《食品机械与设备》课程教学大纲 课程名称：食品机械与设备 Food Machinery and Equipment 课程编码：6321F011 学分：3 总学时：48 说 明 【课程简介】 食品机械与设备课程以介绍食品加工时所使用的各类机械与设备及他们的工作原理与 机构为主要内容，最重要的包含运输机械、清洗机械、筛分机械、分级设备、泵、粉碎设备、热 交换设备课、包装设备等。课程理论严密，逻辑性强，有广阔的工程背景。通过本课程的学 习，使学生掌握食品机械与设备的工作原理、工作过程及应用，并能够在实际生产中，按照 食品加工工艺选择正真适合的机械设备并配备生产线。 【课程性质】 专业方向课 【适用专业】 食品科学与工程专业 【教学目标】 通过本门课程的学习，使学生了解食品机械设备的基本概念分类以及特点，掌握各门工 艺课程中涉及的单元操作机械设备的结构特点、应用场景范围以及基本的造作需要注意的几点。希望通 过本门课程的学习，使学生对食品工艺学中的各门课程中的加工原理及机械类型的选用等知 识融会贯通。 【先修课程要求】 食品工程原理、食品化学、机械设计基础、食品加工工程设计等。 【能力培养要求】 在食品工程原理的基础上进一步系统地学习食品加工中常用的机械与设备。为工艺课的 应用奠定基础。通过这门课程的学习，学生能够掌握在现代食品工艺流程中所使用的机械设 备的原理和操作，为学生的就业铺垫机械设备基础。 【学习总量】 总学时 48 学时，其中理论 42 学时，实验 6 学时；学生自主学习 6 学时，另行安排。 【教育学生的方式与环境要求】 加强理论与实际的结合，通过工厂实习和课程实验增强学生的动手能力，在教学活动中 应始终把分析和思考能力的培养放在首位。要求配备电脑操作台投影仪等设备。 【学时分配】 学 时 安 排 500 序号 内 容 理论 实验 习题 上机 小计 课时 课时 课时 课时 1 绪论 2 2 2 第一章 运输机械设备 4 4 3 第二章 清洗机械设备 5 5 4 第三章 分离压榨机械设备 4 2 6 5 第四章 粉碎切割机械设备 4 2 6 6 第五章 混合均质机械设备 5 5 7 第六章 热交换机械设备 6 6 8 第七章 浓缩机械设备 4 2 6 9 第八章 干燥机械设备 4 4 10 第九章 成型机械设备 4 4 总 计 42 6 48 【教材与主要参考书】 教 材：《食品加工工程机械与设备》，许学勤，中国轻工业出版社，2009 年 4 月，第二版 参考书：【1】《食品加工机械与设备》，崔建云，中国轻工业出版社，2009 年 2 月，第一版 【2 】《食品机械与设备》，殷涌光，化学工业出版社，2008 年 8 月，第一版 【3 】《食品机械与设备》，康维民 ，中国农业科技出版社，2010 年 7 月，第一版 【4 】自编实验讲义 大纲内容 绪论 【教学目的和要求】 了解：课程的性质，研究对象及任务，食品机械与设备的发展趋势。 理解：课程基本内容及学习要点。 掌握：食品机械设备加工用原材料类型及特点食品机械设备安全卫生要求，及食品机械 设备的配套选型根本原则。 运用：实际生产中食品机械设备的范畴和问题解决方。 【内容提要】 第一节 食品加工机械设备的分类与特点 第二节 食品加工机械的材料 第三节 食品机械设备的结构要求 第四节 食品加工机械设备的选型 【教学重点与难点问题】 教学重点：食品机械与设备概念，特点、材料等。 501 教学难点：食品加工机械与设备的安全卫生要求，工艺技术要求，设备选型。 【自主学习的任务与检查方式】 无 第一章 输送机械设备 【教学目的和要求】 了解：食品厂常用输送机械与设备的类型，分类。 理解：输送机械设备的不一样的应用限制范围。 掌握：物料输送机械设备的分类方法、设备特点和各种输送机械适用的物料的类型。 