食品工程原理
少于1000 人选课
更新日期:2026/05/14
开课时间2024/03/04 - 2024/06/16
课程周期15 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

食品工业生产涉及众多食品成品、半成品的生产和原料的处理,其生产过程中包含众多的物理操作即单元操作,如流体输送、粉碎、均质、乳化、搅拌、过滤、沉降、离心分离、加热、冷却、蒸发、结晶、冷冻、吸附、脱气、萃取、浸提、蒸馏、干燥、膜分离等。食品工程原理是讨论物理操作性质的单元操作的学科,主要涉及物理领域的知识,并不包含化学反应或生物反应领域的知识。

     食品领域的单元操作必须满足食品物料的特性,如热敏性、易氧化变质性、易腐败性以及多为固体、液体甚至是多为非牛顿型流体的特性,所以食品工程原理有别于传统的化工原理,相当于特殊性(食品工程原理)与普遍性(化工原理)的关系。由于两者均讨论单元操作,而单元操作根据本课程组老师的研究可以用一条主线系统表述,因此,可以认为食品工程原理和化工原理“其本质应一致”。

     食品工程原理课程是食品科学与工程本科专业的主要专业基础课程之一,担负着培养学生食品领域主要工程能力的重任,应使学习者能够学会对食品生产过程和设备进行选择和设计,学会主要设备的操作,解决食品生产中出现的问题,模拟现有单元操作知识的形成过程获得创新思维和创新能力的拓展,去开发食品领域新的单元操作。培养环节主要由理论教学和包含实验和课程设计的实践教学两部分组成。

     食品工程原理课程的学习需要高等数学、工程数学、物理学、物理化学、机械工程基础、计算机应用(含程序设计)等基础知识,要求学习者具有综合运用j基础知识的能力,实现分析和解决食品工程领域内相关工程问题、具有较强工程创造能力的培养目标。

     学习者特别需要注意:食品工程原理面对的是错综复杂的工程实际对象,处理和加以解决的是复杂的工程实际问题,与之前所学的数学、物理、化学等重视纯(理想)问题解决的学科在思维方式和手段上均有较大的差异。实际上,学习者将要接受食品工程的 “工程师” 的思想和方法的训练,而这种思想和方法对食品专业的本科生来讲是崭新的、综合的和高层次的。要成为一名合格的、具有创新能力的食品工程的工程师,甚至需要我们付出长期的、艰苦的努力。新学者往往对此因为没有足够的心理准备而在开始的时候陷入困境,倍感费力,甚至毕业多年仍然感受深刻。

