《食品工程原理》教學(xué)大綱

《食品工程原理》教學(xué)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(xué)時：70學(xué)時〔講課60學(xué)時，實驗10學(xué)時〕課程學(xué)分：3.5學(xué)分課程分類：必修課開設(shè)學(xué)期：第4學(xué)期適用專業(yè)：食品科學(xué)與工程專業(yè)先修課程：?高等數(shù)學(xué)?、?大學(xué)物理?、?物理化學(xué)?、?機械制圖?等課程后續(xù)課程：?糧油食品工藝學(xué)?、?畜產(chǎn)食品工藝學(xué)?、?果蔬食品工藝學(xué)?、?食品機械?、?食品工廠設(shè)計?二、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是食品科學(xué)與工程專業(yè)要緊的必修課之一。本課程是在高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)、物理化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)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(guān)單元操作各種問題的能力，以便在食品生產(chǎn)、科研與設(shè)計中到強化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高設(shè)備生產(chǎn)能力及效率，降低設(shè)備投資及產(chǎn)品成本，節(jié)約能耗，防止污染及加速新技術(shù)開發(fā)等。要緊任務(wù)是：研究單元操作的差不多原理、典型設(shè)備的構(gòu)造及工藝尺寸的運算〔或選型〕。三、要緊內(nèi)容、重點及深度〔一〕理論教學(xué)緒論目的要求：了解食品工程原理的性質(zhì)、任務(wù)、學(xué)習(xí)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(nèi)容：一、食品工程原理的進展歷程二、食工原理的性質(zhì)、任務(wù)、與內(nèi)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(xué)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(xué)差不多方程式、連續(xù)性方程式、柏努力方程式的內(nèi)容和應(yīng)用、流體在管內(nèi)的流淌阻力，在此基礎(chǔ)上解決管路運算、輸送設(shè)備功率運算等問題。重點：靜力學(xué)差不多方程式、連續(xù)性方程式、柏努力方程式的內(nèi)容和應(yīng)用、流體在管內(nèi)的流淌阻力難點：柏努力方程式的推導(dǎo)及其應(yīng)用、流淌邊界層的概念、流淌阻力運算公式的推導(dǎo)要緊內(nèi)容：第一節(jié)流體靜力學(xué)方程式及其應(yīng)用一、流體靜力學(xué)方程式二、流體靜力學(xué)差不多方程式的應(yīng)用第二節(jié)流體在管內(nèi)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(yīng)用第三節(jié)流體在管內(nèi)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(nèi)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(shè)備的性能。要求能夠依照分離任務(wù)正確選擇分離方法和設(shè)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(dǎo)。要緊內(nèi)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(xué)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、克希霍夫定律及其應(yīng)用、運算。難點：準數(shù)方程的建立、推導(dǎo)和應(yīng)用，三種傳熱的運算。要緊內(nèi)容：概述一、傳熱的差不多方式二、典型的傳熱設(shè)備三、穩(wěn)固傳熱和不穩(wěn)固傳熱第一節(jié)熱傳導(dǎo)一、傳熱的差不多概念和Fourier定律二、導(dǎo)熱系數(shù)三、平壁的熱傳導(dǎo)四、圓筒壁的熱傳導(dǎo)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(guān)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(xué)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(nèi)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(chǎn)能力和生產(chǎn)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(shè)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(zhì)、濕度圖，濕物料的干燥機理、干燥運算。難點：濕空氣性質(zhì)、干燥機理、能量衡算、干燥時刻運算要緊內(nèi)容：第一部分對流干燥〔熱風(fēng)干燥〕第一節(jié)濕空氣的性質(zhì)和濕度圖一、濕空氣的性質(zhì)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(xué)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(xué)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(shè)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(xué)模型。要緊內(nèi)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(xué)模型三、微濾和超濾設(shè)備四、微濾和超濾在食品工業(yè)中的應(yīng)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(xué)模型三、反滲透設(shè)備及其應(yīng)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(shè)計運算六、電滲析的應(yīng)用〔二〕實踐教學(xué)實驗一、熱風(fēng)干燥實驗?zāi)康囊螅毫私馐称肺锪细稍镞^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(nèi)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?zāi)康囊螅喊盐諊婌F干燥器的結(jié)構(gòu)、操作、操縱和調(diào)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(nèi)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?zāi)康囊螅毫私夥鬯榕c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(nèi)容：預(yù)備試樣、標(biāo)準篩，用振動篩篩分，稱量各篩面上的質(zhì)量，求粉碎物的質(zhì)量累積分布和頻率分布，求粉碎物料的調(diào)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?zāi)康囊螅毫私獬瑸V、反滲透的膜組件的結(jié)構(gòu)特點和工作原理；熟悉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作方法。要緊內(nèi)容：利用現(xiàn)場提供的實物元件，搞清其結(jié)構(gòu)特點和工作原理；熟悉整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、操縱、調(diào)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(xué)時分配表章序內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配作業(yè)量備注講授實驗討論習(xí)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(jié)60-701050-75五、課程教學(xué)的差不多要求和要緊環(huán)節(jié)?食品工程原理?是食品科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。在培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的過程中有其專門的地位和作用。通過學(xué)習(xí)，要求把握研究單元操作的差不多原理、典型設(shè)備的構(gòu)造及工藝尺寸的運算〔或選型〕。培養(yǎng)分析和解決有關(guān)單元操作各種問題的能力，以便在食品生產(chǎn)、科研與設(shè)計中到強化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高設(shè)備生產(chǎn)能力及效率，降低設(shè)備投資及產(chǎn)品成本，節(jié)約能耗，防止污染及加速新技術(shù)開發(fā)等。初步把握食品過程開發(fā)、設(shè)計與操作的有關(guān)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(guān)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(nèi)容，鼓舞學(xué)生自學(xué)并在課堂模擬教學(xué)及討論。在教學(xué)方法和手段上采納現(xiàn)代教育技術(shù)，理論實踐相結(jié)合，促進學(xué)生把握相關(guān)的教學(xué)內(nèi)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(xué)?、?大學(xué)物理?、?物理化學(xué)?、?機械制圖?等是本課程的基礎(chǔ)。后續(xù)課程?糧油食品工藝學(xué)?、?畜產(chǎn)食品工藝學(xué)?、?果蔬食品工藝學(xué)?、?食品機械?、?食品工廠設(shè)計基礎(chǔ)?。本課程與上述先行課程及后續(xù)課程無內(nèi)容上的重復(fù)，并起到承前啟后的紐帶作用。七、建議教材與參