食品工厂设计PDF电子书下载

第1章　食品工厂设计的经济和技术背景 1

1.1　食品科学、技术和工程 1

1.1.1　发展历史 1

1.1.2　食品工程中的设计工程 5

1.2　社会经济和技术背景 6

1.2.1　农产品加工体系与食品链 6

1.2.2　食品加工系统、辅助系统与食品工厂 9

参考文献 17

第2章　食品加工系统与食品工厂设计的数学模型 19

2.1　传递现象和平衡特性 19

2.1.1　传递现象 19

2.1.2　宏观平衡和物理性质 22

2.1.2.1　质量平衡 22

2.1.2.2　能量平衡 23

2.1.2.3　动量平衡 25

2.1.2.4　物理性质 29

2.1.3　微观平衡和传递现象 29

2.1.3.1　微观质量平衡：菲克定律 30

2.1.3.2　动量平衡：牛顿定律 33

2.1.3.3　能量平衡：傅里叶定律 37

2.2　传递特性：黏度、传导性和扩散性 41

2.2.1　黏度 41

2.2.2　热传导性 43

2.2.3　扩散性 43

2.3　流体中的热传递 45

2.3.1　对流热传导系数 45

2.3.2　牛顿流体中的热传导系数 45

2.3.3　非牛顿流体中的热传导系数 47

2.4　单元操作的数学模型：热风干燥 49

2.4.1　通用模型方程 54

2.4.2　通用模型扩展方程 54

2.4.3　试验结果 56

2.4.4　术语 59

2.5　制冷与热贮藏系统的数学模型 60

2.5.1　制冷系统各组分模型 61

2.5.1.1　压缩机 62

2.5.1.2　冷凝器 65

2.5.1.3　蒸发器 67

2.5.1.4　膨胀阀 70

2.5.2　制冷系统的建模趋势 72

2.5.3　案例研究 73

2.5.3.1　模型公式化 73

2.5.3.2　热传导系数分析 75

2.5.3.3　试验确认 76

2.6　食品工厂模拟 80

2.6.1 啤酒厂 80

2.6.1.1　专门知识系统的发展 81

2.6.1.2　模拟结果 83

2.6.2　酿酒厂 83

2.6.2.1　酿酒厂的制冷需求 84

2.6.2.2　发酵工艺的热反应 85

2.6.2.3　热贮藏系统的使用 86

2.6.2.4　发酵高级控制系统的使用 86

2.6.3　冷冻蔬菜工厂 88

参考文献 90

第3章　食品工厂设计方案 101

3.1 引言 101

3.2　产品与原材料的初步研究 101

3.3　方案审查和食品生产技术与工程的实验室研究 102

3.4　工厂中试研究 103

3.5　食品加工系统和食品工厂的初步与最终设计 103

3.5.1　食品工厂的初步设计 103

3.5.2　食品工厂的最终设计 107

3.5.2.1　食品加工系统的最终设计 107

3.5.2.2　辅助系统的最终设计 109

3.5.2.3　建筑物和服务设施的最终设计 111

3.6　信息处理流程图 113

3.6.1 由基本板块组成的总体流程图 113

3.6.2　流程图 116

3.6.3　加工中的质量平衡 124

3.6.4　食品加工系统中的能量平衡 125

3.6.4.1　食品工厂的能量估算 126

3.6.4.2　测量能量流动率 127

参考文献 129

第4章　加工系统选择：过程的组合 146

4.1　引言 146

4.2　组合方法 147

4.2.1　演化法 147

4.2.1.1　基本单元法 147

4.2.1.2　演化设计法 148

4.2.2　基于问题解决的方法 150

4.2.3　启发式设计法 152

4.2.4　运算或数学规划法 152

术语 154

参考文献 155

第5章　食品加工系统的方案分析 157

5.1 引言 157

5.2　选择设计变量 158

5.2.1　子系统过程 158

5.2.1.1 自由度和信息流图 158

5.2.1.2　信息流的反转 160

5.2.1.3　选择设计变量的算法 162

5.2.2　加工系统 164

5.2.2.1　通过子系统的信息流 164

5.2.2.2　信息流的反转 168

5.2.2.3　选择设计变量的算法 169

5.3　模拟法选择分析 172

5.4　设计经济学标准 173

5.4.1　静态标准 173

5.4.2　动态标准 174

5.4.2.1　净现值 175

5.4.2.2　净现值／初始投资率 175

5.4.2.3 回报周期 176

5.4.2.4　内部租金分摊 176

5.5　成本估计 176

5.5.1　前期投入或投资估计 176

5.5.1.1　食品加工设备成本估计 176

5.5.1.2　辅助系统成本估计 180

5.5.2　操作成本估计 181

参考文献 189

第6章　试验用中试工厂的设计 192

6.1　引言 192

6.2 中试工厂的规模和结构 193

6.2.1　基本原理 193

6.2.2　最小与最大规模 193

6.3　类型与应用 194

6.4 中试工厂设计 196

6.5　试验策略 197

6.6　基本投资与操作费用 199

参考文献 200

第7章　食品设备的制造材料 201

7.1　制造材料的特征 201

7.2　材料的类型及其应用 202

7.2.1 不锈钢 202

7.2.1.1　表面处理 204

7.2.1.2　腐蚀 206

7.2.2 铝 207

7.2.3　镍和蒙乃尔合金 208

7.2.4　塑料材料 208

参考文献 210

第8章　加工系统和辅助系统的卫生设计 211

8.1　食品设备卫生设计的基本原则 211

8.2　与食品接触的辅助系统的卫生设计 213

8.2.1　罐 213

8.2.2　泵 213

8.2.3 阀门 218

8.2.4　管道 220

8.3　加工设备与辅助设备的外部设计 223

8.4　清洁系统设计 224

8.4.1　单用途定位清洗系统或单罐定位清洗系统 225

8.4.2　多用途定位清洗系统或多罐定位清洗系统 227

8.4.3 紧凑式定位清洗系统和泡沫清除系统 230

8.4.4　定位清洗系统设计细节 231

8.4.4.1　喷雾分布装置 232

8.4.4.2　泵、热交换器和阀 233

参考文献 234

第9章　食品工厂设计需要考虑的因素 235

9.1　食品工厂的设计 235

9.1.1　法律方面 235

9.1.2　功能方面 236

9.1.3　工厂布局 239

9.2　食品工厂的选址 241

9.2.1　地理条件及位置 241

9.2.2　现场的区域布局 241

9.3　食品工厂的卫生要求 242

9.3.1　抗性结构 242

9.3.2　墙壁与内部装饰 242

9.3.3　地面 245

参考文献 249

索引 250