搜索
1食品工程原理课程教学大纲一、课程基本概况课程名称：食品工程原理课程名称（英文）：PRINCIPLESOFFOODENGINEERING课程编号：0611306课程总学时：70学时（讲课60学时，实验10学时）课程学分：3.5学分课程分类：必修课开设学期：第4学期适用专业：食品科学与工程专业先修课程：《高等数学》、《大学物理》、《物理化学》、《机械制图》等课程后续课程：《粮油食品工艺学》、《畜产食品工艺学》、《果蔬食品工艺学》、《食品机械》、《食品工厂设计》二、课程的性质、目的和任务本课程是食品科学与工程专业主要的必修课之一。本课程是在高等数学、物理学、物理化学等课程的基础上开设的一门专业基础课程，是承前启后，由理及工的桥梁。主要目的是培养分析和解决有关单元操作各种问题的能力，以便在食品生产、科研与设计中到强化生产过程，提高产品质量，提高设备生产能力及效率，降低设备投资及产品成本，节约能耗，防止污染及加速新技术开发等。主要任务是：研究单元操作的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算（或选型）。三、主要内容、重点及深度（一）理论教学绪论目的要求：了解食品工程原理的性质、任务、学习方法；掌握单位换算、物料衡算、能量衡算的基本方法。主要内容：一、食品工程原理的发展历程二、食工原理的性质、任务、与内容三、单位制与单位换算四、物料衡算五、能量衡算六、过程平衡与速率重点：单元操作的概念单位换算、物料衡算、能量衡算。难点：经验公式的单位变换、试差计算法2第一章流体流动目的要求：使学生了解流体平衡和运动的基本规律，熟练掌握静力学基本方程式、连续性方程式、柏努力方程式的内容和应用、流体在管内的流动阻力，在此基础上解决管路计算、输送设备功率计算等问题。重点：静力学基本方程式、连续性方程式、柏努力方程式的内容和应用、流体在管内的流动阻力难点：柏努力方程式的推导及其应用、流动边界层的概念、流动阻力计算公式的推导主要内容：第一节流体静力学方程式及其应用一、流体静力学方程式二、流体静力学基本方程式的应用第二节流体在管内的流动一、稳定流动与不稳定流动二、连续性方程式三、柏努利方程式四、柏努利方程式的应用第三节流体在管内的流动阻力一、顿粘性定律与流体的粘度二、流动类型与雷诺准数三、滞流与湍流四、边界层的概念五、流动阻力第四节管路计算与流量测量一、管路计算二、流量测量第二章粉碎与筛分目的要求：掌握粉碎与筛分单元操作的基本概念、基本原理和基本计算。重点：粒度的大小、形状及分布，粉碎速率、粉碎能耗、平均粒度、筛分速率难点：食品物料粒度的大小、形状及分布，粉碎速率、粉碎能耗、平均粒度、筛分速率。主要内容：第一节粉碎一、概述二、粉碎理论第二节筛分3一、筛分理论二、颗粒在筛面上的运动第三章非均相物系的机械分离目的要求：了解非均相物系用机械方法进行分离的原理、适用范围及主要设备的性能。要求能够根据分离任务正确选择分离方法和设备。重点：沉降的基本原理、基本计算方法；过滤操作的原理，过滤基本方程式及过滤计算。难点：沉降速度的计算、过滤方程式的推导。主要内容：第一节沉降一、重力沉降二、离心沉降第二节过滤一、过滤操作的基本概念二、过滤基本方程式三、恒压过滤四、过滤计算第四章传热目的要求：使学生掌握传热的基本概念、基本定律、基本原理和基本计算。重点：掌握傅立叶定律、牛顿定律、普郎克定律、斯蒂芬一波尔滋曼定律、克希霍夫定律及其应用、计算。难点：准数方程的建立、推导和应用，三种传热的计算。主要内容：概述一、传热的基本方式二、典型的传热设备三、稳定传热和不稳定传热第一节热传导一、传热的基本概念和Fourier定律二、导热系数三、平壁的热传导四、圆筒壁的热传导第二节对流传热一、流传热分析二、流体与壁面间的对流传热速率4三、对流传热膜系数关联式第三节（稳定）传热计算一、能量衡算二、总传热速率方程三、平均温度差四、总传热系数第四节辐射传热一、基本概念和定律二、两固体间的辐射传热第五章蒸发目的要求：使学生掌握蒸发的基本概念、基本原理和基本计算。重点：蒸发中的温差损失、物料衡算、能量衡算难点：单效、多效蒸发的能量衡算主要内容：第一节蒸发的基本概念一、基本概念二、蒸发器的形式三、蒸发器的选型四、蒸发器的辅助装置第二节单效蒸发一、溶液的沸点和温度差损失二、单效蒸发的计算三、蒸发器的生产能力和生产强度第三节多效蒸发一、多效蒸发原理二、多效蒸发的计算三、多效蒸发与单效蒸发的比较四、多效蒸发中效数的限制及最佳效数第四节蒸发器的设计第六章干燥目的要求：掌握干燥单元操作的基本概念、基本原理和基本计算重点：湿空气性质、湿度图，湿物料的干燥机理、干燥计算。