食品工程原理课件 绪论
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食品工程原理-绪论
上述三种理论，我们称之为“三传理论”。
8
举例：
全脂乳粉生产的工艺流程
F≥12%
80～85℃，30s
F≥40～45%
空气温度180～200 ℃， 9 牛乳温度40～45℃
果 汁 生 产 工 艺 流 程 图
2、三传理论
动量传递（momentum transfer）:
流体流动时，其内部伴随着动量传递，故流体流动过 程也称为动量传递过程。凡遵循流体流动基本规律的单元 操作均可用动量传递理论研究
15℃ 水 c2 qm2 20 ℃ 25℃
番茄酱 qm1=100kg/h 90℃, w=40%, c1
以0℃作温度基准 进入系统的热流量 离开系统的热流量：
1 qm1c1 90 qm 2c2 15
பைடு நூலகம்2 qm1c1 20 qm2c2 25
21
因过程在系统中无积累热量，故
有些单元操作都会包含两种或两种以上的传递 理论。
12
茶饮料生产工艺流程
13
物料衡算和能量衡算
食品工程原理中讨论每种单元操作的基本原 理时，都包括过程的平衡关系和过程的速率两个 方面。
过程推动力 过程速率 过程阻力
在过程的平衡关系研究中，常需作 物料衡算（material balance) 能量衡算 (energy balance)
混 配
雪利酒 100kg（ms） 酒精16% 糖3%
以产品雪利酒的量ms=100kg作计算基准。
17
总物料衡算：ma+ mb+ mc=100kg 对酒精的物料衡算： 0.146ma + 0.167mb + 0.170mc=0.16*100 对糖的物料衡算： 0.002ma + 0.01mb + 0.12mc=0.03*100 将式（1）、（2）、（3）联立可解得： ma=36.8kg; mb=42.4kg; mc=20.8kg.
食品工程原理.绪论
单元操作： 单元操作：
• 1.定义 1.定义 • 2.单元操作的类型 2.单元操作的类型 • 3.单元操作的过程特点 3.单元操作的过程特点 • 4.单元操作过程和设备 4.单元操作过程和设备 • 5.单元操作与食品工业的关系 5.单元操作与食品工业的关系
单元操作的类型
“三传” 三传” 三传
• 遵循流体力学基本规律：流体输送、沉降、过 遵循流体力学基本规律：流体输送、沉降、 滤、物料混合（搅拌）。 物料混合（搅拌）。 • 遵循热量传递基本规律：传热、冷却、冷凝。 遵循热量传递基本规律：传热、冷却、冷凝。 • 遵循质量传递今本规律：蒸馏、吸收、萃取、 遵循质量传递今本规律：蒸馏、吸收、萃取、 吸附、膜分离。 吸附、膜分离。
本章内容
• 一、单元操作 • 二、单元操作中常见的基本概念 • 三、本课程的性质、内容、任务、要求 本课程的性质、内容、任务、 • 四、物理量的单位和量纲
一、单元操作
• 食品工业：将动、植物原料，经过物理或化学方法处 食品工业：将动、植物原料， 理，生产出成品。 生产出成品。 • E.g1 大豆蛋白：粉碎→ 离心分离→沉降 →浓缩→喷 大豆蛋白：粉碎→ 离心分离→ 浓缩→ 雾干燥 • E.g2 配合饲料：粉碎→ 配料→混合 →造粒 配合饲料：粉碎→ 配料→ • E.g3 饮料：清理→萃取 →配料 →浓缩 →喷雾干燥 饮料：清理→
• (2)具有了特殊性 (2)具有了特殊性 • E.g1 真空、低压：真空输送、真空过滤、真 真空、低压：真空输送、真空过滤、 空脱气、真空冷却、真空结晶、真空干燥、 空脱气、真空冷却、真空结晶、真空干燥、真 空成型、真空包装 空成型、 • E.g2 防酶作用变质：冷冻干燥、冷冻升华、 防酶作用变质：冷冻干燥、冷冻升华、 速冻
食品工程原理中国农业大学出版社ppt课件全篇
热量传递(heat transfer): 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，到可以用热量传递的理论去研究。
质量传递(mass transfer): 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作，到可以用质量传递的理论去研究。
食品工程原理
Principles of food Engineering
教材简介
学时安排
李云飞，葛克山主编，食品工程原理，中国农业大学出版社。
总学时：64计划学时
高福成。食品工程原理，中国轻工业出版社。1998。 姚玉英，黄凤廉，陈常贵等。化工原理，上下册，天津：科学技术出版社。1999。 王志魁。化工原理。北京：化学工业出版社，1987。 [美]J 金克普利斯著，清华大学化工组译。传递过程与单元操作。1985。 华南工学院等。发酵工程与设备。北京：轻工业出版社。 姚玉英。化工原理例题与习题。北京：化学工业出版社，1998。
4.5 经济核算(economic evaluations)
食品工程原理—绪 论
绪论结束！
1．教材：李云飞，葛克山。《食品工程原理》，北京：中国农业大学出版社，2002。 2．主要参考书 [1] 无锡轻工学院等。《食品工程原理》上、下册，北京：轻工业出版社，1985。
[2] 谭军。《食品工程原理实验讲义》，武汉：华中农业大学教务处，1992。 [3] 天津大学化工原理教研室编，《化工原理》上、下册，北京：天津科技出版社1983。 [4] 上海化工学院等编，《化学工程》一、二册，北京：化学工业出版社，1980。 [5]. 谭天恩等编，《化工原理》上、下册，北京：化学工业出版社1984。 [6] Stanley E. Charm, The Fundamentals of Food Engineering. AVI Publishing inc 1978 [7] Dennis R.Heldman. Food Process Engineering. AVI Publishing Company inc:1981
