《 食品工程原理 》课程教学大纲.docx

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《食品工程原理》课程教学大纲

食品工程原理

PrinciplesoffoodEngineering

课程代码：

0239313

学时\学分:

48\3

要求具备知识和能力：

高等数学、物理化学、大学物理、工程制图

适应专业：

食品质量与安全

课程目的：

《食品工程原理》是阐述食品加工过程中的基本理论、有关单元操作及设备的基本原理，它是为专业工艺课的传授打基础的一门课程。

食品工程原理是一门应用性基础课程，它应通过各有关过程的研究回答工业应用上提出的问题；通过该课程的学习，要求学生能够掌握：

1．如何根据各单元操作在技术上和经济亡的特点，进行“过程和设备”的选样，以适应指定物系的特性，经济而有效地满足工艺的要求；

2．如何进行过程的计算和设备的没计，即在缺乏数据的情况下，如何组织实验以取得必要的设计数据；

3．如何进行操作和调节以适应生产的不问要求，在操作发生故障时如何寻找故障的缘由；

4．由于食品加工的原料的结构和成分的复杂性和加工要求的特殊性，使化工单元操作与食品加工相结合时，又会产生课题研究方向的不同，从而其实践经验积累也不相同。

要求学生掌握如何针对食品原料热敏性、易氧化变质和易腐蚀性等的特性，在食品加工中，采用一些适应食品加工要求的新型的加工工艺进行食品生产和加工。

主要内容：

《食品工程原理》是阐述食品加工过程中的基本理论、有关单元操作及设备的基本原理，它是为专业工艺课的传授打基础的一门课程。

这门课程讲授的内容可归纳为流体动力过程、质量传递过程、热量传递过程和热力过程等。

食品工程原理的主要研究内容是以食品加工生产中的物理加工过程为背景按其操作原理的性质归纳成若干个“单元操作”。

学习本课程的主要任务是掌握其基本理论、各单元操作的基本规律；熟悉其设备的工作原理、性能和运转注意事项等，并能把这些知识用于食品加工的研究、设计和生产中，使生产能得到不断的改进。

教材：

姜绍通周先汉食品工程原理北京化学工业出版社2010-8

重要参考书：

1.《食品工程原理》李云飞、葛克山主编，中国农业大学出版社，2002。

2.《化工原理》（上下册），蒋维均，北京：

清华大学出版社，1992。

3、黄少烈、邹华生，化工原理，高等教育出版社，2002.08；

4、李云飞等，食品工程原理，中国农业出版社，2002.8；

5、谭天恩，麦本溪，化原工理，化学工业出版社,2004.1；

6、张金利、张健伟等，化工原理实验，天津大学出版社，2005.7。

考核方式：

采用N+2考核方式，即三次过程考试、二次专题综述报告，以上占用50%，课堂笔记10%，期末考试40%。

授课手段和教学方法：

采用多媒体教学，课堂讨论等。

课程负责人：

胡庆国、博士、教授。

从事本课程教学时间：

2006年至今

授课教师：

：

胡庆国、博士、教授。

从事本课程教学时间：

2006年至今

《食品工程原理》课程教学大纲

课程编号：

0239313

课程名称：

食品工程原理

学时/学分：

48/3学分；

一、说明部分

1、课程性质

《食品工程原理》是阐述食品加工过程中的基本理论、有关单元操作及设备的基本原理，它是为专业工艺课的传授打基础的一门课程。

是《高等数学》，《物理化学》，《工程制图》等课程的后续课程。

2、教学目标及意义：

学习本课程的主要目标是掌握其基本理论、各单元操作的基本规律；熟悉其设备的工作原理、性能和运转注意事项等，并能把这些知识用于食品加工的研究、设计和生产中，使生产能得到不断的改进。

3、教学内容及教学要求

《食品工程原理》课程讲授的内容可归纳为流体动力过程、质量传递过程、热量传递过程和热力过程等。

研究方法主要是理论解析和在理论指导下的实验研究，本课程强调工程观点、定量运算和设计能力的训练、强调理论与实际相结合，提高分析问题、解决问题的能力。

教材内容分为课堂讲授、学生自学和学生选读三部分，其中课堂讲授部分由教师在教学计划学时内进行课堂教学，作为基本要求内容；学生自学部分由学生在教师的指导下，利用课外时间进行自学，作为一般要求内容；学生选读部分由学生根据自己的兴趣及能力，进行课外选读，不作要求。

