食品工程(技術學科)

食品工程是糧食、油料加工，食品製造和飲料製造等工程技術領域的總稱。

基本介紹

• 中文名：食品工程
• 簡介：食品製造和飲料製造等工程技術
• 研究方向：食品工業生產中所用加工方法
• 基本單元：物料輸送、清洗、分級、破碎

基本信息

研究食品工業生產中所用加工方法、過程和裝置的一門技術科學。食品工程是食品生產工藝和設備的設計基礎。一種新產品的開發通常需要經過研究試驗、中間試驗，然後依照工程原理進行相似放大，使之能適合工業生產的要求。食品加工過程中的物料，不僅有物理變化，往往還伴有化學變化和生物化學變化。食品工程涉及到化學、物理、農學、生物化學、生物學、微生物學、化學工程、生化工程、機械工程、人體營養與食品衛生學、包裝材料和工程、環境治理與工程等多門科學。食品工程的任務是不斷為食品工業生產的科學、合理、最佳化，提供必要的論證、技術和設備機理。食品工程研究的對象是食品生產中單一的或複合的過程和典型設備，研究這些過程和設備的機理及其共性和特性。從食品工程技術科學的發展狀況來看，它和化學工程、生物工程緊密相關。在食品工業中雖然門類繁多，製造方法、設備大小和結構形式等各有不同，但可將這些製造過程加以分類整理，並且通常可歸納為由若干套用較廣而為數不多的、稱之為單元操作的基本過程組成。食品工程具有基本學科的性質，它所研究的基本原理是各門類食品工藝學、發酵工藝學、食品機械學等學科的主要基礎和組成部分。

食品工程

發展簡況

食品工程的發展過程和食品生產行業的歷史同樣悠久，可以追溯到古代發酵和蒸發過程。從歷史上看，食品加工的出現遠較化學加工為早。人類以家庭烹調和手工方式加工食品的歷史延續了許多世紀，但食品工業的出現則僅是近百年的事。長期以來，食品工業是以作坊的形式，憑經驗和傳統方法為其生產基礎。19世紀末，科學原理才開始進入食品加工領域。食品加工科學化的一個重要方面是引入和運用化工單元操作，並發展形成食品工程單元操作，從而促進了食品工業向著大規模、連續化和自動化的方向發展。1952年，美國M.E.帕克撰寫了《食品工程原理》一書，其他國家也相繼出版了有關食品工程原理和食品工程單元操作的教科書，這是食品工程這門科學基本形成的重要標誌。

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基本單元

概況

食品工程所研究的基本單元操作一般包括：物料輸送、清洗、分級、破碎、分離、混合、乳化、傳熱、濃縮、 乾燥、 製冷、真空操作和包裝。食品製造過程通常由其中的幾個基本單元操作過程組成。大部分單元操作過程是由傳質、傳熱和流體流動的基本定律所決定的。這些過程的實質既包含熱量的傳遞，又包含著質量的傳遞，而決定過程進行的關鍵則是熱量傳遞。

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物料輸送

在食品工廠內的物料輸送包括原料輸送、物料在工序間的輸送和成品輸送。物料輸送既有水平方向的運送，也有垂直和傾斜方向的運送。根據物料的形態，可以分為固體物料和流體物料的輸送。

固體物料輸送 　輸送固體物料的設備有帶式輸送機、斗式輸送機、螺旋輸送機、鏈式輸送器和氣力輸送器等。

①帶式輸送機。以在兩個或兩個以上皮帶輪上運轉的環形輸送帶作為傳送元件的裝置。它主要由輸送帶、驅動裝置、張緊裝置、托輥、加料和卸料裝置組成。適用於塊狀、顆粒狀物料和整件物料的水平或傾斜方向輸送。

②斗式輸送機。將盛料的升運斗固定在撓性牽引構件上而對物料進行垂直或傾斜輸送的設備。它廣泛用於糧穀食品、顆粒狀食品（如蘑菇、青豆等）的輸送。

③螺旋輸送機。利用旋轉的螺旋將被輸送物料在固定的機殼內推移而進行輸送的裝置。可用於輸送粉碎得很細的粉末，潮濕、膠粘、稠厚的物料，具有化學活性的物質和各種顆粒狀物料。它具有防塵結構，便於拆卸。適用於奶粉、花生醬之類食品的輸送。對於難以輸送的物料，可相應採用雙葉片、三葉片、變螺距或直徑階梯變化的螺旋。

④鏈式輸送器。利用特製的鏈條與兩鏈輪相嚙合來傳送物料的裝置。它可以分為吊鏈式、刮板式和板式 3類，用於水果、蔬菜、立式殺菌鍋的殺菌籃等的輸送和搬運。

⑤氣力輸送器。利用高速氣流在管道中輸送顆粒狀物料的設備。主要由供料裝置、卸料裝置、閉風器、除塵裝置、氣體輸送機和輸料管路6部分組成。氣力輸送主要有真空輸送和壓力輸送兩種形式。真空輸送（圖1）是將物料吸入輸料管中，在負壓下輸送到指定地點，然後將空氣從物料中分離出來，物料從排料裝置中卸出。從分離器分離出來的空氣經淨化除塵後，用真空泵抽出。由於輸送系統為真空，消除了物料外流，保持了環境清潔。真空輸送適合於從幾個不同的地方向一個卸料點送料的場合。壓力輸送（圖2）是用空氣將物料壓送入輸料管中，物料被送到指定位置之後，經分離器自動排出，分離出來的空氣淨化後放空。壓力輸送適合於一個加料點向幾個不同地方送料的場合。　在氣力輸送系統中，氣流速度過低，則被輸送的物料不能懸浮或不能完全懸浮；氣流速度過高，則浪費動力和增加顆粒物料的破碎等。氣流速度的大小藉助於實驗或經驗方法來確定。氣流輸送的優點是初置成本較低，機械結構簡單，輸送路線可任意安排和改變，輸送過程具有自潔的特點，可以輸送穀物、糖、茶葉、麵粉、奶粉、澱粉和魚粉飼料等多種食品。缺點是所需功率大，有可能損傷被輸送的物料，不適合輸送潮濕易結塊和粘性的物料。

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流體物料輸送 　在食品生產中，許多原料和產品是以液體狀態存在的。食品工業上處理的液體，除單純的液體外，多半是具有多成分系的複雜性質的流體，其流動現象不同於一般液體，屬非牛頓液體。凡是源出於生物系統的液體，如蛋白質或多糖類的溶液或懸浮物，大多屬於非牛頓流體。這類液體在食品加工過程中最為常見，如奶油、蛋黃醬、乾酪、果醬和朱古力漿等。對非牛頓流體的深入研究是食品工程的重要內容。

