《食品工程原理》教学大纲 课程名称：食品工程原理 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Principles of Food Engineering 总学时/周学时/学分：48/4/3 其中实验/实践学时：0（实验另单独设课） 先锥课程：物理化学、有机化学、大学物理、认识实习等课程 后续课程支撑：食品化学实训、食品工艺学、粮油加工与质量安全、食品工厂设计、食品机械与设备、专业综合设计实验等课程 授课时间：1-12周周一(1-4)、周三(14) 授课地点：周一6B503、周三6B503 授课对象：2020食品科学与工程1班 开课学院：化能学院 任课救师姓名职称：邵友元/教授 答疑时间、地点与方式：(1)课前课后在上课教室进行答疑：(2)教师办公室(12F102)进行答疑：(3)微信、QQ、电子邮件或电话等联系方式答 疑。 课程考核方式：开卷()闭卷（√）课程论文()其它() 使用教材：王志魁，化工原理，第五版，北京：化学工业出版社，2019。 散学参考资料： 1)冯骉、涂国云主编《食品工程原理》，中国轻工业出版社，2019-08-01. 2)赵思明、李冬生等主编《食品工程原理》，科学出版社，2020-12-01。 3)陈敏恒、丛德滋、方图南等主编《化工原理》（上、下册），第二版，北京：化学工业出版社，2009。 4)谭天思主编《化工原理》，第四版，北京：化学工业出版社，2013。 5)丁忠伟主编《化工原理学习指导》，第二版，北京：化学工业出版社，2014。 课程简介：食品工程原理，一些院校目前仍然叫化工原理，它是食品科学与工程、食品质量与安全专业的学科基础课程。本课程的教学目标是使学 生掌握各种典型食品加工过程及其主要设备的基本原理、基本概念、基本知识的熟练应用及其计算方法，培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的
1 《食品工程原理》教学大纲 课程名称：食品工程原理 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Principles of Food Engineering 总学时/周学时/学分：48/4/3 其中实验/实践学时：0 (实验另单独设课) 先修课程：物理化学、有机化学、大学物理、认识实习等课程 后续课程支撑：食品化学实训、食品工艺学、粮油加工与质量安全、食品工厂设计、食品机械与设备、专业综合设计实验等课程 授课时间：1-12 周周一（1-4）、周三（1-4） 授课地点：周一 6B503、周三 6B503 授课对象：2020 食品科学与工程 1 班 开课学院：化能学院 任课教师姓名/职称：邵友元/教授 答疑时间、地点与方式：（1）课前课后在上课教室进行答疑；（2）教师办公室（12F102）进行答疑；（3）微信、QQ、电子邮件或电话等联系方式答 疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（） 使用教材：王志魁，化工原理， 第五版，北京：化学工业出版社，2019。 教学参考资料： 1）冯骉、涂国云主编《食品工程原理》，中国轻工业出版社，2019-08-01。 2）赵思明、李冬生等主编《食品工程原理》，科学出版社，2020-12-01。 3）陈敏恒、丛德滋、方图南等主编《化工原理》 (上、下册)，第二版，北京：化学工业出版社，2009。 4）谭天恩主编《化工原理》，第四版，北京：化学工业出版社，2013。 5）丁忠伟主编《化工原理学习指导》，第二版，北京：化学工业出版社，2014。 课程简介：食品工程原理，一些院校目前仍然叫化工原理，它是食品科学与工程、食品质量与安全专业的学科基础课程。本课程的教学目标是使学 生掌握各种典型食品加工过程及其主要设备的基本原理、基本概念、基本知识的熟练应用及其计算方法，培养学生分析和解决有关单元操作各种问题的
