石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的优秀[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的优秀区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业优秀竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其优秀部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石油化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4从设备装置看 石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 1.5从动力能源上看 石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1建立健全安全制度体系 企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是做好安全工作的关键所在。安全生产直接关系着每一位员工的身心健康、生命财产安全,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。树立安全就是效益的经营理念,在市场经济体制下,企业建立健全安全自我约束、自我检查、自我纠正、自我改进的管理体系,实现科学、规范管理,做到“防微杜渐”,有效预防和遏制事故的发生。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。 3.3用电安全技术措施 (1)为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 (2)对具有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。 (3)当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。
化学工程论文:工艺专业无机化学工程论文 一、采用开放性无机化学实验的优势 实验开放性是指将实验室为实验教学,相关设备可以向实验对象进行开放。在无机化学实验中,采用开放式实验方法,不仅能解决教学中出现的问题,更有助于激发学生的学习兴趣。以下将对开放性无机化学实验的优势进行系统的分析。 1.激发学生的学习兴趣通过实验的方法,可以引导学生深入到实践中来,实验教学能改进学生的思维方法,端正学生的学习态度,进而培养学生的创新能力。在教学过程中,教与学需要有机结合在一起,开放性教学能让学生认识到不同实验的操作方法,在实践中理解化学知识。 2.提升学生的实践能力实践能力是每个学生都必须掌握的,实验室开放不但能提升实验室的利用率,而且能充分调动学生学习的积极性和主动性,逐渐培养应用型人才。学生有更多的机会进入实验室,熟悉仪器操作规范,规划实验的操作,提升实验课的教学效果。 二、化学工程与工艺专业无机化学实验室开放的基本设置 化学工程与工艺专业对学生自主实验及独立学习的要求比较高,在实践中需要结合教材知识,重新审视自己学过的知识,在实践中强化对知识的理解。以下将对实验室开放的基本设置进行系统的分析。 1.制定科学合理的实验教学计划为了满足教学机制的需要,必须根据实际需要明确化学工程与工艺专业实验教学目标,根据教材内容拟定教学计划。必要时可以和化工类企业负责人共同商讨化学工程与工艺专业人才培养方案,让学生的知识和技能与社会需求接轨,让学生系统掌握化工专业实验的基本知识。在离心泵性能测试的学习中,可以将其和管道流体阻力及传热系数结合在一起,将三个实验进行整合,将3套装置串联起来,作为一个工艺流程进行思考。在实验过程中涉及到泵的启动、流量调节、管道阻塞及温度控制等方面,需要操作者掌握操作系数的调控方式,对仪表、阀门及管件的应用原理进行分析。在实验操作过程中,制定实际操作步骤确定下一步计划,加深单元操作在实际学习中地位作用的认识,进而锻炼学生解决实际问题的能力。 2.优化实验教学体系实验教学内容不是一成不变的,需要根据实际情况适应社会发展需要,及时更新和丰富实验教学的内容,必要时进行适当的改革。各项教学体系的制定,都需要以提升学生的综合实践能力为基本,构建以实验基本操作和技能为基础的综合性实践平台。在实验中学到《气体的制备、净化、干燥和收集》需要提前制定综合性方案。在操作过程中,需要明确反应物的状态及反映条件,在固体和固体反应时,需要及时进行加热。当固体和液体发生反应时,需要在常温情况下。收集装置主要有三种方法,分别是排水集气法、向上排空气法、向下排空气法。在实验操作过程中,可以以激发学生的创新能力为基础,让学生根据实验操作步骤和环节,运用自己学过的知识,理解实验教学的目的,自主进行设计,通过创新性训练,进而培养学生自主实验的能力和水平。 3.建立客观公正的实验教学评价体系实验教学是检验学生学习能力的关键,在化学工程与工艺专业无机化学实验教学中,当学生实验操作结束后,老师需要根据实际情况,进行适当的评价和总结。结合实验结果和学生操作水平,对学生的学习行为进行恰当的评估。在《二氧化碳相对分子质量的测定》实验教学中,需要选择合适的胶塞塞住干燥的雏形瓶的瓶口,在胶塞上做记号,称取重量后做好标记。将启普发生器导出的CO2装入锥形瓶的瓶底。待满后,缓慢的取出导气管。用胶塞做好标记,进行称量。此时体积公式为G2=容器质量+mco2,其次往锥形瓶中加满水,塞好瓶塞,记下温度T和大气压力值p。在操作过程中根据学生的实际表现,进行适当的表扬。实验课程是理论联系实际的操作环节,主要是通过实践操作掌握基本知识和基本技能,最终获得所学的实验知识和解决问题的能力。实验课证明每个实验项目都要达到整体教学的目的。实验课很难通过课程结束后的一次考试得出结果,需要多进行实验探究,建立科学、客观、公正合理的指标管理体系,严格按照指标管理体系进行操作。从学生的角度出发,根据学生的实验结果,对化学工程与工艺相关内容的了解度进行充分的概括。 三、结束语 开放性无机化学实验室作为化学工程与工艺专业实验的重要形式,能让学生在实践操作中充分了解该课程的魅力,增加学生主动学习知识、了解知识的能力。其次由于实验操作本身结论不完备性及相关条件的不完善性,都会对实验结果有所影响,因此在实践中,需要注重培养学生动手操作能力,让学生对实验操作感兴趣,在此基础上利用现有的校园资源,让学生共同投入到开放性试验中来,进而提升自身学习能力。 作者:古丽米热·巴吐西单位:新疆轻工职业技术学院 化学工程论文:教学改革能源化学工程论文 1优化教学内容 无机及分析化学不是无机化学、分析化学两门课程的叠加,教学内容丰富,概念和理论知识较多,各章节之间的独立性较强。因此合理安排教学内容,帮助学生转变学习方法及思维方式无疑是大一第一学期开设这门课的关键。在内容的安排上,前两章首先回顾高中的一些化学基础知识,并介绍了误差及数据处理,稀溶液的依数性和胶体溶液。然后,第三和四章主要介绍化学热力学、化学动力学及化学平衡,让学生掌握反应三要素:反应方向即吉布斯函数变,反应快慢即反应速率常数,反应限度即反应平衡常数。第五章主要介绍物质的结构,离子键及共价键理论和晶体结构。第六、七、八和九章分别介绍酸碱平衡、溶解沉淀平衡、氧化还原平衡和配位平衡及其对应滴定分析法,让学生掌握测试固体或溶液中某种元素含量的分析测定方法。最后,第十、十一和十二章主要介绍一些简单仪器分析法及原理,例如:第十章吸光光度法,不仅要介绍该方法的原理朗伯-比尔定律,还要介绍目视比色法、示差法和标准曲线法三种常用的吸光光度法分析法。内容上总体上是先讲理论原理,再介绍知识点,将理论原理融入生产实践中,使学生较快地掌握化学理论,再通过课堂上的一些练习题,使学生加深教学内容的记忆,知识更加系统。这样不仅可以将无机和分析化学知识点有机的融合,还可以将理论应用到生活实践中。在一学年的学习中,总共80学时,第一学期学习前六章共计48课时,第二学期学习后六章共计32课时。在教学过程中,应该精选教学内容,使学生掌握化学基础理论知识并具备较宽的知识面,为后续课程学习打下了扎实的基础。与此同时,教师要熟悉该课程的教材,根据学生的专业,合理制定教学大纲和教学培养方案,精炼教材的内容,对于中学已经学过的化学知识或者与专业联系较少的理论知识可以简略讲解。比如:第四章的化学反应速率和反应平衡,化学反应速率的定义,影响化学反应速率的因素以及化学平衡的移动;第八章氧化还原反应的定义,配平,得失电子,氧化剂和还原剂等概念知识。这些知识点中学都已经涉及过,教师在授课时只要简单介绍即可。对于能源化学工程专业而言,水煤浆的开发和利用是近年来的一个热点,也是煤炭清洁利用的重点。因此,对于第二章分散系的内容应该详细讲授,再介绍水煤浆分散系。 2激发学生兴趣 兴趣是最好的老师,要学好无机及分析化学,首先要激发学生的兴趣。第一,在无机及分析化学这门课的绪论课上,主要介绍化学的作用及学习方法。第二,阐明化学与人类生活之间密切联系,激发学生的学习。第三,无机及分析化学是化学、化工类相关专业的基础课,其作用无论是对以后的专业课学习还是将来从事工作都具有重要的意义。第四,在平时的课堂教学中,可以多讲一些贴近生活的例子,激发学生学习的兴趣。例如,在介绍影响化学反应速率的因素时,举例说明,夏天食物容易变质,我们可以将食物放进冰箱中保存,以防止变质。这是通过降低温度,达到降低食物变质的速率。汽车尾气CO和NO是严重的环境污染物,从热力学的角度讲,CO+NON2+CO2可以发生,但是遗憾的是,在通常状况下,该反应进行的非常之慢,以致不能有效地去除车道内的CO和NO。因此,有必要对化学反应的速率问题进行研究,必须考虑外界因素对反应速率的影响,由此可引出本节课要学习的内容。第五,在教学过程中,穿插介绍一些与知识点相关的科技发展新动态及前沿知识,以此调动学生学习的积极性。 3综合利用各种教学方法 现阶段的教学方法多种多样,而在实际教学中,各种教学方式应该相互结合、取长补短。根据我校无机及分析化学教学团队多年来教学中的经验,可以概括为以下几点:第一,增加课堂讨论。针对一些在学习过程中遇到的问题,教师应该指导学生搜集资料,进行课堂讨论。在讨论的过程中培养学生分析和解决问题的能力;第二,让学生走上讲台。让学生走上讲台不仅可以体验教师备课的准备过程,还可以锻炼学生的能力;第三,运用多媒体教学,可以使微观概念及理论形象化。例如,在物质结构基础这一章,学生一般较难理解,如果用多媒体课件和化学软件以动画的形式去展现,课程内容会更加形象、生动。这样的教学不仅有利于学生理解、记忆,还可以活跃课堂气氛。第四,对于公式推导,应该板书推理过程引导学生理解。在教学中应避免盲目使用多媒体教学,要将多媒体与其他教学手段结合起来,才会使学生理解公式的推导过程,并能较好的应用公式。 4培养学生能力 为了调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程的兴趣,可以积极组织各类化学竞赛活动。我省有各类化学竞赛,例如:化学视频大赛,化学实验竞赛和趣味化学竞赛等。近年来,教育部门坚持开展部级、省部级大学生创新实验项目,有望培养大学生的创新能力,推动全民创新。此外,为了鼓励和培养大学生创新激情及能力,我们学校也开展了大学生创新实验项目。该项目均是由学生亲自撰写项目申请书,申请答辩ppt,中期考核表,结题报告和结题答辩ppt等资料。这不仅培养了学生创新能力,还为学生日后工作和学习培养科学合理的方法和实践能力提供了基础。 5适应专业要求 能源化学工程专业的技术性和实践性较强,在无机及分析化学的教学中,要把握专业的特殊要求,认真学习我校能源化学工程专业人才培养方案,深入研究教学大纲,充分了解无机及分析化学在整个专业课程体系中的作用,明确教学过程中的内容和重难点。例如,化学热力学和化学动力学章节的内容应该详细讲解。这部分内容对于能源化学工程专业的学生而言,可以更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律,为高效、低碳环保使用能源奠定基础。 6结论 本文对我校能源化学工程专业的无极及分析化学课程在优化教学内容、激发学生兴趣、利用各种教学方法、培养学生能力以及适应专业要求方面教学环节进行了总结和探究。该研究将进一步提高无机及分析化学教学在培养学生创新能力的作用,达到改善教学质量及提高学生创新能力的目的,为培养能源化学工程专业创新型人才奠定基础。 作者:宫铭单位:西安科技大学化学与化工学院 化学工程论文:化学工程工艺专业英语网站建设论文 1化学工程与工艺专业英语网站建设存在的问题 化学工程与工艺专业英语网站建设主要是为了利用网络这一现代化平台来丰富扩展专业英语知识的学习并实现资源共享。但遗憾的是,从目前的网络资源来看,英语网站相当多,但涉及到化工专业英语知识的网站几乎没有,或者要从大量英语资料中查找自己所需要的那一点化工专业英语资料,往往工作量较大。 同时这些网站还存在如下几点问题:①导航不清晰;②与专业要求相比较,不够专业化;③形式和内容较多样性;④建设或者维护技术较复杂等问题。 2化学工程与工艺专业英语网站设计的原则 为解决上述主要问题,在化工类专业英语网站建设中必须坚持以下原则。 2.1导航清晰,信息全面由于化工专业英语网站建设的初衷在于资源共享,这就注定其内容形式繁多。为了与普通英语学习类网站区别开来,应根据化工专业学生对专业英语的需求来设计网站内容及功能,因此网站导航应简洁清晰。在进行网站全局设计时,可采用网状结构进行设计,而局部性知识模块可采用树状结构进行设计,并用导航条、菜单等形式突出各关键模块内容。 2.2专业化风格网站风格是指,网站页面设计上的视觉元素组合在一起的整体形象,展现给人的直观感受。“整体形象”包括站点的版面布局、浏览方式、交互性、内容价值等等。为体现网站的专业性,在风格采用上必须考虑化工课程的专业性。 2.3形式和内容统一性网站的建设是为了学习化工专业英语并达到学习资源共享的目的,而不单纯的只是简单的供给关系。因此,在一定形式的基础上,必须注重网站的内容以及功能,使网站的形式和内容相互统一。 2.4技术简单现在网络上较活跃的网站均是由专业化的技术人员完成,使得网站的综合风格越来越美观,功能越来越强大。但技术也越来越复杂。因此网站的维护对于普通的学生或者教师而言都存在一定难度。这种“技术”的要求不利于学生开发建立起适合自己需求的网站。所以要求技术简单化,这种简单化不是低级的代名词,而是指尽量摒弃不必要的一些网站设计,达到同等功能性的同时,尽可能多的人会使用的简单技术。 3网站设计思路 3.1课程网站模式的确定网站建设有动态和静态之分,两种模式各有优缺点,静态网站较易被检索到,但文件交互功能较弱,不支持数据库,网站后期维护管理工作量较大。动态网站则弥补上静态网站上述缺点,但其缺点是不易被检索到、总体而言,为了达到资源共享的目的,动态网站更适合。 3.2网站建设软件的确定制作网站的软件非常多,本文主要介绍Dream-weaver8这款软件,非常适合初学者,该软件可以实现建设网站所需要的所有功能。Dreamweaver8是美国Macromedia公司开发的集网页制作和管理网站于一体的一款面向大众的网页制作软件。相对于其他网页制作软件,Dreamweaver8提供了设计者和代码编写者两种布局。而我们的网站建设和管理者主要都是本专业的普通学生和教师。设计者的布局让初学者也可以通过相关书籍介绍和软件教学视频等达到网页制作的目的。 3.3课程网站内容的确定依据化学工程与工艺的专业性质,确立网站的内容。依据化学工程与工艺的专业性质,网站资料的收集方向必须紧密联系专业课程设置和学生课外学习,创新研究需要。因此,在资料收集之前,做了大量的问卷调查,调查对象主要是对专业英语最具需求的化工专业学生。调查数据显示,大约92%的学生都希望该类型网站能与所学专业和课程紧密联系。除了依据专业和学生需要,也考虑到资料收集的可行性和成本。综合分析,网站的内容应包含以下几个方面:英语学习、专业英语学习、留学英语。 ①英语学习内容可以细化分成四级、六级考试学习资料和一些英语学习技巧,如词汇、语法、语境培养等; ②专业英语学习可分为化工类课程英语视频资料、专业术语、英语科技文字撰写、专业英语科研资料等方面内容; ③留学英语可根据学生需要来分享一些学习应试技巧等资料。课程内容一方面体现化工类学生对英语学习的需求,另一方面可以给学生提供资料学习共享的网络平台。化学工程与工艺专业英语网站建设是针对化工专业学生需求所设立的,也是教学过程中的一项重大改革举措,网站建设的好坏直接影响其最终目标的实现,而网站建设也是一项综合能力的考察,只有通过不断的实践学习,才能使其不断的发展完善,才能真正实现化工类专业英语网站建设的初衷,发挥网络的作用,实现优质学习资源的共享。 作者:王艳刘申申朱菁盛杰李岚张征林单位:东南大学成贤学院 化学工程论文:工艺化学工程论文 一、化学工程与工艺原理的论述 化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程论文:材料化学工程论文 1材料化学工程的概述 材料化学工程是由化学工程学科和材料学科交叉渗透所形成的一门分支学科,其研究方向主要有两个:一是以新材料为基础,不断发展反应过程的反应技术,比如吸附过程、膜过程、催化过程等。该方向主要是通过材料的特征将其分离并进行反应,其目的是揭示材料微观结构中物质进行传递和反应机理,进而总结出适用于材料设计和反应过程优化的理论方法和工艺技术。二是在材料制备的过程中,用化学工程的理论方法解决所遇到的关键问题,比如如何运用微结构的性能关系来实现对材料微观结构和性能的控制,从而完成从材料制备到定向制备的转化。新材料的开发是材料化学工程发展的关键和先导,直接可以衡量出国家的材料化学发达与否,因此,开发新材料对于材料化学工程的发展至关重要。材料化学包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化学传感材料、电子材料、超硬材料、无机非金属材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,这些材料很大程度上丰富了材料化学工程的领域,对其发展做出重要贡献。 2新材料的开发 我国在新材料的开发领域取得了很多亮点,这些新材料的开发成为分离和反应过程的重要基石。一些研究所和大学正在开发一种非晶态的金催化材料,这种材料很有发展前途,因为它具有非常明显的催化特性,而且其催化活性还具有特殊的选择性,具有显著的催化活性和特殊的选择性。对这种材料进行流程综合和技术集成,可以有助于我国新型石油化工技术的构建。石油化工科学研究院也开发出一种新型的钛硅分子筛催化材料,这种材料具有定向氧化催化作用,可以实现“原子经济”,使“零排放”工艺成为可能,而且也具备工业化生产的可能性。而在新材料的分离技术方面,我国也取得了很大的进步,其中南京工业大学发展了以陶瓷膜材料为原料的新单元技术,同时加强了对集成单元技术的开发,这些研究不仅使我国陶瓷技术更加趋于成熟,而且还形成了陶瓷膜新产业,为我国带来巨大的社会和经济效益。 3材料化学工程技术的进展 材料化学主要是对产品微结构进行调控,其主要手段是在加工材料时,将化学方法引入进去,这样我们就可以通过宏观条件来调控产品的微观结构,从而为材料的加工和制备提供理论和技术指导。因此,化学工程技术的改进将直接促进材料化学工程的发展。我国在化学工程技术改进方面已经取得了非常大的进展。清华大学在碳纳米粉体材料的制备过程中,引入了传统的流化床技术,大大降低了生产成本,从而使此生产技术可以用于工业化生产,带来巨大的经济效益。北京化工大学则用超重力场技术来放大纳米材料生产过程中的形貌控制问题,这样就可以通过调节超重力场的强度来调节和改变产品的粒径,。通过这种方法,我国已经成功制备出碳酸钡、碳酸、碳酸锂、氢氧化铝和碳酸锶等纳米粉体,并且形成了工业化生产的技术体系,为我国带来巨大的经济效益。 4展望 材料化学工程作为一门交叉学科,不仅促进了材料工业的发展,而且也丰富了传统化学工程学科的内容,因此,具有非常重大的研究意义。我国材料化学工程的研究已经取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于领先水平。但是,材料化学工程中仍然有很多问题需要我们解决,因此,我们需要再接再厉,争取使材料化学工程的研究更加深入,使其更好地为人类服务。 5结语 材料化学工程在新材料的开发、材料技术的改进以及技术的工业化普及过程中都具有非常重要的作用,且有着非常大的研究价值,其研究前景十分广阔,已经成为国内外的研究热点之一。本文主要分析了材料化学的研究现状,并结合新材料的开发和技术制备两方面,阐述了我国取得的巨大进展和成就,希望可以看到更多研究成果的出现,以促进我国材料化学的发展,为我国创造更多的效益。 作者:刘玉琴单位:浑江区东兴街道办事处 化学工程论文:绿色节能化学工程论文 1.绿色化学工程工艺的开发 传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强,通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理,不仅增加了处理成本,且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘,虽然净化了气体,但是污染物直接转化为废渣废水,还需要另一道工序做清洁处理,无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入,可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命,通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。 化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。 在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显著,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。 2.绿色化学工程工艺应用 分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显著的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。 绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。 除此之外,绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域,生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂,会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高,目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展,无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害,可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻,清洁汽油的使用可对大气污染降低,以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域,绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用,像低硫柴油、乙醇、二甲醚等,不仅经济环保,发展前景好,且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低,证实了绿色工程化工应用的优越性。 3.总结 综上所述,绿色工程化工作为建设资源节约型社会、实现可持续发展目标的关键,对生产生活益处多多,应当积极鼓励绿色化工介入工农业生产,以贯彻节能减排目标。 作者:田胜龙单位:江汉大学化学与环境工程学院 化学工程论文:工艺性化学工程论文 一、化学工程与工艺原理的论述 1.化学工艺任务特性研究依据化学工程与工艺流程进行科学审视,涉及细化的工艺任务主要是应用专业理论和人员技能标准进行同步开发、设计的,因为科学工程的大力支持,使得单位人员基础操作活动越来越正规,基本能够依据企业生产流程进行优化模拟训练,将节点更新指标落到实处。关于这部分学科研究领域众多,工艺专业需要人员充分掌握应用理念前提下,结合各自行业实际管理状况进行创新领域开创,进而形成独具特色的专业归控体系。 2.化学工业特点延伸依据数理、化学内涵作为支撑媒介,进而深度联合工业经济基础条件进行窥测,将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合,进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成,其中化学反应作为生产流程的优秀内容,将为过程分析创设主动适应空间,将研究过程方向梳理完全;而化工热力学条件作为单元反应的理论基础,对于产品回收效率有着充分的界定要求,其将直接决定产品后期回收效率,对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此,在单元详细操作流程中,技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视,由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介,而化工产业在全新发展形态下需要落实优秀催化技术,就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究,争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述,这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。 另一方面,合成化学作为既定学科的优秀要素,为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下,有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件,整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造,需要化学工业不断开发新型归控技术,进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则,这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置,使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。 二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析 传统形态的化工实验操作,内部数据排列机理相当复杂,整体活动延展下来,具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控,特定数据处理重复性特征广布。因此,必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡,将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节,整体流程较为漫长。所以,计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作,并透过实验要求建立必要的模型基础,使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值,具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索,进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河,其将各类函数图形进行轻松规划,肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔,包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介,现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序,之后将原始数据输入,就能轻松提炼相关实验结果,将优质化数据和图示模型展出。另外,涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快,环境保护意识的加强,必然会带来对分析检验专业人才需求的上升,且无论在数量和质量上,都提出了新的要求。 三、结语 按照上述内容论述,随着我国经济事业的不断发展,有关化学工业整改工业也大面积扩张。为了积极改良化工产业归控形态,就必须联合工程实践环节进行有力疏导,争取将各类操作限制问题归控完毕,完成工程改造的历史任务,为后期产业可持续发展灌输全面适应活力。 作者:刘晓明单位:沈阳化工大学科亚学院 化学工程论文:课堂演示实验实践化学工程论文 1.对化学工程课堂演示实验的认识 在化学课程中,课堂演示实验是大家所熟悉的常用教学手段。化学工程是研究化学工业和其他过程工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。化学工程的一个重要任务就是研究有关工程因素对过程和装置的效应,特别是在放大中的效应,以解决关于过程开发、装置设计和操作的理论和方法等问题。它以物理学、化学和数学的原理为基础,广泛应用各种实验手段,与化学工艺相配合,去解决工业生产问题。化学工程是一门基础工程学科,它虽发源于近代化学工业,但经过与各种科学理论和先进技术相结合,业已形成了独具一格的科学体系。近来化学工程虽日趋理论化和数字化,但它仍然是一门切合实际又饶有兴趣的学科。可是对于缺乏实际知识的青年在校学生来说,初次接触这门课程时,往往反而觉得该课程比数理课程还难以捉摸,大学低年级学生更觉困惑。在进行化学工程启蒙教学时,不仅需要按学科自身的逻辑进行严谨的数理演绎,还需要运用一些生动直观的教学手段,为初学者铺平入门之路。因此,在化工课程中,课堂演示实验的地位和作用,显得尤为重要。在教学过程中强化演示实验,训练学生的研究性思维,培养学生观察实验现象、研究实验规律、理解事物本质的能力。 2.强化化学工程课堂演示实验 在当今多媒体教学盛兴的时代,课堂演示实验仍然是一种不可缺少的教学手段。其根本原因,是它具有较强的真实感。这种特性对于科学实验尤为重要。多媒体教学手段虽有很多优点,但屏幕上显示的形象,毕竟与现实的事物或现象有差异,如果不与生活中已经熟悉的对象相比较,就难以感知事物的真实形象。因此,学生还要进一步开动脑筋,去再现视频形象与真实事物或现象之间那些缺少了的环节。课堂演示实验可以直接感知真实的形象,这正是它同多媒体教学手段相比,所具有的突出特点之一。但实验装置或模拟实验设备与工业规模的化工设备相比毕竟有所不同,还需要实物教具、幻灯片、电视录像或是电影等手段来补充。这正好说明,不可能存在一种在任何条件下都适用的,尽善尽美的教学手段和教学方法,而是根据学科性质、教学内容和教学环境等具体条件,选择采用,或者多种手段配合使用,以各展其长。课堂演示实验与实验室教学实验,各有其不同的目的。如上所述,课堂演示实验是课堂教学的一种手段,旨在提高课堂教学的效率。实验室的实验教学则是教学过程的一个重要环节,或可作为一门独立开设的课程,其主要目的是让学生初步掌握一些有关化学工程的实验研究方法和实验技术,培养学生从事科学实验的实践能力。因此,两者对于实验装置的要求,以及实验的能容和方法都有所不同。对于学生来讲,某些实验训练价值不大的项目,例如雷诺实验、流体阻力测定、流体机械能转换实验等这一类实验,作为课堂演示实验是必要的,而作为实验室教学的意义就不是很大。对于既有作为演示实验的必要,又有实验训练价值的某些实验项目,在实验内容和方法上,应尽可能使两者在小型化的基础上结合起来。在设计时,尽量考虑到教学实验的需要,以提高实验设备的利用率。自然,课堂演示实验与实验室教学实验的目的要求不同,期望所有装置都能通用也是不现实的。 3.化学工程演示实验需要注意的几个问题 化学工程演示实验最大的特点是工程实践性。它不同于化学类实验课程,实验对象从烧瓶、酒精灯、玻璃棒变为实际生产的模型设备,具有显著地工程实践性,而学生的实践经验往往非常匮乏,这就要求教师把握化工实验的特点,注重研究性教学模式,在课堂演示实验中采取教师为主导,学生为主体的形式,尽量让所有学生都参与演示课程,并且尽可能的引用一些与实际生产紧密联系的工程问题进行演示。在演示过程中,教师要鼓励学生积极主动思考,勇于提出自己观点,敢于创新。课堂演示实验是一种很好的教学手段,这种手段的合理运用,则是一种教学艺术。如果运用得法,与教学内容配合紧密,视听结合得巧妙,就一定能发挥它应有的效能,否则就会事倍功半。化学工程的课堂演示实验,能否达到提高课堂教学效率的目的,演示实验装置的性能也尤为重要。为此,在实验装置方面至少要达到如下一些基本要求:①实验装置应尽可能做到小型化和仪器化;②演示实验装置尽可能做到直观、生动、形象;③演示实验装置应做到稳定、快速、准确、合乎科学;④演示装置需尽最大努力消除噪音和其他污染。此外,在实验物系的选择上,也需综合考虑原料价格、气味、毒性等要求,一般以空气、水等价廉易得且环保原料为佳。课堂教学中演示实验侧重点不同,大致可分为:①展示现象,该类演示实验通过学生观察实验,了解现象,进而验证并巩固所学知识;②展现概念,该类演示实验通过化抽象为具体,从而实现抽象概念直观化、具体化;③获得规律,该类演示实验通过显现的结果,通过观察分析并进一步归纳演绎从而得出其中的规律。这就需要教师准备多套课堂演示实验,从而根据情况有选择的开展相应课堂演示实验工作。 4.结语 通过初步的教学实践,所采取的措施较好的实现了课程的教学目的,显著提高了绝大多数学生的学习兴趣与热情,调动了学生学习积极性,同时培养了学生观察能力与思维能力,有效提高了本课程的教学质量。化学工程理论课与课堂演示实验相结合是一项长期而艰巨的任务,教师只有通过长期不懈的钻研,针对课程的特点,在教学实践中不断积累和总结经验,才能真正充分提高课堂教学的水平与质量。 作者:许立信 叶明富 伊廷锋 陈启厚 雷智平 万梅秀 单位:安徽工业大学 湖南人文科技学院 化学工程论文:计算机化学工程论文 1计算机在化学工程中的应用 1.1建立数学模型 工程上的计算是以函数,尤其是数值函数为基础的。所谓数值函数就是说在函数的定义域中每一点x就可得位移的f{x}值,此值成为f在x处的值。例如,如何表示空气的cp{T,P}函数?我们可以利用计算机,输入程序,就会得到很精确的结果。除了上述问题,还有很多化学工程的数据处理的过程模拟,如:非线性方程求解、线性方程组的迭代求解、常微分方程数值解、偏微分方程数值解等等,都是先建立一个数学模型,然后带入计算机,最终得出一系列结果的。 1.2Office软件在化学工程中的应用 随着计算机的普及,越来越多的人把原本纸上的工作转移到计算机中去了。化学工程学科需要处理大批文档工作。譬如,化工论文的书写、化工文献的编辑、化工产品的说明,这些文档中常常会有大量的图表、公式、特殊符号,会话费人们大量的精力和时间,进而影响新信息的及时传播。有了Office中的Word软件,处理上述问题就方便多了。Word软件能够比较轻松地输入各种文档,还可以对文档进行多种编辑处理。编辑化工论文时经常用到的功能如: (1)改变字体大小。 (2)随意设定版面。 (3)利绘图工具绘制实验流程图,并修改。 (4)利用公式编辑器编辑数学公式及化学反应式。 (5)可插入表格及页码。 (6)复制和删除方便。Excel工具的强大的分析数据功能可以将数据进行统计,然后将其规律性地展示出来。在处理化工数据时,我们可以利用Excel工具进行求平均值、自编公式计算等。 1.3Origin在化学工程数据处理中的应用 Origin是具有较强功能的实验数据处理软件。可利用Origin进行图形生成,我们可以在软件中输入实验后得到的数据,通过软件得到实验数据曲线图。为利用Origin工具绘制的实验数据图。通过图形或曲线,可以清晰明了地把大数据展示给他人,并从中发现数据之间的规律,以便更好地进行实验。 2结语 在了解化学工程的基本认识后,再通过计算机Office、Origin、AutoCAD软件在化学工程中的实际应用,可以使读者概括地了解计算机在化学工程中的应用。 作者:尹小社 单位:中蓝连海设计研究院 化学工程论文:化学工程工业节能论文 1绿色化学工程与工艺 通过调查可以发现,我国传统的化工业在生产过程中所产生的废弃物以及生产工艺都会对我国的环境以及能源造成大量的污染和消耗,而且想要对其进行处理和加工有是十分不容易的一件事。而从整体上来看,化工生产之所以会对环境造成影响,其中的主要因素在于其在生产过程中对于化学原材料的选择。绿色化学工程及工艺在投入到实际应用过程中所遵循的原理便是以及绿色生产、清洁生产为基本原则来进行,而该种生产方式对防治化学生产所带来的环境污染和能源消耗问题都有着十分明显的成效[2]。绿色化学工程和工艺在投入到化学工业生产的过程中基本采用的都是不具有危害性的化学原料作为其产品的生产主要原料,也就是说,绿色化学工程和工艺是在化学工业的生产之初便对环境污染问题进行了相应的预防。 2绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用 当前,绿色化学工程和工艺在我国各类化学工业的生产过程中应用的都十分广泛,并且对我国化学工业生产的节能减排起到了良好的促进作用,这些作用主要体现在以下两个方面。首先,绿色化学工程及工艺中涉及到的生物技术对我国化学工业生产中所涉及到的废弃物排放起到了一定的净化作用。这里所提到的生物化工技术指的是在生物的体内存在一种具有高效催化功能的生物酶,这种生物酶又可以称之为催化酶。这种从生物体内提取出的催化酶具有非常好的催化功能,将其应用于生物的催化过程中,其不但可以利用自身具有的超强的专一性来促进生物酶反应的总体效率,与此通知其还可以提升总体的反应质量。与此同时,绿色化学工程及工艺还将这种生物技术引入到了化学工程的生产过程中,其通过将自然界中的可再生资源用生物技术转化成化学原料的方式来进行最终的化学生产,这样的做法不但使自然能源的消耗得到了减少,同时还使化学工业生产中的能源反应效率得到了相应的提高,继而从根本上减少了化学工业生产中废弃物以及污染物的排放数量。其次,绿色化学工程及工艺中还会涉及到清洁生产技术的应用,该项技术可以说是一个绝对的绿色生产技术,其可以对化学工业生产中所需要用到的化学原料进行绿色处理(无毒、无害、无废弃),故其在能够增加化学院材料使用效率的同时,还从根本上提高了化学工业生产的总体质量。与此同时,其还可以将化学生产中所排放出的污染物和废弃物进行处理,使其变成有机物质或能够供人们生活的沼气资源,继而使化学工业生产的绿色生产得以实现。 3结语 综上所述,本文通过研究可以发现,当前我国所提出并实施的绿色化学工程与工艺在投入到化学工业生产的过程中主要采用的是无毒无害的经过加工以后的化学物品。而且其中所涉及到的节能减排绿色生产工艺在投入到生产的过程中,使用的也都是以清洁生产为最终目的科学生产技术。故其不但能够使化学工业生产在实际的生产过程中排出的污染物对于环境的破坏性得到大幅度减少,还可以使其生产出的产品与自然环境的生长形成互补,继而保证了我国社会环境的可持续发展。 作者:高勃妍 单位:哈尔滨石油学 化学工程论文:化学工程技术论文 1关于新型的反应技术研究 从广义的角度来看,所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化,然而在对生产的工艺进行强化,进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念,同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是,传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同,把一些不同组成成分的物质进行分析,然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究,进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景,但是在应用的过程中还是存在着很多的问题,主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少,并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展,分解技术也得到了不断深入的研究,并且也取得了不错的效果,并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中,进而在对热力学以及传递的性质进行的研究,对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等,因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。 2在热传导过程中的研究进展以及方向 2.1关于微细尺度传热的研究 所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究,目前在传热学当中已经是成立了一个分支,并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候,就是连续的介质便依然是成立的,然而因为尺度是微细的,并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变,进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展,并且已经是受到了人们十分广泛的关注,在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究,并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果,比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。 2.2关于强化传热过程中的研究 对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的,其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率,同时也是为了能够改进设备的持续对外放热,对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进,同时将传统的设计进度优化等内容。 2.3关于传热的理论研究 在最近的几年来,该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究,但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝,以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质,以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中,其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用,同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。 3结语 目前我国依然是处在社会主义初级的发展阶段,并且不断增加的物质文化需要并不能够得到有效的工艺,并且也将会面领着一些的问题,因此必须要不断的对其进行完善。在我国化学工程当中必须要不断的对人才进行培养,并且要不断的进行创新,以此来希望能够在不久的将来使我国的化学工程学科能够达到国际先进的水平。 作者:陈苗 单位:江西铜业集团(德兴)实业有限公司 化学工程论文:集成实验化学工程论文 1实验材料、仪器和试剂 1.1实验试剂 乳酸发酵菌种:植物乳杆菌;发酵液500mL;电极室用水:0.3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(阴极室和阳极室各500mL);酸室和碱室为蒸馏水。发酵培养基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸钠2g、柠檬酸二胺2g、吐温-801g、磷酸氢二钾2g、七水硫酸镁0.2g、一水硫酸锰0.05g。 1.2实验仪器 恒温振荡器、高压蒸汽灭菌锅、发酵罐、干燥箱、电子天平、pH计、生物传感分析仪、分光光度计、冰柜。其他常规实验器皿:烧杯、量筒、玻璃棒、酒精灯、接种环、培养皿、移液管等。直流稳压电源;明道式电渗析膜堆一套,外配容量为1000mL的烧杯5只,硅胶管(约0.5m)10根;小型潜水泵5个。通过发酵罐控制主机箱上的蠕动泵,将双极膜电渗析的碱液隔室与发酵罐进行连接。为了降低发酵罐中染杂菌的风险,必须对连接的管子进行灭菌操作。发酵罐内由pH计进行实时监测,当pH低于设定值时,由蠕动泵自动将双极膜电渗析的碱液隔室中的碱液泵入发酵罐进行调节。由于软管内是强碱环境,故碱液室与发酵罐之间的连接管不需要进行灭菌操作。 2实验步骤 2.1双极膜电渗析的准备 (1)组装膜堆:按“阳极板—隔板—双极膜—隔板—阴膜—隔板—阳膜—隔板—双极膜—阴极板”顺序组装膜堆,用长螺杆钉压紧膜堆。为了确保装置的严密性,应使隔板之间的垫圈厚度不超过垫圈槽,并使双极膜的阳膜侧朝向阴极板。此外,在用螺钉压紧装置时,应注意均匀用力,以防止装置变形甚至断裂。 (2)连接外围设备:在隔板出口分别连接出水管和进水管。将进水管与外置烧杯中的潜水泵出口连接,将出水管的出口端连接到烧杯中,以确保循环通路畅通。 (3)注入料液和电极水:在盐室中注入料液,在极室中注入电极水,在酸室和碱室中注入蒸馏水,此过程应保证料液淹没潜水泵。对于双极膜电渗析,应在实验结束后将各个隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应将装置拆卸还原,并确保各组件干燥和清洁。 2.2发酵过程的准备 (1)种子培养基的培养:配制一定量的种子培养基,并在高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌条件为:121℃,20min。待培养基冷却至室温后,取新鲜斜面菌种,接入种子培养基中,在转速为150r/min的摇床中培养24h,温度恒定在37℃。 (2)发酵罐灭菌:将配制好的发酵培养基加入到发酵罐中,此处应注意体积不能超过发酵罐总体积的2/3。然后将发酵罐和培养基一起放入灭菌锅中进行灭菌。 (3)火焰接种法:先用医用酒精擦拭接种口;在火圈中加入酒精,点燃后套在接种口上;关小空气进气阀,调节进风,降低罐压,打开接种口盖;在火焰范围内打开种子培养基的瓶塞,在火焰上烧灼几秒钟后,迅速将种子液倒入发酵罐中;在火焰上烧灼接种口盖子数秒后,迅速盖好接种口盖,关闭空气进气阀。 (4)发酵培养:接种结束后,对发酵培养过程的各项参数进行设定,开始培养。发酵过程中要打开冷凝器水阀。具体操作参数:转速为150r/min;温度为37℃;pH为6.7。 2.3发酵罐与双极膜电渗析集成操作过程的监测 在集成操作过程中,要对发酵罐和双极膜电渗析同时进行监测,防止任一方出现问题导致集成操作失败。发酵过程: ①通过发酵罐的主机控制发酵的pH条件、溶氧浓度和实验温度。每1h记录pH、温度和溶氧浓度,通过数据判断发酵过程是否正常; ②每4h测量残余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量,以判断细菌的生长情况和乳酸的生成情况。双极膜电渗析过程: ①双极膜电渗析过程调整稳压电源的电压和电流值来控制实验条件,每1h记录电压、电流。 ②每4h测量酸室中的乳酸浓度、碱室浓度和碱室碱液体积。 3分析方法 3.1葡萄糖和乳酸的测量 在发酵过程中,要间断地取样进行监测。发酵液中含有有机酸盐、无机盐、菌丝体、蛋白质、脂肪和糖类等。双极膜电渗析过程的料液是经过超滤和脱色之后的发酵液,主要成分为有机酸盐(主要为乳酸盐)和无机盐类物质。实验中使用生物传感分析仪获得葡萄糖和乳酸含量。 3.2生物量的测量 在发酵过程中,要及时监测乳酸菌的生长情况。取样后,用0.3mol/L的稀盐酸溶液稀释,目的是消除一些沉淀性盐的影响。在波长为600nm处,测量吸光度。对于产酸量(Na)、产碱量(Nb)以及它们各自的电流效率(ηa和ηb),可根据下面的公式计算 4实验注意事项 (1)发酵实验结束后,需要完成乳酸发酵液的初步提取工作。应及时向发酵罐中加入NaHCO3,使pH升高到10左右。同时升高温度至90℃,使菌体和其他悬浮物下沉。发酵原液澄清后,将上清液收集到塑料桶中,放入冰柜中保存并用于下一步的提纯。对澄清后的沉淀物集中进行处理。 (2)在利用发酵罐控制主机进行发酵液pH调节时,要控制碱液的添加速度,以使碱液与发酵液充分混合反应,并确保发酵液的pH不被调节得过高而影响微生物生长。 (3)如果装置发生泄漏,应尽快压紧装置;如果情况得不到改善,应拆卸装置、查找原因(或更换垫圈、或增加垫圈厚度等)。在实验完毕后,应将隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用,应拆卸还原装置,并确保各组件干燥和清洁。 作者:冯红艳 徐铜文 王晓林 杨伟华 单位:中国科学技术大学化学实验教学中心 化学工程论文:多维实践平台建设化学工程论文 一、多维创新实践平台建设的内容和目标 (一)建设内容 一是多维创新实践平台硬件建设。针对能源化学工程专业的特点,对已有的校外生产实习基地进行巩固和规范,实现专业和企业的有机衔接;开拓新的生产实习基地,丰富和加强学生实践环节;优化实验室资源分配和管理机制,增加公共和专业实验室的开放数量和时间;引导和加强专业教师研究室和企业的产学研合作,促进校企产学研中心的有序高效运行,增进校企的紧密联系。二是多维创新实践平台硬件建设运作机制的建设。以校企产学研中心为桥梁,学校和企业签署共同建设协议,确定双方的责任和义务,成立协调办公室,实现实验室、教师研究室和企业的协调互助,加强和完善学生实践环节,增强学生对企业生产的了解和行业发展的认识,提高学生应用专业知识的能力。 (二)建设目标 通过多维创新实践平台的建设,造就一支结构合理高水平的教学科研队伍,利用区域优势和学科优势,进一步加强多种形式的协作,满足具有鲜明特色的专业人才创新能力培养需要。通过多维创新实践平台的有效运作,增加实践教学比重,改革实践教学内容,完善实践教学条件,切实提高能源化学工程专业大学生的应用创新能力。通过多维创新实践平台的建设,培养新形势下的优秀本科生,促使其更快、更好地适应社会需要。 二、多维实践平台建设的实施方案 对学生的多维创新实践能力的培养应该是在专业教师的指导下进行的,目的是充分激发学生的自主学习能力,培养学生的创新能力,让学生真正掌握理论知识,并且可以运用自己所学知识解决实际问题。以此来落实以学生为中心的教学理念,实现课内课外相结合,教学与实践相结合的教学目标。 (一)对教师研究室的建设加以完善 可以根据每个教师的专长和研究方向,来建设尖子教师研究室,并且对考核目标作出明确规定,支持本科生“进团队、进课题”,积极参与教师的教学与科研活动,增进教师研究室和企业的交流,实现教研相长。 (二)强化校内实验室建设和管理 把突破口瞄准建设综合实验室,综合考虑教学内容、课程设计、生产实习的全面配套改革,提升实验室教师的专业水平,发挥学生的自主性,完善生产实习环节。主要是巩固原有生产实习基地,开拓新的实习基地;采用灵活多样的指导方式,充分考虑学生的个体差异,有针对性地选择实习教师和实习场所;强化校企产学研中心的作用,促进学科发展。设计完善的多维实践创新平台运作机制,满足其发展和提升的需求,更好地服务于科技创新。 (三)加强教师团队建设 坚持“以人为本”、“服务广大师生”的指导思想,构建服务化的、人性化的、可持续发展的新理念,调动教师积极性,保障高素质人才的培养,全面推进教育教学改革。 三、结语 安徽理工大学能源化学工程专业学生创新能力的多维创新实践平台建设是立足安徽良好的能源产业背景,紧扣产业需求,结合学科特色提出的,其实施将会促成校内实践环节、校外实践环节和校企产学研三个实践环节的协作和相长,实现学生、学校、企业共同获益,切实培养大学生的创新能力。同时,也为其他相关学科开展大学生创新能力培养工作提供借鉴,共同建设创新型国家. 作者:陈秀 来永斌 陈明功 张洪流 化学工程论文:卓越工程师教育化学工程论文 1教学资源建设是卓越计划得以实施的关键问题 教学资源建设是有中国特色卓越工程师教育培养计划实现的关键问题,也是长期以来中国卓越工程师教育培养计划实施的重点和难点问题。我国教学资源建设仍然存在总量不足、分布不均、共享困难、不能有效服务专业设置、课程建设、顶岗实习和学生就业等诸方面的不足。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确要求把加快教育信息化进程作为推动教育改革发展的保障措施。卓越计划结合自身规律开发数字化资源,加强以优质视频、教学素材、特色专题为主要内容的专业教学资源库建设,有利于推动卓越计划相关专业建设、课程改革和教学方法手段的不断创新,并直接关系到卓越计划培养出来的人才质量。同时,《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见(教高(2012)4号)》提出“通过多种方式整合校园资源,优化办学空间,提高办学效益,确保高校办学条件不低于国家基本标准。因此,建立开放灵活的教育资源共享平台、提高资源建设的规范性和利用效率、降低建设成本和促进优质教育资源的普及和共享已成为亟待解决的重要问题。 2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路 卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求,确定相关课程和实践教学环节,将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中,增加工程教育相关课程,因此,必须按照新的人才培养方案,以教材建设和精品课程建设为手段,改革教学内容,加强教材建设,自主编写和完善系列专业教材,使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下: 2.1构建“新体系” 构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”,循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层,主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层,主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层,主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。 2.2突出“厚基础” 本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育,专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等,其课程学时占总学时的47.7%,课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课,其课程学时占总学时的34.9%,课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课,其课程学时占总学时的17.4%,课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础,为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。 2.3强化“宽口径” 本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中,精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径,以满足大化工行业对工程技术人才的要求。 2.4体现“重创新” 教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上,以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则,尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时,组织教师立项编写或参编高质量教材,如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义,制作和充实各类声像教学资料,积极开发具有专业特色的CAI课件,录制网络教学视频。重点开展精品课程建设,争取获得1门部级精品课程、2~3门省级精品课程、4~5门校级精品课程,通过改革与建设,不断提高教育质量和人才培养质量,努力培养学生的创新精神和实践能力,打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才,以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设,确保学校教学质量不断提高,确保专业建设项目绩效。 3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设存在的困难 卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富,在实际操作过程中需要突破重重难关,其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。 3.1校企合作是首先要解决的问题 近年来,我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制,努力通过各种渠道与企业沟通,先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心,为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益,不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会,这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。 3.2人才需求的个性化和多样化 不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异,如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师,有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识,而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此,我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设,以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。 3.3师资队伍的建设 化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式,为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准,形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足,知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。 4结论 本文详细分析了卓越工程师背景下化学工程与工艺专业教学资源建设的必要性,阐述了构建“新体系”、突出“厚基础”、强化“宽口径”和体现“重创新”的教学资源建设思路,并探索了教学资源建设中存在的校企合作、人才需求的个性化和多样性及师资队伍的建设三个突出问题。这对化学工程与工艺专业卓越工程师培养的顺利进行具有很好的指导意义,并可为其它专业卓越工程师的培养提供参考意见。 作者:刘和秀 申少华 胡忠于 李爱玲 黄念东 郑柏树 曾坚贤 单位:湖南科技大学化学化工学院 化学工程论文:程模拟系统教学化学工程论文 1在化工原理教学中的应用 化工原理系列课程包括:理论课、实验课、生产或仿真实习和课程设计四个环节。其中化工单元操作过程设计方法、操作原理及其计算是理论课程教学的重要内容,而迅速准确地进行工程计算是课程设计的基础,所以组织好化工原理理论课程教学是落实化工原理整体教学的关键。目前,化工原理主要授课内容:流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离和固体流态化、传热、精馏、吸收、萃取、干燥等单元的基本概念、原理和工程计算方法,而通用过程模拟软件中几乎包括所有常见的化工单元基本模块,在讲课过程中,教师可以在讲授基本原理后,使用软件中的相关计算模块对其工作特性进行模拟展示。东南大学化学化工学院肖国民、李浩扬等,利用Fluent、Aspenplus软件应用于讲授和解决“三传”问题。其中利用Fluent软件,对固定床反应器进行动量模拟,结合反应动力学模型和对流传热模型等,研究反应器内一氧化碳与硝酸二乙酯偶联反应,从而获得反应器内速度、温度和各物质浓度的分布情况,模拟结果与实验数据吻合良好。这一过程给学生清晰的展示了:不仅固定床反应器内部的“三传”均和反应的进行程度相辅相成,而且若想准确计算、设计或优化一个单元操作过程,实验情况与计算模拟必须相互反馈,相得益彰。利用Aspenplus软件对二苯基甲烷二异氰酸酯换热器进行设计和工程开发,与传统的换热器设计计算方法相比,结果具有可靠性高、计算用时少、绘图快、和各专业集成效应强等优势。通过对甲醇—水精馏过程模拟,说明该软件可用于质量传递方面的计算。教学实践证明,该方法不仅可以全面反映塔内物料组成、质量分布状况等工艺计算结果,而且还可通过系统内置板式塔或填料塔的各种塔内件参数,得到塔结构详细设计,另外学生还可以通过改变模拟计算条件,综合考察各因素对分离效果的影响,便于教学。中国石油大学(华东)化学工程学院刘相、王兰娟利用软件:Mathcad、Aspenplus和AutoCAD与传统的课程设计相结合的教学方式,简化繁琐的计算过程,强化学生的工程意识和制图规范,使化工原理课程设计逐步走入规范化轨道。中国石油大学(华东)化学工程学院孙兰义,张月明等,选择烯烃分离装置作为研究对象应用于化工原理课程设计教学之中,利用Aspenplus、ProII获得了最佳回流比、理论板数等重要数据,计算机教学的引入为化工原理课程设计教学注入了新的活力。江苏技术师范学院化学与环境工程学院张春勇,郑纯智等利用Aspenplus软件在流体流动和输送机械、传热、精馏、吸收与脱吸中应用,在教学过程中使学生看到的都是工程实例,充分践行了理论联系实际这一教学原则。嘉兴学院生物与化学工程学院韦晓燕,谭军等,山东科技大学化学与环境工程学院张治山、高军[21]等将Aspenplus过程模拟系统有目、有步骤地应用于化工原理系列课程教学,通过单元模型操作型问题、实际案例分析和课程设计三个阶段的训练,使学生加深对化工单元设计的理解,达到培养“知识”+“能力”型人才的目的。另外,北京石油化工学院化学工程系葛明兰,李翠清等和安阳大学化工系李安林,张换平等将ChemCAD软件应用与化工课程设计和简捷精馏模型,青海大学化工学院李晓昆,张宏等将ECSS软件应用在板式精馏塔工艺计算中。华南理工大学化学与化工学院郑秀玉,李琼还将过程模拟系统应用于化工仿真实习教学的改革与实践当中,取得了宝贵的教学经验。实际工程问题的解决方案通常是多方面因素综合,且呈非线性关系作用的结果,解答需要经过多次运算与讨论分析。如操作型计算,尽管与设计型应用的原理是一样的,但是因为思考问题的角度不同,使得此类问题复杂、灵活,综合条件的选择计算不是一次完成,而是需要多次试算,反复迭代,加之公式复杂,计算步骤繁多,计算量很大。模拟软件的应用是解决这类问题行之有效的捷径,既帮助学生加深了对各化工单元的认识与理解,又培养了他们解决实际工程问题的能力。 2在化学反应工程、分离工程教学中的应用 化学反应工程和化工分离工程皆为化学工程与工艺专业本科生必修的专业基础课程。其主要研究内容的共性为过程开发、工艺设计以及实际生产操作过程中遇到的工程问题。在化工生产过程中,化学反应是生产的优秀,而分离过程则是其前的原料净化和其后的产品精制,一般来说分离装置的费用占总投资的70%以上。过程模拟系统中,基本上包含了教学过程中所包含的各式反应器模型,另外系统还集成了用户自定义模块,用户可根据实际需求二次开发反应器模块子程序。而对于化工分离过程的模拟无论是从可模拟介质的种类和塔器的形式上,还是从模拟结果的精度上,都堪称化工模拟技术发展的代表。如:在AspenPlus中用于模拟所有类型的多级汽-液、液-液平衡为例,其计算分为简捷、严格法两种。简捷法计算单元模块库有三类:简捷法精馏设计、简捷法精馏核算和石油简捷蒸馏。严格法计算单元模块库有六类:严格精馏、复杂塔严格精馏、石油严格蒸馏、基于质量传递速率蒸馏、严格间歇蒸馏和严格液-液萃取,每一类单元模块库中又有多个以进料、加热器(冷凝器)和侧线物流等不同组合形式,如:严格精馏不仅可用于两相(汽-液)计算,还可用于三相(汽-液-液)计算,即可模拟:普通蒸馏、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精馏、平衡和反应比例控制蒸馏等工艺过程,而石油严格蒸馏库中就有近50种形式可选,所以过程模拟系统不仅可以满足化工分离工程课程主要内容的需要,而且对其后继石化、炼化等工艺课程,也有较大的帮助。天津科技大学王彦飞,朱亮等采用教学内容与AspenPlus软件相结合以提高教学质量,讨论环氧丙烷水解绝热连续搅拌釜式反应器模型的多解性,在课堂上非常快速直观的让学生清楚了解多定态现象以及产生的原因,有助于学生对反应过程的理解,并通过软件使用可以回答,“如果改变某些条件,那么对于结果有哪些影响?”这样的问题。南京化工职业技术学院化工系戴斌,徐宏利用化工过程模拟系统ChemCAD二次开发工具,在SO2转化反应器的工艺设计上,通过使用VBA语言编程,实现有复杂反应动力学方程的反应器工艺设计。变换不同的SO2转化工艺条件,计算得到与之对应的反应器体积,从而为装置技改、去瓶颈和优化提供依据。上海应用技术学院吴锡慧,郁平等对化学反应工程教学改革和实践,在实验中引入AspenPlus软件强化计算机应用,提高了学生们的设计和综合分析能力。该软件也正被学生用在大学生化工设计竞赛、毕业设计和科技创新等环节。天津大学化工学院李士雨,齐向娟给出了应用ChemCAD模拟软件更新分离过程教学内容的初步方案包括:分离过程热力学、自由度分析的原理和方法、单级平衡和多级平衡模拟计算等。得出:无论从国内外化工分离过程教学内容的更新趋势上看,还是从工业界对分离过程教学内容需求的变化上看,在分离过程教学内容中增加计算机模拟分析方法是大势所趋。华东理工大学化工学院李伟,朱家文等采用模拟软件ProII在化工分离习题课上,同时改变热力学方法、闪蒸条件、压力等,完成不同条件下的多种闪蒸计算。进行丙烯精制塔精确计算可对塔操作参数进行多方案计算和比较,实现整体优化;通过调节操作参数实现产品的纯度和塔的能耗比较,在其之间建立量化概念,这对于思考许多分离基本问题是十分有益的。江苏石油化工学院朱建军、林西平等利用AspenPlus软件对醋酸与乙醇催化反应精馏塔进行模拟,回流比、进料组成、进料位置等对醋酸与乙醇收率的影响进行了分析,结果表明:运用AspenPlus软件可以有效、快捷、方便地模拟脂化反应精馏过程,结果可靠,精度高。江汉大学化学与环境工程学院吴宇琼将AspenPlus软件引入分离工程课程及实验教学中。通过演示软件操作录像、学习模拟经典实例等方法,使学生迅速掌握并使用软件,借此求解泡、露点及塔板数等。广西大学化学化工学院秦祖赠,葛利等利用ProII对膨胀器的气体加工装置进行模拟,福建农林大学材料工程学院卢泽湘,范立维等利用AspenPlus对甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反应精馏工艺进行模拟,并进行教学演示和讲解。着重在混合物热力学性质的计算、多组分平衡分离过程计算上,真正做到了“严格计算”。同时指出软件对化工热力学、化工设计等课程的学习也会有较大的帮助,连续三年化工专业本科生对过程模拟系统的学习兴趣调查中“,学习兴趣强烈”的分别占到总人数:72.8%、83.2%、86.8%。将过程模拟系统应用于化学反应工程教学,避免了大量计算公式推导、复杂数值计算等问题,可以在少用课时的情况下,尽量全面地展示化学反应工程的优秀内容。多组分多平衡级分离的严格计算,是设计分离设备和优化操作过程的必要计算手段,也是化工分离工程教学的主要内容。使用过程模拟系统,在进行MESH方程推导及基本算法介绍的同时,使得塔的精确计算和将热力学中相对独立的知识运用到具体的分离过程中,解决其工程实际问题成为可能,并且可以对塔的操作参数、分离要求和设备投资、运行费用等问题进行分析计算,极大地提高了学习的深度与广度,使学生更加主动积极,综合分析和解决实际工程问题的能力明显提高。 3结语 通过对以上课程的学习及过程模拟系统的应用,为接下来学好化工过程合成与分析创造了条件,为化工设计打下了基础,同时这两门课程对过程模拟系统的应用又是不可或缺的。由此可见,过程模拟系统是化学工程与工艺专业优秀知识点有机综合、相互贯通而成的产物,是新时期培养具有过程科学和工程知识背景的计算机应用人才的利器。在高等教育日趋大众化,呈现多样性的今天,强调优秀知识点在专业规范上的统一性特征,是最终形成专业特色多样性的前提和保证,而在教学中推广应用过程模拟系统无疑是这一特征的具体体现。 作者:李晓昆 张宏 闫志强 汤强 张鹏宇 单位:青海大学
生物技术及应用论文:高职院校生物技术及应用专业实验教学改革的思考 摘 要:生物技术对于我国农业、畜牧业、园林以及工业等方面的发展都具有非常积极的作用,其所应用的领域非常广泛,并且都占据着不可替代的位置。在新的经济环境下,我国社会飞速发展,这些领域对于生物技术以及应用人才的需求量也更大。为了能够为社会输送更多的专业人才,高职院校在生物技术以及应用专业实验教学方面进行创新改革是非常必要的。强化学生的操作技能以及理论知识的应用能力,实验教学起着决定性作用,通过进行实验教学,能够提高学生的观察力、分析能力以及动手操作能力。文章针对该专业的实验教学改革进行几方面的分析研究。 关键词:高职院校;生物技术;实验教学 一、实验教学方法的改革 1.适当的讲解 在进行生物技术以及应用专业实验教学改革的过程中,教学方法的创新和改进是一个重要的内容,在进行实验教学的时候,操作是一个不可缺少的环节,而操作行为的指导基础是理论知识,因此,教师在传授理论知识的过程中,要善于分析讲解,知识重点要由浅及深,注意主次之分,高职院校的学生特点就是知识基础比较差,因此耐心的讲解是非常必要的。在讲解理论知识的过程中,教师要注意采取设置疑问、悬念的方法,来激发学生的学习兴趣,然后再对学生进行合理的启发和引导,帮助他们自己找到问题的答案。 2.创造条件多分组 在我国很多高职院校,实验条件是有限的,缺乏实验器材、器材消耗过大等现象依旧比较普遍,这就要求教育工作者能够充分发挥有利条件,克服现阶段的种种困难,最大限度地满足实验教学的需求,为了能够使每一个学生都得到锻炼的机会,就应该突破以往的实验模式,将多人分组引入课堂,教师可以将一个班级的学生分为若干组,编排顺序,分批进入实验室,课内实验要与课外实验有机结合,虽然这样实验时间延长了,但是却使每一个学生都得到了实践操作的机会,增强他们学习的积极性与主动性。在实验设备有限的条件下,这不失为一种好的选择。 3.耐心细心地进行操作指导 实验过程中,适当的指导也是必要的,教师应该不断地到学生中观察他们的实验情况,看看他们操作是否存在错误,如果学生发现问题,也能够随时向教师咨询,一些不愿意实验的学生,在教师的巡视下,行为也会受到约束,教师对于这类学生,要给予他们信息,鼓励他们进入到实验中去,重点培养他们的实验兴趣。 二、注重实验教学内容的选择 1.掌握基本的操作技能 进行实验的时候,要根据课程特点进行内容的选择,要以培养学生的基本技能为目的,可以通过进行一些代表性强的实验操作,来帮助学生们提高调配试剂的能力,检测方法的掌握以及各种设备的操作等基本技能。 2.注重提高动手能力 选择能够提高动手能力并与生产实践密切联系的实验,如在分子生物学实验中选择凝胶电泳实验,该实验的动手操作特别多,要进行试剂的配制,电泳槽的安装等操作,同时电泳在生产实践中的应用也非常多。通过这类的实验能有效地培养学生的动手能力和严谨的科学态度。 3.适当增加设计性实验 生物技术及其应用专业内容比较丰富,具有多样性与复杂性,因此在实验中,不可避免会出现一些意外情况,尤其是一些出乎意料的实验结果,在面对这些问题时,教师应该引导和帮助学生去分析其中原因,帮助学生提高发现问题、分析问题、解决问题的能力,也有助于学生独立操作能力的提高。设计性实验的开设为学生营造出一个用所学理论知识解决实际问题的环境,培养和提高了学生的创新能力和综合素质。 三、实验管理以及实验考核制度的改革 除了以上所阐述的教学内容和方法的改革之外,实验管理和实验考核制度的改革也非常重要,由于实验教学与理论知识教学相比,内容比较复杂,学生操作过程中涉及安全问题、器材以及药品的存放问题、清洁问题,等等。不管是哪一个方面内容出现问题,都有可能导致实验的失败,影响教学效果,甚至是威胁到人们的生命安全,因此管理改革是不可忽视的。现阶段,高职院校采用开放式管理是最为合适的,在保障各种器材和设备得到有效管理的同时,还要重视管理人员的素质培养,从而依据结果制定更加符合实际的教学计划、教学内容,一定程度来说,它是学校和教师开展下一部分工作的指导。 (作者单位:包头轻工职业技术学院) 生物技术及应用论文:生物技术及应用专业工学结合教学模式的研究与实践 摘 要:工学结合人才培养模式已经逐渐被大家所认识,在工学结合职业教育模式的研究与探索中,需要教师探索符合工学结合要求和本地区特色的新型课程模式。本文以宁夏工商职业技术学院生物技术及应用专业为例,以提升学生的职业素养和就业率目标,对人才培养方案与课程体系进行综合改革与实践,形成了鲜明的专业特色,实现了专业课程教学与企业需求的对接。 关键词:生物技术专业 工学结合 教学模式 教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号文件)的精髓是“校企合作、工学结合”,指出:高职教育人才培养模式改革要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,对课程设置、教学内容的选取、教学方法进行改革。学生职业技能和就业质量的提高,是职业院校发展的重点。我院的生物技术及应用专业2011年被确定为首批国家骨干院校重点建设专业应用化工技术专业群建设专业。 近几年,生物技术发展迅速,宁夏及周边地区在发酵工程、生物化工、生物制药等领域发展较快。大多数职业院校在生物技术及应用专业的设置上对地区经济特色和发展论证不够,存在专业定位不准确,设计领域过宽;课程体系设置雷同,缺乏自己的特色等不足。面对生物技术产业发展机遇,我们对地区经济发展深入调研并分析了宁夏及周边地区生物技术、生物化工行业背景、相关企业近两年的人才需求、地方资源优势、企业相关岗位对课程设置要求等。“以就业为导向,注重学生的能力培养”,把职业教育的五要素融入专业建设全过程[3],以生物技术专业人才培养方案制定以及课程体系的构建为突破口,对工学结合教学模式展开了深入的研究与实践,收到了良好的效果。 1 依托行业、企业确定人才培养方案 工学结合的职业教育课程有两个特点:一是满足技术、经济和社会发展对高技能人才的能力要求;二是适应学习者和职业发展需要,最大限度地实现有效的职业学习[2]。高等职业教育培养的是面向生产、建设、管理、服务一线的高技能型人才。高技能型人才的培养必须实现“三面向”(面向职业、面向岗位、面向生产任务),教学必须做到“三贴近”(技术应用类专业课程的内容要贴近生产、贴近技术、贴近工艺)[3]。高职教育不仅要承担职业技能的培养,又要注重职业素质的养成,因此,高职教育必须是校企合作、工学结合。人才培养方案要依托行业、企业,成立专业建设指导委员会。专业建设指导委员会负责审议专业人培方案,根据行业企业需求提出专业人培方案的调整意见,确保专业人培方案满足行业、企业和社会的需求。专业建设指导委员会参与课程建设,指导实训基地建设,开发多种办学模式,为学校提供岗位及企业、行业人才需求信息,做兼职教师,人才培养方案的设置。 宁夏工商职业技术学院化工工程系于2012年5月成立了专业建设指导委员会。本专业根据专业建设指导委员会确立人培方案,专业教学目前定位于生物技术的应用领域,主要方向是生物发酵及生物化工。专业建设指导委员会的成员主要来自区内生物发酵、生物制药和应用化工行业的一线专家或管理人员,他们确保了人才培养需求的实时性、实效性。校企合作共同构建适于行业发展和企业需求的人才培养方案,依岗位需求和职业能力需求重组优化课程体系,对一些课程(如生物化学与技术)构建多元化考核模式,注重学生操作技能的培养,通过这些方式提高生物技术专业人才培养的质量。 2 设置工学结合教学情境 以工作过程为基础,构建课程学习情境,每个情境下设若干工作任务,课程的教学以工作过程为基础,构建“教、学、做”一体化教学模式。实践教学环节主要培养学生的职业能力,即专业能力、方法能力、社会能力,而工学结合教学模式集中体现在实践教学中。教师上课时下达工作任务,学生通过完成各项工作任务,达到对知识和实践技能的理解和掌握。校内实践教学基地是工学结合教学情境实现的关键[3]。在教学过程中教师将知识模块化、技能项目化,不断更新教学内容,适时加入新的技能和技术,设置教学情境;并且学院重视校内实训车间和实验室的建设,有啤酒生产车间、发酵实训室、显微镜实验室、生物化学与技术实验室、仪器分析实验室、天平分析室等实验室。这为理论教学、实训、各种竞赛、技能鉴定、教师指导等相统一提供了保证,体现了学生、设备、任务、技能等的融合。校内实训基地和实验室是学生职业素质的养成的主要场所,也为学生考证、训练以及实现各项工作任务提供了必备的条件。 3 师资队伍的培养 一是师资队伍的培养是专业建设的重要保障,所以教师队伍建设要放在首位来抓。工学结合教学必须具有一支稳定的双师型教师团队。双师型教师可通过招聘行业、企业一线的技术人员通过培训成为学校的双师型教师,也可通过专职教师下企业进行挂职锻炼,增强教师的专业实践能力,教师大都具有较系统的学科理论知识,但实践技能相对缺乏,因此,安排教师到企业参加挂职锻炼,可以获得行业和企业的动态信息,掌握新知识和新技能。前两条在实施上很难做到,我院的教师主要是通过后一种办法来来增强自身的专业实践能力的,效果比较理想。 二是加强校企合作,通过与企业的联系,教师带学生参观和在企业进行顶岗实习,获得新知识与新技能,通过顶岗实习,学生实现了学校与企业零距离对接。 学校还根据教学需要,按照专业需求,投资一定的经费,选派教师进修学习,培养双师型教师(生物技术专业教师,80%以上都具有技师证,75%以上教师是讲师,这些教师都具有双师素质)。通过这种方式,可以提高教师的业务、科研和指导学生参加大赛等能力。通过多种途径培养教师的双师型素质与能力,不断完善工学结合的教学模式,教学效果显著提高。学校鼓励专职教师定期下企业挂职锻炼,可以获悉行业或企业的动态信息,掌握新知识新技能。 三是开展科研、教改和技术服务,提高教师业务水平。教师积极从事科研、教改和各项技术服务,通过这些方式不但能促进教师自身的知识更新,丰富教学内容,而且能提高自身的实践能力。 四是加强对外交流。学院鼓励教师参加国外、国内及省市的培训及学术团体活动,近几年,生物技术及应用专业的教师每年都有机会与同类院校进行相互交流,学习吸取新的知识。通过交流开阔思路,增长见识,丰富知识,推动和深化教学改革,为办好生物类专业发挥作用,专业教师的水平也有了较大的提升。 4 构建工学一体化的课程 专业建设的重点是师资、教学模式、实训室、校中厂、校本教材等,其关联模型如图1所示,课程建设是专业建设的基础,专业课程标准是课程建设的指南。课程建设主要涵盖图1中的教学模式实践、教材建设、实训基地建设。教师通过改革教学模式,将理论与实践相结合,促进学生认知能力发展和建立职业认同感相结合,科学性与实用性相结合,符合职业能力发展规律与遵循技术、社会规范相结合,学校教育与企业实践相结合[4]。使学生通过完成工作的任务并进行反思,把知识和技能、过程和方法等相结合。 针对专业的不同,工学结合的课程建设内涵也不同。生物类专业较适合模块化、情境化类教材[6]。无论哪种专业,高职的课程应该是行动导向体系课程,体现工作过程或岗位需求,必须实现学科体系的结构,完成教学体系的重构,在授课过程中应该体现行动导向教学体系课程的特点,通过完成各项任务,培养学生分析问题和解决问题的能力、团结协作能力和对知识的领悟能力。 校内实训基本能复现工作过程,我院有校内实训基地,教学过程突出了知识模块化、技能项目化的特点,完全满足工学结合的教学要求。教材是影响教学质量的关键因素,是教师推进教学活动、实现教学目标的依据。由于条件不成熟,教师自编教材不能完全实现,教师选用高职高专规划教材,经过集体论证对一些内容进行增加和删减;教师吸纳新知识、新工艺、新技能,不断调整教学内容。 5 教、学、赛、顶岗实习相结合,开展工学结合教学 工学结合教学的目的是培养岗位高技能人才,体现操作的高技能要求,尤其生物类专业是前沿发展学科,这方面更为重要。因此将课堂教学、创业教育、技能大赛、工种鉴定、顶岗实习等结合起来是培养应用能力和高技能人才的有效途径[3]。 教、学、赛相结合是工学结合在教学相长上的体现。一年一度的全区职业技能大赛和全国职业院校大学生技能竞赛等为学生技能展示提供了机会,也为工学结合能更好的实施提供了有利的保证。 宁夏工商职业技术学院生物技术及应用专业自2006年招生以来,专业教师与学生积极参与各种学生竞赛活动,多次获得院级、区级及部级奖励。2011年6月,10级生物技术班的黎燕在参加全国化学检验工技能大赛获得了二等奖,2012年6月,10级生物技术班的4名学生在宁夏工商职业技术学院大学生创业设计大赛中获得了二等奖;2012年5月,11级生物技术班的3名学生参加全区农产品检验技能大赛,分别荣获二等奖和三等奖;2013年5月,12级生物技术班的3名学生在全区农产品检验技能大赛中获团体二等奖;2013年6月,12级生物技术班杨丽在全国职业技能大赛高职组工业分析检验赛破格获得高级证书。通过这些方式,学生的应用能力和综合素质有了明显的提高。 6 结语 生物类专业实践教学改革和完善是一个长期的系统工程,需要多方努力,生物技术专业的教师团队相互协作,共同努力,打破专业界限,不断探讨适合本地区和学校的工学结合教学模式。在改革过程中,强调将专业知识综合运用,强调学生在实践教学中的主体地位,充分调动学生的学习积极性,加深专业理论与实践的联系,有利于提高教学质量与效果[5~7]。经过几年的实践证明,生物技术及应用实践教学体系的构建既符合专业自身的特点,又有助于培养学生应用所学知识和技能解决问题的能力,有利于培养学生的思维能力,创造能力,团结协作能力,应变能力和处理问题的能力,使学生的专业综合素质得到充分的提高。 希望本改革模式能为同行所用,促进生物技术专业工学结合教学模式的研究和实验课程体系改革的探索和思考,完善实践教学,培养更多的实用型人才。 生物技术及应用论文:浅谈环境生物技术的应用及发展前景 【摘 要】环境生物技术(Environmental Biotechnology)是指直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染,同时又能生产有用物质的工程技术。科技的发展充分证明了环境生物技术在解决环境问题过程中所示出的独特功能和优越性,它的纯生态过程,体现出了可持续发展的战略思想,它具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。 【关键词】环境生物技术;治理应用;固体废弃物处理 一、引言 环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点,兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理中,主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物,是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其处理污染物通常能一步到位,最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面,环境生物技术都发挥着极为重要的作用。 随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展,环境生物技术得到了进一步的开发,研究领域不断扩大,已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展,环境生物技术本身也将更加成熟。 二、环境生物技术 在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气,将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质,从而净化空气,是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等,所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。 生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段,通常由一个装有填料的洗涤器(吸收设备)和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器(再生反应器)构成废气从吸收设备底部进入,向上流动,与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触,经传质过程进入液相,再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解,净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入,通入空气充氧,废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程,再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋,吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞,但设备较多,需外加营养,成本较高,对溶解度小的化合物难以处理。 三、环境生物技术在水污染治理中的应用 环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法,通常被称为生化处理方法或生物降解法,以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。 (一)生化处理技术 由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同,生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类,两类生化反应的基本过程如下:好氧降解:有机物+氧气+好氧微生物/酶水+二氧化碳+无机养分+能量。厌氧降解:有机物+厌氧与兼氧微生物/酶降解的有机产物+无机养分+能量。自20世纪70年代起,就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来,如厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板式反应器(ABR)和厌氧序列式反应器(ASBR)等。厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理,其特点是废水处理和能源回收相结合,但出水水质难以达到直接排放的要求。 (二)生物自然净化技术 生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘(厌氧塘和氧化塘)和土地处理系统的人工湿地。生物自然净化技术投资少,运行费用低,但占地面 积大,出水水质不易控制。生物塘以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生植物,利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。氧化塘中除选育合适的水生植物外,还增加了曝气,以促进水体中生物的好氧降解。传统的生物塘占地面积大,污水停留时间长,处理效率较差。目前通过培育高效水生净化植物(水葫芦、芦苇、水莴苣等),建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统,增强了生物塘的处理功能,促进了水体生物处理技术的发展。 四、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用 利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物,主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场,填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层,在填埋场设置排气口和监测系统,每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤,并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。 五、环境生物技术的发展前景 利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫,可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。这些微生物包括硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本利用氧化亚铁硫杆菌已使H2S脱除率达99.99%,我国利用该菌对炼油厂进行干气催化和工业废气脱硫,H2S脱除率分别为71.5%和46.9%。在燃煤的处理过程中,还可采用浮选与微生物脱硫技术相结合,对煤和黄铁矿进行分离,达到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物还可将石油成分中的硫分离出来。虽然生物技术在大气污染治理中的应用时间尚短,但其具有技术简单成本低、安全性好、无二次污染等优点。今后,在微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养方面,配以清洁生产技术的研究,将会备受关注,也会成为解决原煤燃烧产生的SO2污染的最佳途径。 生物技术及应用论文:环境生物技术的应用及发展前景 【摘 要】环境生物技术(Environmental Biotechnology)是指直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染,同时又能生产有用物质的工程技术。科技的发展充分证明了环境生物技术在解决环境问题过程中所示出的独特功能和优越性,它的纯生态过程,体现出了可持续发展的战略思想,它具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。 【关键词】环境生物技术;生物治理方法;生物技术应用 环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点,兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理中,主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物,是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其处理污染物通常能一步到位,最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面,环境生物技术都发挥着极为重要的作用。 随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展,环境生物技术得到了进一步的开发,研究领域不断扩大,已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展,环境生物技术本身也将更加成熟。 一、环境生物技术 在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气,将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质,从而净化空气,是一项空气污染控制的新技术。目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等,所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。 (一)生物过滤法 生物滤池内部填充活性填料,废气经加压预湿后从底部进入生物滤池,气体中的无机污染物、有机污染物或恶臭物质与填料上附着生成的生物膜(微生物)接触,被生物膜吸收,最终被降解为水和二氧化碳或其它成分,处理过的气体从生物滤池的顶部排出。该方法的特点是设备少、操作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、去除效率高,但反应条件较难控制、占地面积较大。 (二)生物洗涤法 生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段,通常由一个装有填料的洗涤器(吸收设备)和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器(再生反应器)构成废气从吸收设备底部进入,向上流动,与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触,经传质过程进入液相,再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解,净化后的气体从吸收设备顶部排出。吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入,通入空气充氧,废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程,再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋,吸收与再生两个过程反复进行。该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞,但设备较多,需外加营养,成本较高,对溶解度小的化合物难以处理。 二、环境生物技术在水污染治理中的应用 环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法,通常被称为生化处理方法或生物降解法,以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。 (一)生化处理技术 由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同,生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类,两类生化反应的基本过程如下:好氧降解:有机物+氧气+好氧微生物/酶水+二氧化碳+无机养分+能量。厌氧降解:有机物+厌氧与兼氧微生物/酶降解的有机产物+无机养分+能量。 (二)生物自然净化技术 生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘(厌氧塘和氧化塘)和土地处理系统的人工湿地。生物自然净化技术投资少,运行费用低,但占地面积大,出水水质不易控制。 生物塘以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生植物,利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。氧化塘中除选育合适的水生植物外,还增加了曝气,以促进水体中生物的好氧降解。传统的生物塘占地面积大,污水停留时间长,处理效率较差。目前通过培育高效水生净化植物(水葫芦、芦苇、水莴苣等),建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统,增强了生物塘的处理功能,促进了水体生物处理技术的发展。 三、环境生物技术在固体废弃物处理中的应用 利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物,主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。 (一)卫生填埋。卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场,填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层,在填埋场设置排气口和监测系统,每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤,并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。 (二)堆肥。堆肥是固体基质在有效的低温条件下的发酵过程,适用于生活垃圾的处理。其基本步骤是:废弃物―预处理―堆肥―后处理―存放。对堆肥处理器进行足够的通气是堆肥成功的关键。该技术安全性高,成本低廉。 (三)发酵产生沼气。主要利用畜禽粪便、农作物秸秆、生活污水等。其原理是微生物厌氧发酵使有机质降解,产生沼气,此法在农村有着广阔的发展前景,沼气不但可用作照明和燃料,还可建成以沼气工程为纽带的“猪、沼、果”生态农场等生态农业模式。 四、环境生物技术的发展前景 利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫,可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。这些微生物包括硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、酸热硫化叶菌等。日本利用氧化亚铁硫杆菌已使H2S脱除率达99.99%,我国利用该菌对炼油厂进行干气催化和工业废气脱硫,H2S脱除率分别为71.5%和46.9%。在燃煤的处理过程中,还可采用浮选与微生物脱硫技术相结合,对煤和黄铁矿进行分离,达到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物还可将石油成分中的硫分离出来。虽然生物技术在大气污染治理中的应用时间尚短,但其具有技术简单成本低、安全性好、无二次污染等优点。今后,在微生物脱硫技术以及高活性脱硫菌种的研制和培养方面,配以清洁生产技术的研究,将会备受关注,也会成为解决原煤燃烧产生的SO2污染的最佳途径。 生物技术及应用论文:基于就业导向的生物技术及应用专业人才培养模式相关探索与实践 摘 要:以就业为导向、以能力培养为本位,是高等职业教育改革和发展的主要任务之一。山东职业学院生物技术及应用专业经过多年办学实践,以校企合作为平台,逐步形成了“学训交互,能力递进”的人才培养模式、符合产业需求的课程体系、项目导向、教学做一体教学模式和满足区域经济需要的多学期、分段式的教学组织模式,加强了学生的专业能力、职业能力和拓展能力培养。 关键词:人才培养模式 教学模式 教学组织模式 国家教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16 号)中明确指出:高等职业教育必须服务区域经济和社会发展,以就业为导向,加快专业改革与建设。这已经成为地方高职教育办学定位的风向标。学生就业状况好坏也反映出了高职院校品牌创立的高度与创新的深度。因此,如何以社会需求和高职人才培养目标为导向,依托自身办学条件,在特定时限内为学生达到一定职业人才的规格要求,是目前迫切需要解决的问题。 人们普遍认为,生物技术是21世纪的朝阳产业,与其相关产业的发展水平将决定一个国家的竞争力,我国出台了大量的政策和产业规划支持生物技术的发展。面对机遇,生物技术相关专业伴随着经济发展的需要应运而生。 然而,随着生物技术的快速发展,专业范围不断向多领域扩展,生物技术相关专业也出现了很多问题。例如,在专业设置上,对区域经济建设和社会发展需求调研论证不够深入,专业定位不准确,涉及领域过宽;学校间缺乏特色与差异化,课程体系设置雷同,同质化现象严重,办学效益不高;传统的实践教学环节与企业生产实际严重不符;学生职业素养较低,没有自己的职业规划等问题。企业缺乏生物技术专业的人才,而我们培养出来的毕业生又不满足用人单位的需要。总之,原有的人才培养模式还不能完全适应现代高职教育的发展需求及社会岗位群对人才的需求,迫切需要对生物技术类专业人才培养模式进行改革与实践。 山东职业学院2005年开始设置生物技术及应用专业,2011年被遴选为中央财政支持的高等职业院校提升专业服务能力的重点建设专业。在深入调研分析区域生物技术行业背景的基础上,以服务地方经济、对接产业、提高学生就业质量为导向,以能力培养为中心,以专业人才培养模式优化、开发课程体系构建为突破口,深入开展人才培养模式的探索与实践,内容如下: 1 继续开展“学训交互,能力递进”人才培养研究与实践 “学训交互,能力递进”人才培养模式是为了服务地方经济,支持生物制造产业发展,与产业对接,遵循教育规律和职业能力形成规律,将人才培养过程划分为专业“基本能力-优秀能力-综合能力”三个阶段。通过深化培养目标与社会需求相通,教学活动与生产过程相通,实习岗位与就业岗位相通;教学内容与职业标准相融,专业教师与技术专家相融,学校考核与企业评价相融,提升学生专业理论、专业技能水平和职业素养,使学生由“新手”转变为“职业人”。 专业基本能力培养:主要按照生物制造行业职业人的要求,培养学生的人文素养、职业素质。同时以项目、任务等为载体,通过“任务驱动”“项目导向”等方式,实施教学做一体教学,使学生掌握专业基本知识、基本技能,对岗位有所认知,使其成为基本满足企业岗位要求的新手。 专业优秀能力培养:在校内生产性实训基地和校外实训基地实施多岗位轮岗,工学交替,配合多学期教学组织模式,实现工学有效融合。学生在校内生产性实训室进行一体化教学,“做中学”、“学中教”,强化专业理论,提升专项技能,对课程中的综合实训模块和部分需使用高档仪器的实训项目则到校外实训基地进行,由基地兼职教师指导学生完成真实的工作任务,培养职业素养,使专业技能“熟练”,使学生实现新手到准职业人的转变。 专业综合能力培养:为学生聘请企业的技术骨干、专家做“师傅”,在校外实习实训基地实施。学生在校外兼职教师的指导下,按企业流程和标准完成岗位工作,工学融为一体,重点强化学生解决生产现场问题和优化生产过程的能力,提高学生综合职业素质,帮助学生实现从准职业人到职业人的转变。 2 推行任务驱动,项目导向,教学做一体的教学模式改革 按照“学训交互,能力递进”的人才培养模式,在不同的人才培养阶段推行不同的教学模式。在专业基本能力培养阶段,主要实施任务式实训、理论实践一体化教学模式,推行课堂与实习实训地点的一体化;专业优秀能力培养阶段,在仿真的教学环境,推行任务驱动,项目导向,教学做一体;专业综合能力培养阶段,根据学生顶岗岗位特点,做学一体、做教一体,培养学生的岗位意识、质量意识、责任意识。与三个不同阶段对应的教学模式保证了教学目标的有效实施。 3 以行业企业需求为中心,实施多学期分段式教学组织模式 为了适应“学训交互,能力递进”人才培养模式,合理安排轮岗和顶岗,根据合作企业生产周期及企业兼职教师工作特点,灵活设计学生校内学习时间和企业生产性实训时间。在企业生产旺季组织轮岗实训,淡季集中进行校内课程教学。 第1、2学期在校内完成专业技术平台课程的学习,并进入实训室,以专业基本能力培养为主,渗透专业优秀能力;第3、4学期完成专业方向模块、个性化模块的学习,并进入生产性实训基地顶岗实习,以专业优秀能力强化为主;第5、6学期安排学生到紧密合作企业进行10个月以上的顶岗,强化学生的专业知识、专业技能和养职业素养,在学生岗位能力实现阶段式增长的同时,企业对学生的岗位技能和职业素养等也有了较清晰的认识,利于企业选择优秀学生就业。 4 对接行业企业,构建符合岗位任职要求的“两个平台+两个模块”的课程体系 生物技术及应用专业建设委员会定期召开研讨会,邀请行业、企业专家、专业教师共同研讨本地经济发展和产业结构调整对生物技术人才要求的变化,及时调整专业人才培养规格,构建适合行业发展需求的课程体系,校企合作开发课程内容与实训项目,编写特色教材,建设教学资源库,使专业与产业对接。 根据地方产业特点和生物产业升级需要,及时调整专业方同和专业课程。例如,济南高新区在产业结构调整过程中,把生物医药确立为主导产业,以龙头医药企业带动产业发展。为满足生物医药人才需要,我们增加了生物制药技术等课程;并及时与相关企业合作,共同开发课程内容、实训项目,为学生更好地融入企业、服务地方经济奠定基础。 在生物技术及应用专业建设委员会的指导下,由专业带头人、行业企业专家、骨干教师组成的团队,按照“企业调研-专业定位-岗位分析-归纳岗位任务-提炼岗位能力-确定学习领域(课程)”的步骤,以生物产品的生产工艺过程为导向,共同分析职业岗位,参照岗位的工作任务和能力要求,设计十多个学习领域(课程),构建了“基本素质培养平台、专业技术平台+专业方向模块、个性化模块”的课程体系。 生物技术及应用专业人才培养模式的探索与实践,强化了能力培养,开发以岗位工作过程为基础的教学内容,构建突出职业能力和素质培养的课程体系,实现校企共育人、共发展,提高了学生适应未来职业变迁的可持续发展能力。同时,结合自身优势与社会需要,不断积淀凝练专业特色,提升了办学竞争力,彰显差异化办学,全面提高了专业建设的整体水平。 生物技术及应用论文:如何建立健全高职院校生物技术及应用专业实践教学体系 【摘 要】随着生物科技的不断发展,高职院校生物科技及应用专业应运而生,成为近些年来高职院校的热门专业。但由于相当一部分的高职院校健全教学设备、完善实践教学体系的速度远远跟不上招生的速度,因此如何建立健全高职院校生物科技与应用专业实践教学体系,培养出理论与实践操作相结合的现代创新型人才,成为了广大高职院校追求与探索的目标。 【关键词】高职院校;生物技术及应用专业;实践教学 步入21世纪,生物科技的快速发展使其在农业、渔业、牧业、工业、环保、园林、食品、医药等众多重要行业的地位和作用越来越重要,生物技术及应用专业的专业人员成为社会急需的人才。为了提高生物专业学生的就业竞争力,为社会输送掌握扎实的生物技术专业知识和实践技能、热爱生物技术领域的现代创新型人才,高职院校需在注重培养学生专业知识理论的同时,有必要加强学生的实际操作能力以及综合素质。这意味着高职院校需要创新实践教学过程,完善实践教学设施,在实践教学中提高学生的观察、分析、动手能力,从而培养学生的综合素质。构建科学合理的高职院校生物技术及应用专业实践教学体系主要从这几个方面进行改革: 一、完善实验室设备,构建合理配置结构 由于生物技术及应用这么专业设计的领域十分广泛,各个领域需要的实验设备、生物制剂、材料各不相同,因此实践教学设备的配置标准研究的难度较大。但是大部分高职院校的相关设备和配置没有这么完善和全面,为了让学生掌握的生物知识和实践技能与时俱进,了解现代先进的生物技术和接触到现代生物技术研究的前沿,高职院校有必要适当增加和更新实验器材、仪器和试剂的种类。很多高职院校的实验工位都很难满足学生的需求,普遍都是两三个学生组成一个小组共用一个工位,因此,高职院校应增设更多的工位,让更多的学生能充分体验实验过程中的乐趣、掌握实验的原理和基础实践技能,同时在实验中锻炼观察、分析、动手能力。 二、完善实验实习基地建设,增强学生社会竞争力 实践技能是所有理科学生衡量的标准之一,实践教学能有效提高学生的综合素质,同时在实践过程中能培养学生的创新和应急等综合能力。完善实验实习基地的建设,除了建立健全实验基地,还要建立全面的实习培训课程,不断提高学生的综合能力和综合素质。通过这种针对性的培训,能有效提高学生的实践操作能力和应对突发事件的能力,更重要的是能不断增强学生的心理素质和心理承受能力,从而提高学生的社会竞争力,帮助学生成为社会和市场所需的优秀人才。其次,通过这一系列的培训,能让学生尽早意识到社会竞争的激烈,让学生知道只有过硬的专业技能得到社会的肯定,才能真正融入社会经济市场中实现自己的人生价值。为此,建立完善的实验实习基地建设是广大高职院校未来一个时期的主要任务。 三、创设开放式的实验室 创设开放式的实验室不仅能让学生在课外完成实验作业,还可以让学生在课外复习实验的操作,熟悉实验仪器的操作方法,同时给那些敢于创新,对生物工程有着浓厚兴趣的学生探索研究的机会。总之,创设开放式实验室是建设实验室优秀能力人才队伍的有效途径,创设开放式实验室能激发学生对生物工程的激情和好奇心,培养出具有创新和探索精神的新时代人才。 四、革新实验教学考核制度 完善实验教学考核制度首先要细化和健全实验考核的方法,包括到场情况、实验报告的内容、实验数据的真实性和原始性、基本的实验操作过程是否规范、对实验结果的分析等考核内容。其次,实验教学考核制度除了对学生的专业技能进行评价之外,还要对学生的职业素质进行综合评价。评价学生的职业素质应以学生组内之间的评价为主,并结合教师对学生平时实验的表现的评价,应包括学生的敬业精神、团队合作等内容。这种基本技能和职业素质相结合的考核不仅能对学生进行全面而有效的评价,还能是学生之间的竞争公平化和透明化。 五、加强教师对学生的实验操作指导 在学生进行实验操作的过程中,教师对学生的指导尤为重要,不仅能及时纠正学生错误的实验操作手法,还能及时解答学生的疑惑和问题,从而达到充实学生的专业基础知识,激发学生的兴趣的目的。教师应在实验开始前和学生强调本次实验的注意事项和实验的基本流程,减少学生因错误操作而发生的事故。在实验开始的过程中,教师应到处巡回监督指导学生,及时纠正学生的错误以及解答学生的问题,确保实验的顺利完成。 六、结语 建立健全生物技术与应用专业教学实践体系是一个长期而艰巨的任务,需要广大高职院校专业教师的不断探索和实践,勇于创新打破传统的专业局限。在改革的过程中要注重培养学生的积极性,强化学生的主体地位;在教学过程中要注重中生物理论知识和生物实践技能的统筹兼顾,培养出理论与实践操作相结合的现代创新型人才。 作者简介: 王美霞(1971.01.24~),女,内蒙古包头市人,大学本科学历,包头轻工职业技术学院,研究方向:生物技术及应用。 生物技术及应用论文:高职院校生物技术及应用专业建设改革探索 【摘 要】生物技术及应用是一门涉及领域宽、涵盖范围广、应用性强的新兴专业,因此在专业建设中面临不少困难。本文分析了该专业目前存在的问题,并提出了专业建设改革的进行措施。 【关键词】生物技术及应用;高职高专;专业建设改革 生物技术及应用专业以生物技术产品开发和应用为优秀,培养从事生物技术产品开发应用、检验分析、技术监督、生产管理等工作的高级技术应用性专门人才,目前在我国高职院校中属于比较热门的专业之一。但是,我国的高职院校生物技术类专业办学时间较短,尚不足10年,属于一个非常年轻的专业。同时,近几十年来世界范围内生物技术产业始终处在一个高速发展的时期,这都使得我国高职院校的生物技术类专业建设速度一直滞后于产业发展速度。 1存在的问题 1.1 教学内容选取不得当 从教学内容上看,目前高职院校中存在着“唯学”型课程体系和“唯工”型课程体系两种偏颇的教学内容选取倾向。“唯学”型课程体系倾向只注重高等教育中的“学科性”、“系统性”,而忽略了其“职业性”的特征。“唯工”型课程体系倾向只注重单纯技术性培训,课程设置和教学内容缺乏一定的深度和广度。 1.2 教学手段不够丰富 从教学手段上看,黑板式教学仍然占据较大比例,使得学生认为枯燥乏味。多媒体课件主要是PPT形式,虽然可以在一定程度上展示教学内容,但是缺少最新的行业企业真实案例,更加缺少工厂车间的工作录像,使得学生较难以理解所授课程内容,学习兴趣、主动性都较差。 1.3 实践项目内容陈旧 一些综合性、生产性强与职业岗位所需能力吻合度较高的实践技能训练项目,由于涉及发酵工程基础、发酵食品生产技术、发酵设备与维护、生物分离纯化技术多门课程,在实践教学设计中往往很少开设。涉及基因工程、细胞工程、酶工程技术改造传统菌为工程菌的一些实践项目,由于技术难度大、耗材成本高、设备价格昂贵等原因也往往被取消。 1.4 硬件设备配置不合理 由于生物技术专业办学时间短,专业涉及面繁杂,有医药、食品、化工、农业、能源等多个领域,有些学校甚至是涵盖几个领域。导致实践教学设备配置上普遍存在数量少,设备布局上普遍存在生物工程中上游设备极其短缺,下游生产及检测仪器设备相对较多现象。 2改革的思路 2.1 深入推进工学结合 高职院校在生物技术及应用专业人才培养方案的制订与实施过程中,要立足于就业面向的工作条件和环境、工作内容和职责、需要的能力和任职资格等探索职业岗位要求与专业人才培养方案有机结合的途径和方式。在设计教学内容和选择教学方法时处理好社会需求与实际教学工作的关系。不断实践校企合作的办学理念,大力推进工学结合的教学模式改革,提高人才培养质量。 2.2 职业素质和职业技能培养融为一体 按照自入校至就业的人才培养进程安排,将具体素质和能力要求单独设置为课程的基础上,将相关内容融入到其他课程的讲授和实训过程中,强化和规范职业素质的养成。按照工作岗位要求,以典型工作任务为参照将职业能力培养所需要的教学内容进行项目等为载体的工作过程系统化重构。根据企业的用人需求,遵循以市场需求为中心的原则对未完成教学的课程进行调整。 2.3 完善实践教学项目 以职业岗位和工作任务所需职业能力和职业素质为优秀,按照职业实践活动进程及职业能力和职业素质层阶递进的方式,设计实践教学项目。食品生物技术方向的生物技术及应用专业则应以发酵工程、食品检验、功能食品加工为优秀能力并参照相应的国家职业资格标准系统地设计实践项目,发酵工程优秀能力培养可以构建以菌种培养、质量检测为基本技能,然后以啤酒生产、白酒生产等生产型项目进行重新梳理与整合。 2.4 优化实验设备配置 依据专业实践教学目标任务、实践项目的要求,参照国家有关仪器设备的相关规范,组织专家研究并制定仪器设备配备标准,明确专业必须建立的实验实训室及实习车间需要配备的仪器规格、主要参数和数量。 3结束语 专业正因为其不同的内涵才决定了它存在的价值。生物技术及应用专业建设应在统一规范的思路之上,以强化优势为根本、突出特色为优秀,充分体现专业建设管理、人才培养模式、教育教学改革等方面的差异,培养学生的就业竞争力和发展潜力。 作者简介: 宋健(1982~),男,山东淄博人,硕士研究生,生物技术专业,研究方向:食品药品生物工程。 赵雯(1982~),女,山东淄博人,本科,计算机科学与技术专业,研究方向:数据库开发 生物技术及应用论文:生物技术及应用专业人才培养模式及课程体系改革探索与实践 作者简介:韩秋敏(1976—),女,山东高唐人,江苏食品职业技术学院,讲师。研究方向:高职教育研究。 项目简介:国家示范(骨干)高职院校建设项目。 摘要:建立“校企合作”长效运行机制,构建“宽平台、多模块、可拓展”课程体系,基于工作过程系统化开发专业基础(平台)课程、专业优秀(模块)课程,并根据学生就业、创业及可持续发展需要开发专业拓展课程及实践创新项目,循序渐进地培养学生的综合素质及职业能力。 关键词:校企合作;培养模式;课程体系;课程改革 生物技术及应用专业主要面向微生物发酵、酒类酿造、生物制药等行业,培养从事微生物培养、生产操作、分析检验、生产管理、质量控制、产品开发等工作的技术技能型专门人才。近年来,本专业在学院“多元融合、学做一体”人才培养模式指导下,凝练形成了以校企合作、工学结合为主要特征的“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式,构建了以“底层共享、中层分立、高层互选”为显著特色的“宽平台、多模块”课程体系,实施了基于工作过程系统化的课程开发。 一、建立了校企合作长效运行机制 1.探索实践“厂中校”校企合作模式 在校企合作委员会指导下成立生物技术及应用专业建设指导委员会,校企合作制定人才培养目标,合作构建人才培养模式及课程体系,合作开展课程建设、师资队伍建设、实习实训基地建设、社会服务能力建设。与华润雪花啤酒有限公司、扬子江药业集团有限公司等企业合作,探索实践“厂中校”校企合作模式,建立以企业专家、能工巧匠为主,专任教师为辅的管理团队。 2.“校中厂”运行机制建设 利用学校人才、技术、基地等优势,按照“共同投资、共同管理、共同育人、风险共担、利益共享”的原则,与华润雪花啤酒有限公司等企业合作共建啤酒、黄酒、葡萄酒生产“教学工厂”,引入现代企业制度,逐步实现“企业化运行”。 3.“订单式”培养 与今世缘集团有限公司等企业合作开设订单班,实行订单培养、顶岗实习、定向就业。校企双方共同制订人才培养方案,合作实施培养过程,共同开展考核评价。 4.在合作企业建立“教师工作站” 企业每年接受3-4名教师进行为期3个月以上的实践锻炼,一方面主动为企业进行新技术、新设备、新工艺的研发,促进科技成果转化,同时对企业员工开展新技术培训;另一方面把课堂建在企业,便于联系和指导学生进行实习实训,完成专业教学任务,实现互利共赢。 5.创建专家(教授)工作室 为进一步深化校企合作和工学结合提供新的载体,同时提高企业的区域竞争力,与合作企业共同创建专家(教授)冠名工作室(或工作坊),合作开展产品研发及技术服务,为生物技术及产品研发引入创新的源头活水。 6.校企合作联办二级学院 本着开放、共享、互惠、共赢的原则,与江苏今世缘酒业股份有限公司等企业合作联办江苏今世缘酿酒学院,实行“订单式”培养,校企“双专业带头人”,学生顶岗实习“双导师制”,技术人员与教师互兼互聘。先进技术共享,培训基地共建,顶岗实习与就业融合,合作开展职业培训与鉴定,企业员工继续教育,企业文化与校园文化渗透,不断拓展专业的社会服务功能,提升技术服务水平。 7.人才培养质量评价与保障体系建设 将毕业生就业质量、用人单位满意度作为衡量人才培养质量的重要指标,参照行业规范、职业标准及岗位要求,建立集行业、企业、学校、学生“四方”评价于一体的人才培养工作评价与质量保障体系。 二、深化“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式改革 “四融入、四递进、学训交互”人才培养模式即将企业岗位要求融入人才培养方案,将职业技能标准融入课程教学内容,将企业优秀文化融入人才培养过程,将行业企业评价融入考核评价体系。在人才培养过程中,按照生物技术类专业知识、技术、素质培养规律,循序渐进地安排专业基础课、专业优秀课、专业拓展课、毕业辅导课,并按照职业技能形成与发展规律,循序渐进地安排单项实训、综合实训、生产实践、顶岗实习等实践性教学环节。通过理论与实践、知识与技能、校内学习与企业锻炼交互进行,促进学生的素质与能力不断提升。 三、完善“宽平台、多模块”课程体系 生物技术类专业群按照“底层共享”的原则统一设置公共基础课及专业基础课(专业基础平台);按照“中层分立”原则,根据各专业特点个性化地设置专业优秀课程(模块);按照“高层互选”原则设置“共享型”专业拓展课程及实践创新项目,形成生物技术类专业群“宽平台、多模块、可拓展”课程体系。 课程体系的主要特点:①学生从低年级接触专业课,激发学生的学习动机,使专业学习的时间、空间更有保证;②实践教学体系设计遵守由简单到复杂、由单项到综合、由低级到高级循序渐进的原则;③根据生产季节性强及教学任务安排需要,可实施跨学期、分段式教学;④在专业群范围内,学生可根据个人意愿无障碍地选择专业,体现课程体系的灵活性;⑤公共基础课实行理论教学与实践项目相结合,将素质教育贯穿人才培养全过程。 四、开展了基于工作过程系统化的课程建设与改革 1.专业基础(平台)课程建设 生物技术类专业基础课具有双重属性,一方面体现知识的基础性,讲究基础知识的传授,为后续的专业理论学习奠定基础;另一方面体现技能的服务性,练就娴熟的基本技能,为后续的专业优秀技能学习服务。注重《基础化学》《生物化学》等专业基础(平台)课程建设,培养学生的化学检验、生化操作、分离提取、微生物培养与保藏、识图绘图等基本操作技能,使学生具备宽基础、复合型、多方向、强技能的素质潜力,以便实现与专业优秀课教学的无缝衔接,适应生物技术产业结构调整及产品升级对高端技能型专门人才培养及学生可持续发展的需要。 2.专业优秀(模块化)课程建设 根据生物技术产业特点、区域经济优势、职业岗位及学生就业创业需要,重点加强与生物朝阳产业密切相关的《食用菌生产技术》,与国家新兴产业密切相关的《生物制药技术》等学习模块,同时安排微生物培菌工、发酵工、调味品酿造工、食品检验工等“实践专项”的技能训练与考核,实行“模块化”教学,使学生具备就业岗位的职业技能和综合素质。 3.专业拓展课程建设 为适应生物技术产业调整及产品升级,灵活运用所学知识及技能,拓宽学生的知识面和专业视野,有针对性地开设专业特色鲜明、行业背景浓厚的专业拓展课,完善学生的知识结构,培养学生的知识迁移及跨岗位能力,发展学生的兴趣和特长,提高学生的就业、创业及创新能力,增强学生的市场竞争力,提高学生的综合素质,增强学生的社会适应能力,促进其潜在能力和个性特长的充分发展。在掌握扎实的专业理论及优秀技能的基础上,选修《酒文化欣赏》《生物工程新技术》等专业拓展课程及生产实践活动,强化学生的专业知识及职业技能,同时培养学生的知识迁移及跨岗位能力;通过顶岗实习及毕业实践,培养学生的职业素质及综合技能。 生物技术及应用论文:生物技术及应用专业人才培养模式及课程体系改革探索与实践 作者简介:韩秋敏(1976—),女,山东高唐人,江苏食品职业技术学院,讲师。研究方向:高职教育研究。 项目简介:国家示范(骨干)高职院校建设项目。 摘要:建立“校企合作”长效运行机制,构建“宽平台、多模块、可拓展”课程体系,基于工作过程系统化开发专业基础(平台)课程、专业优秀(模块)课程,并根据学生就业、创业及可持续发展需要开发专业拓展课程及实践创新项目,循序渐进地培养学生的综合素质及职业能力。 关键词:校企合作;培养模式;课程体系;课程改革 生物技术及应用专业主要面向微生物发酵、酒类酿造、生物制药等行业,培养从事微生物培养、生产操作、分析检验、生产管理、质量控制、产品开发等工作的技术技能型专门人才。近年来,本专业在学院“多元融合、学做一体”人才培养模式指导下,凝练形成了以校企合作、工学结合为主要特征的“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式,构建了以“底层共享、中层分立、高层互选”为显著特色的“宽平台、多模块”课程体系,实施了基于工作过程系统化的课程开发。 一、建立了校企合作长效运行机制 1.探索实践“厂中校”校企合作模式 在校企合作委员会指导下成立生物技术及应用专业建设指导委员会,校企合作制定人才培养目标,合作构建人才培养模式及课程体系,合作开展课程建设、师资队伍建设、实习实训基地建设、社会服务能力建设。与华润雪花啤酒有限公司、扬子江药业集团有限公司等企业合作,探索实践“厂中校”校企合作模式,建立以企业专家、能工巧匠为主,专任教师为辅的管理团队。 2.“校中厂”运行机制建设 利用学校人才、技术、基地等优势,按照“共同投资、共同管理、共同育人、风险共担、利益共享”的原则,与华润雪花啤酒有限公司等企业合作共建啤酒、黄酒、葡萄酒生产“教学工厂”,引入现代企业制度,逐步实现“企业化运行”。 3.“订单式”培养 与今世缘集团有限公司等企业合作开设订单班,实行订单培养、顶岗实习、定向就业。校企双方共同制订人才培养方案,合作实施培养过程,共同开展考核评价。 4.在合作企业建立“教师工作站” 企业每年接受3-4名教师进行为期3个月以上的实践锻炼,一方面主动为企业进行新技术、新设备、新工艺的研发,促进科技成果转化,同时对企业员工开展新技术培训;另一方面把课堂建在企业,便于联系和指导学生进行实习实训,完成专业教学任务,实现互利共赢。 5.创建专家(教授)工作室 为进一步深化校企合作和工学结合提供新的载体,同时提高企业的区域竞争力,与合作企业共同创建专家(教授)冠名工作室(或工作坊),合作开展产品研发及技术服务,为生物技术及产品研发引入创新的源头活水。 6.校企合作联办二级学院 本着开放、共享、互惠、共赢的原则,与江苏今世缘酒业股份有限公司等企业合作联办江苏今世缘酿酒学院,实行“订单式”培养,校企“双专业带头人”,学生顶岗实习“双导师制”,技术人员与教师互兼互聘。先进技术共享,培训基地共建,顶岗实习与就业融合,合作开展职业培训与鉴定,企业员工继续教育,企业文化与校园文化渗透,不断拓展专业的社会服务功能,提升技术服务水平。 7.人才培养质量评价与保障体系建设 将毕业生就业质量、用人单位满意度作为衡量人才培养质量的重要指标,参照行业规范、职业标准及岗位要求,建立集行业、企业、学校、学生“四方”评价于一体的人才培养工作评价与质量保障体系。 二、深化“四融入、四递进、学训交互”人才培养模式改革 “四融入、四递进、学训交互”人才培养模式即将企业岗位要求融入人才培养方案,将职业技能标准融入课程教学内容,将企业优秀文化融入人才培养过程,将行业企业评价融入考核评价体系。在人才培养过程中,按照生物技术类专业知识、技术、素质培养规律,循序渐进地安排专业基础课、专业优秀课、专业拓展课、毕业辅导课,并按照职业技能形成与发展规律,循序渐进地安排单项实训、综合实训、生产实践、顶岗实习等实践性教学环节。通过理论与实践、知识与技能、校内学习与企业锻炼交互进行,促进学生的素质与能力不断提升。 三、完善“宽平台、多模块”课程体系 生物技术类专业群按照“底层共享”的原则统一设置公共基础课及专业基础课(专业基础平台);按照“中层分立”原则,根据各专业特点个性化地设置专业优秀课程(模块);按照“高层互选”原则设置“共享型”专业拓展课程及实践创新项目,形成生物技术类专业群“宽平台、多模块、可拓展”课程体系。 课程体系的主要特点:①学生从低年级接触专业课,激发学生的学习动机,使专业学习的时间、空间更有保证;②实践教学体系设计遵守由简单到复杂、由单项到综合、由低级到高级循序渐进的原则;③根据生产季节性强及教学任务安排需要,可实施跨学期、分段式教学;④在专业群范围内,学生可根据个人意愿无障碍地选择专业,体现课程体系的灵活性;⑤公共基础课实行理论教学与实践项目相结合,将素质教育贯穿人才培养全过程。 四、开展了基于工作过程系统化的课程建设与改革 1.专业基础(平台)课程建设 生物技术类专业基础课具有双重属性,一方面体现知识的基础性,讲究基础知识的传授,为后续的专业理论学习奠定基础;另一方面体现技能的服务性,练就娴熟的基本技能,为后续的专业优秀技能学习服务。注重《基础化学》《生物化学》等专业基础(平台)课程建设,培养学生的化学检验、生化操作、分离提取、微生物培养与保藏、识图绘图等基本操作技能,使学生具备宽基础、复合型、多方向、强技能的素质潜力,以便实现与专业优秀课教学的无缝衔接,适应生物技术产业结构调整及产品升级对高端技能型专门人才培养及学生可持续发展的需要。 2.专业优秀(模块化)课程建设 根据生物技术产业特点、区域经济优势、职业岗位及学生就业创业需要,重点加强与生物朝阳产业密切相关的《食用菌生产技术》,与国家新兴产业密切相关的《生物制药技术》等学习模块,同时安排微生物培菌工、发酵工、调味品酿造工、食品检验工等“实践专项”的技能训练与考核,实行“模块化”教学,使学生具备就业岗位的职业技能和综合素质。 3.专业拓展课程建设 为适应生物技术产业调整及产品升级,灵活运用所学知识及技能,拓宽学生的知识面和专业视野,有针对性地开设专业特色鲜明、行业背景浓厚的专业拓展课,完善学生的知识结构,培养学生的知识迁移及跨岗位能力,发展学生的兴趣和特长,提高学生的就业、创业及创新能力,增强学生的市场竞争力,提高学生的综合素质,增强学生的社会适应能力,促进其潜在能力和个性特长的充分发展。在掌握扎实的专业理论及优秀技能的基础上,选修《酒文化欣赏》《生物工程新技术》等专业拓展课程及生产实践活动,强化学生的专业知识及职业技能,同时培养学生的知识迁移及跨岗位能力;通过顶岗实习及毕业实践,培养学生的职业素质及综合技能。 生物技术及应用论文:农业种植中生物技术的推广及应用 摘 要:随着农业科学技术的发展,生物技术也得到了不断进步,生物技术在农业种植中的应用,实现了我国农业的可持续发展。生物技术已经在农业中得到了广泛的推广,极大地改善了我国目前的农业现状,积极推进我国农业的发展。 关键词:农业种植 生物技术 推广 应用 农业种植中的生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,在农业种植中,生物技术对生物机体以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行的改造,从而促进农业的生产。农业种植中利用生物技术可提高农作物的产量,增加农作物的抗虫病性,改善农作物的质量,对促进我国农业发展起到了重要的作用。 一.生物技术在农业种植中的运用与作用 农业种植中的生物技术就是转基因技术,就是在生物体外对DNA分子进行人工剪切与拼接,对基因进行改造和重新组合,再导入生物体内的基因得以表达。其优秀技术就是提取目的基因,是将供体生物的细胞内提取出来,从而达到最终目的。 其中一个关键的环节就是对多细胞生物的检测,就是将每个受体细胞单独培养并诱导发育成完整个体,检测个体是否摄入目的基因,摄入的基因是否已表达。进而再淘汰无变化的个体,保留有相应变化的个体来进一步培养。 通过转基因技术在农业上的应用,会使得农作物的品种得到改良,现在随着生物技术的发展,其应用也不断呈现广泛的趋势。我们知道转基因植物的种植规模在不断扩大,目前耕地面积的大部分都在采用转基因技术种植技术。 在当前的农业生产中,转基因技术是最为广泛的一种生物技术。转基因技术的应用,对农业种植有着极为重要的作用,其可将一种作物的优良基因转移到另一种的作物品种当中,使得农作物产量与质量得到提高。 除此外还有杂交育种技术的应用,其所为杂交育种技术就是在生物的体细胞中,控制同一性状的遗传因子成对存在,使其不相融合,在形成配子时,成对的遗传因子会发生分离,分离后的遗传因子进入不同的配子中,随配子遗传给下一代。这也是一种十分常见的生物种植技术,其操作方式比较简单,且这种技术的推广时间比较早,我们对杂交技术的应用已经有了丰富的经验,这些生物技术的应用都使得农业种植的难度降低。 农业种植现代化过程中,怎样把高新技术同传统农业技术结合起来,走出一条符合中国特色的农业现代化道路,是我国农业科技工作者的任务,特别是在我们有限的耕地与人口不断增长的条件下,离开科学技术是不可能生产出足够的农产品来维持中国人口的温饱。 生物技术就是一项我国发展生态农业的领先技术,是被有关专家称为农业史上的第三次革命。生物技术可广泛用于种养业、林业与环境治理,维护人们的身体保健。它具有增产、除病等作用,是生产绿色有机食品不可缺少的新技术。通过生物技术在农业上的的综合使用,可以全面改善农作物生态环境以及农作物对各类营养成分的吸收能力,还有农作物自身对各种病害的抗病性能力,杀灭或抑制各种病害的滋生,降低或清除土壤环境中各类化学药物残留。 二.农业种植中生物技术的组织培养技术 组织培养技术在农业中的利用,不仅可以增加植物生长的速度,而且能够在有限的时间内,培育出更好的优良品种。利用组织培养技术,可以有效地防止病毒对作物农作物的侵害,保证植物种苗无病毒,促进良种经济作物的快速发展。 在现在农业种植中,对于组织培养技术的应用,其主要是建立在细胞的全能性的基础之上,是通过人工的诱导,保证植物组织在无菌状态下进行良好的发育,最终成为完整的一种生物技术。 在应用组织培养技术要注意保证在培养基组成、pH值、渗透压等各种化学环境条件,及植物组织培养中温度、光照以及湿度等各种环境条件,使得能够有效地促进组织培养育苗的生长和发育。当组织培养技术扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。所以一定要加强对这个环节的处理。关于初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系,即接种某种外植体后,最初的几代培养。要用诱导或分化的培养基,就是培养基中含有较多的细胞分裂素与少量的生长素。 三.农业种植中生物技术制作生物农药 生物农药是农业种植中生物技术的一部分,它的形成,简单来说,就是利用生物的新陈代谢,将它作为制作农药制品的有效成分,通过化学手段制作农药的方法,可以起到达到良好的使用效果,还可以良好的保护环境的作用,更加重要的是提高了植株的耐药性,可见利用生物技术制作农药,在具农业种植中有着深远的影响。 在农业生产中,很多药品的生产就是从生物组织中提取的。但大都受材料来源限制,致使其产量有限,价格也是非常的昂贵。而微生物生长的迅速比较快,容易被控制,适于大规模工业化的生产。所以我们可将生物合成相应药物成分的基因,最后导入微生物细胞内,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决产量问题,也能降低生产的成本。避免了对环境造成的污染,同时也利于农业的可持续发展。 结语: 农业种植中的生物技术已经成为农民种植中不可缺少的法宝,大部分农民都开始使用,生物技术越来越受到欢迎。此后我们还会加大生物技术推广,加大资金的投入,加强科技宣传的力度,使广大农民都能应用生物技术种植无污染的农作物,促进农业增产与增收。 (作者单位:044000山西省运城市农业委员会) 生物技术及应用论文:现代生物技术在农业中的应用及前景 摘要:现代生物技术对农业产生着深刻而广泛的影响。本文综述了现代生物技术对农业的影响,着重介绍了现代生物技术在植物育种、植物抗逆、抗虫、生物农药等方面的应用,同时分析了我国现代生物技术在植物生产中的应用前景。 关键词:生物技术;农业;应用;前景 前言 随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的人其作用相对来说是微乎其微的。 一、发展农业生物技术的意义 农业生物技术是高新技术研究的重要领域之一,它是整个生物技术及其产业发展的基础,也是生物技术中应用最广、最直接,最具现实意义的领域。生物技术产业是知识密集型产业,它具有投资少、产量高、回报率高等特点;它可以利用自然界的再生能源,实现可持续发展。它的发展对于解决经济和社会发展中所面临的人口、资源、环境等问题具有重大作用。大力发展农业生物技术及其产业,对于改变农业生产现状,大幅度提高农产品的产量和质量,加快高产、优质、高效、可持续农业的发展,提高农业资源利用率,减少环境污染,保护良性生态平衡都具有重要意义。 二、现代生物技术在农业生产中的应用 1良种选育与品质改良 在品质改良上采取的主要方法仍然是杂交育种,但杂交育种周期长,效率低,经多次回交转育很难在短时期内选出优质又高产的新品种。随着生物技术的不断完善,尤其是分子生物学和基因组研究的迅速发展,为品质改良开辟了一条崭新的途径。Calgene公司的科学家分离到一种控制植物纤维素形成的酶的基因,将其转入特定的树种,可培育出纤维素含量高的对造纸业更有利的植物。 2提高植物的抗性 (1)抗虫 全世界粮食产量因虫害所造成的损失占14%左右。长期以来,人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫,全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上。但化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留、害虫的耐受性、环境污染等严重的问题,而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种,除可以克服以上缺点外,还具有成本低、特异性强等优点,目前人们已获得多种抗虫基因,其中有蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因、昆虫特异性神经毒素基因、几丁质酶基因等,它们已被导入烟草、棉花、油菜、水稻、玉米、马铃薯等多种农作物,在抗虫方面起到了良好的效果,并得到了广泛的应用,有的已进入了商品化生产。 (2)抗除草剂 目前全世界约有除草剂2000 多个品种,在农药市场上占有最大的份额。然而除草剂的使用有着自身难以克服的局限性,如很多除草剂无法区别庄稼和杂草,有些除草剂必须在野草长起来以前就施用,而且由于抗性草类群落的出现,导致药剂使用量增大,对环境的危害也日益严重。培育抗除草剂的转基因作物是克服这些缺点的理想途径。 (3)抗重金属 由于人类活动、矿山的开采,工业化进程的加速,空气、土壤、水体面临着越来越严重的重金污染,严重影响作物的产量和品质,而且通过食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代,提出植物修复、超富集植物。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性,增加或减少重金属在植物体内的累积量,被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。 3生物防治的应用 微生物农药具有对人畜安全、不破坏生态平衡、害虫不易产生抗性等优点,但也存在着药效速度慢、专一性强、受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种,创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。 生物技术就是利用一种生物对付另外一种生物的方法。它是降低杂草和害虫等有害生物种群密度的一种方法。它利用了生物物种间的相互关系,以一种或一类生物抑制另一种或另一类生物。它的最大优点是不污染环境,是化学农药等非生物防治病虫害方法所不能比的。生物防治,大致可以分为以虫治虫、以鸟治虫和以菌治虫3大类。 4生物技术与环境保护 目前我国农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10a来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 (1)污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术就是酶工程技术,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 (2)重金属的生物防治 重金属是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 (3)化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除杂草等功能的一大类物质的总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等,但长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究,将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中,以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育,从而达到杀死害虫的目的。 四 结束语 当今,生物技术被世界各国视为高新技术,它对于提高国力,帮助解决人类所面临的食品短缺、健康、环境及经济问题至关重要,所以许多国家将生物技术确定为增强国力和经济实力的关键性技术之一。近20 年现代生物技术的发展取得了世人瞩目的成就,在农业生产领域展示了广阔的发展前景。 生物技术及应用论文:生物技术在环境保护中的应用及前景 【摘要】生物技术是充分利用自然资源,有效发挥其作用的良好手段,它能够克服不少方法治污又致污的缺点。现代生物技术将会在21世纪的资源与环境保护领域中发挥重要作用。本文介绍了生物技术的特点,探讨了生物技术在环境保护中的应用以及对今后发展方向的展望。 【关键词】 生物技术;环境保护;应用;前景 前言 21世纪科学技术进入了高速发展的时代,为人类创造了巨大的财富。但是,传统的思维方式和单目标的决策手段,使人类尝到了只追求效益而不顾资源、环境的掠夺式生产的苦果,人类正面临着有史以来最严重的环境危机。生态环境是人类生存和发展的基本条件,是经济和社会持续发展的基础。我国政府十分重视生态环境保护,把可持续发展作为基本国策。 一、生物技术的特点 生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。随着生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展,为从根本上解决环境问题提供了希望。目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护巾应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。 二、生物监测技术在环保领域中的应用 应用酶联免疫技术、PCR技术、电子显微技术、基因差异显示技术、生物传感器、基因探针、生物芯片等现代生物技术对环境进行监测与评价,是近年来国内外科学工作者研究的热点,研究报道也日益增多。应用酶联免疫技术检测分析环境中的农药及其代谢物是90年代的一项新技术。目前,国内外已经开发出杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药以及多氯联苯、二恶英、抗菌素等污染物的酶联免疫分析方法,其中用于现场快速分析的酶免疫试剂盒已商品化。此技术具有快速灵敏,费用低,特异性强和适于现场大量样品分析等优点。我国在环境污染的生物监测方面也取得了一些新进展。一是广泛开展了生物监测方法的研究;二是各种生物综合监测指标的研究;三是利用生物监测手段和评价环境质量。 三、生物技术在废水处理中的应用 现代废水生物处理技术是利用水中微生物的新陈代谢功能,使废水中的有机物降解转化为无害的物质,使废水得以净化。属于生物法处理工艺的有活性污泥法、生物膜法、自然生物处理法和厌氧生物处理法等。 1、活性污泥法 活性污泥法是被广泛采用的传统废水生物处理工艺。它是在人工条件下,将空气连续鼓人溶解了大量有机污染物的污水中,对污水中的各种微生物进行连续混合和培养,形成悬浮状态的活性污泥,在活性污泥上生活着大量的好氧微生物,这些微生物在好氧条件下能以溶解性有机物为食料获得能量,并不断增长,使污水中的有机污染物得以分解去除,最后使污泥与水分离,大部分污泥回流到生物反应池,多余的污泥将被排出活性污泥系统。 2、生物膜法生物膜法 又称固定膜法,是一系列污水好氧生物处理技术的统称,其共同的特点是微生物附着在作为介质的滤料表面,生长成一层由微生物构成的膜。污水与之接触后,其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附,进而被氧化分解,使污水得以净化。目前,生物膜法是一项在废水处理工程上被广泛运用的技术,采用这种方法的构筑物有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床等。 3、自然生物处理法 利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术,称为自然生物处理法。其特点是工艺简单,建设与运行费用低,但净化受自然条件的制约。主要处理技术是稳定塘和土地处理法。稳定塘是利用塘中天然微生物的代谢作用氧化分解废水中的有机物,稳定塘中的氧由塘中藻类的光合作用和塘面与大气接触的溶氧提供,在稳定塘内废水停留时间长,对废水的净化过程与自然水体净化过程基本一致。 4、厌氧生物处埋法 厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机物的处理技术。用于厌氧生物处理的构筑物有消化池、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧反应器和复合厌氧反应器等。 四、污染土壤的生物修复 土壤污染也是较为严重的环境污染问题之一。其最主要表现形式是土壤板结沙化、重金属污染,导致土壤无法利用,威胁农业生产。利用生物修复技术治理土壤重金属污染,主要是通过酶促反应等生物作用,对土壤中的重金属进行固定,由于重金属元素的化学形态发生了改变,其移动性也相应降低,通过有针对性的生物对其吸收、代谢,可以削减土壤中重金属的含量。达到净化土壤和降低毒性的目的。其中应用最广的属低温微生物修复技术。重金属的低温微生物修复是利用低温微生物的生物活性,对重金属亲和吸附或转化为低重金属的污染程度。此外,污染土壤经过生物修复过程后还可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失等同。 五、环境生物技术在预防污染上的应用 利用分子遗传技术筛选特定菌种将产品生产过程的废弃物直接转化为能源或副产品,如微生物化肥;利用DNA重组及蛋白质工程技术快速生成特定的酶,应用于生产环节,减少化学无机品用量,从而达到清洁生产的目的。 利用分子微生物族群、基因技术、DNA修复改变某些物质的分子结构使其具有可降解性或加速自然降解的速度。例如生物农药、生物肥料、生物可降解塑料薄膜等生物产品将会大量应用到生产实际当中,逐步取代对环境存在污染或者污染威胁的环境物质的使用( 如化学制成品的农药、化肥等)。 六、展 望 1、新工艺新方法将不断涌现 随着废水处理量的巨增和水质的复杂化,迫使人们不断研究开发新技术和新方法、构建高效反应器、优化运行条件。例如:刘建荣等在研究印染废水的治理时,为了提高生物处理效率采用三种新技术相结合的方法,即在厌氧流化床中投加高效脱色菌,采用聚集一交胶固定法,将脱色菌固定于活性污泥上;在反应器内投加磁粉形成稳恒弱磁场,对微生物产生正的磁生物效应来提高生化反应速率。 2、与其他现代科学技术相结合 近年来,现代科学技术尤其是IT技术的发展促进了生物治理技术的进步,电子计算机的广泛使用不仅使处理工艺控制自动化,而且在生物技术上也广泛开展数学模拟研究。 3、极端微生物和超级工程菌的研究应用将成为热点 极端微生物是指那些可在一般生物不能生存的条件下(如高酸、高碱、高温、低温、高压、高盐等)生存的生物,由于其特殊的生理机制,在环境保护中具有极大的应用价值。随着生物工程技术的不断发展,人们不仅能对现有的微生物进行改造,而且还创造出具有新的特殊功能的微生物。 3、从治理污染到预防污染 早期的工农业一味追求发展,忽视了其对环境的副作用,直到环境被破坏得相当严重才开始被动治理。现在,世界各国已认识到环境保护的重要性:生物技术对环境保护的作用将由单纯治理发展到防治结合,以防为主,最终实现清洁生产。 七、结束语 随着现代生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展为根本上解决环境保护问题提供了无限的希望。现代生物技术的迅猛发展无疑将会推动环境保护理论及技术的日臻完善,为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。 生物技术及应用论文:浅议微生物技术在污水处理方面的应用及优势 [摘 要]随着社会的不断发展、工业的进步,大量的有害物资不断地排入江河湖泊,水源污染日益严重。这不仅造成生态平衡破坏,更直接危害着人类的健康。大量的污水如何处理已经成为亟待解决的问题。本文就微生物技术处理污水做了简要的论述,并就其与传统污水处理技术对比存在的优点以及发展前景也做了相应的阐述。 [关键词]微生物技术;污水处理;优势 1 我国水源污染现状 我国水资源短缺,全国目前有400多个城市缺水,其中100多个严重缺水。由于人口众多,人均水资源的占有量仅为世界人均占有量的25%,属世界贫水国之一。由于水源分布不平衡,更存在南多北少,东多西少,夏天多冬天少的时空差异。然而就在不利的条件下,工业废水和农业污水不加处理的任意排放,造成水源污染愈加严重,根据环境保护部的2010年全国环境质量数据显示,中国的地表水严重污染,七大水系(长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河)受到轻度、中度、重度污染,湖泊富营养化问题突出。近几年来,重大水污染事件频繁出现,发生率高达50%。缺水问题日益严重。 1.1 传统污水处理技术 水的污染通常指人为原因造成的水质恶化,降低水的使用价值,主要污染物是固体废弃物和化学物质(需氧有机物、难降解有机物、重金属、植物营养物质、酸、碱和石油类物质)。 我国目前常用的污水处理技术有: (1)物理法即不溶态污染物的分离技术(重力沉降、混凝澄清、浮力浮上、离心力分离、磁力分离等)。 (2)化学法即污染物的化学转化技术(酸碱中和法、化学沉淀法、氧化还原法、化学物理消毒法)。 (3)溶解态污染物物理化学分离技术(吸附法、离子交换法、膜分离法、蒸发、冷冻法)。 1.2 常用方法存在的弊端 物理方法占地面积大,基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求,单独使用效果不明显。化学方法运行成本高,消耗大量的化学试剂,易产生二次污染。多数情况下两者须结合使用。 2 微生物技术 如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提呢?微生物技术满足了以上的要求。 2.1 微生物介绍 微生物是一类形体微小的单细胞或个体结构比较简单的多细胞,甚至没有细胞结构的低等生物,是眼看不见,手摸不着,有生命的微小生物,只有借助于光学显微镜和电子显微镜才能看到。微生物包括细菌、病毒、真菌等。 2.2 微生物技术及应用 微生物技术主要是利用微生物的代谢反应过程和生物合成产物(包括酶)对污染环境进行监测、评价、整治以及修复的单一或综合性的现代化人工技术系统。它不仅包含了生物技术所有的特点,还融合了环境污染防治以及其他工程技术,目前已逐步发展成为一种经济效益和环境效益俱佳的、能解决日益严重的(尤其是水污染)环境问题的有效手段之一[1]。 按照微生物降解的过程和产物种类的不同,微生物处理主要分为好氧处理、厌氧处理和兼氧处理。 (1)好氧微生物处理,在氧气充足的条件下,微生物通过有氧呼吸作用将有机物分解。好氧微生物处理工艺主要有:①氧化塘,以自然界的池塘、湖泊作为参照物,仿照非流动水具有自身净化功能的原理,人为构建一个静态污水池塘,污水中有机物主要由塘中细菌降解,细菌所需氧气由藻类和其他光合微生物的光合作用以及水面上方的空气提供。方法简单易行,但只适合于轻度污染且量少的污水处理。②活性污泥法,具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。③生物膜法,即利用在固体载体表面附着生长的微生物所形成的生物膜去除废水中溶解性有机污染物的一类方法。生物膜法又可分为滴滤池法(或叫生物滤池)、生物转盘法、接触氧化法和流化床生物膜法等。 (2)厌氧微生物处理,在厌氧条件下,厌氧菌通过无氧呼吸或发酵作用分解有机物,有机物最终被转化为甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氢和氨。厌氧微生物处理工艺主要有如下几种:①厌氧消化池,主要用于处理污泥和粪肥,不宜用于生活和工业废水的处理。②厌氧接触法,在厌氧消化池的基础上,提高处理效率。在厌氧滤器内有固定填料,其上附着生长的生物膜使处理效率得到进一步提高。目前在处理含有易降解可溶性化合物的工业废水方面得到了大规模的应用。 (3)微生物兼氧处理当好氧和厌氧在同一处理工艺中共存时即为兼氧处理,有时好氧和厌氧的共存反而会使处理效果更好,其中好氧菌起主体作用,但没有厌氧菌及少量的兼氧性菌种也不可能达到预期的处理效果。 2.3 与传统技术对比存在的优势 与目前采用的物理法和化学法相比,在污水处理方面,微生物技术具有一系列的特点和优势:①具有很强的吸附力和良好的沉降性,很强的降解能力,不需要高温、高压、温和的条件,污染物经过酶催化即可高效并相对彻底完成,处理水量大,处理费用低廉,仅为物理、化学法的30%~50%。②微生物物种丰富、资源广泛、具有多种代谢类型,几乎可降解或转化环境中存在的各种天然物质,易培养、繁殖快、对环境有较强的适应能力和易实现变异等特性,一旦新的化合物出现,它们也能逐步通过自发或诱导产生新的酶系,具备新的代谢功能,从而降解或转化那些新的化合物。适当地对其加以培养繁殖,特别是在一定条件下加以驯化,就能使之很好地适应各种有毒的工业废水、生活污水等环境。通过有针对性地对菌种进行筛选、培养和驯化,可以使大多数的有机物实现生物降解处理,应用面宽。③微生物处理不仅能去除有机物、病原体、有毒物质,还能去除臭味、提高透明度、降低色度等,处理效果良好。只要找到合适的微生物,给予合适的条件,所有的污染物质都可得到降解或转化。④对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少。⑤直接暴露在污染物下的机会减少。⑥就地处理,操作简便,可以避免铺设不雅观的机械设备,减少占地面积,基建费、运行费,能耗,管理等,且能满足高效低耗的要求。 人们利用这些微小的生物群体,加之人为作用就可以解决其他物理化学方法无法解决的难题。为今后的污水处理提供了一项高效、节能、环保的绿色途径。 生物技术及应用论文:高职生物技术及应用专业植物组织培养技术课程教学改革探讨 摘要 根据高等职业教育改革的基本理念,针对生物技术及应用专业的人才培养目标,探讨教师如何以高等职业教育有别于学科教育的教学理念为指导,转变思维,从制定课程方案、课程目标、教学单元设计、多样化的教学手段运用等方面设计开发《植物组织培养技术》课程,并采取多样化的教育方法和手段,突出以实用、够用为主,达到提高教学质量为目的的教改思路和方法。 关键词 高职;植物组织培养技术;课程教学改革 课程教学改革是当今高职教育加强内涵建设和提高教学质量的重要环节。随着教育资源的丰富和教育现代化的发展,对职业院校《植物组织培养技术》课程也提出了更新、更高的要求[1]。《植物组织培养技术》是高职生物技术及应用专业的专业优秀课程[2]。该文针对高职院校生物技术及应用专业《植物组织培养技术》课程如何从制定课程方案、课程目标,教学单元设计这几个方面进行改革创新,课程内容能更好地体现技术型、应用型、职业型的高技能人才培养模式改革的理念,课程内涵能充分体现职业教育特点等进行探讨。 1 课程方案的制定 课程方案是一门课程的纲,是一门职业教育课程科学建设的框架,它的制定为《植物组织培养技术》课程标准的制定奠定指导路线,体现目前植物组织培养行业发展状况和技术应用的情况,以及对此类人才的数量需求和质量要求。为了科学、真实地体现这一点,一是采用实地进入企业调研和网络调研方式,与企业相关领导和技术人员交流,参观生产,探讨课程建设思路。二是通过网络问卷,请企业中行家里手回答相关问题,并提出课程开发意见。通过调研来看,《植物组织培养技术》是一门突出实践动手能力的专业课程,企业对学生的动手能力要求很高,要能体现吃苦耐劳的职业素质[3]。调研发现,从全国来看,植物组织培养技术广泛应用于高档名贵花卉和特色苗木的生产,如蝴蝶兰、大花蕙兰、玉簪等,这类花卉经济价值高,生产周期快,故生产效益较高。 有了市场调研的一手资料,课程方案的制定素材就准备充分,但是根据学院课程改革要求,初步制定出来的方案不是直接就能应用到课程标准的制定中去,必须经过系部教研会汇报交流,通过讲述,与会教师的意见,专家的评审,这样的步骤才能确定是否能通过。如果方案达到与会专家各项指标的要求,获得一致认可才能通过。反之,如果方案被提出的意见较多,说明调研的内容和信息还不完善,需要进一步到市场行业中去加深调研,充实方案内容,故这门课的方案经过了3次汇报才通过系部的审核。 2 课程标准的制定 课程教学目标分为专业能力目标和职业能力目标。专业能力目标就是围绕通过调研制定出来的符合企业需要的岗位优秀技能,主要分为2块:一是达到能熟悉掌握制定的每个单元要求的知识目标和技能目标;二是积累经验,通过熟练的技能操作,能发现在生产中出现的问题,并通过查阅技术资料尝试解决问题的能力[4]。职业能力目标包括:积极完成布置的工作任务;培养与人交流沟通的能力;培养与他人合作的能力;具备职业素养。具体包括:①掌握植物组织培养的基本理论知识,并能通过自己或团队的合作解决植物组织培养过程中出现的问题。②能制定植物组织培养每个典型工作任务的工作计划和生产计划;③能够完成植物组织培养生产全过程;④能根据植物组织培养的工作任务,搜集、整理资讯等相关信息;⑤能够对植物组织培养工作任务的完成情况进行客观分析与评价;课程拓展知识目标是能够开展植物组培苗的基础技术研发和组培车间管理工作。 课程标准要制定出课程教学单元,该课程单元标准体现既相互独立又相互联系,突出从简单技能到复杂技术的学习路线。如从培养基配制、灭菌、外植体选择、移栽育苗、污染处理等单一技能到完成一个典型植物的无性繁殖体系建立,直至植物组培工厂化生产与管理[5]。 3 课程单元的开发与实施 根据课程标准的制定要求,以切实提高学生动手能力为目的,体现工学结合模式,开发《植物组织培养技术》课程的教师手册和学生手册。教师手册开发是以植物组织培养技术典型工作任务为载体设计课程单元,以任务驱动开展教学。每个单元开发的教师手册和学生手册,依据课程标准对教师讲授和学习有不同的分工和要求,教师手册包含的教学以资讯、实施、考核、评价、学生反馈5个过程展开,学生手册是以学生为主体,小组为单位,任务驱动为指导的学习素材,其中包含每个单元应掌握的知识目标、技能目标、考核目标。学生手册中配套内容有工作任务资讯单、工作任务实施单、工作任务考核单、工作任务评价单等辅助学习材料。每个单元实施前,就要求学生以小组为单位利用各类课程知识资源将本单元的资讯单完成,做好实施工作任务前的基础准备。 教学单元的实施采用多媒体教学手段,丰富教学内容,充分利用图书、网络、视频、电脑动画等各种教学资源,丰富学生学习渠道。教学开展以学生为主体,课堂放到实训室,放到基地,教师做示范,学生边做边学,并记录工作任务实施过程和出现的问题,针对各环节制定考核标准,予以考核,达到完整掌握植物组织培养基本技术的目的。工作任务(下完成时,同时也完成工作任务单的记载。通过工作任务方案设计、操作和结果检查,小组学生自评、互评,教师考核,教学总结和评价这样的步骤来完整实施一个单元工作任务,真实体现“教、学、做”合一的职业教育模式。通过课程考核,将掌握技能项目优秀的学生选拔出来,继续培养他(她)们参加全国的植物组织培养职业技能大赛。 4 一轮课改课程教学结束后的反思 课程开发是一项专业而又科学的工作,教师要以深厚的教学工作经验为基础,并能深入到企业岗位工作一线,了解行业发展动态,新技术的应用,在熟悉职业教育规律的基础上,才能开发制定出一套完整的实用性强的教学体系,这也充分体现一个职业教育工作者是否紧跟行业企业发展,是否与时俱进的改革教学内容和教学方法的责任心和职业素养。 总之,课程改革的目的是让学生增强学习《植物组织培养技术》这门课的兴趣,能主动学习,能真正学到适应岗位工作的技能,并热爱这项工作,满足行业发展对人才的质量需求。 生物技术及应用论文:微生物技术及应用专业课程教学改革的探究 摘 要 为了达到企业对高职微生物技术及应用专业的用人需求,对本课程从理论教学、实践教学、考核标准和教材建设等方面进行教学探讨,从而使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的。 关键词 微生物技术 理论教学 实践教学 微生物学是生命科学的一个重要分支,是微生物技术及应用专业的主要技术基础课。本课程主要教学任务是使学生掌握微生物学在微生物技术及应用领域发展中的作用,微生物的主要类群,微生物的生长规律及控制,噬菌体的危害与防治,菌种的退化、复壮和保藏,了解微生物的生态,污染食品的微生物来源、途径以及其危害,熟悉微生物学的实验检测方法和手段。以增强学生的理论知识和实践动手能力,以适应当前市场对高技能人才的需求。那么,教师如何教得好,学生怎样学得好,并能合理评价教学成果,充分体现高职高专教育特色,突出实用性,是我们需要思考的问题。包头轻工职业技术学院微生物技术及应用专业在1988年便成立,为自治区乃至全国培养出大量的微生物技术及应用专业人才,本专业紧密联系自治区的产业特色,被评为自治区品牌专业。为了达到企业对高职微生物技术及应用专业的用人需求,对本课程从理论教学、实践教学、考核标准和教材建设等方面进行教学探讨,从而使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的。 1 理论教学方面 根据高职教育的特点,理论的教学应根据学生要求掌握技能的需求,结合相关企业的所用知识进行讲解,使抽象的理论易于让学生理解和掌握,并能为就业做铺垫,为企业工作需要做基础。对于实践性较强教学内容,则要突出操作的步骤,保证学生进行课外学习的需要。在内容方面的取舍上,需紧密联系生产实际,并侧重反映生产与实践中的实际主要技术环节和存在问题,做到有的放矢,实用强,科学合理。 教学要切实应用媒体进行辅助教学,将课堂教学内容由死板变为图文声像兼备的有吸引力的变化过程,增加教学信息量,增强新颖度,激发学生学习能动性,提高学生的创新思维能力,提高了教学效率。微生物是一类肉眼很难观察到的微小生物,在显微镜下才能看清楚其形态。因此,在对微生物的形态做介绍时,利用多媒体技术可直观形象地让学生认知感受,加深印象。 另外,教师除了要向学生教授本专业知识,还要教会学生查阅有关专业知识,拓展知识面,引导学生进行分析和讨论,提出解决问题的办法。在教学过程中,重视增加师学间互动性,提高学生的积极性和参与度,这对高职学生自主学习能力的培养非常有利,也加快学生熟悉新岗位的工作环境有很大的帮助。 2 实践教学方面 搞好微生物学实验课教学对加深学生对微生物学理论知识的理解,培养学生的实验技能,提高学生独立操作的能力及分析问题和解决问题的能力是一个重要环节。我们把教学计划实训课时提高,压缩减了与实践要求较远的理论知识,将有关理论知识整合到实训内容当中。调整后突出实验和实训课,以强化技能训练为主安排实验课程,加强学生微生物基础操作技能的练习,这样保证科高职微生物技术及应用专业的学生毕业后能迅速胜任相关岗位的工作。同时,按照实验教学内容的特点,将课程教学分成几个模块进行,统一安排重点实验实训,培养并增强实践能力。 对实验教学进行调整改革,首先将学生进行分组,一般4~5人一小组,由老师参与,引导学生一起促成教学内容设计,每个小组成员都与组员互相配合,一起完成实验教学项目。小组间对实验结果进行评价,再由老师进行最后点评,总结本次实验项目的实验重点难点和疑难问题。在实验时,都按企业的标准执行,要求学生按章办事,强化学生的职业能力的培养,以提高学生综合素养。 3 考核标准方面 融教学做于一体的典型的高职教学过程必须有与之相配套的课程考核办法。因此,在教学做的基础上实行有效的评价机制,构建“教学做评”四位一体的教学模式,更能促进培养目标的真正实现。为了实现既定的学生培养目标,我校在微生物技术及应用课程教学上实行理论、技能、职业素养“三元化”的综合评价机制,突出了技能教学在教学计划中应有的地位和职业素养养成的重视,从而保证学生对实践技能的培养效果和快速适应企业工作的要求。首先,提高理论课程平时成绩的比例,避免期末考试成绩为主的死板评价方法,平时技能和职业素养表现均作为考核项目。其次,课程考核以职业技能考核为重点,即以能力和技能考核为主进行评定,转变过去凭死记硬背的考核形式,真正检阅学生的实践学习能力。另外,考核形式实行多元化。实践调查报告,实验设计方案等都可以作为考核方式应用到教学考核当中,从而保证考核的科学合理性。 4 教材建设方面 高职微生物技术及应用专业教学应着重讲解在实际生产中的实际问题,结合微生物技术岗位的需要,重点培养学生的实际操作能力,教学内容根据生产实际进行内容增减,增强实用性,以操作技能为侧重点进行教学内容的设定和安排。我们根据各专业方向的不同,编写了切合本校学生实际的,能够体现工学结合特色的《食品微生物》、《乳品微生物》和《生物化学与微生物学》等教材正在我校所设专业内部进行初试,并根据教学中出现的实际教学及实践问题进行灵活调整,不断进行改进和优化,形成行之有效的特色教材。 总之,为了培养面向生产一线所需的高技能人才,微生物技术及应用专业课程教学需要准确定位,并在理论教学、实践教学、考核标准和教材建设方面进行不断实践和探索,形成实用的教改理论,使高职生达到掌握理论知识,提高实践技能、培养创新思维能力、强化职业素质的目的,为高职教育更好地服务。
化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺中绿色化工技术要点研究 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料 化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。 2.2选用绿色化学催化剂 化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。 2.3选择性强化化学反应 化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术 清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。 3.2应用生物技术 生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。 3.3应用环境友好型产品 环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:谈化学工程工艺中的绿色化工技术 前言 近年来我国经济高速发展的同时,严重的环境问题已经受到社会各界的重点关注。环境污染问题已经影响到人们的日产生活,其中化学行业带来的污染非常普遍,因此,需要发展化学工业中的可持续发展战略,强化绿色化工技术的运用。绿色化工技术的运用能够从根本上抵制化学行业能源消耗带来的污染问题,因此,对其探讨是非常必要的。 1绿色化工技术 绿色化工技术指的是在化学工业发展中运用化学工艺或者原理对化学方法进行改造,以此来减少化学技术中化学原料、化学废弃物或者有害化工产品对环境的危害和污染,尽量将化学过程中的废弃物进行二次利用,提升废弃物利用率的同时也减少排放量,促进化学工业的绿色和生态发展[1]。 2绿色化工技术在化学工程工艺中的开发 2.1化学原料的选用 绿色化工技术的开发过程中,化学原料的选用就非常重要,这能够从根本上解决污染问题。绿色、无害的化工原料在生产、排放的过程中也能产生较少的污染物。当前高科技发展下,已经生产处很多无毒无害或者较少毒害的原料、催化剂、各种溶剂供化学工业的发展使用,在化学工业生产中尽量选择这样的化学原料,比如是很多天然的植物,包括各种农作物或者野外农作物,还有很多生物,都是无害化学原料的最佳选择。在化学工业发展中,尽量使用这些物品代替,而且这些物品的成本通常比较低,来源广泛。 2.2化学催化剂的选用 化学工业发展中常常使用各种催化剂加速化学反应的速度,但是很多化学催化剂容易加重化学反应废弃物的排放量。现在绿色化工技术开发过程中重点关注的就是对无害化学催化剂的开发。同时,在化学催化剂的选用上,尽量用毒害较小的催化剂代替毒害大的催化剂,促进化学反应过程的绿色发展[2]。很多化学行业的研究人员正在大力开发烷基化固相催化剂,其没有毒害,期望这种催化剂能够早日被广泛运用。在无毒害化学催化剂开发过程中,注重其废弃物的排放量和循环使用率,最好能够提升其循环使用的过程。 2.3强化化学反应的选择性 在化学反应过程中,尽量提升化学反应的选择性,让化学生成物的提取和净化更加便捷,也能够有效地控制化学生产成本,减少能源消耗和废弃物的排放。比如在石油化学工业中经常进行的烃类选择性氧化,其反应的生成物极易发生氧化现象破坏生成物,因此,在化学反应中,会尽量避免使用这种反应。强化化学反应的选择性,能够提升化学生产过程的健康发展水平。 3绿色化工技术在化学工程工艺中的运用 3.1清洁生产技术的运用 清洁生产技术在包括冶金、印刷、垃圾处理、海水淡化、煤气化技术、发电技术等行业中已经被广泛运用,在其过程中没有毒害,而且没有污染物。多种行业中运用清洁生产技术已经有效地控制了废弃物和有毒物品的发生。比如在海水淡化过程中,运用清洁的化学方法对海水进行处理,其原料是海水,这是一种比较丰富的天然资源,产生的主要成分是淡水,整个过程中的生产技术对环境的污染非常小。 3.2生物技术的运用 生物技术在化学仿生学与生物化工中的运用集中在细胞、微生物、酶的范围内,其中酶、膜化学技术运用地非常广泛。生物技术可以讲很多可再生的资源在生产过程中转化成有用的化学品,比如自然界中存在的酶是非常普遍的一种催化剂,其在生产过程中没有污染物的生成和排放,而且反应的条件比较温和,受到化学行业的广泛利用。 3.3环境友好型产品生产过程的运用 当今社会环境污染问题非常严重,各行各业对环境友好型产品的生产与利用非常急切。从人们的实际生活来讲,运用绿色化工技术的目的就是能够生产处大量的环境友好型产品,这能够给人们的实际生活带来优势。环境污染问题严重影响到人们的生活质量,环境友好型产品的开发和利用能够避免产生环境污染问题。比如在生活中传统的汽油燃烧给大气带来污染,也影响人类的健康;各种产品中氟利昂破坏了大气中臭氧层,给人们的生活埋下安全隐患;很多塑料产品在人们生活中广泛利用,带来很多便捷之处,但是使用后形成垃圾不容易被分解。这些严重的污染问题急需被解决,这些带来污染的产品急需被取代。所以,随着技术的发展,可分解的塑料制品、清洁型汽油、新型燃料逐渐地被开发使用,人们的环保意识也在增强,现在已经有很多的研究用在环境友好型产品的开发上,比如在酒精的生产上,其原料已经变成了天然的甘蔗;利用较易提取的乙醇汽油取代原来的汽油,在汽车行业中被广泛运用。环境友好型产品受到大众喜爱的同时,应该提升开发技术,加大对其的开发利用,这是与人们的实际生活紧密联系的问题,需要社会各界齐心协力的支持[3]。 结论 化学工业为各行各业的生产和发展提供了宝贵的物质资料、能源要素,但是也为环境和人们的生活带来了严重的污染问题,因此,在其发展过程中,应该采用积极的措施有效地避免污染问题。化学工程工艺中绿色化工技术的运用和开发能够从根源上避免污染问题的发生,在今后的化学工业发展中应该大力地提倡和推广。 作者:其其格 单位:包九中高三 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺中绿色化工技术的应用 摘要:化工行业对环境造成的危害难以想象,已成为当下非常紧迫的重大课题,针对环境的巨大破坏,将绿色化工技术应用到化学工程工艺中十分重要,既能从根源上解决环境污染的问题,又能实现社会健康、和谐、持续发展。本文阐述了绿色化工技术的开拓情况及其在实际中的应用状况,对绿色化工技术深化探究,达到改观化工生产的目的。 关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用 在我国经济飞速发展的条件下,环境问题呈现出了可怕的形势,环境污染问题已慢慢的浸透到人们的日常生产生活中,而化学工业中的污染对环境造成的危害十分突出,是需要迫切解决的问题,因此,化学工程工艺中绿色化工技术的应用价值更为显著,具有长远的影响,不仅对环境污染问题进行改善,更对化学工业健康持续发展起着不可估量的作用。 1绿色化工技术阐述 绿色化工技术在化学工业生产过程中充当的角色十分突出,绿色化工技术应用的主要目的是控制化学工业生产对环境所产生的污染,期望通过对化学工业生产方法的革新和改良,来控制化学技术中化学原料和废弃物给环境所带来的污染和潜在的危害,因此,一定要减少排放有毒的废弃物,将废弃物资源回收利用做好,使资源利用率得到充分高效的提高,对污染物的排放实行有效的限制,把绿色化学工业的健康持续发展作为前进的方向。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 (1)化学原料选取化学原料作为绿色化工技术开拓中的基础,能从根源上使污染源得到很好的控制,进而缓解环境污染问题。对于绿色无污染化工原料并不是最佳的原料选取,其依然存在着缺陷,在生产的过程中依旧会产生污染物,给环境造成污染。因此,在生产中最好选用无毒的或是毒害相对少的原材料,不添加化学药剂的,比如,天然植物、天然农作物都是较好的材料选择。随着化学工业的兴盛,应该舍弃有毒害的材料,而选用无污染、无毒害的原材料,这样,才能在达到环境保护标准的条件下,使原材料成本减少,材料来源得到充分扩展。(2)化学催化剂选取化学工业在具体的生产过程中,往往会习惯性地运用化学催化剂加速化学反应,对化学工业生产效率的提升具有明显的效果,但是,同时也会有大量的有毒废弃物排放出来,给周围环境造成潜在的危害。因此,在面对具体的绿色化工技术开发时,应将焦点聚集在无毒无害化学催化剂研发上,以此为优秀,使有毒废弃物排放量得到有效控制。另外,需要重视化学催化剂的选取要点,把无毒害或是毒害甚小的化学催化剂作为首选,从而接近工业绿色发展。在现阶段的化学工业中,众多研究人员在对无毒害催化剂研发方面的成绩令人们醒目,对烷基化固相催化剂倾向关注,它是一种无毒害,甚至不会对环境造成污染的化学催化剂,非常适合大力扩展应用。在此,需要强调说明的是,关于无毒害化学催化剂的研发,必须控制废弃物排放量严格符合规定要求,重视排放的废弃物循环使用这一点,使资源利用率有良好的改观。(3)化学反应选择性深化绿色化工技术具体钻研过程中,需要偏重深化化学反应选择性,进而达到加倍有效地实现化学生成物的提取,在确保符合减少环境污染标准要求的情况下,还可以使化学工业生产成本得到有效降低,更进一步改进资源利用效率。比如,在石油化学工业中,通常会运用烃类选择性氧化物,因为其化学反应极其易于发生氧化,在生成物产生方面存在着严峻的损坏与浸染。对此,针对化学反应选择性深化这一点,必须把防止产生损坏生成物的反应作为重点关注,进而使化学工业沿着绿色生产发展,消除对环境污染的潜在危害。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 (1)清洁生产技术应用清洁生产技术的优点非常独到,不仅在冶金、海水淡化、废弃物处理等范畴被普遍的应用,而且也不会出现任何毒害反应,更不会产生任何的污染物。比如,在海水淡化中,通过清洁生产技术针对海水实行淡化处理,把海水里面的盐分和其他物质提炼出来,转化为日常生产生活中需要的水资源,所有环节中应用的清洁生产技术对环境不会造成污染,不会存在潜在的危害。(2)生物技术的应用生物技术通常在生物化工中比较充分的展示其优势,在实际操作应用中膜化学技术应用比较普遍,其效果最佳。通过生物技术把很多可再生资源转化成有价值的化学品,比如,酶成分,是一种比较普遍存在与环境中的化学催化剂,在化学反应过程能够充分发挥其作用,加快反应速度,而且不会出现污染废弃物,其反应特点相对温和,在化学行业中使用意义相当深远。而在以前的化学生产过程中,通常是把动植物内部的有机原料作为原料,以后改用自然环境条件下的石油和煤炭。(3)环境友好型产品应用环境与人们的日常生活紧密相关,拥有良好的环境十分的重要,因此,对环境的要求越来越严格,对环境的注重程度也越来越高,而环境友好型产品是针对控制环境污染问题而研发的一种摒除以往污染严重的产品。传统汽油,在日常生活中使用相当普遍,传统汽油燃烧,不仅给大气带来严重的污染,更会对人们身体健康造成危害,对此,需要开发新型产品取代这种情况,环保型汽油和新型燃料和能源等迅速出现,人们的环保意识在不断的增强。比如,酒精的生产,其原料以天然甘蔗为主,以新型乙醇汽油代替原来的汽油,在实际中应用非常普遍。环境友好型绿色产品,在具体的实际应用中对减缓环境污染起着至关重要作用。 4结语 总而言之,在化工生产过程中产生的有害物质给环境造成了危害,导致污染问题日趋严重,使社会健康和谐持续发展受到了严重的限制。因此,发展绿色化工,将绿色化工技术恰到好处的应用到化学工程工艺中,不仅能高效控制环境污染,更能对资源的合理利用起到关键作用,进而促使化工行业朝着健康和谐的方向发展。 作者:赖锦杰 单位:广东新华粤石化股份有限公司 化学工程工艺中绿色化工技术探讨:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学
