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关于食品冷却的精确计算

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食品化学 6.2 冷却

食品化学 6.2 冷却

冷却
一、概念
预冷或冷却本质上是一种热交换过程，即让易腐食品（刚采收的或屠宰的）本身的热量（包括果蔬呼吸热或动物生化反应热在内）传递给温度低于食品的周围介质，并在尽可能短时间内（一般数小时）使食品温度降低到高于食品冻结温度的预定温度以及能及时地抑制食品内的生物化学变化和微生物的繁殖活动。

冷却是食品冷藏或冻藏前必经的阶段。

二、食品在冷却过程中的热量传递
1、食品表面失去的热量
2、食品内部热量的传递
3、食品表面热量的传递
4、食品内部温度的降低
三、食品的冷却速度与时间
1、平板状食品
2、圆柱状食品
3、球状食品
四、冷却方法
1、冷风冷却
▼是利用被风机强制流动的冷空气使被冷却食品的温度下降的一种冷却方法，它是一种使用范围较广的冷却方法。

▼使用最多的是冷却水果、蔬菜。

2、冷水冷却
▼是通过低温水把被冷却的食品冷却到指定的温度的方法。

▼可用于水果、蔬菜、家禽、水产品
对某些食品适用的冷却工艺条件见下表：
（1）浸渍式
被冷却食品直接在冷水中冷却，冷水被搅拌器不停地搅拌，以致温度均匀。

（2）散水式
在被冷却食品的上方，同喷嘴把冷却了的有压力的水呈散水状喷向食品，达到冷却的目的。

（3）降水式
被冷却的水果在传送带上移动，上部的水盘均匀地像降雨一样地降水，这种形式适用于大量处理。

3、碎冰冷却
在与食品接触过程中，冰融化成水要吸收334.53kJ/kg的相变潜热,使食品迅速冷却。

4、真空冷却
又叫减压冷却，它的原理是水分在不同的压力下有不同的沸点，只要改变压力，就可改变水分的沸腾温度。

▼其缺点是食品干耗大、能耗大。

食品的冷却

食品的冷却
固相而引起的热量变化如下：
△m kg水分蒸发时从食品中吸收的热量为：△m Lu △m kg水蒸汽凝结成霜冻时释放给冷却器的热量为： △m Lk：
则，冷却器由于水分的相变而额外多吸收的热量为：
△m Lk - △m Lu = △m（Lk-Lu）
27
1-2 食品的冷却
此时总的冷能消耗应为：
Q03=mCO(tH-tK)+ △m（Lk-Lu） △g概念：是相对干缩量，为实际蒸发水量与食品重量之比。 即：△g=△m/m 。
6
1-2 食品的冷却
（5）食品的初温和终温
食品初温越高，冷却所需时间越长；食品终温越高， 冷却所需时间越短。
（6）冷却介质的种类和性质（温度、湿度、给热系数 等）
液体（淡水、盐水等）、气体（空气）和固体（冰） 三种，它们的给热系数的大小依次是：液体气体固体。
7
1-2 食品的冷却
2. 冷却方法
（1）冷风冷却
冷却这个热交换过程是比较复杂的，是通过传导、辐射、 对流来完成的，在冷却过程中的辐射热损失及食品包装的 冷能消耗等问题在此都没有考虑，通常增大5%～10%安全 系数。
31
1-2 食品的冷却
4. 食品冷却过程所需冷却时间的计算（自学）
（1）平板状食品冷却时间的计算公式： 见P20 公式1-1-28。
式中：H—果蔬的呼吸热，KJ/kg·h（可查表得到）。
25
1-2 食品的冷却
（3）考虑到冷却过程中水分的相变
若设： Lu—蒸发潜热，（气液， 2514 KJ/kg ） Lk—凝结潜热，（气固， 2841 KJ/kg ）
△m—食品中蒸发出来的水量，也称为绝对干缩量（kg）
26
1-2 食品的冷却
此时，由于△m kg水由液相变成气相，又由气相变成

