1、冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学1食品冷冻冷藏工艺学 冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学2参考书目及资料参考书目及资料v食品冷藏学食品冷藏学v食品工艺学导论食品工艺学导论v食品冷冻工艺与设备食品冷冻工艺与设备v食品工艺学食品工艺学v中、外食品相关期刊中、外食品相关期刊v中、外相关食品网站中、外相关食品网站冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学3本章内容本章内容第一节：第一节：概述概述第二节：第二节：食品的冷藏原理食品的冷藏原理第三节：第三节：食品的冷却食品的冷却 第四节：第四节：食品的冻结食品的冻结 第五节：第五节：食品的冻藏食品的冻藏 第六节：第六节：解解 冻冻第七节：第七节：冷冻食品品质质量管理冷冻食品品质质
2、量管理第八节：第八节：HACCPHACCP在冷冻食品生产中的应用在冷冻食品生产中的应用冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学4本章的本章的重点重点和和难点难点食品冷藏的原理食品冷藏的原理食品冷却过程中的热量传递食品冷却过程中的热量传递食品冷却速度与时间食品冷却速度与时间食品冷却、冻结、冻藏时的变化食品冷却、冻结、冻藏时的变化冻结速度与结晶分布情况冻结速度与结晶分布情况冻结时间的计算冻结时间的计算冻结食品的冻结食品的T.T.T.T.T.T.概念及计算方法概念及计算方法冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学5第一节第一节 概述概述1.1.冷冻工艺学的定义和内容冷冻工艺学的定义和内容2.2.食品冷冻工艺学的发展过程食品
3、冷冻工艺学的发展过程3.3.食品冷冻工艺学的发展趋势食品冷冻工艺学的发展趋势4.4.我国冷冻食品工业的现状和发展趋势我国冷冻食品工业的现状和发展趋势冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学61.冷冻工艺学的定义和内容冷冻工艺学的定义和内容冷冻工艺学是一门使用冷冻工艺学是一门使用人工制冷技术人工制冷技术来来降低降低温度温度以以保藏食品和加工食品保藏食品和加工食品的科学的科学，即它是专门即它是专门研究如何使用低温条件来达到最佳地保藏食品和加研究如何使用低温条件来达到最佳地保藏食品和加工食品的方法工食品的方法，以使各种食品达到最大保鲜程度。以使各种食品达到最大保鲜程度。定义定义:冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学7冷
4、冻工艺学研究的内容：冷冻工艺学研究的内容：食品冷冻工艺学包括以下三个方面的内容：食品冷冻工艺学包括以下三个方面的内容：v食品冷却和冷藏的方法。食品冷却和冷藏的方法。v食品在冷却、冷藏过程中的变化。食品在冷却、冷藏过程中的变化。v解冻技术和解冻过程中食品的变化。解冻技术和解冻过程中食品的变化。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学82.2.食品冷冻工艺学的发展过程食品冷冻工艺学的发展过程(1)(1)公元前公元前10001000多年前，多年前，天然冰雪天然冰雪贮藏食品贮藏食品 (2)19(2)19世纪上半纪，由于世纪上半纪，由于新冷源新冷源冷冻机冷冻机的出现，的出现，人人工冷源开始取代天然冷源工冷源开始取代
5、天然冷源(3)19(3)19世纪来至今，世纪来至今，用冷冻机直接冻结食品和冷藏食品用冷冻机直接冻结食品和冷藏食品(4)(4)食品的冷藏如今已发展成一门科学技术了食品的冷藏如今已发展成一门科学技术了 冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学93.3.食品冷冻工艺学的发展趋势食品冷冻工艺学的发展趋势现在食品冷冻技术的发展体现在三个方面：现在食品冷冻技术的发展体现在三个方面：(1)(1)制冷装置的变化制冷装置的变化(2)(2)食品在冷藏过程中的变化的研究，越来越受到重视食品在冷藏过程中的变化的研究，越来越受到重视(3)(3)解冻方式对食品冷冻质量的影响的研究解冻方式对食品冷冻质量的影响的研究总之，食品冷冻工艺，
6、目前正处在一个围绕提高食品总之，食品冷冻工艺，目前正处在一个围绕提高食品质量和提高效率为中心的迅速发展中。质量和提高效率为中心的迅速发展中。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学104 4、我国冷冻食品工业的现状和发展趋势、我国冷冻食品工业的现状和发展趋势 世界权威咨询机构世界权威咨询机构Access AsiaAccess Asia曾出版了一份有曾出版了一份有关关中国冷冻食品市场的报告中国冷冻食品市场的报告。报告分析了。报告分析了1996199620022002年中国冷冻食品市场的发展状况，并对年中国冷冻食品市场的发展状况，并对截至截至20072007年的市场趋势进行了预测。年的市场趋势进行了预测。冷藏
