食品工程综合设计案例集

食品工程综合设计是食品科学与工程类专业新开设的一门整合性、综合性设计课程，旨在锻炼学生跨界整合能力与工程实践能力，培养学生解决复杂工程问题能力。《食品工程综合设计案例集》以工程教育认证的成果导向（OBE） 为引导， 系统地阐述食品工艺类、食品工厂类、食品机械类、分析检测类、营养健康类、新产品开发类、食品认证认可类等七大类的综合设计案例。作为“新工科”和“一流专业”建设的成果教材之一，本案例集的编写力求理论性和实践性的统一，并紧密结合食品专业的特色与当前产业对人才能力的需求，通过项目设计与综合实作将所需的基础知识和理论技能应用于工程设计实践。
本书可供食品科学与工程、食品质量与安全、食品营养与健康等相关专业作为教材使用，也可供相关专业科研及工程技术人员参考。

王军，韩山师范学院生命科学与食品工程学院 副教授，博士 ，主持教育部产学合作协同育人项目（201901102002 食品分析与安全检测技术的教学资源开发）、2020年广东省高等教育教学改革项目（粤教高函【2020】20号、新工科背景下食品专业Capstone课程构建与实践）等。主讲《食品加工原理》《果品蔬菜加工工艺学》《食品营养与安全卫生学》等本科生课程。

1.本案例教材拟以工程教育认证的产出导向（OBE）理念为引导，结合食品专业的特色与当前产业对人才能力的需求，联合三所国内高校汇编近年来的食品工程综合设计实践项目。 2.该案例集可帮助学生理解理论和实践相关性，旨在锻炼学生跨界整合能力与工程实践能力，培养学生解决复杂工程问题、团队合作与沟通能力等工程教育认证标准中规定的核心能力，引导学生适应将来的食品生产、食品检验、质量控制等职业工作，为学生将来真正进入企业与社会打下坚实基础。

培养学生解决复杂工程问题和锻炼工程实践能力是工程教育认证的主旨，也是“新工科”建设的主要内容之一，新兴工科产业需要复合型、综合性的高级人才，不仅要求学生具备解决复杂工程问题的能力，具有全球视野、领导能力、实践能力，还要求成为一位具有丰富人文科学素养的工程领域领袖人物。为推进新工科人才的培养，变革传统的教学方法与人才培养模式，构建多样化的工程教育培养模式，最终达到培养适应当前社会经济发展的创新应用型人才这一目标。
本案例集以新工科建设中的培养应用型人才为目标，融合工程教育认证和课程思政建设的理念。首先，体现“以学生为中心”的理念，主张学生在真实情境中带着问题去学习，提升学习主动性、自觉性和积极性，实现对知识的真正理解。本案例集以工程教育认证的“成果导向（OBE）”为引导，紧密结合食品专业的特色与当前产业对人才能力的需求，围绕本领域最新的动态，推行基于问题、基于项目、基于案例的教学与设计，选取国内外食品科学与工程领域的22 个工程设计实例，以期帮助学生理解理论和实践的相关性，旨在锻炼学生跨界整合能力与工程实践能力，培养学生解决复杂工程问题能力、团队合作与沟通能力、项目管理能力等工程教育认证标准中规定的核心能力，引导学生适应将来的食品生产、食品检验、质量控制与管理等工作，为学生将来真正进入企业与社会打下坚实基础，最终达成顶峰成果。
本案例集在系统介绍数据处理软件及绘图软件在食品工程综合设计中的应用基础之上，根据食品科学与工程类专业的特点、应用型人才培养的目标和新工科建设的需求，综合前期各高校食品专业综合设计的案例，分成食品工艺类、食品工厂类、食品机械类、分析检测类、营养健康类、新产品开发类、食品认证认可类等七大类综合设计案例。
本案例集由韩山师范学院、华南理工大学、浙江工业大学、青岛农业大学、中国水产科学研究院南海水产研究所、福清市产品质量检验所等六家单位中长期从事教学科研和有丰富实践经验的专家学者共同编著。编写分工如下：王军负责第一章第二节、第二章第一节、第三章案例一、第四章案例二、第六章案例四；王忠合负责第一章第一节、第五章案例一、第六章案例三、第九章第一节；王金梅负责第二章第二节；胡蕾负责第三章案例二；林婉玲负责第三章案例三；刘谋泉负责第四章案例一；孔美兰负责第四章案例二；杨玉负责第四章案例三；张建友负责第四章案例四；林丽云负责第五章案例三；历建刚负责第六章案例一和案例二；章斌负责第七章案例一和案例二；聂莹负责第七章案例三；陈胜军负责第八章案例一；戚勃负责第八章案例二；黄卉负责第八章案例三；郭丽萍负责第九章案例一和案例二。全书由王军、王忠合负责统稿。
本案例集的出版得到广东省本科高校教学质量与教学改革工程建设项目（粤教高函〔2020〕19 号、粤教高函〔2023〕4 号）、广东省高等教育教学改革项目（粤教高函〔2020〕20 号）、韩山师范学院质量工程建设项目（粤韩师教字〔2020〕35 号、粤韩师教〔2022〕143 号）等的支持。本案例集在编写过程中，得到了兄弟院校各位领导和老师们的指导与帮助，还得到化学工业出版社的大力支持和具体指导。在此，表示衷心感谢。
限于编者的水平，书中难免有纰漏和不足之处，希望广大读者批评指正。

