中国农业大学食品工程原理教学大纲

一、 课程基本情况

课程编号：06110850

课程总学时： 88  (其中，讲课 88   ，实验 0   ，上机 0 ，实习 0 ，课外学时 0   )

课程学分：5.5                

课程分类：必修          

开设学期：秋

开课单位：食品科学与营养工程学院  食品科学与工程系        

适用专业：食品科学与工程

所需先修课：高等数学、物理学和物理化学

课程负责人：葛克山

二、课程内容简介

    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传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。

    This course is a required basic one in food specialization .It includes both transfer theories of momentum,heat and mass and their applications. Momentum transfer contents fluid mechanics,fluid transportation machines and fuid flow past inmersed particles. Heat transfer includes principle of heat transfer and evaporation. Mass transfer contents gas absorption and distillation,liquid adsorpion and ion exchange,leaching and extraction.Beside those it includes drying of solids.

三、各部分教学纲要

课堂讲授部分教学内容与要求（88学时）

    第1章  流体力学基础 （12学时）

    牛顿流体及黏度，稳定流动体系的总能量方程，不可压缩流体的稳定流动，管内流动的能量、质量守恒，管内流动的阻力和流速分布，流动阻力计算，简单管路计算，泵的类型与性能，泵的安装高度，泵的工作点与流量调节。

    第2章   传热 （15学时）

    导热及导热的计算，包括单层与多层平壁、圆筒壁的导热；对流传热与对流传热系数的计算，主要有管内、外的对流、大空间的自然对流、蒸汽的冷凝与液体沸腾的对流传热系数的计算；辐射传热及其计算；热量衡算与传热速率方程，包括热量衡算方程、总传热系数、平均传热温差的计算；不稳定传热过程与计算，包括集总参数分析法和图解法。

    第4章   颗粒与流体之间的相对流动 （11学时）

    流体绕过颗粒及颗粒床层的流动，颗粒在流体中的流动，重力沉降与离心沉降，固体流态化与气力输送，沉降设备与计算，过滤的概念与理论，过滤设备与计算。

    第7章   吸收与蒸馏 （13学时）

    单相中的扩散及扩散系数，相间传质，吸收的基本概念与理论，填料吸收塔的计算，蒸馏的基本概念与理论，双组分连续精馏塔的计算。

    第8章 液体吸附与离子交换 （7学时）

    吸附的基本概念与吸附剂，吸附理论，吸附操作方式与装置系统，离子交换的基本概念与离子交换树脂，离子交换理论，离子交换操作与设备，离子交换操作的计算。

    第9章   浸出和萃取（7学时）

    浸出的基本概念，浸出理论，浸出操作的计算，浸出装置，萃取的基本概念，萃取理论，浸出操作的计算，萃取设备。

    第10章 膜分离  （7学时）

    膜分离过程，膜的分类及性质；反渗透的基本原理及操作，超滤的基本原理及操作，电渗析的基本原理及操作。

    第11章   溶液浓缩（6学时）

    蒸发操作及特点，单效蒸发，多效蒸发，单效蒸发与多效蒸发的比较，蒸发设备，冷冻浓缩的操作原理与计算。

    第12章   食品干燥原理 （10学时）

    湿空气的热力学性质，湿空气的湿—焓图及其应用，湿物料的基本性质，湿物料常压热风干燥过程，对流干燥理论与计算，冷冻干燥原理，干燥设备简介。

四、使用教材及主要参考书

教材：李云飞 葛克山主编《食品工程原理》，中国农业大学出版社，2009年第2版

主要参考书：

（1）赵思明主编《食品工程原理》，科学出版社，2009年第1版

（2）陈常贵等主编《化工原理》，天津大学出版社，2004年第1版

食品工程原理实验

Experiments of Principles of Food Engineering

一、课程基本情况

课程编号：06110851

课程总学时： 16  (其中，讲课 0 ，实验 16   ，上机   ，实习 0 ，课外学时 0   )

