食品工程原理课程教学基本要求

食品工程原理课程教学基本要求（征求意见稿）

一、本课程的地位、作用和任务

食品工程原理是食品科学与工程专业的一门主干课程和专业基础课程，具有较强的理论性，且与生产实际紧密相联系。学习本课程要求学生具备一定的物理学知识和物理化学知识。食品工程原理以食品加工单元操作为主要对象，研究食品物料在加工过程中的动量、能量、质量的传递与守恒关系。通过本课程的学习，掌握食品加工常见单元操作的基本原理与工艺计算，典型设备的设计计算。综合利用所学知识与食品工程生产实际相结合，着重培养分析与解决工程问题的方法和能力，为进一步学习食品领域的专业课程或从事食品工业生产及相关领域的工作打下扎实基础。

二、本课程的教学基本内容与要求

（一）理论教学部分

0. 绪论

（基本内容）

1）单元操作的基本概念；三种传递过程及其物理量的守恒

2）本课程的研究方法、学习要求

3）物理量的量纲与单位换算

（可选内容）

食品工程发展现状及趋势

1.流体流动

（基本内容）

1）流体静力学：流体的物理性质，流体静力学基本方程及其应用；

2）流体流动的守恒原理：流体流动的基本概念，质量守恒----连续性方程式，机械能守恒----伯努利方程式，动量守恒及其与机械能守恒之间的关系；

3）流体流动的内部结构：雷诺实验与流体流动类型，直圆管内流体的流速分布，流动边界层；

4）流体在管内的流动阻力：沿程阻力，局部阻力；

5）简单管路的计算

6）流量测量：测速管，孔板流量计，转子流量计；

（可选内容）

非牛顿流体的流动阻力；

复杂管路(并联/分支)的计算；

2. 流体输送

（基本内容）

1）液体输送机械：离心泵；其他类型泵（容积泵、浓浆泵、磁力驱动泵）；

2）气体输送机械：离心式风机，鼓风机和压缩机，真空泵及真空管路；

3）流体输送设备的种类特点及选型

（可选内容）

流体输送设备的能耗及节能措施；

3.搅拌与混合

（基本内容）

1）液体混合的基本理论：混合物的混合程度，过程对混合程度的要求，混合机理；

2）液体搅拌：搅拌器的分类及选型，搅拌器的功率；

3）气液混合及粉体混合：气液混合，粉体混合；

（可选内容）

均质：均质机理，均质效应与影响因素，均质操作方式；

4.非均相物系分离

（基本内容）

1）颗粒与颗粒床层的特性：单个颗粒的特性，颗粒床层的特性；

2）流体通过固定床层的压降：物理模型，流体压降的数学模型；

3）过滤：基本概念，过滤基本方程，过滤计算，过滤机的生产能力；

4）颗粒的沉降：重力沉降，离心沉降；

（可选内容）

固体流态化：流态化的概念与特征，流化床的工作质量，气力输送简介；

5. 传热

（基本内容）

1）传热的基本概念：传热过程的应用，传热的基本方式；

2）热传导：傅里叶定律和热导率，平壁的稳态导热，圆筒壁的稳态导热；

3）对流传热：对流传热过程的数学描述，影响传热膜系数的因素，对流传热过程的量纲分析，无相变流体的传热膜系数，液体沸腾与蒸汽冷凝；

4）传热过程计算：传热速率方程，传热平均温差，总传热系数，壁温计算；

5）换热器：间壁式换热器，列管式换热器设计和选型，传热过程的强化；

（可选内容）

热辐射；

非稳态传热；

6. 蒸发与结晶

（基本内容）

1）蒸发的基本概念：蒸发过程的基本概念，食品物料蒸发的特点，温差损失；

2）单效蒸发：单效蒸发的计算，蒸发器的生产强度；

3）多效蒸发：多效蒸发的操作流程，多效蒸发和单效蒸发的比较，提高生蒸汽经济性的其他措施；

4）蒸发设备：蒸发器，其他辅助设备；

5）结晶：结晶原理，结晶方法与设备，结晶操作的基本计算；

（可选内容）

多效蒸发的计算；

7．吸收

（基本内容）

1）气液平衡关系：亨利定律，吸收剂的选择；

2）传质基础：分子扩散，对流传质，传质设备简介；

3）传质系数与速率方程：相际传质理论，吸收速率方程式；

4）吸收塔的计算：物料衡算与操作线方程，吸收剂的用量，填料层高度计算；

（可选内容）

其他吸收过程简介：高浓度气体吸收，非等温吸收，多组分吸收，化学吸收，解吸；

8．蒸馏

（基本内容）