《食品工程原理》是一门应用性基础课程，它应通过各有关过程的研究回答工业应用上提出的问题；通过该课程的学习，要求学生能够掌握：

1）如何根据各单元操作在技术上和经济亡的特点，进行“过程和设备”的选样，以适应指定物系的特性，经济而有效地满足工艺的要求；

2）如何进行过程的计算和设备的没计，即在缺乏数据的情况下，如何组织实验以取得必要的设计数据；

3）如何进行操作和调节以适应生产的不问要求，在操作发生故障时如何寻找故障的缘由；

4）由于食品加工的原料的结构和成分的复杂性和加工要求的特殊性，使化工单元操作与食品加工相结合时，又会产生课题研究方向的不同，从而其实践经验积累也不相同。

要求学生掌握如何针对食品原料热敏性、易氧化变质和易腐蚀性等的特性，在食品加工中，采用一些适应食品加工要求的新型的加工工艺进行食品生产和加工。

总学时按72学时安排。

另安排《食品工程原理实验》30课时。

课程设计2周。

4、教学重点、难点

重点：

液体流动理论、离心泵的工作特点，传热理论及换热器的计算、传质理论（吸收、精馏的原理及计算）、干燥理论。

难点：

伯努利方程的应用，吸收及精馏的计算等。

5、教学方法和手段

课堂讲授、实验、作业、课程设计、课外教学等相结合。

6、教材及主要的参考书:

教材：

姜绍通周先汉食品工程原理北京化学工业出版社2010-8

主要参考书：

1.《食品工程原理》李云飞、葛克山主编，中国农业大学出版社，2002。

2.《化工原理》（上下册），蒋维均，北京：

清华大学出版社，1992。

3、黄少烈、邹华生，化工原理，高等教育出版社，2002.08；

4、李云飞等，食品工程原理，中国农业出版社，2002.8；

5、谭天恩，麦本溪，化原工理，化学工业出版社,2004.1；

6、张金利、张健伟等，化工原理实验，天津大学出版社，2005.7。

二、正文部分

绪论

教学要求：

理解食品工程原理课程的性质和地位，食品工程原理课程的特点、内容及任务，现代食品工业的特点，

掌握单元操作中常用的基本概念、单位换算

教学内容：

食品工程原理课程的性质和地位，现代食品工业的特点，食品工程与化学工程的关系，食品工程原理课程的特点、内容及任务

重点：

单元操作中常用的基本概念，单位制及量纲分析

难点：

量纲分析

（1学时）

第1章流体流动

教学要求：

1、理解流体的主要物理性质、作用在流体上的力，掌握流体静力学基本方程式及其应用

2、掌握稳定流动、流速与流量、连续性方程，

3、掌握理想不可压缩流体的能量守恒—柏努利方程式，柏努利方程的应用，实际流体稳定流动的能量守恒

4、管内流动及管路计算

掌握流动类型及其判别，掌握流体在圆直管内流动的沿程阻力及计算，计算圆直管沿程阻力的通式，滞留、湍流的流速分布及摩擦阻力系数的确定，掌握管路局部阻力及其计算

5、流速及流量的测量

掌握毕托管、孔板流量计及文丘里流量计、转子流量计的结构及工作原理，并能正确使用。

教学内容：

1、密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。

2、流体静力学平衡方程式。

3、流量和流速概念。

4、稳定流和不稳定流概念。

5、连续性方程式及有关应用、计算。

6、柏努利方程式及有关应用、计算。

7、黏度含义。

8、牛顿黏性定律及有关应用、计算。

9、雷诺实验和雷诺数。

10、流体流动形态——层流、过度态、湍流。

11、直管阻力计算公式。

12、局部阻力计算公式，局部阻力系数，当量直径。

13、简单管路计算。

14、复杂管路（并联管路）计算。

15、测速管工作原理。

16、孔板流量计等工作原理。

重点：

连续性方程，阻力损失及计算，流量的测量，泵的性能参数

难点：

摩擦阻力系数的确定，阻力损失计算

（9学时）

第2章流体输送

教学要求：

1、掌握离心泵的工作原理、结构及主要性能参数。

2、掌握离心泵特性曲线、管路特性曲线、工作点。

3、理解汽蚀现象成因，掌握离心泵最大安装高度计算。

4、了解往复泵和旋转泵结构。

5、了解风机结构和工作原理。

6、了解真空泵、真空技术及相关知识。

教学内容：

1、离心泵工作原理、结构、主要性能参数、特性曲线、工作点。

2、汽蚀现象。

3、离心泵最大安装高度。

4、往复泵结构和工作原理。

5、旋转泵结构和工作原理。

6、通风机、鼓风机、压缩机工作原理。

7、真空现象和表示方法。

8、真空技术和真空泵。

（6学时）

第3章非均相物系分离

教学要求：

1、掌握球形颗粒重力沉降终端速度的计算方法。

2、了解非球形颗粒重力沉降终端速度计算方法。

3、了解离心分离概念，旋风分离器结构、工作原理及标准旋风分离器尺寸。

4、了解过滤基本概念、理论和简单过滤设备。

教学内容：

1、颗粒在流体中的运动、修正雷诺数。

2、重力沉降。

3、离心分离。

4、过滤。

（自修）

第4章搅拌与混合

教学要求：

1、了解混合的基本理论和简单设备。

教学内容：

1、混合基本理论，液体的搅拌混合、乳化、浆体的混合、固体的混合及相应设备。

重点：

液体搅拌混合的基本理论，

（自修）

第5章传热

教学要求：

1、掌握三种传热方式概念。

2、掌握稳态传热和非稳态传热含义。

3、掌握傅立叶定律及相关知识。

4、掌握平壁稳态导热计算、圆壁稳态导热计算方法。

5、掌握对流传热基本原理，无相变对流传热和有相变对流传热。

6、掌握传热过程的有关计算。

7、了解流化床传热原理。

8、了解换热器及相关知识。

9、了解辐射传热基本概念和原理。

教学内容：

1、传热的三种方式。

2、稳态传热与非稳态传热。

3、傅立叶定律。

4、通过平壁的稳态导热。

5、通过圆壁的稳态导热。

6、对流传热基本原理。

7、无相变的对流传热。

8、有相变的对流传热。

9、换热器。

10、稳态换热计算。

11、辐射传热。

重点：

导热、对流传热的基本计算，对流传热系数关联式计算对流传热系数，稳定传热过程的计算与应用

难点：

对流传热系数关联式计算对流传热系数，稳定传热过程的计算与应用

（8学时）

第6章蒸发与结晶

教学要求：

1、掌握蒸发基本概念。

2、了解蒸发设备及流程。

3、了解单效蒸发和多效蒸发的基本概念和简单计算。

教学内容：

1、蒸发概述。

2、简单蒸发设备。

3、单效蒸发。

4、多效蒸发。

重点：

单效真空蒸发，蒸发设备分类、结构、工作原理

难点：

温差损失，蒸发的计算，蒸发设备工作原理

（自修）

第7章吸收

教学要求：

1、掌握质量传递基本原理、亨利定律、费克定律、对流传质、相间传质。

2、理解双膜理论、总传质速率方程。

3、理解吸收平衡和吸收速率。

4、了解吸收操作的应用、简单吸收设备、吸收过程的分类、吸收剂的选择。

5、掌握吸收塔计算。

6、了解填料塔及相关知识。

7、了解吸附基本原理和简单设备。

8、了解离子交换基本原理和简单设备。

教学内容：

1、传质概述。

2、亨利定律，分子扩散与费克定律。

3、双膜理论。

4、对流传质和相间传质。

5、总传质速率方程。

6、吸收概述。

7、吸收塔计算。

8、填料塔。

重点：

费克定律，双膜理论，传质基本方程，吸收原理

难点：

双膜理论，吸收操作的相平衡，操作线方程

（8学时）

第八章蒸馏

教学要求：

1、掌握蒸馏的基本原理和蒸馏方法。

2、掌握精馏原理、物料衡算、进料状态对精馏的影响。

3、掌握双组分精溜平衡级数的确定、回流比的影响和选择。

4、熟悉精馏装置。

教学内容：

1、双组分体系汽液相平衡。

2、蒸馏方法。

3、精馏原理。

4、物料衡算。

5、进料状态对精馏的影响。

6、平衡级数的确定。

7、回流比的影响和选择。

8、精馏装置。

重点：

蒸馏原理，双组分理想溶液的气—液相平衡，塔内气—液接触传质过程，连续精馏

难点：

双组分理想溶液的气—液相平衡，连续精馏计算

（10学时）

第9章萃取与浸提

教学要求：

1、掌握液-液萃取基本原理和过程。

2、掌握浸取基本原理、流程，了解其简单设备。

3、了解超临界流体萃取基本原理和应用。

教学内容：

1、液-液萃取。

2、浸取。

3、超临界流体萃取。

（自修）

第10章食品冷冻技术

教学要求：

1、理解制冷的基本概念和制冷原理和方法，理解制冷剂和载冷剂

2、掌握水的冻结曲线，

3、理解空气冻结法，间接接触冻结法，直接接触冻结法

4、理解冷藏库的类型、组成与布置、隔热与防潮，理解冷藏库容量的计算、冷负荷的计算，理解装配式冷藏库

5、理解食品冷藏链的组成与结构，冷藏运输，冷冻销售

教学内容：

制冷技术基本原理，制冷剂和载冷剂，食品的冷冻，食品速冻方法和速冻装置，冷藏库，食品冷藏链

重点：

食品的冻结曲线，水分结冰率与最大冰晶生成区，冻结对食品的影响，食品冻结的速度与时间

难点：

食品冻结的速度与时间

（自修）

第１１章干燥

教学要求：

1、掌握湿空气及湿物料的性质，干燥速率，干燥时间，热风干燥过程的计算，物料衡算、空气量的确定，热量衡算、热能耗量的确定

2、理解气流干燥设备、喷雾干燥设备、其它类型干燥设备的结构、工作原理

教学内容：

湿空气及湿物料的性质，干燥动力学，热风干燥过程的计算，干燥设备

重点：

湿空气及湿物料的性质，空气量的确定，热量衡算、热能耗量的确定，干燥设备的结构、工作原理

难点：

湿焓图、干燥机理

（6学时）

第１２章膜分离

教学要求：

1、了解膜分离技术及相关知识、国内外研究现状。

2、了解简单膜分离设备。

3、了解膜分离技术应用情况。

教学内容：

1、膜分离技术原理。

2、国内外研究和应用现状。

3、膜分离设备。

（自修）