7、冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学11报告显示报告显示:20022002年中国销售的冷冻食品总价值达年中国销售的冷冻食品总价值达401401亿元人民亿元人民币（约合币（约合4848亿美元），比亿美元），比19961996年增长了年增长了9090。中国冷冻食品市场上所占份额最大，发展最迅速中国冷冻食品市场上所占份额最大，发展最迅速的一个类别当属预制食品，其次为冷冻蔬菜，再的一个类别当属预制食品，其次为冷冻蔬菜，再次为冷冻红肉、禽肉和鱼类。次为冷冻红肉、禽肉和鱼类。报告预测报告预测:到到20072007年，中国市场冷冻食品销售总年，中国市场冷冻食品销售总额将达到额将达到554554亿元人民币，比亿元人民币，
8、比20022002年增长年增长3838。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学124 4、我国冷冻食品工业的现状和发展趋势、我国冷冻食品工业的现状和发展趋势（1 1）中国冷冻食品工业的现状中国冷冻食品工业的现状（2 2）中国冷冻食品工业迅速发展的主要原因中国冷冻食品工业迅速发展的主要原因 （3 3）中国冷冻食品工业发展过程中存在的主要问题中国冷冻食品工业发展过程中存在的主要问题（4 4）中国冷冻食品工业的发展趋势中国冷冻食品工业的发展趋势冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学13（1 1）中国冷冻食品工业的现状中国冷冻食品工业的现状 中国冷冻食品的起步较晚。中国冷冻食品的起步较晚。国内冷冻食品发展较快的有沪、京、
9、津等大城国内冷冻食品发展较快的有沪、京、津等大城市和沿海开放城市。市和沿海开放城市。近年来近年来，国内冷冻食品中发展较快的产品是速国内冷冻食品中发展较快的产品是速冻蔬菜和冷冻调理食品。冻蔬菜和冷冻调理食品。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学14（2 2）中国冷冻食品工业迅速发展的主要原因）中国冷冻食品工业迅速发展的主要原因 国内经济持续高速发展国内经济持续高速发展 国民收入大幅度增加国民收入大幅度增加 国内冷藏链的建立和微波炉的普及国内冷藏链的建立和微波炉的普及 餐饮业采用速冻调理食品餐饮业采用速冻调理食品 国际市场对冷冻食品的需求量日益增长国际市场对冷冻食品的需求量日益增长 冷冻食品的优越性冷冻食
10、品的优越性冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学15（3 3）中国冷冻食品工业发展过程中）中国冷冻食品工业发展过程中存在的主要问题存在的主要问题宏观调控乏力宏观调控乏力，管理混乱管理混乱企业规模偏小企业规模偏小，经济效益不高经济效益不高生产手段落后生产手段落后，产品质量参差不齐产品质量参差不齐科技投入不足科技投入不足，新产品开发跟不上市场需新产品开发跟不上市场需求求冷链还有待于进一步建立和完善冷链还有待于进一步建立和完善冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学16（4 4）中国冷冻食品工业的发展趋势）中国冷冻食品工业的发展趋势 美国是世界上冷冻食品最发达的国家美国是世界上冷冻食品最发达的国家，1997 1997 年
11、美年美国冷冻食品的产值达国冷冻食品的产值达655.5 655.5 亿美无，产量达亿美无，产量达17001700万万吨吨,年人均占有量年人均占有量65 kg65 kg。1995 1995 年欧共体年欧共体13 13 国的冷冻食品总产量逾国的冷冻食品总产量逾1000 1000 万吨万吨,年人均消费量达年人均消费量达25kg25kg。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学17 日本是亚洲冷冻食品最发达的国家，日本是亚洲冷冻食品最发达的国家，1996 1996 年年人年年人均消费量达均消费量达16.7 kg16.7 kg。从从20 20 世纪世纪90 90 年代后年代后,国内冷冻食品已有了持续高速国内冷冻食品已
12、有了持续高速的发展的发展,但与发达国家相比，国内冷冻食品的年人但与发达国家相比，国内冷冻食品的年人均占有量仍较低。均占有量仍较低。随着国民可自由支配收入的继续增加随着国民可自由支配收入的继续增加，国内冷冻国内冷冻食品工业将继续向前发展。食品工业将继续向前发展。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学18（4 4）中国冷冻食品工业的发展趋势）中国冷冻食品工业的发展趋势 国家将加强宏观调控和监督国家将加强宏观调控和监督 优胜劣汰优胜劣汰，涌现公认的名牌涌现公认的名牌 产学研相结合产学研相结合，开发新产品开发新产品 高新技术在冷冻食品工业中的应用高新技术在冷冻食品工业中的应用 改进冷冻食品的包装改进冷冻食品的包
