食工工程原理教學大綱

1、高綱1061江蘇省高等教育自學考試大綱 04169食品工程原理江南大學編江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室一、課程性質及其設置目的與要求（一）課程性質和特點食品工程原理屬工科學科，是我省高等教育自學考試食品科學與工程專業(yè)的一門主干課。本課程培養(yǎng)學生用自然科學的原理考察、解釋和處理工程實際問題。研究方法主要是理論解析和理論指導下的實驗研究。本課程強調工程觀點；定量運算，實驗技能和設計能力的訓練；強調理論與實際結合，提高分析問題和解決問題的能力，為后繼課程的學習及今后的工作打下堅實基礎。（二）本課程的基本要求本課程的主要研究內(nèi)容是以輕化工生產(chǎn)中的物理加工過程為背景，按其操作原理的共性歸納成的若干“

2、單元操作”。 通過本課程的學習，應考者應該掌握流體流動、傳熱和傳質的基礎理論，主要單元操作的基本原理、實驗技能和工藝設計計算，建立工程觀點，對各有關單元操作，具有分析問題和解決問題的能力。（三）本課程與相關課程的聯(lián)系本課程是學生在具備了必要的高等數(shù)學，物理學，物理化學，計算技術等基礎知識后必修的技術基礎課，應考者若具有扎實的上述課程的基礎有助于更好地學習食品工程原理課程。學好本課程，也能為后繼課程的學習及今后的工作打下堅實基礎。二、課程內(nèi)容與考核目標緒 論（一）課程內(nèi)容介紹了食品工程的發(fā)展、食品工業(yè)與化學工程學的聯(lián)系、食品工程和食品工程原理課程的特點；介紹了物理量單位的換算。（二）學習要求要求

3、通過緒論的學習能了解本課程的研究對象、內(nèi)容和學科發(fā)展史，掌握物理量單位的換算。（三）考核知識點和考核要求1了解：食品工程原理課程的研究對象、內(nèi)容和特點。2掌握：單位與單位換算。第一章流體流動和輸送（一）課程內(nèi)容化工、生物、食品、環(huán)境等許多生產(chǎn)領域中的處理對象多為流體，掌握流體流動的規(guī)律是解決流體輸送以及研究傳熱、傳質過程及設備的重要基礎。本章重點討論流體流動的基本原理，并運用基本原理分析和解決流體輸送過程的計算問題。（二）學習要求要求通過對本章的學習能理解和掌握流體和流體流動的一些基本概念和基本原理，掌握運用基本原理分析和解決流體輸送過程的基本計算問題。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 流體的

4、物理性質1了解：流體的壓縮性。2理解：連續(xù)性假定；流體的密度；流體的黏度。3掌握：牛頓黏性定律。第二節(jié) 流體靜力學1了解：體積力；表面力2理解：流體壓強的度量。3掌握：壓強的靜力學測量。4熟練掌握：流體靜力學基本方程。第三節(jié)流體流動的基本概念1了解：邊界層和邊界層的分離。2理解：穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)流動；流量與流速；流動的形態(tài)與雷諾數(shù)。3掌握：層流與湍流的特性。第四節(jié)流體流動的質量衡算和能量衡算1掌握：質量衡算；能量衡算。2熟練掌握：連續(xù)性方程；柏努利方程的應用。第五節(jié)流體流動的阻力1了解：直管阻力損失的實驗研究；因次分析法。2理解：直管阻力；局部阻力；當量直徑3掌握：層流時的速度分布；湍流的速度分布