质量传递(mass transfer): 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作，到可以用质量传递的理论去研究。
食品工程原理
Principles of food Engineering
教材简介
学时安排
李云飞，葛克山主编，食品工程原理，中国农业大学出版社。
总学时：64计划学时
高福成。食品工程原理，中国轻工业出版社。1998。 姚玉英，黄凤廉，陈常贵等。化工原理，上下册，天津：科学技术出版社。1999。 王志魁。化工原理。北京：化学工业出版社，1987。 [美]J 金克普利斯著，清华大学化工组译。传递过程与单元操作。1985。 华南工学院等。发酵工程与设备。北京：轻工业出版社。 姚玉英。化工原理例题与习题。北京：化学工业出版社，1998。
4.5 经济核算(economic evaluations)
食品工程原理—绪 论
绪论结束！
1．教材：李云飞，葛克山。《食品工程原理》，北京：中国农业大学出版社，2002。 2．主要参考书 [1] 无锡轻工学院等。《食品工程原理》上、下册，北京：轻工业出版社，1985。
[2] 谭军。《食品工程原理实验讲义》，武汉：华中农业大学教务处，1992。 [3] 天津大学化工原理教研室编，《化工原理》上、下册，北京：天津科技出版社1983。 [4] 上海化工学院等编，《化学工程》一、二册，北京：化学工业出版社，1980。 [5]. 谭天恩等编，《化工原理》上、下册，北京：化学工业出版社1984。 [6] Stanley E. Charm, The Fundamentals of Food Engineering. AVI Publishing inc 1978 [7] Dennis R.Heldman. Food Process Engineering. AVI Publishing Company inc:1981
食品工程原理-绪论
直到19世纪末，才开始建立食品加工厂
我国近代食品工业的起步大概比西方国家迟100年
• 起步晚 • 发展慢 • 技术水平低 • 核心技术依靠进口
随着我国经济的不断发展，近年来食品工业的发展也非常迅 猛。20世纪50年代初以来，我国的食品工业发展科分为 三个阶段。
10
阶段1：平稳缓慢增长阶段（1952~1990年） • 劳动生产率比较低 • 技术依赖进口 • 食品消费以初级农产品为主 • 国家对食品工业的发展不够重视。
12
阶段3：食品工业飞速发展阶段（2003年-现在）
• 国家重视，大力支持重点技术研发。 • 年均增速20%以上。 • 与世界发达国家差距缩小，部分领域接近国际先进，
个别领域达到领先。 • 整体水平仍然较低，与世界先进水平有较大差距，国
内市场广阔，发展空间巨大。
中国食品工业发展迅速：已建成了包括食品加工业、食品制造业、饮 料制造业和烟草加工业等四大类、62个小类的现代食品工业体系。
➢ 2005年世界食品工业销售额约4万亿美元，其中美国占25 、
欧洲占20 、日本占10 ；
➢ 美国、法国、荷兰、日本等国的食品工业产值均居制造业
之 首，食品工业是国民经济的重要支柱产业。
巴西的橙汁加工业
产业状况：
➢ 巴西是南美最大的甜橙种植园、全球最大的橙汁加工国。 ➢ 橙汁出口量占全球橙汁出口量50%，其中冷冻浓缩橙汁出口
杀 菌的基本方法，1829年世界上建成第一个罐头厂； ➢ 1872年美国发明喷雾式奶粉生产工艺，1885年乳品已工业
化 生产。
1.2、国外的食品工业
国际食品工业状况：世界经济发达国家都非常重视农
产品加工业和食品工业的发展，均投入大量资金和人力， 将现 代新的科学技术引入食品工业领域，建立了现代化 的食品工 业体系； 食品加工的范围和深度不断扩展，利用的科学技术也越来 越先进。
1.食 品 工 程 原 理 课 件：绪论
10 m /cm
5 −4 2 2
(Pa = 1.0133 × 10 N/m )
2
例 0－2 经验公式换算：水蒸气在空气中的扩散系数 － 经验公式换算：
1.46 × 10 × T D= P (T + 441 )
−4 2.5
( ft 2 /h ) 1o R = (1/1.8)K
在工程上当压力和温度变化率较小（压强变 在工程上当压力和温度变化率较小（ 可将气体当作不可压缩流体 不可压缩流体来处 化≤20%）时，可将气体当作不可压缩流体来处 ） 理；当气体的压力不太高，温度又不太低时，可 当气体的压力不太高，温度又不太低时， 近似地按理想气体状态方程来计算气体的密度 近似地按理想气体状态方程来计算气体的密度 。 理想气体状态方程
−4
2 .5
整理得
′ )2 .5 9 .20 × 10 × (T D′ = (m 2 /s ) P ′(T ′ + 245 )
四、量纲（因次） 量纲（因次）
量纲：表示物理量中各基本物理量的度量。 量纲：表示物理量中各基本物理量的度量。 表示各基本物理量的符号及其次方）。 （表示各基本物理量的符号及其次方）。 食品工程中常用的五个基本量的量纲为： 食品工程中常用的五个基本量的量纲为： 五个基本量的量纲为 长度[ L ] 长度[ 质量[ M ] 质量[ 时间[ T ] 时间[ 温度[θ ] 温度[
m pV = RT Mρ =1ຫໍສະໝຸດ pM RT1－1 －
1
ρm
wi = Σ ρ i
ρm
wi 1 = Σ ρ 1− ε i
3、流体静压强 、 压 力 ——垂直作用于流体任意微元表面上的力 垂直作用于流体任意微元表面上的力 静压强 ——垂直作用于流体单位面积上的压力 垂直作用于流体单位面积上的压力
5 −4 2 2
(Pa = 1.0133 × 10 N/m )
2