能力。开设本门课程，旨在使学生全面系统地了解流体流动过程、传热过程、传质过程（动量传递、热量传递、质量传递）的基本原理及主要单元操作 的典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法等，锻炼学生的工程技能及培养学生的创新实践精神，以适应生产建设的需要。 课程救学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标1： 1能够将数学、物理、化学、生物等自然科学和工 1-2能够针对食品生产与加工过程中的 学握动量传递、热量传递和质量传递的基本理论知识，具 程基础及食品科学与工程专业知识用于解决食品 理化反应建立数学模型并求解。 备通过自学获取新知识的能力。 领域的复杂工程问题。 2-4能运用食品科学与工程专业相关基 2能够将食品科学与工程领域所需的数学、自然科 目标2： 本原理，借助文献研究，分析食品生产 学和工程科学的基本原理，用于识别、表达、分析 掌握单元操作的工艺计算和典型设备结构与设计，具备单 与加工过程的影响因素，获得有效结 复杂工程问题，并通过文献研究分析食品科学与工 元过程和设备选择、过程的计算和设备设计的能力。 论。 程领域的复杂问题，以获得有效结论。 3-1掌握食品工程设计和产品的开发全 3能够设计针对复杂食品工程问题的解决方案，涉 目标3： 周期、全流程的基本设计/开发方法和 及满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程， 掌握化工过程主要研究方法、典型设备的操作和调节，具 技术，了解影响设计目标和技术方案的 并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健 备单元过程的操作和调节以适应不同生产要求的能力。 各种因素。 康、安全、法律、文化以及环境等因素。 3能够设计针对复杂食品工程问题的解决方案，涉 目标4： 3-2能够针对食品产品的特定需求，完 及满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程， 了解食品行业对社会发展和环境的影响，理解学生应具备 成食品生产与加工单元的设计。 并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健 的职业和伦理规范。 康、安全、法律、文化以及环境等因素。 2
2 能力。开设本门课程，旨在使学生全面系统地了解流体流动过程、传热过程、传质过程（动量传递、热量传递、质量传递）的基本原理及主要单元操作 的典型设备构造、操作原理、过程计算、设备选型及实验研究方法等，锻炼学生的工程技能及培养学生的创新实践精神，以适应生产建设的需要。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 掌握动量传递、热量传递和质量传递的基本理论知识，具 备通过自学获取新知识的能力。 1-2 能够针对食品生产与加工过程中的 理化反应建立数学模型并求解。 1 能够将数学、物理、化学、生物等自然科学和工 程基础及食品科学与工程专业知识用于解决食品 领域的复杂工程问题。 目标 2： 掌握单元操作的工艺计算和典型设备结构与设计，具备单 元过程和设备选择、过程的计算和设备设计的能力。 2-4 能运用食品科学与工程专业相关基 本原理，借助文献研究，分析食品生产 与加工过程的影响因素，获得有效结 论。 2 能够将食品科学与工程领域所需的数学、自然科 学和工程科学的基本原理，用于识别、表达、分析 复杂工程问题，并通过文献研究分析食品科学与工 程领域的复杂问题，以获得有效结论。 目标 3： 掌握化工过程主要研究方法、典型设备的操作和调节，具 备单元过程的操作和调节以适应不同生产要求的能力。 3-1 掌握食品工程设计和产品的开发全 周期、全流程的基本设计/开发方法和 技术，了解影响设计目标和技术方案的 各种因素。 3 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。 目标 4： 了解食品行业对社会发展和环境的影响，理解学生应具备 的职业和伦理规范。 3-2 能够针对食品产品的特定需求，完 成食品生产与加工单元的设计。 3 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
理论敏学进程表 周 学时 敦学 支排课 次 教学主愿 授课数师 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 模式 教学方法 作业安排 程目标 课程思政作业：阅 绪论 邵友元 2 重点：单元操作概念、三传、单位换算：难点：单位换算： 线上 讲授 读至少两篇与单元 目标4 课程思政融入点：介绍课程发展史，激发学生兴趣。 操作有关的文献 重点：静压强和静力学基本方程：难点：静力学基本方程 目标1 1 流体静力学 邵友元 2 线上 讲授 式的应用。 目标2 伯努利方程应用。 管内流体流 重点：流量流速、连续性和柏努力、牛顿粘性定律、雷诺 课程思政作业：寻 目标1 2 动的基本方 邵友元 2 实验等：难点：柏努力方程的应用：课程思政融入点：融 线上 讲授 找生活中与伯努利 目标2 程 入科学精神、中国元素C919等课程思政教育。 