食品工程原理课件 PPT
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食品工业是对原料进行物理、生物、化学加工， 以获取目标食品的工业。
物理加工当然进行的是物理操作，如粉碎、过滤、 蒸发、加热、冷却、干燥等。
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。
学科（成为学科的两个条件）。两主线可合一
创 选用 需求设备的物理 运 用 规 律： 物 理量 通 写成：通量等 选 择 四 （1）从三个基本定律推导
ห้องสมุดไป่ตู้
新 或 量 通 量 ( 物 理 量 量 绝 对 值等 于 物理 量 于物理量浓度 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
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
江苏大学食品与生物工程学院 食品科学与工程专业本科教学课件
食品工程原理
编写人： 刘 伟 民 教 授
章目录
0 绪论 1 流体流动 2 流体输送机械 3 流体经颗粒的流动 4 传热 5 蒸发
6 传质基础和吸收 7 蒸馏 8 液液萃取 9 干燥 10 冷冻
0绪论
0.1 食品工业生产过程
由食品工业提供的食品种类繁多，如糖、烟、酒、 奶粉、火腿肠、饼干、面包，等等。
The unit-operation concept is this: by studying systematically these physical operations themselves—— operations which clearly cross industry and process lines ——the treatment of processes is unified and simplified.
写 型 面积单位时间的 乘 比 例 系数 导 热系 数 除以热量传递 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
思 设备 热量)
或单位距离给热系数 阻力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
路
的
揭 示
选用 传质
需求出设备的质 运用规律：质量通量 量通量(指单位 绝对值等于浓度梯度
写成：质量通 量等于浓度差
选 择 四 （1）从菲克扩散定律推 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
（3）物料多为固态和液态，化工多为气态。 有关提取、分离、净制以及混合、乳化、
粉碎等单元操作占有相当重要的地位。 同时应用吸附离子交换、浸出、过滤分离
以及膜分离、超临界流体萃取等单元操作。 （4）非牛顿流体是主要形式，与牛顿流体不同。
共同面临的问题，需要有一门学科来系统讨论出 现的各种物理操作，以统一和简化相关工业过程 的描述。 这门学科就是“单元操作”学
0.2 单元操作
0.2.1 单元操作的概念
将各单元操作从各种具体生产过程中抽出来进行 系统的研究和表达，就可以统一和简化食品、化 工、制药等生产过程的描述。
单元操作的英语定义
型 面积单位时间的 乘 比 例 系数 扩 算系 数 除以物质量传 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
设备 物质量)
或单位距离传质系数 递阻力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
完成 选用 设计 计算
完成 选用 设计 计算
完成 选用 设计 计算
单元操作类教材编写和内容理解主线揭示和创新示意图
0.4 食品工程原理课程要解决的问题
要求低温、缺氧条件。更多用：真空输送、 真空过滤、真空脱气、真空冷却、真空蒸发、真 空结晶、真空干燥、真空蒸馏、真空包装、冷冻 浓缩、冷冻干燥等。
（2）易腐败性 要求浓缩食品、干制食品、冷冻食品和速冻
食品成为主要形式。 更多用冷冻浓缩、半透膜浓缩、辐射干燥、
冷冻升华干燥、低温冷冻、速冻等单元操作。
麦汁 煮沸
成品 啤酒
上述流程中，糖化、发酵步骤是典型的生化反应 过程。
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。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问
生产过程的大部分操作是物理操作步骤。 研究这类物理操作的原理，就成为几个专业领域
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简 化描述。
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
和排列顺序当然可以不同）。
0.3 食品工程原理课程的两条主线
（2）统一的研究方法 实验研究法（量纲分析规划）、半理论半经验的
数学模型法和纯数学模型法是统一的研究方法， 是课程的另一条主线。 统一的研究对象和统一的研究方法使其成为一门
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
写成：动量通 量等于速度差 除以动量传递 阻力
选择四 方法之 一求传 递阻力
0.5 食品工程原理和化工原理的对比
化工原理是化学工程专业发展形成的系统阐述化 工单元操作的一门学科，在国外最早就称单元操 作，研究普遍性单元操作原理。
将化工原理引入到食品工业中，形成食品工程原 理。因食品工业的一些特殊性，而具有特殊点。
食品物料的特点及其对加工的要求是： （1）热敏性和氧化变质
（1）从牛顿粘性定律推 （2）因次分析规划试验测 （3）数学模型辅助实验测 （4）实验测掩盖求通量
现
有
教
材 选用 需求出设备的热 运 用 规 律： 热 量通 量 写成：热量通 选 择 四 （1）从傅立叶导热定律推
编 热量 量 通 量 ( 指 单 位 绝 对 值 等于 温 度梯 度 量等于温度差 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
原料必须经过一系列的预处理，以除去杂质， 达到必要的纯度、温度、压强、接触面积等， 这些过程称为前处理。
反应物同样需要经过各种后处理过程加以精 制，以获得最终成品（或中间产品）。
以啤酒生产过程为例，加以理解
啤酒生产工艺
原料麦芽、 大米粉碎
混合预浸
糖化
过滤
发酵
麦汁冷却
啤酒过滤
灌装
酒花 分离
杀菌
物理加工当然进行的是物理操作，如粉碎、过滤、 蒸发、加热、冷却、干燥等。
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。
学科（成为学科的两个条件）。两主线可合一
创 选用 需求设备的物理 运 用 规 律： 物 理量 通 写成：通量等 选 择 四 （1）从三个基本定律推导
ห้องสมุดไป่ตู้
新 或 量 通 量 ( 物 理 量 量 绝 对 值等 于 物理 量 于物理量浓度 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
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
江苏大学食品与生物工程学院 食品科学与工程专业本科教学课件
食品工程原理
编写人： 刘 伟 民 教 授
章目录
0 绪论 1 流体流动 2 流体输送机械 3 流体经颗粒的流动 4 传热 5 蒸发
6 传质基础和吸收 7 蒸馏 8 液液萃取 9 干燥 10 冷冻
0绪论
0.1 食品工业生产过程
由食品工业提供的食品种类繁多，如糖、烟、酒、 奶粉、火腿肠、饼干、面包，等等。
The unit-operation concept is this: by studying systematically these physical operations themselves—— operations which clearly cross industry and process lines ——the treatment of processes is unified and simplified.