生物技术方面论文:医疗器械方面的生物技术论文 1功能性生物材料 组织损伤的情况不同,使用的胶原材料也有较大的区别,如骨组织损伤进行修复时,一般使用脱钙的骨胶原(DBM);肌肉、皮肤或者外周神经损伤,进行修复时一般使用胶原膜(CM);如果属于中枢神经损伤需要修复,则应使用有序的胶原材料(LOCS)。另外功能性胶原生物材料对于不同的组织损伤的再生有良好的效果,包括CBD-PDGF,其能够活化胶原膜,使得皮肤组织能够再生修复;CBD-BMP-2的作用在于活化脱钙骨胶原DBM,使得骨损伤得到修复;CBD-BDNF对于有序的胶原材料LOCS有着良好的活化作用等。 2生物技术运用于心血管器械方面 生物技术运用于心血管方面,主要是利用天然的组织修复身体的病变部位,或者使用选择性的合成材料代替病变组织,具体的运用分为以下几点:(1)在生物技术研究的初期,医疗器械的的适用范围较小,一般是人体生命垂危时才会使用。近年来医疗领域在植入性合成聚合物的研究方面逐步深入,且研发了各种心脏的辅助器材;(2)心脏瓣膜的发展,使得生物瓣膜、机械性的修复瓣膜得到了广泛的使用,每年将瓣膜植入身体的人群数量逐年增加,常见的瓣膜类型包括嵌入盘、嵌入球、倾斜盘等;(3)永久性植入心脏的辅助装置、临时性植入心脏的辅助装置、人造心脏等,也逐步获得了较好的效果,该类装置能够使得衰竭的循环系统或者心脏保持基本的正常功能,且能够有效减少心脏负担,优化心脏的供氧情况;(4)血氧发生器也属于该类器械,其主要分为膜型、鼓泡型、空心纤维型等不同类型。在氧发生器的开发方面,模型氧发生器是最为关键的技术,该氧发生器与人体吸气过程中的生理条件极为接近。如果人体的血液的功能由于疾病而减低,可以利用相应的的PVC、PTFE玻璃纸等生物材料制作成膜式氧合器没维持机体的功能正常。 3生物酶的运用 生物酶在医疗器械的运用主要是清洗器械,在自动清洗剂中添加适量的生物酶,其对于医疗器械上多种污渍生物酶的清洁效果十分明显,包括血渍、蛋白质污渍生物酶等。由于上述物质会限制微生物与灭菌因子的接触,需要该类技术进行彻底的清洁。利用生物酶将医疗器械进行浸泡,时间为三分钟,其即会将把污渍分解成细小的碎粒,脱离物品的表面,医疗器械得到彻底的清洗。该生物酶清洁医疗器械,优点在于清洁效果良好,不会对器械产生腐蚀,且能够使得器械的使用寿命更长。 4数字化生物技术的运用 数字化生物技术即为医疗自动化技术,其在医疗器械方面的应用十分广泛,包括心脏起搏器、剖析监护设备、放射设备等嵌入式的技术;分光光度计、肌动的电流扫描器等,其均需要性能良好的数字信号处理系统提升器精度;医疗机器人技术、无线通讯技术、自动化的测试、感应器等技术,由于医疗设备的消耗量较大,该类器械的发现潜力极大。 5结语 生物技术属于现代十分先进的技术,其发展速度快,影响深远,且具有较大的发展潜力。该技术的应用范围极为广阔,包括环境保护事业、农业生产方面、医学技术方面、医药制造方面等,其也能够应用于医疗器械的生产与开发方面,提高医疗器械的性能,使之功能更加全面,效果更加显著。本文仅从一般的角度分析了其在医疗器械方面的应用,在实践的医疗活动中,医疗机构可以根据实际的情况及自身的需求,科学的引进生物技术,提升自身的医疗水平,更好的服务社会,带来良好的社会效益。 作者:郑雯雯 单位:山东恒信检测技术开发中心 生物技术方面论文:生物信息学生物技术论文 1、生物信息学课程授课内容的选择 生物信息学包括开发生物信息学工具的计算生物信息学和利用生物信息学工具解决问题的应用生物信息学。医学背景的生物技术专业的学生应该立足于应用生物信息学的学习,特别擅长计算机和数学并且对生物信息学感兴趣的同学也可以涉猎部分计算生物信息学的知识,本人在读博士期间遇到过一个本科生就利用自己计算机方面的特长,进行雄激素受体和雄激素受体调节剂构效关系的研究,在指导教师的帮助下发表了一篇生物信息学领域的SCI文章,在感叹难能可贵的同时,必须承认指导教师敏锐的洞察到学生的特长,并发挥其特长会起到意想不到的效果。此外,国内有关生物信息学方面的教材因编者学科背景相差很远,各教材的特色和侧重点有所不同,相对来讲,偏理论轻实践。医学院校生物技术专业应校根据本学科特点选择实验性较强的教材,制定具有生物技术专业特色的教学计划及教学大纲,有条件有时间的教师可以尝试自己编写适合本院校学习的教材,那样针对性更强,学习效果会更佳。针对生物技术专业的特点,因此我们将引物设计、基因查找、基因序列分析、同源基因和不同物种基因查找、判断起始密码子和终止密码子位置、启动子预测以及简单的蛋白功能分析和常用数据库的应用作为本专业生物信息学知识学习的主体框架。另外,生物信息学的软件本人倾向于选取在线工具,如引物设计软件可选取NCBI网站上的primerblast,酶切位点分析也可在NEB公司的网站上在线分析,应该说生物信息学的发展,欧美国家一些公立网站,如NCBI,或者某些相关实验室的网站都提供多种现在分析的工具,极大地方便了使用者。一来及其方便解决了问题,避免了盗版问题;二来可以通过网站学习生物信息学相关知识,对某些软件的历史渊源有所了解。 2、生物信息学授课时间安排的合理性 生物信息学是一门实践课程,实验课应该占40%以上比例,理论课也应该利用多媒体教室讲授,在实验课之前应该提前让把本次课内容通过多种即时通讯工具如QQ等发送给学生,在将优秀知识在实验课演练结束后,进一步布置相关作业强化记忆,在实践中掌握相关知识,如引物设计中,常用的是ncbi网站中在线引物设计工具primerblast和电脑安装软件prim-er5,在引物设计完成后,可以让学生思考融合蛋白表达时移码问题,即融合蛋白引物设计需要注意哪些问题,如涉及到移码问题时如何设计引物?生物信息学是有力的应用工具,但是还不能完全依赖生物信息学,我们应该成为生物信息学的高级应用者。 3、生物信息学授课教师的选择 生物信息学是一门交叉学科,但是笔者认为长期应用生物信息学的医学背景的教师更适合作为医学院校生物技术专业的授课教师。作为一门新兴学科的一名教师保质保量的完成全部授课任务还是有一定难度的,可以尝试每位老师根据自己特长讲授自己熟悉的章节,这样一来减少压力,二来可以较为圆满地完成教学任务,不同教师还可以给学生带来不同风格的教学模式,提高学生的新鲜感和教师授课热情。此外,任课教师应该积极学习相关领域知识,目前很多国内外著名高校通过网络开始有生物信息学相关的开放课程或慕课,无论是学生还是任课教师都应该积极参加其中,提高自己的理论知识和实践技能,学习优秀教师的授课技巧,领略该领域大家风采,笔者就经常参加北京大学等学校的开放课程,获益匪浅。同时,在有条件情况下参加国内外相关讲座和学习班,和同领域的兄弟院校保持联络,对生物信息学的教学和科研水平的促进帮助大有裨益。 4、扎实的理论是学好生物信息学的保障 除了具有学习生物信息学的热情,学习生物信息学的医学生还应该掌握与生物信息学紧密相关的知识,如分子生物学、分子诊断学、计算机相关知识和统计学知识。有条件的学生应该主动参与科研课题,不论是本院校老师申请的,还是大学生课题,都会对学习生物信息学有所帮助。本人读博士期间,就遇到很多在读本科生参与博士生导师的课题,在基因序列分析和蛋白功能研究方面都获益匪浅。本人目前也作为指导教师指导本科生独立申请的大学生课题,在给学生讲授生物信息学时,明显感觉参与过科研项目的学生对生物信息学知识的掌握,明显强于没有参与过的本科生。总之,我们生物信息学课程教学中做出了一定的探索,也取得了一定的经验和效果,但是这只是万里长征的第一步,需要生物信息学课程的教师更加努力探索,为培养出更多适应社会发展需要的高素质应用型人才贡献自己的微薄之力。 作者:郝峰许会静姜勇王皓张磊刘磊李艳单位:吉林医药学院检验学院 生物技术方面论文:医学院校生物技术论文 1调研结果 (1)关于为何选择就读生物技术专业的问题,大二学生中20.0%为自主选择(高考第一志愿),75.0%为从本校医学专业或药学专业调剂而来(个别学生所报的六个平行专业志愿中含有生物技术专业,但排在医学和药学专业后面)。大三学生中16.7%为自主选择,61.7%为专业调剂生。大四学生中10.0%为自主选择,77.5%为专业调剂生。(2)关于是否喜欢自己的专业,三个年级中选择“喜欢”和“不喜欢”的比例几乎都为1:1左右,个别同学选择了“不清楚”这一选项。(3)对于“如果有转专业的机会,你是否想转其它专业”这一问题(目前本校无在校生可调换专业的制度),三个年级中选择“想”的比例基本都在50%左右,这一结果与(2)中50%左右同学选择不喜欢自己的专业想吻合。(4)对于“如果你可以转专业,你会选择哪个专业”,约95%的同学选择了医学专业,个别同学选择了药学专业。(5)45.0%的大二学生认为本专业和本校医学专业学生在综合素质与能力方面没有差别,20.0%认为本专业学生比医学生综合能力差;大三学生35.0%认为二者没有差别,26.7%认为比医学生综合能力差;大四学生22.5%认为二者没有差别,37.5%认为比医学生综合能力差。(6)认为专业发展前景与就业前景较好的学生分别为:大二40.0%,大三35.7%,大四22.5%。(7)想跨专业考研或换专业就业的同学分别为大二10.0%、大三13.3%、大四35%。(8)认为自己经过了在校1-3年的学习后对专业的认可度有了提高的学生分别为大二95.0%、大三75.0%、大四65.0%。(9)对专业的培养方向定位、培养方案及教学内容设置持“非常赞同”和“赞同”态度的学生分别为大二35.5%、大三25.0%、大四17.5%,持“基本赞同”态度的同学分别为大二45.0%、大三58.3%、大四72.5%。(10)对教师的教学态度、敬业精神、教学质量和效果持“非常满意”和“满意”态度的学生分别为大二70.0%、大三58.3%、大四47.5%,持“基本满意”态度的同学分别为大二25.0%、大三36.7%、大四52.0%。 2讨论 专业认同感是指学生对于所学专业的目标和社会价值的接受和认可,专业认同会影响大学生的学习热情与行为。学生的专业认同感低,对专业的兴趣就弱,学习主动性差,直接影响学生的专业学习成绩。因此,有必要探索大学生的专业认同现状与对策。张东军等调研发现在医学院校中非医学专业的学生对专业的认同水平显著低于医学专业学生。本调研结果与张东军等类似,发现在以医学占主导地位的医学院校中,生物技术专业本科生对专业的认同感比较低,近50%的同学不喜爱自己的专业,有不少同学希望有机会能换专业学习和就业。在希望调换专业的学生中,绝大部分同学希望转到医学专业学习。这一结果可能与很多生物技术专业的学生本身是由于高考分数线没有达到本校医学专业录取分数线而从医学专业调剂而来有关,也可能有部分原因是因为医学是医学院校的优势学科有关。仅有30%左右的学生认为生物技术专业有较好的发展前景和较多的就业机会。尽管如此,绝大部分同学仍然希望在专业相关方向就业或考研深造,这可能与学生对专业的情感有关,也可能与学生在专业相关方向就业时竞争力比较大有关。一个令人欣喜的事实是,绝大多数同学都认为自己经过了1-3年的专业学习后对生物技术专业的认同感提高了,对专业的培养方案及教学内容、教学效果等持赞同和满意态度。这些调研结果反映了同学们对我校生物技术专业教学质量的认可。从调研结果可以看出,大四、大三、大二学生对专业的认同感依次升高,分析原因,可能和大三和大二本科生中有较多学生是自主选择了生物技术专业有关。相反,大四学生中仅有10%是自主选择了该专业,绝大多数都是从医学专业调剂而来。造成这一结果的另一个不可忽视的原因,可能也与本校生物技术专业的建设与发展有关。潍坊医学院生物技术专业于2005年设立并开始招生,学校一直非常注重专业的建设和发展,从培养目标和培养方案确立、教学内容设定、教学设施完善、师资力量培养等各个方面都非常重视。经过8年的发展和建设,本校生物技术专业于2013年已发展成为山东省特色专业,培养的毕业生得到了社会的认可,专业知名度有了较大提高,所以在校低年级学生较高年级学生的专业认同感高也不足为奇。 3结语 总之,医学院校的非医学专业学生对专业的认同感普遍较低,这一状况的存在必将会影响学生的培养质量。医学院校应在重视医学专业教育的同时注重加强非医学专业的建设,注重培养学生的专业认同感和自豪感,学校、教师和学生应共同努力以保障非医学专业学生的培养质量。 作者:刘顺梅单位:潍坊医学院 生物技术方面论文:科研创新生物技术论文 一、实验内容的选择 医学生物技术是由生命科学与医学交叉融合而成的新兴学科,在人才培养过程中,不仅要求学生掌握生物技术专业相关理论及实验知识,还要求学生有一定的医学知识储备。为此,在实验教学课程设置的过程中,着重突出了一些与现代医学相关的交叉前沿内容,如医学微生物、医学免疫、实验诊断、分子生物学检验技术、临床基础检验技术等,通过这些内容将理论与实践相结合,让学生了解到生物技术在医学领域的具体应用,同时通过对新技术的讲解与示范,进一步拓宽学生的思维视野,为今后的工作以及科研实验打下坚实的基础。 二、实验教学课程整合 生命科学是一门以实验为基础的自然科学,传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后,实验教学地位不明确,其内容大都为重复性验证实验,并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识,对于实际动手操作的重要性认识不足,并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此,我们尝试将实验教学内容进行整合,如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS-PAGE电泳”相联系,通过对实验课程的精心设计合理安排,不但将各门课程联系到一起,让学生对学到的知识形成体系,同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神,对实验课程的顺利推进,起到了良好的效果。 三、开放实验室 建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前,大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性,即实验课时间开放,其他时间不开放,或是根据教师的科研实验安排开放实验室,这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学,同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室,鼓励学生自主设计完成实验,从实验的准备到结果的分析,绝大多数工作都由学生自己完成,老师只为学生提供一些必要的建议,解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用,同时培养了学生分析解决问题的能力,并且让学生在自主设计实验的过程中,对所学知识进行更加深刻的理解,真正做到学以致用、用以促学、学用相长。 四、鼓励学生参与教师科研实验工作 目前,生物技术专业学生考研率呈逐年上升的趋势,学生对科研实验的热情以及学术创新的需求也在不断提升,医学生物技术专业作为我校新开设的专业之一,在校教师普遍面临的问题是,科研压力大,任务重,时间紧,人员短缺。根据以上情况,我们适时地挑取一些科研创新热情高,实验态度端正认真的学生,组建科研创新团队,协助老师完成一部分科研实验。在参与老师的科研工作过程中,学生会接触到一些前沿的实验技术,并对医学生物技术领域的发展方向有了一定把握。部分学生通过教师的正确引导,以第一作者发表了学术论文,并且获得了学校“先进科研创新个人”的荣誉称号。通过对实验结果的具体分析和同教师之间的学习交流,培养了学生自身的科研创新能力,为其日后的学习以及科研工作提供了宝贵经验。生命科学的研究和发展,植根于牢固的实验基础,加快实验教学改革步伐,对实验教学的发展以及学生实际动手能力、创新意识的培养起到了积极的促进作用。通过以上几种措施,激发了学生对科研实验的热情,培养了学生的独立思考与创新能力,同时实现了实验室资源的合理利用,对医学生物技术学科建设发展起到了一定的积极推动作用。同时,我们应及时总结经验,坚持以学生为中心进行实验教学,不断优化教学效果,努力培养出更多的高素质医学生物技术专业人才。 作者:王皓许会静郝峰姜勇刘磊李艳单位:吉林医药学院 生物技术方面论文:微生物技术生态农业论文 1微生物在生态农业系统中的地位 生态农业主要是运用农业生态原理,建立起来的一种新型农业。在现代农业生产中,这种新型的农业,不仅具有良好的生产性能,提高生产的效率,还能够节省生产的成本,节约能源,进而实现农业环境的自净与农业资源的可持续使用。纵观这种新型农业,生态农业是一个有机的整体,属于多目标、多功能、多层次以及多成分有机组合的的生态系统。在这个系统内部,结构有序、内外交流、开放循环以及关系协调发展。在微观层面上,其利用多层次的物质循环与综合利用,进一步提高能量转换与物质循环的效率。例如,在生态农业系统内微生物可以利用植物作载体,可以将植物的秸秆、树叶以及草等植物进行加工处理,生成饲料,饲料可以喂食牲口,牲口的粪便又可以养蘑菇、饲养其他的动植物,将饲养的动植物喂食另外种类的生物。如此循环,就形成了市郊生态系统。由此可见,微生物在生态农业系统中的应用非常重要的。 2微生物技术对改善农业生态环境的作用 2.1微生物在肥料中的作用利用特定培养的微生物,在可调控环境条件下将废弃物、污染物降解和转化,从而解决和控制污染问题,进而为作物提供养分。例如:目前市场上出现的生物有机肥就是利用特定的微生物对兽禽粪便、农业废弃物等进行降解和转化而来的。这种肥料不仅能增加土壤肥力,提供作物生长必须的营养元素,还能改善植物根际的微环境,促进植物对养分的吸收利用,提高产能,同时还减少了合成化肥的使用,减少了合成化肥对环境的污染。由此可见微生物技术将成为农业生态环境保护最有价值和生命力的方法。在农业生态环境面临严峻形式的今天,微生物技术具有无可比拟的优越性。 2.2微生物对农药的降解作用随着化学农药的大规模使用,其所带来的环境问题日益严重。近年来有学者发现微生物对土壤和水中的农药降解起主要作用,目前已经分离出能降解农药的微生物类群,包括细菌、真菌、放线菌、藻类等。因它们受环境等多方面的影响和限制,所以难以大规模使用。近期又有学者提出利用微生物产生的酶来降解农药残留。由此可见,如何更多、更好地利用微生物解决农药残留是生态农业发展急需解决的问题。 2.3微生物在大型生态农场中的作用在大型生态农场生产与建设的过程中,大量的排污系统使得生态环境遭受到前所未有严重的破坏。近年来,养殖场的规模与数量每年都以单调递增的速度增长。现代的养殖场将新技术、新设备引进来,进而实现生产过程的机械化操作,养殖场的生产能力持续增长的同时带来的环境污染、生态系统破坏、能源供应紧张的等问题也随之而来。微生物围绕生产过程中产生的废水与废物进行处理。经过微生物的处理技术,有机废物就会转化为能源、肥料、化工产品甚至是食品。 2.4微生物技术在庭院生态农业系统中的作用众所周知,庭院经济营养项目较多,集约化程度较高,土地利用率较高,资金周转与积累较快。其对人们的生产与生活的影响是最为直接的。在发展庭院生态农业系统的过程中,微生物在其中的应用被人们所接受。庭院生态农业系统中的粪便与生活垃圾进入发酵池,可以直接改变生活环境。这样的方式构成了多层次、多途径与多功能的庭院生态农业系统。在庭院生态农业系统中,人们通过自己的方式将为生物技术应用于其中,使其发挥出应有的效果。 3结语 总而言之,在发展新型生态农业系统的过程中,注重微生物在其中的作用。在农业改革不断推进的过程中,利用微生物的相关作用,使其发展的更好。微生物在生态农业系统中的应用是非常明显的,其所取得效果也是较为显著的。为更好的发展农业,应积极主动应用微生物。 作者:洪彩霞单位:江苏中宜生物肥料工程中心有限公司 生物技术方面论文:发酵工程生物技术论文 1依据专业特色,跟踪学科前沿,及时更新教学内容 课程体系和教学内容是人才培养的主要落脚点,是教学改革的关键。课程体系是实现地方师范院校生物技术专业培养目标,构建学生知识结构的中心环节。课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。科学合理的课程设置和教学内容,对大学生创新能力的培养与综合素质的提高起着至关重要的作用。因此,我们在多年发酵工程课程讲授的基础上,从教学大纲的编制、教材和辅导参考书的选择、教学内容的科学合理设置等方面进行深入的探讨。 1.1发酵工程课程的准确定位发酵工程这门课是我校生物技术、生物制药专业的优秀必修课程,通常在开设了生物化学、微生物学等专业基础课之后开设,一般在大学的第6学期开设。发酵工程课程是直接建立在微生物学基础上的,随微生物工业的发展而发展,同时也是与化学工业相结合的一个新发展。该门课程主要从微生物工程范畴出发来阐明厌氧性发酵与好气性发酵机制、工艺过程及相应的设备,用这些基本理论去分析、解决微生物工业中存在的具体问题,提高产品质量和数量,讲授的主要内容包含微生物工业菌种与培养基、发酵机制、发酵工艺及控制、发酵设备、发酵产物提纯与精制。通过本门课程的学习,学生不但能掌握发酵工程学的基本理论,还可以熟悉发酵的工艺流程及发酵产品的后处理技术。 1.2跟踪学科前沿,及时更新教学内容从多年发酵工程课程的讲授以及国内大部分高校发酵工程课程的讲授内容来看,发酵工程授课案例主要涉及到抗生素、氨基酸、柠檬酸等好氧发酵工艺及发酵机制,以及酒精、酿造酒、乳酸等厌氧发酵机制及工艺,很少涉及到基因工程产品如EGF、EPO、重组人乙肝疫苗等的发酵机制和工艺。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、贫血、发育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传疾病。目前我国从事生物技术药物产业研究与开发人数仅相当于美国的1/4,从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足,已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。这就要求我们编制、修订教学大纲时,在保留典型的传统菌的好氧发酵和厌氧发酵案例基础上,着重引入基因工程菌制药的发酵工艺,扩展学生的知识面,为他们将来到制药企业就业奠定良好基础。 1.3选取合适的教材发酵工程优秀教材很多,像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等,我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》,结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向,目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”部级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》,此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章,脉络清晰,系统性好,该书在难易程度上很适合我们的学生,但是该书侧重于发酵机制的讲授,发酵工艺和设备没有涉及。因此,在前期教学积累的基础上,我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材,增添发酵工艺及设备,以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度,为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。 2开展发酵工程实验,提高学生综合素质 发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能,通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系,是建立在发酵工业基础上,与化学工程紧密结合的一门学科,它是连接生命科学研究与应用的桥梁。在基因工程和细胞工程的应用中,要想把定向改造的物种转化成产品,也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐,这是发酵工业独有的特点,同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品,发酵周期长,步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习,培养学生实际动手操作能力,让学生亲自动手操作发酵罐,开展发酵罐空消和实消操作,以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵,使学生真正的达到学以致用,同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生,普遍缺乏工艺概念,但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容,组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习,使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程,切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来,学生反映收获很大。总之,发酵工程实验集成度较高,牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容,有别于普通实验课程的是工厂生产实习,真正做到理论实践相结合,最终达到学以致用的培养目的。 3改进教学方法,切实提高学生创新能力 教学方法的改革,首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高,教学方法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标,和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材,有价值的有说服力的理论,以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学,无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”,“授人以鱼,不如授人以渔”。 3.1案例教学发酵工程是一门实验实践极强的学科,知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中,典型的案例不仅使课堂生动形象,而且使学生容易理解和记忆,触类旁通,达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时,通过详细讲解青霉素的发现,引出伟大的科学家弗莱明,进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容,学生被激起兴趣,学起来也容易接受。学习之后,可以引导学生进行讨论,如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题,使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”,从而在以后的生活中学以致用,进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素,为社会进步做出贡献。 3.2启发、讨论式教学讲课的过程中首先讲授难点、重点,善于提出问题,让学生跟着老师的思路走,随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时,引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍,同学们也不陌生,有的同学家做过酸奶,因此对酸奶的发酵还有一点常识,接受起来更容易一些。首先提出问题,酸奶发酵的原料和菌种从哪里来?酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵?发酵多长时间合适,夏天和冬天发酵时间一样吗?通过这些问题,启发学生思考讨论,最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项,随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶,巩固和吸收理论学习。 3.3比较归纳教学法比较式教学法通过对不同知识点的对比分析,找到其相同和不同处,在比较的过程中对知识点归纳概括,有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中,让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点,说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时,在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后,让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结,学生就容易理清楚,弄懂复杂的内容。 4优化考试模式,重在平时学习的思考与探讨 在发酵工程实验及理论教学考核方法中,一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性,课程的讲授和考核方式,通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化,加强课堂考核、作业考核,平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4,综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训,以赛促练”,强化技能培养,规定技能考试不过关,不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。 5小结 当前生物技术飞速发展,发酵新产品不断涌出,它要求我们的发酵工程专业课教师在讲授传统知识的同时,不断学习发酵工程方面的前沿知识,及时根据发酵工程产品市场更新教学内容,同时在授课的过程中灵活采用各种教学方法,甚至有必要到工厂车间实习实训。从当前经济发展和高校改革趋势来看,生物技术专业不但在地方师范院校有很大的发展空间,而且也将是今后一些师范院校向综合型大学转型的必要环节。发酵工程课程作为生物技术专业的优秀课程,是微生物学、生物化学、数学、计算机技术的应用,同时又是分子生物学、细胞工程、基因工程技术的深入开展,而生化工程、生物工业下游技术、微生物遗传育种技术又是发酵工程课程的深入和补充,因此发酵工程课程在生物技术专业承上启下,是一门非常重要的专业必修课程。所以,在当前转型发展大形势下,发酵工程课程教学改革势在必行,必须以培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力为目标,在开展理论教学基础上,切实开展实验教学和生产实习,最终培养出满足企业、市场和科研需要的优秀毕业生。 作者:田华单位:信阳师范学院生命科学学院 生物技术方面论文:人才培养生物技术论文 1高职免疫技术方向教学现状分析 目前,专科和高职院校主要是针对免疫技术相关教学,课程的研究主要集中在医学、药学、护理专业,如广东岭南职业技术学院生物制药专业、郑州铁路职业技术学院护理专业、四川、黔东南民族职业技术学院基础医学部、辽东学院医学院免疫微生物教研室、郑州牧业工程高等专科学校动物医学系、江西科技师范学院药学专业等都有关于提高免疫学课程教学质量的相关研究。而关于生物技术专业的免疫学相关课程的研究只有几所本科院校有研究,如江南大学、新疆大学等。上述提及的单位只是对如何提高某些课程如《免疫学基础》的教学质量方面进行了研究,仅是提出了一些教学方法,如任务引领式教学法、多媒体计算机辅助教学法、小组学习法等,而没有从行业对人才的需求出发,在专业教学方面做出调整,以适应新形势下人才培养的挑战。 2武汉职业技术学院生物技术及应用专业免疫方向人才培养短板分析 该院生物技术专业在免疫技术方向主要针对抗体的生产,在相关课程的教学、开发方面还存在一定程度的欠缺,使得培养出的学生不能胜任对抗体生产有较高要求的岗位,限制了学生的发展,也限制了该专业在当前发展契机下的快速发展。该院在免疫技术相关课程的教学、开发的欠缺有如下原因:①该院生物技术级应用专业于2012年由微生物技术及应用专业更名而得。而此前的人才培养还主要偏向于微生物技术应用,对免疫技术的要求不高,相关的免疫技术课程开设力度不大,只有《分子生物学》、《免疫技术》两门课程。基础课程的薄弱,造成该院在免疫技术领域的人才培养力度欠缺。②此前该专业在已有的免疫技术相关课程体系不够完整,与当前的免疫技术对人才的需求脱节。导致生物技术专业毕业生在免疫技术方面的专业知识和技能较差。免疫技术相关企业招聘该校的学生后,仍要花费人力物力培训基础技术。因此,为了提升该院生物技术及应用专业在免疫领域的教学质量,培养出具备免疫技术相关技能、满足企业需求的毕业生,该专业应积极采取措施,走出人才培养困境。 3该院在免疫技术方向人才培养改革的应对措施 笔者自2013年7月到2014年7月,深入武汉某生物科技有限公司实习一年。该公司主要进行抗体的生产,是利用免疫技术进行生产的企业。该公司已经连续三年从武汉职业技术学院生物技术及应用专业招聘毕业生,是该院的深入合作企业。笔者在长达一年的实习过程中,了解了目前免疫技术领域的最新技术,掌握目前免疫技术领域发展的动态。更关键的是可以深入了解免疫技术企业对人才的需求点,并把这些重要信息反馈到学院,学院借鉴这些重要信息,使生物技术及应用专业在免疫技术领域的课程设置、课程开发、课程教学等方面与现阶段的需求相结合并得到提升,从而培养出具备免疫技术相关技能的合格人才。 4重构该院生物技术及应用专业免疫方向课程群 笔者通过一年的企业实习,对抗体行业的整体情况有所了解,对抗体行业对人才的需求规格认识深刻。并对抗体行业所需要的技术进行归类,然后重构目前免疫技术方向课程群,以期培养出抗体行业所需的人才。 4.1抗体市场的发展亟需高职生物技术专业培养掌握免疫相关技能的人才不考虑多克隆抗体在科研应用市场的营销额,仅就单克隆抗体药物在医药市场的销售来看,2000-2013年,全球单克隆抗体药物市场的复合增长率高达32%。抗体市场的规模逐年扩大,将吸引更多的人才加入这个行列。高职生物技术专业应抓住行业发展的机遇,积极推进专业建设,培养合格人才以迎合市场人才需求。 4.2积极适应行业需求,采取措施,力求改进人才培养现状该院目前具有培养抗体行业所需人才的课程群及技能培养基础。通过以上的企业实习及行业调查,不难看出,抗体生产企业需要掌握更多技能的人才。该院生物技术应用专业免疫方向必须要在现有的基础上做出改进,才能满足企业的需求。 4.3重新建构免疫方向课程群抗体行业所需的技能点必须通过拓宽免疫技术理论基础并强化技能点培养才能达到。因此,需要增设相关课程。 4.4重构课程群的可行性在原有的课程群基础上增设两门课程,重构课程群,增加的课程分别是《动物免疫学实验》、《抗原工程》、《抗体工程》。增设三门课程,意味着该院人才培养方案里面的课程设置要发生变动。目前的人才培养计划富有弹性,可以容纳三门课程。并且目前的师资力量、实验室条件足以进行这三门课程的教学。因此,改进现有课程群具有可行性。 作者:刘德超单位:武汉职业技术学院生物工程学院 生物技术方面论文:实验教学生物技术论文 1使学生参与到课堂教学中 在教学过程中通过学生反映,大多数同学感觉这门课程较难,要改变学生的这种认识,首先需要教师最大限度的调动和激发学生的学习兴趣,使学生能够积极主动到参与到教学中,而不是老师自己在自言自语。多数同学反映细胞分裂、染色体理论、DNA分子结构和孟德尔遗传部分内容在高中生物中已经接触过,那么在这部分内容的讲述中可以很好的让学生参与进来,形成以学生为主、老师对他们之前没有接触的新的知识进行讲解和补充,这样不仅可以使学生真切的体会教师授课的辛苦,更为关键的是可以充分调动同学们的积极性和主人公的参与意识。这种形式的教学不仅使学生对课堂知识掌握更牢固,也锻炼了学生们的课件制作、演讲等能力。在讲到体细胞遗传如克隆和基因组学如转基因部分等最新热点问题时,可以采取更为灵活的教学形式,如辩论赛、专题讨论等形式。这既打破了传统的以教师为中心,学生被动、消极的接受知识的局面,也有利于启迪学生的创新思维能力,对培养新的经济体制下的新型全面的人才也非常有利。通过各种途径让学生参与到教学活动中,在培养同学们参与意识的同时,充分调动了同学们对遗传学课程的兴趣,同时也加深了对重点和难点内容的理解。 2充分使用多媒体和网络教学手段 遗传学作为生命科学专业的一门专业基础课程,部分章节或内容相对抽象,学生不易理解,这时可借助多媒体教学把生命的微观结构或动态生命过程通过动画形式展现出来,或把课堂难以控制的演示实验通过播放录像的形式演示出来,或把某些应用性强的知识通过视频教学方法展现给学生,使学生真正理解所学知识,从而实现宏观与微观、整体与局部、动态与静态的有机结合。利用当代大学生对互联网的依赖性,可引导他们利用网络进行专业学习,将课堂教学与引导学生网络学习相结合。如在讲到某些热点问题时,可引导学生自己通过互联网查询相关信息,并把自己了解到的、体会到的给大家讲解,这样通过广泛的发挥同学们的作用,使大家都可以了解到相关的最新学术信息。互联网教学不仅提高了教学效率,丰富了学生的知识面,也使学生参与进去,培养其主人公意识,真正对该学科产生兴趣,从而愿意学、乐意学。 3引入实验教学 遗传学课程牵扯到许多的实验,如DNA是遗传物质的证明、遗传定律的证明、PCR技术、染色体核型分析等如果没有实验教学而只有理论教学的话,就会使学生相对难以理解。这门课程本身就是理论与实践相结合的学科,通过开展相关实验,不仅验证了课堂教学的理论,而且可培养学生的实验设计及用理论知识进行实验技术分析和解决问题的能力,使学生养成良好的科研习惯。纵观国内众多相关院校都开展了遗传学的实验教学,因此我们可以参考和学习他们的经验,编写和制订适合本校学生的遗传学实验指导。综上,遗传学实验课程的开设非常有必要。 4注重理论与实践的相互结合 学习的目的是为生产和生活服务,如果能使学生真正认识到这门课程开设的重要性和必要性,必将极大的吸引学生学习的兴趣。教师在教学的过程中就要时刻注意理论和实践的相互结合。例如在绪论的讲解过程中,可以提到达尔文进化论的发现过程、孟德尔实验过程中的种种故事,使学生树立科研的观念和信心。在讲到自由组合定律及连锁遗传定律的过程中,不仅要把相关的理论讲解透彻,而是让他们真正了解和知道他们对生产和生活所起的作用,可以列举相关的实例如在动植物育种中自由组合定律的应用及连锁遗传中通过重组率可以有效的估计育种群规模。遗传学的发展在最近一二十年异常迅速,而教科书的更新非常有限,作为教师一定要及时的了解和把握最新的科技动态,把最新的研究成果贯穿到授课过程中,而不是仅仅传授书本知识。如讲到性别决定和性连锁一章时,可以适当的讲解性别决定和性别控制的方法,最近的研究成果通过流式细胞仪可以把X和Y精子进行分离,实现按人们意愿来决定性别的目地。在讲到性别决定类型里面的自由马丁牛时,可以适当讲解双胎和多胎的危害。总之,在授课过程中不仅要注意基本理论知识的灌输,还要注重与实践的联系,使课堂教学充满乐趣,让学生真正明白这门课程的重要性,从而愿意学、想学好。通过对遗传学教学方法和内容的改革,最大限度的激发学生的学习积极性,实验课的开设使学生更深刻的理解理论教学内容,又能使学生施展和发挥其创造性思维,培养其严谨的科学态度和科研兴趣。但改革是一个不断的漫长的过程,尤其是实验教学,需要我们不断的探索和改进。 作者:孙丽萍宋丽丽时桂芹单位:郑州轻工业学院食品与生物工程学院 生物技术方面论文:食品检测生物技术论文 1.生物技术的主要特点 以生物的免疫、基因、敏感等方面的特点为基础,运用科学合理的方法对具有检测功能的试剂进行制作,进而检测食品的安全性就是生物技术在食品检测工作中的应用原理。在食品检测工作中,生物技术具有诸多优势,例如速度快、范围广以及准确度高等。一般而言,主要的生物检测技术有免疫技术、生物传感器技术、生物芯片检测技术、酶技术等。为了使我国的食品安全检测工作得到提升和发展,我们就需积极对生物技术进行有效运用,并加大开发力度,使其发挥出更大的价值。 2.食品检测中主要的生物检测技术 2.1聚合酶链式反应技术在转基因检测上,聚合酶链式反应技术已得到了有效运用。聚合酶链反应简称为PCR,PCR技术主要通过三个阶段对食品进行安全检测,即变性、复性以及延伸。对DNA模板进行建立,将寡核苷酸作为引物,通过聚合酶作用,沿DNA模板顺序以半保留复制的方式延伸而完成DNA分子复制就是PCR技术的基本原理。在依靠多次的增容以及扩展以后,PCR会变成符合食品检测需求的检测物。该技术由于具备诸多应用优势,因此之后也被合理运用到了各大领域中,尤其是在食品安全检测工作上,该技术已显示出了较好的运用前景。但与此同时,聚合酶链式反应技术也存在着一些不足之处,比如食品中假若有已死亡的细菌存在,那么便会显示为假阳性,针对制毒微生物所产生的毒素,该技术也无法进行全面检测。 2.2生物传感器技术在对生物传感器分子识别原件进行选取时,需使其具有较好的选择性。在和待测物的特异性进行结合以后,依靠对应的信号转换器,分子识别原件所产生的光、热等复合物可促使其进行转化,变为能够输出的的电信号以及光信号,并可将其进行放大然后输出,最后得到检测结果。一般而言,生物传感器具有许多优越性,例如操作简便、敏感性高、反应速度快等,相比于传统性质的食品检测方法,此种检测方法更具科学合理性。另外,运用生物传感器技术,可使安全可靠的食品检测系统得到建立完善。运用此技术,可使检测所用时间得到缩短。倘若要对牛奶以及热狗等食品中的葡萄糖球菌肠毒素进行检测,就可促使其灵敏度得到明显提高,并有效地控制好检查时间。但对当前的实际情况进行分析可知,受计算机技术、生物材料等因素的影响,在食品检测方面,生物传感器的商业化程度仍旧不高。 2.3酶技术在对食品中的残余农药以及微生物污染进行检测时,我们主要可运用到酶检测方法,而这也是较为常见的一类食品检测方法。与此同时,在食品安全检测领域里,酶联免疫分析检测技术已得到了广泛运用。该技术对酶学以及免疫方法进行了结合,并具有较高的准确性以及灵敏性。在对蔬菜和水果当中的菌剂噻菌灵进行检测时,酶联免疫分析检测技术已显示出了较好的敏感性。当前,美国化学会已将此方法纳入到了农药残留检测法当中,而在我国,该检测方法也得到了广泛运用,并取得了较好的效果。 2.4生物芯片检测技术随着全球化经济的发展以及各国贸易的加强,进出口食品也在不断增多。所以,为了对进出口食品进行有效检测,就需运用到高质量、高安全的食品检测技术以及安全监控体系。作为一类高新生物检测技术,生物芯片检测技术在进出口食品安全检测工作中已得到了有效运用。该技术主要对光导原位合成进行了运用,可将大量的生物大分子按照一定顺序进行固化。针对已经通过标记的待测生物样品,该技术可对其中靶分子进行杂交,并运用特定设备对杂交信号的强度进行快速检测,在对检测仪器进行选取时,可优先选用电荷偶联摄影像机,或是运用激光共聚焦完成扫描,进而统计出样品中靶分子的数量。针对食品的安全状态,运用生物芯片技术,我们可进行深入了解。另外,在进出口食品监管管理工作中,快速反应系统以及预警系统的建立完善都离不开生物芯片检测技术。 2.5免疫法当前,在食品生物检测技术中,免疫法具有最高的灵敏度。另外,该技术还具有容易操作、再现性好、科学可靠等优点,并在食品安全检测工作中得到了有效运用。免疫法可对蛋白质进行检测,蛋白质之间的物理性质以及化学性质差别较小,而运用免疫法则可进行有效区分。 2.6基因探针技术当前,基因探针技术主要分为两种,即同相杂交以及异相杂交。在对食品安全进行检测时,大肠杆菌检测是一项重要内容。对大肠杆菌进行分析可知,其具有p一葡糖苷酸酶的特性,在进行检测时,可对以B一葡糖苷酸酶为目标的DNA探针进行制作,使食品检测工作的效率得到提升,并对传统食品安全检测工作中的问题进行有效解决。 3.食品检测生物技术的具体运用 3.1检测食品的品质和成分针对食品的成分以及品质,生物感应器是最为常见的检测方法。在早期,所使用的生物感应器主要为葡萄糖感应器,可对食品的含糖量进行有效检测,并得到了广泛运用。例如,在对鱼类新鲜度进行检测时,日本已使生物传感器实现了商品化。另外,针对食品中含有的香味物质,在进行检测时还可运用到生物技术。具体的操作方法是:将蛋白和需进行检测的某种气味进行结合,使其成为敏感材料。对于人类身体健康以及生态环境,转基因食品会带来一定负面影响。所以,对转基因食品进行检测就变得尤为重要。当前,主要的检测技术有蛋白质检测、酶活性检测以及有酸检测三种。 3.2检测食品中的有害微生物对科学有效的食品检测技术进行运用,可使微生物的传播得到较好控制。对于人类健康,食品中的微生物会带来一定危害,并严重降低食品质量。因具有诸多优势,在微生物的检测工作中,生物检测技术已取得了较好效果。当前,在对食品微生物进行检测时,常用的生物技术主要有酶联免疫技术、生物传感技术以及合酶链式反应技术。 3.3检测食品中的残余农药)随着时代的发展,如何对食品中的残余农药进行有效检测和分析已受到了人们的高度关注。倘若食品中残留农药,人民群众的生命安全就会受到严重危害。当前,在食品残余农药检测方面,主要运用的生物技术有酶技术以及生物传感器。 4.结束语 综上所述,在食品安全检测工作中,生物检测技术因具有诸多优势已受到了有效运用,并具有较好的发展前景。而为了对人民群众的生活质量进行提升,使食品安全得到保障,我们就需对现有的生物检测技术进行运用,并采取措施对生物检测技术进行革新和完善,使其价值得到最大发挥。 作者:黄敏江单位:佛山市三佳食品有限公司 生物技术方面论文:实践教学生物技术论文 生物技术实验教学平台为我校动物科学、生物技术、生物技术等本科专业开设实验课程,从教师的教,学生的学和考核机制三方面入手进行了研究。 1需要培养建设一支高素质的教师队伍高校教师的业务水平如何决定培养学生能力的高低。通过教师攻读在职学位、到高校进修,开展各方面的交流活动,教研室所有教师都要参与实验、实习、课程设计、大学生科技创新等实践教学环节,不断提高教师的业务素质和工作能力,将成为人才培养的保障。 2需要建立科学合理的实践教学计划根据具体培养要求,在培养计划中建立一个基本完整的实践教学模式。按照实践教学目标体系,整合实践项目和内容。在学生入学后的不同学习阶段,分别在各个实验室进行学习,按照循序渐进的教学原则,设置各个课程的验证型,综合型实验,另设置基础和专业课的实习和实训,虽然这些课程都有专门的培养方案和教学安排,但如何科学安排好各个课程的衔接,还需深入研究。 3需要研究实践教学体系的组成按照专业实践能力培养的自身规律性,首先针对本专业的培养目标,体现理论教学与实践教学相互联系,建立符合实际、具有科学性和操作性的实践教学体系,分别包括了实践教学基础训练(课程教学实验、专业教学实验)、实践教学的依托训练(毕业实习、科研训练)、实践教学优秀训练(各种设计性实验、毕业论文实验)、实践教学补充训练(社会实践),这四个训练贯穿整个学程,构成培训学生基本能力、综合能力和创新能力的平台。教学实践环节可分为四大类进行:认知实践:结合基础阶段所学理论,激发学生对本专业后续课程的求知欲望,为学习专业基础课和专业课提供感性认识;课程实践:选择一些专业主干课程,根据每门课程的授课内容和教学进度,安排学生实习,加深学生对授课内容的理解;专业实践:使学生系统参与专业课的具体实践,培养应用与创新能力,团队协作和交流能力。落实到各个专业课程的实践中;综合实践:按本科培养方案的要求,撰写毕业论文,组织答辩。实验考核的效果能够反映平时实验课的成绩,考试的目的是为了促进学习,从而进一步保证实践教学质量的不断提高。 4改革实习环节,以社会实践为补充,充实第二课堂内容学生要能够综合运用所学知识了解实际问题、能够独立分析和解决实际问题的最好途径是实习。生物技术专业的课程包括教学综合实习、专业实习和社会实践三个方面。实践性较强的课程都加强了课程教学综合实习。按照专业培养目标的要求,有计划有组织地参与社会活动,了解现实社会、认识当今的国情、增强年轻人的学习使命感和社会责任意识,在实践中进一步完善知识体系,使学生增强适应社会的能力。第二课堂在培养学生综合素质等方面发挥着重要的作用,如组织课题组活动,参与大学生科技创新项目,到实践基地参观实习。在教学实践环节中实验考核的效果能够反映学生对待实验课的态度,进一步保证实践教学质量的不断提高。 5需要建立有效的实践教学考核体系实现教学目标的一个重要手段是在一定的时间内进行教学评价,它是教学工作的重要环节。学习尝试有些实验课作为单列的课程,根据各实验课程的要求及不同情况,采取各自不同的实验考核办法。实践证明实验考核可以调动学生的积极性,加强学生应对挑战的能力。总之,通过认真总结、借鉴国内外大学实验实践教学中可以采用的方式、方法和途径,增加交流学习的机会,认真研究高等院校学生的特点、调动同学们参与意识,进一步发挥教学平台的优势,创新实验、实践、模拟、见习等多种教学方法,为学生提供更多的实践机会。切实有效地加强大学教育的实践教学环节的组织和管理,提高实践教学环节的教学质量,使实践教学能真正发挥优秀作用。 作者:姜成哲崔明勋高旭王妍单位:延边大学农学院 生物技术方面论文:导师制引入生物技术论文 1传统培养模式的不足 从大的环境方面上看生物技术专业人才有巨大的市场潜力,但从目前毕业学生实际就业率看,生物技术人才市场供给和需求信息是非常不对称的,而且相关的专业人才就业与企业对人才的需求也是不对称的。一方面企业需要人才,但是在另一方面上,毕业生的综合素质却远远不能满足企业的需求,这充分说明,传统的生物技术人才的培养模式存在欠缺和不足。 1.1理论教学中的不足众所周知,生物技术作为一个新兴的理科专业,学科专业交叉性强而且涉及领域非常多,所以学科内容涉及的范围广,内容比较杂。这就对任课教师的理论素养和能力提出了较高的要求,但是,很多开展此专业培养的高校却并未建立一支属于生物技术专业的专职实验教师队伍,使得大部分的教师既要承担理论教学,又要承担实验教学,任务繁重,教师没有充分的时间去提升自己的理论素养、去思考如何提高教学质量。 1.2实验教学中的不足生物技术专业实践性较强,所以实验课程较多,仅利用上课时间完成略有勉强,不利于学生充分吸收实验课程的内容。有一些实验耗时较长,在规定时间内可能无法完成,须利用课余时间来继续完成,学生急于求成,难免将实验当成一种负担,粗糙的任务式完成。同时,由于学生多,教师少,教师对于实验教学的监督力度也是不够的,对于实验考核方面也缺乏严格合理的制度来促进学生对实验的动手能力的培养。 2“导师制”的实施方案 为了提高教学质量,使得生物技术专业本科生的培养与社会需求相符合,笔者提出“导师制”培养实施方案:①本科生在读期间,每个学期均可报名参加学校老师的科研课题。②根据学生自愿及老师挑选的双向选择下,每个课题安排一至两个组的同学。每个组6个同学。③课题的主持人为导师。④课余及寒暑假期间,课题组学生跟随导师熟悉实验器材的使用、实验室规则,以及动手协助老师完成科研课题。⑤导师定期组织课题组学生开组会。组会内容为汇报一段时间内的实验成果,对完善实验提出各自的意见并讨论,指导、组织大家从理论上学习1~2种实验方法,形成互相监督,互相学习的氛围。⑥导师将学生的组会发言,动手能力,积极程度等方面进行考核,给出评分,计入毕业成绩总评。 3“导师制”培养方案的探索 3.1优势①教师方面:“导师制”的实施由于需要对学生进行实验的具体指导,以及组会的组织,对身为“导师”的教师提出了更高的要求,这必将促使教师不断的学习,提高自身的科研素养,并锻炼教师的管理组织能力。②学生方面:“导师制”注重理论结合实践,要求学生参加到具体的课题设计、实施中去,极大的提高学生学习理论知识和参与实验的积极性,培养了学生的科学素养,锻炼其动手能力;而定期组会的开展,要求学生不但要对自己的所学进行总结,还要能洞察其他同学的不足之处,因此要求学生做足会前准备,提高了他们的自学能力和学习效率。③资源方面:“导师制”的培养方案充分利用闲暇时间,学习和使用实验器材,使实验资源得以优化利用。 3.2不足及解决途径①“导师制”需要学校有合适的科研课题,并且其数量要满足学生的需要。为了解决这个问题,学校要出政策鼓励教师申报科研课题,甚至鼓励学生申报科研课题。在教师和学生的双向选择上,学校要宏观调控,避免出现各课题组成员人数的失衡而导致的课题资源的浪费。②“导师制”要求课题组的同学一直跟进一个课题,而每个课题的研究方向、涉及的实验方法都有局限性。可能导致学生接触的知识点不全面。因此,学校应允许学生在读期间每个学期都可以根据学习任务及自己的学习情况申请参加不同的课题研究。考核也应放在毕业总评中,而不是放在特定的某个学年。 4总结 “导师制”的人才培养方案能让学生尽可能的不受实验室、实验学时、实验项目的限制,在导师和学生的互相监督下,在学校加强管理的基础上,可使学生在合理安排自己课余时间的情况下,较自由的应用学校的资源,促使其更好的学习专业知识,熟悉实验仪器的使用、实验步骤的实施以及实验的具体操作,注重对学生实践能力的培养;同时,培养了学生自主学习能力,创造了条件帮助学生积极参与学习,使学生乐学、爱学、善学,促进学习效率提高。在此培养模式下培养出的本科生将具有良好的科学素养、创新精神、组织沟通能力和动手能力,与社会对此类人才的需求更加衔接,符合生物技术专业本科生的培养目标,值得尝试推广。 作者:刘瑞珍单位:赣南医学院 生物技术方面论文:农业种植生物技术论文 1农业种植中应用生物技术的重要意义 随着科学技术的发展,生物技术得到了快速发展,尤其是近几年才兴起的新技术,具有投资少、产量多的优点,在农业种植领域中广泛应用生物技术具有十分重要的意义,不仅能有效提升我国农作物产量减少资金投入,也可以提高农产品产量,并且可以实现自然资源的综合利用,因此,生物技术对资源的利用具有重要影响,可以确保环境保护工作的有效开展。 2农业种植领域中生物技术的应用 随着生物技术不断的发展和进步,生物技术在农业种植中得到广泛应用,主要包括以下几个方面: 2.1转基因技术转基因技术应用到农业种植领域中,即通过将某一农作物的优良基因转移到另一农作物上,以达到提高农产品产量、产品质量的目的。转基因技术的工作原理是通过对某一农作物的基因进行改造,并重新组合,最终将其导入到生物体内,其中,目的基因的提取是转基因技术的优秀,据调查了解,当前农业种植中应用最多的生物技术则属于转基因技术,转基因技术对农业种植具有十分重要的意义,在农业种植领域中,常用的基因有种子贮藏蛋白质基因、苏云金杆菌抗虫基因等,由于植物中提取的目的基因具有良好的性能,因此,利用转基因技术提取植物中的目的基因,并将其转移到另一农作物上,不仅可以促进农作物的生长,也可以提高农产品产量、质量,因此,转基因技术应用在农业种植中具有重要作用,其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究,转基因技术将会得到进一步发展,并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大,据资料表明,当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大,在我国农业种植中,利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外,在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作更为简单,在农业种植实践中,杂交育种技术已取得了良好的效果。 2.2组织培养技术组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术,这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下,才能确保植物细胞得到良好的发育,最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中,既可以加快植物繁殖的速度,也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种,同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害,因此,针对组织培养技术对农作物生长的有利条件,在今后的农业种植中,应大力推广和运用组织培养技术,但是,组织培养技术在农业种植中,应注意以下几点:在植物组织培育中,培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件,并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求,有效控制外界因素对植物组织培育的影响,为植物组织培养发育提供优质的条件,并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作,由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象,然而,褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育,所以,做好褐变处理工作,以保证植物培养工作顺利进行。 3结语 通过分析生物技术在农业种植中的应用,可以看出农业种植中生物技术的运用具有良好的发展前景,尤其是转基因技术,在生物技术研究中,应加强转基因技术的研究,并扩大其他生物技术的研究,如光合作用、生物固氮技术等技术的研究,突破现阶段受科研水平限制的因素,使生物技术在农业种植中得到广泛应用,进而促进农业的不断发展。 作者:严昕辉单位:九台市九郊街道办事处农业服务中心 生物技术方面论文:创新人才培养生物技术论文 一、生物技术的发展与人才培养的趋势 最早的生物技术起源于远古时代,传统的生物技术被用于发酵食品,或抗生素,现代的生物技术被用于分子生物学,如克隆技术等。高端全面的技术人才是生物技术发展的优秀竞争力,生物技术是在我们生活中应用最广泛的一门学科,如:医学、环境、农业粮食等领域都应用到生物技术,可谓生物技术与我们的生活技术息息相关。生物技术的特殊性,使得我们不得不重视这方面的人才培养。高等院校作为高等人才培养的基地,对人才的培养起着决定性的作用,生物技术作为近些年高等院校先增添的一门学科,已为社会各界培养了大批的人才。但随着社会和经济的加速发展,传统人才培养模式已经不能完全满足当代人才培养的需要,因此对高校而言,发展一种创新型的人才培养模式是非常必要的。 二、坚持与时俱进,探索创新人才培养途径 培养模式是人才培养的关键,科学合理的培养模式,能够最大程度的丰富学生的知识,同时能够提高学生的自主创新能力,使学生学以致用。在人才培养的方案制定过程中一定要与人才的培养目标相符合,这样才能满足人才培养要求,而人才培养的质量又要与人才培养目标相一致,这样才能满足社会对人才的要求。在培养过程中我们要制定合理的课程体系,注重学生个性发展,使其能够体现出自己的特点,发挥其优势。 (一)理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力传统的生物技术学科教育,是在课堂上进行基础理论知识的传授,然后再进行一些理论性的实验教学,这样的教育模式虽然使学生掌握了课本的理论知识和一定的动手能力,但是却忽略了对学生的创新引导。同学们没有掌握解决实际问题的能力,这就使得一些毕业学生进入企业后有种摸不着头脑的感觉。针对这些问题,我们在要改变传统的教育模式,教师要更多带学生到企业中去学习实践,把企业中所用的生物技术更好转化成教学实验,改变传统的实验条件和环境,这样不仅能够提高学生今后解决实际问题的能力,也能激发学生思考问题的能力,使学生能够更快更好的适应社会,回报社会。 (二)分析学生特点,因材施教,有针对性培养生物技术作为一种新兴的学科,其发展必将带动更多的高新技术和产业的创新,而生物技术的实践必须靠一批高素质人才去开拓,传统的理论教育可能无法满足发展需要。这就需要在培养人才的过程中,认真分析每位学生的特点特长,指导教师可有针对性地进行具体化教学,这样一方面学生可以更有效率的利用学校的教育资源,不至于一群学生去挤着一台机器做实验。另一方面,针对学生特点制定的科教方案,可以更充分调动学生的学习兴趣,开发出学生的特长,从而提高创新意识和创新思维。针对性的教育培养模式,不仅使教师的教学任务减轻了,也使学生学习方向更加明确,掌握的知识更加扎实,且培养了学生的实践能力以及创新精神,一定程度上提高了今后就业的竞争力,更能体现高校为社会培养人才的目的和水平。 (三)加强创新思想引导,提高创新能力生物技术学科是一门发展的学科,更需要与时俱进、勇于创新的新型人才。所以在生物技术学科人才培养中,我们要始终坚持加强创新思维的培养,把培养创新的元素融入到整个教育过程中,从教学内容的更新,教学工具的更新,教学方法的改善,教学条件现代化等各个环节进行创新性引导。 三、生物技术的展望与生物技术人才的未来 当今社会是经济高速发展的时代,谁掌握了科技,谁就掌握了发展的方向。生物技术学科是一门交叉性、实践性很很强的学科。其不仅具有高新的技术性,还有广泛的应用性,社会各界都需要这方面的人才。农业、医学、工业、环境等都有生物技术的应用,生物技术能够解决许多人类面临的难题,同时也能在生产中产生很多的经济效益。人才是推动科技创新的关键,优秀人才不仅能够运用知识解决实际问题,同时也能根据自己的创新思维去推动技术的革新。 作者:佘美华单位:南华大学药学与生物科学学院 生物技术方面论文:金刚石生物技术论文 1引言 近年来,随着我国的经济发展和社会进步,无论是地质找矿,还是工程勘察,对钻探的需求都越来越大,也都面临着地层越来越难打的问题。而金刚石———这一超硬材料的出现,不仅大大地提高了普通地层的钻进效率,而且解决了坚硬地层进尺难、不进尺等问题。然而天然金刚石在大自然中存在少,且难以开采,用于制作钻头成本高。近些年的人造金刚石,可以说很好地解决了这个问题。众所周知,金刚石由C原子构成,和石墨的成分一样,同为C元素的一种单质,区别在于石墨排列松散而金刚石排列致密。人造金刚石的主要原理即是利用高温高压使得石墨中本来松散排列的C原子重新定向排列,形成紧密、有序排列的金刚石。然而利用高温高压合成金刚石,不仅需要消耗大量资源、能量来提供高温高压环境,而且需要的时间长,合成出来的金刚石颗粒远远小于天然金刚石。故笔者想到,是否有其他方法,能够在常温常压下合成人造金刚石,并尽可能地缩短合成时间、增大合成所得的颗粒。大自然是神奇的,自然界存在许许多多神奇的生物,能够通过自身作用,产生对人类生产生活有用的物质,如蚕吐丝、蚌壳生珍珠,故笔者联想到,是否能利用生物来生产金刚石呢? 2实现的可能性讨论 2.1耐高温耐高压生物的找寻首先,我们想到,金刚石的制造需要高温高压,故要寻找能够制造金刚石的生物,我们可以从寻找能够在高温高压下生存的生物开始,逐步破解难题。通过查阅资料,我们发现,世界上生命力最强的生物———熊虫。熊虫又名水熊、水熊虫,是缓步动物门生物的俗称。这是一种小型动物,主要生活在淡水沉渣、苔藓植物水膜和潮湿土壤中,还有一少部分生活在海水潮间带。这些熊虫分布甚广,无论是在海拔6000米以上的喜马拉雅山脉,还是深度4000米以下的深海中,都有他们生活的足迹,北极、热带、温泉、深海中,都有分布。不仅如此,即使在真空中,水熊也可以生存。水熊,这种世界上生命力极强的生物,极难被杀死。水熊是一种小型动物,只能在显微镜下才能观察到。熊虫生命力极强,根据实验数据显示,具体体现在如下四个方面:(1)生存温度,即使在零下200℃的环境中,也能生存3-5天;当温度降至零下272℃时,亦能存活2分钟。(2)生存空气,熊虫在真空中能生存。(3)放射环境,熊虫不惧放射线,在5700格雷强度的放射线下存活良好(1格雷放射线相当于5000台胸透仪的放射强度,10~20格雷强度的放射线就能轻易杀死人类或者地球上大部分的动物)。(3)生存压力,即使在600兆帕的压力环境下也能生存。德国佛莱堡大学的拉姆(20世纪20年代)研究发现,即使将熊虫置于很极端的环境下,只要给予水分和正常温度,熊虫即能复活并且缓慢移动。另有科学家给予盐矿中冬眠数百年的水熊虫水分和营养,水熊虫能够苏醒并恢复。然而,通过以上分析,我们发现,世界上生命力最强的生物,却最多只能承受600mpa的压力和150摄氏度的温度,远远低于人造金刚石的熔媒法所需的静态超高压(50~100kb,即5~10GPa)和高温(1100~3000°C)。同时,我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。因此,从这个角度出发的生物制取金刚石的方法,并没有实际意义。 2.2蚕吐丝、蚌壳生珍珠的启示我们考虑是否能够通过蚕吐丝和蚌壳生珍珠的类似原理来制造金刚石,故首先我们先来分析蚕吐丝和蚌壳生珍珠的原理。蚕吐丝形成的原因:桑叶当中,含有水、蛋白质、糖类、脂肪等成分。蚕吃进桑叶以后,经过消化分解,吸收桑叶中的蛋白质和糖类,造成绢丝蛋白质。绢丝蛋白质再形成绢丝液,绢丝液经过蚕的吐丝和凝固作用,就成了丝茧。天然珍珠形成的原因:关键在于,刺激蚌的外套膜表皮细胞,使其急剧分裂增殖,逐渐形成珍珠囊从而包围刺激源。在此刺激下,蚌壳会分泌珍珠质,从而形成以刺激源为中心的珍珠。若刺激是均匀的,则形成的珍珠是圆球形的,若刺激是不均匀的,则形成的是非圆球形的珍珠。通过以上分析,我们发现,无论是蚕吐丝还是珍珠的形成,都是生物将该种物质的原料消化、整合、重新分泌,并且层层叠加,分泌凝固后从而形成不同形状的新物质。那么联想到这一点,我们考虑,是否有这样一种生物或者生物技术,能够将含C物质分解成C原子并将C原子按照金刚石的微观原子构造进行重新排列,即类似于微观操作技术,从而在常温常压下得到金刚石。鉴于现在化学技术发展水平,已经可以对原子进行操纵和排列,所以,以上想法是有可能实现的。然而,现在自然界中,并不存在一种能够消化含C物质并吸收分泌出C原子层层叠加的生物,故单纯利用自然界已经存在的生物本身特性制造金刚石在目前来看,是不具有实现的可能性的。 2.3实现性分析排除自然界中有生物能制造金刚石的可能之后,我们考虑采用当下火热发展的生物技术来制造金刚石。眼下,现代生物技术迅猛发展,现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程,它们逐渐影响着和改变着人们的生产、生活方式。所谓生物技术是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。根据前文分析,我们考虑用基因工程的方法来制取金刚石。基因工程要素包括外源DNA、载体分子、工具酶和受体细胞等。首先需要解决的是外源DN段,目前还未发现有生物可以产生碳单质,所以目前外源DN段的获取这一条件还未满足。不过,虽然目前还没有发现这一外源DN段,不过我们大胆的猜想,如果世界上有这样一种基因能够分解含C的化合物,从中得到C单质,并且能够将C单质按照金刚石的排列形状紧密重组、排列。那么就可以将此外源DNA导入受体细胞,利用生物在常温常压下得到金刚石,从而节省工业生产金刚石中提供高温高压而消耗的能源。所以,利用基因工程得到金刚石是有可能的,不过它的实现需要生物工程上的突破,现阶段只能是假设和猜想。此外,可以考虑利用细胞工程、基因工程中,对微观分子、细胞的操作技术,考虑对C原子按照金刚石的排列顺序进行重组排列,从而在常温常压下制取金刚石。 3结论 为了实现利用生物、生物技术制造金刚石的目的: (1)我们首先考虑寻找耐高温高压的生物,即使世界上生命力最强的生物熊虫,也无法承受人造金刚石所需要的高温高压。而且我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。 (2)其次,我们借鉴蚕吐丝、蚌壳生珍珠的原理,得到常温常压下利用生物技术生产金刚石的思路:将含C物质分解成C原子,按照金刚石的微观排列构造顺序进行排列。 (3)最后,分析了现有的生物技术,并提出可利用基因工程中对基因的改造、细胞工程中对微观物质的操作来生产金刚石。 作者:张真陈杰单位:中南大学 生物技术方面论文:生物制药下的生物技术论文 1酶联免疫吸附试验 酶联免疫吸附试验也是一种在现代生物技术之上发展而来的疫病的诊断技术,其英文翻译为Enzymelinkedim-munosorbentassay,因此其英文简称为ELISA,目前主要应用在生物体液的微量物质的检测过程中,具有很好的检测效果。其检测或是诊断的一般过程为,先将抗原或是抗体或是抗原吸附在固相的载体上,然后再对于固相载体进行染色,染色剂采用的是免疫酶,最后根据实际的染色效果进行判断。目前ELISA在猪传染性胃肠炎、牛副结核病、牛传染性鼻气管炎、猪伪狂犬病、蓝舌病等的诊断中已为广泛采用的标准方法。 2现代生物技术与兽药的发展 2.1现代生物技术与疫苗 现代生物技术的优秀技术就是DNA重组技术,因此其直接进行操作的对象就是细胞机体或是基因、遗传物质。近些年,克隆技术的不断发展为畜禽类的疫苗的开发和研制奠定了良好的发展基础,疫苗不仅可以减少人类很多疾病的发生率,而且对于畜禽类的疾病预防也会起到很好地作用。基于现代生物技术基础之上的基因疫苗对于当前的兽药的开发以及增加牲畜的免疫抗性是具有极大的可行性和应用前景的。 2.2现代生物技术与生物制药 现代生物技术的一个很重要的方面就是生物制药,这对于兽药的研制也是非常重要而又具有很好的应用价值的。生物制药主要分为两类,天然生物药物和基因工程药物。天然生物药品:这类药物的主要是利用生物体、生物组织或其成分,综合运用微生物学、物理学、药学和生物学的原理与方法制造的用来预防、诊断或治疗的生物制品。基因工程药物:主要是利用重组DNA技术生产的多肽、蛋白质、酶和细胞生长因子等。激素类、可溶性细胞因子受体类、细胞因子类是其主要的种类。 3结束语 进入21世纪以来,现代生物技术的应用程度在不断加大,应用的范围也在不断扩大,这对于我国的医药、兽药、兽医学等的发展起到了良好的促进作用。并随着国际贸易额的逐年增加,给我国的畜禽在出口以及进口的安全检疫等方面提供了极大的便利,为促进我国的经济发展、保障我国的食品食肉安全创造了一个良好的环境。在充分看到其良好发展前景的同时,我们还需要关注起发展过程中的困难和问题,并且加大经济的投入和科技的支持,加强各方面的协作,共同努力,共同攻关,努力将我国的兽医兽药行业做得更好。 作者:王立明 单位:吉林省伊通满族自治县动物疫病预防控制中心 生物技术方面论文:纳米孔改进生物技术论文 纳米孔的基本工作原理:纳米孔位于2个电解液室的防渗膜上,当电压作用于电解液室,便形成穿过孔的稳态离子电流。孔径中离子通量的瞬息变化使得生物大分子分布于膜上,因此检测通过孔径的电流使得分子识别成为可能。电解液室内的带电分子样品(如DNA和蛋白质)在孔隙进出,产生离子电流信号的一系列波动。这些信号的波动反映了样品的许多特性,包括分子大小、浓度和结构。掌握纳米孔的尺寸、其表面特性、施加的电压以及溶液条件,就可以通过调整纳米孔来检测不同类型的生物分子。由于纳米孔检测不需要生物分子修饰、标记或表面固定化技术,因此这项技术可以检测大范围的生物分子及复合物。然而这项技术的应用需要不同孔径、不同材料的纳米孔,研究者对各项技术的改进确保了纳米孔的稳定性和分辨率,新技术和新形式的纳米孔扩大了此项技术的应用。此外,纳米孔技术作为低成本、高效率的DNA检测技术,研究已经取得了巨大进步。本文着重介绍分子生物学技术的组合,以及纳米孔技术的新进展。 1纳米孔生物技术的改进 从嵌入溶血素蛋白通道对血脂的试验研究开始,研究者们在过去10年中开发和探索了多种类型的纳米孔。α-溶血素是一种能天然性地连接到细胞膜中继而导致细胞溶解的蛋白质,它第一个被用来做成生物纳米孔模型。模型中,一层生物膜将溶液分为2个区域,α-溶血素蛋白嵌入生物膜中形成纳米孔。当DNA分子穿过纳米孔时阻断电流会发生变化,这时灵敏电子元件就能检测电流的变化。但是,由于4种碱基的理化性质比较接近,所以读取序列实际上比想象的困难得多。此外,有效减少电子噪声仍旧是个挑战,通过降低DNA的位移速率可以部分减少噪声。最近出现了新形式的仿生纳米孔,其中包括丝蛋白毛孔[1]和仿生核孔复合物[2]。跨孔形成的侧电极使通过纳米孔转运的生物分子的电子检测成为可能[3]。采用等离子体减薄[4]和离子束雕刻技术[5]得到的超薄纳米孔也被开发出来。通过耦合到纳米孔上的扫描探针显微镜[6]和硅纳米线晶体管[7],证实了这种使用静电效应和场效应的替代检测方式的可行性。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,目前已经成为制作超薄纳米孔膜材料[8]的首选。石墨烯的带电特性、韧度、原子厚度以及其电子抗渗性能,使得其成为纳米孔DNA序列测序的热点材料。石墨烯薄片膜[9]和自对准碳素电击[10]形成方面的新进展,促进了碳纳米结构与纳米孔技术的整合。对进入纳米孔分子的自动捕捉可实现分子结构和动力学的检测分析。这项改进技术已经应用于对孔泡附近的扩散现象研究,这也是未来生物研究的基础。对金属孔上离子转运的研究,例如金表面的纳米孔[11],可以作为一种方法用于创建种选择性纳米孔系统[12],这一系统也是研究者感兴趣的生物分子检测系统。 2纳米孔在生物技术上的应用 迄今为止,DNA是纳米孔研究中最常见的聚合物,脂质嵌入式离子通道检测DNA是这项研究开创性的示范。最近,固态纳米孔已用于检测核小体亚结构的不同[13]以及RNA聚合酶催化DNA转录的关键部分,为了解染色体的结构和转录研究创造了新机遇。生物纳米孔在富含鸟嘌呤的G-四链体检测方面的应用,对基因组学和表观遗传学的发展起着重要的推动作用[14]。脱碱基位点也可以用纳米孔动态检测,通过阻断含离子载体的电解质溶液,高压辅助下的蛋白质易位以及使用配体修饰纳米孔蛋白的不同都得到了论证[15]。某些蛋白质在转运时发生“解压”,转运过程便可用于成为测量解压动力学。许多这种蛋白质的解压行为已经得到了研究,纳米孔可作为无需标记的高效力谱仪[16]动态使用。重要的神经传导物也得到了动态实时区分,以期用于研究大脑对药物的化学反应[17]。与其检测技术相比,纳米孔更具发展前景,其高效、快速且价格低廉,准确度和检测性能良好。其他纳米孔结构为生物领域提供了多种新研究和技术。大型固态纳米孔可以用来动态地捕获释放的细菌,为动态捕获单细胞提供了更快速低廉的方法。使用脂肽包被的固态纳米孔,可以探测到DNA与邻近孔膜的相互作用[18]。热反应聚合物的提出推进了智能纳米孔的发展,智能纳米孔可以作为动态响应温度的装置,电解质刷组成的生物纳米孔可控制孔附近的盐电导。DNA测序纳米孔的研究也取得了进展,一项最新的分子动力学研究显示,运用DNA聚合酶作为棘轮,通过控制石墨烯纳米孔上DNA单链的转运,可获得核苷酸序列的高精读数。使用溶血素中的链霉亲和素可选择性固定DNA链,可高分辨率区分孔上不同几何位置的核酸。P-n半导体结可放慢DNA易位的速度,移位过程中这种半导体结可以动态控制电压。运用新型的基于CMSO的放大器,可实现亚微秒时间内的电流检测。关于DNA测序的理论研究,为解决上述提到的离子电流测定速度的限制问题提出了可行性的建议和方法。模拟显示,石墨烯碳纳米带上的纳米孔可以利用孔隙边缘的电流密度,从而产生较高的分辨率。垂直于纳米通道放置的石墨烯碳纳米带上的电导变化,也被建议作为DNA碱基易位测序设备。 3结语 纳米孔领域持续不断地提供有趣的新孔隙类型和生物技术的新想法。基于折纸技术智能孔隙材料对于可重复性的孔隙结构发展有极大地帮助,而且结合纳米孔合成新技术作为技术支持,这种混合设备将很好地应用于几乎每种生物分子的检测。纳米孔测序技术价格低廉且测序速度较快,这项技术的发展将对遗传疾病的早期筛查和治疗产生深远的影响。 作者:刘雪 单位:青岛科技大学化工学院
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工业微生物论文:工业循环冷却水中微生物的危害及控制浅析 摘要:为了保证工业循环冷却水安全、有效地运行,必须消除微生物的危害,应对循环冷却水中微生物进行严格控制。水中加氯控制微生物是一个有效的方法。但由于工业循环冷却水的pH大都在8~9,因此不宜用氯杀菌灭藻。当前,利用二氧化氯控制微生物是简单、安全、经济、有效的方法。 关键词:工业循环冷却水 微生物 氯消毒机理 二氧化氯 一、概述 根据“全国节约用水办公室”的调查,我国的工业用水效率较低。1999年每万元工业增加值取水量约330m3,是日本的18倍,美国的22倍。1999年的全国工业用水的循环率只有53%,而美国2000年为94%,相差41%。按我国工业节水“十五”规划要求,到2005年,万元工业增加值取水量下降到230m3,国家重点工业企业全部达到节水型企业标准。对高用水行业均有明确的节水目标。到2005年,火电行业取水量控制在580亿m3内,年均下降313%,工业用水循环率达到96%;钢铁行业取水量控制在2312亿m3以内,年均下降5.5%,工业用水循环率达到91%以上;石化行业取水量控制在2916亿m3,年均下降1.1%,工业用水循环率平均达到95%。各行各业要达到“十五”规划目标,任重而道远。提高工业冷却水的循环利用率,是提高工业节水的一个重要举措。要保证工业循环冷却水安全、有效运行,对循环冷却水中污垢、腐蚀及微生物的危害均应得到有效控制。本文重点讨论工业循环冷却水中微生物的危害及控制。 二、循环冷却水中的微生物 在一般工业冷却水中有微生物,但并不很多。一些实测数据表明,工业冷却水补水中细菌数为10-50个/毫升。但这种水一进入循环冷却水系统,细菌数就很快增加到106-107个/毫升,这是因为循环冷却水为微生物的生长繁殖提供了适宜条件。首先是温度,细菌生长的适宜温度是10-45℃,而在循环冷却水中恰好得到满足。此外,氧气和营养物质在循环水的循环过程中,也不断得到补给(冷却水在冷却过程中,水在喷淋时与空气接触,空气中的尘埃和氧气带入水中)。而细菌的繁殖又是非常快的,一般20-30分钟分裂一次,一个细菌经过24小时就要分裂成1021-1022个。循环冷却水中到微生物可分为细菌、真菌和藻类三种。 1.细菌。细菌是单细胞的生物,每个细胞是一个独立生活个体,许多单细胞个体往往聚集为群体。其中,每个单细胞依然是独立生活。细菌极其微小,其直径或长度一般只有0.5-1.0微米,少数也可达80-150微米。而其形状各异,有球状的、杆状的、弧状的和螺旋状的。 2.真菌。真菌与细菌不同之处,在于真菌是有细胞核的生物,在每个细胞内都有细胞核。因此,真菌显然比细菌要进终得多。其形态与细菌也有很大差异。 3.藻类。藻类是微生物中的植物类,具有光合作用。但绝大多数藻类生长在水中,不论在咸水还是淡水中,都有藻类生存,形态复杂多异。一般按其光合色素可分为十门,即蓝绿藻、丝藻、红藻、黄藻、褐藻、硅藻、金藻、甲藻、裸藻和轮藻。 三、微生物的危害 1.粘泥危害。微生物在冷却水系统中大量繁殖时,会使水质变臭、变黑;大量生物粘泥粘在冷却设备上,造成传热效率下降,输水管道中阻力增加,能耗增加。在工业冷却水系统中,细菌形成粘泥菌团、球衣和铁细菌等。其中以球衣菌为主的粘泥较硬实,在金属表面附着力很强,还能抵抗一般杀生剂的作用。对于藻类形成的粘泥,除了堵塞管道,降低热交换设备的传热性能外,由于藻类不断繁殖及死亡,又为工业冷却水中的其他细菌提供了生长的养料,使循环水水质更加恶化。真菌的大量繁殖也会造成严重粘泥危害,如地霉及水霉型菌落,极易挂在粗糙的表面,粘聚由冷却塔带入的泥沙,影响管道输水能力,降低冷却设备传能效率。由于微生物粘泥的危害,使冷却水系统的污泥热阻很快上升,正常运行受到威胁。 2.腐蚀危害。微生物的腐蚀主要是由于微生物生长,导致在冷却设备管壁上,造成差异充气电池的腐蚀。例如铁细菌的滋生,把可溶性Fe2+氧化成Fe(OH)3,使铁受到腐蚀。粘泥底部的缺氧区也易受到铁细菌的腐蚀。铁细菌引起的腐蚀大多为点蚀或结节状腐蚀。这种腐蚀有较大的穿透速度,造成冷却设备破坏,甚至系统的停产。以硫酸盐还原菌为例,它常生活在缺氧的粘泥、锈蚀物及垢下,体内有过氧化氢酶,其生命活动过程中的极化作用,加速了金属的腐蚀,对工业冷却设备造成严重威胁。 四、控制微生物的方法 对于微生物的控制,主要从以下几个方面综合进行:①改善补充水的水质,减少补充水中微生物的含量;②在循环冷却水系统中增加旁通过滤,将微生物及其粘泥从过滤器中过滤出循环冷却水;③用杀生剂对微生物进行杀生处理。本文重点讨论利用杀生剂对微生物的杀生处理。 杀生剂对微生物的杀毒和抑制作用主要是:①摧毁和破坏微生物细胞结构;②干扰细胞物质的生物合成;③干扰微生物能量新陈代谢。 1.二氧化氯杀生剂。二氧化氯是一种广谱性杀生剂,它渗入细菌细胞内,将RNA或DNA(核酸)氧化,从而阻止细胞的合成代谢,并使菌类死亡;二氧化氯对苯环具有一定的亲和性,能使苯环发生变化,灭杀藻类;二氧化氯还具有较强的氧化还原性能,它对水中残存的有机物进行氧化,切断了各类菌藻所需的养料,减缓菌藻的繁殖;二氧化氯具有无味、无毒、无腐蚀性。因此在工业循环冷却水中应用比液氯更安全有效。同时,二氧化氯的氧化性是液氯的2.5倍,杀生效果明显高于液氯,在工业冷却水中,一般投加量为2~5mg/L,具体投加量应视水质而定。二氧化氯还具有独特的性能,它可在pH为3~9的广泛范围内有效地杀菌。由于这个特点,更适宜于高pH的工业循环冷却水中作为杀生剂的应用。 2.非氧化性杀生剂。任何一种杀生剂,只要长期应用后,微生物对这类杀生剂会有抗药作用。因此,为了提高杀生效果,应辅助投加非氧化性杀生剂。非氧化性杀生剂的种类也很多,常用的有季胺盐、烯醛、重金属盐及二硫氰基甲烷(MT)类等。季胺盐是阳离子型化合物,可以吸附在细菌上,与细胞壁上负电荷形成静电键,在细胞壁上产生压力,引起细胞的溶解和死亡;季胺盐还能破坏细胞的半渗透膜组织及细胞内化游物质荷酶,使蛋白质变质,达到杀菌目的。国内还有利用各类杀生剂及活性酶之间的协同作用复配而成非氧化性杀生剂,如有机硫类化合物活性酶与季铵盐等复配,用于工业循环冷却水的杀菌灭藻,粘泥剥离等均有显著的效果,是新一代的非氧化性的杀生剂。 五、结语 1.在工业循环冷却水中,为了保证系统安全、有效地运行,必须对水中的微生物进行严格地控制,消除微生物的危害。 2.氯是一种价格低廉,使用方便,杀菌效果良好的杀生剂。而工业循环冷却水运行pH大都在8~9,因此氯作为工业循环冷却水的杀生剂不适宜。 3.二氧化氯是一种广谱性杀生剂,使用安全可靠,杀生效果优于氯,并且不受水中pH的限制,可作为工业循环冷却水中首选的杀生剂。 工业微生物论文:微生物絮凝剂及在食品工业水处理中的应用 摘要:主要论述了微生物絮凝剂的种类和特点,微生物絮凝剂产生菌,微生物絮凝的机理,影响絮凝活性的因素及在食品工业废水处理、乳化液的油水分离、发酵液的固液分离等处理中的应用,并展望了今后微生物絮凝剂领域的研究重点。 关键词:微生物絮凝剂;食品工业;水处理;应用 目前微生物絮凝剂的研究和应用越来越受到重视。微生物絮凝剂是一类由微生物菌体所分泌的一些分泌物或其产生的代谢产物,它是利用微生物技术,通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的。微生物絮凝剂作为一种新型微生物产品,具有絮凝范围广泛,效率高,运行方式灵活,无毒,可消除二次污染,使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀。微生物絮凝剂多数相对分子质量较大,达到104~106。分离纯化的微生物絮凝剂主要有多聚糖、糖蛋白、糖脂、脂蛋白、DNA、RNA、纤维素等,其中以多聚糖和糖蛋白类物质占绝大多数。 一、微生物絮凝剂产生菌 至今发现的具有絮凝性的微生物达32个种[1],其中细菌18种,真菌9种,放线菌5种,由它们生产的絮凝剂中,最具代表性的为以下三种:1976年Nakamura J.用酱油曲霉生产的絮凝剂AJ7002;1985年,H.Takagi用拟青霉属生产的絮凝剂PF101,对啤酒酵母、血红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土和氧化铝等有良好的絮凝效果;1986年R.Kurane等人利用红平红球菌研制成功微生物絮凝剂NOC-1,对大肠杆菌、酵母菌、泥浆水、河水、粉煤灰水等均有极好的絮凝和脱色效果,是目前发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂。 二、微生物絮凝剂的分类 1.直接利用微生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母菌,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。 2.利用微生物细胞提取物的絮凝剂,如酵母菌细胞壁的葡聚菌、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酸葡萄糖胶等成分均可以作为絮凝剂。 3.利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂,微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物,主要有细菌的荚膜(菌胶团)和粘液质,除水分外,其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及复合物,其中多糖在某种程度上可作为絮凝剂。 三、微生物絮凝剂的絮凝机理[2] 1.“桥联作用”机理 “桥联作用”机理认为微生物絮凝剂是一种具有长链线状的结构的生物大分子物质,其借助静电引力、范德华力或者氢键的作用吸附多个不同的胶体颗粒,并在颗粒间产生“架桥”现象,生成粗大的絮团而沉淀下来。研究显示细菌细胞之间有胞外聚合物搭桥相连,正是这些桥使细胞丧失了原有胶体的稳定性而紧密聚合并在液体中沉淀下来。 2.“电性中和”机理 胶体颗粒的絮凝过程中,电中和效应也是不容忽视的。溶液中带有多个电荷的多价电解质能够与颗粒表面带相反电荷发生中和,从而减弱颗粒间彼此的相互排斥力,促进颗粒的絮凝沉降。 3.“卷扫作用”机理 该机理认为当微生物絮凝剂投加到一定量时可形成小粒聚体,在重力作用下迅速网捕,卷扫水中胶粒而产生沉淀分离,称为“卷扫作用”或“网捕作用”。 此外还有荚膜学说、病毒假说等多种理论可以解释絮凝机理。微生物絮凝剂作为带电荷的生物大分子,作用机理尚处于探讨和完善阶段。对于微生物絮凝剂的絮凝机理,其中的架桥机理是被广泛接受并认同的。 四、影响絮凝活性的因素 1.微生物絮凝剂本身特性的影响 (1)分子量。微生物絮凝剂的主要成分中含有亲水的活性基团,如氨基、羟基、羧基等,故其絮凝机理与有机高分子絮凝剂(利用其线性分子的特点起到一种粘接架桥作用而使颗粒絮凝)相同。絮凝剂分子量的大小对其絮凝效果有一定的影响,分子量越大的,絮凝活性越高;当絮凝剂的分子量减小,絮凝活性会明显下降。 (2)胶体颗粒表面电荷的影响。胶体颗粒表面电荷对絮凝有重要影响。相反电荷的聚合电解质能减少颗粒表面电荷密度,以至颗粒可以彼此充分紧密接近,使吸引力变得有效。 一般无分支结构的絮凝剂,絮凝效果较好;产生菌培养后期形成的絮凝剂絮凝效果较好。 2.反应条件 微生物絮凝剂的絮凝效果受加剂量、pH值、金属离子、温度、搅拌速度、水质等多种反应条件的影响。 (1)絮凝剂的投加剂量。每一种絮凝剂都有最佳投加剂量,过多或过少,絮凝效果均会下降。据分析,投加剂量的最佳值约是固体颗粒表面吸附大分子化合物达到饱和一半时的吸附量,此时大分子在固体颗粒上架桥几率最大。 (2)pH值。不同的絮凝剂对pH值变化所表现的效果也不一样,同种絮凝剂对不同的被絮凝物具有不同的pH初始值要求。故每一种絮凝剂都有其最适的pH值范围,大于或小于某一pH值都会影响微生物絮凝剂及其被絮凝物表面电荷、带电状态及中和电荷的能力。在最适的pH值范围内,微生物絮凝剂表现出良好的絮凝活性。 (3)温度。适当改变温度可提高絮凝效率。由于絮凝物质结构上含有蛋白质或肽链的絮凝剂一般都是热不稳定的,高温可使这些高分子物质空间结构改变,导致变性,从而使絮凝活性下降。而由糖类构成的絮凝剂则是热稳定的,它们对温度不敏感,絮凝剂活性不随温度的改变而改变,或者改变较少。例如R.erythropolis产生的絮凝剂在100℃的水中加热15min后,其絮凝活性下降50%。 (4)金属离子的种类和浓度。微生物絮凝剂受金属离子的种类和浓度影响较大。不同的絮凝剂,其适合的离子种类有所差异,目前研究较多的有二价离子中的Ca2+、Mg2+、Mn2+等,以及三价离子中的Al3+、Fe3+等;不同的金属离子在适当的浓度下与悬浮颗粒以离子键相结合,从而提高絮凝活性,这对于提高微生物絮凝剂的絮凝活性有重要意义。若金属离子的浓度过高,由于大量离子占据了絮凝剂分子的活性部位,把絮凝剂分子与悬浮颗粒隔开而抑制絮凝活性。 五、微生物絮凝剂在食品工业水处理中的应用 1.食品工业废水 由于微生物絮凝剂具有安全、无毒的特性,逐渐在食品工业废水处理中被采用,并可达到满意的效果。如用微生物絮凝剂普鲁兰处理味精废水,其COD和SS的去除率可达到40%左右,其浊度去除率可达99%[3]。用絮凝剂A-9处理淀粉厂的黄浆废水,其处理效果也明显优于目前使用的其它化学絮凝剂,且可回收其蛋白质成分作饲料。 2.乳化液的油水分离 乳化液中加入特定的絮凝剂,在一定程度上可使油水分离。如用Alcaligenes latus培养物可以很容易地将棕搁酸从其乳化液中分离出来。试验表明,向100mL的0.25%乳化液中加入10mLAlcaligenes latus培养液和1mL聚合氨基葡聚糖,乳化液中形成明显可见的油滴并浮于表面,下层清液的COD值从原来的450mg/L下降为235mg/L,下清液的COD去除率为48%,远好于无机絮凝剂和人工合成的高分子絮凝剂。 3.发酵产品的固液分离 利用絮凝剂对细胞具有优良的沉降性能来去除发酵液中的菌体,可大大减少能耗,降低成本,且操作简单,管理方便。在酿酒工业中,用具有絮凝性能的酵母替代没有絮凝性能的酵母可以酿出质量更好的啤酒;另外,在生物乙醇和面包发酵酵母的生产中也应用了这种絮凝剂,并可达到良好去除固体物的效果,减少处理时间,有助于降解不稳定生物物质以及节省成本。 六、结论 微生物絮凝剂作为一种新型的絮凝剂,虽然现在主要应用于废水处理方面,但在食品工业中也将有着良好的应用前景,并显示有强大的生命力。微生物絮凝剂将可能在未来取代或大部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂,但微生物絮凝剂的应用还大多处于菌种的筛选阶段,存在成本较高的缺点,无法适应工业化生产的需要。目前,推广应用微生物絮凝剂的关键是应进一步降低微生物絮凝剂的生产成本。为此,今后的工作应主要集中在以下几个方面:①改进培养条件,研制出低成本的培养源。②优良絮凝剂高产菌株的筛选及产生菌的诱变育种和基因控制。③要达到大规模的工业化生产,需对微生物絮凝剂的合成条件和影响絮凝活性的因素进行更深入的研究,以便寻找廉价的培养基和控制絮凝剂发挥作用的最优条件。 工业微生物论文:工业微生物课程教学改革的探讨 【摘 要】文章介绍了工业微生物课程的特点及进行教学改革的必要性,并从教学内容、教学模式以及组织教学方法等方面对工业微生物课程教学改革进行了探讨。 【关键词】工业微生物 教学 改革 工业微生物学是微生物学的一个重要分支,它从工业生产需要出发研究微生物的生命活动规律,以及人为控制微生物代谢的规律性,从而利用微生物转化生产所需产品,是生物工程、生物制药等专业的必修课程之一。其内容和应用涉及到食品、医药、化工、环境保护等许多领域,与工农业生产和人们日常生活关系紧密。目前,工业微生物学的相关产业已成为整个国民经济的重要支柱,并随着对微生物研究和应用的不断深入拓展,工业微生物将会得到更大的发展。学习工业微生物学课程,对人类可持续发展的战略意义重大。工业微生物学是一门新兴的学科,单独作为教程的时间不长,存在的问题较多。本文针对教学内容、教学模式以及组织教学方法等方面进行探讨。 一、教学内容应体现基础理论知识与科研、实验教学和生产生活实践的有机结合 工业微生物学涉及许多领域,发展迅速,面对相关科学知识的大量增加,如何取舍和合理安排课程内容,明确教学目标,是全球高校共同面对的课题。目前教学大纲规定的教学内容太过陈旧,虽然罗列了大量的知识点,却较少兼顾学生的需要和社会的需求。社会对人才类型和层次的需求是多样化和动态性的。对生物教育而言,既需要从事科技研究的研究型人才,也需要从事设计和研发的工程型人才,同时还需要技术支撑与改进的技能型人才。因此,工业微生物讲授的课程内容应具有前沿性和实用性。内容既要紧跟学科发展,注重讲授最新研究内容和引用最新国际一流期刊发表的资料,这样对将来攻读研究生的学生具有启发性,还要针对本科毕业后进入企业就业的学生需求,系统讲授微生物菌种选育、微生物发酵及其控制等与学生将来从事专门领域工作相关的知识。由于信息随时更新,这就要求教学中所使用的教材、实践环节、教师的教学大纲不断更新,始终保持讲授学科专业的前沿知识。教学内容不仅要包括传统的微生物学知识,还要包括最新工业微生物学发展动态、热点话题和取得的新成果,以更新知识点、完善教学内容。工业微生物学是一门实验性很强的学科,特别注重微生物的应用,所以实验教学环节对巩固基础理论知识、掌握实验技能、提高灵活应用基础理论与技术解决实际问题的能力具有很好的效果。[1~2]另外,工业微生物学具有很强的应用性,讲授内容如果能将工业微生物学的基础知识、基本理论与工业生产实践相结合,或在生产企业进行现场教学,会取得更好的效果。[3] 二、采用多媒体教学模式[4] 工业微生物教学涉及大量形态、结构的描述与讲解,各种代谢调控机制也较为复杂,传统的教学模式,会使学生感觉抽象无趣和晦涩难懂,而应用多媒体模式有助于提高教学效果。如在讲解“微生物的形态结构”时,运用大量色彩鲜明、形象生动的图片和动画,对学生了解微生物的立体结构有很大的帮助。又如讲授“乳糖操纵子模型说明底物对酶合成的阻遏”时,如果制作成动画展示,就能形象地把酶合成受到阻遏的过程表现出来,这样能够把复杂的问题简单化,且形象生动,便于学生理解和记忆。另外,教师在制作多媒体课件时还能随时更新内容和添加最新研究动态和成果,做到授课内容与时俱进。 三、以能力目标要求安排教学教师 目前高校工业微生物教学大多是一个教师独立讲授全部教学内容。然而,由于学科的飞速发展,一位教师很难对工业微生物学的方方面面都有较为深入的了解,这样就使教学只是停留在书本上,没有自己的研究和见解。为改善此种情况,可以在充分发挥教师特长的基础上将教师资源进行合理整合,根据课程内容,合理安排最合适的教师参与教学过程。教师的讲授内容可以联系主讲教师近几年的研究课题,因此能够保证讨论的深度和广度。由于不同教师学术背景和风格各异,具有完全不同的教学个性,他们在教学中联系各自的科学研究和自身体会,大大增强了课程教学的灵活性与个性化,极大地培养了学生的科学思维能力和创新能力,拓宽了学生的视野。这种教学组织方式可以充分保证每位教师都能将精力集中在自己的优势研究方向上,既减轻了教师的教学负担,又能最大限度地发挥教师的特长。 四、以学生为教学中心组织教学 目前,国内高校大多数课堂教学都是教师一言堂的情况,因为缺乏与学生的互动,很难调动学生的学习积极性。教育观念、教学方法的改革已成为当前高校教育改革最迫切的任务之一,其优秀是使高校教学由现在的以教师为中心向以学生为中心的转变,使教学成为交互式和讨论式,激发学生主动学习的积极性,培养他们的创新思维能力。强调学生在教学过程中的主导地位,不是教师想教什么,而是强调学生们想学什么。通过这种方式的教学,每位学生都能得到自己想要的知识,满足了不同层次学生的实际需要。目前国内高校的反馈与评价通常也是在学期结束之后,学生对教师的评价也大多流于形式。如果教师能够在学期过程中及时获得学生对教学的反馈与评价,特别是在教学中需要改革和提高的地方,以及学生真正想学什么,才能真正有效地提高教学质量。由于学生毕业后去向不同,有些学生毕业后选择以学术研究为职业,有些学生则直接进入企业从事研发和销售工作等。因而,应该针对学生不同就业情况及其相应知识要求分别辅导、因材施教。教学过程中应重视对学生的答疑辅导,对于学生提出的某些共性问题安排课堂讨论,师生间形成良好的互动,可以极大地改善教学效果。还可以安排教学助理研究生开设大量辅导课,及时解决学生学习中遇到的难点。 五、以培养学生自主学习能力为中心组织教学 培养学生自主学习的能力已成为高等教育的共识。要做到这一点,除在课堂教学中要更新教学观念、改革讲授方式外,还必须充分利用各种现代化的手段,鼓励学生在课后对教学过程的主动参与,并对所学知识进行积极讨论及进一步深入学习。[5]充分应用网络技术、多媒体技术,将工业微生物学课程介绍、教师介绍、教学要求、学习方法、指定教材、教学大纲以及主要授课课件等放在校园网上,这样可以提高学生学习的自主性。学生能充分利用网络资源,在需要时可以随时上网查阅有关资料,与教师互动,解决学习困难。通过网络学习,学生能够学会如何从网络资源中选择自己需要的资料,进一步提高学习效率。这种教学方式有利于达成课程的教育目标,同时也改变了学生的课堂学习行为,拓展了学生在课堂外的学习。另外,工业微生物学是一门实验性、实践性很强的学科,很多学生在课堂上虽然看到了一些生产过程和设备图片,但仍然缺乏实际生产概念。鼓励学生了解和参加生产实践,教师可以介绍一些与教学内容有关的生产企业(如啤酒厂、制药厂、生物工程公司等),让学生了解生产的实际过程,及时将理论知识和生产实践相结合,加深对理论知识的理解。通过观察实际生产操作和运行,发现尚需解决的问题,并带着问题查阅资料或与老师讨论,寻找解决方法,形成学习、实践、再学习、再实践的良性循环的求知习惯。 在工业微生物课程教学实践中,我们对教学内容和教学方法作了一些改革,注重收集最新研究成果,增加了基础理论知识与科学研究和实际生产相结合的内容,使教学内容更加丰富和完善。采用多媒体课件授课并增加生产现场教学内容,提高了学生的学习兴趣和求知欲,教学质量得到明显提高。学生踊跃加入到教师的科研小组,参与实验设计和操作,也得到了一些有意义的实验结果。作为实验和实践性较强的课程,工业微生物学相关知识、信息量扩增较快,因此在教学内容上要注重课程基础性、系统性、先进性与应用性的有机统一,引入新的教学手段和教学方法,培养学生把所学知识化繁为简,并进行系统归纳和总结的能力,并在此基础上,有意识地培养学生利用所学知识进行实践应用的能力。 工业微生物论文:微生物在含油工业废水处理中的应用 摘要:随着社会的发展与进步,重视微生物在含油工业废水处理中的应用具有重要的意义。本文以包钢冷轧废水为例主要介绍微生物在含油工业废水处理中的应用。 关键词 : 钢铁 工业 废水 处理 微生物 引言: 微生物技术在生活污水和可生化性较好的工业废水处理中的应用由来已久,但对于可生化性较差的工业废水,尤其是含油工业废水处理中应用得很少。因为微生物处理对COD:BOD和BOD:N:P的比例有较为严格的要求,而工业含油废水如轧钢废水中BOD较低而COD较高,氮、磷等营养物质的含量又非常低,特别是冷轧含废油水中油和添加剂含量均较高,可生化性差,通过常规自然驯化得到的菌群在短期内是无法适应,处理效果不理想,因此应用得较少。近年来,随着微生物技术的发展和其减量化、无害化处理的优势不断突现,国内国际已经陆续开始进行专门针对含油废水处理的专性菌的驯化培养和组合优化,以适应不同的水质。因此,难生化降解的冷轧含油废水也被列入微生物处理技术的应用范畴内。 1.国内外冶金行业生化法处理废水的发展现状 含油工业废水属难处理水,生化性能很差,国内大都采用物化处理的方法,即采用破乳、加药、混凝、沉淀、过滤以及强氧化的工艺,而这些处理工艺大都存在工艺复杂,安全性差,运行成本高,污泥量大,处理后出水水质不稳定或难以达标排放等问题,而且存在着二次污染的问题。 微生物处理技术主要是通过微生物的代谢,使废水中的油,CODcr转化为水和二氧化碳,因此,是一种减量化无害化处理的理想方法。因为不产生二次污染和污染物的真正减量化,所以生物处理技术成为最广泛使用的废水处理技术。虽然传统的生物处理工艺对难降解有机物的处理效率不高,但随着生物工程技术的发展,微生物在高浓度难降解有机工业废水的处理方面得到了长足的发展。利用微生物的可变异性,通过微生物活性和浓度的强化,可以开发出适合于处理高浓度难降解有机工业废水处理的技术及设备。目前许多国家都在进行这方面的研究,其中加拿大的EPI处于领先地位。近年来,美、日、意、新西兰,比利时等国家采用生物滤池结合加拿大EPI(环保研究所)培养的新型EPICIN EPIZYM微生物处理各种工业及城市污水处理取得了很好的效果。我国之前由于没有专性的微生物菌种,微生物处理技术在钢铁行业也没有实质性的应用,与国外的先进技术还有很大的差距,因此必须积极赶上去。目前,我国一方面通过微生物菌种的引进,另一方面通过长期的驯化和优选,得到了一些适合我国国情和可应用于各种不同废水水质的微生物菌种。 以生物滤池的问世为标志的生物膜反应器技术在走过了100多年的发展历程后,与活性污泥法一同成为现代污水处理技术的最重要组成部分。研究和实践表明,生物膜不仅可以取代活性污泥法用于生活污水和工业废水的二级生物处理,而且还具有运行稳定,抗冲击负荷能力强,更经济节能,无污泥膨胀问题,同时具有硝化和反硝化功能,可实现封闭运转以无异味等独特的优势。近年来生物膜工艺发展迅速,相当多的研究和工程实践使得人们对生物膜的特征及其基础理论研究不断加深,现有工艺也得到进一步的完善。与此同时也出现了各种新型生物膜反应器及其组合工艺,并逐步形成了一套较完整的生物膜法污水处理系列工艺和设备。 2.包钢冷轧废水处理工艺 包钢生产过程中产生四种废水,其水质水量分别如下: a.浓含油废水9.6m3/h,含油量1-11g/l,CODcr2000-15000mg/1,主要来源为酸洗-连轧机组的乳化液站和各液压润滑站地坑; b.稀含油废水50m3/h,含油量100-1000mg/l,CODcr1000-2500mg/1,主要来源为浓含油废水处理系统出水和热镀锌线碱洗系统排放的废液; c.酸碱废水llOm3/h ,pH 2-12,CODcr0-400mg/1,主要来源为酸洗-连轧机组的酸再生站、酸洗机组漂洗水和热镀锌机组漂洗水; d.含铬废水2m3/h,每3个月排放一次,悬浮物80000-100000mg/l,Cr6+≤10000mg/l,来源为热镀锌机组的钝化废液。 包钢新建冷轧废水处理站一座,专门接收和处理冷轧生产线所产生的全部废水,处理后的出水达到国家二级排放标准,排入包钢排水总网,经最终处理后排放。 废水处理站的处理工艺流程如图1.1所示,共分为四个部分:浓含油废水处理系统、稀含油废水处理系统、酸碱废水处理系统、含铬废水处理系统。其中稀含油废水包括酸洗-连轧机组含油废水、热镀锌机组、磨床排放的含油废水以及超滤系统出水,主要处理系统是采用的微生物处理技术。各机组稀含油废水先进入稀含油废水调节池前的分配槽,经水量分配后进入调节池。调节池内设刮油刮渣机一台,刮除表层浮油,底部污泥刮至污泥槽。调节池废水用废水提升泵提升至pH调节池,经二级pH调整后废水进入微生物反应池,考虑到含油废水的温度可能较高,不宜直接进入。微生物反应池,需要先将废水温度冷却至25~35℃后再进行生化处理。冬天可超越冷却塔系统。 微生物反应池是一种接触氧化生物膜反应器,池内设半软性填料,底层设可变孔软管,采用罗茨风机曝气,配备微生物反应罐,在初期运行和日常运行过程中,根据实际情况需要,定期向微生物反应池投加经过优化筛选组合的联合菌群,使废水中快速建立一条有效降解烃类、脂类等有机污染的生物群,对废水中各种复杂的脂肪族和芳香族进行生物降解,同时投加与之配伍的营养剂和抗表面活性剂,以维持联合菌群的优势和活性,有效地提高废水的可生化性和去除效率。由于大部分的有机物和石油通过微生物的代谢作用已转化为二氧化碳和水,废水中的油含量和化学需氧量等污染指标均符合国家二级排放标准的要求。微生物反应池的出水进入斜板沉淀池,使生化处理后的废水中的无机物、剩余污泥和部分生物污泥、细菌的代谢产物得到高效的沉淀去除。同时根据进入斜板沉淀池的废水水质,加入少量的高效絮凝剂,以提高混凝沉淀的效率。沉淀的污泥进入污泥浓缩池,上清液排放至排放水池或酸碱废水处理系统。考虑到运行成本和维护优势微生物菌群的反应活性,并提高废水的可生化性,斜板沉淀池排泥向微生物反应池的污泥回流率为20%。斜板沉淀池的剩余污泥泵送至污泥浓缩池,进一步浓缩脱水后定期外运。泥饼含水率小于75%。 3.微生物处理技术的目的和意义 随着中国国民经济的发展迅速,市场对钢材的需求正在迅速扩大,刺激了国内钢铁行业发展迅速,而冷轧生产线为钢铁行业的主要发展方向,它的生产过程产生的高浓度难降解的含油工业废水除了生化处理至今尚未有一个良好的解决方法。 采用微生物处理技术运行稳定,功能可靠,运行管理方便,投资费用和处理成本低。结合实际工程,谨慎合理地选择工艺路线,可确保处理系统长期运行安全可靠,出水稳定达标排放。同时可以合理地解决污泥的出路问题,避免二次污染等问题。 由于上海宝钢2030冷轧生产线的成功应用,以及随后上海宝钢1800冷轧生产线、邯钢1650冷轧生产线和包钢1560冷轧生产线的采用,国内有越来越多的冷轧项目开始采用微生物处理技术来处理冷轧和镀锌产生的高含油、高COD废水。但是,应用于冷轧含油废水处理的微生物处理技术在我国发展的时间并不长,难以找到与此有关且切实有效的参考依据,无法形成一套成熟的理论,致使处于探索阶段的各个钢铁企业无法有大的进展。包钢冷轧含油废水处理系统污水处理站的研究和应用旨在努力探索一套冷轧含油废水微生物处理系统的运行数据,以指导废水处理站的生产运行,从而为研究提供强有力的现实基础和微生物技术处理冷轧含油废水的应用理论。 结束语 随着我国高科技技术的快速发展,微生物技术已成为我国二十一世纪重点开发、研究的方向,在工业废水处理中的有着广泛的应用前景,微生物技术不仅起到净化环境的重要作用,减少污染和改造传统产业,也为保护环境和国家的经济建设和社会可持续发展做出了积极贡献。 工业微生物论文:工业微生物学教学初探 【摘要】 工业微生物学在教学内容和教学方法上,还需经过多方面的改革探讨。本文从工业微生物学这门课程的教学环节和实验环节出发,结合教学过程中的一些问题,对教学方法和教学内容进行了探讨实践,使学生对工业微生物学产生了较浓厚的兴趣,达到了教改的目的。 【关键词】工业微生物;教学;初探 项目来源:吉林农业大学质量工程课题 《生物工程特色专业》项目资助。 工业微生物学是微生物学的一个重要分支,它涉及食品、医药、化工、环境保护等许多领域,与工农业生产和人们日常生活有密切联系。现在,工业微生物学的相关产业已成为整个国民经济的重要支柱,并随着对微生物研究和应用的不断深入拓展,将会得到更大的发展。学习工业微生物学课程,对人类的可持续发展战略有着十分重要的意义。 工业微生物学授课范围适用于生物工程、制药工程等专业。在吉林农业大学生命科学学院主要是生物物理硕士学位课,由于开设时间不长,在教学内容和教学方法上,还需经过多方面的改革探讨。 1.工业微生物学教学方法的探讨 1.1根据本专业学生的特点,因材施教 由于此门课程是研究生课程,所以要根据学生本科学习阶段所开设课程,在教学方法上作适当调整,可以采用与学生互动和启发式的教学方式,就是在教师的诱导、点拨下,使学生积极思考并自己先做出判断的教学方式。工业微生物学是注重应用的一门学科,鼓励自主探究,鼓励对学习内容和过程的反思等。例如鼓励学生将所学东西和自己的科研方向相结合来加以证明;课堂上,鼓励学生随时提问题,大家一起参与讨论。通过这些方法,课堂气氛活跃了,学习兴趣也得到了很大的提高。主要表现在两个方面教学效果比较好:一方面可以让学生根据自己未来科研方向开展工业微生物相关知识、试验设计的查阅;另一方面可以让学生以报告的形式找到切入点,谈谈自己的想法或试验思路。 1.2采用计算机辅助教学模式 利用计算机多媒体技术辅助教学是目前高校多采用的一种教学手段,相对于板书教学有着它自身的优点,计算机多媒体技术是指:计算机综合处理多种媒体信息,如文本、图形、图像、音频和视频,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性。工业微生物学的教学涉及大量的形态描述与试验设计的讲解及较复杂的各种调控机制,如采用计算机多媒体技术能很好地解决了这些问题,教学效果能得到较大的提高。 1.3选择合适的教材和参考资料 对于研究生的教学教材来讲,因为好多研究生阶段的学生在本科阶段并没有学习有关微生物的基本知识,所以教材除了要有基本知识点外,还要有适合研究的扩展性知识、应用性知识。因此,可以参考像岑沛霖等编辑的《工业微生物学》(化学工业出版)的基础部分讲解,更要参考像杨汝德编辑的《现代工业微生物学教程》(高等教育出版社)的应用性教材,另外更要查阅国内外重要查阅国内外重要期刊,讲解现在工业微生物主要的研究热点和方向,结合学生各自的研究方向跟学生进行探讨。总之,参考教材和资料要尽可能丰富。 2.工业微生物学教学内容的探讨 2.1理论知识与科研的结合 工业微生物学涉及许多领域,如食品、化工、制药和环境保护,而且发展非常迅速,信息也在随时进行更新。在教学中除了选择信息量大、适合教学和自学的优秀教材外, 由于此门课程是研究生课程因此在教学工作中,应注意和科研相结合,阅读专业的文献材料或对某个课题进行研究后,把最新工业微生物学发展动态,热点话题或取得的新成果给学生讲解,及时完善了教学内容的更新。或者让学生同学围绕自己感兴趣的问题查阅一些资料,然后以作报告的形式在课堂上进行讲解,使他们把知识和科研很好的结合在一起,这样既可增加学生学习的自觉性和积极性,又会有事半功倍的学习效果。 2.2理论知识与实验教学的结合 工业微生物学是一门实验性很强的学科,特别注重微生物的应用,所以实验教学环节对巩固基础理论知识,掌握实验技能,提高灵活应用基础理论与技术解决实际问题的能力,具有很好的效果。本课程也开设了一些设计性和验证性的实验课,使理论教学和实验教学很好的结合。这样一来,一般都是学生学了理论知识后,就进行相关的实验操作,如有不了解或者感到抽象的知识点,可以在实验课中得到很好的解决。 2.3理论知识与实践的结合 在讲授基础理论课时,我们将工业微生物学的基础知识、基本理论与工业生产实践相结合进行详细的讲解,及时穿插一些实用的小知识,并尽量做到前后呼应,学生也积极响应,希望学到更多的教材以外的东西。例如,在绪论中讲解工业微生物发展趋势时,向学生们讲述了酸奶制作, 使学生学习本课程的兴趣有了很大的提高,并开阔了知识眼界;讲解菌种筛选内容时,又以乳酸菌新菌种筛选为例,较详细的讲述了筛选过程,并与诱变育种的内容相结合,使学生对菌种选育的基本过程有了系统的了解。同时学生通过查阅资料发现:人们适用酸奶的最佳时间是饭后1~2小时,因为这个时候人胃中的酸碱度适中,不会影响乳酸菌的作用,使他们的知识得到了进一步的补充。 总之,在深化教学改革过程中, 我们按照课程建设的目标及要求,在教学过程中逐步加强课程的教法和教学内容的摸索探讨,改革课程组织形式,建立一个较好的教学模式和体系,培养学生的独立思考和创新能力,取得了较好的效果。 工业微生物论文:微生物转化技术在现代医药工业中的应用 【关键词】 微生物转化技术;,,,,生物催化;,,,,关键中间体 摘要: 对微生物转化技术在现代医药工业应用上的独特优势,特别是在手性药物或药物中间体制备、借助微生物转化手段实施组合生物催化在新药筛选方面发挥的积极作用进行了阐述分析,并结合作者自身近年来在该技术领域的实践和收获对数个相关课题作了介绍。 关键词: 微生物转化技术; 生物催化; 关键中间体 1 概述 在过去的30多年中,微生物转化或酶转化技术在有机化学合成领域中的尝试不仅使理论研究获得广泛开展,在实际应用方面也取得了长足的进步。许多化学合成工艺相当复杂的药物、食品添加剂、维生素、化妆品和其它一些精细化工产品合成过程中的某些重要反应,目前已经能够用微生物或酶转化技术得以替代。在许多国外文献中经常能够看到的描述这种技术的名词有:microbial transformation、microbial conversion、biotransformation、biotransconversion和enzymation等[1,2]。微生物转化的本质是某种微生物将一种物质(底物)转化成为另一种物质(产物)的过程,这一过程是由某种微生物产生的一种或几种特殊的胞外或胞内酶作为生物催化剂进行的一种或几种化学反应,简言之,即为一种利用微生物酶或微生物本身的合成技术。这些具有生物催化剂作用的酶大多数对其微生物的生命过程也是必需的,但在微生物转化过程中,这些酶仅作为生物催化剂用于化学反应。由于微生物产生的这些能够被用于化学反应的大多数生物催化剂不仅能够利用自身的底物及其类似物,且有时对外源添加的底物也具有同样的催化作用,即能催化非天然的反应(unnatural reactions),因而微生物转化可以认为是有机化学反应中的一个特殊的分支。某种特殊的微生物能够将某种特定的底物转化成为某种特定的产物,其本质是酶的作用。因此,对酶转化无需多作解释,它与微生物转化的差别仅在于:前者是一个单一的酶催化的化学反应,而后者为了实现这一酶催化反应,需要为微生物提供一个能够生物合成这些酶的条件,因此,从这一角度来看,这似乎是真正的生物转化。另外,尽管用于生物转化的酶大多来自于微生物,但也可以是来自于动物和植物的酶。而对于一个具体的生物转化来说,究竟是采用微生物转化技术,还是采用酶转化技术,这要综合考虑实现这一过程的诸多因素,如成本、环境、技术装备和质量要求等。在研究一个微生物(或酶)转化过程时,需要仔细地考虑诸多方面的问题如:所用转化底物的选择、所用微生物对不同底物转化能力的考察、转化路线或转化反应的选择等。其中最主要的是寻找适合于所设计转化过程的微生物,以及如何来提高这种微生物的转化能力,即提高这种酶活力。再则是发现一种新的酶或一种新的反应以便为设计一个新的微生物转化过程提供一条线索。为了寻找能够适合作为生物催化剂的微生物酶,除了有必要对原来已知的一些重要的酶或反应进行重新评价外,一种更为有效的方法是筛选新的微生物菌株或酶[3~6]。用于微生物转化的菌株或酶的筛选的范围应该尽可能地广,因为至目前为止已经发现了3000余种能够催化各种化学反应的酶,其中有些酶的催化效果比化学催化剂好;另外,微生物的多样性和其生理生化特性的多样性(它们能够修饰和降解许许多多有机化合物),使我们有可能找到某种微生物或酶来催化某种特定的和所期望的化学反应。 2 生物转化与药物开发的应用 愈来愈多的研究表明,作为治疗用药物的外消旋体混合物有着不可避免的缺点,而美国FDA公布的手性药物指导原则无疑加快了从头开始开发单一异构体药物或利用外消旋体转换技术从已有的药物中开发单一异构体药物的步伐。手性药物制备的关键技术是不对称合成技术。多年来,有机化学工作者已经研究开发了许多种用化学的方法进行不对称合成的技术,但近20多年来,很多长期从事化学合成研究的工作者对微生物和酶反应发生了兴趣,与此同时,很多长期从事微生物和酶的研究的工作者对如何将此应用于有机合成发生了兴趣,从而使生物催化转化(biocatalytic transformation)成为一种进行不对称合成的重要技术。应用生物催化转化技术进行不对称合成与化学合成法相比较具有的优越性有:1)转化底物某一基团的专一性强,即对不需要转化的基团无需保护;2)通过对用于某一转化的微生物进行菌种选育和转化条件的优化,可以得到极高的转化率;3)生物催化转化的反应条件温和且对环境的污染很小。特别是近年来DNA重组技术的应用和新的转化系统的开发应用,使愈来愈多的原来使用化学方法进行不对称合成的化合物有可能被生物催化转化的方法来替代[7~10]。利用生物转化技术进行手性药物的开发主要进行两个方面的工作:一是进行药物关键中间体的制备,因为利用生物催化转化方法制备对映体纯化合物(enantiopure compounds)具有很大的吸引力,但试图利用这种方法来完成所期望的复杂的有机合成往往是困难的,甚至是不可能的,而利用这种方法获得某一关键中间体是切实可行的;另外,尽管用化学的方法能够在实验室条件下获得所需要的手性药物,但往往是由于成本和技术问题难以实现产业化。因此用化学生物化学的制备路线具有独特的优越性,即所谓的“绿色合成工艺”;二是进行消旋化合物的生物拆分或转化,得到单一构型的药物分子。表1为一些利用生物转化制备手性药物或关键中间体的实例[11]。 3 组合生物催化与新药发现组合 生物转化(催化)(combinatorial biocatalysis),是指利用一种以上的具有特殊转化功能的微生物或酶,对同一个母体化合物进行组合转化,以得到化学结构的多样性,它是从已知化合物中寻找新型衍生物以及从简单化合物制备复杂化合物的有效手段。从某种角度讲,它比化学合成的方法更为简单和有效。这是一个新的研究领域。天然产物的多样性和其结构的复杂性,是存在于生物体内大量酶的作用结果。生物体内负责一系列重要生命活动的酶,在体外同样具有相同的催化能力。因此,只要体外的催化环境与体内相仿,则能够实现一系列复杂的,特别是用传统化学合成方法难以实现的化学反应。利用生物催化剂或化学合成酶催化相结合的方法,能够大大地增加衍生物的多样性,以及能够有效地对复杂天然产物的结果修饰和从简单的分子构建新的化合物库,在这过程中,往往能够发现新的生理活性物质。生物催化剂为扩大组合化学提供了各种合成的可能性[1,11~13]。表2为一些由酶或微生物催化的典型反应。利用生物催化发现先导化合物的优越性在于:1)可能进行反应的范围广;2)能够定向进行区域选择性和立体选择性;3)不需基团保护和脱保护,一步实现所需的反应;4)在温和和均一的条件下可容易地实现自动化和一步反应的重现性;5)温和的反应条件保证了复杂易变的分子结构的稳定性;6)高的催化活性可以降低催化剂的用量;7)酶的固定化可以使催化剂反复和循环使用;8)生物催化剂可在环境中完全被降解。 4 近年来本中心开展的一些相关课题的进展 近年来,上海来益生物药物研究开发中心开始涉及微生物转化课题的研究,特别是用微生物进行植物甾醇边链降解制备甾体药物关键中间体的开发以及抗糖尿病新药米格列醇和伏格列波糖的开发。 表1 利用生物转化制备手性药物或关键中间体的部分实例(略) 4.1 甾体类微生物转化的研究甾体药物包括激素类药物和非激素类药物:前者如性激素、类皮质激素和蛋白同化激素等;后者有抗细菌和抗肿瘤药物等。由于其不可取代的用途及治疗适应证不断扩大,甾体药物越来越引起人们的重视。利用生物转化技术进行甾体药物生产主要有植物甾醇的边链切除,以得到关键中间体ADD和4AD,以及进行立体选择性的羟化反应。(1)利用微生物转化切除边链,制备甾体药物关键中间体ADD和4AD微生物对甾体边链的裂解转化是一个很慢的过程,因为底物和产物的溶解性都很差,且底物传递至细胞的过程和产物传出细胞的过程都很慢。因此,如何提高底物的溶解性一直是提高微生物转化率的重要步骤。我们在微生物转化菌株的菌种选育、转化条件的优化和转化系统的研究方面进行了数年的研究工作[14~17],最终已经获得了具有产业化价值的微生物转化技术,即以天然维生素E生产下脚料(含有混合植物甾醇)为底物制备甾体药物关键中间体ADD和4AD的工业化路线。图1所示为混合植物甾醇底物和ADD以及4AD的化学结构。(2)利用微生物转化选择性羟基化,制备甾体药物关键中间体11OHADD、11OH4AD,以及抗心衰新药依普利酮关键中间体11OH坎利酮我们分别进行了以ADD、4AD以及坎利酮为底物的微生物转化菌株的筛选、选育,以及转化条件的优化等大量研究工作,最终获得了具有产业化价值的微生物转化制备工艺。图2所示为11OHADD和11OH4AD的化学结构。图3所示为从坎利酮到11OH坎利酮的微生物转化。(3)利用微生物转化技术,获得多种4AD结构类似物很多甾体药物的关键中间体与4AD的结构类似物有关,我们筛选了多种具有不同特性的微生物菌株对4AD进行转化,结果得到了一系列的4AD结构类似物,如图4所示[18]。(4)利用微生物转化技术,从植物混合甾醇直接生产睾酮在我们多年对植物甾醇微生物转化边链切除的研究过程中,发现了一个非常有意义的现象:即在经过诱变处理的大量微生物转化菌种中,发现了一株能够直接将植物甾醇转化成睾酮的菌株[19]。同时,转化条件的改变能够使睾酮的转化率大大地提高。进一步的研究表明,能够将植物甾醇直接转化成大量睾酮的微生物菌株,其17羰基还原酶的活性比较高,因而将已经转化的ADD和4AD中17位的羰基还原成为羟基,分别获得睾酮和去氢睾酮,以及另外一个17位边链发生改变的结构类似物,如图5所示。经过大量的菌种选育工作和转化条件的优化工作,已经获得了一条利用微生物转化直接从混合植物甾醇制备睾酮的工业化工艺路线。 4.2 降糖药物米格列醇的研究开发米格列醇(miglitol)的发现源于对微生物发酵产物野尻霉素的研究,研究显示该原来作为抗沙门氏菌的抗生素具有较强的α葡萄糖苷酶抑制作用,继而成为第一个具有开发价值的淀粉酶抑制剂。1脱氧野尻霉素(1deoxynojirimycin)由野尻霉素还原而得,也可由多种链霉菌和芽孢杆菌产生,同样具有糖苷酶抑制作用。N取代1脱氧野尻霉素具有更好的降糖效果,米格列醇就是其中之一。米格列醇的结构与葡萄糖相似,能够可逆地竞争性抑制假单糖α葡糖苷酶,减少单糖的代谢,降低在小肠的吸收。图6所示为葡萄糖、1脱氧野尻霉素和米格列醇的化学结构。根据文献报道,有多种制备米格列醇的化学合成工艺。其中有以6脱氧6氨基山梨醇为原料,经雷尼镍催化还原后,再与环氧乙烷反应而成。也可以先与环氧乙烷反应后,再在钯碳催化下还原制得。另外,也有多种利用生物转化和化学合成相结合的方法,以及先用微生物发酵制备野尻霉素或1脱氧野尻霉素后再用化学合成的方法来制备米格列醇[20]。本中心研究开发的米格列醇制备工艺采用生物转化与化学合成相结合的方法,简要工艺流程如图7所示。本制备工艺的关键是筛选具有高效氧化氨基葡萄糖的微生物菌株,以及能够实现产业化的转化工艺。 4.3 降糖药物伏格列波糖的研究开发伏格列波糖(voglibose)是新一代的α葡糖苷酶抑制剂,最初是从某种放线菌培养液中发现的氨基糖类似物,口服后能竞争拮抗性地抑制肠道内双糖类水解酶(α葡糖苷酶),延缓糖尿病患者餐后血糖的迅速上升从而抑制餐后高血糖。同时伏格列波糖明显降低身体的脂肪量,肥胖的减轻使胰岛素受体敏感性增加,进而使空腹血糖逐渐明显下降。据文献报道,伏格列波糖的制备除了通过全化学合成获得外,还有以下几条路线:一条路线是由有效霉素产生菌发酵,从发酵液中分离出大组分有效霉素A,经生物转化后得到关键中间体valienamine和validamine,再经过化学合成即可得到终产物;或是从有效霉素发酵液中分离出小组分有效霉素G,生物转化得到关键中间体valienamine和valiolamine,两者经适当步骤的化学合成反应后即可得到终产物;第二条路线是从有效霉素发酵液中分离出小组分valienamine,经化学合成后得到终产物;第三条路线是从有效霉素发酵液中分离出小组分valiolone,同样经适当化学合成反应后得到终产物;第四条路线是由D葡萄糖经一系列的化学反应直接合成得到终产物。其流程如图8所示。本研究中心利用第一条工艺路线,筛选获得了具有高转化效率的微生物菌株,以及适合工业化生产的转化工艺。 图6 米格列醇、野尻霉素及1脱氧野尻霉素、αD葡萄糖的化学结构(略) 图7 米格列醇的制备工艺(略) 4.4 N乙酰神经氨酸的研究开发N乙酰神经氨酸(Neu5Ac)是合成抗病毒药物扎那米韦的前体,其本身也具有多种重要的应用价值。目前有三种不同的生物转化方法制备Neu5Ac(图9):途径Ⅰ是一个相对简单的醛缩反应;途径Ⅱ涉及到反应前体ManNAc的磷酸化;途径Ⅲ所合成的产物Neu5Ac9P需要进一步用另外的酶脱磷酸化。这些合成方法均可在体外进行,目前已经用于工业化生产的是途径Ⅰ。 本中心采用途径Ⅰ的生物转化方法,首先从E.coliC600中成功地扩增了N乙酰神经氨酸裂合酶基因(nal),通过同源性比较发现,它与来源于E.coli K12的nal序列完全一致。氨基酸序列比对结果表明,136和164位的氨基酸也为赖氨酸和酪氨酸,与文献报道的活性中心位点一致。进而,将该基因通过EcoRI和BamHI两个酶切位点,严格控制起始密码子和启动子间距离的情况下克隆到高表达载体pYG5上,构建成新的质粒pLY2,并进行其表达研究。然后对粗酶的制备、转化条件的优化、分析检测方法的建立,以及产物的分离纯化等进行了研究, 初步获得了一条适合工业化生产N乙酰神经氨酸的路线。 工业微生物论文:食品工业微生物谷氨酰胺转移酶运用 摘要:谷氨酰胺转移酶能促进蛋白质分子间的交联作用,催化蛋白质之间异肽键的形成,对蛋白质溶解度、乳化能力、发泡性能和凝胶化作用等功能产生积极影响。众多食品工业加工过程中如奶酪生产、乳制品加工、肉类加工、焙烤制品及可食性膜的生产过程等都应用了这种酶的交联特性。微生物源性的谷氨酰胺转胺酶在生物技术生产中所需成本低,目前已经应用于几乎所有的工业领域。本文总体概述了谷氨酰胺转胺酶的特点及其在食品工业中的应用。 关键词:谷氨酰胺转移酶;蛋白质;交联作用;微生物;食品工业 谷氨酰胺转移酶可以催化谷氨酰胺残基中γ-甲酰胺基团(供体)与不同化合物的ε-胺类基团(酰胺残基的受体)之间异肽键的形成并诱导蛋白质之间的交联[1]。酶的这种催化作用会导致蛋白质理化性质的显著改变,如粘度、热稳定性、弹性和韧性等。研究证明,谷氨酰胺转移酶参与到许多生理过程中:血液凝结过程、抗菌免疫反应及光合作用等[2]。科学家们已经成功地从动植物体及微生物中分离出了谷氨酰胺转移酶。微生物来源的谷氨酰胺转移酶分子量较低,是一种单肽链酶,它由331个氨基酸组成,等电点为pH8.9,分子量约为38kDa。谷氨酰胺转移酶的最适催化温度为45℃,pH5.5[3],该酶在50℃下30min就失去50%的酶活力,碳水化合物,如麦芽糊精、蔗糖、甘露糖、海藻糖和还原型谷胱甘肽(GSH)等,可以显著提高酶的热稳定性[4]。与动物源性的谷氨酰胺转移酶相比,微生物来源的谷氨酰胺转移酶不需要钙离子的激活作用,在实际利用酶制剂的过程中,这是一个非常令人满意的特征。另外,微生物源的谷氨酰胺转移酶在很大pH范围(4.5~8.0)内可以保持酶活力,可以简化某些加工过程,进而节省能源消耗,提高经济效益。另外得益于转基因技术的出现,利用基因的异位表达可以大大提高谷氨酰胺转移酶的产量,并且它对食物中的蛋白质具有不同的反应特性,这样的特点使得该酶成为改善食品中蛋白功能的有力工具。 1谷氨酰胺转移酶的生物合成 1.1微生物谷氨酰胺转移酶 起初,谷氨酰胺转移酶大多来自豚鼠的肝脏,然而有限的来源和其相对昂贵的提取和纯化过程限制了谷氨酰胺转移酶在工业中的广泛使用。近期,有很多文章讨论了使用农业废料,以微生物合成方式作为合成谷氨酰胺转移酶的碳源来源的可能性。从已发表的文献中可知,发酵培养基可以占据微生物生产成本的近30%[5],如果可以从廉价的原材料如高粱秸秆等获得半纤维素水解物,那么以此来培养微生物获得微生物来源的谷氨酰胺酶的合成途径将会引起人们更大的兴趣。 1.2谷氨酰胺转移酶微生物发酵 在含有高粱秸秆水解物的培养基中,经过72h的培养时间,生物合成的谷氨酰胺转移酶的活性为0.34U/mL[6];当使用马铃薯酶解物作为培养基,另外添加酵母提取物、玉米浸出液和酪蛋白等成分培养后,酶活力可达1.12UA/mL[5];利用S.ladakanum合成谷氨酰胺转移酶时,甘蔗糖蜜和甘油的同时存在会产生协同效应[7];此外,当使用甘蔗糖蜜与甘油作为混合碳源时,测定的谷氨酰胺转移酶活力为0.72U/mL[8];Ryszka[9]研究了一种利用S.mobaraense菌株生物合成谷氨酰胺转移酶的最适培养基,以aminobac、玉米浆、酵母提取物作为氮源,以葡萄糖、蔗糖、淀粉和糊精作为源碳,pH范围为6.5~7.0,培养30h后测定谷氨酰胺转移酶活性为2.0U/mL。蛋白胨、酵母提取物、酪蛋白和尿素是合成谷氨酰胺转移酶的常用氮源。另外有文献报告了使用植物原料如大豆、大米、玉米和小麦面粉、玉米浆、小麦麦麸或麦芽提取物作为氮源的可能性[10]。Zhu[11]和Tramper对培养基成分进行了优化设计,发现在含有蛋白胨的培养基中添加额外的含氮化合物,如适当的氨基酸,会显著提高S.mobaraense中谷氨酰胺转移酶的产量。然而,为了实现经济性,工业生产中需要更便宜的原料作为底物。此外,培养基的配方也是至关重要的,因为组成成分会影响产物的浓度、产率和单位体积生产效率。 1.3谷氨酰胺转移酶基因重组表达 谷氨酰胺转移酶能够改变蛋白质的理化性质,具有重要的实用价值。因此,开发能够用于食品行业的有效的谷氨酰胺转移酶合成系统是很必要的。由Itaya[12]和Kikuchi进行的调查结果表明,目前的谷氨酰胺转移酶大都是利用大肠杆菌菌株生产的。谷氨酰胺转移酶是以酶原的形式存在的,然后通过切除N-端前导肽可以直接生成具有活力的谷氨酰胺转移酶[13]。许多研究表明前导肽是在大肠杆菌中过表达谷氨酰胺转移酶的关键因素[14],首先把酶的编码基因克隆到大肠杆菌中,然后经过培养后利用层析的方法纯化重组蛋白。利用这种重组大肠杆菌生产的谷氨酰胺转移酶的活力可达到22U/mg[15]。但是同时也应该注意与蛋白质翻译后修饰相关的问题,探究开发更便宜、更有效的生物合成系统,从而降低运输、保存、提取、纯化等有关成本。 1.4谷氨酰胺转移酶制剂 谷氨酰胺转移酶制剂可以成为解决很多与酶应用效率、食物质地等相关难题的解决途径。市场上有不同的微生物酶制剂,它们含有利用微生物合成的谷氨酰胺转移酶,这些酶可以中和由于冷冻而引起的肉类质地的变化[16];也可以使香肠等肉类产品更快地加工成熟,并且具有良好的口感;它们可以改善肉的质地,使加热和配给过程的损失最小化。Poland公司的酶制剂可以作为发酵乳制品生产过程中的辅助剂,可以提高加工过程中蛋白质的热激能力,并改善成品的风味。利用这种酶制剂已经获得了更高稳定性的奶油、冷凝效果更好的干奶酪。在食品行业使用谷氨酰胺转移酶已成为一种自然的技术方法,并且利用酶法改变食物成分比化学方法更容易被食品行业所接受。 2谷氨酰胺转移酶的应用 含有谷氨酰胺转移酶的制剂可以用于食品中蛋白质的交联反应,因此引起了人们的研究兴趣。研究结果表明,交联后的β-酪蛋白比未交联化的酪蛋白对胃蛋白酶的消化作用抵抗性更强,利用这种特性可以开发具有更强的结构特性的食品[17]。在烘焙行业中,谷氨酰胺转移酶主要用于醇溶谷蛋白链之间的交联反应。谷氨酰胺转移酶对面团的稳定性和体积有积极影响,还可以提高利用较差面粉制作的面包的质量,提高其质地[18]。研究发现谷氨酰胺转移酶可以改善面团的流变性,可以保证烘焙后面包内适当的孔隙大小和弹性,与传统方法制作的面包糕点相比,体积增大了14%[19]。此外,还可以改善面团的吸水性和韧性,用来提高面包的风味、质地和体积[20]。谷氨酰胺转移酶也广泛用于肉类产业。谷氨酰胺转移酶可以促进肉块的强劲凝聚力,改善用猪肉、牛肉或禽肉制作的结构单一化香肠的质地,而不需要热处理或添加食盐或磷酸盐。谷氨酰胺转移酶处理过的钠酪蛋白可以取代以往的动物脂肪[21],制作具有更低的脂肪含量、更高营养价值的肉制品。谷氨酰胺转移酶的应用为生产高质量的粗碎香肠、维也纳香肠和熏肉创造了新的技术。在乳品行业,为了防止酸奶的脱水收缩作用或使其质地更平滑、稳定性更好,常常在生产过程中使用谷氨酰胺转移酶。用谷氨酰胺转移酶改造后的酪蛋白可以作为生产面霜、冷冻甜点、冰淇淋、牛奶饮料和调料的原料[22]。同时,利用谷氨酰胺转移酶进行牛奶蛋白的聚合反应可以生产蛋白膜,改善奶制品的功能特性[23]。谷氨酰胺转移酶也用于奶酪的生产过程,并且可以提高凝乳的产率。目前常用于生产天然奶酪的酶有凝乳酶和谷氨酰胺转移酶。Cozzolino[24]等对提高奶酪产率和特性的因素进行了调查,结果表明在添加凝乳酶之前就添加谷氨酰胺转移酶可以防止牛奶凝固;而同时添加这两种酶可以明显降低奶酪的抗性和硬度,同时减少乳清中蛋白质和脂肪的含量。目前,谷氨酰胺转移酶越来越频繁地在多个行业中被用作蛋白质修饰酶。例如乳清蛋白经谷氨酰胺转移酶作用后可以用于生产蛋白质膜,这种可食用的蛋白质膜可以涂在新鲜蔬菜和水果表面上,用来延长食品的保质期和新鲜度[25];有观点称,利用谷氨酰胺转移酶这种酶来消除大豆蛋白可能的过敏效应和抗水解性[26];也有人建议也许在将来谷氨酰胺转移酶可以用来在醇溶谷蛋白中重建肽键,阻止T细胞对多肽链的识别作用,从而避免脂泻病的产生[27]。 3总结 谷氨酰胺转移酶可以诱导蛋白质之间的交联作用,被广泛地用于食品工业中,其廉价来源——即微生物合成方法的发现,为这种酶的实际应用提供了更多的机会。微生物来源的谷氨酰胺转移酶的广阔适用性也引起了人们对菌株筛选的兴趣,以期利用最廉价的底物获得高活力的酶制剂。为了获得更低成本的酶制剂而进行的微生物研究,也许可以促进易得的产品的开发以及其更大范围的使用。 作者:王美玲 单位:青岛科技大学 工业微生物论文:微生物酶造纸工业论文 1、微生物酶运用于制浆 1.1 漆酶在制浆中的应用 造纸厂的蒸煮制浆过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程,一般的化学制浆,不但成本高、能耗大,而且对环境污染也较为严重。而使用由白腐菌生产的漆酶将原料的木素降解成低分子木素,增加了木素的溶出和被抽提的能力,从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。用漆酶和介体HBT在蒸煮前对麦草进行预处理,可降低纸浆的Kappa值,提高纸浆的白度和强度。Jujop的研究表明,在20%~90%,pH值2~10条件下用漆酶进行预处理,可以对原料中的木素进行改性,磨浆能耗明显降低,每吨浆能耗由1300kW•h降至850kW•h,节省动力约30%,且机械浆的物理性能得到改善,纸浆质量达到化学热磨机械浆的水平。 1.2 纤维素酶在制浆中的应用 在机械制浆前加化学预处理,除去或改变一部分木素结构,可以改善纸浆的强度,但降低了纸浆的得率,损害了纸浆的光学特性,废水的排放量和污染负荷也相应增加,而经由木霉所产出的纤维素和半纤维素酶处理则结合了机械法制浆和化学机械法制浆的优点,克服其缺点,除了可以增加纸浆的强度性能之外,还能显著降低机械磨浆时的能量消耗。 2、微生物酶用于纸浆漂白 传统的含氯漂白产生大量有毒和强致癌性物质对环境和人类造成极大危害,已逐渐被无氯漂白所取代,而以某些真菌产生的漆酶不仅能氧化非酚结构,而且能使硫酸盐浆脱木素和脱甲氧基。佐治亚大学的研究者发现一株漆酶产菌———朱红密孔菌(Pycnoporus cinnabarlnus),以产生自己的氧化还原中介物3-羟基邻氨基苯甲酸(3-hydroxyanthranilic acid,3-HAA)。漆酶加3-HAA系统不仅能氧化非酚模式化合物,而且能降解合成的木素。通过筛选或诱变培育出假单胞菌(Pseudoznonas sp.)G6-2,枯草杆菌(Bacillussp.)A-30等木聚糖酶高产菌株进行了分离纯化的酶学研究,其所产木聚糖酶运用于生物漂白技术,其结果表明木聚糖酶在多种浆种的不同漂白工艺中都有明显的助漂作用。用于桦木浆CEH三段漂和ECF漂白,在保持白度,得率,强度基本不变的情况下,可减少近50%氯或二氧化氯用量,漂白浆的白度稳定性也有所提高。 3 微生物酶用于造纸废水处理 在制浆和造纸生产过程中,造纸废水可分为黑液、中段废水和纸机白水。黑液是整个造纸过程中污染最为严重的废水,木素是造成造纸工业排放黑液COD和色度形成的主要原因。白腐菌具有能降解木素和变性木素的酶活系统,能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和CO2,并破坏发色基团组织和结构,降低漂白废水中的TOCl、BOD、COD和色度。范伟平等利用微电解-白腐菌生物降解-絮凝沉降联合处理系统对活性染料生产废水进行处理,在最佳pH和温度及接触停留时间下,其COD去除率达90%以上,色度去除率在95%以上。另有研究表明,使用坚强芽孢杆菌产生的絮凝剂处理印染废水和酵母废水,可取得良好的絮凝效果,由李云鹏等从剩余污泥中制得微生物絮凝剂LBF经实验相比于PAC效果更好,其COD、SS、色度去除率都高于PAC处理的废水样。 4 微生物酶用于造纸工业中的其他用途 与常规碱法脱墨浆相比,微生物酶法脱墨浆有更高的游离度,且滤水性好、物理性能优、白度高和残余油墨量低,还可缩短脱墨时间。利用纤维素酶处理回收的废纸,既可脱除油墨和化学处理难以去除的调色剂,又可改善二次纤维的抄造和使用性能。顾琪萍等研究表明,在优化条件下,废报纸经脂肪酶脱墨后,白度比原浆提高4.3%SBD,裂断长、耐破指数和撕裂指数可分别提高11.4%,19.8%和17.5%。由于传统造纸工业是耗能和环境污染大户,随着生物技术的发展,微生物酶应用于造纸工业的技术越来越受到广大研究者的重视,其规模也在不断提高。通过使用微生物技术或酶技术,不但能使资源充分利用,降低能耗与环境污染,而且能带来良好的经济效益,对造纸工业与环境保护都具有非常重要的现实意义。 作者:轶媛 单位:湖北轻工职业技术学院 工业微生物论文:微生物发酵食品工业论文 1材料与方法 1.1微生物发酵 以酱糟(30%)、木薯渣(10%)、玉米黄浆(30%)和玉米喷浆纤维(30%)食品工业废渣为发酵底物,添加乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌进行固态发酵。接种用乳酸菌冰干粉为西南民族大学生命科学与技术学院动物科学实验室从牦牛消化道中分离筛选的优良菌株———嗜酸乳杆菌LAg12-7,该菌株已送中国典型培养物保藏中心———武汉大学保藏中心保藏,其保藏编号为CCTCCM2012305;枯草芽孢杆菌和酵母菌干菌粉购于北京华辰兴业科技有限公司。将乳酸菌、枯草芽孢杆菌和酵母菌的冻干粉按40.0%、30.0%和30.0%的比例制成混合发酵菌剂。取复合发酵菌剂1.0份,加红糖5.0、维生素C0.4、尿素3.1、磷酸二氢钾0.5和清洁水90.0份,30℃活化72h,制成混合发酵菌液。在发酵底物中按3%的比例加入活化后的混合发酵菌液。参考闫征等、王秋菊等和刘新星等方法,在30℃培养箱发酵5d。发酵期间适当补水,水分含量控制在30%左右,每24h翻动1次。发酵前1d和发酵后(第5天)的物料各取100g装于自封口塑料袋中,立即置于-20℃冰箱中保藏。以上微生物发酵饲料试验重复进行3次,即得3个批次的发酵饲料。 1.2样品处理 取适量发酵前和发酵后饲料鲜样-4℃保藏,用于活菌计数和pH测定。将发酵前和发酵后饲料样品置于90℃烘箱中烘30min以灭酶活,而后65℃烘6h,室温自然放置6h得到风干样品。将风干样品分2份粉碎,并过20目筛(用于纤维测定)和40目筛(用于粗蛋白和小肽测定)。 1.3指标测定 1.3.1活菌数的测定 乳酸菌、酵母菌和枯草芽孢杆菌分别梯度培养计数,培养基的配制参考杨雪峰等和刘惠知等的方法,计数方法依照GB/T13093-2006。 1.3.2pH的测定 pH的测定方法参照王旭明并有所改进,对样品10倍稀释混匀后采用Beckman离心机8000r/min离心,取上清液测定。 1.3.3常规营养成分的测定 中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)采用VELP纤维素测定仪;粗蛋白(CP)采用FOSS蛋白测定仪。测定方法参照张丽英饲料中常规成分分析一章。 1.3.4蛋白酶和纤维素酶活性的测定 以40目风干样品为原料测定酶活力,蛋白酶活力的测定参考张寒俊等方法,纤维素酶活力的测定采用二硝基水杨酸法(DNS)法。 1.3.5小肽含量的测定 小肽含量的测定参照郭玉东等方法,并对其进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE),定性说明小肽含量变化。 1.4统计分析 对3批次发酵饲料分别采样并测定相应指标,试验结果用平均值±标准差表示,发酵前后的差异性采用SPSS18.0统计软件中的t检验。 2结果与方法 2.1活菌数及pH 发酵后食品工业废渣中3种有益菌活菌数均极显著提高(P<0.01),乳酸菌和酵母菌达到108数量级。与发酵前相比,乳酸菌数增加454.90%,枯草杆菌数增加282.35%,酵母菌数增加403.70%。发酵5d后,由于微生物尤其是乳酸菌的新陈代谢,导致食品工业废渣的pH明显下降,由5.80降至3.91,降幅达32.59%,P为0.0041。 2.2常规营养成分 发酵后食品工业废渣CP含量极显著增加(P<0.01),增幅达21.68%;NDF和ADF含量均显著下降(P<0.05),其中NDF下降10.61%,ADF下降9.23%。 2.3活性成分 发酵过程中由于微生物不断分泌代谢产物,使得食品工业废渣的蛋白酶和纤维素酶活力均提高2倍以上,蛋白酶活力增幅达138.45%,纤维素酶活力增幅达143.20%。小肽含量显著提高,由0.87%增至3.20%,增幅达267.81%。发酵5d时,66200~97400的肽段含量较之发酵前1d时降低,而66200以下肽段含量增加,说明食品工业废渣经过发酵,部分大分子蛋白得以降解,并转化为低分子肽。 3讨论 3.1微生物发酵对活菌数和pH的影响 发酵过程中,益生菌和发酵底物中原有微生物利用饲料中的糖分等营养物质逐渐大量增殖,发酵后乳酸菌和酵母菌枯草杆菌活菌数分别达到2.83、1.36和0.65亿CFU/g。王旭明等用玉米-豆粕型日粮添加益生菌发酵,4d后乳酸杆菌数量达到最大值9.5亿CFU/g,2d后酵母菌数达到最大值4.1万/g,同时大肠菌群和腐败菌被抑制。魏爱彬等利用干酪乳杆菌和植物乳杆菌发酵全价饲料,2种菌的单一发酵组和组合发酵组的乳酸菌数量分别在发酵6、4和6d达到最大,分别为994、983和984亿CFU/g,而酵母菌在发酵过程中数量逐渐降低,发酵10d时2种菌的单一发酵组和复合菌种发酵组中的酵母菌活菌数分别为374、365和372亿CFU/g。任佐华利用枯草杆菌、黑曲霉和产朊假丝酵母发酵水稻秸秆,最佳条件下总活菌数可达118亿CFU/g。试验乳酸杆菌活菌数变化趋势与王旭明等相符,魏爱彬等和佐华活菌数较高可能因为发酵底物、发酵时间和菌种组合不同所致。微生物尤其是乳酸菌增殖过程中分泌酸性物质,降低了发酵饲料的pH,发酵后pH降至3.91,可提高发酵饲料的适口性,而酸性环境又可抑制许多有害菌的繁殖,从而可以延长发酵饲料的保藏时间。吴天祥对芭蕉芋酒糟接种嗜酸乳杆菌发酵,7d后pH降至3.8。王旭明等对玉米-豆粕型日粮添加微生物原液固态发酵,pH第4天即降至4以下。试验pH变化趋势与以上试验相符。 3.2常规营养成分的变化 通过益生菌的发酵作用,可使发酵底物中的粗纤维和粗淀粉降解,产生菌体蛋白,提高CP的含量,从而改善食品工业废渣的利用效率。试验中,发酵后CP含量由14.16%增至17.23%。张鑫利用酿酒酵母、白地霉、热带假丝酵母和植物乳杆菌混菌固态发酵马铃薯渣,根据响应面数据得出在最适条件下CP含量可达到36.96%,比发酵前提高了10.22%。试验CP变化趋势与其相符。发酵后,NDF和ADF含量分别降至46.83%和33.62%。NDF是植物细胞壁的成分,反映饲料容积,可用来衡量动物的饱腹度,与家畜采食量呈负相关。日粮中NDF高时,瘤胃容积限制干物质采食量;ADF的木质素比例较高,木质素为不可消化纤维,故ADF适于作为反刍动物饲料消化率指标,与家畜消化率呈负相关。故NDF含量的下降意味着动物采食量的增加,ADF含量的下降则可说明动物消化率的提高。院江等利用乳酸菌和酵母菌等组成的复合菌发酵棉籽壳,10d后测得NDF和ADF含量分别降至(63.10±4.55)%和(49.09±5.26)%。付敏等采用枯草芽孢杆菌、黑曲霉和白地霉对菜籽饼混合固态发酵,5d后测得NDF含量下降了38.70%,ADF含量下降了27.88%。试验NDF和ADF变化趋势与以上试验相近,院江等和付敏等试验结果降幅较大可能因为试验条件差别所致。 3.3活性成分的变化 动物自身分泌的消化酶很难消化植物性细胞壁及细胞壁内的营养物质。饲料工业中一般都会应用粉碎技术来破坏植物细胞壁,但很难将植物细胞壁完全破坏。纤维素酶可协同降解细胞壁,释放单糖等易被畜禽吸收利用的物质,从而明显改善饲料的营养价值。发酵过程中,在混合益生菌的作用下,饲料中纤维素酶活力增至411.8U/g,可有效降解发酵底物中的纤维素成分;经过发酵,蛋白酶活力增至172.4U/g,酶活力的提高可改善发酵饲料的营养价值。任雅萍用益生菌28℃下发酵苹果渣和马铃薯渣72h,自然发酵时:对于苹果渣,在酵母菌和黑曲霉组合,并添加氮素和油渣的条件下,蛋白酶活性最高可达168.50U/g,发酵增率为380.1%;纤维素酶活性最高达3829.63U/g,发酵增率为949.6%;对于马铃薯渣,在米曲霉单菌,并添加氮素和油渣的条件下,蛋白酶活性最高可达478.08U/g,发酵增率为657.0%;纤维素酶活性最高可达564.90U/g,发酵增率为794.5%。试验与以上试验酶活力均增加明显,变化趋势相近,增幅差异可能由于发酵条件不同所致。利用乳酸菌和芽孢杆菌等能分泌蛋白酶的菌种,可在合适微环境下酶解蛋白质底物产生小肽蛋白。同时,也能较大程度地降低植物蛋白中的抗营养成分,如胰蛋白酶抑制剂、脲酶和血凝素等,可有效消除大分子蛋白的抗原性,有利于动物的生长发育和肠道对肽类蛋白的吸收利用。小肽可提高机体蛋白质合成、消除游离氨基酸吸收竞争、增加动物生产性能并能增强矿物元素的吸收利用,对动物营养产业具有重要意义。试验发酵后,小肽含量增幅达267.81%,这可提升微生态饲料的附加值,并可改善动物的生产性能。马文强等利用枯草芽孢杆菌、酿酒酵母菌和乳酸菌发酵豆粕,结果表明:发酵后低分子蛋白质含量提高2.25倍。试验小肽含量变化趋势与以上试验相符。 4结论 食品工业废渣经乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌混合发酵5d后,其营养品质得以改善,为食品工业废渣的优化利用提供了参考。 作者:刘华南 高庆军 鲁登位 徐琴 夏天婵 郭春华 饶开晴 彭忠利 单位:西南民族大学生命科学与技术学院 四川省饲料工作总站 工业微生物论文:微生物发酵工业废水生产油脂研究 随着能源与环境问题的日益突出,人们迫切的寻找新型的清洁可再生能源,生物柴油凭借其独特的优点进入了人们的视野。生物柴油可采用天然油脂为原料。从目前的生产技术来看,动植物油是主要的生产原料。但生产成本较高,由此造成了生物柴油产业化发展的瓶颈。根据微生物的生长特点利用廉价的工业废水,不仅降低了生产成本,同时减小了对环境的污染,因此该项研究具有广阔的应用前景。 一、产油微生物及微生物油脂生产特点 微生物油脂是产油微生物在一定条件下将碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂等碳源转化为菌体内大量储存的油脂,一般占菌体干重的20%以上[1]。 (一)产油微生物种类自然界中的酵母菌、霉菌、细菌、藻类等许多微生物都可以产生油脂。酵母菌中的粘红酵母的油脂含量最高可达72%。红冬孢酵母、斯式酵母的最大油脂含量可达60%~67%。霉菌中的深黄被孢霉油脂含量可达86%,绒毛棒质霉达75%,卷枝毛霉达65%。微藻中的丛粒藻、盐生杜藻、粉粒小球藻的油脂含量都在40%以上。细菌中的节杆菌油脂含量在40%以上。 (二)微生物油脂生产特点与动植物油生产相比,微生物油脂具有生产周期短、生长迅速、可规模化管理、不受季节、气候变化等优点。此外,能够供给产油微生物生长的原料来源也很广泛,工农业废弃物或工业生产过程中产生的废水、废气等都可以作为产油微生物的培养原料。产油微生物可以利用多种碳源,如葡萄糖、果糖、甘油等作为发酵底物,方真等[2]发现斯达油脂酵母在经过脱毒处理的木屑水解液中可以正常生长,油脂的积累率可达葡萄糖碳源的60%以上,为该种酵母利用废弃甘油和木质纤维素水解液作为发酵底物生产生物柴油提供有力支持。 二、工业废水的营养特点 适合微生物生长积累油脂的工业废水含有可作为碳源的丰富有机物、糖类,如淀粉废水、味精废水、啤酒废水等。这类废水属高浓度有机废水,COD、BOD浓度高,主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维素等有机物,极易造成水体富营养化污染环境。 三、利用工业废水发酵生产微生物油脂的研究现状 工业废水尤其是食品工业废水中含有大量的还原性糖,可以被微生物利用作为碳源积累油脂。由于微生物的生长代谢分解利用了废水中的有机物,降低了废水的污染程度实现了资源合理化应用。 (一)利用淀粉废水发酵钟娜等[3]利用淀粉废水对高产油粘红酵母进行了驯化和筛选,使其对淀粉废水COD的耐受程度达到了75000mg/L,400L发酵罐实验表明,经33h的培养后,生物量达25.3g/L,菌体油脂含量为29.5%,COD降解率为92.5%。杜娟[4]等利用甘薯淀粉废水,采用添加营养因子的方法研究了产油菌株FR的生长、产油及COD去除,发现经淀粉酶液化处理后的产油率可达45.3%,淀粉酶和糖化酶先后处理后的COD去除率可达66.3%。 (二)利用味精废水发酵邢旭[5]等研究了粘红酵母RH8在味精废水中的生长、产油及COD去除率,发现调节废水pH至5.5后,添加废葡萄糖母液、酵母粉、KH2PO4、MgSO4、MnSO4均能够促进茵体的生长、产油和COD去除。生物量最高可达15.6g/L,干茵体中油脂质量分数达到29.61%,COD去除率达到45.1%。 (三)利用啤酒废水发酵郭淑贤等[6]用斯达油脂酵母发酵啤酒生产废水,发酵条件经优化后菌体生物量、油脂产量、油脂含量、COD降解率和油脂不饱和脂肪酸指数分别达到13.83g/L、5.25g/L、37.92%、79.08%和65.46%,较优化前分别提高了12.62%,19.32%,5.92%,57.15%和2.36%,优化效果显著。 四、存在问题及展望 目前微生物发酵废水生产油脂还处于实验阶段,要实现工业化发展还有亟待解决的几个问题:工业废水成分复杂,如味精废水和啤酒废水,由于废水中含有生产菌株产生的代谢废物和各工序产生的其他废水,有可能含有影响产油微生物正常生长的微量元素,但其组成较复杂难于分析;在微生物发酵前需对废水进行稀释调pH值等前处理,增加了生产成本和工序;以废水为培养基培养的微生物,其生物量、油脂积累量仍然较低,目前尚不能满足工业化需求。 结合国内外研究现状,可以从以下几方面展开相关研究:深入研究产油微生物在发酵中油脂的合成代谢途径;加强产油微生物对原料的适应性,通过基因重组、定向进化等手段筛选、驯化,获得具有更强适应性和更高产油能力的菌株;进一步优化发酵条件,减少发酵前处理工序、获得成本低、产油高的发酵模式。 作者:于雅潇 薛伟 何南思 单位:承德石油高等专科学校 化学工程系 承德石油高等专科学校 计算机系 工业微生物论文:微生物发酵工业废水生产油脂的研究 随着能源与环境问题的日益突出,人们迫切的寻找新型的清洁可再生能源,生物柴油凭借其独特的优点进入了人们的视野。生物柴油可采用天然油脂为原料。从目前的生产技术来看,动植物油是主要的生产原料。但生产成本较高,由此造成了生物柴油产业化发展的瓶颈。根据微生物的生长特点利用廉价的工业废水,不仅降低了生产成本,同时减小了对环境的污染,因此该项研究具有广阔的应用前景。 一、产油微生物及微生物油脂生产特点 微生物油脂是产油微生物在一定条件下将碳水化合物、碳氢化合物和普通油脂等碳源转化为菌体内大量储存的油脂,一般占菌体干重的20%以上[1]。 (一)产油微生物种类自然界中的酵母菌、霉菌、细菌、藻类等许多微生物都可以产生油脂。酵母菌中的粘红酵母的油脂含量最高可达72%。红冬孢酵母、斯式酵母的最大油脂含量可达60%~67%。霉菌中的深黄被孢霉油脂含量可达86%,绒毛棒质霉达75%,卷枝毛霉达65%。微藻中的丛粒藻、盐生杜藻、粉粒小球藻的油脂含量都在40%以上。细菌中的节杆菌油脂含量在40%以上。 (二)微生物油脂生产特点与动植物油生产相比,微生物油脂具有生产周期短、生长迅速、可规模化管理、不受季节、气候变化等优点。此外,能够供给产油微生物生长的原料来源也很广泛,工农业废弃物或工业生产过程中产生的废水、废气等都可以作为产油微生物的培养原料。产油微生物可以利用多种碳源,如葡萄糖、果糖、甘油等作为发酵底物,方真等[2]发现斯达油脂酵母在经过脱毒处理的木屑水解液中可以正常生长,油脂的积累率可达葡萄糖碳源的60%以上,为该种酵母利用废弃甘油和木质纤维素水解液作为发酵底物生产生物柴油提供有力支持。 二、工业废水的营养特点 适合微生物生长积累油脂的工业废水含有可作为碳源的丰富有机物、糖类,如淀粉废水、味精废水、啤酒废水等。这类废水属高浓度有机废水,COD、BOD浓度高,主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维素等有机物,极易造成水体富营养化污染环境。 三、利用工业废水发酵生产微生物油脂的研究现状 工业废水尤其是食品工业废水中含有大量的还原性糖,可以被微生物利用作为碳源积累油脂。由于微生物的生长代谢分解利用了废水中的有机物,降低了废水的污染程度实现了资源合理化应用。 (一)利用淀粉废水发酵钟娜等[3]利用淀粉废水对高产油粘红酵母进行了驯化和筛选,使其对淀粉废水COD的耐受程度达到了75000mg/L,400L发酵罐实验表明,经33h的培养后,生物量达25.3g/L,菌体油脂含量为29.5%,COD降解率为92.5%。杜娟[4]等利用甘薯淀粉废水,采用添加营养因子的方法研究了产油菌株FR的生长、产油及COD去除,发现经淀粉酶液化处理后的产油率可达45.3%,淀粉酶和糖化酶先后处理后的COD去除率可达66.3%。 (二)利用味精废水发酵邢旭[5]等研究了粘红酵母RH8在味精废水中的生长、产油及COD去除率,发现调节废水pH至5.5后,添加废葡萄糖母液、酵母粉、KH2PO4、MgSO4、MnSO4均能够促进茵体的生长、产油和COD去除。生物量最高可达15.6g/L,干茵体中油脂质量分数达到29.61%,COD去除率达到45.1%。 (三)利用啤酒废水发酵郭淑贤等[6]用斯达油脂酵母发酵啤酒生产废水,发酵条件经优化后菌体生物量、油脂产量、油脂含量、COD降解率和油脂不饱和脂肪酸指数分别达到13.83g/L、5.25g/L、37.92%、79.08%和65.46%,较优化前分别提高了12.62%,19.32%,5.92%,57.15%和2.36%,优化效果显著。 四、存在问题及展望 目前微生物发酵废水生产油脂还处于实验阶段,要实现工业化发展还有亟待解决的几个问题:工业废水成分复杂,如味精废水和啤酒废水,由于废水中含有生产菌株产生的代谢废物和各工序产生的其他废水,有可能含有影响产油微生物正常生长的微量元素,但其组成较复杂难于分析;在微生物发酵前需对废水进行稀释调pH值等前处理,增加了生产成本和工序;以废水为培养基培养的微生物,其生物量、油脂积累量仍然较低,目前尚不能满足工业化需求。 结合国内外研究现状,可以从以下几方面展开相关研究:深入研究产油微生物在发酵中油脂的合成代谢途径;加强产油微生物对原料的适应性,通过基因重组、定向进化等手段筛选、驯化,获得具有更强适应性和更高产油能力的菌株;进一步优化发酵条件,减少发酵前处理工序、获得成本低、产油高的发酵模式。 作者:于雅潇 薛伟 何南思 单位:承德石油高等专科学校 化学工程系 承德石油高等专科学校 计算机系 工业微生物论文:微生物发酵工业废水探讨 一、工业废水的营养特点 适合微生物生长积累油脂的工业废水含有可作为碳源的丰富有机物、糖类,如淀粉废水、味精废水、啤酒废水等。这类废水属高浓度有机废水,COD、BOD浓度高,主要含有碳水化合物、蛋白质、油脂、纤维素等有机物,极易造成水体富营养化污染环境。 二、利用工业废水发酵生产微生物油脂的研究现状 工业废水尤其是食品工业废水中含有大量的还原性糖,可以被微生物利用作为碳源积累油脂。由于微生物的生长代谢分解利用了废水中的有机物,降低了废水的污染程度实现了资源合理化应用。 (一)利用淀粉废水发酵钟娜等[3]利用淀粉废水对高产油粘红酵母进行了驯化和筛选,使其对淀粉废水COD的耐受程度达到了75000mg/L,400L发酵罐实验表明,经33h的培养后,生物量达25.3g/L,菌体油脂含量为29.5%,COD降解率为92.5%。杜娟[4]等利用甘薯淀粉废水,采用添加营养因子的方法研究了产油菌株FR的生长、产油及COD去除,发现经淀粉酶液化处理后的产油率可达45.3%,淀粉酶和糖化酶先后处理后的COD去除率可达66.3%。 (二)利用味精废水发酵邢旭[5]等研究了粘红酵母RH8在味精废水中的生长、产油及COD去除率,发现调节废水pH至5.5后,添加废葡萄糖母液、酵母粉、KH2PO4、MgSO4、MnSO4均能够促进茵体的生长、产油和COD去除。生物量最高可达15.6g/L,干茵体中油脂质量分数达到29.61%,COD去除率达到45.1%。 (三)利用啤酒废水发酵郭淑贤等[6]用斯达油脂酵母发酵啤酒生产废水,发酵条件经优化后菌体生物量、油脂产量、油脂含量、COD降解率和油脂不饱和脂肪酸指数分别达到13.83g/L、5.25g/L、37.92%、79.08%和65.46%,较优化前分别提高了12.62%,19.32%,5.92%,57.15%和2.36%,优化效果显著。 三、存在问题及展望 目前微生物发酵废水生产油脂还处于实验阶段,要实现工业化发展还有亟待解决的几个问题:工业废水成分复杂,如味精废水和啤酒废水,由于废水中含有生产菌株产生的代谢废物和各工序产生的其他废水,有可能含有影响产油微生物正常生长的微量元素,但其组成较复杂难于分析;在微生物发酵前需对废水进行稀释调pH值等前处理,增加了生产成本和工序;以废水为培养基培养的微生物,其生物量、油脂积累量仍然较低,目前尚不能满足工业化需求。 结合国内外研究现状,可以从以下几方面展开相关研究:深入研究产油微生物在发酵中油脂的合成代谢途径;加强产油微生物对原料的适应性,通过基因重组、定向进化等手段筛选、驯化,获得具有更强适应性和更高产油能力的菌株;进一步优化发酵条件,减少发酵前处理工序、获得成本低、产油高的发酵模式。 作者:于雅潇 薛伟 何南思 单位:承德石油高等专科学校 化学工程系 承德石油高等专科学校 计算机系 工业微生物论文:工业微生物的发酵培养浅析 [摘 要]近年来,微生物发酵在相关工程技术领域的应用越来越V泛,该工艺包括培养基组分中碳源、无机盐、氮源、微量元素等的作用,并控制pH值、温度、溶氧等对发酵的影响,从而将微生物发酵工艺进行了优化,以推进生产效率的提高和产业的应用发展。 [关键词]工业微生物;发酵培养 生物发酵工程是与人们生活息息相关的一种技术体系,包括工业生产菌株选育、生化反应器设计、最佳发酵条件的选择及控制等过程。根据对目前国内外微生物发酵工艺的研究,相关研究团队进行了综合的分析和研究。通过对微生物发酵工艺中影响发酵的各种因素的分析,总结出了相应的技术经验并且制定了工艺的优化方法。近年来,微生物发酵在相关工程技术领域的应用越来越广泛,该工艺包括培养基组分中碳源、无机盐、氮源、微量元素等的作用,并控制pH值、温度、溶氧等对发酵的影响,从而将微生物发酵工艺进行了优化,以推进生产效率的提高和产业的应用发展。 1 发酵工程外界因素的影响 1.1 补料对发酵的影响 菌类的生长发酵所必须的因素都达标的同时,补料的及时准确的供给也是直接影响着菌类的发酵。补料的作用是及时的补充菌类生长发酵所需要的能源。例如在酵母菌的培养过程中,适当的补充营养物质会抑制乙醇的生成,从而避免了菌类的生长周期变长,产率下降等问题。在培养过程中准确的添加补料量可以有效的调节菌类的呼吸防止中间出现氧气的限制。这样做的办法很大程度上减少了酵母菌的发芽问题,同时促进酵母菌细胞的快速成熟,从而直接提高了酵母菌的产物的产量。在不断的利用先进设备进行检测的同时更好的了解菌类发酵过程中的动态信息从而更好的了解发酵过程中原料的需求情况。根据需求以及菌类种类的不同可以适当选择添加物的物理特征。例如添加液态物质,固态物质。 1.2 二氧化碳对菌类生长的影响 二氧化碳作为新陈代谢的最终产物直接影响到菌类的生存情况。当溶解在发酵液中的二氧化碳的浓度超过一定范围以后直接会对氨基酸、抗生素等出现抑制或者刺激现象。当菌类代谢产生的二氧化碳的浓度超过4%的时候,直接会影响菌类的糖代谢和呼吸速率。就算营养液中的氧气达到标准由于二氧化碳的浓度超过一定的范围也会直接影响到氨基酸的发酵问题。因此,在更快的提高发酵产率的同时也要考虑到产物二氧化碳的排放问题。在生产过程中,要考虑到二氧化碳随着液体深度压力变化的情况。为了更好的满足生产的需求常常采取减少通气量以及提高罐的压力来减少逃液,但是根据二氧化碳的性质这样做的在很大程度上增加了二氧化碳的含量从而直接影响菌类的生长。所以,在考虑到菌类生长发酵的同时也要考虑到二氧化碳浓度以及排泄的因素。 2 微生物发酵工艺优化的方法 2.1 正交试验设计法 正交试验设计法是一种数理统计方法,主要是通过正交表来进行多因素问题的分析,在研究得出结论以后可以通过直观分析或者是直接对比来确定微生物发酵的主要影响因素。该设计法在使用中具有工作量小、方法简单、效果好、效率高等特点,因此正交试验设计法是微生物发酵工艺优化的最常用方法。正交试验设计法在工业和农业生产中应用广泛,并且在其他科研领域也取得了显著的效果。该设计法曾被多名生物学家进行实际的优化应用,例如利用正交设计法对枯草芽孢杆菌的液体发酵进行优化,从而使发酵后杆菌的产量大大提高。 2.2 Plackett-Burman设计法 Plackett-Burman法主要针对因子数较多且未确定众因子相对于响应变量的显著影响,采用的试验设计方法。能够及时有效地筛选出对试验结果具有显著影响的关键因素。在通常情况下,使用Plackett-Burman设计法开展的N次试验最多能够研究(N-1)个因素,对每个因素取两个水平,通常是设低水平为原始培养条件,高水平为低水平的1.25倍,通过对各个因素两水平的差异与整体的差异进行对比分析来对因素显著性进行确定。需要加以注意的是,如果因素水平选取得不合适有可能导致Plackett-Burman试验结果无效,从而需要重新选取因素来进行再一次的试验;如果Plackett-Burman试验的模型有效,那么则可以确定对试验具有显著影响的因素,然后下一步可以通过开展响应面设计等方法来筛选出最优的条件。袁辉林等利用Plackett-Burman设计方法获得了预期结果。 2.3 响应面设计法 响应面设计法是一种统计方法,主要结合数学建模、统计分析、实验技术等方法经过试验设计进行数据的分析,并且通过多元二次回归方程进行函数关系的拟合,从而将工艺参数进行优化。该方法对于变量因素较多的微生物发酵有很好的参数优化效果,能够将各方面所需材料、发酵因素等进行准确的定量,从而保证微生物催化的顺利进行。响应面设计法的适用面较广,目前除了微生物发酵领域以外还遍布于生物学、医学、制药等多个方面,成为使用最广的微生物发酵优化工艺。 3 溶氧量对工程菌的影响 生物的生存发展都离不开氧气。氧气对于微生物来说也是一个关键因素。就拿葡萄糖的氧化分解来说,1mol的氧化糖彻底分解需要6mol的氧气。当菌类合成代谢产物是也需要消耗一定的氧气。根据计算,1mol的葡萄糖大概需要1.9mol的氧气。所以根据不同种类的细菌需要氧气的情况也各不相同,对于好样细菌来说生成产物所需要的氧气也就随之增加。但是由于菌类所需要的氧气并不是直接吸收大气中的氧气,而是吸收营养液中的溶解氧。但是大气中的氧气却很难溶解到水中。在外界压力为101.32kpa温度为25度的时候,氧气在水中的溶解度为0.26mol/L。在这个温度下氧气在发酵液中的溶解度确是0.20mmol/L,但随着菌类的新陈代谢的活动以及各种因素的影响,温度也会随之增加。随着温度的增加,溶解液中的氧气含量随之降低。因此为了更好的满足营养液中氧气的含量,必须及时的掌握培养液中的氧气含量的问题。通过不断补充氧气来弥补温度的增加营养液中氧气的降低。同样也可以采取一定的措施来控制液体的温度,把温度调整到酶的最适宜温度从而更大效率的提高产率。? 4 结论 随着科技的发展工程细菌的不断研究的深入,如何才会更好的实现菌类的最大效益的发酵也是每个企业所关心的话题。微生物发酵工艺对生物技术的发展有良好的推动作用,该技术在工业和农业方面都得到了广泛的应用,通过微生物发酵能够解决很多正常生产无法解决的问题。合理的运用微生物发酵并且不断进行工艺的优化能够提高生产的效率,推动发酵工程技术的不断前进和发展。在技术纯熟以后还可以广泛运用于医药、卫生、工业等多个领域,为这些领域的发展开辟一个新的纪元。 工业微生物论文:PBL教学法在工业微生物学教学中的应用研究 (1.辽宁科技大学,辽宁 鞍山 114051;2.辽宁经济职业技术学院,辽宁 沈阳 110122) 摘要:工业微生物学作为生物工程专业重要的优秀课程,教学方法的改进一直是热点问题。本文探讨PBL方法在教学上的应用,通过设定问题、课堂讨论、教师分析总结、实验方法设计、教师审核、实验操作等步骤,激发学生学习积极性,适应专业学习的需要,适应现代生物技术迅速发展的要求。 关键词:生物工程;专业基础课;工业微生物学;PBL 当前,“二十一世纪是生命科学世纪”的观点已得到了全世界政界和科技界等有识之士的广泛认同。工业微生物学是生物工程专业的重要的优秀课程,微生物教学如何适应专业学习的需要,适应现代生物技术发展的要求,探讨先进科学的教学方法,这是当今工业微生物理论与实验教学亟待解决的问题。 一、PBL教学法与传统授课方式[1] PBL(Problem-Based Learning,PBL),是一种新型的教学模式,在很多学科领域教学中发挥了突出作用。PBL教学法中教师为辅助,以问题为主轴架构学生的一切学习内容,着重培养学生的学习能力。PBL教学要求教师设定的问题必须是学生在其未来的专业领域可能遭遇的问题,引出问题来调动学生学习的积极性与主动性,积极主动寻找问题的答案。PBL教学侧重小组合作和自主学习,通过社会交往发展学习工作能力和团结协作技巧。教师的作用是指导认知学习技巧,以学生为主导,由学生自身担负起学习的责任,自我评价和小组评价来完成教师设定的问题,彻底改变教师为主体、学生被动接受的教育模式。 二、工业微生物学教学中PBL的应用 微生物(microorganism,microbe)指肉眼看不见或看不清楚,必须借助于显微镜才能看清外型的微小生物的统称。微生物通常包括无细胞结构的病毒、亚病毒(类病毒、拟病毒、朊病毒)、具原核细胞结构的真细菌、古生菌以及具真核细胞结构的真菌(酵母菌、霉菌、蕈菌等)、原生动物和单细胞藻类。通过本课程的学习,使学生掌握工业微生物学基本理论,了解微生物在工农业生产中的应用。课程内容主要包括微生物的形态结构、分类、营养与代谢、微生物的生长、微生物的遗传变异与菌种选育、微生物的生态、传染与免疫、应用微生物等;需要化学类、生物化学、细胞生物学的课程基础。由于工业微生物学内容庞大,传统教育以老师为主体的教学模式忽略了学生的感受,学生只能被动地接受知识,因此削弱了学习的主观能动性与学习积极性,学生学习效果自然不佳。“授之以鱼不如授之以渔”,教学应贵在教导学到真本领,学生厌学是失败的教学。科学合理采用现代化教学手段,⒎⑹皆擞枚嗝教褰萄В把PBL作为钥匙开启主动学习的大门,设定问题探索本学科的发展历史、基础理论、基本实验技能、最新科研动态成果,在学习中明确学习目的,鼓励学生提出问题,掌握学习方法,组织学生进行课堂讨论,极大地满足学生的求知欲望,提升教学的内涵,便于学生消化和理解知识,将传授知识和提高能力密切结合。[2-4] 1.理论教学中的问题设定。PBL教学法设定问题难易程度要适宜,教师按照课前准备、提出问题、解决问题进行。 设疑1:在你的生活中,认为哪些是微生物?(讨论、放微生物图片、总结微生物形态特征,得出概念)通过微生物的用途、与人关系、微生物形态,掌握微生物概念、特点;通过科学发展历史认识工业微生物学的发展历史;通过微生物应用与危害认识微生物在人类生活中的作用。 设疑2:什么细菌?结合细胞生物学学习(讨论、放微生物图片、总结细菌形态特征,得出概念) 设疑3:雨后土腥味、大气中最初的氧气哪里来的?(讨论、放微生物图片、总结特征,得出概念) 设疑4:什么真核微生物?(讨论、放微生物图片、总结特征,得出概念) 设疑5:酿酒、面包怎么制作的?(讨论、放微生物图片、总结特征、概念)结合生物化学学习 设疑6:微生物靠什么生活?(讨论,得出结果) 2.实验教学中的问题设定。工业微生物学实验部分主要包括微生物的观察、培养、分离纯化、性质鉴定、微生物检验等,也可以划分为微生物基本技能训练和微生物常规仪器使用的基础性实验部分,以及多种技能运用的微生物综合类实验项目。通过技能学习,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力,养成求真务实、严谨自律的科学态度,为今后从事生物工程技术及新产品开发等工作打下坚实的基础。学生在课程学习中能够通过与教师的相互作用增长学识并发展独立思考与创新的能力。PBL通过问题设定要求教师把教学的重点转向激发学生思考、动手,进而掌握技能,克服了传统的“注入式”教学法的弊端,让学生产生真正在探索和发现的思维。每一个实验题目(常见微生物是什么样子,微生物的食物是什么,微生物怎样生长的,物理化学因素如何影响微生物?等等)就是一个问题,学生带着问题而来,通过讲义了解初步的内容,通过动手操作,相互切磋,在探索中学习。通过微生物的采样、分离、观察、培养,巩固微生物理论学习。教学相长,研究新的实验技术,让学生利用教师提供的实验材料,去探索发现,并得出结论。将微生物实验预习报告、学生日常操作和实验态度、实验过程报告及实验技能考试的比例分配好,细化评分标准。为了使PBL教学法能落到实处,考核也要紧跟教学的需要,带着问题来实验,否则不能参加实验,在边操作边切磋边讨论中学会实验技能,注重实验结果的分析,实验成绩中平时学习态度占10%,实验报告占30%,实验操作考核占60%。[5-10]。 “学会认知、学会做事、学会共同生活、学会生存”都强调了学与做的结合。工业微生物学既是专业基础课,也是一门专业技术,可直接应用于生产实践。使用新的实验方法与技术,就如当初列文虎克(Antony van Leeuwenhoek)发现微生物一样,肯定学生在显微镜下找到的肉眼难以看清的世界,肯定学生学会的最基本的实验技巧,培育科研兴趣,当这兴趣发展到一定程度,进入教学,研究微生物的形态结构,进一步完善对实践的观察,通过这一个点的兴趣进入对这一学科领域的钻研,而不是为了应付考试机械地背诵理论。PBL教学法强化学生探索和发现的心理,克服“注入式”教学法的束缚,把激发学生积极性主动性学习作为教学的重点,真正掌握打开知识大门的方法。 工业微生物论文:工业微生物混合发酵的研究进展 摘要:指出了混合发酵是2种或2种以上微生物在同一培养基中进行的发酵,在某种特定情况下,混合培养在发酵过程中有利于微生物间的相互协调,提高产物的生产效率或降低培养基的要求等,比纯培养更快、更有效。对于工业微生物或者具有工业生产潜力的微生物混合发酵生产维生素、沼气等产品进行了探讨,阐明了工业微生物混合发酵的现状和发展趋势。 关键词:工业微生物;混合发酵;协同作用 1引言 人类对微生物的利用经历了天然混合培养到纯种培养2个阶段。过去的多数发酵食品都来源于混合发酵,由于多菌发酵是一个完整的或接近完整的生物体系,体系中的微生物之间大多数具有生长代谢协调作用。自从纯种分离技术被广泛应用以来,人们研究的重点、焦点似乎都在单一的菌种上,忽略了天然发酵的模式,那就是生存环境的完整性和协调性。利用混合菌种发酵生产饮料正是利用几千年以来各菌种之间的共生性。纯培养技术使得研究者摆脱了多种微生物共存的复杂局面,能够不受干扰地对单一目的菌株进行研究,从而丰富了我们对微生物形态结构,生理和遗传特性的认识。但是,在长期的实验和生产实践中,人们不断地发现很多重要生化过程是单株微生物不能完成或只能微弱地进行的,必须依靠两种或多种微生物共同培养完成。微生物混合培养或混合发酵已越来越被人们所重视。 2混合发酵生产功能性饮料 目前混合发酵在功能性饮料的开发和生产方面有广泛的应用。根据国际饮料行业协会的新规定,功能性饮料是指具有保健功能的软饮料。目前市场上的功能性饮料主要分为3类,即运动饮料、能量饮料和其他饮料,其大多含有氨基酸、矿物质,以及各种维生素等人体所需物质。这些饮料的开发多数采用了混合发酵技术,也有部分是采用直接从生物体提取和单菌发酵方法的。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,饮料消费迅速增加。据有关资料显示,1980年我国饮料产量仅28万t,1995年则猛增到1 000万t,2005年达到2 000万t,25年间平均以26.7%的速度增长。如此巨大的饮料市场,发酵功能性饮料必须占有一席之地。据国家统计局、中国饮料工业协会、中国食品工业协会、中国海关、中国经济信息中心、中国竞争情报网、中国食品商务网、全国及海外500多种相关报纸杂志的基础信息等公布和提供的大量资料显示,中国饮料市场成为中国食品行业中发展最快的市场之一。2003年中国饮料产量2373万t,比2002年增长16.84%。实现工业总产值(当年价)813.87亿元,销售收入774.42亿元,分别比上年增长40.12%和40.41%。以“红牛”“脉动”等新一代品牌为代表的功能性饮料已被广大消费者所接受,并在健康潮中掀起一股功能性饮料的热潮。就我国目前的饮料市场来看,功能性饮料正处于黄金发展时期,具有极大的开发空间[1]。 3微生物混合培养生产药品 3.1维生素的混合发酵生产 维生素C二步发酵是混合发酵的典型实例。这种方法是由中科学院微生物所和北京镧药厂合作,于20世纪70年代初发明的。其第2步发酵由氧化葡萄糖酸杆菌和巨大芽孢杆菌等伴生菌混合发酵完成,其中小菌为合成维生素C前体2-酮基-L-古龙酸(2KGA)的菌株,但很难单独培养,且单独培养产酸能力很低;大菌单独培养容易,但不产生2-KGA,与小菌混合培养时不仅可促进小菌生长,而且能大大增强小菌的产酸能力[2]。能与小菌混合培养合成2-KGA的伴生大菌有很多,除巨大芽孢杆菌外,还有蜡样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌地衣芽孢杆菌,苏云金芽孢杆菌等,某些酵母亦有该作用。有关研究表明,大菌为小菌提供某种生长因子促进其生长,并且提供某些生物活性物质协助小茵合成2-KGA,二菌混合培养呈互生关系[3]。通过调节二菌比例、pH值、温度及溶氧量等因素,可使混合菌达到较适的生态状态,发挥较高的生产效能。二者间的关系和作用机制正在进一步深入研究中。此外维生素B12可利用谢氏丙酸杆菌和马铃薯芽孢杆菌或大肠杆菌的混合培养生成。 3.2抗菌肽的生产 乳酸菌素是一种由乳酸菌属菌株产生的抗菌肽类,可抑制多种革蓝氏阳性菌的生长,已被50余个国家用作食品保鲜剂[3]。1999年Shimizu等[4]报道,以Lactococcus lactis和Kluyveromyces marxianus混合培养可有效地生成乳酸菌素,这主要是由于Kluyveromyces marxianus可通过消耗前者产生的乳酸控制发酵体系的pH值,从而使乳酸菌素的产率维持高水平。 3.3甾体转化 多种甾体类药物的转化也是利用混合菌培养实现的。诺卡氏菌和节杆菌培养用于5α-Δ9(11)-16β-甲基-3β,17α,21-羟基-孕甾烯-3β,21-双醋酸酯-20酮和5α,17α-甲基-17β羟基-雄甾-3酮的1,4位上的脱氢转化[4]简单节杆菌和玫瑰产色杆菌的混合培养也可用于甾体转化。 4微生物混合培养用于生物降解 蛋白质是配合饲料中的主要营养成分,一般占20%左右。随着畜牧业的迅猛发展,对饲料蛋白的需求量日益增加。因此寻求新的饲料蛋白来源便显得十分重要。我国薯类作物产量很高,但因其本身蛋白含量很低,直接用作饲料其生物效价不高通过微生物转化技术可由丰富的薯类资源得到菌体菌蛋白饲料,从而可在一定程度上缓解日益突出的饲料蛋白短缺问题。对淀粉质原料而言,通常采用的工艺是原料先经酸法或酶法糖化等预处理,将淀粉降解为可发酵性糖,然后再接种相应的高蛋白产生菌合成微生物菌体蛋白。为简化生产工艺,直接采用具有淀粉分解能力的菌种发酵生产蛋白饲料已日益受到重视。 我国是蛋白质饲料资源短缺的国家,目前蛋白质饲料年缺口约为1 500万t。据预测2010年到2020年我国蛋白质饲料资源需求分别为6 000万t和7 200万t[5]。目前我国发酵工业的废菌渣和糟渣类农副产品下脚料以及废弃物大多没有充分利用,这不仅造成资源浪费,而且造成环境污染[6~13]。现在生产主要是以食用菌生产过程中的废菌渣为主要基质,筛选适合分解利用废菌渣的多种大型食用真菌和酵母菌,采用单独培养和混菌共同发酵工艺来生产饲料蛋白,以实现废弃物质资源化和物资的循环再生,减少环境污染。 4.1对原油的降解 生物修复是治理土壤石油污染的重要方法,主要原理是微生物利用石油作为碳源进行同化降解,使其转变为无害的无机物质。据文献报道,单菌株所能代谢的石油组分有限,大多数石油降解菌株只能代谢一种或几种石油烃。但经过混合菌对原油的降解及其降解性能的研究,发现经驯化后的烷烃降解菌GS3C、菲降解菌GY2B、芘降解菌GP3A和GP3B对原油都具有一定的降解效果。GS3C能基本去除原油中的直链烷烃化合物,GP3A对C 4.2对生活垃圾的降解 世界每年产生大量生活垃圾,处理方法主要是堆埋和焚烧,占用土地和浪费能源,既污染环境又带来一定危害。生活垃圾在经过发酵后可作为有机肥料,但在一般条件下,其发酵时间长且肥效低,影响了其实际应用[15]。 有研究表明纤维素分解菌可混合培养,自生固氮菌利用纤维素分解菌分解纤维产生的葡萄糖作为碳源,纤维素分解菌利用固氮菌固定的氮作为氮源,两者相互利用、相互依存,进行生长和繁殖。两者混合培养的菌数和发酵液总含氮量明显高于各自单独培养。自生固氮菌与纤维素分解菌的混合菌液作用于生活垃圾,可大大提高生活垃圾的降解速度,同时其降解物的含氮量也有明显的提高。用这种方法处理生活垃圾既可以提高生活垃圾的降解速度又使其含氮量增加,提高了肥力,同时其降解物中含有大量的有生物活性的固氮菌及纤维素分解菌,所以是一种优良的生物活性肥料。将其施用于土壤中,既增加土壤的肥力,又增加土壤中固氮菌及纤维素分解菌的数量,有利于土壤中有机质的分解及土壤自生固氮,进一步增加土壤肥力,改良土壤,减少化肥的施用,有利于环境保护[16]。 4.3氨基多糖生物降解氨基多糖 氨基多糖主要以几丁质和脱乙酰几丁质的形式存在于节肢动物外骨骼和真菌细胞壁中,在自然界中的含量仅次于纤维素。利用微生物对氨基多糖进行降解和转化,有可能生成具有生物功能的活性糖蛋白。王士奎以Beauveria Bassiana LB90为氨基多糖降解菌,以Candida sp.LB50作为氨基糖转化菌,建立了氨基多糖混合菌生物降解和转化模型。与纯培养比较,粘度下降比率提高23.0%,可溶性糖含量增加167.7g/mL,两菌呈互生关系[17]。 5混合发酵开发清洁新能源 5.1沼气发酵中的作用 沼气发酵是由多种产甲烷菌和非产甲烷菌混合共同发酵完成的。我国是农业大国,每年产农作物秸秆7亿t以上,禽畜粪便大约1.4亿t。随着农村经济发展和农业结构调整,牲畜养殖已经由过去的农户分散养殖过渡为集中养殖,并且大多集中在大城市附近,这必将造成农村户用沼气池发酵原料的短缺。因此,寻求新的发酵原料将是亟待解决的问题。然而单一以秸秆作为发酵原料,由于其碳氮比高、速效养分含量低、纤维木质素含量高,表面有一层蜡质,不利于微生物的附着,且降解率低、厌氧消化时间长、易出现漂浮分层,一直不能被广大农民所接受。将粪便和秸秆混合发酵,可以有效弥补秸秆作为发酵原料的弊端[18~19]。 5.2乙醇发酵 作为可更新可持续的生物能源,生物酒精是经济高速发展过程中替代传统石油燃料能源的最佳选择之一。把纤维素作为可更新资源通过微生物降解转化生成糖类,然后糖类进一步发酵转化成液体燃料具有广阔的应用前景[20~23]。然而,纤维素酒精的规模工业化生产还面临很多严峻的实际问题,其主要问题之一就是微生物对纤维素的降解效率以及糖类发酵转化成酒精的效率太低[20,21]。研究表明,热纤维梭菌(Clostridium thermocellum)是一种高效的纤维素降解细菌,但其酒精生产效率较低[22,23];嗜热厌氧乙醇菌(Thermoanaerobacterethanolicus)不能降解纤维素,但其能够有效的发酵糖类而转化为酒精。因此对两者进行混合培养,可以利用热纤维梭菌高效降解纤维素转化成糖类,然后糖类可以作为嗜热厌氧乙醇菌的底物通过发酵转化成酒精,这样一个稳定的混合培养体系可以作为纤维素酒精工业化生产微生物群落较好的选择。本研究主要以热纤维梭菌和嗜热厌氧乙醇菌为对象,以Solka Floc为底物纤维素,系统分析了热纤维梭菌纯培养以及热纤维梭菌和嗜热厌氧乙醇菌混合培养对纤维素酒精生产能力、纤维素降解能力及终产物分布的影响,以期为纤维素酒精工业化生产提供理论依据。 6结语 虽然微生物混合发酵技术的部分成果已成功应用于部分工业生产,但在大多数混合菌体系中,菌间相互作用机制和发酵产物对于各种混合菌之间的影响的研究还很少。同时对于菌株混合时的安全性还没有系统的评估和研究。混合发酵关键是摸索pH、温度、混合比例、菌株混合时间等多菌种的共同培养条件,从而确定菌株发挥最大协同作用的结合点。为了使混合发酵能够更好地应用于工业发酵生产,使其最终具有良好的大规模生产的工业应用前景。针对目前混合发酵的随机组合和盲目的发酵实验,需要深入研究并且建立快速有效的混合菌发酵模型是非常必要的。因此,如果从生理、代谢和遗传角度对混合菌间关系和协同作用机制进行深入研究,对混合菌培养的理论和应用都将有巨大的突破。所以未来的研究重点可能集中在多菌组合模式、筛选适合菌株,并且优化混合培养的条件。混合发酵有广阔的发展空间,在工业发酵中如果得以合理的运用,就必定可以提高生产效率与产品质量,为实现绿色无污染生产提供了新的发酵模式。 工业微生物论文:《工业微生物育种技术》课程项目化教学实践 摘要:《工业微生物育种技术》课程以岗位需求为依据确定课程目标,以育种工作流程为主线设计教学项目,以学生为主体完成项目实施,以过程性评价为手段增强技能培养,为培养学生的岗位职业能力、动手能力和实践创新能力提供了较好的教育平台。 关键词:微生物育种;项目化教学;高等职业教育 早在4000多年前,我国劳动人民就会利用微生物来生产酒和酿造食品。如今,利用工业微生物育种技术对微生物进行改造,可以提高目的产物的产量、质量或获得新的目的产物,并符合工厂化生产的要求,从而使抗生素、酶制剂、氨基酸、维生素、核苷酸、生物碱、激素等微生物产品产量成倍甚至成千倍增长,同时产品质量也不断提高,各类微生物产品已深入到人类生活的各个方面。工业微生物育种技术是高等院校生物技术类专业的专业课程。在传统的教学过程中,教学内容往往太过理论化,理论知识与实际操作未能结合,学生学习难度大,感觉枯燥乏味;而且,教学实验安排大多是孤立的,在技术上不具有连贯性和系统性,不能将技能训练与生产过程有机结合,学生学完之后不知如何运用,解决实际问题的能力提高不明显。显然,传统的教学方式已不能满足现今高技能生物技术专门人才培养的要求。如今,许多高职院校正在积极探索新的教学方法,项目化教学就是其中常用的一种。它依照教学目标将课程内容设计成若干个操作性较强的项目,以工作任务为中心,以典型产品(或服务)为载体,开展课程教学,将理论知识、实践操作与素质培养融为一体,学生在完成项目工作任务过程中,既收获了知识,又锻炼了技能。与传统教学法相比,项目化教学强调行动导向、项目载体、任务驱动、素质渗透、学生主体以及理论实践一体化,主要解决“怎么做”和“怎么做得更好”这两个问题,是培养技能型人才的主要途径[1]。2007年,湖北生物科技职业学院生物工程系开设了《工业微生物育种技术》这门课程,它是生物技术及应用专业和生物制药技术专业的必修课。自2010年引入项目化教学方法以来,经过多年的探索和实践,该课程取得了良好的教学效果。 一、以岗位需求为依据确定课程目标 按照工业微生物育种技术在生物技术及应用专业人才培养方案中的定位,依据职业岗位的需求,确定本课程的教学目标,即能根据微生物育种原理和基本操作流程,制定育种的实施方案,并按照实施方案应用微生物育种技术获得高产突变株,同时能对实施过程和原有方案进行评价和改进。课程教学目标,包括知识目标、技能目标和素质目标三个方面。(1)知识目标:熟悉工业微生物的特征,了解工业微生物育种技术的方法种类;掌握基因突变及基因重组的机制;掌握工业微生物诱变育种的原理与方法;熟悉其他常用的工业微生物育种方法。(2)技能目标:能够根据微生物的来源与特性,选择合适的分离纯化方法,并进行分离纯化操作;能够根据微生物的类型,选择合适的诱变育种方法;会进行生产菌种的保藏及复壮技能;能正确使用微生物的培养设备,并进行维护。(3)素质目标:具有较强的责任心和严谨的工作作风;具有较强的人际沟通能力;具有较强的团队组织协调能力;具有良好的安全、环保和节能意识。 二、以育种工作流程为主线设计教学项目 项目化教学的关键,在于教学项目的设计。我们一般应根据课程教学目标,以职业活动的工作过程为依据,结合职业岗位的典型工作任务,按照学生的认知规律来设计项目。项目设计要打破传统学科体系的章节编排,不应以知识的逻辑顺序为依据来安排教学。每个项目都有其相应的知识、技能和素质要求,让学生在“做中学、学中做”。工业微生物育种技术的教学项目设计具有以下特色。 (一)课程设计思路 大多数项目化教学课程的设计思路,是将课程内容设计成基础项目、主导项目和自主项目。根据工业微生物育种课程内容、操作流程和职业活动的特点,笔者将该课程设计成一个综合性大项目,即果胶酶高产突变株的筛选。笔者将原先孤立、分散的单个实训项目综合为一个由9个子项目组成的前后连贯的大项目,其连贯性、整体性的特点更为突出(表1)。两个子项目互为依托,前一子项目的结果是后一子项目实验材料的来源。 (二)相关专业课程衔接 该课程项目产品为筛选出的果胶酶高产突变株,可作为后续课程发酵工程、酶工程、生物分离与纯化、生物制品技术的项目化教学的材料。比如,可对果胶酶高产突变株的发酵条件进行摸索,或对其发酵工艺进行优化,或从高产突变株中分离纯化果胶酶,或对提纯的果胶酶进行性质分析。从而完善了专业课程体系建设的连贯性、整体性及层次性,实现了专业课程之间的有机衔接。 三、以学生为主体完成项目实施 在具体子项目实施之前,笔者安排有项目概述环节,内容主要包括:①课程简介:告知学生本课程的教学目标、项目设计情况、教学组织方法和考核方案等。②行业企业概况:介绍工业微生物的应用状况、工业微生物的概念及特点和工业微生物技术种类等。③后续课程任务的布置:要求学生查阅相关资料,指导学生制定子项目实施方案。以微生物育种工作流程为主线,开展子项目的实施,每个子项目有各自的知识、技能目标。在子项目的完成过程中,教师只起组织、引导、指导和评价的作用,学生才是学习的主体。每个子项目的实施步骤如下。 1.项目导入。首先,教师通过案例或者问题导入学习项目,提出问题、给出提示,导入本次课程的内容,组织学生展开讨论。 2.方案制定。学生通过图书馆或者网络查阅资料,以小组为团队讨论并制定实施的初步方案。笔者通常安排学生利用课余时间完成该步骤。 3.方案确定。首先,每个小组以ppt形式向全班汇报制定的初步方案,分析实施可行性,并说明资料来源。然后,教师和其他小组对汇报组进行提问或评价。笔者通过交互式讨论,引入相关知识,最后由教师对各小组初步方案进行点评,同时提出修改建议,鼓励实施方案的多样性。 4.方案实施。学生按照确定的方案,合理分工,团结协作,共同完成项目。在实施过程中,教师随时检查学生实施的情况,进行现场指导,解答学生的疑问,参与学生的讨论,纠正学生的错误,全面掌控学生的实施效果及学习质量。 5.总结评估。总结以各小组向全班展示实训结果的形式进行。评估采取小组互评、教师点评等方式进行。每一个项目均制定了技能考核方案及评分标准,结合学生提交的实训报告进行过程性评价。 四、以过程性评价为手段增强技能培养 成绩考核是教学过程中的重要环节,好的考核方式对学生职业技能的养成会起到促进作用。传统的单一笔试考核方式很难反映学生在学习过程中的素质和能力,与强调以素质为基础、以能力为本位的现代高职教育理念不相符。本课程的考核以结果性评价为辅,重在过程性的评价,以静态知识考核为辅,重在动态能力的考核,学生综合成绩的评定以过程评价、技能考核和理论考核相结合的方式进行。每个子项目的实施都要求进行过程评价,评价内容涉及子项目实施的每个步骤,以子项目5诱变剂量的选择为例,子项目技能量化考核表如下(见表2)。 学生、组长和教师为评价主体的三方,依据量化考核标准分别给出过程评价成绩,然后按照一定比例折合成学生的过程评价终成绩。理论考核和技能考核通常在学期末进行。课程总评成绩的组成详见表3。 现代职业教育,应该是一种以服务为宗旨、以就业为导向、以职业能力培养为优秀的教育,重心应在于培养学生的动手能力和实践创新能力,特别是毕业后从事某种职业的谋生能力[2]。项目化教学,充分体现了学生是学习的主体的特点,学生的学习主动性和积极性被有效调动了;和传统的教学模式相比,其教学效果得到明显改善。当然,以就业为导向,坚持走产、学、研相结合的路线,以岗位技能促进学生就业,在高职高专院校进行课程项目化教学改革是一个漫长的过程,需要学校和教师从多方面进行改革,比如教学观念、管理、内容设置、教学模式及结果评定等。 工业微生物论文:浅析微生物转化技术在现代医药工业中的应用 摘 要:随着现代科学技术不断发展,越来越多的化学制品在日常生活中得以使用。而在于现代医药工业使用之中,许多企业使用酶转化或者微生物转化技术加以产品的制作,而微生物转化技术在现代医药工业的具体应用之中,占有极为明显的优势,尤其是在一些手性药物的制备之中。因此本文主要对于微生物的转化使用所表现出来的积极作用进行了阐述,详细分析微生物转化技术在现代医药工业中的具体应用。 关键词:微生物;转化技术;现代医药工业;具体应用 过去三十年间,微生物转化技术在化学领域内不断地进行常识性试验,并且得到了全面的发展,而在实际的使用方面,也得到了极为长足的发展。现在社会中,大量的运用化学制品,而许多化学制品都是制作工艺十分复杂的产品,例如药品、食品添加剂、化妆品等日常生活中极为常见的生活必需品。而在这些产品的具体合成过程之中,许多重要性的反应已经可以使用微生物转化技术加以代替。因此,本文主要针对这一技术在现代社会中的具体应用加以分析。 1 微生物转化的简要概况 所为的微生物转化就是使用微生物将一种物质转化为另一种物质的这样一个过程,这一个过程主要是建立在微生物产生一种特殊的细胞内部的酶作为生物催化剂展开的化学反应。简单来说,是使用一种以微生物为基础进行合成的技术。这些酶对于微生物来说,是生命过程中的必需品,而在具体微生物的转换过程中,这些酶仅仅是作为一种催化剂而存在的。另外,在使用微生物进行处理过程之中,不仅仅是需要利用相似的产品,并且在相似产品中增加的底物也存在着同样的催化作用,所以我们可以将微生物转化技术看做有机化学的一个特殊的分支。 之所以微生物能够将某种物质转化成为另一种物质,主要是因为酶的作用。我们不需要对酶进行解释,只需要了解酶的转化和微生物的转化之间存在着细小的差别,酶是一种单一的化学反应,后者则是提供了一种合成酶的场所和反应。所以,从这一个方面来看,微生物转化是一种真正的生物转化。另外,因为生物转化过程中所使用的酶多数来自微生物,我们也可以从动植物中找到所需要的酶。因此再具体的微生物转化过程中,究竟是选择使用酶还是微生物进行转化,需要综合考虑多种因素,比如成本、例如环境以及生产机构的设备质量等方面。 同时,在研究微生物的具体转化过程中,需要充分考虑多个方面的问题,例如如何选择要转换的物质,所选择微生物的具体应用那个能力,转化的方式以及具体转化反应的选择等。这其中最关键的一点在于选择转化过程中的合适的微生物,以及如何提高这种微生物的转化能力,也就是酶的活力应该如何的提高。另外,一旦发现一种新的酶或者一种新的反应就要设计一种新的转化过程。要想寻找十分合适的微生物,除了要十分了解酶的反应,更加有效方法是通过筛选的方式来选择酶。 筛选的方式选择酶,所要涉及的范围必须尽可能的宽广,因为截止到现在已经出现了将近3000多种的酶,这些酶中有些酶的催化效果明显好过化学催化剂。另外,微生物呈现出多样性,从而能够帮助我们找到我们在预先设计中所想要得到的一种反应。 2 具体药物开发过程中的使用 现在越来越多的专家研究发现,作为药物使用的一种混合物有着不容忽视的弊端,而在最近一段时期美国FDA公布的一些药物使用原则加快了转换技术从已经开发出来的药物中开发出单一药物的脚步。 而制作手性药物的关键之处在于不能对称的一张合成型技术,并且长久以来,许多化学专家都开发使用化学药品来展开不对称合成技术的研究和发展。然而在最近的20年间,越来越多的化学专家将研究的目光头像到如何将微生物转化更好地运用到有机合成之中产生了兴趣。应用微生物进行催化的技术要比使用化学合成以及不对称合成的方式具有更加明显的优势,主要在于这样几点:(1)转化物质具有更强的转移性,也就是不需要专门的基因保护;(2)使用微生物进行转化条件更加优越,有着极高的转化率;(3)而在生物转化过程中对于外界的影响更小,尤其是对环境的污染方面。特别是近年来DNA重组技术的应用和新的转化系统的开发应用,使愈来愈多的原来使用化学方法进行不对称合成的化合物有可能被生物催化转化的方法来替代。 利用生物转化技术进行手性药物的开发主要进行两个方面的工作:一是进行药物关键中间体的制备,因为利用生物催化转化方法制备对映体纯化合物具有很大的吸引力,但试图利用这种方法来完成所期望的复杂的有机合成往往是困难的,甚至是不可能的,而利用这种方法获得某一关键中间体是切实可行的;另外,尽管用化学的方法能够在实验室条件下获得所需要的手性药物,但往往是由于成本和技术问题难以实现产业化。因此用化学一生物一化学的制备路线具有独特的优越性,即所谓的“绿色合成工艺”;二是进行消旋化合物的生物拆分或转化,得到单一构型的药物分子。 3 组合生物催化与新药发现 组合生物转化/催化,是指利用一种以上的具有特殊转化功能的微生物或酶,对同一个母体化合物进行组台转化,以得到化学结构的多样性,它是从已知化合物中寻找新型衍生物以及从简单化台物制备复杂化合物的有效手段。从某种角度讲,它比化学合成的方法更为简单和有效。这是一个新的研究领域。 天然产物的多样性和其结构的复杂性,是存在于生物体内大量酶的作用结果。生物体内负责一系列重要生命活动的酶,在体外同样具有相同的催化能力。因此,只要体外的催化环境与体内相仿,则能够实现一系列复杂的,特别是用传统化学合成方法难以实现的化学反应。利用生物催化剂或化学合.成一酶催化相结合的方法,能够大大地增加衍生物的多样性,以及能够有效地对复杂天然产物的结果修饰和从简单的分子构建新的化合物库,在这过程中,往往能够发现新的生理活性物质。生物催化剂为扩大组合化学提供了各种合成的可能性。 利用生物催化发现先导化合物的优越性在于:(1)可能进行反应的范围广;(2)能够定向进行区域选择性和立体选择性;(3)不需基团保护和脱保护,一步实现所需的反应;(4)在温和和均一的条件下可容易地实现自动化和一步反应的重现性;(5)温和的反应条件保证了复杂易变的分子结构的稳定性;(6)高的催化活性可以降低催化剂的用量;(7)酶的固定化可以使催化剂反复和循环使用;(8)生物催化剂可在环境中完全被降解。 结束语 综上所述,微生物转化技术在现代医药工业中起到十分重要的作用,并且对于药物等日常生活用品的生产方面也起到十分突出的作用。这就要求我们做好这一方面的具体工作,并且详细考虑在合适的场所选择合适的酶或者生物转化技术来进行生产和转化,从而确保生产产品的优异质量。