课程自我评价:
 瞄准国内外食品工程原理课程建设的新的高度,抓住课程建设的教材建设这一龙头,江苏大学食品工程原理课程建设经过多年的努力,在发表具有新学术思想的教学研究论文和创新编写《食品工程原理》教材等多个方面取得了突破。
     课程负责人刘伟民作为一线教师不间断从事食品工程原理及化工原理(均属于单元操作范畴)教学二十多年,多次使用代表国内最高水平的华东理工大学陈敏恒原院士等主编的《化工原理》教材、天津大学两代教师主编的《化工原理》教材、江南大学两代教师主编的《食品工程原理》教材(以上教材均获得过国家级奖励),参考过其他国内外《食品工程原理》和《化工原理》优秀教材,对所使用和参考的教材进行了多年的精心对比研究,产生了新的学术思想,联合国内其他十所院校的该课程教师,在全国化工高教学会会刊《化工高等教育》上发表研究论文《单元操作类教材中一些疑难点的分析》、《化工单元操作类教材编写新主线的研究》和源于《化工原理》的《食品工程原理》教材编写创新的研究(见本网站教学研究栏目论文),在发表具有新的学术思想的本课程的教学研究论文方面获得进展。刘伟民教授为了主编具有创新意义的中国轻工业出版社出版的《食品工程原理》教材,对国内外同类教材进行了长期的分析和深入的思考。在华东理工大学陈敏恒原院士等主编的《化工原理》教材提出两条主线和国内外传递过程课程(也可属于单元操作课程)提出分子传递(非整个单元操作)“三传归一”思想的基础上,研究得到了“单元操作归一”的一条新的主线,将各类单元操作归一表述,系统化了化工单元操作和食品工业单元操作的表达方法,改观了国内外食品工程原理教材繁杂不够系统的状况,联合国内其他十所院校的该课程教师,将研究成果写成论文并发表,为编写具有新思路的食品工程原理教材奠定了坚实的基础。
     以研究得到的新主线为基础,江苏大学主编,国内扬州大学、上海理工大学、天津科技大学、大连工业大学、华南理工大学、暨南大学、西南大学、江南大学、天津商业大学、青岛农业大学等兄弟院校的老师副主编或参编的教材《食品工程原理》由中国轻工业出版社2011年8月出版。主编刘伟民教授运用创造学的思想和方法,严格定义了“三传物理量”和“传递阻力强度”两个新概念,将纷繁复杂的单元操作归一到一条主线,特别是解决了国内外现有其他教材没有解决的工业生产中常用的湍流情形下的各单元操作归一表述问题(现有其他教材只解决了工业上不常用的层流时的分子传递三传相似问题),在教材建设方面取得了新的成果。
     课程组的老师还具有丰富的食品工程等领域科研的经验,有些老师交叉任教创造学基础课程,能将食品工程原理课程、创造学和科研三者结合,特别是将创造教育的观念和方法融合到本课程的教学和建设中,不断创新,编写了自成体系的理论教学、实验教学、课程设计教学的教材,得到了创新的教学模式和成果,形成了江苏大学食品工程原理课程建设“紧扣创造”的主要特色(见本网站教学研究栏目论文)。同时江苏大学食品工程原理课程教学和建设充分利用了江苏大学食品科学与工程一级学科博士点的优势,传承了优势学科的思想方法,使用了优势学科的硬件资源,使得该课程建设水平实现突破成为可能。
     综上所述,江苏大学食品工程原理课程建设中,课程建设者们采取了努力“站在国内国外巨人的肩膀上”的策略, 体现了江苏大学食品科学与工程优势学科的不断创新的思想,融合了自己科学研究的成果和经验,运用创造思维和方法提出了“单元操作归一表述的新主线”的学术思想,主编出版了完整阐述和体现新主线学术思想的《食品工程原理》教材,并使得江苏大学食品工程原理课程建设在多个方面彰显“紧扣创造”特色,课程建设水平达到了一种新的高度(依据对现有的国内外高水平教材、教研论文、课程建设思路和最终体现出的成果等方面的对比研究,自我作出的评价)。
    正是在以上努力基础之上,本课程建设成果之一、由刘伟民主编中国轻工业出版社出版的《食品工程原理》本科教材2014年被评为国家级十二五规划教材,2015年被评为中国轻工业联合会教材一等奖。


课程及主讲教师荣誉和成果:
1、1998年课程主讲教师刘伟民讲师凭食品工程原理讲稿获江苏理工大学(江苏大学前身)优秀教案(讲稿)竞赛二等奖。
2、2001年课程主讲教师刘伟民副教授因在课程建设和教改研究中推行创造教育,获江苏省高等教育教学成果二等奖,在“创造学”教学及创造教育的研究与实践成果中排名第三。
3、2003年主讲教师刘伟民副教授获江苏大学优秀教学质量三等奖。
4、2004年获批江苏大学二类优秀课程。
5、2004年获批江苏大学首批精品课程建设项目。
6、2004年课程负责人、主讲教师刘伟民副教授被选拔为“江苏省高校‘青蓝工程’优秀青年骨干教师培养对象,2008年12月培养期满考核合格,成为江苏省高校‘青蓝工程’优秀青年骨干教师。
7、2005年课程负责人、主讲教师刘伟民副教授获江苏大学优秀教学质量二等奖。
8、2006年课程负责人、主讲教师刘伟民副教授获江苏大学优秀教师称号。
9、2007年课程负责人、课程主讲教师刘伟民教授应邀参编国内大型专著《现代干燥技术》一书,与徐圣言教授合编第12章《喷动床干燥》。
10、2007年课程负责人、课程主讲教师刘伟民教授因在课程中强化学生工程化能力培养的创新与实践方面的贡献,获江苏大学高等教育教学成果一等奖,在“强化食品专业学生工程化能力培养的创新与实践”成果中排名第五。
11、2010年获批江苏大学食品与生物工程学院精品课程。
12、2010年课程负责人、课程主讲教师刘伟民教授副主编化学工业出版社出版的《食品工程原理》。
13、2011年获批江苏大学课程建设“842工程”食品工程原理建设项目。
14、2011年课程负责人、课程主讲教师刘伟民教授主编中国轻工业出版社出版的《食品工程原理》,本课程所在学科带头人赵杰文教授为第二主编,本课程主讲教师杨小明、任晓锋参编。
15、2011年课程负责人、课程主讲教师刘伟民教授在《化工高等教育》上第一作者发表教学研究论文《化工单元操作类教材编写新主线的研究》,首次为《食品工程原理》教材的编写提出了一条系统化食品工程单元操作的新主线,表明江苏大学食品工程原理课程研究和教材编写已经走在前列(据已经收集到的国内外同类教材比对研究推断)。
16、2011年课程负责人、课程主讲教师刘伟民教授获江苏大学优秀教学质量奖二等奖。
17、2014年,刘伟民、赵杰文主编的由中国轻工业出版社出版的《食品工程原理》教材被评为国家级十二五本科规划教材。
18、2015年,刘伟民、赵杰文主编的由中国轻工业出版社出版的《食品工程原理》教材被评为中国轻工业联合会教材一等奖。
19、2015年,食品工程原理获批江苏大学网络开放课程建设立项,并被要求按慕课模式和线上线下混合教学模式建设。
20、2015年,主讲教师刘伟民教授被评为江苏大学本科教学先进个人。