难点：湿空气性质、干燥机理、能量衡算、干燥时间计算5主要内容：第一部分对流干燥（热风干燥）第一节湿空气的性质和湿度图一、湿空气的性质二、湿空气的H-I图三、湿空气的基本状态变化过程第二节干燥静力学一、湿物料的形态和含水量二、干燥系统的物料衡算三、干燥系统的能量衡算四、干燥器的热效率五、空气通过干燥器的状态变化第三节干燥动力学一、物料中的水分二、干燥机理三、恒速干燥条件下干燥时间的计算第二部分喷雾干燥概述一、喷雾器二、喷雾干燥室和液滴在干燥室中的干燥三、喷雾干燥装置系统四、喷雾干燥设计计算第七章膜分离过程目的要求：掌握膜分离过程的基本概念、基本原理和基本计算。重点：微滤和超滤、反渗透、电渗析的基本原理难点：描述上述各种单元操作的数学模型。主要内容：第一节微滤和超滤一、微滤和超滤的过程特征和膜二、预测滤液通量的数学模型三、微滤和超滤设备四、微滤和超滤在食品工业中的应用第二节反渗透一、反渗透的原理二、描述反渗透过程的数学模型6三、反渗透设备及其应用第三节电渗析一、电渗析过程的原理二、电渗析中的传递三、电渗析的基本概念四、电渗析装置五、电渗析设计计算六、电渗析的应用（二）实践教学实验一、热风干燥实验目的要求：了解食品物料干燥过程，观察干燥后食品的变化；在恒定干燥工况下食品的平衡水分的测定、干燥曲线。主要内容：测定不同时刻物料的含水量、表面温度，计算干燥速率，绘制绘出X—τ曲线、θ—τ曲线、干燥速率曲线，并列出计算示例。作业：写出实验报告地点：食工专业实验室成绩评定：依据实验报告实验二、喷雾干燥实验目的要求：掌握喷雾干燥器的结构、操作、控制和调整；观察物料的实际喷雾干燥过程；测定喷雾干燥中的各种参数。主要内容：原料液的处理；喷雾干燥器使用及操作方法；喷雾干燥器的空气进口温度、出口温度。地点：食工专业实验室成绩评定：依据实验报告实验三、粉碎与筛分实验目的要求：了解粉碎与筛分的过程；掌握粉碎粒度的测定法和平均粒度的求法；通过测量求得颗粒的累积分布和频率分布。主要内容：准备试样、标准筛，用振动筛筛分，称量各筛面上的质量，求粉碎物的质量累积分布和频率分布，求粉碎物料的调和平均粒度和沙得平均粒，画出颗粒的频率分布曲线和累积分布曲线。作业：写出实验报告。地点：食工专业实验室7成绩评定：依据实验报告评定实验四、超滤、反渗透实验目的要求：了解超滤、反渗透的膜组件的结构特点和工作原理；熟悉系统的结构和操作方法。主要内容：利用现场提供的实物元件，搞清其结构特点和工作原理；熟悉整个系统的结构、控制、调整和操作方法；观察实际过程。作业：写出实验报告。地点：食工专业实验室成绩评定：依据实验报告评定四、学时分配表章序内容各教学环节学时分配作业量备注讲授实验讨论习题课外其它小计绪论23-5第一章流体流动10-1210-16第二章粉碎与筛分421-2第三章非均相物系的分离4-84-6第四章传热1412-16第五章蒸发8-106-10第六章干燥12-14612-16第七章膜分离过程622-4小结60-701050-75五、课程教学的基本要求和主要环节《食品工程原理》是食品科学与工程专业的一门专业基础课程。在培养学生综合素质的过程中有其特殊的地位和作用。通过学习，要求掌握研究单元操作的基本原理、典型设备的构造及工艺尺寸的计算（或选型）。培养分析和解决有关单元操作各种问题的能力，以便在食品生产、科研与设计中到强化生产过程，提高产品质量，提高设备生产能力及效率，降低设备投资及产品成本，节约能耗，防止污染及加速新技术开发等。初步掌握食品过程开发、设计与操作的有关方法。理论课以讲授为主，辅助以电子教案和多媒体以及CAI课件。对于课程中不属于基本原理、基本方法和基本概念范畴的内容，鼓励学生自学并在课堂模拟教学及讨论。在教学方法和手段上采用现代教育技术，理论实践相结合，促进学生掌握相关的教学内容。8本课程属于考试课。六、本课程与其他课程的联系与分工先行课程《高等数学》、《大学物理》、《物理化学》、《机械制图》等是本课程的基础。后续课程《粮油食品工艺学》、《畜产食品工艺学》、《果蔬食品工艺学》、《食品机械》、《食品工厂设计基础》。本课程与上述先行课程及后续课程无内容上的重复，并起到承前启后的纽带作用。七、建议教材与参考教材建议教材与参考教材：《食品工程原理》李云飞主编中国农业大学出版社2002年8月第一版《食品工程原理》高福成主编中国轻工出版社1998年12月第一版《食品工程原理》杨同舟主编中国农业出版社2003年6月第一版《UNITOPERATIONSINFOODPROCESSING》R.L.EARLEwithM.D.EARLE八、责任人撰稿人：审稿人：系领导：