凍結(jié)時(shí)間的計(jì)算食品冷凍過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，它發(fā)生在一定的溫度范圍而非某一特定溫度，在此過(guò)程中食品的物理性質(zhì)不斷發(fā)生變化，而且凍結(jié)過(guò)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(duì)食品凍結(jié)過(guò)程進(jìn)行精確的描述，也很雅找到一種通用方法對(duì)食品凍結(jié)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)。從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)來(lái)看，食品凍結(jié)時(shí)間預(yù)測(cè)的研究方法主要有三種：簡(jiǎn)單公式法、數(shù)值模擬法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。
簡(jiǎn)單公式法簡(jiǎn)單公式法可分為分析計(jì)算法、理論分析法、無(wú)量綱變量法等。
分析計(jì)算法：亦稱(chēng)為半經(jīng)驗(yàn)半理論法，它綜合實(shí)驗(yàn)和理論兩種方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，尋求近似值或經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式對(duì)理論公式引入各種修正系數(shù)，形成計(jì)算公式。該方法是最簡(jiǎn)單的食品凍結(jié)時(shí)間預(yù)測(cè)方法，即利用Plak公式及其修正式對(duì)凍結(jié)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)和估算。
Pank最早（1913）對(duì)無(wú)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(jié)時(shí)間進(jìn)行了研究，首先提出引入食品形狀系數(shù)的凍結(jié)時(shí)間計(jì)算式，但該式忽路了凍結(jié)過(guò)程中顯熱變化和漸進(jìn)相變對(duì)凍結(jié)時(shí)間的影響，因此預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度較低。
為提高計(jì)算精度，許多學(xué)者對(duì)Plak公式進(jìn)行了改進(jìn)和修正。Nagaoka修正式
（1955）考慮了高于凍結(jié)點(diǎn)和低于凍結(jié)點(diǎn)階段的顯熱變化，并用凍結(jié)過(guò)程中需除去的總熱量代替潛熱；1972年，國(guó)際冷凍協(xié)會(huì)將Plank公式中的潛熱用食品結(jié)冰溫度
和凍結(jié)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(quán)平均溫差對(duì)Pak公式進(jìn)行了修正，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)定值的平均絕對(duì)誤差值為1.18%-4.66%。修正后的公式不僅提高了計(jì)算精度，還減堿少了所涉及的參數(shù)，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，但這些還遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際要求。通過(guò)研究高于和低于初始凍結(jié)點(diǎn)溫度的顯熱變化，Cleland（1979）和Earle（1984）得出了一系列回歸方程對(duì)無(wú)限大平板、無(wú)限長(zhǎng)圓柱體、球體、直角六面柱體的幾何參數(shù)進(jìn)行估算，并分析了不同終溫對(duì)凍結(jié)時(shí)間的影響。為更全面地把握食品的凍結(jié)時(shí)間，Mascher-
oni和Calvelo（1982）將凍結(jié)過(guò)程分戒預(yù)拎、結(jié)冰和深冷三個(gè)階段，分別計(jì)算每段的凍結(jié)時(shí)間；Salvadori等（1991）則綜合考慮了食品凍結(jié)終溫、尺寸、熱物性及速凍裝置運(yùn)行狀況等因素的影響，并以肉、魚(yú)、土豆泥為例，推導(dǎo)出適合平板狀、圓柱狀和球狀食品的凍結(jié)時(shí)間計(jì)算式，誤差在5%之內(nèi)：Campanone等人（2005）】
在先前研究成果的基礎(chǔ)上，又考忠到凍結(jié)過(guò)程中食品表面水分蒸發(fā)和冰晶升華對(duì)凍結(jié)時(shí)間的影響，提出了新的分析預(yù)測(cè)方法和公式。
對(duì)復(fù)雜形狀食品凍結(jié)時(shí)間的分析計(jì)算法有三種方法：等效傳熱因子法E，平均導(dǎo)熱路徑法MCP，等效球直徑法，其中對(duì)等效傳熱因子法的研究最完善。通過(guò)收集大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，Cleland和Earle（1982）得出經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算直角六面體和有限長(zhǎng)圓柱體的等效傳熱因子。Phm（1991）提出一些公式來(lái)計(jì)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(dǎo)熱路徑的概念預(yù)測(cè)凍結(jié)時(shí)間。licali和Hocalar（1990）則首次利用等效球直徑概念計(jì)算不規(guī)則形狀食品的凍結(jié)時(shí)間。
食品凍結(jié)時(shí)間的分析計(jì)算方法與公式是在許多假設(shè)的條件下獲得的，與實(shí)際存在一定的差異，故計(jì)算出的結(jié)果與實(shí)測(cè)值有一定的誤差，而且一般情況下，計(jì)算公式越簡(jiǎn)單，計(jì)算精度就越低。但是，這些計(jì)算公式簡(jiǎn)單易掌握，且不斷被修正而不斷提高精度，尤其適合工程實(shí)際計(jì)算及形狀簡(jiǎn)單規(guī)則的食品的凍結(jié)時(shí)間的估算。
