食品工程原理授課教學(xué)大綱.doc

食品工程原理課程教學(xué)大綱課程編碼：412002課程名稱：食品工程原理課程英文名稱： Principles of Food Engineering先修課程：高等數(shù)學(xué)，物理化學(xué)適用專業(yè)：食品科學(xué)與工程總學(xué)時： 講課學(xué)時：64 （另外獨立開設(shè)有實驗課） 總學(xué)分：4 一、 課程性質(zhì)、地位和任務(wù)食品工程原理是食品科學(xué)與工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。學(xué)生在學(xué)完高等數(shù)學(xué)、物理化學(xué)及膠體化學(xué)的基礎(chǔ)上，通過本課程的學(xué)習，為本專業(yè)的“食品工藝學(xué)”、“發(fā)酵工藝與設(shè)備”等后續(xù)專業(yè)課打好工程技術(shù)方面的基礎(chǔ)。課程的任務(wù)是研究和介紹食品工業(yè)生產(chǎn)中傳遞過程與主要單元操作的基本原理、它們的內(nèi)在規(guī)律、常用設(shè)備及過程計算方法。使學(xué)生掌握傳遞過程及單元操作的基本原理，學(xué)會運用其基本理論解決食品工業(yè)生產(chǎn)中的一般工藝計算和常用設(shè)備的選型配套計算等工程實際問題。二、 課程基本要求1. 理論知識方面通過學(xué)習本課程，要求學(xué)生掌握動量和熱量傳遞的基本原理，運用這些理論并結(jié)合所學(xué)的物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)和物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識，研究食品加工過程中各種單元操作的內(nèi)在規(guī)律和基本原理。理解質(zhì)量傳遞的基本理論。了解現(xiàn)代食品工程技術(shù)發(fā)展的趨勢。主要的單元操作包括：流體輸送與壓縮、制冷技術(shù)、過濾、沉降、離心分離、蒸發(fā)、氣體吸收、蒸餾和物料干燥等。2. 能力和技能方面熟悉典型單元操作設(shè)備的基本構(gòu)造，理解它們的工作原理。培養(yǎng)學(xué)生具有針對食品生產(chǎn)實際，正確選擇適合的單元操作的能力；正確進行過程的物料衡算、能量衡算和設(shè)備選型配套設(shè)計計算的能力。在工程計算中會正確地查閱工程手冊中各種工程圖表，獲取設(shè)計計算有關(guān)參數(shù)。三、教學(xué)內(nèi)容及安排緒論（1學(xué)時）1.食品工程原理課程的性質(zhì)和地位2.現(xiàn)代食品工業(yè)的特點，食品工程與化學(xué)工程的關(guān)系3.食品工程原理課程的特點、內(nèi)容及任務(wù)第1章 流體流動（8學(xué)時）本章重點、難點：管內(nèi)流體流動的基本規(guī)律及能量方程的應(yīng)用、流體流動型態(tài)及流動阻力計算、管路計算 1.1 流體靜力學(xué)方程（1學(xué)時，理解）1.1.1 流體的主要物理性質(zhì)及作用在流體上的力1.1.2 流體靜力學(xué)基本方程式及其應(yīng)用1.2 管內(nèi)流體流動的基本規(guī)律（3學(xué)時，掌握）1.2.1 管內(nèi)流動要素、流速與流量、穩(wěn)定流動與非穩(wěn)定流動1.2.2 管內(nèi)流體流動的質(zhì)量守恒連續(xù)性方程1.2.3 管內(nèi)流體流動的能量守恒柏努利方程 1.2.4 實際流體穩(wěn)定流動的能量守恒，能量方程的應(yīng)用1.3 流體流動型態(tài)及流動阻力（2學(xué)時，掌握）1.3.1 