食品冻结过程中耗冷量的计算方法

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。1.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计算公式如下。

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。

2.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，计算公式如下。

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，%。(www.xing528.com)

3.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，计算公式如下。

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，计算公式如下。

总热量的计算也可以用焓差法来表示，计算公式如下。

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。

一般冷库工艺设计时，计算耗冷量都用焓差，这样较简便。

冻结过程中所放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。

上述冻结过程中各温度时的比热容应根据食品中干物质、水分和冰的比热容并按照各自成分在其中所占的比例推算确定。比热容是单位质量的物体温度升高或降低 1K（或1℃）所吸收或放出的热量。比热容与物质含水量关系很大，含水多的食品比热容值大，含水少的肉、蛋食品比热容值小。在一定压力下水的比热容为4.184kJ/（kg·K），冰的比热容为2.092kJ/（kg·K），因此食品的比热容在冻结点以上和冻结点以下是不一样的。