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生物技术进展论文:盐碱化草地恢复技术最新进展 II 生物技术 摘要:盐碱化土地的恢复和治理是人类共同面临的一个难题,解决草地盐碱化问题的根本途径在于恢复植被,改善土壤结构。生物改良技术具有物理、化学和水利改良技术所不具有的优势,如实用性、经济性和可操作性等。羊草、星星草、野大麦是目前进行植被重建时重点选择的品种。基因工程可提高植物的耐盐能力,受到越来越多的关注。 关键词:盐碱化草地;植被重建;生物改良技术 为本文通讯作者几十年来,国家和地方投入大量人力、物力和财力研究改造盐碱地,经历了从单项措施(20世纪50年代以农业改良措施为主、20世纪60年代以水利措施为主)到综合措施(20世纪70年代开始农、林、牧、水全面治理工作)、从小范围试验到大面积推广的过程,在土壤盐分的成因规律和特征、不同灌溉格局下的水盐运行机理、耐盐碱植物的筛选、盐碱地恢复与重建的技术措施等诸多方面,取得了新的进展和突破,收到了较好的治理效果。 1地表覆被 地表覆被可减缓或抑制水分与大气间直接交流,对表层土壤水分蒸发起到阻隔作用,明显减少土壤水分的蒸发,抑制盐分在地表积聚,防止土壤返盐,从而达到改良目的。地表覆盖物可以利用枯草层、作物秸秆等。 11枯草法 枯草混入土壤中,增加了土壤孔隙度,不断释放营养元素,改善了土壤结构和营养状况,使水盐运动发生改变,降低了土壤盐分。枯草在分解过程中释放出大量有机酸,起到了酸碱中和作用[1,2]。在枯草层实验区和光碱斑对照区内,播种了羊草和野大麦,播种量为75kg/hm2,播种时间为6月末。7月10日测得枯草层实验区羊草出苗数为66株/m2,野大麦出苗数为69株/m2;光碱斑对照区羊草出苗数为12株/m2,野大麦出苗数为16株/m2。枯草层实验区的羊草和野大麦出苗率分别为光碱斑对照区的46倍和43倍。到了9月20日枯草层实验区的羊草存留株数为17株/m2,野大麦为20株/m2;而光碱斑对照区的羊草仅存1株/m2,野大麦为3株/m2。有枯草层的羊草和野大麦的保留率分别为光碱斑的85倍和66倍[1]。维持枯草层是草地资源可持续发展和利用的必要条件之一。 12秸秆法 在裸碱地上扦插和平埋玉米秸秆,可以使土壤理化性质各项指标有所改善,土壤表层可溶性盐分明显下降,土壤有机质含量提高,土壤pH值降低。同时,秸秆可以有效地截留一定量的耐盐碱植物的种子,尤其是虎尾草种子[3]。吴泠等(2001)在约05hm2的裸碱斑上,把直径约2cm的玉米秸秆切成25cm长的片段,进行扦插和平埋处理。扦插的行距和列距均为40cm,扦插深度为5~10cm,秸秆的施用量为350g/m2;平埋处理行距为25cm,平埋深度为1~2cm,施用量为320g/m2。实验一年后,两种处理方式都取得了良好的改良效果,其中扦插处理比平埋处理的效果更好。扦插玉米秸秆可显著提高土壤种子库,改良区土壤种子数量为402 010±177 316粒/m2,次生光碱斑土壤种子库为1 010±3 116粒/m2,被截留的种子为植被恢复提供了种源。虎尾草能在玉米秸秆周围存活,每个玉米秸秆周围可生长319±212株,产量可达68 164±38 172g/m2 [3,4]。使用秸秆法,不需要购买大量化学药品和大规模的机械和人力投入,技术相对简单、成本较低[3]。 2植被重建 21羊草 羊草广布于我国东北和内蒙古的草原区,营养价值高、适口性强,同时耐寒、耐旱、耐盐碱、耐践踏,适于调制各种干草,是抗逆性最强、适应性最广的野生优良牧草之一。目前羊草已成为我国北方盐碱化草地改良的主要优良品种之一[2]。播种后羊草形成繁茂的单优群落,主要靠根茎进行营养繁殖,播种后2~3年内应禁止任何利用,以使羊草群体获得充分繁殖生息的时间,增加羊草与其他杂类草竞争的能力。羊草根茎主要分布在土层5~10cm深处,根茎纵横交错,其上又生长较多的细根,地表又被植被覆盖,使土壤深层盐碱不能上返,表层的盐碱还会被羊草的活动所中和或下移,形成新的表土层,植物群落得以稳定。 22星星草 星星草为典型盐生植物,在平原主要生长在碱湖周围和低湿的盐碱斑上,属C3植物。以星星草为优势形成的草地,分布广、数量多,可用于割草又可用于放牧,是盐碱化草地上优良的牧草之一。由于星星草分蘖多,生长郁闭,可以积累、保持土壤的腐殖质,特别是地下的须根系,改善碱土的物理结构,土壤有机质、全氮、全磷含量增加,土壤全钠、全钙、全镁含量不同程度降低,土壤含盐碱量下降,从而达到改良碱斑的作用[5]。种植星星草三年的地块,0~10cm土层的pH值由1078降至875[6]。3年后可作适度放牧利用,并可作为割草场。 23野大麦 野大麦营养价值高,适口性好,抗逆性较强,在pH值85~95的碱性土壤中生长良好,先后在吉林、内蒙古、河北、甘肃、新疆、青海等省区都有栽培。野大麦草丛茂密,叶量大,较长的营养枝上可达86~134片叶。播种第2年后,每年可刈割两次,第1次在6月下旬为宜,第2次在8月下旬为宜。如果刈割后有条件施肥灌水,可大幅度提高产量[2]。 3基因工程 近年来,植物耐盐基因工程研究越来越受到关注,一些与植物耐盐性有关的基因相继被克隆,不同程度地提高了转基因植物的耐盐能力。应用于植物基因工程的耐盐基因主要有:渗透保护性物质合成基因、与水分胁迫相关的功能蛋白编码基因、与信号传递和基因表达相关的调控基因、与细胞排毒抗氧化能力相关的酶基因等[7-9]。 4小结 盐碱化草地恢复是一项长期的、复杂的、系统的、涉及多学科的综合治理工程,也是一个循序渐进、逐步显效的过程,经过多年攻关,该领域研究已取得很大进展。物理、化学、水利等措施易受条件限制,成本高,难度大。相比之下,生物措施成本低、见效快、易推广,能从根本上解决草地盐碱化问题,是盐碱化草地恢复技术的发展方向[10]。在理论和方法创新的支持下,将会不断出现盐碱地恢复的新材料、新方法和新技术,实现草地生态系统的可持续发展。 生物技术进展论文:生物技术在含油废水处理中的应用研究进展 【摘要】本文对含油废水处理工艺中的生物处理技术进行了相关流程和方法的探究,并最终提出了生物深度处理技术这一发展趋势。 【关键词】含油废水;生物技术;过程;深度处理 一、生物处理技术的概况介绍与应用实例 (一)概述 生物处理技术处理含油废水指的是利用在微生物代谢作用下,将分散到水中的原油、有机污染物进行降解处理,使有机污染物质转化为稳定的无害物质,最终完全无机化。近来较普遍应用且相对成熟的生物处理工艺包括好氧生物处理技术和厌氧生物处理技术两大类。顾名思义,所谓好氧生物处理技术,是指利用好氧微生物代谢作用处理含油废水的技术,按所选材料,分为活性污泥法、SBR法、生物膜法、氧化塘法、AB处理法等形式;而厌氧生物处理技术,则是利用厌氧微生物作用进行含油废水处理的技术,按处理设备,分为厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧生物转盘等处理方法。这两类生物处理技术在有机物负荷、污泥产率,能耗、营养物需要量、应用范围,对水温适应性、启动时间以及处理效果各方面作用不同,相对来说,好氧生物技术在处理效果上较厌氧处理技术好,但两者各有其优缺点,单纯采用一种技术难以达到理想效果。因此,结合使用两种处理技术进行含有废水处理变得较为普遍,遵照分级处理程序,先采用厌氧技术进行初步处理,利用好氧工艺进行处理检验和再处理,以确定合理的技术过程。 (二)实例 学者对含油废水处理技术的综合研究表明,油田污水的处理方法很多,如物理法、化学法等,这两种方法都能够获得一定的处理效果,但存在较多劣势,前者成本高,后者由于投入了化学药剂极易产生二次污染。相比之下,生物处理技术的经济性、适用性最强,对于大规模污水处理收到较好效果。在国内许多油田得到应用,以下对应用该技术的油田及其废水处理工艺作基本介绍:1.胜利油田王家岗废水处理站,该站点建成投产于2002年,利用美国公司菌种,由油田自行设计完成占废水总量约为70%的含油废水处理工程。其技术处理过程为:含油废水—接收罐—两级大罐沉降—溶气浮选—混合池—接触氧化池—沉淀池—计量排放。该站经过生物处理技术的废水指标满足国家废水排放标准。2.大港油田东二废水处理站,该站用美国公司RBC菌种,借助容积为2700m3的接触氧化池每天处理上万立方的废水。其废水处理技术过程为:两级沉降—过滤—隔油—接触氧化池—缓冲池—氧化塘—排放。经处理后的废水符合国家要求排放标准。3.冀东油田高一联废水处理站;该站同样建成并投产于2002年,该工程采用石油大学技术每天实际处理的废水量约3600m3,仅小于设计处理能力400m3,其废水处理技术过程为:两级大罐沉降—过滤—缓冲罐—泵提升—冷却塔—均质池—厌氧池—中沉池—接触氧化池—二沉池—缓冲池—提升—排放。对外排水质的验收报告平均数据进行处理,表明废水排放符合国家标准。 二、含油废水生物处理技术方法 随着油田开采力度加大,采油技术也在不断发展,前后经历了天然能量动力、人工注水方式、改变注入水特性这三次采油变化。目前较普遍采用以人工注水方式保持地层压力,以及通过改变注入水的特性提高采油率的后两种采油方式。由于经电脱水、分离出来的“油田污水”成分复杂,除含原油以外,还溶有各种有害杂质,因此,选取生物处理技术对废水进行处理,方法有:1.曝气生物滤池组合工艺法,该方法是在微生物氧化分解作用,填料及生物膜的吸附阻留作用和食物链分级捕食作用以及反硝化作用下共同完成的。相比传统的活性污泥法,具有生物浓度、有机负荷高,占地面积小,过程简单,成本投入低,抗温性好,菌群组成合理,耐冲击性等优点。包括:1)膜生物反应器—曝气生物滤池法,它能够高效快速过滤超滤膜,同时有效降解高浓度活性污泥生物,且不借助二沉池和污泥回流系统,具有成本小、能耗低以及处理效果好等优点。2)超声气浮—BAF法,在羟基自由基氧化、气泡内高温热解和超临界水氧化三种因素作用下,利用声化学这一边缘科学,在大于20Hz的超声波条件下,提高化学反应速率,超声波有促进有机污染物降解和提高废水的可生化性的功能,但单独应用时去除废水中有毒物质的能力不高。3)A/O—BAF法,此方法模式是“隔油/气浮/二级生化”,处理效果不甚理想。2.氧化沟,氧化沟是在20世纪中期由荷兰开发的一种污水处理工艺,它是在传统活性污泥法的基础上进行改造生成的,污水和活性污泥的混合液可在沟渠形的曝气池中循环流动。其技术过程简单,处理效果良好,排放水达标。3.人工湿地,该方法处理污水最初是借助芦苇之类的人工湿地净化污水,去除其中大量有机和无机物。经过发展,演变为利用基质、微生物和植物,在生态系统的物理、化学和生物协调作用下,通过过滤、吸附、吸收和分解等一些列过程来净化废水,实现废水无害化处理目标。同时通过生物地球化学循环,有利于绿色植物生长。它在出水水质、营养物质去除能力、成本费用、技术含量、综合管理方便等方面具有明显优势。4.氧化塘,将各类微生物和藻类置于氧化塘中,发生氧化反应后,去除有机污染物,使其转变为无机物。研究表明,它对油、酚类有机物、硫化物等的去除效果都较好。5.特种菌类处理,在污水生物处理中,很多细菌具有特殊功能,这些菌类经过分离、培养后,对有机物处理有良好效果。 三、生物处理技术的主要问题及趋势 目前采用高效降解菌的生物深度处理技术在含油废水深度处理领域的研究已取得很大进展,但未来发展中仍存在以下问题,需要重视。体现在:1.由于含油废水所含有机物复杂、繁多的特性,需要结合各种方法,优化各步处理技术,再找出一套综合工艺,满足深度处理技术高效处理废水的要求。2.提高含油废水深度处理器中特殊菌的浓度与活性。在了解含油废水成分组成的基础上,分离、培养各筛选优势菌种,监测该菌的最佳降解条件。根据反馈信息,提高净化效率。3.基于生物工程技术的处理效果,创新技术。提高更有效处理含油废水的可能性。 国外处理采油废水的技术已经由单一利用一种方法转变为多种方法结合使用,出现了物理化学方法与生物技术综合运用,提高了废水处理效率和达标度。而国内多利用二次、三次采油工艺处理废水,相对较落后,不能达到理想的处理效果,为对油田中这种难降解含油废水进行处理,生物深度处理技术成为国内油田采油废水处理技术的发展趋势。 生物技术进展论文:现代生物技术在环境保护中的应用研究进展 摘要 介绍了我国生态环境现状,阐述了现代生物技术在治理环境污染应用方面的优点及其在环境保护中的应用情况,并对其应用前景进行了展望,以期促进现代生物技术在环境保护中的应用。 关键词 现代生物技术;环境保护;应用;前景 随着现代工业技术的迅速发展,我国国民经济社会总体发展速度较快,城市化进程的步伐也日益加快。在经济高速发展过程中,环境问题也随之而来。为了全面建设小康社会,保证国民健康,维护社会可持续、健康发展,必须采取有力措施进行环境保护。因此,积极利用现代生物技术、加强环境保护已经成为人民日益关注的课题。为了实现社会健康、持续发展,实现各类资源的永续利用,环保工作者的首要工作任务就是努力保护和提高环境质量。 1 我国生态环境现状 在我国过去几十年的经济快速发展中,由于片面重视经济GDP的高速发展而忽视了经济发展中的环境保护,导致目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施,但环境质量下降的趋势仍在继续。我国是世界上环境污染最为严重的国家之一,由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染,造成水体污染严重,无法利用。全国约300个城市工业生产和居民生活用水较为短缺,成为缺水城市,占全国600个城市中的50%;而农村这一情况更加严重,约有1亿人口和2亿头牲畜饮水困难。在广大农村,由于水体和土壤的严重污染,耕地利用效率大大降低,不仅减少了有效耕地面积,而且直接威胁居民身体健康,引发各类疾病[1]。目前的当务之急就是要尽快应用高新技术,综合治理和保护环境,从而有效控制环境污染,保持生物多样性和生态平衡。 2 现代生物技术在治理环境污染方面的优点 由于基因重组技术的发现和应用,一项以基因工程为优秀的现代生物技术迅速崛起,并成为高新产业革命的重要标志之一。现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程等一系列高新技术。环境生物技术是由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科,是应用生物圈的某部分使环境得以控制,或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术。这一技术在解决环境问题过程中显示出了独特的功能和显著的优越性,不仅充分体现出这项技术是一个纯生态的过程,且从根本上体现了可持续发展的战略思想。在环境的保护和污染治理中,环境生物技术与传统方法相比较,具有明显优势。生物转化技术可以真正实现清洁生产的目的,其充分利用生物过程减少生产中产生的污染,很大程度上代替了传统生产中的化学过程,更有利于实现无废生产,促进了生产工艺的生态化。现代生物技术的发展,尤其是酶工程、细胞工程、基因工程等,提高了生产效率,强化了环境生物处理过程,在工农业生产中应用这些技术,可以降低成本,其高专一性等特性为环境生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 环境监测与评价 近年来,国内外研究较多的是应用PCR技术生物芯片、生物传感器等生物高新技术进行环境监测。Niedrhauser等利用PCR技术检测了食品中的单核细胞生利斯特氏菌(易导致人类脑膜炎)。传统方法至少需10 d时间,应用PCR技术大大缩短了分析周期,对该菌种的分析只需数小时。刘永军等通过设计多种肠道病原细菌的通用引物,运用实时荧光定量PCR方法,实现了环境水体中肠道病原细菌的定量检测[2]。可以预见,PCR技术在检测水体、土壤等环境中的致病菌、指示菌及基因工程菌方面将发挥越来越重要的作用。 近年来,利用生物传感器监测环境中的污染物,日益为人们所青睐。目前,生物传感器具有使用方便、成本低、省时、易制作等优点,如甲烷生物传感器、氨生物传感器、乙醇生物传感器、亚硝酸盐生物传感器、BOD生物传感器等已达到商业化应用水平,在环境监测中的应用前景广阔[3]。 3.2 工业污水和生活废水的处理与净化 工业污水和生活废水中含有多种有毒物质,例如氰化物、酚类、有机汞、重金属、蛋白质、有机酸、醇、醛、有机磷等,这些污水和废水成分构成复杂,净化难度也较大。生物净化污水的常用方法为固定化酶和固定化细胞技术,也就是酶工程技术。国外已经有许多成功的应用经验,利用固定化酶和固定化细胞实现对工业污水和生活废水中无机金属、有机污染毒物的高效处理。例如德国,以共介结合法制成农药降解酶柱,将酶固定于硅珠及多孔玻璃上,从而实现对多种农药的降解,包括对硫磷等,去除率超过95%。而在我国,固定化细胞技术的应用也有了较大发展,主要用于降解合成洗涤剂中的表面活性剂,对于含100 mg/L废水,酶活性保存率和降解率均超过90%。 (1)废水好氧生物处理。活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术,它是利用某些微生物在生长繁殖过程中形成表面积较大的菌胶团来大量絮凝吸附废水中污染物,并在氧的作用下将这些物质同化为菌体本身组分。活性污泥有着很大的表面积,能够与混合液进行广泛接触,在较短的时间内,通过吸附作用,除去废水中大量的呈悬浮状态和肢体状态的有机污染物,使废水的BOD值大幅度下降。该方法不仅操作简单、方便,而且能使运行管理人员随时了解曝气池中活性污泥的浓度和泥质情况,从而掌握和控制整个工艺的运行参数,通过确定稳定的污泥沉降比值,从而达到高效污水处理的效果[4]。 (2)废水厌氧生物处理。厌氧生物处理又称厌氧消化,是在厌氧条件下由许多种微生物的共同作用,使有机物分解并形成甲烷和二氧化碳的过程。其过程包括水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。由于厌氧处理能量需求低,污泥产量低,能分解好氧生物所不能分解的微生物,因此这项技术也被广泛应用于当今废水处理方面,并达到了预期的效果。 3.3 污染土壤的生物修复 土壤污染也是较为严重的环境污染问题之一,其最主要表现形式是土壤板结沙化、重金属污染,导致土壤无法利用,威胁农业生产。利用生物修复技术治理土壤重金属污染,主要是通过酶促反应等生物作用,对土壤中的重金属进行固定,由于重金属元素的化学形态发生了改变,其移动性也相应降低,通过有针对性的生物对其吸收、代谢,可以削减土壤中重金属的含量,达到净化土壤和降低毒性的目的。其中应用最广的属低温微生物修复技术,重金属的低温微生物修复是利用低温微生物的生物活性,对重金属亲和吸附或转化为低重金属的污染程度。此外,污染土壤经过生物修复过程后还可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失等[5]。 3.4 白色污染的处理和消除 我国每年产生的塑料垃圾数量十分巨大,对环境的破坏程度也十分严重,城乡废弃塑料袋和农用地膜在土壤中几十年都不分解,是形成环境污染的主要污染物之一,利用现代生物技术广泛分离可以降解塑料的微生物群。对塑料制品中的主要成分聚酯分子结构进行破坏,从而消除污染物质。日本及德国已经开展了相关研究,利用细菌生产塑料,通过基因工程方法,对细菌生产聚合物的功能基因进行分离和重组,实现多功能塑料的高效生产。英国在这方面的应用已经实现了产业化,利用微生物生产的塑料深受消费者欢迎,尤其是受到生态环境保护者的青睐。在应用现代生物技术治理白色污染的同时还应大力推广可降解的塑料制品和地膜的应用和研发,从根本上解决白色污染。 3.5 化学农药污染的消除 据估计,我国每年大量使用农药后,仅有0.1%左右的农药可以作用于目标病虫,99.9%的农药则进入农业生态系统,并在食物链中不断传递、迁移,对长期生活在农业生态系统中的人类构成危害,同时也对大气、水源造成污染。为了解决这些问题,人们致力于研制安全有效的方法,也取得了相应的进展。一方面是利用微生物对农药的毒害残留成分进行降解,消除其不利影响。微生物通过其生化途径,分解农药成分,形成无害产物,如CO2和H2O,从而实现无副作用的农药污染治理。另一方面应全面推广生物农药,从源头上消除农药对环境的污染。生物农药,主要是利用某些特殊微生物或微生物的代谢产物所具有的杀虫、防病、促生功能。其有效功能成分完全存在和来源于自然生态系统,是一种来于自然、归于自然正常的物质循环方式,它的最大特点是极易被日光、植物或各种土壤微生物分解。因此,可以认为它们对自然生态环境安全、无污染。英国科学家利用一种叫绿僵菌的真菌杀灭蝗虫,已经取得良好效果。目前,国际上真菌杀虫剂的开发研究方兴未艾,发展迅速[6]。 3.6 微生物脱硫治理空气污染 煤炭直接燃用时将排放出大量的SO2等有害气体,造成大气污染,并由此引发酸雾、酸雨,破坏生态平衡,危害人类健康。据北京环保局计算,2010年北京市仅燃煤每年排入大气的SO2就高达26万t。生物学家利用微生物脱硫,把Fe2+ 变成Fe3+,把单体硫变成硫酸,取得了良好效果。如日本中央电力研究所从土壤中分离出一种硫杆菌,它是一种铁氧化细菌,能有效除去煤中的无机硫。目前,在美国和德国已建成2个实验室规模的连续生化脱硫试验装置。4个欧洲研究组织在意大利撒丁岛已建成一套工业规模的中试连续生化脱硫装置。这些研究已经取得了很大的进展,获得了许多有价值的数据,为朝着工程应用方向发展奠定了基础。微生物脱硫技术简单,成本低,更为重要的是符合“源头防治”的环保新理念,比“末端治理”(污染产生后再治理)效益高,是很有前途的大气污染治理方法[7]。 4 发展前景 我国是一个发展中大国,改革开发30余年来,我国经济总量已居世界第2位,但经济持续高速增长的同时也伴随着严重的物质资源过度滥用和生态环境的严重破坏。现代生物技术作为一种有效的环境污染治理措施,受到越来越多的关注,其在环境生物监测、污染治理、生物修复等方面都得到了广泛的应用,并取得了很好的经济效益和社会效益。更新环保理念,积极借鉴发达国家先进的现代生物技术,对适合我国国情的新技术要加以引进、消化、吸收、创新,大力发展现代生物技术,是我国推进循环经济、实施可持续发展战略的重要组成部分,也是实现全面建设小康社会的宏伟目标,推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展之路的重要技术保障。随着现代生物技术研究的进展和人们对环境问题认识的深入,人们已越来越意识到,现代生物技术的发展为根本上解决环境保护问题 提供了无限的希望。现代生物技术的迅猛发展无疑将会推动环境保护理论及技术的日臻完善,为人类治理和保护环境提供更多可行、可用、有效的方法。 生物技术进展论文:环境保护工程中生物技术与重要进展分析 摘 要:随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法,市场对环境生物技术的需求越来越广泛。同样,随着环境生物技术的进展和市场开拓,其应用已从单个的环境目标治理,发展为广泛应用于环境保护的各个方面。本文主要阐述了环境保护工程中环境生物技术的特点,并针对环境生物技术的重要进展进行分析论述,仅供参考。 关键词:环境保护;环境工程;生物技术 环境生物技术已不单纯是一种污染治理技术,而已开始影响到包括其他行业的产业政策,促进各工业部门逐步以生物过程替代传统的化工过程,如利用生物酶制剂在造纸行业中,进行生物漂白,减少甚至彻底替代化学漂白,并最终在造纸工业中实现完全的生物制浆和生物漂白,彻底解决严重污染我国水环境的造纸黑液问题,使许多污染行业的工业生产真正进入无污染的清洁生产的轨道。 1 环境生物技术的特点 生物是构成生态系统的要素,生态系统内物质循环主要是依靠生物过程来完成的。科技的发展也充分证明生物技术是环境保护的理想武器,这一技术在解决环境问题过程中所显示的独特功能和显著优越性充分体现在它是一个纯生态过程,从根本上体现了可持续发展的战略思想。生物技术在处理环境污染物方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点,加之其技术开发所预示的广阔的市场前景,受到了各国政府、科技工作者和企业家的高度重视。 目前生物技术应用于环境保护中主要是利用微生物,少部分利用植物作为环境污染控制的生物。生物技术已是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、污染环境的修复和污染严重的工业企业的清洁生产等环境保护的各个方面,发挥着极为重要的作用。应用环境生物技术处理污染物时,最终产物大都是无毒无害的、稳定的物质,如二氧化碳、水和氮气。利用生物方法处理污染物通常能一步到位,避免了污染物的多次转移,因此它是一种消除污染安全而彻底的方法。大部分有机污染物适于作为底物,一些有机污染物经生物过程处理后可转化成沼气、酒精、生物蛋白等有用物质,因此,生物处理方法也常是有机废物资源化的首选技术。生物过程是以酶促反应为基础的,酶是一种活性蛋白,生物反应过程通常是在常温、常压下进行的,因而投资省、费用少、消耗低、效果好、过程稳定、操作简便,同时,它还可和其他技术结合使用。生物过程代替化学过程可以降低生产活动的污染水平,有利于实现工艺过程生态化或无废生产,真正实现清洁生产的目标。另外,生物技术的产品或副产品基本上都是可以较快生物降解的,且都可以作为一种营养源加以利用。用生物制品代替一切可以取代的化学药物、化石能源、人工合成物等,有助于把人类活动产生的环境污染降至最低程度,使经济发展进入可持续发展的轨道。利用环境生物技术可治理用其他方法难以处理的环境介质,即用生物修复技术净化环境,使受污染的宝贵资源如水资源、土壤等得以重新利用,同时还可进一步强化环境的自净能力。 2 环境生物技术的重要进展 环境污染不但影响了国民经济的可持续发展,甚至已威胁到人类的健康、智力乃至生存,因此全球各国近几年都在寻找新的途径和方法,以治理和解决环境污染问题。我国是一个发展中国家,经济水平和科技总体水平离国际发展水平仍有相当差距,这就要求我国在科技发展特别是环保高科技发展上,需跟踪国际前沿,与国际同步开发未来可能应用的高新技术。以下介绍几项已接近产业化的环境生物技术。 2.1 高硫煤微生物脱硫技术 我国是一个发展中国家,开发廉价的、操作简便的煤脱硫技术,将具有深远的经济和环境保护意义。与现有的物理、化学法相比,微生物洁净技术具有投资低、操作简便、反应条件温和、不产生新污染,并可和现有的物理洗煤过程相结合,脱除其中的灰分,而煤基本无损失,且可提高煤的燃值等优势。 煤的微生物洁净技术主要是脱硫、脱尘。煤炭中的硫分主要包括有机硫和无机硫、无机黄铁矿硫以及少量的硫酸盐硫。其中,有机硫分、黄铁矿硫FeS2较易去除,早期的研究主要利用一些自养菌在几天时间里将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸,硫酸溶于水中而排出。虽然该方法脱硫效率较高,可去除90%的无机硫,使某些煤的含硫量降至1%以下,但处理的时间较长,并要求较大的反应器容积和较细的煤炭粒径。 为提高脱硫效率,近年来研究人员把选煤技术之一的浮选法和微生物处理相结合,即把煤粉碎成微粒与水混合,并将微生物加入溶液中,让微生物附着在黄铁矿表面,使其表面变成亲水性,能溶于水。在浮选中其难以附着在气泡上,下沉至底部,从而把煤和黄铁矿分开。由于它仅处理黄铁矿的表面,因此脱硫时间只需数分钟即可,从而大幅度缩短了处理时间,可脱除无机硫约70%。另外,该法在把煤中的黄铁矿脱硫时,灰分也可同时沉底,所以也具有脱去灰分的优点。目前,浮选法微生物脱硫已成为国际上洁净煤技术开发的热点。 2.2 造纸工业生物制浆和生物漂白技术 造纸工业中的制浆和漂白工序是污染物产生的主要工序。与化学法相比,虽然机械法制浆纸浆得率高,可节省大量林木资源,但能耗很大,成品纸强度等质量性能不如硫酸盐浆,因而限制了这项技术的发展。生物技术可以帮助解决这问题,其中以生物制浆与生物漂白为最具优势,采用生物制浆与生物漂白可以有效减少蒸煮黑液和漂白废液的产生。利用微生物与微生物酶类进行生物制浆与生物漂白具有很大的优势和潜力,因为微生物极易生长繁殖,酶催化反应具有高度专一性,反应条件温和,并且高效无污染。 木质素是造纸工业中有效利用纤维素的最大障碍。传统的化学漂白法是采用多段的氯/二氧化氯漂白及碱提取来去掉木质素,在废水中会有大量含氯的、致癌致畸的物质,如呋喃、二恶英等,造成严重的环境污染和生态破坏。将生物预漂白技术引入制浆造纸工业中,用木聚糖酶对纸浆进行预漂白,至今,用于生物预漂白的木聚糖酶已经经历了三代的发展。目前,对第三代木聚糖酶的研究与应用正进入高峰期,采用基因工程与蛋白质工程手段获得性质优良的耐热耐碱木聚糖酶已成为各相关实验室的研究热点,期望不久的将来重组酶会更有效地应用于漂白工艺中。未来生物制浆和生物漂白的技术突破将使造纸工业摆脱污染,实现清洁生产。 2.3 污染土壤的生物修复 人类的生产活动,当代工业的迅速发展,大量的人造化学物质排放入环境中,对资源和环境构成越来越严重的破坏。化石燃料的开采和使用,工业三废的排放,给我们赖以生存的环境造成难以估量的污染,不仅制约了经济的发展,而且影响到人类的健康和生存。 针对严重污染的土壤,我国尚未采取大规模的治理措施,仅在少数地区开展了治理,并以物理化学方法(如洗脱、吸附)为主,不仅投资成本高,而且也造成了二次污染。对全国范围的污染环境进行修复,若采用传统方法,即使考虑劳动力相对便宜的因素,其投资规模将仍然非常庞大,如采用生物修复技术,不仅其投资规模大为缩小,而且还没有二次污染。综上所述,环境污染的生物修复技术是我国今后治理环境污染必须发展的生物技术,更具有广阔的市场和发展前景。可预见,在21世纪,生物修复技术将成为我国生态环境保护领域最具有价值和最具有生命力的大面积污染的优选生物工程技术。 生物修复技术是80年代以来出现和发展的清除和治理环境污染的生物工程技术,其主要利用生物特有的分解有毒有害物质的能力,去除污染环境如土壤中的污染物,达到清除环境污染的目的。实践结果表明生物修复技术是可行的、有效的和优越的,此后该技术被不断扩大应用于环境中其他污染类型的治理。生物修复是采用诸如提高通气效率、补充营养,投加优良菌种、改善环境条件等办法来提高微生物的代谢作用和降解活性水平,以促进对污染物的降解速度,从而达到治理污染环境的目的。 结束语 目前,我国的环境生物技术处于刚刚起步阶段,该技术的进一步开发需要得到社会、同行及主管部门的广泛支持,大力开展以污染控制生物技术为主体的环境生物技术的研究,将大力推进生物技术在环境保护中的应用,并将通过生物高技术的发展带动整个环保科技的发展,解决我国目前和未来面临的严峻的环境保护问题,并为环保市场提供高品质的环境保护高技术,应该充分认识到环境生物技术开发对我国环境保护和社会、经济发展的重大意义。 生物技术进展论文:分析现代生物技术的运用及进展趋势 随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。 1现代生物技术在农业领域的应用 1.1基因工程在农业领域的应用 基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67hm2示范)平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13899kg/hm2[1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。 1.2细胞工程在农业领域的应用 细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。 1.3发酵工程在农业领域的应用 发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。 1.4酶工程在农业领域的应用 酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。 2微生物肥料在农业领域的应用 2.1微生物肥料的特点 微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。 2.2生物肥料的应用优势 微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。 2.3微生物肥料的应用前景 目前,微生物肥料在农业领域方面的应用已越来越广泛,也得到了农民以及社会的逐步认可。国内外都在积极发展绿色农业和绿色食品,微生物肥料作为一种保护生态环境、维护人类健康的理想肥料在农业生产中的应用必将越来越广泛、越来越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更稳定地发挥其生态作用是未来研究的方向[11-12]。 生物技术进展论文:现代生物技术在中药现代化中的应用进展 【摘要】 生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中发挥着极大的作用。 【关键词】 生物技术;中药现代化;应用;综述 中医药学是我国在自然科学领域最有特色的学科之一,中药现代化就是将传统中医药的优势和特色与现代科学技术相结合,把中药推向国际化。生物技术作为一种综合了生命科学与多种现代科学理论与研究手段的高技术,在21世纪将对生命科学的各个领域产生十分深远的影响。 1 生物技术在高质量中药天然药物原料的研究生产及中药材资源可持续利用中的应用 生产具有国际竞争力的现代中药,其前提是有高质量的中药原料。现代中药必须严格保证所用的药材原料无污染,农药残留和重金属含量在十分安全的范围内,药效物质基础的含量稳定、可靠并有严格的质量标准。我国中药资源达1.2万余种,这些中药材中部分涉及到珍稀濒危物种,因此对珍稀濒危中药材的挽救、保护与合理利用迫在眉睫。迁移珍稀濒危动、植物至饲养地和植物园是保存物种的重要方法,建立相应的基因库用于保存动植物的基因,考察物种的变异具有重要意义。 就中药材栽培而言,GAP的实施已成为业内共识。基因技术在这方面正在逐渐发挥重要作用,如中药材优良品种选育、道地性药材遗传特征分析、抗性基因的转基因药用植物等。 应用RAPD技术对南北苍术间的差异进行了分析,认为苍术的道地性是在遗传和生态两因素长期复杂作用下形成的遗传和化学成分有稳定差异的居群[1];李萍等将5srRNA基因间区序列的变异用于对金银花药材道地性的分析[2]。有报道用转基因植物可生产外源基因编码的产物(如a栝蒌素、干扰素等),随着表达效率的提高和受体植物范围的不断扩大,将有可能在传统中药材中加入有用的新遗传特性,增加植物的抗病能力等,这将为中药材的绿色栽培奠定良好的基础[3]。 2 细胞工程技术为中药人工资源的开发提供了有效途径 作为中药和天然药物发挥药效活性的物质基础,天然活性成分往往含量很低,而天然野生资源随着药物的开发利用储存量不断下降,其原料来源能否满足批量化生产的需求,是所有天然创新药物开发所面临的重大难题,也是高水平中药能否广泛应用并走向世界的瓶颈。因此,针对特定有效成分或组分生产的中药人工资源开发生产技术引起了研究者的极大关注。为合理利用其资源,可利用生物技术的方法和手段进行一些珍稀濒危品种的快速繁殖,研究其在自然或人工控制条件下个体更新的速率及规律等,如石斛试管苗的快速繁殖。 发酵工程利用生物细胞在人工条件下的快速增殖与次生代谢产物的产生,为人工资源的生产提供了技术平台。目前,以冬虫夏草菌发酵生产的菌丝体及产物已形成产业化规模,并有相应的下游产品畅销。 以微生物、植物、动物细胞为反应器,进行天然活性物质的生产和加工,也已引起研究者的极大兴趣,以此推动的天然产物的生物转化和生物合成研究与开发,在国内中药研究和开发中的作用正为更多的研究和生产部门所重视。许建峰[4]等利用高山红景天培养细胞生物转化外源酪醇生产红景天苷。紫杉醇作为一种作用机理独特的天然抗癌药物,自发现以来受到了人们的广泛重视,但其在植物红豆杉中的含量极低,而红豆杉生长缓慢,资源匮乏,因此严重限制了紫杉醇的进一步开发应用。为此,近年来各国科学家在寻找及扩大紫杉醇的药源途径上进行了大量的工作。甘烦远等对紫杉醇的研究进行了综述,通过两篇综述所反映出的研究内容可以看出为解决紫杉醇的资源问题。全世界的科学家分别从筛选高产红豆杉栽培品种、微生物生物合成、化学合成、生物合成途径探索、生物合成关键酶的发现及其基因表达等多途径进行资源研究,而这些研究中生物合成与生物转化技术起着极为重要的作用。 3 酶工程是中药活性成分生产追求的最佳技术手段之一 就疗效确切的单一天然活性成分而言,能够通过工业化生产获得天然结构复杂的单一产物是人们追求的目标,但天然化合物结构复杂,常有多个不对称碳原子,合成难度较大或合成条件苛刻;而酶工程为这类成分的获得提供了新的途径。如金东史等利用酶转化方法将人参中的主要皂苷成分转化成含量只有十万分之几的人参皂苷Rh2,并达到了月产30kg的生产规模[5]。 4 生物技术为提高中药品质评价水平提供了新的实验方法 中药材是中药研究开发的基础,基础的质量标准无法控制,以后的研究和开发均属无本之木,其质量标准的制定也就失去了意义。中药材的质量控制主要应包括两个方面的内容,一是品种的控制,主要是解决真伪的问题。其二中药材的有效物质是次生代谢产物,其积累主要与其合成关键酶的表达及表达量等有关。因此建立合理中药材的生产和质量评价体系将对中药现代化尤为重要。 基因分子标记技术在中药品质评价中的应用,使中药材鉴定的方法从传统的形态表征分析推进到对生物遗传物质的分析。在中药的分子鉴别研究中目前主要有以下一些方面:(1)基于PCR方法的DNA分子标记技术,如RAPD、AFLP等;(2)基于分子杂交的DNA分子标记技术,如RFLP;(3)基于DNA序列分析的分子标记技术,如DNA直接测序法、PCRRFLP法[6]。利用这些基因鉴别方法对了解和分析药用动(植)物的遗传特性、基因与药材产地、化合物积累的相关性等均具有重要意义。 5 生物技术为中药和天然药物新药研究与开发提供了新的工具和途径 中药新药的研发是中药现代化和国际化的关键,要研制符合国际标准规范的现代中药,应用现代先进的科学技术势在必行。 5.1 生物芯片为中药新药分子水平的机理研究提供依据:中药鉴定基因芯片,可以对中药材的产地、质量进行鉴定;可以搞清楚中药作用的分子机理,筛选出中药有效成分。 5.2 生物转化及生物组合化学为以天然活性成分为先导化合物发现新药提供了新的思路与方法:生物转化技术可以弥补化学合成的不足,1997年Khmelnitsky利用盐活化生物催化剂脂酶,成功地在有机相中进行了紫杉醇系列衍生物的生物合成。由此可见,生物转化技术在以天然活性成分为基础的创新药物研究与开发中具有重要的意义。 5.3 生物技术为天然微量活性成分的生产提供了新的技术平台:中药中微量高效成分的研制开发一直是困扰医药产业界的优秀问题,利用定向生物转化技术可将天然药物中的高含量成分转化成微量高活性成分,因此大大提高微量成分的含量,使其达到产业化的要求。如研究发现多种微生物能定向地将含量较高的喜树碱转化为10羟基喜树碱。丁家宜等利用人参毛状根成功地实现了对羟基苯醌生物合成天然熊果苷。 5.4 物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰:天然活性成分的研发中还有一个 难以解决的问题,即天然活性成分常常体内外药效学活性差异较大,其中一个重要因素是其在体内吸收不好,导致生物利用度太低。利用生物技术实现天然结构复杂活性化合物的结构修饰,对提高这类成分的生物利用度,进而实现产业开发具有重要意义。 综上所述,生物技术已经深入中药研究和开发的各个领域,虽然大多数研究尚处于起步阶段,但其影响正在不断扩大,所显示出的潜在社会价值和经济效益也日益得到重视,生物技术将深入到中药新药研制的各个环节。正确利用现代生物技术合理地解决中医药现代科学研究和产业开发中的重要问题,必将有力地推动我国的中医药现代化和国际化进程,为加入WTO后的中国民族产业的国际竞争注入活力。 生物技术进展论文:现代生物技术的运用及进展趋势 随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。 1现代生物技术在农业领域的应用 1.1基因工程在农业领域的应用 基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67hm2示范)平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13899kg/hm2[1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。 1.2细胞工程在农业领域的应用 细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。 1.3发酵工程在农业领域的应用 发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。 1.4酶工程在农业领域的应用 酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。 2微生物肥料在农业领域的应用 2.1微生物肥料的特点 微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。 2.2生物肥料的应用优势 微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。 2.3微生物肥料的应用前景 目前,微生物肥料在农业领域方面的应用已越来越广泛,也得到了农民以及社会的逐步认可。国内外都在积极发展绿色农业和绿色食品,微生物肥料作为一种保护生态环境、维护人类健康的理想肥料在农业生产中的应用必将越来越广泛、越来越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更稳定地发挥其生态作用是未来研究的方向[11-12]。 生物技术进展论文:小议植物生物技术的新进展及前景 在20世纪90年代,我国分子生物学家和育种学家合作,获得了具有自主知识产权的转基因抗虫棉花植株和相关专利,育成的众多品种已在全国各个棉区普遍种植。农业部在上世纪90年代,分别对转基因抗虫棉、转基因抗病番茄、甜椒等授予了安全证书,但后两者由于无明显商业价值,并未应用于生产。按照我国农业转基因生物安全管理条例,经过5个阶段严格的安全评价后,农业部于2009年11月向转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻华恢1号、转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻Bt汕优63在湖北省的生产应用,以及转植酸酶基因玉米BVLA430101在山东省生产应用发放了安全证书,但这些品种仍须通过品种审定方可进入种子销售市场。 作为植物生物技术发展较早的国家,美国自上世纪90年代以来,不断有新产品(品种)的研发,并经由美国农业部动植物检疫部门、环保局、食品药品管理局等生物技术产品监管机构根据产品对人类或动物食用、对环境安全影响的全面评价而确定能否进入市场。表2列出了1990—2012年美国已批准种植的转基因作物及所改造的性状。表中列出的10种植物中,马铃薯和番茄生物技术产品的研发主要在20世纪90年代,但由于应用价值不高,并未得到广泛应用;苜蓿、水稻等为较近期开发的产品。改造的性状已从早期单纯集中于耐除草剂(大豆、油菜)、抗虫(玉米、棉花)发展到通过基因改造与常规杂交等手段结合,同时改造多个性状,包括改良营养性状(如提高大豆、油菜种子油成分中不饱和脂肪酸含量,以改进油营养成分),提高对非生物胁迫抗性(如抗旱玉米的培育)等。而复合2种或3种性状的生物技术作物的种植面积有明显的增长,已有不少商用品种是既耐除草剂又抗虫的,近年来复合性状的范围更有所扩大,如,应用大豆遗传图谱定位和转基因技术结合,美国孟山都生物技术公司(简称孟山都)2009年推出了既耐除草剂又可增产7%~11%的大豆新品种RReady2Yield。 植物生物技术的新进展及前景 据联合国粮农组织估计,为保证全球人口增长的需求,在2005—2050年期间,全球食品生产的增加要达到70%。在增加农业产品的同时,还须面对减少资源耗用、满足消费者对健康食品需求等问题,这些都对植物育种提出了新的要求。作为当代育种重要手段之一的生物技术育种,近年来也把育种目标更多地转向高产、抗逆(非生物胁迫)、高品质等,即所谓第2代转基因育种。能合成类胡萝卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2个成功的例子。 维生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜软化,甚至与儿童腹泻等有关,估计全球有过亿儿童处于维生素A缺乏状态。2000年,瑞士和德国的科学家领导的团队在《Science》上发表了他们通过农杆菌介导转化法,把来自植物黄水仙和细菌的β-胡萝卜素合成途径相关酶基因———八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、番茄红素脱氢酶基因(CRT1)、番茄红素环化酶基因(带转运肽),用3个质粒共转化水稻未成熟胚,潮霉素筛选,获得了种子胚乳为黄色、干种子中胡萝卜素质量分数为1?6μg/g的转基因水稻株系,开创了这一通过转基因赋予稻米新营养成分的新领域,因其黄色的胚乳而被命名为金稻米。然而,由于产生的胡萝卜素含量太低,缺乏实用上的意义。随后的数年,这2位科学家与先正达公司合作,从导入的基因、启动子来源、筛选标记以及载体的选择等方面,作了一系列的改变[2],如用以糖为筛选基础的标记代替了抗生素抗性的筛选系统,选用胚乳特异表达启动子、不同水稻品种用于转化等;而关键的突破来自PSY来源的改变,先正达公司的科学家经大量的比较、分析,发现导入来自玉米的PSY,可明显把转基因水稻干种子胚乳中胡萝卜素质量分数提高到最高可达36?7μg/g的水平,其中维生素A的前体β-胡萝卜素占80%以上,获得了GR1/GR2等株系。β-胡萝卜素被人吸收后,可经历酶解过程而转化为维生素A,按照美国国家科学院医学研究所推荐的儿童每天所需维生素A的摄入量,如以金稻米中胡萝卜素质量分数的保守估计为24μg/g计算,只需食用72g大米即可提供儿童每天维生素A需求的50%。成人的自愿食用试验结果表明,食用量为65~98g即可明显提高血液中维生素A的含量,可见大米中的β-胡萝卜素能有效地转化为维生素A。 金稻米的开发是学术机构(公共部门)和生物技术企业(私人部门)合作完成的,为保证其使用达到减少世界上贫困人口、特别是儿童中的维生素A缺乏症的研发目标,享有发明权和专利权的科学家和公司已达成协议,无偿授予发展中国家对相关品种的使用权。2005—2010年,通过一系列育种项目,这一性状已转育到世界各地多个地方品种中,近期已在国际水稻研究所和菲律宾水稻研究所完成田间试验,后者拟在2013年向菲律宾政府监管当局申报,争取2014年开始交给农民种植。 全球气候的异常变化、水资源的短缺使耐旱成为了一个重要的育种目标。孟山都的科学家发现把来自细菌的冷击蛋白CSP转入植物,能赋予受体对非生物胁迫的抵抗能力,如寒冷(拟南芥),冷、热和缺水(水稻),干旱(玉米)等。初步研究显示,CSP为一类RNA伴侣蛋白,存在于细菌和植物中,可能通过在转录和翻译中起作用而调节生物对胁迫的反应。鉴于美国中西部玉米种植区常有旱情,他们的进一步研究集中于玉米的抗旱性,在对多个基因和转化事件的表型和表达分析比较后,选定了产量、叶片生长、光合效率均表现良好的CspB?Zm事件1株系,并与生产品种配成3个杂交组合,进行控制给水条件下的田间试验,与非转基因对照比较,主要表现在籽粒数和带籽粒的穗数增加,平均可增产0?5t/hm2(10?5%);随后在美国中西部干旱地区田间种植,增产达0?75t/hm2(15%)。该品系内转入的目标基因CspB来自枯草芽孢杆菌,命名为MON87460,2010年12月美国食品药品监管局已承认该产品的食用安全评价,2011年12月美国农业部解除对其监管,成为全球第1个可供生产应用的抗旱转基因作物品种。其与常规品种杂交获得的杂交种Drought?GardHybrid已作为孟山都公司的重要新产品在美国推出,以图提高干旱地区的玉米产量稳定性,有利于农民及环境。 此外,通过不同途径的改变,以提高产量、抗逆性、品质等为目标的研究也有不少报道,如Kebeish等[6]用细菌的乙醇酸分解途径作为叶绿体光呼吸的旁路,把相关基因引入到拟南芥,以增加光合作用和生物量,发现转基因植株生物量增加、光呼吸作用减少、光合作用有所改进;Mao等、Baum等[8]利用近年迅速发展的RNA干涉(RNAi)技术,开发全新的抗虫作物品种培育途径。其中,中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室陈晓亚院士领导的课题组发现,棉花的一种代谢物———棉酚可抑制棉铃虫幼虫的生长,他们从虫中肠分离了棉酚诱导表达的基因———细胞色素P450基因(CYP6AE14),研究了其在幼虫对棉酚耐受性中的关键作用;进一步根据CYP6AE14编码序列构建RNA干涉载体,转化植物(拟南芥、烟草),用这些表达特异双链RNA的叶子喂饲棉铃虫幼虫,其中肠CYP6AE14转录水平下降,生长缓慢,在饲料中加入棉酚后生长抑制大大增加;试验结果表明,植物介导CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚对棉铃虫的毒性。这一研究结果提出了通过植物表达双链RNA,喂饲昆虫可成为启动昆虫RNA干涉的新策略,未来可应用于昆虫研究和田间害虫的控制中。 第3代的生物技术育种常指用植物生产各种重组蛋白,包括药用蛋白、工业用蛋白,也有报道称之为“植物分子农业(Plantmolecularfarming,PMF)”,它包括了从植物种植(或细胞培养)、收获、运输、储藏到蛋白质抽提、纯化的下游过程。早在20世纪90年代初,当植物转基因技术日渐成熟时,由于转基因植物具有成本低、容易规模化、可避免人源和动物源病原物污染等优点,被认为可以作为生物药物生产的一个重要系统;早期的设想多是拟在植物果实中表达疫苗,通过食用即可赋予使用者对该种传染病的预防能力。1992年,首个植物生产重组蛋白的报道———美国德克萨斯州的科学家在植物成功表达乙型肝炎表面抗原的文章发表于美国科学院院刊(PNAS),随后,类似研究也申请获得美国专利。然而,由于蛋白表达量低、稳定性差、食用难以控制疫苗剂量等问题,这类疫苗从未达到商业生产、投放市场的水平。十多年后,美国陶氏农业科学公司于2006年初宣布,其应用烟草细胞悬浮培养系统生产的禽类新城疫病毒疫苗已得到美国农业部批准,为全球第1个获批使用的植物生产疫苗。表3总结了目前处于临床试验,或批准使用的植物生产药物,包括疫苗、抗体、治疗用蛋白和保健用蛋白。应用不同的植物生产体系,如瞬时表达系统等生产的、针对乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已进入不同阶段的临床试验。由于植物病毒介导的瞬时表达系统可迅速、高量在植物中生产重组蛋白,在抗体生产中有较佳的应用前景,第1个获欧盟作为医学建议并被美国食品药品管理局(FDA)批准新药应用观察的植物生产抗体是美国植物生物技术公司的产品CaroRxTM,该产品用烟草生产,功效为保护牙齿免受细菌的侵害。抗体外的一些治疗用蛋白质,如Biolex治疗公司研制的用于治疗乙型和丙型肝炎的α-干扰素(商品名Locferon)已完成临床Ⅱ期试验,而Pro?talix生物治疗公司研制,用转基因胡萝卜细胞培养生产,用于高歇氏病治疗的人葡糖脑苷脂酶(prGCD)于2009年进入III期临床试验,取得良好结果。此外,把编码重组蛋白基因转化谷类作物,在其种子胚乳表达,作为保健型产品,也已有数个成功的例子,如美国Ventria公司用水稻生产的人乳铁蛋白、人溶菌酶等,已被批准作为精细化学产品投放市场。 用生物技术手段,在植物生产药物的发展中,所用的植物体系主要包括转基因植物细胞悬浮培养为基础的生物反应器;用农杆菌渗透或病毒感染植物组织而导入重组蛋白基因并在其内瞬时表达的体系;以及通过常规遗传转化获得稳定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表达目标基因的转基因株系等。这些体系各有其优缺点,如细胞培养体系的生产全过程均在室内可控条件下进行,生产系统和产品质量可达到医药工业的标准,且易于通过安全监管,但其生产成本高、可用细胞类型少、蛋白表达水平有待提高等问题仍有待解决;瞬时表达最大的优点是可在短时间内生产大量的急需产品,如疫苗等,但其运输、储存难度大;常规遗传转化获得的转基因籽粒易于运输、储存以及生产规模化,但也存在产品开发耗时长、田间生产受环境影响大以及对环境安全监管要求高等问题。 过去20年的历史已经证明了植物为基础的体系确实可以生产各种类型的人体蛋白,近年来处于领头地位的新药物开发已到达临床研究的后期阶段,即将进入市场。作为一个低成本、高产的生物药物生产系统,各国政府、各种基金会、企业公司纷纷投放资金支持相关研究,以取得领先地位。如欧盟的PharmaPlanta联盟,日本经济产业省Meti项目,美国的BlueAngel项目,巴西的PMP计划等。 植物生物技术发展的成果是生物科学研究、技术开发、商业性生产三者结合的结果。30年来,它已从实验室走到了大田,证明了在增加粮食和饲料生产中发挥的作用。随着生命科学的发展,大量新技术的出现,这一新的育种技术及其应用范围也在不断的改进中:在基因来源方面,更多的来源于植物自身的基因正在取代第1代转基因作物中的细菌来源或人工合成基因;在目标方面,更多转向产量乃至总生物量的增加,如在高二氧化碳强度的世界中,通过修饰Rubisco大单位,改变其热稳定活性,增加叶片中淀粉的合成,进而增加植物的生物量;在影响新产品的关键技术———外源基因导入方法方面,新一代的技术———TALEN,即转录激活因子样效应物核酸酶(Transcriptionactivator?likeeffectornucleases)已被证明可以在植物中定点引起高频率的基因敲除、插入和取代,可成为一个把外源DNA定点插入受体植物基因组的重要平台,该技术的实际应用,将能克服多年来各种方法引入的外源基因均为随机插入而致的不良效应,按设计获得所需的转基因产品;在应用的范围方面,生物技术的应用使植物已不仅为人类提供食品和饲料,还将提供药品、工业用品(如生物活性化合物)和能源产品,如增加可能的能源植物的生物量等,有助于减少人类对石化燃料的依赖。随着植物生物技术自身的发展和完善、日渐成熟的监管体系以及人们对这一新生事物认识的增加,其应用将逐步为公众所接受,以在新型的可持续发展农业中发挥更大的作用。#p#分页标题#e# 本文作者:梅曼彤 单位:广州华南农业大学生命科学学院 生物技术进展论文:医药生物技术研究与产业化进展 摘要:二十一世纪随着科学技术的进步,各国的综合实力与国际竞争力不断增强,先进的技术也使得医药生物产业实现了突破性的进展,成为了增强本国经济综合实力的重要方式之一,医药生物技术的产业化发展越来越呈现出势不可挡的姿态。本文简略分析了全球和我国医药生物技术所取得的进步,阐述了我国目前医药生物技术产业存在的问题,并在此基础上,探讨了相应的解决措施。 关键词:医药生物技术;产业化;措施 近年来,医药生物产业的飞速发展,为各行各业带来了较为广阔的发展空间,将生物技术应用于医药产业,不仅使得医药生物产业发展迅速,也使得其成为相对活跃的产业之一。虽然医药生物产业目前发展的态势良好,但仍然存在着大大小小的问题,需要我们去探索和解决,才能使得医药生物技术产业跨向一个更高的台阶。 1医药生物技术发展的总趋势 从全球医药生物技术发展的状况来看,生物技术在医药行业的运用,正在引发着医药产业的重大变革。在2000年,全球生物技术产业的销售额高达500多亿美元,而医药生物技术产业的销售额就占去了60%,实际上自90年代以后,全球生物技术药品的销售额以年均30%的速度增长着。 2我国医药生物技术产业的发展状况 我国的医药生物技术产业的发展,相较国外的发展情况而言起步相对较晚,但是随着国家在医药生物技术产业的支持力度的加大,使得医药生物技术产业有了较快的发展,缩短了与西方先进国家的差距,在全球医药生物技术产业中占有了一席之地。 3我国医药生物技术与产业发展所面临的问题 随着我国社会的不断向前发展,医药生物技术及其产业取得了很大的进步,但是其发展过程中,不断的涌现出了许多问题,如在医药生物技术领域的资金投入不足;生物医药产品的自主创新不足,产品的研发能力有限等问题,这些问题在很大程度上阻碍了我国医药生物技术及其产业的更好发展。 3.1自主研发产品能力有限,创新性不足 在我国现有的生物技术药物中,只有少数部分是自主研发,拥有产品的自主产权,而绝大部分则是依靠国外的医药生物技术进行产品的仿制,真正的自主创新其实很少,以至于出现药品研制上的重复,药品生产的过量等多种问题,再加上国内缺乏对医药生物技术知识产权保护的意识,使得部分的医药生物技术及产业的发展停滞不前,导致药品生产企业之间的竞争压力增大,企业的利润不断减少,严重的出现亏损现象,最终血本无归。有的药品生产商为了避免出现这种情况,选择企业着重于仿制药品的生产,因为仿制药品可以减少自主研发的资金投入,相对来说费用较少,而且盈利较快,风险也就相对较低,这种思想的循环使得我国的医药生物技术难以实现突破性的创新。 3.2医药生物技术的研究成果难以转化为医药产品 这些年经过医药生物技术研究方面专业人才的努力,我国的医药生物技术在研究方面较以前取得了很大的进展,但现实是很难将这种研究上的成果转化为医药产品。 3.3在医药生物技术及产业的投资不足 从我国在医药技术研究中的投入资金来看,是远少于国外在医药领域的资金投入的,这也是为什么我国的医药生物技术的研究难有创新性的发展。医药生物技术产业本就是高风险、高投资、高回报的产业,医药生物产业得不到充足的资金支持,势必会阻碍其研发过程的进展,从而影响我国医药生物技术产业的健康发展。 3.4我国医药企业规模相对较小,竞争力较弱 随着近些年我国医药生物技术产业的不断发展,涌现出了较多的生物制药企业,但是这些企业普遍的特点就是规模较小,经济实力较弱,自主研发新产品的能力较低,因此在医药行业的国际竞争中的竞争能力较差,抗风险能力弱,这显然对我国的医药生物技术产业的发展十分不利。 4解决我国医药生物技术及其产业发展问题的措施 随着经济、政治、文化、科技全球化趋势的不断增强,每个国家、各个行业都面临着机遇与挑战,对医药生物技术产业来说也不例外。在竞争如此激烈的大环境中,要加快我国医药生物技术的自主研究与产业发展,可以采取以下措施: 4.1端正态度,客观认识到我国医药生物技术的发展与世界先进国家的水平。 在摆正态度的同时,总结我国医药生物技术发展过程中的经验教训,同时加强与先进国家的交流,积极吸取、引进国外的先进医药生物技术,自主研发创新医药产品,形成我们自己的国际竞争优势。 4.2加大在医药生物技术产业的资金投入。 从医药生物技术产业的性质可以看出,想要实现我国医药生物技术及产业的发展,就需要我们集中人力、物力、财力,加大在医药生物技术产业的投入,有重点、有针对性的扶持医药生物技术项目,提高我们的医药生物技术水平。同时,还应该注重培养医药生物技术方面的专业人才,提高医药生物技术人才的专业素养,为我国医药生物技术的研究与发展注入新生力量。 4.3注重医药生物技术研究成果向产品的转化,实现上下游技术的完美衔接。 在加强医药生物技术的研究的同时,注重研究成果的转化,建立好高校的医药生物技术研究和药品生产企业的沟通、合作桥梁,实现双方的完美衔接。 5结语 综上所述,我国的医药生物技术的研究与产业发展取得了很大的进步,虽然在这一过程中仍有些许问题有待解决,但是我国医药生物技术产业的发展仍然势不可挡,相信在其未来的发展过程中,必将实现创新性飞跃。 作者:刘航 单位:沈阳师范大学 生物技术进展论文:现代生物技术应用进展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,现代生物技术应运而生,被广泛应用到食品工业中,发挥着至关重要的作用,为其注入了新的活力,不断促进新时期食品工业向前发展。在现代生物技术作用下,提高了食品资源利用率,改良了食品的品质,食品包装实现了产业化,有效解决了食品工业生产中产生的环保与健康问题,不断促进食品工业走上健康持续发展的道路。 关键词:食品工业;现代生物技术;应用进展;分析 生物技术是一种对生命有机体进行加工改造、利用的重要技术,也是新时期国际上食品领域的最具前沿的关键性技术。随着经济日益发展,人们的生活水平日渐提高,对食品提出了更高的要求。而现代生物技术的应用有效解决了食品工业发展中存在的各种问题,满足了人们对食品的客观要求,不断推动食品这个极具发展潜力的新兴产业向前发展,能够更好地应对来自各方面的挑战,不断发展壮大,促进我国社会经济的持续发展。 1基因工程、细胞工程在食品加工业中的应用 在现代生物技术中,基因工程技术是其不可或缺的组成元素,是分子遗传学、工程技术作用下的产物,可以有效改良微生物、动物的基因,为食品工业提供多样化的动植物原材料,价格低廉的酶制剂,增加食品功能,不断促进新功能食品的开发。以改善食品原材料品质、加工性能为例,在食品加工过程中,动、植物都是重要的基本原料。在生产植物食品原材料方面,基因工程能够改良品种,促进新品种的开发,促使原材料增产,比如,耐除草剂植物。基因工程在一定程度上丰富了食品原料的种类,优化了食品资源的品质特性,大大增加了食用以及营养价值。比如,充分利用反义RNA技术,把不同类型的基因结构顺利转移到番茄植株上面,延缓了番茄的后熟、老化,具有更长的架货期,极大地提高了经济效益。此外,基因工程的应用促使谷类蛋白质中的氨基酸比例发生变化,提高了谷类物质的营养价值。就细胞工程而言,以细胞为基点,按照相关规定,有计划地改造生物的生产性能、遗传特性,来获取所需的新生物体、细胞成品的一种技术。在食品工业中,细胞工程的应用和细胞培养、细胞融合技术紧密相连。在植物细胞作用下,生产出各种功能性食品、食品添加剂,比如,天然香料。就我国而言,充分利用胡萝卜细胞,生产出大量的胡萝卜素,其繁殖速度相当快,周期也非常短,为实现工业化生产奠定坚实的基础,具有非常广阔的应用前景。 2酵工程在食品工业中的应用 2.1食品保鲜: 从某种角度来说,酵属于生物催化剂,具有多样化的特点,比如,较高的催化剂率,被广泛应用到食品工业中。在食品保鲜方面,生物酶发挥着不可替代的作用,要根据不同物质中酶的种类,选用适宜的生物酶,有效抑制食品中不利于保质的酶或者减慢其发展速度,实现食品保鲜。比如,在瓶装饮料中加入适量的葡萄糖氧化酶,能够有效吸取瓶隙存在的氧气,适当延长食品的保鲜期,避免食品坏掉,增加生产运营成本。对于溶菌酶来说,能够有效溶解革兰氏阳性菌,主要用于这些食品的保鲜,比如,干酪、水产品;而对于细胞壁溶解酶来说,能够在一定程度上避免一些微生物的大量繁殖,取代了有毒化学防腐剂的地位,食品具有非常好的保鲜贮藏效果。 2.2食品加工: 在酶工程作用下,传统食品工业发生了质的转变,比如,玉米在酶作用下实现液化、糖化等,能够生产大量的果葡萄浆,取代了蔗糖的地位,作为饮料、食品重要的甜味剂。就日本而言,推出了谷氨酞胺转胺酶,具有催化蛋白质分子的特点,转移分子内部的酞基,能够改变低档次面粉中的蛋白质,具有较好的口感,面食具有较好的弹性、持水能力。对于玉米面来说,它的口感比较粗糙,运营效益并不理想,在酶工程作用下,改良后的玉米面深受社会大众喜爱,具有很好的销量。 3发酵工程在食品工业中的应用 在食品领域中,发酵工程技术是应用最早的生物技术,在该技术作用下,能够有效改造传统发酵食品,不断加快现酵产品的研发,涉及到不同食品工业领域,比如,食品加工催化剂、饮料稳定剂。以“开发功能性食品”为例,在相关研究中,发现很多真菌中都含有多糖成分,比如,冬虫夏草、猴头菇,可以提升人体的免疫力,更好地抵抗各类疾病。更为重要的是,有些的真菌还具有较好的抗肿瘤能力、抗衰老作用。而这为发展功能性食品提供了关键性的原料。就传统生产方法来说,主要是依靠人工,采摘或者种植,但其规模大都比较小,产量较少极易受到各种客观条件的影响,无法满足社会市场的客观需求。在发酵条件下,可以实现真菌多糖的工业化连续生产,在增加产量的同时,还提高了真菌的质量,为更好地研制功能性食品做好了铺垫。 4结语 总而言之,在食品工业发展中,现代生物技术的应用发挥着不可替代的作用,其应用范围不断扩大。但在应用过程中,需要注重自主创新,加强国际科技合作,优化利用国外先进技术,寻求新的发展出路。而生物技术企业也需要意识到现代生物技术的重要性,不断增加产品的科技含量,扩大自身规模。以此,在促使现代生物技术优化利用的基础上,不断促进新时期食品加工业走上长远发展道路。 作者:陈家禄 单位:海南师范大学 生物技术进展论文:现代生物技术的运用及进展趋势 本文作者:王训博、熊路、黄海兵、王定兴、李昊旻、许永立 单位:湖南城市学院化学与环境工程学院、湖南农业大学生物科学与技术学院、湖南城市学院城市管理学院 随着农业革命、手工业革命、工业革命、商品国际化革命、信息产业化革命的推进,许多科学家们预言21世纪必将产生一次生物技术革命,而这一革命的主战场就是农业。现代生物技术可有效提高农作物产量、改善农作物的营养品质。因此,现代生物技术必然会成为未来农业发展的重要趋势。 1现代生物技术在农业领域的应用 1.1基因工程在农业领域的应用 基因工程即利用分子生物学和微生物学技术,设计好不同来源的基因顺序,在体外成功构建杂交DNA分子后导入受体细胞,使受体细胞表现出人们需要的表现型,产生出人们需要的物质。在农业领域应用基因工程技术,获得的农作物优质、高产、抗性强,还可获得畜、禽新品种及具有特殊作用的动、植物。例如,经过7年的努力攻关,2011年胜利突破了大面积示范(即6.67hm2示范)平均产量为13500kg/hm2的超级杂交稻第3期目标,达到了13899kg/hm2[1];运用转基因技术将相应的基因导入油菜中有望培育出转基因抗病油菜新品种[2];运用基因工程技术可将抗除草剂基因导入农作物中,使农作物能够不受除草剂的影响,目前已生产出多种抗除草剂作物品种,应用广泛[3]。 1.2细胞工程在农业领域的应用 细胞工程是指在体外培养细胞,以改变细胞某些生物学特性为目的将不同作物或动物进行细胞杂交,使植物或动物个体繁殖速度加快,以获得优良品种或新品种及某些具有特殊作用的物质的一门技术[4]。细胞工程技术在植物快速繁殖、植物新品种选育等方面发挥着重要作用。目前植物体细胞杂交应用较多,如可以将马铃薯细胞和番茄细胞进行杂交,可获得上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物与向日葵进行细胞杂交,可培育出具有高营养价值的“向日豆”[5]。 1.3发酵工程在农业领域的应用 发酵工程即利用微生物具有的特殊作用生产出对人类生产有用的产品,或直接将微生物应用到工业生产过程的一门新的技术。发酵工程主要可应用在农业领域的2个方面,一是生产传统的发酵产品,如果酒、茯砖茶、食醋等;二是生产一些食品添加剂。如茯砖茶的制作过程中就运用到了发酵工程技术,通过调控渥堆时间、使用接种剂、发酵剂等方法可以改进茯砖茶的加工工艺,进而可生产出“金花”饱满、品质优良的茯砖茶。 1.4酶工程在农业领域的应用 酶工程,简单来说就是利用酶的生物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化成有用物质。酶工程可应用在农业领域中的制酒、制酱等方面。例如,随着我国粮食的不断增产,一些地区出现了粗粮过剩的问题,需要解决粗粮的淀粉利用。解决办法之一是生产葡萄糖,但由于葡萄糖甜度不大,难以在市场上应用。最有效的办法还是运用酶工程技术的手段,将葡萄糖转变为甜度大的果糖,果糖不仅比葡萄糖甜度大,其比蔗糖的甜度还高50%以上。 2微生物肥料在农业领域的应用 2.1微生物肥料的特点 微生物肥料是含有活的微生物的特殊的肥料,在农业生产中应用该种肥料可获得特定的肥料效应[6]。生物肥料的定义分为2个方面,从狭义上讲,生物肥料就是指微生物肥料,是由具有特殊作用的大量有益微生物发酵产生的,活性高。施入该种肥料能够产生活性物质,能够增加作物的固氮作用,改善土壤的理化性质,使作物的生长环境变得更好,使作物生长更优、产量更高。从广义上讲,生物肥料泛指各种具有特定肥效的生物制剂,包括特定的活的生物体、生物体的代谢物或基质的转化物等,此种生物体不限定,既可以是微生物,也可以是动、植物组织和细胞[7-8]。 2.2生物肥料的应用优势 微生物肥料具有其他化肥和农药没有的优势,可有效改善土壤的理化性质,提高土壤肥力。目前微生物肥料已应用在绿色有机食品生产、农业生态环境保护以及高产、优质、高效农业的持续发展中,并发挥着极其重要的作用[9-10]。微生物肥料本身无毒害作用,对环境几乎无污染;同时,施用量一般不大,在其生产过程中所消耗的能量也很少,因而可节约农民的施肥成本。此外,微生物肥料还可改善土壤的理化性质,减少土壤营养流失和富营养化的产生,实现土壤的可持续化利用。 2.3微生物肥料的应用前景 目前,微生物肥料在农业领域方面的应用已越来越广泛,也得到了农民以及社会的逐步认可。国内外都在积极发展绿色农业和绿色食品,微生物肥料作为一种保护生态环境、维护人类健康的理想肥料在农业生产中的应用必将越来越广泛、越来越重要。但是如何合理的使其替代化肥并更稳定地发挥其生态作用是未来研究的方向[11-12]。 生物技术进展论文:生物技术生产甲硫氨酸研究进展 1甲硫氨酸生产国内外发展近况 甲硫氨酸是继谷氨酸之后产量第二大的氨基酸,2011年,针对动物饲料的甲硫氨酸市场年销售额约28.5亿美元,销量85万吨,年增长率5%。据不完全统计,2014年全球甲硫氨酸需求量约100万吨,呈逐年增长趋势。目前甲硫氨酸三大主要生产商为赢创(原德固赛)公司,安迪苏(原普朗克)公司和日本曹达(原孟山都)公司[6]。2006年,中国蓝星有限公司收购安迪苏子公司,并于2010年在江苏南京开始建厂,将最初年产能7万吨的计划翻倍至14万吨。该厂的建成投产将结束中国重要动物饲料添加剂完全依赖进口的局势。赢创公司2011年12月决议,在新加坡建立产能15万吨的甲硫氨酸加工厂,将在2014年第三季度投入生产。韩国杰希公司和法国阿科玛公司于2012年宣布将在东南亚建立产能8万吨的甲硫氨酸加工厂,该厂将采用全新的发酵-化学法联合生产线。德国巴斯夫公司虽然于2007年申请了发酵生产甲硫氨酸的专利,但至今仍不适用于商业生产。法国迈陀保利克公司和罗盖特公司合作致力于L-甲硫氨酸发酵产品的研发[6]。 2生物技术生产甲硫氨酸研究进展 2.1微生物发酵路线的相关研究 2.1.1甲硫氨酸生物合成途径的研究 为构建甲硫氨酸生产菌,首先需要了解甲硫氨酸的生物合成途径,其中最基本的氨基酸生产菌——大肠杆菌(Escherichiacoli)和谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)成为研究者关注的焦点。如图1,细菌中甲硫氨酸合成途径以天冬氨酸为起点,经天冬氨酸激酶(aspartokinase,AK)和高丝氨酸脱氢酶(homoserinedehydrogenase,HSD)两个限速酶催化,生成高丝氨酸,进而分别合成苏氨酸和甲硫氨酸。甲硫氨酸合成存在两个途径:巯基转移途径以胱硫醚为中间体,以半胱氨酸为硫源,而直接巯基化途径则可利用无机硫源。大肠杆菌只通过巯基转移途径合成甲硫氨酸,谷氨酸帮杆菌可同时利用两个途径。2002年Hwang等[14]在谷氨酸棒杆菌中发现了甲硫氨酸生物合成的直接巯基化途径,并对metY或metB进行突变,比较突变株生长参数。两种酶在序列上存在相似性,但微生物优先选择巯基转移途径。因此它们在进化上可能来自同一种酶,而MetY是长期进化过程中突变和自然选择的结果,存在受甲硫氨酸反馈抑制、与底物亲和性低的缺陷。2007年,该课题组[15]对MetB和MetY进行纯化,比较了二者的生化参数。发现MetB和MetY对O-乙酰高丝氨酸催化作用的Km值分别为3.9和6.4mmol/L,与之前的推测吻合。同时,MetY对硫化物离子的Km也过高,证明其与硫化物离子的结合也很微弱,温度和pH耐受性也较MetB差。至此,MetY存在的生理意义和利用价值尚不明晰。2006年,Krmer等[16]在对大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌甲硫氨酸代谢途径进行计算机模拟分析时发现,以甲硫醇为硫源时,NADPH的消耗减少,可使甲硫氨酸理论产量得到提高。以甲硫醇或其二聚体二甲基二硫为硫源的原理是将其-S-CH3基团完整地插入甲硫氨酸的R基而直接生成甲硫氨酸。这一理论在2010年被Bolten等[17]证实,并通过基因敲除和14C同位素示踪实验证明,催化这一反应的酶正是MetY。至此,MetY这一独特功能为该领域的研究提供了全新的线索。 2.1.2甲硫氨酸生产菌选育的相关研究 除发酵常用的谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌之外,枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、百合棒杆菌(Corynebacteriumlilium)也常用作改造的出发菌株。2012年,Dike等[3]从不同土样中筛选出三株蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)RS-16,DS-13,和AS-9,其中最优菌株RS-16经96h发酵产甲硫氨酸1.84mg/mL。但野生型菌株氨基酸的生物合成受到严格的代谢调控,一般不能满足大量生产氨基酸的需要。因此,需要人为打破微生物对甲硫氨酸生物合成的代谢调节。筛选抗结构类似物菌株和营养缺陷型菌株是最常用的育种方法。2003年,Kumar等[18]采用紫外和亚硝基胍诱变技术处理百合属棒杆菌,筛选获得M-128菌株,其甲硫氨酸产量为2.3g/L;2009年,闵伟红等[19-20]通过抗结构类似物的筛选获得北京棒杆菌(Corynebacteriumpekinense)突变株E31,其甲硫氨酸产量达1.479g/L。2011年,该课题组以E31为出发菌株,采用复合诱变和青霉素浓缩法筛选获得12株赖氨酸和苏氨酸双重营养缺陷型突变株,其中突变株GE37的甲硫氨酸产量达3.55g/L。这些传统的改造方法机理难以阐明,工作量大,但突变全面、有效。随着基因技术的发展,2007年,Park等[1]解除了苏氨酸对HSD的反馈抑制,同时敲除了thrB基因,阻止苏氨酸合成。分批发酵过程中甲硫氨酸产量达2.9g/L。2011年,Chen等[21]利用分子动力学模拟与统计耦合分析相结合鉴别出30个关键氨基酸残基,并证明这些残基的突变可在不同程度上解除大肠杆菌AKⅢ的反馈抑制。至此,对于两大限速酶的研究逐渐趋于半理性,能在代谢和进化水平上做出合理的解释,改造目标更明确。在菌种选育过程中,一些新发现也给研究人员以启示。2005年,Mampel等[22]对谷氨酸棒杆菌进行转座子诱变,得到7000个具有乙硫氨酸抗性的突变株,转座子插入位点为ORFNCgl2640,NCl2640失活会导致甲硫氨酸产量增加,证明该位点与L-甲硫氨酸合成途径中某种抑制的解除密切相关。其结构和具体功能有待科研工作者深入研究。2010年,Bolten等[17]发现了MetY的独特功能后,试图对MetY进行过表达以增加甲硫氨酸产量,结果MetY酶活力提高近30倍,但发酵液中并无甲硫氨酸,胞内甲硫氨酸产量也只提高2倍。胞内组分分析发现其底物O-乙酰高丝氨酸已完全耗尽。这说明半理性的单基因修饰难以保证整个代谢网络的平衡,以途径中各代谢物和酶的功能性质及代谢流分布信息为基础,更加理性化的多基因修饰成为下一阶段的研究目标。2002年BiranD发现大肠杆菌[23]中MetA极易被四种依赖ATP催化的蛋白酶水解,且该基因受热转录休克调控。2013年,Dike等[24]对根癌土壤杆菌中MetA进行表征时发现了相同的不稳定性和极端不耐热特性。这极有可能也是赖氨酸和苏氨酸易发酵生产,在同一途径下游的甲硫氨酸却一直难以实现发酵生产的重要原因。 2.1.3甲硫氨酸向胞外输出的研究 发酵法生产甲硫氨酸在合成水平上不易达到增产目标,即便细胞质内甲硫氨酸产量得到提高,释放至培养液中的量却极少。总结有以下两方面原因:①微生物自身调控严格,为趋利避害,甲硫氨酸在自然条件下不会过量积累,即使经改造的菌株,甲硫氨酸的产量与微生物细胞适应性之间的平衡也难把握。②即使细胞质内甲硫氨酸过量积累,但其输出体系不完善,产物被微生物自身再利用或直接伤害细胞。2005年,Trtschel等[25]在已经提高了胞内甲硫氨酸浓度的条件下,利用DNA微阵列技术识别出过量表达的膜蛋白基因brnF(编码BrnFE中较大的亚基),之前研究表明其与异亮氨酸输出体系有关。当BrnFE的合成被氯霉素关闭时,仍能观察到大量甲硫氨酸输出,只有极大提高氯霉素水平,其输出才会减弱。这说明甲硫氨酸输出体系不止一个,还存在不易被识别、但输出能力高的其它体系。发掘并扩增输出通道既可增加发酵液中甲硫氨酸产量,又能避免代谢物积累对微生物的损伤。 2.1.4发酵条件的相关研究 对于甲硫氨酸发酵,最特殊的培养基成分即硫和甲基。以谷氨酸棒杆菌为例,2006年,Krmer等[16]用计算机模拟了不同硫源在甲硫氨酸合成途径中的应用。以硫酸盐为硫源通过直接巯基化途径生成1mol甲硫氨酸消耗8molNADPH,巯基转移途径消耗9molNADPH,而以硫代硫酸盐为硫源,整个代谢过程只需要5.5molNADPH,以硫化物为硫源,NADPH消耗量仅为硫酸盐的一半。但PPP途径和TCA循环所能提供的NADPH是固定的,因此不同硫源的利用效率有待在实践中考证。硫与甲基来源的结合可以考虑比较硫代硫酸盐与甲酸盐、硫化物与甲酸盐及甲硫醇的利用情况。除了这两种关键组分,2014年,Anakwenze等[26]从发酵的油豆种子中分离出甲硫氨酸产量为1.89mg/ml的赤云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)EC1,对发酵总体积、接种量、碳源及氮源浓度、促生长物质均进行探索优化,最终赤云金芽孢杆菌EC1甲硫氨酸的产量可以达到3.18mg/mL。对于发酵工艺的探索一直是实际生产中的关键。Sharma等[27]研究了百合棒杆菌产甲硫氨酸中稀释速率与溶解氧对甲硫氨酸产量的影响。最终确定当稀释速率为0.16、溶氧为42%时,甲硫氨酸生产速率最大值为160mg/(L•h)。2012年,贾翠英等[28]研究了不同破壁方法对细菌甲硫氨酸产量的影响。结果表明,经碱破壁、溶菌酶破壁,超声波破壁、碱与超声波复合破壁、溶菌酶与超声波复合破壁后,甲硫氨酸产量分别提高10.9%、12%、18.3%、19.6%、22.2%。这种工艺可以将胞内甲硫氨酸释放出来,增加收率,复合破壁比单一破壁效果更显著。 2.2酶法生产路线的相关研究 2.2.1外消旋混合物拆分生产甲硫氨酸 酶法拆分又分为两种思路,传统的拆分是消除外消旋混合物中的D-甲硫氨酸,另一种路线将D型转化为L型,纯化的同时也增加了产量无疑是更理想的选择。2007年,Findrik等[29]利用原玻璃蝇节杆菌(Arthrobacterprotophormiae)中D-氨基酸氧化酶、过氧化氢酶、红球菌(Rhodococcus)中L-苯丙氨酸脱氢酶、博伊丁假丝酵母(Candidaboidinii)中甲酸脱氢酶串联实现D-甲硫氨酸向L-甲硫氨酸的完全转化。更具意义的是,D-氨基酸氧化酶和L-苯丙氨酸脱氢酶可以作用于不同的底物,因此,该体系也适用于其它D型氨基酸及某种氨基酸外消旋体向L型的转化合成。 2.2.2化合物酶解生产甲硫氨酸 2014年,Jin等[30]对大肠杆菌中经密码子优化的腈水解酶基因进行重新合成和表达,从而有效利用2-氨基-4-甲硫基丁腈水解生产甲硫氨酸。并在催化剂充足的情况下,以固定的底物/催化剂比值探索底物最佳浓度。该课题组也对在填充床反应器中利用固定化静息细胞生产甲硫氨酸进行了研究,结果显示固定化腈水解酶100h后活性仍大于80%,甲硫氨酸总回收率达97%。该项研究表明,重组腈水解酶应用于甲硫氨酸生产具有巨大潜力,酶在微生物体内的过表达与酶的固定化技术相结合可能实现产量突破。 2.3发酵与体外酶催化路线相结合 发酵法即以培养基组分为原料,利用微生物自身体内代谢反应,将低成本原料转化为高价值产品,是最经济环保的氨基酸生产方式。发酵法之所以至今无法应用于甲硫氨酸生产,关键在于其合成途径的每一步均受到严格地反馈抑制,经本课题组改造后的菌株GE37的甲硫氨酸发酵产量也仅为3.55g/L[20]。因此发酵法生产甲硫氨酸仍处于科研阶段。体外酶催化反应目前并没有一套完整的独立生产体系,而是作为化学生产方法的辅助手段,2000年之前即用于DL-同型半胱氨酸向L-甲硫氨酸的合成及DL-甲硫氨酸的分离[31]。近年的研究也多属于化学合成法的下游,目的是获得高纯度的L-甲硫氨酸。酶催化与发酵法相比,反应过程较短,反应体系及条件易灵活操控。因此,发酵与体外酶催化路线相结合可以回避微生物的部分反馈抑制,缩短发酵过程以得到产量较大的中间体,进而以此为底物合成L-甲硫氨酸。韩国杰希公司采用的发酵/化学法联合生产工艺即为两种路线结合的实例,并于2012年宣布在东南亚建立产能80000吨的甲硫氨酸加工厂。该路线以葡萄糖为基质,利用微生物发酵法生产琥珀酰高丝氨酸,随后用酶将这一中间产物转化成甲硫氨酸和琥珀酸。如图3所示,经计算,这种全新的发酵/化学法联合工艺生产的L-甲硫氨酸成本略高于化学合成法[6]。 3面临的问题及展望 3.1发酵法生产面临的问题和建议 甲硫氨酸与其他氨基酸相比至今难以实现发酵法生产,综合上文所述,总结了以下三个方面原因和建议: 3.1.1硫源的利用效率 甲硫氨酸与其他氨基酸最大的不同即对硫源的需求,而发酵法应用最普遍的硫源为硫酸盐,需消耗大量NADPH,但生物体能提供的NADPH有限;硫化物对NADPH需求量虽少,但因多有毒且稳定性差,不适用于培养基;硫代硫酸盐兼具氧化性与还原性,应该对其进行进一步选择和研究。甲硫醇作为硫和甲基的综合供体,可以缩短代谢途径并为最后一步提供更多甲基。因此,应该对硫代硫酸盐与甲硫醇或二甲基二硫的复合使用进行新的尝试。提高NADPH的供应量也是菌株改造的策略之一。 3.1.2代谢途径调控的改造硫和甲基的参与已经使代谢途径增长,而合成途径中涉及到诸多反馈抑制性酶,进一步削弱了代谢流。如何确定关键酶、发现酶的活性中心及抑制剂结合位点,并进一步识别关键残基成为一个艰巨的课题。通过半理性设计,本课题组已找出北京棒杆菌(Corynebacteriumpekinense)天冬氨酸激酶与抑制剂结合位点有直接或间接作用的所有关键氨基酸残基,并通过突变解除反馈抑制得到高活力菌株。2013年,李慧颖[32]得到突变体R169H,酶活较突变前提高2.3倍;同年,郭永玲[33]得到突变体T361N、A362I,酶活分别提高47.99倍、34.60倍;2014年,任军等[34]得到突变体G277K,酶活提高9.48倍;同年,朱运明等[35]得到突变体G377F,酶活提高9.3倍。此外,类似的单基因修饰研究缺少全面性和持续性,还应对改造前后的代谢流变化进行对比分析,尝试针对改造后的缺陷进行多基因修饰,继续对甲硫氨酸产量是否提高进行试验。较成功的理性设计在甲硫氨酸同族氨基酸——赖氨酸生产中有成功的先例。2013年,SKind等人[36]根据TCA循环和赖氨酸合成途径相关知识,通过敲除sucCD在琥珀酰辅酶A合成酶水平上有目的性地阻断TCA循环,使其与赖氨酸合成途径相结合,增加目的产物合成途径代谢流,产量提高60%。由于理性设计需要大量全面准确的生物学信息,直接针对代谢流的整合在甲硫氨酸研究领域还需要尝试和突破。 3.1.3关键酶在代谢过程中的稳定性 在大肠杆菌和根癌土壤杆菌中均证实了高丝氨酸酰基转移酶(homoserinetranssuccinylase,HTS)的不稳定性,这可能也是赖氨酸和苏氨酸易发酵生产,而同一途径下游的甲硫氨酸却一直难以实现发酵生产的重要原因。其极端不耐热和易被蛋白酶分解这两大特性,是发酵法面临的难题。对Biran等人发现的四种可能分解HTS的蛋白酶进行修饰,或与嗜热菌关键基因整合都是菌株改造可以尝试的方向。此外,甲硫氨酸向胞外输出的研究尚不成熟,可在菌株改造后,对胞内组分进行量化分析,以探索胞内甲硫氨酸产量最大时的条件,以及能分泌到胞外营养缺陷型菌种选育。 3.2酶法生产面临的问题和建议 酶法合成一般不作为单独的生产路线,传统的酶法是与石化生产路线相结合,以石化生产废弃物为原料,进行化学合成后,对外消旋混合物进行拆分以得到高纯度的L-甲硫氨酸,其中Findrik等人[29]将D型转化为L型的试验是更具意义的研究。韩国杰希公司首次采用发酵法与体外酶催化的联合生产工艺,先利用微生物发酵生产琥珀酰高丝氨酸,随后用酶法在微生物体外将这一中间产物转化成甲硫氨酸和琥珀酸。降低生产成本的同时减少污染。2010年,Bolten等人[17]对谷氨酸棒杆菌MetY进行过表达使酶活力大幅提高,但由于胞内底物耗尽,甲硫氨酸产量未仍不理想。参考杰希公司,可尝试由发酵法获得大量O-乙酰高丝氨酸,并利用过表达的酶在体外催化甲硫醇与O-乙酰高丝氨酸生成甲硫氨酸。目前,对酪氨酸、半胱氨酸和脯氨酸的生产,从蛋白中分离仍是最经济的方法。由于植物可以合成甲硫氨酸,因此通过酶解方法利用稻草等农作物的废弃物生产甲硫氨酸是最经济的模式。2015年,Sanders等[6]对这种方法的成本进行了核算,证明了其具有一定可行性。但该法不适用于获得高纯度的L-甲硫氨酸,因为产物组成复杂,分离纯化难度大。甲硫氨酸的生物技术生产与理论值之间的差距证明,此项研究具有广阔的进步空间,对微生物发酵、酶法分解等多方面的探索仍有待深入研究。随着现代生物技术的发展,利用生物技术生产甲硫氨酸仍将是科研工作者面临的重要课题。 作者:王隆洋 闵伟红 单位:吉林农业大学食品与工程学院 小麦和玉米深加工国家工程实验室 生物技术进展论文:生物技术进展探究 1种质资源的遗传多样性及鉴别 铁皮石斛苗期与石斛属有些品种在形态特征上有相似性,特别是涉及到种内遗传差异时,利用传统的鉴别方法往往不易区分。RAPD[12]、AFLP[13-14]、SSR[15]、ISSR[16-17]等分子标记技术目前被广泛用于铁皮石斛不同野生居群、不同栽培群体的遗传多样性及亲缘关系的研究。采用RAPD技术进行基因组DNA多态性分析,能从石斛属内26个种当中方便快捷地鉴别出铁皮石斛[12]。Ding等[18]利用SRAP标记分析铁皮石斛9个居群共84份材料的遗传多样性,并进行聚类分析,结果表明原位保存是保证铁皮石斛遗传多样性的首选方法;采用RAPD和ISSR分析9个铁皮石斛自然居群,表明居群间的遗传差异明显,具有丰富的遗传多样性,并且ISSR的多样性检测优于RAPD[19]。谢明璐等[15]利用开发的SSR标记成功对铁皮石斛种质纯度进行鉴定。金波等[20]将扩增获得的铁皮石斛特异RAPD分子标记片段,经克隆、测序,重新设计一对特异性引物转化成稳定的SCAR标记,能特异性地在铁皮石斛中扩增出300bp的片段,实现铁皮石斛的快速有效鉴定。Hou等[21]利用15个新的三核苷酸微卫星标记能够简便快捷地对铁皮石斛进行遗传多样性鉴定和分析。建立DNA指纹图谱,有利于鉴定和筛选铁皮石斛优良品种。虞泓等[22]用AFLP技术对石斛属内4个品种和1个外类群种进行基因组DNA多态性分析,构建了药用石斛的DNA分子指纹图谱。为更准确地进行铁皮石斛种质鉴定、遗传图谱构建、基因定位和遗传多样性的分析,赵瑞强等[23]采用正交设计和单因素相结合的方法构建和优化铁皮石斛SCoT-PCR反应体系,在32份铁皮石斛材料的遗传多样性验证中表现出良好的稳定性和重复性。基因芯片从遗传的角度鉴别铁皮石斛品种真伪,进一步推动了铁皮石斛的遗传分析和鉴别。Sze等[24]利用5SrDNA的基因间隔区的不同,建立了高通量鉴定商业石斛(枫斗石斛)的基因芯片,可以对铁皮石斛与其他种类的石斛进行有效区分。基因芯片与中药化学成分指纹图谱等的鉴定相结合,能确定铁皮石斛药用价值的优劣,发挥最佳作用[25]。 2组织培养 铁皮石斛种子自然状态下萌发率极低,利用组织培养进行铁皮石斛人工快繁是解决铁皮石斛野生资源短缺的有效途径,已有大量石斛组织培养条件的研究报道,目前铁皮石斛试管苗已进入商品化生产。2.1外植体铁皮石斛组织培养外植体来源广泛,一般采用野生铁皮石斛种子[26-29]、根尖[30-31]、茎段[32-34]、腋芽[35]等作为外植体。应用最早和最广泛的外植体是无菌种子,在离体培养条件下,种子萌发后形成原球茎,原球茎可以直接发育形成幼苗,也可以诱导原球茎产生大量愈伤组织,由愈伤组织再分化发育成幼苗[36-37]。唐桂香等[26]以成熟的铁皮石斛种子为材料,以1/2MS为基本培养基并添加20%马铃薯液,种胚萌发率达到79.35%,并能成功诱导出原球茎。杜刚等[27]以铁皮石斛种子为外植体,通过组织培养获得大量种苗。秦廷豪等[31]用铁皮石斛茎段、带顶芽的茎段和根蔸3类外植体在MS培养基上进行诱导培养,发现仅根蔸能诱导出原球茎。王丽萍等[32]和李泽生等[34]分别以MS和1/2MS为基本培养基,选用铁皮石斛幼嫩茎段为外植体能够高效诱导出原球茎。张红梅等[33]以铁皮石斛茎段为外植体材料,经历芽诱导、丛生芽增殖和生根培养3个阶段,获得大量的试管苗,芽诱导率达到86.7%。2.2基本培养基选择合适的培养基是组织培养最关键的一步,针对培养目的、培养途径、培养阶段的不同,所使用的培养基也不同。铁皮石斛组织培养采用的基本培养基包括MS,1/2MS,N6以及相应的改良培养基等[37]。最适培养基的选择主要根据不同外植体来源和不同生长阶段决定。以铁皮石斛种胚作为培养材料,研究发现未经改良的N6培养基对胚的萌发和生长最好,以茎尖作为培养材料,N6培养基诱导愈伤组织能力明显不如MS[38-39]。以铁皮石斛茎段为材料诱导丛生芽,1/2MS诱导的效果最好,生成的苗粗壮[40]。鲍腾飞等[41]的研究表明1/2MS最有利于铁皮石斛类原球茎的生长增殖。王春等[42]以1/2MS+1.0mg·L-1BA+0.5mg·L-1NAA培养基诱导铁皮石斛原球茎,诱导率达到58%。铁皮石斛不同生长阶段的最适培养基也有较大差异。1/2MS、MS和Kc等培养基都适合原球茎的增殖,而B5和1/2MS较适宜铁皮石斛的壮苗培养[43]。2.3培养条件除基本培养基之外,包括外源激素、附加物、蔗糖、pH值、温度和光照等培养条件对不同阶段铁皮石斛生长分化均有影响。铁皮石斛组织培养中常使用的外源激素主要是生长素类(如IAA、IBA、NAA)和细胞分裂素类(如BA、ZT和KT)[44]。苏钛等[45]的研究表明,BA相对于其他激素对铁皮石斛原球茎诱导效果最好,以2.0mg·L-1BA诱导率最高。洪森荣等[46]探讨6-BA和2,4-D对铁皮石斛原球茎增殖和分化的影响时发现,添加1mg·L-16-BA和0.1mg·L-12,4-D对原球茎增殖效果较好。唐桂香等[26]的研究表明,0.5mg·L-1NAA对铁皮石斛的生根效果最好。李璐等[47]比较了6-BA和TDZ对铁皮石斛花芽诱导的影响,结果表明,0.2mg·L-1TDZ最适宜诱导其开花。宋顺等[48]以MS为基本培养基,发现添加0.5mg·L-16-BA和1.5mg·L-1NAA最适合铁皮石斛原球茎诱导,其诱导率为95%;而添加1mg·L-16-BA和1mg·L-1NAA最适合原球茎增殖;添加5mg·L-16-BA+1mg·L-1NAA最适合原球茎分化,其分化率达80%;而在根诱导的培养基中添加1.5mg·L-1IBA+100g·L-1香蕉泥,其生根率能达到100%。一些有机添加物对铁皮石斛种子萌发、芽增殖、组培苗壮苗具有一定的促进作用,已报道的有马铃薯泥[49-50]、香蕉泥[49]、苹果汁[51]等,使用浓度一般在10%~20%。培养基的pH值、温度、光照强度和时间均对铁皮石斛生长有明显的影响。陈青青等[52]研究表明,pH对铁皮石斛的苗鲜重和生根率影响显著,以pH值5.4为宜,其原因可能是pH影响细胞的透性、代谢和培养物的生长与分化,在25℃、光照强度为1500lx时,最适宜铁皮石斛生长。鲍顺淑等[53]的研究表明,在人工光型密闭式植物工厂的可控环境条件下,在光照强度和CO2浓度一定时,光照时间控制在12h/d,铁皮石斛组培苗的净光合速率和叶绿素含量较高,干重和腋芽数增加较多,表现出良好的生长与繁殖能力。 3诱变育种 铁皮石斛生长相对缓慢,一般2~3年才能采收,对现有品种进行遗传改良,培育生长迅速、药用有效成分含量高的新品种是提高产量及质量的有效途径。诱变育种突变频率高,诱发变异较易稳定,可有效改良作物性状,缩短育种年限[54]。物理及化学诱变是常采用的方法,辐射诱变结合组织培养,能加速变异性状的稳定和新品种的育成。詹忠根等[55]利用137Csγ射线辐照铁皮石斛种胚原球茎,针对形态变异的试管苗,采用流式细胞分析DNA的倍性变化,结果发现大部分外部形态发生改变的植株其细胞内DNA的倍性发生了改变。洪萨丽等[56]利用60Co-γ辐照霍山石斛原球茎,研究诱变对石斛生长和生物碱积累的影响,结果表明适当剂量的60Co-γ辐照处理可促进POD、SOD、CAT和PAL酶活性,抑制PPO酶活性,从而能促进石斛原球茎生长,提高悬浮培养原球茎生物碱含量。张青华等[57]采用0.09%秋水仙碱处理24h诱导铁皮石斛丛生芽变异率达到48%,对叶、气孔、染色体的检测,证明变异芽为四倍体或嵌合体。2.5g·L-1植酸能促进石斛多糖的合成,还能促进石斛对碳、氮、磷的吸收[58]。太空诱变育种在中药材品种培育和改良中应用广泛,目前已有数十个审(认)定的中药材品种是通过太空诱变获得的。经航天诱变的仙斛1号铁皮石斛已经通过浙江省非主要农作物品种审定委员会认定。太空诱变技术在有效创造特异突变基因资源和培育作物新品种方面已经显示出重要的作用,成为空间生命科学研究的重要组成部分[59]。利用太空诱变培育突破性优良品种方面具有的独特优势,使今后获得更多优良铁皮石斛新品种成为可能。 4基因工程 4.1基因克隆铁皮石斛的药用有效成分为生物碱、石斛多糖等植物次生代谢产物,这些次生代谢产物需要经过复杂的代谢途径最终合成,并受代谢的关键酶与限速酶调控,如转移酶、合成酶、环化酶等。对关键酶基因进行克隆和分析,是研究铁皮石斛药用有效成分代谢途径及相关分子机制的重点,也是培养优质铁皮石斛新品种的基础。樊洪泓[60]克隆了石斛生物碱合成途径中的关键基因法呢基焦磷酸合酶基因(FPS)的片段,并进行序列分析。为研究铁皮石斛多糖合成与蔗糖合成酶活性关系及表达调控,孟衡玲等[61]成功克隆了铁皮石斛蔗糖合成酶基因(DOSS1)并对其表达分析。曾淑华等[62]对克隆的铁皮石斛磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因(pepc)进行表达分析发现,pepc基因在F型铁皮石斛中的表达量为H型的5.55倍。植物凝集素如甘露糖结合凝集素与植物抗病虫害密切相关。铁皮石斛在自然条件下很少发生病虫害,为探究其病虫害抗性与兰科植物凝集素之间的内在关系,Chen等[63]提取铁皮石斛叶片的RNA,根据兰科植物凝集素保守序列区设计引物,通过RACE技术克隆得到全长768bp的铁皮石斛甘露糖结合凝集素基因(DOA),包含1个498bp的开放阅读框,其编码的165个氨基酸为凝集素前体。半定量RT-PCR分析表明,DOA基因是一个组成型表达基因,在根、茎、叶中均有表达,在茎中表达量最高,可能与铁皮石斛茎的病虫害抗性密切相关。铁皮石斛自然状态下种子萌发需要真菌共生,生长阶段也常伴有共生真菌。钙依赖蛋白激酶(calcium-dependentproteinkinases,CDPKs)以及促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)及其级联途径在从枝菌根、根瘤菌-宿主植物共生体系中起重要调控作用。张岗等[64-65]从小菇真菌(Mycenasp.)侵染的铁皮石斛根中分别克隆了一个受菌根真菌诱导的铁皮石斛钙依赖蛋白激酶基因(DoCPK1)和促分裂原活化蛋白激酶基因(DoMPK1),在小菇真菌侵染30d的石斛根中,DoCPK1和DoMPK1基因表达均显著上调,分别达到对照根中的5.16倍和7.91倍,表明DoCPK1和DoMPK1基因参与小菇真菌和铁皮石斛菌根早期互作,可能在该共生体系中起作用。4.2遗传转化目前,铁皮石斛的遗传转化最常用的方法是农杆菌介导法和基因枪法。根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)介导遗传转化关键时期为共培养阶段。Yu等[66]构建了含β-葡萄糖苷酸酶基因(GUS)的表达载体,以潮霉素磷酸转移酶基因(Hpt)筛选标记,将类原球茎与农杆菌在无抗生素的培养基上共培养3d,光照16h·d-1,再转移至添加50mg·L-1羧苄青霉素的培养基上继续培养3~4周,之后在含200mg·L-1卡拉霉素的培养基上选择培养6~8周得到转基因植株。GUS组织化学检测和Southern杂交证明GUS基因成功表达。基因枪法在石斛转基因中应用更多。Kuchnle等[67]采用微粒轰击法将Nos-NPTII基因和番木瓜病毒(PRV)外壳蛋白基因(CP)一起导入杂种石斛的原球茎。经过卡那霉素选择培养,PCR分析表明,13株抗性植株带有NosNPT基因,其中有1株带有PRVCP基因。Chia等[68]成功将荧光素酶基因(Luc)通过基因枪法导入石斛类原球茎并获得再生植株。Yu等[66]进一步发展了一个高频再生、高效而稳定表达的转化体系。以潮霉素磷酸转移酶基因HPT为筛选标记,50mg·L-1浓度下就能完全抑制非转化的杂种石斛原球茎生长。杨雪飞等[71]利用基因枪法将来源于大麦(HordeumvulgareL.)的抗旱耐盐基因lea3导入铁皮石斛的类原球茎中,经PPT筛选和生根壮苗培养获得转化植株。对转化植株进行除草剂PPT叶片涂抹检测和lea3基因的PCR检测,结果表明lea3基因已整合到6个株系7株铁皮石斛转化植株基因组中,转化频率为1.05%。与对照相比,获得的转lea3基因植株的耐盐胁迫能力明显增强。铁皮石斛转基因植株的遗传特性可以稳定表达,这为利用转基因技术进行铁皮石斛优良新品种培育奠定了基础。 5展望 铁皮石斛药用价值极高,但由于较长时期缺乏保护和发展,加上生态环境破坏,近年来野生资源数量急剧下降。铁皮石斛行业标准已于2012年制定,但是,宣传和贯彻落实力度不够,铁皮石斛产业和市场仍然比较混乱。不少研究者对铁皮石斛的遗传多样性进行分析,克隆铁皮石斛代谢途径中的一些关键基因,对其遗传转化技术作了探索,但分子生物学等基础研究整体相对滞后。今后应从以下几方面开展工作:首先,应该积极推进行业标准的贯彻落实。其次,加强种质资源保护和鉴定,建立种质资源的分子遗传图谱和可追溯的原始档案,为高产优质新品种选育提供理论依据。创新和优化组织培养技术,缩短培养周期,降低生产成本,建立标准化培养和生产技术体系,为其规模化生产奠定基础,从而解决资源短缺问题。此外,加强铁皮石斛的基础研究工作,发掘特异和优良基因资源,利用基因工程技术为育种提供新的途径,为铁皮石斛产业发展探求新的道路。 作者:张志勇 齐泽民 黄作喜 单位:内江师范学院生命科学学院 四川省高校特色农业资源研究与利用重点实验室 生物技术进展论文:生物技术在粮油食品工业的研究进展 【摘要】生物技术是科技时代迅速发展的产物,广泛的应用到人类生活的各个方面,对解决人类生活面临的食物、资源、健康等重大问题起着重要的作用。本文对现代生物技术在粮食生产、粮食储藏、粮油食品加工、粮油食品检测、粮油副产物利用和饲料工业等各方面的应用研究进展进行论述。 【关键词】生物技术 粮油食品工业 生物技术又可称之为生物工程,主要包括分子生物学、微生物学、细胞生物学、生理学、免疫学、系统生物学等多种学科,并和计算机、化学等学科内容相互渗透成为一个比较综合的学科,主要包括基因工程、细胞工程、酶工程等技术,其中基因工程是其主要的优秀技术,该种技术主要应用在农业、植物、医学、食品、动物等领域。应用现代生物技术可以按照人们的意愿创造出人们想要的物种,或者是具有全新的功能,或者是改造原有的功能使其更好的满足人们的需求。 一、生物技术在粮食生产中的应用 生物技术在粮食生产中的应用主要有以下几个方面:可以利用转基因技术获得产量更高,并有一定的抵御虫害的作物品种,获得营养价值更高的作物品种,此外,还可以利用细胞工程技术对植物进行无性繁殖,从而获得高产量的作物,利用生物技术可以制造出无毒生物农药从生产出更多的绿色产品。生物技术培育出的作物主要有三代,第一代是通过培育转基因作物可以提高农作物抗虫害的能力,目前种植面积比较多的是抗除草剂的农作物。第二代是通过转基因来提高农作物的营养价值为主要特征。第三代是通过转基因作物提高食品的免疫功能,即可以利用转基因的作物来生产一些具有新功能的食品以及药物。 二、生物技术在粮油加工中的应用 我国的粮油加工产品主要以初级产品为主,而在食品的精深加工方面比较落后,资源的深层次利用率比较低,而利用生物技术可以将产品原料加工成产品并实现产业化,通过对农产品的二次开发以此形成新的产品。利用生物技术可以快速的提高粮油加工的能力并提升水平,使我国的粮油加工生产能力能够得到跨越式的发展。 三、生物技术在食品加工中的应用 生物技术已经渗透到了食品加工的各个方面,利用基因工程可以有效的改良发酵工业中的微生物菌种,对食品加工原料进行改造,提高氨基酸在食品加工中的含量,此外,利用基因工程还可以改进其生产工艺,进一步提高食品的营养价值。利用蛋白质工程可以创造出人类需求的不同功能的蛋白质新产品,可以更改酶的特性。在食品工程中酶技术的应用比较成熟,在粮油食品加工中应用比较广泛的是酶制剂的应用,主要有酿造酶、蛋白酶、果品酶等。这些酶主要应用在果蔬加工,乳制品加工等方面。 四、生物技术与食品安全 生物技术在食品安全中的应用主要是转基因食品安全问题。任何物种在进化过程中都会经历自然选择或者是人工选择,他们能够幸存的物种都是这两种选择的结果,不过是自然选择还是人工选择其实质都是遗传变异选择,在物种进化中遗传是基础,变异一定会存在。任何物种都是在遗传的基础上经过进化发展而来的,对遗传变异进行人工选择就是常规育种,而转基因育种在本质上和常规育种并没有本质的区别,转基因的食品安全问题和其它新出现的技术一样,只是在人类科学进步进程中新出现的科学问题而已,应该对以抱有正确的态度,深入的对其进行研究和探讨。转基因技术作为发展最快的新技术,正对人们生活的各个方面产生巨大的影响。 五、生物技术与食品安全检测 食品安全越来越受到人们的关注,日常食品安全已成为人们生活的焦点,为了让人们吃到更为安全的食品,对食品安全检测技术的研究已经提上日程,而生物技术在食品安全检测中的应用,发挥了较大的推动作用,并取得了不错的效果。在当前的食品安全检测中比较广泛应用的生物技术有生物芯片、免疫技术等生物技术,通过这些生物技术的应用使得食品安全的检测更加方便快捷而且灵敏度也比较高,人们对食品安全也更加放心。 六、粮油深加工生物技术的进展 在粮油深加工方面,美国主要利用酶以及发酵工程来进行粮油资源的开发,同时还利用基因工程等生物技术来改良农作物的性能,改善农作物所含的营养价值。生物技术在粮油加工中的应用主要有以下几个方面,首先是利用生物技术进一步提高农作物的产量,并为农作物的生产寻找更好地的农业技术。通过新的生物技术的应用进一步改良农作物的品种,另外,还有利用农作物、农业废弃物和加工副产物生产工业制品,包括生物能源、生物材料等。 七、结语 生物技术在食品粮油领域,在食品生产、粮油食品加工以及副产品利用等方面都有重要的应用,随着基因组技术在农作物的成功实施以及深入开展,新一轮的农业技术革命将会展开。为此,要认识在粮油食品安全领域生物技术应用的重要性,并不断在粮油食品加工中引入生物技术,以更好的促进粮油食品加工行业的发展。 生物技术进展论文:环境保护工程中生物技术与重要进展 【摘要】随着环境保护工程的广泛展开,生物技术的应用已经拓展到各个方面,从单个环境目标治理,发展为全系统的广泛应用。本文主要阐述环境保护工程中生物技术的应用及重要进展进行论述。 【关键词】环境保护工程;生物技术;进展 1 环境保护与生物技术关系概述 环境保护的涉及面很广,包括空气质量、水资源保护、土地保护、森林保护等内容。由于人类对自然资源的过度开发和不合理利用,环境问题已经日益激化,生物技术作为一项有效的科技手段,对解决环境问题有着积极地作用。在当今资源保护过程中,生物技术已经占有主要的地位,生物净化技术的应用得到广泛认可。 生物技术方向潜力巨大,有很多领域都有新发现,继续挖掘生物技术的潜能,是未来环境治理的主流方法。生物技术的发展给环境保护带来了福音,但是生物技术的应用必须是严谨的,并遵守既定的原则,否则可能会再次对环境造成污染。随着人们生活节奏的不断加快,人们对于快捷方便的生活方式越来越依赖,但是经济发展不能以牺牲环境为代价,人类应该以高效率、低耗能、投入少的方式发展经济。生物技术能够成为经济发展的基本保障,深入研究生物技术,符合我国环境发展的国情。 2 环境生物技术的特点及现状 无数种生物构成了地球的生态系统,依靠这些生物完成了生态系统内的物质循环过程。环境生物技术产生就是利用了物质循环的原理,随着科技的发展生物技术被证明是环境保护的理想手段,这一技术的独特功能在解决环境问题过程中显示出无可比拟的优越性,这充分体现出它是一个纯生态的过程,符合我国可持续发展的战略思想。生物技术对处理环境污染具有很好地作用,同时具有速度快、成本低、效率高、消耗低等优点。因为生物技术来源于自然界中的生物,所以具有无二次污染、反应条件温等显著特点。环境生物技术明显的优势以及其广阔的市场前景,受到了世界各国的高度重视。 目前环境保护对生物技术的应用主要是微生物及其衍生物,少部分生物技术利用植物控制环境污染。目前生物技术是环境保护中应用最广泛、最为重要的技术,其在很多领域发挥作用。 3 环境生物技术的应用进展 3.1 在治理大气污染和改善空气质量中的应用 雾霾是2014年出现频率非常高的词,整个冬天它都纠缠着我国大部分城市,这样大规的雾霾天气说明我们的空气质量正在急速下滑,大气污染问题已经不容忽视,它已经严重影响人们的生活和身体健康。我国对治理大气污染、空气污染非常重视,生物技术已经应用在大气污染治理上。目前主要采用的方法有生物的吸附、生物的洗涤和生物的过滤等方法[2。生物技术虽然仍需要更大程度的提升,但与传统的废气治理方法相比,生物技术转化废气效果更加明显,而且节省时间,大大提高了工作效率。生物技术对能源的净化和转化更加安全可靠,经过处理的气体不会造成二次污染,甚至可以达到二次利用的效果。 3.2 在改善水体质量,治理水源污染中的作用 生物技术应用最为广泛的领域就是在改善水体质量方面,生物处理是目前水处理技术的重要手段,世界范围内大多都采用这一方法进行污水的处理。我国在污水处理上也会遵循这一趋势,不断研究发展并提升生物处理污水的能力。目前常见的水污染治理的生物技术有活性污泥法、生物膜处理法、稳定塘法、土地处理系统法和人工湿地处理系统法等[1]。生物技术应用突出表现在微生物水处理剂、废水处理、以及生物修复等方面。 3.3 在治理土地污染中的作用 我国针对土壤严重污染的问题,出台了较多政策进行治理。目前我国通常采用物理治理的方法解决土地污染,通过大面积的植树造林,保持水土,启动土壤森林净化循环的作用,避免发生大范围的水土污染和流失。其他物理化学方法以洗脱、吸附)为主 ,不仅投资成本高,而且极易造成二次污染[1]。我国作为农业大国,农业生产对土地的依附性很大,如果不注意土地污染问题的治理,后果不堪设想。但传统方法修复周期过长,治理速度远远不及污染速度,因此必须运用生物技术对土壤污染进行治理,同时保护土壤的有机成分,挽救每况愈下的土地。 3.4 生物技术的其他应用方向 生物转化过程是以酶为反应介质进行的,因为酶是一种活性蛋白,极易受到酸、碱及高温的破坏,所以生物反应的过程必须在常温、常压的环境下进行。生物反应的条件相对比较好达到,因而其投资少、耗能低、速度快好、效果好、操作简便、设备简单。 生物转化代替化学处理可以大大降低反应过程的污染水平,更有利于实现生态化生产或无废生产,从而实现清洁生产的目的。此外,生物反应的产品及副产品大多都是可以加快生物降解,有的甚至是下一次反应的催化剂,且反应产物大多可以作为其他生物的营养源加以利用。 4 结束语 随着经济的不断发展,我国环境问题日益凸显,环境问题亟待解决,现有的生物技术已经不能满足社会发展的需要,因此需要不断挖掘生物技术的潜力,环境治理和技术革新的探索之路还要继续走下去。未来生物技术的研究必须要考虑到经济发展的因素,实现经济发展与环境保护相统一,促进社会进步与环境保护的协调发展。 生物技术进展论文:有机废水处理中的环境生物技术及其进展 【摘 要】对于大多数的国家来说,有机质为主的水污染是水环境保护过程中的首要问题,有机质水污染形成的原因包括城市生活污水与工业、农业等有机废水的排放。生物环境技术成为了当前处理有机废水最主要的方法,主要是由于其效率高、能耗地、处理速度快、适用性好及安全性好等特点。本文主要介绍了生物环境技术中的好氧与厌氧处理工艺、人工池塘和湿地的方法与应用。 【关键词】有机废水;生物环境技术;综述 在世界五大环境问题中水资源方面的问题显得非常的突出与紧要。我国虽然是世界上的资源大国,有着非常丰富的地表水资源,但是我国由于人口众多的原因,人均淡水资源量达不到世界平均水平的四分之一。随着经济的发展和人口的增长,我国所面临的水质污染与水生态污染的问题越来越突出,这方面的问题制约着我国的经济建设和社会发展,威胁这人们的饮水安全与可持续发展。而在全球范围的水质与水生态污染中有机污染的影响最为严重,主要的有机废水来源包括城市生活污水及工业、农业、养殖业的废水排放。 1 生化处理技术 生化处理就是通过微生物来对有机废水中的有机污染物进行消化和分解,从这个过程中得到碳和能源。根据生化反应的不同可以将生化处理技术分为好氧与厌氧两种。好氧降解中,有机物质被完全分解为水和二氧化碳,降解比较彻底,效率也高,是生化处理技术的主要方法。厌氧降解中是改变有机物质的化学结构,反应需要的时间较长,但能够降低有机废水中有机物质的浓度,也能够降解一些难降解的有机物质,因此也有着重要的地位[1]。 1.1 好氧降解 1.1.1 活性污泥降解方法 这种方法属于好氧降解技术中最传统的,其中的活性污泥实际上是微生物生长于繁殖之后形成的絮凝体,这种物质有着非常强的吸附于分解有机物质的能力,而且自身的凝聚性较好。具体的方法就是在有机废水中曝气供氧来使微生物形成活性污泥,从而降解有机物质。 1.1.2 生物膜法 这种方法主要是在有机废水中添加微生物附着的介质来进行有机物质分解,微生物在介质表面不断地生长和繁殖就会形成膜,这些膜对污水进行净化。随着生物膜不断地分解有机物质,微生物会不断的生长,因此生物膜也会越来越厚,在着过过程中在生物膜的内部就会形成一种微生物生长的兼氧与厌氧的环境,因此生物膜法中其实也有着一部分厌氧降解的作用[2]。随着生物膜厚度的增加,达到一定程度之后会自动脱落成为污泥,介质的表面会重新生长微生物从而形成新的生物膜来净化污水。 1.2 厌氧降解技术 在酿酒、制酱等领域中,厌氧技术有着非常悠久的历史,但是直到1881年才得以在水环境保护中得到应用。随着技术不断的完善和使用范围的不断扩大,人们渐渐认识到了厌氧降解技术产能高、能耗小的优点,研发出了厌氧滤池、厌氧流化床、厌氧生物转盘等厌氧反应器。这些厌氧反应器都有着共同的特点:有机负荷比较大、反应时间有所缩短。近几年来,厌氧技术逐渐应用到了工业、农业、养殖业等高中低不同浓度的有机废水和城市生活污水的处理中。但是厌氧降解技术产出的水质不能够达到排放标准,“后处理”成为了技术最重要的缺陷。 2 生物自然净化技术 2.1 生物塘 在水中培植大量的生长快速的水生植物就形成了生物塘,这种方法主要是通过水生植物的吸收和收获来讲有机污水中的有机物质带走,从而达到净化水体的作用[3]。在生物塘中增加曝氧系统就会形成氧化塘,能够在生物塘中兼具好氧降解的功能。传统的生物塘存在面积大、处理时间长、出水不合格等缺陷,在不断地改进过程中总结出了解决这些缺陷的几点措施:高效水生植物的培育、实现生物塘综合处理等。 2.2 人工湿地 人工湿地发展的基础是污染灌溉,这种方法投资与能耗都非常低,而且还能够为农作物提供肥力。将污水经过一级和二级处理之后就用于灌溉系统。沼泽、泥潭与水域边缘地带等都属于湿地,水体、这种条件之下发育的土壤、适应这种环境的动植物就组成了整个的湿地环境。人工湿地就是指通过人工建造于湿地功能相似的系统,由于保护水资源与改善水生态环境。人工湿地包括表面流型、潜流型、垂直流型三种,其中垂直流型应用最为广泛。 3 环境生物技术的展望 生物环境技术不断发展的动力与目的都是提高污水处理效率、降低技术应用成本。难降解有机物质、高浓度有机废水和去氮除磷问题是当前有机污水治理的主要难点和方向,是环境生物技术的发展方向。 3.1 实现的工艺优化组合 不同的工艺通过优化组合就能够实现优势互补,是生物降解技术的一个重要的发展趋势。例如好氧降解与厌氧降解实现组合能够克服好氧负荷率小于去氮除磷效果差的缺点,克服厌氧处理时间较长与出水水质不高的缺点。 3.2 与其他技术相结合 环境生物技术的发展需要其他科学技术的配合,要将环境生物技术与其他的技术结合起来才能够提高处理的效果。高效生物技术与光、电的结合能够由于有毒有害难降解有机废水的处理,例如如光催化氧化-生物处理新技术、电化学高级氧化-高效生物处理技术等。环境生物技术不断地与计算机、电子信息等技术的结合,逐渐实现了环境生物技术的自动化与模块化。 3.3 难降解有机物质的处理 在微生物群体中占优势的与降解力较高的菌种都属于优势菌。可以通过自然筛选驯化、混合培养、细胞工程、基因工程等方式来培养优势菌种。这些优势高效菌种能够用来对难降解的有机物质进行处理,是现代环境生物技术的发展热点之一。 3.4 生物传感器 生物传感器能够实现自动连续监测,能够判断污染的发展趋势、探索污染物的转化与降解规律、检测污染物突变的原因、分析污染的来源等。生物传感器的研制对生物环境污染的监测有着积极地作用,使其更加的方便、快捷、灵敏、全面,而且还具有廉价、简单、快速等优点。 4 总结 水领域中应用的技术种类有很多种,每种技术都有各自的优点和适用的范围。环境生物技术主要是利用生物本身或者去其产物来对水污染进行治理,微生物和植物是生物主体,微生物主要是发挥降解功能来净化有机污水中的有机物质,而植物主要是通过吸收功能来实现治理有机污水。这种技术效率较高、投入较大、安全性好、适用范围广,应该在有机废水的处理过程中积极推广。 生物技术进展论文:环境保护工程中生物技术与重要进展 【摘 要】全球范围内的环境问题十分严峻,因此人们对环境保护的重视程度也逐渐提高。党的十八大对生态文明建设做了进一步部署,环境保护是我国建设和谐社会的重要内容。环境保护离不开科学技术的支持,而生物技术在其中起到举足轻重的作用。 【关键词】环境保护工程;生物技术;进展 随着环境保护工程的广泛展开,生物技术的应用已经拓展到各个方面,从单个环境目标治理,发展为全系统的广泛应用。本文主要阐述环境保护工程中生物技术的应用及重要进展进行论述。 1 环境保护与生物技术关系概述 环境保护的涉及面很广,包括空气质量、水资源保护、土地保护、森林保护等内容。由于人类对自然资源的过度开发和不合理利用,环境问题已经日益激化,生物技术作为一项有效的科技手段,对解决环境问题有着积极地作用。在当今资源保护过程中,生物技术已经占有主要的地位,生物净化技术的应用得到广泛认可。 我们享受着经济发展给生活所带来的舒适和方便,却忽视了环境对人类发出的警告。经济发展的代价是环境的严重破坏,随着环境破坏程度越来越严重,人们开始清醒的认识到环境必须要好好治理了。国人环境治理的意识正在不断的加深,生物技术得到了很好地发展,并应用到实际治理污染中[1]。虽然生物技术取得了一定的成绩,但仍然无法高效的解决环境污染问题。因此,我们对生物技术的研究还要继续深入,有效地实现研究成果和工程技术的结合,使之成为成熟的技术并推向市场。 生物技术方向潜力巨大,有很多领域都有新发现,继续挖掘生物技术的潜能,是未来环境治理的主流方法。生物技术的发展给环境保护带来了福音,但是生物技术的应用必须是严谨的,并遵守既定的原则,否则可能会再次对环境造成污染。随着人们生活节奏的不断加快,人们对于快捷方便的生活方式越来越依赖,但是经济发展不能以牺牲环境为代价,人类应该以高效率、低耗能、投入少的方式发展经济。生物技术能够成为经济发展的基本保障,深入研究生物技术,符合我国环境发展的国情。 2 环境生物技术的特点及现状 无数种生物构成了地球的生态系统,依靠这些生物完成了生态系统内的物质循环过程。环境生物技术产生就是利用了物质循环的原理,随着科技的发展生物技术被证明是环境保护的理想手段,这一技术的独特功能在解决环境问题过程中显示出无可比拟的优越性,这充分体现出它是一个纯生态的过程,符合我国可持续发展的战略思想。生物技术对处理环境污染具有很好地作用,同时具有速度快、成本低、效率高、消耗低等优点。因为生物技术来源于自然界中的生物,所以具有无二次污染、反应条件温等显著特点。环境生物技术明显的优势以及其广阔的市场前景,受到了世界各国的高度重视。 目前环境保护对生物技术的应用主要是微生物及其衍生物,少部分生物技术利用植物控制环境污染。目前生物技术是环境保护中应用最广泛、最为重要的技术,其在很多领域发挥作用。大气污染治理、水源污染控制、清洁可再生能源的开发、有毒有害物质降解、 废物资源化、污染环境修复、环境监测和重污染企业的清洁生产等各个方面都有生物技术的身影,并发挥着极其重要的作用[1]。使用环境生物技术处理环境污染物时,最终产物大部分是无毒害且稳定的物质,大部分有机污染物都转化为二氧化碳、水和氮气等。应用生物技术处理污染大多能一步到位,避免了污染物再次转移,因此它可以安全而彻底的消除污染。大部分有机污染物适可作为其他反应的底物,这些有机污染物经过生物转化后变成酒精、沼气、氨基酸、多肽等有用物质。生物转化的技术因此常常作为有机污染物资源化的首选技术。 3 环境生物技术的应用进展 3.1 在治理大气污染和改善空气质量中的应用 雾霾是2014年出现频率非常高的词,整个冬天它都纠缠着我国大部分城市,这样大规的雾霾天气说明我们的空气质量正在急速下滑,大气污染问题已经不容忽视,它已经严重影响人们的生活和身体健康。我国对治理大气污染、空气污染非常重视,生物技术已经应用在大气污染治理上。目前主要采用的方法有生物的吸附、生物的洗涤和生物的过滤等方法[2。生物技术虽然仍需要更大程度的提升,但与传统的废气治理方法相比,生物技术转化废气效果更加明显,而且节省时间,大大提高了工作效率。生物技术对能源的净化和转化更加安全可靠,经过处理的气体不会造成二次污染,甚至可以达到二次利用的效果。 3.2 在改善水体质量,治理水源污染中的作用 生物技术应用最为广泛的领域就是在改善水体质量方面,生物处理是目前水处理技术的重要手段,世界范围内大多都采用这一方法进行污水的处理。我国在污水处理上也会遵循这一趋势,不断研究发展并提升生物处理污水的能力。目前常见的水污染治理的生物技术有活性污泥法、生物膜处理法、稳定塘法、土地处理系统法和人工湿地处理系统法等[1]。生物技术应用突出表现在微生物水处理剂、废水处理、以及生物修复等方面。 3.3 在治理土地污染中的作用 我国针对土壤严重污染的问题,出台了较多政策进行治理。目前我国通常采用物理治理的方法解决土地污染,通过大面积的植树造林,保持水土,启动土壤森林净化循环的作用,避免发生大范围的水土污染和流失。其他物理化学方法以洗脱、吸附)为主 ,不仅投资成本高,而且极易造成二次污染[1]。我国作为农业大国,农业生产对土地的依附性很大,如果不注意土地污染问题的治理,后果不堪设想。但传统方法修复周期过长,治理速度远远不及污染速度,因此必须运用生物技术对土壤污染进行治理,同时保护土壤的有机成分,挽救每况愈下的土地。 3.4 生物技术的其他应用方向 生物转化过程是以酶为反应介质进行的,因为酶是一种活性蛋白,极易受到酸、碱及高温的破坏,所以生物反应的过程必须在常温、常压的环境下进行。生物反应的条件相对比较好达到,因而其投资少、耗能低、速度快好、效果好、操作简便、设备简单。 生物转化代替化学处理可以大大降低反应过程的污染水平,更有利于实现生态化生产或无废生产,从而实现清洁生产的目的。此外,生物反应的产品及副产品大多都是可以加快生物降解,有的甚至是下一次反应的催化剂,且反应产物大多可以作为其他生物的营养源加以利用。用生物反应产物代替一些化学药物、人工合成物、化石能源等,能把产生活动带来的环境污染降到最低,真正使经济发展遵循可持续发展的原理。应用生物技术还可以处理其他方法无法处理的环境问题,比如生物修复技术净化环境,能使受污染的珍贵资源如水资源、土地资源等恢复到健康的水平。 4 结束语 随着经济的不断发展,我国环境问题日益凸显,环境问题亟待解决,现有的生物技术已经不能满足社会发展的需要,因此需要不断挖掘生物技术的潜力,环境治理和技术革新的探索之路还要继续走下去。未来生物技术的研究必须要考虑到经济发展的因素,实现经济发展与环境保护相统一,促进社会进步与环境保护的协调发展。
制造工艺论文:机械制造工艺可靠性研究的论文 机械制造工艺是一个极其复杂的过程,具有抽象,客观性特点。细说就是指运用机械设备和机器,以及相关的生产制造技术来对原材料进行加工,从而形成一个实在的物品这样的一个过程。这种工艺是机械制造过程中不可忽视的一个环节,也是最为普遍的,但是因为这种工艺涉及到许多的数据要求以及技术规定,一不小心就容易犯错,从而不能达到生产的最终目标。当对机械产品加入一些其它的物理特征,例如抗腐蚀,耐高温,耐磨等,这些物理特征就会影响到产品的可靠性。目前大多数企业都追求速度,从而设计时间短,无法研究新技术,因此,要想使复杂的机械制造工艺达到可靠性的目标,还需要机械制造方面的人才重点探讨研究。 1机械制造工艺可靠性的含义 机械制造工艺看似简单其实是一个很复杂的过程,造成这种复杂的原因是因为制造工艺是动态的,是人在操作时因为各种因素而产生变化的。机制制造工艺分为制造主体、制造对象、制造方法和制造设备等。要想对其进行有效的控制,首先制造主体也是个人需时刻保持着严格谨慎的工作态度;然后制造对象就是指原材料了,原材料的选取也是需要经过层层检验以达到标准,减少残次品率;制造设备就相对于广阔许多,主要有机床、运输机器、检验机器、辅助机器等,对于这些机器的维护与修理也是不容马虎的。现可以举一个例子来表述机械制造工艺的复杂。例如某企业要求制造一台有1万个零件组成的大型机器,而这1万个零件中每一个零件都是需要经过几道加工程度。现在就假设每一个零件要加工10次,因此,可以想象到这台机器如果9999道加工程度都没有错误,但是其中一个零件一个加工程序出现错误了,那么就会对这台机器产生具大的影响,有可能会造成这台机器全部报废,因此,避免加工的过程中出现错误,保障制造工艺的可靠变得很重要。有学者曾说,机械制造工艺的可靠性在于在进行机械制造的过程中每一首工艺都要按照技术标准与数据来完成以达到百分之百的可靠性。只有这样才能保证生产出来的成品机器在运用到实际中时能够保证产品的质量,又能发挥成品机器在生活中的实际作用。同时对于机械制造工艺的可靠性我们要将其和加工精度、稳定性等概念区分开来。一般情况下,加工精度是指机械制造过程中的产品所需要符合的数据要求,这是一种静态的理念,它表示的是产品性质所承受的范围,而机械制造工艺则是一个动态的过程,它具有无法预见性的特点,最终工序要求可靠性。 2机械制造工艺可靠的特征 目前,通过机械制造工艺方面的学者坚持不懈的研究,得出机械制造工艺具有以下几个特征的结论。(1)机械制造工艺可靠性具有过程性的特征。这也是由其本质的动态性特征决定的。之所以说它具有过程性的特征,是因为机械制造工艺连续贯通整个生产制造的过程,包括设计、生产制造以及成品之后的检测制造这样的一个全过程,每一环节都和可靠性息息相关,都不是独立存在的,一环影响着下一环。也是因为具有过程性这一特征,要求我们在生产时统筹全局,进行全面的动态分析。(2)机械制造工艺具有综合性的特征。机械制造工艺可靠性的综合性特征是从其过程性的特征总结出来的。利用这一特征可以做到和其他的设计以及销售工作的人员进行资源与信息共享,从而达到高效生产的目的,做到节约成本,减少浪费。(3)机械制造工艺可靠性具有系统性的特征。机械制造工艺中包含设计可靠性和使用可靠性,而机械制造工艺可靠性是不能与这两者同等而论的。这三者是独立存在,但又不可分割的,形成了生产过程中的一个整体。从严格意义上来说,机械制造工艺可靠性具有承上启下的特点,连接了设计可靠性和使用可靠性,三者相互影响。 3机械制造工艺可靠性对产品的作用 3.1机械制造工艺可靠性与制造参数指标的关系 机械制造工艺的过程由加工方法、设备和工序组成的,生产过程极其复杂,而这几个部分最终决定了成品的参数。参数包括这些方面:机器的生产性能、质量和生产出来的产品的精准度,这几个方面构成了质量指标。而机械制造工艺的参数和质量指标与可靠性有着密切的联系。这种关系很复杂,与生产效率和经济效益之前存在矛盾。机械制造工艺还与产品的一些使用性能息息相关。其中有抗腐蚀、耐磨、而高温等。仅仅靠一些参数和指标也是无法解决产品可靠性这一问题。第一,产品的使用性能与质量指标存在着复杂的关系,这样导致一些能够直接影响成品性能的参数没有显现出来。第二,机器在生产的过程中,工作能力不是一尘不变的,在工作过程中会出现在一些损耗,这样就会有一定的随机性。因此,机械制造工艺能否达到完美,能够决定机器在实际用途中是否能够达到可靠性。完美程度与可靠性是成正比的。 3.2机械制造工艺中的参数对产品性能的影响 产品的性能主要表现在耐疲劳、耐磨、抗腐蚀、耐高温等。(1)耐疲劳。通俗来说,原材料的材质是会直接影响产品的耐疲劳性。除这之外,还有零件的缺陷和表面的状况也会对产品的耐疲劳性产生世大的影响。其中表面状况是影响最大的。在机械制造生产过程中,对于原材料的选择需要精挑细选,在最好的里面选最好的,只有选择了最好的零件来进行机械制造才能保证产品所有达到的物理特征,满足产品要求的指标和参数。如果因为选择不当而造成产品不具备耐疲劳的特点,那么最终会导致成品使用寿命的减弱。(2)耐磨。原材料本身的构成成分以及结构对机械设备是否耐磨有重要的决定性作用。因此,在对材料进行生产时,要综合考虑其化学成分和热处理能力,并通过材料表面状况来分析其化学参数。在产品运用到实际中时,我们发现产品表面状况对称的产品磨损期限较长。(3)抗腐蚀。机械产品在实际运用中会长期处于化学腐蚀较为严重的环境下进行生产工作,因此,对于机械产品的搞腐蚀性有了很高的要求。一些产品当遇到化学腐蚀液时会破坏其生产能力。因此,在进行机械制造的过程中经常会在产品的表面涂抹上一层特殊材料,以加强其抗腐蚀的能力。(4)耐高温。机械产品在进行生产的过程中,经常会有高温加热的情形出现。因此,对于机械产品本身耐高温的能力也有了一定的要求。当在进行高温生产时,将机械表面加入一些抗高温的物理元素,使机器处于一种保护状态,以保证机械制造工艺的正常运行。 4总结 机械制造工艺的可靠不仅仅只是针对产品的制造过程,还包括了产品的设计与产品的销售和使用等都是有着密切的联系的。提升机械制造工艺可靠性,我们可以对原材料的选购进行严格监测,定期对生产设备进行检查与维护,进一步强化产品的自身工艺,从而根本上提升机械制造工艺的可靠性。时代在变迁,生产技术也随着时间的推移而更新换代,要立足于原有理论的同时,不断实践得出新的结论与方法。 制造工艺论文:机械制造工艺基础课程改革论文 一、《机械制造工艺基础》课程教学方法的改革创新 《机械制造工艺基础》课实践性很强且内容大多枯燥、难懂。这对缺乏实践经验的学生来说更是如此,无形之中给专业课的教学带来了困难。因此要设法提高学生的学习兴趣,实践证明,教学方法的改进是解决这一问题的根本途径。目前,国内教育专家在探讨这一个问题时提出过不同的教学方法,比如激励式教学法、引新式教学法、开发式教学法、情景式教学法、兴趣式教学法等等。这些方法的共同点都是正确引导学生积极学习,培养学生对专业学习的兴趣,充分发挥学生的主观能动性。《机械制造工艺基础》课程特点要求学生具备扎实的专业基础知识,如工程制图、机械零件和机加工工艺装备等。同时又要求学生具有灵活处理问题的能力。随着科技的进步,新材料、新工艺不断出现,传统的加工制造方法被许多先进工艺所取代。这就要求教师不断更新知识,苦练基本功,加强教学内容的时代性和新颖性,加快实践教学的步伐,及时掌握最新的理论研究和发展动态。传统的教学方法与现代化的教学手段相结合应该说是一种挑战,信息化的快速发展为这种教学方法提供了可能。多媒体教学的建立为这提供了技术支持。在教学过程中应充分运用网络教学资源和现代化的教学手段,加大了教学信息量,使教学效果更加直观。通过建立虚拟网络实验室,使得学生自主学习,掌握学习的主动权。这种教学模式由传统的学生的被动接受知识和教师“静态”教学转变为一种学生积极主动的参与学习和教师“动态”的教学。通过这种交流,使师生之间的关系更为融洽 二、建立以能力为中心的课程考核体系 改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的综合素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,比如考核成绩可以由三部分组成:平时成绩占30%期末成绩占35%创新思维及能力35%。同时,每个部分又由理论和实践组成,其中理论成绩占40%,实践成绩占60%。在平时成绩中,理论部分可以由课堂提问、作业、考勤等获得,实践部分可以由平时实训、实验的能力获得。期末成绩中,理论部分由基本理论考试获得,实践部分由技能实训操作获得。创新思维及能力成绩中,理论部分可以由专题讨论等形式获得,实践部分可以由生产实习报告、体会等形式获得。建立合理的考核评估体系指标是衡量教改成功的关键因素。考核指标的出发点必须结合本专业的实践教学特点,充分体现素质教学和实践能力教学的情况,考核的优秀是学生的实践动手能力。同时,要注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。 三、加强实践教学,培养创新素质 机械制造工艺基础是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。实践是知识的源泉,实践性教学对于知识的获取、能力的形成与发展起重要的作用,因此,实行理论与实践相结合的教育,使学生掌握的理论知识向实际能力的转化,这样才有利于学生的创新素质的培养。为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关加工方法。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。在本课程教学中,要创造条件让学生更多的接触生产实际。例如:参观实验室、陈列室、工厂车间、开设实验,进行多媒体教学,组织现场教学等等,不断积累实践知识,激发求知欲。如机床工件的装夹方法的学习,可以让学生在现场进行装夹练习,提高学生的学习兴趣,使学生容易掌握不同形状工件的装夹方法。对渐开线齿轮的范成,可组织去工厂现场参观齿轮加工,对插齿、仿形加工过程进一步加深理解。对减速器的结构分析及装配,可使用生产实用减速器进行结构分析、拆装实验等。只有教师在实践教学中不断丰富,不断提高实践教学的能力,具有较高的创新素质,成为领头的创新者,才有利于促进教学相长,培养出创新素质的人才。 四、总结 根据社会和企业对机械类人才的需求,结合职业教育的特点,应遵循“以拓宽基础、注重实践为优秀,以培养学生实践操作技能为主线,以新技术、新方法、新手段为内容”进行课程改革。这就要求在教学中,要整合教学内容,使之能够适应现代机械产品的设计以及制造的要求;拓宽基础、注重实践为优秀,从多方面培养学生动手能力,培养学生实践操作综合技能,把所学的知识融会贯通,打破相关课程彼此封闭的学科界限,有利于发掘学生的潜力;在教学中要以学生为中心,为充分调动学生自主学习的积极性,采用讲授、实践操作、讨论和自学相结合的教学方法,充分利用学校教学资源,通过实践环节培养和提高学生的创新能力。总之,教师要认真钻研业务,拓宽思路,吸收本专业领域的新技术、新方法,吸收新的教学方法,大胆进行课程改革,更好的为技工教育服务。 作者:赵升彦 单位:陕西省建材技工学校 制造工艺论文:可靠性机器制造工艺论文 1机械制造工艺可靠性的内涵 1.1研究背景 整体的机械制造全过程是一项复杂的工程,包括机械产品前期的规划、产品的设计、生产、加工以及后期的维修等。这个生产过程由不同的人力团队完成或者不同的单位负责承担,机械制造过程的分工安排显得越来越明确,为了达到目标生产高效产品就显得越来越困难,因此就需要整个生产过程人员拥有团结一致及系统思维进行配合完成,来提高机械制造工艺的可靠性。 1.2机械制造工艺可靠性的特点分析 机械制造工艺本身是一个系统工程,因此可靠性也具有系统性。也就是说,根据机械制造工艺特征的系统性,就需要结合生产过程中的周期进行考究,但是这个过程中的每个环节又是相互依赖的,所以具有过程性。将机械制造工艺的系统性和过程性结合起来进行研究,才具有完整性。 2机械制造工艺可靠性的影响因素 2.1工艺的管理过程 工艺管理是研究整个机械制造工艺系统过程必不可少的部分,企业的管理直接影响到机械产品的生产效率高低。因此就必须完善工艺管理,严格要求每一个生产过程环节,从而使得机械产品达到原先设计模型,降低生产过程中不必要的障碍因素,从而提高生产质量。 2.2机械产品的测试过程 机械产品的测试过程是保证产品满足出厂要求必不可少的一步,检测考察环节目的主要就是及时发现不合理的非真正产品,及时弥补或者维修,特别需要处理的可以删除,提高产品的可靠性。在这个环节中加强企业的管理也是很致命的一步,企业高层管理者必须对每个执行者灌输高度重视的思维。 2.3产品成型检查过程 所谓的产品成型,也就是产品出厂,对产品出厂的进一步检查是保证整个产品质量完善的必要步骤。产品成型检查过程主要以设计原型为目标,同时企业员工的工作态度和企业的管理水平也是具有决定性意义的。 3机械产品工艺可靠性架构 根据机械产品工艺可靠性系统特征,进行综合评价机械产品工艺可靠性。机械产品可靠性主要体现在产品工艺的可靠度、工艺是否有故障、工艺故障的维修时间、工艺是否稳定、工艺修正性要素、工艺遗传性因素等。 3.1工艺可靠度涵义 工艺可靠度是一个概率值,主要是诠释制造的工艺产品是否满足机械产品设计要求的能力。 3.2工艺故障发生率涵义 工艺故障发生率指的是在产品正常生产的过程中,每一个生产运作过程周期中,由于生产技术和产品质量等问题所导致的故障发生的概率。工艺故障的出现影响产品的正常加工和机械产品可靠性达标,不管出现哪种情况都会影响企业的效益。因此为了避免出现工艺故障,企业管理者必须强调每个生产环节的完整性和质量度,同时提高员工的重视程度,在此基础上将出现的工艺故障频率作为衡量机械产品工艺是否可靠具有很大的参考性。 3.3工艺故障的维修花 费时间整个生产环节出现工艺故障是难以避免的,但是为了将经济损失减到最少,缩短维修时间就显得至关重要。企业理所当然应该把故障的维修时间缩短,这也将作为考究可靠性指标的一个优秀因素。 3.4工艺稳定性 考究工艺的稳定,顾名思义指的是产品使用过程的精细程度、机械产品制造过程的每一个环节,每一个产品部位的设计都与产品的稳定性不可分割。广义的工艺稳定性指的是,在外界环境条件影响下,机械产品的孔位都在允许的范围之内。 3.5工艺修正性 考究工艺修正性指的是在机械产品生产过程中,由于人工操作的疏漏或者机器的不达标所造成的误差,为了保证机械产品的孔位值都能够达到预期的目标,那么必须对误差进行修正、不断完善。这种修改误差的过程被称为工艺修正,也是衡量机械产品可靠性的重要手段。 3.6工艺遗传性 考究在整个机械产品生产过程中,将生产过程的误差进行修正为后续的工程提供了前提和保障,但是修正的过程无法解决实质的问题,这是因为在进行机械产品修正的过程中设计工序流程,修改上一个工序影响下一个工序流程,彼此影响。机械产品的工序误差难以消除而转移并共同作用的现象被称为工艺遗传性。工艺遗传性难以把握,不能够将其形成结果最小化,会影响产品的形态,因此,机械产品遗传性的考究也是必要的。机械产品可靠性是机械产品自动化和时展的要求,机械产品能否快速实现自动化和完成企业利益最大化,评估机械产品可靠性是基础。机械企业如何对机械产品进行评估以及影响评估因素,本文通过实证考究分析并概况。在科技快速发展和市场环境压力较大的背景下,企业管理者必须带动企业员工共同重视,将达到企业最终效益,完成考核指标。 4结语 总之,随着时代的发展,生活质量的不断提高,人们的需求在增加,对机械产品的依赖性也在增强,所以造成机械产品质量和可靠性是至关重要的,它直接影响着机械产品的使用时间。因此对机械产品的可靠性进行研究,对于机械产品的长期发展具有重大意义。 作者:龚远虎单位:中国特种飞行器研究所 制造工艺论文:机械制造工艺哲学理论论文 1课程改革的能力本质 马克思辩证唯物主义认为,人的认识是客观物质世界的运动化在人脑中的反映。辩证唯物主义的认识论既唯物地又是辩证地解决了人的认识的内容、来源和发展过程的问题。它认为物质可以变成精神,精神可以变成物质,而这种主观和客观辩证统一的实现都必须通过实践。实践的观点是辩证唯物主义认识论的第一的和基本的观点。认识来源于实践,又转过来为实践服务。实践、认识、再实践、再认识,循环往复,以至无穷,这就是人们正确地认识世界和能动地改造世界的无限发展的过程。将认识论应用到高职教学中,《船舶机械制造工艺》课程知识是物质的、客观存在的。但是每一个人对课程知识的理解和认识是不一样的,表现出来解决问题的能力也是不一样的。与课程知识相对应的产品工艺分析、编制工艺文件、改进工艺路线等能力是精神的、主观存在的。在学习、实践、再学习、再实践的反复过程中,能力是可以得到锻炼和提升的。传统的教学一味强调理论知识体系的重要性、忽视甚至忽略了实践教学,这与高等职业教育属性完全背道而驰。事实上,对于高等职业教育受众而言,理论知识够用即可,实践能力、自学能力、创新能力等则是应该大力培养的。根据马克思辩证唯物主义认识论,笔者认为课程改革的本质是要改变传统教学理念和授课方式,通过教学使学生完成从学习知识到具备能力的转变,而能力的具备和提升最终是为了能够适应企业需求、应用新技术、创造新产品、提升行业竞争力。 2课程教学目标研究 课程目标是指导整个课程编制的准则,也是后续一切教学资料整理的重要准则。通过对企业的调研走访、对职业岗位的分析研究、对技术知识的对比研究,确定了《船舶机械制造工艺》课程的目的是培养在现代船舶机械生产和管理模式下,具备发动机及其他机械装配工、机械工艺设计员、数控操作员和生产管理员等一线岗位所必需的识读和编制船舶机械产品加工工艺文件能力的专业技术人才。立足这一目的,本课程综合考虑高职学生的学习能力特点,结合产品工艺设计、产品生产制造,及工艺设备管理等岗位的职业能力要求,依据船舶机械制造的主要工作内容共制定了四条课程目标。 (1)掌握机械加工的基本概念,能对零件图纸进行工艺分析,合理选择加工时的定位基准;能安排加工路线,确定各工序余量、尺寸及公差,确定时间定额。 (2)能够根据机械加工设备,对影响加工精度的各种原始误差进行统计分析;根据加工原始误差的影响规律,可以采取相应措施控制加工误差。能够根据产品的冷热加工过程,分析影响零件表面粗糙度和表面层质量的工艺因素,并选择合适的措施进行改善。 (3)根据机械制造的标准规范能够识读、编制船舶机械零件的加工工艺规程,据此合理实施车间计划、安排人员进行安全的工作生产、维护设备正常运转。 (4)根据机械制造的标准规范能够识读、编制船舶机械部件的装配工艺规程,并能严格按照技术文件对船舶机械零件、部件等项目进行检验。 3课程教学内容研究 现代知识分类理论将广义的知识分为了陈述性知识、程序性知识和策略性知识三大类。其中陈述性知识是用来说明事物的性质、特征和状态等信息,是关于“是什么”的,陈述性知识的获得是通过记忆完成的;程序性知识是用于完成某项任务的行为或操作步骤,是关于“如何做”的,程序性知识是通过某种作业形式间接推论得到的;策略性知识是指学习者在学习情境中对任务的认识、对学习方法的选择和对学习过程的调控,是关于“如何学习、如何思维”的。基于知识分类理论,结合前述《船舶机械制造工艺》课程的培养目标,本文提出改革后课程的教学内容体系。将课程分为机械加工、机械制造工艺规程制定和夹具设计三个部分,根据知识类别将每个部分都进行“打包”,“应知理论包”对应的是陈述性知识、“应会技能包”对应的是程序性知识、“能力应用考核包”对应的是策略性知识。应知理论包,就是以够用为度。以机械加工部分为例,在教学中把各种机械加工方法中所用到的机床设备、工作原理、加工内容、运动形式、刀具、夹具的形式,各种加工方法所能达到的加工精度、表面质量等作以详细介绍。并将各种机械加工方法进行认真对比,掌握特点,使之有效地掌握机械加工的基本知识。应会技能包,就是突出技能。根据现在学生的特点,企业生产的需求,在进行课堂教学的同时,到注重培养学生操作技能。以机械加工部分为例,在教学中注意培养学生按照特定的公式、经验程序等进行金属切削用量的计算,能够将加工精度的控制措施与加工精度原因一一对应,能够根据机械加工方式的不同判断加工零件的表面质量等。能力应用考核包,就是培养学生分析问题解决问题的能力,比如给出生产实际中某个零件最终加工精度误差很大的实例,让学生找出引起该产品质量问题的工艺原因,并提出解决问题的工艺措施。科学技术是不断向前发展的,建构主义知识观认为“知识是动态的”,因此在课程教学内容体系中增加了描述新技术、新工艺的“开放性知识库”。既可以作为补充知识,供学有余力的学生自学;又可以方便学生做课程设计、毕业设计时查阅参考。 4课程教学案例设计 知识只有在不断实践中被应用,才能真正转化为个人的能力。建构主义教学观提倡在教师指导下以学习者为中心的教学。只有当学生积极自主地学习新知识、掌握新知识、试探性地应用新知识、理解新知识,才能实现新旧知识体系的建构、应用能力的提升。因此,建构主义提倡建构一种开放的学习过程,激活课堂组织的社会和文化资源,激发学习者的主动学习因素。基于此,在进行《船舶机械制造工艺》课程教学时,必须认真设计教学过程,构建一种开放式的教学案例。典型船机零件加工工艺设计的职业活动具有典型的过程导向实践模式的特点,为了使学生形成编制典型船机零件工艺规程的能力,柴油机连杆加工工艺教学程序可设计成图2所示的行动教学程序。任务描述是明确任务,需要进行某种型号柴油机连杆的加工,生产企业的加工条件、生产模式等。任务分析是通过识读连杆零件图,明确加工精度,提出科学、先进、可行、经济的加工工艺路线,指出粗加工、精加工基准,计算切削用量等。任务实施是按照加工工艺路线,编写柴油机连杆的工艺卡片,设计工序加工中夹具结构。成果评价是在pro/E或者UG软件平台上,根据零件加工工艺规程,模拟刀具轨迹路线,评价是否该加工工艺可以达到了图纸要求的加工精度,成本、时间是否合理等。学业评价是评价学生在完成开放性项目案例的过程中所展现的自学能力、综合应用知识能力、认真严谨的态度等。 5结束语 《船舶机械制造工艺》作为一门重要的专业优秀课,其课程教学是一个复杂的过程。要取得较显著的课程教学效果,离不开金工实习、认识实习、生产实习、课程实验和课程设计等实践性教学环节,更离不开教学内容、教学方式和教学方法等的改革和深入。只有在教学实践中不断探索,才能进一步提高学生学习的积极性和主观能动性,培养出适应现代船舶工业发展需要的应用型人才。 作者:康双琦单位:江苏海事职业技术学院船舶与海洋工程学院 制造工艺论文:制造工艺统计数据汽车电子论文 1制造工艺统计数据分析原则与方法 1.1原则制造工艺统计数据分析应坚持以下原则:系统性原则,汽车电子产品制造前,为了解客户需求,把握市场形势,需要进行市场调研,而市场调研并不是单纯的资料记录、整理和分析,而是由周密的策划、步骤、活动和科学实施成果组成的。科学性原则,必须以客观标准进行数据的收集、分析和解释。针对性原则,制造工艺统计数据分析方法众多,每种分析方法都有其自身适用领域和局限性。实用性原则,由于制造工艺统计数据分析是为制造企业决策提供指导和服务的,必须保证其与企业实际生产相符合。趋势性原则,市场环境处于一个不断变化的过程中,需要以发展的眼光看待问题,随着工业环境和市场环境的变化,应对制造工艺统计数据分析方法做出进一步调整和完善。 1.2方法制造工艺统计数据分析方法包括推论性统计分析方法和多元统计分析方法。回归分析和方差分析属于推论性统计分析方法,其中,回归分析主要是从定量角度对大量观察数据进行分析计算和归纳的;方差分析则属于t检验的扩展,主要是通过检验多个总体均值是否相等来判断分类型自变量对数值型因变量是否有显著影响。多元统计分析方法包括相关分析、主成分分析、因子分析、聚类分析、判别分析等。在汽车电子产品制造中,通过定量分析和定性分析相结合的研究活动,我们能够发掘数据中隐藏的信息,并将其以恰当形式表现出来,从而更好反映企业生产经营活动基本情况和生产计划执行情况,回答企业各种经济活动变化趋势,及时发现并解决汽车电子产品生产经营过程中产生的问题和偏差,为企业做出科学合理的决策提供指导。 2制造工艺统计数据分析对汽车电子产品的作用 2.1有利于汽车电子产品生产线布线的优化和改善汽车电子产品生产布线不理想会严重影响生产效率和生产质量。以车载多媒体控制模块生产线为例,传统生产线布局中重力传送架、工作台表面、物料摆放方式、重力滑道入口的设置都有很大改善空间,布局的不合理造成了人、机、在制品的共同等待,因此需要重新考量生产线布线。这个时候,就需要统计人员收集生产线各站位标准工时数据,运用统计数据分析方法,进一步平衡生产线,并将机器时间与人工时间分开,然后统计出基于客户需求节拍所需的最为理想、最少的员工数量,将其与现在实际生产中使用的员工数量进行对比,确认其是否存在改善空间。一般而言,改善后的生产线布局为U型生产线,一个人员可控制多道工序,不仅能够减少浪费,对于产品质量而言,由于物料的流入和成品的流出经一人之手,所以容易发现由原材料不良或生产工艺不当产生的质量问题,有利于质量问题的及时解决。 2.2有利于汽车电子产品精益生产的实施所谓精益生产指的是最大限度减少浪费的生产方式,它是一种制造理念,主要是通过消除浪费来缩短客户订单到成品发货间的时间。一般来说,一个企业精益生产实施较好,就说明该企业没有浪费或很少浪费。在汽车电子产品生产过程中存在七种浪费,即过量生产、库存、运输、移动、等待、过度加工、不良报废,这些都是精益生产的薄弱环节。由于市场环境在不断变化,导致企业生产过程也有起有伏,今天这个薄弱环节加强了,明天那个薄弱环节可能就凸显了,如果不经常进行统计数据分析,一些薄弱环节可能就会被忽视,或是发现太晚,无法补救。只有常常进行统计数据分析和研究,才能实施精细化管理,才能及时发现问题,揭露汽车电子产品制造中存在的漏洞和薄弱环节,从而为企业制定并实施各项管理措施提供依据,持续改善精益生产过程。 2.3有利于实现汽车电子产品零缺陷生产以某企业制造的HC908GZ60微控制处理器为例,其主要销售客户为世界大型汽车电子产品供应商,这些供应商对该产品的质量有着很高要求,在对该企业产品质量产生疑虑之后,以德尔福汽车公司为主的客户更是提出了零缺陷的质量要求,若企业不对HC908GZ60微控制处理器的质量做出进一步改善,其市场份额将会大大降低。在零缺陷要求下,该企业利用制造工艺统计数据分析,对近两年的所有客户反映的质量问题数据进行分析,同时分析客户购买量变化,发现存在原预期新产品投产计划没有按期进行的问题,一些客户对未来产品质量也表示出了担忧,基于此,企业找出最主要的客户群体对产品进行改善;为了有效追踪和分析产品质量,该企业开发了客户质量分析工具,运用软件并采用统计数据分析方法,准确计算出了产品在不同客户应用上反映出的质量水平,测量出了良品率,在此基础上,制作出了缺陷分析走向表,以此为依据,产品工程师对产品设计和工艺做出了进一步改善,为HC908GZ60微控制处理器的零缺陷生产提供了保障。 3结语 总之,制造工艺统计数据分析是汽车电子产品制造企业完善管理工作、监督生产活动的重要手段,也是制定和实施生产计划的重要依据,将制造工艺统计数据分析应用于汽车电子产品生产中对于优化生产过程、实现精益生产具有重要作用,有利于实现汽车电子产品零缺陷生产。需要注意的是,企业应注重对统计人员的业务培训,使其具备扎实的统计业务知识、全面的制造工艺统计数据分析方法,同时熟悉汽车电子产品生产工艺流程,熟悉企业业务流程,提高统计人员综合素质和各项能力,为汽车电子产品的零缺陷生产提供保障。 作者:刘卓林单位:柳州航盛科技有限公司 制造工艺论文:我国机械制造工艺企业发展论文 1当前我国机械制造工艺和设备的发展现状 1.1管理技术较为落后,不能适应现展环境 随着社会的进步,计算机在全世界已经得到了较为普遍的发展,但是在中国,还是不能很好的使用计算机进行管理技术的发展,通过不断提高管理技术,能够让企业进行大程度的提高工作效率。在中国现阶段,我们国家的管理技术还是较为落后的和西方发达国家相互比较,这个主要表现在不能很好的使用国外的先进的管理经验,一味的蛮干。如何能够提高管理技术,让管理者真正能够实实在在的进行管理成为一个重要的话题。在管理技术落后的情况下,适应现展环境的发展,变的越来越重要。 1.2设计参数与设计标准不能紧跟世代的发展 随着全世界的经济发展,经济全球化现在已经是一个必然发展的趋势,西方国家的技术不断提高和更新,我们国家的技术更新和设计参数和设计标准还是不能很好的同西方国家相匹敌,不能够很好的进行创新已经成为阻碍我们国家发展的一个真实存在的问题。通过不断提高技术的发展,设计参数和设计标准的不断更新的提高会让一个国家得到很好的发展,只有掌握最新的技术和设计标准,才能在世界的发展浪潮中处于一个不败之地。 1.3国内的机械制造工艺和西方国家的差距还是很大的 在国外,机械制造业已经发展的尤为迅速,其中主要表现在自动化和智能化技术,这些技术的发展,让机械制造工艺设备的管理工作已经实现了自动化和智能化阶段。同西方国家相比较,我们国家的机械制造工艺还是处于港星单击自动发展阶段,这和西方国家的差距还是很大的,要落后20年。这样就要求我们自己不断学习新的技术和制造工艺,同时还要不断创新,只有这样才能不断缩小和西方国家的差距,提升自己的实力。只有通过不断提高自己的实力,才能在世界经济一体化的现实社会中,提高自己的竞争力。 1.4计算机管理模式的普及范围并不广泛 随着现代社会的不断进步,计算机的使用已经变得很普通,也很常见,这样通过计算机的使用,一些问题就会变得较为简单。但是在中国,在机械制造业的发展过程中,计算机的管理模式的普及范围并不广泛,这样就使得我们国家的机械制造业的发展受到了较为重要的影响,主要表现在计算机管理技术的普及范围不广泛会给机械制造业的发展带来一定程度的影响,同时也要提高自己的管理水平,只有让真正的计算机管理技术的使用,投入到正确的使用过程中去,才能不断提高机械制造业的发展。 2现代企业发展和机械制造工艺提高的思考 2.1不断提升制造设备智能化,提高企业发展进程 在进行企业的发展过程中,智能化机械技术制造工艺也变得重视起来,通过智能化技术,可以很好的进行监控等工作,这样就能很好的较少人力的使用,提高工作效率,同时还能减少错误的发生,使工作变得轻松和自如。同时经过智能化的机械使用,可以使工人的劳动强度减小,让生产变得更加的准确和规范,提高企业的发展进程。 2.2不断提升制造设备的清洁化,减少对环境的污染 在现有的阶段下,较为干净的制造工艺是一项较为重要的措施,能够很好的保证在一定实践内不影响产品的质量,在生产过程中,能够很少的对环境进行污染,同时还能够增强资源的利用效率,提升资源的循环利用。 3结束语 对于机械制造企业来说,机械制造技术和设备的发展是不可缺少的,是机械制造工业发展的支撑基础。不断提高机械制造企业先进的水平,才能提高机械制造技术,就能够在机械设备上才能得到反映,提升企业自身的竞争力。只有这样,机械设备制造工业才能得到长足的持续的发展。 作者:王欣满 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺企业发展论文 1当前我国机械制造工艺和设备的发展现状 1.1管理技术较为落后,不能适应现展环境 随着社会的进步,计算机在全世界已经得到了较为普遍的发展,但是在中国,还是不能很好的使用计算机进行管理技术的发展,通过不断提高管理技术,能够让企业进行大程度的提高工作效率。在中国现阶段,我们国家的管理技术还是较为落后的和西方发达国家相互比较,这个主要表现在不能很好的使用国外的先进的管理经验,一味的蛮干。如何能够提高管理技术,让管理者真正能够实实在在的进行管理成为一个重要的话题。在管理技术落后的情况下,适应现展环境的发展,变的越来越重要。 1.2设计参数与设计标准不能紧跟世代的发展 随着全世界的经济发展,经济全球化现在已经是一个必然发展的趋势,西方国家的技术不断提高和更新,我们国家的技术更新和设计参数和设计标准还是不能很好的同西方国家相匹敌,不能够很好的进行创新已经成为阻碍我们国家发展的一个真实存在的问题。通过不断提高技术的发展,设计参数和设计标准的不断更新的提高会让一个国家得到很好的发展,只有掌握最新的技术和设计标准,才能在世界的发展浪潮中处于一个不败之地。 1.3国内的机械制造工艺和西方国家的差距还是很大的 在国外,机械制造业已经发展的尤为迅速,其中主要表现在自动化和智能化技术,这些技术的发展,让机械制造工艺设备的管理工作已经实现了自动化和智能化阶段。同西方国家相比较,我们国家的机械制造工艺还是处于港星单击自动发展阶段,这和西方国家的差距还是很大的,要落后20年。这样就要求我们自己不断学习新的技术和制造工艺,同时还要不断创新,只有这样才能不断缩小和西方国家的差距,提升自己的实力。只有通过不断提高自己的实力,才能在世界经济一体化的现实社会中,提高自己的竞争力。 1.4计算机管理模式的普及范围并不广泛 随着现代社会的不断进步,计算机的使用已经变得很普通,也很常见,这样通过计算机的使用,一些问题就会变得较为简单。但是在中国,在机械制造业的发展过程中,计算机的管理模式的普及范围并不广泛,这样就使得我们国家的机械制造业的发展受到了较为重要的影响,主要表现在计算机管理技术的普及范围不广泛会给机械制造业的发展带来一定程度的影响,同时也要提高自己的管理水平,只有让真正的计算机管理技术的使用,投入到正确的使用过程中去,才能不断提高机械制造业的发展。 2现代企业发展和机械制造工艺提高的思考 2.1不断提升制造设备智能化,提高企业发展进程在进行企业的发展过程中,智能化机械技术制造工艺也变得重视起来,通过智能化技术,可以很好的进行监控等工作,这样就能很好的较少人力的使用,提高工作效率,同时还能减少错误的发生,使工作变得轻松和自如。同时经过智能化的机械使用,可以使工人的劳动强度减小,让生产变得更加的准确和规范,提高企业的发展进程。 2.2不断提升制造设备的清洁化,减少对环境的污染 在现有的阶段下,较为干净的制造工艺是一项较为重要的措施,能够很好的保证在一定实践内不影响产品的质量,在生产过程中,能够很少的对环境进行污染,同时还能够增强资源的利用效率,提升资源的循环利用。 3结束语 对于机械制造企业来说,机械制造技术和设备的发展是不可缺少的,是机械制造工业发展的支撑基础。不断提高机械制造企业先进的水平,才能提高机械制造技术,就能够在机械设备上才能得到反映,提升企业自身的竞争力。只有这样,机械设备制造工业才能得到长足的持续的发展。 作者:王欣满 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 制造工艺论文:绿色机械制造的类型与开发路径探究 本文作者:秦志光 单位:西南交通大学 在当前的机械生产制造中,通过利用精确成型的生产方法来制造机器零件的工艺,被称作少无切削加工。现阶段,随着生产制造的新技术以及新工艺的不断发展和成熟,在产品的生产制造过程中,精铸、摆辗等新技术以及相应的工程塑料技术在产品的生产制造过程中已经得到很好的应用和发展,而且从已经从近似成型逐渐向净成型的方向转变。在生产过程中,部分已经成型的零部件已经不需要经机械加工,就能直接使用。这样不仅节省在生产制造过程中对传统毛坯机械加工时所消耗的能源、物料,也在一定程度上大大降低产品的生产制造周期以及生产成本。 水作为一种资源在产品的机械生产制造过程中有着非常重要的作用。但由于我国的水资源分布不均,相比南方,我国北方的水资源比较匮乏。因此,基于可持续发展以及绿色制造的基本理念,在产品的生产制造过程中,应积极探索和研究节水制造的新技术以及新工艺。 在产品的生产制造过程中,尽可能的减少对刀具材料的消耗,特别是对那些复杂、造价昂贵的刀具材料的磨损消耗。在绿色制造理念下,降低对物料的磨损消耗也实现绿色机械制造的有效途径。在生产过程中,可以使用新型的刀具材料以及应用和发挥在那涂层刀具来实现降低对刀具的磨损消耗。在产品的绿色设计与生产制造过程中,应重视对已报废的机械产品的回收再利用。对已报废的机械产品进行回收再利用,使得在产品生产制造过程中,物料的运行模式已经从传统的开环式转变成为部分闭环式。在这个环节中生产制造商可以对部分元器件进行选择、回收以及再利用的处理。 节省能源的工艺技术 (1)技术节能通过对生产制造以及加工技术进行改良、创新,来提高对产品生产加工过程中对能源的使用效率,比如使用节能型的电机、新型的数字机床等。同时,将那些结构老旧,且能量消耗较大的机械设备及时淘汰。 (2)工艺节能在产品的生产加工过程中,对传统且能量消耗较大的生产加工工艺进行改良创新,或者直接引用比较先进的新工艺或者绿色新工装。 (3)管理节能在产品的生产加工过程中,加强对能源使用的管理,对生产加工设备的负荷、进行定期的检查和维修,以消除其漏、滴、冒等能源浪费的现象。此外,在生产加工过程中,应尽量避免空车运转的情况。 (4)合理利用新能源在产品的生产加工过程中,合理利用回收再利用技术,实现对部分元器件的再利用。同时,在生产产品或者产品加工时,使用污染较小的新能源,在减少环境污染的同时,有效的降低生产成本。 简单来说,产品在生产制造过程中,其实就相当于一个输入与输出系统。当系统在运行过程中输入所需要素时,系统对这些要素进行生产加工,输出最终产品。不过在输出产品时,还会输出一些对周围环境以及操作人员造成危害的物质,比如废气、废液、废渣等。而所谓环保型工艺技术是指在产品的生产加工过程中,通过使用一些工艺手段,尽可能的消除或者减少在输出产品时,输出的对人或者环境造成危害的物质,以切实提高系统的运行效率。 绿色制造工艺的开发策略 (1)使用电子技术对旧机床进行改造创新在产品的生产加工过程中,对旧机床进行改造、创新的目的主要在于提高机床生产效率以及加工精度,降低操作者的劳动强度,增加机床的使用功能,并在一定程度上,提高机床的工作稳定性以及自动化程度。在改造创新过程中,经常使用到的电子技术主要有:PLC技术、数据技术、数显技术以及变领器调速技术。 (2)干切削技术所谓干切削技术是指在对材料进行加工切削时,无需使用切削液。在对材料进行生产加工时,传统切削液的冷却、润滑等作用已经被刀具设计和制造等其他方法所替代。在产品的生产加工过程中,对原材料进行切削是常见的机械加工工艺,一般情况都是湿切削。经过实践证明,在对材料进行切削时,所使用切削液的费用已经超过了切削刀具的费用。此外,使用湿切削加工工艺还会环境造成一定的污染。在产品的生产制造以及加工过程中,绿色设备已经逐渐开始向着与环境相协调以及低能耗的方向转变。现阶段干式切削加工机床以及强冷风磨削机床已经逐渐应用和推广开来。在其生产加工过程中,绿色设备有效的缩减了机床材料的使用量,而且优化、改良了机床机构,进而提高了机床使用效率,同时,在产品的生产加工过程中,也有效的降低了对生产环境的破坏。 (3)冷碾扩技术在以往的产品生产加工过程中,冷碾扩技术只能实现产品的辗扩以及成型,无法实现产品对精度的要求。而随着比例技术以及数控技术的发展、成熟,再加上材料性能的不断改进、创新,冷辗扩工艺已经得到了很好的发展和应用。 在工农业生产过程中,绿色制造理念的应用和推广,不仅能够有效的降低生产对环境的污染,而且在一定程度上,也能有效的降低生产成本,同时为企业的可持续发展提供一定的支持。因此,这就要求我们要做好绿色理念下生产机械制造工艺的研究和探索工作。 制造工艺论文:模具制造工艺知识管理论文 1提高模具制造工艺水平 在模具制造企业中,很多老员工不会轻易将自己的知识和经验传授出去,而且员工在模具制造上的交流较少,这种情况不利于模具制造工艺水平的提高,在开发模具制造工艺相关的知识管理系统中,不仅要通过一定的激励机制去鼓励员工将自己的经验技能分享出来,并且要鼓励在这个知识管理系统的平台进行模具制造知识工艺的探讨交流,从而在这种交流分享的过程中提高模具制造工艺水平,并进一步创新模具制造工艺。 2及时淘汰落后的模具制造工艺 知识管理系统可以促进模具制造工艺知识的动态更新,及时淘汰落后的知识。落后陈旧的模具制造工艺知识,很可能已经阻碍模具制造工艺的创新发展,影响新技术的实践和应用。因此及时对模具制造工艺知识进行更新,有利于模具制造员工及时了解模具制造工艺的先进技术和发展趋势,及时改进自身的模具制造工艺知识,从而提高企业的生产力和竞争力。 3知识管理系统的开发 3.1获取模具制造工艺知识部分 模具制造工艺相关的知识管理系统首先要获取到充足的模具制造工艺知识,才能进行后续的加工处理。这个基础部分主要是从以下途径获取模具制造工艺知识:首先是对模具工艺专家的经验进行归纳总结,对于有些陈旧落后的经验要予以剔除,对于积极有效的经验进行保留;第二是收集相关科研部门的研究成果,比如国内外的先进模具制造工艺,一些还未开始应用的模具制造工艺理论。当然也包括政府有关部门制定的模具制造工艺标准和模具制造产业发展规划等政策;第三是企业内模具设计部门制定的模具制造方案、图纸、规格等相关的模具制造工艺文件;第四是模具产品的使用情况,尤其是保养、维修、回收等方面反馈的知识,以及模具产品在当前市场上的生命周期。 3.2模具制造工艺知识转化与加工部分 模具制造工艺知识转化与加工是整个知识管理系统的关键组成部分,起到承上启下的作用。模具制造工艺知识转化与加工部分首先要对收集到的模具制造工艺知识进行筛选和分类整理。合理完善的模具制造工艺知识可以直接纳入计算机数据库中,供员工检索使用。但是一些不完善的模具制造知识必须要适当转化与加工,比如改变其中的数据误差、规格不符等情况,使该模具制造工艺知识具有实用性。对于一些国外的模具制造工艺知识,要进行必要的翻译处理,并且在进行试验后才能放入到知识管理系统的数据库中。在日常维护中,要经常对整个计算机系统进行更新,确保知识管理系统中的模具制造工艺知识的全面性和先进性。 4结束语 随着市场竞争的日益加剧,广大模具制造企业应该深刻认识知识管理系统对于提高企业生产力和竞争力的推动作用。在模具制造实践中,应促进理论和实践相结合,大力支持模具制造工艺相关知识管理系统的开发工作。通过知识管理系统的应用,促进模具制造工艺水平的提高,推动模具制造企业取得更高的经济效益。 作者:归春峰 单位:中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 制造工艺论文:制造工艺的光化学论文 1光化学蚀刻工艺的流程 (1)切料切料是将卷料分切成工装所需要的尺寸,以便最合理利用材料。(2)预处理清除金属表面污染物,如油类,蜡,脂类和其它有机物,以及锈,氧化物,污垢,污染性粒子等无机物。不同的污染物通常需采用不同的清洗剂来处理。油类,蜡,脂类和其它有机物通常采用氯化烃气态/碱洗以皂化脂肪酸酯/用含有阴离子或非离子的浸润剂、除垢剂、“助洗剂(”如硅酸钠,它呈碱性,起缓冲作用)和螯合剂(软化水)的乳化液清洗;轻有机物污染通常采用用含有阳离子浸润剂和磷酸盐“助洗剂”的酸性乳化液清洗;有机物和微粒则采用碱性、中性、酸性的阳极或阴极电解清洗;锈,氧化物和无机污染物采用中性乳化液清洗/酸性水溶液清洗来溶解不溶性的污染物(3)光刻胶涂履光刻胶涂履是指在金属表面涂盖一层感光油墨,其方法有多种,如离心涂覆、浸涂、网印、帘幕、滚涂等,目前通常采用滚涂的方法,效率高,质量好。光刻胶包括正性湿膜,负性湿膜,正性干膜,负性干膜。最常用的是负性湿膜,具有价格低廉,精密度高等优点。(4)曝光曝光是指将金属工件放置于两层菲林中,利用抽真空把之夹紧,经过UV光照射曝光,使照射过的光刻胶发生交联聚合反应,膜硬化而不被显影液影响,从而实现精密图形转移至金属板上。(5)显影显影是指通过浸涤或涂喷特定显影剂,把未曝光部分光刻胶溶解,剩下塑化部份。(6)蚀刻金属板放入蚀刻机中,通过一定压力,浓度,温度等方式对金属进行局部快速蚀刻,以获取需要图形。(7)去膜蚀刻完毕,使用强碱去除感光胶,使用工件表面清洁。(8)检验将工件进行分离并依据检验标准检验出货,变到成品。3光化蚀刻的影响因素对于FeCl3蚀刻液(1)蚀刻速度随时间的变化由实验可知,蚀刻时间小于60s时,蚀刻速度随蚀刻时间的增加迅速减小;而蚀刻时间超过60s之后,随着蚀刻时间的继续增加,蚀刻速度下降的,趋势非常缓慢。这是因为Cu在FeC1 2溶液中的蚀刻 机制是扩散控制机制,包括Fe3+从溶液中通过扩散层向Cu表面的扩散和蚀刻产物从蚀刻表面向溶液中的扩散。在蚀刻进行前,Cu表面没有CuCl钝化膜。随着蚀刻的进行,表面的钝化膜开始形成,并在很短的时间(60s)内在局部形成并覆盖整个表面。因此,当蚀刻时间在60s内,随蚀刻时间加长,蚀刻速度急剧下降,蚀刻速度主要由Fe3+向蚀刻表面的扩散控制。而蚀刻时间超过60s之后,Cu表面钝化膜已经完整形成,蚀刻速度主要由Fe3+通过钝化膜的扩散控制,同时也伴随钝化膜的增厚,蚀刻速度下降的趋势大为减缓。(2)FeCl3蚀刻液密度(比重)的影响FeCl3蚀刻液的密度(比重)也是影响其蚀刻速度的主要参数之一。一开始随着蚀刻液密度的上升,蚀刻速度也逐渐加快;当密度达到约1.2g/cm3时,蚀刻速度达到最大值;蚀刻液密度继续增大时,蚀刻速度又逐渐下降。因此,在操作过程中要严格控制蚀刻液的密度(比重)。(3)蚀刻速度随溶铜量的变化FeC13蚀刻液中,由于铜的不断溶解,溶液蚀刻能力将有下降。当蚀刻液溶铜量低于20g/L时,溶液蚀刻速度处于一个稳定的高水平;溶铜量超过20g/L,蚀刻速度开始下降;当蚀刻液中溶铜量达到60g/L,蚀刻速度又趋于一个稳定的低水平,相当于高水平的50%左右。(4)HCl的加入量对蚀刻速度的影响加入的HCl的作用与所蚀刻的金属材料的不同相关。例如,当蚀刻304不锈钢时,HCl的加入降低了蚀刻速率,这是因为在金属表面生成了扩散阻挡层。因此,必须仔细控制HCl的加入量。而当蚀刻Cu时,研究结果表明,HCl的加入量对蚀刻速率的影响不明显。因此,当蚀刻不同材料时,必须对其中HCl的加入量各自考虑。(5)氯化物添加量对蚀刻速度的影响添加KClNaCl对蚀刻速度有较大的影响。随着蚀刻液中KCl的添加,蚀刻速度明显升高,溶液中KCl的添加量达到0.4~0.6mol时(500mL蚀刻液),蚀刻速度达到最大值,与未添加KCl比较,蚀刻速度提高了25%左右;之后,随KCl的添加量增加蚀刻速度开始下降。而添加NaCl具有不同的影响,蚀刻速度随添加量增加而下降,当添加量达到0.6mo(l500mL蚀刻液)以后,蚀刻速度趋于稳定,蚀刻速度大约为未添加NaCI时的80%。由此可见,阳离子对于FeCl3蚀刻液的蚀刻速度也具有不同的效果。 3光化学蚀刻质量的控制 3.1侧蚀 影响侧蚀的主要因素:(1)蚀刻方式:浸泡或鼓泡式蚀刻侧蚀严重,喷淋和溅射式较轻微。(2)蚀刻速度:蚀刻速度慢会造成严重的侧蚀。(3)蚀刻液的密度:蚀刻液的密度越高,蚀刻速度越慢。 3.2基材绝缘电阻 蚀刻后,溶液残留在基材上会使导线间的绝缘电阻降低。对于酸性CuCl2蚀刻液,蚀刻后基材表面可能残留铜和亚铜的盐类,它们都不溶于水。去除方法为用5~10%的HCl漂洗,然后水洗,或采用机械刷洗方法。对于碱性CuCl2蚀刻液,产生的原因主要是蚀刻后水洗不及时、彻底。对于FeCl3蚀刻液,基材表面会吸附和残留FeCl3的络合盐,在水洗时发生水解,经干燥形成氧化铁复盐。去除方法为用5~10%的盐酸或草酸漂洗,然后水洗。 3.3抗蚀层耐蚀性 抗蚀层不耐蚀刻液的原因是干燥不够或固化不彻底。干膜耐酸性蚀刻液的能力很强,一般不会出现被破坏的现象。但是,如果铜基底清洁处理不良、干膜结合力差,也会出现局部破坏。当碱性蚀刻液的pH值大于8.5时,干膜可能出现脱落现象。聚乙烯醇抗蚀层主要用于FeCl3蚀刻液。当其固化不彻底或蚀刻液的盐酸含量较高时可能被破坏。若其用于酸性CuCl2蚀刻液,如果其分子量较低,热聚合温度低,也可能脱胶。4.4蚀刻系数要增大蚀刻系数,可以采用以下方法:(1)用喷射或溅射蚀刻方式,增大垂直方向的蚀刻作用力,提高垂直蚀刻速度。(2)利用分阶段蚀刻的方法或在蚀刻液中加入侧蚀保护添加剂,尽量减小侧蚀。 4光化学蚀刻液再生 4.1FeCl3蚀刻液的再生 (1)Cl2再生法2FeCl2+Cl22FeCl3(2)NaClO3再生法6FeCl2+NaClO3+6HCl6FeCl3+NaCl+3H2O(3)臭氧再生法2FeCl2+2HCl+O32FeCl3+H2O+O2(4)电解再生法 4.2酸性CuCl2蚀刻液的再生 (1)Cl2再生法CuCl2+Cl22CuCl2(2)H2O2再生法Cu2Cl2+2HCl+H2O22CuCl2+2H2O(3)空气再生法2CuCl2+4HCl+O24CuCl2+2H2O(4)电解再生法5.3碱性CuCl2蚀刻液的再生(1)结晶法,即通过冷却蚀刻液产生结晶并过滤,降低蚀刻液中过多的铜离子。(2)向蚀刻液中加入NaOH,使过多的铜离子沉淀,然后重新调整其它组分与pH值。(3)萃取法,将蚀刻液和能够萃取铜的有机溶剂混合,分离出含铜的有机层,再用H2SO4与含铜有机层混合,从有机层中萃取出CuSO4。随着制造业的高速发展,光化学蚀刻技术也广泛应用于手机、电脑、彩电、集成电路封装、洗浴用品、装饰等多领域,相信在不久的将来,其应用领域也将越来越广。 作者:尹国钦 郑腾威 单位:宁波东盛集成电路元件有限公司 宁波太古新材料科技有限公司 制造工艺论文:可重构制造工艺设计论文 1.零件群的加工信息处理 可重构制造系统本身具有模块化,各个模块是可以完成自治的,这种自治是保证后续的重构的基础,使得每个自治的模块可以能够完成自身的加工功能。功能模块的执行部件有的时候是一个单独的主轴头,有的时候是多轴箱的形式。每一台多轴箱都有许多的之星部件,可以并行加工以达到高效生产加工的目的。可重构制造系统的这些特点,使得每个工序单元都可以被规划为零件群的加工方案,而每个单元又是对应相应的多轴箱的,这两者结合所形成的工序段,构成了一个相对完整的工序内容。上文中我们提到,这种制造方法,是针对加工过程中的柔性生产与生产成本之间的矛盾的,每个零件群的加工工艺都有一定程度的相似,这种相似在某种程度上保证了尽可能少的功能调整与重构,满足了尽可能多的零件群内部加工需要。我们在制定可重构制造系统方案的时候,要在找到所有能满足加工需求的工艺方案的基础上进行,在足够多的工艺方案的基础上,提出最为合理的重构方案。同时,为了使得可重构制造系统能够达到我们所需要的柔性生产,就要建立一套统一的、规范的、基于计算机平台的零件群可重构制造工艺规划方法,以加快设计速度,制定出最为合理的可重构的制造工艺。为了达到这个目标,就要对零件群中各零件加工特征、技术要求等进行细致的分析,并具体到每一个零件身上,从尺寸、方位到公差都要掌握,并将这些加工信息加以数据化,以便后续的方案制定。 2.建立相对完整的工序单元 通过上文的分析,我们基本了解了可重构制造系统,结合上述的零件加工,可以通过两个步骤建立一个完整的工序单元:首先是要将同种类型的加工类型进行合并,形成自然的合并单元;第二是要将已经自然合并的单元再合并,形成新的工序单元。这两个步骤的结果是,一个工序单元可能包括有两个工序特征,即一个主轴头,也有可能包括多个工序特征,即一个多轴箱。 3.不同工序段的划分 一台多轴箱是可以完成统一工序段内多个加工内容的加工的,这种加工可以使并行的,同时又可以做到并不互相干扰,在相同的加工基准下,对工序段的划分也就显得非常重要,具体的划分方案需要根据以下的划分原则:(1)相同的工序段内的不同工序单元,其切削力差异不应该太大,举例来讲,需要粗加工的工序单元就不应该和需要精细加工的工序单元放在同一个工序段。(2)相同工序段内的不同工序单元要有一定的加工基准,这种基准要能够保证统一,能够在一次装夹的情况下就满足各个工序单元的加工需要。符合了上述的划分原则,还需要将不同方位的工序单元进行排序,排序后还需要进行双向的顺序组配形成工序段方案,并在此基础上形成多种具体细致的工序段方案。需要特别提到的是,各种方案都需要进行原则检验和方案评判,找到最为合理科学的工序方案。 4.可重构制造的设计方案 在相同的工序单元,仍然会形成多种的单元方案,而不同的工序段又有多种不同的工序方案,这样,就会形成多种多样的设计方案。具体来讲,可以利用工序段进行方案的规划,划分步骤为:面类、孔类的技工根据加工顺序进行不同方位的工序段方案排序;不同方位的工序方案再进行交叉双向组配,形成针对于特定面类及孔类的加工工艺方案;将这种特定的加工工艺方案进行排列组合,再细化为纯的加工工艺方案;对这种方案进行相应的检验,结合纯的加工工艺方案,制造出工艺路线方案;最后,是要对这个整体的设计方案进行检验的,检验的结果运用到加工工艺中,并在实际应用中加以改善。 5.设计方案的选择 基于工序单元和工序段的概念,我们可以取得多种多样的不同层次和内容的加工方案,这些方案的获得,可以为我们后续的可重构制造工程提供多种依据。我们获取方案的出发点是为改善高效生产和柔性生产之间的矛盾,这种矛盾是阻碍零件群加工的一大障碍。因此,这种可重构制造系统的制造方法,可以结合多种加工工艺方案,可以从一种零件加工工艺迅速切换到另外一个零件加工工艺,并且从不同的角度,制定不同的工艺方案。通过不同设计方案的分析比较,我们可以取得重构的依据,即相似的零件群工艺方案,并运用这种方案,用最少的加工模块,最小的生产成本,最柔性的生产过程,取得最完善的加工效果。 6.结语 通过文章的分析,我们从工序单元的概念入手,把零件加工与可重构制造系统的制造方法结合起来,取长补短,最大限度运用其功能特点,形成最为合理的加工工艺方案。在方案的设计过程中,需要遵循相应的规范和基准,将工序单元和工序段细分,形成多种的可重构制造工艺方案,在多种的工艺方案间进行优化选择和相似性比较,重构所需的工艺方案。 作者:曾令奇 单位:秦皇岛首钢长白机械有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺设计论文 一、提升机械制造工艺设计人员的实践能力 培养机械制造工艺设计能力离不开大量的实践,对此,应当提升机械制造工艺设计人员的实践能力,提升设计人员的机械制造工艺设计能力。设计人员在学习及提升的过程中,应当注重自身实践能力的培养,确保机械制造工艺设计和实际操作有机结合,从本质上培养和锻炼自身的机械制造工艺设计的实践操作能力。 二、注重社会环境构建 社会环境对设计者机械制造工艺设计能力有着重要影响,对此,应当注重机械制造工艺设计社会环境的构建,提升机械制造工艺设计人员的实践能力。 (一)提升对机械制造工艺的关注度目前,我国大多数的机械制造工艺能力培养均为对学生的培养,社会对机械制造工艺的关注度直接影响着机械制造工艺设计人才的培养,对此,应当提升对机械制造工艺的社会关注。目前,我国很多高校较为注重机械制造工艺人才的培养,然而社会对机械制造工艺的关注度仍需进一步提升。在社会职业技能培养过程中,应当加强对机械制造工艺能力的宣传,注重机械制造技能的培养,提升机械制造工艺的社会关注度,培养机械制造工艺设计能力。 (二)营造良好的机械制造工艺设计社会环境机械制造工艺能力的发展一定程度上会受到机械制造工艺社会环境的限制,对此,应当营造良好的机械制造工艺设计社会环境。相关部门应当注重机械制造工艺社会环境建设,为机械制造工艺设计人员提供良好的学习环境和实践操作条件,提升机械制造工艺设计人员的专业素质。同时,相关部门也有注重对机械制造工艺相关社会资源的管理,特别是机械制造工艺相关企业资源,确保机械制造工艺相关社会资源的科学、合理利用。此外,企业也应当注重自身机械制造工艺与相关社会资源的有机结合,为机械制造工艺能力的培养提供场所,提升机械制造工艺设计能力培养实效。 (三)注重对企业设计研究的投资管理在培养机械制造工艺设计能力过程中离不开资金的保障,企业在培养机械制造工艺设计能力方面的资金投入和管理直接影响着机械制造工艺设计能力培养成效,对此,应当注重对企业设计研究的投资管理。企业应当加强在机械制造工艺设计能力培养方面的资金投资管理,确保培养资金落实到位,为机械制造工艺能力培养提供经济支持,确保机械制造工艺设计能力培养各项工作的顺利开展,为机械制造工艺设计培养更多优秀人才。同时,企业应当注重对机械制造工的管理力度,注重机械制造工艺管理制度的改革和创新,满足社会对机械制造工艺的需求。 三、结束语 为进一步培养机械制造工艺设计人员的机械制造设计能力,应当了提升机械制造设计人员的专业知识和能力、计算机辅助工具使用能力以及实践操作能力,提升机械制造工艺设计力量;同时,也应当不断提升对机械制造工艺设计的关注度,为机械制造设计营造良好的社会环境,并注重对企业设计研究的投资管理,构建机械制造工艺设计的社会环境,提升机械制造工艺设计能力培养实效。 作者:吴刚单位:辽阳职业技术学院 制造工艺论文:机械制造工艺可靠性研究论文 摘要:机械产品在制造和设计的时候,对于产品的可靠性具有明确的指标。机械产品在制造的过程中会通过这些指标来进行原材料的加工,以实现其可靠性的特点。因此,在机械产品制造的过程中只有按照可靠性的指标进行生产,才能有效的发挥机械产品的可靠性与实用性。 关键词:机械制造;制造工艺;可靠性 机械制造工艺是一个极其复杂的过程,具有抽象,客观性特点。细说就是指运用机械设备和机器,以及相关的生产制造技术来对原材料进行加工,从而形成一个实在的物品这样的一个过程。这种工艺是机械制造过程中不可忽视的一个环节,也是最为普遍的,但是因为这种工艺涉及到许多的数据要求以及技术规定,一不小心就容易犯错,从而不能达到生产的最终目标。当对机械产品加入一些其它的物理特征,例如抗腐蚀,耐高温,耐磨等,这些物理特征就会影响到产品的可靠性。目前大多数企业都追求速度,从而设计时间短,无法研究新技术,因此,要想使复杂的机械制造工艺达到可靠性的目标,还需要机械制造方面的人才重点探讨研究。 1机械制造工艺可靠性的含义 机械制造工艺看似简单其实是一个很复杂的过程,造成这种复杂的原因是因为制造工艺是动态的,是人在操作时因为各种因素而产生变化的。机制制造工艺分为制造主体、制造对象、制造方法和制造设备等。要想对其进行有效的控制,首先制造主体也是个人需时刻保持着严格谨慎的工作态度;然后制造对象就是指原材料了,原材料的选取也是需要经过层层检验以达到标准,减少残次品率;制造设备就相对于广阔许多,主要有机床、运输机器、检验机器、辅助机器等,对于这些机器的维护与修理也是不容马虎的。现可以举一个例子来表述机械制造工艺的复杂。例如某企业要求制造一台有1万个零件组成的大型机器,而这1万个零件中每一个零件都是需要经过几道加工程度。现在就假设每一个零件要加工10次,因此,可以想象到这台机器如果9999道加工程度都没有错误,但是其中一个零件一个加工程序出现错误了,那么就会对这台机器产生具大的影响,有可能会造成这台机器全部报废,因此,避免加工的过程中出现错误,保障制造工艺的可靠变得很重要。有学者曾说,机械制造工艺的可靠性在于在进行机械制造的过程中每一首工艺都要按照技术标准与数据来完成以达到百分之百的可靠性。只有这样才能保证生产出来的成品机器在运用到实际中时能够保证产品的质量,又能发挥成品机器在生活中的实际作用。同时对于机械制造工艺的可靠性我们要将其和加工精度、稳定性等概念区分开来。一般情况下,加工精度是指机械制造过程中的产品所需要符合的数据要求,这是一种静态的理念,它表示的是产品性质所承受的范围,而机械制造工艺则是一个动态的过程,它具有无法预见性的特点,最终工序要求可靠性。 2机械制造工艺可靠的特征 目前,通过机械制造工艺方面的学者坚持不懈的研究,得出机械制造工艺具有以下几个特征的结论。(1)机械制造工艺可靠性具有过程性的特征。这也是由其本质的动态性特征决定的。之所以说它具有过程性的特征,是因为机械制造工艺连续贯通整个生产制造的过程,包括设计、生产制造以及成品之后的检测制造这样的一个全过程,每一环节都和可靠性息息相关,都不是独立存在的,一环影响着下一环。也是因为具有过程性这一特征,要求我们在生产时统筹全局,进行全面的动态分析。(2)机械制造工艺具有综合性的特征。机械制造工艺可靠性的综合性特征是从其过程性的特征总结出来的。利用这一特征可以做到和其他的设计以及销售工作的人员进行资源与信息共享,从而达到高效生产的目的,做到节约成本,减少浪费。(3)机械制造工艺可靠性具有系统性的特征。机械制造工艺中包含设计可靠性和使用可靠性,而机械制造工艺可靠性是不能与这两者同等而论的。这三者是独立存在,但又不可分割的,形成了生产过程中的一个整体。从严格意义上来说,机械制造工艺可靠性具有承上启下的特点,连接了设计可靠性和使用可靠性,三者相互影响。 3机械制造工艺可靠性对产品的作用 3.1机械制造工艺可靠性与制造参数指标的关系 机械制造工艺的过程由加工方法、设备和工序组成的,生产过程极其复杂,而这几个部分最终决定了成品的参数。参数包括这些方面:机器的生产性能、质量和生产出来的产品的精准度,这几个方面构成了质量指标。而机械制造工艺的参数和质量指标与可靠性有着密切的联系。这种关系很复杂,与生产效率和经济效益之前存在矛盾。机械制造工艺还与产品的一些使用性能息息相关。其中有抗腐蚀、耐磨、而高温等。仅仅靠一些参数和指标也是无法解决产品可靠性这一问题。第一,产品的使用性能与质量指标存在着复杂的关系,这样导致一些能够直接影响成品性能的参数没有显现出来。第二,机器在生产的过程中,工作能力不是一尘不变的,在工作过程中会出现在一些损耗,这样就会有一定的随机性。因此,机械制造工艺能否达到完美,能够决定机器在实际用途中是否能够达到可靠性。完美程度与可靠性是成正比的。 3.2机械制造工艺中的参数对产品性能的影响 产品的性能主要表现在耐疲劳、耐磨、抗腐蚀、耐高温等。(1)耐疲劳。通俗来说,原材料的材质是会直接影响产品的耐疲劳性。除这之外,还有零件的缺陷和表面的状况也会对产品的耐疲劳性产生世大的影响。其中表面状况是影响最大的。在机械制造生产过程中,对于原材料的选择需要精挑细选,在最好的里面选最好的,只有选择了最好的零件来进行机械制造才能保证产品所有达到的物理特征,满足产品要求的指标和参数。如果因为选择不当而造成产品不具备耐疲劳的特点,那么最终会导致成品使用寿命的减弱。(2)耐磨。原材料本身的构成成分以及结构对机械设备是否耐磨有重要的决定性作用。因此,在对材料进行生产时,要综合考虑其化学成分和热处理能力,并通过材料表面状况来分析其化学参数。在产品运用到实际中时,我们发现产品表面状况对称的产品磨损期限较长。(3)抗腐蚀。机械产品在实际运用中会长期处于化学腐蚀较为严重的环境下进行生产工作,因此,对于机械产品的搞腐蚀性有了很高的要求。一些产品当遇到化学腐蚀液时会破坏其生产能力。因此,在进行机械制造的过程中经常会在产品的表面涂抹上一层特殊材料,以加强其抗腐蚀的能力。(4)耐高温。机械产品在进行生产的过程中,经常会有高温加热的情形出现。因此,对于机械产品本身耐高温的能力也有了一定的要求。当在进行高温生产时,将机械表面加入一些抗高温的物理元素,使机器处于一种保护状态,以保证机械制造工艺的正常运行。 4总结 机械制造工艺的可靠不仅仅只是针对产品的制造过程,还包括了产品的设计与产品的销售和使用等都是有着密切的联系的。提升机械制造工艺可靠性,我们可以对原材料的选购进行严格监测,定期对生产设备进行检查与维护,进一步强化产品的自身工艺,从而根本上提升机械制造工艺的可靠性。时代在变迁,生产技术也随着时间的推移而更新换代,要立足于原有理论的同时,不断实践得出新的结论与方法。 作者:张克昌 单位:湘潭大学 湖南铁道职业技术学院 制造工艺论文:玻璃钢面板的制造工艺研究论文 摘要:玻璃钢属于一种复合型材料,其既具有玻璃的耐高温、耐腐蚀、透明性等特点,也具有钢铁的硬度和不易碎属性,其很好地结合了钢铁和玻璃的属性优势,目前已经成为了建筑行业重要的施工材料。文章针对玻璃钢面板的制造工艺进行研究,分析了玻璃面板的优越性、制造工艺相关问题,并对玻璃钢面板的发展做出新的展望。 关键词:玻璃钢面板;制造工艺;复合型材料;建筑行业;优越性;先进性 近年来,随着我国市场经济快速发展,工艺水平不断提升,材料工程技术日益成熟,玻璃钢面板应用变得越来越广泛。玻璃钢作为一种新型的复合材料,其被广泛应用于各行领域,例如玻璃钢面板材料被广泛应用于家电制造、船舶制造、汽车、制造零件以及玻璃纤维增强塑料等方面。近年来,国家加强了金属消耗管理和控制,很多材料消耗考虑到节约问题,发明新型节能材料势在必行。本文针对玻璃钢面板制造工艺进行研究,比较性地分析了玻璃钢面板的优越性和先进性,探讨了玻璃钢面板新技术的发展趋势。 1玻璃钢面板工艺简介 玻璃钢(FRP)即通常所说的纤维强化塑料,指的是环氧树脂、增强不饱和聚酯、酚醛树脂基体。玻璃钢主要以玻璃纤维或者制品作为增强材料的增强塑料。玻璃钢具有质轻、坚硬、不导电、机械性能较高、耐腐蚀等特性,其能够替代钢材制造机械零件。近年来,玻璃钢技术发展日益成熟,作为塑料基的增强材料,玻璃纤维已经扩大到了很多方面。各种类型的纤维材料制成增强塑料,导致了增强塑料的类型逐渐增多,而玻璃钢材料逐渐成为了新型增强塑料的一部分。随着人们对于环境卫生要求越来越高,新型材料的安全性、环保性、节能性等均被很多制造企业所看重,而玻璃钢面板很好地满足了这些条件。 2玻璃钢面板的优越性比较研究概述 玻璃钢面板被广泛应用于各行各业,而且其优越性比较突出,下面将针对电器市场上的玻璃钢面板和不锈钢面板的燃气灶性能进行比较,分析出玻璃面板的优越性。 2.1材质比较 不锈钢属于耐空气、水以及蒸汽等弱腐蚀介质和酸碱盐侵蚀的化学腐蚀钢材。不锈钢经过多年使用之后还可能保持原来的模样,其耐用程度很高,但是钢材的消耗相当大,不锈钢的燃气灶所有器件均需要金属,甚至螺丝钉都需要钢材。玻璃钢面板属于一种预应力玻璃,为了提升玻璃钢的强度,通常会采用化学方法和物理方法来挤压玻璃,玻璃承受外力之前要抵消表层应力,进而提升玻璃钢的承载能力。玻璃钢面板的材质主要是由硅元素构成的,其元素储量在地球上非常庞大,因此材料易取、方便生产。 2.2安全性比较 不锈钢的燃气灶在工作的时候,其灶头温度相当高,而且燃气灶不锈钢面板的隔热问题经过特殊处理得以解决。因此即使燃气灶工作时间相当长,面板的温度也仍然如常温一样。玻璃钢面的燃气灶出现过爆炸事件,因此很多用户非常担心玻璃钢面板的安全性。玻璃钢面板本身不具备爆炸条件,但是用户在使用过程中操作不当则很容易引起爆炸。值得注意的是,玻璃钢燃气灶必须定期清理灶圈杂质,避免出现火孔堵塞问题,平日做好玻璃钢面板的清理和养护工作,如此便可有效预防玻璃钢燃气灶爆炸。 2.3清洁性能比较 不锈钢面板清洁上可以使用抹布和清洁剂进行清洗便可直接去除油污,但是抹布擦拭之后不锈钢面板很可能留下水渍,影响不锈钢面板的美观程度。玻璃钢面板的清洁和不锈钢的清洁方法一样,但是即使清理过程中遗留水渍也不会影响面板的美观度,而且玻璃钢面板在清洁上较之不锈钢面板的清洁更加容易简单且不影响美观。综上所述,不锈钢面板和玻璃钢面板在燃气灶中的应用各自具有其独特的优势,因此在进行选择的时候要根据实际情况选择材质。玻璃钢面板的应用变得越来越广泛,其优越性体现在很多方面,而且在不同的行业领域应用不一样,本次仅针对燃气灶应用优越性方面进行二者比较,由于篇幅关系其他领域应用不做赘述。 3玻璃钢面板制造工艺流程以及技术 玻璃钢面板制造生产的时候,具有完整的生产工艺流程:模具清理玻璃纤维制品裁剪抛光涂刷脱模剂配料涂刷胶衣层铺层检查检验以及测试。其中模具清理作为玻璃钢面板制作的工艺准备阶段,尺寸检查和表面加工必须在该阶段完成。尺寸检验的时候应将误差控制在5%之内,模具的结构形成形状必须要符合图纸要求;表面加工主要是针对模具平面加工,确保成品玻璃钢面板经过模具糊制完成之后表面能够光洁、平整。玻璃纤维制品裁剪时,需要开展裁剪前检查,确保玻璃纤维制品必须要无褶皱、无缺陷、无潮湿、无变霉等情况,裁剪必须要按照规定的布纹方向进行,且裁剪的尺寸要与设计保障一致。抛光涂刷脱模剂操作在玻璃钢面板制作的时候必不可少,通过抛光可以使得表面变得光洁,而涂刷脱模剂则为后期工件脱模打基础。配料要求玻璃钢面板制作时必须按照手糊工艺操作规程,应使用厂家提供的原料进行配比,配料过程中应注意配料的温度适中,配方配料要满足要求。胶衣层涂刷过程中应限制涂刷的厚度,涂刷必须要保障涂料均匀,胶衣层的厚度为250~500g/m2。铺层操作时,要求玻璃纤维不能够出现变霉、弯曲变形、褶皱、潮湿等缺陷,否则不能够进行转序;铺层操作时要严格控制树脂用量,确保涂敷均匀。检验检查以及测试作为玻璃钢面板制作的最后流程,那么在进行检查的时候必须要开展固化情况检查、糊制作业完成之后检查,并完成成品检验以及热性能测试等操作。 4玻璃钢面板制造新技术展望 随着科学技术的发展,新型技术在工业生产中迎来了极大的挑战和机遇。我国面板厂商的生产能力随着市场份额的增加,其生产量、销售量也在逐渐增加。虽然玻璃钢面板行业也呈现出增长态势,但是和世界其他玻璃钢面板生产企业来比,还仍然属于初级起步阶段。经过多年的发展,我国玻璃钢板面在电器行业、汽车行业、建筑行业以及手机行业的应用比较广泛。玻璃钢面板在电器行业中的应用分为彩晶玻璃面板和钢化玻璃面板两种形式,彩晶玻璃面板是最近几年出来的新型材料,其在家电配件行业应用率还较低,很多还是应用的白板玻璃面板,而钢化玻璃则更多被应用于黑白家电玻璃配件。钢化玻璃在汽车行业的应用也相当广泛,20世纪50年代将玻璃钢应用于企业制造,其主要作为车用的潜在材料。经过长时间的发展,20世纪80年代实现了玻璃钢汽车零部件的批量制造和研制,其已经成为了车用材料之一,涵盖了GMT、SMC、手糊等工艺,这些工艺选择较为灵活且投资少、工艺门槛低,被国内汽车生产商逐步掌握。 5结语 随着玻璃钢面板制造工艺日益成熟,其在国内的应用变得越来越广泛,玻璃钢面板材料作为一种新型的复合材料,符合环保和节能要求,因此玻璃钢面板的发展潜力巨大。本文针对玻璃钢面板制造工艺相关问题进行研究,从基础认识到工艺施工进行详细介绍,希望能够为广大读者提供玻璃钢面板制造与发展相关研究交流。 作者:马伟 单位:中车四方车辆有限公司 制造工艺论文:电机制造工艺装备质量检测论文 1电机制造工艺装备的具体探讨 电机制造的具有深远的发展前景,因此得到广泛的重视。在电机制造中,不仅要保证电机性能适合电力系统的配置,质量的安全,还需要提高电机制造的经济效益。电机制造具有结构的复杂性,在操作过程中,由于组合的复杂以及组合方法对于电力系统极为重要。主要是由于在电机制造装备的组合方式中,零件的数量及其多,且配备复杂,每个零件都在不同的组合中。其中,每个组合中的零件的配置及加工情况不同,材料与质量也存在差异。因此,想要使每个零件适合各个组合方案,就必须克服零件的多样化及材料的异同的特点。在制造设计操作中,点电机配备人员必须具备一定的能力及水平,保证电机操作的规范性与精细化,提高电机制造工艺装备的质量与性能。 2电机中几种重要的装备的制造工序 电机中端盖及机座是电机中的主要零部件,能够起到保护电机运行,为电力系统带来重要的保障的作用。因此,对于端盖和机座的性能、质量、制造的工艺、技术要求较高。对于端盖和机座的具体操作及性能分析如下: (1)端盖。端盖是连接转子与机座的重要结构零件,其对电机而言,不仅能够在一定程度上起到保护电机内部构造的作用,还能够通过端盖内滚动轴承的安放进一步确定定子与转子之间的相对位置。因此,对端盖的制造加工则尤为重要。尤其是通过分析,我们可以得知在实际端盖加工中,端盖的加工过程还是相对比较简单的,但是由于端盖壁普遍较薄极易变形,一旦切削量过大或夹紧力过大,都可能造成端盖尺寸的偏差与变形。因此,在端盖制造加工中,要根绝不同的需求,使用不同的夹紧力,在不同精度等级的车床上进行加工。 (2)机座。机座是电机中重要的零部件,对于电机起着支撑电机的作用,能够将定子铁心进行固定,保证各个电机内部结构的稳定性。在于端盖互相结合的情况下还能够进行电机绕组的支撑与保护,对于电机有着重要的影响。因此需要加强对于机座的质量与性能的重视。 (3)我们通过分析可以知道,以机座的结构类型为主进行划分,则可以将其分为:在划分过程中,经过对于机座的制造工艺进行划分的情况,会导致分离性焊接机座的质量安全,同时影响底脚的整体质量。因此,在装备制造过程中,应该根据实际要求及电机内部的整体情况进行综合型的分析,在保证电机整体质量的情况下进行各项制造工艺的操作。 3对电机制造工艺装备的质量检测与性能分析 电机工艺的优劣直接反映着电机本身的性能的好坏及质量的好坏,即电机工艺能够提高电机制造的质量,同时能够降低其质量及性能。由于电机的种类几期滋生特点的异同,导致其操作困难性的增加,质量的检测也具有一定的复杂性。因此要求专业人员在电机制造操作过程中,应该具有针对性,具体问题进行具体的分析。其中,针对电机机座、端盖以及转子铁芯等装备的制造中,必须具备严格的质量要求,以增加装备性能与质量,延长耐用性,为电机的保护提供保证。 (1)当转子铁心外圆尺寸较小时,会使气隙大于设计值,将导致定子谐波漏抗和转子谐波漏抗减小,电机总漏抗随着减小,因而起动电流增大。同时,也导致气隙磁动势和空载电流增大,功率因数降低,定子电流和定子铜损增大、效率降低、温升增高。 (2)当转子铁心外圆尺寸车大时,会使气隙小于设计值,导致定子谐波漏抗和转子谐波漏抗增大,因而电机总漏抗增大,结果使异步电动机的起动转矩和最大转矩降低,满载时电抗电流增大,转子电流和转子铜损也增大,效率低、温升高、转差率增大。 (3)当机座止口、端盖轴承室和止口、轴承挡、定子铁心内圆与转子铁心外圆等处的圆柱度、同轴度和端面跳动偏差过大时,会造成气隙不均匀,使电机产生单边磁拉力,引起振动和噪声,严重时,将使转子外圆与定子内孔相擦,电机发生局部烧伤。 (4)当定子与转子铁心间发生轴向偏移时,会引起铁心有效长度减小,将导致空载电流增大,功率因数降低。当普通封闭式电机机座内圆表面粗糙度偏大或缺陷过多,使得定子铁心与机座接触不良、热阻增大,将导致电机温升增高。机座止口、端盖轴承室和止口、轴承挡等部位加工尺寸超差,使电机装配困难、运转不灵活或抱死。轴承室和轴承挡的尺寸精度与形位公差超差,将使滚动轴承内外圆变形,产生振动与噪声,轴承摩擦损耗变大,轴承温升增高。 4结语 制造业的发展是我各项新技术得到发展与应用,同时促进在造业的进步。同时,电力系统对于我国发展起到关键性的作用,并未人类生产生活提供物质保障。电机制造的各个装备在人们会高度重视的情况下得到质量与性能的提高。经上述分析了解,电机制造的工艺装备的检测方法具有多样性。为了保证电力系统的正常运行、电机的质量安全,必须将电机制造装备的质量及性能进行重视与改善,以提高电机的质量,促进电机装备性能的最大发挥,提高电力系统的质量安全与发展。 作者:唐清亮单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 制造工艺论文:机械制造工艺中的机械设计论文 一、机械制造工艺的基础知识 1.制作程序以及技术程序。 关于机器生产技术,制作程序具体是指原材料通过机器设备和劳动力的劳动转化为可以在市场上进行销售的商品。这一程序的内容比较丰富:制造工作开始实施的准备工作;原料与毛坯等材料的准备工作;半成品生产的基本操作;附加工作的具体实施环节;商品的包装设计工作以及需要注意的工作细节问题。然而技术程序是指在具体的工作当中通过更改需要制造的商品的大小、样式的方式,促进程序的多方面操作完善,例如半成品的有关内容、机器的相关问题、热处理的具体操作等具体工作。具体来说,机器生产技术程序是指用机器生产方式对已经经过加工的半成品进行操作,促进商品生产的完成。这些由多个步骤构成的商品生产程序是商品生产的基本步骤和环节。 2.零件装夹。 零件在进行生产之前,要先把工件放置在床或夹具的准确位置上,这一程序就是固定位置,并且为了能够确保位置的准确性,还要把零件夹紧进行稳固,这个程序就是夹紧,所以这两个步骤综合起来就是装夹。机器生产技术的零件装夹是不是科学对零件的生产品质有着很大程度上的影响,并且还会对商品的生产速度、生产成本以及安全性产生直接作用。普遍来讲,在机器生产技术中最常运用的零件装夹模式主要包含直接找正式、划线找正式以及用夹具装夹式。 3.定位。 作对于有效到达零部件的质量要求具有重要的作用,零件的定位方法有很多种,应该根据具体情况选择适合的定位方式,通过对零部件的加工处理,促进装备质量的提高。定位标准的确定对于定位的工作安排是非常关键的,可以通过选择适宜的定位标准加强机械设备的质量。在细节的问题上需要工作人员进行比例的研究,通过实践调查和理论研究,促进设备的安装质量的提高。依据具体的使用场合的差别所使用的标准也各不相同,技术标准也是跟随具体的要求不断提升的重要标准内容,这对于包装安装标准的实施具有很大的作用。 4.加工精度。 在机械制造工艺的具体工作当中,加工精度是重要的工作内容之一,对于影响加工的质量,保障加工的工作顺利进行具有关键性意义。具体而言在加工的方式上,在尺寸、形状、位置和表面质量等方面需要分门别类进行精度控制。有效的精度控制是加强机械质量工艺不断提升的重要方面,需要多方面进行努力。基本试切法、固定标准刀具法、自动形成法等是经常使用的重要方法;与获得尺寸精度有比较大的差异,轨迹法、成形法、展成法是基本的需要不断改进的方法。 二、机械设计过程中的注意事项 为了保障机械策划的质量要求,需要在设计策划方案的时候就对机械设计的要求进行多方面的努力,通过对方案的多方面改进调整设计理念,促进工程的进步。机器策划的总体程序对于保障机械设计的整体流程的顺畅具有比较关键,在机器策划的整体规划工作当中需要不断对每个环节的工作进行规范,确保每个工作人员做好自己的基本工作,促进策划方案的全面贯彻实施,就需要不断在工作中完善体系、合理、适宜进行方案的有效策划,工作中不断进行注意:首先,工作基本要求符合策划方案,做到实践和理论的基本一致。在技术工作的各个环节进行多方面的注意,促进工作的综合实施。其次,装置的具体调解的控制管理。装置的具体调解的控制管理是全部机器工作的最后一项内容,这一环节的工作也需要在具体落实上做到系统化。 三、基于机械制造工艺的机械设计合理化措施 1.在刀具选择的时候予以重视。 为了保证加工表面质量的提高,在进行刀具选择的时候,应该根据加工件的实际属性选择那些副偏角比较小、刀尖圆弧半径比较大的刀具或者合适的精车刀、修光刃等等,选择和工件材料适应性比较好的刀具能够更好的降低工件表明的粗糙度。 2.在进行切削条件选择的时候必须慎重。 想要提高工件表面质量便必须根据材料的需要选择合适的切削速度,尽量避免产生积屑瘤的产生,此外还可以降低进给量,采用那些效果比较好的切削液等方式来提高工件表面质量。 3.在一定程度上减少表面层变形强化。 想要更好的减少表面层的变形,可以采取的方法是比较多的,在用刀具进行工件加工的时候,必须很好的控制切削用量和刀面的磨损宽度。而一般情况下降低供给量使用比较高的切削速度,选择好的切削液能够取得比较好的效果。 作者:李景阳单位:河南机电高等专科学校机械工程系 制造工艺论文:涂塑钢管制造工艺分析论文 摘要:目前市场上对大口径涂塑有较大的需求,而以现有的技术条件其制造成本极高。通过开发专用涂料,实现了常温制造涂塑(弹性体)钢管。其工艺主要特点:降低了钢管表面处理要求、无需对钢管进行加热处理、无需大型机具。口径在ø10-3800钢管均可实现内外涂塑,产品超过国标要求。该技术填补了大口径涂塑钢管的空白。涂层全部采用无毒弹性涂料,具有水阻低、带锈防锈和无毒保洁功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。 关键词:涂塑钢管制造工艺常温大口径 1.前言 钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中,管壁都会经受不同程度的腐蚀,直接影响了管道的使用寿命。食品、饮用水管道、石油化工管道等诸多介质都不允许管壁腐蚀而影响传输介质受到污染,钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生,目前国内钢塑管是从衬塑走向了涂塑,涂塑材料大都采用塑料粉体材料,其中性能较好的是聚乙烯(PE)和环氧(EP)。但它们的施工要求高,工艺难度大,品质控制不易,设备投资大,严重影响涂塑钢管的推广与应用,而且国内目前只能生产口径小于ø250mm的涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害,而加热过程能耗极大,造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效解决大口径涂塑钢管生产难的问题,制作工艺专家组首先从涂层材料上着手,研制并应用了弹性体带锈防锈涂料,再引入防腐及卫生性能较好的防护涂料。采用了常温直接喷涂的方法,解决了大口径钢管涂塑生产难的问题。 2.常温涂塑(弹性体)钢管的制备 将常温涂塑(弹性体)钢管是如何突破原有技术难点及制造工艺进行了系统的介绍。由于外管的喷涂工艺比较常规,本文就重点介绍管内处理及喷涂的工艺。 2.1技术难点的突破 常规制造涂塑钢管的方法,首先需要对钢管进行喷砂除锈处理,其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采用了金属防腐中最前沿技术,带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能:带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。 另外,常规的涂塑钢管是通过对钢管高温烧成,静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁的良好附着。因此,选择内喷涂材料的时,须考虑到:附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐各种化学腐蚀、常温可喷涂等。 所选用的材料,均为聚氨酯类涂料,无毒且具有良好的保洁功效。材料的主要性能指标如表2.1。 2.2涂塑钢管的制备工艺 2.2.1钢管表面的预处理 对于新旧钢管,一般不需要专门的除锈工艺。最好选用新出厂的钢管,无需镀锌,管内有少量的锈斑也可满足要求,只要将疏松浮锈清除,清涂油污即可。即达到手工除锈St2或电动除锈Sa1级要求即可。如钢管表面有油污,可用丙酮清洁表面。 2.2.2涂料的喷涂 喷涂设备包括:空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机,采用无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁,厚度约30微米。待底涂固化好后,再用喷涂两遍聚氨酯面涂,每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。 2.2.3检测处理 抽检涂塑钢管的涂层质量,涂层表面应均匀,涂层的最小厚度要达到150微米,平均厚度应在180微米以上。 2.3不同涂塑钢管制造工艺对比 与聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比,由于我们采用聚氨酯涂料作底涂,降低了钢管表面处理的要求,无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业;另外,无需对钢管进行加热处理,在常温下即可喷涂。做到了施工方便,减少污染,节耗能源,可现场施工,造价较低,并且性能优异,完全满足工程需要。其工艺流程对比如表2.3. 2.4不同涂塑钢管性能对比 聚氨酯涂层不仅性能优异,而且体系全部采用了弹性体涂料,具有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁的特殊功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。涂层质量按CJ/T120-2000[1]进行检验,完全超过国标要求,不同涂层性能指标对比,结果见表2.4。 2.5工程应用实践 大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水公司大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用,效果非常理想,完全达到《给水涂塑复合钢管》国家标准CJ/T120-2000的要求。 3.结论 3.1常温涂塑(弹性体)钢管与用聚乙烯和环氧涂塑的工艺相比,主要工艺特点是:无需喷砂除锈,清除浮锈即可施工;无需对钢管进行加热处理,常温即可喷涂施工;施工机具简单,可现场施工。 3.2常温涂塑钢管解决了国内大口径涂塑钢管生产成本极高的情况,填补了国内ø250mm以上直径涂塑钢管的空白。 3.3经大量的试验研究证明,常温涂塑钢管应用于自来水工程,常能有效的抑制青苔和红虫的滋生。可减少藻类及红虫在管网的大量滋生,有利于保障居民二次供水的质量。 3.4常温涂塑钢管的涂层薄,阻力系数小在0.0082以下,过水流量可大于普通涂塑钢管,也有利于节省能耗。 3.5常温涂塑钢管的防腐防护能力极强,可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境,涂层可耐180℃高温且高温下体积变形极小,耐磨性也极强。因此,也可用于输送含固量较高的流体物质。 3.6常温涂塑钢管属于弹性体涂层,比其他涂层更具有弹性,可适应不同情况下的应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯,及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管,在卡箍连接方式中经常会脱落,现场又无法修补。 制造工艺论文:常温涂塑钢管制造工艺研究论文 摘要:目前市场上对大口径涂塑有较大的需求,而以现有的技术条件其制造成本极高。通过开发专用涂料,实现了常温制造涂塑(弹性体)钢管。其工艺主要特点:降低了钢管表面处理要求、无需对钢管进行加热处理、无需大型机具。口径在ø10-3800钢管均可实现内外涂塑,产品超过国标要求。该技术填补了大口径涂塑钢管的空白。涂层全部采用无毒弹性涂料,具有水阻低、带锈防锈和无毒保洁功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。 关键词:涂塑钢管制造工艺常温大口径 1.前言 钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中,管壁都会经受不同程度的腐蚀,直接影响了管道的使用寿命。食品、饮用水管道、石油化工管道等诸多介质都不允许管壁腐蚀而影响传输介质受到污染,钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生,目前国内钢塑管是从衬塑走向了涂塑,涂塑材料大都采用塑料粉体材料,其中性能较好的是聚乙烯(PE)和环氧(EP)。但它们的施工要求高,工艺难度大,品质控制不易,设备投资大,严重影响涂塑钢管的推广与应用,而且国内目前只能生产口径小于ø250mm的涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害,而加热过程能耗极大,造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效解决大口径涂塑钢管生产难的问题,制作工艺专家组首先从涂层材料上着手,研制并应用了弹性体带锈防锈涂料,再引入防腐及卫生性能较好的防护涂料。采用了常温直接喷涂的方法,解决了大口径钢管涂塑生产难的问题。 2.常温涂塑(弹性体)钢管的制备 将常温涂塑(弹性体)钢管是如何突破原有技术难点及制造工艺进行了系统的介绍。由于外管的喷涂工艺比较常规,本文就重点介绍管内处理及喷涂的工艺。 2.1技术难点的突破 常规制造涂塑钢管的方法,首先需要对钢管进行喷砂除锈处理,其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采用了金属防腐中最前沿技术,带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能:带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。 另外,常规的涂塑钢管是通过对钢管高温烧成,静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁的良好附着。因此,选择内喷涂材料的时,须考虑到:附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐各种化学腐蚀、常温可喷涂等。 所选用的材料,均为聚氨酯类涂料,无毒且具有良好的保洁功效。材料的主要性能指标如表2.1。 2.2涂塑钢管的制备工艺 2.2.1钢管表面的预处理 对于新旧钢管,一般不需要专门的除锈工艺。最好选用新出厂的钢管,无需镀锌,管内有少量的锈斑也可满足要求,只要将疏松浮锈清除,清涂油污即可。即达到手工除锈St2或电动除锈Sa1级要求即可。如钢管表面有油污,可用丙酮清洁表面。 2.2.2涂料的喷涂 喷涂设备包括:空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机,采用无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁,厚度约30微米。待底涂固化好后,再用喷涂两遍聚氨酯面涂,每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。 2.2.3检测处理 抽检涂塑钢管的涂层质量,涂层表面应均匀,涂层的最小厚度要达到150微米,平均厚度应在180微米以上。 2.3不同涂塑钢管制造工艺对比 与聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比,由于我们采用聚氨酯涂料作底涂,降低了钢管表面处理的要求,无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业;另外,无需对钢管进行加热处理,在常温下即可喷涂。做到了施工方便,减少污染,节耗能源,可现场施工,造价较低,并且性能优异,完全满足工程需要。其工艺流程对比如表2.3. 2.4不同涂塑钢管性能对比 聚氨酯涂层不仅性能优异,而且体系全部采用了弹性体涂料,具有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁的特殊功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。涂层质量按CJ/T120-2000[1]进行检验,完全超过国标要求,不同涂层性能指标对比,结果见表2.4。 2.5工程应用实践 大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水公司大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用,效果非常理想,完全达到《给水涂塑复合钢管》国家标准CJ/T120-2000的要求。 3.结论 3.1常温涂塑(弹性体)钢管与用聚乙烯和环氧涂塑的工艺相比,主要工艺特点是:无需喷砂除锈,清除浮锈即可施工;无需对钢管进行加热处理,常温即可喷涂施工;施工机具简单,可现场施工。 3.2常温涂塑钢管解决了国内大口径涂塑钢管生产成本极高的情况,填补了国内ø250mm以上直径涂塑钢管的空白。 3.3经大量的试验研究证明,常温涂塑钢管应用于自来水工程,常能有效的抑制青苔和红虫的滋生。可减少藻类及红虫在管网的大量滋生,有利于保障居民二次供水的质量。 3.4常温涂塑钢管的涂层薄,阻力系数小在0.0082以下,过水流量可大于普通涂塑钢管,也有利于节省能耗。 3.5常温涂塑钢管的防腐防护能力极强,可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境,涂层可耐180℃高温且高温下体积变形极小,耐磨性也极强。因此,也可用于输送含固量较高的流体物质。 3.6常温涂塑钢管属于弹性体涂层,比其他涂层更具有弹性,可适应不同情况下的应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯,及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管,在卡箍连接方式中经常会脱落,现场又无法修补。
石油和化工论文:我国石油化工的进展和市场走势 1我国石油化工行业的进展 (1)炼油技术,尤其在加氢技术方面、重油加工技术方面、油品质量技术升级方面都取得了进步。(2)乙烯技术进步,成套大型乙烯装置技术独立开发取得新突破。(3)开发自主产权大芳烃技术取得重要进展。我国是世界芳烃产品对二甲苯(PX)第一生产大国和消费大国,但是长期以来一直没有自己完整的芳烃成套技术,一直用巨资引进国外技术的方式建设芳烃生产装置。2012年,我国成为世界上第三个具有自主知识产权芳烃成套技术的国家。(4)石化产品差异化生产技术取得新进步。(5)支撑石化产业“可持续、绿色、低碳”发展的关键技术取得进展。石化可持续发展的关键技术,以及FCC烟气脱硝关键技术都得到了显著进步。 2国际石油行业市场 如今世界经济形势逐步向好,国际油价走势受美国经济数据提振,2013年1月国际油价反弹,轻油2013年3月期货结算价每桶96.44美元,比前一交易日上涨0.56美元;伦敦布伦特原油2013年3月期货结算价每桶113.48美元,比前一交易日上涨0.20美元。国际炼油业的炼油毛利已经自2010年以来连续三年上升,预计全球炼油业2013年将仍处于炼油行业景气周期末期。国际化学品方面,美国化学理事会预测2013年美国化学品市场增幅1.9%,与2012年1.5%增幅相比微增。欧洲化学工业理事会预测2013年欧洲化学品增幅为0.5%,与2012年下降2.0%相比有所提高。全球对特种化学品需求方面也有较乐观的估计,预计将增长3.1%。 3我国石油行业市场 我国石化行业运行态势可以概括为“缓中趋稳,稳中向好”。由于国际金融危机和欧债危机持续深化,加上国家采取宏观调控政策,防止经济过热,我国经济减速明显,持续回落下行,对石化行业影响明显。从全过程看,2012年开局石化行业运行步履蹒跚、如履薄冰,运行压力前所未有。面对严峻复杂的宏观经济形势,国家有关部门陆续出台的一系列宏观调控政策也开始起作用,石化产业运行态势从下半年起也开始趋稳,到四季度行业步入平稳和小幅回升阶段。总之,我国石化产业全程运行几渡难关,生产经营业绩前降后升,最终缓中趋好,全年取得了一系列重要进展。 4我国石油行业市场的发展 进入2013年以来,我国经济基本没有改变,宏观经济将会继续保持稳健发展。国家出台的一系列相关调控措施作用,2012年第四季度经济企稳回升的势头已跨年延续,预计全年GDP增速会在8%左右。根据工信部下发的《石油和化学工业“十二五”发展规划》,“十二五”时期,石化行业经济总量继续保持稳步增长,总产值年均增长13%左右,到2015年,石油和化学工业总产值达14万亿元左右。工信部网站2013年2月19日综述,预测2013年我国石油和化工行业经济运行总体将保持平稳,回升势头将进一步巩固,上半年虽然有下行压力,但下半年“稳中趋好”。2013年我国炼油产业预计仍处于景气周期,城镇化的推进和第二辆汽车开始进入北京、上海和广州等大城市家庭,使国内成品油需求得以稳定增长;新建大型乙烯的投产和芳烃市场的紧俏也带动了化工轻油需求的增长。此外,国家税务总局2012年7月12日第36号文件,改变过去乙烯芳烃类化工产品的石脑油燃料油退免消费税的办法,对境内生产石脑油、燃料油的企业对外销售用于生产乙烯、芳烃类化工产品或用于其他方面的石脑油、燃料油征收消费税,这一政策措施使得国内成品油市场更加有序。然而,加快成品油质量升级的步伐当属炼油企业2013年头号任务,也是对炼油企业的严峻考验,需要抓紧开发、采用先进的国四、国五汽油和车用柴油的生产技术,并设法落实所需的巨额技改资金。化工市场需求方面总体回暖。展望2013年,丙烯产能释放较多,众多企业竞相上马丙烷脱氢制丙烯、甲醇制丙烯等专产丙烯装置。浙江有3套丙烷脱氢项目正在建设,分别是宁波海越公司位于北仑的60万吨/年装置、浙江三锦石化公司位于绍兴的45万吨/年装置、浙江卫星石化公司位于嘉兴平湖的45万吨/年装置,这些项目预计在2013—2014年陆续建成投产。甲醇制烯烃我国当前已有4套装置在运行。同时石化企业加快推进大型裂解装置建设,两套新建的大乙烯装置将于2013年投产,新增联产的丙烯产能80万吨/年。因此,丙烯产业链的延伸会有丙烯需求的增加,但是市场供需改观的程度不会太大,估计行情总体仍将延续较低迷状态。进入2013年,受国际市场资源偏紧、下游需求增长、重要基础有机化工产品高位持稳等的影响,纯苯市场供少需多,预计仍将延续相对高位。PX需求仍较紧俏,1月价格大涨至1700美元/吨。合成树脂需求方面,2013年国内包装、建筑、农业、家电和汽车等聚烯烃需求增速略高于2012年。价格和毛利均会小幅上涨,LDPE价格和毛利将回到合理水平。预计2013年国内塑料包装的需求为1950万吨,比2012年增加4.8%;国内建筑业塑料的需求在890万吨,比2012年增加4%;农业对合成树脂的需求为345万吨,比2012年增加10%;家电业对合成树脂的需求为620万吨,比2012年增长1%。汽车行业对塑料的需求为325万吨,比2012年增长10%;2013年年底国内五大合成树脂产能将达到6260万吨/年。根据商务部网站援引日本媒体报道,2013年1月合成树脂的亚洲现货价格已正在进一步上涨,低密度聚乙烯的亚洲现货价格为1430美元/吨左右,比2012年12月上旬上涨了10%,亚洲行情主要取决于中国。国内PE现货市场稳中有涨,从2013年1月LLDPE价格止跌反涨,均价为11266.6元/吨。2013年PVC行业受扩能不止等影响,国内PVC市场预计会延续2012年价格“阴跌”、“低位”的弱势局面。合成橡胶需求方面,2013年全球合成橡胶需求预计达到1594万吨。国内汽车需求预计增长9%,合成橡胶需求量2013年预计为426万吨,比2012年增长7.5%。轮胎企业运行环境将向好,轮胎生产销售将逐渐转好。但是,国内合成橡胶新增产能的大量释放,供需关系会有所逆转,使供大于需求局面进一步体现。 5结论 综上所述,可以预见,我国石化行业总体趋稳向好。经过经历的洗礼和考验,我国石化行业有信心继续攻坚克难,灵活运用高油价、较低经济增速条件下保持石化产业稳定向好的做法与经验,为我国宏观经济健康稳定发展作出支柱产业应有的贡献。同时,我国石化行业在新的一年继续面对着油价高和化学品市场竞争的严峻挑战,会进一步细化落实绿色低碳与差异化战略,优化与调整产能结构、原料结构和产品结构。炼油企业会继续将高价油用到最需要的地方,生产出社会最需要的高质量汽柴油和航煤。可持续发展方面,推进传统石油化工产业向能源化工产业的转型已成为共识,随着我国石化产业高层对现代煤化工为主的石化二次创业的日益重视,未来化工原料的煤炭替代和构建具中国特色的“煤油化一体化新模式”等方面会取得新的进展。可以预期,我国在石油化工领域,不仅在产能产量上,而且在产品档次和节能减排上,赶超美欧世界一流的努力将取得实质性的进展。 本文作者:肖克来提·可依木工作单位:新疆油田油气储运公司 石油和化工论文:石油化工项目造价全过程控制研究和探讨 摘 要:工程造价全过程控制是指为确保项目建设的投资收益,围绕工程造价所进行的全部行为和组织活动。本论文旨在探讨新常态下,施工企业在石油化工项目工程实施阶段对工程造价全过程控制的方法和手段,合理确定和有效控制工程成本,从做好工程造价的事前控制、过程控制和事后控制,以获得更高的经济效益。 关键词:工程造价;全过程控制;成本计划 石油化工是我国国民经济的支柱产业之一,在国民生产总值中占据重要地位。随着我国经济从高速增长进入中高速的新常态,经历黄金期后的石化产业开始步入成熟和转型的新阶段,需求放缓、产能过剩、节能环保政策趋严、市场激烈竞争等成为其主要特征。“十三五”国内石化行业新建项目将大幅缩水,工程建设领域迎来“寒冬期”。在这种时期,石化工程市场竞争越来越激烈,企业要保持健康稳定发展,就必在已近饱和的市场中抢占市场份额,加强经营管理的全过程控制,做到降低成本,开源节流,才能在市场竞争中处于不败之地。 石油化工项目建设一般包括土建、钢结构和设备制安、管道焊接及热处理、电气和仪表安装、暖通和给排水安装及防腐保温等专业,具有工程投资规模大,建设工期长,工程质量安全要求高等特点。工程实施阶段是以施工企业为主体的建设阶段,据估计,投资额中约60%发生在这一阶段,且此阶段造成工程造价失控的因素很多,施工材料价格、人工成本、市场波动、返工、监管不到位、安全质量问题等都可能在施工阶段对成本造成影响[1],故工程实施阶段是工程造价控制的重要环节。 本文结合公司的经营管理实际,分析了工程造价管理体系,对全过程造价管理的事前控制、事中控制和事后控制,提出了一些建议和措施。 一、完善工程造价管理流程 为了实现工程项目造价全过程控制,施工单位必须完善工程技术服务收入流程、工程结算流程和工程分包流程。 (一)工程技术服务收入流程 该流程规定了工程投标报价的组织、合同谈判、合同签订与变更、分析与考核等一系列管理的控制要点,投标项目的参与要经过预审,中标项目的合同谈判要精心组织,一份好的合同是取得经济效益的基础。 (二)工程结算流程 该流程规定了合同分析、进度预算及进度款、现场变更、竣工结算、财务结算、价款回收、分析与考核等管理控制要点,责任明确到人,使每位员工都能明白自己应该做什么和怎么去做,明白自己在工程造价全过程控制管理中所扮演的角色。 (三)工程分包管理流程 该流程规定了分包商资源的管理、工程分包计划、方案的编制与审批、工程分包招标与合同管理、分包现场管理、工程款审定与结算、考核与评价等控制要点。 二、工程造价的事前控制 施工企业要想很好的控制成本,提高效益,就必须从源头――市场开发、投标、合同谈判、工程分包及成本计划等环节上采取措施,加以控制和利用。 (一)注重投标策略 投标是一种激烈的竞争,由于石油化工工程建设市场的不断饱和,施工企业为了有饭吃,把标价越压越低。因此,科学合理的计算投标价格,显得尤为重要。 据对我公司2013-2015年的调查,共发生的投标费用,相当于当年完成产值的0.5-1%,其中未中标工程的费用占三分之一,这是一项不小的开支。因此,提高中标率、节约投标费用开支,成为降低成本开支的一项重要内容。这就要求企业不能有标就投,而是要进行认真的分析研究,有一定把握的才能够投。同时,对投标费用,要进行总额控制,规范开支范围和数额。要想提高中标率,首先要参照以往同类型项目的成本价格,其次要细心研读招标文件,弄清楚哪些应在投标报价时考虑,哪些有变更或索赔的可能,再利用不均衡报价的技巧进行投标报价,为中标后工程项目的建设实施中产生的变更签证索赔打好基础。 (二)降低合同风险 签订承包合同一定要慎重。在合同签订前,要仔细分析合同文件条款,区分开明显的工程价款条款、可转化为经济责任的条款和隐含的经济责任条款。对于明显工程价款条款中的施工合同价款,采取趋利避害的原则,对于规模小、工期短的项目可采用固定价款;对于规模大、工期长的项目可采取可调合同价款,以预防不可预计风险因素。对于可转化经济责任条款,由于该类条款与施工单位的经济效益密切相关,因此在确定该类条款时我们要协商合理比例。对于隐含的经济责任条款,要充分考虑风险因素,合理规避风险,防范不可预见的经济损失和索赔。 (三)提高分包效益 石油化工工程规模大、专业多,企业一般都将部分非主体安装工程进行分包,以降低施工成本。工程分包合同的签订要慎重,要合理转化施工单位承包风险,规避分包合同风险。 分包单位的选择,要严格采用招标的方式进行确定。首先由投标参与人员及合同签订的相关人员对石油化工工程施工的市场成本进行测算,结合市场行情,编制合理的招标控制价。确定好招标控制价后,邀请在公司备案的有实力的合格分包单位进行投标报价。在对分包单位的投标文件进行综合评标后,选择合理低价的分承包商为中标单位。这样,便能最大程度上保证了较高的分包效益。 (四)做好目标成本计划 成本计划是项目实施之前所做的成本管理准备活动,是项目管理系统运行的基础和先决条件。项目部可应用目标管理法编制项目成本计划,即根据合同价格和生产要素的配置,结合一些可预见的实际情况,编排成本预算,计算出保本点和目标利润,形成项目总成本计划,作为控制施工过程生产成本的依据。编制成本计划时,对可能存在的风险因素在成本计划中都应做不同程度的考虑。目标管理的关键是要将责任和绩效奖惩挂钩,否则达不到预期目标。 三、工程造价过程中控制 从施工企业的性质、特点来看,项目施工过程中的成本控制显得尤其重要,因为在此过程中将发生整个项目80―90%的成本费用,包括材料费、人工费、机械使用费、临时设施费和现场管理费等,其中任何一项费用控制不好,都将会影响项目的经济效益。 (一)层层合同交底,掌握结算要点 项目中标后,合同工程师向项目部进行合同交底,经营部门组织项目员工进行合同二次交底,合同中明确的工程计费方式、材料供应划分、大型机械设备的使用方式等条款,要让全体管理人员认识和理解。同时,要将合同履约各环节上与经营结算索赔有关的条款逐条分析整理,分解落实到各个岗位,归纳成具有可操作性的《合同结算要点》,以便在施工过程中能及时根据合同条款做出合理判断,写出有效的、能产生经济效益的现场签证和技术性方案。 (二)确保施工方案和技术措施的经济性 编制施工方案要根据工程实际制定保证质量、安全、进度等的技术措施,编制方案时应详细测算计划投入的人力及所需特殊的手段材料以及机具机械等,以便今后作为指导施工和办理签证的依据。经营部门虽然懂经济但却对技术外行。为了让技术和经济很好的结合起来,找到技术和经济的结合点,我们提倡经营部门参与施工方案、技术措施的编制过程,开展经济性评审,对施工方案、技术措施进行优化,确保施工方案、技术措施的技术经济合理性。 (三)从材料管理中挤“效益” 材料在整个工程费用中占有很大的份额,材料成本的节约,也是降低工程成本的关键。造价工程师对材料费进行严格的控制,在材料预算―计划―采购―签收―领用―使用―监督―回收等各个环节加强管理,责任落实。从投标报价到实际采购等过程要有效控制、准确定价,以降低材料成本,增加项目效益;组织材料合理进出场,如果进场太早,就会早付款给材料商,增加公司资金利息,还可能增加二次、三次搬运费,有些易受潮的材料更可能堆放太久导致不能使用,需重新订货,增加成本;若材料进场太晚,不但影响进度,还可能造成误期罚款或增加赶工费。材料在使用过程中,要严格按照施工材料消耗定额和工程进度安排用料,限额领用,并对材料使用量上进行监督,及时核销,防止浪费,合理使用资源。 (四)严格控制施工过程成本 为了有效控制施工成本,真实反应工程量,杜绝浪费,建议采取以下几点措施:在土建施工方面,要把混凝土浇筑的工作量计算详细,在施工过程中杜绝浪费、抛洒、跑膜现象,每次浇筑时应抽查混凝土量,以确保混凝土满足供应。在安装施工方面,要合理有效的利用材料,尽可能的降低材料损耗,避免浪费。例如非标设备材料现场要画出详细排版图,申报材料时要注明按规定尺寸供货,塔类平台的板材损耗量相对要比定额规定的大,要求经营人员深入现场,计算出实际损耗并及时与业主沟通协调,争取按实际损耗量进行结算,防止材料亏损。在防腐工程方面,要重点跟踪和确认材料的除锈方式及等级。施工图纸上一般只提出采用哪种除锈方式,没有注明等级,采用喷砂除锈方式需要特别注意,一般情况下材料都是进场后直接到喷砂场地喷砂、抛丸、刷底漆后开始下料施工,材料的损耗量也经过喷砂、抛丸刷底漆,这部分费用是不能忽视的,以某项目为例,共有钢结构3000吨,按定额平均损耗6%计算,损耗量达到180吨,造价约70万元。特殊技术措施方案如大型设备吊装、地基处理等也要在施工过程中随时跟进,积极与业主沟通各项费用,取得一致意见并及时回收资金。[2] (五)及时做好签证索赔工作 现场签证是工程施工过程中产生的工程量或费用的增减,它是施工过程中发生的动态的施工费用,必须及时办理。任何工程在实际施工中,都会遇到设计变更、工程量增减、合同差异等问题,如何才能保证签证的时效性、有效性和经济性。首先,仔细研究施工合同,争取发现漏洞,在合理的范围内钻合同的空子,寻找合适的突破口;第二,熟悉施工图纸,准确对照图纸与投标时的工程量及内容;第三,对现场发生的经济签证要及时编写,并跟踪每个环节的进展,尽快完善手续,避免拖沓延误,出现节外生枝增加签证难度;第四,及时收集整理相关资料,为索赔提供充分依据。[3] (六)提高结算书编制效率和技巧 大型项目的整套结算编制需要比较长的时间,短时间内难以完成。但事实上,工艺、设备、钢结构等专业的工程量统计工作完全可以在平时的工作中进行。项目成立初期,经营人员就可以把各专业的工作量统计表格设计好,当然表格的设计是非常重要的,设计的项目一定要考虑周全,这样我们在后期的汇总工作中才能很顺利。 比如,在工艺管线的工程量统计中,管外径、壁厚、材质、设计压力、介质、设计温度、保温形式、保温厚度、保温材料、标高、数量这些信息一个都不能少。管外径算防腐量时要用到,拍片定额是按管双壁厚划分子目的,因此壁厚信息必不可少而且算材料重量时也要用到。材质更是不可缺少,套定额、计材料费、焊口是否充氩保护及热处理都要用。定额里管道的压力等级是按设计压力划分的,因此要输入设计压力信息。输入介质信息的目是为了区分拍片焊口的等级,从而确定拍片比例,算出拍片数。管道具体刷何种油漆和涂料,往往和温度有关,因此要输入温度信息。保温的工程量计算要用到保温厚度、长度、管外径。管道定额是按20米操作高度考虑的,但保温防腐的工作量,操作高度超过6米就要计取超高费,因此标高的信息也不可少。 四、工程造价事后控制 事后考核、分析不是马后炮,而是下一个循环周期――事前科学预测的开始,是造价控制工作的继续。在坚持每月每季度综合分析的基础上,采取回头看的方法,及时检查、分析、修正、补充,以达到控制成本和提高效益的目标。 (一)合同关闭与权益维护 企业依据工程结算书和材料核销清单,与甲方、分包方分别进行材料的核对结算,包括材料量差、价差的计算和最终结算。合同工程师对合同所有条款的执行情况进行逐项清理,财会部门依据合同约定及时收取甲方工程款和支付分包工程余款,确认无未完事项后关闭对外承包合同和对内分包合同。 因甲方原因,未严格履行合同条款,给企业带来经济损失的,企业应果断拿起法律武器,维护企业的合法权益。 (二)重视项目后评价 目前许多施工单位并没有认识到项目后评价的必要性和重要性。工程造价管理归根结底是对人的行为管理,而项目后评价是增强工作者责任心的重要手段。项目后评价是工程项目管理工作的延伸,是项目管理周期的一个重要阶段,也是项目管理的最后一个环节。在项目结束后,通过对项目目标、执行过程、效益、作用和影响所进行的全面系统的分析,总结经验教训。对于通过项目后评价发现的问题,企业应认真分析原因,提出相应的纠正和预防措施方案,建立成本构成模型,为今后同类型项目的投标积累经验数据。 五、结语 总之,工程造价全过程管理是集经济、技术和管理为一体的综合学科,只有做好各方面协调,才能做到科学有效。在现代工程项目建设管理体系中,施工单位必须对工程项目造价采取全过程控制的方法,做好工程造价的事前控制、过程控制和事后控制,必将获取最大限度的利润。 石油和化工论文:石油化工火灾的特点及预防和扑救措施浅析 近年来,我国的社会经济实现了全面的发展,石油化工得到了大力的应用,在人们的生活中出现的频率越来越高,但是,石油化工的原材料基本上都具有易燃易爆的特点,同时,石油化工的生产过程是在非常恶劣的环境中进行的,导致生产者和使用者的安全得不到有效的保证,甚至对整个区域造成严重的危害。所以,必须要对石油化工的火灾特点进行全面的探究,并且找到预防和扑救的措施,这对于社会的发展和人民的安全有着至关重要的意义。 一、石油化工火灾的特点 (一)石油化工产品的原材料在着火之后,燃烧阶段是分不明显的,初级阶段是非常短的,会迅速进入到发展阶段,形成非常严重的火势。相比于一般的燃烧,火灾的发展是非常迅速的,所以,石油化工火灾在初期的阶段通常是不能得到有效的控制的,扑救难度非常大。 (二)在石油化工产品发生火灾之后,会导致很多的有毒物质流泻出来,在产品燃烧的过程中也会放出很多的有毒气体,其浓度是非常大的。当所释放出的有毒气体在火场上扩散之后,对于战斗人员的安全构成了非常大的威胁,同时,在灭火救人等工作的开展中有着非常大的难度。在这样的条件下,进行石油化工火灾的扑救时要尤其注意战斗人员的防毒防窒息措施。 (三)石油化工火灾的火焰能够达到非常高的高度,特别是油罐火灾,火灾发生的过程中,会产生猛烈的燃烧,当这些条件综合的时候,会产生强烈的辐射热,战斗人员很容易发生窒息的问题,不可轻易的靠近火点,灭火救人的难度是非常大的。如果石油化工的盛装容器发生爆裂的时候,温度极高的液体会飞溅到现场人员的身上,灼伤的状况是非常严重的,灭火救人的效率就会大大降低,造成无法估量的人员伤亡和财产损失。 (四)在燃烧的过程中,极其容易发生连锁反应,爆炸的冲击波是非常强的,所造成的破坏极大,并且是不可预测的,在这样的条件之下,对现场的营救人员提出了相应的要求,对于火灾的态势要做到时刻关注,尽可能在爆炸发生之前就将相关的人员进行撤离。 (五)当油罐火灾发生的时候,会出现体积膨胀、沸溢喷溅的现象。当重油中的轻质部分发生燃烧之后,重质的部分就会携带部分热量向下沉降直到油罐底部的水垫层。在热量的作用之下,水会发生汽化,导致体积膨胀。气体体积膨胀到一定的程度的时候,将上面油品向罐外喷射。当喷溅状况发生的时候,对于火灾有着非常大的影响,能够使其迅速发展,对于人民的生命安全和财产安全都构成了非常严重的威胁,所以,在这样的状况之下,要将人员进行及时的撤离,减少人员的伤亡和财产的损失。 二、石油化工火灾的预防和扑救 (一)石油化工的安全设计具有系统性的特点,对其安全设计要做到足够的重视,严格把控整个的过程。对于生产的安全来说,安全设计有着至关重要的作用。如果安全设计发生问题,很容易导致安全事故的发生。在设计准备工作的开展中,设计人员要对设计任务和工程项目中化工产品的种类、数量等有一个比较全面的了解,并且提出相应的预防安全事故措施。 (二)对生产备注做出进一步的强化。生产管理中主要包括了设备施工安装、运行维护等,在生产管理的强化中这几方面都是不可缺少的。安装施工的过程中,需要严格按照设备安全的工艺要求进行施工,同时,还要对生产设备进行及时、有效的养护,做到将安全隐患进行有效的控制,尽量避免安全事故的发生。 (三)职工的安全教育培训是一项非常重要的内容,需要定期对员工开展培训,让员工对自身的安全有一个清晰的认知,严格遵守工作岗位的纪律,将预防火灾的能力进一步的提高,明确可以参与处理的事故和必须及时报警的事故,通过这种培训,便于对事故初期进行及时、有效的处理,而且为员工的生命安全和财产安全提供有力的保障。 三、石油化工火灾的处置措施 (一)在石油化工的生产过程中非常容易发生火灾,要尽量避免火灾的发生,需要建立一支高素质的专业化的灭火救灾的队伍。在突发性灾害事故的处置中,消防部队占据着优秀的位置,不过,所承担的救援工作的时间还是比较短的,实战的经验相对较少。在这样的基础上,需要对相关的知识进行全面的学习,使用各种先进的设备,同时,还要总结实战的经验,进行认真的分析和探究,找出其中存在的问题并提出有效的措施,从而提高作战部队的能力,为人民财产安全和生命安全提供有力的保证。 (二)事故的处置预案要做好,而且要经常进行模拟演练。在对现场的灾情进行判断的时候,需要将火势的特点和处置预案进行紧密的结合,作为重要的依据,然后确定相应的对策和措施。预案发挥着辅助的作用。当所做的预案和现场的火情一致的时候,可以对预案进行相应的改变,在短时间内确定灭火的方案。当所做的预案和实际的情况有出入的时候,指挥员要承担起相应的职责,放弃所做的预案,对现场的实际情况进行全面的分析和探究,然后开展救援工作。 (三)指挥人员的训练和演习有着非常重要的作用,可以让他们明确自己的职责,担负起自己的责任,遭遇险情的时候不至于不知所措,并且在演习的过程中,他们对相关的情况有一个比较全面的掌控,对火场中需要做的准备工作有一个了解。训练和演习是必要的,在这个过程中,使指挥人员做出正确决策的能力得到相应的提高,在更大程度上减少人员的伤亡和财产的损失。 四、石油化工火灾中的其他注意事项 (一)现场的指挥人员要遵循统筹一致的原则。火灾现场的情况是非常复杂的,需要注意的问题是非常多的,灭火救灾的工作需要通过消防部队和各种联动应急力量等来完成,所以,必须要对各项工作进行相应对的明确措施,由总指挥下达所要采取的战略战术,保证命令的统一下达,避免各自为战等问题的出现。 (二)在安全防o的选择上要遵循及时、正确的原则。要实现灭火救灾工作的有序开展,首先要保证救灾人员自身的安全,所以,采取正确的安全防护是非常必要的,也是石油化工火灾中至关重要的一项内容。 五、结束语 不同石油化工火灾的现场必定存在差异,所以,石油化工火灾事故的处置要根据现场的实际情况开展,对事故进行全面、深入地分析,从而确定最佳的救灾方案和措施。在火灾的扑救过程中,指挥员发挥着重要的作用,要灵活应用不同的战术,提高火灾扑救的效率。石油火灾的处置工作有其复杂性和系统性,必须要进行科学、全面的分析和探究,从而制定出合理的措施,对火灾进行有效的预防。这对于和谐社会的构建和国民经济的发展也有着非常重要的意义,同时,可以为人民的生命安全和财产安全提供有力的保障。 石油和化工论文:石油化工仪表故障分析和处理措施 摘要:石油化工行业设备向着大型化、多仪表化、科技化、人员减少化发展。所以在实际情 况中,我们必须探索一些合理的、有效的仪表设备维护措施,满足企业的发展需求。 关键词:石油化工;仪表维护;常见问题;故障处理 对于石油化工行业来说,输油管道的正常运行的检测是十分有必要的。 仪表是设备正常与否的重要检测手段之一。 对于石油化工中的仪表维护和对常见 问题的一些应对措施的研究是十分有必要。 进行对维护人员的教育和针对实际出 现的一些问题的研究。总结出一套维护和应对措施方案,有利于石油化工企业的 发展。 本文就通过石油化工企业在生产过程中仪表的一些常见的维护和故障处理 措施进行分析。说明怎样在实际情况中检查和处理仪表的不正常运转。 一、分级管理与维护 在传统的实际维护工作中。传统的巡回检查制度是常用的维护管制方式,可以及时的发现问题和解决问题。并且把问题消灭在萌芽状态,遏制其的发展。但是对于现在来说,设备的不断精密增大,并且台数的不断增加,仪表达到十几万台。对此变化,传统的维护模式已经不适用,必须开发出新的维护巡查方式满足企业的需求。对于分级维护来说,形象的说法是医生加护士的管理模式。在仪表的口常维护中。对于关键仪表进行加强管理,实行二级维护。一级维护以班组为单位,对于本班组指定的区域内的仪表进行口常的巡查,并且责任到人,由组内的组长或者班长直接负责指挥。二级维护是在一级维护的基础之上,对于关键设备关键部分的仪表由区域内的主管工程师负责,定期进行巡查,一般来说,次数设定为一周一次。并且监督一级维护的质量。对于特别重要的设备在进行每月一次的特别维护处理。分级维护的主要特点在于,突出了重点,在巡查人员之间也明确了自己的责任,提高了巡查的效率。 二、生命周期与维护 任何一台设备,都有它的生命周期。即使同一台设备,也会因为外界的环境,比如说气温、湿度以及接触的介质的不同也会影到设备的使用寿命,所以对于一些设备在一些环境中的寿命的研究也就显得十分的重要了。特别是对于一些重要位置的设备仪表。一旦发生故障就会造成损失,所以对于设备寿命的的预测愈发显得重要。一般来说石油化工企业仪表设备可分为三大部分,即测量仪表、控制系统和执行机构。 2.1测量仪表 对于现场测量仪表来说,测量的主要参数是温度、压力、流量、液位等等。首先要用统计学的方式,对于多年积累的数据和资料进行整理和分类。统计出事故易发生的环境了和在某些环境下仪表的使用状况。其次,对于一些关键性仪表要进行生命周期的预测,而且建立生命周期的档案。因为一旦发生事故,会直接造成比较大的损失。所以,必须估算平均寿命周期,建立风险评估机制,甚至提前更新设备。 2.2控制系统 一般现在的石油化工企业使用的控制系统是DCS系统,DCS系统具有可靠性高,故障率低,自诊断报警性功能强,配置比较高,而且DSC的生命系统比较长。 一般的DSC系统在刚刚生产出厂时,都有MTBF与使用寿命的标示。如果按照每个生产周期进行一次点检和保养,那么一般可以使用5年到10年。 2. 3生产控制 在实际的生产中,最容易出现问题的不是仪表,而是仪表调节阀。仪表调节阀的应用范围比较广,故障率比较高,故障点多所以对其的寿命管理是十分有必要的。在统计分析的基础上,对于不同装置调节阀的部件及其附件制定不同的维护方案,确定相应的寿命管理办法。 2. 4对于配套设备的维护 一个仪表的回路不仅仅只是测量仪表、控制器、执行机构等等。它还包括接线端子、保险丝、继电器等等一些小的设备。所以,对于整个仪表回路的维护,要一丝都不能漏掉,任何工作环节的疏忽,都可能造成无法弥补的损失,特别是对于一些重要的小部件回路,建立生命周期档案。进行检测和成本分析,测算出最佳的维护方案,制定出合理的成本与风险评估,提高生产效益。 三、维护措施 近几年来,国内有些石油公司推行TNPM管理。也就是全面维护。规范生产。要实现TNPM的管理首先要走进现场,观察现实,了解现场的实体物件。然后在制定出行为规范,制定出行为准则,然后再继续进行跟踪、调查,找出不足,完善行为准则。例如:广州石化公司的设备管理系统,工作的重点在于推行“第一次把事情做好”,该公司认为,故障的主要来源于现场人员的作业不规范、作业不专业,在现场组织多年有经验的技师、维护工作者,把多年积累下来的科学、有效、成功的仪表自动化维护经验推广到部门中去。以便于提高作业人员的水平,提高仪表设备的维护水平。 四、规范作业,创造维护条件 在石油化工部门的仪表维护作业环节,应该根据实际情况制定出作业规范,根据企业的生产规模、流程特点、操作特点和面对的自然环境。选择适合企业生产的设备。在现场,仪表的选型应该满足工艺过程温度、压力的等级和所处场地的防爆等级。对于仪表的进购应该货比三家,确保选择可靠的、维护方便的、产品周期运行长的仪表设备,不能之比较价格。另外仪表的规范性安装,不仅可以确保仪表的设备正常运行,而且同时可以减少口后仪表设备口常维护的工作量和预防性维护的工作量。如果不按照标准严格执行,那么在口后的工作运行当中,不仅提高了设备的运行风险。而且,对以后的故障检修和预见性维护也造成了比较大的阻碍,从而给企业的正常工作带来不便,也埋下了事故的隐患。造成经济的损失,带来企业经济效益的下滑。总结:对于当代的石油化工企业来说,安全高于一切。安全生产是企业经济利益的前提。所以,对于生产中的一些设备的安全维护显得十分的重要。设备的安全生产不仅能够给企业带来源源不断的经济效益,同时为员工也带来了良好的工作环境。经济的不断发展不能忽视了安全。制定出符合自己企业的发展模式,提高仪表维护的可预见性。 石油和化工论文:含油污水处理和回用水处理工艺设计在石油化工企业的分析 摘 要:企业重视对石油化工废水的回收和处理,阐述了石油化工企业废水的产生和特点,对石油化工废水处理技术的新进展做了简单介绍,并对石化废水处理的前景进行了展望。 关键词:石油化工;废水处理;新处理技术的发展 石油化工涉及到国民经济的各个行业,关系到老百姓的衣食住行,随着经济的发展,石油的需求量不断加大,石油化工企业的生产规模持续扩大,生产工艺不断改进,产品的数量种类越来越多,石油化工废水中污染物种类越来越复杂,同时石油化工企业的生产过程中,离不开用水,生产量和用水量成正比,因此石油化工废水水量越来越大,处理难度越来越大,人们需要更加关注石油化工废水的回收和处理,改进传统的处理工艺,开发新的处理技术。 1 石油化工废水的特点 石油化工工业是以石油或天然气为主要原料,经过化工过程而制取各种石油化工产品及副产品的工业。主要有石油炼制、化纤、化肥、塑料、合成橡胶等多个行业组成。涉及到老百姓衣食住行的方方面面。石油化工企业的大量生产,会排出大量的石油化工废水,石油化工废水未回收处理或不达标排放排出来后,河流及农田就会被污染,从而对生态环境造成不好的影响。包括:(1)石油废水的排放,石油从地底下开采出来后,就会经过脱水等处理后就会进入到集输管线中,之后才能送到炼油厂或者是油库中,还要在油库中进行再次的脱水以及脱盐处理等措施,但是当原油中含水量小于或等于某种数据时,之后才能到减压的装置中,这其中就会产生一些重油和渣油。(2)每次深加工都会产生一些石油化工的废水,这些废水的处理是进行安全生产工作的重点,因此在加工的过程中,都要把石油化工的废水运用比较实用的技术进行处理,也同时在处理过程中也要提高处理的能力及技术。 石油化工废水的基本特点:污染的水源扩散的特别的快。由于石油化工废水只有再次加工的过程中才可以应用,处理。大量的石油化工废水,由于石油化工产品种类繁多,化工处理工艺千差万别,石油化工设备参差不齐,石油的利用率有高有低,使石油化工废水成分复杂,污染物浓度差异很大,区别于其他污水的特点,其理成本高,大量的化工废水要求企业生产设施和污水处理设施同步建设,使企业的利润空间下降,因此石油化工废水收集和处理一直是石油化工企业的需要解决的难题。 2 石油化工废水处理工艺简析 从石油化工废水的产生过程分析,石油化工废水的产生基本有两种途径,(1)石油深加工过程中产生的废水。(2)生产、运输过程中泄露的油料混入正常的无污染水时产生的废水。所以,石油化工废水如果不采取积极有效的措施加以收集及处理,就会流入到下水道中、河流和湖泊中使地下水和地表水都会遭到污染。 1)石油化工废水的收集与处理十分重要,由于石油化工废水的产生量大,有机污染物成分复杂,特别是加工过程中含有有毒物质的企业,废水一旦排入下水道、河流和湖泊中影响人类的生存环境,破坏地球的生态平衡。也就是说石油化工废水应该从没有受到污染的水中分流出来,做到雨污分流,严厉打击偷排漏排企业,对废水进行收集集中处理,处理后达标排放或回收再利用。2)石油化工企业在厂区要建有废水池,对产生的石油化工废水能够回收利用的,回收利用,不能回收利用的,排入污水处理设施中,经过隔油池、气浮池、生化池、过滤消毒后达标排放。同时监测废水的污染物程度,来调节污水处理设施的工艺参数,达到好的处理效果,降低处理成本。3)由于石油化工行业涉及的范围广,产生大量的石油化工废水。肺水肿含有大量有机物,如果能对这些废水进行回收利用,可以降低企业污水处理成本,减少环境污染。在当今有一些油水的分离技术。这样就可以使石油化工的废水能回收再利用。比如重力分类法、空气悬浮法、超声波法等技术,油水分离技术应用于油污废水处理,根据水质的成分,采用不同的处理方法。废水中油类污染物多数处于集中状态,不是单一状态的存在,因此,油污废水处理要采用多种处理方法结合,多单元操作分别处理后,对有机物进行回收,对分离后的达标水进行排放。4)应用新技术,提高石油化工废水的处理效果,降低处理成本。 目前石油化工废水处理技术主要有物理化学法、生物处理法和两者相结合的方法。下面是对目前一些较传统技术而言有效地技术进行一下介绍。 (1)生化处理技术改进。目前含油废水处理普遍使用“老三级”除油工艺,即隔油-一级气浮-二级气浮-生化处理,人工固定化工程菌除油装置将工程菌放入废水中,吸附在活性炭中,以水中的有机物为食物,利用微生物的新陈代谢,转化为简单的无机物,而使有机物被去除。完全替代了二级气浮工艺,较传统工艺降低了成本,具有实际的应用价值。 (2)物理化学法改进。膜处理技术的发展对废水的处理有重要意义,随着膜技术的不段进步,膜具有多样化、高质量、低成本的特点。对石油化工废水用超滤膜一级处理―反渗透膜二级处理,处理后的水回用循环水,此方法维护方便,工艺流程简单。 (3)生物膜法。在生化池中投入填料,在好氧的状态下,微生物构成的生物膜吸附到填料上,由于石油化工废水污染物成分复杂,对微生物的冲击比较大,生物膜法可以提高微生物的耐冲击能力,由于生物膜的附着面积较大,从而提高有机物污染物的去除率,提高处理效果,降低处理成本。 3 结语 近年来各类石油化工废水处理技术的研究与应用得到了迅速发展,处理方法也越来越多。但上述方法各有不同的适用范围,需要针对不同的情况进行研究,确定适合的工艺。由于受到废水成分、油分存在的形成、回收利用的深度以及排放方式等多因素的影响,如果只使用单一的处理方法,难以达到满意的效果。在实际应用中通常是将几种方法结合在一起,形成多级处理的工艺,从而实现良好的除油效果,使出水水质达到废水排放标准。但是,废水的末端治理只是治标不治本,必须从根本上找到污水产生的原因,从源头遏制住废水的产生。 石油和化工论文:浅析石油化工设备安全风险评价和方法技术 摘 要:随着现代化社会的进一步发展,社会对资源的需求不断增加,石油社会进步以及经济发展提供较大的动力,它深刻地影响着一个国家的经济发展及社会安定。由于石油化工装置在企业的运转过程中都具有易燃、易爆、高温、高压、危险性大、安全要求高等特点, 使人们越来越重视石化企业安全风险管理, 以实现系统安全目标。本文说明了石油化工设备安全风险评价的重要性,并对如何检测提供了方法和具体的技术防范措施。 关键词:安全风险;石油化工;设备;评价;方法技术 一、石油化工实现安全风险防范的重要性 我国的供油网络设备覆盖整个中国,许多为无人区,如石油化工设备受破坏,要进行修复,将花费大量人力物力,如未及时发现,将造成重大财产损失,并且会对环境造成污染,要确保这个庞大的网络正常传输,风险评价是针对危险源发生的概率和危险发生后造成后果的严重程度做出定性或定量的评价,从而能够合理运用人力、财力和物力等资源条件,采取最为合理的措施,达到最为有效地减少风险的目的。同时可减少对环境的污染,面临多方面的困难。由于石油化工设备需要在确保安全风险运行的前提下才能运行,延长设备的连续开工时间以降低生产成本,采取技术措施来有效地防止事故的发生,并可以把可能造成的损失限制在最低程度。 因此,风险评价结果是实现风险控制与管理的依据。对于风险评价的结果,不是风险越小越好,因为减少风险是以资金、技术、劳务的投入作为代价的,通常的做法是将风险限定在一个合理的、可接受的水平上,去研究影响风险的各种因素,经过优化,寻求最佳的措施方案。 二、石油化工设备安全风险评价方法 (一)安全检查表法 安全检查表是事先将要检查的项目,以提问的方式编制成表,在编制安全检查表时要结合关事故资料,原则是要根据国家及行业有关的安全法律、法规、标准。 (二)危险与可操作性研究 通过系统、详细地对工艺流程和操作进行分析,评价对整个生产过程的影响。基本分析步骤是:选择一个工艺单元或操作步骤,收集相关资料 了解设计意图找出工艺过程或状态的变化 研究偏差所造成的结果分析造成偏差的原因。 (三)失效模式与影响分析 通过识别石油化工单个设备或单个系统,确定分析项目和边界条件,说明现有安全控制措施,建议风险控制措施。 (四)故障树分析 将导致石油化工设备事故的逻辑关系列出,构成一种逻辑模型,然后通过对这种模型进行定性或定量的分析,通过最小割集的计算,找出事故发生的基本原因。 (五)火灾、爆炸危险指数评价法 火灾、爆炸危险指数评价法是以在标准状态下的火灾、爆炸或放出能量的危险性潜在能量的“物质系数”,把操作条件和化学反应的特殊过程危险性等作为追加系数加以修正,计算出“火灾爆炸指数”,并根据指数的大小计算暴露面积、财产损失、停工损失等事故损失后果,对损失后果进行分组,再根据不同的等级提出相应的安全对策措施。 三、石油化工设备安全预防性维护措施 (一)维护设备的生命周期和预防性 结合维护经验,对设备进行生周期成本分析,测算设备生命周期,量化设备维护管理,在设备故障发生前有计划、有预见性地进行维护检修或更新。 (二)加强设备检、维、修管理工作,尤其是设备选材和运行状况 稳定原料性质,提供平稳的床层温度和催化剂线速;严格控制水质,定期排污;严把安装质量关,降低应力水平;严格遵循加热管道的焊接规程,消除焊接残余应力加强工艺指标管理,严格执行内外取热操作规程操作,严禁干烧。 (三)采用数字化监测系统 数字化监测系统的类型有:光电液压等传感器、数字化图像处理、嵌入式计算机系统、数据传输网络、等.全新的数字监测管理模式,具有快速处理数字信息抗干扰能力,而且发挥了宽带网络的优势,可以对管道监测系统远程、实时、集中、全面的掌握,通^全面的监测,将前端管道的参数通过网络摄像机视频采集、流量测试设备,通过网络摄像机的数据通道一起转换成IP数据包,将数据通过解码器将视频显示出在电视墙或大屏幕上,后端可建立相应的预警机制,对无法预知不定时活动区域,采取移动侦测,对有语音监控需求的环境,准确、有效地处理和控制关联事件。对于数据传输采用多种方式进行选择,如果设备的空间跨度大,可以采用无线网络的方式。 (四)加强技术管理,优化操作方案 加强三旋运行监控:在主风量不变的情况下,三旋压降正常为13kp左右。石油化工设备实行二级维护,一级维护是全员维护,设备按区域承包到人。重要设备在一级维护基础上实行二级维护,每周一次,由区域主管工程师负责,检要设备运行状况,监督一级维护的维护质量,并进行可预见性维护及故障处理;对重大关键设备再实行每月一次的特别护理。实行分级维护可以使维护人员的职责明确,突出重点及关键设备,提高设备维护水平,减少石油化工设备运行故障的发生。 综上所述,石油化工设备的风险防范及技术措施,对预防事故特别是重大事故的发生并把可能造成的损失限制在最低程度。对在改扩建生产装置进行安全评价,不但在石化行业,而且在其他化工行业也是可行的,这样使管理者掌握系统的安全状况,修订、完善安全规章制度,完善防灾设施和组织,提高安全管理水平,无疑是具有重大的积极意义。 石油和化工论文:当代石油化工自动化仪表的性能评价和发展趋势 摘 要:近年来,我国在石油化工领域取得的成就与发展是十分显著的,其生产模式也逐渐从传统的机械化转变成了如今的产业化。基于石油化工产业对社会经济发展以及人们日常生活的重要性作用,我国不断开展石油化工领域的自动化研究,并取得了一定的成效。为了促进石油化工产业的进一步发展,本文对当代石油化工自动化仪表的性能进行了简要的评价,并对其未来发展方向进行了综合性的阐述与讨论。 关键词:石油化工;自动化仪表;性能 引言:从我国石油化工自动化仪表的研发过程中,我们不难发现,虽然我国仪表在功能方面越来越强大,适用性与准确性方面也越来越强。但是,与世界先进国家涉及的仪表设备相比,还是具有很大一段差距的。由于石油化工生产工作长期要在冷热交替、真空高压的环境下,再加上生产操作中涉及到的一些工序具有很强的危险性,为了有效的控制各项参数的准确性,必须要始终保持仪表设备的高效率运行,为了提高我国石油化工企业的生产效率与质量,减少安全事故的发生,必须要对石油化工自动化技术进行创新,是我国石油化工自动化仪表在未来的发展过程中取得更大的突破。 一、自动化仪表控制系统的发展方向 科学技术的飞速提升推动了我国石油化工产业的不断发展,从而使其自动化仪表的研究方面也觉得了惊人的成果。自动化仪表的出现,不仅有效的提高了石油化工产业的工作效率,还减轻了石油企业工作人员的总体劳动量,使我国的石油化工企业逐渐实现了信息化管理。从现阶段的情况来看,我国的自动化技术已经克服了传统自动化技术在使用中存在的不稳定现象,获得了各行各业的高度认可。自动化技术的出现,意味着自动化控制系统也将得到及时的更新,并在未来的发展中不断引领新的发展方向。 1.发展中小型DCS 分散控制系统(DCS)因具有体积小、价格低、功能强等优点备受用户的青睐。随着科学技术的进步,DCS采用了性能更强大的微处理器,大大增强了CPU的控制处理能力。中小型DCS独立性比较强,布置方法灵活,使用范围十分广。随着化工生产运行时间延长,DCS不仅可以满足生产控制的需求,还可以使每个小系统分别控制各个生产环节,切出检修也比较方便快捷。近年来,随着DCS联网技术的发展,多套中小型的DCS通过网络构成了较大规模的DCS,满足整个工艺装置的控制要求,使工厂投资周期短,收益速度更快。 2.发展先进高效安全的通信技术 通信网络技术的DCS十分重要的组成部分,若要保证DCS系统的先进性,就必须研究开发先进、高效安全的通信网络技术。我国DCS通常由大规模集成电路构成,受静电、杂波的影响比较敏感,导致故障发生频率较高,严重影响着生产过程的控制。为了确保DCS的安全,必须不断开发新一代通信网络技术,提高DCS的整体质量和性能。 3.发展嵌入式人工智能技术 在自动化控制系统中采用智能控制算法和软仪表技术,形成具有人工智能的控制模块及网络系统,使得系统全面提高了控制水平。但是由于人工神经网络自学习、组织和处理能力并不是特别强,需要经过训练对DCS全面的监控和检测,提高系统工作的可靠和安全性。 二、自动化仪表性能评价和发展方向 近年来,我国自动化仪表在石油化工产业取得了十分惊人的成就,但是与发达国家相比,仍然存在很大的差距。因此我们必须不断的研究和改进仪表的信息化、智能化性能,提高自动化仪表控制处理能力,促进我国石油化工产业的快速发展。 1.电磁阀和气动元件的性能和发展方向 电磁阀和气动元件是自动化仪表安全控制系统最重要的部分,是用来控制流体的自动化基础元件,电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制,并具有一定的灵活性和精确性。在石油化工自动化控制系统中,利用电磁阀控制系统中调整介质的方向、流量和速度。由于石油化工生产环境比较恶劣,需要对电磁阀进行日常的维护和保养,在安装前,需要注意气体流动的方向和接管是否正确、气压是否符合要求等,同时要注意电磁阀的防尘工作,提高其工作性能。 在电磁阀发展过程中,应该尽量简化控制回路以往的执行器,在电磁阀内利用工作介质形成自身的控制回路。目前我国电磁阀通径已扩展到300mm,介质温度范围在-200℃-450℃,r间从几十秒到几毫秒,减少了生产成本,大大的增加了电磁阀和气动元件的工作性能。 2.温度变送器的性能与发展方向 温度变送器是自动化仪表控制系统中重要的部分之一,广泛的运用于各个领域中,它能将物理测量信号或者普通电信号转化为标准电信号输出,是温度变量转换为可传送标准化输出的重要仪表。 一般情况下,石油化工企业的生产设备都是有指示控制的,温度一般控制在-200℃-1800℃范围内。温度电流变送器可以把温度传感器的信号转变为电流信号,连接到仪表上,从而显示出相应的温度,这样可以比较简单、直观地观察石油化工生产中的实时温度,较好的控制生产过程。 温度变送器传输距离远、抗干扰能力强、测量精度高、具有较好的稳定性。在石油化工自动化控制系统中,可采油热电偶温变,可免用补偿导线,降低成本。同时,对温度变送器的功能不断的研究和完善,更好的将信号传递给其他相关的温度采集仪表,实现石油化工自动化控制的发展方向。 3.控制系统电源的性能和发展方向 控制系统使用交流电源采用三相四线制380V和两相220V,直流电源以24V为主,使得石化工现场生产供电系统大为简化。随着DCS,SIS控制系统的发展,直流电源在自动化仪表的应用越来越广泛,电源系统集成性比较好,设计可靠性高,对自动化仪表的控制和处理能力有较好的提高。在控制系统中,可以使用变频器进行调速,并降低启动电流。变频器可以利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能,可以进行交流和直流电的转化,同时,变频器的软启动可以使启动电流从零开始,减轻了对电网的冲击,延长其使用寿命,可以达到省电的目的,从而减少了企业在设备维护和电能资源方面的费用。 电源技术必须向着标准化、集成化和智能化水平发展,按照国家的相关标准设计直流电源系统;将分散的电源部件、电压表、电流表和电池安装早标准的机柜箱内,便于操作高性能产品。同时,对整个电源系统都有智能监控功能和调节功能,方便运行电流、电压的读取。 三、总结 综上所述,自动化仪表的使用,不仅有效的提高了石油化工产业工艺参数方面检测的准确性,是的参数检测的速度更加迅速,并对石油化工产业的生产实施的有效的监控与分析。由此看来,在未来的发展过程中,实现石油化工产业的智能化与系统化发展,实现自动化仪表是促进我国石油化工产业未来发展的最佳途径,也是推动石油工业产业市场竞争的必要因素。 石油和化工论文:石油化工企业火灾预防设计和施行相关问题探讨 摘 要:石油化工企业涉及的原料、中间产物和成品往往具有易爆、易燃及易腐蚀的特点,因此,石油化工企业特别重视生产安全性与防火安全问题,必须针对自身生产现状采取相应的对策,本文就石油化工企业火灾预防设计和施行相关问题展开了探讨,供同行参考。 关键词:石油化工;火灾预防;设计;问题探讨 1.合理选址布局 化工企业应根据生产特点和工艺流程对作业现场进行合理选址及布局,提高其作业区域规范化,严格按照相关防火设计标准要求规范防火间距与耐火等级,例如,对于有爆炸危险性的车间不能设置在半地下室或地下室;对于易爆易燃作业场所应独立一处,且要远离明火散发地点,一般应保持超过25米的距离。 2.厂房合理设计 2.1石油化工厂房的装置铺砌和竖向布置 在《石油化工厂区竖向布置设计规范》中,对于厂房的装置铺砌做了明确说明,适合铺砌的是检修、生产操作、消防运输等场地。通过这种方式,能有效地划清场地之间的位置,这样就能为检修和消防赢得时间,方便其开展工作。所以,在当前的相关规范体制中,需要增设一点,那就是“装置竖向布置设计应使泄漏危险物料和消防溅洒物在装置内滞留时间最短”的相关内容。 2.2石油化工厂房的层数设计 一般情况下,在进行建筑设计时,主要考虑的是怎样在有限的空间里最大限度的布置建筑,使其得到充分的利用,对于消防的重视度不足,尤其是厂房具有很多层的时候,要特别注重消防安全问题。在楼板或者平台上,要建设相关的设施,防止可燃物的下漏。设备最好不要放置在多层,避免发生火灾时难以逃离。在《建筑设计防火规范》中,对于厂房的层数设计就有了明确的说明,目的就是为了能及时方便的疏散人群,将火灾造成的损失降到最低。 2.3石油化工厂房的高度 通常来说,石油化工企业的厂房不能高于三十二米。由于当前国内的消防设备最高的灭火高度是二十四米,所以,在建造石油化工厂房时就需要在这个高度之内,避免一旦发生火灾无法及时进行扑救。不但如此,要考虑到消防人员的登高水平,通过考察和测试,多数的消防员在二十三米的高度是可以开展救火工作的,再往上的高度,要进行救火工作就会受到能力的限制。 2.4改进健全当前的预防火灾的相关规范体制 在当前的相关规范体制中,主要是规定了仓库的面积、消防道路,对于装置的整体面积或者是最大面积并未作出明确的限定。这样显然是不够安全的,在控制火灾方面也是有所欠缺的。所以,在现有的规范体制中,需要补充上述不足,再具体的实践过程中,也要依据实际情况,对石油化工企业的占地面积作出限定。 3.对石油化工工业可燃物的危险系数作出有效区分 由于石油化工工业的特殊性,许多的物质都是易燃物,虽然当前的规范体制中对于其相关的危险系数做了划分,但是依旧不够完善。火灾危险区域大小需根据量化分析结果及环境因数决定。一般情况下,液体碳氢化化物火灾危险区域考虑从设备或液体火灾水平方向考虑6―12米,垂直方向考虑从液体表面向上6―12米。但液化石油气的容器或泄露储存区域水平方向需考虑巧米。装卸可燃易燃液体的码头水平方向需考虑30米,垂直方向考虑从水平面到码头表面。根据确定的火灾危险设备及火灾危险区域范围,可画出防火危险区域图。 4.生产过程中的防火措施 为了防止火灾发生,应根据生产工艺特点采取相适应的防火措施,具体如下。 4.1严格按照相关操作规程 加强对各个岗位人员上岗前的培训,提高其对生产工艺流程的熟悉与掌握,认识相关化工原材料的性质,了解与掌握化工设备的使用方法,具备基本的事故应急能力。 4.2加强对设备参数的控制 应时刻密切观察与控制化工设备与管道的压力情况,了解不同管道压力与各种设备耐压强度之间的关系,控制好设备正负压的调整,定期做好耐压检测工作,确保相关安全装置已安装好,如压力计、放空管、安全阀等。 4.3确保化工生产设备、输送管线及储存容器等封闭性管理 一旦发现有泄漏现象应立即采取应急措施与救援对策,将危险系数降到最低。 4.4控制化工材料的比例与投料速度 在进行化学反应过程中,应控制好投入材料的速度,精确投入材料的数量比例,如果没有控制好投入材料的数量与速度将会致使化学反应过于剧烈而引起火灾爆炸事故。 4.5严格控制反应物料温度 在化学反应过程中,所有的反应物料都具有一定的温度条件才能发生正确的反应,若反应时的温度超过所需要的温度,则会导致反应物发生爆炸或着火。 5.建立健全防火管理制度 为了降低化工企业生产过程中火灾发生的几率,应建立健全防火管理制度,加强对化工生产过程中的相关管理。完善防火安全管理,建立健全安全生产责任制度,将消防安全责任层层落实到各个部门及相关负责人员,明确分工,加强消防措施,提高生产安全性。建立加强消防体系。根据国家相关设计防火规范进行火灾危险分类,根据火灾危险类型采取不同防火工艺。做好关键、重点部位的工艺防火体系完善工作。 6.加强对化工从业人员的整体素质水平培训 当前,我国化工企业中存在很多从业人员业务素质水平不高的问题,为了提高从业人员业务素质水平,应加强对化工从业人员的整体素质水平培训,定期开展专业知识与技能培训,通过实地演习和专家讲解提高从业人员的综合素质水平。 7.依据实际情况,需要设立相关的紧急装置 7.1需要增加应急消防设备的后备电源 通常来说,我们在考虑消防问题时,都是按照我们自身的理想化的思想去做出思考的。比如说,通常会考虑到,假设发生火灾,而现有的建筑或者是相关设备能在不被灭火的情况下坚持多长时间,能不发生爆炸的可能等等。假设遇到强降雨、滑坡、泥石流等等自然灾害,消防人员不能及时的到达火灾现场,又或者是因为其它种种原因导致现有的消防设备不能有效地使用,在这种情况下,就必须要考虑到后备电源的稳定性问题。而且,要确保后备电源与相关的消防设备能科学合理的链接,一旦外部供电系统停止供电,后备电源要能进行自动切换,保证能有效地进行自主消防工作。 7.2需要增加应急的切断阀门 导致石油化工工业出现重大火灾的主要有以下两个方面的原因所在:首先,用于生产的油泵以及其它的相关生产设备出现故障或损坏,会产生大量的热量,从而引起了石油的燃烧,最终导致了火灾的发生,这类火灾在火灾总量中占据了17个百分点。其次,由于管道系统或者是相关的阀门出现泄漏,导致许多易燃物质外泄出来,从而引起了火灾,这类火灾比较常见,在火灾总量中占据了32个百分点。在现有的石油化工工业中,依据相关的规范体制规定,在相应的设施上设立了相关的安全控制系统,但是这些系统并不能有效地、及时地切断易燃物质的外泄,主要是在火灾发生时给人们警示、紧急停车、连锁等。假设在高位设施的底部出料的位置设立应急的切断阀门,那么,一旦发生火灾,就可以及时地切断易燃物质的外泄通道,能有效控制火势,很大限度的减少火灾带来的损失。 8.结语 综上所述,在石油化工工业中,火灾的预防控制问题是十分重要,在具体的操作实践过程中,不但是要依照现有的相关规范体制来进行设计和生产,同时,也要提升石油化工企业的安全防控意识,对现有的相关规范体制做出适时的完善和改进。充分结合石油化工企业的相关实际情况,做出科学合理的设计规划,对于火灾的预防控制做出深入的研究,找到科学合理的解决议案。 石油和化工论文:石油化工企业仪表自动化设备故障的预防和维护探讨 [摘 要]随着我国改革开放的不断发展,其作为国民经济发展的自主,石油化工企业的发展也获得了发展,尤其在先进技术实践的方面,石油化工企业在设备方面的配置也越来越先进,仪表自动化设备的发展成为石油化工企业发展的主导者,提升了石化企业生产的效率,对于我国整体经济的发展意义重大。由此可见,为了实现仪表自动化设备更好地勇于石油化工企业的生产,应当采取积极措施,做好石油化工仪表自动化设备故障的预防和维护工作。 [关键词]石油化工;企业;仪表;自动化设备;预防;维护 在当前的石油化工企业发展当中,仪表自动化设备占生产装置中的比重越来越高,在石油化工企业实际设备的运行过程当中,即使为石化企业带来了一些方面的方便,但是对于仪表自动化设备而言,运行过程中难以避免会出现故障的现象,为了保证石油化工的企业经济效益目的的实现,应当在平时就做好自动化设备的及时维护,一旦出现问题应当积极采取措施进行维护,进而为仪器的正常运行提供保障,推动石油化工企业的顺利发展,保证经济和社会效益的稳定。 1、石油化工企业仪表自动化设备故障的预防 石化企业仪表自动化设备的顺利运行是保障企业正常生产、保证企业正常经济收益的前提,因此,必须严格做好石油化工企业仪表自动化故障发生的预防工作。这种预防工作,顾名思义,就是要在设备发生问题之间进行,在购买设备伊始就应当有针对性的制定有计划地预防性故障维护工作计划,目的是做到防患于未然。由此可见,对于石油化工企业自动化进行预防性的维护,在避免发生事故的同时应当对于设备进行及时维护,这样一方面可以减少对于石油化工企业正常生产造成的伤害,另一个方面,还会减少事故发生以后的设备维护的难度。[1] 1.1 积极更新管理制度,将隐患消除在萌芽 石油化工企业在进行设备故障预防的过程当中,应当对于各个级别仪表自动化设备操作人员和管理人员的工作都进行严格的规范,这是由于石油化工企业不断的发展壮大的同时仪表自动化的设备也会在石油化工企业设备中的比重越占越高,在这些先进设备上投入的高技术人才和管理人员自然也比较多,因此在先进设备的操作过程中投入的人员和财力也越来越多,为了保障仪表自动化设备的顺利运行,应当对于现有的设备管理制度进行不断的创新,鼓励建立起符合现行石油化工企业仪表自动化设备的新型管理制度,把这些设备的维护工作做好有利于及时发现设备管理当中存在或者潜在的问题,有利于及时采取针对性的措施,将隐患消除在萌芽之中。 1.2 采取分级维护方式,减小设备故障导致的消极影响 在日常的仪表自动化设备维护的过程当中,应当采取分级卫华的制度,对于一般的设备进行二级维护,并且保持定期的巡查和检查工作。在实际进行设备维护的过程当中,首先应当对于全体的设备进行统一全面的排查工作,让所有的设备都按照一个正常的生产量进行生产,其次组织专门的技术管理人员对于重要的设备进行二次维护,参加二次维护的设备应当至少占全部排查的50%以上,在进行二次维护的过程中应当选用具备专业知识的人来进行管理和负责,[2]保证能够及时保证发现仪表自动化设别在运行过程中的隐患或者潜在的隐患。通过这样的分级制度有利于提升预防工作的效率,在各级员工而言不仅能够保证权利和责任明确而且能够提升原有的故障预防水准,对于石油化工企业中使用的仪表自动化设备维护意义重大,有利于减弱设备故障导致的消极影响,提升企业的经济和社会效益。 1.3 着重发展仪表自动化设备的生命周期预防,提升企业经济效益 在石油化工企业仪表自动化设备故障维护的过程当中,无论是哪一种的仪表自动化设备都具有一定的使用生命周期,并且生命周期的长短和设备所在的环境密切相关,因此,为了实现仪表自动化周期更长的目的,减少仪表自动化故障发生的几率,在故障设备维护的过程当中能够保证设备的减少和维护,保证设备所在的环境是适合设备正常发展的,不会导致设备由于环境的原因难以使用,进而导致设备故障的可能性提升。[3]在设备一场维护的过程当中,应当做好现场的测量工作,保证仪表的温度和压力以及液位等方面的参数都在正常的范围以内,减少仪表自动化设备故障的发生的同时做好日常的维护。 2、石油化工企业仪表自动化设备故障的维护探讨 2.1 维护仪表自动化设备的诊断技术 在维护发生故障的石油化工企业仪表自动化设备的锅中当中,应当首先考虑到发生故障仪器对于整体石油化工企业的意义,以及其相关的其他相似功能仪器的稳定性,以期待其发挥功效,保证整个企业工业的正常进行提升石油化工企业的工作效率。[4] 在对于石油化工企业仪表自动化设备维护的过程当中,应当采取仪表的自行诊断技术,实现基层设备维护工作目的的同时,也应当注意管理人员的工作内容。经过多年技术的不断成熟发展,仪表自动化设备的自行诊断技术已经达到一个比较完备的水平,也正是由于自行诊断技术,采取的人工智能性质的设备检测和分析方式,因此能够及时发现设备运行过程中存在的问题,并且提示相关维修人员采取合理措施消除故障,或者也会通过自动警示的方式来提醒操作人员设备存在的问题,并且提示相关的故障维护措施保障设备的正常运行。人工智能的设备维护技术一方面减轻了设备维护人员的压力和工作量,另一个方面还会通过智能化的分析为维护人员提供科学的数据,促使和帮助维修人员更快的制定适用于设备的相关维护工作。 2.2 保证仪表自动化设备维护和管理工作的规范性 在仪表自动化设备进行故障或者潜在故障维护维修的整个技术过程当中,还应当着重注意的一点是石油化工企业仪表自动化设备在很多方面是相互衔接的,并且符合公司整体利益要求,这样的方式能够最大限度的减少设备故障的产生和发展,因此在对于设备进行日常维护和故障处理的过程当中,应当充分考虑石油化工企业的生产规模、生产年限、相关设别维护人员的数量和技术。在选购仪表自动化设备的过程当中应当着重选取技术顶尖、功能完备、操作易上手、价格制定合理、售后保障技术团队完善的设别,一旦发生购买的设备不符合要求以及产生设备不能正常使用的情况或是造成设备使用寿命减短的现象,就会为日后的长远工作留下后患。 3、结束语 综上所述,在石油化工企业的仪表自动化设备运行的过程当中,为了实现保障企业经济利益的目的,同时保障设备正常运行,首先就需要做好设备的故障预防和维护工作,对于设备进行定期检测的同时采取有效预防措施消除设别运行过程当中存在的隐患,对已经故障的设备进行及时维护。在维护过程当中也应当积极探索新的有效的方式,保证石油化工企业的仪表自动化设备更好地为我国的经济发展贡献力量,推动我国经济和社会不断向前发展。 石油和化工论文:石油化工企业人力资源管理存在的问题和应对策略 【摘 要】 企业想要赢得竞争优势,就要充分利用好各项资源,包括社会资源、人力资源和品牌效应等,本文主要讲述的是石油化工企业对人力资源的开发与利用。通过加强人力资源的管理,实现企业效益、资产的增值。 【关键词】 石油化工企业 人力资源 存在问题 策略 一、引言 随着市场竞争愈发激烈,企业对人才的要求也越来越高。但就目前我国石油化工企业的人力资源管理系统来看,有些地方仍存在不足,无法满足企业市场竞争下的新职能,更不利于企业的发展。石油化工企业想要得到长足发展,就必须改变原有人力资源的管理模式,只有这样才能真正提高企业市场竞争的优势。 二、我国石油化工企业人力资源管理存在的问题 (1)招聘机制不够完善 由于我国石油化工企业正处于体制改革的阶段,所以在招聘和用人方面还没有达到统一的认识标准。采用传统的用工机制一经录用就是岗位终身制,缺乏弹性,很难实现对人才的优化配置。同时,传统的招聘方式不够严谨,没有做到公平、公正的原则且随意性大,严重影响了人力资源管理系统的秩序;其次,企业在人员录用方面自主性较高,没有经过知识、技能的考核,只要通过人际关系就能得到岗位。这样的招聘方式不但影响企业的整体效益,还给企业的发展带来阻碍。 (2)培训机制偏旧,无法满足企业要求 开展培训课程有利于提高企业员工的安全意识和技能。但是,部分企业对员工的培训工作不够重视,只是流于形式,根本没有实际生产的培训内容。或者是一些管理者为了降低管理费用,缩减培训课程来减少培训费用的支出,从而使培训效果收效甚微。此外,还存在领导挪用培训经费用作其它项目使用的现象。传统培训机制落后还包括石油化工企业的培训体系不够健全,主要表现在选择培训对象的问题上,由于传统的培训体系没有明确规定培训对象,人力专员在选择培训对象时无章可循,只能听从领导意愿。这样的选择方式导致了培训人员只是抱着走走过场的心态,反正培训结束后也不用进行考核。一般情况下,偏旧的培训机构所使用的培训内容形式单一、内容枯燥,根本没有从实际出发,所选择的培训内容和培训形式也没有任何科学依据,更没有评估价值可言,导致培训评估体系形同虚设。 (3)缺乏合理的人才考核机制 石油化工企业的职能划分不够明确,导致工作内容和责任不够清晰,这些都是因为缺乏合理的人才考核机制造成的,也是造成人才流失的主要原因之一。合理的薪酬激励机制对激发员工的积极性和工作热情有一定帮助,但部分企业对员工的奖惩却有失公平,使得人员工作态度懒散、消极,甚至有些员工还会产生不公平、不作为的逆反心理,从而难以实现对员工的统一管理。其次,石油化工企业实行的薪酬制度不够科学,管理人员与一般员工的薪资相差较大,薪酬没有与实际的生产业务、绩效挂钩,这样的薪酬制度难以服众,从而增加人员流失率。此外,传统的考核制度实行的是“大锅饭”制,干多干少都一样,不但打击员工的积极性,还严重影响了企业的生产效率,浪费人力资源。 三、提升石油化工企业人力资源管理水平的策略 (1)采取标准化招聘机制 更新的招聘机制应能发挥其新职能,满足企业的实际需求。随着科学技术的发展,企业不断引进技术、管理型人才,用以保证企业生产的高效运行。因此在完善标准化招聘机制过程中,企业应该从管理和技术层面上出发,有针对性的选择人才,不只是增加了人数的数量,还要在质量上也得到提高。 另外,建立的招聘机制应科学、合理。需要做到以下两个方面:第一,石油化工企业对所要招聘的岗位要有预测性评估报告,包括对岗位人员的要求、标准和期望等,应聘者还要通过基础的专业测试和技能考核。第二,为了保证招聘活动的公平性,考核要秉持公正公平公开的原则,发现有徇私舞弊的行为要严肃处理,并完善招聘考核制度。 (2)提高培训的效用 石油化工企业应重视培训的效用。良好的培训效果对提高员工的技能和素质有很大帮助,且良好的工作环境氛围有益员工身心健康、心情舒畅。而想要提高培训的质量,增加培训投入资金必不可少。其次,培训内容是整个培训过程的优秀内容,不同的岗位要安排不同的培训内容,且培训内容应层层递进。最后,健全培训管理体制有利于防范企业风险。因为培训体制不健全导致管理体制不健全,由此造成企业管理系统上下衔接不上,不利于企业的统一管理。所以,企业要制定合理的建设计划、培训计划和成果反馈等,用以提高企业的管理质量。 (3)建立健全的绩效管理机制 健全绩效管理制度包括:编制岗位说明书、明确工作内容、职责等。员工要严格遵守绩效管理制度,它是评估员工行为的重要依据,因此,企业要建立健全的考核项目、精确的评分制度和完整的数据体系,有利于精确评估员工的工作表现。 其次,完善绩效评价机制。操作性较强的人力资源评价机制包括良好的评价实施阶段和制定阶段。在制定过程中,要预测企业未来的挑战和发现机遇,还要分析石油化工企业在人力资源管理中存在的优势及劣势,只有这样,才能制定出质量较高的绩效评分制度,才能充分发挥人才力资源在整个管理系统中的作用。 石油和化工论文:论石油化工企业车队生产运行中党的地位和作用 近年来,石油化工行业车队生产运行整体受到国际金融危机的冲击,生产经营极其困难,安全稳定压力巨大。要想摆脱困境,就要完善运行机制,加强车队管理。而有计划、有步骤、有重点地抓好党在车队的优秀作用就显得十分重要。本文就这个问题谈点我个人的认识。 一、必须从思想上明确坚持党在石油化工企业生产运行中的地位和作用是事关建设有中国特色社会主义的重大政治原则问题我们之所以强调党在石油化工企业中的地位和作用是因为 第一、它是坚持党的执政地位的需要。国有石油化工企业车队生产运行是国民经济的主导力量,不仅是社会主义现代化最重要的物质基础,而且是社会主义现代化最重要体现,是社会主义制度和执政党赖以存在和发展的经济基础。如果车队党组织不能发挥政治优秀作用,必然从整体上动摇、削弱党的领导地位和作用,党的领导就会变成空中楼阁,党对车队在政治上的领导权、地位和作用就会丧失,后果不堪设想。我们公司是国家构建社会主义市场经济体制基本框架过程中,按照现代化车队制度的目标模式组建起来的。公有制为主体的车队性质、地位和目标,体现了我国现代化企业制度的社会主义特色。因此公司全面走向市场、提高经济效益,谋求大的发展、使国有资产保值增值,迫切要求加强党的建设,确立党的地位和作用,充分发挥党组织的政治优秀作用,保证监督党和国家方针政策的贯彻执行,是建立有中国特色社会主义现代化车队制度的内在要求和重要保证。 第二、它是坚持国有石油化工企业社会主义性质,建立现代车队制度的重要保证。石油化工企业不单纯是经济组织,它具有社会主义政治属性。它的生产经营必须服从社会主义的生产目的,服从于我们党全面建设小康社会新胜利,开创中国特色社会主义事业新局面。中原乙烯目前面临着如何实现安全稳定均衡生产,如何挖潜增效,实现第二步经营战略目标等问题。这一形势给公司党的组织建设提出了明确的、更高的要求。作为股份制、技术密集型的石化车队只有依靠党在建设中的作用克服各种困难,调动各种积极因素,实现公司高质量、快速度的大发展,只有坚定党在石油化工企业中的地位,发挥党在政治上的作用,使车队有正确思想政治导向,才能保证石油化工企业社会主义的性质和方向。 第三、坚持党在石油化工企业生产运行中的地位和作用,具有很强的针对性,是办好石油化工企业的现实需要。近几年来,中原乙烯各级党组织在加强党的建设方面做了大量工作,但是党的建设还存在亟待解决的问题。基层党支部工作尚未形成规范有序的运行机制,党组织的工作思路和活动方式不适应现代化车队的新形势,影响党组织作用的发挥。有的党员信仰发生了动摇,组织观念不强;有的党员干部不廉洁,以权谋私,腐化堕落,影响了党在职工群众心目中的地位和形象。对此,必须坚持党要管党,从严治党。改革开放越深入,社会主义市场经济越发展,越要坚持党在车队中的地位,充分发挥车队党组织的政治优秀作用。 二、坚持党在石油化工企业生产运行中的地位和作用,是发挥党组织政治优秀作用的有效途径 第一、保证监督党和国家方针政策在车队的贯彻执行。 第二、建立必要的制度和程序,保证党组织参与重大的问题决策。车队党组织建设工作的出发点和落脚点应是促进生产经营发展和经济效益提高,实现国有资产的保值增值,公司党的建设必须要围绕车队发展、经济效益这一中心开展工作。这就要求党组织参与车队重大问题的决策,这是实现党在车队生产运行中的地位和作用的重要措施,是党章赋予党组织的一项重要职责。 第三、坚持党管干部的原则,切实加强对石油化工企业管理人员的培养、教育和管理。党组织要善于把坚持党管干部的原则与车队用人制定结合起来。坚持德才兼备,以德为先的用人标准。车队干部不仅要具有较高的车队管理水平,而且必须是政治上靠得住,工作上有本事,作风上过得硬,适应现代化车队改革的德才兼备的人才。 三、坚持党在石油化工企业中的优秀作用,就必须加强车队党组织的自身建设 第一、要合理设置车队党的工作机构,把党务干部队伍建设好。设置必要的党的机构是充分发挥车队党组织政治优秀作用的重要条件之一。车队中党组织要本着精干、高效、协调,有利于加强车队党的建设和促进车队经营的原则,合理设置。中原乙烯建厂初,就自上而下设置了一套精干而有效的党组织领导班子。本着加强党的组织建设,增强党组织的凝聚力和战斗力这一原则,中原乙烯党委决定,在今后一个时期,在党的建设中实施系统化管理。基本思路是以基础党组织的班子建设为重点,以党总支、党支部班子实行分类管理;以建立党的建设与生产经营密切结合的运行机制为保障体系,对生产经营、党的建设实行双向责任管理。通过二至三年的系统化管理,建设一个好的领导班子,造就一批好的党员干部,完善一套好的管理制度,建立一个好的工作运行机制。 第二、要加强基层党组织建设,把党员队伍建设好。最重要的是要选配好车队基层党组织领导班子,尤其要选配好车队党支部书记。目前,中原乙烯的各级领导班子建设总的看是好的,基层党支部在今年生产经营极其困难,现场任务十分艰巨,面临重重困难的情况下,能够顽强拼搏,忘我工作,这说明干部队伍的主流是好的,各级领导班子的素质是好的。但是,当前的干部队伍还存在一些不可忽视的问题。主要是由于岗前培训跟不上形势发展的要求,一些新进入领导岗位的同志因为一些客观原因,缺乏严格的党性锻炼。因此建设一支思想、作风过硬的党的队伍便成了中原乙烯迫在眉睫的问题。今年公司党委首先对现有的基层党支部书记在市党校进行为期一个月的集中培训,同时选拔了部分德才兼备的优秀干部充实基层党支部书记岗位,加强党对车队的领导。 第三、要坚持不懈地抓好党风廉政建设和反腐败斗争。加强廉政建设,同各种腐败现象作斗争,是党的十四大向全党提出的战略任务。石油化工企业抓廉政建设关键还是在领导的班子上。要把那些党性强、懂经营、会管理、有组织能力和开拓创新精神的党员选进领导班子。要严格对车队党政领导干部的教育和管理,把思想政治建设、提高领导素质放在首位。使车队领导干部增强党性修养和组织纪律观念,牢固树立全心全意为人民服务的思想,做到反腐倡廉,防止和反对以权谋私,保持领导班子的纯洁性和战斗力。 近年来,中原乙烯坚持召开“思想政治工作会议”,并且印发学习了《中共中原石油化工有限责任公司委员会关于加强党的组织建设,实施系统化管理的意见》,这些工作集中展示了中原乙烯人切实把党的建设摆在优秀位置,注意改进党组织的工作方法,体现了领导人在车队管理中真正贯彻了以人为本的思想,使每个乙烯人都能发挥主人翁精神,巩固并加强了党在车队中的优秀作用。中原乙烯建厂初,就注意建立党建工作与生产经营紧密结合的运行机制,保障了党建工作与生产经营同轨、同步、同向,真正把系统化管理落到了实处。公司各级领导在年初安排工作或布置阶段性任务时,要同时安排布置党建工作,月、季、半年检查督促工作时,要同时检查督促党建工作,年终考核、评比、表彰时,要同时总结党建工作。组织职工开展以民主评议为主要内容的干部考核。 我国石油化工企业的领导体制曾几经变化。但无论是实行厂长负责制,还是建立现代化车队制度,都体现了现阶段党对国有车队改革的意见和主张。因此,在具体实践过程中,党对石油化工企业的领导,只能加强,不能削弱。要加强党对车队的领导,就必须加强车队党组织的地位和作用,否则,党对车队的领导就落不到实处。石油化工企业的公有制性质,决定总经理和党委所代表的根本利益是一致的,目标是共同的。因此,国有大中型石油化工企业的长久平稳发展,党的优秀地位和作用是其前提和保证。 石油和化工论文:石油化工设备防腐蚀的措施和方法 [摘 要]石油化工行业面临的腐蚀问题不容忽视,本文从石油化工设备特殊的使用环境出发,分析了石油化工设备腐蚀的原因、特点和种类,有针对性的提出防止石油化工设备腐蚀的措施和方法,只有做好设备的防腐工作,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益,为石油化工企业的安全稳定生产提供可靠动力。 [关键词]石油化工 设备防腐 措施和方法 腐蚀现象对石油化工设备造成的损害不容忽视,无论是石油化工设备生产设计、制造的过程还是实际使用中,都必须做好防腐工作,尤其要注重日常环境中的防护。腐蚀不仅会造成设备外形、色泽、美观方面的变化,而且会导致石油化工设备的物理性能、机械性能等方面发生变化,从而影响设备的正常使用,造成原材料的浪费和设备安全隐患,不仅威胁工作人员的生命安全,还会给企业带来巨大损失。因此石油化工企业必须采取有效措施来提高设备的防腐性能,这项工作对企业的长足发展具有重要意义。 1.分析石油化工设备腐蚀的原因、特点和种类 1.1 石油化工设备设备腐蚀的特点 石油化工设备使用的环境通常比较特殊,而且接触复杂的化学物品,普遍存在不同程度的腐蚀。从生产装置来看,石油化工装置中通常放置苯乙烯、苯酚丙酮、氯乙烯、间甲酚、烷基苯的烷基化、烧碱等具有腐蚀性质的原料。从腐蚀介质看,主要是化工生产设备接触的酸性催化剂,烧碱生产中的Cl-及浓碱液,尿素生产中的甲铵液,烷基苯装置中的氢氟酸等。石化生产设备的用材种类多,生产本身又具有技术复杂、危险性大、连续性强等特点,如果设备在设计、制造、安装、操作、维修中考虑不周,或者在防护施工过程中某一环节稍有疏忽,均有可能增加腐蚀隐患的发生。 1.2 设备腐蚀的内部原因 由于化工设备所选用的金属材料不同,对不同介质的抗腐蚀能力也不同。腐蚀与金属晶粒的粗细有关,晶粒细腐蚀慢,晶粒粗腐蚀快。表面越粗糙的设备越容易被腐蚀,设备表面没有防护膜也容易受到腐蚀,受设备结构影响,缝隙、开口、死角处等设计结构突变的位置越容易被腐蚀。 1.3 设备腐蚀的外部原因 设备接触腐蚀性介质会影响其腐蚀程度,如石油化工设备通常接触二氧化碳、硫化物、卤化物、盐雾等介质造成腐蚀。受腐蚀的损伤程度与介质的化学成分、种类、浓度、酸碱度、水分、含氧量、杂质等有关。。金属腐蚀属于化学反应,介质温度越高腐蚀越快,介质的流动速度越快,越容易对设备表层的保护膜造成冲刷,产生空泡腐蚀或冲击磨损。零部件受到的外部压力和残余应力与腐蚀速度呈正比。机械设备受疲劳和应力影响,在运转过程中,其旋转部件和承受压力会产生应力,引起设备内部结构扭曲,降低了金属的电极电位,从而加剧微电池腐蚀,造成损坏。 1.4 石油化工设备腐蚀的种类 按腐蚀产生的机理分类,主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀一般容易在高温干燥环境下形成,生产中,金属设备的表面总要与氧气以及氧气中的其他物质发生化学反应,这样很容易在设备的表面形成氧化物,从而使金属设备表面受到腐蚀,这称之为化学腐蚀。氧化―还原反应都属于电化学腐蚀,在潮湿的环境中容易形成,主要是设备金属材料与电解质溶液接触,通过电极反应产生腐蚀。 2.防止石油化工设备腐蚀的措施和方法 石油化工企业对机械设备的防腐策略应该贯穿于设备采购、调试安装、配套设施建设、实际使用全过程,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益。 2.1 设计时考虑采用防腐结构设计 防腐蚀结构设计指的是在石油化工设备设计的时候考虑如何防止设备的腐蚀,它不仅包括单个设备的设计,还包括设备之间安装情况以及整个设备运行系统的布置,也就是系统整体设计的问题。主要是避免死角的出现,防止局部液体残留或腐蚀物质堆积造成设备腐蚀。还要尽量避免间隙的产生,许多设备缝隙位置、密封面或连接部位容易产生腐蚀,造成孔蚀和应力腐蚀,良好的结构设计可以有效防止缝隙腐蚀。 2.2 选用合理的材料制造石油化工设备 石油化工设备通常在高浓度高腐蚀性的环境下使用,所以在采购机械设备之前,要选择耐腐蚀性强的金属材料。首先,要充分了解设备的使用环境,包括温度情况、腐蚀物质成分、浓度、应力状态等。其次,采购时要特别注意机械设备的规格、类型、结构和要求。再次,挑选时充分考虑设备的使用年限,需要满足生产要求寿命,保证机械设备和管道材料劣化均匀,综合考虑采购成本和维修成本的最佳配置,从而减轻腐蚀程度。最后,还要重视设备的加工工艺,包括力学性能和防腐性能,例如机械设备的硬度、抗疲劳性、冲击韧度、强度以及零件腐蚀敏感度、晶粒粗细等。 2.3 合理使用防腐涂料 石油化工设备上涂刷良好的防腐涂料,可以形成保护膜,将金属表面与腐蚀介质相隔离,具有较强的屏蔽作用,将腐蚀介质和材料之间的接触有效的阻隔,防腐蚀涂料具有一定的缓腐蚀作用和阴极保护作用。石油化工企业可以选择由酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、环氧树脂、邻苯二甲酸树脂和磷酸制成的油料涂料。在涂刷防腐膜时,需要严格要求涂刷能力、机械设备的性质、防锈能力、涂膜老化等,同时还要充分掌握涂料对象的形状、材质、表面状态、使用条件和施工环境等。 2.4 采用电化学保护法 采用科学合理的电化学保护法控制机械设备腐蚀,主要包括牺牲阳极法和外加电流法。牺牲阳极法即将比设备金属电极电势更低的合金或金属作为电池阳极,并固定在设备表面,形成腐蚀电池,此时机械设备就成为电池阴极,从而得到有效保护。例如在铁制设备表面联结锌。阳极锌的溶解会取代原来设备中铁的腐蚀溶解,到达了保护设备的目的。牺牲阳极法中的常用材料有锌、铝、铝合金等,在我国石油化工企业中得到广泛应用,对地下管道、化工装置、锅炉、油灌等进行防护,取得了良好效果。外加电流法指的是通过外加电源对设备进行保护。把金属机械设备接在负极,废钢铁接在正极成为牺牲阳极,能够有效控制腐蚀。外加电流能够促使阴极电势超负方向转移,产生还原反应从而免除设备腐蚀。这需要由外加电源提供电流。这种方法在石油化工企业的酸性液体管道或沟槽、输油管、地下水管等防腐中经常使用。 3.结语 由此可见,石油化工企业必须采取有效的应对策略,利用新型的防腐技术,提高机械设备的耐腐蚀性能,才能有效保证机械设备安全稳定运行,延长其使用寿命,减少企业生产成本,提高企业经济效益,为石油化工企业的安全稳定生产提供可靠动力。 石油和化工论文:浅谈石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制 摘要:采用适当的技术措施,来对石油化工管道焊接工艺的质量加以控制,是非常有必要的。本文首先分析了石油化工管道焊接施工特点,然后详细阐述了石油化工管道焊接工艺和焊接质量控制的相关要点。 关键词:石油化工;管道;焊接;质量;工艺 一、石油化工管道焊接施工特点 首先其管材钢级的跨度较大,在规格上种类较多,钢级、管径、壁厚等方面等级跨度不等,规格型号有较大的选择空间。 其次在施工过程中焊材品种齐全、等级跨度较大、多种规格,焊条、焊丝等类型多样,其力学上的等级跨度应与管材钢级一致;但在焊条规格上大多为3.2mm和4.0mm,焊丝规格则有选择余地。 再次焊接方法多样,焊接工艺较为复杂,随着先进技术的引进,逐渐使焊接方法倾向于自动化方向,而焊接工艺理论知识较为丰富,常用的焊接作业规程类型较为繁多。 最后焊接施工作业主要展现出其较强的流动性,对于焊接工艺的顺序性要求较高,给确保焊接质量控制带来挑战,并且石油化工管道施工现场地形地貌起伏明显,将会影响到管口组对和焊接质量,更有甚者在野外作业时遇到风、雨、雪等自然环境变化,将会为焊接工艺的施展和焊接质控带来不利影响。 二、石油化工管道焊接工艺要点 中东地区大部属于热带沙漠气候,夏季炎热潮湿 (5~10 月),气温40.6~55.2℃,冬季(11~翌年 4 月),气温 7~20 ℃, 全年相对湿度较大, 从 1%~100%不等。全年的高温酷暑对长输管线施工进行着严酷的考验,尤其是高温高湿的天气对焊接质量产生很多不利影响。 为此, 笔者针对高热高湿的施工环境制定出独特的防范措施,提高焊接质量。 (一)做好焊接准备工作 首先,要认真分析管道焊接工程的具体情况,结合现场实地勘察,选择科学合理的焊接技术,并制定出相应的作业指导书和工程整体方案。在方案中,要全面考虑管道焊接施工中可能遇到的问题,并设置针对性的解决方案。 其次,要对管道焊接所需要用到的焊接材料、焊条、焊接工具等进行全面细致的检查,查看其是否符合施工标准和设计要求,同时,对于初次使用的材料和施工方案,必须进行焊接工艺评定,确保施工方案可以满足管道焊接的要求。然后,在一切准备完成后,要结合施工工艺,制作焊接工艺卡,在实际施工中对施工人员进行指导,保证施工的顺利进行。 (二)管道焊接常见质量通病的防治 1、焊接过程中对焊气孔的控制 (1)由于气体保护焊对风的影响特别敏感, 因此要求防风棚密封严实, 而且焊接中要用塑料布并加透明胶带对管口两端进行严密的封堵。 (2)焊工在进行引弧时要注意起弧后手部稳定,以免干伸长过长造成空气入侵。 (3)在保持焊接连续性的同时适当地拉长干伸长来降低电压,以避免气孔的产生。 (4)管道组对时,避免因为组对间隙过窄,过大的母材稀释作用而妨碍除气过程。 2、余温过高或者过低的控制 (1)在5 点钟到7 点钟仰焊位置易出现余高过高,这是因为焊工在这一空间不容易掌握熔池的变化,往往会出现摆幅变窄,焊接速度变慢的现象。 (2)在3 点钟或者9 点钟位置往往会造成余高不够甚至过低,这是因为大量的焊丝熔化的铁水由于自身重力的作用而迅速下坠,从而使熔敷金属过少而造成余高过低。 (3)要求焊工的动作要跟得上,针对不同位置的焊接特点迅速有针对性地调节焊接过程中的焊接工艺参数。 3、夹渣缺陷的控制 (1)由于药芯焊丝有焊剂和药皮,所以要求层间必须清理干净,否则易出现夹渣缺陷。 (2)全自动焊的工艺参数不得调整过大,否则会使焊道熔深过大,以至于药皮等焊渣没有浮出或吹出而产生夹渣。 4、未熔合和未焊透的控制 未熔合是在焊缝金属与母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合部分,产生未熔合原因,主要是待焊金属表面不干净;未焊透是在焊接时接头根部未完全熔透的现象,产生未焊透是焊接电流过小,钝边太大,根部间隙太小,焊接速度太快等原因造成的。 (1)未熔合的控制 ①注意层间修整,避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。 ②严格按WPS要求,采用合理的焊接电流。 ③正确处理钨棒的打磨角度和焊接停留时间。 (2)未焊透的控制 ①加强坡口质量检查,控制合理的钝边量。 ②加强装配质量检查,严把装配质量关,控制合理的错边量。 ③正确处理钨棒的打磨角度。 三、石油化工管道焊接质量控制措施 (一)建立完善的质控体系 引导焊接技术人员重视焊接工作需促使其树立质量第一,兼顾工作效率的理念,完善的质控体系将能保障施工人员采用科学、合理的工作方法,严格管理、控制焊材、焊接技术以及焊接设备的质量,及时发现并处理不合理现象,以提高工作效率。在焊接操作之前需做好准备工作,包括焊接口检查、焊接前预热等,同时还应在正式施工之后,严格按照企业制定的焊接技术标准及制度性规定进行操作。结合焊接工作实际需求及现实情况,严格践行质量保障体系及质量控制机制,并对于焊接材料、焊接设备等相关的焊接工作重要组成部分进行常规检查,以确保其符合相关规定的标准。 (二)重视质控操作及焊接设备管理 焊接施工完成后需严格其后期质量检验工作,检验人员应具备相应的检验技能和专业化知识,对易出问题部位和关键环节予以仔细检查,以严谨的工作态度,定期完成焊接施工质量检验,其促进油气管道的维修工作效率提升。重视质控操作不仅需要加强质量检验工作关,还应有效控制焊接工艺,这就需要在焊接施工之前合理评定焊接工艺,进而依据油气管道现状,选择出较为科学、合理的技术方案,以求满足相关过程设计的需求。 (三)焊接材料控制 焊接材料是焊接质量保证的基本条件,焊接材料的质量和正确使用,直接影响到焊接质量和工程成本。因此应控制焊接材料的采购、验收、保管、发放及使用等几个环节。焊接材料必须要有质量证明书,化学成分及机械性能符合有关标准及设计文件要求,用于高温高压及有毒有害介质的合金材料还应做光谱分析确认,经检验不合格材料严禁入库和使用。现场应设立焊材一级库和二级库,库内的温度和湿度应进行有效控制,符合要求。入库的焊接材料应该经过质量检验合格,有材料标记号、建帐立卡,按品种、规格、分区堆放。焊条使用前应进行烘干并做好焊条烘干记录。 (四)对焊接过程的控制 1、管口预热和道间温度控制预热有利于去除母材表面的水分和加速氢气的逸出,从而降低焊道中裂纹的敏感性,同时能减少热影响区的硬化。管口组对完成后,其两侧各100mm范围内应进行预热,加热方法采用电中频加热器或环形火焰加热器均可。 2、焊接时,每道焊口处配置一个带排气扇的防风棚,防风棚能有效地改善焊接环境,对风沙、雨雪有明显的隔离效果,对高温高湿天气也有一定改善。防风棚的排风扇能将棚内焊接时产生的烟尘排除,有助于保持棚内阴凉干爽。 3、如果焊接过程中断,必须是在热焊层完成后中断,中断时间不得超过24h。重新焊接前,对焊道表面进行认真打磨清理,并进行表面渗透或磁粉无损探伤,在确认焊道表面无气孔、裂纹等缺陷后,方可进行加热、焊接。 结语 综上,对于新建、扩建的石油化工管道焊接施工过程中,建立焊接施工质量管理体系、实行全面质量控制,所以为保证工程质量,首先指定好焊接工艺,并且对焊接过程进行严格控制,从而保证整个工程质量,这也是各个施工单位在今后施工过程中的质量控制重点。 石油和化工论文:试论自动化仪表故障在石油化工行业中的分析和处理 【摘要】石化生产中,常规仪表主要分为四大类,即流量检测仪表、物位检测仪表、温度检测仪表及压力检测仪表,日常维护中,需要工作人员掌握这些仪表的工作原理、构造、性能指标等,同时,还要注重控制系统各个环节的特点、衔接及易发故障节点等,并熟悉相应的工艺流程及介质。本文从一、石油化工行业检测执行仪表概述,重点的讲述了自动化仪表故障分析思路及常规处理措施和方法。 【关键词】石油化工 自动化 仪表故障 分析处理 前言 在石油化工行业中,常规自动化仪表主要包括温度检测仪表、流量检测仪表、压力检测仪表、物位检测仪表等。工作人员在对这些仪表进行日常维护时,必须掌握好仪表的内部构造、工作原理、工作指标和性能等事项,与此同时要加强控制仪表中易发生故障的节点。由于工艺因素和仪表因素均可能是引起自动化仪表故障的因素,所以工作人员要熟悉仪表的工艺流程,及时、准确判断仪表故障出现的根源,在最为有效地时间内处理故障,确保正常生产,减少故障对生产造成的影响。 一、石油化工行业自动化工业仪表的特点 石油化工行业自动化控制仪表主要特点是采用先进的微电脑芯片及技术减小了体积,并提高了可靠性及抗干扰性能。概括起来主要包括以下几点: 1.自动化工艺仪表的可编程功能 在控制电路的过程中,硬件软化可以通过一些接口芯片来进行一个比较复杂的功能控制,它的软件编程就是以储存控制程序代替往常的顺序控制。如果在这个过程中用硬件代替,则需要一个完备的定时和控制电路。所以,总的来说,如果可以利用软件置入仪器仪表来代替常规的逻辑电路,则可以极大地简化了硬件的结构。 2.自动化工业仪表的记忆功能 往常,仪表采用的形式一般都是时序电路和组合逻辑电路,它们只可以在一定的时刻里记忆一些简单的状态,但是当下一状态到来之后,前面记忆到的状态就完全消失掉了。但自从把微机引入到仪表的应用之后,它的随机存储器本来就可以记忆前一状态中的信息,所以只要一充上电,这些记忆便可以一直被保护存下来,同时还可以记忆其它状态的信息,再进行信息的重现和处理。 3.自动化工业仪表的计算功能 由于微型计算机是自动配置在自动化仪表中的,因此可以实现高精度的多种复杂计算。在自动化仪表的计算中,我们还可以进行确定极大和极小、被测量的给定先检测和乘除一个常数等各方面的比较和运算。 4.自动化工业仪表的数据处理功能 在测量中,我们往往会遇到很多问题,例如自检自校、线性化处理、抗干扰和测量值和工程值的转换等等。但是因为有了微处理器和软件,我们都可以很方便地用软件来处理这些问题。第一,可以极大地减轻软件的负担,第二,丰富了处理功能。除此之外,自动化仪表在检索和优化等方面也是存在极大的功能的。 二、石油化工行业检测执行仪表概述 1.温度仪表 石油化工企业的管道内介质温度和现场生产设备温度均应在温度监控的状态下进行安全生产,一般温度控制的范围为-200℃~1800℃,大部分温度测量均采取接触式测量方式。在现场温度仪表中,常规使用的品种包括热电阻、顺贵金属温度计、热电偶等。其中,热电偶信号和热电阻往往可以直接与DCS或温度采集仪器相接入,在现场总线技术日益成熟的情况下,一体化温度变动器的应用具有较大的发展空间。 2.压力仪表 在石油化工生产中,压力控制与安全生产的联系十分紧密,所以压力控制一直被企业视为生产管理的重中之重。压力仪表在生产中可控制的压力范围为300MPa左右,对于变动器、压力传感器、特种压力仪表等设备,可以根据生产需要运用多种工作原理,如脉动介质、粉状、高温介质、粘稠状、易结晶介质等压力测量等,能够确保较高的测量精确度,现阶段,石油化工生产主要使用的压力仪表包括弹性式、液柱式、活塞式三种类型。 3.物位仪表 通常情况下,石油化工生产采用液位测量的方式,以提高测量的精确度,准确了解被浮力式仪表。物位仪表根据压力和压差的不同,其测量放肆也有所不同,主要包括静电式、雷达式、直读式、电容式、点接触式、浮力式、雷达式、辐射式、超声波式、重锤式、激光式、矩阵涡流式、磁致伸缩式等。在这些测量方式,具备较高测量精确度的方式为磁致伸缩式、雷达式和矩阵涡流式,并且已经在石油化工生产中得到了良好应用。 4.流量仪表 流量参数与温度、液位、压力参数共同构成了石油化工行业生产的重要信息数据基础,所以同样也必须确保流量参数测量的精确度。在流量考核中要遵循优化和稳定的原则,确保流量仪表能够准确获取单位时间内物体有效截面的流体体积、温度和压力补偿数值,为正常生产提供可靠数据。 三、石油化工行业自动化工业仪表的控制技术 1.常规控制 其实,石化工业自动化的顺序控制、批量控制和连续控制等这些基本控制策略是依然不变的,这些我们都可以从电动单元组合仪表、气动单元组合仪表、常规DCS和新一代DCS的变化中观察出来。这些控制主要包括很多方面的内容,例如比率调节、均有调节、前馈调节、自动选择调节、分成调节、串级调节、单回路控制、连续控制、分成调节、非线性调节和自动选择调节等。但是,PID调节依然是最基础的。具体来说,就是控制算法和功能块基本没有什么变化,而组态能力和控制方案的变化则是最大的。 2.先进控制和优化 在现代化的控制论推动之下,各种各样的智能化算法呈多样化。其实除了只能PID控制器之外的其他多变量控制都已经在石化行业和炼油行业实现了生产实践阶段的运用。虽然它的基础是DCS,但是它既可以是一个软件包,也是一个独立的个体。多变量动态过程软测量技术和模型辨识技术都是和它有着极大的联系的,多数都是采用PID串级控制和测控相结合的方式。单一油源在炼油厂中的成功率最高,尤其是在卡边控制上,它的平稳操作基础的增效效果是最明显的。 3.人机界面 目前,石化企业的形势已经不再是一对一的装置和控制室,二是发展到多个装置对应一个控制室的形式,并且他们的最终表现是以LCD和CRT显示屏为主的,偶尔辅以一些显示仪表和指示灯。鼠标和键盘操作为主,触摸屏和少数旋钮与按钮则是辅助工具。工业电视的摄像头画面也实现了以DCS代替专用屏的目标。 在DCS的组态过程中,人机界面的操作策略是和控制策略紧紧相伴的。在工位号操作的过程中,细目画面、趋势画面和分组画面等这类典型的“仪表棒图”都是可以相伴的,可以快速实现“组态”。但是模拟图的制作则需要比较谨慎,需要我们按照工艺要求来实现,这些都是关系到报警、优化操作、事故判断和信息处理能力等人机界面是否能够取得友好相处的问题。一方面,我们需要提高DCS和HMI等软件产品的性能,另一方面,我们除了需要控制方案等指标的实现之外,还需要注意控制在系统集成过程中的硬指标的实现,在人机界面这些软指标方面也需要尽到百分之一的努力,更加需要工作人员树立无私的服务思想,和工艺操作人员之间进行密切的配合,从而在工艺装置中实现最完美的操作。 4.安全仪表系统 石化装置的安全性要求如今越来越备受各方面的关注,主要都是由于连续化和大型化以及工艺过程中易燃易爆等原因引起的。以往的单纯又DCS设备来实现安全连锁保护的方法如今已经不能再满足企业的需求,所以紧急停车系统的加入显得尤其重要。自动化仪表基于IEC61508和IEC6151的安全仪表系统(SIS),正极大地满足了企业的安全需求。 四、自动化仪表故障分析思路及常规处理 石化生产中,常规仪表主要分为四大类,即流量检测仪表、物位检测仪表、温度检测仪表及压力检测仪表,日常维护中,需要工作人员掌握这些仪表的工作原理、构造、性能指标等,同时,还要注重控制系统各个环节的特点、衔接及易发故障节点等,并熟悉相应的工艺流程及介质。因为,通常仪表的异常现象,可能是由工艺因素、仪表因素或者二者共同引起的。当故障发生时,仪表维护人员需要与工艺人员确认后及时判断故障发生的根源,以在最短的时间内排出故障,保证生产安全平稳。 1.流量检查仪表故障分析及处理 流量指示经常会不正常,比如指示偏高、偏低等。 (1)流量控制仪表系统指示到最小时,首先检查现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障,原因有:孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计时齿轮卡死或过滤网堵等。 (2)流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制仪表系统的阀门是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。 (3)流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适,如果波动仍频繁,则是工艺操作方便原因造成。 在此我以电动差压变送器为例(ROSEMOUNT 1151 系列)。仪表保运人员在处理故障时应先向工艺人员了解故障情况,了解工艺情况。 2. 物位检查仪表故障分析及处理 (1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或是最小时,可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围,则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。 (2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,冲洗调整迁移量使仪表指示正常。 (3)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时,首先要分析页面控制对象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化,如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成的。 以电动浮筒液位变送器为例,当液位指示不正常,偏高或偏低时,首先要了解工艺状况、工艺介质,搞清楚被测对象是精馏塔、反应釜,还是储罐、反应器、用浮筒液位计测量液位,往往同时配置玻璃液位计。工艺人员以现存玻璃液位计为参照,判断电动浮筒液位变送器指示偏高或偏低,因为玻璃液位计比较直观。 3. 压力检查仪表故障分析及处理 当容器压力指示偏低、偏高或者不变化时,首先要了解被测介质是气体、液体还是蒸汽,了解简单的工艺流程。 (1)压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时,首先检查工艺操作有无变化,这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。 (2)压力控制系统仪表指示出现死线,工艺操作变化了,压力指示还是不变化,一般故障出现在压力测量系统中,首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象,不堵,检查压力变送器输出系统有无变化,有变化,故障初处在控制器测量指示系统。 4. 温度检查仪表故障分析及处理 温度指示不正常通常指指示偏高、偏低或者变化缓慢甚至不变化等。 分析温度控制仪表系统故障时,首先要注意两点:该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制;该系统仪表的测量往往滞后较大。 (1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小,一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大,不会发生突然变化。此时的故障原因多事热电偶、热电阻、不畅导线断线或变送器放大器失灵造成。 (2)温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象,多为控制参数PID调整不当造成。 (3)温度控制仪表系统指示出现大幅华南的波动,很可能是由于工艺操作变化引起的,如当时工艺操作诶有变化,则很可能是仪表控制系统本身的故障。 (4)温度控制系统本身的故障分析步骤:检查调节阀输入信号是否变化,输入信号不变化,调节阀动作,调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀门定位器输入信号是否变化,输入信号不变化,输出信号变化,定位器有故障;检查定位器输入信号有变化,再查调调节器输出有无变化,如果调节器输入不变化,输出变化,此时是调节器本身的故障。 在此以热电偶为测量元件进行说明。 首先应了解工艺状况、被测介质的情况以及仪表安装位置,在气相还是液相等,可以通过询问工艺人员来了解。因为是正常生产过程中的故,而非新安装的电热偶,所以可以排出热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或补偿导线不配套等因素。 5. 简单控制系统故障分析及处理 在实际生产中,控制系统经常会出现不稳定、输入信号波动大等现象,为了不影响生产及产品质量,我们必须对此作出及时的判断和处理。在处理这类故障时,作为仪表保运人员,必须很清楚控制系统的组成情况,在此我以流量on告知系统为例。简单的流量控制系统由电动差压变送器、单回路调节器和带电气阀门定位器的气动薄膜调节阀组成;此外,还要了解工艺情况,诸如工艺介质、简单工艺流程、流量类型以及介质的存在状态等。
材料科学与工程论文:材料科学与工程专业认识实习改革与思考 摘 要:该文介绍了近年来中国矿业大学材料科学与工程专业的认识实习的组织,改革以及实习基地建设等方面的工作。认识实习一直以来都是材料科学与工程专业重要的教学环节,得到多方的关注。该文对该专业认识实习的现状进行了分析与研究,发现存在的问题,并对所存在的问题进行改革与实践,取得良好的效果。实践证明,认识实习的开展对于培养学生对该专业的兴趣,理论与实际相结合的能力都具有积极的作用。 关键词:材料科学与工程 认识实习 实践 改革 材料科学技术的发展,是国民经济发展的重要基础,为航天、航空、信息、国防、交通等高新技术进步提供了有利的支撑作用。材料科学与工程专业以物理学、化学为理论基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科[1]。随着社会经济和科学技术的不断发展,材料科学与工程专业人才培养的实践能力和综合素质的要求也越来越高。实习是把理论教学和社会实践联系起来的有效途径,因而实习课程已经成为材料类本科生培养计划中的重要教学环节。 为了使课堂教学与生产需求密切联系,培养学生理论联系实际的能力,提高学生实践能力和综合素质,必须强化认识实习环节。大二结束时,大多数工科学生完成基础课程的学习,开始转入专业课程的学习。此时,学生对该专业课程的学习和未来的就业方向充满期待但又缺乏了解,认识实习作为学生了解该专业在实际生产中的应用窗口,能够帮助学生建立初步的专业概念并激发其学习专业课程的兴趣和爱好,为其未来两年的专业课程学习提供动力。因而,精心安排的认识实习对学生培养至关重要。 1 材料科学与工程专业认识实习现状分析 在多年实习教学的基础上,我们总结了开展实践教学的经验,同时也发现一些问题。认识实习中常遇到或发生的问题主要有实习单位的落实,实习教学的模式以及学生思想重视程度等问题。 近年来,受金融危机的影响,一些行业不景气,相关企业的经济形势也非常严峻,有些甚至都停工检修。这些单位不愿意接纳本科生进行认识实习,而且在生产不旺盛的企业里实习,学生的收获非常有限,甚至会影响其学习该专业的积极性。有一年,认识实习在一个从事金属件热处理的工厂进行,该厂工艺设备陈旧,能耗高,工人作业环境恶劣。当时就听到有学生悄悄说到“材料专业毕业后就在这样的工厂工作啊, 真不该报考材料”。显然,实习单位的选择不当大大影响学生的学习热情。还有一些企业出于安全考虑,对接受大学生参观实习缺乏积极性,不愿意承担相应的社会责任。因此很难与之建立起长效的合作机制。 由于材料专业人数众多,大多数实习单位场地局促,都是让企业负责人员带领学生参观生产流程的各个环节,且生产现场噪音大,大多数学生反映无法听清工作人员的讲解,对生产流程中各个环节的运转掌握不到位,实习效果不尽如人意。 有些学生重视理论课程的学习,而轻视实践教学,对实习重要性的认识不够。在实习过程中,这些同学走马观花,无意于对生产流程的观察,也就很难对复杂的生产流程建立起整体印象,对专业理论知识在实际中的应用也难以建立感性认识。这也使得实习效果不尽如人意。 2 材料科学与工程专业认识实习的改革与思考 为了提高认识实习的效果,提高实习质量,我们从实习单位的选择,实习模式以及实习效果的考核等3个方面进行了改革。 2.1 实习单位的选择 单位的选择应以学生为主体,按照本科生的培养计划,结合该专业特色来选择适合的实习单位,为学生了解专业的典型生产流程提供信息渠道。具体来说,实习单位的选择应本着能给学生产生良好、正面印象的原t。一些知名的国内外大中型企业,拥有先进技术和设备,往往更能够引起学生的关注,激发学生的实习兴趣。并且,这些企业重视其社会责任和企业形象,愿意支持与配合高校的认识实习工作,为认识实习提供更多的便利条件。此外,实习单位的选择还应该考虑是否适合认识实习的开展。例如,一些大型企业,其自动化程度高,大多数生产过程都通过控制仪表来完成,现场少有人工操作。在这样的企业实习,学生无法观察生产线内部的流程和工艺,连续生产设备如同原料和产品之间的黑匣子,难以产生感性认识,对于专业的了解帮助不大。这类企业虽然技术先进,但并不适合认识实习。相反,一些中小型企业,由于自动化程度不高,学生可以深入生产车间参观生产流程,近距离观察各种设备,甚至是人工的生产操作,因而对原料到产品的生产过程有深刻的感性认识。所以认识实习单位的选择要综合考虑多方面的因素,以适合认识实习的开展,达到实习目的为根本。 为了更好地开展认识实习工作,我们利用校企合作平台以及校友的力量在重型工程机械著称的徐州和经济活跃的常州建设了实习基地。实习单位涵盖了大中型国企,徐工集团,中车集团,德资Bosch-Rexroth公司以及中煤科工集团常州研究院有限公司等多家大中型国企外企下属的工厂和车间,为认识实习的顺利、高效的开展提供了强有力的保障[2]。 2.2 改进实习模式 为了提高实习的质量,改善实习效果,我们对实习模式进行改革,一改以往直接把学生送到实习地点,学多学少都是学生自己掌握,无法保证实习质量,而是按照实习前准备―进厂实习―实习后总结的思路开展实习工作。实习之前,在学校召开实习动员大会,首先把即将参观实习的厂家企业提前告知学生,布置学生查阅相关资料,对实习单位的产品、工艺流程进行了解,以及对所涉及到的专业知识做到心中有数。实习过程中,到达一个实习单位,首先请实习单位的技术负责人介绍,使学生对实习对象有个理性的认识,然后分成几个小组,每个小组分别由一个企业技术人员和一个指导教师带队,参观和实习生产流水线,将所学理论放到实践中验证;参观完毕后,全体集合,对参观产生的疑问进行统一解答,从实践又回到理论。通过理论―实践―理论的思路,取得了最佳实习效果[3]。 2.3 改革综合考核措施 有效的考核方式,能够帮助学生树立对认识实习的正确认识,在培养计划改革中,加大认识实习课程的学分,有利于提高学生对认识实习课程的重视,在机制上起到促进和激励学生认真参与认识实习的作用。考核不仅是保证实习效果的必要手段,而且能够促使学生在实习过程中深入钻研,琢磨理论知识和生产实际的有机结合。每个实习单位的参观完毕并不意味着实习的结束,我们要求学生对每一次参观有详细的现场实习日记,并转化成实习报告。实习报告的内容不仅包含所实习企业的基本概括,更重要的是要对现场技术人员讲解的生产原理、工艺流程、主要控制参数等内容进行总结归纳,内化成自己的知识。此外,实习报告中还要求学生针对自己的专业方向,结合实习的内容,阐述个人的理解和体会,以启发学生思考问题,拓展思路。同时,为了提高学生的主动性和积极性,我们鼓励他们与现场指导人员互动与交流,对生产流程提出问题,并及时记录学生在实习过程中的学习状态。通过综合考核现场实习情况和实习报告,树立学生对实习的正确态度,来督促学生对教学内容掌握,以期达到良好的实习效果。 3 结语 中国矿业大学历来重视学生的实习环节,近年来,学校加大对学生实习的经费投入,加强学生实习教学质量的控制和提高。经过多年的努力,我们在材料科学与工程专业认识实习教学的探索和实践中,已经在徐州和常州初步建设一批管理科学,技术先进的实习基地。在实习教学过程中,我们丰富了实践经验,拓宽了学生的专业知识和视野,提高了学生独立思考的能力,也培养了学生的工程意识。但是,我们也意识到:实习质量的提高是一项艰巨的、长期的任务,只有通过不懈的努力,用于探索与实践,不断完善现有实习条件,最大限度地启发学生的创新思维,激发他们对专业方向的兴趣,为专业课程的学习打下良好的基础。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业新创新型人才培养模式 【摘 要】学校依托材料工程领域部级人才培养模式创新实验区建设,探索材料类创新型人才培养模式。建立了以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。并通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,以科研带动教学,促进学生实践能力及创新能力的提高。 【关键词】材料科学与工程专业 新创新型人才 培养模式 一、引 言 现阶段我国高等教育从“知识传授”向“能力培养”转变,从“精英教育”向“大众教育”转型,单一的学科发展很难培养出社会适应性好、厚基础、宽口径、高素质复合型创新人才。[1]材料科学与工程专业作为我校的优势学科,担负着服务西部地方经济建设的重任。探索如何培养适应服务西部、面向全国的厚基础、宽口径材料类人才是学校人才培养方面的重点研究课题。 过去在材料类专业人才培养中,按工种(行业)分割专业的单一培养模式已很难适应当前市场经济发展及毕业学生就业模式发生的变化。[2]国家通过四次专业大调整、四次材料学科专业目录调整和修订,在学科领域发展上已从单一的材料物理;材料化学;金属、非金属材料;高分子材料领域向交叉融合的方向发展,较大程度的拓宽了专业知识面。[3]随着材料科学与工程专业规范、专业目录的制定,学科知识体系趋向多学科、交叉融合发展,新材料的研发和工业化生产与材料的应用管理之间的有机联系正成为发展的主要趋势,这些变化将导致材料类专业教学体系、教育手段、教学方法与内容等诸多因素发生变革,势必导致专业教育模式的重大转变。 近年来,依托材料工程领域部级人才培养模式创新实验区建设,我校材料科学与工程专业在人才培养模式的探索上取得了很大的发展。建立了以材料的结构与成分、合成与加工、服役行为和性能四个基本要素为优秀的知识体系,以材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养的创新型人才培养模式。从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。 二、我校材料科学与工程专业发展历程 我院材料科学与工程专业最早可追溯到1956年开办的“混凝土及建筑制品”专业,即为后来的“水泥”专业前身,1979年撤销。1970年增设了西北地区唯一一家“耐火材料”专业,1993年,经原国家教委批准,又增设了“无机非金属材料”专业。1999年国家专业大调整,将“硅酸盐工程”专业和“无机非金属材料”专业合并为“无机非金属材料工程”专业。学院为了较大程度地扩大学生知识面,结合我院本专业发展历程,当时的“无机非金属材料工程专业”按一二年级统一培养,三年级分为“水泥、无机即耐火材料、建材”三个模块培养,这就成为当前新创新型人才培养模式的前身。2002年“无机非金属材料工程”专业调整,将其提升为“材料科学与工程”专业一级学科招生。三、新创新型人才培养模式的构建 1.培养模式的确定 全国200多所普通高校都设有材料科学与工程专业,其主要教育模式有三类:①基地班/试点班模式;②一、二年级统一开课,不分专业,三、四年级按二级学科分专业进行教学;③按照一级学科招生,按二级或三级学科进行培养。 结合我校办学实际,以及我校材料科学与工程专业的专业改革,从2002年开始我校材料科学与工程专业按材料科学与工程一级学科招生,以原有无机非金属材料工程专业为背景,下设的材料科学、材料工程、材料应用自主设立办学方向,这是独立于前三种教育模式之外的,具有我校特色的办学模式。这一培养模式的建立对其它开设有材料类专业的本科院校具有一定的参考和示范作用。 2.培养目标的定位 依据材料“四要素”,坚持“以无机非金属材料为主,向金属材料渗透,与土木建筑学科交叉融合”为特色的办学思想,在本科培养方案及课程设置制定中,将一级学科分为三个专业方向培养:即材料科学、材料工程与材料应用。 材料科学方向重点培养具有从事材料性质研究和新材料研发方面知识的高级专门人才;材料工程方向重点培养掌握各种材料工业化的生产技术、工艺过程和系统控制等方面知识的高级专门人才;材料应用方向重点培养具有材料的应用推广、流通中的材料管理、性能检测、商务活动等能力的高级专业人才。 3.培养方案的修订 学校在2004版、2008版培养方案的基础上,围绕教学改革的主导思想,结合社会人才市场的需要,按照材料科学与工程专业3个方向具体培养目标,对教学计划进行认真细致的研讨与修订,我校材料科学与工程专业2009版培养计划更加突出三个办学方向各自的办学特色。 (1)材料科学方向以高温陶瓷材料为背景,注重材料性能及结构表征研究、新材料研发,兼顾材料工艺设计与开发,以高温陶瓷材料和冶金工程专业的交叉融合为特色。 (2)材料工程方向以无机非金属材料为背景,注重与材料的规模化工业生产相关的理论及技术,以生态建筑材料新工艺、新设备开发为特色。 (3)材料应用方向以建筑材料为背景,注重建筑材料在土木工程中的应用,相关理论和技术以及土建施工过程中建筑材料的物流和管理,以建筑材料与土木工程及工程管理专业交叉融合为特色。 4.课程设置体系的构建 结合学校学分制改革,材料科学与工程专业2009版培养方案对原有培养方案总学分进行了压缩,课程设置由必修课、选修课(公选课、限选课、任选课)、实践性教学环节3部分组成,其中适当压缩必修课(尤其是专业必修课),增加了专业类选修课,提高了实践环节的比重,更加注重扩大学生知识面,培养学生的实践、创新能力。2009版培养计划中必修课、选修课、实践性教学环节三者比例为53∶22∶25。 课程体系设置在充分满足三个培养方向所需的共同理论与实践基础的同时,还按照三个方向各自的特点处理好各个方向之间的交叉、渗透和融合。三个方向具有相同的基础课和专业基础课,如:数理化、制图、英语以及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法等公共基础及专业基础课;在专业课模块中,开设具有各自特色的专业方向课和专业方向选修课,在满足学生兴趣的同时,扩大学生的知识面。 为了规范课程内容及知识体系,学校以材料科学与工程专业规范为依据,结合材料四要素,确定了知识领域、知识单元和知识点三个层次的知识体系。由知识点的任意组合来确定教学大纲,使课程体系更具体,实现课程设置、教学大纲的规范化,克服了任意设课、课程名称与教学内容不符等弊端。 5.教学手段、方法的改进 随着现代化教学手段不断成熟,多媒体课件、各类专业课程网站逐渐走进课堂,多媒体动画将繁杂的公式、实验等以动态化的形式向学生讲授。通过近几年的努力,我院《材料工程基础》、《土木工程材料》已获评省级精品课程,《材料科学基础》、《材料物理性能》获评校级精品课程。并在原有“材料与标本陈列馆”的基础上,结合先进网络技术和数字技术,建设“材料与矿物数字博物馆”网站,提高材料类相关学科及课程的教学质量。在双语教学方面,2007年开始在专业选修课部分增加双语内容,为了让学生更快的了解材料学科的前沿发展,学校在2009版培养方案中将双语课程提升为专业必修课,极大地促进了双语教学的开展。 6.创新平台的搭建 近年来,学校利用多年来在材料科学与工程领域所积累的雄厚的科研实力和完备的科研设施条件,不断为本科教学搭建平台。以“产学研”结合的培养模式,科研带动教学,加强本科生实践创新能力培养。学院依托“省部共建西部建筑科技重点实验室”;“部级材料工程领域人才培养模式创新试验区”;8个部级、省部级以上工程中心;10个校企工程中心和12个校外实习基地的建设,听取来自科研、生产一线的校外专家意见,着力实现理论教学和实践教学内容与社会的发展需求紧密结合,解决好青年教师和学生实践能力不强的问题,提高师资总体水平,改进实习基地及实验室条件。确保既有“科工贸并举,理工管渗透”的培养方向,又具有培养知识面宽、基础雄厚、综合实力、实践能力较强的复合型、创新型材料类本科专业人才的培养目标。 四、结束语 1.我校材料科学与工程专业本科按照材料科学与工程一级学科招生,按材料科学、材料工程、材料应用三个专业方向培养,从培养目标、课程体系设置等方面突出“科工贸并举,理工管渗透”的办学特色,体现了各学科间的相互融合和支撑,有利于培养厚基础、宽口径、高素质的创新复合型人才。 2.我校材料科学与工程专业按照材料的四要素确定了合理的专业培养目标及课程教学体系,并按照学科发展不断完善培养方案、规范课程教学,促进教学质量的提高。 3.学校通过创新平台的搭建,使教学内容及实践环节更贴近社会发展的需要,按照“产学研”结合的培养模式,以科研带动教学,同时促进学生实践能力及创新能力的提高,有助于培养知识面宽、基础扎实、实践能力较强的创新型材料类专业本科人才。 材料科学与工程论文:探讨材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设 摘要:在如今“大学科”的背景下,材料科学与工程专业应加强对课程体系和实验教学体系的建设,主要包括材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面。构建了以公共基础课、专业基础课、专业优秀课、公共选修课、专业选修课等为基础的课程体系,并且构建了以加强学生的实验能力、培养其创新意识和创新能力为目标的,基础知识、专业实践能力和创新意识相结合的实验教学体系。材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设,为社会培养了更加符合时代需求和具有创新意识的专业人才。 关键词:材料科学与工程专业;课程体系;实验教学体系建设 材料科学与工程是一门研究材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工以及它们之间相互关系的规律,以及对材料的生产技术和生产过程进行研究的学科。材料科学近年来迅速发展成一门独立的学科,并呈现出与工程相互交叉渗透的发展趋势。作为基础学科,单纯的注重培养专业素质明显已经不能适应社会发展的需求。随着我国材料科学与工程教育改革的逐步实行和迅速发展,高等院校的相关材料专业也从课程教育体系、实验教学体系、教学方法等方面进行了改革。该体系应树立新型的教学模式,优化教学方案,建设完善的课程体系和实验教学体系,从而能不断提高教学质量,充分培养学生的创新意识和创新能力,全面推动材料科学与工程教育的改革。 本文根据我校的实际情况,借鉴其他院校改革的相关经验,对材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系建设进行了探讨和分析。 一、课程体系建设 材料科学与工程专业的课程体系建设,应符合21世纪高等教育的发展趋势。树立以素质为前提,知识为载体,能力是关键的新型人才观。还要把各类材料和相关的合成技术以及分析测试技术当做一个整体,进行分析,真正形成“大学科”,才能满足社会和时展的要求。课程体系建设主要包括以下几个方面。 1.公共基础课。公共基础课主要包括两个方面,分别是:社会科学基础课程体系和自然科学基础课程体系,占总学分的45%。公共基础课主要包括了人文社会科学知识、自然科学知识以及工具性知识,主要是为了培养学生的思想道德品质、文化素质和身心素质、获取知识的能力。 2.专业基础课和专业优秀课。专业基础课包括数字电子技术基础,画法几何与工程制图、工程力学等课程,占总学分的6%。专业基础课以培养学生的工程素质、工程应用能力和工程技术知识。 专业优秀课是材料科学与工程专业的重点组成部分,密切围绕学科专业的基本要求和培养目松柚茫即可以突出学科专业的共同特点又可以体现不同院校的办学特色。专业优秀课主要包括:材料科学基础、材料工程基础、材料物理化学、材料物理性能、材料科学研究方法、材料设计与制备、计算机在材料科学与工程中的应用七大课程,占总学分的14%。充分体现了“大材料”学科的共同知识体系。有利于学生更有效的掌握专业知识,更好地培养学生形成良好的的科学素质、知识应用能力、创新能力。 3.专业选修课。按照二级学科设置专业选修课,占总学分的13%。主要包括无机非金属材料的主干课程,和金属材料的主干课程。学生通过选修这类课程,可以在掌握“大材料”学科共同知识的基础上,对于无机非金属材料和金属材料的基本知识结构体系也能有一定的了解。此外,还开设了高分子材料、复合材料、材料成型加工工艺与设备和一些特色选修课,使优秀课程得到深化,也激发了学生的学习兴趣。 4.公共选修课。公共选修课包括各种素质类课程和任选课程,占总学分的8%。这类课程开设的主要目标是加强学生的人文主义和经济管理等教育,促进学生的个性发展,提高学生的综合素质。 5.实验设计。实验设计包括实验课程、设计及实习等。实验设计是理论教学知识的延伸,有利于培养学生的实际操作能力,激发学生对科学研究的兴趣。主要的内容包括:课程设计、材料性能实验室、材料设计与制备综合实验室、毕业实习等。占总学分的14%。 二、实验教学体系建设 随着社会经济的发展和科学技术的进步,对于材料和工程专业的人才的要求也不断提高,他们应掌握材料现代测试技术与研究方法,并且要具备从事各种材料合成制备、性能与结构分析研究、新材料开发及应用的能力。以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨,根据材料科学与工程专业培养目标要求,构建课程基本知识-专业综合-设计创新三层次实验教学体系。课程基本知识实验教学体系服务于专业理论课程的实验教学;专业综合实验教学体系是独立于专业理论课程平台的实验教学,包括课程设计、材料设计与制备综合实验、毕业设计;设计创新实验教学体系是为学生自主设计创新服务的平台实验教学。[1] 材料科学与工程专业平台实验室下设材料制备实验室、材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室、材料计算机模拟实验室,形成了即独立又相互联系的实验教学体系。这种实验教学体系不但能够满足材料科学与工程专业优秀课程的需要,也为材料综合实验教学水平的提高和学生自主创新设计创造了条件。 材料科学与工程专业安排了专门的时间来进行材料设计与制备实验,学生通过亲自动手做实验,能够熟练掌握材料科学研究的一般程序,对材料设计与制备、成分与结构分析、性能表征等也有了全面的了解,有助于理解材料的设计思路与研究方法。学生还可以根据教师布置的实验题目,为了获得性能达标的各种材料,设计出较合理的制备工艺制度,利用平台实验室进行材料制备,从而了解材料制备方法、工艺、设备性能与操作方法。利用材料成分测试实验室、材料组织结构分析实验室、材料物理性能表征实验室对所制备的材料成品各种无力性能进行分析,并对实验结果进行综合分析。综合实验的训练,培养了学生分析及解决问题的能力。 三、讨论 综上所述,我校在“大学科”的背景下,构建以材料的组成与结构、材料的性质、使用性能、制备与加工等四个方面以及其相互关系为基础的材料科学与工程专业体课程体系,体现了素质结构、能力结构、知识结构协调发展的原则。构建了以深化课程基础实验教学、加强综合实验能力训练、注重创新意识和创新能力培养为宗旨的材料科学与工程专业实验教学体系。但是教学改革不可能一蹴而就,是一个不断发展的过程,只有通过不断探索和实践,总结经验,才能不断完善材料科学与工程专业的课程体系和实验教学体系,以满足社会对相关材料科学与工程专业人才的需求。 材料科学与工程论文:道路材料科学与工程专业研究生实践教学培养模式探索 摘要:研究生实践能力的培养是研究生创新与素质教育的关键内容。道路材料科学与工程专业作为一门材料科学与工程和交通运输工程相结合的学科,其在实践教学方面的成熟模式很少。本文紧密结合我校专业特色和我国经济建设需要,对道路材料科学与工程专业的创新型人才培养的实践模式进行探索,完善道路材料科学与工程专业实践教学模式框架构建和系统设计。 关键词:道路材料科学与工程;研究生;实践教学;创新型人才 一、引言 道路工程作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,在现代运输体系中发挥着极为重要的作用。目前,我国公路交通建设正在由规模扩张型向规模与质量效益并重型转变,国家日益重视交通特种材料的研究与创新人才培养体系建设,组织开展了多项技术难题的科技攻关和研究团队建设,在基础理论研究和新材料开发等方面取得了丰硕成果,特别是具有自主知识产权的新材料在工程建设中的应用,对建立资源节约型、环境友好型交通所要求的节能减排、环境保护等技术起到了有力的推动作用,并培养了大批优秀的研究和工程技术人员。然而,由于缺乏先进的实践教学模式和创新体制,限制了广大研究生实践能力的提高和创新型人才的培养,不利于交通材料领域人才培养体系建设和可持续发展。 作为工程科学技术的承载者,新的生产力的创造者,工科研究生创新与实践素质的水平不仅制约着工科科学与技术的传承与发展,还决定着工程实践的开展乃至工业化进程的推M。同时,作为一门材料科学与工程和交通运输工程相结合的学科,其在实践教学方面的成熟模式很少。因此,为了适应现代工程教育与建设的需要,本论文结合道路材料科学与工程专业特点,提出合理的创新型人才培养实践方案,并根据长安大学材料学院道路材料科学与工程专业实验、实践教学改革实践经验,推进道路材料科学与工程专业实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。 二、道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理论依据 首先从当代公路交通建设对道路材料科学与工程专业人才的需求特性出发,研究创新型人才的特质与具体表现形式,依赖创新学、材料学理论,研究道路材料科学与工程专业创新型人才的特质,同时调查分析目前我省各高校道路交通领域研究生的创造能力表现,采用对比分析查找我国道路材料科学与工程专业研究生与国际上先进国家相比在创新力上存在的差距,查找我国道路材料科学与工程专业在研究人才培养模式上与国外的差异,从中研究分析研究生创新培养存在的问题。然后研究道路材料科学与工程实践教学的理念、教学机理,制定适合我校的道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的理念和教学机理,作为深化教学改革,全面推广和系统设计道路材料科学与工程专业创新型人才培养实践教学模式的重要理论依据。 三、我国道路材料科学与工程专业现行实践教学发展现状 首先,在全国分别选取5所不同类型的兄弟院校,根据学校的办学定位以及社会对不同层次人才的需求分析,依照工科研究生创新素质的构成要素、内在结构、要素间的交互作用机理以及其三要素驱动模型,运用层次分析法构建出我国道路材料科学与工程专业研究生创新素质发展现状的评价指标体系。其次,依照设计出的评价指标体系、遵循量表设计的一般原则,设计出道路材料科学与工程专业创新素质发展现状量表,并选取研究样本进行测量。再次,依托测量数据,从整体视角和分类视角对道路材料科学与工程专业研究生创新素质的发展现状进行分析,实现对学生实践能力和创新素质发展现状及存在问题的总体把握。 四、实践教学模式框架构建和系统设计 结合我校传统专业特色与教学经验,改革实验教学内容,在相关学科专业和课程建立包括基础实验、综合实验和工程实验等不同能力层次,既与理论教学有机结合又接近交通运输、土木建筑等工程实际的综合实验教学体系,设计实验教学项目与教学大纲,实行因材施教。 为促进高层次人才培养与社会经济建设的有效沟通与有机结合,联合领域内具有优质资源的科研院所、大型企业集团组建联合培养基地,建立以培养研究生创新思维和创新能力为优秀、以培养高层次研发型、应用型人才为重点的研究生培养平台。其中,“长安大学―青海交科院研究生联合培养示范工作站”已获陕西省教育厅批准,成为陕西省研究生联合培养示范工作站(如图1所示)。 并且,已建立严格的校外实践管理细则。将负责人听课制度,以任课教师考勤为基础、负责人听课为辅助、管理部门不定期抽查为重点、学生评课为补充的方式,构建考勤、听课、查课、评课四位一体的教学检查制度。要将教学检查结果与学生评奖评优及中期考核等环节挂钩、与教师考核评价挂钩,督促学生与任课教师重视课堂教学环节。要按照学校及设站单位制定的文件要求加强研究生论文开题和中期考核工作,严格工作纪律,对未通过开题报告及中期考核者,提出学业预警,给予延期开题、补修、延期毕业等相应处理,不允许其进入研究生培养的下一阶段。研究生院组织工作人员对研究生论文开题、中期考核情况进行随机抽查,审核预警制度的执行情况。将进一步加大学位论文重复率检测力度,对重复率超过15%的,研究生院将通报导师、约谈学生并要求限期整改。还将进一步加大学位论文盲审比例,尤其加大未参加盲审的硕士学位论文的抽查力度。校外研究生培养平台的建立,不仅能加快科技转化,还将大幅提升我国交通领域高端科技人才的培养质量和水平,提高学生创新性综合素质,完善创新型人才培养体系。 五、加强实验室管理的软件建设 根据材料学院实验室建设现状,制定或修订《高等院校道路材料科学与工程专业实验室管理条例》、《道路材料科学与工程专业实验教学工作规程》、《道路材料科学与工程专业实验教学研究中心开放管理条例》等管理文件,建立一套科学合理的实验教学管理规章制度,包括:实验教学人员、实验工作人员岗位职责,实验人员考核、培训办法;仪器设备维护与管理制度;实验操作基本制度;安全检查制度;实验室基本信息收集制度等。 六、Y语 通过研究与国际交通建设发展水平实质对等的、基于工程教育专业的实践教学方案和人才培养体系,为我国的道路材料科学与工程专业研究生实践教学培养探索了新途径。本文提出道路材料科学与工程专业创新型人才的特质与要求,为我校高等教育发展到新阶段一切以学生为本、注重专业内涵建设、重视质量提升提供了新思路。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业综合实践教学平台的建设与创新 摘 要 本文根据材料科学与工程专业综合实践教学平台的建设与创新实践,通过专业实践教学体系改革,搭建高水平校内实践平台,建设稳定的校外实习基地,建设实践教学信息与管理平台,实践教学手段与方法改革,提高学生创新实践能力。对提高毕业生就业率与就业质量,培养能够适应和支撑纺织产业发展、具有创新实践能力的高素质工程技术人才具有重要的应用与推广价值。 关键词 材料科学与工程专业 综合实践教学 平台 建设 创新 目前,我国高等教育还存在的教学计划、教学方法、仪器设备和师资队伍与学生实践能力培养不相适应,致使大学毕业生缺乏解决实际工程问题的能力,远远满足不了我国能将科技成果及时转化为物质产品和为现实生产服务的技术型人才的要求。本研究是在材料科学与工程专业专业“科研促教学,教与研相长”的办学思路指导下,依托学科在纤维材料的特色优势和资源,突出纤维材料特色,建设高水平综合实践教学平台,对提高毕业生就业率与就业质量,培养能够适应和支撑纺织产业发展、具有创新实践能力的高素质工程技术人才具有重要的应用与推广价值。 1 专业实践教学体系改革 对实验课程进行整合,构建起“一个贯穿、两种模式、三个载体、四个模块”的实验教学体系。“一个贯穿”即学生四年实验教学不断线。“两种模式”即将学生按研究型和工程应用型两种培养模式分别进行培养。“三个载体”即实验教学通过实验中心、产学研实践基地、课题实验室”三个实验载体完成。“四个模块”即基础实验模块、专业实践模块、综合实验模块、创新性实践技能分类教学模块。创新性实践技能分类教学模块要按照研究型和工程应用型两种类型分别进行,研究型方向的学生在学校教师的指导下开展毕业论文的研究,工程应用型方向学校到企业开展在岗实习,并在企业和学校导师的共同指导下完成毕业设计。 2 搭建高水平校内实践平台 通过校企合作,在企业专家和技术人员的参与和指导下,加强校内实践教学环境建设,增加教学仪器和工程实训设备,购置的仪器设备向教学倾斜,专业实践教学平台与校内仿真实训基地的角色整合,在专业实践教学平台基础上,购置了PET /PA仿真聚合装置、纺丝机等小型设备,进行了实验室环境的仿真改造。实现校内实验与企业生产检验零距离、校内工程实训环境与工业生产环境零距离。在培养学生实践能力的同时,还可以为企业新产品开发服务,最重要的还是可以开设更多的综合性、设计性、研究性、创新性实验,强调理论在实践应用中的相关性和综合性,引导和激发学生科学研究的兴趣,重视学生创新能力的培养。 3 建设稳定的校外实习基地 加强校企合作,建设稳定的校外实习基地。与国内有影响力的化纤企业签订产学研合作协议,通过开展产学研合作项目,可将校企合作贯穿到整个实践教学过程中,充分发挥校企双方人才、资源以及科研各自的优势,构建适应社会发展需求的产、学、研紧密结合的先进技术信息平台,在人才培养、项目开发、成果推广等方面实现“无缝对接”,实现资源共享、优势互补,促进校企共赢,共同实现“可持续发展”。树立以“面向企业为主”的基本指导思想,形成几个或十几个长期合作和联合培养的产学研联合体,使学校的人才培养目标明确,针对性强证。在校企联合培养人才过程中,进一步强化人才培养的“两出、两进”,即学生走出校门深入化纤企业现场学习、实习、实践,教师走出校门深入企业进行研究和实践;把化纤企业中具有丰富实践经验的资深人士请进学校讲学,把企业先进技术、设备和生产中的问题引进学校,建立校企联合实验室和研发中心。 4 建设实践教学信息与管理平台 将实验室资源从新整合,依照功能重新设置;安装了门禁系统,具有实验室开放预约登记等管理功能,学生刷卡可以进入实验室自主开展实验;建立了实验教学网站,学生可以网上浏览实践教学资源。开展基于实验过程的多样化教学方法改革,充分利用多媒体教学平台,并加强师生互动交流。 5 实践教学手段与方法改革 (1)通过验证实验,加强学生对化学纤维的基本知识和基本原理的理解。在《化纤工艺实验》中开设验证实验,加强学生对化学纤维的基本知识和基本原理的理解,并不断改革教学方法,增强立体教学。广泛使用电脑多媒体课件讲解实验,重要的基本操作均有教学录像在课程网站上,体现了立体、形象的教学效果。例如声速法测纤维取向度和模量、纤维拉伸试验及纤维切片和摄影等均有录像进行讲解,学生可以在课前、课中和课后观看,提高学生操作水平和对实验内容的充分理解与掌握。(2)通过综合纺丝实验,实施案例教学,开设设计性、综合性和选作实验,提高学生实践能力。开设让学生自己动手的设计性、综合性实验,突出实践环节教学的作用,培养学生的工程实践能力与创新能力。这种大型工艺实验是生产全过程的一种模拟,学生可以在各个环节上亲自动手;此外,课程网站上有企业生产现场影视片,可以体验和真正理解理论课上所讲的化学纤维成形加工技术,对于完善学生的知识结构和培养学生的工程实践能力起了很好的作用。(3)通过开放实验室与课外科技创新活动,激发学生的学习兴趣,促进学生创新能力的培养。近五年来本科生积极参加科研活动和参加课外科技活动,36人次获得各级奖励。材料专业70%的同学报名参加了材料科学研究会,50%的本科生(大二至大四)被分配到16个材料学科创新科研团队及研究小组,17人次获得部级、省部级等各级、各类的创新大赛奖项。在本科生教学中营造了一个良好的学术氛围。在学生科技作品竞赛活动中,课程组老师指导学生7人次获得各级奖励。 6 结语 材料科学与工程专业专业通过不断改革,实现了校内实验与实训信息化管理,学生凭卡可网上预约、进入实验室、自主实验;实现了校内实验与企业生产检验零距离、校内工程实训环境与工业生产环境零距离;强化了综合性、设计性、研究性、创新性实验,引导和激发学生科学研究的兴趣;强化了人才培养的“两出、两进”,学生、教师走进企业学习实践、企业的工程师和管理人才请进学校,实现校企互动,在材料、纺织、化纤工业专门人才的培养中起到了重要作用。 基金项目:天津市教育科学“十二五”规划立项课题(HE4009);天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划(B01-0804) 材料科学与工程论文:材料科学与工程学院人才培养方案修订及改革初探 摘 要: 在分析总结国内外材料科学与工程专业人才培养模式和方案的基础上,结合江苏大学本科培养计划修订的要求和材料科学与工程学科发展的特点,学院对专业人才培养方案进行了全面修订,在拓宽学科基础平台、增大选修课比例、强化实践教育、鼓励自主学习、推进国际化等方面进行了改革尝试。 关键词: 人才培养方案 材料科学与工程学院 主案修订 专业人才培养目标和人才培养模式改革的研究是一项长期的、不断探索的、永恒的课题,为了深化学校人才培养模式改革,促进教学质量的不断提高,实现学校培养人才的总体目标,有必要不断探索人才培养方案的改革,以适应社会的发展,更好地培养人才,服务社会。 材料科学与工程学院遵照江苏大学《关于制定2012版人才培养方案的指导意见》,认真梳理学院现行人才培养方案,在广泛调研的基础上,以培养“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的应用型创新人才为目标,探索科学合理的满足学生多元化需求的人才培养体系。 一、现状分析 材料科学与工程学院现行人才培养方案为2006年修订,随着本科教育的发展和社会对人才要求的逐步提高,尤其是材料科学与工程学科的迅速发展,现行人才培养方案已经不能满足社会对人才提出的“知识面广、知识结构科学,创新意识、创新思维、创新能力和实践较强”的要求。存在的主要问题有: 1.现有专业划分很细:不能满足知识面广的要求,也不能反映大材料的特点及社会对材料类人才的需求,有的学生完成了四年的学业,却连对大材料方面的科普知识都不是很了解。 2.课程设置上不能有效衔接,有些课程重复性较大,不同的课程却介绍了部分相同的内容,造成课时的浪费;有些课程由于前序课程没有开或者开设时间不合适,造成学生听不懂或者很难听懂。 3.在“重实践”方面有所欠缺,材料类相关专业属于工科专业,实践性很强,要求在学习过程中安排大量的实验、实践环节,目前的状况还远远达不到要求,以致部分学生到了工作岗位,很难快速适应工作。 4.创新能力培养方面还有待改进,目前采用的授课方式大多是课堂讲课式教学,老师讲,学生听,部分课程设置了讨论环节,这种方式与国外授课方式差距很大,不能有效培养学生的自学能力,尤其对创新能力培养极不利。 5.国际化程度不够高,一方面体现在全英文课程及双语课程的建设方面,另一方面体现在授课方式方面。现行培养计划中以双语课程为主,全英文课程建设情况较差,分析其可能的原因,一方面是师资力量薄弱,另一方面是重视程度不够,部分教师有畏难情绪。 二、修订的目标 江苏大学提出的人才培养计划修订的指导思想是:牢固确立“一切为了学生”和“为了一切学生”的办学理念,以《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《江苏省中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》为引导,深刻领会“建设人力资源强国”和“创新型国家”对高等教育提出的新要求、新挑战;认真总结在实施“卓越工程师教育培养计划”等教育改革实践中形成的新理念、新举措;准确把握高等教育在下一轮大众化、多元化、国际化和特色化发展进程中,本科人才培养工作的新坐标、新路径;全力构建融合队伍、学科、专业、课程、实验室和实习基地建设系列成果,彰显学校办学特色的本科教育教学新体系、新方案。 具体到材料科学与工程学院,我们的指导思想是:适应社会对复合型、开放型人才的需求,适应现代科学技术不断分化,又不断综合的新特点。拓宽知识面,优化专业知识结构,培养具有较强学习能力、适应能力、创新精神和实践能力的工程应用型人才。修订的目标与内容是:平台拓宽,总学时缩减,选修增加,方向明确,实践优化,着力于学生工程应用能力的培养。 三、具体做法 1.广泛调研,理清思路。 通过走访、网上调查等方法进行国内外广泛调研,如高分子材料工程专业利用高访教师及网上调研的方式,对包括剑桥大学、牛津大学在内的英国材料专业前17名高校和包括麻省理工学院、伊利诺伊大学香槟分校在内的美国材料专业前18名高校,以及国内吉林大学、四川大学、山东大学等著名高校进行调研,结果发现:由于原来的基础和特色不同,各高校材料类专业的改革思路和立足点各有千秋。一种是全材料科学与工程的教学模式,不分专业,是通才教育;一种是专才教育,从学科基础知识到专业方向、课程设置的安排,基本上按照原来的专业教学计划来培养。大部分学校对材料类各专业的培养计划在逐步改革。改革碰到的问题很多,难度也很大,关键是对于学科内涵的理解和对人才培养目标的把握和定位。 根据各方面因素的综合分析,我校材料类各专业培养目标的定位是培养工程应用创新型高级人才,其内涵是知识面宽、知识结构科学,创新意识、创新思维和创新能力较强。 2.拓宽学科基础平台,培养宽口径专业人才。 中国工程院和科学院在中国材料发展现状及迈入新世纪对策的咨询报告中指出:“我国培养的本科生专业过窄,具体的生产知识,甚至操作知识过多过细;专业课过多,不利于加强基础和科学技术发展新知识的接受……”最近几年的研究生面试暴露了这些问题,材料类专业的学生对大材料方面的科普知识都不是很了解。经过四年的学习,材料类专业的学生对材料科学与工程学科没有一个宏观的认识、系统的概念和本质的理解,甚至对自己本专业也是如此。国际上早就兴起了实施MSE(Materials Scienceand Engineering,简称MSE)素质教育的热潮,不断进行教学改革。MSE大学科一体化素质教育是必然趋势。 各个专业在新一轮人才培养计划修订过程中,充分体现了MSE素质教育的思想和理念,打破了专业壁垒,拓宽了学科基础平台,设置了材料科学基础、材料科学研究方法、材料测试方法、材料物理性能、材料力学性能、材料分析化学等平台课程,主要目的是培养学生的MSE素质。 3.增加选修课比例,加大学生自主选择权。 《科学时报》2011年有一篇题为“选修课比重是真正大学的首要标志”的文章,作者认为:就中国当下体制的学校而言,真正大学的首要标志应该是选修课比重的高低[1]。我们认为,提高选修课比例正是MSE素质教育必需的,文中提到的60%的比例很高,当然,计算方法可能有差异,但是,加大选修课比重对于引导和培养学生的自主学习和终身学习能力确实是非常重要的,这也是教学计划修订的一个要求。为此,各个专业在课程设置上均增加了选修课的比例,比如,无机非金属材料工程由13.7%提高到26.8%,复合材料工程专业由13.8%提高到30%等。同时,根据信息时展的特点和学校的要求,我们还增设了网络选修课模块,在专业方向选修课中统一增设网络选修课,利用信息化平台,通过网上授课、网上学习和网上测试等方法,使学生学习的灵活性、自主性增强。 4.强化实践教育,培养学生创新能力。 实践教学是指直接培养学生专业能力和创新能力的课程和活动,它是教学体系中一个极其重要的组成部分,是不可忽视的教学环节。材料类相关专业属于工科专业,实践性很强,要求在学习过程中安排大量的实验、实践环节。各个专业均充分认识到实践教育对培养和发展学生能力具有不可替代的作用,教学计划的修订必须进一步强化实践教育。在原有的基础上均不同程度地增加了实践环节。如金属材料工程专业通过减少专业课程的实验学时,按专业方向独立设置专业综合实验课程,增加课外实践训练和按专业方向设置综合课程设计的方式强化实践环节。冶金工程专业增设“冶金工程实验技术”综合实践课程。要求学生在教师的指导下通过相关文献资料的阅读理解自主提出实验方案,完成材料设计、熔炼、浇铸、加工、检测等实验内容,全面掌握金属材料制备的相关知识和技能。在现有的实践环节上调整实践内容,比如专业讲座,由目前主要有学校老师逐步调整为聘请大型企业的厂长、高工等介绍最新的工艺和技术及发展趋势。材料成型及控制工程专业通过增加金属材料综合性实验、课外实践活动的形式提高实践环节的比重,同时根据专业特点,通过举办铸造工艺设计大赛和国际焊接工程师培训的方式为学生的课外实践活动搭建平台,增强学生的创新意识和创新能力。无机非金属材料工程专业强调学生科技创新能力的培养,实践环节多层次、系统化。将学生的自主实践纳入培养体系,增设“课外实践活动”的环节。增设“专业技能提高训练”课程,面向成绩较好的学生,以研究型学习为主。拟根据实验室的容量限定人数,也可与创新性实验相结合。通过此方式,不仅强化实践环节,而且与创新能力培养相结合,有利于因材施教,增强学生的创新意识和创新能力。 5.改变教学思路,推进教育国际化。 启迪学生的创新思维,不仅要培养分析和解决问题的能力,更重要的是培养发现和提出问题的能力。创新素质的培养,涉及很多方面,其中教学方法很重要。一般来说,研究性教与学的特征有:问题性、过程性、互动性、独立性、参与性和开放性等方面[2]。我们在课程教学的各个环节进行了探索,实施研究性教学,主要包括以学生为主体的课堂讨论、互动式问题性的启发激疑、开放性综合作业小论文、供讨论的课后思考题等教学环节。结合国内外很多高校的做法,在新生入学的第一学期设置了专业导论课或新生导论课,由相关专业资深教授给学生上课,使学生在入学后很快能接触到本专业最新的前沿知识,激发学习激情。同时,在授课方式上,除了课堂教学外,还设了一个学分的课外实践环节,通过查阅资料、课外分组讨论等多种形式完成课堂上留下的作业,培养学生的自主学习能力。在其他课程的教学过程中,也对授课老师提出要求,通过实施激疑—启发式教学方法,提高学生的学习兴趣,增强学习效果。 材料学科的发展速度很快,科技成果日新月异,科技人才辈出,近几年,学院引进了多名海外博士或有海外经历的老师,充分利用这个优势,各个专业均开设了两门双语课程和一门全英文课程。如高分子材料工程专业从英国克兰菲尔德大学全职引进的教授为学生开设了《仿生材料及仿生原理》全英语课。无机非金属材料工程专业由海归博士为学生开设了《材料导论》全英文课程。 四、结语 《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010-2020)提出要更新人才培养观念,创新人才培养模式。遵循教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。人才培养模式的改革是一项系统工程,需要在实践中不断摸索、不断学习、不断提高。人才培养质量的提高除了依赖科学的人才培养方案外,如何贯彻、实施人才培养方案也是关键。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业《流体力学》课堂教学改革初探 摘要:根据材料科学与工程专业的课程设置与流体力学课程内容的特点,结合本专业的教学实践与教学现状,从改革教学方法、提升教学效率等方面对适合于本专业流体力学教学改革进行了探讨。指出通过提高课堂教学效率、重视工程实践等策略,充分激发学生对本课程的学习兴趣,优化学习效果。 关键词:材料科学与工程专业;流体力学教学;实验教学 流体力学是一门研究流体的受力与运动规律的严密科学,是一门材料科学与工程专业中理论性和实践性都较强的专业基础课程。在流体力学的教学过程中,涉及到的数学公式很多,过程较为复杂。历年来,学生们普遍认为流体力学课程枯燥无味,难以学懂,兴趣不大,导致教学效果较差。分析材料科学与工程专业现状可知,目前,该课程体系教学中存在着较大弊端:一方面,太偏重于数学推导与公式的理解,忽视了课程理论的物理意义与工程应用的有效结合;另一方面,忽视了课程的基础作用,片面强调课程的专业性。为此,本文结合材料科学与工程专业的课程设置,对课程的教学环节进行了改革探索。课堂教学是提升学生认知的重要手段。笔者认为可以从以下几个方面来提高流体力学的教学质量。 一、优化教学内容 纵观材料科学与工程专业的流体力学课程体系,可将之分为基本理论知识、基本应用、实验部分、与其他学科的交叉内容、工程实际应用等方面。在教学过程中,笔者认为采用模块化教学方式能够达到较好的效果。所谓模块化教学是指根据学科或专业的不同需求选择学习内容,将每个内容或环节定义为模块。每个模块的目标明确,针对性强,而且学时数相对较少,容易提高学生的学习效率。