食品工程綜合設(shè)計(jì)案例集

食品工程綜合設(shè)計(jì)是食品科學(xué)與工程類專業(yè)新開設(shè)的一門整合性、綜合性設(shè)計(jì)課程，旨在鍛煉學(xué)生跨界整合能力與工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力?！妒称饭こ叹C合設(shè)計(jì)案例集》以工程教育認(rèn)證的成果導(dǎo)向（OBE） 為引導(dǎo)， 系統(tǒng)地闡述食品工藝類、食品工廠類、食品機(jī)械類、分析檢測類、營養(yǎng)健康類、新產(chǎn)品開發(fā)類、食品認(rèn)證認(rèn)可類等七大類的綜合設(shè)計(jì)案例。作為“新工科”和“一流專業(yè)”建設(shè)的成果教材之一，本案例集的編寫力求理論性和實(shí)踐性的統(tǒng)一，并緊密結(jié)合食品專業(yè)的特色與當(dāng)前產(chǎn)業(yè)對人才能力的需求，通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)與綜合實(shí)作將所需的基礎(chǔ)知識(shí)和理論技能應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)實(shí)踐。
本書可供食品科學(xué)與工程、食品質(zhì)量與安全、食品營養(yǎng)與健康等相關(guān)專業(yè)作為教材使用，也可供相關(guān)專業(yè)科研及工程技術(shù)人員參考。

王軍，韓山師范學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院 副教授，博士 ，主持教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201901102002 食品分析與安全檢測技術(shù)的教學(xué)資源開發(fā)）、2020年廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（粵教高函【2020】20號(hào)、新工科背景下食品專業(yè)Capstone課程構(gòu)建與實(shí)踐）等。主講《食品加工原理》《果品蔬菜加工工藝學(xué)》《食品營養(yǎng)與安全衛(wèi)生學(xué)》等本科生課程。