课程大纲
食品工程原理
Unit Operations of Food Engineering

课程代码:09410031
学    分: 4.5    
学    时: 72  (其中:讲课学时:72  实验学时:0  上机学时:0)
开课学期:第5学期
先修课程:化工设备机械基础(或机械工程基础、机械设计基础)、物理化学
适用专业:食品科学与工程、食品质量与安全
教    材:1.《食品工程原理》,刘伟民,赵杰文,中国轻工业出版社,2011年8月第1版;2.Warren L.McCabe,Julian C.Smith,  Peter Harriott, Unit operations of chemical engineering(Seventh edition)/伍钦,钟理,夏清,等.化学工程单元操作学.北京:化学工业出版社,2008
开课学院:食品与生物工程学院
课程网站:(http://foodsfzx.ujs.edu.cn/liuweimin/index.asp/)
江苏大学慕课网站http://i.mooc.chaoxing.com/space/index.shtml

一、课程性质与课程目标
    (一)课程性质
《食品工程原理》(双语课程)是食品科学与工程4年制本科专业教学计划中具有承上启下意义的工科技术基础课,它建立在数学、物理学、物理化学、工程图学、工程力学、机械工程基础、计算机技术、英语等课程知识的基础上,以食品工程类型生产过程中的各种物理加工过程为背景,借助纯数学模型法和半理论半经验的数学模型法以及采用量纲分析指导的实验研究法等方法论,培养学生用自然科学的原理考察、解决和处理工程实际问题的知识和能力,为具有国际化性质的食品科学与工程专业课程的学习打好关于食品工程知识和能力培养的坚实基础。

