《食品工程原理》教学大纲（精华版）

1、食品工程原理教学大纲一、本课程的教学目标和任务本课程为食品专业的必修专业基础课。课程内容主要包括动量传递、热量传递和质量传递的三大传递理论及其在食品工程中的应用，即研究食品工程单元操作的基本原理与应用。动量传递内容包括流体力学和流体输送机械（泵与风机）的选用、颗粒与流体间的相对运动；热量传递内容包括传热学和蒸发操作等；质量传递内容包括传质过程、吸收与蒸馏、吸附与离子交换，浸出与萃取等单元操作；此外还包括热、质同时传递的过程，如食品的干燥等。食品工程原理是一门主要研究食品加工过程的技术原理与工程实现的应用基础课程，与机械工程、化学工程等学科的有关课程密切相关，其基础涉及数学、物理、力学、热力学、

2、传热学和传质学等。本课程以单元操作为主线，研究食品加工过程的有关理论与工程方法，为食品科学与工程及相近专业的学生和工程技术人员学习研究提供参考。二、本课程的教学要求食品工程原理是食品科学与工程及其相近专业的一门十分重要的专业基础课程，在创新人才培养中具有举足轻重的地位。由于课程涉及的知识面宽，对理论分析、设计计算、实验探索、工程经验的贯通融合和创新应用方面要求很高。学习中要注重逐步树立学生的工程观念，从先进实用、安全可靠、经济方便、节能减排等方面认真掌握单元操作和工程系统集成方面的知识。1. 注重培养学生的工程设计和应用的能力。食品加工工艺千变万化，其实现的途径又可以多种多样， 所以要树立学生

3、的工程观念，能够根据生产工艺要求和物料特性，合理地选择单元操作及相应的设备，完成过程分析、设计计算，努力使系统集成达到最优化。2. 注重培养学生的数据攫取能力。食品工程原理学科研究的历史短，基础数据十分缺乏。如何通过网络或资料查取有参考价值的数据，或者通过实验测取、 生产现场查定相关数据、 是进行良好的食品工程设计的重要前提。3. 注重培养学生的实验能力。学习实验设计、单元操作实验、数据处理、误差分析方法，提高学生的动手能力和实验技能。4. 多媒体等现代化教学手段辅助教学，使学生增加感性认识， 激发学习兴趣， 提高教学质量。5. 课堂教学与学生的课后复习、查阅资料、讨论及实验等相结合，随时听取

4、学生对教学的意见和要求，不断改进教学方法和手段。 三、本课程的学分、学时分配和考核方式学分： 5； 学时： 88；考核方式：笔试。学时分配：第一章流体流动8学时第二章流体输送4学时第三章非均相物系分离11学时第五章第六章传热蒸发与结晶154学时学时第七章吸收5学时第八章第九章蒸馏萃取与浸提87学时学时第十章食品冷冻技术2学时第十一章食品干燥原理10学时第十二章膜分离7学时第十三章吸收与离子交换7学时食品工程原理姜绍通、周先汉北京 :化学工业出版社2010 年第 1 版参考书：四、本课程的教材和参考书教材：食品工程原理李云飞、葛克山北京 :中国农业大学出版社2009 年第2 版食品工程原理赵思明

5、北京 :科学出版社2009 年第1 版化工原理陈常贵天津 :天津大学出版社2004 年第1 版五、讲授内容第一章 流体流动1.1 流体静力学原理1.2 管内流体流动的基本规律1.3 流体流动现象1.4 流体流动的阻力1.5 流量测定本章重点和难点： 以流体静力学、 动力学两条宏观主线贯穿始终，全面了解食品工业生产中流体的基本物性特征，正确区别压力、压强，流速、流量，定态流动、非定态流动，牛顿型流体、非牛顿 型流体，层流、湍流，边界层及因次分析等基本概念；掌握流体质量守恒、机械能守恒、动量守恒三大守恒规律，学会利用静力学基本方程、伯努利方程、流体流动阻力计算公式解决流体流动中的压强测定、流速及流

6、量计算、输送位置关系确定、动力消耗、阻力损失、管径选择等基本问题；学会利用所学知识完成食品工厂中水、气以及原料溶液等流体输送过程的选择、操作和相关设计。第二章 流体输送2.1 离心泵2.2 其他类型的泵2.3 风机2.4 气体压缩2.5 真空技术本章重点和难点：掌握离心泵的结构、特点、工作原理、使用调节方法、选型计算等，重点是选型计算；了解往复式泵的工作原理，重点了解容积式泵与离心泵在使用上去区别；掌握离心风机的结构、特点、 工作原理、 选型计算等， 重点是选型计算； 了解往复式压缩机的结构、工作原理和选型； 了解真空泵的类型、结构特点、工作原理和选型。第三章 非均相物系分离3.1 重力沉降3