方程有关现象 流体流动摩 邵友元 重点：直管阻力和局部阻力的计算：难点：管路局部阻力 讲授、小 目标2 2 4 线上 阻力计算 擦阻力 和总阻力的计算。 组讨论 目标3 目标2 3 管路计算 邵友元 2 重点：管路设计型和操作型计算、简单和复杂管路计算： 线上 讲授 难点：试差方法、复杂管路计算。 目标3 重点：毕托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计 讲授、小 4 流量的测定 邵友元 等：难点：各种流量计的测量原理与特点：课程思政融入 线上 目标2 组讨论 点：引入警示性案例，培养学生严谨、细致的工作作风。 流体输送机 邵友元 2 重点：离心泵的基本结构、工作原理、泵和管的特性曲线 线上 讲授 工作点流量计算 目标2 械 等：难点：管路特性曲线测定。 目标3 3
3 理论教学进程表 周 次 教学主题 授课教师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学 模式 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 邵友元 2 重点：单元操作概念、三传、单位换算；难点：单位换算； 课程思政融入点：介绍课程发展史，激发学生兴趣。 线上 讲授 课程思政作业：阅 读至少两篇与单元 操作有关的文献 目标 4 1 流体静力学 邵友元 2 重点：静压强和静力学基本方程；难点：静力学基本方程 式的应用。 线上 讲授 目标 1 目标 2 2 管内流体流 动的基本方 程 邵友元 2 重点：流量流速、连续性和柏努力、牛顿粘性定律、雷诺 实验等；难点：柏努力方程的应用；课程思政融入点：融 入科学精神、中国元素 C919 等课程思政教育。 线上 讲授 伯努利方程应用。 课程思政作业：寻 找生活中与伯努利 方程有关现象 目标 1 目标 2 2 流体流动摩 擦阻力 邵友元 4 重点：直管阻力和局部阻力的计算；难点：管路局部阻力 和总阻力的计算。 线上 讲授、小 组讨论 阻力计算 目标 2 目标 3 3 管路计算 邵友元 2 重点：管路设计型和操作型计算、简单和复杂管路计算； 难点：试差方法、复杂管路计算。 线上 讲授 目标 2 目标 3 4 流量的测定 邵友元 2 重点：毕托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计 等；难点：各种流量计的测量原理与特点；课程思政融入 点：引入警示性案例，培养学生严谨、细致的工作作风。 线上 讲授、小 组讨论 目标 2 4 流体输送机 械 邵友元 2 重点：离心泵的基本结构、工作原理、泵和管的特性曲线 等；难点：管路特性曲线测定。 线上 讲授 工作点流量计算 目标 2 目标 3
目标2 过滤过程及 5 邵友元 重点：过滤基本方程式、板框压滤机的结构及工作原理： 4 线上 讲授 恒压过滤计算 目标3 设备 难点：过滤速率基本方程式的应用、恒压过滤计算。 目标4 6 期中考试 邵友元 2 重点：热量传递的基本方式、传热速率、热流密度、傅里 传热速率方 叶定律、导热系数、热阻：难点：平壁、圆筒壁温度热传 目标1 6 程式及热传 邵友元 2 线上 讲授 热传导计算 导：课程思政融入点：引入生活中的传热现象，解析现象 目标2 导 与本质之间的关系，激发学生兴趣。 重点：对流传热方程及α、热量衡算、总传热速率微分方 程、总传热系数、平均温差的计算、换热器等：难点：不 同状况下的α、总传热速率方程的应用、换热器计算等： 目标3 7 对流传热 邵友元 2 线上 讲授 传热计算 课程思政融入点：融入我国热管技术在载人航天、青藏铁 目标4 路等国家重大科技工程上的应用，培养学生对新时代特色 社会主义的“四个自信”和家国情怀。 传热过程计 重点：热量衡算、总传热速率微分方程、总传热系数、平 目标1 邵友元 线下 讲授 算 均温差的计算：难点：总传热速率微分方程计算。 目标2 重点：总传热速率方程及其应用、换热器的类型、设计和 总传热速率 传热计算 目标2 邵友元 2 选型等：难点：设计型计算、操作型计算：课程思政融入 线下 目标3 8 方程的应用 讲授 点：融入热管换热器在载人航天、青藏铁路等国家重大科 阅读我国先进换热 及换热器 技工程上的应用，化工企业废热利用的案例。培养学生对 器应用的文献 目标4
