食品工程綜合設計案例集

食品工程綜合設計是食品科學與工程類專業(yè)新開設的一門整合性、綜合性設計課程，旨在鍛煉學生跨界整合能力與工程實踐能力，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力。《食品工程綜合設計案例集》以工程教育認證的成果導向（OBE） 為引導， 系統(tǒng)地闡述食品工藝類、食品工廠類、食品機械類、分析檢測類、營養(yǎng)健康類、新產(chǎn)品開發(fā)類、食品認證認可類等七大類的綜合設計案例。作為“新工科”和“一流專業(yè)”建設的成果教材之一，本案例集的編寫力求理論性和實踐性的統(tǒng)一，并緊密結合食品專業(yè)的特色與當前產(chǎn)業(yè)對人才能力的需求，通過項目設計與綜合實作將所需的基礎知識和理論技能應用于工程設計實踐。
本書可供食品科學與工程、食品質量與安全、食品營養(yǎng)與健康等相關專業(yè)作為教材使用，也可供相關專業(yè)科研及工程技術人員參考。

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

1.本案例教材擬以工程教育認證的產(chǎn)出導向（OBE）理念為引導，結合食品專業(yè)的特色與當前產(chǎn)業(yè)對人才能力的需求，聯(lián)合三所國內高校匯編近年來的食品工程綜合設計實踐項目。 2.該案例集可幫助學生理解理論和實踐相關性，旨在鍛煉學生跨界整合能力與工程實踐能力，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題、團隊合作與溝通能力等工程教育認證標準中規(guī)定的核心能力，引導學生適應將來的食品生產(chǎn)、食品檢驗、質量控制等職業(yè)工作，為學生將來真正進入企業(yè)與社會打下堅實基礎。

培養(yǎng)學生解決復雜工程問題和鍛煉工程實踐能力是工程教育認證的主旨，也是“新工科”建設的主要內容之一，新興工科產(chǎn)業(yè)需要復合型、綜合性的高級人才，不僅要求學生具備解決復雜工程問題的能力，具有全球視野、領導能力、實踐能力，還要求成為一位具有豐富人文科學素養(yǎng)的工程領域領袖人物。為推進新工科人才的培養(yǎng)，變革傳統(tǒng)的教學方法與人才培養(yǎng)模式，構建多樣化的工程教育培養(yǎng)模式，最終達到培養(yǎng)適應當前社會經(jīng)濟發(fā)展的創(chuàng)新應用型人才這一目標。
本案例集以新工科建設中的培養(yǎng)應用型人才為目標，融合工程教育認證和課程思政建設的理念。首先，體現(xiàn)“以學生為中心”的理念，主張學生在真實情境中帶著問題去學習，提升學習主動性、自覺性和積極性，實現(xiàn)對知識的真正理解。本案例集以工程教育認證的“成果導向（OBE）”為引導，緊密結合食品專業(yè)的特色與當前產(chǎn)業(yè)對人才能力的需求，圍繞本領域最新的動態(tài)，推行基于問題、基于項目、基于案例的教學與設計，選取國內外食品科學與工程領域的22 個工程設計實例，以期幫助學生理解理論和實踐的相關性，旨在鍛煉學生跨界整合能力與工程實踐能力，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題能力、團隊合作與溝通能力、項目管理能力等工程教育認證標準中規(guī)定的核心能力，引導學生適應將來的食品生產(chǎn)、食品檢驗、質量控制與管理等工作，為學生將來真正進入企業(yè)與社會打下堅實基礎，最終達成頂峰成果。
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計中的應用基礎之上，根據(jù)食品科學與工程類專業(yè)的特點、應用型人才培養(yǎng)的目標和新工科建設的需求，綜合前期各高校食品專業(yè)綜合設計的案例，分成食品工藝類、食品工廠類、食品機械類、分析檢測類、營養(yǎng)健康類、新產(chǎn)品開發(fā)類、食品認證認可類等七大類綜合設計案例。
本案例集由韓山師范學院、華南理工大學、浙江工業(yè)大學、青島農業(yè)大學、中國水產(chǎn)科學研究院南海水產(chǎn)研究所、福清市產(chǎn)品質量檢驗所等六家單位中長期從事教學科研和有豐富實踐經(jīng)驗的專家學者共同編著。編寫分工如下：王軍負責第一章第二節(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；王忠合負責第一章第一節(jié)、第五章案例一、第六章案例三、第九章第一節(jié)；王金梅負責第二章第二節(jié)；胡蕾負責第三章案例二；林婉玲負責第三章案例三；劉謀泉負責第四章案例一；孔美蘭負責第四章案例二；楊玉負責第四章案例三；張建友負責第四章案例四；林麗云負責第五章案例三；歷建剛負責第六章案例一和案例二；章斌負責第七章案例一和案例二；聶瑩負責第七章案例三；陳勝軍負責第八章案例一；戚勃負責第八章案例二；黃卉負責第八章案例三；郭麗萍負責第九章案例一和案例二。全書由王軍、王忠合負責統(tǒng)稿。
本案例集的出版得到廣東省本科高校教學質量與教學改革工程建設項目（粵教高函〔2020〕19 號、粵教高函〔2023〕4 號）、廣東省高等教育教學改革項目（粵教高函〔2020〕20 號）、韓山師范學院質量工程建設項目（粵韓師教字〔2020〕35 號、粵韓師教〔2022〕143 號）等的支持。本案例集在編寫過程中，得到了兄弟院校各位領導和老師們的指導與幫助，還得到化學工業(yè)出版社的大力支持和具體指導。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，希望廣大讀者批評指正。

