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食品机械与设备教学大纲《食品机械与设备》课程教学大纲课程编码：无课程名称：食品机械与设备FoodMachineryandEquipment一、课程基本信息1.课程类型必修课：学科基础课2.适用专业及开设学期适用专业：食品科学与工程（本科）开设学期：第一学期3.课程目的《食品机械与设备》是食品科学与工程专业基础课程中的主干课程之一。该课程为从事食品生产技术管理、品质控制、产品开发、工程设计等方面的学生提供了扎实的理论基础和实践参考意义。该课程要求学生能基本掌握各种食品机械的用途、基本原理、主要构造，初步具有应用此类知识进行食品机械与设备的操作、维护、检修以及设备的选型等工作，为日后产品开发或生产管理工作打下基础。同时通过教学，使学生具备查阅与食品机械与设备有关的文献资料的能力。培养学生运用观察、实验和查阅资料等多种手段获取信息和对信息进行加工的能力。培养学生的敬业精神、创新精神和爱国主义情操，帮助其形成辩证唯物主义世界观。4.学分与学时学分为：4；学时为：68学时。5.建议先修课程《机械制图》6.推荐教材或参考书目推荐教材：《食品机械与设备》，马海乐主编，中国农业出版社，2011年6月第2版。参考书目：（1）《食品生物工程机械与设备》,蔡功禄主编，高等教育出版社，2002．（2）《食品发酵设备与工艺》，陈福生主编，化学工业出版社，2011．（3）《食品通用机械与设备》，蒋迪清、唐伟强主编，华南理工大学出版社,2010．（4）《食品机械与设备》，马海乐主编，中国农业出版社,2004．（5）《食品机械与设备》，张军合主编，化学工业出版社，2008．7.教学方法与手段主要采用讲授、分组讨论、提问、实验等教学方法和手段。启发式教学：食品机械多为大型机械，同学们除实习环节，没有太多机会接触相关机械。在教学环节中，则多结合生活中小型机械及实验室研究型机械向同学们讲授机械的共通原理及主要工作工程。如讲解第十章食品干燥机械部分内容时，多结合生活中常见的微波炉、电烤箱讲解电磁辐射干燥机械的原理、工作过程及操作要点。讨论式教学：本门课程涉及多种类型的食品机械，采取传统的板书教学模式，同学们很容易觉得枯燥、繁杂。则在教学过程中，多鼓励同学们进行课堂讨论，对不同类型的食品机械学会辨析其异同点。如在讲解第九章食品浓缩干燥机械部分，对于膜式浓缩器中的升膜式浓缩器和降膜式浓缩器则适合采用该种教学方法，让同学们从结构、工作过程、适用范围等多个角度来对比分析，对比理解，这样有助于取得了提高教学效率，加深同学们对此部分内容的印象。自学模式：教材中大部分的自学内容相对来说是侧重了解性的内容，但也可在重点内容部分鼓励同学们课下自学，上课汇总总结。如冷冻浓缩机械和冷冻干燥机械均为教学的重点内容，但两者需要对比学习。则同学们课下自学以后，上课找同学串讲，及时总结，广泛讨论。这样不仅变换了同学们的被动学习模式，还锻炼了同学们的自学能力。实践教学环节：除实验部分同学们可近距离接触小型研究型或实用型食品机械以外，鼓励同学们多参加食品企业实习，食品博览会等，拓展食品机械相关知识面。8.考核及成绩评定考核方式：考试成绩评定：考试课（1）平时成绩占20%（2）考试成绩占80%9.课外自学要求对于少部分重点内容，如冷冻浓缩机械和冷冻干燥机械，要求同学们课下自学，并广泛查阅资料，课堂汇报总结，大家一起查漏补缺，共同学习。对于非重点机械的多种类型机械，因课堂时间有限，大多是要求大家课下自学。典型食品生产线部分因涉及实践，且为综合性内容，要求大家课下自学。自学环节以外，设置答疑时间，方便同学们及时找到自己弱项，解决问题。二、课程教学基本内容及要求第一章概论（共2学时）主要内容：食品机械与设备的分类；我国食品机械工业发展的成绩与不足；食品机械与设备的学习目的。教学重点及难点：1.掌握食品机械与设备分类；2.了解食品机械工业的发展状况及与发达国家的差距；3.熟悉食品机械与设备的学习目的，掌握课程学习方法。