1）双组分溶液的汽液相平衡：理想物系的汽液相平衡，挥发度与相对挥发度，非理想物系的汽液相平衡；

2）蒸馏与精馏原理：平衡蒸馏与简单蒸馏，精馏原理与流程；

3）双组分连续精馏过程的数学描述：全塔物料衡算，理论板与恒摩尔流假定，精馏段操作线方程，提馏段操作线方程；

4）双组分连续精馏的计算：理论塔板数的计算，进料热状态对精馏过程的影响，回流比的影响及其选择，实际板数与板效率，理论塔板数的简捷求解；

（可选内容）

反应精馏与分子蒸馏：反应精馏，分子蒸馏；

9．萃取与浸提

（基本内容）

1）液-液萃取的传质基础：三角形相图，杠杆规则，萃取剂的选择；

2）萃取流程及其计算：单级萃取，多级错流接触萃取，多级逆流接触萃取

3）液-液萃取设备：液-液传质设备类型与构造，液-液传质设备中流体流动与传质特性，萃取设备的选型；

4）浸提：浸提的传质机理，浸提操作计算，浸提设备；

（可选内容）

超临界流体萃取技术简介：超临界流体的性质，超临界流体萃取的基本原理，超临界流体萃取在食品工程中应用；

10．食品低温技术

（基本内容）

1）物料冷冻的技术原理：制冷基本概念，制冷循环及其计算，食品的冻结过程，食品冷冻与冷藏；

速冻流程和装置；

2）冷冻浓缩：冷冻浓缩的相平衡，冰晶－浓缩液的分离，冷冻浓缩装置；

（可选内容）

3）流化床速冻：食品物料的流态化速冻原理，流态化速冻过程中的传热，流态化11．干燥

（基本内容）

1）湿空气的性质：湿空气的状态参数，湿空气的焓湿图及初步应用；

2）干燥过程的衡算：物料衡算，热量衡算，空气通过干燥器的焓变；

3）干燥速率与干燥时间：物料中的水分，干燥速率曲线，干燥过程的传质机理，干燥时间的计算；

4）干燥设备：对流式干燥器，非对流式干燥器，干燥器的选择和设计

（可选内容）

喷雾干燥：液滴的雾化，干燥室内液滴的传热与传质，喷雾干燥器的基本设计计算；

12．膜分离

（基本内容）

1）概述：分离膜及膜组件，膜分离过程主要类型，膜分离在食品工程中的应用；

2）微滤与超滤，过程特征和膜，过程的数学模型，微滤与超滤操作流程；

3）反渗透：反渗透原理，反渗透过程的数学模型，反渗透设备；

（可选内容）

电渗析：电渗析原理及装置，电渗析过程的传递理论，电渗析操作计算；

（二）实践教学部分

1．熟悉食品加工各类典型单元操作设备（如离心泵、换热器、过滤装置、蒸发器、萃取设备、干燥设备、膜分离设备等）的基本构造、工作原理，并掌握其操作要领；能针对这些设备开展有关的性能测试实验。

2．培养学生独立从事实验和初步的实验设计能力。能够根据实验要求设计实验方案，正确选择检测仪器仪表和实验装置，开展相关的性能测试。

3．培养学生良好的实验习惯，树立实事求是和严肃认真的科学作风。能够准确读取并记录实验数据，如实撰写实验报告，具有对实验结果进行分析和解释的能力，并能提出改进措施。

4．注意启发学生的创新思维，培养创新能力，安排综合性、设计性实验。

5．提供一种食品加工单元操作（如传热、干燥、蒸发、萃取等）的设计条件，可自行完成方案分析、理论计算以及设备的初步设计。

三、说明

1．“食品工程原理课程教学基本要求”是食品工程原理课程教学的指导性文件，是高等学校本科有关专业学生学习食品工程原理课程达到合格标准的最低要求，是学校组织本课程教学（制定教学大纲、计划，编写教材等）的主要依据，也是进行食品工程原理课程教学质量评估的重要依据。

2．“食品工程原理课程教学基本要求”理论教学部分中的基本内容为要求学生理解、掌握的内容。

3．“食品工程原理课程教学基本要求”只是提出了教学的基本内容和可选内容，对于课程内容体系、教学方法、教学环节等，学校可以自主安排。亦可补充认为必要的亦

或新的内容，或者按教学内容整合形成新的课程，以利于进行各种教学改革的尝试，形成各校的特色。

4．课程学时建议

理论教学72～80学时。

实践教学32～48学时(其中实验12～16学时)。

5．在课堂讲授、实验课、习题课与课外练习等教学环节中，应贯彻理论联系实际的原则，并注意学生逻辑思维能力、工程观点和分析与解决问题能力的培养。根据本课程的特点，必须严格要求学生独立完成一定数量的思考题或习题。