《食品工程原理》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：（中文）：食品工程原理（英文）：Principles of food engineering 课程类别：专业核心课程 适用专业：食品科学与工程 课程学时：80（食品工程原理148；食品工程原理132） 课程学分：5学分（食品工程原理13学分；食品工程原理川2学分） 先修课程：高等数学，大学物理 选用教材：李云飞、葛克山，食品工程原理（第4版），北京：中国农业出版社，2018 参考书目：岳田利，食品工程原理。郑州大学出版社，2014年 王志魁，化工原理。化学工业出版社，2018 二、课程简介 食品工程原理是食品科学与工程专业本科学生必修的专业核心课程，是以力学、动力学 传热学和传质学为基础理论的学科，主要讲授食品工业生产中单元操作的基本原理、常用设 备及操作过程的计算方法。包括流体流动与输送、传热、蒸发、燕馏、浓缩、干燥、吸收等。 目的使学生掌握保证食品工艺准确实施的必备知识，以便进行食品机械设计制造、选型配套 以及维修操作等。为学生进一步学习食品机械与设备、食品工厂设计等后续课程提供理论 基础。为今后从事食品加工和机械设备方面的研究和开发等工作奠定基础。 三、课程目标 通过本课程的学习，学生能够了解单元操作基本概念及其相关设备构造，掌握食品加工 过程中的动量、热量和质量传递的理论及常用单元操作中典型设各的工作原理、基本构造及 设计计算等知识。同时得到工程设计和实践操作能力的锻炼，获得分析问题、解决问题能力。 通过本课程的学习，使学生具备以下知识、技能和素养。 1.知识目标：掌握“三传理论”的基本内容和基木原理：了解单元操作的基本概念，掌握 三传理论与单元操作的关系：掌握常见单元操作的基本原理。 2.能力目标：通过分析食品加工工艺流程中所有单元操作涉及的相关理论，掌握常见单 元操作相关设备的基本构造，并能根据具体情况进行分析，学会运用理论知识进行实践分析 的能力及发现和解决问题的能力：了解设备构造，掌握工程设备设计计算方法和步骤，进行 设备选型，提高综合学习能力、应用实践能力、服务社会能力及团队协作能力。 3.素养目标：深刻理解“三传理论“的内涵，逐步提高工程素养、职业道德素养：提高逻 辑思维能力、创新能力和正确认识客观事物能力
《食品工程原理》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：（中文）：食品工程原理 （英文）：Principles of food engineering 课程类别：专业核心课程 适用专业：食品科学与工程 课程学时：80（食品工程原理Ⅰ48；食品工程原理Ⅱ32） 课程学分：5 学分（食品工程原理Ⅰ3 学分；食品工程原理Ⅱ2 学分） 先修课程：高等数学，大学物理 选用教材：李云飞、葛克山，食品工程原理（第 4 版），北京：中国农业出版社，2018 参考书目：岳田利，食品工程原理。郑州大学出版社，2014 年 王志魁，化工原理。化学工业出版社，2018 二、课程简介 食品工程原理是食品科学与工程专业本科学生必修的专业核心课程，是以力学、动力学、 传热学和传质学为基础理论的学科，主要讲授食品工业生产中单元操作的基本原理、常用设 备及操作过程的计算方法。包括流体流动与输送、传热、蒸发、蒸馏、浓缩、干燥、吸收等。 目的使学生掌握保证食品工艺准确实施的必备知识，以便进行食品机械设计制造、选型配套 以及维修操作等。 为学生进一步学习食品机械与设备、食品工厂设计等后续课程提供理论 基础。为今后从事食品加工和机械设备方面的研究和开发等工作奠定基础。 三、课程目标 通过本课程的学习，学生能够了解单元操作基本概念及其相关设备构造，掌握食品加工 过程中的动量、热量和质量传递的理论及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造及 设计计算等知识。同时得到工程设计和实践操作能力的锻炼，获得分析问题、解决问题能力。 通过本课程的学习，使学生具备以下知识、技能和素养。 1.知识目标：掌握“三传理论”的基本内容和基本原理；了解单元操作的基本概念，掌握 三传理论与单元操作的关系；掌握常见单元操作的基本原理。 2.能力目标：通过分析食品加工工艺流程中所有单元操作涉及的相关理论，掌握常见单 元操作相关设备的基本构造，并能根据具体情况进行分析，学会运用理论知识进行实践分析 的能力及发现和解决问题的能力；了解设备构造，掌握工程设备设计计算方法和步骤，进行 设备选型，提高综合学习能力、应用实践能力、服务社会能力及团队协作能力。 3.素养目标：深刻理解“三传理论”的内涵，逐步提高工程素养、职业道德素养；提高逻 辑思维能力、创新能力和正确认识客观事物能力
