食品工程原理(姜绍通)

绪论101本课程的内容、性质及任务1011单元操作1012三种传递过程及其物理量的守恒2013本课程与《化工原理》的联系302本课程的研究方法4021课程的两条主线4022课程学习要求403物理量的量纲与单位换算5031物理量的量纲5032单位制及物理量的换算5习题7第1章流体流动811流体静力学8111流体的物理性质9112流体静力学方程及其应用1012流体流动的守恒原理13121流体流动的基本概念13122质量守恒——连续性方程式14123机械能守恒——柏努利方程式15124动量守恒2113流体流动的内部结构22131雷诺实验与流体流动类型22132直圆管内流体的流速分布23133流动边界层2414流体在管内的流动阻力26141沿程阻力26142局部阻力3115管路计算35151简单管路35152复杂管路3616流量测量38161测速管38162孔板流量计39163转子流量计4117非牛顿流体流动42171非牛顿流体的分类42172非牛顿流体的流动计算43思考题44习题45本章符号说明47第2章流体输送4921液体输送机械49211离心泵49212其它类型泵6022气体输送机械63221离心式风机64222鼓风机和压缩机65223真空泵及真空管路6523流体流动与输送综合算例67231流体输送主要知识点概要67232流体输送设备的种类特点及选型67233计算实例69思考题71习题71本章符号说明72第3章非均相物系分离7331颗粒及颗粒群的几何特性73311单颗粒的几何特性73312颗粒群的几何特性7532流体通过固定床层的压降79321颗粒床层的简化物理模型79322流体通过颗粒床层的数学模型7933过滤80331过滤操作的基本概念80332过滤基本方程式81333过滤过程方程82334过滤常数的测定83335过滤设备83336滤饼的洗涤85337过滤机的生产能力8634颗粒的沉降分离88341重力沉降88342离心沉降9235固体流态化和气力输送简介96351流态化的基本概念与特征96352流化床的操作范围98353流化质量及提高措施99354流化床的改进形式(阅读材料)99355气力输送简介101思考题102习题102本章符号说明104第4章搅拌与混合10641混合的基本理论106411混合物的混合程度106412混合机理108413混合速率与混合时间10842液体搅拌109421搅拌器的分类及选型109422搅拌器的功率11143均质113431均质机理114432均质设备115433均质效应与均质操作方式116习题117本章符号说明118第5章传热11951传热的基本概念11952热传导120521傅里叶定律和热导率120522平壁的稳态导热122523圆管壁的稳态导热12353对流传热126531对流传热过程的数学描述126532影响对流传热系数的因素127533对流传热过程的量纲分析128534无相变流体的对流传热129535有相变的对流传热13354传热过程计算138541传热速率方程138542传热平均温差138543总传热系数142544非稳态传热(阅读材料)14655热辐射150551辐射的基本概念和定律150552固体壁面间的辐射传热15356间壁式换热器155561管式换热器155562板式换热器157563板翅式换热器159思考题161习题161本章符号说明163第6章蒸发与结晶16461蒸发的基本概念164611蒸发过程的基本概念164612食品物料蒸发的特点164613温差损失16562单效蒸发167621单效蒸发的计算167622蒸发器的生产强度16963多效蒸发169631多效蒸发的操作流程170632多效蒸发的计算171633多效蒸发和单效蒸发的比较174634提高生蒸汽经济性的其它措施17564蒸发设备175641蒸发器175642蒸发装置的附属设备和机械17865结晶179651结晶原理179652食品工业常用结晶方法与设备181653结晶操作的基本计算183思考题184习题184本章符号说明184第7章吸收18671气液平衡关系186711亨利定律187712吸收剂的选择19072传质基础190721分子扩散190722对流传质194723传质系数与速率方程19773传质设备简介198731板式塔198732填料塔20074吸收塔的计算201741物料衡算与操作线方程201742吸收剂的用量203743填料层高度计算204思考题210习题211本章符号说明212第8章蒸馏21481双组分溶液的气液相平衡214811理想物系的气液相平衡215812挥发度与相对挥发度216813非理想物系的气液相平衡21882蒸馏与精馏原理219821平衡蒸馏与简单蒸馏219822精馏原理与流程22183双组分连续精馏常规流程的数学描述223831全塔物料衡算223832理论板与恒摩尔流假定223833精馏段操作线方程224834提馏段操作线方程224835进料热状况的影响22584双组分连续精馏的计算226841常规流程的理论塔板数226842进料热状态对精馏过程的影响229843回流比的影响及其选择229844实际板数与板效率232845常规流程理论塔板数的简捷求解233846非常规流程分析(阅读材料)23485反应精馏与分子蒸馏237851反应精馏237852分子蒸馏24086蒸馏操作综合算例242861蒸馏操作知识概要242862综合计算实例242思考题244习题245本章符号说明246第9章萃取与浸提24891液液萃取的传质基础248911三角形相图248912杠杆规则250913萃取剂的选择25192萃取流程及其计算251921单级萃取251922多级错流接触252923多级逆流萃取252924有回流的逆流萃取253925微分接触逆流萃取254926萃取操作综合算例25493液液萃取设备255931