冷冻食品因其易保藏、方便、卫生等优点,已成为世界上发展最快、消费量最大的加工食品。我国是世界水产养殖产量最高的国家,冷冻水产是农业领域最大的出口创汇产业。南美白对虾作为一种优良的虾类水产,具有重要的商业价值。目前针对虾冷冻过程的工程分析还非常少,实际对虾加工中的数据、参数多借鉴鱼类加工工艺。研究分析对虾冷冻过程中的温度情况,可以指导速冻加工过程的控制以及速冻设备的设计,对保证冻虾质量和节约成本都具有重要意义。本论文以南美白对虾为研究对象,研究了对虾冷冻过程的温度变化及其数值模拟分析,主要研究内容和结论如下：1、通过实验测量和分析,确定了对虾的尺寸大小、组成、比热容、含水量、含冰率、密度以及冷冻体系的表面传热系数。并对冷冻过程虾体的中心温度连续测量,分析冷冻过程的温度曲线,为后期冷冻模型的设计和创建奠定了基础。2、利用热红外成像技术分析了对虾在冰柜内不同位置的冷冻效果。被测物在冰柜内放置得越高,冷冻速率越慢,达到初始冻结点需要的时间越长；冰柜同一高度的左、右两侧冷冻速率大于中间位置；整体来看,冰柜中间位置冷冻速率较慢,虾体温度分布均匀,稳定性最好。3、在上述研究基础上,建立二维有限元数值模型,分析虾体中心温度的计算曲线并与实验测量值进行比较。该模型充分考虑冻结过程冰水间的转变,建立流体传热和多孔介质传热的多物理场。模拟结果显示,建立的二维模型可有效预测对虾在冷冻过程的温度变化及温度分布,较准确地反应了各时间点的温度值,模拟计算出的温度曲线图与标准冷冻曲线非常接近。4、分析不同参数设置下对虾冷冻过程的温度分布及变化。建模分析显示,相变区间和柜内温度的设置对模型计算结果有明显影响。而且,不考虑相变潜热的情况下,模型生成的温度图不出现温度稳定阶段,且降温速率比实际变快。5、将二维数值模型用于预测对虾在平板式冻结机内冷冻加工过程的温度变化。通过比较模型的预测值和实际测量值,发现二者基本变化趋势一致,说明该数值模型对于分析对虾的实际冷冻过程有一定的参考意义。