流體的黏性、牛頓內(nèi)摩擦定律、流體邊界層1.3.2 流體流動型態(tài)及判別1.3.3 管內(nèi)流動的直管阻力1.3.4 管內(nèi)流動的局部阻力1.4 管路計算（1學(xué)時，掌握、了解）1.4.1 簡單管路的計算（掌握）1.4.2 復(fù)雜管路的計算（了解）1.5 非牛頓流體簡介（1學(xué)時，了解）1.5.1 非牛頓流體的類型1.5.2 非牛頓流體的流動阻力第2章 流體輸送設(shè)備（4學(xué)時）本章重點、難點：離心泵的工作原理、離心泵的特性曲線及氣蝕現(xiàn)象、泵的選型2.1 液體輸送設(shè)備（3學(xué)時，掌握）2.1.1 離心泵的結(jié)構(gòu)及工作原理2.1.2 離心泵主要性能參數(shù)及離心泵的特性曲線2.1.3 氣蝕現(xiàn)象與離心泵的允許安裝高度2.1.4 離心泵的工作點2.1.5 離心泵的選型2.1.6 螺桿泵和往復(fù)式泵的工作原理、特點及應(yīng)用（了解）2.2 氣體壓縮和輸送設(shè)備（1學(xué)時，了解）2.2.1 離心通風機和鼓風機2.2.2 往復(fù)式壓縮機2.2.3 真空泵第3章 非均相物系的機械分離（7學(xué)時）本章重點、難點：過濾的基本概念和理論、過濾過程計算、氣溶膠的離心沉降旋風分離器3.1 概述 （0.5學(xué)時，了解）3.2 過濾 （4.5學(xué)時，掌握）3.2.1 過濾的基本概念和理論3.2.2 過濾設(shè)備3.2.3 過濾過程的計算3.3 沉降 （0.5學(xué)時，了解）3.3.1 顆粒在流體中的運動3.3.2 顆粒在流體中的重力沉降3.3.3 沉降設(shè)備3.4 離心分離 （0.5學(xué)時，理解）3.4.1 顆粒、液滴在離心力場中的運動3.4.2 離心機的類型3.5 氣溶膠分離 （1學(xué)時，掌握）3.5.1 氣溶膠的種類及氣溶膠分離的作用3.5.2 氣溶膠中懸浮物的分離方法3.5.3 氣溶膠的離心沉降 旋風分離器第4章 粉碎、篩分、混合、乳化(自學(xué))本章重點、難點：粉碎與混合4.1 粉碎4.1.1 粉碎理論4.1.2 磨介式粉碎4.1.3 沖擊式粉碎4.1.4 轉(zhuǎn)輥式粉碎4.1.5 切割碎解4.2 篩分4.2.1 篩分的基本原理與基本攝念4.2.2 篩孔的種類與排列4.2.3 篩面運動方式4.3 混合4.3.1 混合的基本理論4.3.2 液體介質(zhì)中的攪拌混合4.3.3 高黏度流體的攪拌4.3.4 高黏度漿體和塑性固體的混合4.3.5 固體的混合4.4 乳化4.4.1 乳化的基本理論4.4.2 乳化設(shè)備第5章 流態(tài)化與氣體輸送(自學(xué))本章重點、難點：流態(tài)化基本原理、主要應(yīng)用5.1 固體流態(tài)化5.1.1 固體流態(tài)化的原理和基本概念5.1.2 流化床的流體力學(xué)5.1.3 流化床的應(yīng)用及常見流化床5.2 氣力輸送5.2.1 氣力輸送的基本概念5.2.2 氣力輸送系統(tǒng)的組成5.2.3 氣力輸送的系統(tǒng)的設(shè)計與計算第6章 傳熱（12學(xué)時）本章重點、難點：付立葉定律、牛頓冷卻定律、穩(wěn)定傳熱的計算、對流傳熱系數(shù)的確定6.1 概述 （0.5學(xué)時，了解）6.1.1 傳熱在食品加工過程中的應(yīng)用6.1.2 傳熱的三種基本方式6.2 熱傳導(dǎo) （1.5學(xué)時，掌握）6.2.1 熱傳導(dǎo)的基本概念和付立葉定律6.2.2 平壁的熱傳導(dǎo)6.2.3 圓筒壁的熱傳導(dǎo)6.3 對流換熱 （4學(xué)時，掌握）6.3.1 對流換熱的基本概念6.3.2 對流換熱的類型、牛頓冷卻定律、對流傳熱系數(shù)6.3.3 