自考03262食品工程考试大纲(2025年版)
湖南省高等教育自学考试课 程考 试大 纲食品工程 (课程代码:03262) 湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月03262 食品工程考试大纲 1页共 14 页高等教育自学考试课程考试大纲课程名称:食品工程课程代码:03262
第一部分
课程性质与目标
一、课程性质与特点
食品工程是高等教育自学考试食品科学与工程专业的必考课程。食品工程主要讲授食品生产过程中主要单元操作的基本原理,具有强烈的实践性;单元操作是一种物理过程,其复杂的过程机制反映了食品工程深刻的理论性;食品工程知识与技术的运用须兼顾经济、社会和生态效益,又具有显著的工程特色。
二、课程目标与基本
要求通过本课程的学习,要求考生熟悉单元操作发生的过程,理解单元操作过程速率的影响因素,掌握单元操作物料和热量衡算方法,具备较强的设备选型和操作设计方面的计算能力;培养考生在设备选型、生产线设计以及生产过程控制等方面的综合分析和解决复杂工程问题的能力,成为一名“学术型”和“创造型” 的食品工程技术人才。
三、与本专业其他课程的关系食品工程是食品科学与工程专业的基础课,是该专业的核心课程。高等数学、 大学物理是食品工程的先行基础课;食品工程为后续的食品机械设备、食品工艺课的学习奠定理论基础,提供工程方法。
第二部分考核内容与考核目标绪论
(不作考核要求)
第一章 流体流动
通过本章的学习,掌握流体静力学基本方程,管内流体连续性方程和伯努利方程,流动现象及其机理,流动阻力损失的计算方法;具备流体生产线管路设计与流体生产过程控制,实现效益最大化的能力。本章的难点内容为:伯努利方程的推导及应用,范宁公式的推导及应用。
(一)流体在管道内的流动(重点)识记:流量的概念理解:1.流速的概念与计算
2.连续性方程与伯努利方程应用:1.管道直径的计算03262 食品工程考试大纲 2页共 14 页
2.连续性方程与伯努利方程的应用
3.稳定流动与非稳定流动(二)流体在管内的流动阻力(重点)识记:管路系统理解:1.圆形直管阻力损失的计算公式
2.局部阻力损失的计算公式
3.局部阻力损失的原因应用:1.直管阻力损失的影响因素
2.直管阻力损失在管路设计的应用(三)流体的流动现象(次重点)识记:1.黏性及黏性力
2.牛顿流体与非牛顿流体理解:1.牛顿黏性定律
2.流动类型与雷诺准数
3.黏度及黏度影响因素应用:1.流动型态对三传过程速率和能量损失的影响
2.流体边界层与边界层分离对三传过程速率和能量损失的影响
3.流体边界层与边界层分离(四)静止流体的基本规律(一般)识记:流体的密度、比体积与静压强理解:1.静力学基本方程表达式
2.流体的压头
3.流体密度、压强与温度的关系
4.静力学基本方程的物理意义
5.流体绝压、表压与真空度的换算关系(五)管路计算(不作考核要求)
(六)流速与流量的测定(不作考核要求)
第二章 流体输送机械
通过本章的学习,掌握离心泵的工作原理,离心泵功率计算方法,离心泵特性曲线,离心泵的安装高度,离心泵工作点及其流量调节;具有在流体生产线设计与安装过程中,离心泵选型与安装,生产过程流量控制的基本能力。本章的难点内容为:离心泵功率的计算,离心泵安装高度计算公式。
(一)离心泵(重点)识记:离心泵的结构理解:1.离心泵的工作原理03262 食品工程考试大纲 3页共 14 页
2.离心泵的特性曲线
3.离心泵的安装高度应用:1.离心泵的工作点
2.流量调节
3.离心泵特性曲线在离心泵应用过程中的意义(二)其他类型泵(次重点)识记:1.往复泵概念
2.旋涡泵概念
3.旋转泵概念
理解:1.往复泵工作原理
2.旋涡泵工作原理
3.齿轮泵与螺杆泵工作原理应用:往复泵流量调节(三)气体输送机械(一般)识记:往复式压缩机的结构理解:1.往复式压缩机的工作原理
2.真空泵的工作原理
3.往复真空泵、水环真空泵与喷射真空泵应用区别
第三章 非均相物系的分离
通过本章的学习,掌握过滤基本方程和沉降速度公式,利用上述公式分析过滤、沉降和离心过程速率的影响因素,具有设备选型和操作过程控制的基本能力。
