Food Freezing and Thawing Calculations

زمان انجماد و بار حرارتی انجماد دو عامل مهم تعیین کننده اقتصادی بودن فریزرهای مواد غذایی هستند. این خلاصه روشهای اصلی موجود برای محاسبه آنها را بررسی و تشریح خواهد کرد. روش‌ها را می‌توان به روش‌های تحلیلی طبقه‌بندی کرد، که مبتنی بر ساده‌سازی فیزیکی برای استخراج راه‌حل‌های دقیق هستند. روش‌های تجربی، که از تکنیک‌های رگرسیون برای استخراج معادلات ساده شده از داده‌های تجربی یا محاسبات عددی و روش‌های عددی استفاده می‌کنند، که از تکنیک‌های محاسباتی مانند تحلیل اجزای محدود برای حل مجموعه کامل معادلات توصیف‌کننده فرآیند فیزیکی استفاده می‌کنند. خلاصه روش ها را در مقابل داده های تجربی ارزیابی می کند و دستورالعمل هایی را در مورد انتخاب روش ایجاد می کند. هر تکنیکی که استفاده شود، دقت نتایج به‌طور اساسی به پارامترهای ورودی مانند ضریب انتقال حرارت و خواص حرارتی محصول بستگی دارد. علاوه بر این، روش‌های تخمین و داده‌های مربوط به این پارامترها بررسی شده و تأثیر آنها بر محاسبات ارزیابی خواهد شد. انجماد اغلب با انتقال جرم (از دست دادن رطوبت، جذب املاح)، سرد شدن فوق العاده و هسته‌زایی همراه است و ممکن است در شرایط فشار بالا رخ دهد. بنابراین روش های در نظر گرفتن این پدیده ها نیز بررسی خواهد شد.

Freezing time and freezing heat load are the two most important factors determining the economics of food freezers. This Brief will review and describe the principal methods available for their calculation. The methods can be classified into analytical methods, which rely on making physical simplifications to be able to derive exact solutions; empirical methods, which use regression techniques to derive simplified equations from experimental data or numerical calculations and numerical methods, which use computational techniques such as finite elements analysis to solve the complete set of equations describing the physical process. The Brief will evaluate the methods against experimental data and develop guidelines on the choice of method. Whatever technique is used, the accuracy of the results depends crucially on the input parameters such as the heat transfer coefficient and the product's thermal properties. In addition, the estimation methods and data for these parameters will be reviewed and their impacts on the calculations will be evaluated. Freezing is often accompanied by mass transfer (moisture loss, solute absorption), super cooling and nucleation and may take place under high pressure conditions; therefore methods to take these phenomena into account will also be reviewed.