运用：可以对不同食品物料或产品做设备的选择。 【内容提要】 第一节 固体物料输送机械 一、斗式提升机 二、刮板式输送机 第二节 液体物料输送机械与设备 一、泵 二、管路设计 第三节 可压缩流体输送机械与备 一、气力输送设备类型 二、气力输送设备 【教学重点与难点问题】 教学重点：食品加工工程中，物料输送机械与设备主要起食品物料输送、提供加工设施连续 化和输送食品加工介质或产生加工环境条件等作用。 教学难点：固体物料主要以带式输送机、螺旋输送机和斗式提升机进行输送。 【自主学习的任务与检查方式】 自主学习的任务：对新型运输设备做知识更新，对新设备的功能性和使用特点有所了 解； 检查方式：以书面汇报形式完成。 第二章 清洗机械与设备 【教学目的和要求】 了解：常用清理洗涤方法及机械设备，明确清洗及预处理的必要性。 理解：清洗机械设备的分类、原理、特点和适用性。 掌握：常用清洗及预处理机械的结构及工作原理，学会初步的选型。 运用：所学知识可以在实际设备选型时知道怎么下手。 【内容提要】 502 第一节 原料清洗机械 一、设备分类 二、常见食品原料设备举例介绍 第二节 包装容器清洗机械 一、玻璃瓶清理洗涤设施 二、罐头类清理洗涤设施 第三节 CIP 系统 【教学重点与难点问题】 教学重点：清理洗涤设施的操作，分类。 教学难点：CIP 系统组成，清洗液（包括净水）贮罐、加热器、送液泵、管路、管件、 阀门、过滤器、清洗头、回液泵、待清洗等。 【自主学习的任务与检查方式】 自主学习的任务：对实习过的工厂的清理洗涤设施结合所学知识做以总结，对其他工艺课程 中讲授过的CIP 清理洗涤设施知识点总结； 检查方式：书面报告形式。 第三章 分离压榨机械与设备 【教学目的和要求】 了解：食品制造业中分离的基本方法。 理解：不一样食品物料分离的原理和设备选择依据。 掌握：分离压榨机械设备的分类、原理、特点和适用性。 运用：在实际生产中可以针对不一样的加工过成，物料性状等条件可以准确的选择分离设 备。 【内容提要】 第一节 食品制造业中的分离操作 第二节 离心分离机械 一、离心设备分类 二、设备举例介绍 第三节 过滤设备 第四节 压榨机械 一、压榨机械设备分类 二、举例介绍 第五节 提取机械设备 第六节 膜分离机械设备 第七节 粉尘分离设备 503 一、旋风分离器 二、布袋式过滤器 【教学重点与难点问题】 教学重点：食品工艺流程涉及各种分离操作；食品原料的分选。 教学难点：离心分离机械分为过滤式、沉降式和分离式三大类。 【自主学习的任务与检查方式】 自主学习的任务：对实验室现有分离设备做预习，说明书查找及使用情况调查。 检查方式：实验报告。 第四章 粉碎切割机械 【教学目的和要求】 了解：各种食品粉碎机械与设备的类型、优缺点。 理解：各种设备的基础原理，掌握设备的主要构件。 掌握：粉碎机械设备的分类、原理、特点和适用性。 运用：所学知识可与认准实际生产中的设备，并能够直接进行不同工艺的设备选型。 【内容提要】 第一节 粉碎机 第二节 切割碎解机械 【教学重点与难点问题】 教学重点：物料进行粉碎、切割和碎解处理设备。包括各种粉碎机、切割机、破碎机、 绞肉机、斩拌机和打浆机等。 教学难点：切割机可分为切片机、切丁机等。 【自主学习的任务与检查方式】 无 第五章 混合均质机械与设备 【教学目的和要求】 了解：各种食品混合机械与设备的类型、优缺点。 理解：各种设备的基础原理。 掌握：混合均质机械设备的分类、原理、特点和适用性及设备的主要构件。 运用：所学知识可以对不同食品工艺加工中的混合操作进行设备选型。 