《食品工程原理》教學大綱

《食品工程原理》教學大綱一、課程差不多概況課程名稱：食品工程原理課程名稱〔英文〕：PRINCIPLESOFFOODENGINEERING課程編號：0611306課程總學時：70學時〔講課60學時，實驗10學時〕課程學分：3.5學分課程分類：必修課開設學期：第4學期適用專業(yè)：食品科學與工程專業(yè)先修課程：?高等數(shù)學?、?大學物理?、?物理化學?、?機械制圖?等課程后續(xù)課程：?糧油食品工藝學?、?畜產食品工藝學?、?果蔬食品工藝學?、?食品機械?、?食品工廠設計?二、課程的性質、目的和任務本課程是食品科學與工程專業(yè)要緊的必修課之一。本課程是在高等數(shù)學、物理學、物理化學等課程的基礎上開設的一門專業(yè)基礎課程，是承前啟后，由理及工的橋梁。要緊目的是培養(yǎng)分析和解決有關單元操作各種問題的能力，以便在食品生產、科研與設計中到強化生產過程，提高產品質量，提高設備生產能力及效率，降低設備投資及產品成本，節(jié)約能耗，防止污染及加速新技術開發(fā)等。要緊任務是：研究單元操作的差不多原理、典型設備的構造及工藝尺寸的運算〔或選型〕。三、要緊內容、重點及深度〔一〕理論教學緒論目的要求：了解食品工程原理的性質、任務、學習方法；把握單位換算、物料衡算、能量衡算的差不多方法。要緊內容：一、食品工程原理的進展歷程二、食工原理的性質、任務、與內容三、單位制與單位換算四、物料衡算五、能量衡算六、過程平穩(wěn)與速率重點：單元操作的概念單位換算、物料衡算、能量衡算。難點：體會公式的單位變換、試差運算法第一章流體流淌目的要求：使學生了解流體平穩(wěn)和運動的差不多規(guī)律，熟練把握靜力學差不多方程式、連續(xù)性方程式、柏努力方程式的內容和應用、流體在管內的流淌阻力，在此基礎上解決管路運算、輸送設備功率運算等問題。重點：靜力學差不多方程式、連續(xù)性方程式、柏努力方程式的內容和應用、流體在管內的流淌阻力難點：柏努力方程式的推導及其應用、流淌邊界層的概念、流淌阻力運算公式的推導要緊內容：第一節(jié)流體靜力學方程式及其應用一、流體靜力學方程式二、流體靜力學差不多方程式的應用第二節(jié)流體在管內的流淌一、穩(wěn)固流淌與不穩(wěn)固流淌二、連續(xù)性方程式三、柏努利方程式四、柏努利方程式的應用第三節(jié)流體在管內的流淌阻力一、頓粘性定律與流體的粘度二、流淌類型與雷諾準數(shù)三、滯流與湍流四、邊界層的概念五、流淌阻力第四節(jié)管路運算與流量測量一、管路運算二、流量測量第二章粉碎與篩分目的要求：把握粉碎與篩分單元操作的差不多概念、差不多原理和差不多運算。重點：粒度的大小、形狀及分布，粉碎速率、粉碎能耗、平均粒度、篩分速率難點：食品物料粒度的大小、形狀及分布，粉碎速率、粉碎能耗、平均粒度、篩分速率。要緊內容：第一節(jié)粉碎一、概述二、粉碎理論第二節(jié)篩分一、篩分理論二、顆粒在篩面上的運動第三章非均相物系的機械分離目的要求：了解非均相物系用機械方法進行分離的原理、適用范疇及要緊設備的性能。要求能夠依照分離任務正確選擇分離方法和設備。重點：沉降的差不多原理、差不多運算方法；過濾操作的原理，過濾差不多方程式及過濾運算。難點：沉降速度的運算、過濾方程式的推導。