例 0－2 经验公式换算：水蒸气在空气中的扩散系数 － 经验公式换算：
1.46 × 10 × T D= P (T + 441 )
−4 2.5
( ft 2 /h ) 1o R = (1/1.8)K
在工程上当压力和温度变化率较小（压强变 在工程上当压力和温度变化率较小（ 可将气体当作不可压缩流体 不可压缩流体来处 化≤20%）时，可将气体当作不可压缩流体来处 ） 理；当气体的压力不太高，温度又不太低时，可 当气体的压力不太高，温度又不太低时， 近似地按理想气体状态方程来计算气体的密度 近似地按理想气体状态方程来计算气体的密度 。 理想气体状态方程
−4
2 .5
整理得
′ )2 .5 9 .20 × 10 × (T D′ = (m 2 /s ) P ′(T ′ + 245 )
四、量纲（因次） 量纲（因次）
量纲：表示物理量中各基本物理量的度量。 量纲：表示物理量中各基本物理量的度量。 表示各基本物理量的符号及其次方）。 （表示各基本物理量的符号及其次方）。 食品工程中常用的五个基本量的量纲为： 食品工程中常用的五个基本量的量纲为： 五个基本量的量纲为 长度[ L ] 长度[ 质量[ M ] 质量[ 时间[ T ] 时间[ 温度[θ ] 温度[
m pV = RT Mρ =1ຫໍສະໝຸດ pM RT1－1 －
1
ρm
wi = Σ ρ i
ρm
wi 1 = Σ ρ 1− ε i
3、流体静压强 、 压 力 ——垂直作用于流体任意微元表面上的力 垂直作用于流体任意微元表面上的力 静压强 ——垂直作用于流体单位面积上的压力 垂直作用于流体单位面积上的压力
食品工程原理课件1-0
22 2020/10/29
例题0-3附图
23 2020/10/29
解: (1)结晶产品量P及水分蒸发量W 首先根据
2）热过程：研究传热的基本规律，以及主要受 这些基本规律支配的若干单元操作，如热交换、蒸 发等。
3）传质过程：研究物质通过相界面的迁移过程 的基本规律，以及主要受这些基本规律支配的若干 单元操作，如固体干燥等。
8 2020/10/29
5、怎样学习食工原理课程 （1） 树立工程观点
1） 过程的影响因数多：物性因数（密度、黏度等）、操作 因数（温度、压力等）、结构因数（设备形状、尺寸等）。
河北科技师范学院精品课程
食品工程原理
Principles of Food Engineering
主讲 ：常学东 教授
1 2020/10/29
绪论 ( Introduction)
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、过程的平衡与速率 七、课程安排
(1) 基本量和基本单位：任意选定几个独立 的物理量，称为基本量，其单位称为基本单 位。 (2) 导出量和导出单位：根据基本量导出的 物理量称导出量，其单位称导出单位。 (3) 单位制：基本单位与导出单位的总和称 单位制。
12 2020/10/29
1. 绝对单位制
基本量：长度、质量、时间。
自然科学领域广泛使用。 2. 重力单位制
化工单元操作的理论引入食品工业后，对食品工业的发 展起着重大的推动作用同时，其自身也发展变化。例如在 浓缩、干燥、冷冻进展反而较化学工业为迅速。
说明：要学基本原理看化工原理；要研究其在食品上的应用看食工原理， 这样易于理解。因国内现有的食工原理的书几个版本（首推高福成教授 编的《食品工程原理》）只是给出了计算公式，详细的推导没有。公式 的应用条件大多没有说明，故在运用时难以把握。
例题0-3附图
23 2020/10/29
解: (1)结晶产品量P及水分蒸发量W 首先根据
2）热过程：研究传热的基本规律，以及主要受 这些基本规律支配的若干单元操作，如热交换、蒸 发等。
3）传质过程：研究物质通过相界面的迁移过程 的基本规律，以及主要受这些基本规律支配的若干 单元操作，如固体干燥等。
8 2020/10/29
5、怎样学习食工原理课程 （1） 树立工程观点
1） 过程的影响因数多：物性因数（密度、黏度等）、操作 因数（温度、压力等）、结构因数（设备形状、尺寸等）。
河北科技师范学院精品课程
食品工程原理
Principles of Food Engineering
主讲 ：常学东 教授
1 2020/10/29
绪论 ( Introduction)
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、过程的平衡与速率 七、课程安排
(1) 基本量和基本单位：任意选定几个独立 的物理量，称为基本量，其单位称为基本单 位。 (2) 导出量和导出单位：根据基本量导出的 物理量称导出量，其单位称导出单位。 (3) 单位制：基本单位与导出单位的总和称 单位制。
12 2020/10/29
1. 绝对单位制
基本量：长度、质量、时间。
自然科学领域广泛使用。 2. 重力单位制
化工单元操作的理论引入食品工业后，对食品工业的发 展起着重大的推动作用同时，其自身也发展变化。例如在 浓缩、干燥、冷冻进展反而较化学工业为迅速。
说明：要学基本原理看化工原理；要研究其在食品上的应用看食工原理， 这样易于理解。因国内现有的食工原理的书几个版本（首推高福成教授 编的《食品工程原理》）只是给出了计算公式，详细的推导没有。公式 的应用条件大多没有说明，故在运用时难以把握。
食品工程原理完整PPT课件
其余前后处理中的操作步骤则以物理加工为主要 特征，为反应器中的过程提供优惠条件，但它们 却占据生产过程的大部分，占据企业大部分的设 备投资和操作费用。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
食品工业中的物理过程或物理操作步骤，对食品 工程师、科研人员及管理人员而言，非常重要。
processes is unified and simplified.