当然,各个模块之间并不是孤立的,在教学实施过程中,模块是相对独立的,但从课程的整体架构上来说又是有机关联的,步步为营,内容丰富,难度螺旋式上升,使整个流体力学课程具有较强的系统性和完整性。目前,国内材料科学与工程专业的流体力学课程体系基本按照如下形式贯穿:流体静力学理想流体运动动力学实际流体运动:一元流体相似理论泵与风机。每部分的研究方法较为统一,所形成的体系由简到繁、由易到难,并且很容易实现模块化处理。例如在讲授流体运动学基础、动力学基础时,可以先从实际流体流动的基本方程入手,使学生在本门课程开始就接触到流体动力学的总的轮廓和最基本的理论方程,后面的理想流体动力学及一元流体动力学问题作为其特殊情况处理,将理想流体、一元流动的条件代入有关方程,即可得到理想流体、一元流动的动力学方程。建立的这种模块体系具有由一般到特殊的特点,条理清楚。这样一来,教师在讲完一般形式的方程组后再来讲具体一元流体动力学及理想流体动力学问题,就可略去大量的公式推导过程,节省了大量的课时,内容组织层次感较强,讲起来重点更突出,教学过程却相对简化。 二、更新教材结构 同时,考虑到材料科学与工程专业的特色与应用范畴,非常有必要对教材内容进行优化处理,根据材料科学与工程的课堂要求,淡化一些理论推导过程,以工程应用为根本。从学生的学习规律来看,一般学生刚学习课程的时候积极性和重视程度都比较高,在学习时花费时间较长,但随着课堂内容的推进,学生们的兴趣减弱,教学内容和教学方法的改革与优化势在必行。材料科学与工程专业的流体力学课程内容并不包括本领域的全部专业知识,主要讲授流体流动的基本原理与基本思路,并侧重于工程应用。因此,教材的选取要更具科学性,要根据专业特点和需要,结合学生兴趣与学习层次,有针对性地选取讲义,教材要更侧重于基本原理与基本公式的讲述与应用,做到简单易懂,实用性较强。 三、激发学习兴趣 在流体力学教学的开始,教师就应该紧紧抓住学生们的学习兴趣,在紧扣教学计划的基础上,以当前热点问题为引导,充分调动学生们的学习积极性。因此,在流体力学教学的过程中,如何将教学内容与工程实践相结合,与热点问题相结合,激发学生的学习兴趣是提升教学效果的重要措施之一。比如在给学生上绪论课的时候,可以通过一些生动的图片、视频、动画给学生形象地展示大自然与人类生活密切相关的流体力学现象,增强学生对流体力学的感性认识与兴趣,如汽车为什么要做成流线型的;高尔夫球为什么在表面有很多坑;火箭为什么能够上天;海岸为什么是弧形;战斗机为什么头部是尖的等。这些问题是日常生活中经常见到的,通过这些问题的设计与引导,可以让学生们知道本课程的主要学习目标是什么,能解决什么样的实际问题,让学生们带着疑问和兴趣去学习,效果将事半功倍。 四、改革教学手段 目前,流体力学教学过程中教学手段较为丰富,但仍以板书和多媒体教学两种方法为主。更多采用“多媒体为主,板书为辅”的方法。多媒体教学较为直观、形象,所传输的信息量巨大。同时,伴随着信息网络化大形势的进一步深化,网络电子资源更加丰富,这样大大缩短了教师们的备课时间。但这种方式也有不足之处,最主要表现在多媒体授课速度偏快,学生尚未形成知识结构体系就一带而过,课堂上考虑的时间不足,很难形成师生之间的互动。相对而言,板书备课时间较长,课堂上书写时间也较长,对于一些较难理解的内容,可以给学生们足够的思考空间,并在课堂上按照既定授课思路进行,这样能够涵盖较为琐碎的知识点,易于形成师生间的“一问一答”式的互动关系。因此,在流体力学授课过程中宜采用二者结合的方式,对于系统性较差的知识点来说采用多媒体方式,而对于重点、难点内容则主要采用板书的形式,真正做到对该知识点的侧重讲解,疏而不漏。只有这样才能使学生对课程既有充足的知识量,又有重点突出,进而提高学生的学习效率。 五、重视实验与工程教学 流体力学课是一门与工程实践结合紧密的学科。因此,在课程开展的过程中应该对实验课与工程教学进行重点关注。实验教学目前可以分为演示型和验证型,但教学方法单一,限制了学生分析问题、解决问题的能力;同时,由于长期以来实验教学从属于理论教学,实验教学与工程教学的课程建设与发展受到了严重制约。因此非常有必要对实验与工程教学进行改革来适应目前高校的培养模式。首先,实验与工程教学要注重同专业知识相结合。传统的实验教学较多适用于试验台环境下,是国家根据课程规划以及人才的知识结构需要设立的,这严重阻碍了学生们与工程实践的有效沟通,因此,可以针对学生所学专业逐步设立既符合本专业又具有工程背景的可操作性较强的实验项目,用以适应学生对专业领域知识的理解与创新需求。其次,有效利用高校科研优势,促进实验与工程教学的发展。以学科为依托,实现科研与教学互补,将科研成果引入实验教学,这样可以开阔学生视野,激发学生的创新思维。第三,实现基础实验与个性实验的互补。在基础实验训练的基础上,开展一些更具有研究性和综合性的实验,这样对理论知识的学习有一个较为有利的补充,同时也可以锻炼学生们实验设计、整体规划的能力,积极调动学生们的学习积极性。 材料科学与工程论文:基于材料科学与工程专业特色的课程设置方案实践与探讨 摘 要 针对材料科学与工程专业涵盖面广及交叉性、实践性和应用性强的特点,结合发达国家在专业课程设置方面的经验,提出模块化及有针对性地加强选修课、强化实践环节等课程设置思路,取得良好的教学效果。 关键词 课程设置;材料科学与工程专业;实践教学 1 引言 作为人类文明和社会进步的重要标志,材料科学技术在经济和社会发展中扮演着越来越重要的角色,并与能源、信息技术构成现代科技的三大支柱。高等学校材料科学与工程专业教育在肩负着为国家和社会培养材料类高级专业科技人才的历史使命的同时,也面临着材料科学技术迅猛发展带来的一系列问题和挑战[1]。在材料科学与工程专业高等教育快速发展的今天,探索出符合材料科学与工程专业特色的课程设置体系和方案,是材料科学与工程高等教育的重要任务和目标。本文在分析和总结材料科学与工程专业发展历程及特点的基础之上,提出了符合材料科学与工程专业特色的课程设置方案,为材料科学与工程专业高等教育和改革提供有益的尝试。 众所周知,虽然材料的使用和研究已有非常悠久的历史,但真正将“材料科学与工程”作为一个独立的专业和学科进行人才培养和教育还仅始于20世纪60年代[2]。我国材料科学与工程专业教育经历了由借鉴苏联模式进行严格的专业教育到逐渐学习欧美系统的学科教育的发展历程[3]。从新中国成立到20世纪90年代后期,我国已有144所高校设有材料类专业,涵盖的专业有硅酸盐工程、无机非金属材料、建筑材料、电子材料及元器件、钢铁冶金、有色冶金、粉末冶金、金属材料及热处理、腐蚀与防护、水泥、玻璃、陶瓷、高分子材料、高分子化工、塑料工程、橡胶工程、化学纤维、复合材料、材料物理、材料化学等20余个[4]。严格按照材料的专业方向进行人才培养的缺点是:专业划分过细,基础知识相对薄弱,毕业生就业面窄,工作适应能力差[5]。 为了克服上述缺点,教育部于1998年在“重基础、宽口径”的指导思想下,对材料类本科专业目录进行了调整,将上述20余个专业合并为冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料与工程、材料物理、材料化学等6个专业,并同时在一级学科专业目录材料科学与工程下进行招生[6]。目前我国设有材料类专业的各高等学校均在此次专业目录调整基础之上更新培养方案和教学内容,并结合自身学科的优势和特色、国家及地区经济发展需求等,确立自身的优势学科方向。截止2009年7月,我国具有材料类二级学科的普通高校已有415所,绝大多数“211工程”大学都设置了材料类专业,可以说我国材料科学与工程专业高等教育正处于蓬勃发展的关键时期[7]。 2 国内外高校材料科学与工程专业课程设置情况对比 目前,我国各高校材料科学与工程专业大多按照教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录》以及《普通高等学校本科专业设置规定》等文件的要求,构建了以公共基础课、专业基础课、专业课和选修课为主的模块化的课程设置体系[7]。其中,公共基础课(包括外语、数学、人文及社会科学、物理、化学等专业平台课程等)按材料科学与工程一级学科所必需的公共基础知识进行设置,约占全部课程的50%;专业基础课按材料科学与工程二级学科进行设置,占全部课程的20%~35%;专业课及选修课则按二级学科以及各高校设置的专业方向和办学特色进行设置,约占全部课程的15%~20%。 和上述我国材料科学与工程专业的课程设置方式相比,国外发达国家对材料专业的课程体系没有设置统一的规定,各高校可以根据自己的学科发展方向和特色等灵活地进行课程体系设置,并体现出特色鲜明、注重交叉学科人才的培养、课程设置涉及面广和突出实践能力培养等特点。 1)突出特色。国外各高校可以根据学科发展方向和特色有侧重地进行课程设置,如美国宾夕法尼亚大学材料科学与工程系在纳米材料和生物材料领域的研究工作相当出色,因此该校在本科生教学计划及课程设置中突出了纳米材料和生物材料等相关课程及最新研究进展。 2)注重交叉学科人才的培养。国外各知名高校大多设置了多层次的课程体系以满足不同学生对知识结构要求的差异,在培养计划中除设置材料学科的主要课程,还可以引导学生学习相关交叉学科的优秀课程,如生物学、化学、经济学、管理学等,从而为将来打算从事生物、医药、经济、法律、工商管理等领域工作的学生打下基础。 3)课程设置涉及面广。国外各高校均对理工科学生要求有相当的人文知识背景以及交叉学科的相关知识,很多学校都安排了大量的选修课供学生选修,特别是材料科学与相关学科以及社会科学的交叉课程,如与生物、医药、环境、电子工程、化学工程、土木工程等理工技术学科的交叉课程,以及与经济、法律、艺术、财务、管理等人文社会学科的交叉课程。 4)注重实践教学环节的设计和安排。如英国牛津大学材料系的课程设置,从一年级开始到四年级,每个学年均安排了工矿企业的参观或实习,二年级时就要求有6~8周的工业实习。同时,实验教学时间也非常充足,一年级每周有5~6小时的实验教学安排,二年级则安排了15~18小时的实验教学。另外,国外很多大学均安排了四年级两个学期的时间进行毕业设计或毕业论文撰写[8-10]。 3 材料科学与工程专业的特点及对应的课程设置思路 作为一个蓬勃发展的专业,材料科学与工程专业已表现出如下特点,并对课程体系设置改革带来了重要启示。 专业涵盖面广与模块化的课程设置 如上所述,材料科学与工程专业涵盖了冶金工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、材料物理和材料化学等6个二级学科,其中每一个二级学科又包含若干专业方向。学科涵盖范围广与专业教育的系统性要求材料科学与工程专业高等教育在贯彻教育部“重基础、宽口径”指导思想、强化基础理论知识学习的同时,也应考虑到各二级学科及专业方向的特色,使学生在拓宽知识面和就业口径的同时,也能完整、系统地掌握自身专业方向的理论体系和精髓,从而在苏联严格的专业教育模式和欧美系统的学科教育模式之间找到平衡点,解决目前材料科学与工程专业教育中存在的广度与深度之间的矛盾。 考虑到材料科学与工程专业教育中存在的上述矛盾,昆明理工大学从2004年开始对材料科学与工程专业培养方案进行改革和调整,不仅强化了公共基础课和学科基础课的基础地位,而且有针对性地提出了专业模块课的概念,即在夯实学科基础的同时,为满足各二级学科方向的特色、知识结构的系统性、完整性以及专业教育深度的要求,设置了金属材料工程、无机非金属材料工程等方向的模块课。通过模块课的设置,使学生能够系统掌握所学专业方向的知识结构和框架,深入地理解本专业方向的特点和精髓,从而在满足教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想的同时,也能够系统深入地掌握本专业的知识和技能,解决目前材料科学与工程专业教育中存在的学科涵盖范围广与专业特色教育系统性和深度之间的矛盾。 学科交叉性强与有针对性的选修课设置 材料科学与工程学科是一门涉及材料科学、物理学、化学、工程科学以及计算科学的综合性交叉学科,随着科学技术的进步和发展,各个学科之间相互渗透、交叉、复合的程度越来越深,分界线则越来越模糊,新的材料领域层出不穷并不断发展。材料科学与工程学科交叉性强的特点要求在进行课程设置时,应有针对性地在材料物理、材料化学、材料工程技术以及计算材料科学等领域开设相应课程,弥补由于学科交叉性强而带来的某些学科领域的空白,进而引导学生的兴趣,开阔学生的视野。 基于此,昆明理工大学材料科学与工程专业自2004年起就选择在相关教学和科研领域具有丰富实践经验的教师,有针对性地在材料科学与物理学、化学、计算科学、生物科学、能源科学技术等学科领域之间开设生物材料、能源材料、纳米材料、复合材料、计算材料学、材料物理、材料化学等选修课程,利用这些课程的开设填补材料科学与其他相关学科领域之间的空白,使学生掌握材料与其他学科交叉领域的知识,有目的地引导学生的学习兴趣,从而适应材料科学与工程学科交叉性强的特点。 实践性、应用性强及对应的培养方案改革 材料科学与工程专业同样是一门实践性、应用性很强的专业,只有材料科学的基础知识、基本理论在实践中得到灵活应用,才能体现出学科的真正价值,而且无论传统材料、新兴材料的生产、制备和整个使用过程,均和实际密切联系。因此,在本专业学生的整个培养过程中均应强调知识的灵活运用能力、动手能力、工程实践能力和创新能力的培养。 针对材料科学与工程学科实践性和应用性强并强调知识灵活运用的特点,昆明理工大学自2004年起即有针对性地对实践性教学环节进行了改革,降低了重复性、演示性实验教学环节的比例,提高了探索性、研究性实验教学环节的比例,充分调动学生的积极性、主动性,增强学生对专业的兴趣与学习热情,培养学生的科研方法及分析问题与解决问题的能力。在毕业设计论文改革环节中,积极引导学有余力的学生提前进入导师课题组,鼓励学生参与各类创新、创业大赛,并将其作为毕业设计成绩的一部分,从时间上、制度上保证了毕业设计的质量,使其成为学生灵活运用所学知识进行创新活动的重要环节。在学生实习环节,学院充分利用和挖掘一切资源,与一些科研院所、厂矿企业等合作,共同建立产学研实习基地,使其成为学生了解实际生产情况、综合运用所学知识的场所和日后顺利走向社会的桥梁与纽带。 4 课程设置方案实例 通过学习和借鉴国外大学在材料科学与工程专业课程设置方面的成功经验。与此同时,针对材料学科专业涵盖面广,交叉性、应用性和实践性强的特点,昆明理工大学自2004年起就结合上述学科特点,对材料科学与工程专业本科生培养方案进行了调整和改革,调整后的课程设置体系如表1所示。调整后的课程设置体系不仅符合教育部提出的“重基础、宽口径”的指导思想,而且通过专业模块课的设置较,好地体现了材料科学与工程学科各专业方向对专业教育系统性的要求,而有针对性的任选课的开设则很好地填补了材料学科与其他学科交叉领域的空白。除此之外,还对实践教学环节的形式进行了改革,在认识实习、生产实习和毕业设计环节中突出学生灵活运用知识解决实际问题的能力和创新能力的培养和提高。 5 课程设置方案改革效果 通过上述课程体系改革和实践,昆明理工大学材料科学与工程各专业方向本科毕业生综合素质显著改善,考取研究生比例和就业率均显著提高。根据近年来毕业生就业后的跟踪调查,用人单位普遍认为昆明理工大学材料科学与工程专业毕业生基础知识、专业技能扎实,适应能力、创新能力、分析解决问题的能力强。一批优秀毕业生已经成为国内高校、科研院所及企事业单位的业务骨干和中坚力量,受到了社会的高度评价。学生在参与各类科技创新竞赛中屡获佳绩,已获得获第六届中国青少年科技创新奖一项,第十一届全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖一项,云南省首届大学生“创业计划”大赛金奖一项。 在今后的教学改革和实践活动中,将继续密切结合材料科学与工程专业的特色,不断更新培养方案,为蓬勃发展的材料科学与工程专业高等教育做出新的贡献。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业创新人才培养模式下的专业课程体系构建 摘要:本文针对材料科学与工程专业课程体系建设中存在的问题,从自身实际出发,以专业优秀课程群、专题选修课群、工程实践课程群构建了应用复合型创新人才的课程体系,全方位培养学生创新能力。 关键词:材料科学与工程专业;培养模式;课程体系;创新人才 面对21世纪的挑战,如何加强学生创新能力的培养,已成为我国当前高等教育改革的重要课题。随着社会经济发展和科学进步的需要,多学科已交叉渗透到与材料制备、结构、性质和应用各个领域。在科学技术高速发展,各种材料不断创新涌现,产业化的背景下,材料科学与工程专业以“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”原则,深化改革“材料工程应用复合型专业创新人才”培养方案,突破专业个性培养模式的约束。精心设计课程体系是实施创新教育的关键,是培养具有创新能力人才的优秀环节,也是培养复合型人才的最有效途径之一。目前,“大材料”学科相互交叉渗透融合已成共识,专业课程却内容相对陈旧,逻辑和结构衔接不够紧密;设计性、综合性、创新性、开放性实验相对较少,支持专业培养目标的力度不够等问题日益凸显。在此背景下,本专业以材料的材料制备/加工、组织结构/成分、性能、应用四个要素及其相互关系为基础,构建专业优秀课程群、专题选修课群、工程实践课程群为基本框架的课程体系。 一、整合课程内容,构建专业优秀课程群 材料科学与工程专业培养计划从2007年开始,以全面系统的知识学习和综合思考能力培养为主,以材料制备/加工、组织结构/成分、性能及应用等四要素及其关系构成的材料学科共同基础知识作为重要的教学内容,构筑了“理论教学、实践教学、科学研究三个维度基本框架的新型课程教学体系”。目前,贵州大学材料科学与工程专业设置了“金属材料”、“材料压力加工”方向课程。为了满足“宽专业、厚基础、高素质、重实践、强能力”的培养目标,材料科学与工程专业按金属材料、材料压力加工二个方向的共同的或相近的学科基础、科学内涵、研究方法与研究设备,设计专业优秀课程群,体现“大材料”学科共同的知识体系。如《固态相变》与《热处理工艺学》整合成《热处理原理及工艺》,《材料分析方法》与《材料物理性能》整合成《材料现代研究方法》,融入CAD、Origin、Matlab等软件组建新《计算机在材料中的应用》课程等;构建6~8门具有基础性、系统性、发展性特点的“专业优秀课程群”(图1)。专业优秀课程群以材料科学基础作为主线,安排各门课的教学内容,既相互衔接、循序渐进,又各有侧重、特点突出。便于学生学习材料共性规律,掌握有关材料及其关系构成的材料学科共同基础知识。鼓励教师把科研项目涉及优秀课程相关的基础原理理论引入课堂教学,帮助学生树立完整、基本的知识观念,最大限度地拓展学生的知识结构,是培养应用复合型专业人才的重要组成部分。 二、设置专题选修课群,适应学生个性发展 加强理论基础同时,适当拓宽知识面,注重培养学生适应社会多样化、复杂化的能力。根据地方经济发展需求和学生个性发展,结合材料科学进展、专业教师科研特色,本专业在培养方案个性课程模块中设置“专题选修课程群”,让学生拓宽渠道获取更多学科专业知识,各得其所、各展其长,完善学生的知识结构系统,满足学生个性发展。学生根据其兴趣、未来发展、就业需要,自主选择相关课程。具体措施是:确定3~4个重点学术方向,每一方向下设置由3~4门课程组成的专题选修课程(图2)。学生可选择进入其中一个方向学习相关专业课程,使学生在熟悉共性知识基础上,掌握一种在国内处于领先水平的材料制备及组织控制技术。从而培养学生运用宽口径专业基础知识解决具体实际问题的应变能力和素质,提高学生适应知识经济社会的能力。 三、强化工程实践课程群,培养学生创新能力 实践课程是理论教学的延续。实践课程群主要包括《综合实验》、《认识实习》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业论文(设计)》及《综合素质拓展》等课程。为了进一步增加实验教学的综合性、研究性、设计性、先进性,对专题实验1、2、3内容进行整合,开设《综合实验》,强化学生创新能力和实践能力。专题实验1中验证性、演示性实验设计成综合性实验;专题实验3中引入3个教师科研项目创新性实验。鼓励学生积极参加国家数学建模比赛、省级节能减排设计研究、校级SRT计划等素质拓展活动,培养学生专业素质技能和实践创新的能力。校外实习基地涵盖材料制备—过程处理—组织观察—性能测试—应用的生产流程,可以满足各种实习教学的要求。引入电化教学等改革手段,学生能在短时间内吸收消化更多学科知识,掌握专业实习重点、难点,提高了实习质量。毕业论文采用“本科导师制”,选定基地技术人员或专业老师为导师,让学生提前进入导师课题组,熟悉设备操作,以不同的企业生产问题或科研课题内容加以培养创新能力。 从自身实际出发,材料科学与工程专业构建了应用复合型创新人才的课程体系。课程体系实施是一项系统工作,不可能一蹴而就,还需强化试验平台建设、教学改革、师资建设,课程评价体系等措施,才能确保其顺利实施和有效运行。 作者简介:张晓燕(1960-),女,贵州贵阳人,教授,材料工程系主任,研究方向:有色金属材料。 材料科学与工程论文:电化教学在材料科学与工程专业生产实习教学改革中的作用 摘要:本文针对材料科学与工程专业生产实习的实践教学现状,探讨电化教学在生产实习教学改革中的作用。实践表明,电化教学有助于激发学生的实习兴趣和积极性,启迪思维,拓宽知识视野,全面提高学生的综合素质,有力地提高实习教学质量,为生产实习教学改革注入新的活力。 关键词:电化教学;材料科学与工程专业;生产实习;改革;作用 贵州大学材料科学与工程专业生产实习教学是安排在学生学习《材料科学基础》、《热处理原理及工艺》等专业基础课程后进行。然而实习内容多,概念抽象,理论性强,理解困难,常常缺乏成分-结构-性能-用途相互之间的连贯性,综合分析能力欠缺。还有实习安全责任、设备老化、生产环境、经费不足、技术更新等诸多因素,往往使得实习难以深入开展,流于形式,很容易引发学生失落心理,缺乏专业兴趣。生产实习是培养学生工程意识、创新意识和工程实践能力的不可替代实践教学环节。电化教学具有知识表达的多样性、交互科学性、反馈性、以及教学管理的开放性、灵活性等突出的特点。在这种背景下,电化教学在生产实习教学迎来了创新式发展,必将对实践教学改革有着积极的作用。 一、运用电化学教学,激发学生的实习兴趣 兴趣是对客观事物选择的态度,是积极认识某种事物或参加某种活动的心理倾向,表现出高度集中的注意力和较强的求知欲。电化教学能创设生动、形象、直观、视听结合的教学环境,以其新颖性、多样性、生动性、趣味性易吸引住学生的注意力,激发学生的学习兴趣。精心筛选学院专业教师、企业校友研究成果简介和科研项目。以形象、直观、生动的“看图识知”方式向学生介绍材料在生产、生活、社会发展中的重要性。学生通过大信息、多角度的授课模式,感受到“材料与社会生活息息相关”,树立学好材料学科的决心和信心。学生观看本专业教师研制的新型GDL-1汽车齿轮、新型GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴、大型燃油退火炉等产品制备过程图像,了解材料制备、检测、使用过程须用的知识,深刻体会新材料可以推动社会经济文明发展,科技创新生活,明确自己将从事材料领域工作必有良好的专业基础,从而激发学生对材料学科的学习兴趣和求知欲,自觉地提高了学生对实习教学内容的重视。 二、利用电化学教学,增设实习教学内容,突出重点难点 电化学教学能克服实习环节时空的局限性,将图像、文字、声音、动画等信息有机融合,形象生动、直观突出重点、难点、疑点,注重物理、化学内容有机糅合,不断优化充实实习内容。实习电化教学按照成分-结构-性能-用途主线的科学性和逻辑性,将多学科零散的知识点连贯熔融起来,化静为动,化虚为实,化远为近,化抽象为直观,由表及内,深入浅出,解释疑惑。比如在贵阳某钢厂实习钢材的制备过程以及中航集团某公司表面处理车间的化学表面处理过程时,用电化教学讲解GDL-1汽车齿轮、GDL-2钎杆、EA4T高速重载列车车轴等材料冶炼、铸造、锻打、塑性变形、热处理/表面处理、检测、使用等程序。在对应的程序里巧妙地串联产品生产、检测设备以及使用过程中的操作步骤和方法,把虚构球形化原子间的物理化学作用机理融解于组织结构、性能演变、理论分析等重点、难点内容,让人一目了然。在较短实习时间内,电化教学提供大量无法从实习过程中直接获取的知识,多学科知识贴近材料实物的生产实践,解决传统实习教学无法讲清、难以理解的重点、难点内容,更加充分地、清晰地揭示材料生产过程的本质。学生在实习中发现材料生产问题,用抽象-具体-形象的思维加以分解,逐层展示,由易到难、突出重点、剖析难点,步步深入理解多学科的有机交融统一,拓宽渠道获取更多知识。 三、利用电化教学,提高实习教学质量 电化教学使微观世界宏观化,抽象内容具体形象化,活跃了实习教学气氛,增加了实习改革教学的感染力,提高了实习效果和质量。如模拟仿真软件,演示新型GDL钢材料制备-过程处理-组织观察-性能测试的生产过程,以虚构的球形化原子来展示微观运动的特点,演绎不同成分GDL钢材料冶炼-凝固相变、塑性形变、表面化学处理等过程中相应的组织、性能演变,来理解GDL钢不同的用途要求。抽象化生动,让学生清晰地认识、分析材料设计、制备、检测、使用全过程。以材料用途为目标,微观世界宏观化、具体形象化,学生能独立地步步深入,多角度综合分析选取材料以及生产过程,有利于巩固、吸纳相关学科知识,理解材料成分-组织-性能-用途内在联系,清晰地认识材料学科的整体性、复杂性以及关联性,树立了正确的材料学科观念,培养学生用辩证唯物主义的物质运动、变化、发展的观点,合理地、系统地、创新地解决问题的能力,有效地保证实习教学改革质量和效果,也为学生将来就业、工作增添了自信心和竞争力。 四、利用电化教学,全面提高学生的素质 电化教学可以有效地培养学生的综合素质。在实习电化教学过程中,齿轮、钎杆、高速重载列车车轴等典型材料成功生产案例,潜移默化塑造学生正确的人生观、价值观、世界观。典型材料成分-组织结构-性能-用途交替对应演示,强化学生唯物辩证的工程意识,激发学生的专业兴趣,主动积极地去获取交叉学科知识和发展智力,有力地培养了学生的观察能力、思维辩证能力、分析问题能力、解决问题能力和创新能力。在中航集团公司某热处理车间实习期间,以军工企业文化熏陶塑造人,6~8位学生一组的形式参与某液压泵零件热处理工艺培训教材的动漫插图比赛,全面训练了学生用脑、眼、手的基本技能。学生触发多种感官功能后,能持久保持学习兴趣,最大限度地调动实习教学的积极性。学生十分愿意接触学习现代先进技术和知识,调动了学习材料与计算机学科知识的主动性,求知欲热情高涨,激发了他们的想象力和创造力。学生间通力合作,充分发挥聪明才智,培养了学生的团队合作与竞争创新能力。 实习电化教学改革,有效地激发了学生的实践积极性,充分发挥其主动获知的精神。学生能在短时间内掌握专业实习重点、难点,加深理解材料学科的辩证统一内在联系本质,吸收消化更多学科知识,开阔视野,发展智力,提高了实习质量。反之,有力促进电化教学在实习教学改革中创新地发展。 作者简介:李远会(1976-),男,苗族,贵州遵义人,副教授,主要研究方向:材料表面改性。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业加强校外实习基地的建立与建设 摘要:大学生实践教学是高等教育的重要教学环节之一,是加强学生理论联系实际、培养学生综合素质与创新意识的重要途径,在人才培养中有着其他教学方式不可替代的特殊作用。实践教学基地是促进教学与生产相结合,理论与实践相结合,培养学生动手能力和综合应用能力的重要场所。因此,明确建立校外实践基地的原则和条件,加强校外实习基地的建设和管理是提高大学生实践能力,提高实践教学质量的重要保证。 关键词:实践教学;基地建立;建设;实践教学质量 实践教学是高等院校教学的重要组成部分,是树立学生工程意识,培养学生实践能力和创新能力,提高学生综合素质的重要环节。提高实践教学质量不仅是学校师生自己的事情,还与接收实习方即实践基地的自身条件和双方配合有直接的关系。所以根据不同的实习阶段,选择适宜的实习单位是非常重要的。但是,随着招生数量的增多,办学规模的扩大,实践教学基地建设工作依然存在着建设速度慢、管理不规范、与学校结合不稳定等诸多方面的问题。如何有效地解决这些问题,是我们进一步提高人才培养质量的关键。河南理工大学材料科学与工程专业从1995年招生以来,毕业生已有近七百人之多。从用人单位的反馈信息和历届毕业设计中反映的问题来看,部分毕业生的处理现场工程的能力欠缺,这说明我们的实践教学环节比较薄弱。材料科学与工程专业实践教学除了实验室教学和工科学生共有的金工实习之外,还有结合材料专业特点安排的专业实习,包括认识实习、生产实习和毕业实习,共十周。从目前的教学计划来看,实践教学时数已占有相当大的比例。从单纯增加实践教学时数来提高大学生实践能力是不现实的。因此,要提高大学生实践能力必须从构建优秀的创新实习基地和实践教学模式,加强实习基地建设,提高毕业生的社会竞争能力和适应能力,加强其实践能力的培养,全面提高毕业生的综合素质入手。 一、校外实习基地类型 根据校外教学实习基地的基本情况和材料专业的具体实习要求,将校外实习基地分为两种类型:即短期的校外实习基地和综合型校外实习基地。短期的校外实习基地主要安排学生教学参观实习和专业认识实习,这类基地一般技术含量较高,机械化自动化程度较高,企业效益、企业文化和环境都很好。大学生参观学习这类企业能提高专业印象,稳定专业思想,加强专业学习。综合型校外实习基地主要安排学生较长期的毕业实习,学生根据自己的专长、课题研究方向或就业进行选择。 二、校外教学实习基地的建立 结合材料专业专业自身的特点,以培养学生技术应用能力和提高专业素质为主线,以经济建设社会需求和学校发展目标为依托,以行业科技和社会发展的先进水平为标准与生产、建设、管理、服务第一线相一致,充分体现规范性、先进性和实效性,实现真实或仿真的环境,形成教学、科研、生产以及技能培训和鉴定等多功能并用的实践教学基地。形成多渠道、多模式的格局。 1.建立校外教学实习基地的基本原则和条件。(1)选择实习基地首先应该能满足我们的实习要求。企业应该具备比较完整的生产设备,生产工艺流程,一定数量的生产技术人员。即应具备足够的实力和规模。(2)在生产经营类型和资源、生态等方面有区域或行业代表性,有一定的生产、开发规模和较先进的技术、管理水平,基地建设和发展基础较好。(3)基地能够选派具有相应专业技术职务的指导教师对学生进行指导,并熟悉所实习专业培养计划和实纲。(4)基地建设坚持“就近”的原则,立足本区、本市,既便于开展工作,又有利于节约经费开支。(5)部门领导有远见,重视企业技术革新,尊重知识,尊重人才,重视教育。基地的领导重视实习基地的建设;要具备实习条件和管理环境;学生能有效地参与实践活动,顺利完成教学实习计划;能帮助解决实习学生所需的食宿、劳动保护和卫生等条件。(6)通过在实习基地的实习,获得运用专业文化知识与管理知识的实践技能;满足学生获取本专业的知识技能,建立起一个宽阔的知识基础和能力培养;培养学生观察、动手、思考的能力,并能在教学实习过程中体现出学生的创新能力与创新精神。(7)形成自己的实习基地特色,使学生了解本专业的工作性质和特点,增强职业适用性。(8)基地的建立应有利于促进产、学、研相结合,有利于促进学校与基地资源共享、互惠互利、共同发展。既能满足我校相关专业学生的实践教学需求,又具备科研成果转化与推广的条件,有同我校合作的积极性。 2.实习基地性质多样化、规模多样化、行业多样化。省内外有众多的同类工厂和相关单位,包括各种性质企业、生产品种、生产规模、技术水平和经营方式等具体情况,进行分类比较,选择性质多样化、规模多样化、行业多样化的各种实习基地。我们材料专业实习基地有生产电视电脑显像管显示屏的大型高科技上市企业——中国500强的安彩集团,有全国水泥行业的龙头企业海螺集团、山水集团,有国家大型二级企业转型的股份制企业——焦作花台陶瓷有限公司,还有近期迅速兴起的不定型耐火材料的个体企业——焦作振德窑业。实习基地性质多样化。从企业性质上有国企、外企、个企;从生产规模上有大型企业、中小型企业;从生产品种和产品类型上有传统材料、特种材料或新型材料。学生在不同性质的企业实习,从中可以感受不同的管理方法和经营模式。个体企业规模虽然较小,但管理模式简单高效,学生能感受个体企业的创建及发展,能激发可贵的创业精神。实习基地规模多样化,了解行业的存在状况,不能一味地追求国有大中型企业,不能只看到企业的亮点和兴奋点,不能只参观示范性的企业、高科技或上市企业,还应该看到那些处于困境中的企业,通过分析探讨企业发展和振兴之策,试着自己去栽树,获取培育发育缺陷的树,这比一味在别人的树下乘凉要好得多,激发学生的开拓创新。实习基地行业多样化。传统材料包括水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料、人工晶体等,为了增加就业面,拓宽知识面,利于专业课的学习,材料专业的认识实习和生产实习都要到这几个行业的工厂进行实习,实习的工厂种类多。 3.校外实习基地协议书的签订。校外实习基地共建双方有合作意向,在符合建立校外实习基地条件的基础上,经协商后可由学院与基地所在单位签订建立校外实习基地协议书。协议书应包括以下内容:(1)双方合作目的;(2)基地建设目标与受益范围;(3)双方权利和义务;(4)实习师生的住宿、学习、交通等安排;(5)协议合作年限;(6)其他。校外实习基地一定要签订协议书。因为协议书的正式签订对校企协作双方共尽责任和义务起到了共同约束的作用,实习的联系和实习安排都会比较顺利,有章可循,同时基地会安排专人负责实习事宜,不会出现敷衍了事的现象,为提高实习质量提供保障。 4.校外实习基地挂牌。校外实习基地按照要求,由学院与企业签订合作协议后,统一挂牌子,而且一定要把牌挂在厂门口最醒目的地方。因为实习基地协议书的签订是与企业管理层之间签订的协议,影响面比较小,各车间领导和工人不一定了解。正式挂牌之后,企业从领导阶层到每位职工都认可,从内心愿意配合学生的实习,会认真地讲解和手把手的教授。同时,企业也提升了自身形象,是校企双赢。 三、加强实习基地建设 1.完善管理制度,科学制定建设规划。为适应实习基地建设需要,学校将建立和健全各项实习基地建设的管理规定,使之科学化、制度化,确保实习基地建设的顺利开展。各学院要根据专业发展规划和专业特点及本单位的优势,制定本单位实习基地建设规划,明确实习基地建设的目标、内容、进程,同时明确实习基地建设负责人,有计划地开展工作。 2.巩固和加强对实习基地的建设。对于教育实习基地的建设应突出专业性,与学校教师教育类专业的建设保持一致。各学院要与实习基地学校一起研究建立和健全教育实习保障体系,使接受教育实习工作成为实习基地学校的日常工作之一。 3.聘请实习基地具有丰富实践经验的工程技术人员作为兼职实习指导教师。在学生进入实习车间前熟悉了解各种实习指导书,兼职指导教师具体介绍车间的生产工艺流程、工艺控制、设备的维护和操作等内容,使学生对实习装置有基本的了解,以利于学生的实习。 4.以焦作市为重点,有计划、有步骤地开展实习基地建设工作。充分利用学校的地缘优势和人力资源优势和社会各行业的优质校友资源,我院已建实习基地有焦作坚固水泥有限公司,焦作市华泰陶瓷,焦作咏春塑胶有限公司,焦作市振德窑业有限公司等等。材料科学与工程专业目前的实习基地主要在河南省,以焦作、济源、新乡为主,实习单位的种类主要有陶瓷、水泥、玻璃等传统材料生产单位,而且每个城市都是多种行业企业共存,不必花费大量的时间和资金在路程上。 5.政府对实习基地实行扶植,政策优惠。政府对承担实习任务的企业实行优惠政策,如贷款优先,新上项目优先,减免税收等优惠政策,以鼓励企业承担实习任务。 6.设立实习基地建设专项经费,加大对实习基地建设的投入。学校设立实习基地建设专项经费,各学院应从本单位的资金中拨出一定比例的经费用于实习基地建设。学校专项经费由教务处统一管理,各学院采用项目申报的形式,申请建设专项经费。主要用于资助双方共建项目,双方研究成果的奖励,实习基地建设工作表彰,联系、调研工作的旅差费和工作量补助,共建研讨、检查、总结等会议支出。 7.坚持“互惠互利、双向受益”的原则。学校利用基地条件安排学生实习,培养学生的实践能力和创新能力;基地则可借助学校的科研、师资力量加强生产、教学及人员培训等工作。学校优先向基地提供技术信息服务及先进的计算、实验、测试手段,帮助基地解决生产中的技术难题,积极承担实习基地委托的技术开发项目,并优先转让实习基地所需要的技术成果。 8.重视教师、特别是青年教师实践教学技能的培养和训练。院(系)应有计划、有目的地安排教师到实习基地进行锻炼,以提高教师的实践能力。学校派专人负责某个实习基地的建设工作 9.实施优秀实习基地评选制度。学校将根据实习基地发挥作用情况,定期对实习基地进行检查评估,对那些热情支持我校学生实习的单位和个人予以奖励,以促进我校校外实习基地的建设。 总之,实习基地的建立和建设应着眼于培养从事本专业相关领域必须具备的各方面的知识基础和能力的人才。实习基地的功能应该是学校与社会相结合的桥梁,是学生与社会相接触的实践训练基地,具有满足实习教学各个实践环节要求,具有激发学生创新思维、创新精神、创新能力,培育学生综合能力和综合素质的重要功能。 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业协同创新实践的探索与效果 摘要:首先分析了中原工学院材料科学与工程专业工程实践教育遇到的问题,结合超硬材料在河南省具有的区域优势特色,联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心,通过促进校企共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量等方面加强专业工程实践能力的探索,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 关键词:协同创新;材料科学与工程;工程实践 作者简介:张旺玺(1967-),男,河南淮阳人,中原工学院材料与化工学院院长,教授;彭竹琴(1964-),女,河南三门峡人,中原工学院材料与化工学院,副教授。(河南 郑州 450007) 一、专业发展背景及工程实践教育面临的主要问题 我国现有高等学校中有170多所大学设有材料科学与工程类本科专业330个(包括金属材料工程、无机非金属材料工程、高分子材料工程、复合材料工程、冶金工程、材料物理、材料化学等专业),各学校由于发展的历史不同形成了各自的特色,适应了社会发展对不同材料的人才需求,为国家培养了大量的材料科学与工程技术人才。[1]新材料是21世纪支柱产业或战略性新型产业之一,材料科学与工程学科不断快速发展与演化,新知识、新理论、新方法、新技术层出不穷,学科交叉日益深化。同时,随着社会经济的快速发展,高新技术产业急速发展,人民的生活质量日益提高,基础产业需要改造和不断升级,这些重大需求都对材料科学与工程专业人才培养提出了更高要求。 中原工学院是一所省属地方普通高等学校,长期具有明显的纺织机电行业特征。经过50多年的奋斗历程,现在已经发展成为以工为主、以纺织服装为特色,工、管、文、理、经、法、艺协调发展的教学型大学。为适应学校的规模发展和学科、专业建设的需要,学校于2002年设立了材料科学与工程本科专业。对于一个快速发展的省属地方高校来说,由于专业设立时间不长,资本投入不足,高层次人才匮乏,材料科学与工程专业发展面临很多问题,因此如何培养适应社会和科技发展需求的具有较强工程实践能力的高级应用型人才,成为目前最迫切需要解决的问题。[2] 教学过程中存在的影响工程实践能力提高的主要问题有:专业办学历史较短,校内实验教学条件不足;校外实习实践教学时间不充分、效果差;实践教学组织和管理不能满足工程实践能力培养目标的要求。 二、建立有区域优势特色的协同创新中心 2011年总书记在庆祝清华大学建校100周年大会上提出,要积极推动协同创新,通过机制创新和政策项目引导,鼓励高校同科研机构、企业开展深度合作,建立协同创新的战略联盟,促进资源共享。2012年教育部实施了以推进协同创新为优秀内容的“高等学校创新能力提升计划”,即“2011计划”。推进协同创新成为国家全面提升高等教育质量的重要战略举措。在这一背景下,中原工学院积极联合相关科研院所和行业知名企业等单位,建立了校级“超硬材料制品工程”协同创新中心。 选择超硬材料制品工程这一方向作为材料科学与工程学科的协同创新中心是基于如下考虑:中国是世界上超硬材料生产第一大国,占全球产量95%,而河南省是超硬材料大省,产量占全国的70%以上。河南省是全国唯一的“国家火炬计划超硬材料产业基地”、全国唯一的“超硬材料特色产业链”建设基地。目前河南省超硬材料产业已形成明显的产业链,专业化特点明显。郑州是我国超硬材料及制品产业的主要发源地和行业中心,是技术和人才的辐射源,是我国超硬材料的重要生产研发基地。根据服务于中原经济区建设的要求,作为一所地方高校,选择具有突出区域特色产业优势的超硬材料制品工程建设协同创新中心,通过建立协同创新联盟,真正促进政产学研用紧密协作,是实现人才培养工程实践能力快速有效提高的新要求。 三、通过协同创新提高工程实践能力的路径和效果 1.促进校企科学研究水平提升 作为一所地方高校,教师的科研活动受到实验室条件、仪器设备、研究经费和研究人员等多方面的制约,原创性、高层次的项目难以立项。为了完成学校对科研经费任务的考核,教师们主动到企业联系横向课题。材料与化工学院也有目的的组织教师到企业进行产学研合作、培育科研团队。通过产学研合作,以企业为主体,以市场为导向,教师有了科研项目、经费,研究的课题解决了企业的实际问题,双方受益形成了良性循环,不断扩大了双方合作的空间。 协同创新中心把企业同高校、研究机构结合起来,实现了单个主体所无法实现的组织目标和结果,类似于复合材料因为基体材料和增强材料的协同作用,使得复合材料的某些性能既优于其基体材料,又优于增强材料。企业同高校、研究机构协同创新的效率远远高于企业独立创新和模仿创新的效率,[3]尤其是通过协同创新中心建设的实施,协同创新联盟各方都感受到了实实在在的受益,效果显著。协同的本质是复杂系统中各子系统相互协同和作用,以实现单个主体所无法实现的组织目标和结果。如2011年由中原工学院提出,把与郑州华晶、郑州三磨所三方合作多年的“触媒法合成高品级金刚石关键设备与成套工艺技术开发”项目,联合申报国家科技进步奖,最后该成果获得了国家科技进步二等奖,对提升学校美誉度和企业创新能力及声誉具有重要影响。 2.促进共建科学研究平台建设 作为一所地方高校,设备投入和实验室条件都很有限。中原工学院通过实施协同创新,联合郑州三磨所、郑州华晶、中南杰特、河南富耐克等国内知名研究所和企业,申报共建了高档超硬材料工具河南省工程实验室、郑州市金刚石锯切工具工程技术研究中心。另外,还联合郑州博特硬质材料有限公司共建了郑州市超硬复合材料刀具工程研究中心。协同创新思想突破了传统线性、链式创新模式,呈现出非线性、多角色、开放性的多元主体互动协同特征。通过实验室共建,共享分析仪器和实验设备资源,促进了人员交流,提高了科研效率。 3.促进教师工程实践教学水平提高 在协同创新中心,学校与研究所、企业各方可以实现有条件的互相兼职和聘任。材料与化工学院根据政策,通过“博士服务团”、“企业博士后科研工作站”、“科技特派员”等多种形式选送教师到企业挂职锻炼。如材料与化工学院一教授通过与许昌恒源公司的合作,作为带头人建设了“基于发制品用途的化学纤维绿色工艺技术研究”河南省创新型科技团队。现在材料与化工学院大部分教师都有了在企业工作或兼职科研工作的亲身经历,学生感受到教师的授课不再空洞乏味,而是非常实际和富有兴趣,对提高材料科学与工程专业学生的工程实践教育教学质量具有较大影响。 4.促进创新人才培养模式优化 “协同创新”已经成为学校人才培养活动中的重要理念,并在教育实践中形成了一系列富有成效的人才培养模式。[4,5]通过协同创新使原本各单位独立的资源变成了创新联盟内共享的资源,一些潜在的能量得到了充分释放。形成的新机制和新体制为协同创新各方激发了无限生机与活力,对人才培养模式的影响尤其深刻。协同创新实施之前,按照传统的人才培养模式,理论教学和实验教学都在学校内进行,全部由高校教师授课,教学效果不理想,学生普遍感到枯燥乏味、不感兴趣;而需要到企业进行的认识实习、生产实习和毕业实习等实践教学环节,由于资金投入不足和企业不愿意接待等诸多难题,实习质量大打折扣,学生的实习环节基本上变成了“参观”,走马观花下来,学生受益很少。协同创新实施以后,学生可以根据个人爱好加入不同的科研兴趣小组和导师制教学团队,学生到企业“出入自由”,在科研中遇到的实际问题,可以及时在企业联络员的帮助和许可下到现场获得第一手资料与信息,随着参与时间的延长,学生很容易亲自动手进行操作。在课堂教学环节,聘任了企业技术人员和高层管理人员为学校兼职教授,可以给学生进行生动的具有丰富实践经验的教学,学生的兴趣明显提高,也收到了良好的教学效果。 5.促进学生工程实践能力提高 通过协同创新工作的不断深入,科研促进教学的效果极其明显。教师联合企业进行科学研究,把获得的成果有针对性的在教学过程中传授给学生,这种知识的传授不仅可以在理论课堂上进行,也可在科研兴趣小组的科研活动中进行;而同时学生在该科研创新活动中会发现很多问题,提出的问题也可反馈给教师。这种知识传授和学习的过程是一个双向激励的过程,双方通过互相影响和碰撞,教学效果和质量在潜移默化中快速提高。 学生在协同创新中心联盟单位内共享资源,教育活动的空间和时间都被扩大,在参与科研和实习创新活动中,不仅可以使用实验室、仪器和设备等硬件资源,同时还得到了研究所和企业技术人员及一线工人的亲身教育,对社会及企业对人才的真实需求有了实在的认识和了解,对学习目的和就业导向有了明确的方向。在研究生教育和本科生毕业论文环节聘任研究所和企业技术人员为指导教师或合作导师已成为常态。 在参与科研活动时,学生能亲临企业参与生产一线的科研课题,通过解决实际问题和获得一定的薪酬,不仅提高了兴趣,感受到了成功的快乐,还能在自己实实在在的科研活动中提高工程实践能力。通过接触和工作实践,学生毕业后能快速适应工作岗位,强化的工程实践能力将会在新的工作岗位上充分显现其效果,协同创新中心联盟企业对此也非常认可。 四、结语 国家实施协同创新战略的目的是把政产学研用具有不同功能的主体联合到一起,产生综合创新能力质变提升效应。中原工学院材料与化工学院结合超硬材料在河南省的区域优势特色,联合研究所和行业内知名企业建立了超硬材料制品工程协同创新中心,通过促进共建科学研究平台、提升科学研究水平、强化教师工程实践教学水平、革新创新人才培养模式和提高人才培养质量,获得了协同创新中心联盟单位的一致认同,大大强化了材料科学与工程专业工程实践能力的教育教学效果。 材料科学与工程论文:材料科学与工程类研究生培养质量保障机制探析 摘要:本文阐述了高校研究生教育质量保障机制的意义与重要性,并结合太原科技大学材料科学与工程这一特色学科的研究生教育质量保障的实际情况,分析了材料科学与工程类研究生教育质量保障存在的问题,并提出了改进和加强研究生培养质量保障的有效性对策。 关键词:材料科学与工程 研究生教育 质量保障 保障并提高研究生的培养质量,成为高校对国家、社会和学生应尽的责任。近年来,随着我国研究生教育规模的迅速扩大,研究生教育质量问题逐渐凸现出来。同时,时展与进步对培养创新型人才的要求与当前研究生创新能力严重不足的现实矛盾,也使得研究生教育管理人员和众多学者对研究生教育质量格外关注。但是在我国目前的研究生教育质量保障机制中,政府在质量评价和保障中发挥着主导性作用,而高校自身始终处于一种被动地位,这导致了“以评促改,以评促建,评建结合,重在建设”的质量评估原则没有得到充分体现,质量评价的重要功能也没有得到充分发挥。我校2008年经批准设立材料科学与工程一级学科硕士点,自承办研究生教育以来取得了长足的发展,实现了历史性的突破,但面对新的挑战,肩上的任务更加沉重。本文就如何构建材料科学与工程类研究生的培养质量保障机制,从切实可行的几个方面加以阐述。 一、研究生教育质量保障的概念与特征 质量保障(quality assurance,又称为“质量保证”),是管理学中的一个重要概念,在上世纪80年代中期首先由英国的教育部门引入到本国的高等教育管理领域,并由此兴起了一场教育质量保障运动。质量保障在管理学中的涵义是“质量管理中致力于对达到质量要求提供信任的部分”。质量保障并不是一般意义上的保证质量,而是具有特殊含义。它强调对用户负责,即为了使用户或者相关方能够相信组织的产品、过程和体系的质量能够满足规定的要求,必须提供充足的证据,以证明组织有足够的能力满足相应的质量要求。因此,质量保障是指为提供某实体达到质量要求的适当信赖程度,在质量体系内部实施的,并且按照需要进行证实的有策划的系统性活动。 高校研究生教育管理不同于企业管理,它具有自身的特殊性,而且学术界对教育质量保障体系的研究与理解也未形成共识。陈伟等人将高校内部研究生教育质量保障定义为:旨在提高研究生教育质量,并为有关人员提供质量证明和担保的全部政策和过程。因此,建立研究生教育质量保障体系的主要目的在两个方面:第一是向高等教育的利益关系人提供充分的质量证据,证明高校自身提供的产品与服务质量是值得信赖的,并由此增强利益关系人对研究生教育质量的信心;第二是促进教育质量的稳步。为了达到上述目的,需要通过一系列配套政策和过程的实施,以保证成功达到培养目标。已有文献对设立独立的质量保障机构、制定ISO教育质量标准、建立教育质量评价程序等配套政策和过程进行了报道。因此,“全过程管理”与“全员参与”是研究生教育质量保障体系建立的原则。全面质量管理是研究生教育质量保障机制建立的指导思想。构建一整套体现现代教育理念,适应当代科技进步与市场经济迅速发展所要求的研究生教育管理体系,有助于提高究生教育的整体质量。 二、材料科学与工程类研究生质量保障存在的问题 高校研究生教育属于国家事业,因此政府直接管理与调节其教育行为。研究生教育质量保障活动作为高等教育管理的重要组成部分,必须接受政府部门的直接领导。由于我国高校管理体制的局限性,研究生教育由校、院二级共同管理,而以二级学院管理为主。地方一般高校对于研究生招生相对很是被动,在教学质量、培养质量和制度建设等方面还存在不少问题亟待解决。因此,本文结合太原科技大学材料科学与工程这一特色学科的研究生教育质量保障的实际情况,指出材料科学与工程类研究生教育质量保障存在的问题,期待能为保障增强研究生教育质量提供新的思路。 1.高校没有明确的定位理念,质量保障意识缺乏。高校进行人才培养的前提是解决学校自身的定位问题和研究生教育质量观的问题。学校管理者关于学校的定位理念直接影响管理者发展研究生教育的决策理性、制度理性、管理理性和文化理性。进而对研究生培养质量产生巨大影响。首先,它影响到管理者决定发展本科教育、研究生教育等哪一层次作为学校发展的重点;第二,影响高校决策者决定把哪些学科门类作为本校的特色学科和新的学术增长点,即把哪些学科作为重点学科,并把其作为硕士或博士层次学科的优先发展对象;最后,影响高校管理者对于研究生教育质量文化的培育。目前全国有近200个材料类研究生招生单位,材料类研究生的培养和招生竞争激烈。一些学位授权点少的院校寻求更多的授权点,有硕士学位授权点的院校则追求博士学位授权点,似乎数量越多越好,层次越高越好,从而把学位授权点的数量和层次作为吸引高水平生源的一个硬件条件,这实际上偏离了研究生教育的本质,影响了研究生教育质量的提高。高校为了提高声誉,吸引更多学生,投入大量财力、物力、人力到国家重点学科、省级重点学科的资格争取上;投入到重点实验室和科学研究中心的建设上;把大量精力投入到教师科研立项、科研成果上和学校所能获得的荣誉上;而没有把研究生教育质量放到第一位。在研究生培养环节和管理环节都缺乏质量意识。 2.研究生教育质量评估主体单一。研究生教育质量评估是保障研究生教育质量的基本手段之一,在研究生教育质量保障体系中有举足轻重的地位。我国在“十五”和“十一五”期间,进一步制定和完善了研究生教育质量评估制度,逐步建立了科学的研究生教育质量评估机制和指标体系。目前,我国的研究生教育质量评估属于行政教育评价,其最突出的特点在于行政主管部门是唯一的评价主体,评价过程由政府部门主导,这样就造成了教育质量保障的重心过于向中央政府层面倾斜,而高校、市场与社会力量等保障主体可以发挥其自身保障能力的空间不大,自然也没有足够的积极性,因此高等学校只是被动的参加教育质量评估。教育行政对高校研究生培养过程干预过多,极大束缚了学校的自主发展,造成学校内部结构失调,严重影响了高校的办学效益与水平。 3.教育质量管理制度建设不健全。管理部门比较注重过程管理和目标管理,这是表面上的有序化管理。而实际情况是,管理文件出台后,管理人员就照章办事,缺乏对实时过程的监控和管理,缺乏灵活性。不能及时把握研究生教育的最新动态的问题,对于教育质量的保障实效性和及时性很薄弱。从管理队伍来看,由于研究生招生规模的不断扩大及培养类别的增多,管理工作非常繁重,而管理人员未能及时更新管理观念、缺乏管理艺术与创新能力,管理水平亟待提高。 同时,由于高等院校没有明确的定位理念,造成了个别高校对自身的培养目标、培养方案、学科发展等一系列问题的认识相对模糊,研究生教育质量得不到切实保障。材料科学与工程作为一类紧跟当代科技进步与发展的学科门类,在其研究生培养的课程体系中,研究生的课程内容显得陈旧,前沿性不足。不能反映本学科最新研究成果,不能及时跟上经济建设和社会发展更新的步伐。在课程结构上,专业课与公共基础课之间的关系问题一直是棘手问题。以太原科技大学为例,要求硕士研究生毕业之前通过大学英语六级考试,学生不得不将很多精力投入到英语课和英语等级考试上,专业课就相对被忽视。而且公共课占培养方案中总课程很大的比例。根据太原科技大学材料科学与工程一级学科硕士研究生课程设置,最低要求学生修满26学分,其中公共课就占到了11学分。另外,在专业课程的教学方式上,仍以授课方式为主,小组讨论、辩论、沙龙等体验式教学方式运用较少,有时甚至沦于形式,很难启发学生的思考能力和培养学生的创新能力。 4.校企合作缺乏应有的措施保障。材料科学与工程专业要求学生具有独立开展有关材料合成、材料结构性能研究、材料制备与加工、材料改性与应用等方面的科学技术研发能力,具有较好的管理工作的能力。因此,本学科具有很强的工程应用背景,而且随着研究生招生规模的扩大以及培养模式的多样化,走“校企合作、工学结合”之路是研究生教育发展的必然要求。研究生教育的发展需要企业的深度参与,可以说,企业参与硕士研究生教育的程度决定了研究生教育是否能真正承担起为社会培养高素质的生产、管理和服务一线的技术技能型人才的教育使命。但是,目前校企合作缺乏长效机制,不少企业没有认清自身在研究生培养环节中担当角色的重要性,企业也没有过高的积极性。理论上讲,企业会由于参与研究生教育而更好地促进自身的发展,但在现实中,由于存在政府、企业、学校、学生等多重主体、多方力量,在利益的博弈过程中,企业倾向于将参与人才培养的成本和风险转嫁至其他企业。所以,需要有相应的约束机制来督促和规范企业的参与行为。 三、材料科学与工程硕士研究生培养质量保障的有效性策略 1.转变政府教育管理职能。着研究生教育体制改革的深化,政府自上而下对教学活动的控制职能逐渐弱化,转而通过政策、评估、制订教学质量标准等方式对高校进行教学质量管理。在实践中,政府部门应通过制度创新完善管理研究生教育质量的相关职能,从直接性、事务性的管理转变为间接性、宏观性的管理。并通过立法及制定教学质量标准来指导、统筹、协调、检查和监督教育质量。政府应进一步扩大高校办学自主权,增大研究生教育的投入力度,在经费拨款方面向办学质量高、办学特色明显的培养单位倾斜,适时建立绩效拨款制度等,采用竞争手段和淘汰机制有效配置稀缺教育资源。 2.支持社会组织和用人单位参与教育质量评估与保障。在研究生教育质量保障的实践中,应该鼓励和支持社会团体、工商业界代表和毕业生代表等多元主体参与教育质量评估与保障,将各方利益人的意见纳入到实践中来,这样做有助于使教育产品满足社会多方面的要求,同时形成校外机构共同监督教育质量的良好氛围。为了提高研究生教育的国际竞争力,还可以考虑吸收国际教育专家参与到评估过程,例如荷兰等西欧国家正积极推进高等教育认证制度的国际多元化,促进国际交流达成一致。研究生教育的根本任务是向社会输送高层次人才,用人单位对研究生教育质量的高低具有评价权。因此,高校要从需求的角度重视用人单位对毕业生的监控与评价意见,并建立起常态化、规范化、全面化的机制,使之能收集、分析和处理用人单位对学生评价的反馈信息,形成完善的研究生情况追踪和定期反馈机制。 3.强化教育质量保障意识,营造良好质量保障氛围。政府主管部门和高校共同通过宣传和引导、激励等机制,宣传教育质量保障的重要性,奖励在教育质量保障方面有成就的集体与个人,以此营造良好的教育质量保障氛围,使管理者、教育者、受教育者认识到研究生教育质量是学校的“生命线”。只有当教育质量成为所有参与主体共同信奉的优秀价值,成为所有主体的内在追求时,才能增强个人工作的自觉性。例如太原科技大学为了强化研究生质量保障意识,出台了《太原科技大学研究生教学督导管理办法》、《太原科技大学研究生课程教学网络评价办法》等规章制度,实施教学质量评价,加强对研究生培养过程的监控和指导。围绕拔尖创新人才的培养目标设立科学合理的评价指标,对研究生教学的课程结构、内容、课程教学、教学管理等培养过程进行规范,建立了研究生评价、第三方督导、学院及学校考核的教学质量监督和评价体系。 4.加强全过程质量监控与管理。在管理学中,全面质量管理(即TQM)是指一个组织以质量为中心,以全员参与为基础,目的在于通过顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。在全面质量管理中,质量这个概念和全部管理目标的实现有关。因此,将TQM管理理念引入到研究生培养质量保障体系中,学校应树立全面的质量观,进行全方位、全过程的质量监控与管理。在实际管理工作中,学校要坚持统筹考虑输入、培养、输出等各个环节,将质量意识贯穿到招生、培养、学位论文、学位授予等研究生培养的全过程,让所有涉及到研究生培养的主体和学生本人都积极参与到研究生培养的各个环节,实现教育质量的提高和学校的可持续发展。例如,太原科技大学材料科学与工程学院形成了学院、研究所、系三级教学质量监控系统,研究生学院起全程监督作用,在这样一个全方位、多层次的闭合管理体系中,研究生的科研能力和教学质量都得到了大幅度的提高。 材料科学与工程论文:按材料科学与工程一级学科构建人才培养体系的思考 摘要:在分析总结国内外材料科学与工程专业人才培养模式演变规律的基础上,针对所设定的人才培养目标,构建与之相适应的课程教学体系和实践教学体系,以培养素质全面、创新能力突出的综合性专业人才。 关键词:人才培养;材料科学与工程;教学改革 材料是人类文明与社会进步的物质基础与先导,是实施可持续发展战略的关键;材料技术是现代高科技与新经济的三大重要组成部分,在以高科技为主要特征的知识经济时代,世界各国在产业政策、科学研究、教育与人才培养等方面都给予了材料科学重点支持、优先发展的政策。随着我国社会经济和科学技术的发展,对材料科学与工程专业人才的知识结构与实践能力提出新的要求,因此,高校材料科学与工程专业人才培养方案需要作出相应的调整,以满足社会经济发展对材料科学与工程专业人才的需求。如何构建满足社会经济发展需求的材料科学与工程专业人才培养体系成为当务之急。 一、材料科学与工程专业人才培养的演变 材料科学与工程教学始于1865年美国Columbia University、英国Sheffield University、Emperical Mining College等设立的矿冶专业,侧重于炼钢、铸铁、冶炼工艺等方面教学,以金属材料为主。20世纪40年代后为适应非金属材料的发展需要,Birmingham、Cambridge等大学开始组建冶金与材料专业,并在教学计划中加入了“广泛材料”基础理论及非金属材料课程。80年代后[1],欧美等国逐渐将材料类人才培养模式统一到材料科学与工程一级学科上来。 新中国成立前,中国的材料教育主要是培养矿冶人才,这一时期材料学科教育的突出特点是不划分专业,教学内容包括采矿、选矿、冶金、材料等内容,是一种宽领域培养模式[2]。新中国成立以后,由于经济建设的需要,按照苏联的培养模式与教学体系,我国的材料教育先后开设了金相、轧钢、金属材料热处理、腐蚀与防护、有色金属冶金及热处理、有色金属及其合金压力加工、粉末冶金物化、高分子材料(含复合材料)等十几个专业[3]。随着经济、社会和科学的发展,材料科学与材料工程之间的界线开始模糊,几大材料之间有了更多的内在联系和共性。复合材料、陶瓷材料、功能材料等新材料的出现和广泛应用,计算机等先进技术的快速推广,都使各方面的创新更加强调基础及横向与纵向的联系。实际上,各类学科越来越相互交叉、渗透、借鉴和移植,从应用上来说,越来越大规模的相互替用、组合已成为客观事实。 面对国际材料科学技术飞速发展、高新技术发展对材料科学与工程人才培养需求的变化、国外材料科学与工程教育的改革,我国材料科学与工程教育改革迅速发展,几乎全国所有设有材料专业的院校均已不同程度地参与了材料科学与工程教育改革,借鉴欧美诸国材料科学与工程教育模式与体系,培养模式由“专业培养”向“学科培养”发展,从狭窄的专业教育向全面的素质教育转变,从钻研狭窄的单科教育向建立工程意识教育转变;同时,吸收欧美国家的“材料学科共同基础知识”作为重要的教学内容,课程设置从学科式课程向整合式课程转变,专业课程从中心地位向载体地位转变,课程内容从以学科发展为中心向以培养学生为中心转变[4,5]。总体来说,我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,向其他专业甚至其他一级学科渗透,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为必然的趋势。 二、人才培养目标设定 材料科学与工程专业本科人才培养的总目标是培养具有优良的思想政治素质、扎实的科学文化基础、良好的身体心理素质,在材料科学与工程学科及相关专业领域比较系统地掌握基础理论、基本知识、基本技能,能够从事材料科学与工程领域的技术研发、装备使用与维护以及管理工作的专业技术人才。 在思想政治方面,要求掌握马克思主义基本原理和相关的人文社会科学知识;具有必备的政治行为和道德行为能力;政治立场坚定,法纪意识牢固,思想品行端正。 在科学文化方面,要求比较系统地掌握自然科学基本理论和公共工具课程知识;具有较强的思维能力、实践能力、表达能力、交往合作能力和获取知识能力;具备良好的科学素养和文化修养。 在专业业务方面,要求系统掌握材料科学与工程基础理论和实验技能;掌握一定的化学、电工、电子、计算机、力学等方面的知识;初步具备从事材料工程及其它相关专业的科学研究、技术开发、工程设计等的实际工作能力;具备较好的专业素养和较强的创新精神。掌握一门外语,能够较熟练地查阅专业外文文献,初步具备应用外语进行交流的能力。 在身体心理方面,要求掌握体育运动的一般知识和心理学的基本知识;具有体育运动的基本技能、良好的心理适应能力;具备良好的健康意识、强健的体魄和健康的心理。 图1课程体系结构图 三、课程教学体系设置 针对人才培养目标设置课程体系,所有课程按照培养阶段分为公共基础课程、学科基础课程和专业课程3个层次,按照修读要求分为必修课程、选修课程、自修课程和讲座课程4种类别。课程体系结构如图1所示: 公共基础课程由政治理论、人文社科与自然科学系列课程组成,约占总课程教学学时数的60%。政治理论系列课程涵盖马列理论、思想道德修养、历史、社会主义理论等,主要培养学生的价值观和方法论;人文社科系列课程由外语、文学、心理学等组成,主要培养学生的外语应用能力与文学修养;自然科学系列课程涵盖数学、物理、生物等,主要培养学员科学方法和思维。 学科基础课程与专业课程主要培养学生的学科基础、工程素养、技能与方法,服务业务岗位的需要,约占总课程教学学时数的40%。学科基础课程可区分为大类(或相关)学科基础课程(电子与计算机系列、力学系列)和专业学科基础课程(化学系列、材料科学系列),其中大类学科基础课程由电工与电路基础、模拟电子技术、自动控制原理、计算机程序设计、计算机硬件技术基础、工程力学等课程组成,主要培养学生掌握相关学科基础理论,拓宽知识面,适应未来岗位转换的需要;专业学科基础课程由无机化学、物理化学、有机化学、高分子化学及物理、材料科学基础、复合材料原理等课程组成,课程设置跨化学与材料两个一级学科,强调化学与材料学科的交叉。 专业课程从材料体系、工艺、性能与分析四个方面组织课程教学,主要包括工程材料学、功能材料学、先进复合材料概论、材料力学性能、材料物理性能、材料工艺学、材料研究方法、材料失效分析等课程,主要培养学生材料的合成与制备、成型与加工、成分与结构分析表征等专业知识与基本技能,了解材料学科发展前沿、趋势及其在装备中的应用。 三、实践教学体系构建 材料科学与工程属于基础学科,但又具有极强的工程实践性,因此,在构建人才培养体系时,既要突出其基础学科的属性,同时要重视工程实践能力的培养。在人才培养体系中,除公共基础课程所涉及的课程实验外,整个专业教学实践环节包括专业实验课程、工程实践与毕业论文。工程实践集中安排在实习工厂进行,一般为2~3周,主要是强化学生对工程实际的认识;毕业论文是学生对学科基础与专业知识的综合运用,安排在第8学期进行。 材料科学与工程专业实验课程教学贯穿整个专业课程学习,其主要目的是通过科学、合理、规范的实验教学体系,培养学生的专业实验技能与动手能力,进而提高学生创新意识和创新能力。实验课程教学区分为3个层次,即基础型实验、综合设计型实验与研究创新型实验,如表1所示。 基础型实验由3门实验课程构成,强调学生材料科学与工程基本知识和基本技能培养。通过将材料科学与工程实验基本操作、实验基本技能的培养与对应的理论课程的衔接,使两者相辅相承,互相促进;通过将材料科学与工程基本操作、基本技能的培养与实际应用相衔接,做到学以致用。 综合设计型实验开设1门实验课程,属于大材料科学与工程意义下不同实验课程之间的大综合。该平台的实验,从制备加工方法训练到性能测试分析和组织结构表征的深化,培养学生的科研能力与工程意识。 研究创新型实验开设1门课程,由多个模块组成,学员选修其中一个模块,实行导师制。目的是让学生在学习了基础性实验和综合性实验后可以自主设计、自主创新地进行新的实验。逐步建立起学生自主学习为中心的实验教学模式,形成自主式、合作式、研究式为主的学习方式。 四、结束语 我国高校材料教育正在不断打破旧的专业范围的约束,按材料科学与工程一级学科来构建人才培养体系已经成为发展趋势。本文针对设定的材料科学与工程专业人才培养目标,科学合理地设置课程教学体系与实践教学体系,体现出重基础、宽口径,注重实践和创新的特色,较好地满足了全面素质教育的要求。但人才培养的改革是一项长期的工作,需要持续不断地创新与实践,才能永保人才培养方案的科学性与时代性。 材料科学与工程论文:洛阳理工学院材料科学与工程系往届毕业生职业意识跟踪调查 摘要:通过对洛阳理工学院材料科学与工程系2007~2009届900名往届毕业生的职业意识进行问卷调查、电话访谈,对毕业生“跳槽”较多的用人单位进行实地考察等方式,分析了材料专业类往届毕业生的职业意识现状,并将发展较好的毕业生与普通毕业生的职业意识进行对比,初步了解往届毕业生职业意识中存在的问题,旨在为进一步研究影响大学生职业意识的因素,制定提高大学生职业意识的对策提供可靠的理论依据。 关键词:洛阳理工学院;材料科学与工程系;2007~2009毕业生;职业意识;现状 据我国教育部的资料,2011年,全国高校大学毕业生人数将达到760万左右,创历史新高。同时,大学毕业生待业人数也将逐年增长。2011年,全国高校往届加应届毕业生待业人数将达到400万左右。可见,大学生“就业难”已成为一个不争的事实。但同时,在就业难的严峻形势下,大学生毁约、“跳槽”的比例也居高不下。 材料行业在我国国民经济中占有很大比例,因此,材料专业类大学生能否很好地就业、工作和发展将直接影响我国经济和社会的发展。为此,笔者对洛阳理工学院材料科学与工程系在校生的职业意识进行了研究,同时,对2007~2009届往届毕业生的职业意识进行了跟踪调查,初步了解到材料类专业往届毕业生的职业意识现状以及存在问题,目的是为研究影响大学生职业意识的因素,制定提高大学生职业意识的对策提供可靠的理论依据。 研究方法 通过E-mail或外调函发放调查问卷,对已经参加工作的2007~2009届材料工程技术、高分子材料应用技术和复合材料应用技术三个专业的毕业生共900人(每届每个专业分别以班为单位进行调查,调查人数100人)进行了跟踪调查,发放问卷900份,回收问卷900份,问卷有效率为100%。 分别对2007~2009届材料工程技术、高分子材料应用技术和复合材料应用技术专业各随机抽取了30名毕业生(共270人)以“材料专业类毕业生校友访谈录”的形式进行了电话回访。 对学生“跳槽”、违约、毁约比例较高的用人单位进行了电话采访和实地考察,同时,对与我院材料专业类大学生签约较多的用人单位进行了“企业用人标准和大学生职业意识的关系”问卷调查,发放问卷300份,回收问卷300份,问卷有效率为100%。 研究的结果 (一)材料专业类已就业大学生的“跳槽”情况 “跳槽”率高 从表1可以看出,材料专业类毕业生“跳槽”相当频繁,半年至两年内“跳槽”比例增长较快。就业半年内约有三成学生“跳槽”,就业三年内有约80%的学生“跳槽”,其中,有为数不少的学生“跳槽”不止一次。另外,部分学生毕业后到单位不到一个月,甚至还没有进入工作岗位,就以“不适合自己”或“与上一个单位没有多大区别”等理由将单位否定了。 “跳槽”速度快 由表2可知,44.4%的用人单位表示大学生到单位后,发现报酬、福利、环境等与自己的想法不一致时,半年之后就会选择“跳槽”;38.9%的用人单位表示大学生在进入单位一年之后会选择离开,说明半年到一年期间是毕业生“跳槽”的高峰期和浮躁期。 (二)材料专业类已就业大学生的职业意识现状 职业定位高 在对270名已就业的往届毕业生进行的“材料专业类毕业生校友访谈录”的电话调查中发现,毕业生对自己所从事的职业期望仍很高。对“您最终会给自己什么样的定位?”的调查结果是,有约三成的毕业生给自己的职业定位是公司领导;约35%的毕业生给自己的定位是高级工程师。 过分看中待遇 在回答“什么样的工作条件会让您稳定下来”的问题时,有90%的毕业生提到:首先要有合适的工资待遇,其次是能够实现自己的价值,再次是工作时间为每周5天,每天8小时。 对所在单位满意度低 对“您对现在的工作是否满意,哪些地方满意,哪些地方不满意”的调查结果是,回答“满意”的占10.8%;回答“基本满意,还凑合”的占41.2%;有30.6%的毕业生表示对现在的工作不太满意;有17.4%的学生表示对现在的工作不满意,正在寻找其他单位。 认为“跳槽”有利也有弊 对“您认为频繁换工作利大于弊还是弊大于利”的调查结果是,约10%的学生回答“利大于弊”;10%的学生回答“弊大于利”;80%的学生没有正面回答这个问题,但大都认为有利也有弊。大部分学生认为只有通过换工作,才能知道什么是自己喜欢、感兴趣的职业,什么职业适合自己。 (三)发展较好的毕业生与普通毕业生的职业意识对比 通过对2007届300个毕业生进行“材料专业类毕业生校友访谈录”调查后发现,这300个毕业生中发展相对较好的大约有30人,笔者对这30名毕业生的访谈资料进行了分析。 “跳槽”率低 从调查结果看,这30名毕业生中有“跳槽”经历的仅有6人,其中,有一人“跳槽”两次,“跳槽”比例约为23.3%,远远低于我院材料专业类毕业生约80%的“跳槽”比例。 对所从事工作的满意度较高 在对“您对现在的工作是否满意,哪些方面满意,哪些方面不满意”的调查统计结果发现,有12人(占40%)表示对现在的工作满意;有15个人(占50%)表示基本满意;有2人(占6.7%)表示不太满意,要等一段时间再看;仅有1人(占3.3%)表示不满意,准备改换工作。 看重发展空间 对工作不满意的学生提的较多是发展空间小,单位前景不好;因为工资低对单位不满意的比例相对较少;部分学生表示,趁年轻学到真正的知识,拓展自己以后的发展空间是关键。 存在问题 个人主义倾向严重 在材料专业类往届毕业生“跳槽”的人当中,有85%将“待遇好”作为就业的首选标准;约50%的学生表示,如有单位“条件好、待遇高”,他们会随时“跳槽”;85%的高分子材料应用技术和复合材料加工与应用技术专业的学生表示,如果用人单位的条件合适,他们愿意放弃所学的专业。可见,材料专业类往届毕业生在就业过程中主要强调自我因素而非社会因素。 职业意识仍不成熟 材料专业类往届毕业生的职业意识仍不成熟,普遍存在从众、攀比、求全等心理。部分学生“跳槽”是因为了解到同班或同宿舍的学生比自己工资高,从事的工作比自己环境好,心理不平衡。另外,材料专业类往届毕业生普遍没有对自己进行过深入的分析,不知道自己的兴趣爱好、性格特点和自己的价值观等等,于是导致职业意识不稳定,频繁“跳槽”。 职业情感严重缺乏 材料专业类往届毕业生严重缺乏职业情感。从2007~2009届900名往届毕业生的调查问卷分析结果可知,从事材料行业工作的毕业生占34%,从事与材料相关专业工作的占22%,其余44%的学生从事的工作都与材料无关。 职业道德滑坡严重 对往届毕业生的应聘材料进行随机抽查发现,大部分毕业生的求职材料都经过了人为的包装。约45%的毕业生在求职材料中写到自己是中共党员,曾担任学生干部,多次获得“优秀学生奖学金”,而这些学生在校期间大多没有获得过这些荣誉;另外,约30%的毕业生通过电脑软件修改在校期间的考试成绩;有的毕业生在工作期间专业技能、工作经验并没有得到多大提高,却把自己包装成有经验的“工作者”等等,职业道德滑坡严重。 职业目标缺失 材料专业类往届毕业生职业目标缺失严重,对自己的职业发展考虑不多,没有计划,对职业的报酬、福利、地位等实际利益的考虑多于对个人事业长远发展和对社会贡献的考虑。 作者简介: 袁霄梅(1980—),女,硕士,洛阳理工学院材料科学与工程系讲师,主要从事学生管理和大学生就业指导方面的教学与研究。(本栏责任编辑:王恒) 材料科学与工程论文:材料科学与工程专业综合性实验的PBL教学 摘要:PBL是以问题为优秀,让学生围绕问题展开知识建构过程,藉此过程使学生发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力的教学模式,正越来越多地被各学科的教学所重视。问题的设置是教学中最关键的环节,本文给出了材料专业二维材料合成制备及性能测试综合性实验的问题设置,阐述了问题的解决过程与知识建构的联系。 关键词:材料科学与工程专业;综合性实验;PBL教学; PBL是以问题为优秀,让学生围绕问题展开知识建构的过程,藉此过程使学生发展高层次的思维技能、解决问题能力及自主学习能力的教学模式[1],正越来越多地被各学科的教学所重视,但其应用还存在许多问题。笔者曾撰文对该教学模式在材料科学与工程专业实验教学中的适用性进行了陈述,也讨论了在材料科学与工程专业实验教学中应用该教学模式需要研究的问题[2,3]。其中,问题的设置是教学中最关键的环节,也是非常需要研究的课题。本文给出材料科学与工程专业二维材料合成制备及性能测试综合性实验的问题设置,阐述了问题的解决过程与知识建构的关系,以明晰问题设置的合理性。PBL教学模式中问题的设置原则主要是:设置的问题既要与生活中真实情景有一定联系,又要使学生能激活或引出所学的概念原理,问题还要有一定的复杂性、动态性,包含多个概念及相互作用。好的问题还能随着问题的解决的同时自然地给学生提供反馈,让他们很好地对知识、学习策略进行评价,并能促进他们的预测和判断。根据以上原则,将材料科学与工程专业实验教学中的材料合成与制备部分和材料的性能测试部分综合起来,设计综合的专业实验。由于通常按材料的维度来划分材料科学与工程专业的实验教学体系,因此设计了二维材料的合成、制备与性能测试实验,将实验的问题设置为:在某种基片上用指定的材料和指定的方法制备出均匀致密的、具有一定性能指标的膜。 一、问题的情景 教师在启动这个问题时,需要把问题与生活中真实情景的联系明确化,如选择手表大小的便携式薄膜发光器件中的发光层或载流子注入层作为问题的载体或依托。这些器件是生活中常见和常用的,构造和发光原理等背景知识可以利用具体的器件进行非常具体明确的讲解,讲解不必非常深入,但器件中的膜所存在或需要解决的问题要讲解得非常具体,制膜达到的指标也要明确,要使学生在已有知识基础上感觉非常容易理解,能快速对目标形成统一认识,并激发学生解决问题的兴趣。指定基片和材料的种类以及制膜的方法,既是处于真实情景的需要,也是出于教学资源配置及学时数限制的考虑。如果不做限定,这个问题实质上会演变成基于项目的学习过程,工作量会过大而无法实施。但教师应该在启动问题时清楚地告知学生基片、材料种类和制膜方法选择的原因。制得符合要求的膜是实验教学顺利实施的关键。基片的处理工艺、膜材料的合成工艺和制膜的工艺参数都将明显地影响膜的质量,没有唯一正确的合成及制膜工艺参数的选择,因此评价的标准也不是单一的。但教师应该针对具体器件的要求设定具体的膜质量指标,以便学生顺利的内化问题和对问题解决的结果进行评价。 二、问题的复杂性与动态性 围绕以上问题的解决,需要涉及多个概念、原理及相互作用:学生需要从了解膜发光器件的构造及发光原理开始,了解所制备的膜在器件中所起的作用、膜的制备方法及性能表征手段、膜质量的评价方法等问题。随着学生的问题内化过程的进行,新的问题自然而然被引发出来,而且问题是多方面的、变化的:为制备出高质量的膜如何选择膜材料的合成方法、如何得到最佳的合成工艺、如何处理基片和选择膜制备中的工艺参数等。学生要讨论并制定非常具体的实验方案,制定方案的过程中必须形成对实验结果的预期或假设,以此为依据假定和选择实验中的变量,并讨论如何在实验技术上控制这些变量,因此设计实验方案时不断有新的问题产生,变量的选择与控制也要根据实验结果而改变,直到能够制备出所期望的膜,即问题的最终解决。全过程中,问题是多层次的、复杂的、动态的,重要的是,内化问题的过程中和解决问题的过程中,第二层次乃至更高层次的很多问题是由第一层次的问题自然引发而又需要学生自己提出的,所需学习的新知识也要学生自己来确定。但所有问题的提出及解决方案的制定是由第一层次的问题来指引方向的,学生也在这样的过程中不断思考各个问题之间的关联,以此促进他们对下一次实验实施后所得结果的预测与判断力。 三、问题的解决过程与知识建构 事实上,对专业实验教学来说,问题最终是否得以完美的解决不是最重要的,最重要的是学生思维技能、解决问题能力及自主学习能力的培养和提高。因此,实验教学过程中,教师可以根据教学资源配备的具体情况和学时数的限制调整问题解决的难度和学生的工作量,同时,针对问题的需要,学习如何自己提出问题、如何确定所需的新知识、如何与小组成员合作、如何分享他人的观点或信息、如何灵活应用所学知识等,从而逐渐形成解决问题的图式,这也是问题的知识建构意义所在。在比较粗浅的程度上,膜制备、发光器件、发光原理等背景知识学生已有接触,此时所学习的内容大部分用教科书为载体,学生较容易确定到哪里寻找合适的书本,也有相应的自学能力自己学习。针对某具体器件时,这部分知识需要进一步深入学习,而问题具体到器件中具体的膜材料、具体的膜制备方法及调控、膜的具体性能指标时,教科书已经不能提供足够的信息供他们较好地内化问题。他们还无法将这些需要选择的参量与最终的制膜目标直接关联起来,此时就需要开始借助数据库等信息支持系统,要查找相关资料,阅读和分析这些资料。收集信息过程中首先遇到的问题就是在大量的信息中如何取舍,这里,激活和调动他们头脑里已有的知识存贮的过程就开始了。在所有这些知识中建立关联的最关键步骤之一是实验中变量的确定或选择。这在一开始也是困难的,学生通常应该被告知关联的大的范畴,如膜的性能与结构关联,结构与制备工艺关联。但由于膜的性能与膜结构、膜结构与膜制备工艺之间的关联是复杂的,是非常典型的结构不良的问题,这也是教师在此过程中要更多地给予学生辅助,有时应该给予非常具体的指导的原因。在知识中建立关联的最关键步骤之二是反馈和问题的动态变化及解决过程,即在按实验方案制得膜之后,如何对膜进行评价,并在评价之后如何调整实验方案。这里膜的评价包括如何选择膜结构和膜性能的表征方法、对实验结果的分析及根据这些分析如何调整变量的控制。虽然学生在专业实验教学之前学习过很多有关结构和性能表征的课程,但由于是传统教学模式下的学习,这些知识还只是学生头脑中的记忆碎片,他们还没有能力判断在什么条件下要启用哪一个碎片以及实验结果如何指导下一步的实验。此时教师也要更多辅助学生,帮助他们启用记忆碎片,并在运用实验结果指导下一步实验方案制定的过程中真正把这些碎片关联起来。这样的过程反复后,学生就能将一个膜产品从原料配置、材料的合成和膜制备的工艺控制到结构表征与性能测试全过程中涉及到的所有知识联系起来,构建成一个以问题解决为目的的、逻辑而系统的体系。最重要的是,他们开始学会针对问题,自主作出假设和灵活运用所学知识判断所需控制的变量,在实验中大胆尝试,并学会分析尝试的结果和利用这些结果对自己的实验方案进行批判性思维过程,逐步寻找和摸索解决问题的正确方向,因此逐渐形成解决问题的图式。 当然,需要补充说明的是,按PBL教学模式,由于设置的问题里包含的工作量和时间的限制,以上实验目标不可能由独立个体单独作业来完成,学生要组成小组并分工合作和相互交流。小组中的每个人可以负责完成一个变量控制的实验,如果实验量大,教师还可以统筹安排几个组之间的合作,每个组完成某方面变量的控制实验,然后各组间相互交流,分享实验结果,这有利于节省时间,使学生更快地解决问题。但作为学习的个体,对所启用的知识和学习的新知识的理解是独特的,因为实验全过程都不存在一个唯一正确的答案,而且由于实验中的很多问题是结构不良的,比如微观结构的解读和结构—性能关联的解读,每个学生完全可以有自己的独特理解,他们也在相互交流中分享小组成员对同一个问题的独特理解,因此,学生个体是自己知识的建构者,他通过主动参与真实情景的实验活动,学习何时以及如何应用知识,学习高层次思维技能和终身学习技能,问题的解决过程充分体现了知识建构的意义。 作者简介:顾少轩(1967-),女,吉林人,博士,副教授,主要从事材料化学、材料物理、材料科学的教学和教学管理工作以及玻璃及光电功能材料研究;郭丽玲(1964-),女,湖北人,博士,教授,主要从事材料化学专业的教学和材料的设计、计算的研究;雷丽文(1976-),女,湖北人,博士,副教授,主要从事材料化学专业的教学及巨磁材料的研究;张枫(1971-),女,湖北人,硕士,副教授,主要从事材料科学专业的教学及铁电陶瓷材料的研究;黄学辉(1963-),男,陕西人,教授,主要从事材料科学与工程专业的教学和教学管理工作及声学材料的研究。 材料科学与工程论文:浅谈材料科学与工程创新基地班建设 摘要:材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班,实行精英型个性化培养方案,在加强理论知识教学的基础上,更加注重创新能力和科研素质的培养。这一人才培养模式带动了全院教学环境的改善和教学质量的提升,在培养有创新意识的应用型人才方面颇具特色,为实现区域人才战略起到了示范作用。 关键词:创新人才培养;本科教育;基地班 高校是培养人才的前沿阵地,肩负着人才培养的光荣任务,制定合理的人才培养方案和科学的管理制度是高素质人才顺利成长的有力保障。材料科学与工程创新基地班是郑州大学在工科院系设立的第一个人才培养实验班,实行精英型个性化培养方案,注重厚实的基础知识教学,进行全新的创新能力和科研素质的培养,以培养具有材料科学专业思想、熟悉掌握材料科学的基本特点最终能够制造先进材料的精英人才为目的。这一人才培养方案的实施为解决我国面临的高层次创新型人才匮乏等难题提供了有效途径,有望打开创新人才培养模式的新局面,加快我国从人力资源大国向人力资源强国转化的进程,为人才规划实施作出应有的贡献。 一、材料科学与工程创新基地班的定位 郑州大学材料科学与工程创新基地班于2006年12月正式成立,其定位为:“立足于为河南经济建设和社会发展服务,发挥学科齐全、梯次结构合理的优势,本科与研究生培养并重,全面提升学科、专业实力和水平,努力建设成为培养工程应用和科学研究创新型人才教学研究型学院。”依据学院学科和教学基础,结合所承担的国家教改项目“发挥学科与区域优势,构筑材料三级实践载体,培养具有创新意识的应用型人才”,以“厚基础、宽专业、重创新、高素质”的复合型人才为目标,培养适应未来发展要求具有科学前沿意识、创新精神和创业能力的高级研究型人才和实践应用型人才。 二、材料科学与工程创新基地班的培养方案 围绕专业建设和人才培养目标,材料科学与工程创新基地班对本科生的培养方案进行了较大规模的调整,体现了素质教育和创新教育理念,并遵循人才成长规律,注重系统性、前沿性和适应性,强调材料科学类课程与材料工程类课程的协调统一和同步建设。在学校政策引导和学院学科发展的统一要求下,构建起“平台+模块+课程群”的课程体系,其中平台课程注重学科基础教育,强调重视教育、体现宽口径;模块课程突出学科发展特色,设立了高分子材料科学与工程、无机非金属材料科学与工程、金属材料科学与工程三个模块,课程分别由主干课和实践教学环节构成;课程群由学科选修课和跨学科选修课组成,总学分控制在173学分。改革后的教学培养计划既体现了“厚基础”,又体现了“宽专业”,并强调学生创新能力的培养,在主体培养应用型人才的基础上,分层次、分步骤培养不同的人才,适应不同应用领域的需求,分别从事应用实践、技术创新、科研管理等工作。 1.注重基础,夯实理论教学 在课程体系方面,基地班强化国外名校、名教材英语教学课程和研究性教学课程,采用国际上通用的原版教材、自编教材及国内优秀教材,知名教授讲授基础课和专业课,采取双语授课。主要课程有高等数学、大学物理及实验、线性代数、物理化学、材料科学与工程基础(部级精品课程)、材料近代研究方法(英文)、材料成型原理、材料科学与工程导论、工程制图、普通化学、电工学、工程力学、机械设计基础、高分子化学(英文)、高分子物理、材料成型原理、合金及熔炼、无机材料科学、无机复合材料学(英文)、陶瓷工艺原理(部级精品课程)等。 在教学计划方面,实行第一、二学年所有课程打通,第三学年第一学期部分课程打通,第三学年第二学期必修课和全院范围内的限选课组中任选相结合。 2.加强技能,拓宽专业知识 基地班覆盖材料学、材料加工工程以及材料物理化学等领域,以金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的合成和成型加工为重点,学习现代新材料、新技术所依赖的基本知识和技能,掌握材料合成原理、工艺、结构与性能之间的关系,进行各种材料的成分设计、合成、成型加工和应用。 3.重视创新,强调因材施教 在夯实学生科学文化知识基础的同时,基地班还着力培养学生的创新精神和创新能力。 在实践教学环节,引导和鼓励学生尽早进入实验室参与科学研究。近三年内,学院已经有12个由学生主持的实验项目获得国家大学生创新实验项目支持,其中大部分学生是基地班的。学院实验中心对基地班学生全面开放,学生可以利用课余时间在实验中心开展实验实践活动,全面提高自己在实验中发现问题、分析问题和解决问题的能力。 此外,学院还积极与校内外部级重点实验室、工程技术中心联合建立独特的实习基地;在毕业实习和设计环节中,引入类似硕士研究生的训练模式,以培养学生的前沿科学意识和独立的创新能力。 4.强化素质,注重全面发展 发达国家的高校都将提高学生的素质作为主要目标。他们充分利用学校的各种资源开展诸多实践教育,有效地开阔了学生的知识面,增强了学生认识科学和揭示科学的信心。基地班始终注重学生的德、智、体、美全面发展,鼓励学生选修学校的素质教育课程,并增设开放实验和暑期课堂学分,鼓励学生跨学科进行开放实验,拓展知识面。在暑期,鼓励学生走进高新企业研究机构或者国内知名科研院所进行跟班学习,使学生通过接触或参与实际科学和技术难题的攻关,掌握科学研究的基本思路和方法,并将所学习的基础理论知识与实践应用联系起来,提高学习兴趣和实践动手能力。这些实践教育可以强化素质教育,有效提高学生的实践创新能力。 三、材料科学与工程创新基地班建设和管理模式 1.基地班建设 成立基地班建设工作小组,由院长、分管教学的院长、骨干教师和管理人员组成。基地班建设工作小组的主要职责有以下6项。 (1)研究制定基地班建设总体规划和基地班建设管理办法等文件,审核基地班发展规划,对基地班发展方向和改革决策提出指导性意见。 (2)指导、监督和推进基地建设与改革,检查基地班教学效果和培养质量。 (3)筹措基地班建设的经费并监督经费的使用情况和使用效果。 (4)组织基地班建设项目和方案的筛选、审定。 (5)商讨解决基地班建设中存在的问题,协调教学、科研、实验室等有关部门的工作为基地班建设服务。 (6)迎接上级主管部门的检查和评估。 基地班建设工作小组实行例会制度,定期商讨基地班建设过程中出现的各种问题,帮助解决实际问题,重大问题直接向党政联席会汇报。 学院设基地班建设工作小组办公室,负责基地班建设与各基地班的日常教学管理工作,办公室设在本科教学办公室,并配设秘书负责基地班的日常教学工作。 2.基地班管理模式 基地班的管理采用“三制”,即班主任制、导师制和末尾淘汰制。实行班主任和导师双层管理,学院主管教学的副院长担任基地班班主任,负责全院各年级基地班的建设与培养工作。前两个学年按成绩高低实行滚动,基地班末尾5名学生与非基地班学生交换,实行末尾淘汰。 在博士生导师和部分知名教授中为基地班遴选导师,学生在导师的指导下完成基础平台课、专业基础课、专业课、素质课的学习以及毕业实习和毕业设计。 四、基地班学生选拔办法 基地班每届招收30人,首届自2006级本科生开始。基地班学生的选拔需经过3个步骤。 (1)材料科学与工程专业本科生根据第一学期末相关公修理论课程(含外语)的总成绩进行排名,初选前50名学生。 (2)以英语、数学、大学物理的三个学科的单科成绩为依据,低于75分者被淘汰,剩下的学生以三科总成绩排名,选出前36名。 (3)经专家面试,最终选取30名进入基地班学生。基地班学生确定后公示5天,对不符合条件的入选者经核实后取消其资格,所缺人员根据排名递推增补。 五、材料科学与工程创新基地班建设成效 经过近4年的成长,材料科学与工程创新基地班已经逐步形成完善的创新型应用人才的培养模式,并成功培养了第一届毕业生。这些学生中有多人在省级以上的大学生科技竞赛活动中获得奖项,其中白阳同学主持的“一种使用新型材料处理废水的装置”项目获得第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖。首届30名毕业生中有24人考入诸如浙江大学、中国科学研究院等国内著名院校或研究机构进行研究生阶段的学习,其余6人分别进入美的微波电器制造有限公司、比亚迪汽车销售有限公司、中铁隧道装备制造有限公司等著名企业从事技术研发和管理工作。 基地班人才培养模式的改革探索不仅是国家教改项目研究的一个重要研究内容,而且作为工科类基地班的试点,在三级实践载体建设、师资力量的配置、创新人才培养计划的调整、本科生提前进入实验室、开设开放性实验、实行导师制、学生的创新活动开展等方面都具有一定的可借鉴性,同时这一应用型人才培养经验还可进一步推广到其他工科专业,以提高相关专业本科生的培养质量。 在探索创新型应用人才培养模式的同时,基地班的建设也促进了学院教学环境的改善和教学质量的提升,其中在国家教学质量工程项目建设方面取得的成效尤其显著:由关绍康、张锐等教授完成的“构筑三级实践载体,培养具有创新意识的应用型人才”教学成果曾获得部级教学成果二等奖,有多个由学生负责的项目获得国家大学生创新科技创新型实验项目支持,同时学院还拥有《材料科学基础》《陶瓷工艺原理》两门部级精品课程、材料科学与工程部级实验教学示范中心、材料学系列课程部级教学团队、部级教学名师1人。此外,材料科学与工程学院近年在大学生科技创新、学科竞赛、学生活动等方面也取得了突出成绩,已成为郑州大学学生培养特色单位,大学毕业生就业率连年位居全校前列。 以上成果的取得不仅极大地提高了本科生的教学质量和教学水平,还促进了材料科学与工程学科建设与科研开发。创新实践载体所依托的材料加工工程学科已被建成河南省工科类唯一的部级重点学科,也是“211工程”院校国家重点建设学科。这充分展现了基地班成果的辐射效应,尤其在就业压力较大的形势下,这一成果探索的具有创新意识的应用型人才培养模式和教学过程良性运转结果有良好的示范作用,更具有推广意义和价值,并为探索应用型人才培养提供了基础知识体系和专业理论支撑。 责编:赵东
煤矿废水处理论文:煤矿污废水处理论文 1煤矿污废水处理 1.1矿井水处理 煤矿矿井废水主要指煤炭井工开采或露天开采过程中涌出的地下水,以及采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。矿井水主要分为含悬浮物矿井水、酸性矿井水、高矿化度矿井水、含铁锰矿井水四类。含悬浮物矿井水指悬浮物(煤粉、岩粉)≥50mg/L的矿井水,这类矿井水中含有较多煤粒(粉)、岩(石)粉等悬浮物,一般呈黑色,但其总硬度和矿化度并不高;酸性矿井水指pH≤6的矿井水;高矿化度矿井水是指矿化度无机盐总含量大于1000mg/L的矿井水,也称为苦咸水。含悬浮物矿井水的主要处理工艺为混凝沉淀(澄清)、过滤、消毒工艺,根据处理后矿井水的回用途径,后续工艺可选用超滤、反渗透工艺。磁悬浮矿井水净化技术、微砂技术属于科技创新技术,近年来逐渐开始应用于部分煤矿。酸性矿井水的处理方法主要包括人工湿地法、微生物法、中和法,其中人工湿地法与微生物法在国内应用极少,目前应用最广泛、技术最成熟的中和法为石灰乳中和法,基本工艺流程为中和、曝气预沉、混凝沉淀(澄清)、过滤消毒。高矿化度矿井水处理工艺分为净化处理和深度处理两个部分,净化处理技术与含悬浮物矿井水处理技术相同,主要采用混凝沉淀(澄清)过滤工艺,深度处理主要指反渗透脱盐处理。为防止反渗透膜降解和膜污堵,进水中的悬浮固体、尖锐颗粒、微溶盐类、微生物、氧化剂、有机物、油脂等污染物必须进行预处理。除铁方法主要有空气氧化法、化学氧化法和接触氧化法,除锰方法宜采用化学氧化剂氧化法,同时除铁除锰可采用化学氧化法或接触氧化法。井下采空区过滤净化技术指充分利用采空区矸石作为过滤、净化污水的载体,将井下排水直接注入采空区净化处理后,复用于井下生产,减轻了地面矿井水处理设施的处理压力,提高了矿井水处理水质,节约了污水处理费用。 1.2生活污水 煤矿生活污水主要来自矿区食堂、冲厕、洗浴等,污染物成分与市政污水类似,以洗浴水为主。矿区生活污水的有效处理方法主要是活性污泥法,包括CASS工艺、SBR工艺等。SBR法与传统活性污泥法相比:工艺简单,调节池体积小或不设,无二沉池和污泥回流,运行方式灵活,结构紧凑,占地少,基建、运行费用低;反应过程浓度梯度大,不易发生污泥膨胀;抗负荷冲击能力强,厌氧(缺氧)和好氧交替发生,同时脱氮除磷而不需额外增加反应器。CASS工艺的特点如下:CASS池对水量水质变化的适应性和操作的灵活性较高;系统运行的稳定性较高;周期内反应器以厌氧—缺氧—好氧—缺氧—厌氧的方式运行,有比较理想的脱氮除磷效果。针对矿区生活污水的水质和水量特点,选用以上两种方法均有较好的处理效果。2.3洗煤废水《清洁生产标准-煤炭采选业》(HJ446-2008)要求煤矿选煤水闭路循环,即洗煤水中的煤泥全部厂内机械回收,洗水全部复用。偶发排放要求执行《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)。煤矿洗选厂根据洗选煤量建设煤泥浓缩池,通常一备两用,煤泥水进入浓缩池浓缩沉淀后,上清液复用于洗选车间,沉淀煤泥由压滤机压滤。 2煤矿污废水综合利用 提高煤矿污废水综合利用率,减少煤矿外排水量、或实现污废水零排放,是解决矿区水资源缺乏、水环境污染问题的关键。煤矿污废水综合利用途径主要包括煤炭洗选、井下生产用水、消防用水、绿化、防尘等用水;煤矿污废水经处理符合相关标准后,可以用于灌溉周边农田,进一步通过反渗透深度处理后,可用作居民生活用水。企业间用水优化协调工程是提高矿井水综合利用水平的重要途径之一。矿井水处理后作为矿区周边企业的工业补充用水,能够有效缓解整个区域水资源供需矛盾,减少水源水与地下水开采使用。 3存在问题 3.1矿井水处理工艺设计、设备选型问题。 部分煤矿矿井水处理工程在设计阶段对矿井涌水量及水质分析不足、设计参数直接参考地表水水质参数;设备选型不当,集中体现在煤泥压滤设备压滤能力不足、故障频繁;过滤设备过滤材质多采用塑料滤珠,容易吸附油脂结团堵塞,造成滤料更换频繁,运行成本高。 3.2生活污水处理工艺采用生物膜法(生物接触氧化法)的处理工艺运行效果欠佳。 煤矿生活污水以工人沐浴冲洗水为主,生活污水中COD浓度较低,约在100mg/l~150mg/l,有时甚至低于100mg/l,因此微生物经常出现养料不足,生物膜脱落的情况,出水水质达不到设计要求。 3.3污废水综合利用率偏低。 《清洁生产标准煤炭采选业》(环境保护部HJ446-2008)中对矿井水的回用率有明确要求,在水资源短缺矿区,清洁生产一级标准要求100%回用,二级标准要求≥95%,三级标准要求≥90%,目前很多矿区污废水回用水平偏低于清洁生产三级标准。尤其是部分煤矿矿井涌水量较大(超过10000m3/d),仅靠矿区自身用水无法提高污废水综合利用率。区域内企业间水资源协调利用较少,主要受限于周边企业分布距离,用水水质等原因。 作者:王莉娜 谢震震 单位:中国神华能源股份有限公司 山东山大能源环境有限公司 煤矿废水处理论文:煤矿矿井废水处理回用工艺比较研究 摘要:介绍了污水、废水处理资源化的最新技术和工艺,分析比较了三种工艺方案处理煤矿矿井废水的系统投资和运行成本,并探讨了反渗透水处理技术在煤矿矿井废水处理中应用的技术经济可行性.煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。对矿井废水进行回收再利用,不但可以减少废水排放量,又可以使废水资源化,应该说,它是一种水资源再生的希望方法,也是我国实现水资源可持续利用的有效途径之一。 关键词:反渗透 电镀废水处理 回收利用 我国人口众多,淡水资源时空分布不均匀,水资源和社会经济发展不均衡;人口的不断增长又使水资源需求量逐年上升,工业的快速发展使水污染愈加严重,因此造成水资源缺短和水环境污染现象日趋严峻。目前,我国水资源供需矛盾比较突出,全国有300多个城市缺水,其中有114个城市严重缺水。21世纪我国水资源供需形势非常严峻,水资源危机将成为所有资源问题中最为严惩的问题。要解决这一难题,除水资源的科学管理和优化配量之外,充分发挥高新科技手段在水资源利用中的作用也是十分关键的。 近年来,我国每年排污水量约400-500亿M3,经处理后排放的仅15-25%,由于污水到处横流,使我国各大水源都产生不同程度的污染,水环境严重恶化[4]。所以,加强污水深度治理,使之不仅达标排放而且还可大量回用,非常必要,这对改善水环境、缓解水资源的不足,节约宝贵的水资源都是十分重要的。城市及工业污水经过深度处理后可用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下水回灌和补充地表水等方面的应用[8]。传统水处理技术能够消除部分污染物,将COD、BOD以及重金融等污染物指标降到安全排放标准或杂用(中水)标准,但无法完全消除排水中所含的微量溶解性污染物。采用反渗透膜技术可彻底去除这些污染物,实现严格意义下的污水再生。用传统处理工艺和膜技术集成,可将污水或废水变成不同水质标准的回用水,或使之循环回用,这样即缓解了供求矛盾,又减少了污染,还可促进环保产业的发展[6]。 1 污水废水资源化技术及应用简介 水环境质量的严重恶化和经济的高速发展,迫切要求有相应的污水废水资源化的技术。在这一领域中膜分离技术占有重要的位置和作用。膜分离作为一项高新技术在近40年来迅速发展成为产业化的高效节能分离技术过程。40多年,电渗析、反渗透、微滤、超滤、纳滤、渗透汽化,膜接触和膜反应过程相继发展起来,在能源、电子、石化、医药卫生、化工、轻工、食品、饮料行业和日常生活及环保领域等均获得广泛的应用,产生了显著的经济和社会效益。社会的需求使膜技术应允而生,也是社会的需求促使膜技术迅速发展,使膜技术不断创新、技术进步,完善,成为单元操作,成为集成过程中的关键[1] [9]。 1.1连续膜过滤技术(CMC) 中空纤维膜由于比表面积大,膜组件的装填密度大,所以设备紧凑;这种膜因纺制而成,工艺简单,所以生产成本一般低于其它的膜:由于没有支撑层均可以反向清洗,特别是一些耐污染性好,对氧化性清洗剂耐受性好的膜的出现,使得在大规模的污水处理工程中,中空纤维膜的应用有独特的优势[1] [7]。 CMF技术的优秀是高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术,可以实现对膜的不停机在线清洗清洗,从而做到对料液不间断连续处理,保证设备的连续高效运行。 CMF目前主要用于大型城市污水处理厂二沉池生水的深度处理回用,海水淡化或大型反渗透系统的预处理。地表水地下水净化、饮料澄清除浊等。 1.2膜生物反应器(MBR) 膜生物反应器是膜分离技术和生物技术结合的新工艺。用在污水废水处理领域,利用膜件进行固液分离,截留的污泥或杂质回流至(或保留)在生物反应器中,处理的清水透过膜排水,构成了污水处理的膜生物反应器系统,膜组件的作用相当于传统污水生物处理系统中的二沉池[4]。 MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纤维膜,目前主要以中空纤维膜为主。 生活污水经MBR处理后,生水水源已达到很高的水标准。此方法不仅限于处理生活污水,MBR技术也广泛地用于染色废水,洗毛废水、肉类加工污水等水处理系统。MBR系统的另一个特点是规模可大可小,小装置可用于一个家庭,大型装置日处理量可达数万立方米。 1.3反渗透技术(RO) 反渗透技术是20世纪60年代初发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术。该技术是从海水、苦咸水淡化而发展起来的,通常称为“淡化技术”。由于反渗透技术具有无相变,组件化、流程简单,操作方便,占面积小、投资少,耗能低等优点,发展十分迅速。RO技术已广泛用于海水、苦咸水淡化,纯水、超纯水制备,化工分离、浓缩、提纯,废水资源化等领域。工程遍布电力、电子、化工、轻工、煤炭、环保、医药、食品等行业。 废水资源化是有开发增量淡水资源与保护环境双重目的。无机系列废水处理与海水苦咸水淡化采用同类装并具有较多共性工艺技术。RO可使废液中的铜、铅、汞、镍、锑、铍、砷、铬、硒、铵、锌等离子脱除除90-99%。 目前,反渗透技术在城市污水深度处理,一些工业废水深度处理方面的应用受到了高度重视,包括中水回用,污水处理厂二级出水的深度处理,经初级处理后的工业废水深度处理制取优质淡水。中东不少缺水国家,在大量采用反渗透海水淡化技术的同时,引入反渗透技技术处理二级污水,出水水质可达TDS ≤80mg/L,扩大了淡水资源。如中东地区、澳大利亚、新加坡等国都有这方面的大型工程实例[9]。 1.4集成膜过程污水深度处理方法 集成膜过程是将超滤/微滤与反渗透(或纳滤)结合使用,形成能够满足各咱回用目的的污水深度处理工艺。超滤、微滤可以作为独立的高级三级处理方法,也是反渗透过程理想的预处理工艺,抗污染能力强、性能优越的超滤、微滤单元代替了复杂的传统处理工艺,而且出水品质远高于三级出水指标,不但完全可以去除污水中的细菌和悬浮物,对COD、BOD也有一定的却除效果。在超滤、微滤之后使用的反渗透膜,其清洗周期由采用传统预处理工艺的3-4周增加到半年以上,膜寿命可延长到达-6年。膜集成污水再生工艺具有系统稳定、维护少、占地小、化学品用量少、流程简单和运行费用低等优点。 新一代中空纤维超滤(微滤)膜与传统产品相比,具有机械强度高、抗氧化、抗污染、高通量等特点,在运行工艺上,采用了低压操作、反冲清洗、气水冲洗等新技术,使得超滤膜装置能够在污染倾向极强的污水介质中保持稳定的性能,超滤膜的使用范围因此扩展到了能适应于多种复杂的介质环境,同时大大扩展了反渗透技术的应用范围,新一代的超滤膜及其系统应用技术的应用范围,新一代的超滤膜及其系统应用技术将膜技术带到了一个全新的时代,彻底改变了膜法水处理技术必须依托于复杂、精细的预处理系统的形象,使膜技术应用于二级出水、三级出水以及多种原废水等许多复杂的水质体系的深度处理。 1.5 传统处理方法 传统污水三级处理工艺,主要的工艺单元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、过滤和气浮等。根据具体污水排入物质的成分的不同,处理方式有所差异。传统处理工艺存在着工艺复杂、水利用率低、化学品消耗量大的弊病,而且由于无法彻底去除生物絮体及胶体物质,致使清洗频繁,影响了出水水质。 2 矿井废水处理回用工艺比较 4 结论 (1) 煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。 (2)用膜法处理煤矿矿井废水并回用在技术上是完全可靠的,国内外都有成功经验。 (3)随着工业的快速发展,水资源的污染日益严重,缺水现象会越来越严重,工业废水的回收利用将会提到议事日程。 (4)从环境保护方面讲,对矿井废水进行回收再利用具有非常重要的环境意义。 (5)对矿井废水进行回收再利用,不但可以减少废水排放量,又可以使废水资源化,应该说,它是一种水资源再生的希望方法,也是我国实现水资源可持续利用的有效途径之一。 (6)膜法处理煤矿矿井废水并回用,不但在技术上和经济上都是可行的,经济和环境效益都非常显著。 煤矿废水处理论文:煤矿矿井废水处理回用工艺比较研究 摘要:介绍了污水、废水处理资源化的最新技术和工艺,分析比较了三种工艺方案处理煤矿矿井废水的系统投资和运行成本,并探讨了反渗透水处理技术在煤矿矿井废水处理中应用的技术经济可行性.煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。对矿井废水进行回收再利用,不但可以减少废水排放量,又可以使废水资源化,应该说,它是一种水资源再生的希望方法,也是我国实现水资源可持续利用的有效途径之一。 关键词:反渗透 电镀废水处理 回收利用 我国人口众多,淡水资源时空分布不均匀,水资源和社会经济发展不均衡;人口的不断增长又使水资源需求量逐年上升,工业的快速发展使水污染愈加严重,因此造成水资源缺短和水环境污染现象日趋严峻。目前,我国水资源供需矛盾比较突出,全国有300多个城市缺水,其中有114个城市严重缺水。21世纪我国水资源供需形势非常严峻,水资源危机将成为所有资源问题中最为严惩的问题。要解决这一难题,除水资源的科学管理和优化配量之外,充分发挥高新科技手段在水资源利用中的作用也是十分关键的。 近年来,我国每年排污水量约400-500亿M3,经处理后排放的仅15-25%,由于污水到处横流,使我国各大水源都产生不同程度的污染,水环境严重恶化[4]。所以,加强污水深度治理,使之不仅达标排放而且还可大量回用,非常必要,这对改善水环境、缓解水资源的不足,节约宝贵的水资源都是十分重要的。城市及工业污水经过深度处理后可用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下水回灌和补充地表水等方面的应用[8]。传统水处理技术能够消除部分污染物,将COD、BOD以及重金融等污染物指标降到安全排放标准或杂用(中水)标准,但无法完全消除排水中所含的微量溶解性污染物。采用反渗透膜技术可彻底去除这些污染物,实现严格意义下的污水再生。用传统处理工艺和膜技术集成,可将污水或废水变成不同水质标准的回用水,或使之循环回用,这样即缓解了供求矛盾,又减少了污染,还可促进环保产业的发展[6]。 1 污水废水资源化技术及应用简介 水环境质量的严重恶化和经济的高速发展,迫切要求有相应的污水废水资源化的技术。在这一领域中膜分离技术占有重要的位置和作用。膜分离作为一项高新技术在近40年来迅速发展成为产业化的高效节能分离技术过程。40多年,电渗析、反渗透、微滤、超滤、纳滤、渗透汽化,膜接触和膜反应过程相继发展起来,在能源、电子、石化、医药卫生、化工、轻工、食品、饮料行业和日常生活及环保领域等均获得广泛的应用,产生了显著的经济和社会效益。社会的需求使膜技术应允而生,也是社会的需求促使膜技术迅速发展,使膜技术不断创新、技术进步,完善,成为单元操作,成为集成过程中的关键[1] [9]。 1.1连续膜过滤技术(CMC) 中空纤维膜由于比表面积大,膜组件的装填密度大,所以设备紧凑;这种膜因纺制而成,工艺简单,所以生产成本一般低于其它的膜:由于没有支撑层均可以反向清洗,特别是一些耐污染性好,对氧化性清洗剂耐受性好的膜的出现,使得在大规模的污水处理工程中,中空纤维膜的应用有独特的优势[1] [7]。 CMF技术的优秀是高抗污染膜以及与之相配合的膜清洗技术,可以实现对膜的不停机在线清洗清洗,从而做到对料液不间断连续处理,保证设备的连续高效运行。 CMF目前主要用于大型城市污水处理厂二沉池生水的深度处理回用,海水淡化或大型反渗透系统的预处理。地表水地下水净化、饮料澄清除浊等。 1.2膜生物反应器(MBR) 膜生物反应器是膜分离技术和生物技术结合的新工艺。用在污水废水处理领域,利用膜件进行固液分离,截留的污泥或杂质回流至(或保留)在生物反应器中,处理的清水透过膜排水,构成了污水处理的膜生物反应器系统,膜组件的作用相当于传统污水生物处理系统中的二沉池[4]。 MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纤维膜,目前主要以中空纤维膜为主。 生活污水经MBR处理后,生水水源已达到很高的水标准。此方法不仅限于处理生活污水,MBR技术也广泛地用于染色废水,洗毛废水、肉类加工污水等水处理系统。MBR系统的另一个特点是规模可大可小,小装置可用于一个家庭,大型装置日处理量可达数万立方米。 1.3反渗透技术(RO) 反渗透技术是20世纪60年代初发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术。该技术是从海水、苦咸水淡化而发展起来的,通常称为“淡化技术”。由于反渗透技术具有无相变,组件化、流程简单,操作方便,占面积小、投资少,耗能低等优点,发展十分迅速。RO技术已广泛用于海水、苦咸水淡化,纯水、超纯水制备,化工分离、浓缩、提纯,废水资源化等领域。工程遍布电力、电子、化工、轻工、煤炭、环保、医药、食品等行业。 废水资源化是有开发增量淡水资源与保护环境双重目的。无机系列废水处理与海水苦咸水淡化采用同类装并具有较多共性工艺技术。RO可使废液中的铜、铅、汞、镍、锑、铍、砷、铬、硒、铵、锌等离子脱除除90-99%。 目前,反渗透技术在城市污水深度处理,一些工业废水深度处理方面的应用受到了高度重视,包括中水回用,污水处理厂二级出水的深度处理,经初级处理后的工业废水深度处理制取优质淡水。中东不少缺水国家,在大量采用反渗透海水淡化技术的同时,引入反渗透技技术处理二级污水,出水水质可达TDS ≤80mg/L,扩大了淡水资源。如中东地区、澳大利亚、新加坡等国都有这方面的大型工程实例[9]。 1.4集成膜过程污水深度处理方法 集成膜过程是将超滤/微滤与反渗透(或纳滤)结合使用,形成能够满足各咱回用目的的污水深度处理工艺。超滤、微滤可以作为独立的高级三级处理方法,也是反渗透过程理想的预处理工艺,抗污染能力强、性能优越的超滤、微滤单元代替了复杂的传统处理工艺,而且出水品质远高于三级出水指标,不但完全可以去除污水中的细菌和悬浮物,对COD、BOD也有一定的却除效果。在超滤、微滤之后使用的反渗透膜,其清洗周期由采用传统预处理工艺的3-4周增加到半年以上,膜寿命可延长到达-6年。膜集成污水再生工艺具有系统稳定、维护少、占地小、化学品用量少、流程简单和运行费用低等优点。 新一代中空纤维超滤(微滤)膜与传统产品相比,具有机械强度高、抗氧化、抗污染、高通量等特点,在运行工艺上,采用了低压操作、反冲清洗、气水冲洗等新技术,使得超滤膜装置能够在污染倾向极强的污水介质中保持稳定的性能,超滤膜的使用范围因此扩展到了能适应于多种复杂的介质环境,同时大大扩展了反渗透技术的应用范围,新一代的超滤膜及其系统应用技术的应用范围,新一代的超滤膜及其系统应用技术将膜技术带到了一个全新的时代,彻底改变了膜法水处理技术必须依托于复杂、精细的预处理系统的形象,使膜技术应用于二级出水、三级出水以及多种原废水等许多复杂的水质体系的深度处理。 1.5 传统处理方法 传统污水三级处理工艺,主要的工艺单元有石灰澄清、重碳酸化、絮凝、沉降、过滤和气浮等。根据具体污水排入物质的成分的不同,处理方式有所差异。传统处理工艺存在着工艺复杂、水利用率低、化学品消耗量大的弊病,而且由于无法彻底去除生物絮体及胶体物质,致使清洗频繁,影响了出水水质。 结论 (1) 煤矿矿井废水处理回用的综合运行费用为:2.185-2.465元/吨。其中膜法的处理费用最低为:2.185元/吨。这样的价格对干旱缺水的西北地区是很有吸引力的。 (2)用膜法处理煤矿矿井废水并回用在技术上是完全可靠的,国内外都有成功经验。 (3)随着工业的快速发展,水资源的污染日益严重,缺水现象会越来越严重,工业废水的回收利用将会提到议事日程。 (4)从环境保护方面讲,对矿井废水进行回收再利用具有非常重要的环境意义。 (5)对矿井废水进行回收再利用,不但可以减少废水排放量,又可以使废水资源化,应该说,它是一种水资源再生的希望方法,也是我国实现水资源可持续利用的有效途径之一。 (6)膜法处理煤矿矿井废水并回用,不但在技术上和经济上都是可行的,经济和环境效益都非常显著。 煤矿废水处理论文:煤矿各类废水处理及综合利用的途径 摘要:对煤矿各类废水的处理以及综合利用的工作主要包括矿井废水以及生活废水等几个方面。本文阐明煤矿各类废水处理与综合利用的方法以及在工作期间所存在的问题,以加强煤矿各类废水治理和再利用的水平。 关键词:煤矿;废水处理;综合利用 我国水资源匮乏的地区也是煤矿的主要聚集地,据统计,我国86个重要煤矿区有70%的煤矿处于缺水状态。长时间以来,水资源得不到保障,矿水没有有效的利用一直是困扰煤炭行业的难题。因此,加强煤矿各类废水处理及综合利用途径便成为一项非常重要的工作任务。 1煤矿废水处理 1.1矿井水处理 煤矿开采期间,容易出现矿井废水,或者因使用灭火灌浆、降尘等设备所形成的煤尘废水。其中,含悬浮矿井水、高矿化度矿井水、酸性矿井水等是矿井水的主要类型。通常情况下,含悬浮物矿井水中具有很多的煤粒、岩粉,而且它们的含量均≥50mg/L,颜色以黑色为主,硬度及矿化度较低;而pH值≤6的矿井水,则为酸性矿井水;高矿化度矿井水也被叫作苦咸水,通常无机盐含量不会低于1000mg/L。1.1.1含悬浮物矿井水在进行废水处理的时候通常采用混凝沉淀工艺,通过对矿井水处理结束后所使用的回收形式,随后采用反渗透工艺。其中微砂、磁悬浮矿井水净化等相关技术是近年来普遍采用的净化技术。1.1.2高矿化度矿井水净化以及深化处理是高矿化度矿井水处理的最主要方式。前者所采用的处理技术和上面所提到的含悬浮物矿井水一样,也是利用混凝沉淀工艺,同时进行反渗透脱盐处理。而若想避免膜污堵的情况发生,就一定要对悬浮固体、氧化剂等能够造成污染的生物采取预处理的方法。1.1.3酸性矿井水的处理方法人工湿地法、中和法等是此类矿井水的重要处理形式,人工湿地法在我国较少使用,当前使用比较普遍的废水处理方式主要是中和法,它的工艺流程则是曝气预沉、过滤消毒等。1.1.4其他处理方法空气、化学以及接触等氧化法是除铁普遍所使用的方法。在除锰的时候,主要使用化学氧化剂氧化法,该方法同样适用于除铁工作。 1.2生活污水 通常,矿区食堂、洗浴等地方容易形成生活污水,污染物构成和市政污水相同,都是主要来自于洗浴水。活性污泥法是煤矿生活污水的主要处理形式,主要有CASS工艺以及SBR工艺两种。和过去活性污泥法所采用的工艺不一样,SBR法显得更为简单,不用对调节池进行设置,无须很大的占地面积以及过高的运行经费;由于浓度梯度较大的原因,因此很难出现污泥膨胀的情况;另外,还具有较强的抗负荷功能。CASS工艺的特点为:水质变化适应能力强;操作系统非常稳定;脱氮除磷功能较强。 1.3洗煤废水 在有关煤炭清洁生产标准的条文中,明确规定了煤矿选煤的时候要采取闭路循环,也就是说用于洗煤的水要进行回收,然后经过处理后再进行复用。如果一些用水不得不进行排放,那么则要参照相关的排放标准合理排放。在创建煤泥浓缩池的时候,一定要通过洗选煤量的具体情况来做出决定,不过一般情况下,会采用一备两用的策略。在煤泥水经过浓缩池的沉淀之后,要用上清液进行清洗,沉淀煤泥则由压滤机进行压滤。 2存在的问题 2.1矿井水处理工艺设计、设备选型的问题 一些矿井水在被处理的时候,相关人员对水质情况不是很了解,设计参数主要来自地表水水质参数;没有选择合适的设备类型,在使用煤泥压滤设备工作期间,没有形成良好的压滤效果;在过滤工作中,塑料滤珠是主要被使用的材料,这种材料很有可能会对吸附油脂结团造成堵塞的情况,导致滤料经常需要更换,最终造成运行经费过高。 2.2生活废水处理工艺存在的问题 利用生物膜法处理生活废水很难取得理想的效果。通常情况下,沐浴水是煤矿生活污水形成的最主要原因。由于COD浓度在整个生活废水中的比例不高,造成微生物养料不够充足的情况,直接影响出水水质无法满足设计需求。 3煤矿废水的综合利用 加强煤矿废水的综合利用效果,降低煤矿的排水量,能够使矿区水资源匮乏以及水污染现象得到极大的缓解。其中,对煤炭进行清洗、在井下进行水生产、对用水进行绿化等工作是煤矿废水进行利用的最有效方式;煤矿废水的处理情况如果能够满足标准要求,那么就可以将它们使用到农田的灌溉工作当中,如果再进行更深层次的处理,就能够用作生活用水。每个单位之间如果能够做好协调工作,就能够加强煤矿废水的综合利用效果。在矿井水得到完善的处理以后,可以将它们作为周围企业的工业用水,解决煤矿区水资源匮乏的情况,同时还能够降低地下水的过度利用。对矿井水的综合利用,一定要从源头抓起,制定科学合理的保护水资源政策,降低矿井的涌水量;大力推行废水沉淀过滤方法,在矿井水经过处理后再用回到井下生产。另外,在工作期间,还要降低矿井水的地面处理量。在对矿井水进行处理的时候,一定要意识到里面含有的悬浮物粒径差别较大,沉降速度并不快,因此一定要正确的设置沉淀池的停留时间参数。在处理矿井水的工作中,处理煤泥水始终都是工作的难点,如果条件允许,最好把煤泥水放入洗煤厂的废水处理系统,然后和其他废水一起进行处理。而在使用板框压滤机的时候,一定要对煤泥水的特点和煤泥量有充分的了解,并且优化设备选型。充分利用所能用到的全部用水,并与煤矿废水的综合利用相结合,在需要的时候要充分的根据所处的地理位置的特点,合理地进行废水利用。在进行利用期间,不但要确保矿区能够得到用水,同时也要确保附近的企业也能够得到经过处理后的用水,这样就能够完成矿井水代替地表水的工作目标,企业还可以利用矿井水改善当地水资源的状况。 4结束语 目前对煤矿废水的处理以及综合利用的工作还存在一定的问题,想要更好地做好这方面的工作,就一定要降低煤矿的排水量,制定出科学合理的保护水资源的政策,充分利用所能用到的全部用水,与煤矿废水的综合利用相结合。在今后的工作中,相关工作者要积极努力,认真探索,争取制定出更为完善的方案,从而让煤矿废水的处理以及综合利用的水平迈向一个新的高度。 作者:林昊 陈晓艳 单位:内蒙古自治区环境科学研究院 煤矿废水处理论文:分析煤矿环境污染与废水处理技术 我国是采煤大国,能源的发展依赖于煤炭的利用。采煤过程中会产生一定量的废水,这些废水中含有许多化学物质,没有得到妥善处理会造成水资源的污染,环境污染更加严重。如何在平衡环境的过程中,妥善处理煤炭开发与废水处理问题,实现可持续发展,是我国面临的一个重大问题。 1煤矿企业问题的发生和分析 1.1采煤企业的环境状况 我国能源主要依赖于煤炭的开发,煤炭作为一种资源对于环境有许多方面的影响,如气体、废水、噪声、废石等方面的影响。我国作为一个采煤大国,煤炭成为我们的主要能源,煤炭产生的环境也是令我们较为头痛的一个重要问题。煤炭在生产、运输、利用等各个环节之中都产生了许多废水、废气,如SO2等问题,这些废水、废气排放到河流之中、大气之中,造成环境污染,也会造成我国环境的恶化,这种恶化很难逆转,所以对于煤炭的开采和处理之中,环境保护一直是个重大的命题。 1.2煤矿地表水的分析 我国煤矿企业中70%都缺水,其中40%严重缺水。我国煤矿主要集中在西北部地区,这里煤矿资源丰富,同时水资源缺乏。对于如何在不破坏水资源的基础上发展煤矿企业是一个迫在眉睫的问题,这种严重缺水的现象能够导致水资源的缺乏,也能够促使水资源在一定情况下都不能得到有效改善。在选择挖掘场地上,一般选择地势较高的地方,因为地势较高,水资源的采集较为便利。因为水资源得不到良好的利用,加剧了西北部地区水资源的进一步匮乏,这种趋势不能够使中国环境得到进一步改善,反而走向了恶性循环,造成环境进一步被破坏。 1.3煤矿地下水的分析 煤矿地下水问题,主要包括井下水污染,这种井下水污染造成的环境问题以及环境影响自不必说。因为许多井下水都会流经地下水,井下水会带走许多煤矿中的化学物质,这些化学物质给井下水带来了严重的污染,也污染了地下水,并且这种污染由于地下水治理的困难,非常容易对周围的环境产生严重影响。 2煤矿废水处理技术的价值 中国作为一个能源大国,煤炭是一个不可或缺的能源,但是煤炭产生的环境问题也是不容忽略的。而且煤矿开采的过程中会产生许多废水,对于废水的处理是一个棘手而且紧迫的问题,如果不能改善废水处理技术,造成带有有毒有害物质的废水流经河流,污染了饮用水,对于环境来说是一个致命的打击。煤炭开采过程中需要水资源,但是煤矿丰富的地区位于我国西北地区,煤矿的开采如果对于矿井水没有有效利用,对于矿井中产生的废水没有及时加以处理,对于环境来说是一种致命打击,也会造成环境的污染和严重破坏。合理有效利用矿井水,对于煤矿中产生的废水及时处理,不让这些废水流向河流,污染环境,可以提高矿井水资源的利用率,也能提高矿井的资源利用率。合理利用矿井水嫩巩固减少水资源的浪费和污染,为矿区经济发展提供良好的环境作为支撑,也能够让这些矿井中的水资源得到有效利用。水资源的利用率得到提高,水环境得到净化,实现了良性循环,对于中国环境治理问题有着极大的作用和意义,所以煤矿废水处理技术有着极高价值。 3探究矿井水处理技术的步骤 为了有效提高水资源的利用和环境的保护,我们应当选择合适的矿井水净化处理系统。例如应当对于矿井水采用曝气系统,由于矿井水有别于其他水,矿井水具有有机物质,所以采用曝气系统能够使矿井水中的有机物质发生氧化作用,能够将这些物质及时进行氧化,避免进入河流系统。还有采用混凝沉淀法,矿井水中拥有许多沉淀物,这些沉淀物都是一些固体物质,采用混凝沉淀法,能够让这些物质沉淀出来,避免污染河流。并且我们还可以进行消毒处理,对于矿井水中含有的有毒物质进行一定程序的消毒处理,这种消毒处理能够让有毒物质沉淀出来,才能保证矿井水的净化。出于对环境的重视,我国一直在提倡对于煤矿问题应当开发与保护同时并重,才能共同治理环境问题。所以对于煤矿企业的治理问题已经和环境保护同时并重,共同重视来保护环境。采用可持续发展的手段,并且逐渐开发和使用清洁能源,都是解决煤矿环境污染的重要举措。对于这些举措,我们应当不遗余力的支持,因为水资源污染不可逆转,一旦被污染,将会造成严重的经济问题,所以我们应当重视煤矿企业中的废水处理问题,才能促进环境的进一步发展,促进煤矿环境的改善,促进采煤企业的良性发展。 4结语 煤炭问题是一个不容忽视的问题,因为煤炭是我国能源的重要来源,对于煤炭问题而言,应当及时加以改善,否则,对于环境的破坏逐渐增大,这也会造成我国环境污染更加严重。所以,为了促进我国经济的可持续发展,为了促进环境友好型经济的发展,我国改善能源结构,改善煤矿企业的环境保护措施,促进我国环境的发展。 作者:高宏峰 单位:晋中职业技术学院 煤矿废水处理论文:高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理 摘要:本文简述了煤矿矿井废水污染因子和高密度沉淀池工艺的特点,分析了用高密度沉淀池工艺处理煤矿矿井废水的优点。采用高密度沉淀池工艺处理E矿区矿井废水工程实践表明,在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l条件下,处理后废水稳定达到悬浮物(SS) 关键词:煤矿矿井废水;高密度沉淀池 1煤矿矿井废水特点 煤矿矿井废水包括煤炭开采过程中地下地质性涌渗水、巷道为安全生产而排出的自然地下水,井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水等。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分,其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。[1][2][3][4] 煤矿矿井水主要有以下特点: (1)悬浮物浓度高:通常高达200mg/l以上,若井底预沉降处理不好,可高达1000mg/l以上; (2)矿化度高:一般在1000mg/l以上,含有硫酸盐、重碳酸盐等; (3)硬度大:一般在25德国度以上,总硬度中永久硬度大于暂时硬度; (4)含有一定量COD。 几个典型矿井废水特性如表1: 表1煤矿矿井水水质特性表 从表1可知,煤矿矿井水主要特征污染物为悬浮物、COD和pH值。 2煤矿矿井废水处理工艺 因煤矿矿井废水主要特征污染物为悬浮物、COD和pH值,对煤矿矿井水的处理为对上述特征污染物的处理。 煤矿矿井废水中的COD主要由其悬浮物中的煤屑中碳分子的有机还原性所致,可以随悬浮物一起去除,不需要进行生化处理。构成矿井水悬浮物的主要成份是粒径极为细小的煤粉和岩尘,其特点是:含量不稳定,波动大,且悬浮物粒度小、比重轻、沉降速度慢,矾花形成困难,混凝沉降效果差,难以靠自然沉淀去除。 煤矿矿井废水处理目前主要采用沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀+过滤和微絮凝过滤等工艺。一般处理后达标排排放时,采用沉淀或混凝沉淀工艺;处理后回用作生产用水或景观水时,多采用混凝、沉淀、过滤或微絮凝过滤工艺。 微絮凝只适用于悬浮物小于50mg/L的极少数矿井废水处理,当悬浮物含量大于50mg/L时,即会产生处理效率下降和出水不达标的情况。采用混凝、沉淀、过滤工艺处理矿井水时,混凝反应设施有涡流反应池、 穿孔旋流反应池、机械搅拌反应池等;沉淀设施常用的有平流式沉淀池、斜管沉淀池以及将混凝反应与沉淀结合在一起的机械加速澄清池、高效澄清池、一体化净水器等。 各种处理工艺均有其优缺点。“反应池+沉淀池”具有运行能耗低,设计灵活,操作管理简单等优点,但占地面积大,沉淀污泥易堵塞、耐冲击负荷小。机械加速澄清池出水水质较稳定、占地面积小、并能自动定时排泥的优点,但运行能耗高、机械设施多、设备维护量大。一体化净水器集沉淀和过滤为一体,具有设备体积小,安装方便等优点,但设备沉淀区容积小,单体处理量小,日常维护量大,设备寿命短,耐冲击负荷小,难以满足大水量矿井废水处理要求。 3高密度沉淀池废水处理工艺 高密度沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上,充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论,把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化,从而达到常规混凝沉淀技术无法比拟的性能。 加速絮凝技术是高密度沉淀池优秀技术,其原理是在混凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒(如细砂),利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的“生长”及沉淀,故又叫该技术为载体絮凝技术。加速絮凝技术通过向水中投加混凝剂(如PAC),使水中的悬浮物及胶体颗粒脱稳,然后投加高分子助凝剂和密度较大的载体颗粒,使脱稳后的杂质颗粒以载体为絮核,通过高分子链的架桥吸附作用以及微砂颗粒的沉积网捕作用,快速生成密度较大的矾花,从而大大缩短沉降时间,提高澄清池的处理能力,并有效应对高冲击负荷。 典型的高密度沉淀工艺有OTV―Kruger公司(威立雅水务集团的工程子公司)开发的Actiflo 高密度沉淀池和法国Degremont(得利满)公司开发的DensaDeg 高密度沉淀池。 4用高密度沉淀池处理煤矿矿井废水 煤矿矿井废水的特性决定了其处理关键为混凝沉淀工艺的选择。各种沉淀工艺用于煤矿矿井废水处理的优缺点对比见表2。 表2煤矿矿井废水处理各种沉淀工艺对比表 从表2比较中可见,从处理效率、造价、占地等方面综合比较,高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理有着最大优势。因煤矿矿井废水中含有高密度煤粒,高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理无需额外投加高密度的不溶介质颗粒,因此高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理比用于其它废水处理流程更简单、运行和维护成本更低。 5高密度沉淀池处理煤矿矿井废水实例 用高密度沉淀池处理表1中E矿区废水,处理前后各项指标对照见表3。 表3E矿区废水处理前后指标对照表 用高密度沉淀池处理E矿区废水主要技术经济指标: (1)处理水量300m3/h,采用2座钢制DensaDeg 高密度沉淀池; (2)反应区容积40 m3,停留时间15min; (3)沉淀分离区设备尺寸ø5100×5000,沉淀分离区水力表面负荷7.5m3/m2.h; (4)PAC投加量20mg/l,PAM投加量1 mg/l; (5)吨水处理成本0.28元。 调试运行过程存在主要问题及解决方案: ①矿井废水进水悬浮物浓度对处理效果影响大,进水悬浮物浓度小于100mg/l和大于1800mg/l时,出水悬浮物浓度均变大,主要原因是进水悬浮物浓度影响废水处理过程絮体的形成与沉淀,进水悬浮物浓度过高时可通过增设初沉来解决,过低时可通过回流部分污泥来解决; ②应根据废水进水悬浮物浓度调节PAC和PAM的加药量,尽可能地降低药耗,获得较好的沉降絮体; ③反应区的搅拌效果对出水水质影响大[5],吨水搅拌功率小于2KW时处理效果无法保证。 ④流量突变对出水悬浮物浓度影响较大,应尽量在合适的水流量下工作。应缓慢调整流量,以防止流量突变可能造成的污泥上浮。 6结论 煤矿矿井废水的特征污染因子为悬浮物、COD和pH值。悬浮物浓度高及部分悬浮物密度大的特点决定了高密度沉淀池特别适用于处理煤矿矿井废水。工程实践表明,采用该工艺处理E矿区矿井废水,在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l条件下,处理后废水稳定达到悬浮物(SS) 煤矿废水处理论文:煤矿废水处理中Al2O3 / PVDF复合膜的制备及机理研究 [摘 要] 目前国内主要能源煤炭在开采过程中产生的大量废水,主要运用聚偏氟乙烯复合膜加以治理。本文主要针对聚偏氟乙烯疏水性加以改进,通过在PVDF铸膜液加添加纳米Al2O3,对其作用机理加以研究,发现复合膜的水通量、截留率等均得到提高,从而拓宽了PVDF复合膜在煤炭废水中的应用。 [关键词] 煤矿废水; 聚偏氟乙烯; 复合膜; 制备; 机理 在我国目前的能源结构中煤炭仍然占到70%以上。而煤炭开采过程中排放大量废水,多半以上的煤矿未对产生废水进行有效处理就直接排放,对环境、尤其是水环境造成严重污染。上世纪90年代以来对煤炭废水治理尤为重视,许多新型处理技术应运而生,尤其是膜生物反应器。膜生物反应器是膜分离技术和生物技术结合的新工艺,在废水处理中得到广泛应用。膜生物器中要用到各种材质和形状的膜,聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的高分子材料,具有良好的化学稳定性,因此,PVDF膜的研制受到国内外研究机构的关注。对于其他膜材料,PVDF膜的一个显著特征是疏水性强,是膜蒸馏[3,4]和膜吸收[5]等分离过程的理想材料。但是,也正因为其强疏水性而导致两个问题,一是分离过程需要较大的驱动力;二是容易受到蛋白质的污染而使膜通量快速下降。为了降低膜污染,延长寿命和提高通量,使其得到更广泛应用,PVDF膜的亲水化已成为其改性的主要内容。PVDF膜亲水化改性方法可概括地分为表面改性、共混改性和化学改性等。 本文报道在聚偏氟乙烯制膜液中添加纳米氧化铝对所制PVDF 中空纤维膜机理研究。 1 实验部分 1.1 试剂 聚偏氟乙烯,上海三爱富新材料股份有限公司。N,N-二甲基甲酰胺,中国联试化工试剂有限公司。聚乙二醇,分子量6000,中国福利企业华东公司。纳米氧化铝,浙江舟山明日纳米材料有限公司。牛血清白蛋白,分子量67000,中国医药集团上海化学试剂公司。 1.2 分析测试 采用紫外-可见分光光度计(美国VARIAN公司,型号CARY 100)对Al2O3/PVDF复合中空纤维膜和纯PVDF膜进行牛血清白蛋白的截留率的测定;用扫描电子显微镜(日本电子公司,型号JSM-6300)对复合膜的微观结构进行表征;用 等温氮气吸附仪(美国Coulter公司,型号SA3100)对膜孔径及其分布进行,利用泡压法测定膜的最大孔径;用傅立叶红外光谱仪(天津港东科技,型号FTIR)对纯PVDF膜和Al2O3/PVDF复合膜进行分析。 1.3 中空纤维膜的制备 将60克Al2O3添加到1000ml二甲基甲酰胺(DMF)中,加入一定量的聚乙二醇,经超声波分散,加入PVDF溶解后,得到铸膜液。经静置脱泡,制膜液经过滤后, 由计量泵注入喷丝头,在芯液的作用下,经喷丝头挤出的中空纤维膜在凝胶浴中固化成型。用水浸泡一定时间,经适当后处理,取出晾干待用。将所制得的Al2O3 / PVDF复合中空纤维膜记为样品A,采用相同的纺丝和后处理条件制备纯PVDF中空纤维膜,记为样品B。将所得的中空纤维制成膜组件,进行膜性能测试。 2 添加无机粒子对膜性能的影响 2.1 无机粒子对膜性能的影响 添加无机粒子对膜性能的影响。 表1为Al2O3/PVDF复合膜和纯PVDF膜的性能指标。可以看出,复合膜的最大孔径几乎是纯PVDF膜的最大孔径一半,而孔隙率却比纯PVDF膜低。这主要跟制备过程中在铸膜液中添加的无机纳米粒子Al2O3有关。采用干-湿纺丝法制备聚偏氟乙烯中空纤维膜时,微孔的形成是由于铸膜液中的溶剂和凝胶浴中的水进行交换时产生的应力引起,而Al2O3粒子的加入会有助于应力的消除,从而避免了大孔和缺陷的产生,因而表现为最大孔径减小,孔隙率下降,进而使复合膜的截留率提高。同时将Al2O3粒子引入到PVDF体系中,由于粒子表面富含羟基,会改变中空纤维膜的亲水性能,因而表现为水通量的显著提高。 2.2 Al2O3 / PVDF复合膜的微观结构 从图a可以看出,Al2O3 / PVDF复合膜的结构是由外表面和内表面的两层指状孔和夹在中间的一层海绵孔组成,在膜的内表面上还覆盖了两层极薄的皮层。厚度约为1um。外表面的指状比较疏松,而且,内外两层指状孔的厚度也不一样,原因是在成膜的过程中,膜的外表面首先和空气接触,然后进入凝胶浴,铸膜液中的溶剂有了一个挥发的过程,而内表面却没有这样一个过程,溶剂直接和芯液进行交换,导致了内外孔结构的不同。从图b可以看到氧化铝粒子的痕迹,分散状态良好。在成膜的过程中,当溶剂进行交换时,在膜的内部会产生应力。由于添加了Al2O3纳米粒子,所产生的应力可以在未完全固化以前得到减小或消除,从而改变膜的孔结构,导致了膜的孔隙率变大,力学性能得到了提高。 2.3 纯PVDF及Al2O3 / PVDF复合中空纤维膜的FTIR分析 为考察氧化铝在聚偏氟乙烯基体中的存在状态,采用傅立叶红外光谱对纯PVDF及添加氧化铝的纳米颗粒的平板膜进行分析。 图2.1为纯PVDF膜的红外谱图,1073cm-1处的谱带为C-F键引起的,1177cm-1处的谱带归属于F-C-F键的振动,1275cm-1为CFn的吸收峰。而且它们都是发生了C-F伸缩振动。 图2.2为Al2O3 / PVDF复合膜的红外谱图,查Al2O3的标准谱图可知,585.27为Al2O3的吸收峰值。同样可以看出其它的吸收峰值都为PVDF的,这说明在该复合膜中氧化铝和聚偏氟乙烯也只是通过物理作用结合在了一起,没有发生任何化学作用。因此,我们所制备的复合膜既具备PVDF耐高温、耐腐蚀等优点,又可以提高其亲水性能。 3 结论 在采用相转化法制备聚偏氟乙烯微孔膜的过程中,由于在铸膜液中添加了氧化铝无机粒子,对膜孔的结构有了较明显的影响,其各项性能指标与纯PVDF膜相比有了显著的改善。最大孔径从0.75um减小到0.35um,截留率从3.36%提高到93.89%。复合膜的孔径分布窄、分离效率高。此外亲水性氧化铝粒子的引入,对于改善膜表面的抗污染性能。改性后的PVDF复合膜处理煤炭废水中的铜、铅、汞等重金属效果极佳,这样不仅拓宽该复合膜在煤矿废水处理 中的应用,更是给我国水资源保护提供宝贵的技术手段[6]。 煤矿废水处理论文:浅谈煤矿废水处理的现状及污水处理设备的应用问题 【摘 要】本文分析了煤矿废水处理的现状,并就煤矿污水处理工艺特点、设备工作原理及污水处理设备在煤矿废水处理中的应用情况进行了比较详细的论述。 【关键词】煤矿;废水处理;污水处理设备 引言 煤炭是我国重要的基础能源和原料,在国民经济中具有重要的战略地位,在我国一次能源结构中,煤炭占到70%以上。在煤炭开采过程中,要排放大量的煤矿废水。在排放过程中,由于受到煤粉、岩粉、有害物质及其它杂物等的污染,而成为煤矿废水。如果直接排放,会污染矿区环境。在煤矿水资源极为匮乏的条件下,矿井水直接排放,也是水资源的极大浪费。结合沃力环保在高悬浮物、酸性煤矿废水的回用技术优点,为煤炭开采行业量身定做煤矿废水回用解决方案。 1 煤矿废水处理的现状 一般来说,不同煤矿对出水的要求差异较大,应根据我国环保部门的要求确定处理程度,以确保出水水质。煤矿污水水质与一般城市污水性质类似,但不同于城市污水(城市污水中常包括部分工业废水)。其特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,污水可生化性好,处理难度小。 煤矿污水处理厂设计时在80年代采用活性污泥法处理工艺的较多,由于污水中有机物含量太低,在运转过程中微生物得不到最低限度的营养物质,形不成活性污泥,运转不起来。氧化沟污水处理工艺,也存在同样的问题,回流活性污泥回流不起来,致使原氧化沟系统变成了附加曝气的带状平流沉淀池,达不到要求的处理目标。 (1)目前部分煤矿工业场地和居住区各建一座污水处理厂,两处征地,重复建设,投资增加,运行能耗高,管理费用高,技术力量分散,吨水处理成本高。一般来说,矿井工业场地和居住区相距不是很远,合建一座一定规模的污水处理厂更合理,考虑从居住区向工业场地排水,管道埋设太深,可在中间设置污水提升泵站,或者在工业场地与居住区中间地段征地建设污水处理厂。采取合建方式,不但可节省投资,且可大大降低运行成本。 (2)目前许多新建矿井设计中根据规范及全员效率,劳动定员数量较少,而实际建成后煤矿招聘大量的劳务人员,以及随着煤矿的发展,涌进大批的外来人员,使得煤矿的用水量增加,污水量也随之增大。因此,对于新建煤矿污水处理厂的设计,在建设规模时应考虑予留系数。 (3)由于煤矿污水水质水量变化较大,合理地确定设计的污水水量和污水水质,直接涉及工程的投资、运行费用和费用效益。生产污水与生活污水通盘考虑,不使留余地过大,避免增加投资、使设备闲置或低效运行。 2 煤矿污水处理设备在煤矿废水处理中的应用 2.1 工艺特点 煤矿废水设备运行稳定:对于矿产生产企业来说,生产设备都是24小时连续运行的。而作为与生产相配套的水处理设备,这点极其重要。本系统设备均采用PLC控制,减少人为干预因素。使设备故障率降到最低,保障生产设备的连续运行。 出水水质优:针对煤矿废水的特质。本系统出水浊度低,悬浮物含量少,色度低,出水都能达到回用的要求。完全满足生产和生活用水的要求,感官可与自来水相媲美。 运行费用低:平均吨煤矿废水处理费用为:0.40~0.5元,远远低于自来水的取水费。 占地面积小:是传统的加药混凝沉淀工艺占地面积的1/3。 操作简单:本设备采用集成化控制系统,避免异地操作的发生,操作简便易行。 2.2 煤矿废水处理设备工作原理 转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转,物料由进料管连续引入输料螺旋内筒,加速后进入转鼓,在离心力场作用下,较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端,经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环,由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓,经排液口排出机外。本机能在全速运转下,连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。适合分离含固相物粒度大于0.005mm,浓度范围为2-40%的悬浮液。 煤矿废水处理工艺特点:(1)卧螺离心机利用离心沉降原理,使煤矿废水固液分离,由于没有滤网,不会引起堵塞;(2)离心机适用各类煤矿废水污泥的浓缩和脱水;(3)离心机在脱水过程中当进料浓度变化时,转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整,所以可不设专人操作;(4)在离心机内,细小的污泥也能与煤矿废水分离,所以絮凝剂的投加量较少,一般混合污泥脱水时的加药量为:1.5kg/t(干泥),污泥回收率为95%以上,脱水后泥饼的含水率为40%以下;(5)离心机每立方米污泥脱水耗电为1kw/m3,运行时噪音为小于85db,全天24h连续运行除停机外,运行中不需清洗水;(6)离心机占用空间小,安装调试简单,配套设备仅有加药和进出料输送机,整机全密封操作,车间环境好;(7)离心机易损件为轴承和密封件,卸料螺旋推料器的维修周期一般在3年以上,进口名牌轴承和密封件可保证设备长时间高强度运行,正常的保养后可大大延长维修周期。 2.3 煤矿废水处理专用脱水机: 煤矿废水处理分离专用离心机,主机有柱-锥转鼓,螺旋卸料器、差速系统、轴承座、机座、罩壳、主付电机及电器系统构成。在离心机高速旋转而产生强大离心力的作用下,使得煤矿废水进行每天24小时的连续脱水。主电机通过三角皮带转动转鼓,通过行星齿轮差速器与付电机产生转鼓与螺旋差速实现煤矿废水分离和推料功能。离心机具有二种自动控制功能,即差转速控制和力矩控制,由于煤矿废水进料含固率可能会有波动,采用差转速控制系统是保证差转速稳定,达到泥浆干度恒定,采用恒力矩控制使离心机负荷处于稳定状态,使得分离效果或同絮凝剂使用时处于最佳状态,很好地保证离心机可靠安全运行。离心机具备优良的密封性能,煤矿废水分离处于全密封状态下工作,使得环境清洁干净。 2.4 离心分离法处理煤泥水 转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转,物料由进料管连续引入输料螺旋内筒,加速后进入转鼓,在离心力场作用下,较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端,经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环,由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓,经排液口排出机外。本机能在全速运转下,连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。适合分离含固相物粒度大于0.005mm,浓度范围为2-40%的悬浮液。 煤矿废水处理论文:煤矿矿井废水处理中混凝沉淀过滤技术的应用 摘 要:阐述煤矿矿井废水处理回用的必要性及处理技术,重点介绍了某矿区矿井水处理技术的工艺流程及其特点。通过进行工艺及效益分析,认为该矿矿井水净化处理技术具有一定的推广应用前景。 关键词:矿井废水 过滤技术 回用 我国矿井水净化处理技术起始于上世纪70年代末,在煤矿矿井水处理工艺主要有:沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀-过滤(混凝澄清过滤)等。构筑物有预沉调节池、反应沉淀池(或澄清池)、过滤池等。净化处理后出水可作工业用水或生活用水,通常出水直接排放的采用沉淀或混凝沉淀处理技术;出水做生产其它回用的采用混凝沉淀-过滤(混凝澄清过滤)处理技术;出水作为生活用水则过滤后须经过消毒处理。有些矿井水含盐量较高,处理后作为生活饮用水必须增加淡化处理。 1 工程概况 某矿区投资建设矿井水处理厂一座,主要处理煤炭行业的采煤废水,总处理水量52800 m3/d,工程总投资2318.342万元。设计悬浮物浓度:1000~2000mg/L,实际运行浓度:1000~1500 mg/L。 设计要求:总处理水量2200m3/h ,其中:900m3/h废水经处理后达到《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)后直接排放;1300m3/h废水经处理后进行深度处理达到《生活饮用水标准》(GB5749-2006)作为当地生活饮用水。 2 工艺流程 本工程的主要处理对象是采区矿井涌水,主要污染物是悬浮物,这些悬浮物在一般自然澄清条件下无法实现固液分离,应选用物理化学处理工艺,采用物化处理也是最有效和最经济的。物化处理一般均采用混合、反应、沉淀、过滤处理工艺。 矿井通过明渠自流进入格栅井,在格栅井内去除水中大块漂浮物,再进入预沉调节池内进行预沉淀。预沉后的矿井水通过提升泵提升进入高效斜管沉淀池反应区,投加絮凝剂和混凝剂后,通过一级混合、两级絮凝反应后经过沉淀区沉降,使污泥沉降于池底,通过桁车式吸泥机输送至污泥浓缩池,出水(900m3/h)直接达标排放,其余(1300m3/h)进入中间水池待进行深度处理。 深度处理部分:将可达标排放的矿井水提升进入无阀滤池内进行过滤处理,出水经消毒后储存在清水池,作为生活饮用水供水水源。这样经过“絮凝—沉淀—过滤—消毒”的工艺处理后的出水达到生活饮用水要求。滤池反冲洗后水返回预沉调节池内进行再处理。 工艺流程框图如下: 3 项目的难点及解决办法 存在问题: (1)水量大,污染物浓度高。每天处理水量达52800m3/d,峰水季节每天处理量高达64000 m3/d,在煤矿行业也不多见,SS浓度达2000mg/L。 (2)污泥量大,污泥易板结,污泥的抽排及输送困难。污染物主要成分为细碎的煤矸石和煤粉,流动性差,稍微沉淀后即可板结,板结后污泥层可以载人。 (3)投药量大,加药点多。 (4)排泥点多,设计、管理困难。 解决方法: (1)矿井水主要水量为井下排出的地下水和消防、降尘洒水,来水流量主要随季节变化而变化,时变化系数低。设计中尽量减小预沉调节池的水力停留时间,并采用边刮边排泥的方式,尽量减少污泥在预沉调节池内沉降时间,沉降的污泥通过连续的刮泥机刮入污泥斗并通过渣浆泵及时抽走,保证污泥在高效斜管沉淀池反应区内进行污泥改性后在沉淀区沉降,防治污泥板结。排泥泵采用矿山宜采用专用渣浆泵,吸水和出水管路须加设高压水冲洗系统,防止管道堵塞。 (2)混凝系统宜采用三级机械搅拌反应池,可根据来水量和浓度调整水力反应强调,增强混凝效果,节省加药量,运行管理方便、灵活。 (3)药剂消耗量大,宜建立集中溶药系统,便于操作和药剂贮存。加药泵宜与对应加药点的供水泵联动,自动调整加药量,实现精确投加,节省能耗和保障运行效果。 (4)沉淀池宜采用高效斜板(管)沉淀池,减少占地面积。由于污泥量大,必须采取稳固的支撑措施,防止填料坍塌或变形。出水宜采用均布出水,增加沉淀效果。同时采用桁车式吸泥机排泥系统,通过虹吸和排泥泵两种方式排泥,虹吸连续运行,排泥泵定时开启,保证沉淀池不积泥,便于工程管理,节省电耗,降低运行成本。 (5)宜采用无阀滤池作为过滤系统,利用水力原理自动运行,降低操作管理和自动控制要求,并无需设立反冲洗水泵,出水水质好。 (6)必须防止预沉调节池和斜管沉淀池积泥,因此排泥量大,污泥浓度低。宜设立污泥浓缩措施,有效减少污泥量,可大幅度减少污泥脱水设施,达到降低工程造价或日常运行成本,降低操作管理难度。 (7)消毒剂宜采用二氧化氯,现制现用,高效快捷。余氯检测仪表自动控制消毒剂加药量,保障用水安全。 4 运行中应注意的问题 混凝剂的投加计量设备宜采用电磁流量计,可以随时调节投加量。混凝剂的投加量过大,混凝剂粘度大,不利于胶粒相互絮凝,影响混凝剂的混凝效果。 5 运行情况 该项目于2008年4月批准建设,2008年8月破土动工,2009年6月完成工程建设并投产,2009年12月份通过工程验收,运行情况良好。 验收监测结果:2009年7月1日~2日,环境保护局监测站对该项目验收监测,2009年12月15日监测报告结果表明:悬浮物、化学需氧量、硫化物类等指标均达到《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)。2009年12月2日,省疾病控制中心对生活饮用水进行检测,于12月11日出具HJ2009-0295检测报告,检测报告结果表明:达到《生活饮用水标准》(GB5749-2006)。 6 效益分析 运行成本:排放水单位运行成本为0.21元/m3,生活饮用水单位运行成本为0.35元/m3。 年实现水资源回收利用1140万吨/年,按当地水价2.0元/吨计,年节约水费约2280万元;年回收煤泥约3.5万吨(含水率约80%),要以煤粉为主,返回矿区洗煤厂进行回收,可年创造收约450万元。 水资源的回收再利用,对改善当地及下游地区的生态环境和社会环境起着重要作用,对当地经济的可持续发展有着重要意义。此举,不但实现了环境保护、节能减排的重大突破,而且从根本上解决了矿区职工生活用水的困难。在2010年云贵川桂特大干旱的磨难中,该矿井水处理厂提供的饮用水成为了矿区及周边群众的基本用水保障。 7 结语 煤矿矿井水既是一种具有行业特点的污染源,又是一种宝贵的水资源。目前我国很多煤矿一方面严重缺水,另一方面未经处理直接外排,造成大量水资源的浪费和环境污染,在相当程度上制约了煤炭生产和矿区经济的可持续发展。因此,将煤矿矿井水处理后作为煤矿工业用水或生活用水,不仅解决了矿区缺水问题,而且充分利用了矿井水水资源,节省了地下水资源,具有明显经济、环境和社会效益。 煤矿废水处理论文:煤矿环境污染与废水处理技术探究 【摘 要】人类的文明和进步是伴随着对煤炭的开发和利用开始的,煤炭对人类起着不可磨灭的作用。伴随着人类社会不断的发展,人们对煤炭的需求日益加大,这也给矿区带来严重的生态问题。在开采煤炭时采取怎样的措施对环境的伤害减到最小,是我们需要思考的问题。清洁开采是新型的开采煤扩的方式,本文就着重对矿井水处理技术的工艺流程进行介绍,通过具体剖析,努力推广新的采矿技术。 【关键词】煤炭;环境;污染 随着全球环境的日益恶化,保护环境已成为全世界的职责,同时保护环境也是我国的基本国策之一,这符合我国的国情。保护环境是我国实行可持续发展的重要保障。众所周知,煤炭是不可再生能源也是不清洁能源,煤炭的开发和使用都会对环境造成污染。 1、煤炭的开采和利用对环境造成的污染 1.1废石污染。开采煤矿时煤矿生产的固体废弃物主要有半煤岩排出的矸石、煤矿筛选过程的洗矸等,但有些矿物质在露天时会散发出大量的烟尘、或者有害的气体,不仅对环境造成污染,对人体也有着极大的危害。有些矸石甚至会放射出重金属和放射性元素,不仅对矿区土表造成污染,还对矿区周围的水系污染。由于对矿区没有完善的保护措施,泥石流的地址灾害时有发生,不仅对矿区,还对人类的生命财产造成损害。 1.2气体污染。在新闻报道中我们不时会听到瓦斯爆炸的消息,我国瓦斯矿井占矿井总数一半左右,在矿井下作业过程中会有部分气体产生;井下机械作业时柴油动力机械也会排放尾气;以及煤炭本身释放的气体。总的来说井下混合着许多气体,这对矿井而言是不安全因素的来源。通常是将矿井下的气体排出井外,但即便如此,这些气体对大气环境也是有着严重污染的。井下的气体会有随时爆炸的危险,这样会造成矿工生命和财产安全。而排入大气中的气体会对环境造成严重污染,因此对井下的气体治理是迫切需要处理的问题。 1.3废水污染。煤炭开采由于是在地下进行,就避免不了有地下水的渗透,矿井水主要由地表水、地下水层中疏放水及为了避免开采煤矿产生粉尘使用的水等。这些矿井水都地表水系产生很大的威胁,由于煤炭本省含有矿物质,所以矿井下的水也含有有毒物质。再有矿井水在开采过程中,煤尘、粉尘等杂质混入矿井水中,致使矿井水不仅有害物质而且还很污浊。 1.4地表塌陷。煤炭事故发生的原因不止是瓦斯爆炸,还有一个常见原因就是地表塌陷。我国重点煤炭开采矿区主要就是长臂式开采,基本上是采用顶板支撑,以巩固地面。但开采煤炭会改变地质的构造,地表会有位移的可能,一旦地表受到大的变动就很容易造成地表塌陷的危险。据有关数据显示,一旦地表塌陷,煤矿区在深度和广度上都会有很大的危害。 1.5粉尘污染。煤炭开采挖掘工作都会产生许多粉尘,在矿井下这些粉尘有气体混合不仅有着极高的危险性,随时有爆炸的可能,还会污染井下的环境,影响工人的生存环境。如果将这些粉尘排出地面,也会对大气造成直接的污染。 2、处理矿井水的主要技术 我国是个依赖煤矿的大国,我国的能源主要使用煤炭,对煤炭的开采已有一段历史,对于煤炭开采过程产生的废水,如没有有效的处理废水的技术必定会对环境造成危害,也会浪费宝贵的水资源。其实开采煤矿会有大量的水,但这些水却不能直接使用,因此在我国有近半矿区是属于严重缺水的地区。这不仅影响了我国矿区人民的生活,也制约着煤炭的生产。随着经济不断发展,对煤炭的需求越来越大,开采煤炭的量也在不断加大,因此矿区地下水被人为过度开采。但是这些水在开采之后并没有很好的进行开发和管理,这对水资源是种严重的浪费行为。如果能采取措施对这些矿井水加以回收做净化处理,那么不仅节约了水资源同时也是走可持续发展的重要意义。 然而我国对矿井水处理的意识比较晚,由于对矿井水处理的意识不强,我国矿井水处理仍停留在初级阶段,没有对矿井水进行全面的治理。然而如果对水资源还不加以保护,那么势必会对经济的发展造成影响,因此治理矿井水已成为当务之急。目前我国对矿井水的主要处理方式就是沉淀处理,处理之后的水按用途分,还需要其他后续处理方法加工。如果是作为日常生活用水,那么还要经过化学处理,祛除有害的矿物质,只有这样才会合理利用水资源。 3、矿井水回收处理的前提 矿井水的形成特点可分为几类,包括煤矿开采过程地下水渗透到矿井中,为采矿而排出地面的地下水;也有机械生产时用于液压生产的煤尘废水等。矿井水水体复杂,不仅有原生态的地下水也有人们开采煤矿而使用过的废水,因此矿井水回收利用的难度也很大,由于本身水体含有的矿物质,矿井水的水量,所含的污染物性质等都影响着对矿井水的处理方式。其中混凝沉淀过滤技术是应用最广泛的技术。 4、矿井水处理技术的主要步骤 (1)曝气。由于矿井水含有复杂的杂质,其中有少许的有机物质,通过与空气接触,氧化有机物质。 (2)混凝沉淀。矿井水由于收到人为污染,会有一些悬浮的物质,这些悬浮物质需要使用化学物质综合反应,使之沉淀。废水沉淀通常在管道容器进行,使用化学物质产生沉淀后,将水进一步过滤,从而得到清水。 (3)活性炭吸附。之所以只用活性炭吸附是因为矿井废水复杂的成分决定的,有一种物质叫酚,它可以通过皮肤、口腔进入人体,只要少量便可危害人是健康,人一旦长期接触此类物质导致中毒,因此需要活性炭吸附。 (4)消毒。矿石废水虽经过多道工序处理,但如果是回收作为生活用水,必须要经过消毒,因为水中含有大量的细菌,只有经过消毒杀菌,水才不会对人体造成危害。 综上所述,开采煤炭虽然事关经济的发展,但开采煤炭过程产生的废水是必须采取措施进行处理的,这不仅是经济可持续发展的需要,也是环境保护的需要。 煤矿废水处理论文:浅谈煤矿环境污染与废水处理技术 摘要:煤炭的生产与利用在给人类文明和社会进步作出巨大贡献的同时,也给矿区带来了严重的环境问题。清洁开采就是在生产高质量煤炭的同时,采取综合治理措施,使煤炭开采过程中对环境的污染和破坏减小到最低程度。本文着重介绍了矿井水处理技术的工艺流程及其特点。通过进行工艺及效益分析,认为该矿矿井水处理技术具有一定的推广应用前景。 关键词:环境;污染 保护环境是我国的一项基本国策,是实现经济、社会和资源环境可持续发展战略的重要组成部分。煤炭是我国的主要能源,但煤炭又是“不清洁能源”,在开发过程中对环境产生严重污染。 1 煤炭开采对环境造成的污染与破坏主要有以下几个方面 1.1 废石污染。煤矿生产产生的固体废弃物主要是井下开掘岩巷、半煤岩巷排出的矸石、露天矿剥离物以及原煤洗选过程中的洗矸等。有些矸石山在自燃过程中排放大量的烟尘、S02、CO、H2S等有害气体,对矿区环境造成严重污染;个别地区矸石中还含有重金属以及放射性元素,污染了周围土壤和地表水系及地下水;有些地区因暴雨导致矸石山滑坡,甚至矸石山爆炸等事故,严重危害人民的生命财产安全,造成环境污染,矿区生态系统破坏严重。 1.2 气体污染。我国高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井约占40%左右,在井下作业过程中还产生部分有害气体,如井下使用的硝胺炸药在放炮过程中还产生CO、NO和NO2;柴油动力机械排放的废气中含有大量的NO和NO2;煤炭自燃产生CO、CO2等。为了井下安全,通常采用通风方式将井下的有害气体抽出矿井排入大气中。CH4及CO、CO2、NO、NO2、H2S等是造成大气污染和温室效应的有害源,严重影响地球的气候和生态环境,它们同时还是煤矿井下开采的灾害因素,由它引起造成人员伤亡的事故占矿井事故的1/3左右。因此,无论是从环境保护方面,还是从煤矿安全生产的角度,都迫切需要解决井下有害气体的治理问题。 1.3 废水污染。矿井水是煤矿排放量最大的一种废水,它对地表河流等水资源产生较大的污染。大部分矿区吨煤排水量为2-4m3,少数矿区吨煤排水量达数10m3,矿井水主要来自地表渗水、岩石孔隙水、地下含水层疏放水以及煤矿生产中防尘、灌浆、充填污水等。矿井水由于受开采、运输过程中散落的煤粉、岩粉、支架乳化液等杂物的混入以及煤中伴生物的分解氧化等,导致水体混浊。 1.4 地表塌陷。我国煤炭开采以井工开采为主,国有重点煤矿采用的采煤方法基本都是长壁式开采,全部用跨落法管理顶板,由于采动造成上覆岩层移动、变形、跨落,直至地表塌陷。据测定,缓倾斜、倾斜煤层开采,地表塌陷最大深度一般为煤层开采总厚度的0.7倍,塌陷面积是煤层开采面积的1.2倍左右。 1.5 噪声污染。我国矿井生产中普遍使用局部扇风机、风动或电动凿岩机、地面空气压缩机和矿井主扇等。这些设备都是矿山的主要噪声源,其噪声级达90dB以上,有的高达120dB,远远超过国家工业卫生标准,这不仅污染井下工作环境,而且易造成事故,地面噪声则污染周围的生活环境。 1.6 粉尘污染。井下掘进工作面、采煤工作面及运输转载点和卸载点产生的粉尘,不仅污染井下工作环境,而且给井下安全带来威胁,同时粉尘排至地面后对大气环境造成严重污染,极大地影响了矿区周围的生活环境。 2 矿井废水主要处理技术 煤炭在我国能源结构中占70%以上,煤炭开采过程中排放大量废水,若不经处理直接排放,势必对环境造成严重污染,同时造成水资源的大量浪费,无法实现循环经济的目标。据统计我国40%的矿区严重缺水,已制约了煤炭生产的发展。随着矿区对煤炭资源大规模的开发,地下水严重超采,地下水为大幅下降,开发、管理、利用好煤矿水资源,对煤炭工业可持续发展具有重要意义。矿井废水经治理后综合利用,不仅能起到一定的经济效益,也保护有限的水资源。 我国煤矿矿井水处理技术起始于上世纪70年代末,大多污水治理工作都只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势,将防治污染和回用结合起来,既可缓解水源供需矛盾,又可减轻地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有:沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水,通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术;处理后作为生产用水或其它用水的,通常采用混凝沉淀过滤处理技术;处理后作为生活用水,过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理;有些含悬浮物的矿井水含盐量较高,处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。 3 矿井水处理回用的条件 矿井废水的产生及特点:煤矿矿井废水包括:煤炭开采过程中地下地质性涌渗水到巷道为安全生产而排出的自然地下水,井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水。因此,它既具有地下水特征,但又受到人为污染。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分,其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此,对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。以下介绍煤矿矿井废水处理中混凝沉淀过滤技术的应用。 4 矿井水处理技术主要处理单元 4.1 预沉池曝气 矿井废水中含有少量的有机物,通过曝气接触氧化去除废水中的有机物。另外,井下液压支柱等设备产生少量油类,通过气浮除油,使废水中油类达标。 4.2 混凝沉淀 煤矿矿井水主要污染物为悬浮物,处理悬浮物主要采用混凝沉淀法,用铝盐或铁盐做混凝剂,混凝剂混合方式采用管道混合器混合。混凝沉淀装置采用倒喇叭口作为反应区,水流在反应区中流速逐渐降低,使废水和混凝剂药液的反应在反应器中逐渐全部完成。完全反应的废水流出反应区后开始形成混凝状物质,经过布水区进入斜管填料,由于斜管填料采用PVC六角峰窝状填料,利用多层多格浅层沉淀,提高了沉淀效率。将絮状物沉淀到底部而被去除,清水从上部溢流排出。 4.3 砂滤净化 矿井废水经混凝沉淀后,水中还含有较小颗粒的悬浮物和胶体,利用砂滤设备将悬浮颗粒和胶体截留在滤料的表面和内部空隙中,它是混凝沉淀装置的后处理过程,同时也是活性炭吸附深度处理过程的预处理。砂滤罐为重力式无阀滤池,采用自动虹吸原理达到反冲洗,不需要人工单独管理,操作简便,管理和维护方便。砂滤罐通常采用不同等级的石英砂多层滤料。 4.4 活性炭吸附 该煤矿矿井废水主要含有挥发酚,酚类属于高毒物质,它可以通过皮肤、粘膜、口腔进入人体内,低浓度可使细胞蛋白变性,高浓度可使蛋白质沉淀。长期饮用被酚污染的水源,会引起蛋白质变性和凝固,引起头晕、出疹、贫血及各种神经症状,甚至中毒。处理中水用作生活饮用水,必须用活性炭吸附装置处理。活性炭的比表面积可达800~2000m2/g,具有很强的吸附能力。该装置采用连续式固定床吸附操作方式,活性炭吸附剂总厚度达3.5m,废水从上向下过滤,过滤速度在4~15m/h,接触时间一般不大于30~60min。随着运行时间的推移,活性炭吸附了大量的吸附质,达到饱和丧失吸附能力,活性炭需更换或再生。 4.5 消毒 废水中含有一定的病菌、大肠菌群,处理后回用于洗浴时,若不经过消毒,对人体皮肤伤害严重。所以矿井废水处理后作为生活用水必须经过消毒处理,本工艺采用二氧化氯消毒,现场用盐酸和氯酸钠反应产生二氧化氯,二氧化氯无毒、稳定、高效、杀菌能力是氯的5倍以上。 煤矿废水处理论文:煤矿井下废水处理工程实例与浅析 摘要:煤矿井下废水含有较高的悬浮物,采用水力循环澄清池+无阀滤池组合工艺,能有效的降低悬浮物,达到出水标准。 关键词:煤矿井下废水;悬浮物;水力循环澄清池;无阀滤池 1.概述 陕西某煤矿每天排放的废水量最大为9600 m³(每小时400m³)。原有的处理系统仅有一座集水池,有效容积为1254m³,作为沉淀池使用。池内也无排泥系统,日积月累,池内沉积大量煤粉后,集水池沉淀区域逐渐缩小,达不到沉淀效果,排放的废水严重污染周边了环境。 该公司为保护周边环境,响应国家环保节能的政策,决定对原有的污水处理系统进行改造,使排放废水达到环保要求。 2.进出水水质 根据环保要求,改造后的废水,执行《煤炭工业污染物排放标准》GB20426-2006排放标准,考虑到《渭河水系(陕西段)污水综合排放标准》DB61/224-2006中的污水排放要求,具体标准如下: 3.改造工艺流程及简述 利用原有的集水池,将其改造成初沉池,初步去除废水中的部分煤粉,增加刮吸泥机,加强排泥措施,并回收煤泥;采用水力循环澄清池+无阀滤池的组合工艺,使废水最终达标。 图1改造后的工艺流程图 煤矿井下废水进入初沉池,大颗粒的煤粒沉淀至池底,上清液自流进入絮凝反应池;在絮凝反应池中加入混凝剂,通过机械搅拌使药剂和废水混合均匀;然后在提升泵的出口加入助凝剂,让废水中的细小煤粉絮凝成团,再通过高效沉淀池、无阀滤池,让废水澄清、过滤后,最后达标排放。 无阀滤池的反洗水收集至絮凝反应池,做循环处理; 初沉池煤泥通过刮吸泥机,将池底沉泥排至煤泥浓缩池;高效沉淀池沉淀的沉泥,通过静压排泥至煤泥浓缩池;最后煤泥由板框脱水机脱水后,煤泥回收利用,滤液回流至絮凝反应池,做循环处理。 4.主要构筑物及设备设计参数 (1)初沉池。原有集水池改建,尺寸:19.6m×16.0m×4.5m,分2格;增加排泥渠;增加刮吸泥机2台,跨度8米,行走功率:0.75kW;泵吸泥功率0.75kW。 (2)絮凝反应池。新建,钢筋混凝土结构。尺寸:6.0m×6.0m×3.5 m;有效水深3.0m;停留时间16分钟;潜水搅拌机1台,功率:1.5kW;叶片转速980r/min;叶片直径260mm。 (3)水力循环澄清池。新建,钢筋混凝土结构。尺寸:Φ12.0m×8.2m;2座;静压排泥系统每池各2套。 (4)无阀滤池。新建,钢筋混凝土结构。尺寸:4.0m×4.0m×4.85m;4座;承托层200mm;石英砂400mm;无烟煤300mm;长柄滤头2600个;现浇滤板4套。虹吸反冲洗装置4套。 (5)清水池。新建,钢筋混凝土结构,与絮凝反应池合建。尺寸:6.0m×6.0m×3.5m;有效容积108m³。池中设回用泵2台,1用1备;供无阀滤池强制反洗、脱水机房、加药间等地方用水。 (6)煤泥浓缩池。新建,钢筋混凝土结构。尺寸:Φ8.0m×5.0m;浓缩机1台,功率:0.55kW,周边线速度,2~3m/min;污泥泵2台,1用1备。 (7)泵房。新建,框架结构。尺寸:6.0m×3.0m;H=3.5m;卧式离心泵3台,2用1备。 (8)加药间及仓库。新建,框架结构。尺寸:6.0 m×6.0 m;H=3.5m;PAC、PAM加药系统各2套。 (9)控制室及值班室。新建,框架结构。尺寸:6.0 m×6.0 m;H=3.5m。 (10)脱水间。新建,框架结构。尺寸:9.0 m×6.0 m;H=5.0m;板框压滤机2台,过滤面积80;功率:2.2kW;房间内设置冲洗管。 5.系统调试及运行 5.1系统的调试主要在以下几个方面: (1)药剂的投加 控制好药剂投加量及加药点,既可以达到较好的运行效果,也能节省运行费用。在试验小试的基础上,通过实际运行,调节加药量。PAC加入絮凝反应池,通过搅拌机和废水混合均匀;PAM则加在提升泵的出口; (2)水力循环澄清池喉管的调节及排泥 水力循环澄清池调试前应注意喉管调节是否灵活,其喉管与喷嘴间距一般为2倍的喷嘴直径。 水力循环澄清池排泥方式为重力静压自动排泥,由泥位计反馈信号,控制电动阀门启闭;在调试中,通过在不同水位的取样管取样检测,确定合适的排泥泥位;每次的排泥时间控制在3min左右。 (3)无阀滤池 无阀滤池在调试运行过程中,主要通过监测水质,观察反洗系统是否正常;观察虹吸系统管道气密性是否完好。 5.2 系统运行 5.3 经过长时间运行后,发现系统存在一些不足: (1)初沉池 初沉池的泥由刮吸泥机排至排泥渠,然后通过管道流至煤泥浓缩池。但是污泥渠的污泥并不能完全的排净,部分煤泥沉积在渠中。因此在排泥渠中增加了冲洗装置,不定时的冲洗下排泥渠,会改善排泥效果。 (2)无阀滤池 无阀滤池的虹吸系统有时并不能很好的完成反洗功能,系统中的强制冲洗系统此时就应该启动;否则就会影响出水效果。 (3)煤泥浓缩池 煤泥浓缩池的煤泥要及时的进行脱水处理。不能因为板框压滤机的操作强度比较大,而减少煤泥浓缩池中煤泥的干化处理,从而造成回流的上清液悬浮物增加,增大了处理成本。 5.4 运行成本分析 该系统的运行成本主要为电费、药剂费、人工费;其系统的的用量在1230kW /天,电费按0.6元/kW计;药剂费按981元/天;人工费按60元/人.天(共按6人计算);其运行成本为:0.22元/吨。 6. 小结 (1)该工程总投资583万。系统利用原有的构筑物进行改造,并利用地形条件,使水流自上而下,减少提升次数,节省建造费用及运行费用。 (2)该工艺的主体系统为水力循环澄清池、无阀滤池,工艺成熟可靠,其结构形式也可参考标准图集进行建设;无阀滤池的滤板安装质量要求较高,可选择成套设备,由专业人员进行安装。 (3)经过调试和运行后,在水量稳定的情况下,PAC、PAM的加药量分别控制在34.5mg/l、1.2mg/l左右,出水效果较好。 (4)对于该系统的运行管理相当重要,特别是初沉池、水力循环澄清池和无阀滤池的运行管理;要经常检查无阀滤池的虹吸管道是否严密;时常检测出水水质,确保出水正常。 (5)对于重要部分的仪表,像泥位计等,尽量选用质量较好、精度较高的产品,以保证系统正常运行。 (6)煤矿井下废水悬浮物含量较多,污泥量很大。在污泥脱水上,采用板框压滤机,劳动强度较大,建议采用其他的劳动强度较小的设备。 (7)该工程运行正常后,出水达到排放标准,不仅保护了周边环境,而且回收了大量煤炭,也创造了一定经济效益。 作者简介: 邓李佳(1983―),男,湖北宜昌人,助理工程师,主要研究方向为水污染的控制及治理。 汪玲(1983―),女,湖北武汉人,工程师,主要研究方向为水污染的控制及治理。 煤矿废水处理论文:高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理 广州市环境保护工程设计院有限公司 摘要: 本文详细论述了煤矿矿井废水污染因子和高密度沉淀池工艺的特点,分析了用高密度沉淀池工艺处理煤矿矿井废水的优点。采用高密度沉淀池工艺处理E矿区矿井废水工程实践表明,在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l条件下,处理后废水稳定达到悬浮物(SS) 关键词:煤矿矿井废水,高密度沉淀池 1煤矿矿井废水特点 煤矿矿井废水包括煤炭开采过程中地下地质性涌渗水、巷道为安全生产而排出的自然地下水,井下采煤生产过程中洒水、降尘、灭火灌浆、消防及液压设备产生的含煤尘废水等。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分,其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。[1][2][3][4] 煤矿矿井水主要有以下特点: (1) 悬浮物浓度高:通常高达200mg/l以上,若井底预沉降处理不好,可高达1000mg/l以上; (2) 矿化度高:一般在1000mg/l以上,含有硫酸盐、重碳酸盐等; (3) 硬度大:一般在25德国度以上,总硬度中永久硬度大于暂时硬度; (4) 含有一定量COD。 几个典型矿井废水特性如表1: 2煤矿矿井废水处理工艺 因煤矿矿井废水主要特征污染物为悬浮物、COD和pH值,对煤矿矿井水的处理为对上述特征污染物的处理。 煤矿矿井废水中的COD主要由其悬浮物中的煤屑中碳分子的有机还原性所致,可以随悬浮物一起去除,不需要进行生化处理。构成矿井水悬浮物的主要成份是粒径极为细小的煤粉和岩尘,其特点是:含量不稳定,波动大,且悬浮物粒度小、比重轻、沉降速度慢,矾花形成困难,混凝沉降效果差,难以靠自然沉淀去除。 煤矿矿井废水处理目前主要采用沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀+过滤和微絮凝过滤等工艺。一般处理后达标排排放时,采用沉淀或混凝沉淀工艺;处理后回用作生产用水或景观水时,多采用混凝、沉淀、过滤或微絮凝过滤工艺。 微絮凝只适用于悬浮物小于50mg/L的极少数矿井废水处理,当悬浮物含量大于50mg/L时,即会产生处理效率下降和出水不达标的情况。采用混凝、沉淀、过滤工艺处理矿井水时,混凝反应设施有涡流反应池、 穿孔旋流反应池、机械搅拌反应池等;沉淀设施常用的有平流式沉淀池、斜管沉淀池以及将混凝反应与沉淀结合在一起的机械加速澄清池、高效澄清池、一体化净水器等。 各种处理工艺均有其优缺点。“反应池+沉淀池”具有运行能耗低,设计灵活,操作管理简单等优点,但占地面积大,沉淀污泥易堵塞、耐冲击负荷小。机械加速澄清池出水水质较稳定、占地面积小、并能自动定时排泥的优点,但运行能耗高、机械设施多、设备维护量大。一体化净水器集沉淀和过滤为一体,具有设备体积小,安装方便等优点,但设备沉淀区容积小,单体处理量小,日常维护量大,设备寿命短,耐冲击负荷小,难以满足大水量矿井废水处理要求。 3高密度沉淀池废水处理工艺 高密度沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上,充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论,把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化,从而达到常规混凝沉淀技术无法比拟的性能。 加速絮凝技术是高密度沉淀池优秀技术,其原理是在混凝阶段投加高密度的不溶介质颗粒(如细砂),利用介质的重力沉降及载体的吸附作用加快絮体的“生长”及沉淀,故又叫该技术为载体絮凝技术。加速絮凝技术通过向水中投加混凝剂(如PAC),使水中的悬浮物及胶体颗粒脱稳,然后投加高分子助凝剂和密度较大的载体颗粒,使脱稳后的杂质颗粒以载体为絮核,通过高分子链的架桥吸附作用以及微砂颗粒的沉积网捕作用,快速生成密度较大的矾花,从而大大缩短沉降时间,提高澄清池的处理能力,并有效应对高冲击负荷。 典型的高密度沉淀工艺有OTV―Kruger公司(威立雅水务集团的工程子公司)开发的Actiflo 高密度沉淀池和法国Degremont(得利满)公司开发的DensaDeg 高密度沉淀池。 Actiflo 高密度沉淀池工艺原理见图1。 图2DensaDeg 高密度沉淀池工艺原理图 4用高密度沉淀池处理煤矿矿井废水 煤矿矿井废水的特性决定了其处理关键为混凝沉淀工艺的选择。各种沉淀工艺用于煤矿矿井废水处理的优缺点对比见表2。 从表2比较中可见,从处理效率、造价、占地等方面综合比较,高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理有着最大优势。因煤矿矿井废水中含有高密度煤粒,高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理无需额外投加高密度的不溶介质颗粒,因此高密度沉淀池用于煤矿矿井废水处理比用于其它废水处理流程更简单、运行和维护成本更低。 5高密度沉淀池处理煤矿矿井废水实例 用高密度沉淀池处理表1中E矿区废水,处理前后各项指标对照见表3。 用高密度沉淀池处理E矿区废水主要技术经济指标: (1) 处理水量300m3/h,采用2座钢制DensaDeg 高密度沉淀池; (2) 反应区容积40 m3,停留时间15min; (3) 沉淀分离区设备尺寸ø5100×5000,沉淀分离区水力表面负荷7.5m3/m2.h; (4) PAC投加量20mg/l,PAM投加量1 mg/l; (5) 吨水处理成本0.28元。 调试运行过程存在主要问题及解决方案: ①矿井废水进水悬浮物浓度对处理效果影响大,进水悬浮物浓度小于100mg/l和大于1800mg/l时,出水悬浮物浓度均变大,主要原因是进水悬浮物浓度影响废水处理过程絮体的形成与沉淀,进水悬浮物浓度过高时可通过增设初沉来解决,过低时可通过回流部分污泥来解决; ②应根据废水进水悬浮物浓度调节PAC和PAM的加药量,尽可能地降低药耗,获得较好的沉降絮体; ③反应区的搅拌效果对出水水质影响大[5],吨水搅拌功率小于2KW时处理效果无法保证。 ④流量突变对出水悬浮物浓度影响较大,应尽量在合适的水流量下工作。应缓慢调整流量,以防止流量突变可能造成的污泥上浮。 6结论 煤矿矿井废水的特征污染因子为悬浮物、COD和pH值。悬浮物浓度高及部分悬浮物密度大的特点决定了高密度沉淀池特别适用于处理煤矿矿井废水。工程实践表明,采用该工艺处理E矿区矿井废水,在PAC投加量20mg/l和PAM投加量1 mg/l条件下,处理后废水稳定达到悬浮物(SS)
