食品工程原理实验(Principal of Fundamentals of Food Engineer Experiment)

仙仙

        课程名：食品工程原理实验(Principal of Fundamentals of Food Engineer Experiment)  学分：1  学时：32  
课程类别：专业教育基础必修课  
开课学院：食品学院  所属基层教学组织：
曾任课教师：
        课程大纲：
一、课程性质及要求
    食品工程原理实验是食品类专业的专业基础，是食品工程原理的配套课程。其主要任务是掌握典型单元操作设备的操作技能和学会借助实验方法来解决纯理论方法不能解决的工程实际问题。
二、内容简介
    食品工程原理是一门实践性很强的工程学科，生产上所遇到的工程问题大多数无法用纯理论解决，而需借助实验方法加以解决。因此通过实验不仅可以使学生验证和加深对理论教学的理解，也是培养学生科学实验方法和掌握实验技能的必要环节。
三、主要仪器设备：
成套的单元操作教学仪器。
四、教学方法与基本要求
    教学采用现场讲解、实际操作相结合的方法。
    本课程实验属工程类实验，强调独立思考及独立操作能力的培养。实验前，学生必须经过预习，交出预习报告；在教师现场讲解后才能正式操作；实验结束后按规定的内容和要求交出实验报告。为保证实验动手能力的培养及实验效果，每次每套设备人数不超过7～9人；部分目前没条件进行的实验可以通过模拟仿真实验加深了解。为了进一步提高其工程实验能力和实验动手能力，条件合适时增开综合型、设计型实验。
    要求学生掌握常用单元操作设备的操作要点；掌握常用流量、压力、温度等过程参数的测量方法；了解实验研究方法和数学模型法解决工程问题的方法；通过实验提高学生的工程实验能力和实验动手能力。
五、考核方法
    本课程采用平时考核，期末考试，综合评定学生成绩。平时成绩占70%，期末考试占30%。
    平时成绩比例：出勤占20%、实验操作40%、预习报告、实验报告40%。
    实验成绩：百分制。
六、实验项目设置