1.本案例教材擬以工程教育認(rèn)證的產(chǎn)出導(dǎo)向（OBE）理念為引導(dǎo)，結(jié)合食品專業(yè)的特色與當(dāng)前產(chǎn)業(yè)對人才能力的需求，聯(lián)合三所國內(nèi)高校匯編近年來的食品工程綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目。 2.該案例集可幫助學(xué)生理解理論和實(shí)踐相關(guān)性，旨在鍛煉學(xué)生跨界整合能力與工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題、團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力等工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的核心能力，引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)將來的食品生產(chǎn)、食品檢驗(yàn)、質(zhì)量控制等職業(yè)工作，為學(xué)生將來真正進(jìn)入企業(yè)與社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題和鍛煉工程實(shí)踐能力是工程教育認(rèn)證的主旨，也是“新工科”建設(shè)的主要內(nèi)容之一，新興工科產(chǎn)業(yè)需要復(fù)合型、綜合性的高級(jí)人才，不僅要求學(xué)生具備解決復(fù)雜工程問題的能力，具有全球視野、領(lǐng)導(dǎo)能力、實(shí)踐能力，還要求成為一位具有豐富人文科學(xué)素養(yǎng)的工程領(lǐng)域領(lǐng)袖人物。為推進(jìn)新工科人才的培養(yǎng)，變革傳統(tǒng)的教學(xué)方法與人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建多樣化的工程教育培養(yǎng)模式，最終達(dá)到培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的創(chuàng)新應(yīng)用型人才這一目標(biāo)。
本案例集以新工科建設(shè)中的培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，融合工程教育認(rèn)證和課程思政建設(shè)的理念。首先，體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的理念，主張學(xué)生在真實(shí)情境中帶著問題去學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)主動(dòng)性、自覺性和積極性，實(shí)現(xiàn)對知識(shí)的真正理解。本案例集以工程教育認(rèn)證的“成果導(dǎo)向（OBE）”為引導(dǎo)，緊密結(jié)合食品專業(yè)的特色與當(dāng)前產(chǎn)業(yè)對人才能力的需求，圍繞本領(lǐng)域最新的動(dòng)態(tài)，推行基于問題、基于項(xiàng)目、基于案例的教學(xué)與設(shè)計(jì)，選取國內(nèi)外食品科學(xué)與工程領(lǐng)域的22 個(gè)工程設(shè)計(jì)實(shí)例，以期幫助學(xué)生理解理論和實(shí)踐的相關(guān)性，旨在鍛煉學(xué)生跨界整合能力與工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力、團(tuán)隊(duì)合作與溝通能力、項(xiàng)目管理能力等工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的核心能力，引導(dǎo)學(xué)生適應(yīng)將來的食品生產(chǎn)、食品檢驗(yàn)、質(zhì)量控制與管理等工作，為學(xué)生將來真正進(jìn)入企業(yè)與社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，最終達(dá)成頂峰成果。
本案例集在系統(tǒng)介紹數(shù)據(jù)處理軟件及繪圖軟件在食品工程綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用基礎(chǔ)之上，根據(jù)食品科學(xué)與工程類專業(yè)的特點(diǎn)、應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)和新工科建設(shè)的需求，綜合前期各高校食品專業(yè)綜合設(shè)計(jì)的案例，分成食品工藝類、食品工廠類、食品機(jī)械類、分析檢測類、營養(yǎng)健康類、新產(chǎn)品開發(fā)類、食品認(rèn)證認(rèn)可類等七大類綜合設(shè)計(jì)案例。
本案例集由韓山師范學(xué)院、華南理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院南海水產(chǎn)研究所、福清市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所等六家單位中長期從事教學(xué)科研和有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家學(xué)者共同編著。編寫分工如下：王軍負(fù)責(zé)第一章第二節(jié)、第二章第一節(jié)、第三章案例一、第四章案例二、第六章案例四；王忠合負(fù)責(zé)第一章第一節(jié)、第五章案例一、第六章案例三、第九章第一節(jié)；王金梅負(fù)責(zé)第二章第二節(jié)；胡蕾負(fù)責(zé)第三章案例二；林婉玲負(fù)責(zé)第三章案例三；劉謀泉負(fù)責(zé)第四章案例一；孔美蘭負(fù)責(zé)第四章案例二；楊玉負(fù)責(zé)第四章案例三；張建友負(fù)責(zé)第四章案例四；林麗云負(fù)責(zé)第五章案例三；歷建剛負(fù)責(zé)第六章案例一和案例二；章斌負(fù)責(zé)第七章案例一和案例二；聶瑩負(fù)責(zé)第七章案例三；陳勝軍負(fù)責(zé)第八章案例一；戚勃負(fù)責(zé)第八章案例二；黃卉負(fù)責(zé)第八章案例三；郭麗萍負(fù)責(zé)第九章案例一和案例二。全書由王軍、王忠合負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。
本案例集的出版得到廣東省本科高校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程建設(shè)項(xiàng)目（粵教高函〔2020〕19 號(hào)、粵教高函〔2023〕4 號(hào)）、廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（粵教高函〔2020〕20 號(hào)）、韓山師范學(xué)院質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目（粵韓師教字〔2020〕35 號(hào)、粵韓師教〔2022〕143 號(hào)）等的支持。本案例集在編寫過程中，得到了兄弟院校各位領(lǐng)導(dǎo)和老師們的指導(dǎo)與幫助，還得到化學(xué)工業(yè)出版社的大力支持和具體指導(dǎo)。在此，表示衷心感謝。
限于編者的水平，書中難免有紕漏和不足之處，希望廣大讀者批評(píng)指正。