編著者
2024年2月

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

第二章　數(shù)據(jù)處理與繪圖軟件在食品工程綜合設計中的應用 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 080

第三章　食品工藝類綜合設計案例 081
案例一　冷凍干燥試驗及干燥曲線繪制 081
一、概述與凍干的原理 081
二、主要生產(chǎn)設備與儀器 083
三、工藝流程及操作要點 083
四、凍干曲線及產(chǎn)品質量評定 087
五、結論 088
思考與活動 089
案例二　中式香腸的加工 089
一、實驗原理 089
二、主要生產(chǎn)設備與材料 089
三、生產(chǎn)工藝流程及配方 090
四、工藝設計操作要點 090
五、質量標準與產(chǎn)品評定 091
六、綜合評定 092
思考與活動 092
案例三　老香黃果糕的加工 093
一、實驗原理 093
二、主要生產(chǎn)設備與材料 093
三、生產(chǎn)工藝流程及配方 094
四、工藝設計操作要點 094
五、工藝條件的優(yōu)化 095
六、質量標準與產(chǎn)品評定 098
七、綜合評定 099
思考與活動 099
參考文獻 099

第四章　食品工廠類綜合設計案例 101
案例一　年產(chǎn) 1000噸鹽焗雞食品工廠的綜合設計 102
一、案例相關的概況 102
二、廠址選擇及總平面設計 102
三、工廠工藝設計 104
四、固定資產(chǎn)投資方案 105
五、環(huán)境保護措施（三廢處理） 106
六、設計概算和經(jīng)濟效益分析 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計 109
一、案例相關的概況 109
二、廠址選擇及總平面設計 109
三、工廠工藝設計 111
四、固定資產(chǎn)投資方案 113
五、環(huán)境保護措施（三廢處理） 115
六、設計概算和經(jīng)濟效益分析 116
案例三　速凍調制食品工廠的綜合設計 118
一、案例相關的概況 118
二、廠址選擇及總平面設計 118
三、物料衡算 120
四、工廠工藝設計 122
五、設備選型及設備布局 123
六、實驗室管理制度與設備、設施布局 124
七、環(huán)境保護措施及三廢處理 125
案例四　年產(chǎn) 100噸低 GI 營養(yǎng)豆粉工廠設計 126
一、案例相關概況 127
二、廠址選擇及總平面設計 127
三、工廠工藝設計 129
四、固定資產(chǎn)投資方案 130
五、環(huán)境保護措施（三廢處理） 131
六、設計概算和經(jīng)濟效益分析 133
參考文獻 136