编著者
2024年2月

第一章　工程教育专业认证与食品工程综合设计概述 001
第一节　工程教育专业认证的方案与要求 001
一、我国工程教育专业认证的概况 001
二、工程教育专业认证的理念 003
三、工程教育专业认证的程序与标准 006
四、我国食品科学与工程领域工程教育专业认证的现状 009
第二节　工程教育认证中复杂工程问题的标准与解决策略 010
一、《华盛顿协议》及工程问题相关的术语及定义 010
二、解决复杂工程问题的能力分析与培养途径 019
三、食品科学与工程领域复杂工程问题的概况 024
思考与活动 027
参考文献 027

第二章　数据处理与绘图软件在食品工程综合设计中的应用 028
第一节　Excel 软件处理食品工程数据与作图 028
一、概况 028
二、统计分析 033
三、处理食品工程数据 044
第二节　Origin 软件处理食品工程数据与作图 055
一、Origin 基本操作 055
二、导入数据 061
三、绘制图形 063
四、Origin 软件处理食品工程数据及绘图方法 074
参考文献 080

第三章　食品工艺类综合设计案例 081
案例一　冷冻干燥试验及干燥曲线绘制 081
一、概述与冻干的原理 081
二、主要生产设备与仪器 083
三、工艺流程及操作要点 083
四、冻干曲线及产品质量评定 087
五、结论 088
思考与活动 089
案例二　中式香肠的加工 089
一、实验原理 089
二、主要生产设备与材料 089
三、生产工艺流程及配方 090
四、工艺设计操作要点 090
五、质量标准与产品评定 091
六、综合评定 092
思考与活动 092
案例三　老香黄果糕的加工 093
一、实验原理 093
二、主要生产设备与材料 093
三、生产工艺流程及配方 094
四、工艺设计操作要点 094
五、工艺条件的优化 095
六、质量标准与产品评定 098
七、综合评定 099
思考与活动 099
参考文献 099

第四章　食品工厂类综合设计案例 101
案例一　年产 1000吨盐焗鸡食品工厂的综合设计 102
一、案例相关的概况 102
二、厂址选择及总平面设计 102
三、工厂工艺设计 104
四、固定资产投资方案 105
五、环境保护措施（三废处理） 106
六、设计概算和经济效益分析 107
案例二　年产 1 万吨凤凰茶茶酥饼干食品工厂的综合设计 109
一、案例相关的概况 109
二、厂址选择及总平面设计 109
三、工厂工艺设计 111
四、固定资产投资方案 113
五、环境保护措施（三废处理） 115
六、设计概算和经济效益分析 116
案例三　速冻调制食品工厂的综合设计 118
一、案例相关的概况 118
二、厂址选择及总平面设计 118
三、物料衡算 120
四、工厂工艺设计 122
五、设备选型及设备布局 123
六、实验室管理制度与设备、设施布局 124
七、环境保护措施及三废处理 125
案例四　年产 100吨低 GI 营养豆粉工厂设计 126
一、案例相关概况 127
二、厂址选择及总平面设计 127
三、工厂工艺设计 129
四、固定资产投资方案 130
五、环境保护措施（三废处理） 131
六、设计概算和经济效益分析 133
参考文献 136

第五章　食品分析检测类综合设计案例 138
案例一　茶叶中游离氨基酸和茶氨酸含量分析综合设计 139
一、案例相关的概况 139
二、茶叶中游离氨基酸的测定方法 140
三、茶叶中游离氨基酸测定方案的优化与对比 141
四、茶叶中茶氨酸的测定方法 142
五、茶叶中茶氨酸测定方案的优化与对比 144
六、综合评价 147
思考与活动 148
案例二　牡蛎中重金属汞的测定与不确定度分析综合设计 148
一、案例相关的概况 148
二、牡蛎食品中汞含量测定的方法 149
三、重金属汞含量测定的结果与分析 151
四、测量不确定度分析 153
五、综合评价 156
思考与活动 156
设计任务书 156
案例三　食品中动物源性成分检测综合设计 156
一、肉类食品掺假概况 157
二、动物源性成分 RPA-LFD 快速定性检验 157
设计任务书 159
参考文献 159