要緊內容：第一節(jié)沉降一、重力沉降二、離心沉降第二節(jié)過濾一、過濾操作的差不多概念二、過濾差不多方程式三、恒壓過濾四、過濾運算第四章傳熱目的要求：使學生把握傳熱的差不多概念、差不多定律、差不多原理和差不多運算。重點：把握傅立葉定律、牛頓定律、普郎克定律、斯蒂芬一波爾滋曼定律、克?；舴蚨杉捌鋺谩⑦\算。難點：準數(shù)方程的建立、推導和應用，三種傳熱的運算。要緊內容：概述一、傳熱的差不多方式二、典型的傳熱設備三、穩(wěn)固傳熱和不穩(wěn)固傳熱第一節(jié)熱傳導一、傳熱的差不多概念和Fourier定律二、導熱系數(shù)三、平壁的熱傳導四、圓筒壁的熱傳導第二節(jié)對流傳熱一、流傳熱分析二、流體與壁面間的對流傳熱速率三、對流傳熱膜系數(shù)關聯(lián)式第三節(jié)〔穩(wěn)固〕傳熱運算一、能量衡算二、總傳熱速率方程三、平均溫度差四、總傳熱系數(shù)第四節(jié)輻射傳熱一、差不多概念和定律二、兩固體間的輻射傳熱第五章蒸發(fā)目的要求：使學生把握蒸發(fā)的差不多概念、差不多原理和差不多運算。重點：蒸發(fā)中的溫差缺失、物料衡算、能量衡算難點：單效、多效蒸發(fā)的能量衡算要緊內容：第一節(jié)蒸發(fā)的差不多概念一、差不多概念二、蒸發(fā)器的形式三、蒸發(fā)器的選型四、蒸發(fā)器的輔助裝置第二節(jié)單效蒸發(fā)一、溶液的沸點和溫度差缺失二、單效蒸發(fā)的運算三、蒸發(fā)器的生產能力和生產強度第三節(jié)多效蒸發(fā)一、多效蒸發(fā)原理二、多效蒸發(fā)的運算三、多效蒸發(fā)與單效蒸發(fā)的比較四、多效蒸發(fā)中效數(shù)的限制及最正確效數(shù)第四節(jié)蒸發(fā)器的設計第六章干燥目的要求：把握干燥單元操作的差不多概念、差不多原理和差不多運算重點：濕空氣性質、濕度圖，濕物料的干燥機理、干燥運算。難點：濕空氣性質、干燥機理、能量衡算、干燥時刻運算要緊內容：第一部分對流干燥〔熱風干燥〕第一節(jié)濕空氣的性質和濕度圖一、濕空氣的性質二、濕空氣的H-I圖三、濕空氣的差不多狀態(tài)變化過程第二節(jié)干燥靜力學一、濕物料的形狀和含水量二、干燥系統(tǒng)的物料衡算三、干燥系統(tǒng)的能量衡算四、干燥器的熱效率五、空氣通過干燥器的狀態(tài)變化第三節(jié)干燥動力學一、物料中的水分二、干燥機理三、恒速干燥條件下干燥時刻的運算第二部分噴霧干燥概述一、噴霧器二、噴霧干燥室和液滴在干燥室中的干燥三、噴霧干燥裝置系統(tǒng)四、噴霧干燥設計運算第七章膜分離過程目的要求：把握膜分離過程的差不多概念、差不多原理和差不多運算。重點：微濾和超濾、反滲透、電滲析的差不多原理難點：描述上述各種單元操作的數(shù)學模型。要緊內容：第一節(jié)微濾和超濾一、微濾和超濾的過程特點和膜二、推測濾液通量的數(shù)學模型三、微濾和超濾設備四、微濾和超濾在食品工業(yè)中的應用第二節(jié)反滲透一、反滲透的原理二、描述反滲透過程的數(shù)學模型三、反滲透設備及其應用第三節(jié)電滲析一、電滲析過程的原理二、電滲析中的傳遞三、電滲析的差不多概念四、電滲析裝置五、電滲析設計運算六、電滲析的應用〔二〕實踐教學實驗一、熱風干燥實驗目的要求：了解食品物料干燥過程，觀看干燥后食品的變化；在恒定干燥工況下食品的平穩(wěn)水分的測定、干燥曲線。