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简
化描述。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
0.2.2 单元操作的特点
都是物理操作； 都是共有的操作； 原理相同，设备通用（不同过程中，设备的个数
的 设 计 指动量、热量、 浓 度 （ 指单 位 体积 物 差除以传递阻 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
主 设备 物质量)
理量）梯度乘系数
力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
线
完成 选用 设计 计算
选用 动量 型 设备
需求出设备的动 量通量(指单位 面积单位时间的 动量)
运用规律：动量通量 绝对值等于速度梯度 乘比例系数动力粘度 或表观动力粘度
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
对涉及生物、化学加工的食品加工过程而言，过 程的核心应当是生物化学或化学反应过程和设备 （反应器）。
为了过程得以经济有效地进行，反应器中应保持 某些优惠条件，如适宜的压强、温度、浓度、界 面积。
食品与生物工程学院
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
食品工业中的物理过程或物理操作步骤，对食品 工程师、科研人员及管理人员而言，非常重要。
processes is unified and simplified.
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简
化描述。
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
0.2.2 单元操作的特点
都是物理操作； 都是共有的操作； 原理相同，设备通用（不同过程中，设备的个数
的 设 计 指动量、热量、 浓 度 （ 指单 位 体积 物 差除以传递阻 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
主 设备 物质量)
理量）梯度乘系数
力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
线
完成 选用 设计 计算
选用 动量 型 设备
需求出设备的动 量通量(指单位 面积单位时间的 动量)
运用规律：动量通量 绝对值等于速度梯度 乘比例系数动力粘度 或表观动力粘度
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
江苏大学《食品工程原理》课件
对涉及生物、化学加工的食品加工过程而言，过 程的核心应当是生物化学或化学反应过程和设备 （反应器）。
为了过程得以经济有效地进行，反应器中应保持 某些优惠条件，如适宜的压强、温度、浓度、界 面积。
食品与生物工程学院
食品与生物工程学院
主讲人：刘伟民 （查询教师请登录学院网页）
《食品工程原理》课件
《食品工程原理》PPT课 件
本课程介绍食品工程原理，包括食品加工基础知识、食品营养与安全、食品 加工技术、食品加工过程和控制、食品成型与包装、食品储运与保鲜。
食品加工基础知识
食品成分
了解不同食物的成分和营养价值，包括碳水化合 物、脂肪、蛋白质等。
食品安全
掌握食品安全方面的知识，包括微生物控制和食 品防腐。
食品加工技术
1 热处理
探索食品热处理技术，包括杀菌、灭菌和预处理。
2 冷冻与冷藏
了解食品冷冻和冷藏技术，延长食品的保质期。
3 脱水和浓缩
学习脱水和浓缩技术，了解它们在食品加工中的应用。
食品加工过程和控制
1
原料准备
了解选择和准备食品原料的重要性，并学习相关的技巧和方法。
2
加工过程
探索食品加工过程中常用的方法，例如搅拌、切割和加热。
3
控制和调节
学习如何控制和调节食品加工过程中的参数，确保产品的质量和安全。
食品成型与包装
成型技术
了解食品成型技术，例如挤出、 注塑和造型，以及它们的应用。
包装材料
探索不同类型的食品包装材料， 包括塑料、纸张和金属。
包装设计
学习食品包装设计原则，以提高 产品的吸引力和保鲜效果。
食品储运与保鲜
1 储存方法
2 保鲜技术
学习食品储存的不同方法， 包括冷藏、冷冻和真空封 装。
了解保鲜技术，如添加保 鲜剂、处理品运输和配送过程 中的关键问题和最佳实践。
食品标签
学会阅读和理解食品标签，了解有关产品的信息 和成分。
食品添加剂
了解常见的食品添加剂，以及它们在食品加工中 的作用。
食品营养与安全
均衡饮食
探索如何实现均衡饮食，并了解 食物对健康的重要性。