第六章　食品机械类综合设计案例 161
案例一　螺旋输送机齿轮减速器的设计 161
一、螺旋输送机发展概况 162
二、螺旋输送机的总体方案设计 162
三、传动装置运动和动力参数的计算 164
四、关键零件的设计及校核 164
五、质量分析与结果评定 168
六、综合评定 168
思考与活动 168
设计任务书 168
案例二　带式输送机二级展开式齿轮减速器的设计 169
一、带式运输机发展概况 169
二、带式运输机的总体方案设计 169
三、传动系统的运动和动力参数的计算 171
四、关键零件的设计及校核 171
五、质量分析与结果评定 175
六、综合评定 175
思考与活动 176
设计任务书 176
案例三　列管式热交换器选型设计 176
一、热交换器的发展概况 176
二、设计方案的选择 177
三、热交换器工艺计算 177
四、热交换器结构尺寸计算 179
五、热交换器传热系数核算 180
六、流体阻力损失计算 181
七、壳程厚度计算 182
八、计算结果 182
九、工艺流程图和设备结构图 183
思考与活动 183
设计任务书 184
案例四　喷雾干燥器的设计 184
一、干燥与喷雾干燥器的概况 184
二、喷雾干燥系统设计方案的确定 186
三、喷雾干燥工艺设计计算 187
四、加热器 189
五、进风机的选择 192
六、排风机的选型 193
七、绘制喷雾干燥设备结构图 194
思考与活动 194
设计任务书 194
参考文献 195

第七章　食品营养健康类综合设计案例 196
案例一　2018年广东省潮州市食品安全知识知晓率调查 196
一、案例相关的概况 197
二、调查对象、范围与方法 197
三、调查结果与分析 198
四、讨论与建议 203
案例二　《大学生营养健康教育现状分析与对策》综合设计 204
一、案例相关的概况 205
二、调查对象与方法 206
三、结果与分析 206
四、讨论与建议 210
案例三　余甘子冻干果粉功效成分及抗代谢综合征的评价 212
一、案例相关的概况 212
二、余甘子冻干果粉的制备与水溶性功能因子的检测 213
三、余甘子冻干果粉的代谢综合征动物实验方法 214
四、余甘子冻干果粉的代谢综合征动物实验结果与分析 214
五、综合评价 216
思考与活动 217
设计任务书 218
参考文献 218

第八章　新产品开发类综合设计案例 219
案例一　卵形鲳鲹即食产品研究与开发 219
一、案例相关的产品概况 220
二、卵形鲳鲹即食产品的生产工艺流程 220
三、主要生产设备与材料 221
四、卵形鲳鲹即食产品开发设计及优化 221
五、设计结果与分析 223
六、质量分析与结果评定 226
七、综合评定 227
案例二　龙须菜风味海藻酱的开发设计 227
一、案例相关的产品概况 227
二、龙须菜风味海藻酱产品生产工艺流程 228
三、主要生产设备与材料 228
四、龙须菜风味海藻酱产品开发设计及优化 229
五、综合评定 234
案例三　微波复热预油炸鱼片的开发设计 235
一、案例相关的产品概况 235
二、微波复热预油炸鱼片的生产工艺流程与方法 235
三、主要生产设备与材料 236
四、微波复热预油炸鱼片产品开发设计及优化 236
五、质量分析与结果评定 242
六、综合评定 242
参考文献 243

第九章　食品认证认可类综合设计案例 244
第一节　认证认可概述 244
一、认证认可制度 244
二、我国认证认可制度的法律法规体系 246
三、食品质量管理体系认证 247
四、食品产品质量认证 249
案例一　某食品有限公司食品安全管理体系审核 254
一、案例背景 254
二、审核发现 254
三、审核组和企业的交流和沟通 255
四、审核组开具不合格报告 255
五、受审核组织的纠正措施及效果 255
六、本审核案例的意义 256
案例二　某食品有限公司BRC（英国零售商协会认证）认证审核案例 256
一、案例发生的背景 256
二、审核前准备 256
三、现场审核主要审核发现及沟通 258
四、审核的综合效果（受审核方改进成效及验证情况） 258
参考文献 259