研究流體食品的輸送須從流體力學著手。流體的粘度和密度是影響流體流動的重要物理性質。流體流動類型對於流體輸送、傳熱、攪拌、過濾等的影響甚為密切。流動類型可以用雷諾準數來判斷，而雷諾準數是導管直徑、流體平均流速、流體動力粘度和密度的綜合反映。食品流體的輸送是在管道中進行，並藉助於泵來實現的。泵的作用除了增加流體的能量外，其相當部分的能量消耗於流體與管壁、流體質點間的摩擦損失，以及流體流經閥門、管件等局部位置的阻力損失。泵的功率計算、管路直徑的確定和管路系統的設計的基本依據是伯努利方程和設計部門的長期實踐經驗。由於果蔬汁液具有不同程度的腐蝕性，含脂食品又易於氧化，營養豐富的食品又極適宜於微生物的滋長，所以輸送食品的管路和輸送設備必須採用不鏽鋼材料，而且結構上要完善地密封，聯接件要便於拆卸和清洗。

在食品工廠中使用泵的目的是提升、移送流體，或是為了改變流體的壓力和流速以滿足不同工藝過程的需要。食品生產中常用的泵有離心泵、螺桿泵和旋轉泵。①離心泵：又稱衛生泵，主要用於輸送水等低粘度的液體。當用離心泵輸送牛奶、果汁或帶懸浮顆粒等粘度不高的液體時，常將葉輪製成開式結構，軸向採用機械密封，泵體、葉輪和密封裝置應易於拆卸和清洗。②螺桿泵：常用於輸送粘稠液體或帶有固體物料的醬狀食品。螺桿泵能產生較高的壓頭，可通過改變轉數來調節流量。③旋轉泵：有齒輪泵、羅茨泵或其他結構的葉片泵等。常用來輸送油和糖等粘稠物料。

清洗

果蔬原料在其生長、收穫和貯運過程會受到塵埃、農藥、微生物和其他污物的污染，因此在加工前必須徹底清洗。此外，在食品生產中還必須對包裝容器和加工設備進行清洗，以確保食品衛生。

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果蔬原料清洗 　洗滌果蔬原料的常用方法有：①浸泡，在靜止水、流動水或其他液體中浸泡。②噴水，用低壓散射或較高壓力的定向噴射，以除去果蔬上乾結的污物。③用旋轉滾筒式清洗機清洗，借滾筒的旋轉由螺旋將物料帶至滾筒。其清洗效果取決於滾筒轉速、滾筒內呈波形突起的數量和物料在清洗機中的停留時間。④用刷式清洗機清洗，借旋轉刷來清除砂土、土壤和噴藥殘留物。⑤用鼓風式清洗機清洗，鼓風機將空氣送入洗槽，使水產生劇烈翻動而將原料上的污物除去。

回收的飲料瓶或玻璃瓶罐要用洗瓶機清洗。對洗瓶機的要求是：能洗淨粘附於瓶上的污物；瓶內不殘存洗滌劑和活菌；瓶子離開機器時溫度要適宜，只允許殘留微量的水跡。

設備清洗 　在食品生產中，對工藝設備和管路的清洗是保證產品衛生和加工過程順利進行的重要措施。設備清洗的目的是要去除附著於設備上的污物及致病菌，有時要求達到無菌。清洗過程為：①清洗設備表面上的污物；②使溶解的污物分散到洗滌液中；③使污物保持分散狀態，以防重新沉積到設備上。清洗過程常採用洗滌劑或表面活性劑。70年代以來，大型牛奶廠和果汁、飲料等的無菌包裝系統廣泛採用原位清洗方法，即不拆卸機械裝置，通過高溫、高濃度洗滌液在裝置內的強力作用，將與食品接觸的表面洗淨。原位清洗的全部操作過程是按自動程式進行的，因此清洗十分可靠。

分級

將產品按質量進行分離。產品質量可按照物料的尺寸、形狀、密度、結構和顏色來劃分。食品工業中常用的分級設備有篩子、滾筒分級機、分離輸送帶和色選機等。①篩子：使用最廣的分級裝置。用篩子將固體物料按顆粒大小分成若干等級的操作稱為篩分。常用篩子與鼓風機相配合進行清理和分級作業。②滾筒分級機：適用於圓形顆粒狀物料（如蘑菇、青豆等）的分級。它主要由圓形滾筒、支承托輪和傳動裝置組成。在糧食加工中，把滾筒製成正六角體，用絹絲製成篩面，稱為六角篩。③分離輸送帶：廣泛用於果蔬類物料的分級。它由兩條輸送帶組成，帶的間距是有規律地增加的。水果被夾在兩條輸送帶之間，在輸送帶前進的過程中被分離。以上主要是按形狀、大小分級。按色澤分選的電子色選機則可根據標準色澤來分離出不符合標準的物料，如用於青豌豆、炒杏仁等的分選等。

破碎

即通過機械的方法使物料的尺寸減小。在破碎過程中物料的化學性質不發生變化。食品的破碎是通過切削、碾壓和剪下作用進行的。切削是一種分離或破碎過程，它通過薄而銳利的刀片強制穿過物料而獲得各種薄片。碾壓是通過對物料施加超過其強度的力的方法來破碎物料。碾壓力可以是靜力（如用剛性軋輥碾壓物料）、也可以是動力（如錘式粉碎機）。剪下是切削和碾壓的聯合作用，通常用於粉碎堅韌的纖維性物料。食品工業常用的破碎機械有錘式粉碎機、輥式磨粉機和盤式磨粉機。①錘式粉碎機：主要由旋轉的錘頭和堅固的沖孔篩組成（圖3）。物料被送入粉碎室後，即被一組以1400～4000r/min速度旋轉的錘頭錘擊而搗碎，直至細小到足以通過底篩為止。產品粗細度主要由篩眼尺寸、轉子轉速和餵料速度來控制。錘式粉碎機多用於處理結晶固體、纖維質物料和塊狀物料等，如胡椒、香料、奶粉、糖粉等。②輥式磨粉機：主要由兩個磨輥組成。磨輥表面有光滑和齒槽式兩種。一對磨輥的表面線速度可以不同，齒槽也有不同形狀，因而可以獲得不同的粉碎過程，並適用於不同性質和要求的物料。廣泛用於制粉工業、麥片生產和啤酒廠的麥芽粉碎等。③盤式磨粉機：主要由兩個粗糙的磨盤組成。一個固定，另一個旋轉。物料被餵到兩個磨盤之間受到碾壓和剪下而粉碎。磨盤的工作轉速通常在 1200r/min以下。產品的粗細度是通過改變磨盤表面的槽紋和間距來控制的。