食品冷库的冷负荷计算方法

食品冷库的冷负荷计算方法

食品冷库的冷负荷计算方法随着天气的慢慢变热，冷库的使用量越来越大，一套冷库的制作最核心的问题就是冷库冷负荷的估算问题。

其次就是订购设备和安装，最后一步就是调试。

就冷库冷负荷的估算问题简单介绍如下，供大家参考：肉类冷冻加工冷负荷估算：库房冷藏间，制冰冷负荷估算小型冷库单位制冷负荷估算冻结物冷藏间每吨食品需冷却面积：250吨以下（-15，-18）0.9~1.2M2/t（光滑排管）? ?? ?? ?2.5~3.0 M2/t（翅片管）500~1000吨冷藏库-18 0.7~0.95M2/t（光滑排管）? ?? ???1.8~2.7 M2/t（翅片管）1000~3000吨单层库-18，-20 0.6~0.9M2/t（光滑排管）? ?1.8~2.7M2/t（翅片管）1500~3500吨多层库–18 0.55~0.68M2/t（光滑排管）? ? 1.5~1.8 M2/t（翅片管）4500~9000吨多层库-18 0.45~0.50M2/t（光滑排管）? ?? ?1.3~1.5 M2/t（翅片管冷库单位面积耗冷量估算值qF（W/M2）鱼类准备间、冻结间每吨单位耗冷量估算值（W/吨）常用冷凝器的传热系数K，单位面积热负荷qF值注：1．非特殊注明均以氨为工质。

2．凡水冷式的K或qF值，是指冷却水温度+32℃以下及水侧污垢热阻8.6*10-5—1.72*10-4M2*K/W的情况。

易迅制冷主要经营谷轮压缩机、布里斯托压缩机、泰康压缩机、美优乐压缩机、百福马压缩机、大金压缩机、 [url=dt/2011/0505/579.html]空调压缩机[/url]、 [url=pp/gl/2011/5.html]制冷压缩机[/url]等世界知名品牌压缩机原文来自：更多信息请登录：。

第二章 食品的冷却

第二章 食品的冷却
(2-2-1)
式中：G —— 被冷却食品的重量，kg； h1 —— 被冷却新鲜果蔬食品进入冷却间初始温度时的焓值，kJ/kg； h2 —— 被冷却新鲜果蔬食品进入冷却间内终止降温时的焓值，kJ/kg； ql —— 被冷却新鲜果蔬冷却初始温度时的呼吸热量，kg/(kg·h)； q2 —— 被冷却新鲜果蔬冷却终止温度时的呼吸热量，kg/(k阶段的肉进一步恶化达到腐败（rancidity） 肉的腐败主要是由于被一定数量的腐败细菌污染，肉的保存温度又适合于细菌的生长 繁殖而引起 腐败性败坏系由于细菌性酶的作用所致的蛋白质分解，伴有硫化氢、氨及硫醇的释 出，在冷藏新鲜肉上占优势的腐败细菌系革兰氏阴性细菌，腌制肉的败坏常由于革兰 氏阳性细菌、酵母及霉菌生长的结果 新鲜肉的陈腐通常伴有瘦肉表面的发暗，系由于肌红蛋白被氧化成为正铁肌红蛋白之 故 肉的表面败坏时常可以观察到，但有时败坏来源于肌肉组织的深层，这种深层败坏常 见于对猪牛胴体的处理不当。从刀口而进入循环系统，再转入于肌肉组织内。另一种 可能包括栖居于组织的微生物所引起的败坏
2011-9-6
死后僵直和成熟是与牲畜的品种、个性、年龄、死前死后处理、温度、分割与剔骨时 间等因素有关，它们将影响到僵直开始和持续的时间、纤维收缩程度、糖酵解的强度 和速度等等。在这些因素中温度是最重要的 屠宰后在冷却条件下，牛肉大约5~24小时达到正常的充分僵直，猪肉7~8小时，羊羔大 约10小时，肉鸡3~4小时。屠宰后如不冷却，达到充分僵直的时间要短得多 如在屠宰后最初几小时内将鲜肉进行烹饪加工，其肉味不美而且粗韧，肉汤则浑浊而 缺乏风味。相反，同样的肉在宰后于适当温度中经过相当时间后，则肉变成柔嫩多汁 而味美，肉汤透明而风味佳适，且被胃蛋白酶的可消化程度增高，此种肉就称为成熟 肉，经过程序则叫做成熟或后熟（softening and mortem） 肉的僵硬是由于组织内糖酵解酶在发挥作用，使糖原转变为葡萄糖，葡萄糖分解而生 成乳酸。在胴体充分僵硬后，由于结缔组织的松散以及组织固有酶的作用，肉逐渐变 软，保水性提高，风味变佳，这个过程称为肉的成熟。成熟的肉食用价值最高 为了保证肉的成熟，同时不受微生物的侵袭，必须在低温下完成肉的成熟过程

