简介
研究食品工业生产中所用加工方法、过程和装置的一门技术科学。食品工程是食品生产工艺和设备的设计
食品工程
基础。一种新产品的开发通常需要经过研究试验、中间试验，然后依照工程原理进行相似放大，使之能适合工业生产的要求。食品加工过程中的物料，不仅有物理变化，往往还伴有化学变化和生物化学变化。食品工程涉及到化学、物理、农学、生物化学、生物学、微生物学、化学工程、生化工程、机械工程、人体营养与食品卫生学、包装材料和工程、环境治理与工程等多门科学。食品工程的任务是不断为食品工业生产的科学、合理、优化，提供必要的论证、技术和设备机理。食品工程研究的对象是食品生产中单一的或复合的过程和典型设备，研究这些过程和设备的机理及其共性和特性。从食品工程技术科学的发展状况来看，它和化学工程、生物工程紧密相关。在食品工业中虽然门类繁多，制造方法、设备大小和结构形式等各有不同，但可将这些制造过程加以分类整理，并且通常可归纳为由若干应用较广而为数不多的、称之为单元操作的基本过程组成。食品工程具有基本学科的性质，它所研究的基本原理是各门类食品工艺学、发酵工艺学、食品机械学等学科的主要基础和组成部分。
发展简况
食品工程的发展过程和食品生产行业的历史同样悠久，可以追溯到古代发酵和蒸发过程。从历史上
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看，食品加工的出现远较化学加工为早。人类以家庭烹调和手工方式加工食品的历史延续了许多世纪，但食品工业的出现则仅是近百年的事。长期以来，食品工业是以作坊的形式,凭经验和传统方法为其生产基础。19世纪末,科学原理才开始进入食品加工领域。食品加工科学化的一个重要方面是引入和运用化工单元操作，并发展形成食品工程单元操作，从而促进了食品工业向着大规模、连续化和自动化的方向发展。1952年，美国M.E.帕克撰写了《食品工程原理》一书，其他国家也相继出版了有关食品工程原理和食品工程单元操作的教科书，这是食品工程这门科学基本形成的重要标志。
基本单元操作
概况
食品工程所研究的基本单元操作一般包括：物料输送、清洗、分级、破碎、分离、混合、乳化、传热、浓
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缩、 干燥、 制冷、真空操作和包装。食品制造过程通常由其中的几个基本单元操作过程组成。大部分单元操作过程是由传质、传热和流体流动的基本定律所决定的。这些过程的实质既包含热量的传递，又包含着质量的传递，而决定过程进行的关键则是热量传递。
物料输送
在食品工厂内的物料输送包括原料输送、物料在工序间的输送和成品输送。物料输送既有水平方向的运送，也有垂直和倾斜方向的运送。根据物料的形态，可以分为固体物料和流体物料的输送。
固体物料输送 输送固体物料的设备有带式输送机、斗式输送机、螺旋输送机、链式输送器和气力输送器等。
①带式输送机。以在两个或两个以上皮带轮上运转的环形输送带作为传送元件的装置。它主要由输送带、驱动装置、张紧装置、托辊、加料和卸料装置组成。适用于块状、颗粒状物料和整件物料的水平或倾斜方向输送。
②斗式输送机。将盛料的升运斗固定在挠性牵引构件上而对物料进行垂直或倾斜输送的设备。它广泛用于粮谷食品、颗粒状食品（如蘑菇、青豆等）的输送。
③螺旋输送机。利用旋转的螺旋将被输送物料在固定的机壳内推移而进行输送的装置。可用于输送粉碎得很细的粉末，潮湿、胶粘、稠厚的物料，具有化学活性的物质和各种颗粒状物料。它具有防尘结构，便于拆卸。适用于奶粉、花生酱之类食品的输送。对于难以输送的物料，可相应采用双叶片、三叶片、变螺距或直径阶梯变化的螺旋。