本课程介绍食品工程原理，包括食品加工基础知识、食品营养与安全、食品 加工技术、食品加工过程和控制、食品成型与包装、食品储运与保鲜。
食品加工基础知识
食品成分
了解不同食物的成分和营养价值，包括碳水化合 物、脂肪、蛋白质等。
食品安全
掌握食品安全方面的知识，包括微生物控制和食 品防腐。
食品加工技术
1 热处理
探索食品热处理技术，包括杀菌、灭菌和预处理。
2 冷冻与冷藏
了解食品冷冻和冷藏技术，延长食品的保质期。
3 脱水和浓缩
学习脱水和浓缩技术，了解它们在食品加工中的应用。
食品加工过程和控制
1
原料准备
了解选择和准备食品原料的重要性，并学习相关的技巧和方法。
2
加工过程
探索食品加工过程中常用的方法，例如搅拌、切割和加热。
3
控制和调节
学习如何控制和调节食品加工过程中的参数，确保产品的质量和安全。
食品成型与包装
成型技术
了解食品成型技术，例如挤出、 注塑和造型，以及它们的应用。
包装材料
探索不同类型的食品包装材料， 包括塑料、纸张和金属。
包装设计
学习食品包装设计原则，以提高 产品的吸引力和保鲜效果。
食品储运与保鲜
1 储存方法
2 保鲜技术
学习食品储存的不同方法， 包括冷藏、冷冻和真空封 装。
了解保鲜技术，如添加保 鲜剂、处理品运输和配送过程 中的关键问题和最佳实践。
食品标签
学会阅读和理解食品标签，了解有关产品的信息 和成分。
食品添加剂
了解常见的食品添加剂，以及它们在食品加工中 的作用。
食品营养与安全
均衡饮食
探索如何实现均衡饮食，并了解 食物对健康的重要性。
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质，不改变其化学性质。 同一食品生产过程中可能会饱含多个相同的的单元 操作。 单元操作用于不同的生产过程其基本原理相同，进 行该操作的设备也可以通用。
单元操作的分类
单元操作按其理论基础可分为下列三类： （1）流体流动过程（fluid flow process）:
包括流体输送、搅拌、沉降、过滤等。
相关期刊
[1] 农业工程学报：中国农业工程学会主办，全国中文核心期刊。（EI收录） [2] 农业机械学报，中国农业机械学会主办，全国中文核心期刊。（EI收录）
[3] 食品科学，北京市食品研究所主办，中国核心期刊 [4] 食品工业科技，北京市食品研究所主办，中国中文核心期刊，轻工总会优秀期刊。 [5] 食品发酵工业，中国食品发酵工业研究所、全国食品与发酵工业信息中心主办，全 国中文核心期刊、国家优秀技术期刊。 [6] 中国粮油学报，中国粮油学会主办，全国食品工业类中文核心期刊。 [7] 华中农业大学学报，华中农业大学主办，中文核心期刊。 [8] 化学工程，全国化工化学工程设计技术中心主办，核心期刊。 [9] 粮食与饲料工业，国家粮食储备局武汉科学研究设计院，中文核心期刊。 [10] Cereal Chemical [11] Journal of Food Science [12] Journal of Food Engineering [13] Journal of Text Study [14] Transactions of the American Society of Agriculture engineering
（2）传热过程（heat transfer process）:
包括热交换、蒸发等。
（3）传质过程（mass transfer process）:
包括吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。
上述三个过程包含了三种理论，我们称之为“三传理论”。
三传理论
动量传递(momentum transfer)：流体流动时，其内部发生动
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六
主要参考书
[1] 刘伟民。江苏大学等。《食品工程原理》，北京：轻工业出版社，2011。
[2] 赵思明，华中农业大学。《食品工程原理》，科学出版社，2009。
[3] 黄亚东， 暨南大学，《食品工程原理》，高等教育出版社，2003。 [4] 徐文通， 《食品工程原理》，高等教育出版社，2010。
绪
论
课程性质、内容和任务
食品单元操作及其与化学工程的关系
单位制与单位换算
单元操作中常用的基本概念
一、 课程性质、内容及任务
1.1 课程性质
是一门理论紧密联系实际的课程:
以化工单元操作为教学内容；
以物理、化学、物理化学（包括动力学、热力学、传热学
和传质学等）、数学、力学、制图、英语、计算机等课程
[5] 天津大学化工原理教研室编，《化工原理》上、下册，北京：天津科
技出版社，2006。 [6] Stanley E. Charm, The Fundamentals of Food Engineering.