分離

將懸浮液或乳濁液中的兩相進行分離的單元操作。通過分離可以提取純淨的物質。常用的分離方法有過濾、膜分離和離心分離等。

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過濾 　食品生產中將懸浮液中的固液兩相進行分離的技術。按過濾機制可分為表面型和深層型兩種。典型的表面型過濾機制是通過濾布過濾，液體通過濾布，而固體物則被截留在濾布上。典型的深層過濾機制是沙濾，過濾介質層較厚，固體粒子穿入部分過濾介質層之後附在過濾介質上。過濾設備可按介質性質和操作方式來分類。

①過濾介質：食品工業所用的過濾介質除了要求具有多孔性結構和支承濾餅的足夠強度外，還必須無毒，不易滋生微生物，易於清洗消毒和耐腐蝕。常用的過濾介質有：織物介質，是由天然或合成纖維、金屬絲等編織的濾布、濾網等，可截留直徑為 5～65µm的顆粒，用於醋、澱粉、糖漿、醬油和糖液等的過濾；多孔固體介質，如多孔素瓷、多孔玻璃、塑膠細粉粘結而成的多孔塑膠管，能截留1～3µm的微小顆粒，用於白酒、糖液等的過濾；堆積介質，由固體顆粒如焦炭、石礫、細砂、活性炭或玻璃棉堆積成層，借介質間的微細孔道截留懸浮固體，一般用於處理固體量很少的懸浮液，如水的淨化和糖的脫色等。

②助濾劑：在過濾前預先塗覆於濾布上或添加於濾液漿中，能增加濾餅剛性、改善濾餅結構的物質。常在處理含有粘性很大的細微顆粒時採用。作為助濾劑的條件是：能懸浮於料液之中；粒子大小有適當的分布；不含可溶性鹽類和色素；無毒且具有化學穩定性。食品生產中常用的助濾劑有硅藻土、活性炭和鋸屑。一般只是在要求獲得清淨濾液時才使用助濾劑。

③過渡設備：按其生產的壓差可分為壓濾和吸濾、離心分離兩大類。食品工業中最常用的壓力過濾機是板框壓濾機、硅藻土過濾機和轉鼓式過濾機。板框壓濾機多用於糖液和酶製劑的過濾。硅藻土過濾機是現代啤酒廠最廣泛套用的啤酒過濾機，也廣泛用於葡萄酒和清酒的過渡。轉鼓式過濾（真空）機為連續式，它將過濾、洗餅、吸乾、卸餅等各項操作分別在轉鼓的一周迴轉中依次完成，已廣泛用於糖液、澱粉漿、檸檬酸發酵液的過濾。

膜分離 　使用半透膜分離物質的技術。其推動力有壓力和電力（如電滲析）兩種。超濾和反滲透是以壓力為推動力的膜分離過程。半透膜的一側為大氣壓，另一側為供料泵產生的高壓側，從而形成膜兩側的壓力梯度，以分離溶液中分子量不同的溶質。

①超濾：用具有極細孔徑的濾膜截留溶液中直徑約0.5µm或更小的顆粒或分子量大於500的大分子溶質。類似鹽、糖的溶質可通過濾膜（圖4），而大分子的溶質如蛋白質等仍被截留。食品工業使用的超濾膜多是由醋酸纖維製造的，適用於pH3～8，溫度上限為50℃的操作條件。食品工程

②反滲透：是滲透的逆過程，要求半透膜的孔徑比超濾膜的為小，而工作壓力須在4MPa以上，只有水和一些類似的小分子能通過濾膜，所截留的溶質的分子量小於500。常用醋酸纖維和聚醯胺為膜的材料。聚醯胺適用於pH3～11、溫度小於 80℃、工作壓力小於8MPa的操作條件。

超濾和反滲透主要用於牛奶、果汁、咖啡、酪乳清的濃縮和水的處理。用反滲透法濃縮可除去60%的水分。由於它是在環境溫度下操作的，故對熱敏性的芳香和風味化合物不產生揮發失散現象；無相變能量，故效率高和成本低。超濾和反滲透裝置有平板膜式、管式和空心纖維式等。

離心分離 　利用慣性離心力的作用，過濾、澄清懸浮液，或將兩種輕重不同、互不溶解的液體分離的技術。其設備有離心機和旋液分離器兩種形式。

離心機主要由轉鼓、轉鼓罩和轉軸構成。有過濾式、沉降式和分離式 3種。衡量離心機分離能力的尺度是離心分離因數，其值為離心加速度和重力加速度之比。

①過濾離心機：按其結構形式有三足式、上懸式、臥式刮刀卸料和活塞脈衝卸料分離機 4種。主要用於砂糖、葡萄糖、鹽、澱粉、魚肉製品的精製，果蔬汁的處理和冷凍濃縮時的冰晶分離等。

②沉降式離心機：主要用於回收動植物蛋白，分離可可、咖啡和茶等濾液。轉鼓以 1000～4500r/min的速度旋轉，轉鼓壁上無孔，懸浮液自轉鼓的中間加入，固體物因離心力作用沉降至轉鼓內壁，形成外環，澄清的液體形成內環並從轉鼓端部出口溢出。連續操作的離心機轉鼓常為臥式，固體沉渣由螺旋排出。　③分離式離心機：用於液－液系統的乳濁液或極細顆粒的固－液懸浮液的分離。常用管式高速離心機和碟片式離心機。管式離心機（圖6）常用於動植物油和魚油的脫水，果汁、蘋果漿和糖漿的澄清。這種離心機在固定的機殼內裝有以高速旋轉的狹長管狀無孔轉鼓，轉鼓直徑小於200mm，轉速一般為15000r/min，分離因數可達50000左右。料液自下部進入，在其向上流動的過程中將輕、重液分成兩個同心環狀液層並在上部分別排出。　碟片式分離機因在轉鼓內裝有若干倒錐形碟片而得名。碟片以5500～10000r/min的高速旋轉。液體自空心轉軸的頂部進入，流到碟片組底部並經碟片上孔眼通道分配到各碟片通道間隙，在離心力作用下形成重、輕液而分別匯集。此法廣泛用於牛奶脫脂。如碟片上無孔，料液從轉動碟片的四周進入碟片間的通道並向軸心方向流動，而固體顆粒在離心力作用下向碟片外緣移動並沉降下來。沉渣可在停機後由人工卸除或在不停機情況下間歇地用液壓裝置自動排除。此種形式的分離機為澄清式分離機，用於帶有少量微細顆粒的粘性液體的淨化，如從植物油中脫去皂腳或從飼料酵母培養液中提取酵母細胞。

④旋液分離器：用於分離和洗滌澱粉的旋液分離器，其主要元件為旋液分離管，工作原理（圖7）為：澱粉液用泵由切向壓入旋液分離管後，即在管內作旋轉運動，因離心力的作用，流體在管內形成雙重螺旋運動，澱粉顆粒沿壁向下運動成為底流從底孔排出。含蛋白質較輕物質的液流則被推向分離管中心部分，繞軸線旋轉成為溢流，自上端溢流孔流出。工業生產上用的旋液分離裝置是根據生產能力的要求，用一定數量的旋液分離管並聯而成。將分離器套用於一個日產澱粉20t的工廠，與傳統的流槽相比,可節約廠房1100m2。