绿色科技论文:绿色农业科技论文 1.农业科技推广现状 创新体系建设加快。科云绿色农业技术集成中心连续多年加大对农业机械、试验设施装备等物资的投入,开展新品种新技术试验示范,举办观摩、展示活动,对农民进行现场培训。由于建设成效显著,该中心的基地已被农业部认定为“国家农业科技创新和集成示范基地”。此外,隆平高科部级玉米种子研发中心建设正在积极推进,河南科技学院杂交小麦研究科研项目巳取得初步成效,这些都为济源市现代农业发展的科技含量提升奠定了良好基础。绿色农业防控体系逐步完善。建成济源市植保田间观测场及应急药械库,梨林镇东部万亩小麦病虫害综合防治示范区,大略镇寺郎腰村3500亩的大葱种植基地被定为绿色农业防控示范区。健全了市、镇、村三级监测防治体系,成立社会化防治组织100余个,推广应用大型车载植保机械300余台,构建起了“监测预警准确、扑控快速高效、监管规范有力”的动植物保护体系。高产示范区全面建设。针对土地流转率加大、农村劳动力结构调整等现状,济源市先后建成五龙口玉米万亩高产示范方,积城镇/j、麦万亩高产示范方以及多个千亩方、百亩方’为全市粮食稳产高产提供了科技保障。 2.存在的问题 济源市农业科技支撑能力逐渐加强,但与农业发达地区相比还存在差距,主要表现在:一是农业科技自主创新能力和关键技术成果明显不足,产前、产中、产后等技术集成配套不够。二是农业科技人才总量不足’结构不尽合理。直接服务于农业生产一线的实用型专家还不能满足实际需要,尤为突出的是基层农业科技人才弓I不进、留不住。三是由于体制机制等原因,农业生产、教学、科研、农民培训、新品种新技术推广等工作的衔接不够紧密,一定程度上影响了农业科技整体合力。 3.意见和建议 一要抓好项目实施。持续抓好百名科技人员包百村活动、基层农技推广体系改革与建设项目、新型职业农民培育三大重点工程。其中基层农技推广体系改革与建设’要围绕“小麦、玉米、蔬菜”三大产业,推广新品种、新技术,提高农业效能;新型职业农民培育要与认证、扶持政策协调配套,突出实用性和针对性。二要加强协调沟通。农业技术教学科研工作要根据相关单位的性质、职能来谋划,要定位在全市的层面,加强彼此的分工协作,进一步做好现代农业发展的技术支撑、信息支撑、数据支撑和平台支撑。三要培养农业科研创新领军人物。加强人才培养和引进,吸收一批高水平的高级农业专家,建立人才激励机制,建立科学的评价考核机制。四要开展农业科技体制创新试点。选择一批基础扎实、条件较好的科研机构开展综合创新试点。目前,济源科云绿色农业技术集成中心果蔬示范基地和玉米小麦新品种示范基地,已经被列为济源市种植业基地发展的重点,正在通过项目扶持增强其科技含量,起到示范带动效应。 作者:马正国单位:济源市农牧局 绿色科技论文:建设绿色林业科技论文 1主要成效 2010年起,林业三新工程项目开始支持技术培训类项目,围绕基层林技员实用技术、美国白蛾等林业有害生物防控技术、造林关键技术、森林抚育技术等,共立培训项目14个,省级补助资金460万元,组织培训林农4万余人次,培养了一批具有创新意识与开拓精神的科技带头人和林果竹科技示范户,为农村经济的可持续发展发挥了积极作用。 2存在问题和不足 2.1科技支撑能力有待增强 林业三新工程项目实施的重点是林业新品种、新技术、新模式的集成和推广,通过示范和带动,为林业发展提供科技支撑,有力促进绿色江苏建设。从林业三新工程项目实施情况来看,项目的科技支撑能力还有待进一步增强,如新品种引进数量虽多,但精品少,推广力度也不足,杨树一统天下的局面还很难打破;困难立地造林的品种及技术未能取得突破性进展,盐碱地造林问题仍很多;品种、技术和模式配套组合的集成力度还需加大,产、学、研、推相结合及加快技术成果转化推广工作有待进一步加强。 2.2科技管理体系有待完善 受全省林业机构设置的影响,各级林业科技管理体系不健全或不完善,管理人员缺乏,业务水平有待提高。一是绝大多数市县级林业行政管理部门没有专门从事科技管理的职能处室,林业科技管理工作主要由林业处(造林处)等业务处室承担,个别地市甚至由林业站负责科技管理工作,造成了林业站既是“裁判员”又是“运动员”,既是林业科技管理部门、又是三新工程项目实施主体单位的尴尬局面。二是由于基层林业推广服务体系建设极其薄弱,承担项目的能力总体不足,只好求助于省市科研院校的支持,由此而造成了基层承担单位的项目任务量与资金分配往往极不对等,很大程度上挫伤了基层单位的积极性。 2.3实施项目的重要性认识有待提高 项目单位重项目申报,轻项目实施现象存在;有的项目选题创新不强,有的项目贪大求全,品种、技术、模式简单拼凑;有的为申报项目将目标任务无限扩大,而在实施时却大打折扣、无法完成;有的单位对验收查定不重视;有的资金预算不科学、配套资金不到位,造成资金使用不规范,经费支出不合理。47第5期王学东等:强化林业科技推广深入推进绿色江苏建设 3建议措施 3.1提升林业科技支撑能力 围绕林业建设重点和主导需求,继续开展林木引种、品种改良、良种选育等常规育种技术研究,加快转基因、分子标记等生物技术在品种创新中的应用,培育一批高产、优质、高抗品种,积极开展良种繁育和配套栽培的先进实用技术研发。进一步加大困难立地造林及健康森林培育模式及关键技术攻关及推广力度,在加强林业生态工程建设支撑上力求科技新突破。加大林业主导产品和优势产品的科技研发,加快良种选育、林产品精深加工等先进实用技术的转化推广。积极搭建科技服务平台,搞好技术咨询等科技服务,为全省林业提质增效提供有力的支撑。 3.2创新林业科技管理方式 建设林业科技综合管理信息系统,将标准化和信息化的理念模式引入到项目管理中,通过网络平台实现林业科技项目全程管理,并实现全省信息资源共享。充实完善林业科技项目管理制度,进一步提高林业科技管理水平和工作效率。加大技术成熟度高、适合面上推广的林业重大技术推广项目比例,突出技术集成推广,提高新品种、新技术、新模式推广覆盖与辐射带动作用,适当兼顾点上单项品种、技术、模式的创新示范与推广。 3.3严格规范项目资金使用 项目管理与资金管理密不可分,要管好项目就要管好资金。要严格按照《江苏省农业三新工程专项资金管理办法》有关要求,合理编制资金使用计划,按规定的使用范围合理使用项目经费。项目资金要专款专用,专账核算,不得截留、挤占或挪用。 3.4明晰项目管理职责 林业三新工程项目管理是一项政策性强、涉及面广的工作,省、市、县林业主管部门在项目管理上必须上下协同、分工合作、各司其职、各负其责。项目归口管理部门要依据项目合同,了解项目执行进度和进展情况,督促项目单位按照进度要求完成各项建设内容,及时发现和帮助协调解决实施过程中的困难和问题,确保项目顺利实施。 3.5完善项目执行奖惩机制 强化项目申报的审核工作,真正使实施基础好、技术先进实用、管理规范的项目得以立项。探索建立项目实施的激励机制,对各市和省级单位完成项目质量情况进行评估,其结果作为今后增加或减少立项数量的重要依据。对项目实施成效显著、代表性强、基础条件好、示范带动面广、作用明显的项目,进行滚动支持,把项目基地作为长期的示范基地。对未按合同规定执行,情节严重的项目单位和责任心差,服务意识弱,脱离项目实施的专家,进行通报,并在3a内不得承担和主持省林业三新工程项目。 3.6促进产学研企优势合作 在权力和义务对等的前提下,推进林业科研院所、高等院校以及生产企业和科技推广单位在功能与资源优势上的协同合作,形成优势互补、利益共享、共同发展的联合体。高等院校和科研院所为解决实际问题而开展科学研究和技术开发,林业科技推广单位则是技术的实际需求方,通过项目实施为技术成果提供实战舞台,推动林业科技成果走出实验室及时向生产转化,并将生产上的需求反馈到科研单位和高校进行深层次的探索研究,进一步改进和完善,共同促进全省林业科技水平的不断提升。 作者:王学东 杨艳 管鑫 程祎 单位:江苏省林业局 绿色科技论文:绿色科技农业发展生态理论论文 1.保障生态农业发展的效益 绿色科技在生态农业中的运用,能够迅速地推进农业生产环境和生态保护的进程,治理己经出现的环境污染,预防可能出现的环境问题,达到生态效益和社会效益和的统一,极大地提高人类的生存质量。绿色科技在农业发展中的应用成果即绿色农业产品,它在进入消费领域后就成为了绿色农产品消费对象,这对人们的消费内容、消费习惯等都会产生深远的影响。绿色科学的生活消费,不仅提高了人们的生活水平,更重要的是提高了生活的质量,有利于人们身心健康的发展。④ 2.绿色科技在鄱阳湖生态农业发展中现状 2.1绿色科技对鄱阳湖生态农业发展的支撑不够 从目前来看,虽然鄱阳湖生态经济区农业的发展取得了一定的成效,但是该区域目前还没有建立较为完善的科技服务体系。尤其是还没能向农民提供关于绿色科技方面的指导及有效的信息服务,这在一定程度上抑制了农民发展生态农业的积极性。农民仍以传统的方式进行生产,产业结构单一,生产技术含量低,畜牧业环境污染大,资源得不到有效的保护,特色农业、效益农业所占的比重仍然很低。 2.2绿色科技资金投入不足 作为江西重要的农产品产业区———鄱阳湖生态经济区,其对生态农业发展所需要的资金的投入,从总体上看是很不足的。这首先造成了农业基础设施比较陈旧、老化,以至于农业的抗灾能力比较薄弱,难以确保农作物生产的高效稳产。其次,各级地方政府也因为受财力的制约,因此对绿色科技资金的投入无论在程度还是范围上,都很难满足生态农业发展的要求,这将导致许多建设项目因投入的严重不足而难以全面开展。再次,绿色科技资金的缺乏也将抑制生态农业发展所需要的高新绿色科技的引进和应用。 2.3绿色环保、绿色经营意识薄弱 由于鄱阳湖生态经济区人民的绿色环保意识比较薄弱,对本地的生态环境没有进行有效的保护,往往为了眼前的利益而破坏了整个生态环境。有些地方农民大量地围湖造田,导致了湖面缩小,湿地减少,鱼类资源也逐渐地衰退,生物的种类减少、存活率下降。在一些山区丘陵地带,农民滥砍滥伐现象比较严重,结果导致了水土的严重流失,植被大面积被破坏,森林覆盖率明显下降。由于受所处地理位置的影响,鄱阳湖生态经济区的农业生产者,很难有机会直接面对激烈的国内外竞争,加上长期在稳步发展的思想指引下,已经形成了思想保守、缺乏绿色经营理念等不良局势,因而导致了耕作方式比较落后,这些都很难与鄱阳湖区生态农业的发展要求相适应。 3.发展绿色科技以促进鄱阳湖生态农业的发展 3.1加强绿色科技在鄱阳湖生态农业发展中的支撑作用 要重视绿色科技在农业发展中的应用,增强环保意识。充分地认识到:良好的生态环境也是农业发展的重要条件,因此在提高农业经济效益的同时,也要注重农业的生态效益和社会效益,要自觉地开发和利用绿色科技。要积极地搜集绿色信息,进行国内外绿色市场调查。这样才能有计划、有目的地进行绿色生产,开发绿色产品,开拓和占领相应的绿色市场。鄱阳湖生态经济区要大力推广绿色植保、绿色大米的生产和有机蔬菜的生产,大力推广无公害生态养殖等绿色技术。在生产模式上要更加注重“生态”,重点推广循环农业、有机农业、精准农业、休闲农业等生态高效的生产模式。 3.2加大绿色科技的投入 政府要逐步加大对鄱阳湖区绿色科技和绿色农业产业的投入,积极引导鄱阳湖生态经济区农业发展与相关的科技研究院所开展多种形式的合作,提高绿色科技成果的转化率,缩短绿色科技成果的转化时间。对于那些能够促进绿色科技发展的重大项目,要给予资金和政策的支持,为绿色科技在鄱阳湖区的发展和应用提供一个良好的环境。政府还要不失时机地为鄱阳湖生态经济区生态农业的发展培养和创造创新型人才,特别是绿色科技领军人才,促进高科技创新团队的形成与发展。同时,也要为这些科技人才营造良好的工作、生活环境及良好的学术氛围。以鄱阳湖生态经济区发展生态农业的需求为导向,依托高新科技创新队伍和科技成果,有针对性地开展科技服务工作。 3.3提高绿色科技文化素养 鄱阳湖生态经济区农民的科技文化素养是绿色科技应用和发展的前提和基础,对绿色科技成果的传播和推广具有决定性意义。因此,要建立公共绿色教育宣传网络,普及绿色科技知识,开展形式多样的资源节约和环境保护的宣传活动,提高鄱阳湖生态经济区全区人民对发展绿色科技重要性的认识,把发展生态农业变成大家自主自觉的行为。要建立相关的绿色科技信息系统和科技咨询服务体系,及时向该区人民有关绿色科技的知识和政策等方面的信息,提供信息咨询和技术推广,并将有关绿色科技的最新成果及时宣传到位,对相关人员定期进行科技培训等。以绿色科技理念为先导,建设绿色乡村和生态城镇。 4.结论 总之,生态文明是绿色文明的回归和高级化,鄱阳湖生态经济区要发展生态农业必须依靠绿色科技的支撑。因此要发展鄱阳湖生态农业,必须要加大绿色科技的投入,营造良好的绿色科技氛围,加强绿色科技在鄱阳湖生态农业发展中的支撑作用。 作者:张爱云 张丹 周怡 单位:江西科技师范大学理工学院 江西科技师范大学理工学院 绿色科技论文:概述化学工程与绿色科技 1海水淡化工程的预处理过程中运用绿色科技 作为有机生命体的我们,水是重要!主要的组成部分,甚至对于整个社会的进步和发展,淡水都是不可或缺的组件"淡水资源,有着再生困难,地域局限性等特点,而伴随整个社会的飞速发展,这些特点就变成了部分地域,甚至世界性的危机"我国也在其中"因而海水淡化技术的发展和广泛运用,也成为了我国应对当前淡水资源匾乏的有效措施"如今,科技的进步使得海水淡化成本渐渐降低,进而将这项技术推向大众"海水淡化不再是发达国家的专利,很多发展中国家也在引进并推广这项技术"使用物理或者化学的方法手段,将海水中的盐分和水分离,得到可供引用的淡水的过程,就叫做海水淡化技术"在海水淡化分离技术预处理过程中,既没有产生任何对环境的不良影响,也没有对海洋等生态造成破坏"这也恰恰符合了党中央提倡的可持续发展战略的思想"因此,使海水淡化过程的化学工艺绿色化,使淡水生产过程中理念的绿色化就显得非常关键了"要将绿色科技的理念贯穿生产过程的始终,与生产效益紧密结合在一起"这也是现代化的化工生产的主流思想"在海水淡化构成的预处理过程中产生了一些氢氧化镁,成为了环保领域新的宠儿,这种物质具有成本低廉,工艺简单!不产生二次污染,处理效果良好的特点,具有非常广阔的发展前景" 2绿色化学技术在我国传统香精香料工业中的应用 在我国,香精香料的出口,是组成我国进出口贸易的重要部分之一"而且香精香料也是日常化工化学生产中不可或缺的添加剂之一"不过,随着世界范围内的经济危机越演越烈,我国该行业的进出口也受到了较大的冲击,出口额度明显下降"在深人调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因后,发现产品中有害杂质含量超标,是其主要原因"造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷"如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料使用不当等原因"其中,提取原料的成分在产品中残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变"包装材料使用不当的问题,则通过加强企业的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善"还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势,不断加强新技术的研究和在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量!低能耗的香精香料产品要求" 3绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,既点缀了我们生活中的物质文明,又丰富增加了社会耗能渠道,无论从过去!现在还是将来的角度看,其作用都不可小窥"但往往在化工生产的过程中,会伴随着各种各样废气废物的产生,而在这些废气废物中,有往往含有过量的有毒有害物,不仅会引发各式各样的环境污染问题,严重了还会造成生态系统的破坏"一旦出现上述情况,就又会妨害了社会进步的持续性"因此,克服种种环境污染问题,提倡绿色化学,坚持走可持续发展的道路,就成为了重中之重"实现社会经济可持续发展,已经成为了我国一项基本的国策"作为社会经济重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导下,最有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用"绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究及应用"绿色化学的生产过程只产生非常少量,或者不产生废物处理"其最主要的特点便是在生产过程中,最大程度的利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染"有利于化学化工产业的发展及可持续发展战略这一道路的切实执行。 作者:朱秀栋单位:河北联合大学轻工学院 绿色科技论文:我国绿色农业科技创新的现状及困境 摘要:本文从研发、传播、教育、企业、政策等视角简要分析了我国绿色农业科技创新的现状,并从政府机制、创新能力、资金投入、传播和创新体制等方面的困境进行了探讨。 关键词:绿色农业;科技创新;困境 1我国绿色农业科技创新现状 1.1研发现状 从我国专业从事农业研究的机构数量来看,现在只有1400多个,比改革开放初期的500来个增长了将近3倍。但是目前存在科研机构仅仅是数量多的问题,机构人员匮乏和重叠,出现了数据上的失真。近年来,我们也发现国内在绿色农业科技创新方面的投入逐年增加,这些投入的增长大部分由政府主导与负责,虽然投入得到了增加,但是总体的情况还是偏低。从国内在农业方面的科技创新体系和制度的角度来分析。进入新世纪之后,国家对当前的科研体制尝试进行改革,政府将农来科技创新研究抛向了市场,由市场这只看不见的手来推动绿色农业科技创新的发展。 1.2传播现状 我国从成立之初就高度重视农业技术的推广与传播,从上到下形成了一个五层的技术传播系统,主要以农技推广站、种子管理站、土肥技术站、植保技术站为主体。但是随着经济体制改革的深入,政府在以上主体上的关注度、资金投入逐年减少。近几年来,基层县、乡的农技、种子、土肥、植保等机构几乎是名存实亡,人员全部都被抽调开展其他工作,导致了当前技术传播渠道的不畅通,传播手段、方式、信息内容严重脱离科技前沿与生产需要。同时,由于国家投入的减少,经费得不到有效保障,出现了从业人员流失、人才缺乏、素质普遍低下的情况。 1.3教育现状 由于我国高等教育改革,很多高等院校出现了生存压力与忧患,现实逼迫他们向综合性、多学科的大学发展,导致农业科技知识培训方面资源被挤压。但随着农业发展的多元化发展,各农业院校向综合大学迈进的步子也促进了农业科学的整合发展。单就农业高等教育来说,主要还是存在一些学科不健全、机构不完善的情况,而且整体来说缺乏世界性的农学科学家和创新团队,对于国家重大农业课题的研究和创新结果的产出难以承担。 1.4企业现状 就目前国外对农业科研企业的研究来看,我国主要是有新品种、新技术、新产品的公司在从事农业科研,这些企业能够将较多的人、财、物投入到研发工作中来,通过借鉴、吸收、应用的方式能够进行产品的开发。农业发展因其周期长、投资大、风险不可控等原因,导致风险资金进入较少,企业生存较为困难,但仍然存在一些人才聚焦度较高、资金密集度大的企业。因为绿色农业的特性,科技创新型农业企业的资金需求通常是传统农业的30多倍,这也成为企业发展的瓶颈。 1.5政策现状 政策方面,主要分为支持农业科技创新的法律法规、减少农业市场不确定性的法律法规、增加农业收益分配确定性的法律法规、减少制度给科技创新带来不确定性的法律法规。从具体的法律政策来看,可以分为《人类环境宣言》、《生物多样性公约》等国际公约,《环境保护法》、《农业转基因生物安全管理条例》、《农业法》等法律法规,以及《星火计划》、《农业科技发展纲要》、《科研单位技术转化免营业税》等政策措施。上述政策体现了我国利用科技手段支持绿色农业发展的态度,但还有很多地方需要完善。 2我国科技创新推进绿色农业发展中存在的困境 绿色农业科技创新是一个政府为主导,社会各界力量共同参与的一个系统性行为。本会以各个参与主体为角度探讨我国绿色农业科技创新过程中存在的问题。 2.1创新能力不足 绿色农业科技创新的组织是多元化主体参与的,但是目前政府公共机构的创新能力很难满足日益增长的需求。绿色农业科技创新的工作条件差、激励力度不够大,导致绿色农业科技创新机构的吸引力比政府、高等院校、企业和其他机构差很远。而且,我国农业在科技贡献率上一直没有发挥主要作用。 2.2人才资源匮乏 随着经济发展,第三产业所占比重日益扩大,作为第一产业的农业对于人才的吸引力逐年下降。从全国来看,绿色农业科技创新人才的培育所占比重虽然在增加,各行业的高端人才也开始涉足农业发展,但是总体来说比重是偏低的。毕竟,农业科技创新的工作条件相对艰苦,而创新激励又比不上金融等行业,导致了绿色农业科技创新机构的吸引力比不上高校、政府等机构。 2.3资金后劲不足 由于绿色农业投入大、风险高、收益高的特性,企业收回成本时间周期较长。在人才、信息、营销等方面资金的需求较大,而农业企业想要自行参与绿色农业科技创新成本压力较大。国家在资金投入、税收征稽、金融支持等方面的体制机制不完善,企业无法获得足够资金进行科技研发,降低了企业的科研动力。 2.4创新体制不畅 由于机制不畅,导致我国出现了科研脱离实际、创新成果无人用、各部门之前无法沟通等问题。目前,各高校和研究机构几乎处于封闭状态,科研人员热衷于争取国家课题,撰写脱离实际的论文,为自己评职称增添砝码。而企业在自行开展农业科技创新过程中,也不愿意邀请高校、机构的科研人员参与,他们也无法参与。高校获得科研课题之后,企业也无法加入进来共同获得课题经费的支持。农户更是完全被排除在农业科技创新之外,他们只能通过自己所能接触到的商业广告获得最新的农业发展技术。 作者:谭腾蛟 单位:长沙理工大学马克思主义学院 绿色科技论文:化学工程领域中的绿色科技研究 工业革命以来,世界范围内的工业科技及相关产业都有极大的发展,诸如化工、电气等产业在内的技术发展不仅促进了社会生产力的发展,更让人们的生活与生产有了极大转变。例如,化工肥料、合成材料以及化石能源等在内的化学工程极大地促进了人类社会的生产力发展。然而,就在这项科技推动社会和经济发展的同时,也为人类的生存环境和持续化发展带来了极大的隐患,包括大气污染、生态失衡以及能源紧缺等危机给人类敲响了警钟。因此,人类在推动时展的同时也要对持续化发展提起重视,将化学工程与绿色科技结合起来,在实现工业生产的同时也要保障生态环境的平衡,更大程度平衡社会发展和生态环境的平衡。 1化学工程中发展绿色科技的必然性 1.1是对我国可持续发展战略的响应 从理论上而言,经济可以无限量的增长,然而,自然资源存在限度,尤其是不可再生的化石能源。当我国不断以自然资源的大量消耗来推进经济发展,就会造成资源的过度消耗,这类生产资料的价格也会不断上涨,加大生产成本,反过来对原有的经济效益产生负面影响。据此,我国在经济发展战略制定时,必须对从长远的发展境况出发,把握关键所在,转变以往的经济发展观念,提升资源利用效率。主要是通过完善绿色科技来实现资源的高效利用和再次利用,以此缓解经济高速增长所带来的负面影响,通过低排放和高治理相结合的方式,实现经济发展的稳固性和持续性。 1.2是实现生态平衡和环境优化的重要途径 现阶段,我国已经逐步提高了对于绿色科技的重视程度,因为这不仅是改善生态环境的重要途径,也是对国科学发展观的契合。持续发展最重要的便是资源的持续化供给,这需要人类减缓对于不可再生资源的消耗,加快对于再生资源的研发速度,保障两者之间相互配合,以此达到持续利用性的目的。一旦出现资源过度开发而导致的资源断层,不仅会造成经济和科技的倒退,更会影响整个地球生态圈的和谐关系,直接威胁到人类未来的发展和生存。因此,人们需要对可持续发展战略提高认识层次,强化对于绿色科技的理解和应用水平,提高不可再生资源的利用率,加快再生资源的研发进度,对污染问题进行有效的控制,通过三者之间的结合来实现经济、社会和环境的和谐发展。 2化学工程中的绿色科技 2.1运用绿色科技降低温室气体的排放,改善生活环境 温室效应是威胁地球生态平衡的一个严重问题,引发包括海平面上升、虫害加剧在内多个连锁反应,加重了对人类社会的威胁程度。这种问题的出现主要是由于传统化工产业在生产过程所产生的大量二氧化碳气体,而对该现象究其根本就是因为当时国家并没有对温室效应形成完善的法律规范,化工企业排放没有得到有效的遏制,将人类社会的发展置于了严重的危机之下。直到南极臭氧层空洞的出现甚至扩大,包括中国在内的各个国家才真正认识到温室效应。就现阶段我国的情况而言,不少涉及化工产业的企业已经形成了良好的社会责任感,尤其是在维护生态平衡和绿色生产的问题上,通过对绿色科技的开发和利用来改进化工生产,对二氧化碳的排放问题进行一定的控制。比较常见的一个绿色科技应用过程就是CO2与碱性氧化物反应,并将生产的碳酸盐运用到随后的化学生产当中去,或是供给学校做相应的实验课程,其涉及的反应公式是:CO2+CaO=CaCO3。不但实现对于二氧化碳的排放进行了控制,更对二氧化碳资源进行了有效的利用,实现资源节约的目标。 2.2运用绿色科技进行海水淡化处理,丰富生活资源 水资源作为人类生产的三大要素之一,对于人类生活和社会生产都发挥着非常重要的作用。然而,人类所能运用的水资源并不丰富,而且淡水危机所引发的问题也已经十分严重了。以海水淡化为主的绿色化工技术是现阶段解决这个危机的主要方式,然而,海水淡化技术在推行之初所需的成本较高,难以投入当民用之中去。但随着海水淡化技术研发的推进,实施成本逐渐降低,在一些大规模的运用当中逐渐起到了一些作用,而这种技术也不断被各国所引入,包括不少发展中国家也已经有了很好的应用,并在不断创新之中发挥了日益重要的作用。现阶段,该项技术主要目标便是在利用海水获取淡水资源的同时又不造成环境危害,比较常用的做法就是利用氢氧化镁实现。而这项物质不仅环保可靠,而且成本低廉,而且操简单。更重要的是,这个过程不会产生二次污染,实验的实践效果让大多数人都十分满意,也显示出了相当的的应用前景。 2.3绿色科技对香料香精生产的改进作用 香精和香料是人类社会中比较常见的物质资源,也是我国进出口贸易的重要组成。然而,通过传统工艺来生产这类物质往往会造成较大的环境污染,而难以对产品品质进行保障。而造成这种现象的主要原因,是因为传统工艺在技术和理论上存在较大的缺陷,虽然操作简便,但是往往会造成巨大的资源浪费和环境污染,最终所生产的香精香料也存在不少的质量问题。据此,相关机构利用绿色科技的理念对香精香料的生产进行了改良,不仅在生产过程中降低了资源浪费和环境污染,更降低了包装所带来的材料浪费和污染,最终实现对于产品的质量保障,以此来实现社会经济与生态环境发展的协调性和持续性。 3结论 绿色科技是一个庞大的整体,主要是利用绿色环保节约的理念为主导,对化工的生产过程进行改良,在化工企业发展的同时又不会对生态环境造成负面影响,还对我国的可持续发展战略进行了响应。据此,积极创新和发展绿色科技,尽量减少化学工程对环境的负面影响,促进化工企业对生产过程的改良,提高资源利用效率。然而,绿色化工技术的开发仍旧是一项充满挑战的事情,需要我国社会各界的通力协作,,将理论知识和实践经验进行有效的结合,不断促进绿色化工技术的革新。 作者:尤唱 单位:沈阳师范大学化学与生命科学学院 绿色科技论文:绿色科技在化学工程中的应用 1运用绿色科技降低温室气体的排放,改善生活环境 二氧化碳等温室气体的排放造成的温室效应,严重威胁着人们的生活环境,威胁着生态的平衡。而传统的化工生产每年都会产生几十万吨的二氧化碳,大量二氧化碳的排放造成全球气候变暖,温室效应越来越严重,而且由于当时国家针对温室效应的法律法规制度不够完善,化工企业排放大量二氧化碳对大气层的破坏又无需承担相应责任,人类的生产与发展面临着严重的危机。而随着南极臭氧层空洞事件的发生,中国乃至整个世界都开始关注温室效应问题。针对这一问题,大多数化工企业都开始承担起相应的社会责任,不断努力的开发新技术,运用绿色科技进行化工生产,改善二氧化碳气体的排放。举例来说,化工企业在生产尿素的时候,通过采用对再生产过程中的二氧化碳进行有效的收集,然后利用一些有效的化学反应,比如说CO2为酸性氧化物,可以与碱性氧化物反应生成相应的碳酸盐,其化学反应公式是:CO2+Na2O=Na2CO3,然后将反应生成的碳酸盐又运用到相关的化工生产过程中去。如此一来,一方面可以有效降低二氧化碳的排放量,缓解了温室效应,另一方面也对二氧化碳资源进行充分的利用。 2运用绿色科技进行海水淡化处理,丰富生活资源 水作为生命之源,无论是工业生产的发展还是人类的生存都离不开水。而人类的水资源特别是淡水资源十分的匮乏,淡水危机问题严重影响了人类社会的发展与进步。为此,人类开始尝试采用海水淡化的绿色化工技术来缓解淡水危机。海水淡化技术初期的研发应用成本非常高,只有少数发达国家才有技术和资金的保障。但是,随着海水淡化技术的不断发展和进步,其运用成本也相对降低,于是海水淡化最为一种绿色化工技术不断的传入发展中国家,并且通过不断的创新与发展,取得了很大的成效。目前,随着绿色科技在化学工程应用的不断拓展,海水淡化技术的关键就是绿色化学工业的应用,一方面利用海水获取淡水资源,另一方面又不对环境造成任何污染或者危害。而目前,绿色科技在海水淡化处理中的运用,具体来说就是,将氢氧化镁运用到海水淡化处理中,氢氧化镁不仅环保可靠,而且成本低廉,操作工艺也相对简单,而且不用担心在海水淡化处理过程中产生换进的二次污染,淡化海水的处理效果非常明显,具有广阔的应用前景。 3运用绿色科技进行香料香精的化工生产,减少环境污染 香精香料是我国进出口贸易的重要组成部分,而且在我们日常生活中的运用也和广泛。但是传统的香精香料的生产缺乏安全的质量保障,而且很容易造成环境的污染。据相关调查统计,历史上有很长一段时间我国的香精香料的出口受到限制,原因是香精香料中含有的有害杂质严重超标,这些归根结底是由化学生产工艺存在缺陷所导致的,提取材料的成分以及包装材料的不当使用都会影响香精香料的质量。针对此问题,我国开始拓展绿色科技,将绿色化工技术运用于香精香料的生产中,采用绿色无污染的包装材料,而且在生产工艺过程中运用绿色科技不断的降低有害物质的含量,同时严格控制香精香料的生产工艺流程,加强产品质检。运用绿色科技,不断的研发新的化学生产工艺,进而生产出高质量、低能耗的香料香精,减少环境的污染,促进生产的发展和进步,实现社会经济与生态环境相协调的可持续发展。 4结语 综上所述,绿色科技在化工生产过程中的运用,无论是对于化工企业的发展和进步,还是对于人类的生存与发展,都有着积极的影响意义。为此,我们必须响应“可持续发展”的号召,积极的创新和发展绿色科技,并运用于化工生产过程中去,努力减少化学工程的环境污染,促进化工生产过程中相关资源的充分利用,为人类社会提供更多的能源。当然,绿色化工技术的开发与创新是一个任重而道远的工作,需要社会各方面的广泛配合,在实践中去不断的摸索进步,积累经验的同时,不断促进绿色化工技术的革新。总之,在化工生产过程中,要始终以“绿色化工生产”为优秀,促进绿色科技在化工生产过程中的深入贯彻和发展。 作者:王杲 裘炎 单位:王杲 裘炎浙江省天正设计工程有限公司 绿色科技论文:科技创新绿色经济论文 1科技创新在绿色经济发展中的实践 培养一批企业的自主研发能力,如云南白药股份有限公司,昆明红塔集团等企业,设立了博士后工作站,这些企业具有先进的技术创新能力和市场竞争力,已先后开发生产云南白药系列,灯盏系列,蒿甲醚组等产品,有较好的经济效益和市场占有率以及较高的生物资源研发及产品的深加工。现在,云南生物多样性的深入研究,植物化学,生物资源的再保护,动物药品的研发,原料生物的活性成分提取技术,生物产品开发等领域的研究目前处于国内领先水平。 2发展绿色经济的科技创新建议 2.1政府在绿色科技创新的引导作用 绿色文明是追求人类和自然界的和谐统一,环境保护与经济发展的协调发展。它需要对绿色资源的可持续利用,资源利用不能超过替代资源的发展速度;污染排放量不能超过自净系统的自然规律,科学合理地利用资源。科技创新、绿色文明符合中国当前可持续发展的总体要求,是发展绿色循环经济的思想基础。各级政府部门应发挥职能作用,从宣传和倡导绿色技术创新的概念着手,环境因素以及生产全过程,引导企业和消费者关注绿色产品。通过政府绿色采购,对企业和公众消费者的行为产生积极的影响。政府采购,优先采购具有生态设计的产品,在使用的过程中,保持节约和多循环利用,形成一个绿色消费引导绿色技术创新,绿色科技创新促进绿色消费的良性循环体系。 2.2发挥政府在经济活动中的调节作用 发挥经济、社会、绿色技术为国家带来的产业环境效益,运用绿色技术产业作为新的经济增长点,整合落后传统产业。 2.2.1增强绿色科技创新研究的投入与研发工作政府要引导和规划绿色技术的创新,绿色技术创新要纳入国家总体发展战略。优惠绿色项目的审批、资金及人员配置,设立绿色技术转让和推广交易中心,建立绿色技术资源信息网络便于交流。 2.2.2健全绿色科技创新的激励和保障机制人才是创新的关键所在,创新人才的激励机制显得尤其重要,融资机制,风险投资体系的建立,是保障科技创新的外部环境,提供足够的人员和资金,绿色技术创新才能发展的更好。政府应根据产业发展的不同时期,考虑成本和效益来调整政策,以鼓励有发展前景的绿色技术发挥作用,更要突出“以人为本”。政府通过政策来计划和税收、优惠、扩展等各种行政工具的组合,加强政府采购中鼓励绿色创新产品的应用,也要特别注意各部门之间的政策协调的作用。 2.2.3促进建设绿色科技创新的中介组织科学研究机构是为社会发展成果,技术扩散,创新决策与管理咨询,技术评估,创新资源的配置等专业服务组织,是一个重要组成部分,科学和技术创新体系。面对新的绿色技术,科技中介机构传统的进一步改革,以适应新的行业的要求,促进了一批整个系统的科研机构的科技中介机构资格;组织科研单位,高等院校是基于科学研究设备和人才优势,建立各类科技中介组织;充分利用社会资源,指导政府部门的政策研究,为政府决定软科学研究机构的过渡机制,同时,开展科技咨询,面向社区的评估活动;大力推行“行政决策咨询”制度,重大决策的重要工作,重大项目示范和部署进一步依靠科技中介组织,以支持其独立,促进决策科学化,民主化。政府应建立支持系统和服务体系覆盖的成果的政策转变的全过程,提高科技成果转化成功率,包括人员,资金,信息,市场开发等系列服务。 2.2.4运用法律和经济政策为企业开展绿色科技创新施加压力把自然资源和环境的国民经济核算体系,市场价格准确地反映环境成本的经济活动,改变过去的自然资源和环境的免费使用,和社会上的环境代价的情况下,迫使企业改善过程中的经济利益,节能降耗,降低环境成本,绿色科技创新发展和推广。 3结语 绿色经济以资源节约型和环境友好型经济为主要内容,是一种资源消耗低、环境污染少、产品附加值高、生产方式集约的一种经济形态。在绿色经济模式下,环保技术、清洁生产工艺等众多有益于环境的技术被转化为生产力,通过有益于环境或与环境无对抗的经济行为,实现经济的可持续增长。经济增长总是由进行技术创新开始的,同样发展绿色经济也是首先要进行环境科技创新,通过环境科技创新,使产业结构不断优化升级,实现智力资源对环境物质资源的替代和经济活动的知识化、生态化转向,培育和发展科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源得到充分发挥的新型工业企业,推动经济的持续增长。环境科技创新在绿色经济的发展中起着重要的作用。为了保障绿色经济的良性发展,要充分发挥政府在绿色经济发展活动中的调节作用,倡导绿色经济模式和绿色生活方式,增强绿色科技创新研究的投入与研发,健全绿色科技创新的激励和保障机制,促进建设绿色科技创新组织,通过政府的引导作用,要逐步建立制度化的环境科技技术创新机制。以生态化、知识化和可持续化为目标,改造现有的资源消耗与环境污染严重的非持续性的经济模式,建立和完善生态化的经济发展体制,推动科学技术生态化、生产力生态化、国民经济体系生态化,使21世纪的社会主义中国成为一个绿色经济强国。 作者:车均 梁荣海 崔丰元 张蕾 单位:淄博市环境监测站 鹤岗市环境保护局 绿色科技论文:高科技企业中绿色管理体系探索 研发人员激励中存在的问题 现阶段在对企业研发人员激励的实际操作中还存在一系列的问题,如缺乏对研发人员需求的了解和分析;激励形式不合理;绩效考评制度不公平等.缺乏长久战略,行为短期化由担心研发人员经过培训之后跳槽对本企业造成经济损失,很多企业在人才使用上只注重研发人员对企业当前的所具备的价值,忽视对研发人员的及时有效的培训.在职业生涯管理方面较少为研发人员提供较为长远的多种途径实现自我价值的发展机会,比如技术股权激励.这些短期化行为导致高科技企业留不住人,不能形成多种技术研发的优秀团队.对研发人员激励机制单一从目前很多高科技企业的实际情况来看,没有充分考虑研发人员的个体差异和他们在不同时期的需求,没有对不同类型的研发人员设置不同的激励方式,因而其激励机制缺乏员工基础.不少高科技企业表现为花费巨大资金,物质激励手段不合适,预期的激励效果并没有达到,研发人员的积极性得不到提升.大多数高科技企业很少重视非物质激励,很多企业在短期化的功利心理支配下,往往更重视以成果形式进行考核,绩效考评制度不公平、不完善. 实施绿色激励的重要意义 有利于实现企业的可持续发展绿色激励管理把员工作为企业最重要的优秀资源,应该对员工进行及时有效的投入,有利于员工创新能力的提高,进而扩充隐形的企业知识资本存量,满足员工不断发展的需要.首先为员工提供健康、和谐、富有竞争力的生活、工作环境,对员工进行情感伦理的培养,提高员工的忠诚度和综合素养,这有利于员工和谐心态的养成,进一步优化企业人态环境.其次关注员工的个人成长,了解员工的发展需求,为员工制定职业生涯发展规划,提高员工的科研能力、创新能力,以员工的成长促企业的发展.有利于研发人员的自我管理绿色激励管理追求“以人为本”,管理者与员工共享企业信息、鼓励决策分权化、扩大员工参与、向员工授权.凸显企业和员工利益的统一性,依据员工不同的个性特征和员工多方面、多样性的需求进行管理.造就一种尊重人、关心人、人际和谐、有利于人发展的工作环境,促使员工增强归属感、主人翁意识,自我管理,自我成长.有利于杜绝人才资源的浪费“绿色”主张对能源的节约利用,杜绝浪费.绿色激励管理机制相信人才的浪费比能源浪费具有更高的资源成本,所以通过绿色激励管理可以有效的避免人才的经济的、合理的利用,避免束之高阁、大材小用等浪费现象,将人力资源发挥到最大效用. 针对研发人员应采取的绿色激励措施 绿色工作管理激励高科技企业研发人员多数是为充分发挥科研创新能力和实现自我价值,他们期待有挑战性的工作,取得较好的科研业绩.企业应该将企业效益和员工利益的相统一,研发中给予高水平的研发人员一定的自主权,允许其自主创新、承担相应的责任;管理中给予研发人员广泛的参与权、决策权,参与企业的规章制度的制定、发展策略和目标的讨论,商讨企业发展中遇到的机会和挑战.给予自主创新权利可激发研发人员的内在潜力,给予研发人员广泛的参与权可使研发人员感到归属感,从而明白自己的利益与企业发展息息相关从而产生强烈的使命感.绿色薪酬福利激励研发人员的薪酬水平是研发人员在商品经济中进行更高层次消费的来源.企业应制定具备外部竞争力及内部公平性的“全面薪酬”制度,坚持以公平、客观的绩效评价体系为基准确立薪酬体系,以能力和业绩为导向的分配原则.要建立公平竞争的晋升制度,辅以效益提成、入股分红、股票期权等多种“外在的薪酬”激励方式.同时给员工提供的不能以货币形式体现出来的各种“内在的薪酬”形式的奖励价值.比如提供的工作需要的便利工具,提供个人晋升的机会,吸引人的公司文化等[4].绿色职业生涯管理激励职业生涯规划是在员工认清自身具备的能力下,结合科技型企业的组织发展规划和企业文化制定自身的职业生涯规划.这是企业为激励每位员工自觉进取的有效管理方式,是企业发展和员工个人发展利益相统一的体现.企业为员工制定合理的职业生涯规划其最终目的是让研发人员的职业生涯目标与企业的发展目标一致,达到共同进退的局面.绿色培训激励由于高科技企业的技术和知识更新速度非常快,对研发人员来说,积累、更新知识是保持具有竞争力的知识资本存量和竞争优势的惟一方式.及时有效的培训发展计划可以激发研发人员的工作积极性,提高研发人员的创新能力,增强研发人员的研发信心,有利于开阔、提升研发人员素质,增加企业运作效率,从而形成对企业有利的纯技术激励.绿色情感激励企业管理者应加强与员工之间的情感交流,形成新型的“合作伙伴关系”,跳出传统的单向控制型思维模式,使员工始终保持良好的情绪和高昂的工作热情,切实培养人们的生活能力和合作精神,增强归属感,从而营造出一种心态和谐、人态和谐的工作氛围、朋友氛围.如果企业过于注重追求物质方面的激励而忽视了对员工精神层面的激励,无法满足员工的各种绿色需求,即身心健康和人生幸福,更无法实现员工的健康持续发展要求,这是造成人才流失从而导致企业发展困难的重要原因之一。 作者:孙慧玲 单位:淮阴师范学院 绿色科技论文:科技创新引领绿色经济发展 摘要:随着现代化的不断推进和工业化的进程,造成自然资源迅速枯竭、生态环境日趋恶化,直接威胁到人类自身的生存和发展。这就迫切需要开拓创新发展模式,大力推进绿色经济的发展。本文通过对科技创新引领绿色经济发展的重要性问题的探究,提出了发展绿色经济的科技创新策略,得出发展绿色经济要依赖科技的创新。 关键词:科技创新;绿色经济发展;环境;对策 一、科技创新和绿色经济的基本内涵 在十八届五中全会上中共中央提出了五大发展理念:创新、协调、绿色、开放、共享。因此在当今社会“创新”和“绿色”已经成为了全民热议的话题。创新是科技进步和经济、社会高速发展的强大动力和积极因素,它是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。在创新体系中,理论创新是基础,体制创新是保障,科技创新是关键。科技创新是人类文明进步的途径和标志;科技创新是实现社会主义现代化的关键和中心环节;科技创新是经济发展和经济结构调整的强大动力;科技创新是民族振兴的重要条件和根本保证。[1]显然,科技创新已成为推动经济和社会进步的强大动力。环境技术创新就是在工业社会可预期的时间和空间内,采用避免或减少环境污染的生产设备、生产方法与技术等新产品或新工艺,并将其成功应用于市场的完整过程。环境技术创新不仅可以减少环境破坏,节约和保护资源,而且还可以实现社会价值和经济价值。 绿色经济是以市场为导向、以传统产业经济为基础、以经济与环境的和谐为目的而发展起来的一种经济形式,它适应人类环保与健康的需要。[2]而英国环境经济学家皮尔斯在《绿色经济蓝皮书》中最早提出绿色经济的主张:从社会及其生态条件出发,建立一种“可承受的经济”。就是说经济发展必须是自然环境和人类自身可以承受的,不能因为盲目追求生产增长而造成社会分裂和生态危机,不能因为自然资源耗竭而使经济无法持续运行下去。在工业化不断发展的时代中,盲目追求经济利益造成了自然资源逐渐枯竭,使得我们的生存环境严重恶化。而绿色经济的发展帮助改善环境、节约资源,是可持续发展的经济模式,是以维护人类生存环境,合理保护资源、能源以及有益于人体健康为特征的经济发展方式,因此,必须以科技创新为引领,大力倡导发展绿色经济。 二、以科技创新带动绿色经济发展的重要性关系 (一)科技创新为绿色经济提供技术支撑 绿色经济以一种和谐包容的、可持续发展的方式处理人与自然的关系,它强调的是可持续发展,注重自然和经济和谐发展,把资源承载能力和生态环境容量作为经济活动的重要条件,引导我们要着力建设资源节约型和环境友好型社会,可见,绿色经济是一个技术、经济和社会相结合的概念。目前,我国生态环境恶化,自然资源能源严重缺乏,还有洪水肆虐、沙尘遮天、臭氧层空洞等等自然灾害频繁发生。如果一个国家不再有可呼吸的空气、可饮用的食水和肥沃的土壤,那么再富裕又有什么用呢?我们的经济发展严重破坏了自然的平衡,因此发展绿色经济刻不容缓。绿色经济发展必须以技术创新为前提,需要开拓绿色科技创新,采用新技术新工艺,降低生产成本,提高经济竞争力,使资源的再利用有利可图,使生产和生活活动对生态系统的负面影响降至最低。例如,日本开发了一系列称雄世界的低碳绿色技术,使能源利用率大幅提高;德国政府同样认为技术创新上能否突破是可再生能源能否高效运作的关键。绿色经济的发展需要低碳能源技术、绿色交通技术、绿色工业技术、清洁生产技术等绿色能力发展相关技术为支撑,只有大力增强科技创新能力,为绿色经济发展提供有效的技术支撑,绿色经济才可能有效、快速地发展。 (二)推进生态文明建设,助力绿色经济发展 生态文明建设是衡量小康社会建设水平高低的重要尺度,加强生态文明建设有利于促进人与自然的和谐,使自然、经济和社会能够实现可持续发展。党的十六大报告明确指出,要走“可持续发展能力不断增强,生态坏境得到改善,资源利用效率显著提高,促进人与自然的和谐,推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态文明发展道路”。[3]目前,我国生态环境状况和日趋枯竭的资源问题不容乐观,必须要采用科技创新引领绿色经济发展,积极建设生态文明,从而促进生态和经济的可持续发展。建设生态文明可以正确处理经济社会发展和资源利用的关系,正确处理人类自身发展与自然的关系,使人口环境与社会生产力相协调,实现良性循环,走生产发展、生活宽裕、生态良好、人与自然和谐相处的发展道路。生态文明建设依然要依靠科学技术的发展和创新,它要求传统经济的“向自然宣战”、“利润最大化”,向绿色科技经济的“人与自然协调发展”、“生态平衡”而转变,而绿色经济是生态经济、低碳经济和循环经济的结合,是以生态经济协调发展为优秀、以生态文明为价值取向的可持续发展经济,建设生态文明,有利于推进绿色经济的最大化发展。 三、发展绿色经济的科技创新对策 (一)发挥政府对科技创新的引导和调节作用 绿色文明追求的是人类和自然界的和谐统一,环境保护与经济发展的协调发展。它需要确保绿色资源的可持续利用,尊重自然能源循环规律,科学合理地利用资源。科技创新、绿色文明符合中国当前可持续发展的总体要求,是发展绿色循环经济的思想基础。[4]因此,政府必须要推动科技创新高速度和高质量发展。 首先,要保证国家的领导与支持,各级政府部门应发挥职能作用,在以市场为导向的基础上,将绿色科技为基础的产业作为新的经济增长点加以扶植,加强绿色科技创新的研究与开发工作,大力开发绿色科技创新。例如推广清洁生产技术,采用无公害或低害的新技术,降低能源消耗。同时,鼓励各科研单位和企业在引进技术的基础上发展自主创新能力,自产自研降低成本,促进经济的可持续发展。 其次,制定与完善法律规章制度。政府要通过制定一系列战略规划引导绿色科技创新的重点和方向,颁布关于推动循环经济发展的法律法规,并将生态效益作为立法的目标之一,制定一些对企业科技创新的开展和推广有激励作用的政策,并对其新的研发活动及市场秩序进行监督,使绿色科技创新以最适合实际的态势稳步发展。 最后,大力宣传绿色技术创新,引导企业和消费者关注绿色产品。政府要营造绿色消费的社会环境,引导绿色科技创新推动循环经济发展,并通过绿色采购,对公众消费者的行为产生积极的影响。例如,政府应优先采购具有生态设计的产品,在使用的过程中,保持节约和多循环利用,形成一个绿色消费引导绿色技术创新,绿色科技创新促进绿色消费的良性循环体系。 (二)企业建立健全科技研发管理体系 首先,企业作为自主创新的主体,在区域基础创新能力建设中发挥着极其重要的作用。企业的最强生命力在于科技创新,不论是转变经济增长方式还是提高产业层次都必须依靠科技创新,自主创新。企业的绿色理念和绿色实践活动也影响着市场上绿色产品的供给。企业要真正地将环境友好、节能环保的产品和生产工艺应用到产品的生产和销售链接中,才能更好地构建绿色科技创新体系。企业要设立专门针对绿色科技的研发机构,开展企业绿色科技创新模式的探索和推广,并大力投入和开发具有知识产权的新技术等等,增强绿色自主创新能力,助力绿色经济发展。 其次,中国要走绿色发展之路,就必须培育企业的社会责任感,尤其是企业的绿色社会责任是与可持续发展相关的责任。企业包揽着从生产到制造再到销售的全过程,应当保持自身发展与环保可持续发展目标的一致性。这就需要企业有一定的绿色社会责任感,建立健全科技研发体系,采用先进科学技术,不断创新,生产出改善经济和环境的绿色优良产品,这在无形中促进了绿色经济的发展。 (三)尊重人才,增强全民的科技创新意识 由于科学技术是关于人认知和改造自然的知识,而且人的参与程度越高,科学和技术知识的含量、密度和水平就越高。然而,在科技创新史来看,人才也是创新活动的重要力量。例如,大家熟知的力学创始人牛顿、飞机的发明人莱特兄弟以及Windows操作系统的发明人比尔・盖茨等等这些科技成果,无一不推动了社会的进步和人民生活水平的提高。因此,社会要重视人才的培育并要加快培养和引进一批高层次科技创新人才,引导更多的科技人员进入市场创新创业,充分发挥各类人才的积极性和创造性,形成一个以高等教育、学历教育为主,以职业培训为辅的科技创新人才培养计划。 作者简介:李艺宝(1991-),女,汉族,福建漳州人,厦门大学马克思主义学院14级学术硕士研究生,研究方向:马克思主义中国化研究。 绿色科技论文:绿色防控技术在井冈山农业科技园区的推广与应用 摘要 农作物病虫害的绿色防控技术是确保农业增效、农作物增产、农民增收和农产品质量安全的有效途径,是推进现代农业科技进步和生态文明建设的重大举措,是促进人与自然和谐发展的重要手段。其主要功能,一是能够减少化学农药的使用,避免农药残留超标,控制农业面源污染,保护农业生态环境,保障农产品质量安全;二是有助于提高病虫害防控工作的装备水平和科技含量,提高防治效果,控制重大病虫危害,保障主要农产品供给;三是削弱病虫害抗药性,降低农产品成本,提高种植效益。园区按照“科技兴园、产业强园、生态立园”的发展思路,大力推广应用农作物病虫害的绿色防控技术,实现园区经济效益、生态效益和社会效益的全面协调可持续发展。 关键词 农作物;绿色防控技术;园区;推广与应用 中图分类号 S435 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)20-0134-03 农作物病虫害的绿色防控技术是指以确保农业生产安全、农产品质量安全和农业生态环境安全为目标,以减少化学农药使用为目的,优先采取生态控制、生物防治、物理防治等环境友好型技术措施控制农作物病虫害的行为[1]。绿色防控技术:一是强调农作物健康栽培,从土壤、肥料、水、品种和栽培措施等方面入手,培育健康土壤生态是农作物健康生长的基础,采用抗性或者耐性品种抵抗病虫害侵染,采用适当的肥、水以及间作、套种等科学栽培措施,创造不利于病虫害发生和发育的条件,从而抑制病虫害的发生和危害;二是强调病虫害的预防,从生态学入手,改造害虫虫源地和病菌的滋生地,破坏病虫害的生态环境,减少虫源和菌源量,从而减轻病虫害的发生和流行;三是强调发挥农田生态服务功能,既要重视土壤和田间的生物多样性,同时也要注重田边地头的生物多样性保护和利用,充分保护和利用生物多样性,降低和控制病虫害发生程度;四是强调生物防治的作用,通过农田生态系统和农艺措施的调整来保护利用自然天敌,通过人工增殖和释放天敌,使用生物制剂防治病虫害。 井冈山农业科技园作为现代农业的展示窗口和农业科技成果转化的孵化器,以环境优美、设施先进、技术领先、品种优新、高效开放为特点,是生态型安全食品的生产基地,是现代农业信息、技术、品种的博览园,代表现代和谐农业的发展方向。园区创建于2001年,2002年被确立为省级农业科技园,2010年1月被批准为部级农业科技园区。园区优秀区规划建设面积1 000 hm2,示范区规划建设面积666.67 hm2,辐射区规划建设面积6 666.67 hm2。园区围绕井冈蜜柚、珍稀楠木、高产油茶、绿色蔬菜、苗木花卉和有机茶叶等全市特色产业,建设了有机茶园、优质葡萄园、井冈蜜柚、特色芦笋、珍稀花卉苗木、蝴蝶兰组织栽培、绿色水稻等示范基地和功能区,产生了很好的基地效应和示范效应。园区在现代农业示范基地建设中,大力应用推广农业新品种、新技术、新设施、新工艺,贯彻公共植保、绿色植保的发展理念,大力实施农作物病虫害绿色防控技术。 1 设施农业避雨栽培绿色防控技术 设施农业就是利用现代农业设施(塑料大棚、日光温室、智能温室等)手段,具有高投入、高产出、工厂化程度高、抗灾能力强、科技含量高等特点,其关键作用就是能够解决农业生产包括光、温、水、热、气等气候条件相互匹配的问题,使传统农业逐步摆脱自然的束缚,走向现代工厂化农业、环境安全型农业、绿色生态防控农业。 1.1 芦笋无公害设施避雨栽培防控 芦笋(Asparagus officinalis L.)别名石刁柏,又称龙须菜,为百合科多年生草本宿根植物[2]。芦笋营养丰富,抗癌防癌、抗高血压、高血脂、高血糖作用明显,是世界公认的“蔬菜之王”。园区自1999年开始从事芦笋生产和技术研发,经过多年的技术探索,总结出了南方芦笋比较成熟的栽培技术——芦笋无公害设施高产栽培技术。由于芦笋肉质根系特别发达,呼吸作用旺盛,有显著的耐旱、耐热而不耐涝特点。南方梅雨季节高温多雨,空气湿度大,露地自然栽培种植3~5年后,芦笋根腐病、茎枯病等病害通过化学农药难以控制,容易全园毁灭,造成极大损失。随着园区的建设和新技术、新工艺、新设施的不断引进和完善,园区设施农业得到了蓬勃发展,为芦笋的设施大棚避雨栽培提供了技术支撑,实现了芦笋生产少施药或者不用化学农药的目标,并且有效地解决了芦笋在园区栽培病害难以防治、产量和品质不高、几年后露地栽培全园毁灭性的难题,节省了防治成本,保护了生产环境,确保芦笋生产安全,取得了明显的经济效益、社会效益和生态效益。园区现有标准化芦笋设施生产示范基地约7 hm2,通过芦笋无公害设施避雨栽培防控技术,每年产量可达22.5 t/hm2左右,均价达12元/kg,产值27万元/hm2以上,年纯收益逾15万元/hm2,取得了很好的示范辐射和推广作用。由于该项目的显著成效,2008年“南方芦笋无公害设施高产栽培技术试验”项目获市科技进步二等奖,2009年被评为省农科教突出贡献三等奖。2008年园区芦笋设施栽培基地被省技术质量监督局批准为“无公害芦笋种植标准化示范区”。 1.2 葡萄避雨设施栽培防控 葡萄(Vitis vinifera)是一种高效经济作物,由于受太平洋副热带高压季风气候影响,南方地区夏季雨水偏多,葡萄霜霉病、黑痘病、炭疽病、白腐病等病害难以根本性控制,导致南方地区葡萄产量、品种和效益不够理想,规模化生产受到限制。葡萄设施避雨栽培措施就是能够有效地解决葡萄生长时期雨水丰沛,病害难以控制的有效办法,防止和减轻葡萄病害发生,减少农药使用量,提高葡萄的安全质量,确保生产出无公害绿色葡萄,提高葡萄的产量和品质。园区葡萄避雨栽培主要采取塑料大棚栽培和覆盖栽培方式,使葡萄株蔓、花果处于避雨状态,从而防止和减轻葡萄病害发生。园区现有葡萄避雨设施栽培区面积约20 hm2,通过葡萄避雨设施栽培绿色防控技术,取得了每年产量可达22.5 t/hm2,年产值逾30万元/hm2的经济效益。通过多年的试验栽培比较,葡萄避雨栽培与露地栽培比较有以下优点:一是葡萄避雨栽培,能有效地降低园中空气湿度,控制气传病害和水传病害的扩散与流行,明显减轻黑痘病、炭疽病、霜霉病、白腐病等病害的发生,减少病害侵染和喷药次数,减轻了葡萄鲜果果面的污染,减少了农药的使用次数,喷药次数控制在5次左右,既有利于生产无公害葡萄,又可节约农药、人工,降低生产成本;二是避雨栽培可以提高坐果率,可增加10%~20%的产量;三是避雨栽培比露地栽培昼夜温差加大,着色明显优于露地栽培,并可增加果实含糖量,提高品质和提早成熟上市,增强了市场竞争力;四是可以克服气候不利因素的影响,避免冰雹、台风等自然灾害的影响作用,使叶片、果实完整,叶片的寿命延长,实现明显的二次结果,延长葡萄的采收期达25~30 d,提高生产效益;五是避免葡萄翻袋工作,节约成本和工时,同时减少人工操作对葡萄的伤害,保护果面蜡粉和外观色泽,大大提高葡萄商品性能;六是有效驱避鸟害,减少葡萄烂果,农事操作不受气候条件影响,提高了工作效率等。 2 设施栽培太阳能消毒(除害)防控 土壤环境是栽培健康作物的先决条件,利用太阳热能和设施的密闭环境,提高设施环境温度,处理、灭杀土壤中病菌和害虫,加快土壤微量元素的氧化水解复原,满足作物生长发育需要。设施栽培病虫害发生有如下主要特点[3-4]:一是设施栽培阻隔影响紫外线杀菌强度,通风降湿不畅,连作系数大,种植密度高,肥水条件好,有利于病害发生、病原菌积累;二是设施栽培冬季保温、夏季遮阳也有利于害虫的安全越冬、越夏,延长害虫发生及危害期;三是在设施栽培中容易发生的灰霉病、菌核病、枯萎病、线虫病、软腐病等主要病害都具有寄主范围广、发生普遍、危害重、损失大等特点;四是侵入保护地危害的微型害虫(如蚜虫、蓟马、螨类、烟粉烟粉虱、斑潜蝇等)由于没有雨水冲刷的自然杀虫作用,更易早发、重发,连续用药易产生抗药性,造成严重减产;五是设施栽培中没有雨水冲刷,连续用药更容易产生抗性强的菌种和害虫种类;六是设施栽培中没有雨水冲刷,土壤容易产生盐渍化。 太阳能消毒是一种既省钱效果又好的土壤消毒(除害)防控办法,可以清除土壤中积累的病虫基数和盐渍化,提供符合健康栽培的土壤条件。主要技术措施:在气温较高的7—8月、气温在35 ℃以上的盛夏、在春茬作物采收后高温休闲期,施厩肥22.5~30.0 t/hm2、生石灰1 200~1 500 kg/hm2,全面翻耕做畦,畦宽1.0~1.2 m,沟宽25~30 cm,用薄膜覆盖畦面,沟灌薄水后密闭大棚,在夏日高温强光下闷棚20~30 d。夏季高温强光大棚内白天地表温度可高达65~70 ℃,可以有效地杀灭土壤中各种病虫害和杂草。 3 嫁接技术绿色防控 农作物嫁接技术可以有效地克服连作重茬障碍,减轻土传病害的发生,提高肥水的利用率,增强作物的抗逆性,改善作物品质,提高作物产量[5]。园区大力推广了果蔬嫁接技术,如西瓜、甜瓜嫁接技术、茄子嫁接技术、井冈山蜜柚嫁接技术、油茶嫁接技术等,年供应嫁接苗木上百万株。由于蔬菜栽培重茬连作较频繁,容易造成土壤环境恶化,土壤中病虫害种类和数量逐茬增多,瓜果类蔬菜通过嫁接技术,利用砧木品种的根部抗病能力减轻病害发病率,植株发病率可降低70%,病情指数降低60%,有效预防了瓜类的枯萎病、茄子的黄萎病。嫁接砧木根系发达,吸收肥水能力强于野生或普通栽培的蔬菜品种,嫁接后植株多表现为强生长势,增强了抗逆性,对低温、干旱、潮湿或酸性土壤的适应能力较强,改善了蔬菜的品质,提高了蔬菜的产量,一般嫁接后的蔬菜延长结果期,可增产20%以上。 园区积极开展了《嫁接茄引试及高产栽培技术研究》,通过利用日本托鲁巴姆砧木嫁接优质长茄品种,有效地预防了茄子的病虫害,秋茄采摘期明显延长,产量和质量明显提高,产量达75 t/hm2,该项目荣获市科技进步奖。 4 生物技术绿色防控 生物防治包括以虫治虫和以菌治虫,主要措施是保护和利用自然界害虫的天敌、繁殖优势天敌、发展性激素防治虫害等,园区重点推广应用以虫治虫、以螨治螨、以菌治虫、以菌治菌等生物防控关键技术。 4.1 生物农药防控技术 园区企业江西天人生态股份有限公司是一家集研发、生产、销售及技术服务于一体的高科技生物农药企业,天人生态是我国生物农药行业领军企业,科技创新能力在全国农药行业中处于领先地位,获得国家科技进步二等奖1项和省部级一、二、三等奖逾20个,拥有国家专利逾20项,获得第13届中国专利奖优秀奖。主要生产高效、低毒、无公害、无残留、无抗药性的绿色环保真菌杀虫、杀菌剂,产品涵盖以球孢白僵菌、金龟子绿僵菌为主和以噻虫啉为辅的八大系列产品逾20个,主要剂型有100亿孢子/g金龟子绿僵菌油悬浮剂、100亿孢子/g金龟子绿僵菌水分散粒剂、400亿孢子/g球孢白僵菌油悬浮剂和400亿孢子/g球孢白僵菌水分散粒剂等。园区作为生物农药产品试验示范基地,在花卉苗木、特色蔬菜、优质果业、生态茶园[6]、绿色水稻等产业大力推广应用生物农药试验示范,化学农药的使用量大幅降低,使农药残留污染逐渐减少,既提高了农产品的质量,又保护了园区农业生态环境。 4.2 以螨治螨防控 为了组织实施“2121”科技创新工程,从2006年开始,园区每年推广农业新品种、新技术、新设施、新工艺20个,确定10个以上科技攻关项目,确保2个项目通过有关部门成果鉴定,建设好1个科研基础设施项目。园区为了充分发挥农业专家的创造性,发展绿色高效优质果业,引进了巴士钝绥螨防治果树螨类害虫为害试验研究,组织实施了《柑桔以螨治螨绿色防控技术试验研究》,取得了较好的防治效果。 5 理化诱控 重点推广了昆虫信息素(性引诱剂、聚集素等)、杀虫灯、诱虫板(黄板、蓝板)防治蔬菜、果树和茶树[6-7]等农作物害虫,积极开发和推广应用植物诱控、食饵诱杀、防虫网阻隔和银灰膜驱避害虫等理化诱控技术。 5.1 杀虫灯频振诱控技术 频振诱控技术是利用昆虫对不同波长、波段光的趋性进行诱杀的重要物理诱控技术,不仅杀虫谱广,诱虫量大,诱杀成虫效果显著,害虫不产生抗性,对人畜安全,促进田间生态平衡,符合农产品安全生产技术要求,园区在果蔬、茶园、花卉苗木、水稻等农业主导产业推广了太阳能和交流电供电式杀虫灯,取得了较好的防治效果。 5.2 诱板防控 诱虫板诱杀害虫技术是利用害虫对色彩的趋性诱杀的一种物理技术,可以进行虫情监测,园区在蝴蝶兰设施栽培、果蔬栽培、茶园管理等方面应用了该项技术。习性相近的昆虫对某些色彩有相似的趋性,如白粉虱、 蚜虫、斑潜蝇、烟粉虱、小绿叶蝉、黑翅粉虱、黄曲跳甲、绿盲蝽象等多种害虫成虫对黄色敏感,多数蓟马对蓝色特别敏感,对黄色和白色的趋性较强,小菜蛾成虫对绿色敏感性最强[7]。色板诱捕的多是日出性害虫,使用方法简单,成本低廉,不污染环境,结合害虫性诱剂可以提高对标靶诱杀率和防治效果。 5.3 防虫网防控 防虫网是抗拉强度大,具有抗紫外线、抗热、抗风、耐水、耐腐蚀、耐老化等性能和无毒、无味、使用寿命长等特点。黑色防虫网遮光降温效果较好,白色、银灰色防虫网有趋避害虫的作用。园区主要推广应用设施防虫网与膜结合、全网覆盖等形式,通过构建人工隔离屏障,将害虫拒之网外,切断害虫(成虫)繁殖途径,有效控制菜青虫、菜螟、小菜蛾、蚜虫、跳甲、甜菜夜蛾、美洲斑潜蝇、斜纹夜蛾等各类害虫的危害以及预防病毒病传播,达到防虫控病毒病的良好效果,大幅度减少农药使用量,有效保护了园区生态环境。 6 生态防控 重点采取推广抗病虫品种、优化作物布局、培育健康种苗、改善水肥管理等健康栽培措施,并结合农田生态工程、果园生草覆盖、作物间作套种、天敌诱集带等生物多样性调控与自然天敌保护利用等技术,改造病虫害发生源头及滋生环境,人为增强自然控害能力和作物抗病虫能力。 园区在绿色生态防控方面重点推广了果园生草覆盖技术,农作物间作、套种技术等。在井冈蜜柚园、茶园、葡萄园套种豇豆、绿豆、黄豆、蚕豆、紫云英等豆科类绿肥植物;套种与果树争水争肥矛盾不大、生长期较短的西瓜、辣椒、大蒜、萝卜等蔬菜作物。园区还积极开展了果园间作、套种藿香蓟、薄荷、留兰香等趋避害虫植物试验,有效地抑制了果园红蜘蛛的为害。 果园生草栽培具有很强的生态调节作用:一是能提高土壤有机质含量,改善土壤结构,增强土壤保水保墒、透水性能;二是通过果园地表覆盖杂草,可减少土壤温度变幅,夏季可降低土壤表层温度6~14 ℃,冬季可提高地表温度2~3 ℃,利于促进果树根系生长发育;三是果园生草为天敌种群繁衍创造适宜的环境,增加草蛉、瓢虫、隐翅虫、小花蝽、蜘蛛等天敌种类和数量,对抑制螨类等害虫有一定的作用。 绿色科技论文:8月绿色科技第8期榆林市林业观光园的生态模式及规划探析 摘要:对榆林市林业观光园的生态模式进行了全面的分析,并对其发展规划进行了有效的研究,从而提取总结了其优点,以促进我国其他城市林业观光园的有效发展。 关键词:榆林市;林业观光园;生态模式;发展规划 1引言 随着我国生态环境的日益恶化,一些地方城市逐渐加大了对生态环境的保护力度,城市的相关管理者根据自身的所在地的特点进行关于林业科技的规划,在发展自身城市的经济基础上也促进了城市生态环境的发展。在建设林业观光园时,主要是栽植一些品种优良的树木,同时对城市道路以及绿化设计进行有效地生态规划,在其中建立相关的娱乐服务设施,这样不仅可以发展生态环境,也可以供别人游览。在榆林市中形成了独具特色的林业观光园,促进了当地的经济效益,也保证了当地生态环境的发展。 2林业观光园的特点 (1)以保护生态环境为主要目的,其中主要是为了保证当地的林业符合生态环境的发展,实现生态环境有效统一,同时在生产林业时要低于自然资源的再生能力;另外在当地发展林业时也有效地维护了生态的平衡能力。 (2)林业观光园将自然景观与当地的文化有效地融合。 (3)林业观光园有着独特的地域性、地域文化。 (4)林业观光园具备着高度的可塑性可以在继承当地的传统文化时,也将现代社会新的文化有效地体现出来,从而具备了鲜明的时代特色,有着本身不可磨灭的可塑性。 (5)林业观光园是将生态化和科学化进行有效的统一,在保护林业经济的基础上利用科学技术,在传统的技术上有效地利用新型技术,以此来提高林业观光园的经济效益以及生态效益。 (6)林业观光园可以供人们游玩,从而具备着娱乐性和参与性等特点。 (7)林业观光园具备着可持续发展的特点。林业观光园是站在生态经济的基础上尊重自然生态的发展规律,从而在此之上建立林业观光园。因此,其在最大程度上具备着可持续发展的特点。 3榆林市林业观光园生态模式的特点 (1)榆林市林业观光园在建立林业时符合了当地的生态环境,在最大程度上维护了生态环境的平衡能力,同时也给当地生产带来了一定的经济效益。因此,榆林市林业观光园生态模式存在着经济型和保护性的特点。 (2)榆林市建立林业观光园主要是建立在自然环境和田园风光优美的条件下,同时也与周围的山村环境相互统一,将榆林市的独特的地域特色体现出来。因此,榆林市林业观光园模式体现了统一性特点。 (3)榆林市在建立林业观光园时将自己地方独特的地域特色以及地方习俗很好地体现出来,同时榆林市林业观光园也将当地的文化全面地体现出来,将当地的风土人情很好地融入到榆林市林业观光园中。因此,榆林市林业观光园体现了其地域性、民族性以及文化性的特点。 (4)榆林市林业观光园中将当地传统的文化有效地延续和继承,同时也将现代社会的新知识和新技术融入到林业观光园中,将当地的物质生活和精神生活完整准确地反应出来,体现了榆林市林业观光园具有进步发展的特点。 (5)榆林市林业观光园将当地的生态和科学技术有效地统一起来,以保护林业经济为主要目的,运用现代社会先进的科学技术促进林业的发展。在榆林市现代的林业观光园中将过去的林业技术进行科学全面的分析,将优秀的传统技术与现代技术结合起来,提高现代社会节能环保的技术的利用效率,从而在最大程度上提高榆林市林业经济效益。因此,榆林市林业观光园的生态模式存在着高度知识化、专业性的特点。 (6)榆林市林业观光园可以很好地将休闲体验旅游体现出来,可以让游人在观光园中参加各种休闲活动,也使得游人能够有效地体验到观光园中所包含的乐趣,从而可以有效地提高人们的生态环境意识,也可以学到生态环境中的知识和在生态环境中的生存技能,不仅可以提高人们的身体健康,也可以增加林业观光园的发展条件。因此,榆林市林业观光园生态模式体现了参与性和娱乐性特点。 (7)在榆林市建立林业观光园通常都是在尊重生态的发展原理以及经济知识的基础上,以生态发展的规律性作为其发展的前提条件,建立具有可持续发展良性循环的林业观光园。因此,榆林市林业观光园的生态模式具有可持续发展的特点。 2013年8月绿色科技第8期 王小亚,等:榆林市林业观光园的生态模式及规划探析自然与生态 4榆林市林业观光园生态模式的规划发 展探析(1)首先要对榆林市的自然气候条件进行详细的分析。榆林市属于暖温带和温带半干旱大陆性季风气候,其具备的特点主要是:榆林市体现了四季鲜明的特点、存在着较大的日差和较短的无霜期,榆林市每年的平均气温在10℃左右,每年的降水量是在400mL左右。在榆林市沙漠-黄土边界的生态环境比较薄弱,很容易受到气候和人类活动的变化的影响。近年来,我国榆林市越来越重视生态环境的保护工作,对沙漠的治理工作越来越关注。虽然现在沙漠化得到了一定的改善,但是还是存在着让人不可忽视的威胁,尤其是水蚀荒漠化,这就需要城市管理者对当地的沙漠化进行有效的治理。一般荒漠化的出现通常都是由于人类不合理的活动以及水资源的缺失造成的,这就需要榆林市对城市所在的人口、环境和资源进行有效的处理,所建立的林业观光园生态模式在规划发展时也要本着可持续发展的道路。 (2)其次要确定榆林市林业观光园规划发展的指导思想。榆林市在建立林业观光园生态模式时可以将乡村的优美的自然环境和田园风光为背景,将生态林业和乡村文化为规划发展的前提条件。在对林业资源进行开发和规划时,要合理地采用关于生态学、美学以及经济学等方面的知识从而对林业观光园进行科学有效的规划。另外要将保护生态环境作为林业观光园发展的主要内容,将林业生产和观光游览作为关键功能,从而建立一个集知识、经济、科技、生态以及发展为一体的新型的林业观光园。 (3)最后在建立林业观光园时要结合榆林市当地的地方特色以及文化习俗,建造一个生态农业园。可以选择榆林市的钟家沟、苏庄则等地方,它们远离榆林市中心,有着优美的自然环境和田园风光,同时也具备着朴实的乡村生活,这些对于榆林市建立林业观光园生态模式有着较大的推动作用,同时也可以让游人去了解乡村生活,认识大自然,有效地保护自然环境。在林业观光园栽种植被时主要以乡土树种为主,以其他的植被为辅,从而建立林业观光园。榆林市地区有着独特的民俗风情以及地域文化,因此在规划林业观光园时可以将榆林市独特的风土人情和民族文化融入当中,从而体现出鲜明的地域性。 5结语 随着人们保护生态环境的思想意识越来越强烈,我国许多城市都逐渐对生态环境进行有效的规划。在我国的榆林市林业观光园中将生态模式很好地体现出来,不仅在最大程度上保护了生态环境,也提高了社会经济发展水平。在对榆林市林业观光园生态模式进行规划时必须将风土人群和文化习俗有效地融合在生态规划中,对当地的自然环境进行全面的分析,结合当地的实际特点,规划出优秀的林业生态观光园。 绿色科技论文:完善科技创新政策法规 推进唐山绿色农业发展 农业作为第一产业,为工业、服务业的发展奠定基础,对维护发展和稳定具有举足轻重的意义。在经历了几十年的农业支持工业、农村支持城市发展战略之后,我国经济建设和城市建设虽然取得了突飞猛进的发展,但农民、农村、农业问题令人堪忧。“农民真苦,农村真穷,农业真危险。”是时任湖北省监利县棋盘乡党委书记的李昌平于2002年对中国“三农”问题的概括。[1]近年来,中共中央高度重视“三农”问题,至2013年已连续十年出台的有关“三农”问题的中央一号文件即是其突出表现。笔者认为“三农”紧密联系,不可分割,只有大力发展农业,才能根本解决农村穷、农民苦的状态。当下,发展农业当首推绿色农业,绿色农业对科学技术和政策法规具有天然的依赖性,本文以唐山市为研究对象,探讨发展绿色农业的现实意义及其政策法规支持。 一、绿色农业概念 绿色农业是区别于原始农业、传统农业的高端、现代化的农业模式,绿色农业表现出高科技农业、生态农业、有机农业、可持续发展农业等诸多特征。具体而言,“绿色农业”是指充分运用先进科学技术、先进工业装备和先进管理经验,以促进农产品安全、生态安全、资源安全和提高农业综合经济效益的协调统一为目的,以倡导农产品标准化为手段,推动人类社会和经济全面、协调、可持续发展的农业发展模式。[2]应对绿色农业作广义理解,即绿色农业不仅限于种植业,而是广泛覆盖农、林、牧、副、渔的大农业;绿色农业也不应局限于提供初级农产品,应发展为涵括生产、加工、销售各环节的农业产业链条。 二、唐山市大力发展绿色农业的现实意义 唐山市南临渤海,北依燕山,毗邻京津,现辖两市、六县、六区、六个开发区(园区、工业区、管理区),总面积13472平方公里,是全国较大城市和省域中心城市。全市现有187个乡镇(含唐海县10个农场)、5121个村、队(含唐海168个队),总人口737.1万,其中农业人口488.6万人。实有耕地面积844.4万亩,全市人均耕地1.2亩。大力发展绿色农业对唐山市具有重要现实意义: 第一,绿色农业能够提高唐山市农业竞争力。据统计,在唐山市2011年的5442.4亿元生产总值中,超过人口总数三分之二的农民创造的农业生产总值仅为486.5亿元,不足总量的十分之一,第一产业发展建设速度远远落后于二、三产业,农村年人均纯收入不足1万元。绿色农业依靠科技力量,推广优良品种和精良技术,优化农业从业人员素质,扩大农业产业经营规模,提高农业资源利用水平,更新农业管理和服务理念,有利于打造品牌农业和精品农产品,显著提升农业经济效益和农民收入水平。当前,河北省正视经济发展所面临的“五低一大”的差距和问题,全省将在今后几年全力打好“四大攻坚战”,其中即提出下大力量把县域经济和县城搞大搞强和大力培育环京津地区新的发展增长极。作为全省经济强市的唐山务须积极响应省委省政府号召,大力发展绿色农业,打造县域农业经济,利用唐山市毗邻京津的独特区位优势,向京津输送绿色农业产品,吸引京津游客到唐山观光绿色农业旅游资源,大幅提升唐山市农业竞争力。 第二,绿色农业能够改善唐山食品安全状况。近年来,食品安全问题日益受到人们的关注,镉超标大米、造假牛羊肉、毒韭菜、毒生姜、爆炸西瓜、苏丹红鸭蛋、三聚氰胺奶粉等事件的屡屡出现让群众对日常必需的粮食、肉类、蔬菜、水果、蛋类、奶制品等基本食材的安全供应感到担心。不安全食品直接对人体健康产生不利影响,在2012年全国农产品质量安全学术研讨会上,中国工程院院士、中国疾病预防控制中心营养与食品安全所研究员陈君石指出:“全国每年有超过2亿人遭受过致病微生物引起的食品安全问题,因此食源性疾病是我国食品安全的第一大敌。”绿色农业广泛利用生物技术,倡导使用有机肥料、生物农药,限制或禁止使用有毒、有害化学药剂和添加剂,严格绿色农产品生产、加工、销售过程操作规程和技术标准,对提升食品品质,优化食品安全状况具有直接作用。 第三,绿色农业能够优化唐山生态环境。唐山市是我国北方重工业基地之一,享有“中国近代工业摇篮”的美誉,钢铁、煤炭、陶瓷让唐山享誉海内,但这些支柱产业无不与重工业、重污染连襟。去冬今春的雾霾刚刚散去,74城市空气质量对比中“空气最差城市”的头衔又匆匆而至。河北省所提出的的“五低一大”发展瓶颈明确指出我省环境治理压力大,同时也将下大决心推动工业转型升级和环境治理作为近期工作“四大攻坚战”之一。绿色农业不使用或较少使用化学制剂,废物排放率低,其所依附的林地、草地、耕地及水资源对净化空气、保持水土植被、改善景观、抵御环境和生态恶化具有显著功能,在唐山提倡大力发展绿色农业具有重要的现实意义。 三、科技创新政策法规为唐山市发展绿色农业保驾护航 近年来,唐山市高度重视科技创新政策法规和法制环境建设,为较好的贯彻落实《中华人民共和国科学技术进步法》、《河北省科学技术进步条例》等法律法规,唐山市参照上位法陆续出台了《唐山市促进企业科技进步条例》、《唐山市科学技术奖励办法》、《唐山市委市政府关于落实省委省政府加强科技工作决定的实施意见》等规范性文件,上述规范性文件在推进唐山市科学发展示范区建设、创新型城市建设、产业转型升级等方面产生了积极效果,但农业作为基础产业,相关科技创新政策法规尚不完善。美国著名经济学家拉坦有一句话值得深思:如果不能从技术和政策机制两方面进行充分设计,农业生产的可持续发展将是一种充满诗意夸夸其谈。[3]唐山市科技创新政策法规还需从以下几个方面加强建设,以促进唐山市绿色农业的发展。 第一,加大绿色农业科技投入。2012年初,中央了题为《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》的中央一号文件,该文件强调“把农业科技摆在更加突出位置”,要持续加大农业科技投入,确保增量和比例均有提高。唐山市农业局、林业局、畜牧水产局、水务局、科技局等逐年加大农业科技投入,但当前投入与绿色农业对科技投入的需求尚存差距。应发挥政策法规导向作用,通过税收、补贴、信贷,大力发展农业保险等途径实现对绿色农业的财力支持,满足绿色农业科技对资金的需求,不断增强唐山市绿色农业科技研发能力,农业社会化服务能力,推广农业科技教育培训,打造农业科技人才队伍,改善农业设施装备条件,为绿色农业大发展奠定基础条件。 第二,规范绿色农业技术标准。绿色农业既然是具有高科技农业、生态农业、有机农业、可持续发展农业等诸多特征的高端现代化农业发展模式,就应该在品种选择、过程管理、终端产品方面显示优越性,这就需要明确的技术标准对绿色农业的生产、加工、销售各个环节进行严格、有效的监管和控制。如果没有绿色农业技术标准,绿色农业就无法与其他农业经营模式划清界限,绿色产品也无法从品质与价格上获得保障与认可。再进一步考虑,我们欲将自己的优质农产品推向国际市场,就应该在种植(养殖)、加工、包装、储运等方面推出与国际标准接轨的技术标准,唯有如此才能增强唐山市绿色农产品在国际、国内市场的竞争力。没有规矩不成方圆,唐山市应出台绿色农业技术标准,以政策法规的强制性保障绿色农业朝着专业、正规的方向发展。 第三,加强绿色农业知识产权保护。绿色农业大量运用新兴科学技术,绿色农业科技成果正如其他科技成果一样是人类智慧的结晶。目前唐山市农业露天作业、毗邻生产的传统方式不利于先进技术的保全和维护,农业先进技术在授权范围内投放后,难以得到有效控制,易被他人学习和效仿,该种现象大幅度降低了农业先进技术创造者和持有者的经济收益,削弱了绿色农业科技创新的动力。另一方面,唐山市当前农业生产仍然主要以家庭农业生产为主,小规模的农户经营模式增加了技术使用成本,对于专业性强不易掌握的先进技术接受能力差,使得部分有价值的农业技术不能有效得以利用。无论是农业科技知识产权得不到有效的保护,还是农业科技知识不能充分实现价值,都是对知识产权的践踏。2013年中央一号文件提出农业政策将向专业大户、家庭农场、农民合作社等新型经营主体倾斜,即明示了(下转第55页)(上接第53页)国家对于扩大农业生产经营规模的支持态度。唐山市可将鼓励规模农业作为主要途径,尽快以政策法规的形式构建农业知识产权保障制度。 第四,促进科技与绿色农业发展紧密结合。在科技方面,科技与经济社会发展的结合不够紧密,科技研发平台不多,整体研发水平较低,一些科技成果含金量不高,没有真正转化为现实生产力仍是唐山的薄弱环节。应当承认,当前在唐山市确实存在科技与农业产业脱节的问题,科研院所与农业生产一线的距离一方面导致研发机构不能全面掌握农业一线科技需求和产业动向,其研究成果存在理论与实际脱节问题;另一方面,导致农业科技成果转化时间长、利用率低、经济成效不显著。从国际角度来看,目前发达国家农业应用型科技创新超过70%以上的成果来自于农业企业而非科研院所和高等院校,而我国当前真正依靠农业企业独立承担和实现的科技创新仅占整个农业科技创新的5%。[4]因此,应通过政策合理引导鼓励农业企业成为农业科技创新的主体,使农业科技从实践中来到实践中去,实现科技成果“接地气”,促进科技成果与绿色农业发展的有机结合。 2013年是全面贯彻落实党的十八大精神的开局之年,尽快完善唐山市绿色农业科技创新政策法规和法制环境,大力发展绿色农业,着眼于增加农民收入,大力推行农业标准化生产,为群众提供放心食品,强化质量安全监管,改善唐山市生态环境是唐山市建设沿海强市、美丽唐山的重要内容和有力保障。 作者简介:张卉芳(1980-),女,河北唐山人,硕士,讲师,现供职于唐山学院,研究方向:民商法。 绿色科技论文:浅析高校科技与绿色后勤建设 【摘 要】当前,我国高等教育正处在改革与发展的关键时期,高校后勤改革已进入深化内涵建设的新阶段,以科学发展观为统领,促进高校后勤工作与高等教育事业的发展相适应,与社会经济发展大环境相协调,是当前乃至未来很长一段时间后勤工作要坚持的基本准则。 【关键词】科技后勤 绿色后勤 建设科技后勤、绿色后勤,是高校后勤在新形势下提高管理和服务水平,提高安全保障的重要方面。建设绿色大学,实现可持续发展的关键在后勤。后勤是校园环境维护、能源消耗和管理的主要单位,对建设节约型校园和绿色大学承担着至关重要的责任。近年来,随着高等教育大众化发展,高校用能总量快速上升,一些高校能源使用效率不高,资源浪费严重。以建设科技与绿色后勤为突破口,把引入现代科技作为重要手段,对创建节约型校园、绿色大学,实现高等教育和高校后勤可持续发展具有重要的战略意义。 一 科技后勤 科技后勤分为四个类型,分别是智能服务、智能管理、智能监控、智能信息置换。 1.智能服务 从智能服务来看,以人为本、科技先行,是坚实高校信息后勤保障体系的基本思路以及重要手段。传统以人管人、以制度管人的后勤服务管理模式已经远远不能适应高校师生的需求,必须以新的理念、新的手段来加以拓展。 当前高校的智能服务是把单向服务、部门服务发展到整个学校后勤系统的综合服务,以建立综合服务信息平台为主要特征。通过综合服务信息平台的建设,密切了和师生之间的关系,进一步提高了服务和管理的水平。把虚拟服务和实体服务相结合,把人性化服务和科技化服务相结合,这样不仅有了网络的服务平台,还有实体的服务平台,把人性化服务和科技化的服务相结合,以取得良好的效果。 2.智能管理 服务和管理是高校后勤基本职能的两个方面,服务是后勤职能的出发点,管理是后勤服务的过程,保障是后勤管理的目标。智能化服务必须以智能化管理为基础,如使用高校食堂仓储软件,它以保质期和质量保证为先导,做了整个仓库的管理,可以使整个仓储管理水平明显提高。 3.智能监控 在现代高校后勤服务管理中,监控是保证目标实现的不可或缺的手段。高校后勤应该把智能监控分为三大类型:(1)服务管理的流程监控;(2)服务管理的质量监控;(3)服务管理的安全监控。高校可以利用现代管理技术,对食堂、学生公寓的服务和生产流程,通过信息采集,服务管理过程关键点监控,确保过程的科学性和合理性。 4.智能信息置换 在今天独生子女占大多数的情况下,我们深深体会到,高校后勤管理归根结底是对人的管理和服务。今天,学生的生活习惯、经济差异、思想行为,其个性化特征越来越明显,从现代服务管理的基本要求来看,了解服务对象、研究服务对象的需求是高校后勤管理服务,从被动向主动转换的关键,其中这转换说到底是现在高校后勤管理和学生之间的信息不对称有很大的关系,必须通过智能信息置换,使师生更了解后勤所做的努力以及今后的发展方向。目前,信息置换主要通过信息综合平台进行双向置换交流,以后高校还可通过无线网络的无线终端信息置换,其必将成为高校后勤了解师生、服务师生极为重要的信息渠道。 二 绿色后勤 绿色后勤就是通过现代技术、通过节约能源、环境保护,还师生一个健康优美的生活和学习环境。 1.饮食成本控制 通过引入节能设备和技术、强化节能管理和节能宣传,在高校饮食工作中将节能管理落实到细节,通过节能降耗降低伙食成本。饮食中心引入节能燃气灶具、电磁灶、脚踏式和感应式水龙头、LED窗口灯箱、太阳能热水器等节能和清洁生产设备,取得良好的节能减排效果。加强节能管理,食堂水电气消耗与收入挂钩,提高了职工节能积极性。推行厨房地面无水化工作、区域开闭灯制度等,从细节上将节能工作落实到位。 2.节水型园林建设 加强园林绿化节水,通过选取节水型植物、优化植物配置、加强养护管理、采用节水灌溉等方式,减少水资源消耗。高校80%以上的绿地应采取中水浇灌;绿地灌溉均采用微喷等节水灌溉技术;选用多种节水耐旱植物;建设以树木为主,以乔、灌、地被植物组成的复合式立体生态群落,改善植物生长环境,减少地表径流,达到减少灌溉的目的;铺设透水性地砖和草坪砖,充分利用天然降水。 3.校园建设与规划 如果规划的节约是最大的节约,规划的浪费也是最大的浪费。所以在校园规划和建设中充分考虑前端设计,将能源节约和环境保护的意识贯穿于学校建设始终。高校基础设施建设统筹规划,优化空间功能布局。结合学校多个历史时期建筑并存的实际,综合考虑学校中长期事业发展需求、水暖电等基础设施布局等因素,合理规划建筑布局,引导人流、车流、物流贯通有序。鼓励开展建筑节能研究与示范,建设超低能耗楼等示范性节能建筑。认真贯彻新建建筑节能要求,积极推进既有建筑节能改造。探索在新建建筑中引入“绿色建筑”标准,在国家标准的基础上严格要求,积极推进绿色建筑的建设,并且鼓励对既有建筑进行节能改造。 三 推进科技与绿色后勤建设的重要意义 1.科技与绿色后勤建设是实现后勤服务管理现代化,提高服务质量的战略取向 建设科技与绿色后勤,就是在后勤服务管理中坚持可持续的理念,以提高质量为优秀,采用现代科学技术,实现清洁生产、高效管理、安全运行、绿色生活、节能环保、合理使用资源。这是现代服务业发展的大趋势,是高校后勤提高服务质量、效率和管理水平,满足广大师生日益多样化生活的需求,加速实现后勤服务管理现代化的必由之路,是促进高等教育事业发展和建设绿色大学的必然要求。 2.科技与绿色后勤建设是降低成本,应对物价上涨的战略选择 长期以来,高校后勤服务主要依赖廉价密集的劳动力,随着物价和人工成本的持续上涨,后勤服务实体越来越不堪重负。从目前情况来看,物价上涨的趋势依然显著,如何应对这一形势是高校后勤必须破解的难题。纵观世界各国大学后勤服务模式和我国服务业发展趋势,后勤服务必须从粗放化向精细化转变,实现这一转变根本靠科技、关键在人才。现代信息化、智能化技术融入生产、服务和管理,取代或减少人工,用机械代替人工,用信息技术代替人脑已成为企业应对劳动力成本上涨的战略选择。 3.科技与绿色后勤建设是促进节能环保,实现可持续发展的战略重点 节约型校园和绿色大学建设,是贯彻落实科学发展观,建设资源节约型、环境友好型社会的重要内容。 4.科技与绿色后勤建设是保证师生健康安全,维护校园和谐稳定的战略举措 校园安全稳定是全社会安全稳定的重点。后勤服务中的学生公寓防火安全、食堂食品卫生安全、校园物业管理区域内设施设备安全等都关系到广大师生的安全。高校后勤对校园安全乃至社会的稳定承担着重要责任。随着现代科技的发展,“人防、物防、技防”中的“技防”在安全保卫工作中所起的作用越来越凸显。特别是视频监控技术、智能识别技术、安全报警技术、食品安全检测技术等现代科技的快速发展和应用,通过增加后勤安全工作中的科技含量,能大大提高安全防范能力,对防范和及时排除安全隐患,确保校园的安全稳定具有极其重要的意义。 当前,我国高等教育正处在改革与发展的关键时期,高校后勤改革已进入到深化内涵建设的新阶段,以科学发展观为统领,促进高校后勤工作与高等教育事业的发展相适应,与社会经济发展大环境相协调,是当前乃至未来很长一段时间后勤工作要坚持的基本准则。要充分理解科技后勤、绿色后勤的内涵,把握我国经济社会的总体特征和时展的要求,提升后勤改革发展的含金量,树立绿色、低碳发展理念,进一步把节约高效作为落实科学发展观、加快转变后勤管理与发展方式。准确理解科技后勤的基本内涵,综合利用现代管理理论、技术和方法,对后勤保障活动进行全过程的科学管理。要依靠科技手段,提高后勤工作效能,降低运营成本、提高后勤保障服务系统的运行效率、通过提高工作效率和服务质量来展示服务形象。 绿色科技论文:以建设绿色科技化工企业为目标的全面环保管理 【摘要】随着可持续发展的不断深入,人们对环境保护的力度也在不断地加大,而化工行业一直都是一个高污染的行业,如何实现化工企业朝着绿色科技化方向发展,是人们一直探讨的问题。通过对化工企业环保管理的理解及结合化工企业搞污染的特点提出了一些建设绿色科技化工企业的一些环保管理措施,旨在为我国的化工企业实现环保管理尽一点微薄之力,希望我国的化工企业在环保的道路上越走越好。 【关键词】绿色科技;化工企业;环保管理 一、化工企业环保管理的背景 化工材料的生产流程长,生产工艺复杂,并且所产生的副产品较多,如果化工企业不实行全面的环保管理将会不能继续生存和发展。近年来,我国的化工企业通过建设和运用现代的环保管理方式对企业进行不断的整合,使得企业的的产量保持一定速度的增长。随着我国化工企业在生产能力上的不断提升以及在经济总量上不断的增加,化工企业应该抛弃过去不合理的企业管理理念,在过去企业一味的注重速度和产出,轻视了效益和对环境的保护,多数情况下是以牺牲环境为代价换取眼前的经济增长,这种粗放型的生产模式已不能在适应可持续化发展的需要。企业应该将自身的发展和社会的和谐、环境的保护以及各种资源的有效利用紧密联合起来,走出一条科技含量高,环境污染少的现代化企业道路,促使企业由粗放型向集约型转变。 二、化工企业环保管理的内涵 建设我国绿色科技的化工企业及加强企业的环保管理,是科学发展观的要求,它要求企业必须建立绿色科技的企业目标,把节约资源和环境保护的理念融入到企业的日常经营管理之中,对企业的人员、生产过程以及生产工艺实行全面的环保管理,进而确保现企业走上既与社会相协调又环保的可持续化发展道路。其具体内容就是:弘扬企业“科技、绿色、和谐”的文化和理念,明确绿色科技化工企业的目标并建立相应的措施,不断地研发环保的生产工艺和生产设备,做到在源头上进行预防,在生产过程中进行合理控制,在生产结果上进行有效治理,在资源上进行循环利用,对企业产品从生产到使用的整个过程采取环境保护的措施,做到产品环保化、污染最小化和资源利用最大化,最终建立一个资源节约环境友好型的企业。 三、化工企业环保管理的措施 (一)明确绿色科技的目标 要想建立一个什么样的企业,目标是很重要的。化工企业走绿色科技化的道路是历史发展的要求,是经济发展的要求,是可持续发展的要求。环保是社会的主题,它也是企业生存的根本,因此,企业必须抛弃传统的生存和发展观念,明确企业走绿色科技的发展目标。既然是要走环保的路线,企业就必须采取节能减排,高产降耗提高资源的利用效率。企业要达到这样的目标就必须采取以下战略措施: 1.加大科技创新 依托企业现有的技术进行日常的生产,明显是不可能的,企业必须加大研发节能环保技术、新工艺和新产品的创新力度,不断地进行科技创新,走出一条集产、学、研、用为一体的新道路。 2.坚持综合治理 以绿色科技和环保管理的理念为优秀,实现企业的“经济性、可靠性和有效性”,将环保管理置入整个产品的生产过程之中,实现源头治理和过程控制,始终坚持综合的环保管理方式,多管齐下,将企业的诟病去除。 3.建立良好的管理组织 企业的发展离不开好的管理,企业必须建立良好的管理组织,是企业不断地制度化、标准化和规范化,强化环保管的理基础,明确环保管理的责任,充分发挥环保管理对企业环境治理的作用。 (二)建立并完善环保管理体系 环保体系的建立和完善对化工企业来说非常重要,它关系到企业的环保之路是否能顺利地走下去。为此,企业必须建立和完善环保管理体系。企业可以成立环保委员会落实环保责任;建立环保安全保护部加大企业的安全保护;成立环保评级机构对企业的生产和产品进行环保评价;设置风控机制处理各种风险问题。 (三)完善企业内部的激励机制 企业走环保之路是一个历史性的大转变,这可以说是企业在发展过程中的一次改革,在改革的过程之中难免会有各种各样的困难,克服这些困难需要一些必须的激励机制才能完成。只有对员工进行必要的激励,才能充分地调动他们的积极性,使他们能够更好的研发绿色科技的环保生产技术和工艺。 四、总结 可持续发展是当今时代的主题,人类也只有走可持续发展的道路才能更好地生存和发展下去。化工企业是一个高污染高耗能的行业,它的发展必须符合社会可持续发展的要求才能更好地生存。化工行业走环保的道路已是势在必行,这是化工企业在发展过程中的一次巨大改革,在这场改革之中离不开全面的环保管理。 绿色科技论文:“绿色”与“科技”理念的完美结合 国家体育场 又被人们亲切地称为“鸟巢”,坐落在奥林匹克公园中心。它的周边草木成荫,百余株常绿乔木、数千株落叶乔木和灌木还有近8万平方米的草坪时常需要灌溉维护。既要为这些绿色植物“解渴”,实现和谐生态,又要兼顾水资源节约,这使奥运主会场的设计者们一度面临着前所未有的挑战,雨洪综合利用工程则从根本上解决了这一难题。这个规模庞大的世界级雨洪综合利用系统24小时不间断运转,充分利用北京雨季带来的大量雨水资源,将赛场及周边区域的雨水收集、净化后,提供给场馆使用。 如果遇到比赛下雨,硕大的“鸟巢”将用“雨水斗”接水。在“鸟巢”的钢结构屋顶密布的网格中,有钢制的天沟,“雨水斗”便暗藏其中。这些雨水斗具有足够的虹吸力,而且还带有加热部件,可以在冬季融化“雨水斗”周边的积雪,再顺利将水排出。 “鸟巢”的地下则有6座地下蓄水池,“雨水斗”和遍布于场馆及周边绿地的收集引流系统可以将雨水汇集至这里,其最大储水能力高达12000立方米。“鸟巢”雨洪综合利用工程的面积相当于6个足球场大小,整个系统的雨水收集面积达22公顷,年回收利用总量约6.7万立方米,设计日净产水量为2000立方米。 通过对雨水资源的有效收集、净化和回用,该系统每年节约的水资源足以注满一座9米深的足球场,因而可确保“鸟巢”70%的用水来自于回用水,其中23%则由雨洪综合利用工程提供。经净化处理后的“雨水”可用于场馆绿化、赛场用水、空调冷却、道路和汽车清洗,以及洗手间冲洗等,且水质远高于国内中水回用标准。 可以说,雨洪综合利用系统为“鸟巢”打造了优秀的“内部代谢通道”,彰显北京奥运“绿色”与“科技”理念的完美结合。 贴士:纳滤膜技术――“鸟巢”雨洪综合利用工程的优秀 回收后的水资源能否实现真正的高效回用,其关键在于净化。“鸟巢”雨洪综合利用工程的优秀净化技术应用纳滤膜技术。经过砂滤、超滤、纳滤三重净化步骤,对雨水进行处理再利用。作为膜技术在中国大型公共建筑领域的首个应用案例,“鸟巢”雨洪综合利用工程无疑为国内城市未来的水资源回收利用提供了可借鉴的实例。 国家游泳中心 有个美丽别致的名字――“水立方”。在这个摹写水的建筑中,有着纷繁自由的钢结构,湛蓝的泡泡ETFE膜所蕴含的传统建筑哲学将“水”的优雅与灵动完美地表现出来。“水立方”是世界上规模最大的膜结构工程,也是唯一一个完全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑。 “水立方”是能自己“洗脸”的体育馆,独特外膜有很强的自洁性。由于这种材料的摩擦系数很小,尘土不容易粘在上面。即使粘上尘土,只要下点小雨,立刻就能将膜冲洗得干干净净。 “水立方”的节能性不可小觑。进入室内的阳光会形成舒适的温室效应,使冬季保持室内的温暖,节省约30%的能源。此外,“水立方”不仅也有雨水回收系统,还自建了中水站和水晶水循环处理系统,雨水利用率约为76%,处理后回用于水景补水,冷却塔补水。每天9个小时以上的自然光照明,也节省了不少电能。 贴士:ETFE――这种泡泡不简单 “水立方”的设计采用了泡沫理论,建筑外墙分布着3000个不规则的泡泡气枕,这是一种新型的ETFE(乙烯――四氟乙烯共聚物)膜,它具有较好的延展性、抗压性,充气后,每块膜都能承受一辆汽车的重量,暴雨、冰雹、沙尘暴就更没的说了。而小面积的破损,只要专用胶布就可轻易修复。 在“水立方”外层气枕的内层膜和内层气枕的外层膜上,镀有上亿个密度不等的镀点以控制膜的透光度,解决了阳光直射的问题,减少了阳光带来的热量,两层气枕间的空厢是封闭的,也形成了一个隔热单元。通风也是解决散热问题的一个办法,在游泳中心外围的底部,有一个1米多高的百叶通风口,可以将内外互相连通,通过换气将热量排出,起到降温的效果。而在冬季,百叶通风口将封闭,以保证室内的温度。 国家体育馆 位于奥林匹克公园中心区的南部,是奥林匹克中心区的标志性建筑之一,南临“水立方”,总建筑面积为80890平方米,可容纳观众约1.8万人,在这里将举办体操、手球和蹦床比赛。体育馆穿着特殊的玻璃“衣”――幕墙,幕墙的总面积约为19000平方米,分为明框幕墙、点式幕墙和铝板玻璃三大类,全部采用中空玻璃,具有保温、隔热、防紫外线等作用,保证场馆内人员不受外面气候影响,能正常进行比赛。 在国家体育馆的屋顶和南立面的幕墙中,安装了高级太阳能系统――光伏发电系统。作为一种清洁的可再生能源,太阳能光伏发电已成为世界新能源领域发展的重要方向。国家体育馆100千瓦的太阳能光伏发电系统,将吸收到的太阳辐射能由专项线路统一传送到地下一层太阳能发电控制室,经过设备处理转换为电能,再经专用设备并网输送到低压配电系统。这样的安装设计不仅具有为建筑物遮阳、采光、挡雨的维护结构功能,而且还能发电,可以为地下车库与广场提供照明电力,避开了白天电网的用电高峰。 在清除噪音方面,国家体育馆采用国内比较罕见的9层多功能金属复合材料的夹层设计,由水泥板、玻璃棉、防水层、吸隔声材料组成,并在最外层喷涂吸音材料,最大限度地减少屋外噪音,解决了目前大多数体育建筑普遍存在的屋面雨点噪声问题,减少对体育馆内的干扰。幕墙中玻璃的空隙充有氧气,也能有效降低噪音的影响。此外,场馆内的空调和制冷设备也进行了专门的消声减噪设计,最大限度为观众创造一个宁静舒适的观赛环境,即使室外是倾盆大雨,室内也不会听到任何噪音,提高了体育馆的声学设计品质。
生物技术论文:生物信息学生物技术论文 1、生物信息学课程授课内容的选择 生物信息学包括开发生物信息学工具的计算生物信息学和利用生物信息学工具解决问题的应用生物信息学。医学背景的生物技术专业的学生应该立足于应用生物信息学的学习,特别擅长计算机和数学并且对生物信息学感兴趣的同学也可以涉猎部分计算生物信息学的知识,本人在读博士期间遇到过一个本科生就利用自己计算机方面的特长,进行雄激素受体和雄激素受体调节剂构效关系的研究,在指导教师的帮助下发表了一篇生物信息学领域的SCI文章,在感叹难能可贵的同时,必须承认指导教师敏锐的洞察到学生的特长,并发挥其特长会起到意想不到的效果。此外,国内有关生物信息学方面的教材因编者学科背景相差很远,各教材的特色和侧重点有所不同,相对来讲,偏理论轻实践。医学院校生物技术专业应校根据本学科特点选择实验性较强的教材,制定具有生物技术专业特色的教学计划及教学大纲,有条件有时间的教师可以尝试自己编写适合本院校学习的教材,那样针对性更强,学习效果会更佳。针对生物技术专业的特点,因此我们将引物设计、基因查找、基因序列分析、同源基因和不同物种基因查找、判断起始密码子和终止密码子位置、启动子预测以及简单的蛋白功能分析和常用数据库的应用作为本专业生物信息学知识学习的主体框架。另外,生物信息学的软件本人倾向于选取在线工具,如引物设计软件可选取NCBI网站上的primerblast,酶切位点分析也可在NEB公司的网站上在线分析,应该说生物信息学的发展,欧美国家一些公立网站,如NCBI,或者某些相关实验室的网站都提供多种现在分析的工具,极大地方便了使用者。一来及其方便解决了问题,避免了盗版问题;二来可以通过网站学习生物信息学相关知识,对某些软件的历史渊源有所了解。 2、生物信息学授课时间安排的合理性 生物信息学是一门实践课程,实验课应该占40%以上比例,理论课也应该利用多媒体教室讲授,在实验课之前应该提前让把本次课内容通过多种即时通讯工具如QQ等发送给学生,在将优秀知识在实验课演练结束后,进一步布置相关作业强化记忆,在实践中掌握相关知识,如引物设计中,常用的是ncbi网站中在线引物设计工具primerblast和电脑安装软件prim-er5,在引物设计完成后,可以让学生思考融合蛋白表达时移码问题,即融合蛋白引物设计需要注意哪些问题,如涉及到移码问题时如何设计引物?生物信息学是有力的应用工具,但是还不能完全依赖生物信息学,我们应该成为生物信息学的高级应用者。 3、生物信息学授课教师的选择 生物信息学是一门交叉学科,但是笔者认为长期应用生物信息学的医学背景的教师更适合作为医学院校生物技术专业的授课教师。作为一门新兴学科的一名教师保质保量的完成全部授课任务还是有一定难度的,可以尝试每位老师根据自己特长讲授自己熟悉的章节,这样一来减少压力,二来可以较为圆满地完成教学任务,不同教师还可以给学生带来不同风格的教学模式,提高学生的新鲜感和教师授课热情。此外,任课教师应该积极学习相关领域知识,目前很多国内外著名高校通过网络开始有生物信息学相关的开放课程或慕课,无论是学生还是任课教师都应该积极参加其中,提高自己的理论知识和实践技能,学习优秀教师的授课技巧,领略该领域大家风采,笔者就经常参加北京大学等学校的开放课程,获益匪浅。同时,在有条件情况下参加国内外相关讲座和学习班,和同领域的兄弟院校保持联络,对生物信息学的教学和科研水平的促进帮助大有裨益。 4、扎实的理论是学好生物信息学的保障 除了具有学习生物信息学的热情,学习生物信息学的医学生还应该掌握与生物信息学紧密相关的知识,如分子生物学、分子诊断学、计算机相关知识和统计学知识。有条件的学生应该主动参与科研课题,不论是本院校老师申请的,还是大学生课题,都会对学习生物信息学有所帮助。本人读博士期间,就遇到很多在读本科生参与博士生导师的课题,在基因序列分析和蛋白功能研究方面都获益匪浅。本人目前也作为指导教师指导本科生独立申请的大学生课题,在给学生讲授生物信息学时,明显感觉参与过科研项目的学生对生物信息学知识的掌握,明显强于没有参与过的本科生。总之,我们生物信息学课程教学中做出了一定的探索,也取得了一定的经验和效果,但是这只是万里长征的第一步,需要生物信息学课程的教师更加努力探索,为培养出更多适应社会发展需要的高素质应用型人才贡献自己的微薄之力。 作者:郝峰许会静姜勇王皓张磊刘磊李艳单位:吉林医药学院检验学院 生物技术论文:医学院校生物技术论文 1调研结果 (1)关于为何选择就读生物技术专业的问题,大二学生中20.0%为自主选择(高考第一志愿),75.0%为从本校医学专业或药学专业调剂而来(个别学生所报的六个平行专业志愿中含有生物技术专业,但排在医学和药学专业后面)。大三学生中16.7%为自主选择,61.7%为专业调剂生。大四学生中10.0%为自主选择,77.5%为专业调剂生。(2)关于是否喜欢自己的专业,三个年级中选择“喜欢”和“不喜欢”的比例几乎都为1:1左右,个别同学选择了“不清楚”这一选项。(3)对于“如果有转专业的机会,你是否想转其它专业”这一问题(目前本校无在校生可调换专业的制度),三个年级中选择“想”的比例基本都在50%左右,这一结果与(2)中50%左右同学选择不喜欢自己的专业想吻合。(4)对于“如果你可以转专业,你会选择哪个专业”,约95%的同学选择了医学专业,个别同学选择了药学专业。(5)45.0%的大二学生认为本专业和本校医学专业学生在综合素质与能力方面没有差别,20.0%认为本专业学生比医学生综合能力差;大三学生35.0%认为二者没有差别,26.7%认为比医学生综合能力差;大四学生22.5%认为二者没有差别,37.5%认为比医学生综合能力差。(6)认为专业发展前景与就业前景较好的学生分别为:大二40.0%,大三35.7%,大四22.5%。(7)想跨专业考研或换专业就业的同学分别为大二10.0%、大三13.3%、大四35%。(8)认为自己经过了在校1-3年的学习后对专业的认可度有了提高的学生分别为大二95.0%、大三75.0%、大四65.0%。(9)对专业的培养方向定位、培养方案及教学内容设置持“非常赞同”和“赞同”态度的学生分别为大二35.5%、大三25.0%、大四17.5%,持“基本赞同”态度的同学分别为大二45.0%、大三58.3%、大四72.5%。(10)对教师的教学态度、敬业精神、教学质量和效果持“非常满意”和“满意”态度的学生分别为大二70.0%、大三58.3%、大四47.5%,持“基本满意”态度的同学分别为大二25.0%、大三36.7%、大四52.0%。 2讨论 专业认同感是指学生对于所学专业的目标和社会价值的接受和认可,专业认同会影响大学生的学习热情与行为。学生的专业认同感低,对专业的兴趣就弱,学习主动性差,直接影响学生的专业学习成绩。因此,有必要探索大学生的专业认同现状与对策。张东军等调研发现在医学院校中非医学专业的学生对专业的认同水平显著低于医学专业学生。本调研结果与张东军等类似,发现在以医学占主导地位的医学院校中,生物技术专业本科生对专业的认同感比较低,近50%的同学不喜爱自己的专业,有不少同学希望有机会能换专业学习和就业。在希望调换专业的学生中,绝大部分同学希望转到医学专业学习。这一结果可能与很多生物技术专业的学生本身是由于高考分数线没有达到本校医学专业录取分数线而从医学专业调剂而来有关,也可能有部分原因是因为医学是医学院校的优势学科有关。仅有30%左右的学生认为生物技术专业有较好的发展前景和较多的就业机会。尽管如此,绝大部分同学仍然希望在专业相关方向就业或考研深造,这可能与学生对专业的情感有关,也可能与学生在专业相关方向就业时竞争力比较大有关。一个令人欣喜的事实是,绝大多数同学都认为自己经过了1-3年的专业学习后对生物技术专业的认同感提高了,对专业的培养方案及教学内容、教学效果等持赞同和满意态度。这些调研结果反映了同学们对我校生物技术专业教学质量的认可。从调研结果可以看出,大四、大三、大二学生对专业的认同感依次升高,分析原因,可能和大三和大二本科生中有较多学生是自主选择了生物技术专业有关。相反,大四学生中仅有10%是自主选择了该专业,绝大多数都是从医学专业调剂而来。造成这一结果的另一个不可忽视的原因,可能也与本校生物技术专业的建设与发展有关。潍坊医学院生物技术专业于2005年设立并开始招生,学校一直非常注重专业的建设和发展,从培养目标和培养方案确立、教学内容设定、教学设施完善、师资力量培养等各个方面都非常重视。经过8年的发展和建设,本校生物技术专业于2013年已发展成为山东省特色专业,培养的毕业生得到了社会的认可,专业知名度有了较大提高,所以在校低年级学生较高年级学生的专业认同感高也不足为奇。 3结语 总之,医学院校的非医学专业学生对专业的认同感普遍较低,这一状况的存在必将会影响学生的培养质量。医学院校应在重视医学专业教育的同时注重加强非医学专业的建设,注重培养学生的专业认同感和自豪感,学校、教师和学生应共同努力以保障非医学专业学生的培养质量。 作者:刘顺梅单位:潍坊医学院 生物技术论文:科研创新生物技术论文 一、实验内容的选择 医学生物技术是由生命科学与医学交叉融合而成的新兴学科,在人才培养过程中,不仅要求学生掌握生物技术专业相关理论及实验知识,还要求学生有一定的医学知识储备。为此,在实验教学课程设置的过程中,着重突出了一些与现代医学相关的交叉前沿内容,如医学微生物、医学免疫、实验诊断、分子生物学检验技术、临床基础检验技术等,通过这些内容将理论与实践相结合,让学生了解到生物技术在医学领域的具体应用,同时通过对新技术的讲解与示范,进一步拓宽学生的思维视野,为今后的工作以及科研实验打下坚实的基础。 二、实验教学课程整合 生命科学是一门以实验为基础的自然科学,传统的生物技术实验教学内容主要安排在理论教学内容之后,实验教学地位不明确,其内容大都为重复性验证实验,并且课程之间的相互联系不紧密。这导致许多学生只注重理论知识,对于实际动手操作的重要性认识不足,并且忽视了生物技术各门课程之间的内在联系。为此,我们尝试将实验教学内容进行整合,如将发酵工程中的“工业微生物菌种的选育和纯化”、基因工程中的“工程菌生长曲线的绘制”、酶工程中的“目的蛋白的诱导及SDS-PAGE电泳”相联系,通过对实验课程的精心设计合理安排,不但将各门课程联系到一起,让学生对学到的知识形成体系,同时大大激发了学生的求知欲望和探索精神,对实验课程的顺利推进,起到了良好的效果。 三、开放实验室 建立开放实验室创新平台是促进医学生物技术学科发展的重要举措。目前,大多数院校生物技术实验室开放时间与形式均存在不确定性,即实验课时间开放,其他时间不开放,或是根据教师的科研实验安排开放实验室,这样不符合以学生为中心的实验教学标准。我们尝试面向全体学生进行开放式实验教学,同时开放了医学免疫学实验室、生物化学检验实验室、临床输血实验室等与生物技术相关的医学实验室,鼓励学生自主设计完成实验,从实验的准备到结果的分析,绝大多数工作都由学生自己完成,老师只为学生提供一些必要的建议,解决实验过程中遇到的难题。这样不仅能使实验室的资源得以充分利用,同时培养了学生分析解决问题的能力,并且让学生在自主设计实验的过程中,对所学知识进行更加深刻的理解,真正做到学以致用、用以促学、学用相长。 四、鼓励学生参与教师科研实验工作 目前,生物技术专业学生考研率呈逐年上升的趋势,学生对科研实验的热情以及学术创新的需求也在不断提升,医学生物技术专业作为我校新开设的专业之一,在校教师普遍面临的问题是,科研压力大,任务重,时间紧,人员短缺。根据以上情况,我们适时地挑取一些科研创新热情高,实验态度端正认真的学生,组建科研创新团队,协助老师完成一部分科研实验。在参与老师的科研工作过程中,学生会接触到一些前沿的实验技术,并对医学生物技术领域的发展方向有了一定把握。部分学生通过教师的正确引导,以第一作者发表了学术论文,并且获得了学校“先进科研创新个人”的荣誉称号。通过对实验结果的具体分析和同教师之间的学习交流,培养了学生自身的科研创新能力,为其日后的学习以及科研工作提供了宝贵经验。生命科学的研究和发展,植根于牢固的实验基础,加快实验教学改革步伐,对实验教学的发展以及学生实际动手能力、创新意识的培养起到了积极的促进作用。通过以上几种措施,激发了学生对科研实验的热情,培养了学生的独立思考与创新能力,同时实现了实验室资源的合理利用,对医学生物技术学科建设发展起到了一定的积极推动作用。同时,我们应及时总结经验,坚持以学生为中心进行实验教学,不断优化教学效果,努力培养出更多的高素质医学生物技术专业人才。 作者:王皓许会静郝峰姜勇刘磊李艳单位:吉林医药学院 生物技术论文:微生物技术生态农业论文 1微生物在生态农业系统中的地位 生态农业主要是运用农业生态原理,建立起来的一种新型农业。在现代农业生产中,这种新型的农业,不仅具有良好的生产性能,提高生产的效率,还能够节省生产的成本,节约能源,进而实现农业环境的自净与农业资源的可持续使用。纵观这种新型农业,生态农业是一个有机的整体,属于多目标、多功能、多层次以及多成分有机组合的的生态系统。在这个系统内部,结构有序、内外交流、开放循环以及关系协调发展。在微观层面上,其利用多层次的物质循环与综合利用,进一步提高能量转换与物质循环的效率。例如,在生态农业系统内微生物可以利用植物作载体,可以将植物的秸秆、树叶以及草等植物进行加工处理,生成饲料,饲料可以喂食牲口,牲口的粪便又可以养蘑菇、饲养其他的动植物,将饲养的动植物喂食另外种类的生物。如此循环,就形成了市郊生态系统。由此可见,微生物在生态农业系统中的应用非常重要的。 2微生物技术对改善农业生态环境的作用 2.1微生物在肥料中的作用利用特定培养的微生物,在可调控环境条件下将废弃物、污染物降解和转化,从而解决和控制污染问题,进而为作物提供养分。例如:目前市场上出现的生物有机肥就是利用特定的微生物对兽禽粪便、农业废弃物等进行降解和转化而来的。这种肥料不仅能增加土壤肥力,提供作物生长必须的营养元素,还能改善植物根际的微环境,促进植物对养分的吸收利用,提高产能,同时还减少了合成化肥的使用,减少了合成化肥对环境的污染。由此可见微生物技术将成为农业生态环境保护最有价值和生命力的方法。在农业生态环境面临严峻形式的今天,微生物技术具有无可比拟的优越性。 2.2微生物对农药的降解作用随着化学农药的大规模使用,其所带来的环境问题日益严重。近年来有学者发现微生物对土壤和水中的农药降解起主要作用,目前已经分离出能降解农药的微生物类群,包括细菌、真菌、放线菌、藻类等。因它们受环境等多方面的影响和限制,所以难以大规模使用。近期又有学者提出利用微生物产生的酶来降解农药残留。由此可见,如何更多、更好地利用微生物解决农药残留是生态农业发展急需解决的问题。 2.3微生物在大型生态农场中的作用在大型生态农场生产与建设的过程中,大量的排污系统使得生态环境遭受到前所未有严重的破坏。近年来,养殖场的规模与数量每年都以单调递增的速度增长。现代的养殖场将新技术、新设备引进来,进而实现生产过程的机械化操作,养殖场的生产能力持续增长的同时带来的环境污染、生态系统破坏、能源供应紧张的等问题也随之而来。微生物围绕生产过程中产生的废水与废物进行处理。经过微生物的处理技术,有机废物就会转化为能源、肥料、化工产品甚至是食品。 2.4微生物技术在庭院生态农业系统中的作用众所周知,庭院经济营养项目较多,集约化程度较高,土地利用率较高,资金周转与积累较快。其对人们的生产与生活的影响是最为直接的。在发展庭院生态农业系统的过程中,微生物在其中的应用被人们所接受。庭院生态农业系统中的粪便与生活垃圾进入发酵池,可以直接改变生活环境。这样的方式构成了多层次、多途径与多功能的庭院生态农业系统。在庭院生态农业系统中,人们通过自己的方式将为生物技术应用于其中,使其发挥出应有的效果。 3结语 总而言之,在发展新型生态农业系统的过程中,注重微生物在其中的作用。在农业改革不断推进的过程中,利用微生物的相关作用,使其发展的更好。微生物在生态农业系统中的应用是非常明显的,其所取得效果也是较为显著的。为更好的发展农业,应积极主动应用微生物。 作者:洪彩霞单位:江苏中宜生物肥料工程中心有限公司 生物技术论文:发酵工程生物技术论文 1依据专业特色,跟踪学科前沿,及时更新教学内容 课程体系和教学内容是人才培养的主要落脚点,是教学改革的关键。课程体系是实现地方师范院校生物技术专业培养目标,构建学生知识结构的中心环节。课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。科学合理的课程设置和教学内容,对大学生创新能力的培养与综合素质的提高起着至关重要的作用。因此,我们在多年发酵工程课程讲授的基础上,从教学大纲的编制、教材和辅导参考书的选择、教学内容的科学合理设置等方面进行深入的探讨。 1.1发酵工程课程的准确定位发酵工程这门课是我校生物技术、生物制药专业的优秀必修课程,通常在开设了生物化学、微生物学等专业基础课之后开设,一般在大学的第6学期开设。发酵工程课程是直接建立在微生物学基础上的,随微生物工业的发展而发展,同时也是与化学工业相结合的一个新发展。该门课程主要从微生物工程范畴出发来阐明厌氧性发酵与好气性发酵机制、工艺过程及相应的设备,用这些基本理论去分析、解决微生物工业中存在的具体问题,提高产品质量和数量,讲授的主要内容包含微生物工业菌种与培养基、发酵机制、发酵工艺及控制、发酵设备、发酵产物提纯与精制。通过本门课程的学习,学生不但能掌握发酵工程学的基本理论,还可以熟悉发酵的工艺流程及发酵产品的后处理技术。 1.2跟踪学科前沿,及时更新教学内容从多年发酵工程课程的讲授以及国内大部分高校发酵工程课程的讲授内容来看,发酵工程授课案例主要涉及到抗生素、氨基酸、柠檬酸等好氧发酵工艺及发酵机制,以及酒精、酿造酒、乳酸等厌氧发酵机制及工艺,很少涉及到基因工程产品如EGF、EPO、重组人乙肝疫苗等的发酵机制和工艺。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、贫血、发育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传疾病。目前我国从事生物技术药物产业研究与开发人数仅相当于美国的1/4,从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足,已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。这就要求我们编制、修订教学大纲时,在保留典型的传统菌的好氧发酵和厌氧发酵案例基础上,着重引入基因工程菌制药的发酵工艺,扩展学生的知识面,为他们将来到制药企业就业奠定良好基础。 1.3选取合适的教材发酵工程优秀教材很多,像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等,我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》,结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向,目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”部级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》,此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章,脉络清晰,系统性好,该书在难易程度上很适合我们的学生,但是该书侧重于发酵机制的讲授,发酵工艺和设备没有涉及。因此,在前期教学积累的基础上,我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材,增添发酵工艺及设备,以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度,为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。 2开展发酵工程实验,提高学生综合素质 发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能,通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系,是建立在发酵工业基础上,与化学工程紧密结合的一门学科,它是连接生命科学研究与应用的桥梁。在基因工程和细胞工程的应用中,要想把定向改造的物种转化成产品,也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐,这是发酵工业独有的特点,同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品,发酵周期长,步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习,培养学生实际动手操作能力,让学生亲自动手操作发酵罐,开展发酵罐空消和实消操作,以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵,使学生真正的达到学以致用,同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生,普遍缺乏工艺概念,但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容,组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习,使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程,切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来,学生反映收获很大。总之,发酵工程实验集成度较高,牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容,有别于普通实验课程的是工厂生产实习,真正做到理论实践相结合,最终达到学以致用的培养目的。 3改进教学方法,切实提高学生创新能力 教学方法的改革,首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高,教学方法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标,和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材,有价值的有说服力的理论,以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学,无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”,“授人以鱼,不如授人以渔”。 3.1案例教学发酵工程是一门实验实践极强的学科,知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中,典型的案例不仅使课堂生动形象,而且使学生容易理解和记忆,触类旁通,达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时,通过详细讲解青霉素的发现,引出伟大的科学家弗莱明,进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容,学生被激起兴趣,学起来也容易接受。学习之后,可以引导学生进行讨论,如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题,使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”,从而在以后的生活中学以致用,进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素,为社会进步做出贡献。 3.2启发、讨论式教学讲课的过程中首先讲授难点、重点,善于提出问题,让学生跟着老师的思路走,随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时,引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍,同学们也不陌生,有的同学家做过酸奶,因此对酸奶的发酵还有一点常识,接受起来更容易一些。首先提出问题,酸奶发酵的原料和菌种从哪里来?酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵?发酵多长时间合适,夏天和冬天发酵时间一样吗?通过这些问题,启发学生思考讨论,最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项,随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶,巩固和吸收理论学习。 3.3比较归纳教学法比较式教学法通过对不同知识点的对比分析,找到其相同和不同处,在比较的过程中对知识点归纳概括,有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中,让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点,说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时,在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后,让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结,学生就容易理清楚,弄懂复杂的内容。 4优化考试模式,重在平时学习的思考与探讨 在发酵工程实验及理论教学考核方法中,一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性,课程的讲授和考核方式,通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化,加强课堂考核、作业考核,平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4,综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训,以赛促练”,强化技能培养,规定技能考试不过关,不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。 5小结 当前生物技术飞速发展,发酵新产品不断涌出,它要求我们的发酵工程专业课教师在讲授传统知识的同时,不断学习发酵工程方面的前沿知识,及时根据发酵工程产品市场更新教学内容,同时在授课的过程中灵活采用各种教学方法,甚至有必要到工厂车间实习实训。从当前经济发展和高校改革趋势来看,生物技术专业不但在地方师范院校有很大的发展空间,而且也将是今后一些师范院校向综合型大学转型的必要环节。发酵工程课程作为生物技术专业的优秀课程,是微生物学、生物化学、数学、计算机技术的应用,同时又是分子生物学、细胞工程、基因工程技术的深入开展,而生化工程、生物工业下游技术、微生物遗传育种技术又是发酵工程课程的深入和补充,因此发酵工程课程在生物技术专业承上启下,是一门非常重要的专业必修课程。所以,在当前转型发展大形势下,发酵工程课程教学改革势在必行,必须以培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力为目标,在开展理论教学基础上,切实开展实验教学和生产实习,最终培养出满足企业、市场和科研需要的优秀毕业生。 作者:田华单位:信阳师范学院生命科学学院 生物技术论文:人才培养生物技术论文 1高职免疫技术方向教学现状分析 目前,专科和高职院校主要是针对免疫技术相关教学,课程的研究主要集中在医学、药学、护理专业,如广东岭南职业技术学院生物制药专业、郑州铁路职业技术学院护理专业、四川、黔东南民族职业技术学院基础医学部、辽东学院医学院免疫微生物教研室、郑州牧业工程高等专科学校动物医学系、江西科技师范学院药学专业等都有关于提高免疫学课程教学质量的相关研究。而关于生物技术专业的免疫学相关课程的研究只有几所本科院校有研究,如江南大学、新疆大学等。上述提及的单位只是对如何提高某些课程如《免疫学基础》的教学质量方面进行了研究,仅是提出了一些教学方法,如任务引领式教学法、多媒体计算机辅助教学法、小组学习法等,而没有从行业对人才的需求出发,在专业教学方面做出调整,以适应新形势下人才培养的挑战。 2武汉职业技术学院生物技术及应用专业免疫方向人才培养短板分析 该院生物技术专业在免疫技术方向主要针对抗体的生产,在相关课程的教学、开发方面还存在一定程度的欠缺,使得培养出的学生不能胜任对抗体生产有较高要求的岗位,限制了学生的发展,也限制了该专业在当前发展契机下的快速发展。该院在免疫技术相关课程的教学、开发的欠缺有如下原因:①该院生物技术级应用专业于2012年由微生物技术及应用专业更名而得。而此前的人才培养还主要偏向于微生物技术应用,对免疫技术的要求不高,相关的免疫技术课程开设力度不大,只有《分子生物学》、《免疫技术》两门课程。基础课程的薄弱,造成该院在免疫技术领域的人才培养力度欠缺。②此前该专业在已有的免疫技术相关课程体系不够完整,与当前的免疫技术对人才的需求脱节。导致生物技术专业毕业生在免疫技术方面的专业知识和技能较差。免疫技术相关企业招聘该校的学生后,仍要花费人力物力培训基础技术。因此,为了提升该院生物技术及应用专业在免疫领域的教学质量,培养出具备免疫技术相关技能、满足企业需求的毕业生,该专业应积极采取措施,走出人才培养困境。 3该院在免疫技术方向人才培养改革的应对措施 笔者自2013年7月到2014年7月,深入武汉某生物科技有限公司实习一年。该公司主要进行抗体的生产,是利用免疫技术进行生产的企业。该公司已经连续三年从武汉职业技术学院生物技术及应用专业招聘毕业生,是该院的深入合作企业。笔者在长达一年的实习过程中,了解了目前免疫技术领域的最新技术,掌握目前免疫技术领域发展的动态。更关键的是可以深入了解免疫技术企业对人才的需求点,并把这些重要信息反馈到学院,学院借鉴这些重要信息,使生物技术及应用专业在免疫技术领域的课程设置、课程开发、课程教学等方面与现阶段的需求相结合并得到提升,从而培养出具备免疫技术相关技能的合格人才。 4重构该院生物技术及应用专业免疫方向课程群 笔者通过一年的企业实习,对抗体行业的整体情况有所了解,对抗体行业对人才的需求规格认识深刻。并对抗体行业所需要的技术进行归类,然后重构目前免疫技术方向课程群,以期培养出抗体行业所需的人才。 4.1抗体市场的发展亟需高职生物技术专业培养掌握免疫相关技能的人才不考虑多克隆抗体在科研应用市场的营销额,仅就单克隆抗体药物在医药市场的销售来看,2000-2013年,全球单克隆抗体药物市场的复合增长率高达32%。抗体市场的规模逐年扩大,将吸引更多的人才加入这个行列。高职生物技术专业应抓住行业发展的机遇,积极推进专业建设,培养合格人才以迎合市场人才需求。 4.2积极适应行业需求,采取措施,力求改进人才培养现状该院目前具有培养抗体行业所需人才的课程群及技能培养基础。通过以上的企业实习及行业调查,不难看出,抗体生产企业需要掌握更多技能的人才。该院生物技术应用专业免疫方向必须要在现有的基础上做出改进,才能满足企业的需求。 4.3重新建构免疫方向课程群抗体行业所需的技能点必须通过拓宽免疫技术理论基础并强化技能点培养才能达到。因此,需要增设相关课程。 4.4重构课程群的可行性在原有的课程群基础上增设两门课程,重构课程群,增加的课程分别是《动物免疫学实验》、《抗原工程》、《抗体工程》。增设三门课程,意味着该院人才培养方案里面的课程设置要发生变动。目前的人才培养计划富有弹性,可以容纳三门课程。并且目前的师资力量、实验室条件足以进行这三门课程的教学。因此,改进现有课程群具有可行性。 作者:刘德超单位:武汉职业技术学院生物工程学院 生物技术论文:实验教学生物技术论文 1使学生参与到课堂教学中 在教学过程中通过学生反映,大多数同学感觉这门课程较难,要改变学生的这种认识,首先需要教师最大限度的调动和激发学生的学习兴趣,使学生能够积极主动到参与到教学中,而不是老师自己在自言自语。多数同学反映细胞分裂、染色体理论、DNA分子结构和孟德尔遗传部分内容在高中生物中已经接触过,那么在这部分内容的讲述中可以很好的让学生参与进来,形成以学生为主、老师对他们之前没有接触的新的知识进行讲解和补充,这样不仅可以使学生真切的体会教师授课的辛苦,更为关键的是可以充分调动同学们的积极性和主人公的参与意识。这种形式的教学不仅使学生对课堂知识掌握更牢固,也锻炼了学生们的课件制作、演讲等能力。在讲到体细胞遗传如克隆和基因组学如转基因部分等最新热点问题时,可以采取更为灵活的教学形式,如辩论赛、专题讨论等形式。这既打破了传统的以教师为中心,学生被动、消极的接受知识的局面,也有利于启迪学生的创新思维能力,对培养新的经济体制下的新型全面的人才也非常有利。通过各种途径让学生参与到教学活动中,在培养同学们参与意识的同时,充分调动了同学们对遗传学课程的兴趣,同时也加深了对重点和难点内容的理解。 2充分使用多媒体和网络教学手段 遗传学作为生命科学专业的一门专业基础课程,部分章节或内容相对抽象,学生不易理解,这时可借助多媒体教学把生命的微观结构或动态生命过程通过动画形式展现出来,或把课堂难以控制的演示实验通过播放录像的形式演示出来,或把某些应用性强的知识通过视频教学方法展现给学生,使学生真正理解所学知识,从而实现宏观与微观、整体与局部、动态与静态的有机结合。利用当代大学生对互联网的依赖性,可引导他们利用网络进行专业学习,将课堂教学与引导学生网络学习相结合。如在讲到某些热点问题时,可引导学生自己通过互联网查询相关信息,并把自己了解到的、体会到的给大家讲解,这样通过广泛的发挥同学们的作用,使大家都可以了解到相关的最新学术信息。互联网教学不仅提高了教学效率,丰富了学生的知识面,也使学生参与进去,培养其主人公意识,真正对该学科产生兴趣,从而愿意学、乐意学。 3引入实验教学 遗传学课程牵扯到许多的实验,如DNA是遗传物质的证明、遗传定律的证明、PCR技术、染色体核型分析等如果没有实验教学而只有理论教学的话,就会使学生相对难以理解。这门课程本身就是理论与实践相结合的学科,通过开展相关实验,不仅验证了课堂教学的理论,而且可培养学生的实验设计及用理论知识进行实验技术分析和解决问题的能力,使学生养成良好的科研习惯。纵观国内众多相关院校都开展了遗传学的实验教学,因此我们可以参考和学习他们的经验,编写和制订适合本校学生的遗传学实验指导。综上,遗传学实验课程的开设非常有必要。 4注重理论与实践的相互结合 学习的目的是为生产和生活服务,如果能使学生真正认识到这门课程开设的重要性和必要性,必将极大的吸引学生学习的兴趣。教师在教学的过程中就要时刻注意理论和实践的相互结合。例如在绪论的讲解过程中,可以提到达尔文进化论的发现过程、孟德尔实验过程中的种种故事,使学生树立科研的观念和信心。在讲到自由组合定律及连锁遗传定律的过程中,不仅要把相关的理论讲解透彻,而是让他们真正了解和知道他们对生产和生活所起的作用,可以列举相关的实例如在动植物育种中自由组合定律的应用及连锁遗传中通过重组率可以有效的估计育种群规模。遗传学的发展在最近一二十年异常迅速,而教科书的更新非常有限,作为教师一定要及时的了解和把握最新的科技动态,把最新的研究成果贯穿到授课过程中,而不是仅仅传授书本知识。如讲到性别决定和性连锁一章时,可以适当的讲解性别决定和性别控制的方法,最近的研究成果通过流式细胞仪可以把X和Y精子进行分离,实现按人们意愿来决定性别的目地。在讲到性别决定类型里面的自由马丁牛时,可以适当讲解双胎和多胎的危害。总之,在授课过程中不仅要注意基本理论知识的灌输,还要注重与实践的联系,使课堂教学充满乐趣,让学生真正明白这门课程的重要性,从而愿意学、想学好。通过对遗传学教学方法和内容的改革,最大限度的激发学生的学习积极性,实验课的开设使学生更深刻的理解理论教学内容,又能使学生施展和发挥其创造性思维,培养其严谨的科学态度和科研兴趣。但改革是一个不断的漫长的过程,尤其是实验教学,需要我们不断的探索和改进。 作者:孙丽萍宋丽丽时桂芹单位:郑州轻工业学院食品与生物工程学院 生物技术论文:食品检测生物技术论文 1.生物技术的主要特点 以生物的免疫、基因、敏感等方面的特点为基础,运用科学合理的方法对具有检测功能的试剂进行制作,进而检测食品的安全性就是生物技术在食品检测工作中的应用原理。在食品检测工作中,生物技术具有诸多优势,例如速度快、范围广以及准确度高等。一般而言,主要的生物检测技术有免疫技术、生物传感器技术、生物芯片检测技术、酶技术等。为了使我国的食品安全检测工作得到提升和发展,我们就需积极对生物技术进行有效运用,并加大开发力度,使其发挥出更大的价值。 2.食品检测中主要的生物检测技术 2.1聚合酶链式反应技术在转基因检测上,聚合酶链式反应技术已得到了有效运用。聚合酶链反应简称为PCR,PCR技术主要通过三个阶段对食品进行安全检测,即变性、复性以及延伸。对DNA模板进行建立,将寡核苷酸作为引物,通过聚合酶作用,沿DNA模板顺序以半保留复制的方式延伸而完成DNA分子复制就是PCR技术的基本原理。在依靠多次的增容以及扩展以后,PCR会变成符合食品检测需求的检测物。该技术由于具备诸多应用优势,因此之后也被合理运用到了各大领域中,尤其是在食品安全检测工作上,该技术已显示出了较好的运用前景。但与此同时,聚合酶链式反应技术也存在着一些不足之处,比如食品中假若有已死亡的细菌存在,那么便会显示为假阳性,针对制毒微生物所产生的毒素,该技术也无法进行全面检测。 2.2生物传感器技术在对生物传感器分子识别原件进行选取时,需使其具有较好的选择性。在和待测物的特异性进行结合以后,依靠对应的信号转换器,分子识别原件所产生的光、热等复合物可促使其进行转化,变为能够输出的的电信号以及光信号,并可将其进行放大然后输出,最后得到检测结果。一般而言,生物传感器具有许多优越性,例如操作简便、敏感性高、反应速度快等,相比于传统性质的食品检测方法,此种检测方法更具科学合理性。另外,运用生物传感器技术,可使安全可靠的食品检测系统得到建立完善。运用此技术,可使检测所用时间得到缩短。倘若要对牛奶以及热狗等食品中的葡萄糖球菌肠毒素进行检测,就可促使其灵敏度得到明显提高,并有效地控制好检查时间。但对当前的实际情况进行分析可知,受计算机技术、生物材料等因素的影响,在食品检测方面,生物传感器的商业化程度仍旧不高。 2.3酶技术在对食品中的残余农药以及微生物污染进行检测时,我们主要可运用到酶检测方法,而这也是较为常见的一类食品检测方法。与此同时,在食品安全检测领域里,酶联免疫分析检测技术已得到了广泛运用。该技术对酶学以及免疫方法进行了结合,并具有较高的准确性以及灵敏性。在对蔬菜和水果当中的菌剂噻菌灵进行检测时,酶联免疫分析检测技术已显示出了较好的敏感性。当前,美国化学会已将此方法纳入到了农药残留检测法当中,而在我国,该检测方法也得到了广泛运用,并取得了较好的效果。 2.4生物芯片检测技术随着全球化经济的发展以及各国贸易的加强,进出口食品也在不断增多。所以,为了对进出口食品进行有效检测,就需运用到高质量、高安全的食品检测技术以及安全监控体系。作为一类高新生物检测技术,生物芯片检测技术在进出口食品安全检测工作中已得到了有效运用。该技术主要对光导原位合成进行了运用,可将大量的生物大分子按照一定顺序进行固化。针对已经通过标记的待测生物样品,该技术可对其中靶分子进行杂交,并运用特定设备对杂交信号的强度进行快速检测,在对检测仪器进行选取时,可优先选用电荷偶联摄影像机,或是运用激光共聚焦完成扫描,进而统计出样品中靶分子的数量。针对食品的安全状态,运用生物芯片技术,我们可进行深入了解。另外,在进出口食品监管管理工作中,快速反应系统以及预警系统的建立完善都离不开生物芯片检测技术。 2.5免疫法当前,在食品生物检测技术中,免疫法具有最高的灵敏度。另外,该技术还具有容易操作、再现性好、科学可靠等优点,并在食品安全检测工作中得到了有效运用。免疫法可对蛋白质进行检测,蛋白质之间的物理性质以及化学性质差别较小,而运用免疫法则可进行有效区分。 2.6基因探针技术当前,基因探针技术主要分为两种,即同相杂交以及异相杂交。在对食品安全进行检测时,大肠杆菌检测是一项重要内容。对大肠杆菌进行分析可知,其具有p一葡糖苷酸酶的特性,在进行检测时,可对以B一葡糖苷酸酶为目标的DNA探针进行制作,使食品检测工作的效率得到提升,并对传统食品安全检测工作中的问题进行有效解决。 3.食品检测生物技术的具体运用 3.1检测食品的品质和成分针对食品的成分以及品质,生物感应器是最为常见的检测方法。在早期,所使用的生物感应器主要为葡萄糖感应器,可对食品的含糖量进行有效检测,并得到了广泛运用。例如,在对鱼类新鲜度进行检测时,日本已使生物传感器实现了商品化。另外,针对食品中含有的香味物质,在进行检测时还可运用到生物技术。具体的操作方法是:将蛋白和需进行检测的某种气味进行结合,使其成为敏感材料。对于人类身体健康以及生态环境,转基因食品会带来一定负面影响。所以,对转基因食品进行检测就变得尤为重要。当前,主要的检测技术有蛋白质检测、酶活性检测以及有酸检测三种。 3.2检测食品中的有害微生物对科学有效的食品检测技术进行运用,可使微生物的传播得到较好控制。对于人类健康,食品中的微生物会带来一定危害,并严重降低食品质量。因具有诸多优势,在微生物的检测工作中,生物检测技术已取得了较好效果。当前,在对食品微生物进行检测时,常用的生物技术主要有酶联免疫技术、生物传感技术以及合酶链式反应技术。 3.3检测食品中的残余农药)随着时代的发展,如何对食品中的残余农药进行有效检测和分析已受到了人们的高度关注。倘若食品中残留农药,人民群众的生命安全就会受到严重危害。当前,在食品残余农药检测方面,主要运用的生物技术有酶技术以及生物传感器。 4.结束语 综上所述,在食品安全检测工作中,生物检测技术因具有诸多优势已受到了有效运用,并具有较好的发展前景。而为了对人民群众的生活质量进行提升,使食品安全得到保障,我们就需对现有的生物检测技术进行运用,并采取措施对生物检测技术进行革新和完善,使其价值得到最大发挥。 作者:黄敏江单位:佛山市三佳食品有限公司 生物技术论文:实践教学生物技术论文 生物技术实验教学平台为我校动物科学、生物技术、生物技术等本科专业开设实验课程,从教师的教,学生的学和考核机制三方面入手进行了研究。 1需要培养建设一支高素质的教师队伍高校教师的业务水平如何决定培养学生能力的高低。通过教师攻读在职学位、到高校进修,开展各方面的交流活动,教研室所有教师都要参与实验、实习、课程设计、大学生科技创新等实践教学环节,不断提高教师的业务素质和工作能力,将成为人才培养的保障。 2需要建立科学合理的实践教学计划根据具体培养要求,在培养计划中建立一个基本完整的实践教学模式。按照实践教学目标体系,整合实践项目和内容。在学生入学后的不同学习阶段,分别在各个实验室进行学习,按照循序渐进的教学原则,设置各个课程的验证型,综合型实验,另设置基础和专业课的实习和实训,虽然这些课程都有专门的培养方案和教学安排,但如何科学安排好各个课程的衔接,还需深入研究。 3需要研究实践教学体系的组成按照专业实践能力培养的自身规律性,首先针对本专业的培养目标,体现理论教学与实践教学相互联系,建立符合实际、具有科学性和操作性的实践教学体系,分别包括了实践教学基础训练(课程教学实验、专业教学实验)、实践教学的依托训练(毕业实习、科研训练)、实践教学优秀训练(各种设计性实验、毕业论文实验)、实践教学补充训练(社会实践),这四个训练贯穿整个学程,构成培训学生基本能力、综合能力和创新能力的平台。教学实践环节可分为四大类进行:认知实践:结合基础阶段所学理论,激发学生对本专业后续课程的求知欲望,为学习专业基础课和专业课提供感性认识;课程实践:选择一些专业主干课程,根据每门课程的授课内容和教学进度,安排学生实习,加深学生对授课内容的理解;专业实践:使学生系统参与专业课的具体实践,培养应用与创新能力,团队协作和交流能力。落实到各个专业课程的实践中;综合实践:按本科培养方案的要求,撰写毕业论文,组织答辩。实验考核的效果能够反映平时实验课的成绩,考试的目的是为了促进学习,从而进一步保证实践教学质量的不断提高。 4改革实习环节,以社会实践为补充,充实第二课堂内容学生要能够综合运用所学知识了解实际问题、能够独立分析和解决实际问题的最好途径是实习。生物技术专业的课程包括教学综合实习、专业实习和社会实践三个方面。实践性较强的课程都加强了课程教学综合实习。按照专业培养目标的要求,有计划有组织地参与社会活动,了解现实社会、认识当今的国情、增强年轻人的学习使命感和社会责任意识,在实践中进一步完善知识体系,使学生增强适应社会的能力。第二课堂在培养学生综合素质等方面发挥着重要的作用,如组织课题组活动,参与大学生科技创新项目,到实践基地参观实习。在教学实践环节中实验考核的效果能够反映学生对待实验课的态度,进一步保证实践教学质量的不断提高。 5需要建立有效的实践教学考核体系实现教学目标的一个重要手段是在一定的时间内进行教学评价,它是教学工作的重要环节。学习尝试有些实验课作为单列的课程,根据各实验课程的要求及不同情况,采取各自不同的实验考核办法。实践证明实验考核可以调动学生的积极性,加强学生应对挑战的能力。总之,通过认真总结、借鉴国内外大学实验实践教学中可以采用的方式、方法和途径,增加交流学习的机会,认真研究高等院校学生的特点、调动同学们参与意识,进一步发挥教学平台的优势,创新实验、实践、模拟、见习等多种教学方法,为学生提供更多的实践机会。切实有效地加强大学教育的实践教学环节的组织和管理,提高实践教学环节的教学质量,使实践教学能真正发挥优秀作用。 作者:姜成哲崔明勋高旭王妍单位:延边大学农学院 生物技术论文:导师制引入生物技术论文 1传统培养模式的不足 从大的环境方面上看生物技术专业人才有巨大的市场潜力,但从目前毕业学生实际就业率看,生物技术人才市场供给和需求信息是非常不对称的,而且相关的专业人才就业与企业对人才的需求也是不对称的。一方面企业需要人才,但是在另一方面上,毕业生的综合素质却远远不能满足企业的需求,这充分说明,传统的生物技术人才的培养模式存在欠缺和不足。 1.1理论教学中的不足众所周知,生物技术作为一个新兴的理科专业,学科专业交叉性强而且涉及领域非常多,所以学科内容涉及的范围广,内容比较杂。这就对任课教师的理论素养和能力提出了较高的要求,但是,很多开展此专业培养的高校却并未建立一支属于生物技术专业的专职实验教师队伍,使得大部分的教师既要承担理论教学,又要承担实验教学,任务繁重,教师没有充分的时间去提升自己的理论素养、去思考如何提高教学质量。 1.2实验教学中的不足生物技术专业实践性较强,所以实验课程较多,仅利用上课时间完成略有勉强,不利于学生充分吸收实验课程的内容。有一些实验耗时较长,在规定时间内可能无法完成,须利用课余时间来继续完成,学生急于求成,难免将实验当成一种负担,粗糙的任务式完成。同时,由于学生多,教师少,教师对于实验教学的监督力度也是不够的,对于实验考核方面也缺乏严格合理的制度来促进学生对实验的动手能力的培养。 2“导师制”的实施方案 为了提高教学质量,使得生物技术专业本科生的培养与社会需求相符合,笔者提出“导师制”培养实施方案:①本科生在读期间,每个学期均可报名参加学校老师的科研课题。②根据学生自愿及老师挑选的双向选择下,每个课题安排一至两个组的同学。每个组6个同学。③课题的主持人为导师。④课余及寒暑假期间,课题组学生跟随导师熟悉实验器材的使用、实验室规则,以及动手协助老师完成科研课题。⑤导师定期组织课题组学生开组会。组会内容为汇报一段时间内的实验成果,对完善实验提出各自的意见并讨论,指导、组织大家从理论上学习1~2种实验方法,形成互相监督,互相学习的氛围。⑥导师将学生的组会发言,动手能力,积极程度等方面进行考核,给出评分,计入毕业成绩总评。 3“导师制”培养方案的探索 3.1优势①教师方面:“导师制”的实施由于需要对学生进行实验的具体指导,以及组会的组织,对身为“导师”的教师提出了更高的要求,这必将促使教师不断的学习,提高自身的科研素养,并锻炼教师的管理组织能力。②学生方面:“导师制”注重理论结合实践,要求学生参加到具体的课题设计、实施中去,极大的提高学生学习理论知识和参与实验的积极性,培养了学生的科学素养,锻炼其动手能力;而定期组会的开展,要求学生不但要对自己的所学进行总结,还要能洞察其他同学的不足之处,因此要求学生做足会前准备,提高了他们的自学能力和学习效率。③资源方面:“导师制”的培养方案充分利用闲暇时间,学习和使用实验器材,使实验资源得以优化利用。 3.2不足及解决途径①“导师制”需要学校有合适的科研课题,并且其数量要满足学生的需要。为了解决这个问题,学校要出政策鼓励教师申报科研课题,甚至鼓励学生申报科研课题。在教师和学生的双向选择上,学校要宏观调控,避免出现各课题组成员人数的失衡而导致的课题资源的浪费。②“导师制”要求课题组的同学一直跟进一个课题,而每个课题的研究方向、涉及的实验方法都有局限性。可能导致学生接触的知识点不全面。因此,学校应允许学生在读期间每个学期都可以根据学习任务及自己的学习情况申请参加不同的课题研究。考核也应放在毕业总评中,而不是放在特定的某个学年。 4总结 “导师制”的人才培养方案能让学生尽可能的不受实验室、实验学时、实验项目的限制,在导师和学生的互相监督下,在学校加强管理的基础上,可使学生在合理安排自己课余时间的情况下,较自由的应用学校的资源,促使其更好的学习专业知识,熟悉实验仪器的使用、实验步骤的实施以及实验的具体操作,注重对学生实践能力的培养;同时,培养了学生自主学习能力,创造了条件帮助学生积极参与学习,使学生乐学、爱学、善学,促进学习效率提高。在此培养模式下培养出的本科生将具有良好的科学素养、创新精神、组织沟通能力和动手能力,与社会对此类人才的需求更加衔接,符合生物技术专业本科生的培养目标,值得尝试推广。 作者:刘瑞珍单位:赣南医学院 生物技术论文:农业种植生物技术论文 1农业种植中应用生物技术的重要意义 随着科学技术的发展,生物技术得到了快速发展,尤其是近几年才兴起的新技术,具有投资少、产量多的优点,在农业种植领域中广泛应用生物技术具有十分重要的意义,不仅能有效提升我国农作物产量减少资金投入,也可以提高农产品产量,并且可以实现自然资源的综合利用,因此,生物技术对资源的利用具有重要影响,可以确保环境保护工作的有效开展。 2农业种植领域中生物技术的应用 随着生物技术不断的发展和进步,生物技术在农业种植中得到广泛应用,主要包括以下几个方面: 2.1转基因技术转基因技术应用到农业种植领域中,即通过将某一农作物的优良基因转移到另一农作物上,以达到提高农产品产量、产品质量的目的。转基因技术的工作原理是通过对某一农作物的基因进行改造,并重新组合,最终将其导入到生物体内,其中,目的基因的提取是转基因技术的优秀,据调查了解,当前农业种植中应用最多的生物技术则属于转基因技术,转基因技术对农业种植具有十分重要的意义,在农业种植领域中,常用的基因有种子贮藏蛋白质基因、苏云金杆菌抗虫基因等,由于植物中提取的目的基因具有良好的性能,因此,利用转基因技术提取植物中的目的基因,并将其转移到另一农作物上,不仅可以促进农作物的生长,也可以提高农产品产量、质量,因此,转基因技术应用在农业种植中具有重要作用,其可以有效促进农业的可持续发展。随着我国对生物技术的不断研究,转基因技术将会得到进一步发展,并且转基因技术的应用规模也会逐渐扩大,据资料表明,当前转基因类植物的种植范围正在不断扩大,在我国农业种植中,利用转基因技术种植的植物面积呈进一步扩大的趋势。除此之外,在农业种植中生物技术最为突出的则属于杂交育种技术,杂交育种技术与转基因技术相比,其操作更为简单,在农业种植实践中,杂交育种技术已取得了良好的效果。 2.2组织培养技术组织培养主要工作原理是在细胞全能性的基础上利用人工诱导的组织培养技术,这就要求植物细胞需要处于无菌的状态下,才能确保植物细胞得到良好的发育,最终生长成完整的植株。将组织培养技术应用到农业种植中,既可以加快植物繁殖的速度,也可以在固定的时间内培育出满足符合当地农作物生长优良品种,同时还能够有效防止病毒对农作物幼苗的侵害,因此,针对组织培养技术对农作物生长的有利条件,在今后的农业种植中,应大力推广和运用组织培养技术,但是,组织培养技术在农业种植中,应注意以下几点:在植物组织培育中,培育植物的阳光温度、湿度等应满足植物组织培育的条件,并且培养基组成结构、pH值等化学条件也应符合标准要求,有效控制外界因素对植物组织培育的影响,为植物组织培养发育提供优质的条件,并且在初代培养外植体过程中应做好外植体褐变处理工作,由于外植体在接种过程中容易发生褐变现象,然而,褐变现象的出现将会影响植物外植体的培育,所以,做好褐变处理工作,以保证植物培养工作顺利进行。 3结语 通过分析生物技术在农业种植中的应用,可以看出农业种植中生物技术的运用具有良好的发展前景,尤其是转基因技术,在生物技术研究中,应加强转基因技术的研究,并扩大其他生物技术的研究,如光合作用、生物固氮技术等技术的研究,突破现阶段受科研水平限制的因素,使生物技术在农业种植中得到广泛应用,进而促进农业的不断发展。 作者:严昕辉单位:九台市九郊街道办事处农业服务中心 生物技术论文:创新人才培养生物技术论文 一、生物技术的发展与人才培养的趋势 最早的生物技术起源于远古时代,传统的生物技术被用于发酵食品,或抗生素,现代的生物技术被用于分子生物学,如克隆技术等。高端全面的技术人才是生物技术发展的优秀竞争力,生物技术是在我们生活中应用最广泛的一门学科,如:医学、环境、农业粮食等领域都应用到生物技术,可谓生物技术与我们的生活技术息息相关。生物技术的特殊性,使得我们不得不重视这方面的人才培养。高等院校作为高等人才培养的基地,对人才的培养起着决定性的作用,生物技术作为近些年高等院校先增添的一门学科,已为社会各界培养了大批的人才。但随着社会和经济的加速发展,传统人才培养模式已经不能完全满足当代人才培养的需要,因此对高校而言,发展一种创新型的人才培养模式是非常必要的。 二、坚持与时俱进,探索创新人才培养途径 培养模式是人才培养的关键,科学合理的培养模式,能够最大程度的丰富学生的知识,同时能够提高学生的自主创新能力,使学生学以致用。在人才培养的方案制定过程中一定要与人才的培养目标相符合,这样才能满足人才培养要求,而人才培养的质量又要与人才培养目标相一致,这样才能满足社会对人才的要求。在培养过程中我们要制定合理的课程体系,注重学生个性发展,使其能够体现出自己的特点,发挥其优势。 (一)理论与实践相结合,提高学生解决实际问题的能力传统的生物技术学科教育,是在课堂上进行基础理论知识的传授,然后再进行一些理论性的实验教学,这样的教育模式虽然使学生掌握了课本的理论知识和一定的动手能力,但是却忽略了对学生的创新引导。同学们没有掌握解决实际问题的能力,这就使得一些毕业学生进入企业后有种摸不着头脑的感觉。针对这些问题,我们在要改变传统的教育模式,教师要更多带学生到企业中去学习实践,把企业中所用的生物技术更好转化成教学实验,改变传统的实验条件和环境,这样不仅能够提高学生今后解决实际问题的能力,也能激发学生思考问题的能力,使学生能够更快更好的适应社会,回报社会。 (二)分析学生特点,因材施教,有针对性培养生物技术作为一种新兴的学科,其发展必将带动更多的高新技术和产业的创新,而生物技术的实践必须靠一批高素质人才去开拓,传统的理论教育可能无法满足发展需要。这就需要在培养人才的过程中,认真分析每位学生的特点特长,指导教师可有针对性地进行具体化教学,这样一方面学生可以更有效率的利用学校的教育资源,不至于一群学生去挤着一台机器做实验。另一方面,针对学生特点制定的科教方案,可以更充分调动学生的学习兴趣,开发出学生的特长,从而提高创新意识和创新思维。针对性的教育培养模式,不仅使教师的教学任务减轻了,也使学生学习方向更加明确,掌握的知识更加扎实,且培养了学生的实践能力以及创新精神,一定程度上提高了今后就业的竞争力,更能体现高校为社会培养人才的目的和水平。 (三)加强创新思想引导,提高创新能力生物技术学科是一门发展的学科,更需要与时俱进、勇于创新的新型人才。所以在生物技术学科人才培养中,我们要始终坚持加强创新思维的培养,把培养创新的元素融入到整个教育过程中,从教学内容的更新,教学工具的更新,教学方法的改善,教学条件现代化等各个环节进行创新性引导。 三、生物技术的展望与生物技术人才的未来 当今社会是经济高速发展的时代,谁掌握了科技,谁就掌握了发展的方向。生物技术学科是一门交叉性、实践性很很强的学科。其不仅具有高新的技术性,还有广泛的应用性,社会各界都需要这方面的人才。农业、医学、工业、环境等都有生物技术的应用,生物技术能够解决许多人类面临的难题,同时也能在生产中产生很多的经济效益。人才是推动科技创新的关键,优秀人才不仅能够运用知识解决实际问题,同时也能根据自己的创新思维去推动技术的革新。 作者:佘美华单位:南华大学药学与生物科学学院 生物技术论文:金刚石生物技术论文 1引言 近年来,随着我国的经济发展和社会进步,无论是地质找矿,还是工程勘察,对钻探的需求都越来越大,也都面临着地层越来越难打的问题。而金刚石———这一超硬材料的出现,不仅大大地提高了普通地层的钻进效率,而且解决了坚硬地层进尺难、不进尺等问题。然而天然金刚石在大自然中存在少,且难以开采,用于制作钻头成本高。近些年的人造金刚石,可以说很好地解决了这个问题。众所周知,金刚石由C原子构成,和石墨的成分一样,同为C元素的一种单质,区别在于石墨排列松散而金刚石排列致密。人造金刚石的主要原理即是利用高温高压使得石墨中本来松散排列的C原子重新定向排列,形成紧密、有序排列的金刚石。然而利用高温高压合成金刚石,不仅需要消耗大量资源、能量来提供高温高压环境,而且需要的时间长,合成出来的金刚石颗粒远远小于天然金刚石。故笔者想到,是否有其他方法,能够在常温常压下合成人造金刚石,并尽可能地缩短合成时间、增大合成所得的颗粒。大自然是神奇的,自然界存在许许多多神奇的生物,能够通过自身作用,产生对人类生产生活有用的物质,如蚕吐丝、蚌壳生珍珠,故笔者联想到,是否能利用生物来生产金刚石呢? 2实现的可能性讨论 2.1耐高温耐高压生物的找寻首先,我们想到,金刚石的制造需要高温高压,故要寻找能够制造金刚石的生物,我们可以从寻找能够在高温高压下生存的生物开始,逐步破解难题。通过查阅资料,我们发现,世界上生命力最强的生物———熊虫。熊虫又名水熊、水熊虫,是缓步动物门生物的俗称。这是一种小型动物,主要生活在淡水沉渣、苔藓植物水膜和潮湿土壤中,还有一少部分生活在海水潮间带。这些熊虫分布甚广,无论是在海拔6000米以上的喜马拉雅山脉,还是深度4000米以下的深海中,都有他们生活的足迹,北极、热带、温泉、深海中,都有分布。不仅如此,即使在真空中,水熊也可以生存。水熊,这种世界上生命力极强的生物,极难被杀死。水熊是一种小型动物,只能在显微镜下才能观察到。熊虫生命力极强,根据实验数据显示,具体体现在如下四个方面:(1)生存温度,即使在零下200℃的环境中,也能生存3-5天;当温度降至零下272℃时,亦能存活2分钟。(2)生存空气,熊虫在真空中能生存。(3)放射环境,熊虫不惧放射线,在5700格雷强度的放射线下存活良好(1格雷放射线相当于5000台胸透仪的放射强度,10~20格雷强度的放射线就能轻易杀死人类或者地球上大部分的动物)。(3)生存压力,即使在600兆帕的压力环境下也能生存。德国佛莱堡大学的拉姆(20世纪20年代)研究发现,即使将熊虫置于很极端的环境下,只要给予水分和正常温度,熊虫即能复活并且缓慢移动。另有科学家给予盐矿中冬眠数百年的水熊虫水分和营养,水熊虫能够苏醒并恢复。然而,通过以上分析,我们发现,世界上生命力最强的生物,却最多只能承受600mpa的压力和150摄氏度的温度,远远低于人造金刚石的熔媒法所需的静态超高压(50~100kb,即5~10GPa)和高温(1100~3000°C)。同时,我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。因此,从这个角度出发的生物制取金刚石的方法,并没有实际意义。 2.2蚕吐丝、蚌壳生珍珠的启示我们考虑是否能够通过蚕吐丝和蚌壳生珍珠的类似原理来制造金刚石,故首先我们先来分析蚕吐丝和蚌壳生珍珠的原理。蚕吐丝形成的原因:桑叶当中,含有水、蛋白质、糖类、脂肪等成分。蚕吃进桑叶以后,经过消化分解,吸收桑叶中的蛋白质和糖类,造成绢丝蛋白质。绢丝蛋白质再形成绢丝液,绢丝液经过蚕的吐丝和凝固作用,就成了丝茧。天然珍珠形成的原因:关键在于,刺激蚌的外套膜表皮细胞,使其急剧分裂增殖,逐渐形成珍珠囊从而包围刺激源。在此刺激下,蚌壳会分泌珍珠质,从而形成以刺激源为中心的珍珠。若刺激是均匀的,则形成的珍珠是圆球形的,若刺激是不均匀的,则形成的是非圆球形的珍珠。通过以上分析,我们发现,无论是蚕吐丝还是珍珠的形成,都是生物将该种物质的原料消化、整合、重新分泌,并且层层叠加,分泌凝固后从而形成不同形状的新物质。那么联想到这一点,我们考虑,是否有这样一种生物或者生物技术,能够将含C物质分解成C原子并将C原子按照金刚石的微观原子构造进行重新排列,即类似于微观操作技术,从而在常温常压下得到金刚石。鉴于现在化学技术发展水平,已经可以对原子进行操纵和排列,所以,以上想法是有可能实现的。然而,现在自然界中,并不存在一种能够消化含C物质并吸收分泌出C原子层层叠加的生物,故单纯利用自然界已经存在的生物本身特性制造金刚石在目前来看,是不具有实现的可能性的。 2.3实现性分析排除自然界中有生物能制造金刚石的可能之后,我们考虑采用当下火热发展的生物技术来制造金刚石。眼下,现代生物技术迅猛发展,现代生物技术包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程,它们逐渐影响着和改变着人们的生产、生活方式。所谓生物技术是指“用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术”。根据前文分析,我们考虑用基因工程的方法来制取金刚石。基因工程要素包括外源DNA、载体分子、工具酶和受体细胞等。首先需要解决的是外源DN段,目前还未发现有生物可以产生碳单质,所以目前外源DN段的获取这一条件还未满足。不过,虽然目前还没有发现这一外源DN段,不过我们大胆的猜想,如果世界上有这样一种基因能够分解含C的化合物,从中得到C单质,并且能够将C单质按照金刚石的排列形状紧密重组、排列。那么就可以将此外源DNA导入受体细胞,利用生物在常温常压下得到金刚石,从而节省工业生产金刚石中提供高温高压而消耗的能源。所以,利用基因工程得到金刚石是有可能的,不过它的实现需要生物工程上的突破,现阶段只能是假设和猜想。此外,可以考虑利用细胞工程、基因工程中,对微观分子、细胞的操作技术,考虑对C原子按照金刚石的排列顺序进行重组排列,从而在常温常压下制取金刚石。 3结论 为了实现利用生物、生物技术制造金刚石的目的: (1)我们首先考虑寻找耐高温高压的生物,即使世界上生命力最强的生物熊虫,也无法承受人造金刚石所需要的高温高压。而且我们发现,本身制造金刚石需要高温高压,那么寻找这样一种生物载体,却还是要将金刚石置于高温高压中,并没有从根本上解决问题。 (2)其次,我们借鉴蚕吐丝、蚌壳生珍珠的原理,得到常温常压下利用生物技术生产金刚石的思路:将含C物质分解成C原子,按照金刚石的微观排列构造顺序进行排列。 (3)最后,分析了现有的生物技术,并提出可利用基因工程中对基因的改造、细胞工程中对微观物质的操作来生产金刚石。 作者:张真陈杰单位:中南大学 生物技术论文:医疗器械方面的生物技术论文 1功能性生物材料 组织损伤的情况不同,使用的胶原材料也有较大的区别,如骨组织损伤进行修复时,一般使用脱钙的骨胶原(DBM);肌肉、皮肤或者外周神经损伤,进行修复时一般使用胶原膜(CM);如果属于中枢神经损伤需要修复,则应使用有序的胶原材料(LOCS)。另外功能性胶原生物材料对于不同的组织损伤的再生有良好的效果,包括CBD-PDGF,其能够活化胶原膜,使得皮肤组织能够再生修复;CBD-BMP-2的作用在于活化脱钙骨胶原DBM,使得骨损伤得到修复;CBD-BDNF对于有序的胶原材料LOCS有着良好的活化作用等。 2生物技术运用于心血管器械方面 生物技术运用于心血管方面,主要是利用天然的组织修复身体的病变部位,或者使用选择性的合成材料代替病变组织,具体的运用分为以下几点:(1)在生物技术研究的初期,医疗器械的的适用范围较小,一般是人体生命垂危时才会使用。近年来医疗领域在植入性合成聚合物的研究方面逐步深入,且研发了各种心脏的辅助器材;(2)心脏瓣膜的发展,使得生物瓣膜、机械性的修复瓣膜得到了广泛的使用,每年将瓣膜植入身体的人群数量逐年增加,常见的瓣膜类型包括嵌入盘、嵌入球、倾斜盘等;(3)永久性植入心脏的辅助装置、临时性植入心脏的辅助装置、人造心脏等,也逐步获得了较好的效果,该类装置能够使得衰竭的循环系统或者心脏保持基本的正常功能,且能够有效减少心脏负担,优化心脏的供氧情况;(4)血氧发生器也属于该类器械,其主要分为膜型、鼓泡型、空心纤维型等不同类型。在氧发生器的开发方面,模型氧发生器是最为关键的技术,该氧发生器与人体吸气过程中的生理条件极为接近。如果人体的血液的功能由于疾病而减低,可以利用相应的的PVC、PTFE玻璃纸等生物材料制作成膜式氧合器没维持机体的功能正常。 3生物酶的运用 生物酶在医疗器械的运用主要是清洗器械,在自动清洗剂中添加适量的生物酶,其对于医疗器械上多种污渍生物酶的清洁效果十分明显,包括血渍、蛋白质污渍生物酶等。由于上述物质会限制微生物与灭菌因子的接触,需要该类技术进行彻底的清洁。利用生物酶将医疗器械进行浸泡,时间为三分钟,其即会将把污渍分解成细小的碎粒,脱离物品的表面,医疗器械得到彻底的清洗。该生物酶清洁医疗器械,优点在于清洁效果良好,不会对器械产生腐蚀,且能够使得器械的使用寿命更长。 4数字化生物技术的运用 数字化生物技术即为医疗自动化技术,其在医疗器械方面的应用十分广泛,包括心脏起搏器、剖析监护设备、放射设备等嵌入式的技术;分光光度计、肌动的电流扫描器等,其均需要性能良好的数字信号处理系统提升器精度;医疗机器人技术、无线通讯技术、自动化的测试、感应器等技术,由于医疗设备的消耗量较大,该类器械的发现潜力极大。 5结语 生物技术属于现代十分先进的技术,其发展速度快,影响深远,且具有较大的发展潜力。该技术的应用范围极为广阔,包括环境保护事业、农业生产方面、医学技术方面、医药制造方面等,其也能够应用于医疗器械的生产与开发方面,提高医疗器械的性能,使之功能更加全面,效果更加显著。本文仅从一般的角度分析了其在医疗器械方面的应用,在实践的医疗活动中,医疗机构可以根据实际的情况及自身的需求,科学的引进生物技术,提升自身的医疗水平,更好的服务社会,带来良好的社会效益。 作者:郑雯雯 单位:山东恒信检测技术开发中心 生物技术论文:农业动物生物技术论文 一、我国农业动物生物技术的发展趋势 根据我国农业畜牧业的现有基础以及对动物生物技术的实际需求,国家应该集中各种力量,着重对生物技术开展基础性的研究,加大技术的投资力度,对一些利润高的技术产品进行重点投资,根据我国农业动物生物技术的现有基础和社会发展变化的主要形势,预计农业生物技术将在以下几个领域取得长足发展。 1.分子生物学技术 由于农业养殖日益呈现出规模化与集约化较高的特征,再加上人们对短期经济效益的集中追求,所以我国传统的畜禽品种资源将会遭遇越来越严重的破坏,其群体数量将日益降低,品种资源的破坏形势会日益加深,根据这种现实情况,未来农业动物生物技术将在以下分子生物领域进行发展:对我国固定的优良品种或基因进行挖掘与定位;为畜禽的遗传多样性进行保护的分子监测技术;我国固有畜禽品种的起源与进化的比较基因组学研究;保存动物遗传资源的生物技术研究。 2.分子育种技术 我国农业中的畜禽育种工作经过长时间的发展,逐渐由追求数量转向追求质量,育种方法也逐渐由数量遗传法转向分子育种与常规育种相结合的方法,所以分子育种技术的改进将是未来阶段我国农业动物生物技术的一个主攻方向,分子育种技术的研究将集中在标记辅助育种技术、数量性状主基因的检测和定位技术、动物功能和抗病基因的诊断技术以及试剂盒的研究,通过这些方面的技术研究提高动物产品的质量,实现其最大效益。 3.分子诊断技术 畜禽疫病是对我国畜牧业生产以及产品安全造成主要影响的关键因素,畜禽疾病的危害严重、流行面广,潜在危险性较大,一旦发生就会造成较大的经济损失,因此,利用免疫学、现代分子生物学以及病毒学的相关技术,对我国畜禽的重要疫病进行分子生物学研究是是农业动物生物技术的主要发展趋势之一,主要包括:重要畜禽疫病的分子诊断、监测、重要畜禽疫病病原的大分子结构与功能研究以及试剂盒的研发。 4.转基因动物技术转基因动物是一种将胚胎工程与分子生物学有机结合而研究出来的一种基因工程动物,这种技术是克隆技术的突破性进展,影响动物发育过程中的基因表达,能够促进遗传学与发育生物学以及相关学科的发展,是加快动物育种进程、提高育种效率,为濒危动物提供生存方式的有效方法。 二、结语 综上所述,加快农业动物生物技术的研究,促进该项技术的有效运用对农业畜牧业的健康发展具有重要的作用与意义,所以相关部门应该在深入分析我国农业动物生物技术发展现状的基础上,总结相关经验,掌握我国动物生物技术发展的主要趋势,对分子生物学技术、分子育种技术、分子诊断技术以及转基因动物技术进行重点研发,不断促进我国农业动物生物技术的进步,推动农业的可持续发展。 作者:陆印 单位:白城师范学院 生物技术论文:药物检测生物技术论文 1生物技术药物分析检测方法 1.1化学仪器分析法 随着软电离技术的迅速发展,对于一些具有复杂结构的大分子生物聚合物,质谱法可将其进行电离分解后在电场和磁场作用下进行离子质量分析,从而获得有机物分子式和结构信息,方法高效、快速准确。将色谱法与质谱联用可形成更强有力的联用分析技术,实现对极低浓度的生物样品的含量测定和蛋白质多肽类药物的代谢动力学研究。核磁共振是一种吸收光谱(1H-NMR和13C-NMR应用广泛)。1H-NMR可以提供分子中氢原子所处的化学环境、相对数目以及分子构型等有关信息,13C-NMR直接提供有关分子骨架的结构信息。光谱携带大分子生物聚合物结构信息经过计算机处理,可确定氨基酸序列、核酸的分析和定量混合物中的各组分含量分析等。将核磁共振技术与高效液相色谱法或毛细管电泳法联用,分析能力强大并能拓展其在生命科学领域中的应用范围。但质谱,核磁共振仪器精密昂贵,工作环境操作技术要求高,普及性受限。 1.2生物技术分析法 生物技术分析法主要包括:免疫学法、放射性同位素示踪法、生物鉴定法和量热法等。免疫学法是利用蛋白质多肽抗原与相应抗体(单克隆或多克隆抗体)可以特异性识别结合的特点(结合比色法),借助显微镜观察定位,对蛋白质多肽进行定性定量分析。常用免疫学方法有免疫荧光法和酶联免疫吸附剂测定法。免疫荧光法:是将目标抗体标上荧光素,借助荧光显微镜进行抗原示踪定位的检测技术;酶联免疫吸附剂测定法:又称酶联免疫法,或ELISA法,是在酶免疫技术基础上发展起来的一种新兴的免疫检测方法,该方法是将可以催化底物发生显色反应的酶进行标记,然后通过显色进行分析检测的一种前沿特殊试剂检测方法。例如,动物血清蛋白药物或动物性食品中农药残留的ELISA法建立等。而放射性同位素示踪法则是将目标性分子或产物用放射性同位素标记(与内源物质区别),以研究目标分子或产物的体内分布、代谢行为。放射性同位素示踪法和免疫学方法虽然能够描述蛋白质多肽类药物的体内动力学行为,但不能够直接反映出蛋白质多肽类药物的生物活性和稳定性。生物鉴定法和量热法则分别依据生物药物的特异性反应原理和放热吸热原理对药物的生物活性和稳定性进行分析研究。例如,生物鉴定法利用组织或细胞对蛋白质多肽类药物的某种特异反应,界定药物是否具有生物活性,根据制剂-效应曲线对目标蛋白质多肽类药物进行定性定量分析。量热法则是通过测定样品在受热过程中的放热和吸热行为来研究样品中各组分相互作用及状态变化的一种方法,该方法多用于多肽的热稳定和结构分析。 2结语 在对生物技术药物的生物活性,稳定性和代谢动力学研究中,通常将化学仪器分析方法与生物技术分析方法联合应用。例如,将高效液相色谱与同位素、免疫学检测技术联用;荧光光谱法与免疫检测技术联用;质谱与核磁共振技术与免疫、生物鉴定法联用等。分析联用技术的迅速发展,为生物技术药物的检测提供了更为宽阔的发展前景。 作者:何文 单位:河南护理职业学院