④链式输送器。利用特制的链条与两链轮相啮合来传送物料的装置。它可以分为吊链式、刮板式和板式 3类，用于水果、蔬菜、立式杀菌锅的杀菌篮等的输送和搬运。
⑤气力输送器。利用高速气流在管道中输送颗粒状物料的设备。主要由供料装置、卸料装置、闭风
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器、除尘装置、气体输送机和输料管路 6部分组成。气力输送主要有真空输送和压力输送两种形式。真空输送(图1)是将物料吸入输料管中,在负压下输送到指定地点，然后将空气从物料中分离出来，物料从排料装置中卸出。从分离器分离出来的空气经净化除尘后，用真空泵抽出。由于输送系统为真空，消除了物料外流，保持了环境清洁。真空输送适合于从几个不同的地方向一个卸料点送料的场合。压力输送（图2 )是用空气将物料压送入输料管中，物料被送到指定位置之后,经分离器自动排出,分离出来的空气净化后放空。压力输送适合于一个加料点向几个不同地方送料的场合。 在气力输送系统中，气流速度过低，则被输送的物料不能悬浮或不能完全悬浮；气流速度过高，则浪费动力和增加颗粒物料的破碎等。气流速度的大小借助于实验或经验方法来确定。气流输送的优点是初置成本较低，机械结构简单,输送路线可任意安排和改变,输送过程具有自洁的特点，可以输送谷物、糖、茶叶、面粉、奶粉、淀粉和鱼粉饲料等多种食品。缺点是所需功率大，有可能损伤被输送的物料，不适合输送潮湿易结块和粘性的物料。
流体物料输送 在食品生产中，许多原料和产品是以液体状态存在的。食品工业上处理的液体，除单纯的液体外，多半是具有多成分系的复杂性质的流体，其流动现象不同于一般液体，属非牛顿液体。凡是源出于生物系统的液体，如蛋白质或多糖类的溶液或悬浮物，大多属于非牛顿流体。这类液体在食品加工过程中最为常见，如奶油、蛋黄酱、干酪、果酱和巧克力浆等。对非牛顿流体的深入研究是食品工程的重要内容。
研究流体食品的输送须从流体力学着手。流体的粘度和密度是影响流体流动的重要物理性质。流体流动类型对于流体输送、传热、搅拌、过滤等的影响甚为密切。流动类型可以用雷诺准数来判断，而雷诺准数是导管直径、流体平均流速、流体动力粘度和密度的综合反映。食品流体的输送是在管道中进行,并借助于泵来实现的。泵的作用除了增加流体的能量外，其相当部分的能量消耗于流体与管壁、流体质点间的摩擦损失，以及流体流经阀门、管件等局部位置的阻力损失。泵的功率计算、管路直径的确定和管路系统的设计的基本依据是伯努利方程和设计部门的长期实践经验。由于果蔬汁液具有不同程度的腐蚀性，含脂食品又易于氧化，营养丰富的食品又极适宜于微生物的滋长，所以输送食品的管路和输送设备必须采用不锈钢材料,而且结构上要完善地密封,联接件要便于拆卸和清洗。
在食品工厂中使用泵的目的是提升、移送流体，或是为了改变流体的压力和流速以满足不同工艺过程的需要。食品生产中常用的泵有离心泵、螺杆泵和旋转泵。①离心泵：又称卫生泵，主要用于输送水等低粘度的液体。当用离心泵输送牛奶、果汁或带悬浮颗粒等粘度不高的液体时,常将叶轮制成开式结构,轴向采用机械密封，泵体、叶轮和密封装置应易于拆卸和清洗。②螺杆泵：常用于输送粘稠液体或带有固体物料的酱状食品。螺杆泵能产生较高的压头，可通过改变转数来调节流量。③旋转泵：有齿轮泵、罗茨泵或其他结构的叶片泵等。常用来输送油和糖等粘稠物料。
清洗
果蔬原料在其生长、收获和贮运过程会受到尘埃、农药、微生物和其他污物的污染，因此在加工前必须彻
