冷冻处理之所以可以保存食品，是因为它通过降低温度大大减缓了食品中的化学和生物反应，同时通过把水冻结成冰降低了反应物的活动能力。然而，冷冻过程中产生的冰结晶会破坏细胞壁，使可溶物浓缩起来并发生沉淀，冰结晶还会改变食品的质感。
例如，面包和蛋糕等烘焙食品在40。F-100。F的范围内会变质。可能引发变质的因素很复杂，但至少有一点可以肯定，在温度降低时，淀粉分子会发生再结晶。这也是为什么不建议大家将面包或蛋糕放在冰箱里储存的原因。
通常大家都希望冷冻的速度越快越好，因为很多食品往往是在中低速冷冻时受到破坏的。然而，事实上破坏力的是商业化大批量操作的冷冻设备。
可以用于加快冷冻速度并尽量降低破坏性的技术有很多。在机械冷藏和冷冻设备中，电扇帮助冷空气以很快的速度流通，以减少外部热量的传递。然而，内部热传递速度并没有什么办法可以加快。通常，需要冷冻的食品外形是比较扁的，例如汉堡包馅饼和切片鸡胸肉。但如果有大体积的食品需要冷冻，例如5加仑装冰淇淋，就需要比较长的时间了。
“可以用于加快冷冻速度并尽量降低破坏性的技术有很多。在机械冷藏和冷冻设备中，电扇帮助冷空气以很快的速度流通，以减少外部热量的传递。然而，内部热传递速度并没有什么办法可以加快。”
冷冻处理之所以可以保存食品，是因为它通过降低温度大大减缓了食品中的化学和生物反应。
低温技术
所谓低温学，就是利用超低温的液态惰性气体，大幅降低速度，加速冷空气和食品之间的热传递。通常使用的是液态氮气和液态二氧化碳。这两种气体的选择主要取决于当地市场上的气体售价。氮气是从空气中分离氧气时的副产物，通常用于钢铁制造业。因此，在钢铁产地附近，因为氧气是基本要素，氮气会比较充足，价格也比较合理。
二氧化碳是发酵的副产物，通常存在于天然的地下蓄水池中。在炼油和氨应用时也会有二氧化碳产生。高纯度二氧化碳可以用于饮料中，也可以作为惰性介质用于植物油储存，在液化后可用于冷藏。高压液态二氧化碳在常温下可直接变成固体干冰，而后升华蒸发。大量热量通过蒸发被散发，大概是256BTU/lb。与之相反的，液态氮气在蒸发时的热量是85BTU/lb，但它的沸点是-195.8℃（约-320。F）。液态氮气带走的热量中几乎一半是对冷空气敏感的热量，而二氧化碳就相对比较少。
根据这些差异，根据使用的不同气体类型，低温冷冻设备的设计也不尽相同。众多低温食品冷冻设备配备的是相对简单的传送隧道、金属丝网和翻盖外壳，非常便于清洗。这些外壳都是高度绝缘的，以防冷冻剂不足造成热量渗漏。二氧化碳和食品都从同一个入口进入，喷射出来的二氧化碳瞬间变成白雪状的干冰。干冰接触到食品时的温度大致稳定在-109。F，在接触之后就把食品上面的热量带走。二氧化碳比空气重，所以一旦进入车间内会沉到空气底部，这可能会对车间内的操作人员造成危害。探测器和警报器是主要的防护措施。
液态氮气则在隧道的出口处进行喷射，液氮以冷气和液体水滴状态向隧道入口移动。低温的蒸汽和液体在接触食品的时候带走大批热量。食品在瞬间接触液氮时并不会发生骤变，因为它们在进入隧道时已经充分冷却了。
低温冷冻可以减少食品在冷冻时可能发生的水分流失。由于冷冻食品通常以重量为单位确定销售价格，因此这一特性帮助很大，尤其是牛肉馅饼等。设计优良的机械冷冻设备在水分流失方面的表现也较理想。产量损失并不是冷冻食品的主要问题。低温冷冻隧道比机械冷冻设备的售价低，因为它不需要压缩机、冷凝器和蒸发器。然而反过来说，与用电的机械系统相比，低温气体的成本比较高。
冷冻过程中产生的冰结晶会破坏细胞壁，冰结晶还会改变食品的质感。
有时候，工业气体公司会通过出租或出借低温隧道来获取气体供应合同。通常来说，新公司都会采用低温冷冻系统以减少资本投入，一段时间后才会考虑建立机械系统以节省日常运作成本。
一家位于电力成本非常低廉的地区的工厂曾尝试过一种特别的低温技术应用，那就是空气液化。空气中80%是氮气，20%是氧气。通过负责液化的压缩机和高度一体化的热交换机，而后不经过分离直接采用低温冷冻。（所谓空气液化，就是指利用增加压力达到沸点，从而将空气、氮气或二氧化碳压缩成水等冷冻剂。通常，这种工艺会采用逐层操作，从而降低主成本，那就是运作压缩机的电力。）不知道出于何种原因，该工厂终倒闭。
螺旋式冷冻设备
JBTFoodTech（原先的FMCFoodTech）近出售了两台螺旋式冷冻设备。螺旋结构的设计目的是为了提高冷冻带的密度，这一点和直线型传送隧道截然不同。另一种是分批冷冻设备，产品通常堆放在托盘上，托盘周围的温度保持在-40。F左右。对于分批冷冻设备，不同容器间必须保持一定的空隙，从而确保空气流通，但这样一来装载量有所减少，还必须预留一些运输空间。连续式传送冷冻设备就不需要物料装载处理，大多数时候冷冻速度更快。
JBT在公司更名后保留了所有的设备品牌名称。在冷冻机方面，据销售支持经理JimEhret介绍，主要的品牌包括Frigoscandia和Northfield。他从传送带设计方面介绍了这两个品牌的不同之处。Northfield采用了支撑型传送带设计，通过中间的滚筒上的一些抓手支撑金属丝网的传送带上。对于支撑物的宽度和高度并没有限制，因此非常适合冷冻大体积食品。
Frigoscandia是一种自支撑式设计，采用金属丝网和金属侧壁。在起支撑作用的螺旋上并没有侧壁可以引导空气流动。支撑的金属物也不是非常容易清洁。Northfield是很多包装食品的选择，在卫生方面风险更低，相对更适用于肉制品或烘焙食品。
在支撑式的螺旋设备内，中间的滚筒是通过马达运作的。在自支撑式螺旋设备里，托盘通过两个叶轮进行旋转，速度可以通过变频驱动马达进行调整。冷藏设备位于不锈钢箱的内部，不锈钢箱的底部和排水沟也都采用了不锈钢材质。这意味着，产品下移动着的传送带配件可能给质地较软的产品造成压痕。为了减少传送带不必要的移动，Frigoscandia提供了一种“紧曲线”的传送带，这种传送带的转动中心是在传送带中间，而不是旁边。
冷冻设备中的空气流动通常都是由上至下的，尽管从原理上来看也可以运用螺杆把产品向下或向上移动，这样一来空气流动会保持逆流或并流。位于Sandusky的技术中心装备非常精良，可以对各种传送带和特殊产品的条件进行测试。