四、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 课程目标 1、工程知识 2、问题分析 1,2 3、设计开发解决方案 1,2,3 4、研究 5、使用现代工具 3 6、工程与社会 1,2,3 7、环境与可持续发展 3 8、职业规范 3 9、个人和团队 2,3 10、沟通 3 11、项目管理 2,3 12、终身学习 1,2,3 五、课程教学内容 (一)课程内容与课程目标的关系 课程内容 教学方法 支撑的课程目标学时安排 第一意流体流动和输送启发式进授法、过论法 1、2、3 14 第二章传热 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 14 第三章溶液浓缩 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 10 第四章干燥 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 10 第五章吸收 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 12 第六章蒸馏 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 12 第七章非均相物系的分 启发式讲授法、讨论法 离 1、2、3 6 合计 80学时 第一章流体流动与输送(14学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标：学习本章内容，学生能够初步完成食品工厂中输送水、气以及稀溶液等 牛顿流体的管道设计与计算工作
四、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 课程目标 1、工程知识 1 2、问题分析 1，2 3、设计/开发解决方案 1，2，3 4、研究 2 5、使用现代工具 3 6、工程与社会 1，2，3 7、环境与可持续发展 3 8、职业规范 3 9、个人和团队 2，3 10、沟通 3 11、项目管理 2，3 12、终身学习 1，2，3 五、课程教学内容 （一）课程内容与课程目标的关系 课程内容 教学方法 支撑的课程目标 学时安排 第一章 流体流动和输送 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 14 第二章 传热 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 14 第三章 溶液浓缩 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 10 第四章 干燥 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 10 第五章 吸收 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 12 第六章 蒸馏 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 12 第七章 非均相物系的分 离 启发式讲授法、讨论法 1、2、3 8 合计 80 学时 第一章 流体流动与输送（14 学时） 【教学目标与要求】 1、教学目标：学习本章内容，学生能够初步完成食品工厂中输送水、气以及稀溶液等 牛顿流体的管道设计与计算工作