本章的难点内容为:过滤基本方程和沉降速度公式的推导过程。
(一)过滤(重点)
识记:1.过滤的基本概念
2.过滤方式
理解:1.过滤基本方程
2.过滤的推动力与阻力应用:1.影响过滤速率的因素
2.板框式压滤机的结构与特性
3.典型过滤的操作程序(二)沉降(次重点)识记:重力沉降概念理解:球形颗粒沉降速度公式应用:影响沉降速度的因素(三)离心分离(次重点)
03262 食品工程考试大纲 4页共 14 页识记:离心分离概念理解:1.离心力与分离因数
2.旋风分离器的工作原理应用:1.离心分离设备的应用对象
2.离心机的选型
(四)离心过滤(次重点)识记:离心过滤的概念理解:三足式离心机的特点应用:活塞推料离心机的操作过程
第四章 粉碎筛分混合乳化
通过本章的学习,掌握粉碎和筛分方法,混合过程及其机理,影响混合过程速率的因素,乳化操作的机理;根据物料特性和粉末品质的要求正确选择粉碎与筛分设备,针对不同的食品混合物料特性及混合品质选择适宜的混合设备,根据不同的乳化体系选择合适的乳化设备。本章的难点内容为:利用分离尺度和分离强度描述混合过程速率。
(一)混合(重点)
识记:混合概念
理解:1.分离尺度与分离强度
2.对流混合
3.扩散混合
4.剪切混合
应用:1.搅拌器的结构与工作原理
2.不同混合物料的混合设备
3.影响混合速率的因素(二)乳化(重点)识记:乳化概念理解:1.胶体磨的乳化机理
2.均质机的乳化机理应用:1.胶体磨的结构
2.均质机的结构
3.乳化剂的作用
(三)粉碎(次重点)识记:1.粉碎概念与粉碎级别
2.粒度与粒度分布
3.球形度与形状系数03262 食品工程考试大纲 5页共 14 页理解:冲击式粉碎机的工作原理应用:1.介磨机转速的确定
2.介磨机、振动磨和搅拌磨工作过程(四)筛分(一般)识记:筛分的概念理解:1.筛分原理
2.筛分效率的影响因素
3.筛面运动方式
第五章 流态化与气力输送
(不作考核要求)
第六章 传热学
通过本章的学习,掌握傅里叶定律及平壁与圆筒壁热传导方程,牛顿冷却定律,热边界层与流动边界层的关系,对流传热过程速率的影响因素,热辐射方程, 红外辐射和微波传热的特性;能够在食品单元操作过程中,分析传热过程速率的影响因素,并控制传热过程速率,实现工艺优化。本章的难点内容为:平壁与圆筒壁热传导方程,辐射基本方程,牛顿冷却定律的意义。
(一)热传导(重点)识记:1.温度场
2.等温面
3.温度梯度
理解:1.傅里叶定律
2.平壁与圆筒壁热传导方程应用:平壁与圆筒壁热传导速率的影响因素(二)对流传热(重点)识记:牛顿冷却定律理解:1.对流传热分析
2.影响对流传热的因素
3.对流传热系数的意义应用:1.影响冷凝传热因素及强化措施
2.影响沸腾传热因素及强化措施
3.传热边界层
(三)热辐射(次重点)识记:1.辐射概念
2.黑体、镜体、透热体和灰体理解:1.普朗克定律03262 食品工程考试大纲 6页共 14 页
2.斯蒂芬-玻耳兹曼定律
3.克希霍夫定律
应用:1.红外光加热
2.微波加热
(四)概述(次重点)识记:传热概念理解:1.热传导
2.热对流
3.热辐射
应用:1.物质传导传热系数
2.传热在食品工业中的应用(五)稳定传热的计算(不作考核要求)
(六)换热器(不作考核要求)
第七章 制冷与食品冷冻
通过本章的学习,掌握食品冻结过程曲线及其温度的分布,冻结速度对食品冻结品质的影响,冻结方法;具有根据不同的物料特性,选择适宜的冻结方法与设备,生产高品质的冻结食品的能力。本章的难点内容为:食品冻结时间的计算公式。
(一)食品的冻结过程(重点)识记:过冷的概念理解:1.水的冻结曲线
2.食品冻结曲线
应用:1.冻结对食品物理性质的影响
2.冻结平台的概念
3.最大冰晶生成区的概念(二)食品冻结的速度与时间(次重点)识记:食品冻结速度理解:冻结过程中食品温度分布应用:1.食品冻结时间的估算
2.食品冻结过程的传热(三)食品冻结方法与装置(一般)识记:空气冻结法的概念理解:1.各种冻结装置的特点
2.各种冻结装置的应用范围
3.间接接触冻结法
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4.直接接触冻结法
