1960’lı yıllarda hazır yemeklere olan ilginin artmasıyla birlikte pişir ve soğut ve pişir ve dondur sistemlerinin önemi ortaya çıktı. Pişir ve soğut ve pişir ve dondur sistemleri 1960 ve 1970’li yıllarda ticari ve endüstriyel boyutta uygulamaya geçildi. 1970 ve 1980’li yıllarda ise, yüksek elektrik ve işçi giderleri ve cihazın yatırım maliyeti nedeniyle bu sistemlere olan ilgi azaldı. 1990’lı yıllardan itibaren çalışma saatlerindeki değişmeler, kadınların iş dünyasında daha aktif rol alması, hazır gıdaların daha kolay ve ulaşılabilir olması, insanların tüketim alışkanlıklarının değişmesi gibi nedenlerle enerji verimliliği yüksek cihazların üretimi (pişir ve soğut ve pişir ve dondur sistemleri) arttı.

Pişir ve dondur sistemi, pişir ve soğut sistemine benzer bir şekilde hammaddenin hazırlanması (yıkama, dezenfeksiyon, sınıflandırma, soğukta muhafaza, doğrama, püre haline getirme, marinasyon gibi ön işlemler), gıdanın tamamen pişirilmesi (70-100 °C, su banyosu ya da buharda), porsiyonlanarak paketlenmesi, hızla soğutulması (hava üflemeli soğutucu veya dondurucu) ve kontrollü koşullar altında (-18°C ya da altında) muhafaza edilmesi işlemlerini kapsamaktadır. Ancak pişir ve dondur sisteminde son ürün aşırı soğutulmuş (soğutulan ürün donma noktasının 1–2 °C altında muhafaza edilmektedir) ya da dondurulmuş (−30 °C’nin altında dondurulmakta) halde bulunmakta ve gerektiğinde çözündürülmektedir (5 °C). Dondurma işlemi ile Clostridium botulinum sporlarının olası gelişimi engellenmektedir. Böylece dondurulmuş gıdalar uzak marketlere dağıtılabilmekte, seri üretime olanak sağlamakta ve ürünün raflardan geri toplanmasını azaltmaktadır. Pişir ve dondur sistemi ile hazırlanan gıdaların raf ömrünü mikroorganizma gelişimi, gıdanın yapısında (buz kristal boyutu vb.) ve duyusal özelliklerde (lezzet kaybı vb.) meydana gelen kayıplar belirlemektedir. Raf ömrü süre, sıcaklık, bağıl nem, paketleme maddesi gibi depolama koşullarına ve gıdanın kimyasal kompozisyonuna bağlıdır. Pişir ve dondur sistemi ile üretilen gıdaların raf ömrü -18°C düzeyinde yaklaşık sekiz haftadır.

Pişir ve dondur sistemlerinde, donma işlemi hava üflemeli ve karıştırmalı dondurucularda ve vakum altında dondurma gibi çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilmektedir. Dondurma işlemi, buz kristallerinin oluşumu nedeniyle gıdanın yapısına zarar verebilmektedir. Donma hızına bağlı olarak gıdalarda fiziksel ve yapısal (tekstürel) değişiklikler meydana gelebilmektedir. Düşük donma hızlarında, büyük buz kristalleri oluşmakta, hücre duvarı zayıflamakta, hücre duvarının geçirgenliği artarak yumuşak yapı oluşmakta ve çözündürme işlemi sırasında damlama kaybı artmaktadır. Yüksek donma hızlarında ise çok sayıda ve küçük buz kristali oluşmakta ve gıdanın yapısı korunmaktadır. Ayrıca donmuş ürünlerin depolama sıcaklığı da yapıyı etkilediği için ürünlerin düşük sıcaklıklarda depolanması gerekmektedir.

Dondurma işlemi pişme işleminden sonra 30 dakika içinde başlamalı ve 90 dakika içinde gıdanın merkez sıcaklığı en az −5 °C’ye ulaşmalıdır. Yüksek donma hızlarına ulaşmak için (60 °C’den +3 °C’ye 90 dakikada) yüksek hızlarda hava üflemeli dondurucular kullanılabilmektedir. Hava hızı (gıdanın yüzeyindeki sınır tabakası azalmakta) ve hava ile gıda arasındaki sıcaklık farkı arttıkça ısı transferi artmaktadır. Gıda maddesi ile direkt temas durumlarında, hijyenik koşulların sağlanması ve kolay temizleme açısından paslanmaz çelik ekipmanlar kullanılmaktadır. Isı transfer direncini minimize etmek amacıyla genel olarak derin olmayan kaplar kullanılmaktadır. Ayrıca, kapaksız kapların kullanımı soğuma işlemini hızlandırmaktadır. Ancak, bu yöntem kısa süreli (yaklaşık beş gün) depolanacak gıdalar için tavsiye edilmektedir. Diğer bir hızlı dondurma yöntemi ise karıştırmalı donduruculardır. Bu yöntemde, pişirme işleminden sonra paketlenen gıdalar dönen paslanmaz çelik dondurucuya yerleştirilmekte ve sıcaklığı yaklaşık 60 (düşük kıvamlı / viskozite gıdalar) ila 90 (viskoz gıdalar) dakikada dört °C’nin altına düşmektedir.