常高温冷库制冷量计算案例

常高温冷库制冷量计算案例

常高温冷库制冷量计算案例常高温冷库是一种用于储存和保鲜食品、药品等物品的设施，其制冷量的计算是冷库设计和运营中的重要问题之一。

下面将列举一些常高温冷库制冷量计算的案例，以帮助读者更好地理解和应用相关知识。

1. 案例一：某食品冷库的制冷量计算在某食品冷库中，储存的食品种类较多，包括肉类、蔬菜、水果等。

根据食品的种类、储存温度要求以及库房的体积和保温性能等因素，可以计算出该冷库的制冷量。

通过对每种食品的储存温度要求和储存量进行统计，结合库房的保温性能和环境温度等因素，可以得出该冷库的制冷量需求。

2. 案例二：医药冷库的制冷量计算医药冷库主要用于储存药品和疫苗等医疗用品，对温度的要求非常严格。

制冷量的计算需要考虑冷库内部的温度要求、库房的体积和保温性能、药品的储存量以及环境温度等因素。

通过对这些因素进行综合考虑和计算，可以确定医药冷库的制冷量。

3. 案例三：冷链物流中的制冷量计算冷链物流是指在整个物流过程中保持货物在适宜温度下的运输和储存。

制冷量的计算在冷链物流中非常重要，它涉及到货物的种类、储存温度要求、运输时间、运输工具的保温性能等因素。

通过对这些因素进行综合考虑和计算，可以确定冷链物流中所需的制冷量。

4. 案例四：冷库的制冷量与制冷设备的匹配在冷库设计中，制冷量的计算与制冷设备的选择和匹配密切相关。

根据冷库的体积、保温性能以及储存物品的种类和数量等因素，可以计算出冷库所需的制冷量。

然后，根据制冷设备的制冷能力和效率等参数，选择合适的制冷设备，以满足冷库的制冷需求。

5. 案例五：冷库的制冷量与环境因素的关系冷库的制冷量计算还需要考虑环境因素对制冷需求的影响。

例如，环境温度的变化、库房的保温性能以及库内外的热交换等因素都会对冷库的制冷量产生影响。

因此，在计算制冷量时，需要综合考虑这些环境因素，并进行相应的修正和调整。

6. 案例六：冷库的制冷量与节能措施的关系在冷库设计和运营中，节能是一个重要的考虑因素。

冷却量计算

冷却量计算

如何准确计算冷却量？
冷却量的计算是制冷、空调、制冰等行业必须掌握的基础知识。

下面就为大家介绍如何准确计算冷却量。

冷却量是指在一定的时间内从物体中所吸收的热量。

常用的单位
是卡（cal）或焦（J）。

根据热力学第一定律，物体所吸收的热量等
于热量的增量加上物体所做的功。

因此，准确计算冷却量需要考虑系
统中热量收支平衡的各个因素。

一般而言，计算冷却量需要确定以下几个参数：
1. 初始温度：即物体最初的温度。

2. 终止温度：即物体最终的温度。

通常情况下，终止温度较低，
但也可以有特例。

3. 质量：即物体的重量。

4. 比热容：即物体吸收单位热量所产生的温度变化量。

根据上述参数，可以使用以下公式计算冷却量：
冷却量 = 质量× 比热容×（初始温度 - 终止温度）
需要注意的是，在计算冷却量时，还需考虑系统的散热情况。

散
热不充分会造成计算误差，影响制冷、制冰等设备的使用效果。

因此，在实际应用过程中，还需根据系统的具体情况进行调整和优化。

综上所述，准确计算冷却量是制冷、空调、制冰等行业必须掌握
的基础技能。

希望本文介绍的内容能帮助大家更加准确地计算冷却量，提高系统的使用效率。

食品冻结过程中耗冷量的计算.


（三）冻结食品因温度下降而放出的热量 冻结食品因温度下降而放出的热量，即冻结食品从冻结 点温度下降到最终温度时所放出的热量： Q3=mc2（T冻-T终）
式中 Q3──冻结食品因温度下降而放出的热量（kJ) c2──冻结点以下食品的比热容（kJ/（kg· K））
T终──食品的冻结终温（K）
食品在冻结过程中的总放热量为：
点以上食品的比热容（kJ/（kg· K））;T初──食品的初温（K）;T冻──食品的冻
结点温度（K）
（二）形成冰晶体时食品的放热量
形成冰晶体时食品的放热量，即食品中的水分冻结
而释放出的相变潜热。
Q2=mwrω
式中 Q2──食品中的水分因形成冰结晶所放出的潜热（kJ)
w──食品中的水分含量（%） r──水变成冰时的潜热，335kJ/kg ω──水分冻结率（%）
Q= Q1+ Q2+ Q3
总热量的计算也可以用焓差法来表示：
Q=m（H1-H2） （kJ）
式中H1──食品初始状态的焓值（kJ/kg）
H2──食品冻结终了时的焓值（kJ/kg）
冻结过程中所ห้องสมุดไป่ตู้出的三部分热量并不相等，以
第二部分水结冰时放出的热量为最大，因为水结冰
的相变潜热为335kJ/kg，且食品中含水量一般都大
于50%，因此，Q2＞Q1 + Q3。
八、食品冻结过程中耗冷量的计算
食品在冻结过程中的耗冷量就是食品在冻结过程中所放出的热量， 由三部分组成。 （一）冻结前食品冷却时的放热量 冻结前食品冷却时的放热量，即食品从初温冷却到食品冻结点温度
时的放热量：
Q1=mc1（T初-T冻）
式中Q1──冻结前食品冷却时的放热量（kJ）;m──食品的质量（kg）;c1──冻结

