式中： 食品初始平均温度，； 食品冻结后的最终平均温度，； 食品表面的温度，； 食品中心的温度，； k传热系数，kcal/m2h； D板状食品的厚度，m； h放热系数，kcal/m2h； 导热系数，kcal/mh； q热流量，Kcal/h。,3-2 固体食品冻结时间的计算 基于Plank公式的近似计算公式。总的冻结时间为： (3-15)式中： 从 冷却到 所用的时间， 可按照3.1中的公式计算。 从 降到 所用的时间， 的近似计算公式为： （3-16） 式中， ； 冻结点温度。 从 到 之间的焓差，,（3-17） 其中， 总表面放热系数; 包括包装品内的空气在内的包装品热阻, m2h/kcal; B、C食品的形状系数。不规则几何形状的食品可用下式计算冻结时间。 （3-18）,对于平行六面体形状的食品，其热流是三元的，冻结时间为： （3-19） 式中， 式中，b、L分别是食品的宽度和长度，m;D与热交换方向平行的食品的厚度，m；r容重，kg/m3； A面积，m2.,