(四)制冷的基本原理与方法(不作考核要求)
第八章 蒸发
通过本章的学习,掌握真空蒸发系统的基本组成,溶液蒸发过程中沸点升高的机理,多效蒸发的工艺流程;根据食品特性、溶液浓缩的要求选择正确的浓缩工艺方法与设备,具备设备选型和过程控制的基本能力。本章的难点内容为:温度差损失,多效蒸发的温差分配。
(一)溶液沸点与温度差损失(重点)识记:沸点升高理解:1.由蒸气压下降引起的温度差损失
2.由静压强引起的温度差损失
3.由管路流体阻力引起的温度差损失应用:1.杜林规则
2.温度差损失
(二)多效蒸发(重点)识记:1.顺流加料法
2.逆流加料法
3.平流加料法
4.混流加料法
理解:1.多效蒸发的特点
2.多效蒸发的原理
应用:1.多效蒸发的温差分配
2.由管路流体阻力引起的温度差损失(三)概述(次重点)识记:1.蒸发的概念
2.蒸发操作的分类
理解:蒸发系统的基本组成应用:蒸发对食品物料的影响(四)蒸发设备(一般)识记:1.蒸发设备的分类
2.膜式蒸发设备
理解:1.非膜式蒸发设备的组成
2.膜式蒸发设备的组成
3.蒸发设备的选型
(五)单效蒸发的计算(不作考核要求)
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第九章 传质原理与吸收
通过本章的学习,掌握单相传质的分子扩散的菲克定律,对流传质速率方程。
相间传质的双膜理论;具备利用传质基本原理,分析传质单元操作过程速率的影响因素,实现过程控制效益最大化的能力。本章的难点内容为:菲克扩散定律, 双膜理论。
(一)质量传递原理(重点)识记:1.传质的概念
2.分子扩散
3.对流扩散
理解:1.菲克扩散定律
2.对流扩散传质机理
3.双膜理论
应用:1.静止中的扩散传质
2.相际间的传质
(二)气体吸收(不作考核要求)
第十章 蒸馏
通过本章的学习,掌握蒸馏过程的基本原理,泡点方程和露点方程,双组分理想溶液的气液平衡相图,简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏操作的基本原理,板式精馏塔的结构与操作方法;具备简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏操作技术,根据物料特性和设备特性控制操作过程。本章的难点内容为:精馏操作线方程,塔板数的确定,回流比的选择。
(一)蒸馏原理(重点)识记:蒸馏的概念理解:1.精馏原理
2.平衡蒸馏原理
应用:1.简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏操作的区别
2.简单蒸馏
3.平衡蒸馏
(二)双组分连续精馏(重点)识记:相律理解:1.双组分理想溶液的气液平衡相图
2.拉乌尔定律
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3.泡点方程和露点方程应用:1.板式塔板上的气液接触状态
2.板式塔的不正常操作现象(三)板式塔中双组分连续精馏的计算(重点)识记:1.理论板的概念
2.恒摩尔流假设
理解:1.操作线方程
2.进料状况
应用:1.回流比的选择
2.塔板数的确定
第十一章 干燥
通过本章的学习,掌握热风干燥过程中的物料衡算和热量衡算方法,干燥动力学原理,干燥机制,冷冻干燥的基本原理;根据物料特性和干燥品质的要求选择合适的干燥方法与设备,结合物料的干燥特性,控制干燥过程,在确保品质的条件下实现效益最大化。本章的难点内容为:干燥动力学,恒速干燥阶段干燥速率的计算,恒定干燥条件下干燥时间的计算,焓湿图的应用。
(一)热风干燥过程中的物料衡算和热量衡算(重点)识记:干燥的概念理解:1.物料衡算的内容
2.热量衡算
应用:1.干基含水量与湿基含水量的换算关系
2.干燥的目的
3.湿基含水量与干基含水量(二)干燥动力学(重点)识记:1.恒定干燥操作
2.临界含水量
理解:1.干燥曲线
2.干燥速率曲线
应用:1.恒速干燥阶段干燥速率的计算
2.恒定干燥条件下干燥时间的计算
3.第二临界点
(三)湿物料的性质及干燥机制(重点)识记:1.水分活度
2.平衡水分和自由水分
