食品工程原理教学大纲

前   言

食品工程原理讲授食品加工过程的各种工程概念和单元操作的一门课程。

通过本课程的课堂讲授及实验教学，要求学生具备以下能力：

(1) 熟悉和了解现代化食品生产中各个单元操作的作用原理，过程描述，典型设备的结构和工艺计算。

(2) 能够分析解决食品生产中出现的问题。例如，在实际生产中涉及的因数较多，需要研究如何判断它们的主次来确定适宜的设备，以及优惠的操作条件或经济适用的加工方案等；此外，需要了解将实验室试验成果应用到实际生产中去的方法，即过程的开发。

本课程是食品科学与工程专业的必修课，总学时为72学时，其中理论课54学时，实验18学时，4.0学分。理论课教学方法主要是课堂讲授，配合多媒体等方法进行教学。

教学目的要求和内容

引论                                             

【目的要求】

1、了解食品工程原理研究的主要内容，单元操作的概念和“三传理论”。

2、熟悉物料衡算和能量衡算的计算方法。

3、了解食品工程原理与化工原理的联系。

4、了解国际单位制和量纲含义。

【教学内容】

1、单元操作的概念、分类，“三传理论”。

2、食品工程原理的研究内容、课程性质、学习方法。

3、食品工程原理的由来，食品工程原理与化工原理的联系和区别。

4、物料衡算的计算方法。

5、能量衡算的计算方法。

6、单位制和量纲。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第一章  流体流动                  

【目的要求】

1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。

2、掌握流体静力学平衡方程式。

3、掌握流体流动的基本概念——流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。

4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。

5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。

6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。

7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。

8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。

【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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第二章 流体输送                                       

【目的要求】

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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第三章  粉碎与混合                                       

【目的要求】

1、理解粉碎的概念和基本原理。

2、了解筛分、筛制和筛析。

3、了解混合的基本理论和简单设备。

【教学内容】

1、粉碎基本概念和原理。

2、筛分原理。

3、筛制和筛析。

4、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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第四章  沉降与过滤                                

【目的要求】

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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第五章  传热                                        

【目的要求】

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。

12、微波技术。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第六章  传质                                         

【目的要求】

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。

9、吸附。

10、离子交换。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第七章  蒸发                                         

【目的要求】

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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第八章  蒸馏                                         

【目的要求】

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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第九章  制冷                                         

【目的要求】

1、了解制冷技术的理论基础和方法。

2、了解蒸汽压缩式制冷原理。

3、了解食品冷冻方法。

4、了解湿空气热力学和空气调节。

【教学内容】

1、制冷技术的理论基础和方法。

2、蒸汽压缩式制冷原理。

3、食品冷冻。

4、湿空气热力学。

5、空气调节。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第十章  干燥                                         

【目的要求】

1、了解干燥基本原理和简单干燥设备。

2、了解干燥静力学和动力学。

【教学内容】

1、干燥基本原理。

2、干燥静力学和动力学。

3、干燥设备。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第十一章  萃取                                         

【目的要求】

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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

第十二章  膜分离                                         

【目的要求】

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。

【教学方法】

讲授、多媒体。

期末总复习                                         

【教学内容】

1、复习本课程重点、难点内容。

2、答疑。

学时分配