2、教学要求：掌握实际流体与理想流体的区别：掌握流体流动中各能量平衡方程的区别并 能熟练运用这些方程解决问题：掌握流体参数的测量原理与方法：掌握流体流动阻力计算方 法：了解非牛顿流体种类和简单计算：管路的构成（管、阀件）、复杂管路的特点及计算 【教学重点与难点】 1、教学重点：流体流动中各能量平衡方程的区别并能熟练运用这些方程解决问题：流体流 动阻力计算方法。 2、教学难点：经验公式的换算方法：边界层的概念 【教学内容】 1.1流体基础知识与概念 1.2流体静力学 1.3流体流动的基本方程 1.3.1稳定流动、流速与流量、连续性方程 1.3.2理想不可压缩流体的能量守恒一柏努利方程式，柏努利方程的应用 1.3.3实际流体稳定流动的能量守恒 1.4管内流动及管路计算 1.4.1管流要素、流动类型及其判别：滞留、湍流、雷诺准数 1.4.2流体在圆直管内流动的沿程阻力及计算：计算圆直管沿程阻力的通式，滞留、湍流 的流速分布及摩擦阻力系数的确定 1.4.3管路局部阻力及其计算 1.5流速及流量的测量（实验课） 1.5.1毕托管 1.5.2孔板流量计及文丘里流量计 1.5.3转子流量计 1.6非牛顿流体 1.6.1非牛顿流体的类型：塑性流体、假塑性流体、胀塑性流体和时变性流体：稠度指数和 流变指数 1.6.2假塑性和胀塑性流体作层流流动时的速度分布和流量 1.6.3非牛顿流体的流动阻力 1.7流体输送机械 1.7.1概述 1.7.2离心泵 1.7.21离心泵工作原理 1.7.2.2离心泵主要性能参数 1.7.2.3离心泵的特性曲线72
2、教学要求：掌握实际流体与理想流体的区别；掌握流体流动中各能量平衡方程的区别并 能熟练运用这些方程解决问题；掌握流体参数的测量原理与方法；掌握流体流动阻力计算方 法；了解非牛顿流体种类和简单计算；管路的构成（管、阀件）、复杂管路的特点及计算。 【教学重点与难点】 1、教学重点：流体流动中各能量平衡方程的区别并能熟练运用这些方程解决问题； 流体流 动阻力计算方法。 2、教学难点：经验公式的换算方法；边界层的概念 【教学内容】 1.1 流体基础知识与概念 1.2 流体静力学 1.3 流体流动的基本方程 1.3.1 稳定流动、流速与流量、连续性方程 1.3.2 理想不可压缩流体的能量守恒—柏努利方程式，柏努利方程的应用 1.3.3 实际流体稳定流动的能量守恒 1.4 管内流动及管路计算 1.4.1 管流要素、流动类型及其判别：滞留、湍流、雷诺准数 1.4.2 流体在圆直管内流动的沿程阻力及计算：计算圆直管沿程阻力的通式，滞留、 湍流 的流速分布及摩擦阻力系数的确定 1.4.3 管路局部阻力及其计算 1.5 流速及流量的测量（实验课） 1.5.1 毕托管 1.5.2 孔板流量计及文丘里流量计 1.5.3 转子流量计 1.6 非牛顿流体 1.6.1 非牛顿流体的类型：塑性流体、假塑性流体、胀塑性流体和时变性流体；稠度指数和 流变指数 1.6.2 假塑性和胀塑性流体作层流流动时的速度分布和流量 1.6.3 非牛顿流体的流动阻力 1.7 流体输送机械 1.7.1 概述 1.7.2 离心泵 1.7.2.1 离心泵工作原理 1.7.2.2 离心泵主要性能参数 1.7.2.3 离心泵的特性曲线 72
1.7.2.4气蚀现象与允许安装高度 1.7.2.5泵的工作点 1.7.2.6泵的选型。 【课程思政要点】 通过了解食品加工企业所用的输送设备，看清楚隐藏在事物外表下所涉及的原理，从而 更加准确的认清事物的本质，进而全面掌握。 【教学方法】 采用启发式、讨论式等方法，培养学生从基本概念入手，通过严谨的概念考察进行不断 深入追问的反思式学习方法.。 【复习思考】 课后思考题及习题 第二章传热(14学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标：学习本章内容，学生能够初步完成食品企业常用列管式换热器的选型、设计 和计算。 2、教学要求：掌握傅立叶定律、导热系数的概念及平壁、圆筒壁的热传导计算，传热过程 的热量衡算、总传热系数、平均温度差的计算，典型对流传热经验关联式的用法及注意事项： 了解影响对流传热的因素、强化传热的途径：辐射传热的基本概念：工业上常用列管式换热 器的类型、结构。 【教学重点与难点】 1、教学重点：傅立叶定律；圆筒壁的热传导计算：传热总速率方程式：强化传热的途径。 2、教学难点：传热总速率方程式 【教学内容】 2.1概述 2.1.1传热在食品加工过程中的应用 2.1.2传热的三种基本方式 2.2热传导 2.2.1热传导的基本概念和付立叶定律 2.2.2平壁的热传导 2.2.3圆筒壁的热传导 2.3对流传热