3.结合水分与非结合水分03262 食品工程考试大纲 10页共 14 页理解:1.水分的内部扩散
2.水分的表面气化
应用:水分活度与干燥的关系(四)干燥设备与冷冻干燥(次重点)识记:干燥器的要求理解:1.干燥器的结构及应用范围
2.水的相图
应用:1.冻结对冷冻干燥的影响
2.冷冻干燥的特点
(五)湿空气性质(次重点)识记:1.湿空气的概念
2.湿度与相对湿度
3.比体积与比热容
4.焓与露点
理解:1.干球温度与湿球温度的机理
2.绝热饱和温度的机理应用:焓湿图的应用
第十二章 萃取
通过本章的学习,掌握液-液萃取相平衡关系与三角形相图,液液萃取过程的流程与计算,浸取平衡相图,错流浸取与逆流浸取流程的方法,超临界流体萃取的原理;根据原料特性和萃取要求,设计错流和逆流萃取级数,掌握超临界流体萃取技术,从事萃取过程的控制。本章的难点内容为:液液萃取相平衡关系与三角形相图,浸取平衡相图,操作级数的设计。
(一)液-液萃取(重点)识记:1.萃取的概念
2.分配系数与选择性系数理解:1.液液萃取相平衡关系与三角形相图
2.萃取系统的杠杆规则
3.溶解度曲线与联结线应用:1.液液萃取过程的流程与计算
2.萃取设备结构与操作过程
3.临界混溶点
(二)浸取(重点)
识记:1.浸取的概念
2.平衡级的概念
03262 食品工程考试大纲 11页共 14 页理解:1.浸取平衡相图
2.错流浸取与逆流浸取流程的比较应用:1.浸取设备结构与操作过程
2.错流浸取与逆流浸取(三)超临界流体萃取(次重点)识记:超临界流体的概念理解:1.超临界流体萃取的原理
2.超临界流体萃取的特性应用:1.超临界流体萃取的流程
2.超临界流体萃取的过程
第十三章 膜分离
通过本章的学习,掌握反渗透、超滤和电渗析过程的基本原理,膜分离过程中的浓差极化机理,反渗透、超滤和电渗析膜的要求;具备利用膜分离装置进行食品组分的分离、浓缩,控制膜分离过程中浓差极化现象的能力。本章的难点内容为:浓差极化的机理,渗透与反渗透机理。
(一)反渗透、超滤和电渗析(重点)识记:1.反渗透的概念
2.超滤的概念
3.电渗析的概念
理解:1.超滤分离的基本原理
2.电渗析的基本原理应用:1.膜分离装置与过程
2.膜污染与浓差极化(二)概述(一般)识记:1.膜分离的概念
2.分离膜的要求
理解:1.膜分离过程
2.分离膜的性能
3.膜分离器具备的条件
第三部分
有关说明与实施要求
一、考核的能力层次表述
本大纲在考核目标中,按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系,后者必须建立在前者的基03262 食品工程考试大纲 12页共 14 页础上,其含义是:识记:能知道有关的名词、概念、知识的含义,并能正确认识和表述,是低层次的要求。
理解:在识记的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系,是较高层次的要求。
应用:在理解的基础上,能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题,是最高层次的要求。
二、教材
1.指定教材:《食品工程原理》,赵思明,科学出版社,2016 年第 2 版
三、
自学方法指导
1.在开始阅读指定教材某一章之前,先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标,以便在阅读教材时做到心中有数,有的放矢。
2.阅读教材时,要逐段细读,逐句推敲,集中精力,吃透每一个知识点,对基本概念必须深刻理解,对基本理论必须彻底弄清,对基本方法必须牢固掌握。
3.在自学过程中,既要思考问题,也要做好阅读笔记,把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理,这可从中加深对问题的认知、理解和记忆,以利于突出重点,并涵盖整个内容,可以不断提高自学能力。
