实验描述

加快发展农产品精深加工,是提升乡村产业发展水平,推动乡村振兴的重要支撑。习近平总书记指出:“要抓农村新产业新业态,推动农产品加工业优化升级。”在国家乡村振兴战略的大背景下,山西省提出要立足山西特色农产品资源优势和优势产业基础,以现代农业科技为支撑,以标准和品牌为引领,进行全产业链创新、全价值链提升,全力打造酿品(酒、醋)等十个特色鲜明、结构合理、链条完整的农产品精深加工十大产业集群。

山西老陈醋位于十大产业集群之首。在遵从食醋传统酿造工艺本质、发酵规律的基础上,采用现代生物技术及自动化、智能化装备对传统酿造技术进行创新与提升、向现代化工业生产转型是集群建设发展的主要目标。而专业型、创新型、综合型的生物工程类、发酵类、智能数控类新工科人才的短缺成为限制集群发展的其中一个重要因素。

酒醋发酵科学与工程是山西农业大学食品学院的优势、特色学科,目标是培养适应21世纪酒醋酿造领域和社会发展需要的,在德、智、体、美、劳全面发展的应用型高级工程技术人才,拥有强烈社会责任感、理论基础扎实、知识面广、综合素质高、能在发酵行业从事生产技术研发、品质控制、产品创新、工程设计、经营管理等工作,即知识、能力、素质有机融合的人才培养目标。《山西老陈醋酿造工艺虚拟仿真实验》是该学科主干课程《微生物学》、《发酵工艺学》、《食醋生产工艺学》、《发酵工程》、《发酵设备及工厂设计》的必修核心实验课程。

本实验主要设置5个模块实验内容:① 理论学习;②大曲制备;③ 陈醋酿造;④ 车间自由搭建;⑤ 创新工艺设计、赋值运算,主要达成以下实验教学目标:

(1)学生通过车间漫游深度了解食醋酿造企业工厂布局、车间布局,设备结构和工作原理,提升学生的工程化能力。

(2)通过人机交互模式、学生通过选择工艺条件、参数赋值、设备操作等完成生产过程,了解不同工艺条件对产品品质的影响,从而在虚拟仿真条件下生产出合格的山西老陈醋,拓展了实验内容的深度和广度,提高学生的实践能力。

(3)工厂车间布局设计、自由搭建、设备选型、安装调试、创新工艺设计及赋值运算等综合设计类拓展实验,提高学生分析、解决复杂工程问题的能力;要求学生能够设计满足特定需求的食醋酿造工程领域的新产品、新工艺和新技术,可以通过信息综合正确分析、解释数据,得到合理有效结论,培养学生的科研创新精神和高阶思维。

图3-2-1 实验内容与能力培养的对应关系