食品工程课程设计教案

食品工程原理课程设计讲稿与教案

教师：杨保求

一．食品工程原理课程设计的目的、性质、内容和任务

食品工程原理所研究的是食品工业生产过程中的单元操作的基本原理、基本规律、及常用设备的设计计算的方法。不仅要求同学们学会和掌握这些知识，而且更重要的是学会如何利用这些知识去解决工程的实际问题。

（一）、课程设计的性质

实验、习题、课程设计都是运用基础理论知识解决工程实际问题的有效实践过程，但是，课程设计和习题等有不同之处：

1、课程设计不仅要进行一系列的计算，而且还要确定工艺流程，确定保证工艺过程正常进行的措施，确定对过程进行检查和调节的方法，此外，还须对设备的结构进行安排和计算，并且用工整的图形把这些结果表达出来，设计的全过程是一个进行充分分析、论证的过程，设计结束要编写出有计算、有论述的技术文件—说明书。

2、设计任务书所提供的数据与习题相比是不充分的，不完全的，某些数据要同学们自己确定或通过查资料、手册获得。

（二）、课程设计的内容和任务

对于工程技术人员来说，应该具备这样三个基本的能力：综合知识的能力、运用知识解决工程实际的能力、全面分析问题的能力。通过课程设计，可以培养同学们这些方面的能力，培养同学们利用和查阅资料的能力培养同学们的工程技术观念。

二、课程设计的主要内容

食品工程设计的面非常广泛，包括了工艺、机械、自动控制、电气运输、土建、给排水、采暖通风、三废处理以及技术经济分析等，但食品工程设计的核心是工艺设计，课程设计主要完成食品工艺设计中的部分内容。（包括五个方面）。

（一）、方案设计

方案设计的任务是确定生产方法及生产流程，是全部工艺设计的基础。

借鉴有关设计文件，拟定一个流程方案，然后进行定量的工程计算、比较、最后确定一个合适的流程，确定主体设备的及其主要元件、布置流程图。方案设计时应采用优化设计的方法，一个最佳设计方案的标准是：设计成果符合优质、高产、安全、低消耗的原则，即在保质保量的前提下经济效益最佳，尽量采用新科技。课程设计适应注意：

1、满足工艺和操作的要求

a）对于任何一个食品工程的单元操作，都必须保证过程稳定，如流量、压头、温度的稳定。

b）所确定的流程和设备具有一定的弹性，系统进出物料能在一定范围内调节。

2、满足经济的要求

3、保证安全生产

（二）、食工工艺设计计算

设计对象的工艺过程计算是食品工程设计的中心环节，主要包括物料衡算、热量衡算、设备主要工艺尺寸的或定型设备的选型等。并且在这些计算的基础上绘制物料流程图，主要设备总图，及必要的部件图等。

在进行物料衡算、热量衡算之前应掌握物性数据的搜集与整理方法。

主要方法：1、查手册与资料

2、估算

3、实验法

设计涉及的物性数据很多，对于一个工程技术人员，应该能够很好的利用现有的资料，直接调用自己所需要的内容，因此必须掌握查询资料的方法。对于一些资料上无法查到的数据，可以采用一些经验公式进行估算，在书上附件三上列出了一些公式。

工艺流程主要的设计任务是：

1、确定操作方式：操作方式有连续操作、半连续操作和间歇是操作，一般采用连续操作，有时采用间歇操作与连续操作相结合的方式。

2、确定主体设备的类型和辅助设备的配置。在选择这些设备时，各个参数你都要弄清它是怎么一回事，参数应该使用得有根有据，不能想当然，即使你是一个经验丰富的工程师，也不能这样。例如有同学在设计橘子汁项目时，需要利用输送带进行人工选果，剔除那些烂果，但他却将输送带设计到两米宽，这就有点麻烦了，如果一个烂橘子输送带的在中间，这下可麻烦了，拣不到！另外，他设计的时候，班生产能力是2．6吨浓缩橘子汁，而他设计输送带的生产能力设计成2．6吨，而实际需要的橘子却需要四吨半每班。

3、考虑物料及能量的充分利用，例如，在利用板式热交换器进行杀菌时，就可以考虑设计一个热回收段，以便充分利用能量。

4、考虑流程的弹性，尽可能使各台设备生产能力一致，以免造成浪费。

5、逐一考虑以上各个问题，再草图上对主辅设备进行布置，确定连接方法。

（三）车间布置设计

主要是确定工艺流程中的全部设备在平面的空间中的具体位置，并相应的确定厂房或框架的结构形式，为土建、采暖、通风、电气、给排水外管等专业设计提供依据。可参考食品厂设计一书。

（四）食工管路输送系统设计

这里主要是指蒸汽、水、流体原料或产品的输送系统的设计计算，包括管道、阀门——等的合理配置，管材、管径的计算选择，各主要连续输送系统阻力的估算，泵功率和泵的形式选择。食品工厂中物料输送系统多采用不锈钢管，蒸汽输送管路多采用无缝钢管。可根据物料的腐蚀性，及输送压力等来进行选择材料。

（五）其他

主要是编制设计文件

三、设计进行的步骤

（一）熟悉设计任务

先应弄清楚给定的条件参数和需要自己查询的参数，搜集资料，由于设计说明书只提出了总的设计目的、要求，这就要求同学们自己将所缺的数据搜集，并且拟订一个个人设计计划。

（二）画出流程方框图及物料流线

先了解产品的性能、原料的性能、加工工艺知识，确定车间生产率和操作方式

（三）画出工艺流程草图

应采用优化设计的方法，设计出来的成果应符合经济性、安全性、科学性的原则。

（四）进行全面设计计算

包括物料衡算，能量衡算和指定流体输送系统的能量输入设备功率的估算。应该明白计算的目的是干什么？我要求大家对所设计的项目中取三个典型的单元操作进行详细计算，在计算之后应将这些计算得到的有用数据利用于设备选择。如计算得到的蒸汽的有关参数，应该能反映出你设计的项目需要的蒸汽流量，蒸汽的温度，蒸汽的干度等等。这样其他设计人员才能根据他选用合适的锅炉。

（五）画出正规图，书写设计说明书

正规图上物料，蒸汽，热水，水等用不同的线条表示并说明。图纸的规格按机械制图的的标准，标题栏格式可参考机械制图教材。

说明书的主要内容包括：

（1）说明书的目录和设计任务书

（2）前言——对设计进行概要的介绍和有关的一些说明