第二章食品输送机械与设备（共4学时）主要内容：带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机、气力输送设备；离心泵、螺杆泵、齿轮泵、真空吸料装置。教学重点与难点：1.掌握输送设备（离心泵、带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机）的工作原理、结构特点以及操作要点等；2.了解液体输送机械的基本原理与构造。第三章剥壳与脱皮机械与设备（共2学时）主要内容：胶辊砻谷机、离心式剥壳机、圆盘剥壳机、刀板式剥壳机；去皮原理、去皮机械。教学重点与难点：1.掌握剥壳的方法及要求；2.掌握胶辊砻谷机、离心式剥壳机的工作原理及主要构件；3.掌握果蔬去皮的方法及特点；4.了解常用果蔬去皮机械的主要构件及工作原理。第四章食品分选机械与设备（共4学时）主要内容：食品分选、分级的主要作用＆食品分选、分级常用方法；振动分选机械的基本常识、摆动筛的结构及参数；三辊式分级机、带式分级机等常见形状分级机械与设备；光电分选分级机械与设备的基本原理及色选机的应用与构造；螺旋精选器、重量分级机等其他分选技术与设备。教学重点与难点：1.了解食品分选、分级主要作用及分选、分级常用方法；2.掌握摆动筛、滚筒式分级机的工作原理及主要技术参数影响因素；3.掌握三辊式分级机的适用范围及工作原理；4.理解光电分选分级机械与设备中光与食品物料的相互作用、食品物料的光特性应用技术和食品物料光特性应用技术的特点；5.理解光电分选机、色选机的工作原理。第五章食品切分和粉碎机械与设备（共6学时）主要内容：粉碎理论、定义、分类；茎杆类物料切碎机、块状类物料切碎机、蘑菇定向切片机；粗碎机械、中（细）碎机械、微粉碎机械、超微粉碎机械；搅拌磨、行星磨、双锥磨；低温粉碎。教学重点与难点：1.掌握食品粉碎理论；2.了解食品粉碎能耗假说及干法、湿法粉碎机械的适用范围及主要参数。了解常见果蔬加工粉碎机械；3.掌握块状类物料切碎机、蘑菇定向切片机的工作原理及主要构件；4.掌握各种干法粉碎机械设备的工作原理及主要构件；5.掌握搅拌磨、行星磨、双锥磨的主要构件和工作原理，掌握低温粉碎原理、工艺及系统。第六章食品分离机械与设备（共8学时）主要内容：食品加工混合物、食品分离方法；过滤分离原理、工作过程；过滤机分类；板框压滤设备、加压叶滤机、真空过滤机；压榨原理及常用食品压榨设备；离心分离原理与分类、卧式离心机、立式离心机；旋流器基本机构及工作原理、全旋流分离系统、旋流分离器的优缺点；萃取原理、溶剂萃取设备的分类、液-液萃取设备、固-液萃取设备；平板式膜组件、管式膜组件、卷式膜组件、中空纤维膜组件和毛细管膜组件；超临界流体萃取基本流程；超临界CO2萃取系统分类；固体、液体物料的超临界流体萃取系统；工业化超临界CO2萃取设备及其关键部件；分子蒸馏的概念及原理、分子蒸馏设备的构成。教学重点与难点：1.掌握连续相、分散相的概念，了解常用食品分离方法；2.掌握过滤分离的原理、过滤操作包含的工序及板框压滤设备、加压叶滤机、真空过滤机的结构及工作原理；3.了解间歇式压榨机、连续式压榨机的主要结构及原理；4.掌握离心分离的原理、离心分离的应用和卧式螺旋卸料过滤离心机、高速管式离心机的主要结构及原理；5.掌握旋流器基本机构、分离系统及工作原理；6.掌握溶剂萃取的原理，了解常用的液-液萃取设备；7.掌握膜分离原理、膜分离设备的主要构件和管式膜组件原理；8.掌握超临界流体萃取基本流程，了解超临界CO2萃取系统分类和工业化超临界CO2萃取设备及其关键部件；9.掌握分子蒸馏的概念、分子蒸馏的原理，了解降膜式分子蒸馏器及离心式分子蒸馏器的工作原理。本章实验安排：为了巩固食品分离机械理论知识，在实验室安排演示研究型离心机械—离心机的使用，让同学们在实践中理解分离设备的工作原理。所用实验材料选定为牛奶，既可以让同学们清楚看到乳浊液分离离心后的状态，又可以让同学们对混合体系各自的特点有更深的认识。