混合

在食品工業中套用混合作業的主要目的是配料和調合；促使吸附、浸出、溶解和結晶過程的進行；強化傳熱。有液相存在的物料的混合常採用機械攪拌方法。典型的攪拌裝置主要由圓筒容器、攪拌器組成。攪拌器按工作原理可分為槳式和渦輪式兩大類。前者使液體形成軸向和切向運動，後者則形成徑向和切向運動。除機械攪拌外，尚有氣流攪拌和射流攪拌等形式。

當固體和液體按一定比例混合形成高粘度的漿體或塑性固體（如麵團）時，流動便極為困難。用於麵團的混合器稱捏和機，其攪拌元件的運行必須遍及混合容器的各部位，使物料受到混合元件剪力作用而被拉延和摺疊。

顆粒狀物料的混合設備有螺帶式混合槽和螺旋式混合器。也有的採用混合筒，它是借容器重力使物料垂直下落以達到混合目的。螺帶式混合槽是在混合槽的同一軸上裝有方向相反的螺旋帶，使物料產生縱橫運動而均勻混合。螺旋式混合器（圖8）是在倒錐形料斗中沿錐面設定螺旋輸送器，輸送器除了自轉外，還繞著錐形斗軸線擺動旋轉，以使螺旋能通過全部物料。食品工程

乳化

一種特殊的混合操作，包含著粉碎和混合的雙重含意。它是將兩種通常不互溶的液體進行密切混合，使一種液體（非連續相）粉碎成為小球滴而後分散在另一種液體（連續相）中。乳化操作的產物為乳化液。食品工業的乳化液多為水和油的混合物。有時為了獲得穩定的乳化液，需要添加乳化劑，以促使乳化液微粒化效用和防止液滴的聚合。在食品工業中通常採用的乳化設備有以乳化劑為乳化作用的攪拌乳化器和以機械剪力為主的膠體磨、均質機等。攪拌乳化器為機械攪拌形式，為強化乳化效果，常用高速轉動的旋槳或渦輪作攪拌器。有時在攪拌器的外圍設定1～2個柱狀圓環，環上鑽有若干個小孔。

膠體磨主要由一個固定的表面（固定件）和一個旋轉表面（工作面）組成，兩表面間有可調節的微小間隙。物料通過間隙時，由於轉動件高速旋轉，附於旋轉面上的物料速度最大，而附著於固定面上的速度為零。其間產生急劇的速度梯度，使物料受到強烈的剪下摩擦和湍動騷擾而達到乳化分散作用。臥式膠體磨（圖9）中，固定面與旋轉面的間隙通常為50～150µm，轉速為3000～15000r/min，適用於粘度較低的物料。對於粘度較高的物料可用立式膠體磨，其轉速為3000～10000r/min。用膠體磨處理的液體粘度可大於1Pa·s。　均質機主要由高壓泵和均質閥組成。高壓泵通常為一組三柱塞泵。被處理的液體經高壓泵增壓後送到均質閥（圖10），均質壓力可達69MPa。均質閥由閥座和裝在閥座上的閥盤組成，可通過調節其間的間隙來改變均質壓力。其工作原理是：當液體在高壓下通過閥座與閥盤之間的狹縫時，高靜壓能轉化為動能，液體獲得200～300m/s的高流速，而在離開間隙時以高速衝擊圓形擋環，並被迫改變流向。均質作用是剪下、撞擊和氣穴現象共同作用的結果。均質機適用於處理粘度小於0.2Pa·s的液體，如牛奶、豆奶和果汁等。

傳熱

在食品生產中熱的傳遞是重要的單元操作。它總是與別的單元操作伴隨在一起。例如牛奶和果汁的殺菌、冷卻，食品的冷凍，水果和蔬菜在運輸、貯藏時的冷卻以及罐裝食品的熱力殺菌。在蒸發、蒸餾過程中，傳熱也是一種提供能源的基本操作。在發酵過程中，為了細菌的生長，必須提供熱量以維持一定的溫度；另一方面，又必須除去發酵過程中可能產生的熱量以免溫度過高。熱傳導、對流傳熱和熱輻射 3種基本的傳熱過程在食品加工中常常是同時存在的。化工單元操作的傳熱理論對食品生產中的傳熱都是適用的。由於食品的性質、形態、對熱的繁感性及衛生要求，食品工業中所使用的傳熱設備與一般化工裝置有所區別。一般來說，列管式換熱器用蒸汽作加熱介質時，都在正壓下操作。但作為番茄汁、果汁的加熱和牛奶的巴氏殺菌，為避免過熱，可採用負壓蒸汽作載熱體。對處理番茄醬之類的高粘度食品採用旋轉刮板式熱交換器是有效的。旋轉刮板的迅速攪動不僅防止食品的過熱和焦化，對某些食品還可形成乳化和混合作用，在蛋黃醬、人造奶油和冰淇淋生產中獲得套用。片式換熱器具有結構緊湊、傳熱係數高、操作靈活和便於拆洗等優點，已成為乳品、蛋品和果汁高溫短時殺菌、冷卻的必備設備。食品工業中用潔淨的蒸汽直接噴射於果汁、豆奶、牛奶之中，可達到瞬時加熱的效果。

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濃縮

食品濃縮的目的是：①除去液態食品中大量水分，以減少包裝和貯運費用；②提高製品濃度，增加製品的保藏性；③作為產品乾燥的預處理；④作為某些結晶操作的預處理。食品濃縮的方法主要有蒸發濃縮、冷凍濃縮和超濾、反滲透。

蒸發濃縮 　在蒸發器中進行。一般採用飽和蒸汽為熱源，將溶液加熱到沸騰狀態，溶液中的水分大量汽化，而溶液中固形物濃度增加。在常壓下操作時，由於溶液的沸點較高，會使熱敏性食品中的有效成分分解。因此，在食品工業中的蒸發濃縮大多在真空下進行。為了提高蒸汽的利用率，常採用多個蒸發器串聯的多效蒸發。對糖液和番茄汁的濃縮可用4～6效，對牛奶等熱敏性物料的濃縮常用雙效濃縮。

蒸發器有多種結構，按液體在器內的流動方式，可分為循環型和單流式蒸發器。循環型蒸發器為間歇操作，物料停留時間長。其典型設備為中央循環管式蒸發器，為糖廠普遍使用。單流式蒸發器有升膜和降膜式、旋轉刮板式和離心薄膜式等，由於物料在此類蒸發器中停留時間短，適用於牛奶和果汁等熱敏物料的濃縮。旋轉刮板式蒸發器特別適用於高粘度、熱敏性物料的濃縮，例如用以製取橘漿、蜂蜜、番茄醬和酶製劑等。