對流傳熱系數(shù)的確定 無因次準數(shù)關(guān)聯(lián)式6.3.4 傳熱邊界層的概念6.4 穩(wěn)定傳熱的計算 （3學(xué)時，掌握）6.4.1 換熱器及通過換熱器的傳熱過程6.4.2 穩(wěn)定傳熱過程的計算6.4.3 傳熱的強化和熱絕緣6.5 不穩(wěn)定傳熱 （2學(xué)時，理解）6.5.1 不穩(wěn)定導(dǎo)熱6.5.2 不穩(wěn)定對流傳熱6.6 輻射傳熱 （1學(xué)時，了解）6.6.1 熱輻射的基本概念和定律6.6.2 兩固體間的輻射換熱 第7章 制冷（6學(xué)時）本章重點、難點：蒸汽壓縮式制冷原理、制冷劑及其壓焓圖、蒸汽壓縮式制冷過程的計算7.1 制冷的基本概念和制冷方法 （0.5學(xué)時，理解）7.2 蒸汽壓縮式制冷 （4.5學(xué)時，掌握）7.2.1 蒸汽壓縮式制冷循環(huán) 7.2.2 制冷劑及其壓焓圖、蒸汽壓縮式制冷過程的計算 7.2.3 蒸汽壓縮式制冷機制冷量的變化7.2.4 制冷壓縮機 53 其他制冷方法簡介 （1學(xué)時，了解）第8章 蒸發(fā)（5學(xué)時）本章重點、難點：單效真空蒸發(fā)的計算 8.1 概述 （0.5學(xué)時，理解）8.2 單效真空蒸發(fā) （2.5學(xué)時，掌握）8.2.1 單效真空蒸發(fā)裝置8.2.2 溶液的沸點和溫差損失8.2.3 單效真空蒸發(fā)的計算8.3 多效蒸發(fā) （1.5學(xué)時，理解）8.3.1 多效蒸發(fā)流程、多效蒸發(fā)的溫差分配8.3.2 多效蒸發(fā)的計算簡介8.4 蒸發(fā)設(shè)備 （0.5學(xué)時，了解）第9章 物質(zhì)傳遞基礎(chǔ)及氣體吸收 （5學(xué)時）本章重點、難點：分子擴散及費克定律、靜止或?qū)恿髁黧w內(nèi)的擴散傳質(zhì)9.1 物質(zhì)傳遞原理 （4學(xué)時，掌握）9.1.1單相內(nèi)的傳質(zhì)：分子擴散及費克定律、等分子反向穩(wěn)定擴散9.1.2靜止或?qū)恿髁黧w內(nèi)的擴散傳質(zhì)、對流擴散傳質(zhì)9.1.3 擴散系數(shù)9.1.4 相際間的傳質(zhì)：雙膜理論；傳質(zhì)基本方程（了解）9.2 氣體吸收 （1學(xué)時，了解）9.3.1 吸收操作的基本概念、吸收設(shè)備簡介、亨利定律、吸收速率9.3.2 低濃度氣體吸收過程的計算：逆流操作的物料衡算及操作線方程第10章 蒸餾和精餾（7學(xué)時）本章重點、難點：雙組分理想溶液的氣液平衡、精餾原理、精餾操作塔板數(shù)的求法 10.1 概述（0.5學(xué)時，理解）10.2 雙組分理想溶液的氣液相平衡（1.5學(xué)時，掌握）10.2.1 雙組分理想物系的氣液相平衡10.2.2 雙組分非理想物系的氣液相平衡簡介10.2.3 平衡蒸餾和簡單蒸餾10.3 精餾原理（1學(xué)時，理解）10.3.1 精餾過程原理和條件10.3.2 精餾操作流程和設(shè)備、板式塔氣液接觸傳質(zhì)過程10.4 板式塔中雙組分連續(xù)精餾的計算（4學(xué)時，掌握） 10.4.1 工藝計算內(nèi)容10.4.2 理論板的概念及恒摩爾流假設(shè)10.4.3 連續(xù)精餾的物料衡算和操作線方程10.4.4 進料狀況和加料方程10.4.5 精餾操作塔板數(shù)的求法（逐板計算法、圖解法）10.4.6 塔板效率及實際塔板數(shù)的確定10.4.7 回流比的選擇第11章 物料干燥（7學(xué)時）本章重點、難點：濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用, 干燥系統(tǒng)的熱量衡算、熱能耗量的確定 