(二)课程目标
1. 知识方面
1.1掌握食品工程的流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离与分散、传热、冷冻、蒸发、气体吸收、液液精馏、干燥等各个单元操作的基本概念、操作过程原理、基本计算公式及其推导、有关基本参数的求取、相关设备的结构和操作以及设计计算和选型、过程选择的计算。
1.2 掌握主要单元操作如流体流动的阻力测定、离心泵性能测定、过滤、传热、吸收、干燥等单元操作的实验设计原理。理解课程的方法论,理解量纲分析规划实验的实验方法以及半理论半经验的数学模型法的基本原理和在各单元操作中的应用。
1.3 系统掌握各单元操作中所应用到的物料衡算、能量衡算、平衡关系的基本概念和计算方法以及它们在各单元操作中的具体应用方法。掌握各单元操作的计算机辅助计算方法及应用。
1.4掌握各单元操作的基本英文词汇,同时阅读与中文教材内容相近的全英文教材,了解国际上食品工程单元操作的应用和发展趋势。
1.5了解各单元操作概括为动量传递、热量传递及质量传递最终概括为传递通量计算的归一原理,了解本课程归纳和推理等创新思维的基本应用。
2. 能力与素质方面
2.1具有食品工程各单元操作如流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离与分散、传热、冷冻、蒸发、气体吸收、液液精馏、干燥等的过程计算、过程选择、设备选型和操作、设备的工艺设计等能力。具有一定的计算机辅助计算的能力,可以解决较为复杂问题的计算。
2.2 具有熟练运用物料衡算、能量衡算、平衡关系等课程的解决问题的基本手段的能力,解决食品工程中出现的各类过程和设备的计算问题。
2.3 具有熟练的食品工程单元操作的实验设计能力,具有理解所操作的设备的原理的能力,具有解决食品工程单元操作中出现的实际问题的能力。
2.4具有阅读食品工程单元操作英文文献的能力,具有初步跟踪食品工程单元操作国际发展趋势的能力。
2.5具有食品工程单元操作的创新的思维能力。具有解决食品工程问题的综合的素质。
(三)课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系
本课程支撑人才培养方案中毕业要求之1、2、3、11项。
毕业要求1-工程知识:能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂食品工程问题。
毕业要求2-问题分析:能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题,以获得有效结论。
毕业要求3-设计/开发解决方案:能够设计针对复杂食品工程问题的解决方案,涉及满足特定需求的系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
毕业要求11-项目管理:理解并掌握食品工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。
指标点1.2:能针对一个系统或过程建立合适的数学模型,并利用恰当的特定条件求解。(总0.2,分配给理论课0.15)
指标点2.3:能正确表达一个食品工程问题的解决方案,运用基本原理,分析食品加工过程的影响因素,证实解决方案的合理性,获得有效结论。(总0.1,分配给理论课0.075)
指标点3.1:能够针对产品确定技术路线、设计生产工艺、建模进行工艺计算、设备设计计算。(总0.2,分配给理论课0.15)
指标点11.1:能够将经济决策方法、管理原理应用于食品工程问题的表述中,分析食品工程中质量控制、食品安全、环境污染等多学科问题。(总0.2,分配给理论课0.15)