要緊內容：測定不同時刻物料的含水量、表面溫度，運算干燥速率，繪制繪出X—τ曲線、θ—τ曲線、干燥速率曲線，并列出運算例如。作業(yè)：寫出實驗報告地點：食工專業(yè)實驗室成績評定：依據(jù)實驗報告實驗二、噴霧干燥實驗目的要求：把握噴霧干燥器的結構、操作、操縱和調整；觀看物料的實際噴霧干燥過程；測定噴霧干燥中的各種參數(shù)。要緊內容：原料液的處理；噴霧干燥器使用及操作方法；噴霧干燥器的空氣進口溫度、出口溫度。地點：食工專業(yè)實驗室成績評定：依據(jù)實驗報告實驗三、粉碎與篩分實驗目的要求：了解粉碎與篩分的過程；把握粉碎粒度的測定法和平均粒度的求法；通過測量求得顆粒的累積分布和頻率分布。要緊內容：預備試樣、標準篩，用振動篩篩分，稱量各篩面上的質量，求粉碎物的質量累積分布和頻率分布，求粉碎物料的調和平均粒度和沙得平均粒，畫出顆粒的頻率分布曲線和累積分布曲線。作業(yè)：寫出實驗報告。地點：食工專業(yè)實驗室成績評定：依據(jù)實驗報告評定實驗四、超濾、反滲透實驗目的要求：了解超濾、反滲透的膜組件的結構特點和工作原理；熟悉系統(tǒng)的結構和操作方法。要緊內容：利用現(xiàn)場提供的實物元件，搞清其結構特點和工作原理；熟悉整個系統(tǒng)的結構、操縱、調整和操作方法；觀看實際過程。作業(yè)：寫出實驗報告。地點：食工專業(yè)實驗室成績評定：依據(jù)實驗報告評定四、學時分配表章序內容各教學環(huán)節(jié)學時分配作業(yè)量備注講授實驗討論習題課外其它小計緒論23-5第一章流體流淌10-1210-16第二章粉碎與篩分421-2第三章非均相物系的分離4-84-6第四章傳熱1412-16第五章蒸發(fā)8-106-10第六章干燥12-14612-16第七章膜分離過程622-4小結60-701050-75五、課程教學的差不多要求和要緊環(huán)節(jié)?食品工程原理?是食品科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程。在培養(yǎng)學生綜合素養(yǎng)的過程中有其專門的地位和作用。通過學習，要求把握研究單元操作的差不多原理、典型設備的構造及工藝尺寸的運算〔或選型〕。培養(yǎng)分析和解決有關單元操作各種問題的能力，以便在食品生產、科研與設計中到強化生產過程，提高產品質量，提高設備生產能力及效率，降低設備投資及產品成本，節(jié)約能耗，防止污染及加速新技術開發(fā)等。初步把握食品過程開發(fā)、設計與操作的有關方法。理論課以講授為主，輔助以電子教案和多媒體以及CAI課件。關于課程中不屬于差不多原理、差不多方法和差不多概念范疇的內容，鼓舞學生自學并在課堂模擬教學及討論。在教學方法和手段上采納現(xiàn)代教育技術，理論實踐相結合，促進學生把握相關的教學內容。本課程屬于考試課。六、本課程與其他課程的聯(lián)系與分工先行課程?高等數(shù)學?、?大學物理?、?物理化學?、?機械制圖?等是本課程的基礎。后續(xù)課程?糧油食品工藝學?、?畜產食品工藝學?、?果蔬食品工藝學?、?食品機械?、?食品工廠設計基礎?。本課程與上述先行課程及后續(xù)課程無內容上的重復，并起到承前啟后的紐帶作用。七、建議教材與參