写 型 面积单位时间的 乘 比 例 系数 导 热系 数 除以热量传递 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
思 设备 热量)
或单位距离给热系数 阻力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
路
的
揭 示
选用 传质
需求出设备的质 运用规律：质量通量 量通量(指单位 绝对值等于浓度梯度
写成：质量通 量等于浓度差
选 择 四 （1）从菲克扩散定律推 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
（3）物料多为固态和液态，化工多为气态。 有关提取、分离、净制以及混合、乳化、
粉碎等单元操作占有相当重要的地位。 同时应用吸附离子交换、浸出、过滤分离
以及膜分离、超临界流体萃取等单元操作。 （4）非牛顿流体是主要形式，与牛顿流体不同。
共同面临的问题，需要有一门学科来系统讨论出 现的各种物理操作，以统一和简化相关工业过程 的描述。 这门学科就是“单元操作”学
0.2 单元操作
0.2.1 单元操作的概念
将各单元操作从各种具体生产过程中抽出来进行 系统的研究和表达，就可以统一和简化食品、化 工、制药等生产过程的描述。
单元操作的英语定义
型 面积单位时间的 乘 比 例 系数 扩 算系 数 除以物质量传 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
设备 物质量)
或单位距离传质系数 递阻力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
完成 选用 设计 计算
完成 选用 设计 计算
完成 选用 设计 计算
单元操作类教材编写和内容理解主线揭示和创新示意图
0.4 食品工程原理课程要解决的问题
要求低温、缺氧条件。更多用：真空输送、 真空过滤、真空脱气、真空冷却、真空蒸发、真 空结晶、真空干燥、真空蒸馏、真空包装、冷冻 浓缩、冷冻干燥等。
（2）易腐败性 要求浓缩食品、干制食品、冷冻食品和速冻
食品成为主要形式。 更多用冷冻浓缩、半透膜浓缩、辐射干燥、
冷冻升华干燥、低温冷冻、速冻等单元操作。
麦汁 煮沸
成品 啤酒
上述流程中，糖化、发酵步骤是典型的生化反应 过程。
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。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问
生产过程的大部分操作是物理操作步骤。 研究这类物理操作的原理，就成为几个专业领域
工业和过程生产线按单元操作分割，以统一和简 化描述。
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
和排列顺序当然可以不同）。
0.3 食品工程原理课程的两条主线
（2）统一的研究方法 实验研究法（量纲分析规划）、半理论半经验的
数学模型法和纯数学模型法是统一的研究方法， 是课程的另一条主线。 统一的研究对象和统一的研究方法使其成为一门
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
写成：动量通 量等于速度差 除以动量传递 阻力
选择四 方法之 一求传 递阻力
0.5 食品工程原理和化工原理的对比
化工原理是化学工程专业发展形成的系统阐述化 工单元操作的一门学科，在国外最早就称单元操 作，研究普遍性单元操作原理。
将化工原理引入到食品工业中，形成食品工程原 理。因食品工业的一些特殊性，而具有特殊点。
食品物料的特点及其对加工的要求是： （1）热敏性和氧化变质
（1）从牛顿粘性定律推 （2）因次分析规划试验测 （3）数学模型辅助实验测 （4）实验测掩盖求通量
现
有
教
材 选用 需求出设备的热 运 用 规 律： 热 量通 量 写成：热量通 选 择 四 （1）从傅立叶导热定律推
编 热量 量 通 量 ( 指 单 位 绝 对 值 等于 温 度梯 度 量等于温度差 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
原料必须经过一系列的预处理，以除去杂质， 达到必要的纯度、温度、压强、接触面积等， 这些过程称为前处理。
反应物同样需要经过各种后处理过程加以精 制，以获得最终成品（或中间产品）。
以啤酒生产过程为例，加以理解
啤酒生产工艺
原料麦芽、 大米粉碎
混合预浸
糖化
过滤
发酵
麦汁冷却
啤酒过滤
灌装
酒花 分离
杀菌