【内容提要】 第一节 液体搅拌与混合机械设备 一、搅拌机械设备基本构成 二、搅拌机械设备使用特点 第二节 粉体混合机械 504 第三节 搅拌混合与捏合机械设备 一、设备结构 二、设备使用特点 第四节 均质机械设备 一、设备分类 二、设备使用特点 【教学重点与难点问题】 教学重点：液体搅拌机、水粉混合机、静态混合器、粉体混合器、捏合机等机械设备， 以及均质设备。 教学难点：液体搅拌设备有发酵罐、酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。 【自主学习的任务与检查方式】 无 第六章 热交换热处理机械与设备 【教学目的和要求】 了解：热交换设备的分类。 理解：理解热交换设备的基础原理。 掌握：掌握热交换处理机械设备特点和适用性，常用预煮机及热处理机械的结构及工作 原理。 运用：运用所学知识可以对不同食品工艺加工中的热交换操作进行设备选型。 【内容提要】 第一节 热交换器 第二节 热处理机械设备 第三节 挤压机械与设备 第四节 油炸设备 第五节 其它加热机械设备 一、夹层锅 二、螺旋挤压机械 三、红外线加热设备 【教学重点与难点问题】 教学重点：食品制造业的热交换热处理设备。 教学难点：流体食品的加热或冷却可以用各种各样的形式的间接或直接式热交换器。 【自主学习的任务与检查方式】 无 第七章 浓缩设备 505 【教学目的和要求】 了解：真空浓缩的优越性，各真空浓缩设备的特性。 理解：浓缩机械设备的分类、原理、特点和适用性。 掌握：典型浓缩设备的结构及工作原理，学会根据料液的性质选择浓缩设备。 运用：所学知识可以对不同食品工艺加工中的干燥操作进行设备选型。 【内容提要】 第一节 真空蒸发浓缩设备 一、设备基本类型 二、设备基础原理 第二节 冷冻浓缩设备 一、设备基础原理 二、举例介绍 【教学重点与难点问题】 教学重点：蒸发、冷冻浓缩和膜浓缩等浓缩方式。 教学难点：真空蒸发浓缩设备构成。夹套式、盘管式、外加热式、长管式、板式和离心 薄膜式等，冷凝器及真空设备。 【自主学习的任务与检查方式】 无 第八章 干燥机械与设备 【教学目的和要求】 了解：各种食品干燥机械与设备的类型、优缺点。 理解：各种设备的基础原理，设备的主要构件。 掌握：干燥机械设备的分类、原理、特点和适用性。 运用：所学知识可以对不同食品工艺加工中的干燥操作进行设备选型。 【内容提要】 第一节 对流型干燥设备 一、厢式干燥器 二、洞道式干燥器 三、流化床 四、喷雾干燥设备 第二节 传导型干燥设备 第三节 冷冻干燥机 【教学重点与难点问题】 506 教学重点：不同型式的干燥设备做干燥。 教学难点：对流型干燥设备：厢式干燥器、洞道式干燥机、气流干燥机、流化床干燥机、 喷雾干燥机等。 【自主学习的任务与检查方式】 无 第九章 成型机械设备 【教学目的和要求】 了解：成型机械设备的种类及各自的优缺点。 理解：成型设备的原理。 掌握：成型机械设备的分类、原理、特点和适用性。 运用：所学知识可以对不同食品种类的成型操作进行设备选型。 【内容提要】 第一节 压模成型设备 第二节 挤模成型设备 第三节 注模成型设备 【教学重点与难点问题】 教学重点：食品制造业主要是采用压模、挤模、浇模成型机械对各种食品物料进行成型操作， 得到不同性状的成型食品。 教学难点：挤模成型设备原理，注模成型设备原理。 【自主学习的任务与检查方式】 无 实验内容 【学时分配】 序 学 每 组 实 验 实验 实验项目名称 内容提要 号 时 人数 类型 要求 观看设备的结构及形式及其中的关键 粉碎机的使用 构件以理解各构件对设备整体运 1 8 验证 必做 转的意义、设备的操作需要注意的几点等。 1 观看设备的结构及形式及其中的关键 胶体磨的使用 构件以理解各构件对设备整体运 1 8 验证 必做 转的意义、设备的操作需要注意的几点等。 