AVI Publishing inc 1978。
[7] Dennis R.Heldman. Food Process Engineering. AVI Publishing Company inc:1981。
课程安排（课堂）
1 课堂教学（ 56 学时)
前言、绪论 2学时
第一章
第二章
流体力学基础
传热
14学时
10学时
第三章
第四章 第五章 习题
制冷
颗粒与流体之间的相对流动 物料干燥
6学时
10学时 10学时 4学时
课程安排（实验）
2 实验（ 16 学时）
流体流动状态观察与测定(课堂录像演示) 柏努利方程实验(课堂录像演示) 直管阻力实验 离心泵特性曲线实验 过滤 综合实验——流态化干燥与热风干燥的比较
本
物 理
质量
长度 时间
量
温度
热量
℃，K
J
℃，K
J ，kJ
F ，R
Btu
℃，K
cal ，cal
Q
SI制（Standard International Unit):
20世纪60年代初国际度量衡会议提出,有7个基本量和基本 单位，即：
热力学 发光强 物质的 基本量 长度 质量 时间 温度 度 电流 量 坎德拉 摩尔 基本单位 米 m 千克 kg 秒 s 开尔文k Cd 安培A mol 化学与 分子物 应用范围 力学 力学 力学 热学 光学 电学 理学
提供流动介质 提供加热介质 贮存牛奶与缓冲作用 输送牛奶 冷却牛奶与加热空气
流体输送
流体输送 流体输送
动量传递
动量传递 动量传递
−20℃
常温 180℃
流体输送 传热
动量传递 热量传递 4℃
⑺
⑻ ⑼
配料槽
均质机
两段板式换热器
配料、混合与标准化
均质牛奶 巴氏灭菌
搅拌
均质 传热
动量传递
动量传递与质量传递 热量传递
量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体 流动基本规律的单元操作，都可以用动量传递的理论去研究。
热量传递(heat transfer): 物体被加热或冷却的过程也称为物
体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，都可以用 热量传递的理论去研究。
质量传递(mass transfer)：两相间物质的传递过程即为质量
特点：基本原理部分各章节
内容相对比较独立
2.3 课程任务 《食品工程原理》是食品工程专业学生的必修课， 其主要任务是：
介绍三传理论，即流体流动、传热、传质的基本原理；
掌握主要单元操作的典型设备构造、操作原理、计算、选
型及实验研究方法；
培养学生运用基础理论分析和解决食品工程单元操作中各
种工程实际问题(计算、选型及实验研究方法)的能力。
90℃
80℃,20min
⑽
⑾ ⑿ ⒀
升膜式蒸发器
旋液分离器 喷射泵 高压泵
浓缩牛奶
分离水中的牛奶 提供负压 使牛奶产生较大的压力，利于喷雾干 燥
浓缩
物系分离 流体输送 流体输送
热量传递、动量传递与质量传递
动量传递与质量传递 动量传递 动量传递
浓度10%
压力 kpa
⒁
⒃ ⒄ ⒅ ⒆ ⒇ (21)
空气过滤器
单元操作与加工过程
奶粉生产工艺流程
原料乳验收 预处理
预热杀菌
加糖
真空浓缩
冷却与过筛 包装、检验
出粉
成品
喷雾干燥
过滤
工艺流程图
乳品加工 现场
乳品工程原理解析
编号 名称 作用 单元操作 涉及的传递理论 技术参数
⑴
⑵ ⑶ ⑷ ⑸
⑹，⒂
冷冻盐水管道
自来水管道 蒸汽管道 贮罐 离心泵 板式换热器
提供冷却介质
其他量称为导出量，其单位可由基本单位推导而出，称为导出单位
国际单位制 （SI）
—— 通用性：所有学科、部门均可采用，并且容易比较； —— 一贯性：任何一个SI导出单位均有七个基本单位导出， 不需要引入比例常数 我国规定1991年1月起，除个别领域外，不允许再使用 非法定单位（国务院 1977年确定逐步采用SI，1984年发布 命令：法定计量单位，1990年底完成过渡，1991年1月起实 施。
产过程中都含有流体输送、蒸发、结晶、离心分离、干燥、
蒸馏、吸收等单元 操作，在石油、食品、制药、造纸等行 业中都要进行干燥、蒸馏等操作，尽管在不同行业中所处理 的物料不同，但所用的干燥、蒸馏等操作具有相同原理。
单元操作的特点
若干个单元操作串联起来组成一个工艺过程。
均为物理性操作，只改变物料的状态或其物理性
3.2 单位换算
同一物理量若用不同单位度量时，其数值需相应地改变。这 种换算称为单位换算。
注意事项： （1） 物理方程必须使用同一单位制的单位，若不同，必须经过换算后再 进行计算。但经验公式必须按指定的单位运算。 （2） SI制以质量为基本单位，而工程单位制则以重力为基本单位，二者 可由F＝ma表示其之间的关系。 （3） 计算结果正确与否，可以通过单位换算，就可查出。
为基础，涉及面广、计算复杂。 讲课、习题课、课程设计、实验等四个教学环节构成一个 有机的整体
2.2 课程内容
基础理论部分： 流体力学（重点） 基本原理部分： 食品冷冻技术
传热（重点）
传质学（部分了解） 热力学（部分了解） 特点：涉及理论多，是本课 程较难掌握的部分
过滤与沉降
溶液浓缩 食品干燥原理
1）热敏性：
与化工单元操作的区别
1）内容上：
化工所遇到的大多为气相加工，气－液平衡原理、 吸收、蒸馏等为主