二、课程内容与教学要求
绪论
1、教学内容
(1)本课程的性质、研究对象与方法、目的、任务
(2)食品工程单元过程的分类
动量传递过程包括流体的流动及输送、非均相物系的分离、物料的搅拌等;传热过程包括传热理论及设备、蒸发、冷冻等;传质过程包括气体的吸收、液体的蒸馏、固体的干燥等。
(3)几个基本概念
质量守恒定律及其物料衡算;能量守恒定律及其能量衡算;单位、因次及其单位制度;单位换算;过程速率;三传过程的高度统一表述。
(4)化工单元操作与食品(发酵)工程之间的联系及其区别
2、基本要求
(1)了解本课程的性质、研究对象与方法、任务
(2)掌握学习本课程的几个基本概念
(3)了解研究食品工程基本过程的意义
(4)了解物理量的因次式和单位制度
(5)了解化工单元操作与食品工程单元操作之间的联系与区别
(6)阅读英文教材的相应内容
3、重点和难点
(1)重点
食品单元操作的概念和特点;食品单元操作的研究内容和研究方法论;单元操作归一表述;物理量的单位换算;物料衡算和能量衡算的概念;单元操作的平衡关系。
(2)难点
单元操作内容表述的归一主线理解;经验公式的换算方法。
第1章  流体流动及输送机械
1、教学内容
(1)流体静力学
流体的密度;静压能;流体静力学基本方程式及其应用。
(2)流体动力学
流量;流速;稳定流动与不稳定流动;连续性方程式;伯努利方程式及其应用;层流流动阻力求取的数学模型方法。
(3)流动类型  
流体的粘度与牛顿粘性定律;流动形态与雷诺准数;滞流与湍流。
(4)流体在管内的流动阻力
直管阻力;层流;湍流流动阻力;局部阻力的计算;量纲分析用于湍流阻力系数的实验求取方法。
(5)管路计算与流量测量
简单管路;并联管路;单联管路;分支管路;毕托管;孔板;文丘里管;转子流量计。
(6)离心泵
工作原理及主要部件;主要性能参数;特性曲线及其应用;流量调节;运转与启动的注意事项;安装高度;离心泵的类型与选用。
(7)其它类型泵简介
往复泵;计量泵;旋涡泵。
(8)气体输送机械  
离心式通风机;鼓风机;往复式压缩机;真空技术及真空泵。
2、基本要求
了解流体平衡和运动的基本规律,熟练地掌握静力学基本方程、连续性方程、伯努利方程及其应用,了解管路的材料和构成、管件、阀门的作用和规格等实际方面的知识,了解流体的两种流动类型,了解量纲分析的基本概念及其应用,熟练掌握流体在管路中流动的阻力损失计算以及管路计算、输送设备的功率计算等。了解管路中流速和流量的测定所使用仪表的原理、构造和性能。了解流体输送机械的作用原理、简单构造、主要性能参数、选型的依据及使用注意事项。了解食品真空技术的基本原理。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
流体静力学方程;运用静力学方程解决实际问题的各类计算;总能量衡算式和机械能衡算式(伯努利方程)的推导及各类应用计算;流体流动阻力的概念、计算公式和计算;管路计算;离心泵的主要性能参数和特性曲线;管路工作点计算;离心泵安装高度和选型。
(2)难点
流体平衡微分方程及其在静力学方程推导中的应用;应用伯努利方程求解非稳态流动问题;动量衡算求解流动问题;纯数学模型法求解层流直管流动阻力;量纲分析规划湍流摩擦阻力系数求取实验;复杂管路计算;离心泵内流动的数学模型。
第2章  基于动量传递的非均相物系的分离
1、教学内容
(1)重力沉降
沉降速度;重力沉降设备。
(2)离心沉降  
沉降速度;离心沉降设备。
(3)过滤  
过滤操作的基本概念;过滤基本方程式;恒压与恒速过滤;过滤常数的测定;过滤设备。
(4)流化床操作和气力输送  
流化床;流化床层压降;气力输送。
(5)液体搅拌  
混合效果度量;混合机理;搅拌器;搅拌器的功率;搅拌器放大。
(6)乳化
乳化剂的使用;乳化分散方法;机械均质。
(7)气流超微粉碎
气流粉碎的优缺点;气流粉碎的工质;气流式超微粉碎机的类型。
2、基本要求
了解非均相物系用机械方法分离的原理,适用范围以及主要设备的性能,要求根据分离任务正确选择分离方法及设备。重点掌握过滤基本方程式及过滤计算,掌握典型的过滤设备的结构和操作。重点掌握半理论半经验数学模型法在开发流体通过固定床颗粒层流动压降公式中的应用。了解流化床的原理和操作方法,了解气力输送的概念。一般了解液体搅拌、乳化、气流超微粉碎的基本概念及应用。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
颗粒几何特性的表征方法;重力沉降计算;过滤基本方程式及过滤计算;典型过滤设备的结构和操作要点;流化床的概念及其特性;混合机理;乳化、均质和气流粉碎的概念。
(2)难点
颗粒体积、表面积和比表面积当量直径间的关系;离心沉降临界粒径的推导;半理论半经验数学模型法在开发流体通过固定床颗粒层流动压降公式中的应用;过滤综合问题求解。