第七章食品混合机械与设备（共6学时）主要内容：搅拌、均质、混合的定义及应用范围；搅拌混合机理、搅拌设备、搅拌器；旋转容器式混合机、固定容器式混合机；调和机理与调和机分类；打蛋机；调粉机；高压均质机、离心式均质机、超声波均质机、胶体磨均质机。教学重点与难点：1.了解搅拌、均质、混合的定义；2.掌握搅拌混合机理、搅拌设备的工作原理、基本结构及搅拌器的流型判断；3.了解旋转容器式混合机、固定容器式混合机的工作原理及过程；4.掌握调和机理、打蛋机的工作原理及主要构件；5.了解高压均质机的工作原理、结构、工作过程及特点；离心式均质机等的工作原理。第八章食品成型机械与设备（共4学时）主要内容：食品成型方法的分类；包馅成型基本原理、饺子成型机、馄饨成型机、夹馅糕点成型机；挤出成型方法、挤出成型设备；卧式辊压机、立式辊压机；冲印成型方法与设备、辊印成型方法与设备、辊切成型方法与设备；伞形搓圆机、桶形搓圆机等常用搓圆成型机械与设备的工作原理、结构及工作过程。教学重点与难点：1.掌握食品成型方法的分类；2.掌握包馅成型基本原理，饺子成型机、馄饨成型机、夹馅糕点成型机的结构及工作原理。3.了解挤出成型方法、挤出成型设备的核心构件；4.掌握卧式辊压机、立式辊压机的主要结构；5.掌握冲印成型方法与设备、辊印成型方法与设备、辊切成型方法与设备的工作原理、工作过程及核心构件；6.了解伞形搓圆机、桶形搓圆机等搓圆成型机械的工作过程。第九章食品浓缩机械与设备（共5学时）主要内容：蒸发浓缩设备的分类、选择；夹层锅、麦芽汁浓缩锅；非膜式浓缩器、膜式浓缩器、真空浓缩设备的附属设备、典型的真空浓缩系统；冷冻浓缩的原理、步骤及优缺点；冷冻浓缩装置系统。教学重点与难点：1.掌握蒸发浓缩设备的分类及选择依据；2.了解夹层锅主要结构，掌握麦芽汁浓缩锅的主要结构和工作过程；3.掌握非膜式浓缩器、膜式浓缩器原理及构成，了解典型真空浓缩系统的构成。掌握升膜式浓缩器和降膜式浓缩器的异同点；4.掌握冷冻浓缩原理及冷冻浓缩装置系统的构成。第十章食品干燥机械与设备（共7学时）主要内容：干燥食品的分类、食品干燥设备的分类及发展；电加热设备、燃料加热设备、红外加热设备、微波加热设备；接触干燥设备的特点、工作原理及结构；对流干燥设备的特点及干燥过程；箱式干燥机、隧道式干燥机、喷雾干燥机、流化床干燥机及其他对流干燥设备；红外辐射干燥机、微波干燥设备、声场波干燥设备；真空干燥设备、冷冻干燥机。教学重点与难点：1.了解食品干燥的定义、主要特征、主要目的及不同种类食品干燥设备分类；2.了解电加热设备、燃料加热设备、红外加热设备、微波加热设备的结构及工作原理；3.掌握接触干燥设备的工作原理及结构；4.掌握对流干燥设备的干燥过程及喷雾干燥机、流化床干燥机的原理及工作过程；5.掌握红外辐射干燥机、微波干燥设备的工作原理、工作过程及应用特点，了解声场波干燥设备；4.掌握冷冻干燥的定义、原理、特点及冷冻干燥装置系统的组成。本章实验安排：设计探索性实验版块，从干燥馒头效果的角度出发，比较电烤箱和微波炉两种干燥机械的干燥效果，通过分析不同的实验现象，深入理解红外加热干燥与微波加热干燥原理上的不同。另外，让同学们设计验证试验，思考如何使用微波炉烤出松软馒头，并进行验证。通过此环节，同学们可以更深入地理解微波干燥原理及相关机械的工作过程。第十一章食品杀菌机械与设备（共6学时）主要内容：杀菌的定义、分类及基本介绍；蒸汽喷射杀菌装置、注入式瞬时加热杀菌装置；板式热交换器、板式杀菌设备的工作流程；管式热交换器、管式杀菌设备的工作流程及主要部件；CIP的定义和特点、结构及操作；欧姆杀菌装置、高压杀菌技术与微波杀菌设备。教学重点与难点：1.掌握杀菌的定义、分类；2.掌握直接加热杀菌法的定义及型式，掌握蒸汽喷射杀菌装置、注入式瞬时加热杀菌装置的工作原理及工作过程；3.掌握板（片）式杀菌器的结构及原理、传热板的结构及片式杀菌装置流程；4.掌握管式杀菌器的结构及原理及管式杀菌装置流程；5.掌握CIP的定义及CIP清洗装置和喷雾装置；6.掌握微波杀菌机理、微波干燥设备主要构件；7.掌握食品超高压杀菌装置定义、超高压容器与超高压技术的定义及超