13、装，减少白色污染减少白色污染 冷冻食品加工设备和速冻装置的国产化冷冻食品加工设备和速冻装置的国产化 进一步加强冷链的建设进一步加强冷链的建设冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学19思考题：思考题：食品冷冻工艺学研究的内容食品冷冻工艺学研究的内容 食品冷冻技术的发展体现在那几个方面食品冷冻技术的发展体现在那几个方面 了解我国食品冷冻工业的现状和发展趋势了解我国食品冷冻工业的现状和发展趋势冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学20第二节第二节 食品的原料特性食品的原料特性及冷藏加工原理及冷藏加工原理冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学21本节内容本节内容v食品的化学成分食品的化学成分v食品的变质食品的变质v食品冷藏的原理食
14、品冷藏的原理冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学22本节的重点与难点本节的重点与难点引起食品变质的原因引起食品变质的原因食品冷藏的原理食品冷藏的原理冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学23一一、食品的化学成分食品的化学成分1.蛋白质：分子结构；基本性质分子结构；基本性质2.糖类：组成；分类：单糖、二糖、多糖组成；分类：单糖、二糖、多糖3.脂类：高级脂肪酸等油脂和类脂（磷脂、固醇）高级脂肪酸等油脂和类脂（磷脂、固醇）4.维生素：脂溶性：脂溶性：VitVit.A.A、D D、E E、K K 水溶性：水溶性：VitVit.B.B、C C冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学245.5.酶：酶：酶促反应是食品腐败变质的重要原因
15、之一。酶促反应是食品腐败变质的重要原因之一。影响酶作用因素：影响酶作用因素：酶浓度酶浓度:底物浓度底物浓度:温度温度:pH:pH:金属离子等金属离子等6.6.矿物质矿物质冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学257.7.水：水：食品中水分含量的质量百分数不能直接反映食品中水分含量的质量百分数不能直接反映食品贮藏的安全条件。食品贮藏的安全条件。只有只有水分活度水分活度才才能直接反能直接反映食品的贮藏条件。映食品的贮藏条件。食品中的水用水分活度食品中的水用水分活度AA表示：表示：A=P/PA=P/P0 0 P P：食品中呈溶液状态的水的蒸汽压。：食品中呈溶液状态的水的蒸汽压。P P0 0：纯水的蒸汽压。：纯
16、水的蒸汽压。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学26二二 食品的变质食品的变质（一）概念：（一）概念：新鲜食品在常温下新鲜食品在常温下(20)(20)存放，由于随着在存放，由于随着在食品表面的食品表面的微生物作用微生物作用和和食品内所含酶食品内所含酶以及以及某某些非酶原因些非酶原因的作用，使食品的色、香、味和营的作用，使食品的色、香、味和营养价值降低，直至食品腐败或变质，以致完全养价值降低，直至食品腐败或变质，以致完全不能食用，这种变化即是食品的变质。不能食用，这种变化即是食品的变质。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学27(二）影响食品变质的原因：二）影响食品变质的原因：1.由微生物作用引起的变质：由微生物
17、作用引起的变质：在食品变质的原因中，在食品变质的原因中，微生物微生物往往是最主要往往是最主要的原因。的原因。引起食品腐败或变质的微生物有细菌、酵母引起食品腐败或变质的微生物有细菌、酵母和霉菌。和霉菌。其中其中以以细菌细菌引起的变质最为显著。引起的变质最为显著。微生物对食品的破坏作用与食品的种类、成微生物对食品的破坏作用与食品的种类、成分及贮藏环境有关。分及贮藏环境有关。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学28影响微生物生长繁殖的因素影响微生物生长繁殖的因素(1)(1)水分：水分：人们通常采取人们通常采取降低食品的水分降低食品的水分或或降低环境湿度降低环境湿度达达到抑制或杀死微生物而保藏食品。到抑制或杀
18、死微生物而保藏食品。(2)(2)温度：温度：(3)(3)营养物：营养物：(4)pH(4)pH值：值：(5)(5)放射线和化学药品等，有杀菌或抑菌作用放射线和化学药品等，有杀菌或抑菌作用冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学29温度对微生物生长繁殖的影响温度对微生物生长繁殖的影响各种微生物都各种微生物都只能在只能在一定温度范围一定温度范围生长生长一般情况下，一般情况下，低温只是阻止微生物繁殖，不能杀低温只是阻止微生物繁殖，不能杀死微生物死微生物。一般来说，细菌对低温的耐力较差。一般来说，细菌对低温的耐力较差。冻结食品对微生物的低温致死作用，主要是由于冻结食品对微生物的低温致死作用，主要是由于生化过程不正常