第3章  传热
1、教学内容
(1)概述
传热的基本方式;典型的传热设备;稳定传热与不稳定传热。
(2)热传导  
付立叶定律;导热系数;单层及多层平壁、圆筒壁的稳定热传导。
(3)对流传热  
对流传热过程分析;牛顿冷却定律;对流传热系数及相关联式;流体在圆形直管内强制对流时对流传热系数的计算。
   (4)冷凝与沸腾传热简介
(5)热辐射  
克希霍夫定律;斯蒂芬——波尔兹曼定律;两固体间的辐射传热及其强化措施。
(6)稳态传热过程的计算  
传热速率方程式;平均温度差与传热系数的计算;换热器的设计计算及其选择。
(7)非稳态传热过程的计算
非稳态导热的计算公式推导及计算方法;非稳态热对流的计算公式及计算。
(8)传热设备类型  
列管式换热器的选用及举例;强化传热的措施。
2、基本要求
了解传热过程的基本原理,影响传热率的因素及控制传热速率的一般规律,根据生产要求强化或削弱热量传递,选择适宜的传热设备以及列管式换热器的选型计算。重点掌握稳态和非稳态过程传热的计算公式和计算方法。了解换热器设计的一般步骤。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
平板和圆筒导热计算;非稳态固体导热;对流传热系数及各类公式;稳态对流传热计算;各类换热器的特点及结构;列管式换热器的设计。
(2)难点
非稳态导热的微分衡算方程推导及求解思路;对数平均温差法和传热单元数法用于求解传热综合问题;非稳态对流计算公式的推导;传热综合计算。
第4章、侧重传热的食品单元操作
1、教学内容
(1)蒸发
单效蒸发的计算及蒸发器的生产强度;多效蒸发。
(2)热杀菌
杀菌效果的表征;热杀菌时间的计算。
(3)结晶
结晶基本概念; 食品工业常用结晶方法与设备;结晶操作的基本计算。
(4)制冷
蒸汽压缩制冷的原理;理论蒸汽压缩制冷流程;实际蒸汽压缩制冷流程;蒸汽压缩制冷循环的计算;冷冻能力的换算;制冷剂和载冷剂。
(5)冷冻浓缩和食品冻结  
冷冻浓缩;食品冻结。
2、基本要求
理解蒸发、热杀菌、结晶、制冷、冷冻浓缩和食品冻结的基本概念和原理,理解相应的计算,了解相应的应用。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
单效蒸发的计算;杀菌效果的表征;结晶的物料衡算;实际蒸汽压缩制冷计算
(2)难点
多效蒸发计算流程;实际蒸汽压缩制冷过程在压焓图和温熵图中的表示方法及过程解释。
第5章  传质基础
1、教学内容
(1)对流传质的基本概念
相组成的表示方法;扩散现象及稳态分子扩散的计算; 对流传质。
(2) 总传质系数与速率方程  
相际传质速率方程式;相际总传质系数K与相内分传质系数k的关系; 传质理论简介;传质系数的求取。
(3)平衡关系和理论级  
平衡关系;理论级。
(4)三传类比
三种传递间的类比;三种传递的类似关系。
(5) 两类传质设备  
板式塔和填料塔基本结构;塔型选择的一般原则。
(6)板式塔的设计  
塔板结构简介;板式塔设计程序;初选塔板间距和塔高的估算;塔径的确定;塔板结构参数的确定;塔板流体力学计算。
(7)填料塔的设计计算  
填料的类型与选择;填料塔工艺尺寸的计算;填料层压降的计算;塔附属高度和塔内件的设计。
2、基本要求
了解食品工业中的传质过程和基本原理;掌握相组成的表示方法和相互之间的换算;理解扩散过程和稳态分子扩散计算;理解对流扩散及其系数、总传质系数等的概念;了解传质理论;理解相平衡关系和理论级概念;理解三传之间的相似及相关参数类比求取方法;了解以板式塔和填料塔为代表的气液传质设备的结构特点、流体力学性能、操作特性和设计步骤;阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
分子扩散及分子扩散计算;对流传质系数及表示方法;相际传质及总传质系数;传质平衡关系及理论级;板式塔和填料塔的结构特征及设计的内容。
(2)难点
单向扩散公式用于求解非稳态传质问题;传质系数之间的互相表达;传质理论(或模型);理论级的概念;三传类比及互为表达计算;塔板负荷性能图及板式塔设计的流体力学校验。
第6章、传质的理论级模型方法——以精馏为例
1、教学内容
(1)蒸馏的平衡关系  
汽液平衡物系的自由度和拉乌尔定律;双组分汽液相平衡图;相对挥发度与相平衡关系的近似表达式;非理想物系的汽液相平衡;总压对相平衡的影响。
(2)简单蒸馏和平衡蒸馏  
简单蒸馏;平衡蒸馏。
(3)二元物系连续蒸馏计算及设计
精馏;双组分连续精馏计算。
2、基本要求
