食品冷加工的過程也就是食品與周圍介質(zhì)進(jìn)行熱交換的過程。食品冷加工的熱交換是一
極復(fù)雜的過程，它是以傳導(dǎo)、輻射、對流、呼吸、水分蒸發(fā)五種形式進(jìn)行的。熱交換的速度與食品的導(dǎo)熱系數(shù)、形狀、散熱面積、呼吸強度、食品和介質(zhì)之間的溫度差以及介質(zhì)的性質(zhì)、流動速度等因素有關(guān)。
食品冷加工時熱交換的速度與食品本身的導(dǎo)熱系數(shù)成正比。食品的導(dǎo)熱系數(shù)越大，單位時間傳導(dǎo)的熱量就越多，食品冷卻或凍結(jié)得就越快。各種食品由于化學(xué)組成不同，其導(dǎo)熱性也不相同。水比脂肪的導(dǎo)熱系數(shù)大些，因此含水多，含脂肪少的食品傳熱速度就快;而含水少，含脂肪多的食品傳熱速度就慢。
食品的散熱表面積的大小與熱交換的速度有直接關(guān)系。散熱表面積大，單位時間內(nèi)食品與周圍介質(zhì)之間交換的熱量也就越多，因而食品冷卻或凍結(jié)就越快。
食品與周圍冷卻介質(zhì)之間的溫度差，對熱交換的速度有決定性的影響。溫差越大，熱交換就進(jìn)行得越強烈。
在食品冷加工中，食品的形狀、導(dǎo)熱系數(shù)以及食品本身的溫度都是固定的因素，為了加速食品冷加工過程，根據(jù)熱交換的原理，可以采取下列幾種方法:
①減少食品的厚度。凍結(jié)時間是與凍品厚度平方成正比，所以減少凍品厚度是縮短凍結(jié)時間的有效方法。
②降低介質(zhì)的溫度。介質(zhì)溫度和凍品初溫之間的溫差與凍結(jié)時間成反比。因此降低冷卻介質(zhì)溫度也能縮短凍結(jié)時間。但要降低介質(zhì)溫度，冷凍機耗能增大，所以要選擇合理的低溫。
③提高食品表面對介質(zhì)的放熱系數(shù).這種方法在實際生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛，如采用強烈吹風(fēng)的隧道式凍結(jié)裝置，采用導(dǎo)熱性較好的不凍溶液和金屬平板接觸凍結(jié)等，其目的都是提高食品的放熱系數(shù)。另外，當(dāng)凍品厚度較大(如超過20cm)，即使增大放熱系數(shù)，凍結(jié)時間也不會縮短得很多。
