食品工程原理(第二版)

本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材的再版，编写内容有机融入了国家一流课程建设教学成果、“两性一度”建设成果、专业发展新成就等，坚持理论联系实际，注重产教融合，以数字资源为抓手，围绕培养学生创新精神和实践能力，以“三传理论”为主线，讲解食品工程“单元操作”。全书共分十章，依次为流体流动与输送，机械分离，粉碎与混合，传热，制冷、冷冻与保鲜，蒸发与结晶，传质导论与气体吸收，液体蒸馏，固体干燥，其他传质分离方法。 本书可作为食品科学与工程及相关专业本科教材，也可供相关专业研究生和技术人员参考。

刘成梅，南昌大学食品科学国家重点学科带头人、享受国务院政府特殊津贴专家，入选国家 百千万人才工程人选、国家 有突出贡献中青年专家、全国 优秀科技工作者、江西省主要学科和技术带头人、江西省青年科学家和江西省“赣鄱英才555工程”。主持国家自然基金联合重点项目1项、面上项目5项、863专项1项、“十一五、十二五”国家 科技支撑计划各1项、国家公益性行业（农业）科研专项1项等国家项目10项，主持江西省“5511”工程重大研发专项、“揭榜挂帅”等省级项目20余项；获中华农业科技奖（科研成果类）一等奖1项，江西省自然科学一等奖1项，江西省科技进步一等奖3项、二等奖3项，教育部科技进步二等奖2项等省部级科技成果奖12项；获授权国家发明专利63件；发表SCI收录论文136篇，其中高被引论文11篇，入选科睿唯安全球高被引科学家。任中国工程教育认证专家、教育部食品科学与工程类专业教指委委员和课程教材专门委员会主任、教育部食品科学与工程 工程师计划负责人、食品科学与工程国家 特色专业负责人、全国教育系统先进集体负责人，带领学科4次通过工程认证并在教育部第四和第五轮学科评估中获评A+。