5、；局部阻力損失的計算。4熟練掌握：直管阻力損失的計算；第六節(jié) 流體輸送管路的計算1了解：分支管路計算。2理解：管路特性曲線。3掌握：管徑的確定；并聯(lián)管路計算。4熟練掌握：簡單管路計算；管路特性方程。第七節(jié) 流速和流量的測定1了解：文丘里流量計2理解：皮托管、孔板流量計和轉子流量計的原理。3掌握：畢托管、孔板流量計和轉子流量計的計算方法。第八節(jié) 非牛頓流體的流動1了解：非牛頓流體及其流動特點第九節(jié) 液體輸送機械1了解：離心泵的類型；往復泵、隔膜泵、齒輪泵、螺桿泵、漩渦泵的工作原理和特點。2理解：離心泵的氣縛與氣蝕現(xiàn)象；往復泵的正位移特性和流量調節(jié)。3掌握：離心泵的主要部件和工作原理；離心泵的主要

6、性能參數(shù)和特性曲線；流量調節(jié)和組合操作。4熟練掌握：離心泵的選用和安裝高度的計算。第十節(jié) 氣體輸送機械1了解：離心式風機、鼓風機、壓縮機與真空泵的工作原理和特點。2理解：離心式風機的主要性能參數(shù)和特性曲線。3掌握：離心式風機的選用。第二章 衡算方程（一）課程內(nèi)容第一章從穩(wěn)態(tài)流動體系的總質量衡算得出了連續(xù)性方程，從穩(wěn)態(tài)流動體系的總能量衡算得出了柏努利方程。本章將進一步討論穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)體系的總衡算方法，并從微分衡算的角度討論流動問題，以便了解流動的內(nèi)部結構。（二）學習要求要求通過對本章的學習能了解有關衡算的一些基本概念和基本原理。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 簡單流動系統(tǒng)的衡算1了解：系統(tǒng)和控

7、制體；簡單流動系統(tǒng)的質量衡算；穩(wěn)定流動熱力體系中的熱功交換。第二節(jié) 通用的總衡算方程1了解：通用總質量衡算方程；通用總動量衡算方程。第三節(jié) 微分衡算方程1了解：流動場的概念；微分質量衡算和連續(xù)性方程；微分動量衡算和運動方程；運動方程的應用實例；微分能量衡算方程；傳質微分方程。第三章 機械分離（一）課程內(nèi)容本章介紹了流體與粒子相對運動的基本概念和原理，并在此基礎上討論了沉降和過濾單元操作。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握流體與粒子相對運動的基本概念和原理，理解沉降和過濾單元操作的原理，掌握沉降和過濾過程及設備的計算。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 流體與粒子的相對運動1了解：曳力和曳力

8、系數(shù)；當量直徑；形狀系數(shù)；流體通過固定床的流動。2理解：顆粒的自由沉降和沉降速度；3掌握：沉降速度計算。第二節(jié) 沉降1了解：自由沉降和干擾沉降；2理解：離心沉降速度；旋風分類器原理和性能。3掌握：降沉室計算。4熟練掌握：第三節(jié) 過濾1了解：過濾介質；濾餅過濾與深層過濾；過濾的操作方式。2理解：濾餅的壓縮性和助濾劑。3掌握：過濾設備；過濾計算。第四節(jié) 離心分離1了解：離心分離原理；各類離心機。第四章 以動量傳遞為特征的混合單元操作（一）課程內(nèi)容本章討論以混合為目的的單元操作，混合是借動量傳遞實現(xiàn)的，因此，這類單元操作的共同特征是動量傳遞。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握混合單元操作的一些

9、基本概念和原理，掌握混合單元操作設備的選型和計算。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 攪拌1了解：混合均勻度的表示；2理解：混和機理；攪拌器的流動性能；攪拌器的功率消耗；相似理論和攪拌系統(tǒng)的放大。第二節(jié) 流態(tài)化和氣力輸送1了解：氣力輸送。2理解：流態(tài)化現(xiàn)象的基本概念；流化床的流體力學特性。第三節(jié) 均質和乳化1了解：乳化液的類型和穩(wěn)定性；均質機理。第五章 傳熱 （一）課程內(nèi)容本章在討論了熱傳導、對流傳熱和輻射傳熱這三種基本熱傳遞方式的基礎上，介紹了傳熱過程和設備的計算。（二）學習要求要求通過對本章的學習能掌握傳熱單元操作的基本概念和原理，掌握對傳熱過程和設備的分析和計算。（三）考核知識點和考核要求