食品工程多为动植物性原料，几乎全部为固态和液态、酱体等，提取 、分离、净制以及混合、乳化、粉碎等 2）在处理方法上： 化工复杂；食品工程：低温、低压、短时等。食品工程原理与化工原
理比较，更加强调低温技术，冷冻干燥技术。在食品工程原理课
二、食品单元操作及其与化学工程的关系
1、化学工程简述
化学工程——以物理、化学、数学的基本原理为基础，研究化学工业
和其他化学类型工业生产中物质转化、改变以及物质的 组成、状态的一门工程学科。它是20世纪20年代随着石 油工业的发展而发展起来的一门学科。 在化学工程中包括两大类内容： 1） 以进行化学反应为主：如氨的合成、石油裂解等； 2） 以不进行化学反应为主的物理过程：如输送、蒸发、结晶、加热、 过滤、干燥、冷却等。这些基本的物理过程称为单元操作。
单元操作是指化工生产过程中基本原理和典型设 备相同的物理性操作。
美国麻省理工大学（MIT)三位教授华克尔(Walker)、 刘易斯(lewis)、麦可阿丹姆士(Mcadams)在他们1913年所 著的教科书中，首先提出了“化工单元操作”的概念他们将 各种各样的化工生产过程当作一系列的“单元操作”处理。 如：聚乙烯、化肥、制糖、味精、酒精、石油等生
单元操作的分类
单元操作按其理论基础可分为下列三类： （1）流体流动过程（fluid flow process）:
包括流体输送、搅拌、沉降、过滤等。
相关期刊
[1] 农业工程学报：中国农业工程学会主办，全国中文核心期刊。（EI收录） [2] 农业机械学报，中国农业机械学会主办，全国中文核心期刊。（EI收录）
[3] 食品科学，北京市食品研究所主办，中国核心期刊 [4] 食品工业科技，北京市食品研究所主办，中国中文核心期刊，轻工总会优秀期刊。 [5] 食品发酵工业，中国食品发酵工业研究所、全国食品与发酵工业信息中心主办，全 国中文核心期刊、国家优秀技术期刊。 [6] 中国粮油学报，中国粮油学会主办，全国食品工业类中文核心期刊。 [7] 华中农业大学学报，华中农业大学主办，中文核心期刊。 [8] 化学工程，全国化工化学工程设计技术中心主办，核心期刊。 [9] 粮食与饲料工业，国家粮食储备局武汉科学研究设计院，中文核心期刊。 [10] Cereal Chemical [11] Journal of Food Science [12] Journal of Food Engineering [13] Journal of Text Study [14] Transactions of the American Society of Agriculture engineering
（2）传热过程（heat transfer process）:
包括热交换、蒸发等。
（3）传质过程（mass transfer process）:
包括吸收、蒸馏、萃取、吸附、干燥等。
上述三个过程包含了三种理论，我们称之为“三传理论”。
三传理论
动量传递(momentum transfer)：流体流动时，其内部发生动
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六
主要参考书
[1] 刘伟民。江苏大学等。《食品工程原理》，北京：轻工业出版社，2011。
[2] 赵思明，华中农业大学。《食品工程原理》，科学出版社，2009。
[3] 黄亚东， 暨南大学，《食品工程原理》，高等教育出版社，2003。 [4] 徐文通， 《食品工程原理》，高等教育出版社，2010。
绪
论
课程性质、内容和任务
食品单元操作及其与化学工程的关系
单位制与单位换算
单元操作中常用的基本概念
一、 课程性质、内容及任务
1.1 课程性质
是一门理论紧密联系实际的课程:
以化工单元操作为教学内容；
以物理、化学、物理化学（包括动力学、热力学、传热学
和传质学等）、数学、力学、制图、英语、计算机等课程
[5] 天津大学化工原理教研室编，《化工原理》上、下册，北京：天津科
技出版社，2006。 [6] Stanley E. Charm, The Fundamentals of Food Engineering.
AVI Publishing inc 1978。
[7] Dennis R.Heldman. Food Process Engineering. AVI Publishing Company inc:1981。
课程安排（课堂）
1 课堂教学（ 56 学时)
前言、绪论 2学时
第一章
第二章
流体力学基础
传热
14学时
10学时
第三章
第四章 第五章 习题
制冷
颗粒与流体之间的相对流动 物料干燥
6学时
10学时 10学时 4学时
课程安排（实验）
2 实验（ 16 学时）
流体流动状态观察与测定(课堂录像演示) 柏努利方程实验(课堂录像演示) 直管阻力实验 离心泵特性曲线实验 过滤 综合实验——流态化干燥与热风干燥的比较
本
物 理
质量
长度 时间
量
温度
热量
℃，K
J
℃，K
J ，kJ
F ，R
Btu
℃，K
cal ，cal
Q
SI制（Standard International Unit):
20世纪60年代初国际度量衡会议提出,有7个基本量和基本 单位，即：
热力学 发光强 物质的 基本量 长度 质量 时间 温度 度 电流 量 坎德拉 摩尔 基本单位 米 m 千克 kg 秒 s 开尔文k Cd 安培A mol 化学与 分子物 应用范围 力学 力学 力学 热学 光学 电学 理学