19、所引起的；同时在低温下，细胞生化过程不正常所引起的；同时在低温下，细胞中的类脂物变硬，减弱原生质的渗透作用；此外，中的类脂物变硬，减弱原生质的渗透作用；此外，降温使细胞的原生质凝固；再者由于低温，水结降温使细胞的原生质凝固；再者由于低温，水结成冰，所生成的冰晶对细胞有致命的影响。成冰，所生成的冰晶对细胞有致命的影响。因此用低温来保藏食品，必须维持足够的低温，因此用低温来保藏食品，必须维持足够的低温，以抑制微生物作用，使它失去分解食品的能力，以抑制微生物作用，使它失去分解食品的能力，达到低温贮藏的目达到低温贮藏的目的。的。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学302.2.由酶的作用引起的变质由酶的作用引起
20、的变质v无论是动物性食品或植物性食品，其本身都含有无论是动物性食品或植物性食品，其本身都含有酶。各种生化反应，均需在酶的参与下进行。酶。各种生化反应，均需在酶的参与下进行。v酶反应的速度随食品的性质而不同酶反应的速度随食品的性质而不同v酶的作用具有专一性酶的作用具有专一性v酶的活性与温度有关酶的活性与温度有关v低温贮藏低温贮藏的温度的温度要根据酶的品种和食品种类而定要根据酶的品种和食品种类而定v一般要一般要 求在求在-20-20低温下贮藏，含有不饱和脂肪酸低温下贮藏，含有不饱和脂肪酸的多脂类食品则要在的多脂类食品则要在-25 -25 -30-30 低温中贮藏，低温中贮藏，达到抑酶和防止氧化。达
21、到抑酶和防止氧化。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学313.3.由非酶引起的变质由非酶引起的变质 引起食品变质的化学反应大多由于酶的引起食品变质的化学反应大多由于酶的作用，但也有一些不与酶直接有关。如作用，但也有一些不与酶直接有关。如：v 油脂的酸败，是由于油脂氧化引起的油脂的酸败，是由于油脂氧化引起的v V VC C的氧化脱氢的氧化脱氢v 番茄色素和胡萝卜素双键的氧化等番茄色素和胡萝卜素双键的氧化等冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学32无论是何种原因（无论是何种原因（微生物、酶、非酶微生物、酶、非酶）引起的变质，在低温的环境下，可以延缓，引起的变质，在低温的环境下，可以延缓，减弱它们。减弱它们。但低温不
22、能完全抑制它们的作用，即使但低温不能完全抑制它们的作用，即使在冻结点以下的低温。在冻结点以下的低温。食品进行长期贮藏，其质量仍有所下降。食品进行长期贮藏，其质量仍有所下降。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学33三：食品的冷藏原理三：食品的冷藏原理 防止食品的腐败，对防止食品的腐败，对动物性食品动物性食品来说，主来说，主要是降低温度抑制微生物的活动和生化反应；要是降低温度抑制微生物的活动和生化反应；对对植物性食品植物性食品来说，主要是保持恰当的低来说，主要是保持恰当的低温（因品种的不同而异），使植物体不致产生温（因品种的不同而异），使植物体不致产生冻害又控制其呼吸作用。冻害又控制其呼吸作用。从而达到保
23、持好食品从而达到保持好食品质量的效果。质量的效果。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学34思考题：思考题：食品变质食品变质影响食品变质的原因影响食品变质的原因如何防止食品的变质如何防止食品的变质 能直接反映食品的贮藏条件的食品中的水分用什么表能直接反映食品的贮藏条件的食品中的水分用什么表示？示？冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学35第三节第三节 食品的冷却食品的冷却冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学36本节内容本节内容食品冷却的目的及冷却、冻结的温度范围食品冷却的目的及冷却、冻结的温度范围食品在冷却过程中的热量传递食品在冷却过程中的热量传递食品冷却的速度与时间食品冷却的速度与时间食品冷却时变化食品冷却时变化冷藏冷
24、冻工艺学冷藏冷冻工艺学37本节重点与难点本节重点与难点 食品冷却过程中的热量传递食品冷却过程中的热量传递 食品冷却的速度与时间食品冷却的速度与时间 食品冷却时的变化食品冷却时的变化冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学38一一、食品冷却的目的及冷却冻结的温度范围食品冷却的目的及冷却冻结的温度范围（一）冷却的定义一）冷却的定义 冷却是将食品的冷却是将食品的品温降低到接近食品的冰品温降低到接近食品的冰点点，但，但不冻结不冻结的一种冷加工的方法，是延长食的一种冷加工的方法，是延长食品保藏期的一种广泛采用的方法。有些冻结食品保藏期的一种广泛采用的方法。有些冻结食品在冻前也要进行冷却。品在冻前也要进行冷却。（二）
25、（二）食品冷却的作用（目的）食品冷却的作用（目的）（三）（三）食品冷却和冻结的温度范围食品冷却和冻结的温度范围冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学39（二）（二）食品冷却的作用（目的）食品冷却的作用（目的）1.对动物性食品（鱼类、肉类）有利于对动物性食品（鱼类、肉类）有利于抑制分解蛋抑制分解蛋白质的酶白质的酶的作用，有利于的作用，有利于抑制细菌的生长繁殖抑制细菌的生长繁殖，快冷甚至能使部分细菌骤冷休克死亡。快冷甚至能使部分细菌骤冷休克死亡。2.2.肉类的冷藏，使肉在低温下成熟，使肉的色泽、肉类的冷藏，使肉在低温下成熟，使肉的色泽、风味、柔软度变好，提高肉类的商品价值，牛肉风味、柔软度变好，提高肉类的商