10、第一節(jié) 熱傳遞的基本傳遞方式1理解：熱傳導；對流傳熱；輻射傳熱；實際傳熱過程；第二節(jié) 熱傳導1了解：溫度場和溫度梯度。2理解：熱導率。3掌握：傅立葉定律。4熟練掌握：平壁定態(tài)熱傳導；圓筒壁的定態(tài)熱傳導。第三節(jié) 對流傳熱1了解：流體無相變時的對流傳熱過程的量綱分析；2理解：對流傳熱與對流傳熱系數(shù)及其主要的影響因素；3掌握：流體無相變對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗關聯(lián)式；流體有相變時的對流傳熱系數(shù)。4熟練掌握：流體在圓形直管內(nèi)強制湍流時的對流傳熱系數(shù)的經(jīng)驗關聯(lián)式。第四節(jié) 輻射傳熱1了解：高溫設備的熱損失。2理解：熱輻射的基本概念與基本定律。3掌握：兩固體間的相互輻射傳熱。第五節(jié) 穩(wěn)定傳熱過程的計算1理解：穩(wěn)定

11、傳熱過程的計算方法；穩(wěn)定傳熱過程的操作型計算。2掌握：總傳熱系數(shù)計算；傳熱面計算；平均傳熱溫差計算。3熟練掌握：固體壁兩側流體熱交換過程的分析和計算。第七節(jié) 換熱器1了解：換熱器的種類。2理解：傳熱過程的強化。3掌握：列管式換熱器的結構和種類；傳熱系數(shù)及垢層熱阻的測定。第六章 以熱量傳遞為特征的單元操作（一）課程內(nèi)容在第五章討論了傳熱過程的基礎上，本章主要介紹蒸發(fā)、結晶和熱殺菌這些以熱量傳遞為特征的單元操作的基本概念和原理以及相關過程和設備的計算。（二）學習要求要求通過對本章的學習，重點掌握蒸發(fā)單元操作的原理和基本概念，掌握蒸發(fā)過程和蒸發(fā)器的設計計算。能擴大化學的基本知識，并鞏固和加深對化學基

12、本理論的理解。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 蒸發(fā)1了解：蒸發(fā)設備的種類和特點。2理解：蒸發(fā)器的傳熱溫差和溫差損失。3掌握：蒸發(fā)過程的基本概念；單效蒸發(fā)計算；多效蒸發(fā)計算；蒸發(fā)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。第七章 傳質原理（一）課程內(nèi)容本章主要討論傳質過程的原理和基本概念，介紹了混合物組成的表示方法、相平衡及其計算、傳質速度與傳質通量、分子擴散和對流傳質的原理和計算方法。（二）學習要求要求通過對本章的學習，掌握混合物組成的表示方法、相平衡及其計算、傳質速度與傳質通量、分子擴散和對流傳質的基本概念和計算。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 傳質基礎1了解：食品工業(yè)生產(chǎn)中的傳質過程。2理解：傳質速度與傳質通量。3

13、掌握：混合物組成的表示方法；相平衡及其計算。第二節(jié) 傳質原理1了解：傳質微分方程；分子傳質（擴散）；對流傳質（擴散）。2理解：質量傳遞的方式；雙膜模型。3掌握：等分子反向擴散；組分A通過停滯組分B的擴散。第三節(jié) 流動中的傳遞與相似類比1了解：動量、熱量與質量傳遞之間的相似性第八章 微分傳質單元操作（一）課程內(nèi)容本章將在第七章討論的傳質原理的基礎上進而討論微分傳質單元操作，介紹了吸收、吸附和離子交換三種傳質單元操作的基本概念、基本原理和相關的計算方法。（二）學習要求要求通過對本章的學習能重點掌握吸收單元操作的基本概念和基本原理，熟練掌握低濃度氣體吸收的計算。了解吸附和離子交換的基本概念。（三）考