11.1 概述 （0.5學(xué)時，理解）11.2 濕空氣的性質(zhì)及濕度圖 （1.5學(xué)時，掌握）11.2.1 濕空氣的性質(zhì) 11.2.2 濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用11.3 濕物料的性質(zhì)及熱風干燥過程的計算（3學(xué)時，掌握）11.3.1 濕物料的性質(zhì)和含水量11.3.2 干燥系統(tǒng)的物料衡算、空氣量的確定11.3.3 干燥系統(tǒng)的熱量衡算、熱能耗量的確定11.4 干燥過程動力學(xué)（1學(xué)時，掌握）11.4.1 干燥曲線和干燥速率曲線11.4.2 干燥時間的計算11.5 干燥設(shè)備 （1學(xué)時，了解）11.5.1 對流干燥設(shè)備：廂式干燥器、帶式干燥器、流化床干燥器11.5.2 噴霧干燥設(shè)備11.5.3 其它類型干燥設(shè)備第12章 萃?。?學(xué)時）本章重點、難點：萃取的基本原理及計算12.1 液液萃取(4學(xué)時，掌握)12.1.1液液萃取相平衡關(guān)系與三角形相圖12.1.2萃取系統(tǒng)的杠桿規(guī)則12.1.3液液平衡在三角形相圖上的表示法12.1.4 液液萃取過程的流程和計算12.1.5 萃取分離設(shè)備12.2 浸取(1學(xué)時，了解)12.2.1浸取平衡12.2.2 浸取流程12.2.3浸取設(shè)備12.3 超臨界流體萃取(1學(xué)時，了解)12.3.1超臨界流體萃取的基本原理12.3.2 超臨界流體萃取的方法12.3.3 超臨界流體萃取在食品工業(yè)中的應(yīng)用第13章 膜分離技術(shù)（自學(xué)）本章重點、難點：超濾和反滲透的基本原理13.1 膜及膜分離器（0.5學(xué)時，了解）13.1.1 分離膜的種類13.1.2 膜的性能及膜滲機理13.1.3 膜分離器 13.2 反滲透 （0.5學(xué)時，理解）13.2.1 滲透和反滲透13.2.2 反滲透的傳質(zhì)方程13.2.3 濃度極化現(xiàn)象及其影響13.2.4 反滲透工藝13.3 超濾（0.5學(xué)時，理解）13.3.1 超濾的基本原理13.3.2 超濾膜及組件13.3.3 超濾過程膜的污染13.4 超濾和反滲透在食品工業(yè)中的應(yīng)用（0.5學(xué)時，了解）13.4.1 蛋白質(zhì)的分離13.4.2 溶液的膜濃縮13.4.3 膜除菌13.4.4 膜反應(yīng)器四、考核方式及成績評定1課程考核方式：平時課后練習、期中考試或考察與期末考試相結(jié)合的考核方式，期中考試和期末考試均采用閉卷筆試。2成績評定：總評成績 = 平時成績（30%） + 期中成績（20%）+ 期末考試成績（50%）3考試題型與分數(shù)比例考試題型有名詞解釋、填空題、選擇題、判斷題、簡答題和計算題。 分數(shù)比例：其中計算題占60%，其它各題之和占 40% 五、教材及主要教學(xué)參考書、網(wǎng)站1 教材：趙思明. 食品工程原理. 北京: 科學(xué)出版社. 2009年2 主要參考書1 楊同舟.食品工程原理.北京. 中國農(nóng)業(yè)出版社.2001 年2 高福成.食品工程原理. 北京. 中國輕工業(yè)出版社. 1998年3 李云飛，葛克山. 食品工程原理. 北京. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社.2002年4 高福成.食品分離重組工程技術(shù). 北京. 中國輕工業(yè)出版社. 1998年5 姚玉英.化工原理（上、下冊）. 天津. 天津大學(xué)出版社.1999年6 Stanley E. Charm . The