七、说明
实验一     流体流动阻力实验
实验学时数:3
(一)实验目的：
1、了解流体流经管道或管件时阻力的测定方法。
2、测定流体通过直管时的摩擦阻力，并确定λ与Re的关系。
(二)实验项目内容：
   流体在管路中流动时，由于粘性剪应力和涡流的存在，不可避免地会引起流体压强的损耗（能量损失）。流体在管道中流动时所遇到的阻力有直管摩擦阻力（或成、称沿程阻力）和局部阻力（如流体流经各种管件、阀门及流量计等所造成的压力损失）。
(三)主要仪器设备及其配套数
流体流动阻力实验装置，2套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室
实验二     孔板流量计流量系数测定
实验学时数:3
(一)实验目的：
熟悉节流式流量计的构造，性能及装置方式，测定孔板流量计的流量系数及其和Re的关系。
(二)实验项目内容：
   孔板流量计是依据能量转换原理设计的。即流体流经孔板的孔口流速增加（即动能加大）而使流体静压能降低即在孔板前后出现压差。此压差数值大小即反映了了流体流速或流量的大小，由柏努利方程式可导出流体流经孔口的流速与所产生的压差的定量关系。
(三)主要仪器设备及其配套数
流体流动阻力实验装置，2套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室
实验三     柏努利方程实验
实验学时数:1.5
(一)实验目的：
计算各流动截面的压头和压头损失，从而验证实际液体的能量方程式，并清楚掌握水流能量转换规律，验证摩擦损失公式，毕托管公式等。
(二)实验项目内容：
演示不同管径、不同高低，不同先后的个测压点上的各项压头及相互间的转换并进行一些定量计算。
(三)主要仪器设备及其配套数
柏努利方程实验装置，1套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室
实验四     流体静力学实验
实验学时数:1.5
(一)实验目的：
1、通过演示加深对流体静力学基本方程式的理解。
2、熟悉用U型压差计测量容器内的压强和真空度。
3、同一处有3组U型压差计，内装三种指示液（水、酒精、四氯化碳）。观察不同指示液对U型压差计度数的影响以及已知水的密度，求酒精以及四氯化碳的密度。
4、利用静力学原理，解释操作中的现象。
(二)实验项目内容：
验证流体静力学基本方程。
(三)主要仪器设备及其配套数
流体静力学实验装置，1套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室
实验五     板框压滤实验
实验学时数:3
(一)实验目的：
1、        熟悉压滤机的构造及操作方法。
2、        测定恒压下过滤常数K、qe和τe。
(二)实验项目内容：
板框式压滤机由数个顺序交替滤板和滤框组成，滤浆经过滤板，在滤框的左下角小孔通入滤框，框与相邻的板形成独立的过滤室，滤液透过附于滤框上的滤布，沿滤板上的小沟道流至其左上角的小孔而排出，所生成的滤饼则被截流在滤框内。过滤速率取决于下列基本因素：推动力，滤饼厚度，滤饼及悬浮液性质，悬浮液温度。不可压缩滤饼在恒压过滤情况下，dτ/dq与q成线性关系，因此，就能求出K、qe和τe。
(三)主要仪器设备及其配套数
板框压滤实验装置，1套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室
实验六     离心泵特性曲线测定实验
实验学时数:3
(一)实验目的：
1、        了解离心泵的构造和操作。
2、        测定单级离心泵在一定转速时的特性曲线。
(二)实验项目内容：
生产上要选用一台既满足生产任务，又经济合理的离心泵，总是根据生产要求（压头和流量），参照泵的性能来决定。离心泵的性能可由其特性曲线来表示H=f(Q)、N=f(Q)和η=f(Q)三条关系曲线。它们一般在一定转速下由实验测得。
(三)主要仪器设备及其配套数
离心泵特性曲线测定实验装置，2套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室。
实验七     粘度测定
实验学时数:3
(一)实验目的：
1、        通过粘度测量了解非牛顿流体的流动特性。
2、        熟悉和掌握NDJ—1粘度计的使用。
3、        了解粘度测定的不同方法。
(二)实验项目内容：
同轴圆筒旋转粘度计是通过旋转某一圆筒（内筒或外筒），使内筒受到置于内外筒之间的被测液体的粘性作用，将旋转所需的扭矩测出，就可获得粘度计角速度与扭矩之间的关系。通过一系列中间步骤的换算，即可得出表现粘度与流变参数之间的关系。
(三)主要仪器设备及其配套数
NDJ—1粘度计，2套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室。
实验八     常压干燥实验
实验学时数:3
(一)实验目的：
1、        熟悉常压式干燥器的构造与操作。
2、        测定物料在干燥条件不变下的干燥速率曲线（恒速与降速阶段）。
(二)实验项目内容：
   影响干燥速率的因素很多，它与物料及干燥介质（空气）的情况都有关系。在干燥情况不变下（即空气的温度、湿度及速度恒定）。对于同类的物料，当厚度和形状一定时，是物料湿含量的函数。
(三)主要仪器设备及其配套数
常压干燥实验装置，1套。计算机模拟常压干燥实验装置，多套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室、计算机房。
实验九     喷雾干燥实验
实验学时数:1.5
(一)实验目的：
1、        熟悉喷雾干燥机的使用方法并以液态食品为原料进行喷雾干燥实验。
2、        对喷雾干燥之各主要参数（干燥介质之流量、温度、湿度物料量，及其含水率等），进行现场试验。
3、        就所得数据进行物料衡算。
4、        估算干燥速率。
(二)实验项目内容：
   喷雾干燥是将溶液、浆液或含有微粒的悬浮液喷成雾状细滴分散于热气流中，使水分迅速汽化而达到干燥的目的。喷雾干燥具有干燥速度快，干燥时间短，一般 可在3～10秒内完成干燥过程，故其适用于热敏感性物料的干燥，能处理用其它干燥方法难于进行干燥的低浓度溶液，且可由料液直接获得干燥产品。
(三)主要仪器设备及其配套数
喷雾干燥实验装置，1套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室。
实验十     冷冻升华干燥实验
实验学时数:1.5
(一)实验目的：
1、        熟悉冷冻升华干燥机的使用方法，并以食品原料进行实验，掌握干燥要领。
2、        对干燥过程各参数进行测定以制取干燥曲线。
(二)实验项目内容：
   把物料冻结后置于真空度小于水的三相点的蒸汽分压的环境中，使物料中的水分从冻结状态直接升华成水蒸汽以除去而无需经过液态之中间状态。称为真空冷冻升华干燥。
(三)主要仪器设备及其配套数
冷冻升华实验装置，1套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室。
实验十一     空气在圆形直管中强制对流时给热系数的测定
实验学时数:3
(一)实验目的：
1、        测定空气在圆形直管中强制对流时的给热系数。
2、        粗略的确定Nu(努塞尔特准数)和Re(雷诺准数)之间的关系。
3、        了解利用热电偶测量壁温的方法。
(二)实验项目内容：
只要测出空气流量，空气进、出口温度，蒸汽温度和进出口壁温，就可算出给热系数α和传热系数K。气体在圆管内作强制湍流时，努塞尔特准数Nu与雷诺准数Re0.8成正比。
(三)主要仪器设备及其配套数
计算机模拟空气在圆形直管中强制对流时给热系数的测定实验装置，多套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室、计算机房。
实验十二     筛板式精馏塔的操作与塔板效率的测定
实验学时数:3
(一)实验目的：
1、了解筛板式精馏塔的结构；
2、熟悉筛板式精馏塔的操作方法；
3、摸索达到分离要求的较优的操作条件，并测定该条件下的全塔效率。
(二)实验项目内容：
主要是在原料液流量和其中易挥发组分的摩尔分率、tF确定的条件下，由回流比、蒸馏釜的加热量及塔底产品的流量等的调控，找寻达到分离要求（即馏出液中易挥发组分的摩尔分率、塔顶易挥发组分的回收率）的较优的操作条件。。
(三)主要仪器设备及其配套数
计算机模拟测定筛板式精馏塔的操作与塔板效率的测定实验装置，多套。
(四)实验室名称：
食品工程原理实验室、计算机房。