提供流动介质 提供加热介质 贮存牛奶与缓冲作用 输送牛奶 冷却牛奶与加热空气
流体输送
流体输送 流体输送
动量传递
动量传递 动量传递
−20℃
常温 180℃
流体输送 传热
动量传递 热量传递 4℃
⑺
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配料槽
均质机
两段板式换热器
配料、混合与标准化
均质牛奶 巴氏灭菌
搅拌
均质 传热
动量传递
动量传递与质量传递 热量传递
量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体 流动基本规律的单元操作，都可以用动量传递的理论去研究。
热量传递(heat transfer): 物体被加热或冷却的过程也称为物
体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，都可以用 热量传递的理论去研究。
质量传递(mass transfer)：两相间物质的传递过程即为质量
特点：基本原理部分各章节
内容相对比较独立
2.3 课程任务 《食品工程原理》是食品工程专业学生的必修课， 其主要任务是：
介绍三传理论，即流体流动、传热、传质的基本原理；
掌握主要单元操作的典型设备构造、操作原理、计算、选
型及实验研究方法；
培养学生运用基础理论分析和解决食品工程单元操作中各
种工程实际问题(计算、选型及实验研究方法)的能力。
90℃
80℃,20min
⑽
⑾ ⑿ ⒀
升膜式蒸发器
旋液分离器 喷射泵 高压泵
浓缩牛奶
分离水中的牛奶 提供负压 使牛奶产生较大的压力，利于喷雾干 燥
浓缩
物系分离 流体输送 流体输送
热量传递、动量传递与质量传递
动量传递与质量传递 动量传递 动量传递
浓度10%
压力 kpa
⒁
⒃ ⒄ ⒅ ⒆ ⒇ (21)
空气过滤器
单元操作与加工过程
奶粉生产工艺流程
原料乳验收 预处理
预热杀菌
加糖
真空浓缩
冷却与过筛 包装、检验
出粉
成品
喷雾干燥
过滤
工艺流程图
乳品加工 现场
乳品工程原理解析
编号 名称 作用 单元操作 涉及的传递理论 技术参数
⑴
⑵ ⑶ ⑷ ⑸
⑹，⒂
冷冻盐水管道
自来水管道 蒸汽管道 贮罐 离心泵 板式换热器
提供冷却介质
其他量称为导出量，其单位可由基本单位推导而出，称为导出单位
国际单位制 （SI）
—— 通用性：所有学科、部门均可采用，并且容易比较； —— 一贯性：任何一个SI导出单位均有七个基本单位导出， 不需要引入比例常数 我国规定1991年1月起，除个别领域外，不允许再使用 非法定单位（国务院 1977年确定逐步采用SI，1984年发布 命令：法定计量单位，1990年底完成过渡，1991年1月起实 施。
产过程中都含有流体输送、蒸发、结晶、离心分离、干燥、
蒸馏、吸收等单元 操作，在石油、食品、制药、造纸等行 业中都要进行干燥、蒸馏等操作，尽管在不同行业中所处理 的物料不同，但所用的干燥、蒸馏等操作具有相同原理。
单元操作的特点
若干个单元操作串联起来组成一个工艺过程。
均为物理性操作，只改变物料的状态或其物理性
3.2 单位换算
同一物理量若用不同单位度量时，其数值需相应地改变。这 种换算称为单位换算。
注意事项： （1） 物理方程必须使用同一单位制的单位，若不同，必须经过换算后再 进行计算。但经验公式必须按指定的单位运算。 （2） SI制以质量为基本单位，而工程单位制则以重力为基本单位，二者 可由F＝ma表示其之间的关系。 （3） 计算结果正确与否，可以通过单位换算，就可查出。
为基础，涉及面广、计算复杂。 讲课、习题课、课程设计、实验等四个教学环节构成一个 有机的整体
2.2 课程内容
基础理论部分： 流体力学（重点） 基本原理部分： 食品冷冻技术
传热（重点）
传质学（部分了解） 热力学（部分了解） 特点：涉及理论多，是本课 程较难掌握的部分
过滤与沉降
溶液浓缩 食品干燥原理
1）热敏性：
与化工单元操作的区别
1）内容上：
化工所遇到的大多为气相加工，气－液平衡原理、 吸收、蒸馏等为主
食品工程多为动植物性原料，几乎全部为固态和液态、酱体等，提取 、分离、净制以及混合、乳化、粉碎等 2）在处理方法上： 化工复杂；食品工程：低温、低压、短时等。食品工程原理与化工原
理比较，更加强调低温技术，冷冻干燥技术。在食品工程原理课
二、食品单元操作及其与化学工程的关系
1、化学工程简述
化学工程——以物理、化学、数学的基本原理为基础，研究化学工业
和其他化学类型工业生产中物质转化、改变以及物质的 组成、状态的一门工程学科。它是20世纪20年代随着石 油工业的发展而发展起来的一门学科。 在化学工程中包括两大类内容： 1） 以进行化学反应为主：如氨的合成、石油裂解等； 2） 以不进行化学反应为主的物理过程：如输送、蒸发、结晶、加热、 过滤、干燥、冷却等。这些基本的物理过程称为单元操作。
单元操作是指化工生产过程中基本原理和典型设 备相同的物理性操作。
美国麻省理工大学（MIT)三位教授华克尔(Walker)、 刘易斯(lewis)、麦可阿丹姆士(Mcadams)在他们1913年所 著的教科书中，首先提出了“化工单元操作”的概念他们将 各种各样的化工生产过程当作一系列的“单元操作”处理。 如：聚乙烯、化肥、制糖、味精、酒精、石油等生