理解计算传质通量的理论级模型方法的含义和用法;了解食品类型生产过程中常用的蒸馏方法;理解双组分溶液的汽液平衡关系、表达方法及相关计算,掌握相平衡方程;了解平衡蒸馏和简单蒸馏;理解精馏的概念和精馏流程;掌握板式精馏塔的物料衡算、理论板数的确定、进料状态的表达及选择、回流比对精馏过程的影响及确定、实际塔板数的确定;熟练双组分物系用板式塔进行常压精馏的计算。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
蒸馏物系的平衡关系与表达;简单蒸馏和平衡蒸馏计算;精馏系统的组成和操作;二元物系连续蒸馏的计算内容。
(2)难点
简单蒸馏计算公式的推导和应用;精馏原理;进料状态和回流比影响精馏过程的分析;精馏综合计算。
第7章、传质微分填料高度模型方法——以吸收为例
1、教学内容
  (1)吸收的平衡关系  
气体的溶解度;影响平衡关系的主要因素;亨利定律。
(2)吸收计算
吸收塔的物料衡算;填料层高度的计算。
2、基本要求
理解计算传质通量的微分模型方法的含义和用法;掌握吸收操作的基本概念;理解吸收操作的气液平衡关系及表达方法;掌握填料吸收塔的物料衡算、填料层高度的计算方法。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
气体的吸收平衡表达方法;填料吸收塔的设计计算。
(2)难点
填料层高度计算公式的推导;吸收综合计算。
第8章  蒸馏其他侧重传质的食品单元操作
1、教学内容
  (1)萃取  
萃取的平衡关系;萃取的计算。
(2)浸取  
浸取的相关概念;浸取的平衡关系;浸取的计算;超临界流体浸取技术。
(3)吸附  
吸附的基本概念;吸附分离理论;吸附计算。
(4)离子交换
离子交换的基本概念;离子交换理论;离子交换装置及交换区高度计算原则。
(5)膜分离  
分离膜和膜分离在食品工业的应用;膜分离的类型;分离膜材料和及膜组件;膜分离过程的数学模型及有关计算。
2、基本要求
学习运用归一主线类比掌握其他传质单元操作的研究和计算方法;了解萃取的基本概念、萃取体系相平衡及操作原理;类比理解萃取过程的理论级概念和计算;了解浸出的基本概念、浸出过程与浸出理论;类比理解浸出速率及理论级数的求取方法;了解超临界萃取的基本原理与应用;了解吸附平衡的基本原理;类比理解吸附理论级概念和计算;了解离子交换原理和过程;类比理解离子交换平衡级计算;了解膜分离的原理和应用,理解其计算原理。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
三角形相图;单级萃取计算;膜及膜分离的概念;膜分离过程的数学模型。
(2)难点
多级逆流萃取的图解计算;其它传质过程计算。
第9章  干燥
1、教学内容
(1)湿空气的性质及湿度图  
湿空气性质;湿度;相对湿度;湿比热;湿比容;湿焓;干球温度;湿球温度;露点温度等;湿空气的湿度图及其应用。
(2)干燥过程的物科和热量衡算  
湿物料中含水量的表示方法;物料和热量衡算;干燥器出口空气状态的确定。
(3)干燥速率和干燥时间  
物料中所含湿分的性质;干燥过程机理;干燥曲线和干燥速率曲线;恒定干燥条件下干燥时间的计算。
(4)干燥器简介
(5)喷雾干燥  
液滴的雾化;液滴在干燥室内的传热与传质。
(6)冷冻干燥  
冷冻干燥过程原理;冷冻干燥传热传质理论;冷冻干燥机。
2、基本要求
了解以空气作为干燥介质去除物料中水分的干燥过程、熟练掌握湿空气的性质、湿度图及其应用、了解干燥机理、掌握干燥过程的物料和热量衡料、干燥速率和干燥时间的计算、了解各种干燥设备的性能和应用。理解喷雾干燥和冷冻干燥的原理和设备原理。阅读英文教材的相应内容。
3、重点和难点
(1)重点
湿空气状态参数及其求取;湿空气的焓湿图及应用;空气对流干燥的物料和热量衡算;干燥速率和干燥时间;干燥设备的类型及结构;喷雾干燥和冷冻干燥的概念和特点。
(2)难点
湿空气性质参数之间的互相表达计算;干燥综合计算;喷雾干燥的计算;冷冻干燥的计算。

三、课程学时分配
 章节    讲课    实验    上机
绪    论    2        
第一章  流体流动和输送机械    22        
第二章  基于动量传递的非均相物系的分离与分散    8        
第三章  传热    10        
第四章  侧重传热的食品单元操作    4        
第五章  传质基础    4        
第六章  传质的理论级模型方法——以精馏为例    8        
第七章  传质的微分填料高度模型方法——以吸收为例    4        
第八章  其他侧重传质的食品单元操作    2        
第九章  热质同时传递——以干燥为例    8
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