速冻时间计算

2.表面的传热系数也很重要,这和风速有关,用风速仪测一下离风机出口0.5 米处风速多少并多测几个点，将测试样品放在最大风速处即可。
3.食品的含水量(即牛肉的含水量）对速冻时间也有关系，小牛肉是 759kg/m3,一般牛肉是528kg/m3，建议选用一般牛肉。
4.冷却介质的温度(即冷却空气的温度)也很重要,目前的制冷压缩机已达到 极限了(当时设计是-28℃现在达到-35℃已很不容易)但是再要降低速冻间的温度 就要更换制冷压缩机组,这样至少要花7-8万元.时间也来不及.
4 食品的含水量
w kg/m3
5 冷却介质的温度
tc ℃
6 冻结时间修正系数 m %
7 冷却时间
τ-15 h
0.04
17 1.11
759 -30
1 3.14
0.03
30 1.11
582 -35 0.76 0.67
0.02
35 1.11
582 -35 0.76 0.37ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.015
40 1.11
582 -35 0.76 0.24
5.在测试前最好把样品放到高温库冻到1-3℃再速冻就没有大问题了. 6.选用数据三速冻时间约0.37小时,符合规范要求.
有关牛肉的速冻冷却 时间计算
序号 参数名称
符号 单位 数据一 数据二 数据三 数据四 备注
1 食品的厚度或半径 δ m
2 表面的传热系数
α w/m2.k
3 食品冻结后的热导率 λ w/m.k
8 冷却时间公式τ-15=w(105+0.42tc)/10.7λ(-1-tc)*δ(δ+(5.3*λ)/α)
上海臻盈冷冻食品机械有限公司 郭家强 2011.4. 6

食品冷却及冻结过程中的传热计算

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：
Q mcp dv hA Ad
式中：m——食品的质量； CP——食品的比热；
（3-1）
h——食品与冷却介质之间的表面换热系数；A——食品的表面积；
A -----食品的表面温度与冷却介质温度之差, A ts t ； v ——食品的体积平均温度与冷却介质温度之差, v tv t ；
（1）厚度为2s的块状食品（双面冷却）：
2.4 s t i t 2.3 0.11 2 2.3s h ( s 2.4 ) lg s 1.3 2.5 h t f t 2.5 s h
（3-6）
（2）半径为R的圆柱状食品：
t i t (2.3 0.22) R 2.3R ( R 2.85 ) lg 6 h t f t 6
1 t im t ln v t fm t
（3-9）
tc t t fm t kD 1 16
（3-10）
kD tc t (t fm t )(1 ) 16
tc t t s t hD 1 4
（3-11）
（3-12）
hA v m Cp
式中，
（3-19）
2
1 D 1 1 D R [1 ( ) ] 2 2 b L 3b L 2 2 1 3 DbL D (b 1) D 3 2 P D D 8 F [b ][L ] 2 2
D——与热交换方向平行的食品的厚度，m；
式中，b、L——分别是食品的宽度和长度，m;
r——容重，kg/m3； A——面积 (t1 t )e

食品冻结时间计算公式

食品冻结时间计算公式
食品的冻结时间取决于食品的厚度、密度、含水量和冰箱冷却速度等因素。

常用的计算公式是称为Schuchardt公式，如下：冻结时间（小时）= 0.69 x 食品厚度（厘米）x 密度（克/立方厘米）/ 冰箱冷却速度（千卡/小时/厘米）
这个公式假定冰箱冷却速度是固定的，并且假定食品是等热的，也就是说，食品的温度是均匀的。