14、核知識點和考核要求第一節(jié) 吸收1了解：吸收操作的目的；吸收操作的分類。2理解：氣體吸收的平衡關系；吸收劑的選擇。3掌握：亨利定律；吸收速率方程。4熟練掌握：低濃度氣體吸收的計算。第二節(jié) 填料塔1了解：填料的類型；填料的特性；填料塔附件。2理解：填料塔的結構與操作；氣體通過填料層的壓強降。第三節(jié) 吸附1了解：吸附的基本概念。第四節(jié) 離子交換1了解：離子交換的基本概念。第九章 多級分離操作（一）課程內(nèi)容本章將討論分級接觸式設備的分離操作，介紹蒸餾、液液萃取、浸取和超臨界萃取單元操作的基本概念、基本原理和相關的計算方法。（二）學習要求要求通過對本章的學習，掌握蒸餾和液液萃取單元操作的基本原理和基本概

15、念，掌握蒸餾和液液萃取單元操作的計算，熟練掌握兩組分連續(xù)精餾塔的計算。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 蒸餾1了解：蒸餾操作的特點和分類。2理解：兩組分系統(tǒng)的汽液平衡；平衡蒸餾與簡單蒸餾；兩組分連續(xù)精餾原理。3掌握：相對揮發(fā)度。4熟練掌握：兩組分連續(xù)精餾塔的計算。第二節(jié) 板式塔1了解：板式塔的結構與分類。2理解：板效率；板式塔的流體力學性能和操作特性。第三節(jié) 液液萃取1了解：液液萃取的特點；液液萃取設備。2理解：液液萃取相平衡過程與三元相圖。3掌握：液液萃取過程的計算。第十章 膜分離過程（一）課程內(nèi)容本章介紹了幾種已在工業(yè)上應用的膜分離操作，討論了膜分離過程的特點、膜分離設備和膜分離操作的基本

16、原理和基本概念。（二）學習要求要求通過對本章的學習，了解各種膜分離過程的特點和分離設備，掌握膜分離操作的基本原理和基本概念。（三）考核知識點和考核要求第一節(jié) 膜分離過程概論1了解：膜分離過程的特點；膜的結構、材料和特性；膜分離設備2理解：幾種重要的膜分離過程的分類。第二節(jié) 超濾與微濾1了解：微濾和超濾的過程特征；微濾和超濾的操作方式。2理解：微濾和超濾過程中的濃差極化；過濾曲線；壓差通量曲線。第三節(jié) 反滲透1了解：反滲透原理。第四節(jié) 電滲析1了解：電滲析原理。第五節(jié) 滲透汽化1了解：滲透汽化原理。第十一章 干燥與空氣調節(jié)（一）課程內(nèi)容本章主要介紹干燥單元操作，在食品工業(yè)中應用最多的是對流干燥，

17、本章主要討論以熱空氣為介質去除水分的對流干燥的基本概念、基本原理和干燥過程的計算。空氣調節(jié)在本章也作了介紹。（二）學習要求要求通過對本章的學習，重點掌握干燥單元操作的基本原理和基本概念，掌握干燥過程的計算。（三）考核知識點和考核要求1了解：去濕的方法；干燥的分類。第一節(jié) 濕空氣的性質1理解：濕空氣的基本狀態(tài)變化過程。2掌握：濕空氣的狀態(tài)參數(shù)；濕空氣性質圖。第二節(jié) 干燥過程的衡算1了解：非等焓干燥過程；廢氣循環(huán)干燥過程。2理解：等焓干燥過程；3掌握：濕物料中含水量的表示法；干燥系統(tǒng)的物料衡算； 第三節(jié) 干燥動力學1理解：物料中的水分；干燥機理；干燥速率。2掌握：干燥時間計算。第四節(jié) 干燥設備1了