冷凍濃縮 　是利用冰和水溶液之間的固－液相平衡原理的一種濃縮方法。當溶液中所含溶質濃度低於共溶濃度時，將溶液冷卻，直到水分成為冰晶析出，餘下溶液中的溶質濃度就相應提高，然後用機械方法將冰晶與濃縮液分離。冷凍濃縮適用於高度熱敏性食品的濃縮。由於冷凍濃縮是在密閉的低溫（對果汁為-3～-7℃）下操作，原料的化學變化、生物反應和酶變被抑制在最低限度，維生素和芳香物質不受損害。但因為在加工過程中，細菌和酶的活性只受到抑制，故製品仍需冷凍貯藏或再經熱處理；此外，由於冷凍濃縮果汁的濃度只能達到40～50°Bx，成本又高等原因，目前只在濃縮高芳香組分的熱敏物料，如果汁、咖啡、茶等產品上套用。

乾燥

食品工業中的乾燥，一般是指用正常空氣將固體食品的水分降至平衡水分或安全水分。在此水分含量下，黴菌、酶的活動和害蟲所引起的質量降低可以略去不計。對大多數物料，這一水分為12～14%濕基。食品乾燥的意義在於：①使產品能夠長期貯藏而不變質；②可以生產具有較高經濟價值的產品，如速溶咖啡、蜜餞和脫水蔬菜；③可以將廢料變為有用的產品；④縮小包裝容積和減輕重量，以節省包裝、貯藏和運輸費用，便於攜帶。

由於被乾燥食品的形狀、含水量、熱敏性等差異甚大，故乾燥條件如乾燥時間、水分汽化量、傳熱量等變化也很大。因此食品工業上的乾燥器有多種形式。按供熱方式可將乾燥器劃分為對流、接觸、輻射和高頻乾燥器4類。

對流乾燥器又稱熱風乾燥器。物料是在接近大氣壓下進行乾燥，空氣在換熱器中由水蒸氣加熱到所需溫度，多用於固體食品的乾燥。在食品工業上常見的有廂式乾燥器、隧道式乾燥器、沸騰床乾燥器、氣流乾燥器、迴轉圓筒乾燥器、振動式圓筒乾燥器和噴霧乾燥器。此外，還有蒸汽流乾燥器。

接觸式乾燥器是以熱傳導為熱能的主要供熱方式。被乾燥食品與加熱面密切接觸。乾燥操作可在常壓或真空下進行。由於接觸式乾燥器不需要加熱大量空氣，故熱能利用的經濟性較對流乾燥器好。對氧化敏感的食品，可以在真空下操作。在食品工業中使用較廣的接觸式乾燥器有滾筒乾燥器、真空乾燥器和帶式真空乾燥器等。滾筒乾燥器適用於液狀、膏糊狀食品的乾燥，可用以生產奶粉、湯粉、澱粉、酵母、果汁粉和粉狀或片狀嬰兒食品。帶式真空乾燥器常用於果汁、番茄汁和咖啡浸出液的乾燥。

輻射干燥器是藉助於能發射紅外線的元件來對物料進行加熱。由於水、有機物和高分子物質能有效地吸收紅外線，因而被廣泛用於蔬菜、穀物的乾燥和生產焙烤食品。

高頻乾燥器是藉助高頻電場的交變作用使物料加熱脫水。它與其他乾燥方法的區別在於物料內部水分移向表面是靠溫度梯度和濕度梯度的同向傳質推動力，被乾燥的物料本身就是發熱體，通常把這種加熱方式稱為內部加熱方式。高頻乾燥器一般作用150MHz以下的電頻。使用更高的電頻和更短的電磁波作熱源而製成的微波乾燥器已在食品工業中逐漸得到套用，通常使用的微波頻率為2450MHz和915MHz。使用高頻乾燥的優點是：加熱所需時間比較短，可以保存加工食品的色香味和減少維生素的損失；加熱均勻、便於控制。

製冷

以人工方法自物體或空間內移去熱量，以降低其溫度的過程。食品工業中常用的製冷方法為蒸汽壓縮式。其操作過程如圖11。供液槽或貯液槽中處於高壓的液體製冷劑流經膨脹閥，降壓降溫後進入低壓區的蒸發器。液體製冷劑在蒸發器中蒸發或沸騰變為蒸汽，蒸發時所吸收熱量來自需要冷卻的食品，從而達到製冷目的。蒸汽在低壓下移動，通過管路進入壓縮機，被壓縮到高壓後進入冷凝器。在冷凝器中，製冷劑被周圍介質冷卻，變成液態後流回供液槽。食品工業常用的較理想的製冷劑有氨 (NH3）、氟利昂 -12(CF2Cl2）、氟利昂-22(CHF2Cl）等。食品工程

製冷技術是食品工程的重要基礎技術，在生產中的套用大致為：①冷凍製品、速凍製品的加工；②食品的低溫貯藏；③用作食品加工的特殊手段，例如冷凍乾燥、冷凍濃縮、冷凍粉碎等；④食品生產車間的空氣調節。

真空操作

食品加工中的真空操作是利用真空技術在套用上的某些優點：①不受空氣條件的影響，如在真空下加工和保存食品可以避免空氣中水汽、酸性氣體和氧的影響；②在真空條件下，如真空蒸餾、真空蒸發和真空乾燥等可以降低物料的汽化點。食品工業中通常用真空泵來獲得真空，常用真空泵有：①活塞式真空泵。可獲得1333.22Pa（10托）的極限真空，一般用於食品的真空濃縮和真空乾燥。②水環式真空泵。其極限真空在0.67～16.00kPa（50～120托），可抽吸帶水蒸氣的氣體，用於真空封口、真空濃縮等操作。③旋片式真空泵。可獲得0.013Pa（10-4托）以下的真空，也可用於其他高真空設備的前級泵，用於食品冷凍乾燥裝置的真空系統。④水力噴射泵。可獲得 80～96kPa（600～720托）的真空度，在濃縮裝置中使用時可兼作抽氣和冷凝水汽的作用。

食品工程

包裝

包括充填、裹包、封口、貼標和綑紮等主要包裝工序，以及與其相關的前後工序，如開箱、洗瓶、堆碼和拆卸等，此外還包括在包裝件上蓋印和計量等。

液體灌裝 　是將液體（或半液體）食品灌入瓶、罐、軟管或塑膠等容器。所用灌裝機按容器的輸送形式可分為迴轉型和直線型兩種。按照液體注入容器的方式，灌裝機構有：①重力灌裝機構，系採用有固定計量筒並利用液體自重灌入容器的方法。②等壓灌裝機構，適用於含氣飲料。在生產中採用加壓方法，使飲料內含有一定的二氧化碳氣體。③真空灌裝機構，在真空條件下灌裝，可防止食品氧化，延長食品保存期。④機械壓力灌裝機構，食品在齒輪泵、活塞、擠壓螺桿的機械壓力下壓入盒、管、罐等包裝容器。適用於粘性較大的醬體（如番茄醬、果醬）的裝料。

