具体描述
本书分基础和应用两篇。基础篇分4章，即数学模型建立、过程模拟、过程优化和过程控制。取
材以较易懂的基础知识为主，力求与目前国内外设计和科研现状相适应，使内容简明扼要，便于读者
掌握。应用篇也分4章，将食品加工过程从简到繁分成物理加工过程、复杂加工过程、酶反应过程和
微生物反应过程，并分别举出若干食品工业最新科技成果中的模拟、优化、控制典型，作为应用范
例，尽量做到基础理论与应用相结合，使专业读者学了之后，既有亲切之感，又找到入门之道。
本书的读者对象主要为大专院校食品工程专业的本科生和研究生、从事食品专业科研和设计的人
员、从事食品生产的工程技术人员等。
作者简介
目录信息
第一章 数学模型的建立
第一节 食品加工过程的基本概念
一、食品加工过程系统
二、食品加工过程系统的性质
第二节 模型的概念和分类
一、模型的概念
二、模型的分类
三、模型的简化
第三节 模型的建立
一、建模步骤
二、模型建立后的数学形式
第四节 食品加工过程的自由度分析
一、自由度的基本概念
二、自由变量的选择
三、物流的自由度
四、单元设备的自由度
五、过程流程的自由度
参考文献
第二章 过程的模拟
第一节 过程系统模型
一、过程系统模拟的基本概念
二、过程系统的结构模型
三、过程系统结构模型的过程矩阵R，表达法
四、过程系统结构模型的关联矩阵RI表达法
五、过程系统结构模型的邻接矩阵RA表达法
六、系统结构模型与单元过程数学模型的结合
第二节 过程系统模型的序贯模块法求解
一、序贯模块法的基本思想及其特点
二、系统的分隔
三 子系统的切断
四、切断物流的计算方法――非线性方程组的迭代求解
五、序贯模块法解设计问题
第三节 过程系统模型的联立方程法求解
一、联立方程法的基本思想及其特点
二、方程组的分隔和切断
三、联立方程组的解法
第四节 过程系统模型的联立模块法求解
一、联立模块法的基本特点――多个流程模型
二、联立模块法对四种迭代的处理
三、二层法
第五节 流程模拟的计算机辅助技术
一、化工模拟系统的分类
二、物性数据库
三、流程模拟系统的构成
四、流程模拟系统的开发步骤
五、流程模拟系统的应用
参考文献
第三章 过程的优化
概述
第一节 有关过程优化的基本问题
一、优化问题的数学描述
二、最优化问题的类型
三、最优化问题求解的一般步骤和方法
第二节 无约束条件的最优化方法
一、无约束单变量函数最优化问题的求解法――一维搜索法
二、无约束多变量最优化问题的求解
第三节 有约束条件问题的最优化方法
一、非线性规划
二、线性规划
第四节 动态规划
一、多级串联系统最优化问题
二、食品加工过程复杂系统的优化基础
参考文献
第四章 过程的控制
第一节 自动控制系统及其组成
一、自动控制系统的基本概念
二、自动控制系统的组成
第二节 简单控制系统的设计和投运
一、简单控制系统的设计
二、简单控制系统的投运
三、调节器参数的工程整定
第三节 复杂控制系统
一、串级控制系统
二、均匀控制系统
三、比值控制系统
四、分程控制系统
五、前馈控制系统
第四节 典型单元操作的控制
一、流体输送设备的控制
二、传热设备的控制
三、锅炉设备的控制
四、精馏塔的控制
五、生化反应器的控制方案
第五节 计算机控制系统
一、计算机控制系统的特点
二、计算机控制系统的控制规律
三、计算机控制系统的组成
四、计算机控制系统的类型
参考文献
第二篇 应用篇
第五章 食品物理加工过程中模拟、优化、控制应用举例
概述
第一节 淀粉生产用微型旋流器分离过程的模拟、优化和控制
一、圆锥形微型旋液器性能预测模型及几何尺寸优化
二、圆柱形微型旋液器的模拟及优化
第二节 固液混装罐头食品热力杀菌过程的模拟和优化
一、原始模型的建立
二、试验材料及测试方法
三、试验结果与分析
四、特定固液混装罐头食品热力杀菌传热过程数学模型
五、固体冷点温度预测值误差的讨论
第三节 气流干燥数学模型
一、数学模型的建立
二、模型求解
三 试验验证
四、应用实例
本节符号说明
第四节 冷冻干燥过程的模拟、优化和控制
一、冷冻干燥的一般描述
二、单升华面冷冻干燥数学模型
本节符号说明
参考文献
第六章 食品复杂加工过程中模拟、优化、控制应用举例
――食品蒸煮挤压过程
概述
第一节 挤压机及其建模方法与类型
一、单螺杆挤压机
二、双螺杆挤压机
三、挤压机的建模
第二节 单螺杆挤压机淀粉糊化模拟
一、淀粉糊化模型的建立
二、模型的求解
三、结果与讨论
第三节 双螺杆挤压机物料传输模拟
一、建模原理与假设
二、传送区段的模型
三、熔化泵送区模型
四、捏和桨和反向螺旋元件区段的模型
五、模孔处的模型
六、滞留时间与能量
七、理论结果与实验数据的比较
第四节 同向双螺杆食品挤压机中的传热模型
一、双螺杆挤压机中的传热
二、边界层理论
三、Yacu挤压机传热模型
四、LU模型
五、粘性模型
六、传热模型实验
第五节 食品挤压机的放大
一、用于热塑性材料的单螺杆挤压机的放大
二、双螺杆挤压机的放大
三、模孔的放大
四、食品挤压过程的放大
五、放大实验
参考文献
第七章 食品酶反应过程模拟、优化、控制应用实例
第一节 碳水化合物酶解化学机制和动力学模型