26、品价值，牛肉尤其如此。尤其如此。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学403.3.冷却肉与冻结肉相比，由于不存在冰晶的物理变冷却肉与冻结肉相比，由于不存在冰晶的物理变化，有利于防止冻结肉冰晶物理变化中造成的肉化，有利于防止冻结肉冰晶物理变化中造成的肉质变化，蛋白质变性。质变化，蛋白质变性。4.4.有利于排除植物性食品的呼吸热和田间热，延长有利于排除植物性食品的呼吸热和田间热，延长植物性食品的贮藏期，但要防止冻害（温度过低）植物性食品的贮藏期，但要防止冻害（温度过低）影响植物性食品的生理机能。影响植物性食品的生理机能。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学41（三）食品冷却和冻结的温度范围（三）食品冷却和冻结的温度
27、范围名称名称冷却食品冷却食品冻结食品冻结食品半冻结食品半冻结食品冷凉食品冷凉食品冷凉食品冷凉食品品温范品温范围围0 01515121230302 23 31 11 15 55 5备注备注冷却但冷却但未冻结未冻结冻结冻结坚硬坚硬稍微稍微冻结冻结欧美欧美适用适用日本日本适用适用 食品冷却的温度范围食品冷却的温度范围上限是上限是1515，下限是，下限是0 044。在此温度在此温度范围，范围，T.T.T.T.T.T.概念只适用于鱼肉或肉类，但不适用于植物性概念只适用于鱼肉或肉类，但不适用于植物性食品。食品。故冷却食品要根据种类、性质、贮藏期的不同，选择故冷却食品要根据种类、性质、贮藏期的不同，选择各自
28、合适的贮藏温度。各自合适的贮藏温度。冻结食品的品温在冻结食品的品温在1212以下是普通冻结，在以下是普通冻结，在1818以下以下是深温冻结，是深温冻结，冻结食品一般符合冻结食品一般符合T.T.T.T.T.T.概念。概念。目前冻结食品目前冻结食品的品温有下降的趋势，如多脂肪鱼类冻结温度为的品温有下降的趋势，如多脂肪鱼类冻结温度为30 30。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学42二、食品在冷却过程中的热量传递二、食品在冷却过程中的热量传递（一）（一）食品表面失去的热量食品表面失去的热量（二）（二）食品内部的热量传递食品内部的热量传递（三）（三）食品表面热量传递食品表面热量传递（四）（四）食品内部温度降低
29、食品内部温度降低冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学43（一）食品表面失去的热量（一）食品表面失去的热量 食品表面失去的热量是通过食品表面失去的热量是通过食品表面与冷却介质食品表面与冷却介质之间的之间的对流换热传递的。对流换热传递的。单位时间内从食品表面传递给冷却介质的热量单位时间内从食品表面传递给冷却介质的热量QtQt（kcal/hkcal/h）可用下式表示：）可用下式表示：Q Qt t=F(=F(tr-ts)(1)(1)式中：式中：对流放热系数（：对流放热系数（kcal/mkcal/m2 2hh）F F：食品冷却的表面积（：食品冷却的表面积（m m2 2）tr：食品表面的温度（：食品表面的温度（）
30、ts：冷却介质的温度（：冷却介质的温度（）对流放热系数对流放热系数的值是随流体的种类而不同，一般的值是随流体的种类而不同，一般是液体比气体大得多；流速越大，则是液体比气体大得多；流速越大，则值也显著增大。值也显著增大。见下表见下表 冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学44流体性质对流体性质对的影响的影响介质的种类和状态介质的种类和状态 静止静止气体气体 流动流动 静止静止液体液体 流动流动(kcal/m2h)42010500 703002001000 冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学45（二）食品内部的热量传递（二）食品内部的热量传递 QcFt1-t2 l式中：式中：导热系数（：导热系数（kcal/mkc
31、al/m2 2hh）F F：热传导面积（：热传导面积（m m2 2）t t1 1、t t2 2：两个面各自的温度（：两个面各自的温度（）l：两个面之间的距离：两个面之间的距离 食品内部的热量传递是以食品内部的热量传递是以热传导热传导方式方式进行。食品内部有两个不同的温度面，各进行。食品内部有两个不同的温度面，各自为自为t t1 1和和t t2 2，热量从温度高的一面向低的一，热量从温度高的一面向低的一面传递。单位时间内以热传导方式传递的面传递。单位时间内以热传导方式传递的热量热量Q QC C（kcal/hkcal/h）用下式表示：）用下式表示：t1-t2lF冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学46式中