編著者
2024年2月

第一章　工程教育專業(yè)認(rèn)證與食品工程綜合設(shè)計(jì)概述 001
第一節(jié)　工程教育專業(yè)認(rèn)證的方案與要求 001
一、我國工程教育專業(yè)認(rèn)證的概況 001
二、工程教育專業(yè)認(rèn)證的理念 003
三、工程教育專業(yè)認(rèn)證的程序與標(biāo)準(zhǔn) 006
四、我國食品科學(xué)與工程領(lǐng)域工程教育專業(yè)認(rèn)證的現(xiàn)狀 009
第二節(jié)　工程教育認(rèn)證中復(fù)雜工程問題的標(biāo)準(zhǔn)與解決策略 010
一、《華盛頓協(xié)議》及工程問題相關(guān)的術(shù)語及定義 010
二、解決復(fù)雜工程問題的能力分析與培養(yǎng)途徑 019
三、食品科學(xué)與工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的概況 024
思考與活動(dòng) 027
參考文獻(xiàn) 027

第二章　數(shù)據(jù)處理與繪圖軟件在食品工程綜合設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 028
第一節(jié)　Excel 軟件處理食品工程數(shù)據(jù)與作圖 028
一、概況 028
二、統(tǒng)計(jì)分析 033
三、處理食品工程數(shù)據(jù) 044
第二節(jié)　Origin 軟件處理食品工程數(shù)據(jù)與作圖 055
一、Origin 基本操作 055
二、導(dǎo)入數(shù)據(jù) 061
三、繪制圖形 063
四、Origin 軟件處理食品工程數(shù)據(jù)及繪圖方法 074
參考文獻(xiàn) 080

第三章　食品工藝類綜合設(shè)計(jì)案例 081
案例一　冷凍干燥試驗(yàn)及干燥曲線繪制 081
一、概述與凍干的原理 081
二、主要生產(chǎn)設(shè)備與儀器 083
三、工藝流程及操作要點(diǎn) 083
四、凍干曲線及產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定 087
五、結(jié)論 088
思考與活動(dòng) 089
案例二　中式香腸的加工 089
一、實(shí)驗(yàn)原理 089
二、主要生產(chǎn)設(shè)備與材料 089
三、生產(chǎn)工藝流程及配方 090
四、工藝設(shè)計(jì)操作要點(diǎn) 090
五、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品評(píng)定 091
六、綜合評(píng)定 092
思考與活動(dòng) 092
案例三　老香黃果糕的加工 093
一、實(shí)驗(yàn)原理 093
二、主要生產(chǎn)設(shè)備與材料 093
三、生產(chǎn)工藝流程及配方 094
四、工藝設(shè)計(jì)操作要點(diǎn) 094
五、工藝條件的優(yōu)化 095
六、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品評(píng)定 098
七、綜合評(píng)定 099
思考與活動(dòng) 099
參考文獻(xiàn) 099

第四章　食品工廠類綜合設(shè)計(jì)案例 101
案例一　年產(chǎn) 1000噸鹽焗雞食品工廠的綜合設(shè)計(jì) 102
一、案例相關(guān)的概況 102
二、廠址選擇及總平面設(shè)計(jì) 102
三、工廠工藝設(shè)計(jì) 104
四、固定資產(chǎn)投資方案 105
五、環(huán)境保護(hù)措施（三廢處理） 106
六、設(shè)計(jì)概算和經(jīng)濟(jì)效益分析 107
案例二　年產(chǎn) 1 萬噸鳳凰茶茶酥餅干食品工廠的綜合設(shè)計(jì) 109
一、案例相關(guān)的概況 109
二、廠址選擇及總平面設(shè)計(jì) 109
三、工廠工藝設(shè)計(jì) 111
四、固定資產(chǎn)投資方案 113
五、環(huán)境保護(hù)措施（三廢處理） 115
六、設(shè)計(jì)概算和經(jīng)濟(jì)效益分析 116
案例三　速凍調(diào)制食品工廠的綜合設(shè)計(jì) 118
一、案例相關(guān)的概況 118
二、廠址選擇及總平面設(shè)計(jì) 118
三、物料衡算 120
四、工廠工藝設(shè)計(jì) 122
五、設(shè)備選型及設(shè)備布局 123
六、實(shí)驗(yàn)室管理制度與設(shè)備、設(shè)施布局 124
七、環(huán)境保護(hù)措施及三廢處理 125
案例四　年產(chǎn) 100噸低 GI 營養(yǎng)豆粉工廠設(shè)計(jì) 126
一、案例相關(guān)概況 127
二、廠址選擇及總平面設(shè)計(jì) 127
三、工廠工藝設(shè)計(jì) 129
四、固定資產(chǎn)投資方案 130
五、環(huán)境保護(hù)措施（三廢處理） 131
六、設(shè)計(jì)概算和經(jīng)濟(jì)效益分析 133
參考文獻(xiàn) 136