18、解：干燥器的分類；對流干燥器；傳導干燥器和輻射干燥器；干燥器的選擇第五節(jié) 噴霧干燥1了解：噴霧干燥的特點；噴霧干燥原理。三、有關說明和實施要求（一）關于“課程內(nèi)容與考核目標”中有關提法的說明在大綱的考核要求中，提出了“了解”、“理解”、“掌握”、“熟練掌握”等四個能力層次的要求，它們的含義是：1、了解：要求應考者能夠記憶規(guī)定的有關知識點的主要內(nèi)容，并能夠歸納成內(nèi)容要點，根據(jù)考核的不同要求，作出正確的選擇、填空、判斷和簡答。2理解：要求應考者能夠記憶規(guī)定的有關知識點的主要內(nèi)容，并能夠歸納和理解規(guī)定的有關知識點的內(nèi)涵與外延，熟悉其內(nèi)容要點和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求，作出正確的選

19、擇、填空、判斷和簡答。3、掌握：要求應考者掌握有關的知識點，正確理解和記憶相關內(nèi)容的原理、方法步驟等，并能根據(jù)考核的不同要求，作出正確的選擇、填空和簡答。4、熟練掌握：要求應考者必須掌握的課程中的核心內(nèi)容和重要知識點，并能根據(jù)考核的不同要求，作出正確的選擇、填空和簡答，并能進行熟練的計算。（二）自學教材本課程使用教材為：食品工程原理，馮骉主編，中國輕工業(yè)出版社，2009年。（三）自學方法的指導本課程作為一門專業(yè)基礎課程，綜合性強、內(nèi)容多、難度大，應考者在自學過程中應該注意以下幾點：1、學習前，應仔細閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質、地位和任務，熟悉課程的基本要求以及本課程與有關課程的聯(lián)系

20、，使以后的學習緊緊圍繞課程的基本要求。2、在閱讀某一章教材內(nèi)容前，應先認真閱讀大綱中該章的考核知識點、自學要求和考核要求，注意對各知識點的能力層次要求，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)。3、閱讀教材時，應根據(jù)大綱要求，要逐段細讀，逐句推敲，集中精力，吃透每個知識點。對基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握，在閱讀中遇到個別細節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學習的前提下，可暫時擱置，以后再回過來進行理解。4、學完教材的每一章節(jié)內(nèi)容后，應認真完成教材中的習題，這一過程可有效地幫助自學者理解、消化和鞏固所學的知識，增加分析問題、解決問題的能力。（四）對社會助學的要求1、應熟知考試大綱對課程所提出的總的要求

21、和各章的知識點。2、應掌握各知識點要求達到的層次，并深刻理解各知識點的考核要求。3、對應考者進行輔導時，應以指定的教材為基礎，以考試大綱為依據(jù)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與考試大綱脫節(jié)。4、輔導時應對應考者進行學習方法的指導，提倡應考者“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動提出問題，依靠自己學懂”的學習方法。5、輔導時要注意基礎、突出重點，要幫助應考者對課程內(nèi)容建立一個整體的概念，對應考者提出的問題，應以啟發(fā)引導為主。6、注意對應考者能力的培養(yǎng)，特別是自學能力的培養(yǎng)，要引導應考者逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題、分析問題、作出判斷和解決問題。7、要使應考者了解試題難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中都存在著不同難度的試題。（五）關于命題和考試的若干規(guī)定1、本大綱各章所提到的考核要求中，各條細目都是考試的內(nèi)容，試題覆蓋到章，適當突出重點章節(jié)，加大重點內(nèi)容的覆蓋密度。2、試卷對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“了解”10%，“理解”30%，“掌握”30%，“熟練掌握”為30%。3、試題難易程度可分為四檔：易、較易、較難、難，這四檔在各份試卷中所占的比例約為2：3：3：2。4、本課程考試試卷可能采用的題型有：單項選擇題、多項選擇題、填空題、判斷改錯題、簡答題及計算題等類型（見附錄題型示例）。5、考