1.7.2.4 气蚀现象与允许安装高度 1.7.2.5 泵的工作点 1.7.2.6 泵的选型。 【课程思政要点】 通过了解食品加工企业所用的输送设备，看清楚隐藏在事物外表下所涉及的原理，从而 更加准确的认清事物的本质，进而全面掌握。 【教学方法】 采用启发式、讨论式等方法，培养学生从基本概念入手，通过严谨的概念考察进行不断 深入追问的反思式学习方法。 【复习思考】 课后思考题及习题 第二章 传热（14 学时） 【教学目标与要求】 1、教学目标：学习本章内容，学生能够初步完成食品企业常用列管式换热器的选型、设计 和计算。 2、教学要求：掌握傅立叶定律、导热系数的概念及平壁、圆筒壁的热传导计算，传热过程 的热量衡算、总传热系数、平均温度差的计算，典型对流传热经验关联式的用法及注意事项； 了解影响对流传热的因素、强化传热的途径；辐射传热的基本概念；工业上常用列管式换热 器的类型、结构。 【教学重点与难点】 1、教学重点：傅立叶定律；圆筒壁的热传导计算；传热总速率方程式；强化传热的途径。 2、教学难点：传热总速率方程式 【教学内容】 2.1 概述 2.1.1 传热在食品加工过程中的应用 2.1.2 传热的三种基本方式 2.2 热传导 2.2.1 热传导的基本概念和付立叶定律 2.2.2 平壁的热传导 2.2.3 圆筒壁的热传导 2.3 对流传热
2.3.1对流传热的基本概念 2.3.2对流传热的类型、传热膜系数 2.3.3各类对流传热传热膜系数的确定 2.3.4传热边界层 2.4辐射 2.4.1两物体的相互辐射73 2.4.2辐射和对流的联合传热 2.4.3辐射加热方法和设备 2.5稳定传热的计算 2.5.1换热器及通过换热器的传热过程 2.5.2稳定传热过程的计算 2.5.3传热的强化和热绝缘 2.6不稳定传热 2.6.1不稳定导热 2.6.2不稳定对流传热 2.7换热器 【课程思政要点】 通过了解食品加工企业所用的传热设备，看清楚隐藏在事物外表下所涉及的原理，从而 更加准确的认清事物的本质，进而全面掌握。 【教学方法】 采用启发式、讨论式等方法，培养学生从基本概念入手，通过严谨的概念考察进行不断 深入追问的反思式学习方法。从中培养学生利用所学的基本理论和概念发现问题、分析问题、 解决问题的能力和探究意识。 【复习思考】 课后思考题及习题 第三章溶液浓缩(10学时) 【教学目标与要求】 1、教学目标：学习本章内容，学生能够初步完成食品企业溶液浓缩常用蒸发器的设备选型 和工艺计算。 2、教学要求：了解溶液浓缩的几种基本方法，掌握蒸发的基本原理、工艺计算及所用设备 的结构和特点。 【教学重点与难点】
2.3.1 对流传热的基本概念 2.3.2 对流传热的类型、传热膜系数 2.3.3 各类对流传热传热膜系数的确定 2.3.4 传热边界层 2.4 辐射 2.4.1 两物体的相互辐射 73 2.4.2 辐射和对流的联合传热 2.4.3 辐射加热方法和设备 2.5 稳定传热的计算 2.5.1 换热器及通过换热器的传热过程 2.5.2 稳定传热过程的计算 2.5.3 传热的强化和热绝缘 2.6 不稳定传热 2.6.1 不稳定导热 2.6.2 不稳定对流传热 2.7 换热器 【课程思政要点】 通过了解食品加工企业所用的传热设备，看清楚隐藏在事物外表下所涉及的原理，从而 更加准确的认清事物的本质，进而全面掌握。 【教学方法】 采用启发式、讨论式等方法，培养学生从基本概念入手，通过严谨的概念考察进行不断 深入追问的反思式学习方法。从中培养学生利用所学的基本理论和概念发现问题、分析问题、 解决问题的能力和探究意识。 【复习思考】 课后思考题及习题 第三章 溶液浓缩（10 学时） 【教学目标与要求】 1、教学目标：学习本章内容，学生能够初步完成食品企业溶液浓缩常用蒸发器的设备选型 和工艺计算。 2、教学要求：了解溶液浓缩的几种基本方法，掌握蒸发的基本原理、工艺计算及所用设备 的结构和特点。 【教学重点与难点】