32、式中 =tg=tg 用温度梯度来用温度梯度来表示。表示。ltt21一般食品内部温度分布可用曲线一般食品内部温度分布可用曲线ApBApB来表示。断面来表示。断面P P的温度梯度是通的温度梯度是通过过p p点作曲线点作曲线ApBApB的切线来表示，其的切线来表示，其值值tg tg=()=()P P。在断面。在断面P P处，从温度高处，从温度高的一方向温度低的一方传导的热量的一方向温度低的一方传导的热量可用下式表示：可用下式表示：Q QC C=F()F()P P=F tgF tg （3 3）xtxtBpPAx xtptgt冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学47值的影响因素值的影响因素其中其中（导热系数）（
33、导热系数）值随食品种类不同而不同，值随食品种类不同而不同，主要与食品中的主要与食品中的含水量和含脂肪量含水量和含脂肪量有关。有关。另另冻结状态冻结状态 值比值比未冻结状态未冻结状态 值显著增加。值显著增加。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学48（三）食品表面热量传递（三）食品表面热量传递 在冷却过程中，食品表面以在冷却过程中，食品表面以对流换热方式对流换热方式传递给传递给冷却介质的热量冷却介质的热量Q Q t t，就是从食品内部通过热传导方式传，就是从食品内部通过热传导方式传递给表面的热量递给表面的热量Q QC C，故（故（1 1）式与（）式与（3 3）式相等，即：）式相等，即：F(tstr)=F
34、tg tg=(tstr)（4）冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学49（四）食品内部温度降低四）食品内部温度降低 如左图所示是食品内部一如左图所示是食品内部一个传热面积为个传热面积为F(mF(m2 2),),厚度为厚度为x x(m)(m)的长方体，其温度分布曲的长方体，其温度分布曲线为线为MNMN。A A面的温度梯度为面的温度梯度为tg tg A A，B B面的温度梯度为面的温度梯度为tg tg B B，热量从长方体的右边通过热量从长方体的右边通过A A面面传入传入,B,B面传出。面传出。A A面进入的热面进入的热量量Q QA A=F tgF tg A A，B B面传出热量面传出热量Q QB B=F
35、tgF tg B B。从温度分布曲。从温度分布曲线可看出线可看出tg tg B B tg tg A A。即传出。即传出长方体的热量大于传入长方长方体的热量大于传入长方体的热量，其差为：体的热量，其差为：Q=QQ=QB B-Q QA A=F(tgF(tg B B-tg-tg A A)（5 5）tABNMABBAQ QA Q QBBABASBAA冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学50长方体因失去热量而温度降低。其温度降低用平均温长方体因失去热量而温度降低。其温度降低用平均温度度 的下降速度来表示。的下降速度来表示。一个重量为一个重量为W W kgkg食品，比热为食品，比热为C C kcal/kgkcal
36、/kg。平均温平均温 度度从从 降低到降低到 。食品失去热量为：。食品失去热量为：CWCW（）kcalkcal。在上图中，长方体的体积为在上图中，长方体的体积为F FX mX m3 3，比重，比重r kg/mr kg/m3 3，长，长方体从方体从 降低到降低到 失去的热量为：失去的热量为：C Cr rF FX X（）。）。长方体从单位时间内失去的热量可用下式表示：长方体从单位时间内失去的热量可用下式表示：t1t1t2t2t1t2t1t2t1t2tzQ=CQ=Cr rF FX X （6 6）Z Z：t t1 1降到降到t t2 2所用时间所用时间。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学51长方体所传出的热
37、量即长方体单位时间内失长方体所传出的热量即长方体单位时间内失去的热量即式（去的热量即式（5 5）与式（）与式（6 6）相等，即：）相等，即：1t2tZ1t2tZcrC Cr rF FX X长方体平均温度下降的速度可用下式表示长方体平均温度下降的速度可用下式表示:=F(tgF(tg B B tg tg A A)tgB tgB tg tgAAX冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学52三、食品冷却速度与时间三、食品冷却速度与时间 食品的冷却速度就是食品温度下降速度，用食品的冷却速度就是食品温度下降速度，用 表示。表示。整个食品的冷却速度只能用平均温度整个食品的冷却速度只能用平均温度 的下降速度来表示。的下降
38、速度来表示。上图中长方体的冷却速度上图中长方体的冷却速度v v由下式表示：由下式表示：zttvzttg tg B B-tg-tg A AxC r=tg tg B B-tg-tg A Axk 食品内部温度的分布是向上方凸的曲线，离表面越近，温食品内部温度的分布是向上方凸的曲线，离表面越近，温度梯度越大。因此冷却速度越快，相应中心冷却速度较慢。度梯度越大。因此冷却速度越快，相应中心冷却速度较慢。C r式中式中k=k=称为导温系数。称为导温系数。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学53（一一）平板状食品的冷却速度与时间平板状食品的冷却速度与时间 平板内通过热传导向表面传递的热量为平板内通过热传导向表面传递的
