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1、《食品工程原理》教学大纲 一、课程差不多概况 课程名称：食品工程原理 课程名称〔英文〕：PRINCIPLES OF FOOD ENGINEERING 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要紧的必修课之一。本
2、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。要紧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。要紧任务是：研究单元操作的差不多原理、典型设备的构造及工艺尺寸的运算〔或选型〕。 三、要紧内容、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；把握单位换算、物料衡算、能量衡算的差不多方法。 要紧内容： 一、食品工程原理的进展历程 二、食工原理的性质、
3、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、过程平稳与速率 重点：单元操作的概念单位换算、物料衡算、能量衡算。 难点：体会公式的单位变换、试差运算法 第一章 流体流淌 目的要求：使学生了解流体平稳和运动的差不多规律，熟练把握静力学差不多方程式、连续性方程式、柏努力方程式的内容和应用、流体在管内的流淌阻力，在此基础上解决管路运算、输送设备功率运算等问题。 重点：静力学差不多方程式、连续性方程式、柏努力方程式的内容和应用、流体在管内的流淌阻力 难点：柏努力方程式的推导及其应用、流淌边界层的概念、流淌阻力运算公式的推导 要紧内容： 第一节 流体静力
4、学方程式及其应用 一、流体静力学方程式 二、流体静力学差不多方程式的应用 第二节 流体在管内的流淌 一、稳固流淌与不稳固流淌 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 流体在管内的流淌阻力 一、顿粘性定律与流体的粘度 二、流淌类型与雷诺准数 三、滞流与湍流 四、边界层的概念 五、流淌阻力 第四节 管路运算与流量测量 一、管路运算 二、流量测量 第二章 粉碎与筛分 目的要求：把握粉碎与筛分单元操作的差不多概念、差不多原理和差不多运算。 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
5、的大小、形状及分布，粉碎速率、粉碎能耗、平均粒度、筛分速率。 要紧内容： 第一节 粉碎 一、概述 二、粉碎理论 第二节 筛分 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、适用范畴及要紧设备的性能。要求能够依照分离任务正确选择分离方法和设备。 重点：沉降的差不多原理、差不多运算方法；过滤操作的原理，过滤差不多方程式及过滤运算。 难点：沉降速度的运算、过滤方程式的推导。 要紧内容： 第一节 沉降 一、重力沉降 二、离心沉降 第二节 过滤 一、过滤操作的差不多概念 二、过滤差不多方程
6、式 三、恒压过滤 四、过滤运算 第四章 传热 目的要求：使学生把握传热的差不多概念、差不多定律、差不多原理和差不多运算。 重点：把握傅立叶定律、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、运算。 难点：准数方程的建立、推导和应用，三种传热的运算。 要紧内容： 概述 一、传热的差不多方式 二、典型的传热设备 三、稳固传热和不稳固传热 第一节 热传导 一、传热的差不多概念和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 三、对流传热膜系数关联
7、式 第三节 〔稳固〕传热运算 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、差不多概念和定律 二、两固体间的辐射传热 第五章 蒸发 目的要求：使学生把握蒸发的差不多概念、差不多原理和差不多运算。 重点：蒸发中的温差缺失、物料衡算、能量衡算 难点：单效、多效蒸发的能量衡算 要紧内容： 第一节 蒸发的差不多概念 一、差不多概念 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缺失 二、单效蒸发的运算 三、蒸发器的生产能力和生产强度 第三节 多效
8、蒸发 一、多效蒸发原理 二、多效蒸发的运算 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正确效数 第四节 蒸发器的设计 第六章 干燥 目的要求：把握干燥单元操作的差不多概念、差不多原理和差不多运算 重点：湿空气性质、湿度图，湿物料的干燥机理、干燥运算。 难点：湿空气性质、干燥机理、能量衡算、干燥时刻运算 要紧内容： 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、湿空气的差不多状态变化过程 第二节 干燥静力学 一、湿物料的形状和含水量 二、干燥系统的物料衡算 三、干燥系统的能
9、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刻的运算 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、喷雾干燥设计运算 第七章 膜分离过程 目的要求：把握膜分离过程的差不多概念、差不多原理和差不多运算。 重点：微滤和超滤、反渗透、电渗析的差不多原理 难点：描述上述各种单元操作的数学模型。 要紧内容： 第一节 微滤和超滤 一、微滤和超滤的过程特点和膜 二、推测滤液通量的数学模型 三、微滤和超滤设备 四、
10、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 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、电渗析的差不多概念 四、电渗析装置 五、电渗析设计运算 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，观看干燥后食品的变化；在恒定干燥工况下食品的平稳水分的测定、干燥曲线。 要紧内容：测定不同时刻物料的含水量、表面温度，运算干燥速率，绘制绘出X—τ曲线、θ—τ曲线、干燥速率曲线，并列出运算例如。 作业：写出实验报告 地点：食工专业实验室
11、 成绩评定：依据实验报告 实验二、喷雾干燥实验 目的要求：把握喷雾干燥器的结构、操作、操纵和调整；观看物料的实际喷雾干燥过程；测定喷雾干燥中的各种参数。 要紧内容：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；把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。 要紧内容：预备试样、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
12、分布曲线。 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 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。 要紧内容：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、操纵、调整和操作方法；观看实际过程。 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 2 3-5 第一章
13、 流体流淌 10-12 10-16 第二章 粉碎与筛分 4 2 1-2 第三章 非均相物系的分离 4-8 4-6 第四章 传热 14 12-16 第五章 蒸发 8-10 6-10 第六章 干燥 12-14 6 12-16 第七章 膜分离过程 6 2 2-4 小 结 60-70 10 50-75 五、课程教学的差不多
14、要求和要紧环节 «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。在培养学生综合素养的过程中有其专门的地位和作用。通过学习，要求把握研究单元操作的差不多原理、典型设备的构造及工艺尺寸的运算〔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。初步把握食品过程开发、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。关于课程中不属于差不多原理、差不多方法和差不多概念范畴的内容，鼓舞学生自学并在课堂模拟教学及讨论。在教
15、学方法和手段上采纳现代教育技术，理论实践相结合，促进学生把握相关的教学内容。 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 «UNIT OPERATIONS IN FOOD PROCESSING» R.L.EARLE with M.D.EARLE 八、责任人 撰稿人： 审稿人： 系领导：
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