液液传质萃取设备255932液液传质设备中流体流动与传质特性257933萃取设备的选型25794浸提258941浸提的传质机理258942浸提操作的计算258943浸提设备26295超临界流体萃取技术简介262951超临界流体的性质263952超临界流体萃取的基本原理263953超临界流体萃取在食品工程中的应用263思考题264习题264本章符号说明265第10章食品冷冻技术266101物料冷冻的技术原理2661011制冷基本概念2661012制冷循环及其计算2671013食品的冻结过程2681014食品冷冻与冷藏270102流化床速冻2711021食品物料的流态化速冻原理2721022流态化速冻过程中的传热2731023流态化速冻流程和装置274103冷冻浓缩2761031冷冻浓缩的相平衡2761032冰晶浓缩液的分离2771033冷冻浓缩装置277思考题280习题280本章符号说明281第11章干燥282111湿空气的性质2821111湿空气的状态参数2821112湿空气的焓湿图及初步应用287112干燥过程的衡算2891121湿物料的性质2891122物料衡算2901123热量衡算2911124空气通过干燥器的焓变293113干燥速率与干燥时间2941131物料中的水分2941132干燥过程的传质机理2951133干燥速率曲线2961134干燥时间的计算299114干燥设备3001141对流干燥器3011142非对流干燥器3021143干燥器的选择303115喷雾干燥3051151喷雾干燥流程3051152喷雾干燥系统的工作过程3051153喷雾干燥器的基本设计计算308思考题310习题310本章符号说明311第12章膜分离313121概述3131211分离膜及膜组件3131212膜分离过程主要类型3151213膜分离技术在食品工业中的应用316122微滤与超滤3161221过程特征和膜3161222过程的数学模型3171223微滤与超滤操作流程318123反渗透3201231反渗透原理3201232反渗透过程的数学模型3201233反渗透设备321124电渗析3211241电渗析原理及装置3211242电渗析过程的传递理论3221243电渗析操作计算323思考题325习题325本章符号说明326第13章吸附与离子交换327131吸附3271311吸附作用与吸附剂3271312吸附过程的传质机理3281313吸附过程的计算3301314吸附设备332132离子交换3331321离子交换树脂3331322离子交换过程的传质机理3341323离子交换设备3351324离子交换操作计算336思考题339习题339本章符号说明340附录341参考文献366

    食品工程原理是食品科学与工程本科专业及其相近专业的一门主干专业基础课程，对培养学生的单元设计与工程系统集成能力十分重要。本教材主要是依据*食品科学与工程专业的培养规范，结合当前该课程教学的实际需要编写的。    食品工程原理课程涉及知识面宽，对理论分析、设计计算、工程经验的贯通融合和创新应用方面要求很高，教与学的难度都比较大，所以编写一本合适的教材就显得很重要。多年来，国内同行们不懈努力，编写了多本各有特色的优秀教材。本教材力图从工科背景出发，按照强化理论的系统性和工程的实际应用性的思路，在注意培养学生基础理论的同时，重视加强工程设计与应用能力的培养，以适应食品加工工艺千变万化，而实现途径又可以多种多样的特点，帮助他们逐步树立工程观念。    在教材体系方面，把动量传递、热量传递和质量传递三大传递过程原理作为理论基础，注意贴合食品工业生产实际，兼顾食品物理加工新技术，重在培养学生运用“三传”的“衡算”原理，分析与解决食品生产过程实际问题的能力。    食品工程原理是在食品加工领域应用化工原理而发展起来的一门课程，所以教材章节仍然以单元操作编排。由于食品加工过程以农产品生物质的物理加工或生物转化加工为主，操作条件比较温和，不少单元操作是化学工程没有的；有些设备的实现原理、结构与化学加工的单元操作差别很大，所以本教材的内容注意结合食品工程学科的特点，重视编写许多在食品工程领域发展较快的现代技术，努力形成食品工程单元操作的内涵特色。如以高真空、超低温、超高压等高新技术为基础形成的冷冻浓缩、冷冻干燥、单体速冻、分子蒸馏、膜分离、超临界萃取等单元操作。    在编写形式方面，各章首均提出“本章学习要求”，并设有能引领该章主要内容、引起学习欲望的“引言”，提出本章的主要问题。问题分析一般是由浅入深、循序渐进的，突出实用性、兼顾知识的系统性。各章都精心设计了习题、思考题，题目内容多与食品工程实际联系密切，有的直接来源于生产实际。    本教材由姜绍通教授、周先汉副教授担任主编，刘伟民教授、缪冶炼教授担任副主编。参编人员有合肥工业大学姜绍通教授、周先汉副教授、钟昔阳副教授、王武副教授、叶永康副教授、翁世兵博士、程杰顺讲师、操小栋讲师、刘模博士生,南京工业大学缪冶炼教授，江苏大学刘伟民教授，河南工业大学张仲欣教授，广东海洋大学叶盛权副教授和浙江工业大学邵平副教授。教材除绪论外共分13章，编写分工为：姜绍通、刘模(绪论、第8章的85节、第12章)，钟昔阳(第1章)，张仲欣(第2章)，刘伟民(第3章)，王武(第4章)，缪冶炼(第5章)，程杰顺(第6章)，周先汉(第7章,第8章的81～84节、86节)，叶盛权(第9、10章)，邵平、翁世兵(第11章)，叶永康、操小栋(第13章、附录)。全书由周先汉统稿。    在本书编写过程中，吉林大学的马中苏教授，合肥工业大学的胡献国教授以及编者的许多同事给予了热情关心与帮助，在此向他们表示衷心的感谢。    虽然编者对本书的编写尽力而为，但因水平所限，书中的不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。编者二○一○年三月