食品工程原理课程教学大纲

食品工程原理课程教学大纲

《食品工程原理》课程教学大纲

(2002年制订，2004年修订)

课程编号:200265 /200267

英文名:Fundamentals of Food Engineering

课程类别:学科基础课

前置课:高等数学、大学物理、物理化学等

后置课:食品工艺学、食品机械与设备、食品保藏原理与技术等均为本课程的后置课,本大纲能满足后继课的要求。

学分:3+2学分

课时:90课时,其中实验课16课时,

主讲教师:万忠民、马云等

选定教材:高福成.食品工程原理[M].2rd.北京:中国轻工业出版出版社～2002 课程概述:

食品工程原理课程是以食工生产中的物理加工过程为背景，按其操作原理的共性归纳成的若干“单元操作”，用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题，主要研究食品工程单元操作的基本原理，典型设备构造及工艺尺寸。本课程以“三传”为主线，即以动量传递为基础，讲述流体输送、搅拌、沉降、过滤等单元操作;以热量传递为基础，讲述传热、蒸发操作;以质量传递为基础，讲述了吸收、精馏、萃取、结晶等单元操作以及热量、质量同时传递过程的干燥操作。根据课程内容，设置了流体流动、泵特性、过滤、传热、精馏、吸收、干燥等典型单元操作实验和换热器设计等课程设计环节。在讲述经典理论的基础上，不断将学科最新成果引入教学，如膜分离技术，超临界萃取技术和反应精馏技术等。本课程强调工程

观点、定量计算和设计能力的训练，强调理论和实际相结合，提高分析问题、解决问题的能力。

本教学大纲适用于食品科学与工程专业。

教学目的:

食品工程原理教学的主要目的为: 通过本课程的学习，可培养学生分析和解决有关单元操作的能力，在食品生产、科研和设计工作中，达到强化生产过程，提高产品质量，降低成本，防止污染以及加速新技术开发等方面的目的，为学习后继课程食品工艺学、食品机械、食品化学反应工程打下基础。培养学生运用辩证唯物主义观点和科学方法考察、分析和处理食品工程实际问题;培养学生的工程观点、实验技能和设计能力;培养学生具有创新性思维能力，把食品工程单元操作推向新高度。通过学习，熟练掌握单元操作的基本概念和基础理论，对单元操作过程的典型设备具备基本的判断和选择能力;掌握本大纲所要求的单元操作过程基本计算方法;熟悉运用过程的基本原理，根据生产上的具体要求，对各单元操作进行调节;了解食品生产的各单元操作中的故障，能够寻找和分析原因，并提出消除故障和改进过程及设备的途径。

教学方法:

研究方法主要是理论解析和理论指导下的实验研究，课程内容由课堂教学、课程设计和实验教学三部分组成。课堂教学含授课、习题讨论课、实物教学、电视录像的讲授、指导。课堂教学应废除灌输式，采用启发式和讨论式教学、不断把学科最新成果引入教学，采用精讲多练、循序渐进、用提问、启迪、讲授、探讨、总结的方式教学，达到教师与学生双向互动，激发学生主动学习的热情。习题讨论课的目的是巩固基本理论和概念，培养学生正确的思考方法和计算能力。实物教学、电视录像、多媒体教学课件可以增加学生的感性知识，更清楚的了解设备的结构性能从而减少课堂讲授内容。一种是实验研究方法，即经验法;另一种为数学模型方

法，即半理论半经验的方法。课程内容本着加强理论、拓宽视野的原则及时更新，兼顾课程的基础性与先进性。采用先进的教学手段与传统的教学手段相结合，利用食品工程过程单元操作录像片、动画库、食工原理多媒体教学课件等把设备结构描述清楚。既缩减学时、扩展内容，又增强了学生的学习主动性、自觉性。使课程教学向着多元化、大容量、生动直观的方向发展。

各章教学要求及教学要点

绪论

课时分配:2课时

教学要求:

对本课程有总体的了解，清楚本课程的性质和任务及单元操作在食品工程中的地位。掌握单元操作处理问题的方

法，了解本课程与相关课程的关系。

教学内容:

第一节食工原理的起源与发展

一、食工原理的起源。

二、食工原理的发展

第二节食工原理课程的性质、内容和任务

一、单元操作概念。

二、基本研究方法。

三、过程的衡算、平衡与速率、工程观点。

思考题:

1、比较实验研究方法和数学模型的区别。

2、何谓单位换算因子,

3、联系各单元操作的两条主线是什么,

第一章流体流动与输送

课时分配:16课时

教学要求:

学习流体流动的考察方法，掌握流体在静止和流动时的质量和能量守恒规律及应用。正确理解流体流动过程

中的基本原理及流体在管内的流动规律;熟练掌握流体静力学基本方程式、连续性方程式和柏努利方程式及其应

用;正确理解流体的流动类型和流动阻力的概念;熟练掌握流体流动阻力的计算、简单管路的设计型计算和操作

型计算;了解测速管、文丘里流量计、孔板流量计和转子流量计的工作原理和基本计算。了解离心泵的结构及基

本方程式;熟练掌握离心泵的性能参数及影响因素、泵的特性曲线、工作点和流量调节;正确理解离心泵安装高

度的确定原则，掌握离心泵安装高度的计算;正确选择和使用离心泵。

教学内容:

第一节流体静力学基本方程

一、流体的特性。

二、连续介质模型。

三、密度、静压强、静力学方程及其应用。

第二节流体在管内流动一、流量与流速。

二、定态与非定态流动。

三、连续性方程式、能量衡算式。

四、柏努利方程式的应用。

第三节流体的流动现象一、牛顿粘性定律与流体的粘度。

二、非牛顿型流体的概念。

三、流动类型与雷诺准数。

四、滞流与湍流、边界层的概念。

第四节流体在管内的流动阻力一、直管阻力计算式、层流时的摩擦系数、湍流时的摩擦系数。二、海根-泊稷叶公式、布拉修斯公式、范宁公式。三、局部阻力系数法和当量长度法、非圆管道的当量直径计算法、因次分析法、Moody 图及其使用。

第五节流速和流量的测量一、皮托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。二、管路计算、简单管路与复杂管路、简单管路计算的方程组、管路的设计型计算、管

路的操作型计算。

三、空气、水在管中的常用流速范围、简单管路的典型试算法。

第六节液体输送设备一、离心泵的工作原理和主要部件。

二、离心泵的基本方程式。

三、离心泵的性能参数与特性曲线。

四、离心泵的性能改变和换算。

五、离心泵的气蚀现象与安装高度。

六、离心泵的工作点与调节。

七、离心泵的联用。

八、离心泵的类型与选用。

九、其它类型泵, 如往复泵、旋转泵、漩涡泵的工作原理和适用范围。

第七节气体输送和压缩设备一、离心通风机的结构、工作原理、性能参数，离心风机的选用。