39、热量为Q QC C 平板状食品冷却情况平板状食品冷却情况QC=F tgs=mF a)(2sctt Q QC C也等于食品表面通过对流换热向冷也等于食品表面通过对流换热向冷却介质传递的热量却介质传递的热量Q Qt t，即：，即：则则 m=a)()(scrsttttrarscSSCMmF a)(2sctt=F(tstr)冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学54a a平板状食品的厚度（平板状食品的厚度（m m）t t0 0平板状食品的初温（平板状食品的初温（）t tr r冷却介质的温度（冷却介质的温度（）Z Z冷却时间（冷却时间（h h）k k导温系数导温系数 常数，由常数，由 的值决定。的值决定。)(ka
40、kttvr)(022auezuk22（8）计算平板状食品冷却速度的近似公式：计算平板状食品冷却速度的近似公式：冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学55与与 的关系理论上推算得到的关系理论上推算得到值非常小时值非常小时 2 2 aaa2a值非常大值非常大冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学56在一般情况下数值很小，所以在一般情况下数值很小，所以zuk22azuk22e1故，平板状食品冷却速度计算公式可以简化为下式：故，平板状食品冷却速度计算公式可以简化为下式：22a0ukttvr（9）冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学57 当当 值非常小时，冷却速度值非常小时，冷却速度 与放热系数与放热系数 成正比，成正比，与厚度与
41、厚度a a成反比。此时，成反比。此时，增大冷却介质的流速，提高对流增大冷却介质的流速，提高对流放热系数放热系数 值，可减少冷却时间。值，可减少冷却时间。当当 值非常大时，冷却速度值非常大时，冷却速度 仅与厚度仅与厚度a a2 2成反比，成反比，与对流放热系数与对流放热系数 无关。此时，无关。此时，减小食品厚度，冷却时间减小食品厚度，冷却时间可显著缩短。但增大可显著缩短。但增大，冷却时间几乎不变。，冷却时间几乎不变。aavv冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学58平板状食品冷却时间的计算公式（9）（9）22alg3.20ukttttzrr平板状食品冷却时间计算公式平板状食品冷却时间计算公式 可变为（可变
42、为（1010）：）：rtcrztt-t)lg3.5a(a65.4r0（10）平板状食品平板状食品 2 2可近似表示为：可近似表示为：5.3aa7.102u冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学59（二二）园柱状食品的冷却时间计算公式园柱状食品的冷却时间计算公式园柱状食品的半径半径园柱状食品的半径半径r=ar=a，其中其中u u可由下式表示：可由下式表示：22alg3.20ukttttzrr0.3aa3.62u园柱状食品冷却时间又可由（园柱状食品冷却时间又可由（1111）式计算式计算 rtcrztt-t)lg0.3a(a73.2r0（11）冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学60（三）球状食品的冷却时间（三）球状
43、食品的冷却时间 半径为半径为R R的球状食品的冷却的球状食品的冷却时间计算公式与平板状食品的时间计算公式与平板状食品的相同，但相同，但u u的表示方式见右式：的表示方式见右式：7.3aa3.112urtcrztt-t)lg7.3a(a90.4r0（12）因此，因此，球状食品的冷却时间计算球状食品的冷却时间计算公式可由（公式可由（1212）式表示：）式表示：冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学61四、食品冷却时变化四、食品冷却时变化（一）水分蒸发：（一）水分蒸发：（二）冷害：（二）冷害：（三）移臭（串味）：（三）移臭（串味）：（四）生理作用：（四）生理作用：（五）成熟作用：（五）成熟作用：（六）脂类变化
44、：（六）脂类变化：（七）淀粉老化：（七）淀粉老化：（八）微生物的增殖：（八）微生物的增殖：（九）寒冷收缩：（九）寒冷收缩：冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学62（一）水分蒸发：（一）水分蒸发：食品在冷却过程中，表面水分蒸发，引起食品在冷却过程中，表面水分蒸发，引起食品干食品干耗和色降耗和色降等变化。等变化。根据食品水分蒸发特点，控制适宜的根据食品水分蒸发特点，控制适宜的湿度、风湿度、风速和低温条件速和低温条件，以减少水分蒸发。，以减少水分蒸发。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学63（二）冷害：（二）冷害：当冷藏温度低于某一温度界限时，果蔬正常生当冷藏温度低于某一温度界限时，果蔬正常生理机能受到障碍，失去平