制袋充填包裝 　主要是指可以封接的包裝材料 （如紙、聚乙烯單膜、聚丙烯單膜或各種複合包裝材料），在包裝機上自動制袋。最常用的制袋裝置是翻頸式制袋成型器。其封口裝置一般可採用電加熱板或在封口的瞬間通以大電流加熱的鎳鉻合金片的脈衝式熱封來實現。

熱成型包裝 　是連續地將無毒聚氯乙稀等熱塑性塑膠片材，靠真空或衝壓模具與壓縮空氣聯合，將其壓製成盤狀或杯狀容器。有時在一台機器上可以完成容器成型、食品充填、覆蓋塗塑鋁箔、封合，最後由沖剪機構把成品沖裁下來等連續的操作過程。

包裝計量 　對產品進行包裝時採用一定的儀器設備測定產品或包裝件的重量、體積或件數等的操作。對於小顆粒、片狀和粉末等流動性良好的食品，常採用容杯式、旋轉式或螺旋式計量裝置。對於液體的充填計量則用液面式計量裝置。稱量法適用於易吸潮、易結塊、粒度不均勻、視比重變化大的物料計量，最常用的有天平和彈簧秤。需要連續稱量時，可以使用電子皮帶秤，其特點是計量精確度高、稱量速度快，如配以信號反饋裝置，可以隨機調節進料量。計數法計量用於規則的塊狀或粒狀物料，如糖果，餅乾等。

無菌包裝 　將已殺菌的流體、半流體或帶懸浮顆粒的食品在無菌條件下裝入已殺菌的包裝容器並密封。經這樣包裝的食品可在常溫下流通和銷售。無菌包裝設備有多種形式的無菌包裝機。①將牛奶或飲料裝入帶鋁箔的紙盒內，其成品為四面體的四角包裝和磚型包裝。其典型設備的生產過程為：紙板在輸送過程中通過盛有過氧化氫的處理槽（滅菌）後經翻頸式成型器製成圓筒（圖12）縱向熱封接後入灌裝區。在灌裝區有一電熱管以輻射熱對圓筒內面加熱，使附著於圓筒內壁的過氧化氫受熱分解，產生大量水蒸氣和初生態氧，造成了整個圓筒內的無菌氣氛，而果汁或牛奶等液態食品則由充填料管引入圓筒中央進行灌裝。橫向封口裝置在液位下施行熱封口並切斷紙筒，最後由包裝成型機將紙盒按所要求的形狀成型。②熱成型無菌包裝機所使用的無毒聚氯乙稀片材覆蓋了一層薄膜，在使用時只要在無菌區揭去此薄膜，即可保證包裝材料的無菌。③箱中袋無菌包裝機是將 2～1000kg的流體食品裝入軟性包裝材料的裝置。包裝材料一般為帶鋁箔和聚乙烯材料構成的複合薄膜。制袋時袋子內已用r射線滅菌，袋上有一完全密封的充填口。充填時，先由蒸汽或碘液將機頭、灌裝區和袋子上的充填口徹底滅菌，然後切開充填口上的薄膜、將預先殺菌的液體食品充填入袋，充填完畢，將袋內抽真空並由一組環狀加熱器將複合袋的兩側材料牢固地粘結在一起。為了堆碼和防止包裝材料在貯運過程中被損壞，通常須將袋子裝入紙箱或鐵筒內。（見食品包裝技術) 食品工程

如何提高

中國的包裝設備與國際先進包裝設備之間的差距正是體現在六點，面對這些差距，這就促使包裝機械生產商在生產包裝機時儘可能地降低產品成本，採用低價格的零部件，以提高產品的價格競爭力。這樣的設備雖然價格低，但在包裝企業長期的使用過程中，會造成備件採購、能耗、維護、系統升級、人員培訓等諸多運營成本的提高。

真正高水平的包裝設備必須能很好地滿足使用者、產品消費者和社會發展需求的，只有這樣才能體現其水平和價值。滿足使用者、消費者和社會發展需求可以通過以下幾點實現，而這也是當今世界包裝機械設備的發展趨勢。 ；靈活性強。只需對同一台包裝機進行簡單的操作，就可變更被包裝產品的種類和包裝形式。這一功能對於小批量、多品種的市場需求非常有效。 ；高精度、高速且高效。設備不僅能高速穩定地工作，還要儘可能地減少非正常生產的時間（如等待原料、機械維護、查找和排除故障等），這是提高效率最直接的手段。 ；安全、節能且環保。這包括最大限度地保護設備操作者和產品消費者的人身安全，儘可能地減少能源（如電、水、氣）的消耗，採用恰當的工藝，使生產過程對環境的不利影響降到最低。 ；互聯性強。要能夠方便且快速地實現單機之間的通訊，使單機連成整線，還可方便且快速地實現單機或整線與上層監控系統（如SCADA、MES、ERP等）的通訊。這是實現監控、統計和分析包裝線效率、能源消耗等指標的基礎。 ；機器的控制軟體可方便地修改和維護。機器控制軟體的標準化使控制程式的結構清晰、易讀性強和容易理解。這樣某個工程師編制的程式就容易被其他工程師理解，可方便和快速地完成系統的維護和升級。這對減少停機時間，降低企業長期的運營成本非常有利。 ；故障自動診斷和自動恢復。該功能的實施可減少排除故障時間和人工成本及人員培訓成本。

制罐

將鍍錫薄鋼板製成盛裝食品的金屬包裝容器的過程，包括切板、制蓋、制罐身、翻邊、封口、檢漏、碼垛等。相應的機械有切板機、制蓋設備、罐身製造機械、翻邊機、封罐機、實罐封口機等。

①切板機：已由傳統的閘刀式發展成縱、橫連續切鐵的圓刀式雙向切板機。用這種切板機製作的條板精度高、邊緣無毛刺，尤其適合於電阻焊罐身機的要求。

②制蓋設備：主要由波形切板機、自動沖床、圓蓋機、注膠機、罐蓋烘乾機組成。波形壓力切板機將鍍錫板邊緣沖成波形，使沖切的底蓋在兩條波形板之間交叉排列，以提高材料的利用率。沖制底蓋的自動沖床常採用雙沖頭的模具。由於沖床沖制的罐蓋的邊與蓋面是垂直的，為了使罐身能順利地進行封口，須用圓蓋機將罐蓋的蓋邊向蓋面中心彎曲50°左右。罐蓋注膠機和烘乾機系將液狀橡膠注入罐蓋鉤邊，經烘乾後成為具有一定硬度、彈性和韌性的密封填料，以保證罐蓋和罐身卷邊封口後完全密封。