第五章　食品分析檢測類綜合設計案例 138
案例一　茶葉中游離氨基酸和茶氨酸含量分析綜合設計 139
一、案例相關的概況 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、綜合評價 147
思考與活動 148
案例二　牡蠣中重金屬汞的測定與不確定度分析綜合設計 148
一、案例相關的概況 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果與分析 151
四、測量不確定度分析 153
五、綜合評價 156
思考與活動 156
設計任務書 156
案例三　食品中動物源性成分檢測綜合設計 156
一、肉類食品摻假概況 157
二、動物源性成分 RPA-LFD 快速定性檢驗 157
設計任務書 159
參考文獻 159

第六章　食品機械類綜合設計案例 161
案例一　螺旋輸送機齒輪減速器的設計 161
一、螺旋輸送機發(fā)展概況 162
二、螺旋輸送機的總體方案設計 162
三、傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算 164
四、關鍵零件的設計及校核 164
五、質量分析與結果評定 168
六、綜合評定 168
思考與活動 168
設計任務書 168
案例二　帶式輸送機二級展開式齒輪減速器的設計 169
一、帶式運輸機發(fā)展概況 169
二、帶式運輸機的總體方案設計 169
三、傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)的計算 171
四、關鍵零件的設計及校核 171
五、質量分析與結果評定 175
六、綜合評定 175
思考與活動 176
設計任務書 176
案例三　列管式熱交換器選型設計 176
一、熱交換器的發(fā)展概況 176
二、設計方案的選擇 177
三、熱交換器工藝計算 177
四、熱交換器結構尺寸計算 179
五、熱交換器傳熱系數(shù)核算 180
六、流體阻力損失計算 181
七、殼程厚度計算 182
八、計算結果 182
九、工藝流程圖和設備結構圖 183
思考與活動 183
設計任務書 184
案例四　噴霧干燥器的設計 184
一、干燥與噴霧干燥器的概況 184
二、噴霧干燥系統(tǒng)設計方案的確定 186
三、噴霧干燥工藝設計計算 187
四、加熱器 189
五、進風機的選擇 192
六、排風機的選型 193
七、繪制噴霧干燥設備結構圖 194
思考與活動 194
設計任務書 194
參考文獻 195

第七章　食品營養(yǎng)健康類綜合設計案例 196
案例一　2018年廣東省潮州市食品安全知識知曉率調查 196
一、案例相關的概況 197
二、調查對象、范圍與方法 197
三、調查結果與分析 198
四、討論與建議 203
案例二　《大學生營養(yǎng)健康教育現(xiàn)狀分析與對策》綜合設計 204
一、案例相關的概況 205
二、調查對象與方法 206
三、結果與分析 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價 212
一、案例相關的概況 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物實驗方法 214
四、余甘子凍干果粉的代謝綜合征動物實驗結果與分析 214
五、綜合評價 216
思考與活動 217
設計任務書 218
參考文獻 218

第八章　新產(chǎn)品開發(fā)類綜合設計案例 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)設備與材料 221
四、卵形鯧鲹即食產(chǎn)品開發(fā)設計及優(yōu)化 221
五、設計結果與分析 223
六、質量分析與結果評定 226
七、綜合評定 227
案例二　龍須菜風味海藻醬的開發(fā)設計 227
一、案例相關的產(chǎn)品概況 227
二、龍須菜風味海藻醬產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程 228
三、主要生產(chǎn)設備與材料 228
四、龍須菜風味海藻醬產(chǎn)品開發(fā)設計及優(yōu)化 229
五、綜合評定 234
案例三　微波復熱預油炸魚片的開發(fā)設計 235
一、案例相關的產(chǎn)品概況 235
二、微波復熱預油炸魚片的生產(chǎn)工藝流程與方法 235
三、主要生產(chǎn)設備與材料 236
四、微波復熱預油炸魚片產(chǎn)品開發(fā)設計及優(yōu)化 236
五、質量分析與結果評定 242
六、綜合評定 242
參考文獻 243

第九章　食品認證認可類綜合設計案例 244
第一節(jié)　認證認可概述 244
一、認證認可制度 244
二、我國認證認可制度的法律法規(guī)體系 246
三、食品質量管理體系認證 247
四、食品產(chǎn)品質量認證 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)會認證）認證審核案例 256
一、案例發(fā)生的背景 256
二、審核前準備 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（受審核方改進成效及驗證情況） 258
參考文獻 259