45、衡，称为冷害。理机能受到障碍，失去平衡，称为冷害。最明显症最明显症状是表皮出现软化斑点和心部变色。状是表皮出现软化斑点和心部变色。另有一些水果、蔬菜，在外观上看不出冷害的另有一些水果、蔬菜，在外观上看不出冷害的症状，但冷藏后再放到常温中，则丧失正常的促进症状，但冷藏后再放到常温中，则丧失正常的促进成熟作用的能力，这也是冷害的一种。成熟作用的能力，这也是冷害的一种。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学64（三）移臭（串味）（三）移臭（串味）具有强烈香或臭味的食品冷藏在一起发生串味，具有强烈香或臭味的食品冷藏在一起发生串味，使食品原有风味发生变化。使食品原有风味发生变化。另外，冷库中还有一种特殊的臭味，俗
46、称冷库另外，冷库中还有一种特殊的臭味，俗称冷库臭，也会移给食品。臭，也会移给食品。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学65（四）生理作用：（四）生理作用：在冷藏过程中，果、蔬的呼吸作用，后熟作用仍在冷藏过程中，果、蔬的呼吸作用，后熟作用仍然继续。然继续。鸡蛋在冷藏过程中，其蛋白质趋于碱性化。鸡蛋在冷藏过程中，其蛋白质趋于碱性化。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学66（五）成熟作用：（五）成熟作用：肉类在冷藏过程中，缓慢进行成熟作用，使肉肉类在冷藏过程中，缓慢进行成熟作用，使肉变得柔嫩，并具有特殊的鲜香风味，且持水性有所变得柔嫩，并具有特殊的鲜香风味，且持水性有所回复，达到最佳的食用状态。回复，达到最佳的食用
47、状态。但不能进行得过度，否则引起肉类品质下降。但不能进行得过度，否则引起肉类品质下降。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学67（六）脂类变化：（六）脂类变化：冷却过程中，食品中所含有的油脂会发生水解，冷却过程中，食品中所含有的油脂会发生水解，脂肪酸的氧化、聚合等，同时使食品风味变差，味脂肪酸的氧化、聚合等，同时使食品风味变差，味道恶化，出现变色、酸败、发粘等。道恶化，出现变色、酸败、发粘等。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学68（七）淀粉老化：（七）淀粉老化：淀粉老化是指食品中以淀粉老化是指食品中以-淀粉形式存在的淀粉在淀粉形式存在的淀粉在接近接近0 0低温范围中，低温范围中，-淀粉分子自动排列成序，形淀粉
48、分子自动排列成序，形成致密高度晶化的不溶性淀粉分子，迅速出现淀粉成致密高度晶化的不溶性淀粉分子，迅速出现淀粉 化的现象。化的现象。淀粉老化的最适温度是淀粉老化的最适温度是2 24 4。当贮藏的温度高。当贮藏的温度高于于60 60 或低于或低于2020，均不会发生淀粉的老化现象。，均不会发生淀粉的老化现象。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学69（八）微生物的增殖：（八）微生物的增殖：食品在冷却过程中，微生物特别是低温细菌其繁食品在冷却过程中，微生物特别是低温细菌其繁殖和分解作用没有被充分抑制，只是速度变化慢，殖和分解作用没有被充分抑制，只是速度变化慢，长时间冷藏会使食品发生腐败。长时间冷藏会使食品发生
49、腐败。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学70（九）寒冷收缩：（九）寒冷收缩：宰后的牛肉在短时间内快速冷却，肌肉会发生显宰后的牛肉在短时间内快速冷却，肌肉会发生显著收缩，以后即使经过成熟过程，肉质也不会十分著收缩，以后即使经过成熟过程，肉质也不会十分软化。这种现象叫寒软化。这种现象叫寒冷收缩。冷收缩。冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学71五、食品冷却的方法五、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。冰冷却、真空冷却等。冷却方法冷却方法肉肉禽禽蛋蛋鱼鱼水果水果蔬菜蔬菜烹调食品烹调食品冷风冷却冷风冷却冷水冷却冷水冷却碎冰冷却碎冰
50、冷却真空冷却真空冷却冷却方法与适用范围冷却方法与适用范围冷藏冷冻工艺学冷藏冷冻工艺学72（一）冷风冷却：（一）冷风冷却：冷风冷却是利用流动的冷空气使冷却温度下降冷风冷却是利用流动的冷空气使冷却温度下降的冷却方法，它是一种使用范围较广的冷却方法。的冷却方法，它是一种使用范围较广的冷却方法。使用得最多的是水果、蔬菜在冷库的高温库房使用得最多的是水果、蔬菜在冷库的高温库房中的冷却贮藏。中的冷却贮藏。近年来，国外肉的冷却也较普遍使用，其还可近年来，国外肉的冷却也较普遍使用，其还可以用来冷却禽、蛋、烹调食品。总之其可用于不能以用来冷却禽、蛋、烹调食品。总之其可用于不能被水冷却的食品，被水冷却的食品，其缺