绪论 001 一、食品工业与食品工程原理 001 二、食品工程原理的主要研究内容 001 三、学好本课程的主要方法 002 第一章 流体流动与输送 005 第一节 流体的物理性质 007 一、流体的密度 007 二、流体的静压强 008 三、流体的黏性 009 第二节 流体流动的基本概念 011 一、流体静力学 011 二、稳定流动与非稳定流动 012 三、流量与流速 012 四、流体流动类型与雷诺数 013 五、流体在圆管内的速度分布 014 六、边界层和边界层的分离 016 第三节 流体流动的物料衡算和能量衡算 018 一、物料衡算——连续性方程式 018 二、机械能衡算——伯努利方程式 019 第四节 流体流动的阻力损失 022 一、直管阻力损失的计算 022 二、局部阻力损失的计算 027 第五节 管路计算 029 一、简单管路 029 二、复杂管路 030 第六节 流体流动原理在食品工业中的应用 033 一、流速与流量测量 033 二、流体输送机械 035 工程训练 045 习题 045 第二章 机械分离 049 第一节 过滤 051 一、概述 051 二、过滤的基本理论 053 三、过滤计算 058 第二节 沉降 061 一、重力沉降 061 二、离心沉降 067 三、离心分离 072 第三节 机械分离原理在食品工业中的应用 073 一、概述 073 二、常用的食品工业机械分离设备 073 三、食品工业机械分离新技术 078 工程训练—— 操作方式对过滤机生产能力的影响 080 习题 080 第三章 粉碎与混合 083 第一节 粉碎与筛分 085 一、粉碎能耗 085 二、粉碎过程的颗粒变化 089 三、筛分 091 第二节 混合 092 一、混合的基本理论 092 二、液体介质的搅拌混合 097 三、高黏度浆体和塑性固体的混合 100 四、固体粒子的混合 100 第三节 乳化 101 第四节 粉碎与混合原理在食品工业中的应用 102 一、粉碎设备 102 二、混合设备 107 三、乳化设备 110 工程训练 112 习题 113 第四章 传热 115 思维导图 116 第一节 概论 117 第二节 热传导 117 一、热传导速率方程式 118 二、热导率 118 三、多层平壁稳定热传导计算 119 四、圆筒壁的稳定热传导 120 第三节 对流传热 122 一、对流传热分析 122 二、对流传热特征数方程式 123 三、流体强制对流时的对流传热系数 124 四、蒸汽冷凝时的对流传热系数 128 五、液体沸腾的对流传热系数 129 第四节 辐射传热 131 一、热辐射基本概念 131 二、热辐射的基本定律 132 三、物体间的辐射传热 133 第五节 传热过程的计算 135 一、间壁换热器的传热方程 135 二、污垢热阻计算 136 三、换热器传热量计算 137 四、换热器平均温度差Dt m的计算 138 五、加热与冷却方法 146 六、传热过程的强化 147 七、流体间的间歇换热 147 第六节 传热设备 148 一、间壁式换热器 148 二、混合式换热器 154 工程训练 156 习题 156 第五章 制冷、冷冻与保鲜 159 第一节 冷冻原理 161 一、制冷的基本原理 161 二、常用制冷剂和载冷剂 163 三、食品工业中常用的制冷方法 165 第二节 食品的冷冻 169 一、食品的冷冻过程 169 二、冻结对食品热物理性质与品质的影响 171 三、食品冻藏中的其他变化 172 四、食品冻结的速度与时间 174 第三节 食品气调保鲜 178 一、气调保鲜原理 178 二、气调保藏的分类 178 三、常用的气调方法 179 四、气调贮藏的特点 181 第四节 制冷及气调保鲜原理在食品工业中的应用 181 一、概述 181 二、 常用的食品工业制冷及气调保鲜装置 182 三、食品工业保鲜新技术 186 工程训练——冷藏链各环节温度对食品保质期的影响 190 习题 190 第六章 蒸发与结晶 193 第一节 蒸发 195 一、蒸发的基本概念 195 二、单效蒸发 195 三、多效蒸发 201 四、冷冻浓缩 210 五、蒸发与冷冻浓缩设备 211 六、蒸发操作在工业中的应用 213 第二节 结晶 213 一、基本概念 213 二、结晶原理 214 三、结晶操作在工业中的应用 219 工程训练 一水柠檬酸结晶设备的选取 221 习题 221 第七章 传质导论与气体吸收 223 第一节 概述 225 第二节 传质基础理论 225 一、分子扩散和菲克定律 225 二、分子扩散速率 226 第三节 吸收 229 一、吸收的基本概念 229 二、气液相平衡 230 三、吸收传质速率 232 第四节 吸收塔的计算 237 一、物料衡算和操作线方程 237 二、 低浓度气体吸收塔填料层高度的计算 239 第五节 吸收塔及其吸收操作应用举例 245 一、填料吸收塔简介 245 二、吸收操作在食品工业中的应用举例 248 习题 251 第八章 液体蒸馏 253 第一节 双组分溶液的气、液相平衡 255 一、相律和拉乌尔定律 255 二、双组分理想溶液的气、液平衡图 257 三、双组分非理想溶液的气、液平衡图 258 四、挥发度与相对挥发度 259 第二节 简单蒸馏 259 第三节 精馏原理和流程 261 一、精馏原理 261 二、精馏塔和精馏操作流程 263 第四节 双组分连续精馏的计算 263 一、理论板概念及恒摩尔流假定 264 二、物料衡算与操作线方程 264 三、进料热状态的影响 266 四、理论塔板数的求解 268 五、塔板效率与实际塔板数 272 六、回流比的影响及选择 274 七、简捷法求理论塔板数 277 八、精馏塔操作型问题讨论 278 第五节 其他蒸馏方式 280 一、水蒸气蒸馏 280 二、间歇精馏 282 第六节 气、液传质设备 283 一、板式塔 283 二、填料塔 285 三、塔设备的比较和选用 285 工程训练 287 习题 287 第九章 固体干燥 289 第一节 湿空气的性质及湿度图 292 一、湿空气的性质 292 二、空气湿度图 297 三、湿度图的用法 298 第二节 干燥过程的衡算 300 一、湿物料中含水率的表示方法 300 二、干燥系统的物料衡算 301 三、干燥系统的热量衡算 302 四、干燥过程的图解及应用 303 第三节 干燥速度与干燥过程 305 一、物料中的水分 305 二、恒定干燥条件下的干燥速度与时间计算 307 第四节 喷雾干燥 312 第五节 冷冻干燥 315 第六节 干燥原理在食品工业中的应用 316 一、概述 316 二、常用的食品干燥设备 317 三、食品工业干燥新技术 320 工程训练 322 习题 322 第十章 其他传质分离方法 325 第一节 膜分离技术 327 一、分离膜 327 二、膜组件 328 三、膜分离技术 330 四、膜分离技术设备 334 五、膜分离技术在工业中的应用 338 第二节 离子交换 339 一、离子交换树脂 340 二、离子交换的基本原理 345 三、离子交换设备 348 四、离子交换在工业中的应用 351 工程训练 353 习题 353 附录 355 附录一 干空气的物理性质 355 附录二 水的饱和蒸气压 356 附录三 饱和水蒸气表 357 附录四 水的物理性质 358 附录五 某些液体的重要物理性质 359 附录六 某些气体的重要物理性质 361 附录七 气体的扩散系数 362 附录八 几种气体溶于水时的亨利系数 363 附录九 液体黏度共线图 364 附录十 液体比热容共线图 366 附录十一 气体黏度共线图 368 附录十二 气体比热容共线图 369 附录十三 一些食品的组分的热物理性质 370 附录十四 一些食品材料热导率的试验数据 370 附录十五 一般食品的主要物理性质 371 附录十六 一些食品材料的含水量、冻前比热容、冻后比热容和熔化热数据 372 附录十七 常见固体材料的重要物理性质 374 附录十八 几种常用包装材料的热阻 375 附录十九 管子规格 375 附录二十 IS 型单极单吸离心泵性能表 377 附录二十一 换热器 381 附录二十二 常用筛子的规格 382 参考文献 384