4 5 过滤过程及 设备 邵友元 4 重点：过滤基本方程式、板框压滤机的结构及工作原理； 难点：过滤速率基本方程式的应用、恒压过滤计算。 线上 讲授 恒压过滤计算 目标 2 目标 3 目标 4 6 期中考试 邵友元 2 6 传热速率方 程式及热传 导 邵友元 2 重点：热量传递的基本方式、传热速率、热流密度、傅里 叶定律、导热系数、热阻；难点：平壁、圆筒壁温度热传 导；课程思政融入点：引入生活中的传热现象，解析现象 与本质之间的关系，激发学生兴趣。 线上 讲授 热传导计算 目标 1 目标 2 7 对流传热 邵友元 2 重点：对流传热方程及α、热量衡算、总传热速率微分方 程、总传热系数、平均温差的计算、换热器等；难点：不 同状况下的α、总传热速率方程的应用、换热器计算等； 课程思政融入点：融入我国热管技术在载人航天、青藏铁 路等国家重大科技工程上的应用，培养学生对新时代特色 社会主义的“四个自信”和家国情怀。 线上 讲授 传热计算 目标 3 目标 4 7 传热过程计 算 邵友元 2 重点：热量衡算、总传热速率微分方程、总传热系数、平 均温差的计算；难点：总传热速率微分方程计算。 线下 讲授 目标 1 目标 2 8 总传热速率 方程的应用 及换热器 邵友元 2 重点：总传热速率方程及其应用、换热器的类型、设计和 选型等；难点：设计型计算、操作型计算；课程思政融入 点：融入热管换热器在载人航天、青藏铁路等国家重大科 技工程上的应用，化工企业废热利用的案例。培养学生对 线下 讲授 传热计算 阅读我国先进换热 器应用的文献 目标 2 目标 3 目标 4
新时代特色社会主义的“四个自信”和家国情怀：拓展学 生对绿色发展理念的理解。 重点：气体的溶解度、亨利定律、传质进行的方向、传质 的推动力、传质进行的极限等应用：难点：亨利系数E、 溶解度系数H、平衡常数m、气液平衡的应用。 查阅合成氨原料气 2 讲授、小 目标1 8 气液相平衡 邵友元 课程思政融入点：通过介绍吸收在有害气体处理、废气处 线下 中CO2脱除工艺的 组讨论 目标4 理与回收等方面的应用，融入人与自然和谐共生、绿色发 文献 展等理念。培养学生安全、环保、法律和健康意识，倡导 人与自然生命共同体理念，践行绿色发展观。 传质机理与 重点：分子扩散、双膜理论、吸收速率方程式。 目标2 9 邵友元 2 线下 讲授、小 吸收速率 难点：各种吸收速率方程表达式。 组讨论 目标3 重点：物料衡算、操作性方程、最小液气比、吸收剂用量、 塔径计算、填料层高度计算公式推导过程、传质单元高度、 讲授、小 目标2 9 吸收塔计算 邵友元 4 传质单元数等。 线下 吸收塔物料衡算 组讨论 目标3 难点：物料衡算、吸收剂用量计算、传质单元高度、传质 单元数的计算。 重点：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏原理及精馏装置、理论 塔板等：难点：精馏原理及装置、理论板概念。 蒸馏与精馏 目标1 10 邵友元 2 课程思政融入点：融入哲学观点和方法，分析主要矛盾和 线下 讲授 原理 目标4 次要矛盾，抓住主要矛盾解决复杂工程问题，培养学生科 学思维能力。 5
5 新时代特色社会主义的“四个自信”和家国情怀；拓展学 生对绿色发展理念的理解。 8 气液相平衡 邵友元 2 重点：气体的溶解度、亨利定律、传质进行的方向、传质 的推动力、传质进行的极限等应用；难点：亨利系数 E、 溶解度系数 H、平衡常数 m、气液平衡的应用。 课程思政融入点：通过介绍吸收在有害气体处理、废气处 理与回收等方面的应用，融入人与自然和谐共生、绿色发 展等理念。培养学生安全、环保、法律和健康意识，倡导 人与自然生命共同体理念，践行绿色发展观。 线下 讲授、小 组讨论 查阅合成氨原料气 中 CO2脱除工艺的 文献 目标 1 目标 4 9 传质机理与 吸收速率 邵友元 2 重点：分子扩散、双膜理论、吸收速率方程式。 难点：各种吸收速率方程表达式。 线下 讲授、小 组讨论 目标 2 目标 3 9 吸收塔计算 邵友元 4 重点：物料衡算、操作性方程、最小液气比、吸收剂用量、 塔径计算、填料层高度计算公式推导过程、传质单元高度、 传质单元数等。 难点：物料衡算、吸收剂用量计算、传质单元高度、传质 单元数的计算。 线下 讲授、小 组讨论 吸收塔物料衡算 目标 2 目标 3 10 蒸馏与精馏 原理 邵友元 2 重点：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏原理及精馏装置、理论 塔板等；难点：精馏原理及装置、理论板概念。 课程思政融入点：融入哲学观点和方法，分析主要矛盾和 次要矛盾，抓住主要矛盾解决复杂工程问题，培养学生科 学思维能力。 线下 讲授 目标 1 目标 4