4.完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识,培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节,在做练习之前,应认真阅读教材,按考核目标所要求的不同层次,掌握教材内容,在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥,注重理论联系实际和具体问题具体分析,解题时应注意培养逻辑性,针对问题围绕相关知识点进行层次(步骤)分明的论述或推导,明确各层次 (步骤)间的逻辑关系。
四、对社会助学的要求
1.应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2.应掌握各知识点要求达到的能力层次,并深刻理解对各知识点的考核目标。
3.辅导时,应以考试大纲为依据,指定的教材为基础,不要随意增删内容,以免与大纲脱节。
4.辅导时,应对学习方法进行指导,宜提倡“认真阅读教材,刻苦钻研教材,主动争取帮助,依靠自己学通”的方法。
5.辅导时,要注意突出重点,对考生提出的问题,不要有问即答,要积极启发引导。
6.注意对考生能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导考生逐步学会独立学习,在自学过程中善于提出问题,分析问题,做出判断,解决问题。
7.要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事,在各个03262 食品工程考试大纲 13页共 14 页能力层次中会存在着不同难度的试题。
8.助学学时:本课程共 4 学分,建议总课时 72 学时,其中助学课时分配如下:
章次章节名称学时
第一章
流体流动
第二章
流体输送机械
第三章
非均相物系的分离
第四章
粉碎筛分混合乳化
第六章
传热学
第七章
制冷与食品冷冻
第八章
蒸发
第九章
传质原理与吸收
第十章
蒸馏
第十一章
干燥
第十二章
萃取
第十三章
膜分离合计
五、关于命题考试的若干规定
1.本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章,适当突出重点。
2.试卷中对不同能力层次的试题比例大致是:“识记”为 30 %、“理解”为 40%、“应用”为 30 %。
3.试题难易程度应合理:容易、中等、难比例为 3:4:3。
4.每份试卷中,各类考核点所占比例约为:重点占 60%,次重点占 30%,一般占 10%。
5.试题类型一般分为:单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、论述题。
6.考试采用闭卷笔试,考试时间 150 分钟,采用百分制评分,60 分合格。
六、题型示例
一、单项选择题
(本大题共 15 小题,每小题 1 分,共 15 分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题卡” 上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。
1.描述管内流体流动型态的准数称为A.普兰特数 B.雷诺数 C.毕渥数 D.努塞尔特数
二、多项选择题
(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分)在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题卡” 上的相应字母涂黑。错涂、多涂、少涂或未涂均无分。
16.下列干燥属于对流干燥的有03262 食品工程考试大纲 14页共 14 页 A.喷雾干燥 B.滚筒干燥 C.微波干燥 D.冷冻干燥 E.带式干燥
三、名词解释题
(本大题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分)
21.分离尺度
四、简答题
(本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分)
26. 简述真空蒸发过程中温度差损失的原因。
五、论述题
(本大题共 2 小题,每小题 15 分,共 30 分)
31. 论述离心泵的工作原理及其安装高度受到限制的原因。