课程学分：0.5

课程分类：必修

开课学期：秋

开课单位：食品科学与营养工程学院  食品科学与工程系

适用专业：食品科学与工程

所需先修课：高等数学、物理学和物理化学

课程负责人：葛克山

二、课程内容简介

    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实验。动量传递内容包括圆形直管内流动摩擦系数的测定，离心泵特性曲线的测定，以及过滤系数实验；热量传递内容包括对流传热系数测定；质量传递内容包括精馏塔板效率测定；此外还包括热、质同时传递的过程，如食品的干燥实验。

    This course is a required basic one in food specialization. It includes experiments of momentum, heat and mass transfer. Momentum transfer experiments content the determination of coefficient of friction in tube, the special curvilinear of  centrifugal pump, and the coefficient of filtration. Heat transfer experiments include the determination of coefficient of convection heat transfer. Mass transfer experiments content the determination of plate efficiency of distillation tower and so forth. Beside those it includes drying experiment of solids.

三、各部分教学纲要（16学时）

实验一 流体在圆形直管内流动摩擦系数的测定（验证实验，2学时）

   （1）实验内容：测定流体在圆形直管内流动的摩擦系数；

    （2）实验目的：掌握流体流过直管时摩擦系数的测定方法，熟悉实验装置中所采用流量计、压差计的构造及其使用方法；学习食品工程数据处理中常用的对数坐标纸的用法。

实验二  离心泵特性曲线的测定（综合实验，2学时）

    （1）实验内容：测定离心泵的特性曲线；

    （2）实验目的：了解离心泵的构造与操作，了解离心泵的工作点与流量调节，掌握离心泵在一定转速下特性曲线的测定方法。

实验三  传热实验（验证实验，2学时）

    （1）实验内容：测定流体的对流传热系数。

    （2）实验目的：验证流体在圆形直管内强制湍流时的对流传热系数变化规律，了解强化传热的途径与效果，掌握热电偶的使用方法。

实验四  过滤实验（综合实验，2学时）

    （1）实验内容：在恒压下测定过滤常数。

    （2）实验目的：对指定物料测定过滤常数，掌握恒压过滤常数的测定方法，加深对过滤操作中各影响因素的理解。

实验五  流化床实验（综合实验，2学时）

    （1）实验内容：测定临界流化速度umf和流化曲线（Δp—u曲线）；

    （2）实验目的：观察流化床中两相流动现象，掌握测定临界流化速度和流化曲线的测定方法，利用三点测压法，校核流化床的动床高。   

实验六  精馏塔板效率实验（2学时）

    （1）实验内容：测定全回流条件下精馏塔的塔板效率；

    （2）实验目的：了解精馏塔的结构、装置流程及其操作方法，掌握全回流条件下精馏塔总塔板效率的测定方法。   

实验七 萃取实验（综合实验，2学时）

    （1）实验内容：测定萃取塔的传质单元高度。

    （2）实验目的：了解转盘式萃取塔的结构特点，测定两相流动时的液泛点，掌握液液萃取时传质单元高度的测定方法。

实验八 对流干燥实验（综合实验，2学时）

    （1）实验内容：测定湿物料的干燥曲线与干燥速率曲线。

    （2）实验目的：了解影响物料干燥速率的因素，掌握干燥曲线与干燥速率曲线的测定方法。

四、使用教材的名称、主编人、出版社、出版时间及版次及主要参考书名称。

教材：自编教材《食品工程原理实验指导书》

参考书：《化工基础指导书实验》，天津大学自编教材

   食品工程原理B（Principles of Food Engineering B）

 一、课程基本情况

课程编号：06110861

课程总学时：  40   (其中，讲课 40  ，实验 0  ，上机  0 ，实习 0  ，课外学时 0   ) 