Düşük işçi ve elektrik maliyetleri ve yüksek son ürün kalitesi nedeniyle bu yöntemin geniş uygulama alanları bulunmaktadır. Vakum soğutma tekniği geleneksel olarak yapraklı sebzelerin ön soğutulmasında kullanılan bir yöntemdir. Ayrıca bu yöntem, haşlanmış pirinç, hazır yemekler, pişmiş etler vb. gıdaların dondurulmasında da kullanılmaktadır. Soğuma odası, hava üflemeli soğutucular ve plakalı soğutuculara kıyasla vakum altında soğutma işlemi, yüksek işlem verimliliği (kısa soğutma süresi, üründen az buharlaşma kaybı vb.) ve soğutma hızı gibi avantajlara sahiptir. Vakum soğutma tekniğinde, atmosferik basınçtan daha düşük basınçlarda yüzeyden ya da ürünün içindeki gözeneklerden (por) su buharlaşmakta, ürünler kolayca yapılarındaki suyu bırakmakta ve yaklaşık 20-30 dakika içinde donma sıcaklığına ulaşmaktadır.

Pişir ve dondur teknolojisi, tüketimden ya da tekrar ısıtmadan önce dondurulmuş gıdanın çözündürülmesini gerektirmektedir. Ürünün tekrar ısıtılmadan önce tüm buz kristallerinin çözünmüş olması önemlidir. Çözünmemiş kısımların kalması, tekrar ısıtma sırasında heterojen sıcaklık dağılımına ve gıda zehirlenmesine neden olabilmektedir. Çözünme işlemi dondurma işlemine kıyasla daha yavaş gerçekleştiğinden (su ve buzun farklı ışıl iletkenlik ve termal difüzivite değerlerine sahip olmasından dolayı), çözünme sırasında üründe daha fazla zararlanma (mikrobiyel yükte artış, enzim aktivasyonu, dokuda bozulma vb.) meydana gelmektedir. Çözünme işlemi sırasında gıdanın sıcaklığının 3 °C’nin üzerine çıkmaması gerekmektedir. Pişir ve dondur sistemlerinde kullanılan çözündürme yöntemleri; sıcak hava, sıcak suya daldırma, oda sıcaklığında, yüksek basınç ya da düşük basınç altında buhar uygulaması yöntemleridir. Çözündürme işleminden sonra gıdalar doğrudan tüketilebildiği gibi tekrar ısıtılarak da tüketilmektedirler. Isıtma işlemi, mikrodalga fırın, sıcak su banyosu, infrared fırın, konveksiyonel buharlaştırıcı, zorlamalı hava ya da buharlı konveksiyonel fırınlarda yapılmaktadır. Tekrar ısıtma işlemi; ürünün aroma ve lezzetinin iyileştirilmesinin yanı sıra depolanan üründeki mikroorganizmaları inaktive etmek için yapılmaktadır. Tekrar ısıtma işleminde ürünün merkez sıcaklığının 70 °C’ye ulaşması ve minimum iki dakika bu sıcaklığı muhafaza etmesi gerekmektedir.

Pişir ve dondur teknolojisinin konveksiyonel gıda işleme yöntemlerine kıyasla hammadde teminatı, ön hazırlanmış ürün stoğu, raf ömrü artışı, uzak marketlerden teminat, işçi, hammadde ve diğer maliyetlerde yaklaşık yüzde 20-50 oranında azalma, büyük ölçekte üretim, kontrollü koşullarda üretim, istenilen özelliklere sahip ürün üretimi için yeni teknolojilerin (ışınlama, vurgulu elektrik alan vb.) kullanılabilirliği, atıklarda azalma gibi avantajları bulunmaktadır. Ancak özelleşmiş ekipman (soğuk zincir ve soğuta hattı) ihtiyacı, yüzeyin donmadan hızlıca soğutulması, çözündürme işlemi, ısı değiştirici kullanımı gerekliliği (katı gıdalar hariç), her tip gıdaya (ızgara ve karamelize gıdalar) uygun olmayışı gibi dezavantajları bulunmaktadır.