石油化工技术论文:石油化工技术论文 1中国石化工业现状 在我国社会主义市场经济发展建设的过程中,石油化工产业的发展有着十分重要的意义,这不仅满足了人们日常生活和社会生产的相关要求,还有效的保障了社会经济的稳定发展。但是从当前我国石油化工行业发展的实际情况来看,由于我国石油化工行业起步得比较晚,而且其生产工艺在实际应用的过程中,也存在着一定的局限性,这就使得人们在石油化工生产的过程中还存在着许多的问题。不过,随着我国社会经济的不断发展,人们也将许多先进的生产技术应用到其中。根据相关的数据统计,在2003年年底,我国的原油加工量已经达到了3亿吨,在全世界原油加工中排行第二位,而在其他产品,比如树脂、乙烯、橡胶等产品中,其生产量也位居世界前十。但是,由于我国人口众多,这就使得其人均占有率比较少,因此还是无法满足现代化人们日常生活的相关要求。为此我们就应该采用相应的技术手段来对其进行相应的创新改进,进而满足现代化石油化工行业发展的相关要求。石油化工的范畴主要是以石油及天然气生产的化学品品种极多、范围极广。石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气,以及油田气、天然气等。石油馏分(主要是轻质油)通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃,芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整。石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。 2石化工业技术新进展 目前在我国石油化工行业发展的过程中,人们也在传统的石油化工技术的基础上,来对其进行相应的创新改进,这不仅使得石油化工生产的质量得到进一步的提高,还很好的满足了现代化经济发展的相关要求。而且在一些比较特殊的生产工艺当中,人们在对其进行相应的创新改进,从而使其生产技术达到了国际领先水平。 2.1顺丁橡胶技术 在石油化工行业发展的过程中,顺丁橡胶技术的运用有着十分重要的意义,这也是我国合成橡胶生产技术中应用得最为成熟的一种。近年来,在我国石油化工行业发展的过程中,人们为了使得顺丁橡胶技术的应用效果得到进一步的提高,人们就在其原本的生产工艺上来对其进行相应的改进和完善,尝试不采用终止剂来对其进行相应的加工,这样急速使得合成橡胶生产的效益和质量得到了有效的保障。而随着社会的不断发展,人们也在对该技术进行不断的完善和改进,这就使得顺丁橡胶技术的应用效果得到有效的提升,促进了我国石油化工采用的发展。 2.2丙烯腈技术 生产丙烯腈有多种方法。如环氧乙烷法。乙炔法、丙烯氨氧化工艺、Petrox氨氧化一再循环工艺。20世纪60年代初期我国开始研究丙烯腈技术,经过科研工作者的努力探索,取得了大量的工业化成果,特别是催化剂、流化床反应器,复合萃取精馏新工艺,新型空气分布板、丙烯氨分布板、PV型旋风分离器,负压脱氰等技术在丙烯腈装置上应用成功。随着市场上对丙烯腈需求量的不断增加,丙烯腈生产技术的研究重点应放在扩能减排、工艺优化和催化剂研发等方面。但新的生产方法如丙烷氨氧化法和Petrox氨氧化一再循环工艺也将成为丙烯腈生产原料多元化趋势中的又一亮点。 2.3甲苯歧化与烷基转移技术 甲苯歧化与烷基转移工艺是芳烃之间相互转化的一种技术,通过这种技术来调节苯、甲苯、二甲苯和C9芳烃之间的供求平衡关系。甲苯歧化与烷基转移技术各种工艺的工艺过程的不同主要表现在专利催化剂上。也就是丝光沸石、ZSM-5沸石及HAT系列这三种催化剂体系。在国内已经研制成功了ZA系列和HAT系列等六个牌号的甲苯歧化催化剂,其中ZA23和ZA290催化剂在20世纪80年代国际同类催化剂处于先进水平,ZA292、ZA294在当今催化剂领域中处于国际先进水平,属目前国际领先水平的催化剂是HAT2095和HAT2096。 2.4聚丙烯技术 在我国五大合成树脂中增长速度最快,自1996年起,总产量超过聚氯乙烯成为仅次于聚乙烯的第二大通用合成树脂品种。20世纪90年代,一大批连续聚合装置投产,其中仅1997-1999年即投产了10套,增加生产能力83×104t/a。在成套技术开发方面,具备了自行设计环管聚丙烯装置的能力,具有自主知识产权的聚丙烯成套技术。目前,上海石化建成的20万吨/年工业装置采用了第二代环管聚丙烯技术,作为实验装置并进行了气相聚丙烯催化剂、醚类高活性新型催化剂和聚丙烯新牌号的开发。我国研究开发聚丙烯催化剂的历史已有40多年,先后研制成功的催化剂有常规TiCl3、络合型催化剂、高效催化剂,高效催化剂已工业化的主要有N型催化剂、CS型催化剂、DQ型催化剂,等等。近年来,石油化工技术的研究开发虽然取得了较大的进展,新技术、新工艺的开发和应用也推动石油化学工业持续发展,同时也获得可观的经济效益。但是我国现在具有自主知识产权的石化技术与国际先进水平仍有一定的差距。我们只有立足于科技创新、降低生产成本、提高产品质量,才能使中国的石化工业立于不败之地。 3结束语 由此可见,在现代化石油化工行业发展的过程中,传统的石化生产技术已经无法满足现代化社会经济发展的相关要求,因此我们在对其化工技术进行开发的过程中,就要在原生产技术的基础之上,来对其进行相应的创新改进,这样不仅使得石油化工采用的经济效益得到有效的保障,还促进了我国社会经济的发展。而且随着时代的不断竞争,人们也将许多先进的科学技术应用到其中,这就使得石油化工技术的应用效果得到进一步的完善,进而满足人们日常生活和社会生产的相关要求。 作者:杨鹏 单位:哈尔滨石油化工设计院 石油化工技术论文:石油化工技术概述 摘 要:石油化工技术是指以石油天然气为加工原材料,生成橡胶、塑料和树脂、纤维以及其他多种有机化工与原料的技术。我国的石油化工技术开始于上世纪六十年代,起步之初,各个化工产品总体产量在世界排名较高,但人均产量不能令人满意。这主要是上世纪我国石油化工技术的发展模式为引进、消化、吸收再转化利用。文章通过描述传统石油化工技术、现代石化新技术及其发展历程,分析了各自的缺点,并提出了问题所在。给我国石化技术的发展提供一定的指导。 关键词:石化技术 聚合技术 加氢技术 烯烃 石化技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。石化技术是指以石油天然气为加工原材料,生成橡胶、塑料和树脂、纤维以及其他多种有机化工与原料的技术[1]。我国的石化技术起步之初,主要的发展模式为引进、消化、吸收再转化利用。但是国外不会把最前沿的技术传给你,这就形成了在石化技术领域我们一直跟着别人的脚步走。文章通过描述传统和现代的石化新技术及其发展历程,并提出了建议。 一、传统石化技术 1.蒸汽裂解技术 该技术最开始是采用管式炉裂解法,原材料是石脑油,但是随着乙烯等烯烃的需求不断加大和石脑油的紧俏,这就促使了新的制备方式的产生:甲烷氧化法和重油裂解法。 1.1甲烷氧化法 在一定的条件下,把甲烷进行氧化,制备成乙烯,该种方法的关键点有两个:一方面要保证甲烷具有较高的转化率,避免浪费原材料;另一方面要保证反应向着生成乙烯的方向进行,也即是要保证乙烯的生成率。 1.2重油裂解法 它是利用催化剂使重质馏分分解出烯烃的方法,生成率比较高。 2.聚合技术 本节仅介绍生产聚乙烯所使用的聚合技术。 2.1工艺技术 第一,高压法工艺。工业装置分为釜式法和管式法。这两种方式的产能基本一致。生产的LDPE能够达到很高的优质率;第二,浆液法工艺。工业装置分为釜式和环管反应器。它们的使用温度和压力存在一定差别。但是都能制备各种HDPE、UHMPE和MDPE;第三,溶液法。有三种方法:①用吸附剂活性氧化铝过滤热溶液,制备高纯度聚合物。低于14MPa和低于300℃才能使用。②生产辛烯共聚物(VLDPE),在3~10MPa和150℃~2500C能够使用。③制备HDPE/LLDPE。在2~5MPa和180℃~250℃使用。 2.2催化剂 催化剂的好坏直接影响到原料的利用率和产品的收益。生产HDPE/LLDPE使用的催化剂有三种:铬基催化剂、钛基催化剂和茂金属催化剂。第一,钛基(Z/N)催化剂开发较早,气相流化床工艺、溶液法、浆液法、都要用它;第二,铬基催化剂主要用于制备HDPE;第三,茂金属催化剂是聚烯烃催化剂,后来应用范围扩大到生产VLDPE、ULDPE和 LLDPE。 二、新型石化技术 1.加氢技术 加氢作为新型石化技术主要分为两大类:前加和后加。每一类又分为两小种:第一种包括蜡油和渣油加氢;第二中包括RSDS和RIDOS。 1.1蜡油加氢技术RVHT 经过加氢催化后的产品的硫含量降低了近1倍,还降低了原料中芳烃和氮的含量,最重要的是,使转化率和的产率大大提高。 1.2渣油加氢技术RHT 渣油加氢后和VGO按一定比例混合,能成为很好的催化裂化原材料。另外RICP将原RFCC回炼油的循环顺序调整了,即省下了VGO,又减小了渣油加氢原料的粘度, 1.3 RFCC- RIDOS组合工艺 RFCC是获取经济效益的重要装置,但其使得产品中硫和烯烃含量超标。RIDOS是用于脱硫的,能够很好地降低硫含量。RFCC- RIDOS的组合具有了二者的优点。 1.4选择性加氢脱硫(RSDS) 该技术的主要作用原理是把各馏分按照轻重为两部分,划分点是按照含硫量的大小来调整的。该技术脱硫好、耗氢低。 2.甲醇制烯烃技术 甲醇制烯烃(MTO)技术源于用甲醇产汽油技术(MTG) 。在MTG的研制中,发现C2~C4烯烃是生产的中间物。在适当的温度和压力下,再配以合理的催化剂会使反应向着生成低碳烯烃的方向进行。反映的关键是找到合理的催化剂。大连研究院对此进行了研究,开发出ZSM-5 催化剂[2],效果很好,随后推出了微球SAPO 分子筛型催化剂DO300和DO123。 3.芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃(BTX)的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中RIPP研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏(SED)工艺[3],能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 三、存在的问题 我国的石化技术发展迅猛,研发了一批具有自主知识产权的工艺技术,逐步摆脱了依靠引进-消化-吸收为主的发展模式。但是由于我国起步较晚,在发展过程中难免存在一些问题,这些问题不加以解决会严重阻碍我国石化技术的发展。主要如下: 1.原材料浪费严重 虽然在一些产品的研制上采用了改进技术,在一定程度上减少了原材料的浪费,但是大多数产品的生产上还是采用的传统工艺技术。它使得原材料的短缺进一步加剧。 2.生产成本高 同类别的石化产品,抛开国外紧缺的那些产品,国内的单件成本明显高于国际市场,这不仅不利于在国际市场的竞争,还制约了国内生产规模的壮大。 3.环境污染严重 石化产品生产过程中带来了大量的污染事件,这不仅影响环境质量,还给人民的生活带来很多困难。 四、结论与建议 1.文章介绍了传统石化技术和新型石化技术,并在介绍的基础上分析了其优缺点,指出应加强新技术开发。 2.开发绿色石化工艺技术,尽量减少环境污染。同时,要加强自主研发,争取使得大部分产品的生产都要具有竞争优势,尽量减少资源浪费和降低成本。 石油化工技术论文:我国石油化工技术的开拓者 侯祥麟,1912年4月4日生,广东汕头人。1935年毕业于燕京大学化学系,1944年12月去美国,就读于卡乃基理工学院化学工程学系,1948年获博士学位。1950年回国,历任清华大学化工系教授兼燃料研究室研究员,石油工业部技术司副司长,石油科学研究院副院长、院长。他是世界著名的石油化工科学家,我国石油化工技术的开拓者之一,我国炼油技术的重要奠基人,燃料化工专家,中国科学院资深院士、中国工程院资深院士,又是一位名副其实的社会活动家。他是一位德才兼备、贡献突出、德高望重的科学家,在世界享有很高的威望,堪称炼油科技的泰斗。 选择化学 爱国抗日信念坚 侯祥麟上小学时,意义深远的“五四”运动爆发,他读中学的时候,战火燃烧到了汕头,社会一遍混乱,学校被迫停课。极为重视子女教育的父亲,为了侯祥麟的学业,决定让他去投奔当时正在上海做生意的二哥,到上海去读中学。于是1925年冬天,还不满14岁的侯祥麟被大人送上了赴上海的轮船,独自一人远离父母和家乡。刚到上海的时候,侯祥麟去外滩公园玩,看到公园门口立个一块写着“华人与狗不得入内”的牌子,还有印度警察把门,这种场景让少年侯祥麟愤怒之极,牢记终生。 1928年,侯祥麟进入圣约翰大学附属高中,此时侯祥麟和几个要好的同学一起喜欢上了进步刊物,先是喜欢看邹韬奋主编的(《生活》杂志,后来《生活》被迫停刊后,又改了名字重新出版,多是宣传抗日救国的内容。此外侯祥麟还阅读了大量的左翼作家的小说和翻译过来的俄罗斯名著,视野越来越开阔。 中学时代的侯祥麟就开始对化学非常感兴趣。侯祥麟喜爱的化学教师叫倪怀祖,有一次倪老师讲课时讲到了原子核,说原子核中蕴藏着巨大能量,如果能释放出来将会产生极大的威力。侯祥麟听到这里非常兴奋,他开始幻想着自己将来要去研究原子弹,用原子弹来对付日本侵略者。后来,侯祥麟才真正搞清楚,原子核是物理学,并不是化学,但当时因为倪老师是化学老师,他自己就以为一定是化学内容。虽然是少年的一时幻想,但这个幻想却让他迷上了化学,并决心把研究化学作为自己终身的事业。 1931年,他考入燕京大学化学系。他刚刚迈进大学校门,“九一八事变”发生,日本侵华战争开始。国难当头,作为入学才几天的燕京新生,侯祥麟满腔激情地投入到抗日爱国运动中去。他和同学们南下请愿,要求出兵抗日,通过募捐方式筹备资金,为抗日前线的战士买了一万顶钢盔。在大学一年级的时候,侯祥麟有一个从江西来的同学,常常给他讲红军为穷苦人打土豪分田地的故事。原先以为红军专门杀人放火的侯祥麟听了之后,从根本上改变了对红军的印象。上大学三年级的时候,侯祥麟又从图书馆里看到美国共产党主办的英文杂志《NewMasses》(新群众),上面刊登了有关红军的报道,特别是红军长征开始之后的一些报道,让侯祥麟钦佩不已。随着日军的渐渐逼近,侯祥麟的大学学业也将完成。侯祥麟的毕业论文选择的是关于活性炭的题材,因为抗日战争中,为了对付日本人的毒气炸弹,需要大量的防毒面具,而防毒面具中少不了活性炭。当时中国的活性炭都是从国外进口的,原料是椰子壳,但是当时的椰子壳太少,壳太硬,难以满足需求。于是侯祥麟就尝试用撖榄核代替,经过试验,他发现橄榄核做出的活性炭吸附能力不错,最后,他把研究结果写成了论文。 大学毕业的侯祥麟考取了上海中央研究院化学研究所研究生,他工作以外花很多时间来读马列的书籍。一次侯祥麟在圣约翰大学图书馆偶然发现《资本论》和《反杜林论》的英译本,还有列宁的部分著作,侯祥麟喜出望外,开始借阅。他认清了只有坚持马列主义的中国共产党,才是真正肩负民族危难、抗日救国的政党。 1938年,侯祥麟加入中国共产党。之后不久,经同学介绍侯祥麟到学兵队干部培训班当化学教官,负责讲授毒气的成分和制造原理。 毅然回国 投身事业为祖国 1944年,党中央看到了抗战胜利的曙光,为了培养造就自己的科技干部队伍,指派一批党内的技术骨干出国深造,侯祥麟作为其中的一员远渡重洋,来到美国。1948年他获化学工程博士学位,后在波士顿麻省理工学院燃料研究室做研究工作。在美国的6年时光中,他不仅学好了自己的专业,还和其他几名赴美党员成立了党的外围组织“留美科协”,新中国成立后,“留美科协”中的300多名科学家和学者先后回国,绝大多数成为我国各个学科的开拓者或带头人,“留美科协”为新中国的科技发展先立一功。 1950年,侯祥麟回国。回国前夕,侯祥麟花费大量积蓄购买了一批科技书刊和资料,共装了13箱带回来。后来那批图书资料,全部捐给了石油科学研究院图书馆。回国之后,侯祥麟的工作日程更是排得满满的,他的一句名言成为许多中国科技工作者的座右铭:“八小时出不了科学家”,对于落后了世界先进水平几个世纪的新中国来说,要做的事情太多,而手中的时间又太少,他们要做的,是补上前面几代人欠下的“债”,让中国的科技水平站到一个不落人后的新起点上,这样的历史使命,怎能不让他们“只争朝夕”呢? 侯祥麟在清华大学燃料研究室做研究员,他们一边建设实验室,开展课题研究,一边招兵买马,组织科研队伍。燃料研究室重点搞人造石油,搞了费托法水煤气合成催化剂、煤的低温干馏、页岩油精致,以及降凝剂、添加剂等。1952年清华大学进行院系调整,化工系改成石油系,1953年在石油系基础上成立了北京石油学院。石油管理总局和清华大学协商决定停办燃料研究室,把专职科研人员调往中国科学院大连工业化学研究所。侯祥麟作为燃料工业部派出的代表毅然前往,负责组织大连工业化学研究所的炼油科研工作。1954年回北京,先后在石油管理总局和石油部任职,一直担任炼油及炼油科技的领导和管理工作。1955年,中国科学院仿照苏联模式成立了学部,侯祥麟被选为第一批技术科学部委员。侯祥麟在技术科学部一直担任常委,也是石油研究所(大连)学术委员会委员。石油工业部于1955组建,侯祥麟任技术司副司长。因为没有找到大油田,天然气原油产量不多,而增产石油的任务紧迫,所以,从炼油处到科技司,侯祥麟主要工作是抓页岩油、合成油生产,从页岩干馏炉改进,费托合成炉改进,催化剂、产品加工,到煤低温干馏及焦油利用等,为此侯祥麟经常去东北的几个厂,抚顺石油一厂、二厂搞油页岩干馏生产煤焦油,三厂搞页岩油加氢,锦州西石油五厂搞煤炭干馏生产煤焦油,锦州石油六厂搞水煤气费托合成生产合成油。侯祥麟到这些厂检查工作,与抚顺一厂、二厂的同志研究炉型改造,改进了干馏炉炉型、布料器、储热器等,使生产效率得到有效提高。侯祥麟与科技司的同事研究讨论几件事,其中之一是要扩大生产能力,必须再找一些油页岩矿。另外,侯祥麟还想进一步搞煤炼油,这就需要好的煤炭资源。 石油化工技术论文:石油化工塔基础大体积混凝土施工技术 摘要:根据规范要求,结合本工程实际,对所用混凝土施工进行热工计算,针对计算结果,明确施工工艺,并委托混凝土试配工作,控制混凝土的入模温度不超过22℃; 提出材料计划,各种技措材料应提前制作;明确施工方法以及技术措施。 关键词:大体积混凝土; 施工 一、工程概况 某石油化工厂塔区承台及基础,承台共分三个部分,共计混凝土1700余立方米,最大承台混凝土量675立方米,最大截面10.75m×2m。最小截面6.2m×1.8m;承台顶14个塔基础,其中环形基础6个,其余为圆形基础; 承台及基础混凝土强度等级C30,采用P.042.5水泥,混凝土中掺加12%水泥用量的UEA。钢筋保护层厚度为:底部150mm,其它部位为50mm; 承台底部及顶部配筋为Φ22@100及Φ22@100,侧壁横筋为Φ14@200;±0.000m标高相当于绝对标高191.87m。承台底标高-2.45m。 二、现场准备 现场障碍物处理,场地平整;临时道路和施工用水、用电线路的敷设;保证施工现场的用水10L/S,用电量300KW;施工机具、材料、构件等进场并保证其使用功能; 三、主要施工方法 1、 施工程序: (委托商品砼配合比)混凝土浇筑及振捣(试块制作)混凝土养护质量验收 2、施工方法: (1)、 配合比委托 向搅拌站委托混凝土配合比,混凝土强度等级为C30,要求混凝土缓凝时间延长4小时。 (2)、混凝土泵布管 A、混凝土浇筑时的水平、垂直运输一律采用混凝土泵。 B、 混凝土泵车采用混凝土固定泵,固定泵设于塔区南侧10轴处,混凝土泵的排料量为20~60m3/h。 c、泵管的布置必须先达到最远浇筑地点,在浇筑过程中逐渐拆除,以避免泵管堵塞。 D、泵管的前端安装软管,以便来回摆动。 E、水平管每隔5m用钢脚手架作支架固定,以便排除堵管,装拆和清洗管道。 F、管道接头卡箍处不得漏浆。 G、混凝土的泵启动后,应先泵送适量水以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触部位。 H、经泵送水检查,确认混凝土泵和输送管中无异物,并用与混凝土同强度等级的砂浆进行润滑,确保混凝土的输送顺利。 I、 泵送时,如输送管内吸入了空气,应立即反泵吸出混凝土至料斗中重新搅拌,排出空气后再泵送,水箱或活塞清洗室中应经常保持充满水。 (3)、混凝土工程 A、混凝土浇筑前应做好以下工作: a、 在模板、测温管、螺栓固定架、钢筋支架上划好分层浇筑标志,混凝土浇筑厚度为500mm; b、测温管固定完毕,测温管必须保证下面封死,上面塞紧。测温管选用φ48薄壁钢管制作; c、预埋螺栓固定牢固并经检查(质检员)合格,螺栓丝口抹黄油并用塑料布包紧; d、浇筑前应将模板内的杂物及钢筋上的油污清除干净,并检查钢筋的水泥砂浆垫块是否垫好。 e、检查钢筋及模板的截面尺寸是否正确(质检员),支撑是否牢固(技术员)。 f、进行各种机器(机具、设备)的试运转工作,并做好记录,保证施工机器具的正常运行。 B、商品混凝土进场检查: a、有厂家提供的使用区段的混凝土施工配合比及水泥、砂石、外加剂的材质证明及复检报告,并报监理审查; b、 进场混凝土必须随车提供混凝土出厂记录,载明出场时间、强度等级、数量、出机塌落度,以防止混凝土强度等级在搅拌厂出错; c、混凝土进场卸车前进行塌落度检测,对不满足要求的混凝土在现场实行二次添加减水剂,由现场技术员确定添加数量,并在该混凝土出厂记录上记载; C、混凝土浇筑 a、浇筑顺序:混凝土每个承台沿长度方向从一侧向另一侧连续浇筑,要求保证8m3泵车每10min供应一罐,每小时48m3混凝土。 b、浇筑厚度:考虑至水泥初凝时间,混凝土浇筑每层不得超过500mm。 c、 混凝土自由下落的自由倾落高度不得超过2m,如超过时必须采用串桶或溜槽。 d、混凝土浇筑采用插入式振动器,振动器直径53mm,棒长529mm。振捣时振动棒垂直插入混凝土中,快插慢拔将混凝土中的气泡充分提出混凝土表面,并使混凝土密实。 e、浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、予埋螺栓、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况,发现问题应立即停止浇灌,并应在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。 f、对混凝土表面进行处理,在混凝土初凝前1-2小时用粒径10-20mm卵石均匀铺撒在混凝土表面,刮平、拍实,并用木抹子收光拉毛、最后压光。 D、混凝土试块制作 a 、混凝土试块模具必须符合要求并不得少于8组; b、试块制作组数每100m3不得少于1组标准养护试块及一组同条件试块。 E、混凝土养护 a、混凝土浇注至设计标高达到初凝即覆盖塑料薄膜一层,严禁浇水,其上覆盖草垫子,厚度必须保证210mm以上,最上面覆盖彩条布一层,边角压实,确保施工现场的文明施工,养护时间根据现场实际测温确定,但不得不少于14天。 b、 养护期间,控制表里温差不超过25 oC,否则应采取增加保温层厚度的措施来保证内外温差在25 oC以内。 c、 覆盖材料的拆除时间根据测温情况由技术管理人员确定,否则不准擅自拆除。 F、混凝土的测温 a、在承台顶部和承台侧面底部留设测温孔,顶部测温孔沿纵轴线处分布,测温孔深度1.2米;底部测温孔在承台两侧分布,深度0.5m。测温孔分布见附图2。管的上中下部位与附近钢筋焊牢,管底部封堵死,防止水泥浆侵入,管顶部高出基础顶面50mm混凝土施工之前应用塑料包裹严密,避免零星砼将测温管堵塞。 b、测温要求:对混凝土温度的测定应不少于20天,1-3天测温间隔时间为6h,以后每4h测温一次,以便随时掌握混凝土内部温度变化。测温人员必须固定按两班倒,设专人专责,按时填写测温记录,绘制测温曲线。 c、 测温工具:电子测温仪、普通温度计。 四、技术措施 1、正式浇筑前,应对机械设备进行试运转试验,检查各种机械性能是否正常,计量检定符合要求,否则不得施工;在施工过程中,如遇输送泵不能正常使用,应采用混凝土输送泵车进场,确保混凝土的正常浇注; 2、混凝土振捣工应严格执行工艺要求,现场有关人员应按要求做好记录,并加以保存以便追溯。质检员旁站监督,严格控制各项参数的准确性。对混凝土浇注厚度超厚的现象及时制止; 3、施工前必须做好充份的技术准备,严格执行技术交底及混凝土浇灌通知单制度,在浇灌通知单签发的同时,必须严格执行混凝土浇注卡,相关人员全部在岗,脱岗按违纪处罚; 4、施工前,对混凝土的生产厂家提出原材料温控的要求,对进场的混凝土定时、定人进行检查、测温,确保混凝土在浇筑前满足施工工艺计算要求; 5、交接班人员必须连续作业,换人不停机,确保混凝土浇注的连续性。 6、提前三天与气象部门联系好天气变化情况,避免雨天进行混凝土的浇注施工。 7、混凝土裂缝控制措施 ⑴ 掺加泵送缓凝减水剂,降低水灰比,以达到减少水泥用量,降低水化热的目的。 ⑵ 保证混凝土罐车必须保证每10min供应一罐,确保混凝土浇注连续进行。 ⑶ 混凝土浇筑前设专人(质检员)进行踏落度检测及温度测量,保证混凝土入模温度小于22℃。每班至少4h测一次,并作好记录。 ⑷ 混凝土分层浇筑,每层必须保证不大于500mm,采用平板振捣器,待最上一层混凝土浇筑完毕20-30min后进行二次复振。 ⑸ 塑料薄膜覆盖搭接严密,防止水份蒸发。 ⑹ 保证混凝土表面与内部的温差不大于25oC。 注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。 石油化工技术论文:我国石油化工技术新进展 摘 要: 本文详述了当代石油化工技术的现状和新进展,即:顺丁橡胶、乙烯裂解技术、聚丙烯、丙烯腈、甲苯歧化与烷基转移技术的发展状况。 关键词: 石油化工业技术 现状 技术新进展 当今世界能源中,石油作为最主要的能源形式之一,具有极其重要的战略价值。据报道[1],到2001年底已累计探明石油可采储量约2600亿吨,还剩1400亿吨。但是,随着勘探技术的不断进步,储量不断增加,同时以重质油为原料的炼油技术的不断发展,使石油资源在21世纪仍然是不可替代的能源。 根据国际能源机构(IEA)《世界能源展望2000》预测,2020年将达到5.75Gt[2]。在今后的石油市场中,原油将主要用来制取交通运输燃料和为石油化工提供原料,而新增石油需求将主要来自交通运输行业。同时,随着人口的膨胀和经济的发展,我国汽车工业得到了飞速发展,汽车保有量急剧增加,对燃料的需求量也越来越大。预测到2015年将达到10.4亿辆[3]。汽车工业的发展也对炼油工业提出了更高的要求。 1.中国石化工业现状 我国石化工业起步于相对较晚,但经过50多年的努力,我国石化工业从没有到形成一定规模的基地,从小型装置到年加工能力达几百万吨,最大单套原油蒸馏能力已达800万吨/年。到八十年代,我国石化工业得到了快速的发展时期,已建成了燕山、大庆、齐鲁、扬子、上海石化、茂名及吉化等七大乙烯装置及石油化工基地,形成了辽化、上海石化、天津、仪征四大合纤基地。从炼油方面看,我国原油一次加工能力已有13座达到700万吨/年以上规模的炼厂,含硫原油加工能力达到了4300万吨/年,镇海、茂名、齐鲁等已达到千万吨级炼油。2003年年底,我国原油一次加工能力已达到3亿吨/年,居世界第二位;乙烯生产能力已达到565万吨/年,居世界第四位;合成树脂生产能力已达到1510万吨/年,居世界第五位;合成橡胶生产能力已达到124万吨/年,居世界第四位。合成纤维生产能力已达到1049万吨/年,居世界第一位。 2.石化工业技术新进展 我国现已开发成功了具有自主知识产权的聚丙烯、顺丁橡胶、丙烯腈、甲苯歧化与烷基转移等成套技术。目前,国内石油化工装置生产所用的催化剂,85%以上是国内自行开发研究的,特别是甲苯歧化、二甲苯异构化、聚乙烯等一批重要催化剂已达到国际领先水平。 2.1顺丁橡胶技术 顺丁橡胶是我国合成橡胶中技术开发最成熟的胶种。采用的催化剂有镍(Ni)系,钛(Ti)系、钴(Co)系、钕(Nd)系、锂(Li)系。1971年我国建立了第一个万吨级的顺丁橡胶厂,1993年北京燕山石化公司合成橡胶厂首次进行镍系顺丁橡胶生产不加终止剂的可行性研究,回收溶剂和丁二烯中不含乙醇,使聚合相对更加平稳,取得满意效果。2000年茂名石化公司引进的低顺橡胶生产装置,并顺利生产出合格产品,填补了牌号F250产品国内空白。经过科研工作者不懈努力,生产技术不断完善。到2006年我国生产顺丁橡胶共有8家大型企业.生产能力约占全世界总产能的14%。在国内聚丁二烯橡胶生产能力已达到535kt/a。其中锂系低顺式―1.4聚丁二烯橡胶生产能力达到70kt/a,镍系高顺式聚丁二烯橡胶生产能力达到465kt/a。 2.2丙烯腈技术 生产丙烯腈有多种方法。如环氧乙烷法。乙炔法、丙烯氨氧化工艺、Petrox氨氧化一再循环工艺。60年代初期我国开始研究丙烯腈技术,经过科研工作者的努力探索,取得了大量的工业化成果,特别是催化剂、流化床反应器,复合萃取精馏新工艺,新型空气分布板、丙烯氨分布板、PV型旋风分离器,负压脱氰等技术在丙烯腈装置上应用成功。 随着市场上对丙烯腈需求量的不断增加,丙烯腈生产技术的研究重点应放在扩能减排、工艺优化和催化剂研发等方面。但新的生产方法如丙烷氨氧化法和Petrox氨氧化一再循环工艺也将成为丙烯腈生产原料多元化趋势中的又一亮点。 2.3甲苯歧化与烷基转移技术 甲苯歧化与烷基转移工艺是芳烃之间相互转化的一种技术,通过这种技术来调节苯、甲苯、二甲苯和C9芳烃之间的供求平衡关系。 甲苯歧化与烷基转移技术各种工艺的工艺过程的不同主要表现在专利催化剂上。也就是丝光沸石、ZSM-5沸石及HAT系列这三种催化剂体系。在国内已经研制成功了ZA系列和HAT系列等六个牌号的甲苯歧化催化剂,其中ZA23和ZA290催化剂在80年代国际同类催化剂处于先进水平,ZA292、ZA294在当今催化剂领域中处于国际先进水平,属目前国际领先水平的催化剂是HAT2095和HAT2096。 2.4聚丙烯技术 在我国五大合成树脂中增长速度最快,自1996年起,总产量超过聚氯乙烯成为仅次于聚乙烯的第二大通用合成树脂品种。90年代,一大批连续聚合装置投产,其中仅1997―1999年即投产了10套,增加生产能力83×104t/a。在成套技术开发方面,具备了自行设计环管聚丙烯装置的能力,具有自主知识产权的聚丙烯成套技术。目前,上海石化建成的20万吨/年工业装置采用了第二代环管聚丙烯技术,作为实验装置并进行了气相聚丙烯催化剂、醚类高活性新型催化剂和聚丙烯新牌号的开发。 我国研究开发聚丙烯催化剂的历史已有40多年,先后研制成功的催化剂有常规TiCl3、络合型催化剂、高效催化剂,高效催化剂已工业化的主要有N型催化剂、CS型催化剂、DQ型催化剂,等等。 3.结语 近年来,石油化工技术的研究开发虽然取得了较大的进展,新技术、新工艺的开发和应用也推动石油化学工业持续发展,同时也获得可观的经济效益。但是我国现在具有自主知识产权的石化技术与国际先进水平仍有一定的差距。我们只有立足于科技创新、降低生产成本、提高产品质量,才能使中国的石化工业立于不败之地。 石油化工技术论文:石油化工技术发展趋势初探 【摘要】随着社会的进步,高新科技的发展日新月异,石油作为我国重要的能源物质,成为我国经济建设的一项重要内容,本文以中国石化工业的现状和主要技术进展为基础,阐述了包括基本有机原料、合成纤维、合成橡胶、合成树脂、绿色化学技术和信息技术应用等在内的石油化工技术的发展趋势。 【关键词】石油化工;能源;发展趋势 一、前言 近年来,随着经济的发展,我国在能源领域也取得了一些成就,石油作为我国能源领域的重中之重,其对经济的发展举足轻重。如何更好的发展石油化工技术,从而提炼出更好的油气,从而促进能源节约和环境保护显得十分重要。因此,需要对石油化工技术进行研究,分析石油化工技术的发展趋势,这对于我国能源的发展,经济的进步意义重大。 二、中国石油发展现状 对于中国石油的开端有几种说法,如果以1921年乙烯生产工业化作为石油化工的开端,世界石化工业已走过80年历程。80年来,特别是从60年代开始,石油化工异军突起,以乙烯等基本有机原料为基础,合成树脂、合成纤维、合成橡胶等三大合成材料迅猛发展并形成庞大的现代产业。经过50多年努力,我国石化工业从无到有,从小到大,不断发展,特别是改革开放以来发展步伐加快,取得了世人瞩目的成绩。到了2000年,在世界石油化工生产能力排序中,我国的乙烯、合成树脂、合成纤维、合成橡胶分别列第7、第5、第1和第4位。 三、主要技术进展 我国先后开发成功了具有白主知识产权的乙烯裂解技术、聚丙烯、顺丁橡胶、SBS、丙烯睛、乙苯/苯乙烯、甲苯歧化与烷基转移、睛纶等成套技术,其中SBS、甲苯歧化、聚丙烯高效催化剂等技术已转让到国外。目前,国内石油化工装置生产所需的催化剂,85%以上已立足国内,甲苯歧化、二甲苯异构化、乙苯脱氢、丙烯睛、环氧乙烷、长链烷烃脱氢、聚丙烯、聚乙烯、合成氨等一批重要催化剂达到国际先进水平。 1.丙烯睛技术 我国从60年代开始研究丙烯睛技术,取得一系列工业化成果,特别是M}系列催化剂和CT-6催化剂,UL型流化床反应器,复合萃取精馏新工艺,新型空气分布板、丙爆氨分布板、PV型旋风分离器,负压脱氰等技术均在丙烯睛装置上应用成功。 2.顺丁橡胶技术 自60年代开始,我国独立白主地开发了包括镍系聚合及丁烯氧化脱氢在内的顺丁橡胶成套技术。 3.甲苯歧化与烷基转移技术 国内先后研制成功了ZA系列和HAT系列6个牌号的甲苯歧化催化剂,其中Z-3和Z-90催化剂达到80年代国际同类催化剂先进水平,Z-92, Z-94达到当今国际先进水平,HAT-095,HAT-096属目前国际领先水平。 4.乙烯裂解技术 80年代以来,我国先后开发成功SIB 1, CBL-工、II , IIIW型裂解炉,并成功地实现了工业转化,主要技术经济指标达到同期国际水平,荣获国家科技进步奖、重大装备国产化金奖等多项重大奖励。 5.SBS和洛聚丁苯技术 采用铿系催化剂,开发了具有白主知识产权的SBS和溶聚丁苯成套技术。采用此技术分别在燕山和巴陵G.w化建设了万吨级SBS生产装置并向国外进行了技术转让。 6.聚丙烯技术 在催化剂方面,先后研制成功常规T iC13催化剂、络合型催化剂、高效催化剂,已工业化的高效催化剂主要有N型催化剂、CS型催化剂、DQ型催化剂,等等。N催化剂的制备技术获得中国、美国、日本等多国专利,并转让到美国,建成了生产装置,产品应用于世界上多种聚丙烯工艺。 90年代后期,我国开发了具有白主知识产权的两步法睛纶成套技术,包括:丙烯睛水相悬浮聚合、NaSCN快速一次溶解、湿法转向高速纺丝技术,解决了聚合釜、换热器、过滤器等工程放大和第二单体替代等问题,开发了差别化新品种。 7.聚脂技术 通过研究聚酷酷化、缩聚反应机理和工艺技术,建立了工艺过程和反应器数学模型,开发出整套工艺技术软件。采用低温、低压酷化工艺,新型高效浮阀塔分离乙二醇和水的工艺技术,乙二醇蒸汽喷射真空系统技术和乙二醇全回用等工艺技术,使装置运行稳定,并保持低能耗和低原料消耗;在关键设备的设计研制方面也有所创新。 8.石油化工催化剂生产技术 开发成功了一系列石油化工催化剂,包括:丙烯睛催化剂、环氧乙烷/乙二醇催化剂、甲苯歧化与烷基转移催化剂、二甲苯异构化催化剂、乙苯脱氢催化剂、裂解汽油加氢催化剂、丁辛醇催化剂、苯配催化剂、长链烷烃脱氢催化剂、聚乙烯催化剂、聚丙烯催化剂、合成氨的耐硫变换催化剂、蒸汽转化制氢催化剂、氨合成催化剂,等等。上述催化剂性能优良,达到同期国际水平,已在工业装置上推广应用,使我国石化生产装置所需催化剂85%以上立足国内。 四、石油化工发展的趋势 1.基本有机原料 基本有机原料技术发展的趋势主要有以下几点: (一)开发采用廉价原料的新工艺路线。 基本有机原料生产中,原料占总成本的70%以上。改变原料技术路线,利用价格较低廉的原料是降低产品成本的有效途径。 (二)装置继续延大型化方向发展。由于工艺和工程技术的成熟,使工艺装置实现了大型化。例如,单套乙烯装置的规模已达100万吨/年以上。 (三)改进催化剂,提高选择性和收率仍是重要发展方向。bP,Shell等著名大石化公司推出了一代又一代的丙烯睛、环氧乙烷/乙二醇等新催化剂,使催化剂的收率和选择性不断提高。最新一代的丙烯睛催化剂的收率已经达到80%以上。 2.合成树脂 (一)催化剂仍然发挥先导作用。目前齐格勒一纳塔催化剂和茂/单中心催化剂均处于发展态势。茂/单中心催化剂的开发重点一是继续实现技术的工业化,开拓需求量大的通用产品市场;二是探索更便宜的非茂单中心催化剂。 (二)工艺技术不断创新。气相法聚乙烯冷凝、超冷凝技术继续推广应用。 3.合成橡胶 (一)新工艺与新技术不断涌现 弹性体改性与分子设计技术是合成橡胶领域技术发展的主流。 (二)主要品种向高性能化和功能化发展 丁苯橡胶在合成橡胶中仍占主导地位,溶聚丁苯橡胶将逐渐成为丁苯橡胶的发展重点。 (三)弹性体改性技术仍是发展的重点 弹性体改性技术是在现有合成橡胶品种基础上开发新品种的重要手段并且弹性体改性技将继续成为合成橡胶技术开发的热点与重点。 4.合成纤维 (一)技术发展趋势 通过装置大型化,实现成本效益的最佳化。大型生产线的柔性化,为开发品种增加了灵活性;而小规模生产装置通过开发高附加值的特殊产品实现利润的最佳化。 成纤聚合物的非纤应用研究开发受到更多的重视,已成为开拓市场、发展生产的重要途径。 (二)品种发展趋势 无论在数量、质量和品种方面,产业用合纤将成为新的消费热点。如涤纶、丙纶。 5.绿色化学技术 保护生态环境,消除环境污染,将是21世纪人类最为关注的问题。采用“环境友好”技术,实现’‘零排放”,已经成为石化技术发展的主要方向之一。可以预期,随着人们对环境越来越关注,绿色化学将会有更大的发展。 6.信息技术的应用 20世纪80年代以来,信息技术向石化工业渗透,使石化工业发生了巨大变化。信息技术在石化科研设计、过程运行、生产调度、计划优化、供应链优化、经营决策等方面的应用己经取得了重要进展,对石油化工的产业升级产生了重要影响,预计本世纪这种影响还将继续深化并对石油化工的发展产生更大的影响。 五、结束语 回望20世纪,石油化工脱颖而出,获得了重要成就并成为关注的焦点。展望21世纪,一系列石化技术的创新和突破将推动世界石油化工进一步发展。在我国,石油化工虽然发展了80余年,却仍然是朝阳产业,加人WTO以后,中国石化工业面临着机遇和挑战,中国的石化技术将产生巨大的动力。我们应该迎接挑战,抓住机遇,步步为营,为实现我国从石油化工生产大国到石油化工科技强国,实现伟大的中国梦而努力奋斗。 石油化工技术论文:石油化工技术中膜分离技术研究 [摘 要]伴随着社会经济的不断发展进步,人们的生活水平也稳步提高,这种情况促使人们对于石油的需求量越来越多。石油作为一种不可再生资源,对于人类的发展进步有着非常重要的作用,通过对石油的提炼,能够制造出丰富的用品,而且跟石油有关的产品在我们的生活中随处可见。为了能够使人们的生活水平更好,相关部门就应该对石油化工技术进行不断的改进,并将膜分离技术应用在石油化工技术当中,进而增加石油化工业的生产效率。膜分离技术就是通过在纯气体介质条件下或者纯液体介质条件下进行介质的分离,膜分离技术对比传统的分离技术具有精度高、分离效率大的特点,进而在工业生产中被大力应用,而且应用的效果非常好。 [关键词]石油;化工技术;膜分离技术;研究 引言:膜分离的研发是在上个世纪初期的时候,在上个世纪六十年代的时候膜分离技术开始进行广泛应用,并且迅速崛起。其主要原理就是利用膜具有选择性分离功能的特性,对物质进行分离,而且膜分离技术能够应用于很多行业的生产中,而且通过这种技术还能够提高生产效率,提高分离质量,节约能源,环保。在石油化工技术中应用膜分离技术能够提高石油分离的效率,而且还能够节约在石油分离过程中使用的资源、能源,为石油化工企业带来了更好的社会效益和经济效益,进而使我国的石油产业能够持续发展。 一、膜分离技术概述 膜分离技术发展的基础阶段是上世纪5O年代,该时期主要是对膜分离技术基础理论进行研究。到了上世纪60年代至7O年代,膜分离技术已经在工业化生产中得到了广泛的发展与应用。80年代为拓展深化时期,逐步提高了工业化的膜分离技术的应用水平,拓宽了应用范围,加大了对尚未实现的工业化膜分离技术的开发力度,开拓出了更多现代化新型的膜分离技术。 膜分离技术主要有以下几个优点: 1.膜分离技术发生过程一般不需要从外界加入其他物质,达到了节约能源和保护环境的目的,同时多数膜分离过程没有相变发生,其消耗的能源较低。 2.膜分离技术实现了分离与浓缩、分离与反应,大大提高了反应的效率。 3.在温和条件下,膜分离技术比较适用于热敏性物质的分离、分级、浓缩与富集。 4.膜分离技术应用比较广泛,不仅适用于病毒、细菌以及微粒等有机物或者无机物的分离,还能应用于许多特殊溶液体系的分离,比如沸物的分离。 5.膜分离技术中的膜组件十分简单,能实现连续操作,比较容易与其他分离过程和反应过程耦合,能实现自控、维修以及扩大的目的;另外膜具有高度的灵活调节性能。 现如今发展的膜分离技术也存在一定的不足,比如在膜分离过程中会出现浓差极化和污染等问题,大大缩短了膜的使用寿命。通过常规方法不能体现分离的经济性和合理性时,膜分离过程会显示其特有的优势,通过与常规分离过程相耦合为一个单元来运用,能大大提高反应的效率。 二、膜分离技术在石油化工技术中的应用 (一)膜法水处理 在天然气勘探、开采、运输、加工以及石油化工生产加工等过程中,往往需要大量不同等级的水,也需要处理不同种类的废水。因此将膜分离技术应用至此,实现成本低、水质稳定、工艺流程标准的各种用水需求。 1.海水的淡化 由于我困石油资源多数处于沙漠和深海区域,在开采过程中人员和设备用水一直是比较重要的问题,传统的勘探和开采成本高,生产生活条件恶劣等,十分不利于石油的生产。因此将膜分离技术应用于此,反渗透装置流程简单、装置集成度高、比较容易运输和使用等,将其安装在海上平台,提高了海水淡化的效率,有效的缓解了上述问题。 2.油田回注过程用水处理 我国有很多油田都会使用二次采油或次采油工艺,经过脱水处理后的原油一般情况下都会出现非常多的废水。为了确保石油开采井附近的地质保持稳定,以及能够继续进行生产,就必须用高压水泵将水向地下层进行回注,等到回注完成后,在对其进行再次使用,进而提升了对水的利用,这样一来就能够在一定程度上提高石油企业的经济利益,所以说,膜分离技术在石油化工技术中的应用前景是非常好的。 (二)膜法处理有机废气 有机废气是石油化工中最常见的污染物。废气中的有机物为挥发性有机物(VOCs),多数具有毒性,对人类健康和环境均有危害。部分有机物已被列为致癌物,如苯、多环芳烃、氯乙烯、乙腈等。由于VOCs的危害,西方发达国家均颁布法令对VOCs排放进行控制。我国的“大气污染防治法”也要求对工业产生的可燃气体进行回收利用。传统的回收技术有冷凝法和炭吸附,冷凝法是最简单的方法,炭吸附法是目前使用最广的方法。有机气体膜分离是一种高效的新型分离技术,其流程简单、回收率高、能耗低,无二次污染,是一种非常有前途的技术。利用膜分离技术还可以防止冷凝法遇到的问题,如:冷凝低浓度和低沸点VOCs时而导致的低回收率;冷凝器需定期去霜;保持低冷凝温度的高额费用等问题。 (三)膜法脱除天然气中的水蒸气 目前用于脱除天然气中水的分离方法以甘醇法吸收为主,20世纪80年代大庆天然气公司从意大利CTIP公司引进8套天然气脱水装置都采用三甘醇吸收法。在深冷、浅冷等装置中也都采用注入乙二醇的方法来防止天然气中水在冷冻过程中凝结冻堵管线。虽然甘醇脱水法具有高自动化,操作方便、脱水效果好等优点,但此法在运行中也暴露出一些问题,如甘醇耗量大,增加了天然气加工的成本。膜分离技术的应用引起了天然气脱水工艺的巨大变化,大大降低了成本,据报道,在美国路易斯安那州一个较大的气体工厂中,安装了一套膜处理系统来代替现行的胺处理和乙二醇脱水装置,该系统不需要旋转设备,操作亦无人看管。为开发这一经济效益显著的新兴技术,天然气研究所与国内有关单位合作,于1990年开发展了该项目的研究工作,并在引进的100甘醇脱水工厂进行了现场试验。实验结果表明,天然气经膜分离处理后,露点降较大,最多可达17℃。 (四)膜法脱除天然气中的酸性气体 由于开采的天然气中含有二氧化碳、硫化氢等酸性气体,这些气体的存在不仅会影响商品的质量,还会形成酸液加快装置设备的腐蚀,导致设备、管线投入成本十分巨大,大大增加了生产成本,因此脱除天然气中的酸性气体十分有必要。膜分离技术应用于酸眭气体的处理,因其方便灵活、适应性强、处理成本低等优势,取得了不错的应用效果。另外膜系统具备结构简单、操作方便、重量轻、占地少、对环境影响小等优点。 结语:通过上文中的叙述,我们能够了解到,在石油化工技术中应用膜分离技术能够提高石油的分离效率,提高分离精度,节约资源能源,还能够对环境进行保护,因此,我们应该对膜分离技术进行大力推广,并将其应用在各行各业的生产中,提高人们的生活质量,促进社会经济的发展进步,使石油化工产业能够长期发展,符合我国的科学发展观和可持续发展理念。膜分离技术的优点非常多,使用设备占地小、分离过程稳定性好、相关人员操作简单、对环境有着保护作用等等,因此,膜分离技术在化工生产中可以大力的进行使用和推广,为我国的社会建设和经济发展带来强劲的动力。 石油化工技术论文:石油化工技术进展思路 1我国石油化工行业的现状 我国的炼油工业主要是依靠自己的技术发展起来的,基本上能够满足国民经济和社会发展对石油产品的需要,有的产品还有出口。我国的石化工业在引进技术、装备的基础上,通过消化吸收,近年来也自行开发了一些工艺技术并在工业上得到推广应用,能够生产国内市场所需要的石化产品。在石油化工方面,也开发了一批新技术。乙烯裂解技术20世纪80年代,开发成功了CBL-工型炉和SH-工型炉两种新型裂解炉技术。CBLI型炉采用2-1型炉管、新的稀释蒸汽注人技术和二级急冷技术。90年代又发展出CBLn、m和W型炉技术,在辽化、抚顺建设了4万口aCBD且裂解炉,在燕山、辽化建设了6万口aCBIrlll、CBL-W型裂解炉,投入运行后,已创造了显著的经济效益。目前,正在开发10万口a大型裂解炉技术。丙烯睛成套技术发展的丙烯睛技术包括MB系列催化剂和成套工艺技术。MB-系列催化剂获得了国内外专利,一代一代的新催化剂还在不断开发中。聚丙烯成套技术包括催化剂和聚丙烯聚合成套技术。采用这套技术建成了长岭、武汉、九江、福建、济南等7套7万口a和大庆10万口a聚丙烯生产装置。并已相继开车成功,产品质量高,成本低,投产后成为企业的效益增长点。稀乙烯制乙苯/苯乙烯技术将催化裂化干气中的稀乙烯直接与苯烃化生产乙苯。催化剂活性好,耐杂质能力强,原料干气可不精制或简单精制,从而降低了装置投资。此项技术开辟了乙苯原料的新来源。同时,还开发了负压脱氢制苯乙烯技术,在大连建设的稀乙烯制乙苯/苯乙烯工业装置即将开车。顺丁橡胶成套技术包括DMF萃取蒸馏生产丁二烯、乙睛法生产丁二烯、丁二烯聚合技术。迄今为止,国内所有顺丁橡胶生产装置都是采用国产技术建成的。采用镍系催化剂,溶液法连续聚合生产工艺,产品质量指标已达国际同类橡胶质量水平。通过技术攻关,燕山石化顺丁橡胶装置的能耗、剂耗等技术经济指标已达国际先进水平,并开发出多种新牌号。应用基础研究和高新技术探索性研究有许多新的进展。在催化技术、化学工程新技术、生物工程和功能高分子等重点领域,开设了一批研究课题,有的已取得进展。例如非晶态合金催化新材料、异丁烷一丁烯烷基化、生物法正构烷烃制二元酸、茂金属催化剂等等。目前,正在抓紧应用基础研究和高新技术探索研究,以寻找新技术的生长点。 2我国石油化工产业的发展和面临的问题 目前,我国的石油化工产业正在蓬勃发展,在石油化工产业的发展过程中也出现了很多问题阻碍其顺利进行。这些问题渗透于石油化工行业的各个方面,需要政府和有关部门,包括普通大众的共同努力来找到克服这些问题的方法。 2.1石油化工行业技术革新缓慢。石油化工行业的发展最关键的就是石油化工的技术,石油的提炼和加工是最关键的技术环节。但是现行的一些石油化工行业标准并不科学合理,存在一些技术落后的问题,年头久远的生产设备得不到维护和更新,令我国石油化工行业的发展受到了一定程度上的制约,技术的发展如果跟不上时代的进步,那么注定是要被淘汰的。新型环保型的石油化工技术手段将成为石油化工行业发展的趋势和定理。我国目前的一些技术手段和仪器器材都与发达国家先比存在一定的差距,这个是制约我国石油化工行业发展的障碍之一。 2.2我国石油化工业的管理监察力度不严。我国石油化工行业管理过程中,有些石油化工企业对于石油化工产品的生产过程和石油化工产品质量的监察力度不严,没有做到定期的管理和监察,这样不仅仅造成了一定的安全隐患,如果出现问题得不到发现和解决,那么安全问题就永远得不到解决,更加不可能保证我国石油化工行业的安全有序的进行下去。我国的石油资源由于得不到合理的利用也会遭受到一定程度上的损失。 2.3我国石油化工行业的规章制度不健全。我国石油化工行业安全问题是所有石油化工企业和单位工作生产的重中之重,俗话说的好“没有规矩,不成方圆”。目前中国的很多石油化工企业并没有成文的“我国石油化工行业管理条例”“、我国石油化工行业安全方案”等法律和法规,甚至对于一些施工单位内部的有关我国石油化工行业的注意事项和施工标准都很不明确,还有一点值得我们担忧的就是,对于我国石油化工行业的施工人员并没有给出行之有效的培训方案。这种无组织的管理更加是谈不上我国石油化工行业的安全施工了。 2.4我国石油化工行业对环境的污染问题严重。我国石油化工行业发展到了一定的阶段,石油等化工产品的生产也取得了一定的成就,石油化工行业也已经成为国民经济的命脉。但是发展石油化工必定会对资源造成浪费,环境造成污染,这些对于地球来说都是不可逆转的伤害。我们发展了经济,却以失去良好的生活环境为代价。这是我国目前发展石油化工行业面临的最艰难的问题。 3解决我国石油化工行业问题的措施和展望 3.1政府鼓励支持我国石油化工行业技术的研发和应用。在发展我国石油化工行业的时候,我们必须有一个清醒的认识。科学技术是第一生产力。我们要从科技的层面上解决我国石油化工行业发展过程中出现的难点和问题,必须革新石油化工产业的技术手段,让技术的发展跟上时代进步的潮流,鼓励科研工作者研发环保又节约能源的石油化工技术,让石油化工行业健康积极的发展。 3.2做到我国石油化工行业的规范化。一个明确的科学有效的我国石油化工行业的制度是一项至关重要的工作,在充分调研和学习的基础上,制定出行之有效的我国石油化工行业安全制度,并且制定出明确的我国石油化工行业施工过程中各级管理人员与施工人员的职责,并且要有明确的奖惩措施来激励我国石油化工行业施工人员的积极性和工作热情。只有这样责任到人,将任务落到实处,才能解决我国石油化工行业安全施工管理中存在的问题,更好的实现施工单位我国石油化工行业安全施工的发展和经营。 3.3建立健全我国石油化工行业的规章制度。我国的石油化工行业发展出现的种种问题,归根结底是法律法规不健全,我国的相关法律法规,对于某些领域并没有进行明确的规定,有些领域的法律法规的规定也是很模糊的,这对于一些不法分子来说,无非是找到了可乘之机。要想解决我国石油化工行业出现的问题,必须在充分调查研究,听取民众意见的基础上,建立健全相关的法律法规,在执法过程中做到执法必严。结语:以上是笔者结合多年石油化工工作经验的一些想法,希望得到大家的认可和参考。 作者:宫艳波胡毓婕工作单位:鹤岗市清华紫英力农化有限公司 石油化工技术论文:石油化工技术论文 一、学院现行人才培养模式存在的问题 1.项目选取缺乏适应性 专业优秀课程项目的选取大多来源于大型石化公司生产岗位,校内的生产实训装置与大型石化公司生产一线装置相比较,差距太大。导致工作任务项目化在实施过程中难度较大,有很多任务根本无法实施,最终导致项目化专业优秀课程又回到了传统的授课模式。 2.专业教师缺乏实践性 高等职业教育要求教师具备“双师”素质,并不是拿到了“高级工证”或“技师证”就属于“双师”型教师。学院石油化工生产技术专业教师的结构不合理,老教师具有一定的企业生产经验,但教育理念过于传统。青年教师学历层次较高,专业理论功底较扎实,但由于从教时间短,又缺乏实践操作经验和实践技能。绝大部分教师对教育教学理论了解不深,对职业教育教学规律把握不准,对教育教学技艺应用不够熟练。 3.企业参与度不足 对学生生产实践能力的培养,只是基于企业,而企业本身并没有较好地参加到学生实践能力培养中来。目前的校企合作只局限于把企业的生产能手、技能专家等召集到一起讨论课程的开发,往往忽略了课程的实施环节。聘请的企业兼职教师并没有真正参与到教学当中去。另外企业作为“校企合作”伙伴,对项目化教学的支持也不够。有些任务的实施是需要在企业生产一线进行的,但往往由于客观原因导致学生进不了工厂。 4.学生缺乏社会责任感 化工专业毕业生的就业岗位大多需要倒班,有些工厂离市区还很远。一些毕业生下不去、扎不深、留不住、难干好,跳槽现象较严重。 二、创新人才培养模式的思考 1.职业岗位分析 从近几年的石油化工生产技术专业毕业生的就业情况来看,毕业生的就业岗位有6类:一是生产一线的操作岗位。从事化工生产的操作、调试、运行与维护,这类人员占调查人数的30%。二是生产一线的技术岗位。从事化工产品的质量监督与控制等,这类人员占调查人数的40%。三是生产管理岗位。从事生产组织、技术指导和管理工作,如,工作在企业或公司的计划科、生产科、企管办等,这类人员占调查人数的15%。四是产品的销售、售后的技术服务等岗位。这类人员占调查人数的5%。五是产品的开发、科研、制图等工作岗位。这类人员占调查人数的5%。六是行政管理和个体、其他等岗位。这类人员占调查人数的5%。以上调查结果表明,高职高专石油化工生产技术专业是培养生产、管理、服务一线需要的、具有综合能力和全面素质的技术技能型人才。毕业后,学生主要从事成熟技术与管理规范的相关工作。如,操作与维修人员、工艺技术人员和管理人员等。从学院对2011届和2012届毕业生进行调查的结果显示,毕业生认为,本专业最需要改进的地方是“实习和实践环节不够”。这可以看做是社会对高职高专化工专门人才规格要求的直接反应。 2.职业能力分析 职业能力是确定专业培养目标的依据,良好的职业道德和职业素质是学生未来做好所从事工作的前提和基础,没有良好的职业道德和职业素质不可能做好职业工作。化工行业对高职石油化工生产技术专业人才的职业能力要求包含:操作能力、认知能力、表达能力及其他的相关能力。(1)操作能力是履行岗位职责的动手能力。包括:岗位需要的职业技能。如,化工仪表、仪器的操作及使用和计算机的操作等。基本的实验能力及设计能力,要求理解石油化工生产技术工作的内容要求和操作程序,掌握应知应会的职业技术规范,具有处理生产中出现的事故,一定的维修化工设备的能力等。具体的项目是:化工现场的操作、工艺流程编制实施、工艺参数的调整规范、紧急事故的及时处理和技术改进等。(2)认知能力是指获取知识和信息的能力,观察和判断临场应变的能力,运用所学专业知识分析解决实践问题的能力,以及进行技术革新和设计的创新能力等。(3)表达能力是指语言表达、文字表达和数理计算及图表展示的能力。(4)其他相关能力主要指,组织管理能力、自我发展能力和业务交往能力及社交能力。能将工程设计转变为工艺流程,将管理规范转化为管理实效。具有学习小知识、接受新事物的本领,并能自觉开发、充分发挥自身优势。能够处理好业务关系和人际关系,善于与人合作交流,并能沟通、协调横向关系与纵向领属关系。 3.创新人才培养模式 结合新疆经济发展需要大量石油化工行业的技术技能型人才的实际,构建出适合化工生产特点,符合人才培养规律的“校企共育、教训融合”的人才培养模式,按企业岗位能力要求设置课程教学内容和教学环节。(1)优化专业优秀课程体系。根据学校办学定位,炼油化工行业对专业人才培养的要求,以职业综合能力为优秀,与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发和设计,形成“工学结合”特色鲜明的专业优秀课程体系(见图1)。(2)教学环节安排。第一学年进行职业基本素质能力培养,在学校主要进行英语、计算机等职业素质课程和部分职业通用技术知识的学习。第二学年、第三学年安排学生开展模拟训练和实训,并以工学结合的方式在企业顶岗实习,实现教学、实习、就业、工作的紧密结合,提高学生化工专门技能。(3)课程教学实施过程。课程教学实施过程做到“四合一”,即理论与实践融合,仿真模拟与实际操作结合,教室与实训室整合,以及教师与师傅配合等。从而强化学生石油化工生产操作能力,提高学生职业素质,实现企业与学校在石油化工技术技能型人才培养中的深度融合。 三、实施效果分析 总之,高职院校人才培养是一项艰巨而复杂的系统工程,它不仅是目前国家高等职业教育面对的一个重大课题,也是关系到每所高职院校生存与发展的重要工作。通过对石化行业特点的分析,结合新疆石油石化企业对高技能人才需求的规律,通过实施“校企共育、教训融合”的人才培养模式,实现了“企业环境育人三年不断线”的办学特色。学生的职业能力得到显著提高,成为新疆化工行业高素质、强技能、可持续发展的专业人才。毕业生除获取毕业证书外,还获取了一项或多项中级职业资格证书,“双证书”获取率达90%以上。学生就业竞争力强,在职业素质、综合能力等方面得到同行及社会的高度认可。 作者:付梅莉单位:克拉玛依职业技术学院 石油化工技术论文:浅谈石油化工技术创新与展望 摘要:在资源开发与环境保护方面,企业首先是考虑利益。由于没有意识到环境保护工作的重要性,在长时间的积累下环境问题出现了集中爆发趋势。对于石化工业而言,不仅面临着资源开采方面的问题,同时也有环境保护方面的挑战。开采必然会对已有环境造成破坏,如何将破坏降到最低,实现发展与自然之间和谐相处是石化工业需要考虑的问题。本文就面向资源和环境的石油化工技术创新与展望作简要阐述。 关键词:资源和环境;石油化工技术;创新与展望 石化行业对于国民经济发展有重要的促进作用,同时也是国家能源安全保障。在新时期我国石化行业无论是在技术还是在规模上都已经取得了可喜的成绩。某些方面在世界名列前茅,为经济社会发展提供了基础。但是另一方面也要看到与发达国家相比,我国石化行业还有提升改进的空间。体现在产品结构与经济效益方面。需要企业继续努力。 1石化行业创新的方向 (1)清洁油气生产工艺的创新随着国家对环境保护工作力度的加强,国民环保意识的增强,对油品质量要求也越来越高。原油中重油成分也越来越高。常规工艺已经无法满足清洁油生产技术要求。基于此,新技术工艺重点在于提升油品的性质与重油转换的能力。(2)催化材料与工艺集成新催化材料与反应工程集成会带来集成新石化催化技术。如中石化,以新催化材料研发为优秀,集成工艺创新,技术创新方面有化学品芳烃,烯烃,绿色选择氧化。作为重要的化工原料,二甲笨在医药,溶剂,农药方面都有广泛用途。与人民生活有密切关系。传统生产方法中,催化剂选择的是丝光沸石。通过技术创新,实现了甲笨高选择性制备。制备出的新材料成功开发了新的工艺技术。在工艺创新方面,有甲笨选择性歧化与面含歧化组合[1]。(3)烯烃生产技术作为重要的大宗化学品,传统生产方法主要是催化裂解或者是蒸气裂解,其采用的原料主要是石油。而新的工艺则主要是碳四烯烃转化,合成气转化,甲醇转化等。其中裂解工艺是利用有酸性与独特选择性的分子作为催化剂,将炼厂中富含烯烃的产品选择性转化。 2石油化工行业发展的趋势 当前我国的石油产量远远不能满足需要,依赖于国外进口。随着社会经济发展,对石油的依赖程度也在相应上升,供求不平衡性导致了对外依赖程度增大,对于国家安全十分不利。能源缺乏会影响到社会经济发展。要解决此问题,一方面要加大对新的资源勘查力度,寻找规模大而质量优的新资源。另一方面要从传统陆地资源向海洋资源方向发展。除过石油资源外,还要大力发展新能源,增强能源可替代性。从多个方面入手,减少能源对外部能源的依赖程度,从而保障国家安全。我国煤炭资源丰富,可以考虑到煤化工技术。在煤化工行业已经取得并有一定发展成效的有煤制油,制烯烃,制天然气,煤制二甲醚及二乙醇等。与传统石化行业相比,煤化行业发展还有很长的路要走。同时煤化行业要将环境保护问题纳入到技术研发工作中,研发重点在于资源利用的效率高,带来的经济效益好,清洁绿色无污染其次是替代能源开发与利用,作为能源结构中重要组成部分,天然气发展与应用前景也是十分广阔。其自身优势体现在质量好,清洁环保,高能效。我国天然气消费已经步入了快速发展时期,并且在未来一段时间内。在一次能源消费结构所占的比例将会持续上升。除过天然气之外,页岩气生产也具有十分广阔的发展空间,并且在能源结构调整方面发挥的作用将会越来越大。再者,需要加强可再生能源开发力度,如生物质化工。生物质能优点体现在容易获取,存在较为普遍,清洁,可以循环利用。生物质能源已经受到了广泛关注。而在部分国家生物质能源已经得到了广泛的应用。我国生物质能源经过了数十年发展,开发与利用的技术手段呈现出了多样化特征。但是就总体水平而言,不仅与发达国家水平有较大的差距。本来的开发水平就处于一个较低的位置。技术商业化与成熟度还不够。国家在此方面要给予一定支持,政策,制度,资金,立法等,从多个方面来推动生物质能商业化发展。开发生物质能源并将其产业化,对于解决我国的能源问题有重要的作用[2]。绿化化工发展。石化行业存在高消耗与高排放的同时,技术创新速度也较快,发展潜力巨大。石化行业的发展未来重点在于环保方面,实现绿化石油化工的目标,实现资源开发与环境保护二者共同发展。要将污染从源头上消除,提升资源利用效率,将成本降下来,降低空气污染物的排放。对于资源开发对环境造成的破坏事后要开展环境恢复工作,避免传统方式下,只开发不保护,以破坏换发展的方式。 3结语 社会经济发展面对着环境与资源两方面的挑战,对于石化工业而言,要想进一步发展,就必须要朝着绿色无污染方面迈进,提高资源利用效率,将技术作为绿色发展的基础。同时也要从原料多无化方面来考虑,避免能源结构单一。在面对环境与资源问题上,需要多方合作,协同创新,从材料、产品、技术方面入手从而带动行业发展,促进能源结构调整。 作者:车娟文 郑楠 单位:陕西长之河石油工程有限公司 石油化工技术论文:石油化工模块化施工技术探讨 1模块化施工的特点 (1)模块化施工能够最大限度地做到工厂化预制,其施工条件的优越性是现场施工无法比拟的,良好的工装设施,对于保证产品质量,降低安全风险有很大的益处。(2)模块化施工可根据安装顺序进行流水作业,同时工厂、现场大部分作业可同步进行,极大地缩短施工工期。(3)模块化施工可大量减少施工资源和材料、设备在现场的占用时间,有效地加大了现场作业空间,创造了良好的作业环境,保证了施工工期。(4)模块化施工尽可能地做到地面组装,减少了高空作业,有效化解了高空施工带来的安全、质量、降效等方面的风险。(5)模块化施工为现场文明施工管理创造了便利条件。(6)模块化施工要求设计图纸提前送达、设计标准统一、设计质量高,这样既加快了设计交图进度,又减少了后期现场变更工作量。(7)模块化施工的最大优势在于其综合、系统化的管理理念,它涵盖了吊装、运输一体化、工程建设标准化及施工专业化的许多工作内容,同时也延伸了吊装、运输一体化管理工作的范围,提升了项目标准化建设的水平,促进了专业化施工的发展,也是项目建设节能降耗的一种有效途径。 2石油化工建设项目模块化施工现状与案例 2.1模块化施工现状随着石化装置规模的大型化,于工程建设方对工期、质量及安全的要求越来越高,模块化施工已成为确保项目按期、高标准建成的一个非常重要的手段。由于起重、运输机械的超大型化,构件、设备加工制造能力的快速发展,实施模块化施工的客观条件越来越成熟,模块化施工由过去单一材料的装配方式变成了多专业复合式的模块组合安装。由于建设环境、项目管理模式等不同,石化建设项目的模块化施工模式也不尽相同,主要有三种模式:第一种为基本模式,施工单位接到图纸后,根据现场作业环境、施工进度安排,自行安排预制,将单根构件做成片或框架,这种模块较为简单,一般不超过三个专业的结合,如塔器在吊装前,安装完劳动保护构件、附塔管道、保温结构;管廊分段预制时将结构框架和管道固定在一起等。第二种为单体模式,对装置中某一个部分或某一个单体进行模块化设计,目前国内比较典型的如加热炉的模块化施工,整个加热炉按多个模块在制造厂预制好,然后运到现场组装。第三种为集成式功能模块,这种模块将一个小型装置或装置中某一个单元的所有相关专业在预制厂或制造厂全部装配成型并调试后,运到现场只进行简单的固定安装碰头即可投入使用,目前这种施工模式在国内应用较少,而在国外许多大型石化企业和工程公司已作为一种普遍应用的建设模式,如由多个功能模块组装而成的海上作业平台、小型天然气液化处理装置集成模块等。 2.2石化项目加热炉模块化施工案例国内石化建设模块化施工由最初的施工单位独自设计制作,发展为由设计部门牵头多方协作,经历了由简单到复杂,由初级到高级的发展过程。下面仅以石化项目加热炉施工为例,反映模块化施工的发展过程。 2.2.1案例一2007年,在某施工现场重整装置四合一炉辐射炉管施工中,施工人员采用模块化流水作业方式,使施工质量、工效得到极大提高,见图1。 2.2.2案例二2012年,在某石化炼油二期改造180万t/a加氢处理装置改造项目的两台加热炉施工过程中,采用模块结构形式,制造和施工合理分工,保证了模块化施工的顺利进行。 2.2.2.1反应加热炉依据厂区运输通过条件,反应加热炉(方炉)主体结构通过管架的最低高度只有4.5m,这是本模块化施工的最大制约因素,因此将加热炉分为:辐射室模块一(2件)、辐射室模块二(2件)、辐射室模块三(2件)、集合烟道模块(1件),见图2。这7件模块均为长方体,长度14m、高度2.5m,宽度约3.2m,最大质量14t(辐射室模块一),最大安装标高10.7m(集合烟道模块)。施工中,在加热炉基础完工后,将预先制作的模块根据安装标高由低至高的顺序分别运到现场,使用200t汽车吊依次安装,模块与模块之间使用螺栓连接。模块组装完成后,最后进行内部炉管的安装及耐火隔热块施工。 2.2.2.2分馏进料加热炉分馏进料加热炉(圆炉),直径8122mm,高度31300mm,整个加热炉共分为26个模块,见图3。具体施工步骤如下:(1)炉底柱脚及环梁分为3个环型模块,现场安装就位后拼接成环型,在拼接好的环梁上安装两块半圆型炉底板模块。(2)辐射段筒体分为8个弧型模块,在炉底板上依次安装,拼接成一个整体。辐射段筒体安装完成后,进行内部隔热块及炉内附件的施工,并在胎具上将炉管预制成4个弧型模块,待内部隔热保温施工完成后成块吊入安装(见图4),各块炉管模块安装完成后,仅需两道焊口即可完成整个辐射段炉管的安装。炉管安装完成后,拼装辐射段顶部结构。(3)安装好对流段框架,开始吊装对流段模块。对流段模块有4个(见图5),其箱体结构长6.4m、宽3.5m、高3.2m,模块内部管板、炉管及隔热安装均在厂家完成,运到现场后分块吊装安装,然后焊接各模块之间的炉管,并与辐射段炉管通过转油线连接在一起,这样整个炉管得以贯通。总共只有12道焊缝需要现场焊接。(4)对流段模块安装完成后,安装加热炉的热烟道系统,热烟道系统也是预制好的模块,现场只需吊装此模块就位,然后用螺栓连接即可。在整个分馏进料加热炉施工过程中,最大安装模块质量约30t,最高安装高度为31.3m,使用吊车最大吨位为300t。 3石油化工建设项目模块化施工存在的问题 (1)项目建设条块分割,各自独立,没有形成总体规划。在20世纪末以前,我国工程建设的结构模式是横向分割,勘探、设计、制造、施工、试车等单位分属不同的建设主体,虽然从本世纪初开始出现了部分纵向整合的建设主体单位以及诸如EPC、PMC等先进的管理模式,但即便是这些纵向整合过的单位,因组建时间较短,多数设计人员仍然不太熟悉施工,对便于模块化施工的结构形式综合考虑不足。(2)制造厂家受自身利益驱动,加之其多数技术人员对现场施工也不太熟悉,使得结构设计更多的是考虑方便制作,而对现场的施工条件未给予足够重视,甚至出现由于结构形式考虑不周使得现场工作量和难度不但没有减小、反而增加的情况,增大了建设成本。本文介绍的某石化项目加热炉模块化施工由于前期在业主的组织下,经设计、制造、施工各方针对现场模块施工多次对接沟通,较好地解决了这一问题。(3)物资供应方一味考虑自身便利,致使到货次序混乱,出现先安装的后到、后安装的先来的情况,增加了现场施工准备工作量;而且由于到货的部件长时间不能安装,也使得施工现场场地被长期占用,增加了不安全因素。本文介绍的加热炉模块化施工由于对现场到货进度进行动态管理、协调,甚至仔细到掌握每一件梯子、平台的到货情况,所以保证了现场整体施工安装有序进行。(4)设计、制造、施工三方结合不够,对模块化施工认识深度不够,未能充分发挥模块化施工的优势。本文介绍的加热炉模块化施工由于充分结合了施工现场,以现场安装便利作为主要考虑因素,较好地发挥了模块化施工的特点。(5)由于近年来物价指数上涨,造成施工成本不断增加,特别是人工成本上涨极快,施工定额的更新跟不上市场价格的变化。模块化施工相对于现场散件安装节省了大量的现场作业成本、加快了施工进度、降低了作业风险,但是还需要尽快出台和完善模块化施工统一、标准、可接受的费用定额,否则由于设计、采购、制作、安装费用的分配不均或不合理会影响模块化施工的工作进程。 4实施石油化工建设项目模块化施工的途径 4.1模块的组装原则(1)稳定性原则。框(块)结构、集合多专业的结构一般优先组装,易成框的片结构为其次,尽量减少高空组对片结构。(2)可施工性原则。综合考虑吊装能力(以自有吊车为主)、运输能力、道路通过能力、结构形式、施工场地(包括预制厂的加工能力)等条件。(3)综合效益原则。总体效率优先,如按照现场安装次序到货等。 4.2模块化设计要真正实现模块化施工,仅仅从制造、施工角度来考虑是难以做到的,主要原因是设计决定了装置布局、结构型式、采购的原材料种类,以及不同系统之间的衔接关系、连接方式和后续的开车工作等。因而决定模块化施工的主要因素是模块化的设计、标准化的采购,首先必须从基础设计开始,来确定设计“可模块化”结构需要达到的基本条件:(1)工程项目的可施工性研究与周边的地理环境条件结合,找出适用于模块化施工的条件,主要是考虑道路通过能力、吊装能力、设计成大型模块的可能性等。(2)实施模块化施工时,在成本、质量、安全等方面都能满足要求。(3)对于模块化施工已达成一致意见,设计、采购标准适用于模块化的施工。其次在项目实施阶段,将模块化施工程序纳入到设计管理的一个主要部分去执行和完成。例如,将一个化工装置的不同单元进行模块化设计,增加其“集中度”,调整支撑的结构体系,使建造后便于长、短途运输和吊装;将管道工程的调节阀组统一为一个标准尺寸,便于“橇装”出厂;将系统管廊钢结构、附属管道工程和电气、仪表工程等进行模块化,改变目前的结构型式,形成在工厂内制造“管廊”的主体结构;将支撑部分进行分解,便于运输和吊装等。近年来在中石化已开工和即将开工的许多建设项目中,明确提出了模块化、标准化和专业化施工的建设标准和要求,在项目建设中也产生了许多先进的模块化设计理念和思想,其中做得最好的就是加热炉模块化施工。目前应用在石化行业的加热炉,基本上已经达到了模块化预制、现场组装的程度,从最初的加热炉对流室的模块化,发展到炉体和钢结构的联合模块化、炉管的模块化供货等。这些进步大大加快了工程的建设速度,也提高了工程的施工质量,减少了劳动强度,改善了现场的操作环境,更加有利于HSE的管理。 4.3模块化施工的保障措施大型模块化施工对于运输、吊装能力的要求较高,石油石化行业大型施工企业随着近年来起重、运输装备的配置更新,基本都具备这方面的能力。石油化工建设中已推行十年的大型设备吊装、运输一体化管理办法,也有力地保证了模块化施工的顺利实施。关于模块化施工的制造能力,以现有的结构、管道的工厂化预制能力而言都是可以达到的,只要根据项目规模要求,建设以模块化施工为条件的大型预制工厂,特别是可灵活拆卸组装的工厂化车间,就具备了适应模块化施工的最有效手段。此外,预制场地到安装现场的运输通过能力也是非常关键的因素,在国内新建的许多大型项目,一般都有极好的运输通过能力。 5结束语 模块化施工是目前国际工程建设的一种发展趋势,特别是海上钻井平台等都大量采用了模块化预制技术。目前国外许多工程公司在石化装置施工中,已设计开发出以单元为模块的集合模块化施工技术,代表了模块化施工向更高层次的发展方向。 作者:岳敏单位:中石化第五建设有限公司 石油化工技术论文:国内石油化工技术进展探索 1我国石油化工产业的发展和面临的问题 目前,我国的石油化工产业正在蓬勃发展,在石油化工产业的发展过程中也出现了很多问题阻碍其顺利进行。这些问题渗透于石油化工行业的各个方面,需要政府和有关部门,包括普通大众的共同努力来找到克服这些问题的方法。 1.1石油化工行业技术革新缓慢 石油化工行业的发展最关键的就是石油化工的技术,石油的提炼和加工是最关键的技术环节。但是现行的一些石油化工行业标准并不科学合理,存在一些技术落后的问题,年头久远的生产设备得不到维护和更新,令我国石油化工行业的发展受到了一定程度上的制约,技术的发展如果跟不上时代的进步,那么注定是要被淘汰的。新型环保型的石油化工技术手段将成为石油化工行业发展的趋势和定理。我国目前的一些技术手段和仪器器材都与发达国家先比存在一定的差距,这个是制约我国石油化工行业发展的障碍之一。 1.2我国石油化工业的管理监察力度不严 我国石油化工行业管理过程中,有些石油化工企业对于石油化工产品的生产过程和石油化工产品质量的监察力度不严,没有做到定期的管理和监察,这样不仅仅造成了一定的安全隐患,如果出现问题得不到发现和解决,那么安全问题就永远得不到解决,更加不可能保证我国石油化工行业的安全有序的进行下去。我国的石油资源由于得不到合理的利用也会遭受到一定程度上的损失。 1.3我国石油化工行业的规章制度不健全 我国石油化工行业安全问题是所有石油化工企业和单位工作生产的重中之重,俗话说的好“没有规矩,不成方圆”。目前中国的很多石油化工企业并没有成文的“我国石油化工行业管理条例”“、我国石油化工行业安全方案”等法律和法规,甚至对于一些施工单位内部的有关我国石油化工行业的注意事项和施工标准都很不明确,还有一点值得我们担忧的就是,对于我国石油化工行业的施工人员并没有给出行之有效的培训方案。这种无组织的管理更加是谈不上我国石油化工行业的安全施工了。 1.4我国石油化工行业对环境的污染问题严重 我国石油化工行业发展到了一定的阶段,石油等化工产品的生产也取得了一定的成就,石油化工行业也已经成为国民经济的命脉。但是发展石油化工必定会对资源造成浪费,环境造成污染,这些对于地球来说都是不可逆转的伤害。我们发展了经济,却以失去良好的生活环境为代价。这是我国目前发展石油化工行业面临的最艰难的问题。 2解决我国石油化工行业问题的措施和展望 2.1政府鼓励支持我国石油化工行业技术的研发和应用 在发展我国石油化工行业的时候,我们必须有一个清醒的认识。科学技术是第一生产力。我们要从科技的层面上解决我国石油化工行业发展过程中出现的难点和问题,必须革新石油化工产业的技术手段,让技术的发展跟上时代进步的潮流,鼓励科研工作者研发环保又节约能源的石油化工技术,让石油化工行业健康积极的发展。 2.2做到我国石油化工行业的规范化 一个明确的科学有效的我国石油化工行业的制度是一项至关重要的工作,在充分调研和学习的基础上,制定出行之有效的我国石油化工行业安全制度,并且制定出明确的我国石油化工行业施工过程中各级管理人员与施工人员的职责,并且要有明确的奖惩措施来激励我国石油化工行业施工人员的积极性和工作热情。只有这样责任到人,将任务落到实处,才能解决我国石油化工行业安全施工管理中存在的问题,更好的实现施工单位我国石油化工行业安全施工的发展和经营。 2.3建立健全我国石油化工行业的规章制度 我国的石油化工行业发展出现的种种问题,归根结底是法律法规不健全,我国的相关法律法规,对于某些领域并没有进行明确的规定,有些领域的法律法规的规定也是很模糊的,这对于一些不法分子来说,无非是找到了可乘之机。要想解决我国石油化工行业出现的问题,必须在充分调查研究,听取民众意见的基础上,建立健全相关的法律法规,在执法过程中做到执法必严。 作者:宫艳波 胡毓婕 单位:鹤岗市清华紫英力农化有限公司 石油化工技术论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的优秀[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的优秀区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工技术论文:石油化工技术创新与展望 摘要:随着经济发展的逐渐加快,在不断发展的过程中,所需求的能源也越来越多,特别是在石油化工方面更是如此。再利用这些能源的同时还会产生大量的有害物质危害环境,而且在这些能源利用方面说应用的技术还并不是特别高,所以整体能源利用率并不高。所以在当前能源面临枯竭,和环境破换牙那种的情况下,如何减少污染和提高利用率是当前首要考虑问题。本文通过对我国当前行业现状进行了简单描述,并对在环境和资源问题下石油化工方面的研究成果进行了简单阐述,并对我国在相关方面的在未来的发展进行了展望,希望通过本文可以唤醒行业内对于这些问题的重视,为石油化工行业的可持续发展贡献一份力量。 关键词:资源环境;石油化工;创新展望 在我国目前对于石油化工产品的需求量较高,但是在我国相关行业内,由于石油化工技术较为复杂,需要的工艺也比较困难,我国目前还没有比较现今的技术。在面对现在资源不断减少、环境损害严重等问题,在还是有化工行业的改革也势在必行。在进行改革过程中要将可持续发展做为优秀,在保证经济发展的同时加强对于环境保护和提高资源利用率的问题。在我国相关方面的改革已经展开,在工作人员的努力下相信在不久的将来一定会完成这一目标。 1我国石油化工行业状况 石油化工行业的发展速度基本决定了一个国家经济的发展速度,所以我国对石油化工行业相当重视,并且不断地推出了许多的政策来促进行业的不断发展,但是由于我国开始建设石油化工行业的时间将较短,所以在这一行业还没有取得比较大的成果。我国这一行业的是在新中国成立之后才逐渐开始进入到起步阶段,所以目前的发展情况还远远落后于发达国家,虽然可以满足国内的需求,但是由于技术相对落后,所以在生产同样的产品时往往会使用更多的资源,这样就会造成资源浪费的现象,而且因为同样的原因使得大量的废弃排放到自然中,对我国的环境造成了相当大的损害。现在阶段国家已经充分认识到这一问题,已经就这一问题提出了一定的解决办法,现已收到一定的成效,而且还在不断地通过改革改善石油化工行业在发展中带来的不利影响。 2在资源和环境问题下石油化工创新研究结果 因为国家已经意识到在石油化工行业存在的一系列问题,所以已经在相关的科研机构展开了对于新技术的研发和原有技术的革新。已经获得一定的成果,对整个行业的可持续发展,起到了促进作用,现在就对我国现已取得的成果进行简单的描述。第一种是无污染石油生产技术的的改革,现在已经研究出一种可以减少石油生产污染物的技术,避免使用原来较为落后的技术,不仅使石油纯度变高,而且还有效的减少了污染情况的发生。第二种是芳烃新技术,这种技术是通过优化对二甲苯的生产工艺将原有的催化剂替换,使得在生产过程中可以有效地提高产量,也可以减少污染情况的发生。对二甲苯是在有机化工方面重要的原材料之一,在农药与医药方面均有着大量的应用。三是在碳氧化合物烯烃的生产中运用,转化合成代替原有技术,这样不仅可以减少污染现象的发生还可以生产出其他产品,这样就可以大幅提高资源利用率。除了上述技术之外还有己内酰胺生产技术的优化、等离子涂层阻尼特性技术等,通过对与这些技术的优化创新,使整个石油化工行业不断进步,逐步实现可持续发展的目标,为我国的发展增添新的动力。 3对我国石油化工技术在未来的展望 我国在石油化工技术创新上已经获得了一定的成果,但是要想行业继续向无害化发展的话就还需要通过对相关技术的优化来逐步实现,不断地提高资源利用效率,降低产品能源浪费比率等等。因为我国在发展石油化工行业中还存在许多问题,其中比较重要的一项就是我国的石油资源储量不足,这已经是我国在发展相关行业中的首要问题,所以我国应该在进行寻找新的石油储藏地的同时还要大力进行代替资源的研究,通过对新型资源的开发和清洁能源的利用,减少对于石油资源的依赖。例如我国的煤炭储量相当丰富,通过研究使用煤炭代替石油资源就是很好的方法。但是目前这一方法还处于起步阶段还没有取得一定的成果,而且在进行相关研究时,要注意控制生产时的污染请情况,保证不会有过多的废物排放。在未来的生产技术优化中,减少排放或无排放是未来的发展趋势,也是当前关注的热点内容。这一内容简答来说就是如何大幅提升资源的利用,在满足行业发展和经济效益的基础上充分减少对于环境的污染。要想实现这一技术就要通过使用原子经济性概念来实现这一想法,这一概念的意思就是将原料所有原子都转化为所需要的产物,通过这样的转化就可以实现无废物排放的想法。 4结语 在面向资源枯竭和环境污染双重挑战之下,石油化工行业必须要向提高资源利用效率、减少污染物质排放的方向发展,这样才能实现石油化工行业的可持续发展目标,实现这一目标对与国家发展和行业进步都有着重要的意义。在进行改革的过程中要不断通过对于新技术、新方式、新材料的应用,在不断的创新下,才能使整个行业不断进步,在满足行业发展的基础之上,创建出更加优秀的可持续发展的社会。 作者:赵云 张文君 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 中国石油抚顺石化公司烯烃厂机动部
绿色化工论文:绿色化学化工学的论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化 文秘站: 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 绿色化工论文:石油化工企业绿色节能技术论文 一、绿色环保技术在石油化工企业中的应用 1.化学反应的绿色化 化学反应的绿色化是指在相关的制备和反应过程中做到“零排放”。而传统意义上的“零排放”是指反应物经过催化作用以及一系列的反应完全转化成为所需的物质,从而实现百分之百的转化率。其实这样一种概念是十分难达到的,尽管已经有许多先进的技术和手段达到了近乎“零排放”的标准和要求,但想实现真正意义上的转化率为百分之百还是存在着困难的。近些年来随着相关学者的研究不断深入,许多新的技术也应运而生,将传统意义上的“零排放”转变了概念,意为在尽量满足较高的转化率的情况下,将得到的副产物也直接经过下一反应步骤并转化成为环境友好的物质进行排出或是进一步加以利用。这种新型的转化思想也将原本无用或是对环境存在着威胁和污染的物质“变废为宝”,让副产物成为能够被人们所利用的原料物质。这类技术的研发不仅仅是改善了环境污染的问题,还一定程度上节约了能源,可以称得上是真正的绿色环保、节约能源的技术手段。 2.产品的绿色化 之所以要强调化工产品的绿色化,是因为石油化工类的产品在我们的日常生活中实在是太普遍了,不得不承认的是石油化工类的产品的的确确改变了我们的生活,给生活带来许多方便和优越,但相对于这些有利之处来说,其对于我们生活环境的污染也是不容小觑的。比如,我们生活中最普遍的洗涤用品,过去我们常用的洗衣粉中都是含磷的,而这些含磷的洗衣粉在溶于水之后随着生活污水一同被排到江河湖海中,造成了赤潮,给自然环境与生态平衡带来了相当大的影响,因此,近些年来人们逐渐对此问题开始重视起来,研发了不含磷的洗涤剂,从根本上杜绝这种环境污染问题。同时,还有许多常见的石油化工类污染就每天在我们身边发生,比如汽车使用的汽油以及柴油。由于人们生活水平越来越高,对于汽油和柴油的需求量也越来越大。近些年来我国对于汽车能源的开发上也格外关注,低硫低碳、环境友好的配方和技术逐步成熟起来;另外,我国还在不断开发太阳能汽车、以及新能源汽车等等,另外,对于交通工具的能源上,我们国家还大力推崇使用电能的汽车。 二、节能技术在石油化工企业中的应用 最初,人们为了追求高效率的生产以及最大程度上提升经济效益,不断研发一些节能技术,而近些年来,由于能源枯竭的问题日益严重起来,有越来越多的专业人员和学者们都投身于节能技术的开发和研究,不仅仅是从经济利益角度出发,更重要的是能够节约能源,实现人类经济和自然的可持续发展。目前,在石油化工行业中较为常见的一种节能技术为变频调节技术。在石油化工企业中,耗费能源最大的就是电动机,包括泵类以及风机等等。因此,想实现石油化工企业的节能化应该从根本上减少电动机的耗能。而变频调节技术正是针对于电动机的一种有效的技能技术改革。变频调节技术的根本原理是通过控制方案与实际负荷相互之间的匹配,在控制的过程中实现阀门阻力的降低,从而提高系统的效率,以此来实现对于泵类以及风机的科学化、节能化控制。这种控制技术可以根据石油化工企业的生产过程中的实际需要,按照生产要求以及计算选型,并且全面参考产品方案的调整以及原料的调整,科学地控制各项指标和参数,降低企业的电能耗费以及设备磨损等等方面的耗费,实现成本上的节约以及能源上的节约,不论对于企业自身长远地发展还是对于能源方面的可持续发展都是具有着重要的意义和价值的。 三、结语 近些年来,随着环境污染的严重化以及能源枯竭的威胁,人们对于石油化工企业生产过程中的绿色节能技术也越来越重视。目前,针对生产过程中环境污染问题进行改善的方法有许多,包括对于原料的绿色化、反应过程的绿色化以及产品的绿色化等等,另外,对于石油化工企业能源的节约也有许多先进技术,本文以变频调节技术为例进行了简单的介绍,还有更多的发展空间等待着开发和研究。 作者:轩烨 赤俊祥 单位:天津普莱化工技术有限公司 绿色化工论文:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 绿色化工论文:绿色化学化工学论文 1绿色化学化工的发展现状及优点 绿色化工行业早在上个世纪就已经出现了,最开始绿色化工行业出现在工业比较发达的国家,主要集中在欧美地区。经济的发展带来环境污染的严重,这就使得人们开始重视绿色化工行业的发展,投入较多的人力物力和财力研究绿色化工行业的发展。随着经济全球趋势的加强,国与国之间的联系日益密切,绿色化工行业开始受到国际社会的共同关注,由于我国是发展中国家,因此对于绿色化工行业的认识较晚,导致了我国绿色化工行业的起步也较晚。但是,我国对于绿色化工行业的认识较为透彻,这就导致我们在处理如何发展绿色化工行业中投入的力度,并且受到了国家科技部门的重视。绿色化工行业的突出优点是:第一,最大限度地利用环保能源。较以往传统的生产方法不同的是,绿色化学化工可以最大限度地利用所使用的生产能源,并且一般绿色化学化工所使用的能源都是绿色环保可回收利用的能源,在生产使用时都会最大限度地利用原材料,防止浪费,减少污染排放,从而节省能源,绿色环保。第二,反应物无毒、无害,不会对环境产生污染,减少对外界的废物排放。一般情况下,传统的化工生产都会产生一些有毒有害的排放物质,这些排放物会对环境造成不可逆转的危害,但是绿色化学化工在生产之前都会将反应物生成的有害物质整体的化学结构进行重新排列,从而将有害成分运用科学的方法去除,这样既可以保留生产所需要的有效成分,又保证了在反应的过程中不会对环境产生污染和负担。绿色化学化工从产品的根本上避免了化学化工生产可能会对环境产生的危害源头,绿色化学化工是名副其实的环境友好型产品。第三,最大限度地利用了原子能源,有效节约能源。传统的化工生产一般只注重生产效率,在生产过程中原材料没有能够被完全充分利用,一些有效成分被浪费了,但是绿色化学化工会运用科学的方法重组材料内部结构,最大限度地利用材料有效成分,在材料被利用的同时就减少了其生产过程中对环境的排放。第四,确保了产品的绿色环保性。在过去那些传统的化工生产中,生产方式比较粗放,也没有能力将生产材料的内部结构进行重组设计,生产的过程当中释放出大量的有害物质污染环境,但是如今的绿色化学化工注重科学环保,在生产之前会重新组合产品内部结构,保证了生产出的所有产品都是绿色环保,无毒无害的。 2绿色化学化工产品的发展研究 即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处,但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视,所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题,例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法,最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传,从根本上减少环境污染,实现经济的可持续发展。 2.1加大宣传力度,转变生产方式 虽然绿色化学化工产业已经兴起多年,但在全社会范围内,它还未能被深刻的认知与了解,这在很大程度上,阻碍了其良性发展。因此,我们要从全社会范围内,通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度,使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。 2.2在学科教育上加大投入与合作,力求创新 绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学,还要依赖宏观的大规模的化工技术,因此,要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入,建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地,作为发展绿色化学化工的创新性平台,设置激励机制,鼓励创新,并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。 2.3重视人才培养 在我国,绿色化学化工属于新兴产业,因此,相关部门必须建立起完备的人才培养体系,为了长远发展储备人才力量。具体来说,高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程,供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系,对相关从业人员进行培训,从而保障这一新兴产业的可持续发展。 3结语 随着经济的发展,环境问题日益凸显,为了保护环境,维护生态平衡,各国都在致力于开发和研究新型能源。绿色化学化工行业是未来化工行业发展的主体方向,因此我国要抓住机遇,培养创新型人才,加大对绿色化工行业的投入,力争在未来的绿色化学化工行业中占有一席之地。 作者:王城 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化工论文:绿色理念下的化工技术论文 1校企联合在理论教学中的绿色化工教育 1.1开设“绿色化学”课程,邀请校外专家及技术人员进行专题讲座。 我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座,介绍化工前沿性知识,回答学生的提问,与学生进行直面交流,学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可通过尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从根本上减少了原料的消耗,对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路,激发了学生的求知欲。 1.2重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识。 专业授课教师通过案例中采用绿色工艺,实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源,制取氢气的方法很多,有①电解法:2H2O2H2+O2;②甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤气法:C+H2OCO+H2;④碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2;⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2+O2;⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,且该反应没有废弃物,不会对环境造成污染;第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能,提高了反应速率,降低了反应温度、操作压力,简化了流程。在大规模生产中,这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,主要用作合成有机玻璃的单体,也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、润滑剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸,污染严重,设备腐蚀严重,而且合成路线长,原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质,原料价格低,利用钯催化剂反应一步完成,产品收率高,原子利用率高,经济效益、环境效益均好。 1.3教学方法多样化,教学手段现代化。 绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中,如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等,传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解,只能演示设备静态,讲授过程枯燥,不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面,吸引学生主动求知。 2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识 2.1改进化学实验项目,多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识,并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5],舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后 处理困难的实验项目,尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目,注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验,这些实验原料是天然的,提取溶剂是无毒的,并且可以回收利用,废渣无公害且可以用作肥料;如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”,其传统方法是盐酸-甲醛提取法,我们改用木瓜蛋白酶作催化剂,超声波提取。这样不但大大缩短提取时间,提出率从30%提高到90%以上,而且工艺简单,无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少,从而降低实验成本,而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少,提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少,极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”,其所用单体丙烯腈不但价格贵,而且有毒,而采用微型实验后,不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料,乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。 2.2选用先进仪器和技术进行实验,利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。 先进检测手段包括红外、紫外光谱,气相、液相色谱,电镜扫描,X-衍射等。选用较先进的实验仪器,不但减少了试剂用量,减轻了环境污染,同时也增加了实验操作难度,有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能,有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验,其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法,因此,实验气体往往只能选用氨气,致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后,实验气体可用CO2代替氨气,这既改善了实验环境,又使测量速度加快、测量精度大大提高,且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水,尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全,这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法,又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。 2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念 大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为优秀的教学模式,激发大学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识,在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”,海藻是可再生性资源,储量相当丰富,而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等,极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品质,而且该保水剂能被降解,对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用,该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识,开阔了眼界,培养了绿色环境意识及环保理念。 2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念 见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业的实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识,让理论知识和实际生产相结合,提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此,学校和企业积极联手,结合企业生产实际,对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时,亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处:该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理,它既避免了废物直接排放对环境造成污染,又回收到硫磺,创造了巨大经济效益;学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底,运行费用较低,基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高;降低产品成本,提高竞争能力;同时,企业的环境好、无污染、不扰民,使企业具有一个良好的社会形象,增加了消费者对企业产品的信任度;改善了职工的生产操作条件乃至生活环境,减轻了对职工身心健康的影响。 3结束语 绿色化工是降低传统化工所造成的环境污染的最有效手段,学生是未来化工行业的主力军,需要高校与企业联手加强对学生绿色化工意识的培养,这也是素质教育的一项重要内容,是培养学生对社会及未来责任感的一项重要举措。当然,我们的校企合作在不少方面也有不如人意的方面,如合作关系多停留在表层,还不够深入,合作关系脆弱、具有不对等性。总之,校企合作工作任重而道远,需要政府、企业、学校的不断探索和实践。只有大家共同努力,培养学生保护环境、实施绿色化工的意识,我国化工工业才能健康、稳定、可持续发展。 作者:杨连利黄怡张卫红单位:咸阳师范学院化学与化工学院 绿色化工论文:绿色环境化工教学研究 摘要:化工技术的进步,促进了人类经济及社会快速发展,但同时给环境造成了不可逆转的破坏。通过化学方法对环境治理的过程中,改善环境质量和保护人体健康等各个方面,化学虽然发挥重要作用,却不可避免地会产生二次污染.目前的环境化工教育如能在教学过程中倡导绿色环保理念,渗透环保教育,提高大家的环保意识,可以改善人类的环境质量和保护人体健康。做到全过程控制模式取代传统的终端污染控制模式,就可以从源头上减少污染,为环境保护和治理奠定扎实的基础。 关键词:环境化工;教育;绿色;全过程控制;终端污染控制;污染 化学工程技术在环境污染治理中的应用可称为环境化工。环境治理技术主要包括生物法和各种物理化学法,这些方法是基于化学工程的基本单元操作实现的,这些单元操作可称之为环境化工技术,是化学工程技术在环境污染治理中的应用[1-2]。如何在大学环境化工这门课程中,引导学生的绿色、环保意识并作为实践者及力行者推进环境化工教学的改革。我们需要从根本上解决化工与环境之间的冲突,即要经济发展,又不能以人类的健康、环境的污染、社会的发展为代价。我们将从以下四个方面来着手解决。 一、教学与实际相结合,在教学中培养学生的环保意识 大学阶段专业知识的学习非常重要,但树立正确有人生观及世界观是十分必要的。目前环境的污染已经十分严重,首先让学生明确化工生产的环保意识,可以逐步改变化工生产的落后思想,改变生产过程带来的污染。学生在毕业后会将自己所学的专业知识,运用到实际工作中,每一个学生都会为推动社会的进步、环境的改善进自己的绵薄之力,社会终将向越来越好的方向发展。在课程中引入典型案例。如酸雨的形成就是人类破坏环境的一个很好的例证。酸雨是指PH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质如二氧化硫及大量的氮硫化合物与下落过程中的雨雪相结合就形成了酸雨。酸雨的危害是有目共睹的[3-5],一是导致土壤的酸化,加速土壤中矿物质元素的流失,使土地变得贫瘠,大大影响森林及农作物的生长甚至造成树木及庄稼的枯死。二是酸雨会破坏建筑材料,作用于非金属建筑表面硬化造成水泥溶解,损坏建筑物及在建筑物表面形成黑壳。三是诱发植物病虫害,对农作物的收成造成大幅度的减产。四是对河流水质的污染,水质酸化,对人类饮用水造成不可逆转的破坏。对水生动物植物的生成造成破坏,减少及绝迹。五是酸雨通过污染人类必需的水、农作物及建筑,最终危害人类的身体健康。可让同学们寻找形成酸雨的来源,通过调查分析,得出最终的结论:一是工业生产过程中使用的燃料燃烧。二是某些有色金属的冶炼。三是化工生产。四是交通运输产生的汽车尾气中大量的氮氧化合物。五是居民生活用燃烧煤炭产生的二氧化硫。最后通过课堂讨论,如何在生产环节防止及减少二氧化硫的污染?这也是我们学习的最终目的。如何实现全过程污染控制而不是最终的污染处理。学生们提出了改进燃煤技术,对燃煤进行脱硫,或是将产生的二氧化硫制成硫酸。还有的同学提出了开发新能源,太阳能、风能、核能等代替污染重的传统能源。通过引导学生分析酸雨的危害、形成,最终总结了合理的环境治理方式,改变传统的书本知识的灌输,更好地激发学生的学习热情,提高学生的综合素养。 二、倡导化工生产的全过程控制模式取代传统的终端污染控制模式 环境化工本质上是在研究如何控制污染的化学机制和解决化学生产中的工艺技术的一门学科[6-7]。过去环境化工的关注点是终端污染的控制及治理的化学研究,目前也取得了一定的效果。但目前这种方法只能治标不能治本,只能对被污染的环境进行治理,减少污染物排放,但是没有从源头上解决污染的排放及产生环境污染的问题。随着人们对于环境、水资源、生存所需物资的无毒、无害、绿色、环保要求,对污染预防及清洁生产的认识也逐步提高。因此在化工生产过程中,如何实现全过程控件污染最少量的全过程生产控制模式,取代传统的生产过程中的终端污染控制模式。如何能做到污染全过程控制模式,首先需要优化生产工艺路线,在生产过程中的中间体尽量无毒无害、副产物尽量的少或是没有。其次对生产过程的副产物及排放物的再次循环及利用,这样做或许生产成本会大于过去传统终端污染控制模式,对于环境却是节约了大量的治理成本,还可以给人类一个适合子孙后代生存的干净空间。 三、环境化工教育与化学发展相合 环境化工的发展离不开化学的进步,目前化学的迅猛发展,是促使环境化工的需要不断更新知识,环境化工就是同具体环境相结合,以治理环境为己任[9]。研究并跟上化学知识的发展,是环境化工教学的重要任务。生物化学、分子生物学、生物无机化学、新型有机合成化学、检测领域的分析化学等都发展推动了化工的进步,同时也向敞开的环境带来未知的污染。学生们需要了解化学的发展,懂得新领域领理论,参与到本质的化学优秀内容,才能得以控制环境的治理。比如现在热门的分析检测领域,需要检测人们日常生活及工业产品的有毒有害物质,为人们的生活提供了安全保障。但是日常检测工作中却产生大量的废水、废气、废的有机试剂。如何能从源头掌控化学污染并与环境化工相结合?这就需要学生学习更多的基础理论知识,将化学与环境化工相互结合、相互交叉、相互促进。丰富环境化工学生的知识面,加强环境化工教学的深度是教育的意义所在。 四、教学与实践相结合 学习的最终目的是实践,以目前污染重的三废:废水、废气、固体废弃物为主要研究对象[10-11],让学生深入工厂实习。以全程控制代替最终治理为理念,进行调查如何改进工厂三废的治理。学生们提出了改进生产工艺,提高产率,减少副产物的产生,如何促使化工生产变成环境友好类生产。对于工业废水提出了按生产过程,在明确知道废水中所含物质后,探索合理的提纯方案,进行提纯处理,即可以净化水质,又可以变废为宝。对于废气,加入纯化装置,如可以循环利用,可以减少废气排放量。如不可以循环利用,必须要净化后放可排入大气。对于废渣,目前已形成了“一业为主,多种经营”,对于钢渣、硅锰渣、铬渣等目前有成熟利用技术,只要公司可以保证生产出的废渣不再次转移,进行多种经营,化生产废渣为下一生产过程的原料,真正做到了环境友好化生产。 五、结束语 环境化工的兴起和发展,为人类保护、改善环境提供了化学方面的依据[12]。通过教学时对学生环保意识的培养,用全过程控制模式取代传统的终遄污染控制模式,如能在生产中引入全程控制,对环境、人类的持久发展,必将起到长治久安的影响。 作者:李阳雪 邹晓新 秦传玉 邹东雷 董招君 单位:吉林大学地下水资源环境教育部重点实验室 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室 绿色化工论文:化学工艺中的绿色化工技术分析 随着我国经济社会的快速发展,人们越来越关注环境保护问题,这也是制约我国经济发展中重要影响因素。在新时期的经济社会发展中,环境污染问题已经影响到人们的日常工作和生活,其中,化学工业中的污染问题尤为突出,应该引起各方面的关注。所以,化工领域中的绿色化工技术发展具有十分广阔的前景,应该在各个层面予以充分重视,以保障化工产业的长期稳定发展[1,2]。总体来看,通过利用绿色化工技术,能够改善传统化工产业中所引发的环境污染问题,这点对于人类社会的长期发展具有至关重要的作用。所以,应该结合新时期的技术发展需求,重视化工领域中的绿色化工技术的研究工作,特别是相对应的理论以及实践方面的工作。 1绿色化工技术概述 在化工领域中的绿色化工技术具有非常重要的作用,通过实施绿色化工技术,能有效保证化工生产对环境问题所造成的污染情况,希望能够进一步提升化工技术创新,通过合理的工艺技术的进步,有效控制化学原料中废弃物所带给环境的危害。所以,应该充分重视有毒的废弃物的排放问题,充分利用好废弃物资源回收技术,保证资源利用效率的进一步提升,根据规范标准,通过对污染物的排放严格控制,以充分发挥绿色化学工业技术的优势。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 2.1化学催化剂选取 分析化工领域中的具体生产,化学催化剂则具有广泛的用处,也是化工领域中不可或缺的,能明显提升化工产生效率。与此同时,也不可避免会造成大量的有毒废弃物的排放,会造成周边环境的不可替代的危害情况存在。所以,在相应的绿色化工技术研发过程中,应该重点落实如何进行无毒无害化学催化剂的开发,并在此基础上,充分有效控制好各种有毒废弃物的排放工作[3,4]。另外,还应该结合项目的要求,做好催化剂的选取工作,一般情况下,首选毒性小、危害程度低的催化剂,保证化工工业的绿色发展。结合现阶段的化工产业发展趋势,针对无毒害催化剂研发已经取得一定的进展,比如,针对烷基化固相催化剂来说,这种无毒害的催化剂,并没有造成环境的实际污染问题,应该在合适的项目中进行推广应用。另外主要指出一点,针对无毒害化学催化剂的研发工作,应根据相关规定标准要求,严格控制好废弃物排放量,并重视排放的废弃物循环问题,进一步提升资源的有效利用率。 2.2化学原料选取 对于绿色化工技术中的化学原料部分,也应该引起足够的重视,并从根本的污染源方面进行严格控制,保证环境污染问题得到一定程度的解决。当前,绿色无污染化工原料的研发过程中,还存在一定的不足之处,依然会造成大量的污染物在生产中产生,出现一定的环境污染问题。所以,应该结合项目实际需求,尽量选择毒性小或者无毒的原材料,尽量不添加化学药剂。比如,比较好的材料包括天然农作物、天然植物等方面。随着化工工业的深入发展,应该从环保的角度考虑,尽可能放弃有毒害的材料的使用,而大力推广无污染、无毒害的原材料,从源头上尽量降低环境污染的问题,也有利于无毒害材料进一步推广使用。 2.3化学反应选择性深化 在研发绿色化工技术时,还应该重视化学反应选择性方面的问题,能提升化学生成物的提取的效率,使其能够符合相关的环境标准要求,进一步降低化工生产的成本,保证满足提升资源利用效率的预期要求。比如,我们经常把烃类选择性氧化物应用在石油化工领域中,主要是考虑到化学反应中极易氧化性的特征,这就会造成生成物存在严重的损害和浸染的可能。所以,应该进一步深化化学反应选择性的工作,避免出现损坏生成物的反应条件,从而符合化工绿色生产的要求,有效解决环境污染难题。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 3.1清洁生产技术应用 应充分发挥清洁生产技术的优势,其不仅在废弃物处理、海水淡化以及冶金方面具有较为广泛的应用,由于不存在毒害反应,这样自然也没有污染物的产生。比如,具体的海水淡化处理中,利用此技术进行海水淡化,能够有效提炼出海水中的盐分或其他,能满足日常生活的需求,并且在整体的应用环节中,清洁生产技术并不会出现污染环境的问题,没有任何的潜在危害情况。 3.2生物技术的应用 针对生物化工技术的发展特点,利用生物技术的优势能够获得很好的效果。一般来说,膜化学技术具有较为广泛的应用范围,并获得良好的效果。利用生物技术,能充分利用好可再生资源,并将其转变为有价值的化学品。充分利用酶的成分的催化剂作用,能够保证反应速度的加快,控制选择得当则不会出现污染废弃物的问题,具有相对温和的特性,对于化工产业的发展具有重要意义。传统的化学生产中,原料大都选择动植物内部的有机原料,在逐步发展中,才逐渐使用了自然中的煤炭和石油等资源。 3.3环境友好型产品应用 考虑到人们日常生活中的环境问题,应充分重视环境对于人们生活的影响,所以,在各个方面对于环境有着更为苛刻的要求。对于环境友好型产品来说,则是在日益严重的环境污染背景下,提出有效控制措施。考虑到传统化石类的煤炭、石油等资源的应用,资源消耗中带给了大气的严重污染问题,引发人们身体健康的严重危害性,所以,应该积极开展新型环保产品的研发,这也是符合人们日益增强的环保意识的需求。比如,以酒精的生产为例,主要是利用天然甘蔗为主的原料,能够通过技术发展生成新型乙醇汽油,实现汽油替代,具有一定的应用范围。在越来越多实践应用中,环境友好型绿色产品能够有效降低环境污染所带来的难题。 4绿色化工技术展望 化学工业中的绿色化工技术具有重要意义,对于我国社会的可持续化发展功不可没,同时,绿色低碳科学理念也必将是未来化学工业发展的重要方面,这里结合当前的化学工业发展现状,针对未来绿色化工技术的发展,应着重分析以下几个方面的内容[5]:第一,通过直接转化技术,使得合成步骤的“原子经济”性有所提升。从实际的绿色角度来看,有机合同需要两步或者三步才能完成,如果能将其缩短为一步的原子经济反应,能充分体现出直接转化技术的优势。比如,在进行生产环氧丙烷的过程中,传统则是利用两步法的反映方式,在得到钛硅分子筛后,可以满足催化氧化丙烯制环氧丙烷的原子经济新方法。诚然,在化工领域中,满足原子经济性的条件还比较困难,有些条件甚至还是不可能实现的,但是,应该不断优化,充分利用化学反应的集成,能利用好排出的废物,可将其作为另外反应的原料,满足封闭循环的要求,实现零排放的需求。第二,保证输入端能量和过程中能量的管理得到充分的重视,满足整体循环过程中的能量消耗最低原则。在节能减排的指导原则下,不断开发新技术和新工艺,替代传统的排放量大、能耗高的技术,充分利用好新型的热能、氢能以及太阳能资源,尽量减少碳排放。第三,保证输出端CO2的集中转化技术进一步提升。利用高效的催化材料,满足高效活化、定向转化CO2等技术的突破,通过电化学方法、光催化等手段,尽量实现工业生产中的CO2排放量最小的原则。 5结语 综上所述,化工生产中的有害物质会造成环境污染问题,对社会持续稳定发展造成严重影响。所以,应该重视绿色化工技术的研发,充分利用绿色化工技术的优势,实现环境污染问题得到有效控制,进一步综合性利用资源,有利于实现化工行业的进一步健康、和谐发展。 作者:郑小伟 单位:合肥铜冠国轩铜材有限公司 绿色化工论文:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 绿色化工论文:谈化学工程工艺中的绿色化工技术 前言 近年来我国经济高速发展的同时,严重的环境问题已经受到社会各界的重点关注。环境污染问题已经影响到人们的日产生活,其中化学行业带来的污染非常普遍,因此,需要发展化学工业中的可持续发展战略,强化绿色化工技术的运用。绿色化工技术的运用能够从根本上抵制化学行业能源消耗带来的污染问题,因此,对其探讨是非常必要的。 1绿色化工技术 绿色化工技术指的是在化学工业发展中运用化学工艺或者原理对化学方法进行改造,以此来减少化学技术中化学原料、化学废弃物或者有害化工产品对环境的危害和污染,尽量将化学过程中的废弃物进行二次利用,提升废弃物利用率的同时也减少排放量,促进化学工业的绿色和生态发展[1]。 2绿色化工技术在化学工程工艺中的开发 2.1化学原料的选用 绿色化工技术的开发过程中,化学原料的选用就非常重要,这能够从根本上解决污染问题。绿色、无害的化工原料在生产、排放的过程中也能产生较少的污染物。当前高科技发展下,已经生产处很多无毒无害或者较少毒害的原料、催化剂、各种溶剂供化学工业的发展使用,在化学工业生产中尽量选择这样的化学原料,比如是很多天然的植物,包括各种农作物或者野外农作物,还有很多生物,都是无害化学原料的最佳选择。在化学工业发展中,尽量使用这些物品代替,而且这些物品的成本通常比较低,来源广泛。 2.2化学催化剂的选用 化学工业发展中常常使用各种催化剂加速化学反应的速度,但是很多化学催化剂容易加重化学反应废弃物的排放量。现在绿色化工技术开发过程中重点关注的就是对无害化学催化剂的开发。同时,在化学催化剂的选用上,尽量用毒害较小的催化剂代替毒害大的催化剂,促进化学反应过程的绿色发展[2]。很多化学行业的研究人员正在大力开发烷基化固相催化剂,其没有毒害,期望这种催化剂能够早日被广泛运用。在无毒害化学催化剂开发过程中,注重其废弃物的排放量和循环使用率,最好能够提升其循环使用的过程。 2.3强化化学反应的选择性 在化学反应过程中,尽量提升化学反应的选择性,让化学生成物的提取和净化更加便捷,也能够有效地控制化学生产成本,减少能源消耗和废弃物的排放。比如在石油化学工业中经常进行的烃类选择性氧化,其反应的生成物极易发生氧化现象破坏生成物,因此,在化学反应中,会尽量避免使用这种反应。强化化学反应的选择性,能够提升化学生产过程的健康发展水平。 3绿色化工技术在化学工程工艺中的运用 3.1清洁生产技术的运用 清洁生产技术在包括冶金、印刷、垃圾处理、海水淡化、煤气化技术、发电技术等行业中已经被广泛运用,在其过程中没有毒害,而且没有污染物。多种行业中运用清洁生产技术已经有效地控制了废弃物和有毒物品的发生。比如在海水淡化过程中,运用清洁的化学方法对海水进行处理,其原料是海水,这是一种比较丰富的天然资源,产生的主要成分是淡水,整个过程中的生产技术对环境的污染非常小。 3.2生物技术的运用 生物技术在化学仿生学与生物化工中的运用集中在细胞、微生物、酶的范围内,其中酶、膜化学技术运用地非常广泛。生物技术可以讲很多可再生的资源在生产过程中转化成有用的化学品,比如自然界中存在的酶是非常普遍的一种催化剂,其在生产过程中没有污染物的生成和排放,而且反应的条件比较温和,受到化学行业的广泛利用。 3.3环境友好型产品生产过程的运用 当今社会环境污染问题非常严重,各行各业对环境友好型产品的生产与利用非常急切。从人们的实际生活来讲,运用绿色化工技术的目的就是能够生产处大量的环境友好型产品,这能够给人们的实际生活带来优势。环境污染问题严重影响到人们的生活质量,环境友好型产品的开发和利用能够避免产生环境污染问题。比如在生活中传统的汽油燃烧给大气带来污染,也影响人类的健康;各种产品中氟利昂破坏了大气中臭氧层,给人们的生活埋下安全隐患;很多塑料产品在人们生活中广泛利用,带来很多便捷之处,但是使用后形成垃圾不容易被分解。这些严重的污染问题急需被解决,这些带来污染的产品急需被取代。所以,随着技术的发展,可分解的塑料制品、清洁型汽油、新型燃料逐渐地被开发使用,人们的环保意识也在增强,现在已经有很多的研究用在环境友好型产品的开发上,比如在酒精的生产上,其原料已经变成了天然的甘蔗;利用较易提取的乙醇汽油取代原来的汽油,在汽车行业中被广泛运用。环境友好型产品受到大众喜爱的同时,应该提升开发技术,加大对其的开发利用,这是与人们的实际生活紧密联系的问题,需要社会各界齐心协力的支持[3]。 结论 化学工业为各行各业的生产和发展提供了宝贵的物质资料、能源要素,但是也为环境和人们的生活带来了严重的污染问题,因此,在其发展过程中,应该采用积极的措施有效地避免污染问题。化学工程工艺中绿色化工技术的运用和开发能够从根源上避免污染问题的发生,在今后的化学工业发展中应该大力地提倡和推广。 作者:其其格 单位:包九中高三 绿色化工论文:绿色技术在石油化工的应用 1应用绿色技术的必要性 1.1环境污染问题研究 石油化工生产中会产生大量的废水,不经处理直接排放容易引发生态失衡,环境污染也因此造成,社会发展速度加快后对化工产品需求量也逐渐增大,化工生产向空气中排放的污染气体是大气污染的主要因素,酸雨问题也频繁发生。全球范围内共同关注的环境问题包括臭氧层漏洞、水域污染等问题。酸雨一旦发生,造成的破坏是不可弥补的,植物受到腐蚀后会枯萎死亡,水体受污染动物饮用后也会受到影响。酸雨腐蚀性极强,发生区域要及时对建筑物表面清洗处理,将酸性综合,都则这种腐蚀性会破坏建筑物表面修筑材料,承载能力逐渐降低,或者出现材料损坏掉落的情况。臭氧层是一道天然保护屏障,出现空洞后紫外线会直接照射到地球表面,对动植物以及人类带来危害,高强度紫外线直接照射在人体皮肤表面容易引发皮肤癌,目前极地已经发现臭氧层漏洞,经过环保工作者的努力漏洞面积正在逐渐的减小。但仍需要各界人士的高度重视,避免污染问题进一步恶化。温室效应也是目前主要的环境污染问题,地表温度逐渐升高,造成两极冰川融化,陆地面积会因此减小。明确现存环境问题后应在化工生产技术上做出创新,引进绿色环保技术。 1.2绿色技术势在必行 石油化工生产环节会产生污染物质,直接排放能够引发环境污染,但废气物中含有大量生产所需的原料,直接排放还会造成原料浪费,生产成本增大。由此可见,应用绿色生产技术是势在必行的,化工企业长期发展必然要在工艺上做出进步,对排放物质进行检验,并制定有效的分离处理方案。传统废弃物处理技术只是统一的分离,将有机复合物提取出来,但再次利用的效率并不高,分离效果也不明显。绿色技术是在生产环节与排放处理环节共同进行的,从根源治理污染,效果显著,对生产工艺做出创新还能避免出现原料浪费现象。选择生产原料时也会使用新型材料,以此来代替传统污染严重的化工材料,实现环保目标。 2绿色技术在石油化工中的应用 2.1绿色化原料 2.1.1无毒原料。绿色生产技术中所选用原料要做到清洁无毒,随着生产工艺不断进步,传统生产工艺中使用的有毒物质已经被新型材料所代替,一氧化碳经过研究调制被应用在生产环节中,塑料制品是石油化工生产中最常使用到的原料。传统生产工艺中使用聚乙烯材料制作一次性饭盒,埋入土壤后不能降解,造成垃圾污染,新型生产技术使用玉米淀粉代替这种材料,埋入土壤经过三个月的时间可以降解,并且不会产生毒害物质。这正是无毒原料的典型应用案例。碳物质是各类工业生产中必备的成分,具有吸附性质,将这种原料与其他制膜材料相结合,在功能上会有明显进步。除固体废弃物之外,光、气体污染也要得到重视,结合环境容纳量对排放量做出计算。 2.1.2可再生原料。绿色技术提倡使用可再生能源,石油是宝贵的生产资源,再生时间漫长。因此在生产环节中将其规划为不可再生能源。将煤炭与石油作为主要化工生产原料,会增大生产成本,绿色技术得到落实后越来越多的生产企业使用水解葡萄糖代替原有材料。这种可再生材料具有良好的催化能力,能够满足化工生产中的元素反应需求。其他类型的可再生能源制作工艺也在逐渐完善,现已投入生产使用中。 2.2绿色化化学反应 化工生产与化学反应是分不开的,反应过程中释放出的气体很容易引发环境污染。绿色技术应用后针对化学反应生成物质做出研究。优化反应环节,以此来减少污染气体排放量。元素在反应不充分的情况下容易生成污染物质,因此添加高效的催化剂可以避免此类现象发生。2013年,我国二氧化氯的排放量达到全球第一位,已经超过了2,000吨大关。我国所排放的二氧化氯大都是石油化工生产中由于化学反应无法完全导致的。目前,有机原料生产中,乙烯、丙烯的聚合、乙烯直接氧化制环氧乙烷等反应都是利用原子经济反应开发的。这些化学反应与传统化学反应相比来说,使用了更加高效的催化剂,制造工艺先进,副产物少,环境污染小。 2.3绿色化催化剂、溶剂 2.3.1催化剂绿色化。在石油化工生产过中,三氟化硼、硫酸、三氯化氢等物质被普遍作为催化剂来使用。这些催化剂均含有剧毒,会对环境造成严重污染,威胁到人们的身体健康。经过长时间的研发,国外很多公司在利用乙烯、丙烯、苯烷基化生产乙苯、异丙苯的时候,已经率先使用Y型分子筛、ZSM-5分子筛等固体酸催化剂来代替有毒的三氢化铝、氢氟酸等催化剂,让生产乙苯、异丙苯等物质的过程做到了零废物排放。 2.3.2溶剂绿色化。当前溶剂绿色化最为活跃的研究领域即为超临界流体的开发与使用,尤其是超临界二氧化碳的应用。超临界二氧化碳即为温度与压力都在其临界点之上的二氧化碳流体。这种流体的物理性质十分珍贵,其具有液态溶剂的溶解度与黏度较低的特性,与气体特性相似。但是由于高度的可压缩性,其密度、溶解度、黏度等指标都可以通过压力来进行调节,并且无毒、无污染、经济实惠,具有其他有机溶剂不可替代的优势。因此,超临界二氧化碳已经被作为多种有机反应的溶剂被应用。 2.4绿色化产品 化工产品已经在人们的生活与工作中普及,化工产品的使用与人们的身体健康有着直接的联系。例如,现代化学建筑材料与装修材料中所含的高浓度甲醛等有害物质被释放到室内,往往导致人体中毒,甚至身亡。又例如,浓度过高的农药是导致食物中毒的重要原因之一。含磷洗衣粉中的磷是导致环境污染的重要物质。目前,国外已经成功开发可以用来保护大气臭氧层的氟氯烃的替代用品,以及可以防止白色污染的生物降解塑料等。国际上还在持续开发研制对环境更加友好的化工产品,例如THPS杀菌剂等。为了减少汽车尾气中的一氧化碳以及烃类产生的臭氧与光化学烟雾对大气的污染,新配方汽油问世,新配方汽油中对汽油的蒸汽压和苯、芳烃等物质的含量有严格的限制,而且汽油中还需要加入含氧化物。 3结论 在传统的石油化工行业发展过程中对生态环境造成了不可挽回的破坏,严重影响了人民群众的日常生活与工作。为了给人类营造健康、平衡的生态环境,我们必须高度重视生态环境,一改传统石油化工行业破坏生态环境的作风,减少石油化工行业产生的环境污染。而绿色技术在石油化工行业的应用就是改善生态环境,实现可持续发展的重要举措。在未来石油化工行业发展的过程中,绿色技术必将发挥其应有的作用,实现生态与经济的平衡发展。 作者:赵加龙 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色化工论文:绿色环保视野下化工技术发展与应用 1绿色化工技术的概念 绿色化工通常指的是利用现代化工技术或方法,进而实现减少甚至消除危害到人类健康、污染生态环境以及威胁社区安全的物质,而这种技术又被称作绿色化工技术。绿色化工技术主要是以绿色化学知识为基础,进而实现从源头上尽可能地阻止污染环境的生产过程,故而,绿色化工技术现已成为发展环境友好型工艺、化工反应及产品的重要技术支撑。伴随着我国可持续发展理念的不断深入,当前,大力发展绿色化工技术已经成为我国化工企业在生产过程中的必然选择,随着绿色化工技术的不断发展,原子经济反应逐渐成为了绿色化工技术应用效果最为理想的重要方向。原子经济反应主要是指在将原料中的所有原子全部转变成产品的同时,实现不产生任何污染物及副产品的目的,真正意义上实现了化工企业生产的零污染排放,此外,在这一过程中也不需要使用传统化工技术中所使用的各种原料、催化剂或有毒溶剂等,最终也加快了环境友好型产品的出现。 2绿色化工技术的最新发展及应用情况研究 (1)原子经济反应技术。伴随着绿色环保理念的逐渐宣传和深入,当前传统的化工企业正面临着节能与减排的严峻考验。在经过了对化学同资源与环境间关系的反复分析和研究之后,催生出了原子经济反应。早在1991年,美国的托罗斯特教授就提出了原子经济反应的概念,但是其真正得到人们的广泛关注的研究是最近几年才开始的。经过几年的快速发展,其现已成为目前全球国际化学科研的前沿领域之一,并为21世纪化工技术的可持续发展奠定了坚实的基础。发展原子经济反应的根本目的就是要将过去“先污染,后治理”的化工技术生产路线转变成“从源头上消除污染”。当前,在美国原子经济反应得到了广泛的研究与应用,并将其作为美国化工领域新世纪化工绿色发展的主要方向之一。在我国,相关的科研单位或研究所,如中科院、自然科学基金委员会等也对原子经济反应进行了研究,并将其纳入了我国国家重大科研计划中;我国相关的院校等也相继组建了绿色化工技术的研究机构,这对加快推动我国原子经济反应等绿色化工技术的进一步发展与应用有着重要的现实意义。 (2)绿色化学技术。绿色化学技术也可以被称作可持续发展化学技术。当前,这种技术已经在全球化工领域的研发工作中占据了重要的位置,此外,世界各化工企业也纷纷在绿色化学技术中获得了巨大的潜在商机以及市场效益。要加快推动绿色化学技术的发展,除了要获得企业及科研单位、机构等的关注外,还要加快制定严格的环境法律法规,旨在防止潜在有害污染物或物质的生产及使用。如,当前欧盟就出台了REACH法规,其主要是对化学品的注册、评估、授权以及限制进行明确的规定,以确保在有害物质或污染物的零排放。目前,全世界范围内对节能以及可再生资源产品的需求越来越大,而各大化工企业也都相继将绿色化学技术作为产品研发的重要方向,并不断对绿色化学技术进行创新,进而不断加强绿色、可持续发展产品的研发。 (3)分子设计技术。要想从源头上将化工污染物进行控制,就必须在生产过程中选择科学的化学反应途径。在这之中,不仅需要考虑到对原材料的利用效率,而且还要考虑到理论上的生产效率。就原子经济反应来看,其能够实现原子转化率的100%,且能够确保废物、副产物或污染物等不会出现,真正意义上实现了零排放的目标。因此,这种反应对保护环境、节约资源是有很大帮助的。当前,国外不少发达国家早已实现了化工产品生产过程的零排放标准,而这也逐渐成为评价化工生产过程对环境带来潜在影响的重要标准。因此,利用当前比较流行的分子设计技术来进行绿色化工生产过程的辅助设计,能够对化工生产中不同生产流程中所产生的污染物质进行有效鉴别,进而确定最佳的生产路线,制定出一条经济、污染少、绿色、合理的化工生产流程,为化工生产工艺的进一步完善打好基础。 (4)未来发展。未来,要注重环境从治标到治本上的发展。在化学反应中减少废弃物的产生。并运用综合手段,做到让废弃物经过一系列的反应,产出有用的材料与产品。绿色化学工程已成为未来化学方向研究的重要目的之一。人们对环境的破坏造就了对绿色化工的研究,而提高资源的利用率,从根本上说,也就是绿色化学能够预防环境污染,并实现对其原子的转化,使废物及污染物能够得到有效处理。在未来化学工业中,环境友好型化工将成为其主要的发展方向;以无毒无害的化学原料为最基本的化学反应,也成为了未来绿色化工生产过程中采用的化学反应方式之一。如在过去,大多数的化工企业都使用煤、石油等作为生产原料,但未来可用有机化学产品代替。而在未来,能源的使用也主要是以开发新型能源,合理使用未开?能源为主,并要加大对可回收产品的循环利用,从而促进经济社会的转型,以保护化工资源;此外,还要利用环境友好型产品,如在汽油中加入甲基叔丁基醚,甲基叔戊基醚等含氧化合物,进而促进汽油的燃烧效率,实现尾气中二氧化碳等废气排放量的减少。伴随着绿色化学技术科研力度的不断加大,其发展与应用的广度与深度也得到了进一步的延伸与扩展。化学工业在生产中占着重要作用,在处理化学工业污染排放上,要站在可持续发展的角度上,并紧跟绿色化工技术的最新发展趋势,争取加快推动我国绿色化工行业的发展。 作者:陈琼 单位:开封大学 绿色化工论文:环境保护下绿色化工机械的应用 1绿色化工机械的集成化 需将先进技术、相关的管理综合到一体,信息、制造和管理技术进行融合,这一系列的集成能够将生产紧密联系到一起。绿色化工机械的网络化。网络发展,绿色化工机械必然无法离开网络。数字技术、通信技术之间的互相融合,推动了制造业整体化的发展,实现了资源的互补和共享。绿色化工机械的智能化。绿色化工机械的制造、生产中会有大量的信息产生,都需要进行合理的、科学的处理和解决。 2绿色化工机械与环境协调发展的有效对策 2.1绿色设计理念 绿色化工机械,须以“绿色设计”为引导方向,实现化工机械与环保两者之间的融合,学习各个行业的设计理念,投入当前的高科技运用,落实绿色化工机械中的技术、以及环保部分,同时还会涉及到经济部分,实现三者之间的融合,进而形成新型设计模式。与此同时,还应注重把控以下几点原则:首先,先进性技术应用;其次,化工机械、环境之间的协调性:最后,最高综合性效益。绿色化工机械设计根本目标——“达到同等、或更高生产效力前提之下,降低能源消耗,促进资源利用率,注重废弃物的循环使用和回收,提高废弃物的再利用,坚持环境保护,并以此为标准”。 2.2环保材料 环保意识在全社会范围内的不断增强,人们越来越多我们所生存的环境问题,生活中、工作中和生产中,环保材料的使用越来越广泛地被人们关注,并尝试探求新的先进的技术手段去创造,不断发掘新的信息。而目前,新型材料的被发掘、被使用,给绿色化工机械的运用带来了非常深远的影响。目前我们常见的一些环保材料有“易降解”、“生物降解”、“天然”及“易回收”的材料,除上述几种之外,一些没有办法回收,但是其废弃不会对环境造成任何污染的材料,也是非常热门的。化工机械的实际使用中,立足于达到同等生产效力,应尽量选取环保材料,以此来代替当前我们选用的污染性大的材料,减少浪费和污染。 2.3回收环节 绿色化工机械,其设计理念须坚持以“绿色”为基础,深入考察相关的环境影响因素,在设计和生产中,充分融入“节约”的意识,坚持保护环境和能源。尤其是对机械回收部分,要进行相关的研究,尽量实现高回收的合理设计,实现保护的目标,创造出更多的经济价值和环境价值。“手工分解”在目前的化工机械中,依然处于非常重要的地位,成为化工机械的主体,虽然说表面上看去,其回收率依然客观,但是环境保护的效果却差强人意。DFR——化工机械回收设计,指的是在化工机械的设计中,将材料回收、机械回收考虑到化工机械整体范围内,选取回收价值相对较高、处理简便的材料,实现资源再利用,以期达到“环保”目的。 2.4提升创新能力 “创新”,这个字眼各行各业都会有涉及,是当前这个信息化的社会发展必然要求。当前社会我们必须注重创新,尤其是绿色化工机械的创新。新时期的企业,想要时刻保持竞争力,须提高化工机械设计技术、生产制造技术、包装技术的先进性,实现知识创新以及技术的革新。最后,我们须注重国家政策制度,以不凡的决心和勇气,完成创新,实现完美的蜕变,为绿色化工机械与环境的和谐发展奠定扎实基础。 作者:邹德元 单位:内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 绿色化工论文:绿色化学化工现状与发展 1绿色化学化工的基本原则 国际上对绿色化学化工有比较统一的原则,主要包括以下几方面:其一,在生产源头上防止废弃物的产生,而不是产生废弃物后再进行净化处理。其二,进行生产原料最大化利用的产品设计。其三,进行产品设计时,考虑生产效率,并减少生产原料和产品的毒性。其四,对于析出剂和溶剂等辅助产品,要尽量少用或不用,或尽量使用无害产品[2]。其五,尽量降低能量在生产过程中的损耗和其对环境的影响。其六,在考虑经济和技术的前提下,尽量选择可回收的加工材料作生产原料。其七,尽量避免在生产过程中产生不需要的化学衍生物。其八,选择更符合化学计量的催化剂。其九,化学产品在使用结束后可以进一步分解成为无毒无害的降解产物。其十,研究并发展化学化工的生产过程,做到在危险物形成前对其进行检测和控制。 2绿色化学化工的发展趋势 2.1绿色化工产品设计提高绿色化工设计的积极性,在绿色化工产品设计过程中,应遵循以下设计原则,即:全生命周期设计、降低原料和能量消耗设计、再循环和再使用设计、利用计算机技术设计等。 2.2绿色化原料及新型原料平台基于本研究所述原材料选择的原则,一些新型的原料平台在化工生产中越来越受到瞩目,如以石油化学工业中的低碳烷烃、甲醇和合成气、废旧塑料以及生物质等作为原料平台。此外,对于传统原料合成中有毒、有害、有刺激的原料的绿色化工艺也得到了广泛的研究。 2.3新型反应技术开发传统有机合成反应中有毒试剂和溶剂的绿色替代物成为新型技术的发展方向。另外,反应与相关技术(如生物技术、分离技术、纳米技术等)的结合为开发新型反应路径提供了发展空间。 2.4催化剂制备的绿色化和新型催化技术目前的研究大多关注使用新型的催化剂改变原有的化学反应过程,而对催化剂制备时的绿化问题很少关注。因此,对可回收并能反复使用的固体催化剂的研究,即如何在分子水平上构筑活性和选择性均能达到高水平的固体催化剂的研究成为今后发展的重要课题。此外,酶催化剂和仿生催化剂等的研究也成为未来的发展方向。 2.5溶剂的绿色化及绿色溶剂利用无毒无害的溶剂来代替挥发性的有机化合物溶剂是目前绿色化学的重要研究方向。此外,目前的研究还关注溶剂的闭环循环、以水做溶剂或无溶剂系统的开发等方面。 2.6新型分离技术对于新型的分离技术普遍关注超临界流体萃取、分子蒸馏、生物分子和大分子的分离等方面,如何采用新型的分离技术同时又降低成本也将是未来的发展方向。 2.7计算化学与绿色化学化工相结合为了减少实验次数及原料消耗,同时又能精准地选择底物分子、催化剂、溶剂和反应途径等,可以借助量子化学计算来实现,从而达到绿色化工工艺和技术的目标。此外,还可借助计算机技术,模拟研究原料、反应器设计、经济和商业模型等,以降低生产成本。本文来自于《黑龙江科学》杂志。黑龙江科学杂志简介详见 3结语 在全球经济飞速发展的今天,生态环境的恶化也越来越严重,为了保护人类赖以生存的家园,世界各国都将开发新能源和可持续发展作为发展的重点。绿色化学化工的出现缓解了化工对环境污染的问题,但是由于绿色化学化工的发展历史还很短,发展的速度又非常快,所涉及的范围也很广泛,因此,本研究论述的并不全面,绿色化学化工工作者应积极投入到这一学科中,促进学科的发展,为保护生态环境做出应有的贡献。 作者:陈晓隆 单位:哈尔滨师范大学化学化工学院 绿色化工论文:绿色石油化工工艺综述 一、绿色石油化工工艺的主要内容 “原子经济性”是绿色石油化工工艺的优秀内容之一,所谓经济性就是减少浪费,让所有参与的物品都能达到最大的使用性,原子经济性就是利用原料中参与反应物中的细小原子,在化学反应过程事能够得以充分的利用,尽量向空气中少产生或不产生废弃物,既能充分利用资源,又能防止污染。回收再利用、减少使用量、再生新能源或是不使用有害原材料是绿色石油化工工艺的另外一个优秀内容,回收再利用就是将已有废弃的产品经过化学工艺使之产生新的产品,减少使用量就是对于污染环境,给人类的生存健康的材料少用或尽量不用或是找新的材料来代替。这样就会大大减少三废排放;有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求。 二、绿色石油化工工艺现存在的问题 1.危险性大绿色石油化工工艺术行业是一个存在潜在网险巨大的行业,它生产的任何产品都要经过化学反应来进行,稍有不慎就会造成巨大的经济损失或人员伤亡事件,行业危险系数高,危险性大。 2.原料种类少,资源浪费严重绿色石油化工工艺行业主要原料就是石油和煤炭,而我国两种原料的储藏资源在日异减少,要想发展好绿色石油化工工艺行业,就必须保证和两种有限资源的协调发展。目前,我国能源的使用率不高,单位能耗所创造的财富远远低于发达国家,我国创造每单位GDP的能耗比国际水平高出许多,是世界平均值的3至4倍,日本的11.5倍,美国的4.3倍,德国、法国的7.7倍。如果再按照高耗能、粗放式的方式扩大生产,全世界的能源也难以维系高速运行的中国经济快车。 3“.三废”排放多,对环境污染大汽车行业是石油化工行业最大的用户,它每年向空气中排放大量的CO2,全国一些大城市汽车尾气对空气的污染已达到50%以上,人生常期生活中这样的环境里会感觉胸闷,嗓子干痒,头晕等,严重威胁人类的健康。四、绿色石油化工工艺发展思路绿色科技内涵是要对环境污染进行合理控制,从根源上解决环境污染问题,传统的石油化工工艺已对环境产生了污染,而绿色化工工艺体现为绿色生产、无废物排放,这才是控制环境污染的最根本的方法。所以绿色化工工艺要向使用无毒害作用的反映材料与催化剂,追求原子经济,减少“三废”的排放目前标努力!第一要进一步开发研制“原子经济”反应,它是绿色化学工艺首要研发的反应类型,不断研制和改善反应中的催化剂,以实现反应中的各原子利用率最大化;第二,加强石油石化行业管理和内部控制,保证生关设施安全和人员安全,加强岗位责任制度建设,培养员工主人翁意识和责任感;第三选取环保的原材料,绿色石油化工工艺的一个要求就是杜绝使用毒害的原料,而是选择化学物质充当原料,要想从根本上免除环境污染,可以利用能够再生的自然材料例如:野生植物作为化学原料,以及一些农业废物,如:秸秆、稻草等进行反应成为酸、醇等化学物质;第四,选择绿色环保效果好的工艺,设计有利于环境的化学反应途径,形成物质与能量的良性循环。 三、结束语 绿色石油化工工艺的最终目标为生产出对环境和对人类健康有利的产品,保障人们正常的生活和生产中所需的能源。特别是能够研究出代替燃油,减少汽车对向空气中排放的废气,来保护生态系统。随着科技的发展,科研水平的提高,如今,一些高分子、精细化工产品都已问世。例如:生物生产干扰素、费事催化技术合成醛、醇等产品都取得了良好的环保效果。绿色石油化工工艺行业要想有效降低对对环境的破坏,达到没有公害的绿色生产的目的,就要尽量选取一些节约资源,耗能低的化工工艺,以及一些无毒害作用的原材料,利用绿色环保的生产技术,不断提高生产工艺。 作者:韩英杰 单位:哈尔滨石油学院化学工程系 绿色化工论文:煤企发展绿色煤化工之构思 1绿色煤化工发展中存在的问题 绿色煤化工理念虽然先进,但其中涉及问题繁多,因此实施起来并不是一件容易的事,还存在很多问题。理念和技术问题无论生产企业还是设计院,尚存在对企业发展与节能减排的关系认识不够,重工艺、轻节能减排的老观念。而且传统对能量只从数量上认识,缺乏质量意识,致使在转换、利用、回收过程中效率很低,除无谓损耗外,缺乏在损耗和投资之间权衡的意识以及技术经济优化的意识,靠经验难以达到项目设计方案优化。再是,由于条件的局限,设计中对能量的利用多是分散,孤立考虑的,缺乏系统的观念,也未采用能量综合优化的设计思想,观念和技术。我国缺乏绿色煤化工方面的节能减排导则、标准,增加了企业在具体操作时的难度。设计环节问题在企业方面,有时急于上工程,项目可行性研究看重工艺,轻视能量优化,设计阶段只委托设计院做装置设计,缺乏与全局节能优化的观念;在设计院方面,由于体制和观念的因素,往往在经费和人力保障不够的情况下,急于赶任务,对节能及能量系统优化考虑不够。目前,国家已经意识到这点,现要求年综合能耗2000吨标准煤以上的项目必须编制独立的节能专篇,进行节能评估和审查。节能减排管理弱化发展绿色煤化工是一项系统工程,需要从全局规划的角度对新建、扩产、基建等项目考虑节能减排的职能。节能减排不仅仅是科技、生产、技术或任何一个单独部门的问题,也是牵涉整个企业所有部门,从设计,运行到控制各个层面系统性,全局性的重要工作,目前缺乏系统性的管理和激励机制。绿色煤化工评价体系不健全由于缺乏科学系统的绿色煤化工评价体系,宏观调控上缺乏有效的行政手段,给执行带来了较大困难。对于绿色煤化工还没有系统科学的制度来给以促进、评价及管理,不能以确定的标准来衡量企业的绿色煤化工水平高低。 2绿色煤化工发展的思考 2.1增强绿色煤化工理念 企业负责人要牢固树立“节能减排是煤化工企业生存的生命线”这一理念。增强煤化工管理人员及现场操作人员对绿色煤化工的理解和认同,从思想上提高对能源节约、环境保护的认识,对绿色煤化工和可持续发展理念的认识,真正将绿色煤化工落在实处。坚决取缔先发展、后治理的传统方式和理念,而应通过开源节流、提高资源利用效率,创新体制机制,推行循环经济模式。 2.2源头节能减排 在可研、能评、环评及设计报告中,均应充分考虑节能、节水与环境保护等方案措施。选用先进工艺技术、采购高效节能设备、实施环保“三同时”,作为项目建设期必须坚持的基本原则。主要耗能设备的采购都应经过节能效果评价,杜绝使用国家已明令淘汰的高耗能设备。在运行阶段初期,对整个用能系统进行能量平衡测试,对重点耗能装置与设备进行检测,对污染物源及排放情况进行调查。并以此为依据,制定能耗与环保考核指标,指导操作运行人员优化运行方案,使生产装置在安全、经济、节能、环保的模式下运行。 2.3加强节能减排管理 发展绿色煤化工是一项系统工程,不仅仅是节能环保、科技、生产、技术或任何一个单独部门的问题,而是牵涉整个企业所有部门,是系统性、全局性的重要工作,应借鉴先进企业的成功实践,制定有关促进绿色煤化工的管理制度、建立健全节能减排管理体系和有效的激励机制。增加企业自主实施绿色煤化工的主动性。建立明确的赏罚机制,对达到标准的企业予以奖励,激发绿色煤化工建设的积极性和主动性。 2.4建立绿色煤化工评价体系 建立和完善评价体系是促进绿色煤化工实施和发展的关键之一。绿色煤化工评价体系应保持较强的客观性,因为评价方法主观性太多,会影响人们对其客观性的信心,从而影响评价体系在实践中的推广应用。此外,评价体系还应该有较强的可操作性。在实践操作中,如果评价系统过于复杂,不易操作,不能方便地被采用,也就不能称之为最佳的评价方法。目前,中煤集团正在积极研究该项工作,不仅可以为集团内部企业的绿色评价提供依据,届时也可以为整个煤化工行业提供参考,促使煤化工项目的设计、管理和能源利用等环节,更多地考虑节能、环境因素,引导煤化工绿色发展。 2.5加强绿色煤化工技术研究 与国外相比,中煤集团在绿色煤化工关键技术研发方面还有较大差距,具有自主知识产权的工艺和设备更是缺乏。建立和完善绿色煤化工技术体系是目前亟待解决的问题。 3结语 绿色煤化工在“绿色中煤”发展中占重要地位,是中煤集团可持续发展的必然要求。但绿色煤化工是一个系统工程,涉及到多个专业和各个方面,在实践层面存在的很多问题有待专业人员进一步深入研究,并逐步加以解决;只有这样才能使中煤集团绿色煤化工产业实现经济效益、生态环保效益和社会效益的共同发展。 作者:李保玉 何绪文 单位:中国矿业大学 中国中煤能源集团有限公司 绿色化工论文:探究绿色化工的进展及展望 1.绿色化工技术的现状 美国在20个世纪90年代将污染防治的问题提出,并在基本国策中添加了防止污染这一项,相继有污染防止法案出台,并在90年代中期国家环境技术战略向公众宣布。在几年之内,根据绿色化学研究性问题,美国化学会成立了专门讨论会等一系列相应的措施,并设立了一系列与绿色化工、环保相关的奖项,如总统绿色化学挑战奖等。显示出了美国对绿色化学的重视程度。国内在国外的绿色环保化学进行得轰轰烈烈时,经过院士的多次讨论,最终确定了“绿色化学与技术”作为最后的议题,中国科学院化学部也授权同意议题。讨论会“工业生产中绿色化学与技术”于1996年首先召开,《绿色化学与技术研讨会学术报告汇编》也在同一时间出版。“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”科研项目,也是中国具有代表性意义的基础项目,通过自然科学基金和中石油化工公司共同资助,于1997年启动。20世纪末在合肥,首次国际绿色化学高级论坛展开活动;并有杂志积极响应大会精神支持大会工作,如《化学进展》。还相继出版了“绿色化学与技术”专题报告等。在21世纪,我国不断的有可持续绿色化工议题被提上日程,这一领域有无数的研究者参加研究,进行交流学习,也取得了骄人的成绩。 2.绿色化工的技术动态 简单来说绿色化工技术就是通过对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除能够污染环境的物质,实现废物零排放,并建立友好环境。摒弃粗放的化工生产模式是化工企业的全新出路,即绿色化工,用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。增加节水措施,提高谁的重复利用率等。通过对先进技术的应用,使环保型产品被研究出来,实现清洁生产,使三废排放量得到最大限度的降低。落后的生产工业要被逐步淘汰;使原材料消耗降低;通过提高化工废水处理设备质量、使设备成套化,来使得到化工环保产业技术和装备水平提高。“化学的绿色化”已被美国化学界列为迈向21世纪化学进展的主要方向之一,绿色化工也在一定程度上涉及到化学方面,例如化学的有机合成、生物化学、分析化学催化等。酿造、制药、造纸、印染等行业在滚动修订“九五”发展规划时,在规划中应逐步补充进绿色化学与技术的内容,我国国家科技部组织应该为此做详细的调研。使“九五”基础研究规划中含有绿色化学与技术研究工作,并在同一时间内将科研工作安排恰当。以国家自然科学基金委员会与中国石化总公司联合支持开展了“环境友好石油化工催化化学与化学反应工程”重大基础研究项目为例,这是一种把导向性基础研究与技术创新相结合较好的组织形式。 3.绿色化工的研究方向 对清洁硝化和还原技术展开研究,主要以污染问题严重的重要染料的关键生产过程为主要研究对象,如红色基RG、红色基G等。清洁新工艺研究的开展、开发与工业化应用,使传统硝化与存在于硝基还原工艺中的重污染问题得到减少甚至消除,在技术方面支撑我国染料合成化学工业的可持续发展,向传统硝化和清洁化生产硝基还原工艺作出示范。环境友好性的催化技术,使以化学催化和生物催化在内的环境友好性催化技术为主要内容的研究与开发得到开展,与一些重要性药物关键中间体的生产相结合,使一些重要药物中间体在生产过程中的产生的重污染问题得到减少或消除,使拥有自主知识产权的环境友好手性催化技术得到发展,使手性技术国家工程研究中心得到建立,使我国手性技术的产业化得到不断发展,为以手性药物的发展为代表的我国药物合成工业做出贡献。清洁催化氧化新技术的研发,开展新工艺研究,主要方向为空气、氧气或双氧水为清洁氧化剂,发展新的体系与新的工艺,主要内容为:以空气、氧气或双氧水为氧化剂的清洁催化氧化,使传统工艺中的重污染问题得到解决,使以此为基础的系列精细化学品和药物合成的清洁化生产新工艺的应用得到良好的影响。对绿色化学农药的创制研究,使以绿色新农药创制为主要方向的筛选平台得到建立,使中科院化学口研究所的潜力得到充分的发挥,使具有自主知识产权的农药先导化合物得到开发,大力发展新农药品种的开发,以具有明确应用对象和开发前景的新化合物为优先选择。 4.结语 综上所述,高效、节能、环保是绿色化学可持续发展将发展的主要方向,今后我们工作的主要方向为无毒、无害原料和溶剂的采用,从源头上消除污染的绿色化学过程,我们子孙后代必将受益于绿色可持续的化学工业。随着人民群众对于绿色化工的概念变得越来越清晰,绿色化学的概念也越来越深入人心,绿色化工的价值正在逐渐体现,所以绿色化工生产的产品自然是人民群众的优先选择,无绿色意识,或意识不强的产品会被逐渐淘汰。绿色化工拥有广大的前景,不论是从经济性和环保性,还是人文性角度都值得被推广,绿色化工已然成为发展的重要方向。 作者:郭鑫 单位:大庆职业学院化学工程系 绿色化工论文:课堂教导与绿色化工意识训练探索 重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识采用绿色工艺、实行清洁生产是当代化工的发展趋势和必然选择。为增强学生的感性认识,授课中引入经典案例配合理论方面的讲解,会达到事半功倍的教学效果。为了表达方便,本文以环氧丙烷的生产工艺为例,对传统工艺和绿色工艺进行阐述。环氧丙烷(PropyleneOxide,简称PO),是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物,是重要的基础有机化工原料。环氧丙烷主要用于聚醚多元醇的生产,其次用于非离子表面活性剂、碳酸丙烯酯和丙二醇的生产。此外,环氧丙烷的衍生物产品有近百种,是精细化工产品的重要原料,广泛应用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。目前,世界上生产环氧丙烷的主要工业化方法为氯醇法、共氧化法和过氧化氢直接氧化法。(1)氯醇法氯醇法历史悠久,工业化已有60多年,代表企业为美国陶氏化学(DowChemical)公司。采用传统的石灰(氢氧化钙)工艺,反应方程式如下:(式略)氯醇法采用传统的石灰(氢氧化钙)工艺,该工艺需消耗大量高能耗的氯气、石灰原料和水资源,产生大量废水和废渣,且每生产1吨环氧丙烷可产生40~50吨含氯化物的皂化废水和2吨以上的废渣。含氯化物的皂化废水具有温度高、pH值高、氯根含量高、COD含量高和悬浮物含量高的五高特点,难以处理。该工艺生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重。针对这些问题,美国陶氏化学(DowChemica1)公司对传统的石灰(氢氧化钙)工艺进行了改进,采用NaOH代替石灰进行皂化反应,将生成的NaCl水溶液返回氯碱装置电解制氯气,基本无含盐废水排放。目前,氯醇法的生产能力占世界总生产能力的44%,我国生产环氧丙烷的方法是最经典的氯醇法。(2)共氧化法共氧化法又称哈康法,根据原料和联产产品,可分为异丁烷共氧化法(PO/TBA法)和乙苯共氧化法(PO/SM法)。2003年5月,日本住友(Sumitomo)化学公司开发了异丙苯氧化法(CHP法)。共氧化法的反应方程式如下[3](式略)在共氧化法生产环氧丙烷过程中,联产物量很大。因为联产物叔丁醇、异丁烯和苯乙烯有广泛的应用,售价也高,因此PO/TBA法和PO/SM法得以广泛应用。CHP法因其环氧化选择性高(对丙烯而言选择性大于95%,对过氧化氢异丙苯而言大于90%。)过氧化氢异丙苯比过氧化氢乙苯容易生产,且可用一部分来生产苯酚和丙酮,联产物二甲基苯甲醇脱水后可制得α-甲基苯乙烯,因此也具有良好的工业前景。目前世界采用PO/TBA法生产的环氧丙烷占总产量的18%,采用PO/SM法生产的环氧丙烷占总产量的34%,采用CHP法生产的环氧丙烷占总产量的2.5%[4]。(3)过氧化氢直接氧化法(HPPO法)由过氧化氢(双氧水)催化氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺,生产过程中只生成环氧丙烷和水,其化学反应方程式为:(式略)由于HPPO法存在H2O2的运输问题,意大利的Clerici等[5]提出将丙烯环氧化过程与蒽醌制H2O2过程结合,以甲醇水溶液为萃取剂代替原有的水萃取剂,将H2O2直接萃取后进入环氧丙烷的反应器,极大地降低了生产的成本。该工艺在经济、环境和技术方面具有独特的优势,是今后新建PO装置主要采用的生产工艺。 基础知识和科学前沿相结合化学工艺学所涉及的内容是相同的,一般包括原料的选择和预处理,生产方法的选择及方法原理,设备的选择,结构和操作,催化剂的选择和使用,操作条件的影响和选定,流程组织,生产控制,产品规格和副产物的分离与利用,能量的回收和利用,对不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题。在教学过程中,我们强调用基础知识解决实际问题。如针对甲烷蒸汽转化制合成气流程中温度和压力的确定问题,我们从化学平衡出发,通过甲烷蒸汽转化过程中主副反应的热力学数据分析,得到高温和低压对平衡有利。但从工程角度考虑,适当提高压力对传热有利。为了加快传热速率,工程上采用加压的方式(3.0MPa),从动力学角度看,反应初期增加系统压力有利于加快反应速率。但到了反应后期,反应接衡时,加压会降低反应速率,对平衡有不利影响,因此更需要提高温度来补偿。在3.0MPa、1000℃的条件下使甲烷的干基含量降至0.3%,会严重地影响反应管的寿命。如何解决这一实际问题,依据热力学和动力学分析,结合反应设备,我们引出甲烷水蒸汽转化过程中采用二段转化炉的工艺流程,并进一步说明采用管间加热的一段转化炉,最高温度(出口处)控制在800℃,出口残余甲烷的干基含量为10%。采用管内加热的二段转化炉,氧与转化气中甲烷燃烧放热,温度升至1000℃,二段出口处甲烷的干基含量降至0.3%,这样既讲解了工艺流程,又加深了学生对工艺条件确立依据的理解。另外,我们还在课堂上针对具体工艺流程中存在的问题,及不同工艺路线和流程的技术经济评价等问题进行分析,通过追踪文献,让学生了解该工艺的发展势态和绿色工艺的应用。随着现代化工新技术、新设备、新材料的不断出现,适当补充和更新部分教学内容,将膜分离技术、超声波促进萃取传质、新工业催化剂材料等前沿知识渗透在工艺流程的某个环节中,不但扩大了课堂的信息量,又开阔了学生的思路。培养当代工程教育的教育理念20世纪以来,学科在分工越来越细、研究越来越专业化的同时,交叉渗透和综合化趋势也越来越明显。学科发展的特点和趋势要求教育模式进行相应的调整,就化学工艺学中流程的组织和设计而言,它应该是一种多元价值综合交叉的教育。传统的工艺学流程设计没有反映学科交叉的综合特点,存在严重不足。本科生在设计工艺流程时习惯于模仿性设计而不是创新性设计,技术上重点偏重于工艺研究而弱于结构-功能的设计研究,在设计模式上囿于刚性设计,一个设备对应一种工艺和一种定型产品。更重要的是,工艺流程设计和组织只局限在技术层面,工科学生不懂得成本、经营、管理,更缺少人文修养。针对这种情况,本科生教学过程中,应鼓励学生向其他专业的教师和本科生学习,以弥补学生在化工设备、化工过程自动化和优化控制、生态科学、经济学和社会学等学科的不足,提高学生的综合性思维、创造能力与创新设计能力。当代工程教育的基本思想是以人、自然、社会协调统一与可持续发展为基础的人类福利价值创造[6]。依托地方资源优势所上的化工项目,不是单纯地以增加当地的GDP为目的,而是在利用优势资源的同时,要遵循生态活动的规律,在更高的社会生活水平上重塑生态活动的方式,使社会、经济、生态和谐共处、可持续发展。我们必须在本科生教育阶段,就要树立和培养学生的可持续发展观念,应该把化工项目的建设理解为生态循环系统之中的生态社会现象,化工项目工艺流程的组织,生产控制,产品规格和副产物的分离与利用,能量的回收和利用,废物的排放,都不能以影响生态环境为代价。 绿色化工是对传统化工的一种挑战。实施绿色化工教育,教师必须有强烈的绿色意识。这项工作需要教师在化学工艺学课堂教学准备中多下功夫,吃透教材,利用自己的言行去感染学生,然后结合具体案例将绿色化工的知识巧妙而生动地渗透到教学过程的某些环节中,这样学生在学知识的过程中,就自然地产生了保护环境、实施绿色化工的意识。勿庸质疑,学生是未来我国化工行业的主力军,针对他们加强绿色化工的教育,提高他们的综合素质,就意味着我国化工工业走进了可持续发展行列。 作者:李常艳 单位:内蒙古大学化学化工学院 绿色化工论文:探求绿色化工实现路径及政策措施 节约资源保护环境是我们的基本国策。面对日趋强化的资源环境约束和能源越加紧张的形势下,必须增强危机意识,树立绿色、低碳发展理念,化学工业发展必需走低碳之路。 1化学工业必须低碳发展 “十二五”时期是全面建设小康社会的关键时期,是我国工业化、城镇化加快发展的重要阶段。化学工业是基础原材料工业,对加快建设我国工业化、城镇化具有十分重要的作用。化学工业是对能源依赖度很高的行业,许多产品是以能源为原料,如氮肥、乙烯等。节能降耗、低碳生产,是提高产品市场竞争能力,提高企业经济效益的重要措施;是保护环境的重要手段。可以说节能降耗,低碳发展是关系企业走可持续发展道路的大问题,说的更严重点是关系企业生死存亡的大问题。(1)我国当前正处于加速推进工业化和城镇化阶段,今后相当长一段时间内,能源消费和温室气体排放势必持续增长,能源供应问题和环境压力会更加突出。(2)化学工业是对能源依赖度很高的行业,因为能源既是燃料、动力,又是原料,做原料的能源占40%以上。因此,能源消耗量很大。2009年消费能源2.5亿吨标准煤(终端消费),占全国工业能耗的12%;近十年能源需求量平均以7.7%速度递增。“十二五”期间化学工业发展速度虽然要减缓,但是化学工业是基础原材料工业和支农产品(化肥等),“十二五”期间还是要较快增长,因此,能源需求量将进一步增加;(3)能源成本在产品成本中占的比重大,高耗能产品的能源成本占60%~75%;一般产品占30%左右;能耗低的产品能源成本也在10%左右。能源供应不足,价格上涨,产品能耗高,降低产品成本,提高产品竞争能力,提高经济效益,是十分重要的;(4)目前化学工业的单位工业增加值能耗较高;化工产品单位能耗比国际先进水平高10%~25%,节能潜力较大,需要采取节能、低碳技术,提高能源利用效率,实现节能减排;(5)化学工业低碳发展,是国家的要求,也是化学工业加快转变经济发展方式的需要和社会责任。国家要求,坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为经济发展方式的重要着力点;也是化学工业改变传统经济发展方式的需要。今后,我国国内的市场化进程将继续全面深化和推进,能源和化工的原料成本将趋于提高,盈利空间受到压缩;另外国内的财税、金融、环保、投资、土地等政策环境也将会有新的较大变化,有些则会对行业提出更高的要求,这些问题的解决,都需要经济发展方式转变,走低碳发展之路。同时,节能减排,降低温室气体排放强度,推广低碳技术,积极应对气候变化,也是化工企业的责任。 2化工行业低碳发展的主要途径 我认为主要有四条途径:(1)节能。提高能源利用率,降低能源消耗,这是当前低碳发展的主要途径;(2)结构调整。化学工业结构调整是多层面的,有:内部行业结构、产品结构、技术装备结构、组织结构、原料结构、能源结构、企业资产结构等。应选择对能源消耗影响大,而且近期可以能实现的,如内部行业结构、产品结构、技术装备结构、组织结构等。原料结构和能源结构的就比较困难;(3)使用含碳低和不含碳的能源。用天然气做燃料,和用煤的相比就是低碳,用新能源,如太阳能、风能、水能也是低碳;(4)发展循环经济。从产业革命以来,人类随着社会经济的发展,便开始大量开采能源及其它资源、大量生产产品、消费大量资源和能源,同时产生大量“废物”。 20世纪末以来,能源、资源与环境污染问题突现出来,如何提高资源利用率,“废物”再利用,保护环境,实现可持续发展发展,摆到人类社会面前。循环经济是建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式,把经济活动按照自然生态系统的模式,组成资源开发—产品生产—资源再生(废物利用)的物质循环流动过程。一言以蔽之,循环经济就是资源(能源)节约经济,“废物”再利用经济。当前来讲,可以说节能是实现低碳发展的关键,没有节能,就不能实现低碳发展。 3实现低碳发展应采取的政策措施 推动低碳发展有三大推动力:一是政策、法规和领导重视的推动力;二是低碳技术的推动力;三是广大职工参与的推动力。 (1)发挥政府引导作用,制定管理、财政、税务、技术、人力资源等方面有利促进低碳发展的政策。 (2)制定有关低碳发展规划和有关标准。特别是单位产品能耗标准。比如说:合成氨生产,采用不同的能源做原料能耗差距很大,煤的比天然气的高60%,比油的高20%以上。天然气是低碳的,由于油、气资源不足,改煤为原料是高碳的,但是,需要上煤头的,那新上煤头合成氨的能耗必须达到国内或国际先进水平。原有生产的企业,也要节能降耗,也要有较高要求的标准。本人认为的几个化工产品的限额标准,是非常宽松的,几乎所有的企业都能达到,这不利于进一步节能降耗。 (3)制定行业低碳行动计划,构建低碳产业体系,选择低碳发展路径。 (4)研究提出行业低碳发展技术路线,加大高能效、低碳排放的技术研发和推广应用。 (5)提高各级领导和广大职工的低碳发展意识,学习低碳发展知识,落实到实际工作和生活中。 (6)采取措施解决低碳发展存在的三大障碍,即:“认识障碍”、“技术障碍”和“融资障碍”。 (7)建立行业低碳基金。基金是国民经济中特定用途的资金或物资。在当前以加快转变经济发展方式为主线,倡导低碳发展的形势下,建立行业低碳基金是十分必要和有可能的。 (8)产业和产品的结构调整要与实际相结合。调整化工行业的产业或产品结构以及地方化工产业结构,必须与实际相结合。全国目前化工的产业结构,是经过近60年的发展形成的,也是全国各省、市、区分工的结果。有的产业、产品在加速推进工业化和城镇化阶段,特别是基础原材料,如烧碱、纯碱、电石、硫酸、合成氨等是在年年增加的,不能只依赖产品的结构调整。因为这些产品是工业化所必须的。不可想象,全国都搞精细化工。各地方也不能放弃本地的优势,产煤大省就是搞煤化工,产天然气的搞天然气化工,产盐的搞盐化工。 我认为搞低碳研究、搞气候变化研究,发展低碳经济,不能人云亦云,而是要提出体现我国国情或行业、地方的实际情况,体现发展阶段的政策方针、方法、技术措施。不能教条理解低碳发展,重要的是树立低碳发展理念,在实际工作中抓好节能减排,加快开发低碳产品、低碳技术、低碳能源,使化学工业走低碳发展之路。
航空新技术论文:“福特级”航空母舰新技术 一提起航空母舰,映入人眼帘的往往是其海上巨无霸的形象。作为现代海上作战体积最大的移动堡垒,航空母舰不仅是一个国家大国地位的象征,更拥有极为强大的战斗力,是一国海上军事威慑的重要战略力量。美国是当前拥有航空母舰数量最多的国家。载有大量战机的核动力航空母舰,无疑是美国强大军事实力的招牌。在各国的武器库中,还找不出一款比航空母舰战斗群更具有惊人战力的进攻性武器。航空母舰能够在远离路基支援的战场条件下,驰骋于占地球表面积70.8%的海洋之中,并可在数个月的时间内对特定目标展开持续攻击。战力如此卓越的航空母舰战斗群显然早已成为美国各战区指挥官的“宠儿”。这也导致美国航空母舰在海外的战备值班周期不断延长。除了航空母舰战斗群的攻击实力外,航空母舰上所配备的各类高科技武器与装备,也是支撑其得以驰骋深蓝的重要利器。 从“尼米兹级”到“福特级” 美国当地时间2017年4月9日,全球第一艘“福特级”航空母舰福特号进行了海上测试。当天,“福特号”航空母舰被拖船从位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂内拖出进行出海测试。作为“福特级”的首舰,“福特号”航空母舰的设计、施工和制造前后耗时十余年,总造价高达130亿美元。“福特号”航空母舰原计划于2015年正式在美国海军服役。不过,核反应推、发电机等部件的故障问题,导致“福特号”的出海测试时间一拖再拖。美国海军称,“福特号”航空母舰在出海测试期间,将进行飞行甲板测试验证等事项。待“福特号”航空母舰正式服役后,美国的核动力航空母舰将拥有11艘。作为新一代的航空母舰,美军计划最迟于2058年建造十艘同级航空母舰,以取代当前承担主力任务的“尼米兹级”航空母舰。 在“福特级”正式服役前,“尼米兹级”航空母舰乃是美国海军现役的主力航空母舰,且在数十年间中均为美军乃至全球范围内最大的军舰。“尼米兹级”航空母舰首舰“尼米兹号”自1975年正式服役后,美先后共建造了10艘同型航空母舰。“尼米兹级”航空母舰均采用核动力推进,属于大甲板弹射型航空母舰。其设计长度为330米,宽度为40米,吃水11米,满载排水量在10万吨左右,可以搭载一支约70架战机的舰载机联队。根据作战任务以及性质的不同,航空母舰上搭载的作战飞机类型也有所区别,通常包括了战斗机、预警机、固定翼反潜机以及电子战飞机等。每艘“尼米兹级”航空母舰都装载有四台蒸汽弹射器、四条拦阻索以及四座升降机,平均每20秒钟时间即可弹射出一架舰载作战飞机。 可以说,“尼米兹级”航空母舰战斗群能够控制的海域面积大、攻击性能强,是当前世界范围内作战能力最为顶尖的海上机动作战编队。不过,航空母舰战斗群并非仅仅只有一艘航空母舰所组成。航空母舰自身除配备少量用于自卫的武器外,其主要的武器装备即为所搭载的各类舰载作战飞机。这些作为重要武器装备的作战飞机可以对敌方的舰船、潜艇、飞机以及陆地目标等进行攻击,直接将敌方消灭于航空母舰数千米以外的区域,并对海上舰队进行保卫。除航空母舰所搭载的战机外,以其为优秀的战斗群通常会由巡洋舰、驱逐舰、潜艇和补给舰等混编而成。 尽管“尼米兹级”仍是现役航空母舰中无人能匹敌的佼佼者,但其设计与制造毕竟发端于20世纪60年代,舰上的各项技术已显得较为老旧。譬如,“尼米兹级”所使用的弹射系统、推进系统等基本均采用机械结构,不仅极为复杂可靠性较低,且需要大量人员进行操作和维护。在此背景下,新一代“福特级”航空母舰应运而生。 “福特级”航空母舰的新技术 “福特级”航空母舰从外表来看,与“尼米兹级”航空母舰并没有较大的差异,两者在飞行甲板上也极为接近。从数据上而言,“福特级”首舰“福特号”航空母舰长度为330米,宽度为41米,设计的满载排水量为10万吨,这些数据与“尼米兹级”亦相差无几。“福特级”在吨位和尺寸等方面较之“尼米兹级”并未有多少提升,但在舰船的电力容量、舰载机的数量、舰船故障率等诸多关键性指标上,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”相比有了质的飞跃。譬如,“福特级”航空母舰搭载的舰载机联队数量可达到75架,大大提升了作战飞机的出动率。通过采用全新的电磁弹射系统、电磁阻拦系统等所使用的各类前沿技术,“福特级”航空母舰真正成为了一艘适应未来战争环境下作战的超级航空母舰。 电磁弹射技术的应用 航空母舰诞生之初,舰载机均是依靠自身发动机带动螺旋桨产生拉力,进而使轰炸机或战斗机从航空母舰飞行甲板上起飞。彼时,这种起飞方式对于以轻金属和木质为主的螺旋桨飞机而言并非难事。不过,随着喷气式飞机的普及,其在短短一百多米的航空母舰甲板上的起飞,需要借助于外界的推力帮助,这也使得弹射系统随之产生。 “尼米兹级”核动力航空母舰所使用的是蒸汽弹射系统。其由核动力装置生成的热能来产生蒸汽,进而推动舰载机非短距离起飞。蒸汽弹射装置从结构而言较为复杂,包括了蒸汽系统、液压系统、起飞系统、归位系统、润滑系统以及控制系统等。 舰载飞机在从航空母舰甲板上起飞前,需要由位持器钢圈把尾部扣在一处坚固点上。当蒸汽弹射系统运作时,蒸汽由航空母舰上的锅炉输出,经增压后输入弹射装置唯一露在飞行甲板之上的滑梭中。被位持器扣住的飞机在起飞时需要开足马力,当蒸汽弹射系统一启动,飞机引擎的动力加之蒸汽的压力,令钢圈断开,飞机立即向前冲去,在短短数十米的距离内即可将时速提升至250公里每小时。当舰载机被弹射起飞并脱离滑梭后,滑梭回到原位,并继续推动下一架舰载机起飞。 从数量上来说,“福特级”航空母舰与“尼米兹级”航空母舰一样,都装载有四部弹射器。但两者在设计理念和技术层面上有着显著的区别。由于舰载机在“尼米兹级” 航空母舰第四号弹射器时,其机翼已接近甲板边缘,这也导致该级航空母舰的四号弹射器无法弹射满载起飞的作战飞机。为了提升舰载作战飞机的出动能力,“福特级”航空母舰对飞行甲板的构造进行了改进,从而令其第四号弹射器能够弹射满载起飞的作战飞机。 “尼米兹级”航空母上所用的蒸汽弹射系统,其体积和重量均较大,不仅需要消耗大量的海水,还需要大量的人力和资金进行维护和更换,这显然不利于长时间的海上持续作战。此外,由于在弹射过程中需要消耗大量的蒸汽,“尼米兹级”航空母舰在连续弹射出几架满载起飞的作战及飞机后,其航速就会受到较大的影响,从而限制了下一个攻击波中能够出动的战机的数量。蒸汽弹射系统的最大局限性,还在于其输出功率有限。“尼米兹级”航空母舰采用的蒸汽弹射方式,决定其只能弹射载重30吨以下的舰载飞机,难以满足舰载机未来发展的方向。加之蒸汽弹射系统存在功率无法调节的限制,只能有效弹射重量较轻的无人机。若要进行强行弹射,很可能会造成飞机受力过大,从而影响其服役时限。 在此情形下,美军在其最新型的“福特级”航空母舰采用了前沿的电磁弹射技术,以规避和完善当前“尼米兹级” 航空母舰蒸汽弹射系统所存在的实际问题。所谓电磁弹射技术,即是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外进行运动。电磁弹射技术的主要应用是大载荷物体的短程加速,其起步与发展相对较晚,目前在航空母舰的舰载飞机起飞弹射上已得到高度重视和应用。相较于蒸汽弹射系统,电磁弹射系统不需要使用蒸汽来驱动活塞,而是使用电来驱动。同时,电磁弹射技术的容积小、效率高、质量轻,对航空母舰上的辅助系统相对要求较低,且运行和维护的费用较为低廉。在功率损耗方面,电磁弹射系统要远小于蒸汽弹射系统。其可控性能也优于蒸汽弹射系统。当蒸汽弹射系统的蒸汽阀门打开后,飞机起飞的弹射过程中基本无法控制。但电磁弹射的全过程均可以有效掌握,并可根据不同机型、飞机速度与负载变化等进行调整。这也使得电磁弹射技术成为了未来航空母舰发展的优秀技术之一。 电磁阻拦技术的应用 除了将重型飞机送上天空外,如何能够令舰载机顺利降落在航空母舰甲板上也是一项困难重重的任务。舰载飞机在运动的航空母舰上降落,其风险之大、难度之高,被全世界公认为“刀尖上的跳舞”!通常情况下,陆地机场的跑道会长达数千米,而航空母舰上的甲板长度不会大于300米,可供利用的降落距离仅有100米。然而,舰载机降落的速度却高达300公里每小时。在如此高的速度、如此短的距离,再加之随时处于颠簸中的航空母舰,如果没有航空母舰阻拦系统,现代喷气式飞机在航空母舰上的安全着落显然是一项难以实现的“天方夜谭”。航空母舰上安装的阻拦系统,能够有效帮助舰载机在极短的距离内强制制动。 “尼米兹级”航空母舰所使用的是液压式阻拦系统。其由液压缓冲系统、制动器具以及冷却系统共同组成。当舰载机降落时,其机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边利用滑轮阻尼器来减缓飞机的速度,另一方面则持续将动能转化为压缩空气罐,从而令飞机趋于平稳并有效制动。不过,液压式阻拦系统的阻拦能力较为有效,但缺乏灵活机动性。面对不同的机型降落,航空母舰上的海军航空兵需要依靠人工对配重物进行更换,这也直接影响到了舰载机的出动频率。如果不对液压式阻拦系统予以适当的配重,在阻拦过程中产生的过大峰值拉力甚至可能造成飞机损坏。 为此,在全新的“福特级”航空母舰上,设计者采用了前沿的电磁阻拦技术。在这一技术中,阻拦机和电脑控制系统是最为优秀的两部分。阻拦机的构成较为简单,包括了水力涡轮、感应电机、旋转轴以及机械制动装置等,在阻拦系统中起到吸能的作用。电子控制系统则包括了操作人员工作平台、维护人员工作平台以及动态子系统。该系统可以精准地对飞机阻拦着舰的即时受力情况进行分析和控制,并反馈给电动机后施予阻拦索合适的拉力,从而令舰载机在阻拦着舰的过程中能够获得更为平稳的力,进而也可控制舰载机在飞行甲板上制动的距离。作为电磁阻拦系统中的重要一环,阻拦索采用了新型轻质合成缆索,这不仅可以减少结构载荷,降低系统惯性,并可由此缩小滑轮减震装置的尺寸。 电磁阻拦技术的工作方式主要可以分为两个环节。第一个环节也就是初始接触阶段时,舰载机的机尾钩一旦与阻拦索相接触后,其就会牵动阻拦索,进而带动换轮索牵出,并令旋转轴转动。这一工作的关键,是为了令舰载机和阻拦索之间得以平稳接触。在实现了第一环节的既定目标后,第二环节则是如何对于舰载机的动能吸收。舰载机在降落时,其自身带有极大的动能。电磁阻拦系统中的水力涡轮、感应电机和摩擦制动器就是为了吸收舰载机的动能。通常情况下,水力涡轮和感应电机正常工作,即可吸收舰载机的动能,并实现飞机的安全着舰。可是一旦发生水力涡轮或感应电机不能正常工作,阻拦机的摩擦制动器就作为备用的吸能装置,以保障电磁阻拦系统的安全、可靠。较之液压式阻拦系统,电磁阻拦系统更为简洁、可靠,且无需大量的人力、物力进行维护,令其维护成本得以大幅度降低。 无论是电磁弹射技术,还是电磁阻拦技术,都是用于提升航空母舰战斗力的关键技术和措施。考虑到航空母舰在未来会搭载有各类无人飞机,前述新技术的应用,也可为未来航空母舰的发展奠定重要基础。 航空新技术论文:遥感及航空摄影测量中的新技术探讨 摘要:随着当前生产的发展需求,大比例尺航测成图技术的应用在国内各城市测绘单位快速得到推广应用;同时一些与航空摄影测量和遥感相关的测绘高新技术也在不断的投入。本文首先对摄影测量与遥感的发展的重要作用进行阐述,进而分析遥感及航空摄影测量中的新技术以及应用。 关键词:遥感技术;航空摄影测量;新技术;应用 一、摄影测量与遥感的发展的重要作用 从摄影测量与遥感的发展来看,在近三十年来,摄影测量与遥感技术已经进入了测绘、农业、林业、水利、气象、资源环境、城市建设、海洋、防灾减灾等各个行业,在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。从上世纪七十年代后半程起,摄影测量已经开始从模拟摄影中跨越出来,已经进入了数字摄影阶段,摄影测量正在经过传统测绘技术向数字化测绘技术体系的转变。 (一)摄影测量与遥感有利于推动测绘技术的进步 从二十世纪七十年代后期开始,我国的摄影测量经过了一个系统的转变。摄影测量逐渐从模拟摄影测量转化到解析摄影测量,并最终进入到了数字摄影测量的发展阶段,也标志着我国的传统测绘技术体系的解体,新的数字化的测绘技术体系的兴起。 首先,从数字影像的类型来说,我国目前已经建立了数字正射影像(DOM,Digital Orthophoto Map)、数字高程模型(DEM,Digital Elevation Model)、数字线划图(DLG,Digital Line Graphic)、数字栅格图(DRG,Digital Raster Graphic),同时还有其他相应的地名数据库与土地利用数据库,多样化的数据库与模型为摄影测量在现实生产生活中的应用提供了可能性,推动了测绘技术的发展。 其次,国家利用摄影测量与遥感技术绘制了大量各种比例尺地形图。除此之外,还建立了大量的全国级别的基础地理信息数据库。例如1:1000000、1:250000、1:50000比例尺级别的地理信息数据库;除了部级外,省一级的1:10000比例尺级别的基础地理信息数据库、市县级1:500至1: 2000比例尺级别的地理信息数据库等等。 另外,我国应用陆地卫星TM数据、中巴卫星数据等,于上世纪80年代中期、90年代中期和末期完成了全国土地利用调查,并建立了业务运行系统,具有每年耕地数据动态更新和每五年土地利用数据全面更新的能力。现正在利用高分辨率遥感数据,开展第二次全国土地详查工作。我国还利用彩色红外遥感数据开展地质找矿应用研究,并成功地在新疆博罗霍乐北山地区发现矿藏。 (二)摄影测量与遥感有利于提升 空间数据的获取能力经过近50年的发展,我国在空间数据获取能力方面有了巨大的提升。研发了具有自主知识产权的遥感数据处理平台,以此为优秀建立了国产卫星遥感影像地面处理系统,并开展了定量遥感反演研究,为形成我国独立自主的对地观测数据获取、信息处理与分发服务体系奠定了基础。 首先,从数据获取能力方面来看,在国家973与863计划的支持下,成功研制了一系列传感器,发射了50多颗对地观测卫星,包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星、返回式陆地卫星、科学实验卫星等,组成了风云、海洋、资源和环境减灾四大民用系列对地观测卫星体系,从地球同步轨道和太阳同步轨道上实现了对地球的多平台、多传感器观测,可以获取地球表面不同分辨率的光学和雷达图像,并将对地观测数据应用于气候、大气成分、水循环、植被变迁、海洋现象、自然灾害等地球空间环境变化的监测。 其次,在数据储备方面,已经积累覆盖全国陆地、海域以及周边国家和地区1500万平方公里的地球表面数据。 二、几种测量新技术的应用探讨 (一)GPS在航空摄影中的应用 (1)GPS用于航摄飞机导航 在航空摄影测量获取航片的过程中,航空摄影飞行必须按航摄计划中的要求,在一定的高度沿设计的航线飞行,以保证所得影像具有一定的摄影比例尺、航向重叠度及旁向重叠度。随着GPS的广泛应用,已普遍使用GPS对航空摄影飞机进行导航。 (2)GPS辅助空中三角测量中的导航与定位 GPS辅助空中三角测量的目的是利用GPS精确测定的摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置,将所测数据应用于摄影测量内业加密,以便尽可能减少对地面控制点的数量要求。用于确定摄影曝光瞬间航摄仪物镜中心的位置时需采用高精度相位差分的GPS动态定位方法,其实时差分定位可用于摄影导航,而确定航摄仪物镜中心的位置则利用布设在地面的2~3台GPS基准站的观测数据进行后处理获得。目前已采用QPS/IMU。 (二)LIDAR激光测高扫描系统的应用 LIDAR激光测高扫描系统利用GPS辅助空中三角测量技术,可以减少地面控制点,缩短作业周期,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。利用该种测量技术,在有地面控制点的四角带,完全可以满足1∶10000比例尺的地图精度要求;在地面特征丰富、影像较好时,可以达到1∶50000比例尺的精度要求。这种测量技术对于实施西部大开发战略、完善国家基本地形图有重要意义。 (三)机载侧视雷达技术的应用 机载侧视雷达是利用装于飞机机身两侧或下方的天线,随着飞机向前飞行而扫描飞机下方两侧的带状地面,进行高分辨率地形测绘的雷达。飞行器上的侧视雷达包括发射机、接收机、传感器、数据存储和处理装置等部分。侧视雷达具有下列特点: (1)具有全天候工作性能; (2)分辨率高,所摄照片清晰; (3)覆盖面积大,提供信息快,把飞行中连续拍摄的照片拼接起来可构成大面积的地形图; (4)不易受干扰; 航空新技术论文:浅析航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:随着科学技术的进步与发展,航空摄影测量新技术被广泛应用于城市地形图测绘中,并取得了重大的成果。本文针对我国航空摄影测量的发展历程,分析我国航空摄影测量新技术的应用及注意事项,从而推动我国航空测绘的发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;应用;发展 航空摄影测量即是在飞机上利用航摄仪器对地面进行连续拍摄,绘制地形图的过程,其原理是利用航摄仪器的摄影光束相交而确定地面点的位置。随着科学的进步,以及社会建设中对土地利用的现状,航空摄影测量技术在不断得到创新和完善,并推动了航测行业的发展。 一、我国航空测绘的发展现状 我国对航空摄影测量技术的应用可以追溯到20世纪80年代。当时,我国各大城市开始应用航空摄影测量技术进行对城市大比例尺地形图的测绘,以便科学合理的使用土地。在城市化进程以及生产的需要中,大比例尺城市测绘技术被广泛应用于各城市测绘企业单位。在科学技术不断发展的今天,数字化技术迅猛发展起来,在航空摄影测量技术上,涌现出数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR 激光测高扫描系统、雷达等先进技术设备,为城市大比例尺地形图的测绘创造了更多的技术条件,不断推动着航测行业的发展。然而,受诸多客观因素的影响,我国航空摄影测量技术力量还相对薄弱,其测绘精确度仍有待落实,航测工作有待进一步完善。 二、航空摄影测量主要新技术的应用 1、对数字航摄仪DMC的应用 数字化技术是现代信息社会不可或缺的技术手段呢,无论对人们生活和社会各项工作的开展都起到不可比拟的作用。而数字航摄仪DMC也是在数字化的基础上创造的航测产品,它是一种用于高精度、高分辨率的航空摄影测量的数字相机系统。这一航空相机摒弃了传统胶片相机的设计思想,由四个全色传感器及四个多波段传感器组成。其四个全色传感器用于捕捉每一个设想的特定区域,从而确定一个大的镶嵌影像;四个多波段传感器则主要用于捕捉红、蓝、绿色及进红外数据。因此,航摄仪DMC能满足小比例尺和高分辨率大比例尺航摄的需求。与此同时,在低空进行测绘时,DMC能够在无人控制的情况下实现机动、快速的摄影测量,其测量精度高。 2、对IMU/DGPS新技术的应用 IMU技术是惯性测量单元的简写,主要是由陀螺、加速度、电路构成,它能够独立提供高精度的导航参数,同时具有抗电子干扰、隐蔽性好等特点。但这一技术的不足之处在于不适合长时间单独飞行,否则容易造成导航位置参数的误差。而大家熟知的GPS全球定位系统功能强大,被广泛应用于航空摄影测量、工程测量等诸多领域。因此,将IMU与GPS集成起来构成组合导航系统,能有效提高系统的导航精度与其测绘性能,就是目前的IMU/DGPS航空摄影测量系统。这一新技术的应用能够减少地面控制的工作,提高了测绘效率,并降低了在高山荒漠等区域测绘的危险性,推动了航测事业的发展。 3、对LIDAR 激光测高扫描系统的应用 对LIDAR 激光测高扫描系统的应用,主要是针对困难地区、无图区及边界区而实施的新技术。该技术主要利用GPS辅助空中三角测量技术,从而减少地面控制点,完成对外空难度大的测绘区高精度及大比例尺的测绘工作,这一技术的应用有利于缩短作业周期,减低生产成本而提高生产效率。这一技术对于实施我国西部大开发战略、完善国家地形图有深远的意义。 4、SAR合成孔径雷达成像系统 SAR合成孔径雷达成像系统具有高分辨率的成像技术,不受客观恶劣天气条件的影响便能获取空间数据,大大改善了对困难地区地形图绘制的困境。这一成像系统的使用原理是将合成孔径雷达安置于飞机上,利用孔径雷达发射微波对地面目标扫描,从而经过对空间坐标的计算,记录回波特性得出地面目标的空间特性,再经过数据处理成像。这一系统的运行主要由天线系统、数据记录系统、监控系统、发射与接收系统协调运行而完成。 三、对航空摄影测量技术应用的和主要注意事项 1、落实测绘区选点工作 航测人员在开展航空摄影测量工作过程中,运用IMU/DGPS作业的前提必须对测绘区做好现场踏勘的选点工作,这一选点工作要按照前期设计图纸要求并结合GPS定位测量范围的选点要求进行实地选点定位。选点的点位要位于交通方便、便于安置设备便于埋石操作的区域;点位还要在视野开阔的地方,避开建筑物及水域便于信号及电磁波的传输。同时,点位之间还要做好加密与联测工作,以便测量工作的连续开展。 2、确定航摄仪、比例尺及航高 在航空摄影测量工作开展之前,首先要做好航摄仪、比例尺及航高的选择与确定工作。在选择航摄仪时要优先考虑其性能质量,进而保证航摄资料的准确性。在确定比例尺时,首先要按照国家对大比例尺地形图航空摄影标准并根据当地地形实际与相应的精度要求,以及配套仪器的利用,综合确定航摄比例尺与航高数据。 3、策划检校场的布设方案 检校场的布设方案主要针对IMU /DGPS 系统设备生产商而言的,这些生产商在从事 IMU /DGPS 系统设备生产过程中对于检校场的布设方案的策划,一般要考虑达到如下工作的因素:检校场要根据比例尺大小设置相邻的平行航线;检校场要能保证航向重叠和旁向重叠都是60%;采用直接定向法,使航测高度与摄区高度一致;对于检校场的位置可以选择在离摄区较远的区域或摄取中任意两条航线位置等。 四、结语 在科学技术迅猛发展的今天,我国航空摄影测量实现了岁数字测绘技术的应用与完善,取得了相应的进展。但是,我们也应看到在航空摄影测量新技术应用方面较西方先进国家还有很长的距离。我国的航测领域应该在认识航摄新技术优点的同时,找寻并探索其对于该技术应用中应注意的问题,有针对性的做好航摄工作,提高航摄效率,保证影像质量,进而推动整个数字摄影测量事业的发展,满足社会经济发展和环境的可持续发展需求。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘 要:随着科技进步,航空摄影测量技术广泛应用于城市测绘、复杂地形及国界等测绘区域。目前,航空摄影测量技术发展迅速,测绘技术向数字化转变,出现了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空航摄仪;新技术;应用与发展 引言 自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。随着生产发展的需要,各城市测绘单位,在航测机构增添航空摄影测量业务,大比例尺航测成图技术在国内各城市测绘单位得以快速的应用推广。目前,随着数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LI-DAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用,航空摄影测量技术逐渐成为大比例尺地形图的主要测绘方法。但是,航空摄影测量技术应用于地籍测绘领域时间短,加之航测本身的技术缺陷以及测绘精度问题,有时仍然难以达到预期目标。 一、航空摄影测量技术的分类 (一)按处理方法分 在航空摄影测量技术的分类中按处理方法可分为模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。模拟摄影测量通过模拟测量的方式,使测量达到最真实的效果,同时减少了使用过程中的出错率,用模拟的方式实现了对实际的掌控能力,使技术取得最好的实用效果。解析摄影测量是指通过对形状、大小、和数据进行解析达到对综合数据的了解,使出现的问题和错误得到改善,并增加对具体内容的了解,让数据达到还原效果,增加图像的准确率,并通过分析和应用提供最真实的影像和数据,更好的为地形摄影和非地形摄影的发展服务。数字摄影测量使测量的结果更接近于对数字的掌控,通过对数字摄影的掌握加强测量的数字化能力,通过对数字及影像的综合处理达到理论和实际的有效结合,使摄影测量达到数字化和科学化,使数据更加准确,更加接近测量的实际。 (二)按研究对象分 在航空摄影测量技术的分类中按研究对象可分为地形摄影测量技术和非地形摄影测量技术。地形测量是指对地形图的测绘过程,通过对地表和地形在水平面的投影中显现的数据,把数据按比例尺进行缩放来实现摄影和测量的目地。地形的测量一般采用航空摄影测量技术,在飞机上就可以拍摄和掌握各种测量数据,实现数据和图像的高标准。非地形测量不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的精确测量使理论知识更加丰富,它为生物领域、军事领域、建筑领域、矿山工程领域、文物领域的发展提供更多的理论基础,使各领域的技术得到发展,并通过摄影和测量使这些领域得到实际的发展,使非地形测量应用到这些领域中,取得更长远和丰富的发展。 (三)按摄影的位置分 在航空摄影测量技术的分类中,按摄影位置进行分类,包括航天摄影测量技术、航空摄影测量技术和地面摄影测量技术。其中航空摄影测量技术通过航天摄影来完成整体测量,要根据具体的测量对象进行不同的研究。航天测量的测量距离相对更远,技术水平也更难达到标准,对摄影及测量人员的要求也更严格,并且环境造成的干扰对摄影的影响也更大。工作人员需要更精细的测量,并对地形进行精准的勘测,来保证摄影测量技术符合测量和勘测的规定。航空摄影测量技术是指在空中进行摄影并根据比例尺对具体的距离进行计算的过程,航空摄影测量一般是在飞机上。而地面摄影测量技术一般需要对摄影进行处理,使形状、大小等综合数据达到预期的效果,通过采用地面测摄影测量技术使很多难以测量、难以勘测、难以计算的地形得到勘测,很多大坝和地形复杂铁路的测量就采用地面摄影测量技术,它攻克了地形勘测带来的危险,为地域勘测服务。 二、航空摄影测量技术的任务 (一)非地形测量 在非地形测量中不以地形测量为目的,而是通过对各种指标的测量促使理论知识更加丰富,达到为各种领域服务的目的。非地形测量的发展促进了生物领域的发展,使生物医学领域可以通过对地形的利用,取得更多的生物医学资源,带动更长领域发展。同时也有利于公安机关侦破案件,通过对非地形的勘测,了解罪犯的藏身之处,和犯罪窝藏点,使案件得到侦破。在文物和建筑领域也得到了发展,很多文物就存放在复杂的领域内,通过测量可以找到它们的位置,开垦出更多的古文物。非地形测量也有利于军事侦查,通过非地形测量检查各军事地点,保证军事地域内没有军火和其它领域的军事人员。 (二)地形测量 地形测量指加强对地形图的了解,通过对地表和地形在水平面投影来掌握数据,按比例尺进行准确的缩放,以此达到测量的目的。在测量中第一点要掌握具体的数据和具体的图像,按照比例尺来还原真实的指标,要建立专题的图片,对各种地图要进行了解,掌握各种硬件条件,要了解具体的摄影影像,对各种图形要分类型掌握。第二点,要建立相关的数据库,通过对数据的掌握,通过对数据的分类、筛选和汇总来了解各种数据的不同,了解测量的变化,使数据可以互相参考、互相借鉴,达到为测量服务的效果,达到测量的数字化。数据库的内容要系统化,方便管理人员查阅和掌控。 三、航空摄影测量的要点和作业方式应用 (一)质量检查准确,成果提交合理 在航摄摄影测量的最后阶段要对质量进行高标准的检查,对整体的过程进行准确核实和分析,达到整体质量的准确性,在最后的检查中一定要严把质量关。针对作业方式要加强各步骤的联系,区别各步骤的不同,对内容进行整体计算,并对结果进行重复的分析,使结果符合真实的效果。要对数字精度、数据完整性和准确性进行检查,检查的单位是质量检查机构,对检查和验收工作要合乎规定,以合同为根据。在检查合格后进行相应的验收工作,当检查资料不合格时验收单位可以拒绝验收。当核实无异议后要把成果提交给相关部门,提交过程中要把内容标记的详细些,确保相关部门能够根据数据开展以后的工作,作业方式也要列出相关数据和相关表格,使内容清晰易懂。 (二)空中采集准确,数据处理合理 在航空摄影测量中要对控制采集的数据和图像进行准确的处理,采集过程要正确,作业方式要符合标准,通过找准正确的距离和采用正确的拍摄方式,使效果更真实、更具准确性。拍摄人员也要掌握合理的拍摄方法,针对不同的高度,拍摄的方法也要有所不同。同时对数据的处理也要合理,要经过科学的研究和科研人员的重复计算,实现对不同数据的合理分析和比较,使航空摄影测量任务完美的完成。要在飞机上安装摄影仪,对地面垂直拍摄,获取相片或影像,使数据采集向自动化和数字化方向发展。数据处理过程中用绘制比例尺进行空中测量,用模拟法和解析法测绘,使精度和质量达到高标准。要用正确的采集方式取得最优异的内容,并通过科学的数据处理,达到整体测量的准确性。 (三)航摄准确,航摄设计合理 在航空摄影测量中要对航摄进行精准的计算,促使其它指标合理发展,并且要加强对航摄的设计。作业方式要通过找准目标和进行合理角度的拍摄实现精准化计算。拍摄过程一定要符合实际,通过合理的比例来还原数据和图像 , 要加入大比例尺的数字图,提高航摄的精度要素,提高航高、比例尺、焦距和影像质量,通过上述要素加深设计的合理性。还原的方式一定要合理,数据和图像设计也要有根据,要根据具体影像来开展数据和图像设计,测量不要局限在绘画图上,需要信息性的影像图件。要用科学的方式和科学的设计达到预期标准,实现测量的目的,实现测量的高标准,使作业方式合理的完成。 结束语 随着计算机技术和互联通信技术的发展,航测技术由模拟测绘向数字测绘转变,由计算机代替“人眼”,迈向信息化测绘时代。航空摄影测量已成为当前大比例尺地图绘制技术中的热门话题,各种航空摄影新技术一定会逐步完善。根据航摄地区的特点选择合适的技术获取影像,极大地提高航摄效率,缩短获取影像周期,提高影像质量。 航空新技术论文:航空摄影测量新技术的应用与发展 摘要:伴随着计算机以及互联网通信相关的技术的开发与研究,航空摄影测绘技术已经从模式测量朝着数字化测量转化,从而做到了运用高科技技术来代替人进行测绘,令摄影测绘全面地走进数字信息化的测绘阶段。本文对航空摄影测量新技术的应用与发展进行了分析探讨。 关键词:数字航摄仪;DMC IMU/D GPS;激光测高扫描系统 引言 航空摄影测量就是在航空器中安装摄影仪器,进而在空中对需要测量的地形进行摄影。随着我国经济的发展,地形变化的速度非常快,同时由于我国地形结构复杂,依靠传统的测量技术很难对特殊地形进行实地测量,因此借助航空摄影技术可以实现对复杂地形的测量,并且航空摄影测量可以缩短测量工作周期,提高测量数据的准确。 一、航空摄影测量技术的任务 目前我国航空摄影测量技术的任务主要包括对地形面貌的测量和非地形测量两种: 1、地形测量 地形测量是航空摄影测量的主要任务,它是通过对测量地形的摄影,加强对地形的了解,并且按照比例尺寸对摄影的对象进行准确的浓放,以此实现测量的目的。在地形测量中需要做好以下三点工作:一是要保证摄影图形的具体数据和图形,并且按照预定的尺寸比例对航空摄影的图片进行数据还原,并且根据还原的数据图像,建立相应的图片库;二是要建立数据库,航空摄影要根据对地形的数据分析建立相应的数据库,掌握数据的不同分类以及数据之间参数的变化情况,以此实现在航空摄影时实现测量的数字化;三是积极掌握测量地形的相关数据,并且根据掌握的数据情况完成对地形的整体测量,最后实现摄影图像的真实还原。总之在航空摄影测量的时候要进行合理的分工,保证摄影的图像数据真实、准确,使测量数据更加符合标准。 2、非地形测量 航空摄影测量技术不仅仅应用在地形测量领域,其还应用在许多其它领域。非地形测量不是以测量地形为目的,而是通过对地形的摄影观察地形的变化,以此更加地形变化发现其中的问题,比如航空摄影技术应用在军事领域中,就可以通过航空摄影技术对某一区域内进行军事侦察,以此观察该地形是否存在军事设备以及该地区的变化情况;航空摄影技术应用在工程领域,通过航空摄影技术可以对地形进行勘测,分析该区域是否存在矿物质等,以此实现对该区域的合理开发利用。航空摄影技术的非地形测量功能被越来越多的领域所应用,其发挥的价值也越来越大。 二、航空摄影操作的关键和方式应用 1、摄影精确,设计科学 在航空摄影测绘的过程当中需要先对摄影实施准确的计算,从而令别的相关要求都有一个很好的发展,同时需要注意的是要优化航拍的设计。摄影办法是要先确定好摄影的地点以及实施一个适合的角度摄影从而能够进行准确的设计计算。进行摄影测绘必须要切合现实情况,利用适合的比例来对收集到的数据以及图像进行还原,此外还需要添加一个大比例尺的数字图,增加摄影的准确因子,增强摄影高度、比例尺、以及摄影的焦距以及图像的清晰度,经过以上的因素从而对摄影设计进行优化。另一方面,对图像进行还原的方案必须要是科学合适的,图片以及数据的收集设计需要有根有据,需要依据实际的图像从而进行数据以及图片的收集相关设计,测绘不能仅仅关注在绘制图像上,应当具有数据性的图像视频。 2、收集精确,处理科学 在航空摄影测绘过程当中需要对摄影器械摄影收集到的数据以及图片实施精确的计算分析,收集的方式要合理,满足相关的指标要求,利用精确的定位以及摄影的方式是科学合理的,从而使摄影的结果更加的切合实际情况、更加的精确。另一方面实施摄影的相关作业人员也需要对于摄影的方法有个准确的认识,根据摄影的高度不同,所采用的摄影办法都要根据实际做出调整。同样需要关注的是相关数据的处理方式,处理方式需要通过反复的分析探究以及相关人员的反复推算,从而可以完成对于各种数据的科学统计分析,因此令航空摄影测绘工作能够很好的被执行。航空摄影首先要在使用的飞机外体组装好测绘过程当中所需要使用到的相关装置,因此能够对地面实施竖直摄影,从而得到有关的图像视频,指导数据的采集朝着自主化以及数字化方面进行开发。 3、质量检测精确,结果提交科学有效 在实施航拍测绘的最终阶段需要针对收集到的相关数据实施高要求的检测,对于摄影的整个过程实施精确审核以及研究,从而达到整体的质量准确性标准,此外在最终阶段的检测作业中必须要把控好质量的这个标准。针对摄影的方式要增加每个操作单元智联的相互联系,能够分辨出各个操作单元之间的异同点,对于摄影的具体项目实施整体的计算,同时对于计算得到的结果要进行多次推导验证,验证结果是否符合实际情况,增加其真实性。此外对于数字的准确度、数据的完整性以及精确性都要实施验证,而进行验证的部门都是相关的质量检测部门,对于检测和验证的过程都需要依照相关的要求,将合同中的规定作为依据。在检测合格之后再实施相关的验证,如果出现检测资料不达标则验证部门能够拒绝验证。 三、航空摄影测量新技术的应用 1、数字航摄仪DMC DMC航空摄影相机是利用四个多频率的接收器分别接收红、蓝、绿三色光以及近红外数据;而四个全色传感器分别捕捉的影像,依靠少量的重叠区域生成一个大的768013824镶嵌影像。此系统能够在各种光线环境中,通过调整相机的曝光时间,保证图片的质量,该系统对于地面的分辨率能够达到5cm。低空数字航空摄影测量以2000万像素以上的小像幅数码相机为传感器,采用无人飞机进行低空航摄,具有机动、快速、经济等优势。此种技术可以在较短的时间内获得部门地区较为准确的高分辨率的数字图像,另外对于天气以及机场的依靠性较小,目前已经被广泛的应用在应急保证、防灾减灾、图形测绘等方面。 2、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 GPS,即是全球定位系统,运用在航空摄影测绘后,利用空三素的办法得到角元素,从而完成了部分直接得到投影光束。IMU/DGPS,即是惯性测量单元/差分GPS,运用在航拍之后,能够直接取得三个线元素以及三个角元素,极少需要甚至不需要地面控制点就能够实施航空摄影测绘,从而大大的简化了摄影测绘工作。IMU/DGPS协助航空摄影的工作原理是利用了IMU、DGPS两种新技术的综合分析验算,从而得到了具有十分高的准确度的航空摄影测绘相关的概念、技术以及方案。 这种摄影方法的工作方式是首先利用组装在飞机外体上的GPS接收装置或是地面站点的GPS接收装置,进行持续的并且同步的检测太空中的GPS卫星信号,接下来是利用GPS载波相位测绘差分定位技术的协助从而得到了航空摄影仪的有关定位数值。IMU/DGPS技术能够直接的得到每一张摄影到的图片外方位元素,把其当作加权检测值参加到摄影测绘区域网的平差,因此得到了准确度更加高的图片外方位元素结果,这种测绘的方法叫做IMU/DGPS协助航空三角测绘方法。高准度的差分GPS与惯性测绘部分得到航拍的曝光时间的图像定位期空间位置,之后再针对去实施变差的更正,因此得到个各张图片的高准度外方位元素的方法称作直接定向法。 3、LIDAR激光测高扫描系统 LIDAR激光测高扫描系统通过GPS辅助空中三角测绘技术,能够减小地表的控制点,减短测绘时间,降低成本,可以真正应用于困难地区、无图区及边境区的基础测量。 结束语 航空摄影测量技术的发展,为我国的经济发展提供了重要的贡献,带动了测量技术的发展。航空摄影测量技术的广泛应用,突破了地形复杂、摄影周期长等一些弊端,促进了我国测量事业的发展。 航空新技术论文:“地沟油”华丽转身新技术助其成为航空用油原料 “民以食为天”,中国人痛恨“地沟油”危害食品安全,却每天制造出成千上万吨的餐饮废油。如今能源技术的进步,给中国人带来了福音――“地沟油”转换成航空生物燃料。每多一千克“地沟油”转化成航空油,也就意味着餐桌上少了一份用“地沟油”回收做出来的“口水菜”! 2014年8月14日,波音中国公司在北京召开航空生物燃料油研讨会,并在会上宣布,波音与中国商飞合作的“废气油脂”(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)研究项目正式进入到了筹建“中试车间”阶段,最早于八月底开通一条日产500千克航空生物燃料的生产示范线。 2012年8月16日,波音公司正式与商飞合作成立了节能减排技术中心,中心的第一个项目就是研究如何将“地沟油”转化成航空燃油。该项目在此前的一年当中均处于试验阶段,试验目的是为了打通“地沟油”转变成航空油的技术路线。然而餐饮废油变航油,波音-商飞并非首例,国外有荷兰航空的成功案例,国内也有中石油1号生物航煤的技术先例,波音与商飞之所以耗费一年多时间打通技术路线,是因为中国的“地沟油”与其他生物油脂存在不同的特性。 荷兰航空旗下SkyNRG与中石油1号生物航煤采用的多为石油化工技术路线,比较适用于结构较稳定,成份较纯的餐饮废油,如肯德基,麦当劳炸鸡剩下的油。而波音与商飞此次针对具有“中国特色”的”地沟油“采用油脂化工技术路线,其目的是为了适应中国八大菜系,蒸煮炒爆涮等各式各样烹饪手法所遗留下来废油。如全国闻名的重庆火锅,最地道的做法就是用一锅被重复利用的老油涮食,试想火锅废油的成份会何其复杂! 解决这些“成份复杂”难题的最佳办法就是“去除杂质”。中国商飞-波音航空节能减排技术中心对此已研发出相适应的解决技术路线:“我们将首先对其进行去杂质处理,得到成份较纯的中间产品,之后再利用优化过的催化剂工艺对其进行转换。” 目前,中国商飞-波音航空节能减排技术中心已成功利用“地沟油”转换出了一定量的航空油,转换比例在40%左右,即100万千克“地沟油”可转化成40万千克航空油。但不得不承认,该转换技术在成本上仍需进一步优化,因为相对普通航油,“地沟油”转换航油的成本是其2倍左右。 在大多数人眼中,那些脏乱差的“地沟油”应该是一文不值,但事实并非如此。事实上,目前“地沟油”的收购并不容易,价格也远非我们想象的那么廉价。从食堂、餐馆回收的泔水价格很低,但现在并没有形成行业性的集中回收,而是被一些不法商贩零散回收炼制成泔水毛油获利,转手又卖回餐馆,扰乱食品安全环境。 对于民众一直期盼的“地沟油”转航油,其成熟商业化运作仍需要企业技术研发,社会自觉回收,政府政策扶持等多方面的持续努力。但好消息是通过诸如波音中国,中国商飞与中石油这类有社会责任感的企业的不懈努力,该事业离商业投产又更进了一步。 航空新技术论文:航空摄影测量中新技术应用与发展 摘要:随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。本文首先简要论述了航空摄影测绘技术的意义与研究现状,然后详细分析了数字航摄仪DMC、IMU/DGPS新技术、LIDAR激光测高扫描系统等摄影测量新技术的应用与发展。 关键词:航空摄影测量;新技术;DMC;LIDAR 引言 摄影测量指的是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。它的主要任务是用于测绘各种比例尺的地形图、建立数字地面模型,为各种地理信息系统和土地信息系统提供基础数据。自20世纪80年代,航空摄影测量技术陆续应用于我国各个大城市测绘城市大比例尺地形图。伴随生产的不断发展,各航测机构都开始增添航空摄影测量业务,在我国个城市测绘单位中,大比例尺航测成图技术得到了广泛应用。 一、数字航空摄影测量的最新进展与应用领域 从本世纪初数字航空相机问世开始,ADS40、DMC、UCD、SWDC等航空摄影仪相继出现,近些年,GPS技术、惯导技术、数码扫描、激光扫描、雷达等高精端技术跟航空摄影联系紧密,产生了很多新的航空摄影技术,比如GPS辅助航空摄影技术、IMLJ(POS)/DGPS辅助航空摄影技术、运用高解像率的CCD阵列将胶片替换,获取地面的地物地貌光谱数字信息的数字航摄仪、SAR合成孔径雷达成像系统、LIDAR激光测高扫描系统等,都在很大程度上促进了数字航空摄影测量的良性发展。 二、数字航摄仪DMC 数字航摄仪(DigitalMappingCamera)简称DMC,是用于高精度、高分辨率航空摄影测量的数字相机系统(如图1)。基于替代胶片相机的设计思想,DMC具有历史意义的技术突破。DMC数字航空相机由8个内部传感器组成:4个全色传感器与4个多波段传感器。4个多波段传感器一个捕获红色数据,一个捕获蓝色数据,一个捕获绿色数据,一个捕获近红外数据。