在实际应用中，这个公式的结果只能作为参考，因为食品的冻结时间还受到其他因素的影响。

为了更精确地计算食品的冻结时间，可以使用更复杂的模型，例如Falling Number模型或者Tawil模型。

这些模型能够更精确地模拟食品的冷却过程，并且能够考虑到食品的含水量、温度分布和其他因素的影响。

此外，在冻结食品时，还需要考虑食品的质量和包装方式。

食品的质量越大，冻结时间就越长。

同时，食品的包装方式也会影响冻结时间。

例如，如果食品被密封在密封的容器中，冻结时间则越长。

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食品冷却过程中的耗冷量
食品进入冷却室后,就不断向它周围的低温介质散发热量,直到它被冷却到和周围介质温度相同时为止.冷却过程中食品的散热量常称为耗冷量.
假如食品中无热源存在,周围介质的温度稳定不变,食品内各点温度也相同,则食品冷却过程中的耗冷量可按下式进行计算.
食品的显热:
QS=GCO(TI-TF)
式中:G:食品重量;
CO:食品的平均比热;
TI:冷却食品的初温;
TF:冷却食品的终温.
冻结点以上的食品的质量热容可根据它的组成成分和各成分的质量热容的总和算出.
对于低脂肪的食品,特别像水果,蔬菜一类的食品,可根据它的水分和干物质含量加以推算,一般干物质的质量热容的变化很小,为
1.046-1.674kJ/kg.K,通常可采用1.464 kJ/kg.K的平均值.
低脂肪食品的质量热容可按下式进行计算:
c0= c水ω+ c干(1-ω)=4.184ω+1.464(1-ω) 1-1-6
式中c水—水的质量热容[4.184kJ/(kg·K)]
c干—干物质的质量热容,一般可取[1.464kJ/(kg·K)]
ω—食品的含水率
食品温度高于冻结温度时,食品的质量热容一般很少会因温度变化而发生变化,但是含脂肪的食品则不同,这主要因为脂肪会因温度变化而凝固或融化,脂肪相变时有热效应,对食品的质量热容有所影响.
肉和肉制品的质量热容不仅因它的组成成分而异,还有温度有关系.前苏联的B.扎丹曾根据肉和肉制品干物质内各种化学成分及其与温度的关系,提出了它们的质量热容的计算式:
c0=[1.255+0.006276(T-273)](ω干-ω 蛋-ω
脂)+(1.464+0.006276(T-273)ω蛋+
+[1.674+0.02092 (T-273)] ω脂+4.184(1-ω干)
=4.184+0.2092ω蛋+0.4184ω脂+(0.00676ω干+0.01464ω脂
(T-273)-2.9288ω干
式中c0—肉与肉制品的质量热容[kJ/(kg·K)]
T—肉与肉制品的热力学温度(K)
ω干,ω蛋,ω脂—分别为肉与肉制品的干物质,蛋白质,脂肪的含量
温度在初温(T初)和冷却后温度(T终)间的平均质量热容可按下式进行推算:
c0=4.184+0.2092ω蛋+0.4184ω脂+(0.00313864ω干+0.00732+ω脂(T 初+T终)-2.929ω干
1-1-8
食品冷却过程中的平均耗冷量可按下式计算:
ΦZ=Q0/3.6t
式中ΦZ—食品单位时间平均耗冷量(W)
t—食品的冷却时间(h)
3.6—功率折算系数,1W=3.6kJ/h
然而屠宰后牲畜体内实际上仍进行着一系列的生化反应并散发出热量,冷却时每小时每千克肌肉组织的平均散热量为1.046KJ,肌肉组织仅占胴体的60%,因而每千克胴体的生化反应过程中的散热量为
0.6276KJ/(kg.h),禽和鱼类也一样.
考虑到动物性食品的生化反应热,总耗冷量应为
Qc=m[c0(T初–T终)+0.6276t]
式中t—食品的冷却时间(h)
由上式可以看出,生化反应热与冷却速度有关,冷却越迅速,动物胴体散发出的热量越少,所需的耗冷量也越少,这就是快速冷却的优越性之一.
水果和蔬菜采收后仍要进行呼吸,同时释放出热量,这称为呼吸热.
呼吸热随温度下降而减少.呼吸热视果蔬种类的不同而不同,有些果蔬如洋葱,马铃薯和葡萄的呼吸强度比较低.而另一些果蔬如青刀豆,甜玉米,青豆,菠菜,草莓,蘑菇等呼吸强度特别高,因而特别难以贮藏.
呼吸热的计算式如下:
Qh=m H t 1-1-11
式中Qh—果蔬呼吸时的散热量(kJ)
m—果蔬开始冷却时的质量(kg)
H—果蔬的呼吸热[kJ/(kg·K)]
t—冷却需要的时间(h)
因此,果蔬冷却时所需的耗冷量可用下式计算Q0=G[C0(T初-T终)+Hτ](千焦)。