7、.2 过滤3.3 离心分离本章重点和难点： 了解食品工业中根据液体或气体与颗粒间的相对运动规律实现颗粒分离、流态化及气力输送等单元操作的原理。根据流体与颗粒相对运动阻力计算的流体力学原理，学习建立颗粒与流体相对运动的数学建模的一般方法，并利用数学模型公式进行各过程的计算。掌握单个颗粒大小、比面积及形状等几何特性和颗粒群平均粒度的表达方法。掌握过滤的基本概念、 过程计算方法， 熟练进行间歇和连续生产过滤机的计算和选用。掌握重力沉降计算。 理解旋风分离器的分离效率和压降的计算方法。一般了解流态化和气力输送操作的概念与流态化技术的发展。第四章 搅拌与混合本章是自主学习内容。第五章 传热5.1 传热概

8、述5.2 热传导5.3 对流传热5.4 热交换5.5 辐射传热本章重点和难点：熟悉传热的基本概念及基本方式，理解傅里叶定律、普朗克定律、对流传热速率方程（牛顿冷却公式）的物理含义，掌握稳态导热过程的计算和应用，掌握稳态传热基本方程的应用，理解非稳态传热和热辐射传热的计算方法和应用。一般了解常用换热器的结构。第六章 蒸发与结晶6.1 蒸发概述6.2 蒸发设备6.3 单效蒸发6.4 多效蒸发本章重点和难点： 掌握单效蒸发操作过程的工艺原理与设计计算；熟悉多效蒸发的流程及计算要点； 蒸发操作效数限制及蒸发过程的节能措施；了解各种蒸发器的结构特点、性能、 应用范围及选型要点；了解结晶机理、结晶过程的衡

9、算原理和设备的选择。第七章 吸收7.1 气液平衡关系7.2 传质基础7.3 传质设备简介7.4 吸收塔的计算本章重点和难点：掌握气体溶解度定义及其影响因素，掌握亨利定律、菲克定律，掌握分子扩散的传质特征，掌握双模模型、传质速率方程、吸收塔的物料衡算、传质单元数计算、传质单元高度计算；熟悉吸收操作工作流程、吸收剂选用原则；了解扩散系数的测定方法、吸收设备的构造特点。第八章 蒸馏8.1 双组份溶液的气液相平衡8.2 蒸馏与精馏原理8.3 双组分连续精馏常规流程的数学描述8.4 双组分连续精馏的计算本章重点和难点：掌握双组分溶液的气液相平衡组成的计算，相平衡过程中的相对挥发度；掌握简单蒸馏、平衡蒸馏

10、的原理与计算；重点掌握双组分连续精馏的原理、流程、计算和分析。第九章 萃取与浸提9.1 液-液萃取的传质基础9.2 萃取流程及其计算9.3 液-液萃取设备9.4 浸提本章重点和难点：掌握液-液萃取的传质基础，掌握三角形相图、杠杆规则；重点掌握单级萃取的 计算原理，熟悉多级错流、逆流接触萃取的过程；了解液-液萃取设备；理解浸提的传质机理，熟悉浸提操作的计算，了解浸提设备；第十章 食品冷冻技术10.1 物料冷冻的技术原理10.2 流化床速冻10.3 冷冻浓缩本章重点和难点： 学习关于食品低温加工的技术和常用方法；掌握物料冷冻的基本原理和制冷循环的计算；了解食品冻结的过程及变化；了解现今使用的高效速

11、冻技术的原理、工艺及设备；了解冷冻浓缩的相关概念及应用。第十一章 干燥11.1 湿空气的性质11.2 干燥过程的衡算11.3 干燥速率与干燥时间11.4 干燥设备11.5 喷雾干燥本章重点和难点： 掌握湿空气的性质， 并能运用湿空气焓湿图解决实际问题；掌握连续干燥过程的物料衡算与热量衡算和恒定干燥条件下的干燥速率与干燥时间的计算；掌握食品物料中水分的性质，学会测绘干燥过程曲线；了解常用干燥设备的构造及选型。第十二章 膜分离12.1 膜分离概述12.2 微滤与超滤12.3 反渗透12.4 电渗析本章重点和难点： 分离膜基本性质； 膜组件基本类型； 膜分离过程基本类型；膜分离操作工艺流程； 膜的传质机理；膜的选择透过机理；浓差极化；膜通量的