一、淀粉的酶法水解
二、麦芽糖、异麦芽糖和麦芽三糖的糖化酶法水解和合成动力学模型
三、纤维素的酶法水解―纤维素与纤维素酶的吸附作用及微晶纤维素酶
的水解动力学模型的新研究
第二节 蛋白酶水解过程的模拟
一、蛋白酶水解基本概念
二、有关食品蛋白酶水解的测定方法和实验方法
三、蛋白酶水解的控制以及各种酶底物体系的特征
四、蛋白酶水解动力学
五、蛋白质水解过程的控制
六、酶法制取ISSPH工艺的优化
第三节 超氧化物歧化酶及其活性的模拟
一、自由基的基本知识
二、氧自由基的生理作用及其调控
三、超氧阴离子歧化酶
四、SOD活性的人工模拟
参考文献
第八章 食品微生物反应过程模拟、优化、控制应用实例
第一节 微生物反应过程操作
一、分批培养
二、流加培养
三、连续培养
第二节 微生物反应过程的质量、能量平衡
一、微生物反应过程的质量衡算
二、微生物反应过程的能量衡算
第三节 微生物反应过程的优化控制
一、微生物反应过程参数及其监控
二、微生物反应过程的数学模型
三、计算机技术在微生物反应过程中的应用
第四节 微生物反应过程优化控制的应用实例
一、氨基酸的代谢控制
二、有机废水的生物处理
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本书的深度和广度都让人印象深刻，尤其是在控制策略这一块的论述，简直是教科书级别的精彩。它不仅仅是简单地介绍PID控制或者模糊控制，而是将这些经典控制理论与现代化的过程建模技术无缝衔接起来。我特别欣赏作者对“鲁棒性”的强调，在食品行业这种原料波动大、环境敏感的领域，一个过于“完美”但实际操作中容易失稳的控制系统是毫无价值的。书中详尽地阐述了如何构建考虑不确定性的模型，并设计出能在各种工况下都能稳定运行的优化控制方案。这种面向实际工业挑战的视角，使得这本书的实用价值远超那些只停留在理论推导层面的著作。对于工程技术人员而言，书中关于实时优化和模型预测控制（MPC）的章节，简直是提升工作效率的宝典，提供了从概念到实现的清晰路径。
我最近在研究如何利用先进的传感技术来实时监控发酵过程的代谢状态，但一直苦于如何将这些高频数据有效地融入到批次控制系统中。恰好这本书中有一个章节专门讨论了软测量（Soft Sensing）技术的应用，并结合了高阶统计量分析来处理复杂的生化反应数据。这部分内容对我启发极大，它揭示了如何通过建立间接但可靠的参数估计模型，来弥补昂贵或难以在线测量的关键指标。更令人惊喜的是，作者还讨论了如何将这些软测量结果作为反馈信号，去动态调整发酵罐的补料速率和搅拌强度，从而实现对产品质量的精准控制。这种对前沿技术的整合能力，让这本书显得非常与时俱进，它不仅仅是回顾经典，更是在引领未来的技术方向。阅读体验非常流畅，作者擅长用清晰的逻辑链条串起复杂的知识点。
这本书的排版和图示设计也值得称赞，这在技术类书籍中往往是容易被忽略的环节。对于描述复杂动态系统和优化模型的书籍来说，清晰的流程图和简洁的图表至关重要。这里的插图不仅美观，而且信息密度适中，能够瞬间抓住核心概念。特别是在介绍复杂优化算法的迭代过程时，作者采用的流程图比纯文字描述要高效得多。另外，书后附带的参考资料和进一步阅读的建议也非常详尽，这表明作者具有深厚的学术背景和广博的知识面，并且愿意为读者指明深入学习的路径。总而言之，这是一本兼具理论深度、工程实用性和良好可读性的专业著作，它极大地提升了我对食品工程领域建模与控制的理解层次。
坦白说，最初被这本书吸引是因为它承诺能“优化”过程，我对“优化”这个词往往抱持一丝谨慎。然而，这本书的贡献在于它提供了一种系统性的、数据驱动的思维框架，而非空泛的口号。它教我们如何科学地定义“最优目标函数”——在食品生产中，这往往涉及多个相互冲突的指标，比如成本、质量、安全性和可持续性。书中通过详细的案例分析，展示了如何通过多目标优化（MOP）技术，在这些目标之间找到一个帕累托前沿（Pareto Front），从而让决策者能够在不同的性能权衡点上做出明智的选择。例如，在连续杀菌过程中，如何权衡能耗与微生物灭活率之间的关系，书中给出的决策模型具有极高的参考价值。这种对决策科学的深入剖析，使得本书的读者群体可以延伸到工艺工程师、质量控制经理乃至生产部门的高层管理者。
这本关于食品加工过程模拟优化的书，真是让我对这个领域有了全新的认识。我原本以为这只是又一本枯燥的教科书，充斥着密密麻麻的公式和理论，但读下来才发现，作者的叙述方式非常生动，将复杂的数学模型和实际的工业应用完美地结合在一起。书中的案例分析尤其精彩，清晰地展示了如何运用模拟软件来预测和优化生产线的性能，例如，在面包烘焙过程中，如何通过调整温度曲线和湿度参数，实现在保证口感的同时，最大化能源利用效率。这种理论与实践紧密结合的风格，对于我这种既想了解底层原理又想知道如何落地操作的读者来说，简直是福音。作者没有仅仅停留在介绍工具层面，而是深入探讨了优化算法的选择和参数调整的策略，这对于我们解决实际生产中的瓶颈问题提供了非常有价值的指导。读完之后，我感觉自己不再是被动地接受生产结果，而是能够主动地去设计和控制更高效的生产流程。
