در این مطالعه، از سه مدل ریاضی (پلانک، فام و مدل عددی (اجزاء محدود)) برای پیش بینی زمان انجماد نمونه های سیب زمینی استفاده شد. به منظور توسعه مدل عددی، خصوصیات ترموفیزیکی (چگالی، هدایت حرارتی و گرمای ویژه) به عنوان تابعی از ترکیب نمونه و دما پیش بینی شد. ضریب انتقال حرارت همرفتی نیز با استفاده از روش مسئله معکوس و اعداد بدون بعد برآورد شد. نتایج نشان داد که زمان محاسبه شده توسط مدل عددی از بین سه مدل دیگر، دقیق ترین بوده و در مرحله بعدی بهترین مدل، مدل پیشنهادی فام است. علاوه بر این، تطابق خوبی بین دمای مشاهده شده و دمای پیش بینی شده توسط روش عددی در روش های مختلف انجماد مشاهده شد. به عنوان نتیجه گیری کلی، مدل عددی توسعه یافته، دمای نمونه های سیب زمینی را به درستی در حین انجماد پیش بینی می کند و می تواند برای شبیه سازی انجماد مواد غذایی معلق در هوا مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، روش مسأله معکوس توسعه داده شده برای پیش بینی ضریب انتقال حرارت همرفتی می تواند در سیستم های مختلف انجماد به منظور انتخاب بهترین سیستم یا بهینه سازی روند انجماد مواد غذایی بکارگرفته شود.