507 观看设备的结构及形式及其中的关键 喷雾干燥设备 构件以理解各构件对设备整体运 1 8 验证 必做 转的意义、设备的操作需要注意的几点等。 2 观看设备的结构及形式及其中的关键 冰激凌机 构件以理解各构件对设备整体运 1 8 验证 必做 转的意义、设备的操作需要注意的几点等。 打蛋机、搅拌 观看设备的结构及形式及其中的关键 3 机、醒发箱和烤 构件以理解各构件对设备整体运 2 8 验证 必做 箱 转的意义、设备的操作需要注意的几点等。 实验一 常用小型设备立体模具演示实验 【实验目的与要求】 要求学生进一步学习并掌握粉碎机、干燥机、胶体磨等小型单元操作设备的基础原理 和工作特点。 【实验原理】 通过演示的方式使学生了解机器构造和原理。 1．粉碎机原理：物料由料斗经螺旋输送器进入粉碎腔体，利用非常快速地旋转的转子（如叶 片、针棒、齿形等）与固定定子（如齿圈）之间所产生的强力冲击力、剪切力磨擦而使物料 被粉碎所产生的强力冲击力、剪切力磨擦而使物料被粉碎，粉体通过筛网排出机腔，粒度大 小通过更换不同孔径的筛网获得。 2 ．干燥机原理：通过电能使加热管加热，并通过电机通过风道送风使烘箱内部温度达 到均匀。送风方式又分垂直循环送风和水平循环送风 。通过不同的送风方式使加热更合理， 均匀。 3 ．胶体磨原理：胶体磨的基本工作原理是剪切，研磨及高速搅拌作用。磨碎依靠两个 齿形面的相对运动，其中一个非常快速地旋转，另一个静止，使通过齿面之间的物料受到极大的剪 切力及摩擦力，同时又在高频震动，高速旋涡等复杂力的作用下使物料有效的分散、浮化、 粉碎、均质。 【实验步骤】 演示 【实验主要仪器设施及材料】 粉碎机、干燥机、胶体磨等。 实验二 常见设备原理及设备构件立体模具演示实验 【实验目的与要求】 508 要求学生进一步学习并掌握喷雾干燥设备、冷冻干燥或者凝冻机等大型单元操作设备的 基础原理和工作特点。 【实验原理】 通过演示的方式使学生了解机器构造和原理。 1．喷雾干燥原理：通过机械作用，将需干燥的物料，分散成很细的像雾一样的微粒， （增大水分蒸发面积，加速干燥过程）与热空气接触，在瞬间将大部分水分除去，使物料中 的固体物质干燥成粉末。 2 ．凝冻原理：冰淇淋浆料通过装有进气调节阀的混合泵和空气一同泵入冰淇淋机的凝 冻筒内，由其中的搅刮器进行混合，同时凝冻筒夹套内的制冷剂对浆料进行冷冻，冻结在凝 冻筒内壁上的冰淇淋被搅刮器上的不锈钢刀片不停地刮削。浆料被连续的冻结、刮削、混入 空气搅拌，最终由泵压经过可调恒压阀而成为有膨胀率、组织细腻的冰淇淋产品。 【实验步骤】 演示 【实验主要仪器设施及材料】 喷雾干燥设备、冷冻干燥设备或冰激凌机等。 实验三 焙烤工艺相关设备 【实验目的与要求】 要求学生进一步学习焙烤特点。 【实验原理】 通过演示的方式使学生了解机器构造和原理。 1．打蛋机和面机的工作原理： 打蛋机操作时搅拌器非常快速地旋转，强制搅打，被调合物料 相互间充分接触并剧烈摩擦，实现混合、乳化、充气及排除部分水分的作用。由于调和物料 的粘度低于和面机搅拌的物料，因此打蛋机的转速高于和面机转速，一般在70~270r/min 范 围内，被称作高速调和机。 2 ．醒发箱工作原理：设备是采用干式发热管加温，湿式发热管加湿，经过控制电路，使 醒发箱内产生相对湿度 80～85%、温度为 36℃～38℃的最适合面包发酵之环境，帮助造型 后的面包坯完成后发酵过程。 3 ．烤箱的工作原理：烤箱工作原理:通过数显仪表与温感器的连接来控制温度,采用热风 循环送风方式,热风循环系统分为水平式和垂直式。 【实验步骤】 演示。 【实验主要仪器设施及材料】 烤箱、打蛋器、醒发箱和搅拌机等。 509

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