我国是肉类产量第一大国,随着中国人均肉类消费量逐年上升,肉制品受到越来越多消费者的青睐。但是,熟肉制品的加工工艺技术及装备的落后带来了严重的食品安全问题。其中,温度是影响熟肉制品加工和贮藏的重要指标。为了使熟肉制品快速通过细菌滋生的危险温度带并且达到贮藏要求温度,真空冷却以其降温迅速和运行能耗小等特点在食品冷链中迅速发展。真空冷却基于物料中水分在低压下沸腾蒸发带走热量的原理,普遍适用于含水率较高的物料。然而水分蒸发不可避免的带来较大的质量损失一直不能被商业上广泛的接受,国内外学者为了进一步推进真空冷却技术的发展,研究了很多优化工艺,如混合冷却、真空冷却过程中补水、控制降压速率和冷却终压、浸没式真空冷却等。但是缺少能同时实现多种冷却工艺的真空冷却机。本文在综述了国内外学者在真空冷却领域的实验和理论研究现状的基础上,优化设计了一种新型的熟食品复合真空冷却机,并通过不同的操作工艺,对水煮猪肉的冷却过程进行了实验研究,主要得出以下结论:(1)冷风温度对熟肉的冷却时间影响较大,当冷风温度为-10℃时,冷却时间最短为3725s,且失重率仅为3.23%,更低的冷风温度带来了更大的系统能耗,为1.11kW·h。(2)不同的冷阱温度对熟肉冷却过程中的终压有着显著影响,当冷阱温度分别为-15℃、-25℃和-35℃时真空室内的最终压力分别能达到200±30Pa,150±30Pa和80±30Pa。因此不同的冷阱温度对熟肉的冷却速率产生不同影响,而且并非冷阱温度越低冷却效果越好,实验对比了冷阱温度为-15℃、-25℃和-35℃下的真空冷却过程,结果表明:冷阱温度的最佳值为-25℃,冷却时间为320s,失重率为11.11%,能耗为0.26 kW·h。(3)真空冷却的冷却速度明显快于冷风冷却,冷阱温度为-25℃的真空冷却耗时320s,比冷风温度为-10℃的冷风冷却耗时3725s快十倍以上。而这种时间上的优势带来了能耗上的节约,前者比后者节能四倍左右。(4)混合冷却能够同时弥补冷风冷却降温速率慢和真空冷却质量损失高的缺点,在对比风冷终了温度分别为70℃、65℃和60℃的混合冷却实验结果后发现,风冷的终了温度存在最佳值,当风冷终了温度为65℃时,冷却时间为1285s,失重率为5.88%,能耗为0.38 kW·h。(5)在真空冷却过程中进行超声补水可以减少熟肉的质量损失,由此产生的负面影响是冷却时间的延长和能耗的增加。实验结果表明,真空冷却过程中补水冷却时间为970s,失重率为5.35%,能耗为0.54 kW·h。