河北农业大学--太行山特色果品浓缩果浆加工虚拟仿真实验

果品业是河北省农业产业结构的三大支柱产业之一，河北农业大学食品学院依托“河北省太行山区开发研究”项目，以鲜果深加工为研究对象，委托北京欧倍尔软件技术开发有限公司开发建立了以太行山特色果品为代表的浓缩果浆加工虚拟仿真实验教学项目，此项目成功申报为 2018年国家级虚拟仿真实验教学项目。

 

河北农业大学创建于1902年，是我国最早实施高等农业教育的院校。学校以“非实习不能得真谛，非试验不能探精微”开创了享誉全国的“太行山道路”。食品科技学院食品科学与工程专业入选国家卓越农林人才培养计划项目（拔尖创新型），拥有国家果蔬加工技术研发分中心等教研平台。

 

 

北京欧倍尔太行山特色果品浓缩果浆加工虚拟仿真实验教学项目，基于动态过程仿真软件运行平台开发，运用虚拟现实技术模拟果汁生产的工厂环境和操作过程，最终构建了“3D虚拟现场站+DCS中控室”相结合的模式。3D虚拟现场站与真实工厂布置一致，培训的同时能进一步提高学生对果汁加工厂的工艺流程、设备布置、食品生产技术的理解能力，巩固所学的理论知识，加强了学员工程设计能力。
 

 

培训工艺：

新鲜水果经检验合格后逐次轻卸入果槽，经过双级清洗、检果台检果、提升喷淋后，无核水平直接进入立式粉碎机，带核水果进入破碎机，洗核机去核，最后得到的果浆进入浆液收集罐中，收集好的浆液经过果浆加热器预热至60℃左右，用泵经管道打入果浆罐中暂存，经过双极打浆、卧螺离心后排除残渣，进行三效蒸发浓缩、管式超高温瞬时杀菌进入灌装间进行灌装，最后入库储存。

认知实习虚拟仿真软件对果浆生产工艺的生产装置进行模拟，还原真实现场和模拟学员下厂认识实习过程的情景，通过系统指导和学员自由漫游、操作交互完成预设的任务，从而使学员达到了解相关行业的背景、自学工艺流程、掌握关键设备原理结构、安全、仪表、自控、化工工程等相关知识的目的。

生产实习：

生产实习虚拟仿真软件是用于增强学生的动手操作能力，以3D的形式再现工厂场景，可清晰表现现场布局和设备操作细节，学生操作方式类似3D游戏，易于掌握。软件中学生可以分角色分岗位的进行团队操作，也可以单独操作，提高训练质量。

软件3D场景和DCS中控画面配合操作，其操作方式和真实工厂一致。可以实时模拟真实工艺装置的现象和过程，通过人机交互，3D场景和DCS中控画面的交互，产生和真实工艺高度一致的结果。软件设计符合化工厂安全操作规程，软件中对生产、事故等操作进行逼真模拟，并附加“智能操作评价系统”，添加操作步骤，强化了使用者工艺生产操作技能。培训模式可以根据培训需要，进行角色分配，实现单机单角色，单机多角色，分组单角色，分组多角色四种培训模式。

 

 

 

食品科学与工程学科是实验性的应用学科，在实践教学中存在大量困难，实训车间空间不足，且真实实验面临高温高压、高危险性等安全问题。食品企业基于卫生、环境及安全性考虑，无法接纳大量学生实践，因此选择虚拟仿真技术进行教学辅助。北京欧倍尔太行山特色果品浓缩果浆加工虚拟仿真实验教学项目，围绕浓缩果浆生产工艺的基础理论、关键技术和实践操作进行建设。通过系统场景漫游，让学生深入了解厂区布局，学习入厂安全规范，掌握浓缩果浆生产工艺。