③罐身製造機械：罐身製造過程包括切角、切缺、兩端端折、成圓、鉤接、踏平、錫焊（以錫鉛合金為烊料）、擦錫等多項操作步驟。將上述工序集於一機自動連續完成的為罐身聯合製造機，在40～70年代為制罐廠普遍採用。70年代開始，制罐技術逐步以熔焊（電阻焊）技術取代錫鉛焊接罐，不僅避免了鉛錫烊料中鉛的污染，保證了食品的衛生要求，而且提高了焊縫強度和罐身質量，簡化了制罐工藝，提高了生產效率，節約了原材料。一般焊接速度為 15～25m/min。由於電阻焊需要昂貴的變頻裝置和純銅作中間電極，因此已開始研究用雷射焊接技術來製造罐身。

④翻邊機：通過翻邊模的衝壓作用將焊接後的罐身兩端的邊緣適當翻出，以便於罐身和罐蓋進行卷邊密封的機械。

⑤封罐機：使罐身和底蓋卷封的機器。通常採用二重卷邊操作。

已有將罐身翻邊和封口作業合一的組合機，並用具有一定溝槽形狀的硬質彎板代替封口滾輪，採用旋壓翻邊，使機構更為緊湊。

⑥實罐封口機：對已裝填食品的罐頭容器施行密封的機器。為了儘可能地除去罐內頂隙間和食品本身含有的空氣，在密封前須進行排氣。通常採用真空排氣或噴射蒸汽排氣。

自動控制

在食品生產中，為了提高勞動生產率、減少污染、提高產品質量、減輕勞動強度、消除人為誤差、安全運行和提高設備的使用壽命，生產過程的連續化和自動化已成為食品機械和設備的重要組成部分。食品生產中主要測量和控制參數是溫度、壓力或真空度、液位或料面、物料成分、濕含量、產品計數。在食品生產連續化作業線上，為了檢測食品包裝容器中的食物重量或容重是否在允差範圍，常常在生產線上設定重量或液位檢測裝置，對於不合格產品則通過選別機或其他執行機構隨時將其從生產線中剔除。常用的重量選別機是由電子皮帶秤和選別機組成，其稱量裝置主要是彈簧秤或槓桿秤，並由差動變壓器、充電管等作為感測元件。對於檢測裝有飲料等的包裝容器可借用 X射線來判斷罐內液面的水平檢測儀。檢查含湯類等負壓罐頭，常用真空度檢查儀。該儀器有一檢測頭，當罐頭通過此檢測頭時，即向罐蓋發出一電磁脈衝，並由接受檢查蓋的反響音頻，與正常值比較，當真空度不足，即被剔出生產線。此外還有套用光線反射角的辦法來檢查罐蓋內凹的程度，從而判斷真空度是否合格的儀器。

食品工程

食品生產中自動控制的主要目的是穩定工藝參數，如在全自動殺菌機或在蒸煮設備上已廣泛套用溫度、壓力自動調節和記錄裝置。採用計算機進行程式控制，使殺菌過程自動化，並可把不同的殺菌公式儲存起來，使產品質量始終如一。在食品蒸煮擠壓機上採用計算機來最佳化工藝參數，即使對已磨損的螺桿也能生產出合格產品。自動保護在食品單機聯動的設備上常起聯鎖作用，如在高速灌裝飲料的生產線上，一旦某一單機出了故障，可以使其他單機停止運轉或使整條生產線減速運行，直至故障排除。在產品質量檢測方面，用電導儀測量蒸發裝置中糖液的濃度，用自動折光儀檢測番茄醬的固形物含量，當被檢物的濃度達到指定要求時即由執行機構將物料作為成品排出。

設備要求

概況

食品生產中的使用的工藝裝備，根據作用於被加工產品的功能性質可分為機械和設備兩大類。機械類的特徵是存在有運動的工作構件，這些構件機械地作用在被加工的食品上。設備類的特徵是存在有一定的反應空間，食品在此空間進行物理－化學過程、生物化學過程、熱過程、電的和其他一些過程，這些過程將引起被加工食品的物理或化學性質的變化。在大多數情況下，食品生產裝備是由機械和設備組合而成的。

技術要求

除了一般要求（強度、剛度和耐震性）外，對食品機械和設備還有如下要求：①在保證生產過程的最大生產率前提下，應該消除或減少產品損耗，並避免加工過程對原料、中間產品和產品的化學、生物學特性產生影響。②為了避免金屬粒子落入被加工的食品，食品機械和設備的工作機構應具有高的耐磨性。③與食品接觸的零件表面不應有清洗時難以達到的死角。④保證食品與機械零件表面的附著力為最小。⑤為了保證機械在周期性的衛生清洗之後以及在裝配修理時能夠快速拆、裝，食品機械和設備由單個的、具有簡單連線方式的部件和組件構成。⑥與食品直接接觸的零部件應採用符合國家衛生防疫機構允許使用的材料來製造。

材料要求

①與食品直接接觸的材料中不應含有對人體健康有害的元素或與食品產生化學反應的元素；食品環境、清洗和套用消毒劑及潤滑劑時，不應對材料有所破壞。②材料的耐鏽蝕性能強。在食品生產裝備中常用不鏽鋼材料。1Cr18Ni9Ti是食品機械中廣泛使用的焊接結構鋼，對啤酒、碳酸飲料、肉、果汁和乳等有較好的防鏽能力，但不耐氯離子的腐蝕；與食品接觸且用腐蝕性清洗劑作衛生處理及高溫下作業的食品設備套用高合金鋼和耐鏽蝕鋼。各種聚合物和塑膠是常用的非金屬材料，如用聚四氟乙稀作切面機和蒸煮擠壓機的模板，用有機矽化合物的塗層來減少食品對機件的附著力，有的反應或貯存食品的容器，採用玻璃鋼、生漆或環氧樹脂的塗層，可以節省大量昂貴的含鎳材料。

外觀質量要求 　應具有高的強度、耐磨、能抵抗腐蝕介質的侵蝕和具有漂亮的裝飾。用不鏽鋼製作的食品設備應作表面拋光，機械外表面的塗漆用多層噴漆，但不準用含有毒物質或不良氣味的油漆塗層。在制粉工業中，由於常有火災的危險，故不準使用硝酸纖維等易燃塗料。

展望

食品工程是年輕的技術學科。它廣泛地汲取其他工業部門的最新成就，並結合食品加工的特點而不斷加以完善和發展。新出現的加工技術，如無菌包裝、蒸煮擠壓技術、冷凍濃縮和超濾技術，已將傳統的加工概念加以更新。這些技術為縮短食品鏈、減少食品污染和最大限度地減少食品中營養成分的損失起了重要作用。尤其是蒸煮擠壓技術，它把食品混合、加熱、冷卻、剪下和成型等多道工序集於一機，在無污染物排出的情況下，完成了食品的高溫短時滅菌和蒸煮。