第五章　食品分析檢測類綜合設(shè)計(jì)案例 138
案例一　茶葉中游離氨基酸和茶氨酸含量分析綜合設(shè)計(jì) 139
一、案例相關(guān)的概況 139
二、茶葉中游離氨基酸的測定方法 140
三、茶葉中游離氨基酸測定方案的優(yōu)化與對比 141
四、茶葉中茶氨酸的測定方法 142
五、茶葉中茶氨酸測定方案的優(yōu)化與對比 144
六、綜合評(píng)價(jià) 147
思考與活動(dòng) 148
案例二　牡蠣中重金屬汞的測定與不確定度分析綜合設(shè)計(jì) 148
一、案例相關(guān)的概況 148
二、牡蠣食品中汞含量測定的方法 149
三、重金屬汞含量測定的結(jié)果與分析 151
四、測量不確定度分析 153
五、綜合評(píng)價(jià) 156
思考與活動(dòng) 156
設(shè)計(jì)任務(wù)書 156
案例三　食品中動(dòng)物源性成分檢測綜合設(shè)計(jì) 156
一、肉類食品摻假概況 157
二、動(dòng)物源性成分 RPA-LFD 快速定性檢驗(yàn) 157
設(shè)計(jì)任務(wù)書 159
參考文獻(xiàn) 159

第六章　食品機(jī)械類綜合設(shè)計(jì)案例 161
案例一　螺旋輸送機(jī)齒輪減速器的設(shè)計(jì) 161
一、螺旋輸送機(jī)發(fā)展概況 162
二、螺旋輸送機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 162
三、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 164
四、關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)及校核 164
五、質(zhì)量分析與結(jié)果評(píng)定 168
六、綜合評(píng)定 168
思考與活動(dòng) 168
設(shè)計(jì)任務(wù)書 168
案例二　帶式輸送機(jī)二級(jí)展開式齒輪減速器的設(shè)計(jì) 169
一、帶式運(yùn)輸機(jī)發(fā)展概況 169
二、帶式運(yùn)輸機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 169
三、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 171
四、關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)及校核 171
五、質(zhì)量分析與結(jié)果評(píng)定 175
六、綜合評(píng)定 175
思考與活動(dòng) 176
設(shè)計(jì)任務(wù)書 176
案例三　列管式熱交換器選型設(shè)計(jì) 176
一、熱交換器的發(fā)展概況 176
二、設(shè)計(jì)方案的選擇 177
三、熱交換器工藝計(jì)算 177
四、熱交換器結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 179
五、熱交換器傳熱系數(shù)核算 180
六、流體阻力損失計(jì)算 181
七、殼程厚度計(jì)算 182
八、計(jì)算結(jié)果 182
九、工藝流程圖和設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 183
思考與活動(dòng) 183
設(shè)計(jì)任務(wù)書 184
案例四　噴霧干燥器的設(shè)計(jì) 184
一、干燥與噴霧干燥器的概況 184
二、噴霧干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定 186
三、噴霧干燥工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 187
四、加熱器 189
五、進(jìn)風(fēng)機(jī)的選擇 192
六、排風(fēng)機(jī)的選型 193
七、繪制噴霧干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 194
思考與活動(dòng) 194
設(shè)計(jì)任務(wù)書 194
參考文獻(xiàn) 195