课程学分：2.5

课程分类：必修

开设学期：秋

开课单位：食品科学与营养工程学院  食品科学与工程系

适用专业：生物工程、食品营养与安全

所需先修课：高等数学、物理学和物理化学

课程负责人：汪立君

二、课程内容简介

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传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的基本原理和计算、颗粒与流体间的相对运动（沉降和过滤）；热量传递内容包括传热学基础和蒸发操作等；质量传递内容包括传质过程、吸收与蒸馏等单元操作；此外还包括热、质同时传递的过程，如食品的干燥等。重点是掌握有关的基本原理、计算与应用。

This course is a required basic one in food specialization .It includes both transfer theories of momentum, heat and mass and their applications. Momentum transfer contents hydromechanical principles and calculations, fluid transportation machines and sedimentation, filtration. Heat transfer includes principle of heat transfer and evaporation. Mass transfer contents absorption and distillation. Beside those it includes drying of solids. Their principles, applications and calculations are keystones.

三、各部分教学纲要

1、课堂讲授部分教学内容要点、基本要求及学时数等。（40学时） 

第一章  绪论 （2学时）

以奶粉加工过程为例，讲述食品工程原理在食品加工过程中的体现及相关的单元操作；本课程性质、内容及任务、参考书等；三传理论与单元操作的关系，单元操作中常用的基本概念。重点讲授食品工程原理在食品加工过程中的体现及相关的单元操作。

第一章  流体力学基础 （8学时）

流体力学的基本概念，流体的粘性与黏度，稳定流动体系的总能量方程，连续性方程，管内流动的阻力和流速分布，管路计算，流量测量，泵的类型与性能，泵的工作点与安装高度。重点讲授牛顿定律，连续性方程以及柏努力方程及其应用。

第二章  传热学基础 （6学时）

传热的基本概念，单层与多层热传导的计算，对流传热与对流传热系数的计算，辐射传热的基本概念，热量衡算与传热速率方程的应用。重点讲授热传导、对流和辐射的基本概念，以及热量衡算与传热速率方程的应用。

第三章  颗粒与流体之间的相对流动 （6学时）

颗粒及颗粒床层的特性，重力沉降基本理论及设备的计算，过滤的概念与理论，过滤设备与计算。重点讲授过滤与重力沉降的基本理论及应用。

第四章  吸收与蒸馏 （8学时）

传质学基础，吸收的基本概念与理论，以及填料吸收塔的计算，蒸馏的基本概念与理论，双组分连续精馏的计算。重点讲授双膜理论、亨利定律、传质基本方程、气液平衡相图、精馏的原理和计算。

第五章  蒸发（4学时）

蒸发操作原理及特点，单效蒸发，多效蒸发，单效蒸发与多效蒸发的比较，蒸发设备。重点讲授掌握蒸发操作原理、特点及其单效和多效工艺计算。

第六章  干燥 （6学时）

湿空气的热力学性质，湿空气的湿—焓图及其应用，湿物料的基本性质，湿物料常压热风干燥过程的机理和计算。重点讲授湿空气的热力学性质及湿—焓图的应用，干燥系统的物料衡算和热量衡算，干燥特性曲线，干燥速率方程及应用。

四、使用教材的名称、主编人、出版社、出版时间及版次及主要参考书名称。

教材：李云飞、葛克山主编《食品工程原理》，中国农业大学出版社，2009年第2版。

主要参考书：

（1）赵思明主编《食品工程原理》，科学出版社，2009年第1版

（2）陈常贵等主编《化工原理》，天津大学出版社，2004年第1版

教材：李云飞 葛克山主编《食品工程原理》，中国农业大学出版社，2009年

主要参考书：

（1）赵思明主编《食品工程原理》，科学出版社，2009年

（2）张旭光主编《食品工程原理》，中国轻工业出版社，2006年

（3）冯骉主编《食品工程原理》，中国农业大学出版社，2005年

（4）廖世荣主编《食品工程原理》，科学出版社，2004年