食品工程的進一步發展，將著重解決以下問題：①用新的包裝手段和裝備改善食品包裝，提高食品保藏性能和貨架壽命。②完善蒸煮擠出技術、無菌包裝技術等新興技術。③研究合理的節能裝置以降低冷凍食品和冷凍乾燥食品的成本。④用生物方法解決食品生產中排污問題。⑤提高自動化程度，防止食品污染，保證食品安全質量。⑥食品工程單元操作的最最佳化及計算機的套用。

專業信息

摘要

食品工程 Foodstuff Engineering

食品工程是糧食、油料加工，食品製造和飲料製造等工程技術領域的總稱。其工程碩士學位授權單位培養從事食品生物技術、食品化學及套用、食品加工與保藏、食品檢測與分析、食品分離與重組、糧食與油脂加工、水產品加工、畜產品加工、果蔬加工、食品機械與包裝、功能性食品的理論研究和技術開發的高級工程技術人才。研修的主要課程有：政治理論課、外語課、食品酶學、食品科學研究方法學、微生物學、生化工程與設備、水處理工程、食品分離與重組、食品物性學、食品風味化學、食品添加劑化學、食品包裝技術、食品波譜學、功能性食品、食品科學研究的新進展、食品工業管理學等。

概述

本領域涉及食品加工、食品製造、飲料製造和菸草等行業。食品工業的發展不僅有力促進農副牧業資源的最佳化和發展，而且在為不同人群提供各種各樣的安全、營養、方便的食品，改善國民的攝入營養水平，保證身體健康，穩定社會方面發揮著愈來愈重要的作用。隨著生活水平的提高，人們對食品的安全與衛生、營養與健康、花式與品種更為關注，無疑給食品科技人員提出了更高的要求。採用新技術、新工藝是解決人口增長，食物資源短缺，充分和可持續利用自然資源，生產優質、多品種、價廉食品的關鍵。本學科領域必須將食品工程領域的理論與技術問題與物理、化學、生物技術、微生物學、農業工程、化學工程、輕工技術與工程、計算機與自動控制、管理學與系統工程學等工程技術緊密結合，尤其應加強食品生物技術的開發、套用研究，各種工程技術與信息技術在食品工業套用的研究，新材料、新工藝、新技術、新設備、新產品的開發套用研究，以便改造傳統的食品工業，充分發掘利用有限的自然資源，降低生產成本，提高經濟效益。

食品工程

本領域與化學工程、輕工技術與工程、生物工程、計算機技術、控制工程、環境工程、農業工程、材料工程、機械工程等工程領域密切相關。

培養目標

培養適應社會主義建設，具有較堅實的食品科學與工程基礎理論和寬廣的專業知識，對食品工程技術的國內外現狀和發展趨勢有較全面的了解；具有創新意識，能運用先進技術、方法解決食品工程領域問題，能獨立擔負食品工程領域的技術革新、科技開發和管理工作，全面發展的高級工程技術人才。

領域範圍

領域主要的研究方向有：食品生物技術、食品化學及套用、食品加工與保藏、食品分析與檢測、食品分離與重組、糧食與油脂加工、水產品加工、畜產品加工、果蔬加工、食品機械與包裝技術、食品工廠質量管理體系、功能性食品開發。

食品工程

課程設定

基礎課：自然辯證法、科學社會主義理論、外語、計算機技術及套用等。

技術基礎：食品酶學、食品科學研究方法學、水處理工程、微生物學、生物化學工程與設備、環境工程導論、管理學原理、經濟學原理等。

專業課：食品分離重組技術、工程化食品、食品物性學、食品風味化學、食品添加劑化學、食品波譜學、功能性食品、食品加工機械及設備、食品包裝技術、食品科學與進展、食品保鮮及冷藏技術等。

上述課程可定為學位課程與非學位課程。此外，各培養單位可根據本單位的特點及企業需要選擇或適當增開其他課程。課程學習總學分不少於28學分。

學位論文

食品工程領域工程碩士學位論文的選題應來源於生產實際或具有明確的工程背景與套用價值，具有一定的技術難度和工作量。具體可分為：食品工廠或與食品生產配套設施或裝備的設計，食品工廠中的技術攻關、技術改造、技術推廣與套用研究，新材料、新產品、新工藝、新設備的研製與開發，國外先進技術項目（包括技術與設備）的引進、消化、吸收和套用，一個較完整的食品工程技術項目或質量管理項目的規劃與研究，具有工程背景或工程套用前景的基礎性研究項目或預研專題。

食品工程

論文撰寫應充分反映研究課題的研究結果。對於工程設計與實施，新產品、新工藝、新設備的研製與開發課題，論文應具有設計方案的比較、評估，設計說明書及相應的圖紙，或有設計的實施結果報告；對於重大技術改造與革新，論文應具有對原技術系統工藝與設備的評價，新方案的評述、結果及其經濟效益、社會效益和環境效益分析；對於國外先進技術與設備的引進、消化、吸收與套用項目，論文應該有引進項目工藝、設備、技術特點的完整介紹，以及引進過程中調試、改進與成功運行的完整數據與數據分析；對於食品工程技術項目或質量管理項目的規劃性或可行性研究，論文應該有工程項目的全面介紹與評述、項目管理採用的管理策略與數學模型、規劃的結果與模型分析結果，並給出管理的創新性報告；對於套用基礎研究項目或預研專題，論文應該反映課題的工程背景或套用前景，給出實驗方法或試驗流程圖，給出實驗數據及其理論分析結果。

參考書目

A. Leniger，　W. A. Berarloo,Food　Process Engineering,D.Reidel Publishing Co.,Dordrecht/Boston,1975. 　N.N.Potter,Food　Science,3rd Edition,The AⅥ Publishing Co.,Westport Connecticut,1978. 　S.M.亨德森、P.L.佩里著，丁霄霖、宋正良、周清澈譯：《農產品加工工程》，農業出版社，北京，1984。　S.M.Henderson,P.L.Perry,Agricultural Process Engineering,3rd Edition,1976. 食品工程-反滲透膜機理 反滲透機理模型　1.優先吸附細孔模型：弱點乾態電鏡下，沒發現孔。濕態膜標本不是電鏡的樣品。　2.溶解擴散模型：不認為有孔。　3.乾閉濕開模型，上個世紀，1993年，提出了“乾閉濕開”反滲透模型，統一了兩個最經典的反滲透機制模型，細孔模型，溶解擴散模型。乾閉濕開模型簡述：膜乾時收縮，孔閉合，電鏡下膜“緻密無孔”，稱“乾閉”；濕態時，膜溶脹，孔被溶劑撐開，生成動態活膜孔，叫“濕開”。合起來稱“乾閉濕開反滲透模型”