第七章　食品營養(yǎng)健康類綜合設(shè)計(jì)案例 196
案例一　2018年廣東省潮州市食品安全知識(shí)知曉率調(diào)查 196
一、案例相關(guān)的概況 197
二、調(diào)查對象、范圍與方法 197
三、調(diào)查結(jié)果與分析 198
四、討論與建議 203
案例二　《大學(xué)生營養(yǎng)健康教育現(xiàn)狀分析與對策》綜合設(shè)計(jì) 204
一、案例相關(guān)的概況 205
二、調(diào)查對象與方法 206
三、結(jié)果與分析 206
四、討論與建議 210
案例三　余甘子凍干果粉功效成分及抗代謝綜合征的評(píng)價(jià) 212
一、案例相關(guān)的概況 212
二、余甘子凍干果粉的制備與水溶性功能因子的檢測 213
三、余甘子凍干果粉的代謝綜合征動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法 214
四、余甘子凍干果粉的代謝綜合征動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 214
五、綜合評(píng)價(jià) 216
思考與活動(dòng) 217
設(shè)計(jì)任務(wù)書 218
參考文獻(xiàn) 218

第八章　新產(chǎn)品開發(fā)類綜合設(shè)計(jì)案例 219
案例一　卵形鯧鲹即食產(chǎn)品研究與開發(fā) 219
一、案例相關(guān)的產(chǎn)品概況 220
二、卵形鯧鲹即食產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程 220
三、主要生產(chǎn)設(shè)備與材料 221
四、卵形鯧鲹即食產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)及優(yōu)化 221
五、設(shè)計(jì)結(jié)果與分析 223
六、質(zhì)量分析與結(jié)果評(píng)定 226
七、綜合評(píng)定 227
案例二　龍須菜風(fēng)味海藻醬的開發(fā)設(shè)計(jì) 227
一、案例相關(guān)的產(chǎn)品概況 227
二、龍須菜風(fēng)味海藻醬產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程 228
三、主要生產(chǎn)設(shè)備與材料 228
四、龍須菜風(fēng)味海藻醬產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)及優(yōu)化 229
五、綜合評(píng)定 234
案例三　微波復(fù)熱預(yù)油炸魚片的開發(fā)設(shè)計(jì) 235
一、案例相關(guān)的產(chǎn)品概況 235
二、微波復(fù)熱預(yù)油炸魚片的生產(chǎn)工藝流程與方法 235
三、主要生產(chǎn)設(shè)備與材料 236
四、微波復(fù)熱預(yù)油炸魚片產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)及優(yōu)化 236
五、質(zhì)量分析與結(jié)果評(píng)定 242
六、綜合評(píng)定 242
參考文獻(xiàn) 243

第九章　食品認(rèn)證認(rèn)可類綜合設(shè)計(jì)案例 244
第一節(jié)　認(rèn)證認(rèn)可概述 244
一、認(rèn)證認(rèn)可制度 244
二、我國認(rèn)證認(rèn)可制度的法律法規(guī)體系 246
三、食品質(zhì)量管理體系認(rèn)證 247
四、食品產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證 249
案例一　某食品有限公司食品安全管理體系審核 254
一、案例背景 254
二、審核發(fā)現(xiàn) 254
三、審核組和企業(yè)的交流和溝通 255
四、審核組開具不合格報(bào)告 255
五、受審核組織的糾正措施及效果 255
六、本審核案例的意義 256
案例二　某食品有限公司BRC（英國零售商協(xié)會(huì)認(rèn)證）認(rèn)證審核案例 256
一、案例發(fā)生的背景 256
二、審核前準(zhǔn)備 256
三、現(xiàn)場審核主要審核發(fā)現(xiàn)及溝通 258
四、審核的綜合效果（受審核方改進(jìn)成效及驗(yàn)證情況） 258
參考文獻(xiàn) 259