凍結時間的計算食品冷凍過程是一個很復雜的過程，它發生在一定的溫度范圍而非某一特定溫度，在此過程中食品的物理性質不斷發生變化，而且凍結過程還受初始條件、傳熱邊界條件、食品形狀多樣性和不規則性等的影響，因此很推對食品凍結過程進行精確的描述，也很雅找到一種通用方法對食品凍結時間進行預測。從國內外文獻來看，食品凍結時間預測的研究方法主要有三種：簡單公式法、數值模擬法和人工神經網絡法。

簡單公式法簡單公式法可分為分析計算法、理論分析法、無量綱變量法等。

分析計算法：亦稱為半經驗半理論法，它綜合實驗和理論兩種方法，對實驗數據進行擬合處理，尋求近似值或經驗關聯式對理論公式引入各種修正系數，形成計算公式。該方法是最簡單的食品凍結時間預測方法，即利用Plak公式及其修正式對凍結時間進行預測和估算。

Pank最早（1913）對無限大平板狀、圓柱狀、矩形截面的桿狀及球狀食品模型的凍結時間進行了研究，首先提出引入食品形狀系數的凍結時間計算式，但該式忽路了凍結過程中顯熱變化和漸進相變對凍結時間的影響，因此預測準確度較低。

為提高計算精度，許多學者對Plak公式進行了改進和修正。Nagaoka修正式

（1955）考慮了高于凍結點和低于凍結點階段的顯熱變化，并用凍結過程中需除去的總熱量代替潛熱；1972年，國際冷凍協會將Plank公式中的潛熱用食品結冰溫度

和凍結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平均溫差對Pak公式進行了修正，計算結果與實驗測定值的平均絕對誤差值為1.18%-4.66%。修正后的公式不僅提高了計算精度，還減堿少了所涉及的參數，擴大了應用范圍，但這些還遠不能滿足實際要求。通過研究高于和低于初始凍結點溫度的顯熱變化，Cleland（1979）和Earle（1984）得出了一系列回歸方程對無限大平板、無限長圓柱體、球體、直角六面柱體的幾何參數進行估算，并分析了不同終溫對凍結時間的影響。為更全面地把握食品的凍結時間，Mascher-

oni和Calvelo（1982）將凍結過程分戒預拎、結冰和深冷三個階段，分別計算每段的凍結時間；Salvadori等（1991）則綜合考慮了食品凍結終溫、尺寸、熱物性及速凍裝置運行狀況等因素的影響，并以肉、魚、土豆泥為例，推導出適合平板狀、圓柱狀和球狀食品的凍結時間計算式，誤差在5%之內：Campanone等人（2005）】

在先前研究成果的基礎上，又考忠到凍結過程中食品表面水分蒸發和冰晶升華對凍結時間的影響，提出了新的分析預測方法和公式。

對復雜形狀食品凍結時間的分析計算法有三種方法：等效傳熱因子法E，平均導熱路徑法MCP，等效球直徑法，其中對等效傳熱因子法的研究最完善。通過收集大量實驗數據，Cleland和Earle（1982）得出經驗公式計算直角六面體和有限長圓柱體的等效傳熱因子。Phm（1991）提出一些公式來計算球體以及二維、三維不規則形狀食品的E值，此前Pam（1985）引入平均導熱路徑的概念預測凍結時間。licali和Hocalar（1990）則首次利用等效球直徑概念計算不規則形狀食品的凍結時間。

食品凍結時間的分析計算方法與公式是在許多假設的條件下獲得的，與實際存在一定的差異，故計算出的結果與實測值有一定的誤差，而且一般情況下，計算公式越簡單，計算精度就越低。但是，這些計算公式簡單易掌握，且不斷被修正而不斷提高精度，尤其適合工程實際計算及形狀簡單規則的食品的凍結時間的估算。