4个全色传感器每个捕获一个影像的某个特定区域,区域之间有少量重叠以便形成大的7680×13824镶嵌的影像。所有传感器的动态辐射分辨率均为12比特。 一次飞行中由4个全色传感器获取的数据产品:全色、真彩色与彩红外。还有由4个多波段传感器获取的分辨率为2048×3072数据产品:真彩色、彩红外、四波段和近红外。通过获取相机影像数据,可利用PPS软件得到各类影像输出。DMC兼顾小比例尺与高分辨率大比例尺航摄业务的具体需求,其地面分辨率为5cm。这一系统可光线不同的条件下,用多种曝光时间来曝光,保证影像的质量。 (一)1:20000比例尺摄影的试验 为了对DMC数字航摄仪1:20000比例尺摄影的成图精度情况进行研究,在某处选取一个Ⅱ地形测段进行航摄,共30个像对。控制点的布设采取双五点法,基线数16条,运用GPS对控制点进行观测。用VirtuoZo进行内业加密,全数字摄影测量系统进行量测,采用PATBNT光束法软件来平差,加密精度统计如表1。 表1 1:20000比例尺摄影的加密精度统计 从统计的加密精度看,完全符合规范要求。运用JX4数字摄影测量工作站恢复立体模型来测图,之后跟该区域GPSRTK实地量测的72个显著地物点进行精度统计,平面误差是0.167m,高程误差是0.15m。 (二)试验主要成果 1、DMC航空摄影分辨率高,影像清晰,加密自动选点成功率较好,连接差小,碎玉提升加密精度十分有利,且测图地物判读精度高。 2、运用DMC相机进行航空摄影,可放宽其摄影比例尺到传统摄影比例尺的115~ 2倍。 3、可在传统布设方法基础上将控制点的布设降一个地形等级。 4、通过现有设备,完全可完成DMC摄影的成图作业。 二、IMU/DGPS辅助航空摄影测量技术 IMU/DGPS辅助航空摄影测量指的是运用装在飞机上的GPS接收机与设在地面上的一个或多个基站上的GPS接收机同步而连续地观测GPS卫星信号,通过GPS载波相位测量差分对技术获取航摄仪的位置参数进行定位,应用和航摄仪联系紧密的高精度惯性测量单元(IMU,InertialMeasurementUnit)对航摄仪的姿态参数直接测定,通过联合IMU,DGPS数据后的处理技术获取测图所需的每张像片高精度外方位元素的航空摄影测量理论、技术与方法。 IMU/DGPS辅助航空摄影测量的主要方法有直接定向法与IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 (一)直接定向法 运用高精度差分GPS与惯性测量单元(IMU),获得航空摄影曝光时刻影像的空间方位,通过校正系统误差,获取每张像片的高精度外方位元素。该方法就是直接定向法。 (二)IMU/DGPS辅助空中三角测量方法 把基于IMU/DGPS技术直接获取的每张像片的外方位元素,作为带权观测值参和摄影测量区域网平差,获取精度更高的像片外方位元素成果。该方法称为IMU/DGPS辅助空中三角测量方法。 四、LIDAR激光测高扫描系统 LiDAR(LightLaserDeteetionandRanging),是激光探测及测距系统的简称。用激光器作为辐射源的雷达。激光雷达是结合了激光技术和雷达技术的产物。主要是发射机、天线、接收机、跟踪架及信息处理等部分构成的。发射机是各种形式的激光器;天线是光学望远镜;接收机通过各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外与可见光多元探测器件等。激光雷达用脉冲或连续波2种工作方式,探测方法分直接探测和外差探测。 激光自身的测距能力就非常精确,其测距精度可达几厘米,而LIDAR系统的精确度不仅仅取决于激光自身因素,还由激光、GPS及惯性测量单元(IMU)三者同步等内在因素所决定。伴随商用GPS和IMU的不断发展,通过LIDAR从移动平台上(如在飞机上)获取高精度的数据已被广泛应用。 LIDAR系统包括一个单束窄带激光器和一个接收系统。激光器产生并发射一束光脉冲,打在物体上并反射回来,从而被接收器接收。接收器准确地对光脉冲从发射到被反射回的传播时间进行测量。由于光脉冲以光速传播,因此接收器总会在下一个脉冲发出之前收到前一个被反射回的脉冲。因为光速为已知,传播时间即可被转换为对距离的测量。结合激光器的高度,激光扫描角度,从GPS得到的激光器的位置和从INS得到的激光发射方向,就可能够对每一个地面光斑的座标X,Y,Z准确进行计算。激光束发射的频率能够从每秒几个脉冲到每秒几万个脉冲。举例来说,一个频率为每秒一万次脉冲的系统,接收器将会在一分钟内记录六十万个点。通常情况下,LIDAR系统的地面光斑间距为2-4m不等。 激光雷达是一种在从红外到紫外光谱段工作的雷达系统,其原理与构造和激光测距仪非常相似。科学家将利用激光脉冲进行探测的称为脉冲激光雷达,把利用连续波激光束进行探测的称作连续波激光雷达。激光雷达的作用是可以对目标位置(距离和角度)、运动状态(速度、振动和姿态)和形状进行精确测量,对目标进行探测、识别、分辨和跟踪。在多年的努力之后,科学家们已经研发出火控激光雷达、侦测激光雷达、导弹制导激光雷达、靶场测量激光雷达、导航激光雷达等。 结语 我国航空摄影测量技术起步较晚,它用计算机代替“人眼”,在理论和实践中使数字摄影测量得到了快速发展,在三维可视化、GIS数据更新、数学近景摄影测量等方面它将会被应用的更加广泛。其发展使得胶片摄影被数字摄影所取代成为必然趋势,而新型数字航空摄影机的应用必将为航空摄影测量技术带来一次变革,并把我国航空摄影测量技术推向数字航空摄影时代。 航空新技术论文:探索民航空管新技术的应用情况 【文章摘要】 随着国家综合国力的提升,我国航空领域取得重大成就,民航空管新技术在现代高新技术的带领下,逐渐走向成熟;同时民航空管局也在尝试着改变发展模式,提高运行的安全性,以确保经济效益与社会效益的统一。在此民航空管新技术的应用发挥着不可代替的作用。 【关键词】 空管新技术;必要性;发展;问题 1 空管新技术应用的必要性 1.1 运输量逐渐提高为航空事业带来了巨大压力 改革开放以来,我国在航空运输领域有了很大突破,与往年相比,不管是安全性能还是技术层面都有了很大提高,同时我国也成为世界中航空总运输量排名第二的国家。根据最近几年的经济发展情况、以及我国现有的科学技术水平来推测,到二零一五年,我国的机队规模将超过两千六百架,全国的机场总数将增加到大约二百五十个,而每年的飞行次数将达到1143万,与二零一零年相比,将提高一倍。然而由于我国经济发展水平不平衡以及地理环境等因素的影响,我国的大部分机场位于华北、华东、中南以及西南这些地势相对优越的地区,随着技术条件的提高,西部等地质环境恶劣的这些地方,也将会感受到便捷航空带来的好处。正是这些运输需求的增加,对我国航空事业带来很大压力,这对于航空事业来说不仅仅是一次新的挑战,更是一次难得的机遇,因此空管技术的应用在很大程度上,促进了航空事业的快速发展。 1.2 航空运行环境复杂,有待进一步改善 我国的大部分机场,在建设过程中以及航线制定中,会受到当地经济发展水平的影响;一般情况下,机场建设地区是经济较为发达,或者具有非常显著政治地位的城市或地区,或者作为中转站而建设的,在机场运行过程中,会产生一定的放射圈,其中具有非常复杂的电磁波、地形特点等,这会在很大程度上影响到航空运输的安全性,再加上人民群众对航空运输安全性要求的提高,就增加了航空建设的难度。尤其是在西部地区一些机场的运行中,由于其经济发展水平有限、人流量有限,再加上地区环境十分恶劣,就需要在航空运行中,花费大量的财力物力去进行维护和检修工作,不仅仅没有实现经济效益,同时由于传统空管技术的落后,使航空运输的安全性、可靠性大大降低,因此空管新技术的应用就势在必得,也是确保航空运输实现精确性的重要手段。 1.3 是实现航空领域可持续发展的必然要求 伴随着我国经济的快速发展,现在航空领域面对的最大难题之一,就是资源供应不足,将可持续发展作为航空行业的发展宗旨,能够在很大程度上为未来的发展打下基础,具有非常重要的实际意义。针对这个问题,民航空管系统就不得不采取多种方式来提高航天领域的飞行效率,但是其前提条件是要确保飞行安全以及容裕度。我们要在科学统筹规划的基础下,对空域资源进行优化配置,缩短飞行距离、提高飞行准确率,尽可能的达到节能减排的效果,降低飞行成本,以实现经济最大化。 民航空管新技术的应用,需要在效率、服务、安全、容量等方面进行重点提高,这就对新技术的推广提出了更大挑战,同时也表现了提高飞行系统综合能力的迫切性,使新技术应用得到更快速的发展。 2 空管新技术的发展和问题研究 2.1 我国民航空管新技术的发展 我国民航局是在一九九四年成立的,在成立之初就特别重视新技术的研发和使用,并还开设了相应的技术研究部门,在相关法律法规的严格督促下,以及相关政策的支持下,将一系列先进技术投入研究实验中,如卫星导航、自动监视等;2000年,经过一段时间的研究,在我国西部地区建立了世界上第一条投入使用的FANS航路,即L888航路,这一成果为我国航空事业的发展奠定了扎实的基础,到如今,短短的十几年的时间内,在民航局的大力支持下,加强对新技术的研发力度,并成立了一系列科研基地,取得很大的科研成果。但是我们不能忽略在新技术研发应用中,所凸显的问题,要重视我们在实践中,积累的相关经验,并对航空领域的发展做进一步的贡献。现如今 2.2 空管新技术应用中应重点关注的问题 空管系统从构成上来讲,是一个相当复杂的系统,不管是哪一种的新技术,在实际应用中,总会或多或少的对目前的运行产生一定的影响,为了最大程度上确保飞行安全,在新技术投入使用时,要进行一定的测试工作,包括整体评估、工程验证、数据分析以及安全性考察等等,在新技术的应用中,我们需要对以下几点问题进行重点掌握。 首先是就是空管技术的软件功能,在科学技术的快速发展的影响下,空管设备的价值已经由原来的硬件主体转变成软件主体,并且逐渐实现了自动化操作系统;对于软件功能来讲,其主要的特点就是在系统性、兼容性以及验证性上,提出了更高的要求,需要在严格的管理中,提高运行效率,这些特征在间接说明了对新技术及逆行那个测试的必要性。 其次就是在系统验证方面,一项新技术从研发到最后的推广,需要经过一个非常复杂的验证工作,任何一种技术都是需要一定的外界环境或者操作技能来配合完成的,而是在一遍遍的实验中,不断整理相关数据,而明确其是否能够达到可靠、可用的效果,是否能够与我国的飞行条件和外界环境相适应,是否能够实现预期的运行效果。所以在整个测试过程中,我们要对评估、验证等工作进行严格的控制,并在新技术的测试中引进现代化、科学化的管理模式,为新技术的推广奠定基础。 然后就是在新技术应用中的过渡性,从多年工作经验中,我们可以看出,很多新技术的投入使用,都需要进行非常长的一段时期的过渡,在此过程中,要充分考虑到技术应用的可行性,对外界环境进行准确的测量,对技术的成熟度进行精确测定,在多种综合因素的考虑下,制定出长期的发展规划、以及各阶段的发展目标,以确保新技术的顺利使用。 最后就是在空管新技术的掌握上,我们要进行重点把握;纵观整个世界中的民航技术发展情况来看,每个国家之间在技术上都有一定的合作互助,但是国家与国家之间为了进一步保存实力,并不会将一些关键技术进行共享,一些西方发达国家仍旧在技术上保持着绝对优势,对于我国来说,我们要在技术上加大投资力度,将技术研发作为我们航空事业发展的重要内容之一,逐步实现国产化,并要逐渐提高航空管理的有效性。 3 结语 经过一段时间的发展,我国民航空管新技术的研发和应用,取得良好成效,在其中我们对民航空管新技术发展的必要性以及发展概况和要重点关注的问题,进行了简要的概述,希望能够为同行业的研究者提供一定的理论参考。 【作者简介】 于洋,男,出生于1981年5月,籍贯山东省海阳市,就职于济南民航山东空管分局; 靳红志,男,出生于1990年12月,籍贯山东省济宁市,就职于济南民航山东空管分局。 航空新技术论文:3D打印:改变航空工业的制造新技术 引言 英国《经济学人》杂志2012年制作专题论述了当今全球范围内工业领域正在经历的第三次革命,认为这次革命是一种建立在互联网和新材料、新能源相结合的工业革命,它以“制造业数字化”为优秀,并将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。新材料、新工艺、新机器人、新的网络协同制造服务,生产会更加经济、高效、灵活、精简。3D打印技术作为“第三次工业革命的重要标志”,被认为是推动新一轮工业革命的重要契机,已经引起全世界的广泛关注。3D打印技术作为具有前沿性、先导性的新兴技术,正在使传统生产方式和生产工艺发生深刻变革。3D打印技术将以其革命性的“制造灵活性”和“大幅节省原材料”在制造业掀起一场革命,它最适合应用于多品种、小批量、结构复杂、原材料价值量高的结构制造领域,因此有望在航空制造领域获得广泛应用。 3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping Manufacturing)的一种,也叫做增材制造( Additive Manufacturing)。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起,形成一个实体的立体模型。3D打印技术使用的方法有很多种,表1给出了美国科技政策研究所对3D打印技术按过程、主要厂商、所用材料和典型市场进行的分类。 国内外3D打印技术及产业发展情况 世界主要国家竞相从战略高度重视发展3D打印 3D打印技术的历史由来已久。1986年,美国3D System公司推出了第一款工业化的“3D打印”设备,1990年开始销售,短短几年中,形成了巨大的市场。近年来,美国以企业和大学及科研机构等半政府半民间的组织为主导力量,明显加大加快了对3D打印技术研发的组织力度。2009年,以美国相关大学为主的“增材制造路线(RAM)研讨会”就未来5~10年的技术发展进行了广泛的讨论,并发表了较有影响的路线图研讨报告。根据这一报告的建议,由爱迪生焊接研究所(EWI)牵头于2010年成立“增材制造共同体AMC(Additive Manufacturing Consortium)”,试图将相关的制造商与供应商同大学与研究机构联结成为一个互动良性促进发展的生态组织,共同解决3D打印技术中还存在着的大量问题。AMC目前已有30余家企业、研究所、大学、军方和政府等机构成员,以金属材料的增材制造技术为主,每季度活动一次。目前,AMC整合EWI及其成员的设备、技术和专业知识,初步构成了一个分布式、网络化的增材制造“国家实验平台中心NTBC(National Test Bed Center)”。AMC和NTBC的使命就是提高3D打印增材制造技术的成熟度,促进相应的产业投资,在全美范围内将这一新兴的制造方式早日转化为主流的制造方式。自2011年起,AMC每年都向其会员增材制造的现状报告。此外,近3年来美国政府、军方及企业还多次组织3D打印技术的有奖挑战大赛,希望以此加速相关技术的发展、应用和普及。 尽管美国在3D打印的整体技术上领先全球,但在基础研究设施、研发组织和政府支持上,欧盟明显领先。首先,欧盟在政府研发方面的投入要大于美国(不计不公开的国防军事投入),著名的大型合作项目包括英国的增材制造创新中心、欧盟第六框架项目大航空航天组件快速生产Rapolac(Rapid Production of Large Aerospace Components),全程专注航空航天的SMD(Shaped Metal Deposition)技术等。其次,欧洲工业界也主动组织形成3D打印产业群,开发增材制造的市场。一度形成原始创新技术源于美国,但其后的研发和应用及商业化却是由欧盟等国家完成的局面。此外其他一些国家也都竞相从国家战略高度重视发展增材制造业,澳大利亚近期制定了金属堆积制造路线,南非正在扶持基于激光的大型堆积制造机器的开发,日本也在着力推动堆积制造技术的推广应用。 3D打印行业处于迅速兼并与整合过程中,专利成为竞争的重要武器 2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元。目前,快速成型技术的市场应用份额如图1所示,其中航空航天约占8%。目前,全球有两家3D打印机制造巨头,分别为3D System 和Stratasys,均在美国上市,2011年营业收入分别为2.3亿美元和1.6亿美元。3D Systems公司自2009以来已连续收购了25家公司,并于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,一举奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司继2011年5月收购Solidscape公司之后,又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前,国际3D打印行业正处于迅速兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。 3D打印行业巨头积极展开收购行动,在扩大公司规模的同时也吸收了大量的相关专利,并以此专利优势,在专利上限制对手的发展。目前全球拥有3D打印专利前5名的公司见图2、表2。 从2005年开始,3D Systems利用自己的专利优势成功狙击了纳博特斯克的7项专利申请。2012年底,3D Systems又控告Formlabs公司推出的初级3D打印机涉嫌侵犯其专利技术。 我国3D打印的技术水平基本与国际同步,但在产业化方面严重落后 20世纪90年代初,我国开始推进增材制造设备,即3D打印机的研发,在快速成型技术方面取得了长足进展。我国的华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京隆源公司、中航重机激光和南京航空航天大学等单位,于上世纪90 年代初率先开发快速成型设备,以及进行相关技术的研究、开发、推广和应用。其中,清华大学成功开发了无木模铸造工艺 (Patternless Casting Manufacturing),即采用逐点喷洒粘结剂和催化剂的方法来实现铸造沙粒间的粘结。华中科技大学研发出世界最大激光快速制造装备,使得我国在快速制造领域达到世界领先水平。西安交通大学研制出了激光快速成型设备LPS、SPS 系列成型机,并成功推向国内外市场。在国家科技部领导和组织下先后成立了近10家旨在推广应用快速成型技术的“快速原型制造技术生产力促进中心”,863/CIMS 主题专家组还将快速成形技术纳入目标产品发展项目。可以说我国在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化方面获得了重大进展,我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步。但在快速成形技术新设备研发和应用方面我国则落后于国外。国外快速成形技术在航空领域有超过8%的应用量,而我国在这方面的应用量则非常低。据估计,3D打印设备在我国企业级装机量在400台左右,2010年以来年增速均为70%左右,市场规模超过1亿元。 3D打印技术在航空领域的应用情况 欧美已将3D打印技术视为提升航空航天领域水平的关键支撑技术之一。3D打印技术在航空领域的应用主要集中在3类:1)外形验证,整机和零部件外形评估和测试、验证;2) 直接产品制造,例如无人机的机翼、云台、油箱、保护罩等,美国一些大飞机中也有多个零部件采用3D打印直接制造;3) 精密熔模铸造的原型制造,采用精密浇铸工艺来制作部件前的原型等。 国外应用情况 波音公司已经利用3D打印技术制造了大约300种不同的飞机零部件,包括将冷空气导入电子设备的形状复杂导管。目前波音公司和霍尼韦尔正在研究利用3D打印技术打印出机翼等更大型的产品。 空客在A380客舱里使用3D打印的行李架,“台风”战斗机中也使用了3D打印的空调系统。空客公司最近提出“透明飞机概念”计划,制定了一张“路线图”,从打印飞机的小部件开始,一步一步发展,最终在2050年左右用3D打印机打印出整架飞机。“概念飞机”本身有许多令人眼花缭乱的复杂系统,比如仿生的弯曲机身,能让乘客看到周围蓝天白云的透明机壳等,传统制造手段难以使用,3D打印或许是一条捷径。 GE航空2012年11月20日收购了一家名为Morris Technologies的3D打印企业,计划利用后者3D打印技术打印LEAP发动机组件。GE把这次收购看作是对新制造技术的投资,认为具备处理新兴材料与复杂设计的工艺制造开发能力,对GE的未来至关重要。 美国空军对3D打印也报以厚望,近日与3D Systems签约,投资29.5亿美元用于其开发打印F-35战机部件和其他武器系统的3D打印系统。 国内应用情况 中航重机激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发。目前,中航重机激光产品已经应用于我国多款新型飞机上,并起到关键作用。除了军用飞机,中航重机激光还在开拓世界最先进四代航空发动机最优秀技术之一——整体叶盘应用市场,以及大型水面水下舰艇市场。 北航同我国主要飞机设计研究所等单位“产学研”紧密合作,瞄准大型飞机、航空发动机等国家重大战略需求,历经17年研究在国际上首次全面突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型复杂整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,并已在飞机大型构件生产中研发出五代、10余型装备系统,已经受近十年的工程实际应用考验,使我国成为迄今世界上唯一掌握大型整体钛合金关键构件激光成形技术并成功实现装机工程应用的国家。2013年1月18日,王华明联合研发团队凭“3D激光快速成型技术”获国家技术发明一等奖。3D打印对生产方式的变革 相比较传统制造业,3D打印在制造模式、流程、供应链等方面发生巨大变化。1)定制成为新标准。制造模式上,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是数字化、个性化、分散化的定制生产,不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。2)缩短上市时间。3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期。3)更优越的产品性能。3D打印的产品是自然无缝连接,结构之间的稳固性和连接强度要高于焊接等传统方法。4)开放式的产品设计。3D打印产品设计者与消费者之间可以通过互动改进产品,这个互动是双向的,消费者也可以自己设计产品。5)改变离岸经济模式。3D打印对产品供应链有重大影响,选择生产地时,劳动力成本不再那么重要,而是考虑如何接近消费者,传统过程的供应链就变得短了,使得传统的离岸经济模式得以改变。 3D打印产业的未来发展前景 对于3D打印未来的发展前景,业界普遍看好。作为全国工业的主管部门,工信部准备组织研究制订3D打印技术路线图、中长期发展战略,推动完善3D打印技术规范和标准制定,研究制定支持3D打印产业发展的专项财税政策。据报道科技部的3D打印相关战略规划也正在研究制定中,近期即将公布。高德纳( Gartner )公司2012年的新兴技术炒作周期报告判断:3D打印技术目前正在进入概念炒作的高峰阶段,在5~10年的时间内将迎来发展高峰(见图3)。 据Wohlers Associates报告分析,全球3D打印产业产值在1988~2010年间保持着26.2%的年均增速。2011年3D打印产业的市场规模为17亿美元,到2016年产业总产值将达到31亿美元,2020年将达到52亿美元,其中零部件制造将占80%。而对于快速成型应用领域,则市场更为广阔。2012年,全世界快速成型制造的产值估计为230亿美元,2015年产值将会达到350亿美元。 不过3D打印技术要进一步扩展其产业应用空间,目前仍面临着一些瓶颈和挑战:一是成本方面,现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵,给其进一步普及应用带来了困难。二是打印材料方面,目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物,选择的局限性较大,成型品的物理特性较差,而且安全方面也存在一定隐患。三是精度、速度和效率方面,目前3D打印成品的精度还不尽如人意,打印效率还远不适应大规模生产的需求,而且受打印机工作原理的限制,打印精度与速度之间存在严重冲突。四是产业环境方面,3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散,制造业面对的盗版风险大增,现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 3D打印技术未来发展的主要趋势 随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。未来,3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度,开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法,提高成品的表面质量、力学和物理性能,以实现直接面向产品的制造;开发更为多样的3D打印材料,如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等,特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点;3D打印机的体积小型化、桌面化,成本更低廉,操作更简便,更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求;软件集成化,实现CAD/CAPP/RP的一体化,使设计软件和生产控制软件能够无缝对接,实现设计者直接联网控制的远程在线制造。 航空制造业整合3D打印技术的建议 我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业将是颠覆性的变革。我国航空制造业必须未雨绸缪,积极为迎接此技术革命做好准备。 (1)推进“产学研用”结合,拓展应用领域,延伸产业链,提高产业化程度。 (2)改变产品,如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。 (3)改变制造过程和方法,将现有制造系统智能化自动化,引入3D制造系统,形成复合体系。增材制造和减材制造相辅相成,复合制造体系在今后将成为主流。 (4)改变商业模式。这一次新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式,及相关的流程设计,资源配置和组织机构的形式。 (5)提前专利布局,在发展初期就要将目光放长远,不能满足于现有已经被国外企业掌握的优秀技术,而是要更多的走自己的专利之路,努力发展创新技术,抢占技术先机,积极进行合理的专利布局,包括国际市场专利布局,同时摆脱对国外3D打印耗材的依赖,避免陷入不必要的专利泥潭,争取在未来的市场竞争中占据有利地位。 (5)GE收购3D打印企业,某种程度上给航空企业提供了借鉴:通过一些资本化运作手段,兼并收购一些具有优秀技术的3D打印企业,以优秀制造能力为重点,打造航空企业自身的价值元宝曲线,或许是在这次工业革命中实现快速赶超的有效途径。 (作者单位系中国航空工业发展研究中心) 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机燃烧室新技术 航空燃气涡轮发动机燃烧室的功能是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能。在航空燃气涡轮发动机上燃烧室分为主燃烧室和加力燃烧室,主燃烧室是发动机优秀机的三大高压部件之一,加力燃烧室主要用在战斗机发动机上以短时间增加发动机推力,使飞机加速,在除战斗机以外的其他飞机发动机上一般不设加力燃烧室。主燃烧室将燃料燃烧后形成的高温高压燃气驱动涡轮做功带动压缩部件,除去带动压缩部件所消耗的功之外,剩余的高温高压燃气的能量通过喷管排气产生推进力推动飞机前进,或通过动力涡轮带动螺旋桨、桨扇、旋翼产生拉力及升力。发动机吸入的空气中的氧气在主燃烧室燃烧过程中并未全部消耗,因此在涡轮后可以设置加力燃烧室,再次喷入燃料燃烧加热燃气,进一步提高燃气能量以增加发动机的推力,主燃烧室和加力燃烧室在发动机上的位置见图1。 随着航空发动机技术的发展,发动机的工作压力和涡轮前温度越来越高,燃烧室的工作条件和技术指标要求越来越苛刻,突出的技术矛盾是在燃烧室负荷越来高的情况下,满足高的燃烧性能和轻的重量要求,在传统燃烧技术基础上必须采用新的原理和技术方案以提高发动机总体性能指标。 主燃烧室新技术 航空燃气轮机主燃烧室的传统结构形式可分为单管燃烧室、环管燃烧室、环形燃烧室,这基本与航空燃气轮机的发展历程相对应。早期的燃烧室多为单管燃烧室,后来发展为环管燃烧室,上世纪60年代,环形燃烧室出现并成为燃气涡轮发动机的必然选择,随着燃烧技术的发展,短环形燃烧室是目前普遍采用的方案(图2)。在采用离心式压气机的燃气轮机中为了缩短轴距并利用离心压气机径向尺寸较大的特点,发展了环形回流燃烧室或环形折流燃烧室。 现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求,对于军用发动机主燃烧室而言,要求其具有更高的温升工作能力和更宽的工作范围;而民用发动机对燃烧室污染排放指标提出了极为苛刻的要求,以满足发动机适航取证。因此主燃烧室主要朝两个方向发展:高性能军用发动机使用的高温升燃烧室及民用发动机需要的低排放燃烧室;为应对上述挑战,提出了以下燃烧室新技术方案。 旋流器阵列多点喷射燃烧室(图3)。此类燃烧室是将常规燃烧室头部的旋流器和喷嘴的尺寸缩小,在传统燃烧室单个头部大小的空间内布置多个喷射点,每个喷射点的燃料和空气快速均匀的混合,每个喷射点有自己的回流区和燃烧区,燃烧时有多个火焰,由于每个喷射点的回流区长度短,燃烧驻留时间短,在降低污染物的生成方面有很大的潜力。同时该类型燃烧室由于有多个喷射点的存在,可以将喷射区域进行分区燃烧,兼顾燃烧室在低工况下的稳定工作及高工况下的高效燃烧,适合于工作范围宽广的高温升燃烧室;还可以对喷射点进行控制,具有温度场主动调节能力,能够满足高性能军用发动机高品质燃烧室出口温度场的需求。 驻涡燃烧室(图4)。驻涡燃烧室是一种采用独立凹腔进行稳焰的燃烧室,其原理是由超声速燃烧的背风台阶稳定火焰原理演变而来,最早在美国的IHPTET计划中提出。驻涡燃烧室由产生值班火焰的凹腔结构和钝体稳焰主燃区组成,其主要特点是可以实现分区分级燃烧,发动机在点火、慢车等小工况状态时,燃烧室只驻涡区工作,保证了燃烧室低工况稳定性;而在起飞等大功率状态下燃烧室驻涡区和主燃区同时工作,保证高工况下的高效燃烧性能;驻涡燃烧室其点火器位于驻涡区内,不易被吹熄,点火性能相对其他燃烧室更加优越。由于实现分级燃烧,能够有效控制氮氧化物等污染排放物的生成。美国GE公司在驻涡燃烧室研究方面处于领先地位,通过多年的研究已经发展了四代驻涡燃烧室,并开展了相关的试验,GE公司在2007年完成了全环形驻涡燃烧室设计和试验验证,拟应用在高推重比发动机上。 涡轮级间燃烧室及超紧凑燃烧室。涡轮内燃烧最初的目的是采用涡轮内燃烧取代主燃烧室建立定温循环, 定温循环的效率比常规燃烧室的定压循环高30%~40%,但定温循环超出了常规发动机的设计参数与运行参数,只能用于理论研究。在本世纪初,由Sirignano等人提出了在高低压涡轮之间的补燃燃烧形式,在此方案的基础上发展了涡轮级间燃烧室(Inter-stage Turbine Burner,ITB)及超紧凑燃烧室(Ultra-Compact Combustor,UCC)。 涡轮级间燃烧室(图5)是在高低压涡轮之间再布置一个小型燃烧室,由于有涡轮级间燃烧室的存在,可以拓展压气机总增压比的设计范围,适当降低涡轮前温度提高涡轮寿命,实现高飞行马赫数下发动机推力更大耗油率更低的目标。涡轮级间燃烧室由于受到结构布局的影响,需要在较小的空间内完成稳焰、燃烧等过程,所以一般采用驻涡凹腔稳焰燃烧的方案。 超紧凑燃烧室(图6)是涡轮间燃烧室的进一步提高和发展,其基本原理是将燃烧室与高、低压涡轮导叶整合,实现在涡轮导叶内燃烧,实现近似等温燃烧循环,提高发动机的热效率,此方案对发动机性能参数及结构的改变较多。超紧凑燃烧室是目前几种先进燃烧技术如:凹腔稳焰、多点喷射组织燃烧,周向燃烧、旋流燃烧、补气射流、驻涡燃烧等技术的综合应用的集成。 美国空军研究实验室针对超紧凑燃烧室开展了四个阶段的研究。阶段一:以替代主燃烧室为目标的研究;阶段二、阶段三:以替代涡轮级间燃烧室为目标的研究工作;阶段四:以实现涡轮内燃烧替代加力燃烧室为目标的研究工作,最终实施定温循环燃烧。超紧凑燃烧技术目前已经在涡轮间燃烧上进行了试验验证(图7),其贫油熄火油气比只有目前系统的25%~50%,同时在应用时可以和涡轮叶片整合一体,实现涡轮内燃烧构想,并且已经开始实施,更设想用以取代主燃烧室,实施定温循环,实现高效率动力输出,并且作为下一代燃烧室技术,减小发动机重量和尺寸。 低排放燃烧技术。其中包括:贫油预混预蒸发燃烧技术;富油燃烧技术。 贫油预混预蒸发燃烧技术燃烧室的污染排放物包括:一氧化碳(CO)、未燃碳氢(UHC)、氮氧化物(NOx)和冒烟等4种燃烧产物,目前除氮氧化物以外,其他排放物指标已相当低,低排放技术的重点是进一步降低氮氧化物的排放,直接的措施是缩短燃料的燃烧时间,降低燃烧区的燃烧温度。贫油预混预蒸发燃烧室是通过在燃烧区加入大量空气,并使燃油和空气预先混合并完成部分蒸发再进行燃烧,相对于传统的旋流扩散燃烧,燃烧均匀,燃烧温度低,因此燃烧产物中的污染排放特别是氮氧化物(NOx)显著降低,贫油预混预蒸发燃烧技术有很多种方案,目前取得成功的是GE公司研制的双环预混旋流(TAPS)燃烧技术(图8),燃烧室结合了分级分区燃烧和贫油预混燃烧的思想。由值班级(预燃级)和主燃级组成。值班级为扩散火焰模式,保证发动机启动点火可靠和较为宽广的燃烧边界;主燃级为贫油预混燃烧模式,主要工作于大工况,以减少NOx的生成。 目前,TAPS燃烧室已发展了三代,分别为TAPS1、TAPS2和TAPS3。TAPS1技术目标是要比传统富油头部设计的燃烧室或CAEP2标准降低NOx排放50%,成功用于GEnx发动机上;TAPS2的目标是在TAPS1的基础上再降50%,主要是针对总增压比大于40的发动机,比CAEP2标准NOx排放降低70%,首先用于我国大飞机C919的启动发动机LEAP-X上;TAPS3目标是比CAEP/6降低NOx排放75%,比CAEP/2降低85%。 富油燃烧技术。富油燃烧的基本特点是主燃区空气量低于燃料完全燃烧所需空气量,当燃烧区为富油燃烧时,因燃烧不完全,燃气温度较低,NOx生成量也较低,但是经过富油燃烧后,有大部分燃油未燃烧完全,随着燃气向下游流动,必定要在化学恰当比附近燃烧,此时,燃气温度很高,是NOx大量产生的区域,为了跳过该区域,通过在富油燃烧区末端加入大量空气瞬时降低燃气温度,此后未完全燃烧的可燃成分在贫油状态继续燃烧,从而整个燃烧过程的温度降低。典型的富油燃烧技术是PW公司研制的富油燃烧-快速淬熄-贫油燃烧(RQL,图9)技术。PW公司将RQL燃烧技术用在V2500发动机扇形试验段上试验,其结果比当时的排放标准低50%。之后,PW公司进行一系列的低排放燃烧室的研发,他的低排放燃烧室称为TALON燃烧室,分别发展了TALONⅠ、TALONⅡ和TALONⅩ等一系列低排放燃烧室,已在PW4084、PW6000、PW8000等发动机上成功应用。 加力燃烧室新技术 战斗机在起飞、爬升、规避导弹或机型作战机动飞行等状态需要更大的推力以实现短时间加速飞行,发动机使用加力是短时间内增加推力的最好办法。加力燃烧室是实现发动机加力的部件,它能保持发动机最大转速和涡轮前燃气温度不变的情况下,将燃油喷入气流中让剩余氧气再次燃烧,产生额外推力。现在军用涡扇发动机加力燃烧室(图10),大都采用V型稳定器来稳定火焰,这种加力燃烧室通过气流在钝体后形成的尾迹旋涡和回流区产生一个油气混合均匀的低速区,从而具备了火焰稳定的必备条件。 现代高推重比航空发动机加力燃烧室工作条件越来越恶劣,性能要求更高,主要特征表现在内涵进口温度更高、氧含量降低的情况下,进一步提高加力温度和燃烧效率,降低流体阻力,缩短长度,加力重量超轻。传统发动机加力燃烧室很难实现上述要求,未来加力燃烧室的发展必然将某些部件进行一体化设计,变得更加紧凑,以减少长度和降低重量,提高发动机推重比。涡轮后框架一体化加力燃烧室、旋流加力燃烧室、外涵加力燃烧室是目前研究的重要方案。 涡轮后框架一体化加力燃烧室。 涡轮后框架一体化加力燃烧室的主要特征是取消传统加力燃烧室的混合扩压器,将喷油杆和钝体稳定器整合到涡轮后支撑框架的支板上,形成超级紧凑的一体化结构,加力燃油从支板内的喷嘴孔喷入并进入支板后形成的回流区内稳定燃烧,涡轮后框架一体化加力燃烧室与传统加力燃烧室对比如图11所示。这种加力燃烧室的设计关键在于:合理的安排燃油喷射,既保证加力燃油浓度分布与氧浓度分布主动匹配,又避免燃油的自燃与结焦,还能保证燃油在支板后的回流区内形成稳定燃烧点火源,同时保证加力燃烧室较低的流阻损失;一体化加力燃烧室方案能适用于更高的加力热负荷,具有更简单的结构以及更高的喷杆和稳定器工作可靠性,在高推重比发动机研制中得到了深入广泛的研究。采用涡轮后框架一体化加力燃烧室的典型代表为美国PW公司研制的F119发动机,其推重比在10左右。 旋流加力燃烧室。旋流加力燃烧室是采用类似主燃烧室的旋流燃烧原理组织燃烧,以涡轮后承力框架作为旋流加力的叶片,燃油喷杆内置在叶片内,形成旋流器的流场结构,取消了喷油杆和钝体稳定器。该方案可大幅度强化油气混合,提高燃烧强度和燃烧稳定性,缩短燃烧段长度,降低尾喷流火焰辐射强度,从而缩短加力燃烧室的长度、减轻重量,提高发动机隐身性能,但旋流加力燃烧室出口气流存在较大的余旋,会引起发动机推力损失。 外涵加力燃烧室。 常规加力燃烧室是采用内外涵燃气和空气混合后再点火燃烧,外涵加力燃烧室是直接在外涵道贫油组织燃烧。与传统方案相比,外涵加力燃烧室结构尺寸更紧凑,有利于发动机减重设计;外涵空气含氧量高,有利于组织燃烧,但由于进气温度和压力较低,燃油蒸发困难,不利于油气混合,影响点火性能和燃烧效率。外涵加力燃烧室工作与常规加力燃烧室组织燃烧方式基本相同,采用喷油杆喷油与空气混合,钝体稳定器稳定火焰,原理图如图12所示。 外涵加力技术主要应用在两个方面:垂直/短距起降(STOVL)发动机技术和变循环发动机(VCE)技术。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。PW公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(罗罗公司参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平1500℃以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10℃。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:航空燃气涡轮发动机涡轮新技术 航空燃气涡轮发动机涡轮部件的功能是将从燃烧室流出的高温燃气的热能和压力能转换成机械功,驱动风扇、压气机和附件工作。在涡桨或涡轴发动机中,涡轮还用于驱动螺旋桨或直升机的旋翼。按燃气流动方向,涡轮可分为轴流式和径流式。现代航空燃气涡轮发动机涡轮几乎都采用轴流式。在轴流式涡轮中,根据转子驱动的对象又可分为高压、中压和低压涡轮。 涡轮部件是发动机中单位重量最大、最复杂、成本最高的部件,所以,涡轮的设计目标是保证其应用所需的耐久性前提下,在高性能和经济可承受性之间维持一种平衡。为此,设计者们通过采用先进的气动、结构、冷却、强度设计,以及新材料和新工艺等多种技术措施来实现这一目标。 涡轮CFD技术 (1)非定常仿真技术 非定常仿真技术是对一个时间周期内离散瞬间的涡轮动静域流场进行求解,动静域之间采用直接数据传递的方式,能够真实详细描述瞬态的涡轮内流场变化。随着计算机技术的不断发展,现有的计算设备已能开展非定常仿真技术的大量研究工作。部分国外发动机公司不同程度的采用了此项先进设计技术,如美国的IHPTET(综合高性能燃气涡轮发动机)计划中将非定常仿真技术用于解决转子和静子之间相互作用的机械激振,并将此技术用于F119发动机设计。近年来国外开展了凹槽顶部间隙、轴向气封间隙、热斑、尾迹、气膜冷却等气动和传热非定常方面的研究和应用,极大地提高涡轮叶片设计水平。 (2)气膜冷却仿真技术 目前,工程设计中广泛采用气膜冷却方式对涡轮叶片进行冷却。如何准确模拟冷气与主流的掺混流动是准确评估冷却涡轮性能的关键所在。通常采用两种方式进行气膜冷却数值模拟。第一种是冷气喷射源项法,它在叶片表面和端壁给定质量、动量和能量源分布来考虑气膜冷却流动;该方法的优点是所需的工作量和计算时间较少、易于实现。第二种是真实气膜孔仿真方法,生成气膜孔甚至内腔网格,并对每个气膜孔甚至内腔流动均进行数值模拟;此方法划分网格复杂、时间长、计算量大,但优点是可以获得非常详细的流动信息,实现气热耦合计算,对温度场的求解更加准确。国外实现了基于结构化网格和非结构化网格的真实气膜孔仿真,例如:霍尼韦尔公司的Paul Vitt等(如图1)、美国加利福尼亚州空气动力中心的Ron Ho Ni等(如图2)、俄罗斯OJSC的Victoria Krivonosova等。 三维设计技术 (1)超高载荷叶片全三维设计 随着对发动机性能、重量、可靠性、经济性等的要求越来越高,涡轮叶片数量越来越少,涡轮叶片载荷也越来越高,涡轮处于跨声流动甚至超声流动状态,需开展超高载荷叶片的全三维设计技术研发。其中,包括了叶片复合倾斜技术、叶片端弯技术、叶片端壁融合技术、宽弦叶片技术、支板与叶片融合设计技术、跨声叶型设计技术、超声叶型设计技术等。 (2)非轴对称端壁技术 非轴对称端壁技术将端壁造型从二维发展到三维,通过调整端壁的三维曲面形状,能够有效减小涡轮二次流损失,从而提高涡轮效率。罗罗公司是第一个开始研究和应用非轴对称端壁技术的发动机公司,并申请相关专利,采用非轴对称端壁设计技术可提高涡轮效率1.0%左右。空客A380遄达900航空发动机的低压涡轮部件(如图3)和先进中等推力E3E发动机优秀机的高压涡轮导叶及工作叶片端壁(如图4)均采用了该技术。MTU公司构建了一套非轴对称端壁设计体系。P W公司是首个进行非轴对称端壁设计对冷却效率影响研究的公司。 高效冷却叶片设计 (1)铸冷叶片技术 铸冷叶片源于艾利逊公司的“Castcool”概念,它是一种可以一次铸造出内部复杂形状的加工方法。利用Castcool可以将十分复杂的冷却结构一次铸成在单晶部件(如涡轮叶片)之内,同时,在IHPTET计划中Allison公司研发了一种Lamilloy冷却方案,此方案为多孔层板材料叶片。在IHPTET计划第二阶段,Castcool技术与Lamilloy冷却方案结合,研制出了铸冷高低压叶片(如图5,叶片前缘和尾缘采用气膜冷却,而叶片其余部分则采用双层壁Lamilloy冷却),并在CAESAR验证机中进行了强度和冷却试验验证。 (2)超冷叶片技术 超冷叶片源于普惠公司的“super cooling”概念。超冷叶片有几百个铸造的或激光打的小孔,外形与常规冷却叶片一样,但其内部是用CFD方法设计的。在IHPTET计划第二阶段,在CAESAR优秀机中对超冷叶片技术进行了试验验证(如图6),并将此技术成功转化至F119优秀机中验证。同时,惠普公司在F135发动机的高压涡轮上采用超冷技术,冷却效率提高20%。此技术已在F136、PW8000发动机高压涡轮叶片得到了应用。 先进结构设计 (1)高低压涡轮对转技术 高低压对转涡轮结构是高负荷单级高压涡轮后接对转无导叶低压涡轮。IHPTET计划中的GE公司COPE涡轮方案验证了这一技术。F136发动机就采用了此结构。F119发动机虽然也使用了高低压涡轮反转技术,但其高压涡轮和低压涡轮之间仍带有导叶。无导叶对转涡轮技术不仅可用在军用涡扇发动机上,也可用于民用涡扇发动机。 (2)双幅板涡轮盘 采用当前的镍基合金制造的常规(单辐板)高压涡轮盘其AN2值已达到极限,面临的局面是,提高AN2值必须有突破性技术的支持。因此,双辐板盘(图7)成为提高AN2的研究重点。双辐板盘在结构传力路线和AN2方面比常规高压涡轮盘有明显的优势。普惠公司在先进涡轮发动机燃气发生器XTC67/1上试验了焊接的双辐板高压涡轮盘技术,验证了涡轮盘重量减轻17%,同时转速提高9%。 (3)可变面积涡轮导向器 GE发展了四代变循环发动机:在第二代变循环发动机(GE21)的研制中实现了可调面积低压涡轮导向器技术突破;在第三代变循环发动机(F120)的研制中实现了可调面积高压涡轮导向器技术突破,并实现了发动机空中试飞验证;第四代变循环发动机是COPE方案,在GE与艾利逊公司(AADC)(RR参与)联合研究的COPE方案中关键技术之一就是高效可调面积高压涡轮导向器,采用了一种独特的凸轮驱动结构解决过去变面积导向器的冷却漏气引起的性能损失问题,能使部分推力状态下SFC降低10%~25%。日本在高超声速运输机推进系统研究计划下研究的组合循环发动机,其低速推进系统选用变循环涡扇发动机,低压涡轮采用了可变面积导向器,用于控制发动机的涵道比和调整高/低压涡轮的功率分配。 先进耐高温材料与工艺 (1)陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料在不带冷却的条件下耐温能力高达1650K以上,密度却是传统叶片材料的三分之一,热膨胀系数是传统镍基合金的四分之一。在大型军用涡扇发动机中,目前已经得到成功验证的陶瓷基复合材料涡轮部件主要有:涡轮间过渡段机匣部件,使冷却空气减少了100%,重量减轻50%;低压涡轮导叶,减重的同时减少了冷却气流;高压涡轮空心导叶,与典型的镍基合金导叶相比,重量减轻50%,冷却空气量减少20%。美国在IHPTET计划下开发了无冷却陶瓷基低压涡轮和端壁(如图8),并已用于F136发动机未来发展型。 (2)高温金属间化合物 金属间化合物具有重量轻、耐高温、提高部件效率等优点,在涡轮部件中的应用主要是低压涡轮后面几级的叶片。具体的研究对象主要有:钛铝、铌铝、二硅化钼、二硅化铌。涡轮叶片历来用铸造,为了减轻重量而采用金属间化合物材料,使涡轮部件结构和设计复杂化,从而改变了涡轮叶片的加工技术。 (3)热障涂层 热障涂层应用对象是工作温度超过1250℃的涡轮工作叶片表面。电子束物理气相沉积热障涂层具有良好的热疲劳特性,可用于高压涡轮叶片。微层压(Micro-Laminate)热障涂层可用于涡轮导向叶片和工作叶片。这些先进热障涂层的导热率和重量都大大降低,能有效提高涡轮叶片的工作温度,保证叶片寿命。目前,国外正在研制耐温水平150度以上的热障涂层。 叶尖间隙主动控制技术 涡轮叶尖间隙主动控制技术是一项通过控制涡轮叶尖间隙的变化来降低发动机耗油率、污染物的排放,提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施。高压涡轮叶尖间隙减小0.254毫米可减小1%的耗油率,排气温度减低10°C。主动间隙控制的目标就是让涡轮叶尖间隙在发动机工作过程中,尤其是在巡航状态下保持一个最小值,同时又能保证在整个发动机飞行包线内叶尖和涡轮外环不会发生碰磨。在高压涡轮采用主动间隙控制比压气机和低压涡轮有更加突出的好处,减小高压涡轮叶尖间隙所得的效益是低压涡轮的4倍,高压压气机的2倍,而在运输机上获得的效益又是战斗机的2倍。在大涵道比航空燃气涡轮发动机上广泛采用主动间隙控制技术。目前,热控制方法的主动间隙控制得到了广泛的应用。如CFM56、PW4000、V2500、GE90等都采用的是主动热控制方法。但由于主动热控制方法存在响应速度慢且无反馈信息,而无法精确控制间隙的原因,国外正在大力开展机械控制、压力控制等研究和验证,预计在不久的将来这些新的主动间隙控制方法会在大涵道比航空发动机和航改燃机上得到广泛应用。 先进刷式封严技术 刷式封严技术最初是上世纪70年代初英国罗罗公司提出的一种新型密封技术。这种新型密封结构可大大降低航空发动机空气系统的气流量损失,增加推力,降低耗油率,显著提高发动机性能。刷式封严是一种接触式密封,与传统的篦齿封严相比,重量轻、易于更换。GE公司的试验表明刷式密封的泄漏量只有篦齿密封的5%~10%。德国MTU公司的研究也发现,用刷式封严代替压气机和涡轮处的篦齿封严,则发动机的泄漏量可减少80%,相应的发动机耗油量能减小至少1%。1989年V2500-A1发动机成为以刷式密封取得执照的第一台生产型航空发动机。英国牛津大学于1990年提出了“压力平衡型低滞后效应的刷式封严”的专利设计,这种结构已经在GE90发动机的试验中通过了验证。在高密封压力、高环境温度和高表面速度的环境下,刷式封严存在刷丝掉毛现象,同时也存在密封的滞后效应,MTU研制了一种新型的刷式封严结构以解决此问题。 航空新技术论文:浅谈新技术下的航空维修人员培训 【摘要】随着新技术的发展,制造水平的提高,复合材料的大量使用,以及自动化检测技术和计算机技术的使用等对于航空维修人员有了更高的要求,而设备的更新、新装备的操作难度、技术含量等问题,对航空维修人员提出了新的要求。 【关键词】航空维修;人员培训 随着INTERNET和数字化技术的发展,自动化检测技术,计算机技术,复合材料等新技术的大量应用,大大加快了飞机设计、制造和服务的速度。航空公司的飞机一旦发生故障和失效问题,不仅会增加企业维修成本,而且会严重影响企业的生产效率,使企业蒙受巨大损失。但由于飞机故障的不可预知性,航空公司无法预先制定完美的维修和航班计划。为了提高服务效率和质量,提高航空产品的竞争力,在这种情形下维修方式已由传统模式下民航飞机维修,发展为数字化的维修,这种数字化维修方式对航空维修人员提出了新的要求。 一、飞机维修新技术 1.维护手册的数字化 2.维修信息系统与飞机系统的数字化、智能化对接 目前,新一代的飞机都已经能够实现由空中向地面传送飞机参数、故障和维护信息。这种技术就是目前为人们所熟知的远程传递技术,即应用飞机的通讯寻址和报告系统(ACARS)实时下载飞机系统故障(CFD)和飞机性能参数(DFD)报文,把它们传递到地面信息站点上。然后这些飞机的信息先经过分析、过滤和处理,形成与维修信息系统格式一致,可以相互交联对话的数据,再由维修信息系统进行分析、评价、处理用以形成维修决策,生成维修方案。同时自动生成维修调度报告送达各个相关部门,在飞机落地前就可做好维护准备。这样可以大幅度减少飞机维修停场时间,降低飞机航班延误率,减少维修费用开支,提高维修效率和飞机运营周转率。 3.智能化维护系统(IMS) 二、国内外航空维修队伍分析 1.我国航空维修人员存在以下问题 ①维修人才综合素质需进一步提高:飞机维修人员队伍尚待成熟,缺乏技术带头人和技术骨干。 ②飞机维修人员队伍维修类别结构失调:据统计2009年5年以下维修人员占人数的54%,小龄化现象造成维修经验严重不足,不能进行深度维修等工作,深度维修人才严重不足。 ③维修人员队伍管理存在的问题:飞机维修人才储备不足,飞机维修人员的培训不够,机务人员待遇低,人才流失严重。 2.国际航空维修人员存在以下问题 在西方国家,加入飞机维修队伍的年轻人的数量比离开的要少。此外,一些高技能和有经验的人员离开航空到其他行业寻找高薪职位;在世界各地均存在飞机维修工程师、技术员和机械师短缺的问题;航空运输业是工作人员的工作时间不利于社交。飞机工程师可能会突然转行到金融或者IT 行业。 三、新技术新形势维修人员要求 由上可以看出,国内外维修市场新技术都对我国航空维修人员的培训,在数量和质量上都提出了较高的要求。这些发展和变化都在要求航空维修人员的培训将由人员密集型向技术密集型转化,由常规经验维修向高技术科学维修转化。尤其是空客A380大面积使用复合材料,对复合材料的维修人员有了较大的需求。 因此,新的工程与维修课程应包括更多的结构和复合材料的培训。对计算机、网络等有了很高的要求。多数新的技术人员都将是IT实用专家,易于了解新的航电设备。机务维修领域的变革决定了机务人才培养的方向将向着:工程化、系统化、综合化、 信息化、集成化、国际化方向发展。新技术新形势对航空维修人员的培训提出以下要求: 1.多学科开展,由基本的结构课程为主,发展集结构、计算机、网络、电子于一体的多学科教学。 2.增强与MRO间的交流,及时与先进技术接轨,倾听企业对维修人员的要求,与企业合作办学,学习最新的维修方法。 3.加强国际国内院校之间的交流合作,做到与世界同步,学习最新的世界维修方法。 4.开设专门的复合材料修理培训课,以适应市场的需要。 5.引进虚拟维修训练系统,可以及时更新维修信息并缩短人员的培训时间,降低耗材成本。 6.加强学生自学能力的培养,以满足工作后的再学习;加强动手实际工程能力及自信心的培养。 7.培养严谨独立的工作作风和较好的团队沟通协作能力。 航空新技术论文:中苏《国防新技术协定》转让的航空技术探微 [摘要]中苏《国防新技术协定》中规定苏联向中国转让米格-19歼击机和图-16轰炸机,就其技术水平来说,两者都是苏联当时最新装备或最新型号之一。苏联向中国转让新技术最基本的原因是为巩固其国内与国际政治地位并寻求中国的支持。除此之外,苏联的导弹威慑观使其认为图-16作为轰炸机已无实际意义,歼击机也将被导弹所取代,因而同意进行转让;在转让最新装备的同时,苏联在科学研究上对中国严格保密,以便限制中国超越苏联;航空技术转让的主动权完全掌握在苏联手中,重要的技术资料、特殊材料、特殊部件设备都可以成为限制中国发展、控制技术转让进程的手段。 [关键词]航空技术转让 飞机 中苏《国防新技术协定》 1957年10月15日,中苏签订了《中华人民共和国政府和苏维埃社会主义共和国联盟政府关于生产新式武器和军事技术装备以及在中国建立综合性原子工业的协定》,简称《10月15日协定》或中苏《国防新技术协定》。目前,学术界对中苏《国防新技术协定》的关注集中于原子弹或导弹部分的技术转让,鲜有关于转让航空技术的内容。本文将综合各种史料,厘清中苏《国防新技术协定》中航空技术转让的内容、执行过程中实际转让的飞机型号以及在当时的技术水平,进而分析苏联转让的原因。 一、转让飞机的具体型号与内容 《当代中国的航空工业》明确指出:“议定转让制造权的航空产品有米格-19歼击机、图-16轰炸机和四种战术导弹。” 由于米格-19有多种改型,按规定转让给中国仿制的具体型号是什么呢?《沈阳市志-军事工业》称:徐昌裕、112厂设计室主任徐舜寿等人随中国工业代表团谈判购买米格19埃斯(米格-19C)、米格19坡(米格-19л)和米格19坡埃母(米格-19лM)飞机,并选定米格19坡(米格-19л),于10月15日签订购买全套技术资料和样品的协议。由此可以确定转让仿制的歼击机型号是米格-19л。 《当代中国空军》记载:20世纪50年代,中国空军装备的歼击机有米格-19C、米格-19л。1959年4月,沈阳飞机制造厂仿制米格-19л成功,未正式生产。根据空军需要,转而仿制米格-19C,1963年12月仿制成功,命名为歼-6。不过,中国最后大规模仿制的是米格-19C而非协定中规定的米格-19л。这是因为1958年7月,中国空军在进驻福建前线通过与台湾当局空军的实战检验后,认为米格-19л机动性差,提出需要大量灵活机动的前线歼击机(即米格-19C)。但当时中国并没有就c型飞机向苏联订货。于是从1958年12月起,112厂在米格-19л的基础上进行改型设计,综合米格-19C和米格-19л的特点,利用米格-19л的后半部,并对米格-19c的机头稍作改进以提高机动性,自行设计了一个新型号,命名为东风-102。1959年2月投入试制,9月30日首次试飞。但后来由于东风-102质量不过关,于1960年停产整顿。从1961年起,重新选择原样仿制苏联米格-19c,1963年,飞机仿制成功,即后来有大量改型的歼-6。 事实上,转让图一16的时间比中苏《国防新技术协定》规定的时间有所提前。1958年9月16日,赫鲁晓夫在雅尔塔接见中国驻苏大使刘晓,主动提出苏联可派一批带有导弹的图一16轰炸机到中国,由苏联飞行员驾驶,以便为炮击金门时提供打击力量。10月12日,拒绝了此建议,但同时表示:中国决定提前制造图-16。10月,就提前试制图-16问题致电赫鲁晓夫。随即派张连奎、王西萍、陆纲等赴苏进行具体谈判。张连奎、王西萍、陆纲等23人于11月赴苏,主要落实各项技术资料和物资供应安排,经过谈判,苏方同意加班生产,备齐物资和资料,及时发货。1959年4月,中苏签订补充协议,苏方承诺1960年上半年供应中国20架份飞机本体、40台份P-3M发动机、96项仪表等机载成品及相应毛坯材料。 因此,根据中苏《国防新技术协定》的规定,苏联向中国转让的飞机型号是米格一19歼击机和图一16轰炸机,包括提供样机、零部件、图纸资料以及指导仿制的苏联专家。 二、转让飞机机型的技术性能 苏联方面普遍认为,对中国国防新技术的转让是毫无保留的,赫鲁晓夫甚至声称:“我们给了他们坦克、大炮、火箭、飞机、海军武器和陆军武器。事实上,我们的整个国防工业都是向他们敞开的。”而中方资料则通常指出,苏联转让的飞机大都是落后的型号。那么,苏联转让的航空技术水平究竟如何? 关于米格-19的技术性能 就当时而言,一般认为是很先进的:“以爬升快,加速性和机动性好,能全天候超音速作战、火力强和易于操纵等优势装备于苏联空军部队……米格一19为一件成功的设计”;“米格-19的机动性能极其出色”;“米格-19是前苏联研制的一种轻型超音速歼击机……主要用于空战,争夺制空权,也可实施对地攻击”。 苏联于1951年开始研制米格-19,1953年首次试飞,1955年开始装备部队。这是世界上第一种进入批量生产的超音速战斗机。1956年,米格-19首次公开亮相,由于其在爬升率、加速性、机动性、操纵性等方面的良好性能,先后有多种改型:c型(昼间型)、CФ型(高空型)、п型(加装雷达的全天候型)、YIM型(发射导弹的全天候型),1961年停产。米格-19C没有雷达,于1956年投产、服役,中国大量仿制并在此基础上进行多种改型。苏联向中国转让的米格-19п于1955年投产并装备部队,加装了雷达;而米格-19пM则由米格-19п改来,从携带火炮改为可发射导弹,由于采用了米格-17пM上的RP-2U雷达和APU-4导弹发射轨等成熟技术,该型很快于1957年底生产。 由于米格-19п与米格-19пM都装备了雷达,但这两种雷达都存在不少问题,有时甚至因雷达故障使战机无法升空,而且加装雷达的米格-19п机动性较差。通过实战检验后,中国最后选择了不能发射导弹、没有雷达的米格-19C,并在此基础上做了大量改型。在实战中,歼-6表现良好,曾击落多架美制RF-101,并以负速度差击落过RF-104,还创造过平流层击落战机(无人高空侦察机BQM-147G)的世界纪录。
热处理论文:组织热处理的理论及工艺论文 在实际热处理中,较多的是采用连续冷却热处理。为了对在连续冷却条件下过冷奥氏体的转变进行定性分析,可以将铸铁的冷却曲线绘制到C曲线上。如图4所示,当冷却速度为V1时,冷却曲线与C曲线有b1和a1两个交点,分别表示珠光体转变结束和开始。将冷却速度提高到V2,转变温度降低,转变开始和结束时间都缩短。如果将冷却速度提高到临界冷却速度V''''c以上,则冷却曲线与转变终了线不相交,这说明一部分奥氏体转变为珠光体,而其余部分被过冷到Ms点以下转变为马氏体。虽然应用C曲线可以定性地分析过冷奥氏体连续冷却转变,但是由于连续冷却时奥氏体转变的孕育期与等温转变有所不同,上述分析在数值上存在着一定的偏差。因此,在分析过冷奥氏体连续冷却时比较多的是采用过冷奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT曲线)。图5是共析成分奥氏体连续冷却转变曲线,为便于对比,图中还画出了C曲线。与其C曲线相比,连续冷却时转变开始时间和开始温度降低。图中CC''''线为转变中止线,表示冷却曲线与此线相交时转变并未完成,但奥氏体分解停止,剩余部分被冷却到更低的温度下转变为马氏体。许多因素都会影响奥氏体连续冷却转变曲线,如奥氏体化温度、化学成分、加热速度。因此,实际铸铁的连续冷却转变曲线与图5有比较大的出入。图6是一种球墨连续冷却转变曲线,冷却曲线下面的数据为硬度(HV10)。 铸铁的正火处理主要是为了增强其强度和耐磨性,主要用于灰铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。下面重点探讨灰铸铁、球墨铸铁的正火处理。(1)灰口铸铁的正火工艺灰口铸铁在提高加热温度后,可使奥氏体碳含量增加,从而使冷却后珠光体量增加,具体的加热温度根据灰口铸铁共晶渗碳体量不同而有所不同,当共晶渗碳体较多时,温度为900~950℃;当较少时,温度为850~900℃。保温时间一般为1~3小时。保温后采用冷却,这样可以使珠光体含量增加,冷却方式可采用喷雾冷却、风冷或空气冷却。(2)球墨铸铁的正火处理球墨铸铁的正火处理主要分四种:高温奥氏体化正火和两阶段正火所得到的基体组织都为少量铁素体(牛眼状)和少量铁素体;部分奥氏体化正火和高温不保温正火所得到的基体组织都为铁素体(破碎状)和珠光体。这四种球墨铸铁正火处理的目的和处理规范,如图7所示。 淬火是为了提高铸件的各种性能,如提高其耐磨性、硬度等。而回火是为了降低淬火中产生的应力,是一种后处理方法。(1)抗磨白口铸铁的淬火及回火工艺以不同牌号的抗磨白口铸铁为例。KmT-BCr2Mo1Cu1抗磨白口铸铁,转化退火工艺为:940~960℃保温1~6h,缓冷至760~780℃保温4~6h,缓冷至600℃以下出炉空冷,淬火工艺:960~1000℃保温1~6h,出炉空冷;回火工艺为:200~300℃保温4~6h,出炉空冷;KmTBCr15Mo2-DT抗磨白口铸铁,转化退火工艺:920~960℃保温1~8h,缓冷至700~750℃保温4~8h,缓冷至600℃以下出炉空冷,淬火工艺:920~1000℃保温2~6h,出炉空冷,回火工艺:200~300℃保温2~8h,出炉空冷;KmT-BCr20Mo2Cu1抗磨白口铸铁,转化退火工艺:920~960℃保温1~8h,缓冷至700~750℃保温4~10h,缓冷至600℃以下出炉空冷,淬火工艺:960~1020℃保温2~6h,出炉空冷,回火工艺:200~300℃保温2~8h,出炉空冷。(2)球墨铸铁的淬火及回火工艺球墨铸铁的淬火分为部分及完全奥氏体化后淬火两种。部分奥氏体化后淬火:加热到共析转变温度范围内(即加热时共析转变的上、下限之间),在淬火后为马氏体和少量分散分布的铁素体,再回火。270~350HB,aK20~40J/cm2;完全奥氏体化后淬火:一般加热到Ac1(加热时共析转变温度)上限以上30~50℃,普通球墨铸铁850~880℃,淬火后为马氏体组织,再回火。HRC>50,aK10~20J/cm2。球墨铸铁的回火分为以下三种:低温回火(140~250℃):马氏体逐渐分解,析出碳化物微粒,形成含碳量比淬火马氏体少的回火马氏体。最终组织为球墨、残余奥氏体和细针状回火马氏体;中温回火(350~500℃):马氏体分解终了,形成一种混合组织,又称屈氏体,为细小弥散渗碳体质点和铁素体的混合物;高温回火(500~600℃,一般550~600℃):马氏体析出的渗碳体显著地聚集长大,称为索氏体或回火索氏体。(3)等温淬火等温淬火可以最大限度地发挥材料潜力,使其具有较高的韧性、硬度、塑性和强度。等温淬火在白口铸铁生产过程中,可用于多种铸件的热处理,如衬板、犁铧、抛丸机叶片等。白口铸铁等温淬火的工艺:先将其在900℃奥氏体化,然后在等温转变温度下等温1~1.5小时后空冷。等温淬火在灰铸铁、蠕墨铸铁及球墨铸铁生产过程中主要是来获得残余奥氏体基体组织和贝氏体。要掌握好等温淬火时间,时间过短会使转化的贝氏体不足;时间过长会对材料的韧性产生影响。灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁等温淬火工艺是将铸铁加热到奥氏体化温度,保温后进行等温淬火。等温淬火温度要根据过冷奥氏体等温转变动力学曲线确定,提高奥氏体化温度,有利于形成上贝氏体组织,增加奥氏体化保温时间,可以提高材料的韧性。 总而言之,在改变基体组织时,必须严格按照有关理论知识和相关工艺,控制好正火、淬火和回火才能够有效增强基体组织的强度和耐磨性,提高铸件的各种性能(耐磨性、硬度等)。由此可知,改变基体组织热处理是铸铁热处理主要方法之一。 本文作者:王群陈志坚房应荣工作单位:科美(杭州)机械有限公司 热处理论文:钢热处理论文 的热处理:是将固态钢材采用适当的方式进行加热、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。热处理不仅可用于强化钢材,提高机械零件的使用性能,而且还可以用于改善钢材的工艺性能。其共同点是:只改变内部组织结构,不改变表面形状与尺寸。 第一节钢的热处理原理 热处理的目的是改变钢的内部组织结构,以改善钢的性能,通过适当的热处理可以显著提高钢的机械性能,延长机器零件的使用寿命。热处理工艺不但可以强化金属材料、充分挖掘材料性能潜力、降低结构重量、节省和能源,而且能够提高机械产品质量、大幅度延长机器零件的使用寿命。 热处理工艺分类:(根据热处理的目的、要求和工艺方法的不同分类如下) 1、整体热处理:包括退火、正火、淬火、回火和调质; 2、表面热处理:包括表面淬火、物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)等; 3、化学热处理:渗碳、渗氮、碳氮共渗等。 热处理的三阶段:加热、保温、冷却 一、钢在加热时的转变 加热的目的:使钢奥氏体化 (一)奥氏体(A)的形成 奥氏体晶核的形成以共析钢为例A1点则Wc=0.0218%(体心立方晶格F)Wc=6.69%(复杂斜方渗碳体)当T上升到Ac1后Wc=0.77%(面心立方的A)由此可见转变过程中必须经过C和Fe原子的扩散,必须进行铁原子的晶格改组,即发生相变,A在铁素体和渗碳体的相界面上形成。有两个有利条件①此相界面上成分介于铁素体和渗碳体之间②原子排列不规则,空位和位错密度高。 珠光体向奥氏体转变示意图 a)形核b)长大c)剩余渗碳体溶解d)奥氏体均匀化 (二)奥氏体晶粒的长大 奥氏体大小用奥氏体晶粒度来表示。分为00,0,1,2…10等十二个等级,其中常用的1~10级,4级以下为粗晶粒,5-8级为细晶粒,8级以上为超细晶粒。 影响A晶粒粗大因素 1、加热温度越高,保温时间愈长,奥氏体晶粒越粗大。因此,合理选择加热和保温时间。以保证获得细小均匀的奥氏体组织。(930~950℃以下加热,晶粒长大的倾向小,便于热处理) 2、A中C含量上升则晶粒长大的倾向大。 二、钢在冷却时的转变 生产中采用的冷却方式有:等温冷却和连续冷却 (一)过冷奥氏体的等温转变 A在相变点A1以上是稳定相,冷却至A1以下就成了不稳定相。 1、共析碳钢奥氏体等温转变产物的组织和性能 共析钢过冷奥氏体等温 转变曲线的建立示意图 1)高温珠光体型转变:A1~550℃ (1)珠光体(P)A1~650℃粗层状约0.3μm 25HRC (2)索氏体(S)650~600℃细层状0.1~0.3μm,25~35HRC (3)屈氏体(T)600~550℃极细层状约0.1μm,35~40HRC 2)中温贝氏体型转变:550℃~Ms (1)上贝氏体(B上)550~350℃羽毛状40~45HRC脆性大,无使用价值 (2)下贝氏体(B下)350~Ms黑色针状45~55HRC韧性好,综合力学性能好 (3)低温马氏体型转变:Ms~Mf当A被迅速过冷至Ms以下时,则发生马氏体(M)转变,主要形态是板条状和片状。(当Wc<0.2%时,呈板条状,当Wc>1.0%呈针片状,当Wc=0.2%~1.0%时,呈针片状和板条状的混合物) (二)过冷奥氏体的连续冷却转变 1.共析碳钢过冷奥氏体连续冷却转变产物的组织和性能 (1)随炉冷P170~220HBS(700~650℃) (2)空冷S25~35HRC(650~600℃) \共析碳钢连续冷却转变曲线应用等温转变曲线分析奥氏体在连续冷却中的转变 2.马氏体转变 当冷速 马氏体临界冷却速度VK时,奥氏体发生M转变,即碳溶于α—Fe中的过饱和固溶体,称为M(马氏体)。 1)转变特点:M转变是在一定温度范围内进行(Ms~Mf),M转变是在一个非扩散型转变(碳、铁原子不能扩散),M转变速度极快(大于Vk),M转变具有不完全性(少量的残A),M转变只有α-Fe、γ-Fe的晶格转变. (2)M的组织形态 Wc(%)M形态σb/Mpaσs/MPaδ(%)Ak/JHRC 0.1-0.25板条状1020-1530820-13309-1760-18030-50 0.77片状2350204011066 (3)M的力学性能 ①M的强度与硬度随C的上升M的硬度、强度上升 ②M的塑性与韧性:低碳板条状M良好;板条状M具有较高的强度、硬度和较好塑性和韧性相配合的综合力学性能;针片状M比板条M具有更高硬度,但脆性较大,塑、韧性较差。 第二节钢的退火 1、概念:将钢件加热到适当温度(Ac1以上或以下),保持一定时间,然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。 2、目的: (1)降低硬度,提高塑性, (2)细化晶粒,消除组织缺陷 (3)消除内应力 (4)为淬火作好组织准备 3、类型:根据加热温度可分为在临界温度(Ac1或Ac3)以上或以下的退火,前者又称相变重结晶退火,包括完全退火、扩散退火、均匀化退火、不完全退火、球化退火;后者包括再结晶退火及去应力退火。 (1)完全退火: 1)概念:将亚共析钢(Wc=0.3%~0.6%)加热到AC3+(30~50)℃,完全奥氏体化后,保温缓冷(随炉、埋入砂、石灰中),以获得接衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。 2)目的:细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。 3)工艺:完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透,即工件心部达到要求的加热温度,而且要保证全部看到均匀化的奥氏体,达到完全重结晶。完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。实际生产时,为了提高生产率,退火冷却至600℃左右即可出炉空冷。 4)适用范围:中碳钢和中碳合金钢的铸、焊、锻、轧制件等。 (2)球化退火 1)概念:使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。 2)工艺:一般球化退火工艺Ac1+(10~20)℃随炉冷至500~600℃空冷。 3)目的:降低硬度、改善组织、提高塑性和切削加工性能。 4)适用范围:主要用于共析钢、过共析钢的刃具、量具、模具等。 (3)均匀化退火(扩散退火) 1)工艺:把合金钢铸锭或铸件加热到Ac3以上150~100℃,保温10~15h后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。 2)目的:消除结晶过程中的枝晶偏析,使成分均匀化。由于加热温度高、时间长,会引起奥氏体晶粒严重粗化,因此一般还需要进行一次完全退火或正火,以细化晶粒、消除过热缺陷。 3)适用范围:主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。 4)注意:高温扩散退火生产周期长,消耗能量大,工件氧化、脱碳严重,成本很高。只是一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭才使用这种工艺。对于一般尺寸不大的铸件或碳钢铸件,因其偏析程度较轻,可采用完全退火来细化晶粒,消除铸造应力。 (4)去应力退火 1)概念:为去除由于塑性变形加工、焊接等而造成的应力以及铸件内存在的残余应力而进行的退火称为去应力退火。 2)工艺:将工件缓慢加热到Ac1以下100~200℃(500~600℃)保温一定时间(1~3h)后随炉缓冷至200℃,再出炉冷却。 钢的一般在500~600℃;铸铁一般在500~550℃超过550℃容易造成珠光体的石墨化;焊接件一般为500~600℃。 3)适用范围:消除铸、锻、焊件,冷冲压件以及机加工工件中的残余应力,以稳定钢件的尺寸,减少变形,防止开裂。 第三节钢的正火 1、概念:将钢件加热到Ac3(或Accm)以上30~50℃,保温适当时间后;在静止空气中冷却的热处理工艺称为正火。 2、目的:细化晶粒,均匀组织,调整硬度等。 3、组织:共析钢P、亚共析钢F+P、过共析钢Fe3CⅡ+P 4、工艺:正火保温时间和完全退火相同,应以工件透烧,即心部达到要求的加热温度为准 ,还应考虑钢材、原始组织、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却。对于大件也可采用吹风、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度,达到要求的组织和性能。 5、应用范围: 1)改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25%的碳素钢和低合金钢,退火后硬度较低,切削加工时易于“粘刀”,通过正火处理,可以减少自由铁素体,获得细片状P,使硬度提高,改善钢的切削加工性,提高刀具的寿命和工件的表面光洁程度。 2)消除热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理可以消除这些缺陷组织,达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。 3)消除过共析钢的网状碳化物,便于球化退火。过共析钢在淬火之前要进行球化退火,以便于机械加工并为淬火作好组织准备。但当过共析钢中存在严重网状碳化物时,将达不到良好的球化效果。通过正火处理可以消除网状碳化物。 4)提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢零件采用正火处理,达到一定的综合力学性能,可以代替调质处理,作为零件的最终热处理。第四节钢的淬火 1、定义:将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度,保持一定时间。然后以适当速度冷却获得M或B组织的热处理工艺。2、目的:显著提高钢的强度和硬度。 3、淬火温度的选择 1)碳钢的淬火加热温度由Fe-Fe3C相图来确定,其目的是为了①淬火后得到全部细小的M;②淬火后希望硬度高。 ①亚共析钢Ac3+(30~50)℃,可获得细小的均匀的M,如温度过高则有晶粒粗化现象,淬火后获得粗大的M,使钢的脆性增大;如温度过低则淬火后M+F,有铁素体出现,淬火硬度不足。 ②共析钢与过共析钢Ac1+(30~50)℃,由于有高硬度的渗碳体和M存在,能保证得到高的硬度和耐磨性。如果加热温度超过Accm将会使碳化物全部溶入A中,使A中的含碳量增加,淬火后残余奥氏体量增多,降低钢的硬度和耐磨性;淬火温度过高,奥氏体晶粒粗化、含碳量又高,淬火后易得到含有显微裂纹的粗片状马氏体,使钢的脆性增大。 2)合金钢 ①对含有阻碍奥氏体晶粒长大的强碳化物形成元素(如Ti、Nb等),淬火温度可以高一些,以加速其碳化物的溶解,获得较好的淬火效果. ②对含有促进奥氏体晶粒长大的元素(如Mn等),淬火加热温度应低一些,以防止晶粒粗大。 理想冷却速度:650℃以上应当慢冷,以尽量降低淬火热应力。650~400℃之间应当快速冷却,以通过过冷奥氏体最不稳定的区域,避免发生珠光体或贝氏体转变。400以下至Ms点附近应当缓以尽量减小马氏体转变时产生的组织应力。具有这种冷却特性的冷却介质可以保证在获得M组织条件下减少淬火应力、避免工件产生变形或开裂。 4、淬火介质 淬火介质:钢从奥氏体状态冷至Ms点以下所用的冷却介质。常用的有三种: 水:650~400℃范围内冷却速度较小,不超过200℃/s,但在需要慢冷的马氏体转变温度区,其冷却速度又太大,在340℃最大冷却速度高达775℃/s,很容易引起工件变形和开裂。此外,水温对水的冷却特性影响很大,水温升高,高温区的冷却速度显著下降,而低温区的冷却速度仍然很高。因此淬火时水温不应超过30℃,加强水循环和工件的搅动可以加速工件在高温区的冷却速度。水虽不是理想淬火介质,但却适用于尺寸不大、形状简单的碳钢工件淬火。 油:在650~550℃内冷却较慢,不适用于碳钢,300~200℃范围内冷很慢,有利于淬火工件的组织应力,减少工件变形和开裂倾向。与水相反,提高油温可以降低粘度,增加流动性,故可以提高高温区的冷却能力。但是油温过高易着火,一般应控制在60~80℃。适用于对过冷奥氏体比较稳定的合金钢。 水与油作为淬火介质各有优缺点,但均不是属于理想的冷却介质。水的冷却能力很大,但冷却特性不好;油冷却特性较好,但其冷却能力又低。由于水是价廉、容易获得、性能稳定的淬火介质,因此 目前世界各国都在发展有机水溶液作为淬火介质。美国应用浓度为15%聚乙烯醇、0.4%抗粘附剂、0.1%防泡剂的淬火介质,以及国内使用比较广泛的新型淬火介质有过饱和硝盐水溶液等。它们的共同特点是冷却能力介于水、油之间,接近于理想淬火介质。主要用于贝氏体等温淬火,马氏体分级淬火,常用于处理形状复杂、尺寸较小和变形要求严格的工件。 5、淬火方法(常用的淬火方法:单介质淬火、双介质淬火、马氏体分级淬火、贝氏体等温淬火) 1、单介质淬火 优点:操作简单、易实现机械化、应用广泛。 缺点:水中淬火变形与开裂倾向大;油中淬火冷却速度小,淬透直径小,大件无法淬透。 2、双介质淬火 优点:减少热应力与相变应力,从而减少变形、防止开裂。 缺点:工艺不易掌握,要求操作熟练。 适用于中等形状复杂的高碳钢和尺寸较大的合金钢工件。 3、局部淬火 为了避免工件其它部分产生变形或开裂,即可用局部淬火。 4、马氏体分级淬火 优点:使过冷奥氏体在缓冷条件下转变成马氏体,从而减少变形。 缺点:只适用于尺寸较小的零件,否则淬火介质冷却能力不足,温度也难于控制。 5、马氏体等温度淬火优点:下贝氏体的硬度略低于马氏体,但综合力学性能较好,应用广泛。 6、钢的淬透性与淬硬性 (一)淬透性:决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性,即应该是全淬成马氏体的深度。 1.影响淬透性因素 (1)钢的化学成分。除Co以外的合金元素溶于奥氏体后,均能增加过冷奥氏体稳定性,降低马氏体临界冷却速度,从而提高钢的淬透性。 (2)奥氏体化条件。提高奥氏体的温度,延长保温时间,使奥氏体晶粒粗大,成分均匀,残余渗碳体和碳化物的溶解彻底,使过冷奥氏体起稳定,使C曲线越向右移,马氏体临界冷却速度就越小,则钢的淬透性越好。 2.淬透性表示方法。常用临界直径大小来定理的比较不同钢种的淬透性大小。临界直径是指钢材在某种介质中淬冷后,心部得到全部马氏体(或50%马氏体)组织的最大直径。用Dc表示。在同一冷却介质中,钢的临界直径越大,其淬透性越好;但同一钢种在冷却能力大的介质中,比冷却能力小的介质中所得的临界直径要大些。 牌号临界直径/mm 淬水淬油 4513~16.55~9.5 20Cr12~196~12 3.淬透性的实用意义: 1)淬透——性能均匀一致 2)未淬透——韧性降低 (二)钢的淬硬性:钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。 值得注意的:钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念。淬透性好的钢其淬硬性不一定高,而淬火后硬度低的钢也可能是具有高的淬透性。 7、钢的淬火缺陷及其防止措施 1.淬火工件的过热和过烧 过热:工件在淬火加热时,由于温度过高或时间过长造成奥氏体晶粒粗大的缺陷。 由于过热不仅在淬火后得到粗大马氏体组织,而且易于引起淬火裂纹,因此,淬火过热的工件强度和韧性降低,易于产生脆性断裂。轻微的过热可用延长回火时间补救。严重的过热则需进行一次细化晶粒退火,然后再重新淬火。 过烧:淬火加热温度太高,使奥氏体晶界局部熔化或者发生氧化的现象。 过烧是严重的加热缺陷,工件一旦过烧无法补救,只能报废。过烧的原因主要是设备失灵或操作不当造成的。高速钢淬火温度高容易过烧,火焰炉加热局部温度过高也容易造成过烧。 2.淬火加热时的氧化和脱碳 淬火加热时,钢件与周围加热介质相互作用往往会产生氧化和脱碳等缺陷。氧化使工件尺寸减小,表面光洁度降低,并严重影响淬火冷却速度,进而使淬火工件出现软点或硬度不足等新的缺陷。工件表面脱碳会降低淬火后钢的表面硬度、耐磨性,并显著降低其疲劳强度。因此,淬火加热 时,在获得均匀化奥氏体时,必须注意防止氧化和脱碳现象。在空气介质炉中加热时,防止氧化和脱碳最简单的方法是在炉子升温加热时向炉内加入无水分的木炭,以改变炉内气氛,减少氧化和脱碳。此外,采用盐炉加热、用铸铁屑覆盖工件表面,或是在工件表面热涂硼酸等方法都可有效地防止或减少工件的氧化和脱碳。 3.淬火时形成的内应力 有两种情况:①工作在加热或冷却时,引起的热应力。 ②由于热处理过程中各部位冷速的差异引起的相变应力。 当两力相复合超过钢的屈服强度时,工件就变形;当复合力超过钢的抗拉强度时,工件就开裂。 解决办法:①工件在加热炉中安放时,要尽量保证受热均匀,防止加热时变形; ②对形状复杂或导热性差的高合金钢,应缓慢加热或多次预热,以减少加热中产生的热应力; ③选择合适的淬火冷却介质和淬火方法,以减少冷却中热应力和相变应力。 但淬火不是最终热处理,为了消除淬火钢的残余内应力,得到不同强度、硬度和韧性配合的性能,需要配以不同温度的回火。钢淬火后再经回火,是为了使工件获得良好的使用性能,以充发挥材料的潜力。所以淬火和回火是不可分割的、紧密衔接在一起的两种热处理工艺。 第五节钢的回火 1、定义:钢件淬火后,再加热到A1以下某一温度,保持一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。 2、目的: 1)稳定组织,消除淬火应力 2)调整硬度、强度、塑性、韧性 3、淬火钢在回火时组织的转变 1)马氏体的分解(>100℃) 2)残余奥氏体的转变(200~300℃) 3)碳化物的转变(250~450℃) 4)渗碳体的聚集长大和铁素体再结晶(>450℃) 4、钢在回火时性能变化 1)回火方法: (1)低温回火(150~250℃),组织是回火马氏体,和淬火马氏体相比,回火马氏体既保持了钢的高硬度、高强度和良好耐磨性,又适当提高了韧性。硬度为58~64HRC,主要用于高碳钢,合金工具钢制造的刃具、量具、模具及滚动轴承,渗碳、碳氮共渗和表面淬火件等。 (2)中温回火(350~500℃),组织为回火屈氏体,对于一般碳钢和低合金钢,中温回火相当于回火的第三阶段,此时碳化物开始聚集,基体开始回复,淬火应力基本消除。硬度为35~50HRC,具有高的弹性极限,有良好的塑性和韧性,主用于弹性件及模具处理。 (3)高温回火(500~650℃),组织为回火索氏体,硬度为220~330HBS。淬火和随后的高温回火称为调质处理,经调质处理后,钢具有优良的综合机械性能。因此,高温回火主要适用于中碳结构钢或低合金结构钢,用来制作汽车、拖拉机、机床等承受较大载荷的结构零件,如曲轴、连杆、螺栓、机床主轴及齿 轮等重要的机器零件。钢经正火后和调质后的硬度很相近,但重要的结构件一般都要进行调质而不采用正火。在抗拉强度大致相同情况下,经调质后的屈服点、塑性和韧性指标均显著超过正火,尤其塑性和韧性更为突出。 2)回火时间:一般为1~3h 3)回火冷却:一般空冷。一些重要的机器和工模具,为了防止重新产生内应力和变形、开裂,通常都采用缓慢的冷却方式。对于有高温回火脆性的钢件,回火后应进行油冷或水冷,以抑制回火脆性。 5、回火脆性 第一类回火脆性:300℃左右,无法消除,低温回火脆性。产生这类回火脆性的原因,一般认为在此回火温度范围内碳化物以断续的薄片沿马氏体片或马氏体条的界面析出,这样硬而脆的薄片与马氏体间结合较弱,降低了马氏体晶界处强度,因而使冲击韧性降低。 第二类回火脆性:400~500℃,,高温回火脆性。产生这类原因是由于经高温回火后缓冷通过脆化温度区所产生的脆性。办法:快冷;提高钢的纯洁度,减少有害元素的含量等。 第六节实习心得 “纸上得来终觉浅,绝知此事需躬行”通过这次到工厂参观实习让我了解了很多。真的,有许多东西看似已经懂了,但真正到了实际却又是另一种情况。有时自己认为自己已掌握的东西可能仅是一些肤浅的表面或总体的一个方面,甚至有时是错误的认识,而如果没有实地考察实践,我们是无法发现这些问题的。这次实习给我们每个人一个很好的机会学习那些书本上不能学到的知识,通过我们自己的参观,还查找各种图书资料以及到网上搜寻相关资料,使我们的知识得以巩固和完善,不仅增长了我们的见识,而且对生产操作有了一定的直观认识,对工人也有了一中全新的认识。感谢领导、老师给我们这次充实自己、增长见识的机会!同时我也希望系里能为我们提供更多的实习机会,让我们在实际生产中得到锻炼。 热处理论文:发电机集电环发热处理论文 电刷在集电环上运行时,在其接触面上形成一层均匀、适度、稳定的氧化膜,这是电机运行良好的主要标志之一。因为这层氧化膜的存在,改变了电刷与集电环的接触特性、减少了摩擦、降低磨损、延长使用寿命。氧化膜是一种复合薄膜,其组成成分与电刷型号及集电环的材料成分有关。氧化膜的正常厚度在8-100nm的范围内,一般为25nm.用电子显微镜观察发现,电刷与集电环接触面是由无数个点相接触,一般接触面只有电刷总面积的千分之几左右。接触面积的大小,由电机的转速、集电环材质的硬度、加工精度、偏摆度、电刷的材质、电刷上的压力大小等因素来决定。 有研究发现,外加电压小时,氧化膜绝缘,当电压升高到一定值时,氧化膜被击穿。当击穿后,不管电流如何增加,由于导电点的增加、导电面积的扩大,则接触电压保持恒定。 氧化膜具有非常好的润滑性能,电刷与集电环接触表面起润滑作用的润滑层主要是石墨膜,这层石墨膜,将电刷与集电环分开,使摩擦在石墨润滑层间进行,降低了摩擦系数,减少了摩擦热的产生,减少了电刷的磨损。电刷的过热故障,很多情况是由于氧化膜被破坏且无法重新建立导致的。 一、电刷及集电环常见故障的原因及解决办法 电刷在运行中最常见的故障为发热、产生火花、严重的烧损电刷刷握及集电环。从产生过热故障的原因看,主要有以下几个方面: 1、由于通风不良导致的发热:通风不良主要是因为冷却风道堵塞,集电环表面通风沟、通风孔堵塞、循环风扇风量下降等原因,尤其是当运行中集电环表面温度过高时,导致电刷磨损加剧,碳粉积聚增加,有可能会堵塞上述集电环表面的散热通道。因此在大小修时,应对集电环表面通风沟、孔以及冷却风道滤网进行清理,保持通畅。对于经过多次车削的集电环,如果集电环表面的通风沟高度不到5mm,已经车削到径向限制孔时,就应当按照说明书根据最小使用外径进行更换,以保证集电环的机械及散热可靠性。 2、由于接触电阻过大或分布不均匀而产生的发热:集电环和电刷是通过相互滑动接触导通励磁电流的,根据容量及型号的不同,每个集电环上大约分布着数十只电刷,由于接触电阻的不同,电流分配的差异,会导致发热不均匀,有以下几个原因:(1)电刷与滑环表面接触电阻、电刷与刷辫接触电阻、刷辫与刷架引线接触电阻过大。可通过测量单个电刷总压降、电刷接触压降、刷体压降、联结压降、刷辫压降进行相互间对比来检查。同时检查回路中各螺丝是否紧固。检查电刷接触面的清洁程度,是否存在油污污染。(2)电刷压力不均匀或不符合要求,可能有电刷过短、弹簧由于过热变软老化失去弹性等原因。应使用弹簧秤检查电刷压力。恒压弹簧应完整无机械损伤,压力应符合其产品的规定,同一极上的弹簧压力偏差不宜超过5%;非恒压的电刷弹簧,有规定时压力应符合其产品的规定,当无规定时,应调整到不使电刷冒火的最低压力,一般为140-250g/cm2,同一刷架上每个电刷的压力应均匀。(3)集电环与转子引线接触电阻过大,这种情况应对集电环与转子引线间的紧固螺丝进行加固。(4)电刷材质不良、导电性能差、使用的型号不符合要求或者使用了不同型号的电刷。同一电机上应使用同一型号、同一制造厂的电刷,对于外观检查有明显差异的电刷应更换。 3、由于机械及摩擦等原因造成的过热:集电环与电刷过热故障中,很大一部分是由于机械及摩擦等原因导致的过热,如果在开机时还未加励磁,就已经发现集电环与电刷温度高,或者在运行中温度过高,拔出几只电刷后,温度反而降低,那就基本可以肯定是由于机械及摩擦原因导致的。机械及摩擦导致发热的情况很复杂,主要有以下几个方面:(1)电刷接触面研磨不良或运行中一次更换过多的电刷。运行中更换电刷,在同一时间内,每个刷架上只允许更换1-2个电刷。换上的新电刷应事先在与集电环直径相同的模型上研磨好,且新旧牌号须一致。如果在大修时一次更换的电刷很多,应当在投运前冲转时,为电刷表面形成氧化膜留够充足的时间。(2)电刷与集电环接触面过小,接触面积一般不应小于单个电刷截面的75%。(3)电刷在刷盒中摇摆或动作卡涩。电刷在刷握内应能上下自由移动,其间隙应符合产品的规定,当无规定时,其间隙可为0.10-0.20mm.电刷外形要方正,上下端尺寸误差不得大于0.05mm.(4)刷握与集电环表面间隙过大。由于电刷材质较脆,当刷握与集电环表面间隙过大时,运行中电刷不能整体接触集电环,与集电环呈斜面接触,容易造成电刷崩裂的情况。刷握与集电环表面的间隙应符合产品技术要求,当产品无规定时,其间隙可调整为2-3mm.调整间隙时,可使用一层2-3mm厚的橡胶垫附在集电环表面,将刷握抵到橡胶垫上,然后上紧定位螺丝,取出橡胶垫。 二、几起集电环、电刷故障的分析及建议 1、加强对电刷表面氧化膜的认识,创建其形成和正常工作的条件:近期发生的几起故障,主要原因是因为电刷表面的氧化膜润滑层无法形成,氧化膜的形成需要一些条件,当条件不满足时,氧化膜无法形成或形成不良,主要有以下几个原因:(1)温度过高:电刷的氧化膜一般在70℃左右较易形成,当集电环、电刷出现过热故障时,通常温度都在150℃以上,此时即便换上新的电刷,氧化膜也不易形成,无法起到润滑作用,电刷磨损将加剧,导致温度继续升高,成为恶性循环。此时可采取外部强迫降温的方法,譬如涂抹凡士林、大功率风扇通风等手段,使集电环温度降到正常范围内,持续一段时间,让电刷表面氧化膜逐渐形成,使之进入良性循环状态。(2)冷却空气中有污染性杂质:空气中的杂质对电刷表面氧化膜的形成将带来不利影响,这些杂质包括:硫化物或卤族元素的腐蚀性气体、空气中油气混合物、粉尘、铁屑、铁锈粉尘、碳粉等其他杂质。电刷磨损时,本身会产生碳粉的粉尘杂质,可采用在刷架罩冷却通风循环通道上安装过滤装置来改善刷架罩内的空气质量。(3)空气湿度太低或含氧量太低:电刷表面氧化膜的形成需要空气中有一定的水分含量,即空气湿度不能太低,但也不能太高。另外,氧化膜的形成主要与空气中的氧气发生氧化作用而产生,当含氧量过低时也不利于氧化膜的形成。 氧化膜无法形成或形成不良除与上述因素有关外,还有电刷过度研磨、使用溶剂进行擦拭、集电环表面光洁度不良以及碳刷材质不合格等原因。 2、电刷及刷架产品在选购过程中应严格控制质量:目前同一品牌的电刷,都是在各个不同的地方、不同的工厂加工的。这就要求我们在进货过程中对产品质量严格把关,对生产厂家的工艺和质量检测手段及程序进行了解。 3、生产运行中加强对集电环及电刷的维护管理:加强电刷、集电环系统的专职维护制度,提高专责人的技术水平,严格按照《汽轮发电机运行规程》的要求对集电环、电刷进行检查和运行维护,一次更换电刷的数量要严格控制。另外要积极运用红外热成像技术进行集电环、电刷日常的巡检检查以及对故障部位有怀疑时作为辅助分析的工具。 另外,本次会议还就定子绝缘引水管结垢提出分析建议: 1、当发现绝缘引水管结垢很严重时,或者已经影响到常规预试结果时,建议全部更换新的绝缘引水管。 2、发电机每次大修结束后,开机前定子水系统应使用除盐水进行带压力反复冲洗,直至排水清澈无颗粒,电导率合格。 3、发电机正常运行期间累积运行时间达到两个月遇有停机机会时,对定、转子内冷水系统进行反冲洗。 4、完善发电机整个冷却水系统,应尽可能使其密闭循环,运行中水质含铜量高,绝缘引水管内壁脏污结垢主要成分为铜,是因为水路不密闭,长期氧化腐蚀铜管导致。 5、加强运行中水质监控,内冷水质应严格按照运行规程执行。 6、对于水系统问题的解决应主要从平时运行维护抓起,各专业间应进行必要的沟通交流,对相互专业交叉知识部分应当有一定的了解。发电机是一个综合设备,关系到很多的专业层面,在某一个专业看来很重要的问题,也许并不能得到其他专业的重视,这就对设备的安全运行造成了很多隐患。 热处理论文:金属材料热处理技术的发展趋势 摘要:随着社会不断发展,人们对机械制造行业的重视程度逐渐提升,其根本原因在于机械制造行业与其他行业之间存在一定关联性,这也从侧面说明,保证机械制造行业稳定发展,对提升当地经济发展水平起到不可忽视的作用。金属材料作为机械制造行业中常见材料,对促使机械制造行业发展有着无可替代的作用。对于机械制造行业再来说,热处理是金属材料加工过程中常用手段,这项技术手段能够实现金属材料自身性能优化改善的目的。当前金属材料热处理技术已然成为机械制造行业重点研究对象,在实施金属材料热处理过程中引入新型工艺手段和设备,能够避免金属材料热处理过程中出现问题,对促使机械制造行业发展具有一定现实意义。 关键词:金属材料;热处理;现状;发展 在机械制造行业不断发展的条件下,我国环境问题越来越严重,能源消耗速度大幅度提升,这对我国社会发展等方面都有很大的影响。而金属材料热处理能够有效缓解环境污染和能源物质消耗速率过大等问题,有效实现机械制造行业可持续发展的目的。 1金属材料的应用金属材料 根据用途以及自身性能可分为多种类型。大多数金属材料具有较强的硬度以及优良的可塑性,同时在耐高压、耐冷热、可导性、可塑造和锻造等方面都具有其他材料不可比拟的优势。金属材料是国家的重要物资,是机械工业发展的基础。以下以多孔金属材料和纳米金属材料的应用来做简单分析。 1.1多孔金属材料 在目前所有金属材料的应用中,多孔金属材料的使用占有金属材料主要市场,同时它也是在众多金属材料中发展最快的一种,由于多孔金属材料自身的多功能性,使得它能够较容易的进行孔径大小的调节而形成良好的“承受力度”,尤其在耐腐蚀、耐高温以及耐高压方面表现的尤为优异。因此,多孔金属材料被大量生产于防燃防爆、高性能的过滤器以及各种液体试液容器中,应用于现代医疗、能源、原子能等方面。 1.2纳米金属材料 纳米金属材料是由纳米技术所支持,制造出具有纳米和金属性能的材料,可以说纳米金属材料的产生是对金属材料性能进行了一次“革命”,纳米技术融入金属材料中,从而大幅度提高了金属材料的综合力学性能以及理化性能。从性能的提升方面看,纳米金属材料具有更高的强度以及耐磨性,纳米技术改变金属材料的内在构造和组织,以至于纳米金属材料的摩擦力几乎为零,大大减少了材料在使用过程中的损耗。另外纳米技术材料由于表面及其的“光滑”,使大多数的接触物不能附着在上面。纳米金属材料所具有的这些优良的特性,已被广泛的应用于精密产品的生产中,尤其是航空、医疗、机械等方面的需求。 2我国金属材料热处理技术的现状 众所周知,金属材料热处理的根本作用在于改善金属材料自身属性和结构状态,使得金属材料符合机械制造行业全部需求。一般来说,在实施金属材料热处理技术时,还需要在其中添加一些特殊材料,确保金属材料稳定性、刚性等性能指数有所提升。对于金属材料热处理技术来说,不仅仅包括对金属材料进行加热处理,还包括保温和冷却处理两个方面,因此,在实施金属材料热处理时,需要对金属材料原有性能综合分析,并按照机械制造行业要求制定金属材料热处理方案,降低金属材料在热处理工程中出现问题的可能。就目前来看,我国机械制造行业在实施金属热处理技术时,还存在一些不完善的地方,这对金属材料热处理效果和材料自身性能等方面都有难以磨灭的影响,以下笔者将针对于金属材料热处理过程中存在的问题进行详细的论述。 2.1能源消耗大,能源利用率低 相关数据表明,在社会不断发展的过程中,国有金属材料热处理企业的数量呈现秩序上涨的趋势,迄今为止,我国现存金属材料热处理企业已经达到2万多家。这一数据表明在金属材料热处理企业同时运行过程中,势必造成资源消耗速度提升,对国有资源储量等方面有着不可忽视的影响。加上金属材料属于有限资源的一种,在金属材料不断消耗的条件下,势必造成金属材料供不应求现象,对各个企业发展也有很大的影响。理论上来说,我国机械制造行业发展与发达国家相比还存在一定差距,而且我国各个行业对资源利用率的重视程度不高,诸多因素导致各个行业在实施金属材料热处理过程中消耗大量能源物质,对生态环境和企业整体效益等方面都有非常严重的影响。 2.2设备落后,技术水平较低 在进行金属材料热处理时,按照金属材料原有性能选取适当的设备至关重要,这样能够避免金属材料在热处理过程中出现问题,对提升金属材料热处理效率也起到不可忽视的作用。由于金属材料热处理设备昂贵,很多企业在实施金属材料热处理过程中仅仅采用较为陈旧的设备,而且相应工作人员对金属材料热处理技术的了解程度不足,实施设备操作技术水平低下,种种因素都会影响金属材料热处理效果。由于大多数金属材料热处理企业的规模较小,在实施金属材料热处理过程中,受到企业规模和企业资金持有量的限制,导致金属材料热处理技术不能发挥自身最大的作用,对我国机械制造行业发展产生阻碍。另外,利用落后的设备进行金属材料热处理,还会加大环境污染力度,造成金属能源物质大规模消耗,不符合金属可持续发展战略要求。 2.3专业技术人员匮乏 对于金属材料热处理来说,这一技术手段本身涵盖多个环节,因此,在实施金属材料热处理之前,需要相关工作人员对金属材料内部分子结构和金属材料物理形态等方面有一个全面的了解,严格控制金属材料热处理过程中出现问题的可能。除此之外,相关人员在实施金属材料热处理技术之前,需要对相关人员进行综合培训,培训目的在于提升相关人员专业技术水平,确保金属材料热处理技术效果能够充分发挥出来。但是大多数企业为了减少员工培训支出。没有按照相关规定对工作人员进行培训,导致相关工作人员技术水平低下,甚至有部分小型企业缺乏金属材料热处理专业技术人员,影响金属材料热处理技术效果。就目前来看,机械制造行业相关人员专业技术水平较低,老员工数量较多,这些工作人员对新型设备的了解严重不足,在实施金属材料热处理技术时出现问题的可能性大大提升。而且,新老技术人员之间的沟通力度不强,一旦金属材料热处理技术在实施过程中出现问题,由于技术人员之间的沟通力度不足,会导致金属材料热处理技术问题无限扩大,影响该项技术手段实施效果。针对于这一点,在机械制造行业不断发展的过程中,必须引进专业技术人才,实现企业改革创新的目的,确保金属材料热处理技术在机械制造行业中发挥自身最大的作用。 3金属材料热处理技术的发展 传统的金属材料热处理技术在本质上还存在一些问题,这些问题对金属材料热处理技术效果和技术处理的顺利性等方面都有很大的影响,基于此,在实施金属材料热处理技术时,需要按照机械制造行业要求引入金属材料热处理新技术和新型处理设备,降低金属材料热处理过程中出现问题的可能,借以促使金属材料热处理技术得到更好的发展。 3.1金属材料热处理新工艺 在社会和科学技术不断发展的今天,传统金属材料热处理技术有很大的创新,金属材料热处理新工艺逐渐取代传统金属材料热处理技术,在我国机械制造行业中占据举足轻重的地位。而且引用新型金属材料热处理技术,能够改善金属材料固有性能的同时,使得金属材料隐藏性能显现出来,确保金属材料在机械制造行业中有更加广泛的应用。大多数机械制造企业在实施金属材料热处理技术时,要求保留金属材料化学成分,在这个过程中需要应用到离子束表面改性技术,其根本原因在于这项技术手段能够在实现金属材料热处理的过程中,保留材料固有性质,降低金属材料损耗度。对金属材料表面进行离子束改造,使得金属材料表面性能得以改善,借以满足机械制造行业的全部需求。除了离子束表面改性技术,金属材料热处理新工艺还包括化学热处理薄层渗透技术、激光热处理技术和真空热处理技术这三种,这三种技术能够在一定条件下实现金属材料整体性能提升的目的,降低机械制造过程中金属材料出现形变现象的可能。为提升相关工作人员对这三项金属材料热处理新工艺的了解程度,以下笔者将对这三项新型技术手段进行详细的论述。 3.1.1化学热处理薄层渗透技术 在对化学热处理薄层渗透技术深入研究中,明确这一技术手段能够在根本的角度上保证金属材料整体性能。对于传统金属材料热处理技术来说,在实施金属材料热处理时所添加的化学元素,会导致金属材料本身性能受到影响。而化学热处理薄层渗透技术的出现,能够从一定程度上降低化学元素对金属材料造成对的影响,确保金属材料在机械制造加工过程中有广泛的应用。而且化学热处理薄层渗透技术,还能够在一定程度上减少金属材料热处理过程中产生对的化学污染,进一步实现金属材料热处理节能减排效果,对于推动机械制造行业可持续发展也起到不可忽视的作用。 3.1.2激光热处理技术 激光热处理技术顾名思义就是利用激光手段实施金属材料热处理,这种技术手段只能改对金属材料表面性质进行改善处理。也就是说采取激光热处理技术,能够在一定程度上避免金属材料整体性能发生改变,实现保障金属材料自身性能的目的。另外,在实施激光热处理技术的同时,金属材料表面性质发生很大的改变,使得金属材料的硬度、强度和其他物理性质得以优化,在一定程度上弥补传统金属热处理技术上的不足。将激光热处理技术与计算机技术进行有效结合,能够在保证金属材料热处理效果的同时,实现金属材料热处理技术向着自动化方向转变的目的,减少金属材料热处理过程中人力和时间的投入量。 3.1.3真空热处理技术金属氧化现象 作为金属热处理工艺中常见问题,这种现象对金属材料自身性质和加工稳定性等方面都有很大的影响。为降低金属材料在热处理加工时出现金属氧化现象的可能,应在真空条件下进行金属材料热处理工艺,这样不仅仅能够避免金属材料氧化,还能够实现节约金属资源的目的。对于真空热处理技术来说,具体做法在于对金属材料热处理环境进行空气抽取,并在这个过程中添加适当的惰性气体,从根本的角度上降低金属材料热处理过程中出现金属氧化现象的可能。 3.2金属材料热处理新设备为保证新型工艺手段 在金属材料热处理中发挥自身最大的作用,引入适当的新型设备至关重要。在实施金属材料热处理新工艺时,需要对新型设备结构和设备所处环境等因素综合分析,确保新型设备具备真空和耐高温高压的特性,借以满足金属材料热处理新工艺的全部需求。另外,不同金属材料热处理设备所表现的形式和热处理效果不尽相同,因此在实施金属材料热处理技术之前,应按照机械加工行业要求选取适当的金属材料热处理新设备,降低金属材料热处理过程出现问题的可能。目前热处理设备的使用来看,低压离子渗碳炉能够进行离子碳氮的渗透、冷却、淬炼等;低压渗碳双室高压气淬炉能够快速的进行产品冷却以及准确的淬炼;密封渗碳高压气淬炉、涌泉式淬火槽等都是金属材料热处理的常用设备,这些设备都有各自的特点,能够针对某一金属特性进行加工生产。 3.3热处理的新型辅助材料 目前的金属材料热处理不仅具有新工艺和新设备,而且还有新的热处理材料。如生态淬火剂,是利用植物油生产的一种天然的淬火剂,因而在进行催化燃烧淬炼的时候能够进行充分的燃烧,从而提供巨大的能量。还有一种Ni3AL金属间化合物,节能效果显著,在降低材料以及设备的损耗方面有着重要的作用。结束语热处理技术的发展,大大提升了机械制造水平与能力。目前金属材料的热处理不再遵循传统的技术,进一步突破金属材料属性的限制,让其性能发挥到了极致。 作者:王婷 单位:咸阳师范学院 热处理论文:钢丝热处理明火炉控制系统的设计及实现 摘要:钢丝冷加工后,其硬度与强度会越来越高,塑性、韧性明显降低,阻止钢丝进一步形变,所以,钢丝冷加工后,需经过热处理才可以塑性,但热处理需要建立明火炉控制系统。本篇文章是以钢丝热处理明火炉控制系统为切入点,分析其设计与实现。 关键词:钢丝热处理;明火炉控制系统;设计;实现 0引言 热处理炉是工业炉的一种,用于金属制品的生产,决定产品的生产的数量与质量,以及投入的成本,并设计出控制系统,但其存在的问题是:产量、种类变化时不易控制,有高能耗的特点,所以需提高设计的水平与质量,并在实际生产中应用。 1钢丝热处理明火炉控制系统的设计 对钢丝热处理过程中明火的控制,会直接影响最后的生产效率与质量,而控制中会受到很多因素的影响,比如煤气流量、空燃比等,需克服这些因素的影响,提高燃烧率,让钢丝均匀加热。由此,需优化控制系统的设计。 1.1总体结构的设计 该控制系统使用的是两种控制系统,即基础与过程控制,可自动调节炉内温度、压力、空燃比等。整个系统中,基础控制的设计是控制实际操作的设备的运行与远程控制,以现场总线为媒介,和系统的PLC与CPU通讯,而PLC和HMI之间则会用以太网连接,传输数据。过程与基础控制都用工业以太网通讯。同时,其软件设计是把整个系统分成四个部分。第一个是人机交互,动态检测设备的操作,第二个是通信模块,把工艺参数传动到底层设备中,由计算机操作完成,第三个是自动燃烧控制,根据参数与用户提出的要求,决定控制数据,以控制明火的燃烧,第四个是维护知识库[1]。 1.2部分结构的设计 (1)温度控制的设计。该控制系统内有很多变量,如果采用一种控制方式,很难保证系统的稳定,无法把控系统响应花费的时间与精度差,所以,为了达到生产工艺的要求,其会使用PID控制、改进型双交叉限幅控制等,设计温度控制系统。 (2)炉压控制设计。炉压控制是,如果炉压控制不当,冷气会进入燃烧炉,这些冷空气只有加热后才会从炉内排出,增加燃烧系统的负担,且燃料过度消耗,无法控制炉内压力,而炉膛内压力的增加,也会减少明火炉的使用时间。由此,炉压控制系统的设计是用线路把压力控制器、调节发与热处理炉连接,再用压力检测、变动器检测压力值,并把压力指传输到控制站。 (3)控制系统的硬件设计。控制系统使用的硬件包括PLC柜、仪表柜等,其设计方式是:PLC柜有主站与从站之分,包含多个输入与输出的模板,互相配合;仪表柜是使用多个智能手操器,主站与从站会用总线连接,完成数据交换,当控制系统不响应时,可以手动控制。 2钢丝热处理明火炉控制系统设计的实现 工业控制软件在整个控制系统中有非常重要的作用,负责管理、决策与控制,适应不同的环境,搜集并处理数据,并显示在屏幕上,实现人机交互。所以,软件的品质直接影响系统运行的效果,间接影响产品质量,由此,钢丝热处理明火控制系统会实时对数据进行监控,控制明火炉的燃烧[2]。 2.1上位机监控系统的功能 人机交互的进行有利于实现人与计算机的对话,有便捷的操作。其功能实现主要体现在以下几方面:随着生产的进行,实时显示生产过程的数据与设备运行的状态,检测控制参数,及时发出预警并修改信息,确保手动控制与自动控制可随意切换。即整个系统页面会显示各空气调节阀的运行状态,包括预热段、加热垫、均热锻等,查看实际运行的参数,并与设定参数对比,同时,随着情况的变化,选择不同的控制方式。 2.2燃烧控制算法 控制算法模块可以处理采集的数据,根据既定算法运算。其第一次运行后,会按照初始程序的设计,计算控制炉温的周期与流量跟踪周期的参数,输入到计算表中,而为了保证炉温测量参数的准确,会采用三段炉温测量法,设定在30s后,读取测量值。同时,为及时接收升温、降温的指令,定时器设定的时间多为10秒钟。如果炉温的偏差在60°的范围内,使用模糊PID控制与改进型双交叉限幅控制[3]。 2.3热处理明火炉系统的调试 该控制系统是以WinCC系统平台为基础,控制系统的操作,并提高了自动化控制的水平。系统经过调试后,会得到良好的控制效果,自动控制系统,如果各参数被外界干扰,系统能够自动调节,确保明火燃烧达到最佳的状态。 2.3.1钢丝金相组织均匀,提高生产质量 原有的钢丝热处理结束后,钢丝出炉的温差在40°左右,有些温差甚至会超过100°,但钢丝经过明火炉的热加工后,温差可以控制在5°以内,炉内温度平均分布,钢丝的金相组织也更加稳定。 2.3.2缩小钢丝强度的散差 明火炉钢丝热处理后,钢丝的强度虽然有散差,但范围在30MPa以内,明显小于原有钢丝热处理后的强度散差,为后续生产打下基础,使钢丝更具稳定性与耐疲劳性。 2.3.3实现节能减排 该控制系统运用后,空燃比的比率在1.02到1.1之间,提高了设备的燃烧率,实现节能减排。即实际操作中,可把炉温控制在一定的范围内,控制的温差变小,减少了燃料的使用。同时,它也提高了系统的性能,缩小系统参数的误区,让系统更具优越性。 3结语 热处理明火炉控制系统具有一定的复杂性,其系统设计与功能的实现,可提高系统运行的稳定性,降低各类因素对系统运行的影响,自动控制,提升产品质量,降低能耗,实现了节能减排的要求。但该系统仍需不断调试,进一步完善。 作者:赵斌 单位:无锡盛力达科技股份有限公司 热处理论文:无缝钢管热处理工艺及设备选型探讨 摘要:经济的高速发展带动了科技的进步,此时我们国家的很多行业都开始使用新技术和新工艺,比如工业生产中的无缝钢管热处理工艺。作者具体阐述了该工艺的处理目的以及制度和流程等等的相关知识,并且阐述了处理原理以及它的优势和缺陷等等。其目的在于为广大的投资人和有关的技术工作者提供一定的参考。 关键词:无缝钢管;热处理工艺;设备选型;产品大纲;优化设计 众所周知,无缝钢管自身的品质会受到很多要素的影响,比如它的生产方法和成分以及组织形态等等。要想提升其品质的话就要从这几方面入手。一般来讲,如果保持它的生产方法和成分组成不改变的前提之下,要想提升它的品质,完善它的性能的话就只能改变它的形态,而使用热处理工艺就能够发挥这一功效,符合生产标准以及技术规定。 1无缝钢管热处理目的 第一,确保产品性能符合规定。比如石油油管、石油套管、钻杆、高压锅炉用无缝钢管等经过热处理的钢管,能够直接的被用到项目之中。第二,符合深加工规定。像是轴承钢管以及机械用管之类,使用人可以依据使用方向对其进行深加工。第三,提升钢级性能指数。借助该技术,确保一些钢级较低的管线能够提升钢级,通过此方法能够明显节省合金材料的使用量,能够缩减成本。 2常用的无缝钢管热处理工艺 目前市面上有种类繁多的钢管,其运用的钢种也有很大差别,就算是相同类型的钢管它们的化学组成也有明显的不同之处,不过再经过热处理以后它们的技术标准都符合规定。具体来讲,按照产品生产标准,目前的热处理工艺有如下几种类型。 (1)淬火+高温回火(又称调质处理):把钢管加热直至其符合淬火所需的气温,此时钢管组织会变成奥氏体,以设定好的气温高速冷却,这时候钢管的组织就会变成马氏体,借助高温回火使得它的组织最终变成我们所需的回火索氏体组织。该工艺的优势非常明显,不但能够明显的提升材料的强度,还能够增加硬度,同时还可以把材料的强度以及韧性等完美融合,符合生产企业的生产规定。 (2)正火(又称常化):具体来讲该工艺指的是加热钢管直至其符合正火温度,此时它的组织变为奥氏体,然后借助空气对其冷却。经由正火处理之后我们会得到类型不一的金属组织,像是贝氏体以及珠光体或是其混合体等。它的优点是能够将晶粒细化,而且能够保证成分一致,最主要的是可以提升它的硬度,强化切削能力。 (3)正火+回火:具体来讲该工艺是加热钢管直至其符合正火温度,此时它的组织变为奥氏体,然后借助空气对其冷却,最后对其进行回火处理的一种工艺。它的组织类型多样,比如回火铁素体+珠光体,或铁素体+贝氏体,或回火贝氏体,或回火马氏体,或回火索氏体。它的优点是能够提升组织的稳定性,同时还能够增加塑性以及韧度。 (4)退火:该工艺指的是把钢管加热直到其符合退火温度为止,然后对其适当保温一段时间,之后逐渐冷却到所需的气温然后再出炉的一种处理方法。钢管退火工艺可分为:球化退火、完全退火、去应力退火等。它的优势是能够降低材料硬度,提升它的塑性指数。同时还能够使得晶粒变小,确保组织成分均匀,提升材料性能。最关键的是能够消除应力,避免变形现象发生。 (5)固溶处理(主要应用于18-8型奥氏体不锈钢的生产):该工艺指的是将钢管升温到固溶所需的气温,此时碳化物以及其他的元素等都会溶解,然后冷却处理,确保其中的元素不被析出,这时候得到的就是我们所需的单一奥氏体组织。它的优点是能够确保组织结构均匀,能够避免硬化,最关键的是具有强大的抗腐蚀能力。当前市面上的无缝钢管的类型非常多,不一样的级别其对热处理的要求也完全不一样,要想确保新生产线符合所有品质的生产规定,就要认真研究热处理制度。 3热处理工艺流程及平面布置、设备选型 3.1工艺流程及平面布置 在开展生产线的建设等工作的时候,必须结合大纲规定的钢管类型以及规格等全方位分析热处理生产线的工艺流程及平面布置。在开展热处理工作的时候,其所有的工序都由对应的设备完成。其平面布置形式有两种。第一种主要适合用于小规模生产,具体来讲指的是依据工艺步骤单独布置单体设备,当设备完成本身的工序之后借助行车把管材运输到另外的设备上开展后续的工序处理活动。第二种方式适合用于大规模生产,即按照次序将所有的单体设备串联到一起,组成一个统一的生产线。在布置平面的时候必须认真分析品种结构以及工艺类型等要素。 3.2设备选型 根据无缝钢管热处理制度及无缝钢管检验、检测等要求,热处理生产线的设备一般有加热炉、冷却系统、矫直机、探伤机、切断机、检查装置、标记机、打捆包装装置等。 3.2.1加热炉(淬火炉、回火炉)。在钢管热处理工艺中,对钢管加热质量要求为:淬火炉加热温差±10℃,回火炉加热温差±5℃,而且要依据工艺规定和钢材类型等进行对应温度的保温和加热等活动。目前使用几率较高的加热设备有两种,分别是步进横移式加热炉、纵向通过式加热炉。 3.2.2高压水除鳞装置。为了确保钢管能够均匀的淬火,通常在淬火以前要使用高压水将其表层的氧化铁皮除掉。高压水安装在淬火加热炉出口处。 3.2.3淬火装置。对于整个热处理生产线来讲,淬火装置有着其独特的存在意义。只有正确选择淬火工艺以及装置,才可以确保钢管的淬透能力强大,才能够得到我们所需的组织特性。对于淬火装置我们有着严格的规定,要确保淬火之后肉眼不会发现弯曲现象,保证气温 70℃、硬度均匀性≤3HRC,而且不能有任何新增缺陷。由于标准不同因此具体的规定有细微差别。 3.2.4定径机。在加热钢管的时候,其直径以及圆度等会改变,为了确保上述指标符合规定,就要对回火处理之后的钢管定径,定径机型式为3机架三辊定径机。定径机布置在回火炉后,钢管定径温度在500~680℃,定径后钢管外径精度满足相关标准规定。 3.2.5冷床。冷床是对钢管表面质量、管体直线度影响较大的辅助设备,热处理生产线冷床有以下4类。(1)步进式冷床。(2)双链式冷床。(3)单链式冷床。(4)螺旋杆冷床。 3.2.6矫直机。通常钢管受热或是受冷的话就会发生变形,为了确保其制度符合规定,就要在热处理以后对其适当矫直。由于矫直的气温不一样,因此其可以分成冷矫直和热矫直两个类型。石油油管、石油套管类钢管对钢管矫直温度有特殊要求,在热处理生产线矫直机的选型上尤为重要。假如方案中的钢管的使用方向和石油有关的话,在矫直的时候最好是以热矫直机为主,冷矫直机为辅,如果资金较为紧张的话,可以把冷矫直机当成预留设备,将热矫直机放到加热炉出口的地方;相反的情况下,可以只设置冷矫直机。矫直机选择立式斜置六辊全传动液压快开机型。 3.2.7吸灰装置。在对钢管探伤以前一定要将其表层的氧化铁皮去除,这主要是因为铁皮的存在会对探伤的精确性等产生很大的干扰。此时就需要用到吸灰装置。吸灰装置有两种形式:吸灰方式;吹灰+吸灰方式。 3.2.8管体探伤机。为了确保热处理之后的产品品质达标,就要认真检查管材表面以及内在的品质,常用的检查形式是钢管全长探伤。假如大纲中的钢管的使用方向和石油有关的话,管体探伤装置可采用超声波+漏磁探伤方式组合或采用超声波+涡流探伤方式组合;相反的情况下管体探伤装置可采用单一的超声波、漏磁或涡流中的任何一种。 3.2.9管端探伤机。当利用探伤机处理钢管的时候,两侧有大约长度200~300mm的管端盲区,对此只可以缩短禁止消除。为了确保钢管的品质符合规定,就要对该区域探伤。具体探伤的时候要依据产品大纲规定来开展配置工作。如果是钢管的用途和石油有关的话,就需要使用磁粉探伤;相反的就要使用电磁超声方法。 3.2.10取样锯。要想获知热处理性能,必须对其取样处理。为了节省投资,可以使用带锯机取样。除此之外,其还可以被用来切除有缺陷区域。 3.2.11测长/称重/喷印装置。要想确保成品管材在存储以及输送等的过程中不会出现混乱情况,且便于我们查询信息,就要对其进行长度测量、重量称取以及喷印处理。具体来讲,对于那些必须在厂区进行深加工的管材,只需要喷印就可以了,目的是为了便于识别。对于那些出厂的管材则必须进行整套的测长、称重、喷印。 4结束语 经过热处理之后的钢管的组织形态会发生很大的变化,能够明显的提升它的使用性能,而且还可以节省合金元素的使用量,能够为相关企业创造更多的价值。在实际的工作中,我们必须依据它的类型以及级别和使用方向等选择对应的热处理工艺。作为企业的投资者或是技术工作者,更是要结合大纲做好相关工作,确保产品符合使用规定。当确定好处理制度以及布置好工艺平面以后,还要结合企业当前的状态做好设计优化,确保相关要素配合最佳化,只有这样才能够获取更多利润。 作者:刘兴权 单位:哈尔滨电机厂有限责任公司 热处理论文:金属材料在航天领域的应用及热处理工艺 【摘要】随中国科技的发展,中国航天技术已跻身进入世界领域,航天技术的发展使得我国各个领域都有很大的进步,对我国的经济发展以及人民生活水平提高具有重大意义,在各个领域的成果也是十分丰富。在我国航天领域中,金属材料的应用以及热处理都有很大的作用,优秀的金属材料是我国航天技术发展的前提,本文针对航天领域的金属材料进行举例并陈述,例如钛合金、铝合金、镁合金等进行了简单介绍,以及其热处理工艺。 【关键词】金属材料;航天领域;热处理;应用 1前言 航天技术的发展不仅带动了我国经济的发展而且还提高人民生活质量,增强我国国防力量,当今经济全球化,信息交往、各地之间业务往来,通信、交通等等都离不开航天技术所带来的科技成果。金属材料是我国航天领域发展不可或缺的材料,它比其他分子材料硬度高,耐热性能好,与无机非金属材料相比,金属材料有具有很好的韧性,因此在我国航天领域应用非常广泛,为了更加了解用于航天技术的金属材料,本文选择了几种常见的金属进行讲述其在航天领域当中的应用以及相应的热处理工艺。 2铝合金 2.1铝合金在航天领域的应用 铝合金材料是航天领域用量最大的金属材料,随着科技的发展,各种复合材料都在不断的发展,其性能也是优越与一般金属材料,虽然如此,但在航天领域铝合金的使用依然占有很大比例,铝合金具有优越的耐磨性以及良好的抗撞击性能总体性能优越于一般金属材料,,并且价格便宜,一般在航天领域的承载结构中都使用铝合金比如一些承载壁板,舱体结构等。所以在航天领域具有很大的用处。 2.2铝合金的热处理工艺 在我国科学技术不断发展的前提下,航天技术对铝合金的要求越来越严格,如何提高铝合金的综合性能是非常重要的任务之一,在研究过程中一方面是设计新型合金,一方面是对其热处理的更新,利用先进技术通过对铝合金加热处理,使得在高温环境下变形,在经过挤压,使得铝合金内部微观结构更加紧密化,内部的结晶程度更高,从而使得铝合金在应用中综合性能更加优秀。 3钛合金 3.1钛合金在航天领域的应用 钛合金在航天领域中具有很多用处,他与一般金属相比,具有耐高温、耐磨性能强,抗疲劳性能等优点,一般在航天领域中,钛合金运用于机舱的主承力结构,压气机叶片等等,在钛合金的试用下,无论是高温环境,还是超低温环境都能保证长时间持久的工作。因此随着航天领域科技的不断发展,钛合金的使用量也是逐渐增多,是具有前景的一种金属材料。 3.2钛合金的热处理工艺 钛合金的热处理工艺十分复杂,根据航天领域的不同需求,钛合金的热处理工艺也就不同,比如普通退火会使得钛合金内部的可塑性变高但与此同时也使得其强度变小,一般适用于一些飞行机器的零件,再比如双重退火,其工艺应用相比较而言稍微麻烦,处理之后的钛合金硬度会升高,但其可塑性相对降低,适用于需求较高的飞行零件。钛合金的热处理工艺还包括等温退火和固溶时效,根据航天领域不同需求以及应用的不同领域,来选择不同的热处理工艺。 4超高强度钢 4.1超高强度钢在航天领域的应用 超高强度钢具有很强的硬度及韧性,正因为其性能也使得该金属在航天领域的应用量保持持续上升,一般该金属适用于火箭发动机的壳体,飞行装备的推动器等所需高硬度的地方,正因如此对于在这种高压强度下的金属材料,其耐腐蚀性成为审核金属实用性的一项重大指标,如何提高超高强度钢的韧性是当前研究金属工艺的重要课题。 4.2超高强度钢的热处理工艺 一般超高强度钢都应保持其高强度的特性,针对该金属材料进行热处理时一般先进行淬火,在960度左右的高温下进行淬取,使其内部的含碳量降至最低,然后进行低温回火,提高材料的强度,随着科技的发展,在高强度钢的热处理工艺中也有先进的技术提高金属的性能,比如奥氏体加工、马氏加工,诱发相变等等。在经过热处理后的金属一般适用于机器的整体构架,高强度的零件等等。 5镁合金 5.1镁金属材料在航天领域的应用 镁金属材料在航天领域具有自身独特的性能良好的导热、导电性能以及对电磁的屏蔽性能使得镁金属在众多金属材料中脱颖而出,但镁金属却又一定的缺陷,那就是不耐腐蚀,也正是因为该缺点使得镁金属在应用当中,一些领域不能涉及当中,比如产品的储存、产品出制造都会带来影响,镁金属适用于工艺复杂的大型铸件,是我国金属材料航天领域非常重要的文件,比如通信卫星所使用的天线等等。 5.2镁金属材料的热处理工艺 镁金属材料的处理工艺非常复杂,根据所需性能的不同其热处理的加工工艺也就不同。一般镁金属的处理分为退火和固溶时效两大类。在实际应用中不同的淬火能力会使镁金属的性能得到不同程度的增减,从而应用到各个领域。 6结语 我国航天技术的飞速发展,使得我国经济水平并不断提高,人民生活水平得到翻天覆地的变化,军事力量也跻身进入世界前列,是我国国防实力的一大利器,由此可见航天技术的重要性,本文讲述了关于航天领域的几种金属,以及其性能,作用等等,随着科技的发展,航天技术的不断提高,我们应研发更加适合航天技术的金属材料,比如金属间化合物、高温合金等等,使得我国真正成为航天大国,实现中国的伟大复兴。 作者:喻天罡 单位:中国航空综合技术研究所 热处理论文:热处理工艺对驱动轮轴静扭矩的影响 摘要:对S38MnSiV驱动轮工艺轴的3种结构形式(光轴工艺轴,带齿条、键槽工艺轴,去齿条、键槽工艺轴),在JB-50型静扭试验机上进行驱动轮工艺轴静扭试验.试验得出:光轴工艺轴的扭矩水平最高,去齿条、键槽工艺轴的扭矩水平次之,带齿条、键槽工艺轴的扭矩水平最低.对引起扭矩变化的热处理工艺分析可知,零件存在淬火过渡区时扭矩水平急剧下降,且其扭矩水平低于未经表面淬火的零件.表面淬火和回火能够减缓尖角效应,而喷丸处理降低了表面压应力,致使抛丸零件的扭矩水平低于低温回火的零件. 关键词:驱动轮工艺轴;静扭矩;淬火过渡区;回火 驱动轮轴是拖拉机的关键零部件,使用中要承受复杂的弯曲-扭转载荷和较大的冲击载荷,服役条件比较苛刻,是失效频次较高和失效类型较多的零部件[1].其不同部位经常发生诸如脆断或疲劳、扭转或弯曲、正应力或剪切应力断裂等失效形式.因此,驱动轮轴本身必须具有较高的疲劳强力、较高的硬度和良好的耐磨性.随着拖拉机载重量的提高和实际工况的改变,驱动轮轴的直径和感应淬火有效硬化层深度也逐步被加大[2-3].扭转试验虽不能显示金属的体积缺陷,但能够反映表面硬化层的性能及表面缺陷,可用于研究各种表面强化工艺,检查零件热处理的表面质量.在零件表面机加工质量符合技术要求的情况下,表面硬化层深度对静扭强力和扭转疲劳寿命的影响较大.因此,本文拟通过静扭试验为驱动轮轴表面感应淬火工艺设计及表面硬化层深度的合理确定提供依据. 1S38MnSiV工艺轴静扭试验 1.1试验用工艺轴设计原则 由于原驱动轮轴扭矩的一端是靠花键传递,另一端是靠驱动轮轴与相关件(轴瓦)之间的摩擦力来实现的,与试验机夹具之间无法实施连接,进行试验扭矩的传递,因此必须根据试验机夹具的结构重新设计出可以和试验机之间进行扭矩传递的试验工艺轴.试验工艺轴的设计原则为:轴两端都为花键结构,且进行加粗;花键底径尺寸不小于齿条外圆尺寸;花键模数与原结构花键模数相同,使试验工艺轴的薄弱部位与驱动轮轴实际使用中断裂部位相符,即薄弱部位为轴的齿条根部、凸缘处和键槽尾部. 1.2试验材料与结构 新设计的驱动轮轴工艺试验用轴简称驱动轮工艺轴.驱动轮工艺轴所用材料为S38MnSiV非调质钢.S38MnSiV驱动轮工艺轴包括3种结构形式:光轴工艺轴(图1),带齿条、键槽工艺轴,去齿条、键槽工艺轴.后两种被统称为键槽工艺轴(图2). 1.3试验过程 在国家拖拉机质量监督检验中心强力试验室进行驱动轮工艺轴静扭试验.驱动轮工艺轴静扭试验是在JB-50型静扭试验机上进行的(图3).该试验机能实现试验数据的实时采集、扭转曲线的自动绘制以及数据显示和报告打印等功能.试验机机械部分由主轴驱动系统(扭矩输出)、装夹机构、角度及扭矩测量系统组成.进行扭转试验时,将驱动轮工艺轴一端安装在试验机的扭矩输出端,另一端安装在试验机平台支撑尾座上,使试验轴的轴线与试验机轴线同轴.试验时按一定的方向缓慢连续施加扭矩,用检测装置自动记录扭矩及相应的扭转角,并绘制扭矩-扭转角曲线,直至轴发生破坏. 2试验数据的分析 2.1光轴工艺 轴光轴工艺轴(无键槽、台阶、齿条工艺轴)共6组15件.光轴工艺轴静扭试验数据如表1所示.圆柱形试样在扭转试验时,整个试样长度方向的塑性变形始终是均匀的,没有颈缩现象.其截面及平行长度基本上保持了原尺寸.与试样轴线成45°的两个斜面上承受最大正应力,与试样轴线平行和垂直的平面上承受最大切应力.扭转时试样中的正应力与切应力在数值上大体相等,二者的比值接近于1.正火态未感应淬火的光轴工艺轴及存在感应淬火过渡区的光轴工艺轴断裂位置均在未感应淬火无淬硬层处.其断裂面与试件轴线垂直,断口平整,有回旋状塑性变形痕迹,是由切应力造成的切断.表面感应淬火通淬的光轴工艺轴,断口起始于表面感应淬火层.其断裂面与试件轴线约成45°螺旋状,是在正应力作用下产生的正断,为扭转正应力的脆性断裂,表现出对较深的有效硬化层深和高的扭转应力相关性,是一种硬化层内高聚集的弹性变形能量释放结果.对光轴工艺轴不同感应淬火区静扭试验数据分析可知:光轴工艺轴表面感应淬火通淬后扭矩水平最高;正火态未感应淬火的次之.表面感应淬火是将钢的表层加热至临界温度以上,然后快速冷却,得到硬的马氏体表层.该硬层的体积较基体大,在零件表层形成残余压应力,而残余压应力的存在可抵消零件表面实际承受的一部分拉应力即残余压应力,能够提高材料的扭转强力,因此零件抗扭水平提高. 2.2带齿条、键槽工艺 轴带齿条、键槽工艺轴(共6组17件)的静扭试验数据.对带齿条、键槽工艺轴静扭试验数据分析可知:由于缺口效应(零件表面的沟槽、棱角、截面的急剧变化处产生应力集中,使强力下降,即缺口效应)[4-5],带齿条、键槽工艺轴的齿条尾部、键槽底部的尖角是轴杆最薄弱的部位,成为扭转断裂的裂纹源.表面感应淬火和抛丸强化均在零件表层形成残余压应力.抛丸强化使材料表面产生的强化层深度有限,约为0.2~0.5mm,在强化层内形成残余压应力,强化层-未强化层之间为过渡拉应力区,而表面感应淬火产生的硬化层深度远大于抛丸强化,表面感应淬火硬化层内的残余压应力因与抛丸强化层过渡区的拉应力抵消而降低,即抛丸强化反而使表面感应淬火硬化层残余压应力有所降低.因此,带齿条、键槽工艺轴表面通淬+抛丸处理后的扭矩水平比表面感应淬火通淬后的扭矩水平有所降低.表面感应淬火可降低缺口敏感度,提高抗扭强力,而且带齿条、键槽工艺轴表面感应淬火的过渡区相对于淬硬层而言,同样是薄弱部位,成为扭转断裂的裂纹源.因此,带齿条、键槽工艺轴在键槽底部、齿条尾部存在表面感应淬火过渡区的扭矩水平均低于表面感应淬火通淬后的扭矩水平,在相同断裂部位与正火态未感应淬火的扭矩水平相接近.通过表面感应局部淬火来提高零件扭矩水平的作法不可取,设计零件表面感应淬火工艺时应尽量避免过渡区. 2.3去齿条、键槽工艺 轴去齿条、键槽工艺轴(共7组17件)的静扭试验数据.对去齿条、键槽工艺轴静扭试验数据分析可知:去齿条、键槽工艺轴表面感应淬火通淬后硬化层深符合方案要求的,其扭矩水平最高,且在低温回火磨削后其扭矩水平有所降低;表面通淬+抛丸处理后,其扭矩水平降低;表面感应淬火通淬后硬化层浅而不符合方案要求的工艺轴扭矩水平较低;正火态未感应淬火的扭矩水平最低.由于缺口效应,去齿条、键槽工艺轴的键槽底部尖角以及试件回火磨削终端台阶处是轴杆最薄弱的部位,成为扭转断裂的裂纹源.在去齿条、键槽工艺轴表面感应淬火通淬后且硬化层符合方案要求的前提下,试件回火磨削后的扭矩水平降低且断裂位置均位于回火磨削终端台阶处,说明回火磨削终端台阶处应力集中程度大于键槽底部尖角处应力集中程度.表面感应淬火硬化层深度对静扭强力的影响规律为:随着硬化层深度的增加,残余压应力相应增大,极限扭转强力上升,承担扭矩的能力大幅度提高;表面感应淬火形成的残余压应力可降低缺口敏感度,降低应力集中程度. 抛丸强化在零件表层形成的残余压应力,也能起到降低表面缺口效应的作用[6-7].去齿条、键槽工艺轴表面通淬+抛丸处理后扭矩水平比表面感应淬火通淬后扭矩水平有所降低的原因在于:表面感应淬火和抛丸强化均在零件表层形成残余压应力;抛丸强化使材料表面产生的强化层深度有限,约为0.2~0.5mm,在强化层内形成残余压应力,强化层-未强化层之间为过渡拉应力区,而表面感应淬火产生的硬化层深度远大于抛丸强化,表面感应淬火硬化层内残余压应力因与抛丸强化层过渡区拉应力抵消而降低,即抛丸强化反而使表面感应淬火硬化层残余压应力有所降低.由于抛丸强化使表面感应淬火硬化层残余压应力的降低大于低温回火减少的残余压应力,因此去齿条、键槽工艺轴表面通淬+抛丸处理后的扭矩水平低于表面感应淬火通淬低温回火后的扭矩水平. 3静扭试验结论 驱动轮工艺轴不同结构相同处理状态下静扭试验数据表明:光轴工艺轴的扭矩水平最高,去齿条、键槽工艺轴的扭矩水平次之,带齿条、键槽工艺轴的扭矩水平最低.从试验结果可得出如下结论:①表面淬火零件的过渡区相对于淬硬层而言是个薄弱环节,是扭曲断裂的裂纹源.零件存在的淬火过渡区扭矩水平急剧下降,其扭矩水平低于未经表面淬火的零件,零件设计者和工艺人员在设计零件表面淬火要求时,应尽量避免过渡区.②含有键槽、齿条的零件存在尖角敏感度,是裂纹的起源.其表面通淬后表层形成了压应力,降低了尖角敏感度,减缓了尖角效应.同时,零件回火后,降低了尖角敏感度,减缓了尖角效应.因此,存在尖角的零件必须回火,技术要求允许时应提高回火温度.③表面淬火后,抛丸处理降低了表面压应力;抛丸减少的压应力大于低温回火减少的压应力,致使抛丸零件的扭矩水平低于低温回火的零件. 作者:张晓伟1;张沈洁2 单位:1.机械工业第六设计研究院有限公司,2.第一拖拉机股份有限公司 热处理论文:钻杆焊区热处理工艺简述 [摘要]在石油钻杆制造中,焊接区域的热处理工艺至关重要,决定了产品制造是否合格。本文结合热处理工艺,利用铁碳合金相图进行分析,以便掌握热处理工艺对焊区的影响。 [关键词]钻杆焊接;热处理;淬火;高温回火 石油钻杆制造是在一根钻杆管体的两端采用摩擦焊接技术,分别焊接内螺纹接头和外螺纹接头,并通过机械加工、热处理、无损检测和防腐等工艺完成钻杆制造过程。摩擦对焊钻杆主要以5英寸G105钻杆为主。生产工艺流程成熟,其中焊接区域的热处理工艺至关重要,决定了产品制造是否合格。现结合热处理工艺,利用铁碳合金相图进行分析,以便掌握热处理工艺对焊区的影响。 1钻杆焊区热处理工艺简述 在完成G级钻杆对焊后,通过中频炉加热方式对焊区进行热处理。焊区热处理是钻杆生产制造过程中的关键工艺,目的是使产品达到符合要求的机械性能,良好地应用于钻井生产。因此,热处理工艺水平的高低直接决定了钻杆对焊结果的优劣,决定了钻杆的质量性能。 1.1钻杆产品对焊制造过程经过惯性 摩擦焊机对焊,管体和接头熔为一体,并在焊缝区域产生两条焊接飞边。 1.2热处理工艺 钻杆焊区热处理工艺依次为退火(之后切削掉焊接飞边)、淬火、高温回火。①退火:将焊区加热到680℃,保温190s左右,然后在空气中冷却至室温。目的是降低硬度,改善切削性能,同时消除部分金属内应力。②淬火:飞边切削完成后,将焊区加热到890℃(临界温度以上的某一温度),保温90s后,在淬火介质中急速喷淋冷却。目的是显著提高硬度,但此时塑性和韧性都较差。③高温回火:将焊区加热到680℃(临界温度以下的某一温度,高于500℃已属于高温回火),保温360s后,随炉冷至室温。目的是消除内应力,降低脆性,提高韧性,达到使用性能(既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。 1.3后序检验 经过热处理工序后,对焊缝区域进行打磨,加工至适当的粗糙度。经过目视检验和几何尺寸测量后,检定硬度,最终经过磁粉和超声探伤后,完成产品。按照相应要求,定期定量选取试样送检,通过试验,对拉伸、弯曲、冲击功、硬度、化学成分、金相分析等六项指标进行检验,以此检定产品质量,同时也是对热处理工艺的检定。 2钻杆焊区热处理工艺分析 钻杆焊区热处理工艺基于合理准确的设计,依靠稳定的中频炉设备和管体接头材料,形成一套完整细致的热处理流程。在已知管体和接头材料以及热处理流程的设计参数下,结合铁碳合金相图,简要分析焊缝区域在热处理过程中随温度而变化的情况。管体材料为26CrMo4Si2,通常C元素含量(%)为0.23~0.29,Cr元素含量(%)为0.75~1.2,S和P的含量低于0.03,在图3中,柱状阴影部分为C元素含量(%)为0.23~0.29钢件在淬火和回火过程中的温度变化区域。点M为淬火过程中,管体钢件加热到临界温度以上的大致区域点(890℃),点N为高温回火过程中,管体钢件加热到临界温度以下的大致区域点(680℃)。现对淬火和高温回火过程中,金相组织情况进行分析。 2.1淬火过程分析。在淬火过程中,当加热温度达到890℃时,M点已经落入A区(即奥氏体区域),奥氏体是一种高温组织,稳定存在于图示区域内,此时表现出的主要特点是硬度低,塑性较高,经过保温过程,使钢件完全奥氏体化后,在淬火介质中迅速冷却,目的是在温度降至F(铁素体)+P(珠光体)获得马氏体组织以及贝氏体组织(在260~400℃温度区域)。获得马氏体组织后,马氏体是一种不太稳定相,是产生淬火应力,导致变形开裂的主要原因,表现出硬度高,塑性、韧性差的特点,所以,淬火后的钢件不能直接使用,需通过回火才能使用。 2.2高温回火过程分析。在高温回火过程中,再次加热温度达到680℃(低于727℃这一临界温度),在F(铁素体)区域,淬火后获得的马氏体经过较长时间保温和缓慢冷却过程后,演变成一种回火组织,即回火索氏体,是一种平衡稳定组织,是热处理过程后,想要获得的组织。此时钢件表现出良好的韧性和塑性,同时具有较高的强度,力学性能良好。在试样的金相分析中,还会反映正常存在铁素体组织和存在少量贝氏体组织以及良好的晶粒度情况。在分析热处理工艺后,通过不断优选和调试参数,可以达到提高生产效率、扩大产品系列和强化产品合格率的目的。 作者:徐刚 单位:大庆钻探工程公司钻技一公司 热处理论文:热处理工艺对高压气瓶内胆性能的影响探讨 摘要:主要介绍了6061铝合金的塑性成形技术和热处理技术,并分析这两种技术对高压气瓶性能的影响。此外,对各种固溶时效模式下制造的高压气瓶铝内胆进行拉伸试验,测得内胆的抗拉强度、屈服强度和延展率;并研究了在不同的热处理时间和温度下内胆性能的改变。 关键词:热处理;固溶时效处理;拉伸强度;屈服强度;高压气瓶 0引言 目前,高压气瓶在航空航天、建筑、汽车制造等领域都得到广泛的应用,所以工程中对高压气瓶制造技术的要求越来越严格,企业需要制造性能更好、使用寿命更长、成本更低的高压气瓶以满足市场需求。影响高压气瓶寿命和制造成本的因素包括材料的塑性成形工艺、热处理工艺、旋压收口工艺和纤维铺层等。由于铝合金具有良好塑性成形技术,因此其逐渐取代了钢材作为内胆材料。高压气瓶的热处理技术是指固溶时效处理,在高压气瓶的制造中,固溶时效热处理可提高高压气瓶内胆的塑性成形能力和强度。 16061铝合金塑性成形性能 为了提高高压气瓶的寿命和工作压力,在高压气瓶的制造过程中,需要对其进行自紧。当对高压气瓶施加自紧压力(约为1.5倍的工作压力)时,如果自紧压力超过内胆的屈服极限,内胆将发生塑性变形[1]。因为自紧,所以选取具有良好的塑性成形能力的6061铝合金作为内胆材料。6061铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品,具有加工性能极佳、抗腐蚀性良好、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷、氧化效果极佳等优良特点。6061除了含有镁和硅两种合金元素,还含有一定的锰与铬,能够抵抗铁的坏作用;此外,有时还含有少量的铜或锌,可以提高合金强度。由于6061铝合金优良的塑性加工性能,因此各国的制造企业普遍采用6061铝合金作为CNG-3型气瓶的内衬,其作用主要包括两方面:①支撑芯模,为外层纤维提供形状芯模以及缠绕时作为支撑工装;②防止渗漏,为瓶内高压存储的气体介质提供密封内衬,以及为瓶口阀门连接提供金属螺纹密封。内衬的主要机械加工成形过程为:铝锭挤压拉伸成杯形体旋压减薄齐口裁切旋压收口热处理螺纹加工。可见,内衬塑性加工的步骤较多,且变形较大。另一方面,作为特种设备的高压气瓶,需要在服役期内经受多达15000次以上的高低压充装过程,且不得出现泄漏和开裂失效。由此可见,内衬的塑形加工质量是气瓶整体使用性能的重要保障,使用6061铝合金作为内胆,不仅可提高高压气瓶的使用寿命,而且节约了原材料。 2热处理工艺分析 热处理技术对高压气瓶的寿命有着很大的影响。对铝内胆的设计要求为:抗拉强度大于325MPa,屈服强度大于276MPa,延伸率大于12%,对所选的6061铝合金内胆进行固溶时效处理[2]。铝合金的固溶热处理是将铝合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解并快速冷却的热处理工艺方法。在固溶过程中,使各相成分相互溶解,强化固溶体,消除软化。进行固溶热处理主要是为了改善铝合金的韧性和塑性并为以后沉淀硬化处理做准备。铝合金热处理中的固溶热处理和钢的淬火在工艺上是相似的,淬火是为了获得马氏体,从而提高工件的强度和硬度,往往与回火在一起成为一道工序,而固溶热处理主要为了消除析出相。时效热处理分为自然时效和人工时效[3]两种方法,自然时效是将工件置于露天的场地半年以上,使其慢慢地发生变形,从而使残余应力减少或消除;人工时效是将铸件加热到550℃~650℃进行残余应力去除,它比自然时效去除应力的时间短,去除的较为彻底,获得的零件性能更好,所以在铝内胆热处理时采用人工时效方法。时效强化是铝合金在固溶热处理后进行的,可以很大程度地提高铝合金的强度,固溶时效强化是高压气瓶制造中重要的技术之一。 3热处理工艺对铝内胆性能的影响 固溶时效处理影响着铝合金内胆的力学性能,本文对不同的固溶时效热处理模式下制造的高压气瓶进行拉伸试验,测试内胆的抗拉强度、屈服强度、延展率。 4结论 本文分析了6061铝合金的塑性成形技术和热处理技术与高压气瓶内胆性能的关系,研究了固溶时效热处理工艺对高压气瓶内胆性能的影响,并选择合适的固溶时效热处理,使所试制的高压气瓶金属内胆能够获得更好的性能,对于低压或高压气瓶的制造都有很大的帮助,降低了在制造过程中的不良品率,节约了成本,提高了气瓶内胆的使用寿命。 作者:陈瀟洒;卢敏 单位:南京航空航天大学 热处理论文:金属材料与热处理教学改革途径 摘要:近些年来,《金属材料与热处理》该门课程教学水平得到了进一步提升,但仍然存在一些问题,例如学生学习兴趣不高,注意力不集中等等,这些问题的存在,严重阻碍了学生综合素质的提高,不利于学生今后的学习和就业。本人系统的阐述了《金属材料与热处理》该门课程的教学改革路径旨在进一步提高课堂教学水平,实现高职院校的全面发展。 关键词:金属材料;教学改革;学习兴趣 作为一门专业基础课程,《金属材料与热处理》对于学生来说至关重要,其主要研究的是金属材料的相关知识,包括金属材料成分以及组织等等。金属材料热处理,通常情况下是通过改变金属材料的成分和组织形式来实现金属材料的热处理,从而达到我们预期的目的。通过该门课程,学生能够对金属材料的性能有所了解,并在此基础上熟练掌握金属材料热处理的工艺方式。因此我们必须对《金属材料与热处理》该门课程进行教学改革,进一步提高学生的学习积极性,实现教学的可持续发展。 1培养学生学习兴趣,提高学生注意力 教师在具体教学活动中,应当从学生的实际情况出发,灵活的应用多元的教学方式,使学生掌握金属材料热处理的相关技能。例如教师在教学活动中,可以通过举例论证和类比论证等方式实现教学,将教学内容从学生的生活实际有机结合在一起。在向学生介绍金属材料时,教师应当避免概念的照搬,应从学生的生活情况出发举例论证,例如易拉罐是用铝做的,电视线是铜芯的,金项链是金做的等等,这样可以使广大学生了解金属材料的性质,并明确金属材料的应用范围。与此同时,教师还一可以将所要教授的内容同我国历史实际情况结合在一起。众所周知,“淬火”这一概念早在我国古代时期就已经兴起,并以热处理的发展史为线索得到了进一步的发展,在讲述着一支试试,教师就可以引用三国时期诸葛亮带兵打仗这一典故,将这一支是灌输给学生。这样有利于培养学生的学习兴趣,进一步提高学生学习的注意力,使学生养成良好的学习习惯。 2加强实验教学,打造校企合作教学模式 《金属材料与热处理》单门课程存在较为严重的重理论轻实践现象。理论课程占所有课程的比重为3/4以上,而实践课程的学时占所有课时的比重仅为1/4,这种现象导致学生实践能力不强,学生学习兴趣不高的现象。很多学生表示,在其看来《金属材料与热处理》这门课程仅仅是一门理论课程,考试时仅注意理论知识的学习就可以达到很高的分数,这在一定程度上造成了学生对该门课程的认识偏差。为此,各院校应当进一步加强实验室建设,为广大学生添置大量的实习实验设备,并在此基础上将教室搬到实验室,这样做一方面可以满足学生不断提升自身实践能力的需求,另一方面,也可以进一步加强对学生的培训力度,可以说是一举多得。与此同时,各院校还应当与企业进行联系,打造校企合作教学模式。之所以这样做的主要原因在于,该门课程的绝大多数实验难以在学校实现,需要企业参与到教学活动中来,这样可以弥补院校实验能力不足的问题。教师在校企合作模式中,应当充分发挥自身的作用,带领学生到企业进行实习,了解企业的运行模式以及企业在金属材料热处理中的发展趋势,并其带头作用,与学生进行广泛的沟通和交流,了解学生在学习过程中遇到的问题并给予解决,这样学生能够快速的掌握该门技术。 3建立全方面的评价体系,加强对学生的评价 传统考核评价大多以知识评价为主,纪在学期末的时候,通过一张试卷了解学生的学习情况,这种考核模式虽然能够体现学期内该门课程的教学水平,但也暴露出一些问题,例如导致学生对该门课程存在认识偏差,对学生考核不全面等问题。在这种考核模式下,学生仅会死读书,而不会将所学知识应用到具体实践当中去,这样做不利于学生的成长。笔者通过长期的研究与实践认为,评价体系应当成为公认的衡量教学效果的标准,应对学生的实际情况进行全面考核,只有这样才能够发挥其应有的作用。为此应当建立健全评价体系,将课堂考察和课堂提问以及口头测验和实践活动等内容融入到课堂评价体系中,增强广大学生的自律意识,进一步提高其主动学习的积极性,使学生做到认识自我,不断的调整自我,促进学生发展。除此之外,在考核命题上,广大教师应当做到与职业资格考试接轨,尽可能的减少理论考核内容,增加主观分析类型的考核,使学生在学习理论知识的基础上,能够对行业资格考试有所了解,并实现对学生理论与实践技能的全方面考察。 4结语 总而言之,我们可以通过举例教学和类比教学等方式实现学生注意力的集中,充分调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。当然我们也应当充分意识到,罗马非一日建成,《金属材料与热处理》该门课程的教学改革也非一日之功,但千里之行始于足下,我们可以从点滴小事做起,通过调动学生学习积极性等方式使学生感知知识,牢固的掌握知识。 作者:蔡英 单位:柳州职业技术学院 热处理论文:雨刮轴热处理工艺探析 摘要:对比几种不同的热处理工艺,通过选择合适的感应线圈,选用PAG水溶性淬火剂并匹配PAG水溶性淬火剂浓度,同时改进最终高频淬火工艺,使轴的相关性能满足产品要求。 关键词:高频淬火工艺;PAG水溶性淬火剂;PAG水溶性淬火剂浓度;感应线圈 雨刮轴主要用于传递刮水器电机输出力矩给雨刮机构直至雨刮臂,轴材料一般为SAE1144或40Cr,但轴螺纹处抗扭力矩设计要求大于30N.m且无损伤。在不经过任何处理方式的情况下,轴螺纹抗扭力矩是不能满足设计要求的。 1选择热处理工艺 热处理工艺就是将材料在固态下通过加热、保温和冷却,使其内部组织结构发生变化,以获得预期的性能。但是,热处理工艺有很多种,如退火及正火、淬火、回火及失效、表面淬火、化学热处理、形变热处理,采取何种热处理方式更经济更适用,且又能满足产品要求呢?为此,采取了三种方案加工雨刮摆轴:①采用SAE1144经过高频淬火;②采用SAE1144经过调质处理;③采用40Cr材料经过调质处理。三种方案存在的问题:第一种方案经济实惠,就现有的设备及加工工艺,采取目前的相关设备仪器及工艺方法加工的零件螺纹处力矩没有到达要求就脆断,滚花处经过铆接后,淬火层掉块,扭矩不满足设计要求;第二种方案加工工艺流程冗长,调质处理需要外委,加工周期长,半成品堆积时间长,而且扭矩达不到设计要求,零件还有脆断的风险;第三种方案扭矩虽然能满足设计要求,但是零件还有脆断的风险,而且调质处理需要外委,加工周期长,产品产量大,半成品堆积时间长。分析三种方案存在的问题,结合生产现状,为了减少物流环节,降低生产成本,合理使用高效设备和启用闲置设备即高频淬火炉,必须采用第一种方案。 2热处理高频淬火工艺可行性的分析及工艺存在问题 2.1高频淬火工艺可行性的分析 (1)高频淬火的原理是将工件放在感应器中,当感应器中通过交变电流时,在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场,在工件中相应地产生了感应电动势,在工件表面形成感应电流,即涡流。这种涡流在工件的电阻作用下,电能转化为热能,使工件表面温度达到淬火加热温度,可实现表面淬火。采用高频淬火有如下优点:①热源在工件表层,加热速度快,热效率高。②工件因不是整体加热,变形小,可以用在零件精加工后进行。③工件加热时间短,表面氧化脱碳量少。④工件表面硬度高,缺口敏感性小,冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料的潜力,节约材料消耗,提高零件使用寿命。 (2)对材料成分适用于高频淬火可行性进行分析,通过对SAE11144材料成本的分析,该材料含碳量为0.37%-0.45%之间,还有Mn、P、S、Si等,属于中碳易切削钢,完全可以采用高频淬火。该材料高频淬火后的最终热处理分析,高频处理将材料零件加热到临界点以上某一温度(相当于45号钢淬火温度为840-860℃,),保持一定的时间,得到奥氏体,然后以适当的冷却速度获得马氏体组织。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差,因此必须经过回火处理,为了不降低钢的硬度,以及厂内现有回火设备,采用低温回火主要是消除内应力,降低钢的脆性。回火温度初选择165℃~178℃,在这个温度回火可以得到回火马氏体。 2.2工艺中存在问题 (1)确定高频淬火的有效区域。作为高频淬火的有效区域的依据是:根据产品使用情况,螺纹及滚花处是需要承受抗扭力矩的,需要进行高频处理为高频有效区域外,其余部分不需要进行高频淬火,原材料就能满足产品性能要求。 (2)高频淬火硬化层深度分析,一般硬化层深度δ=(10~20)%D,D为工件的有效直径,因此取硬化层深度δ=(10~20)%D=(0.1~0.2)×6=0.6~1.2,取中间值0.9,经过对高频设备参数的摸索及加工经济性,采用功率1、功率3都不满足硬化层深度要求,只有功率2,刻度对8满足要求。 (3)初步实施高频淬火,采用目前使用的感应线圈,淬火剂为水淬,回火设备,调试程序参数:采用功率2,刻度对8,走刀速度600~800,加热停顿时间1s,高频有效区按图示进行,回火温度165℃~178℃,保温2~2.5小时,虽说硬化层深度约0.8mm,高频有效区域硬度分布为HRC37~57,虽然轴螺纹处力矩有所提高,但有10%脆断的风险,硬度分布范围大,还是不满足图纸要求。 (4)通过上述验证和查阅相关高频淬火技术资料;1、轴螺纹经过高频淬火后脆断原因:①采用高频感应电流快速对材料进行加热,使零件表层瞬间形成奥氏体,由于加热后还要通过感应线圈才能冷却,因此在保温这段时间,奥氏体晶粒继续长大,过了感应线圈却又用水快速冷却,奥氏体晶粒越大,冷却后的组织越粗大,使材料的力学性能尤其是冲击韧性变坏。冷却速度快,会使钢中内应力增大,引起钢件的变形,甚至开裂。2、硬度不均匀原因:没有配备稳压电源,同时启用多台机床,电压不稳定造成。感应线圈与工件之间的间隙越大,热效率越低,还参杂空气气流,会导致加热扩散。 3高频淬火技术问题的改进及效果验证 3.1改进方案 (1)采购与雨刮摆轴匹配的感应线圈,理论要求间隙为1~3(不大于5),实际采购内径感应线圈与零件外径配合间隙在2.5-2.75之间。 (2)采购与SAE1144材料匹配的淬火剂(PAG水溶性淬火剂)。 (3)采购检测PAG水溶性淬火剂浓度的折光仪,用来控制剂浓度。 (4)配备稳压电源。 3.2实施方案 (1)控制程序:采用功率2,刻度对8,走刀速度600~700,螺纹处加热停顿时间1s,滚花加热处停顿时间2s,高频有效区按图示加工。 (2)配制淬火济浓度8%。 (3)回火温度:使用温度均匀的烘箱,零件放置于烘箱,随炉升问温至165℃~178℃,保温2~2.5h,取出零件,自然冷却。 (4)配备稳压电源。 3.3方案效果验证 硬度高频表面局部淬火后再经低温回火后,零件组织为淬硬层加心部组织,其中淬硬层又分为:表面层及过渡层,用金相显微镜测量淬硬层深度0.916mm,零件经过表面处理后,其各层的硬度是不同的,从表面、过渡层到心部,硬度逐渐降低。隐针状马氏体,一般中碳钢快速加热时,会得到极细的奥氏体晶粒,淬火之后得到极细的条状和片状马氏体的混合组织,在显微镜下看不出马氏体的形态特征,是一种隐针状马氏体,该马氏体具有优良的强韧性能,既有较高的强度,又有良好的塑性和韧性,其αk值和KIC值均比较高,冷脆性转变温度较低,在生产中是广为应用的理想淬火组织,是一种强韧化组织。对轴的螺纹力矩及滚花处力矩进行3个不同批次并每批次测试20件,轴螺纹抗扭力矩都能达到30N.m以上,滚花处力矩满足设计要求,且较为稳定。通过更改加热的感应线圈内径,增加适量的PAG水溶性淬火剂,以及更改回火参数,得到极细的条状和片状马氏体的混合组织,在显微镜下看不出马氏体的形态特征,是一种隐针状马氏体,该马氏体具有优良的强韧性能,既有较高的强度,又有良好的塑性和韧性,能使轴螺纹的抗扭力矩达到30N.m以上,满足设计要求,且较为稳定。 作者:杨治英 单位:贵阳万江航空机电有限公司 热处理论文:金属材料与热处理课程教学探析 摘要: 金属材料与热处理是机械类专业的基础课,内容涉及面广,专业术语多,教学难度大。根据多年的教学实践及知识间的内在联系,以提高教学效果为目的,提出行之有效的教学方法,为提高该课程的教学质量提供参考。 关键词: 教学方法;实验;多媒体;学习兴趣 金属材料与热处理是机械类专业必修的技术基础课,理论性和实践性都很强,课程内容涉及面广,且专业术语和抽象性概念较多,学生很难理解和掌握,其中晦涩难懂术语的掌握难度最大。针对以上情况,教师应深入研究教学方法,采取多种教学方法达到教学目。根据多年的教学实践及知识间的内在联系,以提高教学效果为目的,研究多样化的教学方法,为提高该课程的教学质量提供参考。 1把握教学重点金 属材料与热处理课程由2个部分组成,分别是金属材料和热处理。以材料性能为例,重点解析教学的重点内容。在实践中,学生首先接触的是材料用途。材料用途和工作条件对材料性能提出相应的要求,如刀具硬度要高,坦克履带的耐磨性要好。材料性能会随周围介质的变化而变化,这取决于其内部组织结构对周围介质的适应性。周围介质的组织结构不同,材料的性能也不同;在液态组织和固态组织中,材料的性能也不同。材料性能不同的主要原因是成分比例配对不同。只有找到合适的比例,才能配对出适用的材料。在教学中,老师应掌握“要了解材料用途必须先了解材料性能”这个关键,抓住教授课程的重点内容,一层一层地深入研究,并把这些理论传授给学生。 2改进课堂教学方法 2.1运用生活实例讲课 在教学中,教师可选择学生熟悉且与教学内容有关的生活实例,激发学生的兴趣,使学生们参与到课堂教学中,提高教学质量。例如,老师讲解金属材料的概念时,不应只局限于教材,而是应该引导学生列举生产、生活中熟悉的金属制品,如铸铁制做的铁锅、黄铜制做的弹壳、镁铝合金制做的照相机和计算机外壳等,增加学生对金属材料的感性认识。此后再讲解金属的导电性、导热性、耐高温性时,学生们就会兴趣盎然。 2.2多用多媒体教学 随着现代网络技术的飞速发展,多媒体教学方法得到普遍应用。多媒体教学具有信息容量大、直观形象、易于接受等特点。在进行金属材料与热处理课程教学时,可以收集大量与教学内容紧密相关的短片、图片及三维动画,展示材料组织结构、合金的凝固与扩散过程、钢的加热及冷却、铁碳合金相图等,把抽象的内容通过生动的视频表达出来,加强学生对教学内容的理解。工厂生产、加工设备工作过程及具体工艺操作,通过视频演示可以极大地发学生的学习兴趣,巩固传统理论教学效果。 2.3培养学生查阅资料能力 学生在学习或工作中,只有不断提高自身的职业素养和职业技能,才能更好地服务于企业。其中,查阅和应用资料手册是学生必须掌握的技能之一。在教学过程中,教师有目的地布置应用、查阅表格、图表、手册的任务,可以逐渐加强学生查阅和应用资料的能力。在讲课过程中,老师应借用曲线、图像、表格等内容表达、分析授课内容,并指导学生查表、对照、换算,培养其相关能力。例如,要求学生对所选择材料的热处理加热温度、冷却方式及能达到的性能等进行比较。这样的查阅训练,可使学生加深图像、表格、曲线的认知程度,加强常用钢材热处理规范及其性能等数据的查询熟练度。 3增强实践教学环节 金属材料与热处理课程与生产实践密切相关,是一门实践性很强的学科。在学院实验设施和经费不足的情况下,为激发学生的学习兴趣、提高教学质量,老师应积极创造条件,设计一些易于操作的实验内容,通过实验来验证理论内容。 3.1增加课堂实验 在讲授金属材料的力学性能———硬度时,可以让同学们比较石头和粉笔的硬度。用简单易做的实例展示不同材料的硬度差别,既浅显又易懂,还有助于提升学生的学习兴趣。 3.2加强实训操作 可在钳工实训室进行钢火花鉴别实验。老师课前先做好准备工作:粗的低碳钢铁钉及报废的中碳钢车刀柄、高碳钢錾子、高速钢白钢条,让学生在砂轮机上磨削这4种合金钢,让其观察合金钢火花的形态、亮度、色彩差别,老师再对钢火花鉴别实验进行分析、归纳、总结,使学生明确其鉴别原理和方法。采用这种方法,可以使学生的知识得到巩固、消化和升华。 3.3参观科研院所 目前,辽宁省铁岭技师学院机械专业的教学条件有限,实验设备和师资力量比较匮乏。在此情况下,教师可以与一些科研机构取得联系,带领学生到科研机构的实验室参观,即弥补实验教学不足,增长学生见识。如在讲授金属力学性能时,可以带领学生去科研机构参观,材料拉伸实验、硬度测试、冲击韧性实验、用光谱议检测元素等,都可以采用参观的方式教学。参观及科研人员讲解,可使学生验证理论,开拓知识视野。 3.4增设综合性实验 综合性和设计性实验可以把实验和理论知识串连起来,有效巩固所学知识,激发学生的参与意识,提高他们分析问题、解决问题的能力。比如在进行金相组织观察实验时,为避免单纯利用显微镜观察枯燥,可对实验内容进行适当调整,选择一些材料加工企业热处理后的报废、过热和过烧零件,让学生将其与合格零件进行比较,先完成性能检测,再观察金相组织,最后依据所学理论加以解释。要完成这些工作,必须查阅相关文献资料或与教师进行讨论,可使学生的参与兴趣得到极大提高,对实际零件的不同处理状态有更深层次认识。 4结语 在金属材料与热处理课程教学中,教师必须深入研究教学方法,根据课程特点采用行之有效的效学方法,充分调动同学们的学习兴趣和主动性。采用举例、多媒体、实验教学的目的是激发学生的学习兴趣和求知欲望,提高他们的综合素质,为现代社会培养高技能人才。 作者:刘智生 单位:辽宁省铁岭技师学院 热处理论文:金属材料热处理节能技术的应用 摘要: 随着我国环境问题的日益突出,在制造业中,产能提升和环境保护成为了普遍的共识。在制造业中,运用科学的金属材料热处理技术,能够减少污染气体的排放量,可以有效地提升金属制造业的环境效益。在制造业激烈竞争的当下,制造技术的先进是产品竞争能力的保证,热处理技术的先进程度则是保证机械产品质量的关键因素,文章将着重分析金属材料的热处理节能技术及发展趋势。 关键词: 金属材料;热处理;节能技术;应用进展 制造业是国民经济发展的重要支柱,制造业在生产过程中会衍生出很多污染性气体,同时制造业的节能环保效益也不高。随着金属制造业的快速发展,在制造业生产与发展过程中,注重其环保节能性,优化其低碳持续性成为了制造业持续发展的关键,更是推动我国制造业全面发展的保障。在制造业中,金属材料热处理是金属制造的关键与优秀,同时这一热处理会产生比较大的能源消耗,特别是电能消耗。为优化金属材料的热处理节能技术,必须采取科学有效的热处理技术,不断提升热处理的能力,综合性提升金属材料热处理的节能环保性。 1我国金属材料热处理节能技术发展的现状分析 随着制造业的快速发展,金属材料的热处理技术成为了制造业中的主流,热处理钢铁材料占钢材总量的40%以上。金属材料的热处理虽然是制造业中的主要技术,但金属材料的热处理同时也是制造业中高能耗的主要环节。金属材料的热处理对电能的消耗特别大,是制造业中的主要用电区域。同时,在金属材料热处理技术中,还会产生比较严重的材料碎屑,造成较大的固体垃圾污染,同时也会造成比较严重的空气污染。随着我国制造业的快速发展,金属材料的热处理技术得到了长远的进步与发展,但当前我国大部分制造企业的金属材料热处理能力并不高,仍属于产能落后的环节,金属材料的热处理能力难以满足对材料的利用,设备负荷率低,装炉量明显不足,加热设备落后,无效热消耗多,生产工艺比较落后等。近年来,随着我国对产能落后的制造业的约束性发展,随着一大批产能落后的制造业退出历史舞台,我国制造业的金属材料热处理能力得到改善与发展,金属材料的热处理能力不断优化与改进,极大程度地提升了产能效益。 2金属材料热处理技术节能技术的应用进展 金属材料热处理技术是制造业生产中的主要技术,金属材料热处理技术同时也是用电大户。鉴于当前金属材料热处理技术的明显不足及热效率低下,以及金属材料热处理技术应用中存在着的较大环境问题,必须结合制造业的发展现状,不断提升金属材料热处理的综合产能,全面提升金属材料热处理的节能环保性。当前金属材料热处理节能技术的应用发展主要包括以下方面: 2.1化学热处理薄层渗入技术 在金属材料热处理技术的实践运用中,由于设备落后、效益不高、污染严重等,不仅无法提升制造业的生产效率,同时还容易造成巨大的能源消耗。特别是在金属材料热处理技术的运用中,采用传统的深层渗透法,不仅容易造成巨大的能源浪费,也不利于提升金属材料热处理的生产效益。同时,在实际的加热环节中,由于加热时间的无法把控或者过热等问题,还容易造成严重的生产浪费及环境污染。鉴于此,在金属材料热处理技术的运用中,运用化学热处理薄层渗入技术,可以综合性地提升制造业的生产效率,同时还能够有效地保护环境,减少污染气体的排放。 2.2工具零件超硬涂层技术 在制造业金属材料热处理技术的运用中,由于这种金属材料热处理技术的节能效果不好,同时会产生比较大的材料损耗,因此,为优化金属材料热处理技术的整体效能,应该采用工具零件超硬涂层技术,这种技术在使用中需要对工具进行涂层处理,这种处理方法不仅能够提升金属材料热处理的整体效能,同时还能够实现热处理的节能高效,减少废弃物的产生,减少污染气体的排放。此外,这种技术还能够实现有效地化学处理,提升化学处理的效能。 2.3振动时效处理技术 在金属材料热处理的过程中,材料因机械作用会产生比较大的振动力,这种振动力的存在是造成材料在切割等工艺实施中出现位移或者错位等问题,同时还会到刀具造成一定的影响。一旦出现这种问题,那么金属材料的工艺将受到严重的影响,金属材料的质量也会降低。鉴于此,在金属材料热处理的过程中,必须注重振动力的存在,采取一定的措施来规避振动力的负面影响。这种热处理节能技术,能够有效地提升金属材料的生产质量,规避金属材料在加工环节中出现的位移或者差错,同时还能够有效地保障金属材料的整体性,避免金属材料因强大的切削作业发生较大的误差或者裂缝。此外,在金属材料热处理技术的运用中,为规避热处理技术带来的负面影响,往往需要采用传统的抵抗振动效应的技术,但传统技术的作用效果有限,在实际作用中往往会造成比较严重的电能消耗,不利于节能减排目标的实现。 2.4基于计算机的CAD技术 在金属材料的热处理中,为了优化热处理的效能,为了充分提升热处理的节能减排效果,在计算机技术不断发展的今天,一种新型的金属材料热处理技术得以发展起来,并成为当前运用于金属材料热处理中的优秀技术。在实践运用中,这种先进的热处理技术主要是基于计算机平台来实现的,依托于计算机技术的先进性和科学性,可以实现热处理环节的模拟性和线上性,通过模拟操作能够准确计算出金属材料热处理中可能带来的能源消耗及材料损耗。为了提升热处理技术的节能性与环保性,可以在计算机平台上,有效设置相关的技术参数,不断提升参数的精确性。此外,这种先进的计算机技术还能够实现热能的分析与处理,精准判断金属材料热处理中可能出现的多余的热量,并将这些热量有效回收利用好,避免热量的流失以及热量的浪费,全面降低金属材料热处理的能耗。 2.5无氧作业的热处理技术 在制造行业中,金属材料热处理技术是关键技术,但由于受技术限制及工艺流程的限制,使得金属材料热处理多在有氧的状态下进行,这种热处理方式,使得金属材料与周围的气体等物质会发生一定的反应,一旦发生氧化反应等化学反应,将降低金属材料的整体性能。随着金属材料热处理技术的不断发展,随着热处理节能技术的深入发展,一种无氧状态下的热处理技术应用而生,并成为当前先进的金属材料热处理技术。这种先进的热处理技术在实际的运用过程中,可以减少工艺流程,避免繁琐流程带来的生产材料的浪费,同时还能够有效地提升设备的使用效果,提升设备的生产效率。 2.6激光热处理技术的运用 相比以上几种金属材料热处理技术,这种热处理技术具有非常高的效率,在实际运用中,这种热处理技术不仅能够有效地改变和调整金属材料表面的成分,还能够有效地弥补和完善其他材料无法匹配的效果。激光热处理技术可以充分借助于激光强大的穿透能力,同时还能够提升金属材料的性能,使得热处理的效果更加的明显,节能效果更加可观。此外,激光热处理的时间较短,可以减少金属材料热处理中可能发生的变形、错位等质量问题。 3结束语 随着制造业的快速发展,金属材料热处理技术成为了制造业发展的重要基础,在制造业快速发展的过程中,金属材料的热处理发挥着重要的作用,但传统的热处理技术无论是节能效果,还是降低能耗等都无法达到满意的效果。为推动制造业的可持续发展,不断提升制造业的发展高度,必须注重金属材料热处理节能技术的运用,运用一系列先进的金属材料热处理节能技术,不断提升热处理的效果与质量,实现制造业的健康可持续发展。 作者:赵力默 葛张学 潘佳奇 单位:沈阳理工大学 热处理论文:热处理工艺对球墨铸铁性能的影响 摘要: 热处理工艺在球墨铸铁的生产过程中起到重要作用。在对其进行淬火时的典型做法是:第一步,使球墨铸铁全部进行奥氏体化,第二步,迅速把球墨铸铁放进一定温度的盐溶液当中,进行等温处理,防止其在高温状态下转变成珠光体,持续一段时间后再拿到空气中制冷,达到室温即可。本篇文章就通过对球墨铸铁的热处理进行实验,对其球墨铸铁的各种性能进行分析与讨论。 关键词: 热处理工艺;球墨铸铁;组织;性能 作为最近30年以来,在铸铁冶金行业做出突出贡献,经过热处理工序而产生的球墨铸铁,是在新形势下产生的新的材料产物,该材料具有成本低廉、各方面综合性好、韧性强、强度大等优势,所以,在未来的发展过程中它必定会大放异彩,成为备受人们瞩目的材料之一。现在加大热处理工艺对球墨铸铁影响的研究,是顺应发展趋势的一种行为,必将为人们带来丰厚的回报。 1试验材料与方法 在试验过程中,我们所使用的材料大多是铸态球墨铸铁,其中所含成分见下表1。在对热处理进行试验样本制备的时候,基本上采用经过手工砂型的铸造从而得到的标准的材料Y型试块,在Y型试块的底面切下来2个部分,作为标准拉伸的试验样本。把制作完成的实验样本[1],放在电阻中进行加热,温度达到900℃时进行保温处理,使其奥氏体化,之后马上把它放进硝酸盐溶液中进行等温操作,温度分别为335℃、350℃、380℃,时间大约是1小时30分钟,最后将其取出放在空气中冷却,达到室温即可[2]。经过热处理之后,要对其进行粗磨和细磨,之后再用达到20%的冰醋酸和达到80%的高氯酸的混合溶液对实验样本进行抛光,时间大约为10秒钟,最后,利用仪器对实验样本残留的奥氏体的含量进行测量,同时,对其中奥氏体的含碳量进行计算。 2试验结合与分析 2.1对残余奥氏体温及含碳量的影响 对试验样本中的碳含量以及奥氏体的残余量进行计算得出,在335~380℃这段的等温时间里,实验样本球墨铸铁能够得到非常多的残余奥氏体,并且,在残余奥氏体当中,其碳含量基本上都处于1.75%~2.00%之间,含有这些数量碳的残余奥氏体,拥有非常稳定的结构,在热力学上不易发生变化,并且,在收到外力作用的时候,也不会轻易地向马氏体进行转变。在330~380℃这段温度范围里,贝氏体的等温的温度在不断地上升,而与之相伴的是残余奥氏体不断增加的体积分数,在其达到最大值时为50%,但是其中残余奥氏体的碳含量会在开始时急速上升,最后缓慢的下降[3-5]。 2.2对球墨铸铁组织和力学性能的影响 根据图1能够看出,在经过试验的处理之后,其中包含的组织有贝氏体、残余奥氏体、石墨以及马氏体。当等温的温度特别高时,会形成像羽毛似的上贝氏体,贝氏体具有非常粗大的形态。当等温的温度特别低时,会形成像针一样的下贝氏体。其中的残余奥氏体的形态则是一直呈现不规则的形状。 2.2.1抗拉强度 当对球墨铸铁进行热处理时,主要是在试验样本中的贝氏体的形态和含量影响其强度。从实验数据中能够看出,在330℃到380℃之间,贝氏体的等温温度越高,抗拉强度就会越小。这是因为,当温度很低的时候,碳原子的就不会很快的扩散,而且贝氏体也会拥有较慢的增长速度,这个时候产生的贝氏体大部分是针形状的,特别小,拥有特别高的相界面的结合力,所以就会使强度得到提升。温度越来越高,贝氏体也就会增快自身生长速度,它的形状也会发生改变。当等温的温度很高时,会形成像羽毛一样的上贝氏体,抗拉强度得到增加。当等温温度特别低的时候,就会产生像针一样的下贝氏体,抗拉强度也会相应下降。 2.2.2伸长率 材料当中的碳含量和残余奥氏体的含量对伸长率有着非常严重的影响,而在残余奥氏体当中,它的碳含量的多少还将决定着自身的稳定性。从测量得到的数据中能够看到,在330~380℃的范围内,贝氏体的等温温度不断上升,伸长率开始时增大之后逐渐减小。造成这种现象的原因是,当温度不高时,碳原子不会拥有特别高的扩散速度,残余奥氏体很少,并且其中有一些的碳含量特别低,没有稳定的性能,致使在空气冷却、机器加工或者是进行拉伸使其受力的时候,都会有一些转变为马氏体,而就因为这些马氏体,大大影响了延伸率,所以导致此时非常低的延伸率。 2.2.3拉伸断口形貌 通常来讲,断口形貌能够反映实验样本的韧塑性的好坏。在球墨铸铁当中,石墨就好比是基体上的一个空洞,会严重影响强度,在受到拉应力的时候,会导致不是特别圆的石墨球的边缘部位产生一定程度的裂纹。 3讨论 (1)在规定的温度范围之内,贝氏体的等温温度越高,材料的抗拉强度就会越低,其伸长率的变化是开始增大之后减小。 (2)在试验中,球墨铸铁里面拥有很多的残余奥氏体,大约在17%~49%之间,它们的碳含量都在1.7%~1.9%以内,而且残余奥氏体也大多是碳含量丰富而且较为稳定的奥氏体。 (3)当等温温度非常低的时候会形成像针一样的下贝氏体;而当等温温度非常高的时候就会形成像羽毛一样的上贝氏体。 (4)在实验样本进行拉伸后,其断口表现为非常多的韧窝状,是非常明显的韧性断裂。 4总结 本文通过在不同贝氏体温度下对球墨铸铁的力学性能、微观组织以及残余奥氏体的影响的研究,发现在规定温度内,贝氏体的等温温度越高,其抗拉强度就越低;延伸率则是开始上升后来下降。残余奥氏体则随温度升高而上升,但是其中的含碳量就是先上升后下降。 作者:王静平 王建国 孙志敏 单位:内蒙古机电职业技术学院冶金与材料工程系 热处理论文:金属材料热处理工艺研究 摘要: 简要介绍了金属材料的应用及金属材料热处理新工艺与技术,并对金属材料热处理工艺与技术进行了展望。 关键词: 金属材料;热处理;工艺技术 1金属材料 金属材料在日常生活中应用广泛,在现代各行各业中发挥着重要作用。其具有强度高、塑性好及韧性强等特点,且较为耐热、耐寒,还有良好的导电性和导热性。近些年来,多孔金属材料和纳米金属材料得到了极大的发展,二者的应用领域正在不断的拓展,市场需求逐渐增大。 1.1多孔金属材料 多孔金属材料是一种具有良好渗透性,可以调节孔径,耐腐蚀、高温和高强度等诸多优点于一身的功能性材料。在诸多行业都得到了广泛的应用。多孔金属材料还可以用于能量吸收,从起落架到安全垫,都可以看到多孔金属材料的身影。由于多孔金属材料的多孔性,其表面积很大,因此,多孔金属材料也广泛应用于热交换器和散热器。另外,多孔金属的吸收电磁性能要比普通金属高的多,使得多孔金属材料广泛应用于移动电磁设备上。 1.2纳米金属材料 随着纳米技术的不断发展与进步,纳米金属材料也被广泛的研究和应用。众所周知,当物质的尺寸小到纳米程度时,物质的物理性质和化学性质都将发生翻天复地的变化。通过纳米技术,能够使金属材料的纳米组织和架构变得格外细小,从而使金属材料的物理性能和整体功能得到很大改善。目前,铝基纳米复合材料以其良好的强度和抗疲劳性能成为广泛应用的一种纳米-非晶体复合材料。另外,电沉积纳米晶体广泛应用于管道内覆和修复蒸汽发电机叶轮等方面。 2热处理新工艺与技术 2.1热处理新工艺与技术优点 近几年来,金属材料热处理工艺与技术不断的更新和发展,新发展的工艺与技术具有许多优点。新发展的工艺与技术不仅具有了更高的有效性和准确性,提升了金属材料加工的质量、整体性能和使用年限,还大大降低了企业能耗。在国家建设生态文明的大环境下,新工艺与技术比以前更加注重环境的保护和改善,致力于减少废气、废液和废渣的排放。 2.2热处理CAD技术 热处理CAD技术是利用电子计算机进行的一种智能模拟技术。当加工人员对金属材料进行加工时,结合金属的具体情况和加工要求,热处理CAD技术可以帮助加工人员来做还原,做出更科学、合理的热处理步骤和工序。加工人员以热处理CAD技术做出的具体分析为依据,挑选合适的加工材料,就可以实现理想的效果。热处理CAD技术大大提升了工作效率,缩减了工作时间,减少了工作失误和损失。 2.3化学热处理薄层渗透技术 化学热处理薄层渗透技术是在解决热处理技术的各种不足基础上诞生的。化学热处理薄层渗透技术不仅能够节约成本和能耗,还能够提高加工材料的整体性能。该技术不仅在改善金属表面性能上有很大进步,而且大大减少了加工过程中的环境污染。 2.4激光热处理技术 自20世纪60年代以来,激光技术获得了异乎寻常的飞快发展,激光热处理技术也应运而生。激光热处理技术就是使用激光对材料热处理。激光被称为“最快的刀”,具有穿透力强的特点,激光的热处理效果也比其他技术强。使用激光热处理技术加工的金属材料,表面硬度得到明显提升,整体性能得到明显增加。 2.5真空热处理技术 真空热处理技术,顾名思义,是通过真空来进行金属热处理的。真空热处理技术具有高效率,节约加工时间,而且还能够有效控制加工产生的有毒废气,具有良好的环境保护效果。 2.6超硬涂层技术 超硬涂层技术是目前应用最广泛的热处理工艺与技术之一。超硬涂层技术可以大幅增加金属材料的表面硬度,延长材料使用年限,提升材料整体性能。目前,采用电子计算机配合的超硬涂层技术,可以对材料加工进行实时监控,提高了超硬涂层技术的有效性,应用更加广泛。2.7振动时效处理技术振动时效处理技术具有有效防止金属材料的功能,这一点弥补了以往多数热处理工艺与技术的不足。振动时效处理技术还可以与电子计算机联用,实时监控金属加工过程,缩短了加工时间,提高了加工效率,降低了能耗和成本。 3热处理工艺与技术展望 金属材料热处理工艺与技术在不断的进步和发展,许多新工艺与新技术投入生产使用,其中之一就是可控气氛热处理工艺。可控气氛热处理工艺,是使用一种能够控制和保护金属材料的气氛介质。可控气氛热处理工艺使热处理过程更加的平稳和完备,是因为可控气氛可以保护金属材料的表面性能不消退。目前,可控气氛热处理工艺应用越来越普遍,但仍存在许多不足,在不断的应用中,可控气氛热处理工艺越来越得到完善和发展。因此,金属材料热处理工艺与技术要想获得更大的进步和发展,工艺与技术的广泛应用尤为重要。 4结语 随着科学技术不断的发展,金属材料热处理工艺与技术同样也在逐渐的进步和发展。金属材料热处理工艺与技术不仅要保障有效性和高准确性,还要降低企业能耗,注重环境保护,减少废气、废液和废渣的排放。目前,许多热处理技术依旧存在着不足,因此,在日后的工艺与技术发展中,进一步发展和完善非常重要。 作者:杨雪婷 单位:浏阳市第一中学 热处理论文:金属材料与热处理工艺探析 摘要: 随着我国现代化工业的迅速发展,工业机械生产自动化技术得到了较大的提高。工业机械行业生产需要大量金属材料,有些需要将金属材料通过高温加工方式进行热处理后方可使用。本文简略讲述了工业金属材料结构和组织,简述了热处理工艺技术的基本慨念和热处理过程中出现的腐蚀问题对社会环境的影响及应对方法。 关键词: 金属;材料;热处理 1金属材料的结构和组织 早在几千年前的铁器时代,我们的祖先就已经会使用一些矿石加工成金属材料,然后用这些金属材料制作成生产劳作工具或其他器具,并且先人们渐渐认识到热处理的作用。在当时的历史时期我国金属材料加工生产工艺基本走在世界的前茅。建国后,随着我国工业科技产业的发展,在工业生产中,很多地方要用到金属材料,其中用量最大的材料是合金材料。某些金属材料或者是合金材料,经过高温热处理的方式可以改变其内部组成结构的排序,但热处理加工工艺一般不会改变金属材料构建的外部形状和构建的化学成分,仅仅只会改变金属构建内部的显微组织或表面一些化学成分,使所用性能能得以改善[1]。 2金属热处理的基本概念 热处理其实就是将某种金属的材料放在相应的容器内,对它进行加热、保温、冷却,在通过改变材料的表面或者是内部的结构组织,来控制它的性能的一种工艺。这种热处理新工艺,它是为了把一些零部件的的耐磨损和抗疲劳防破裂心能增强,提高了零件使用的强度,可以更久的使用。还可以提升一定经济利益,更多的节约能源,增强环保避免对环境造成过多过大的污染。从石器时代开始一直进展到铜器和铁器时代的过程中,热处理慢慢的被人们一点一点的认识、熟悉,以及使用,而且中国人在生产中很早就已经发现,对铜、铁或者是某种金属物质进行一定温度的加工、加热、加压,会使材料的形状发生变化,从而在铜器、铁器时代,才会制造出来大量青铜、铁质的武器或器皿。热处理流程就是工人将金属工件加热到一定的、适当的温度,并根据材料不同大小相应采取不同的保温时间,然后再进行冷却。淬火是将材料加热、保温后,把材料在水里进行快速冷却。从水里拿出来后金属材料的材质的硬度将会提高,但同时脆度也会加强。所以为降低物体脆性,把淬火后的金属工件进行一定时间温度的保温,之后再进行冷却[2]。 3金属材料保管和锈蚀问题 金属在加热过程中或加热后冷却处理的时候,如果对某种金属材料进行拉伸会改变材料本身的内部组织结构和一些机械性能,材料本身会因为环境的影响而改变,如钢筋拉伸后存放一段时间表面会出现铁锈,这种铁锈钢筋如不及时清除表面的铁锈,久而久之会腐蚀它的内部结构,最终导致金属材料的脆性发生从而产生断裂。金属材料的存放方法也很重要,一些材料长时间的放置,或者是放在阴暗、潮湿的环境里,材质的本身也会发生变化,材料表面会生锈,如果不及时的清理,会慢慢的腐蚀材料,这些铁锈会越积越厚、面积越来越大,最后使材料的表面不光滑,内部结构不完整,表面的硬度降低,钢铁生锈、铜器泛绿、银具变黑等都是金属材料长时间的放置或不规范保存所产生的问题。所以日常工作中,对一些金属材料的保管或存放应及时进行检查或定期进行清理,对尚未使用的原材及时清理表面上的铁锈再投入使用。对已经生产完好的工件应妥善的保管,对已经安装的构建应及时涂上防锈涂层,以免材料发生形状的变化或结构变化而导致无法使用[3]。金属材料如果不及时的清理那些锈渍,很容易造成人员伤亡事故或对环境造成污染。如2005年10月26日,广东某石油化工焦化厂车间的管道突然开裂,高温油气从管道里喷射出来,正值上班时间,许多员工还在工作,突发事件使人无暇迎接,这次事故造成了较严重的人员伤亡和设备损坏。由于日常设备管理的疏漏,对管道的检查忽略了点点锈蚀,未经处理的点点锈蚀将管道慢慢的腐蚀,长期的腐蚀,这是一种“慢性病”,没有具体的预防措施和防护,管理人员也不太重视,才导致悲剧的发生。又如2007年8月在美国的一座高速公路桥上,桥梁结构也因常年的腐蚀突然产生桥身倒塌,造成了7死30几人受伤。同时腐蚀也在威胁着我们生活的环境,金属材料在腐蚀的同时,腐蚀的产物必定会有一部分流入到河水、土壤等自然环境中,所以这对自然环境带来了严重的影响。流到了河流里,影响农田灌溉,影响动物、植物和人们生活用水,流进土壤影响农作物或植物生长和健康。若流到海洋里,对海洋里的生物、鱼类等有生命的一切都会稀来巨大的威胁。所以我们要重视起腐蚀带来的危害,要控制好放置材料的环境,保证储存空间的温度、湿度以及通风良好,或者是用缓蚀剂来减少和防止对金属的腐蚀。这样才可以保证金属材料的材质,减少经济损失,保障自然环境不受损害。 4热处理过程中材料开裂的应对 一些金属材料在进行热处理加工过程中,经常会出现断裂的现象。对金属材料进行热处理工艺加工的关键会直接影响材料再结晶效果,温度的高低是加工过程的关键,所以工作人员在工作时应注意控制金属材料热处理加工过程中的温度,保证材料断裂韧性的承受能力,保证温度达到一定程度,形成结晶。 5金属热处理工艺展望 随着改革的进一步深化,国家现代化建设进一步发展,我国每天的能源消耗量非常之大,工业自动化、农业现代化、农村城镇化、城市基础设施建设均离不开机械设备、零件加工、机械制造等,国防建设投入的增大,使很多大型的重工业也不断发展,热处理对中国的机械制造业发展也具有相当重要的影响。无论城镇、农村目前均离不开热处理加工技术,市场经济的快速发展也会对热处理行业的发展带来巨大的前景。虽然热处理行业的前景看似良好,但是这个行业仍具有一定的危险性,因为是金属或者是其他金属材料进行必须进行高温加工,一些生产加工设备没有及时更新换代,不是现代化、自动化数控进行生产,难免存在安全隐患,难免会有员工因工作失误造成伤害,并且金属材料在进行高温加工、加热时会产生一些有害气体,这些气体长期被吸入,对人的身体健康会产生一定的伤害。由于热处理行业仍是污染型行业,无论国企还是民营在建设此类加工场所时,应考虑环境保护问题,应严格执行国家环评的最新规定,不得建立在在居民区、商业区、旅游区、蔬菜和粮食等农作物种植区域、以及水资源保护区,防止对人类的伤害、对环境的污染。 6结语 随着工业科技的飞速发展,我国的工业技术水平越来越高。机械制造、仪器仪表、航天事业等现代化的工业都在继续向前发展,高温热处理技术和金属材料品质已经达到了一个全新的水平。但愿今后的金属材料和热处理加工工艺步入世界先进行列,实现数控化、智能化、机器人生产加工的现代化工作手段,达到高效生产、安全生产的目的。 作者:酉芳敏 单位:常德烟草机械有限责任公司 热处理论文:U型换热管弯管段热处理工艺研究 摘要: 对U型换热管冷弯后热处理工艺进行了介绍,分析了热处理后表面出现少量氧化皮且弯管段外侧壁的氧化皮比其余部位多的原因。通过力学性能试验、化学成分分析、晶相分析、表面硬度检测等试验,验证了热处理后换热管表面出现少量氧化皮对换热管的各项性能无影响。 关键词: U型换热管;Q345E;热处理;氧化皮;理化试验 引言 U型管式换热器是管壳式换热器的一种,是石油化工生产中普遍应用的典型工艺设备。随着石油化工装备的大型化以及火电、核电技术的发展,U型管式换热器以其热补偿性能好、传热性能好、承压能力强、结构简单、便于检修和清洗、造价便宜等优点得到更为广泛的应用。但是,由于因管束中间部分的管子难以更换,且U型换热管在弯制过程中容易产生椭圆度、残余应力等现象,会影响换热管的使用寿命。因此,按标准要求,对有耐应力腐蚀要求或要求消除残余应力时,碳钢和低合金钢U型换热管弯管检验合格后,对其弯管段及至少150mm的直管段应进行消除应力热处理。热处理后,再逐根进行水压试验,以保证换热管的各项性能。本文针对某U型换热器设备换热管冷弯后热处理工艺进行了介绍,并分析热处理后表面出现少量氧化皮的原因。通过试验论证了在选择的热处理参数和热处理方法下,换热管表面出现的少量氧化皮对换热管的各项性能无影响[1-2]。 1换热管材料介绍 某换热器设备管程介质为液氨,设计压力为23.3MPa,设计温度为70/(-33)℃,U形换热管材质为Q345E,规格为Φ19mm×3mm,材料的化学成分见表1,力学性能见表2。 2弯管段热处理工艺 换热管采用工装进行冷弯,冷弯后成型工艺满足尺寸公差的要求。合格后,按标准对弯管段及直管段至少150mm范围内进行消除应力热处理。热处理后,再逐根进行水压试验。换热管弯管合格后按组摆放在一起,管头处采用保温棉塞住管口,以防热处理过程中加热段管内壁发生氧化。弯管处采用履带式局部消除应力热处理,履带宽度为450mm,覆盖弯管段及直边段150mm范围内的管子,并采用保温棉覆盖保温,测温热电偶置于履带内表层与履带直接接触的换热管壁上,防止与履带直接接触的部分换热管出现过热。按设定升温速度升温,在(620±20)℃温度条件下保温15min。保温后,按设定降温速度降温,当温度小于400℃以后,去除保温棉,在空气中空冷[3]。具体热处理工艺路线如图1所示。 3试验 换热管热处理后表面出现少量氧化皮,弯管段外侧比其余部位氧化皮略多。由于换热管在弯管过程中外侧存在拉应力,造成弯管段外表面氧化皮没有弯管前致密,因此热处理过程中铁会往表层扩散;而氧则相反,通过氧化皮薄膜会往金属里面扩散,从而进一步氧化而出现较厚的氧化皮,在表面残余应力作用下会出现部分氧化皮脱落现象[4-5]。为确定热处理后出现的氧化皮对换热管使用性能是否有影响,利用备用换热管进行试验,截取部分换热管,在热处理炉内按原热处理工艺参数进行热处理后,表面也同样出现氧化皮。采用万能拉伸试验机对热处理后的试样进行了全截面拉伸试验,结果如表3所示。采用里氏硬度计对试样进行了表面硬度测试,测试结果如表4所示。由表3可知,试验管在室温条件下的拉伸强度平均值为508MPa,比要求的最低抗拉强度值高出18MPa;屈服强度平均值为349MPa,比要求值高;断后延伸率也达到30%,满足要求。说明换热管在热处理后的力学性能符合要求。从表4中可知,热处理后换热管表面硬度也在标准要求范围内,说明热处理过程中降温速度控制合理,未出现表面脆硬而导致的硬度超标现象。另外,为确定热处理后材料的组织成分是否发生变化,首先采用牛津直读光谱仪对热处理后的换热管进行化学成分测试,测试结果见表5。并对热处理前、后换热管横截面采用4%硝酸酒精侵蚀后,在金相显微镜下观察其金相组织,见图2。从化学成分表中可见,各元素含量符合标准要求,未见因温度过高而出现化学元素烧损。对热处理前、后材料金相组织图对比分析发现,材料组织皆为珠光体和铁素体组成,并未因温度过高而出现珠光体退化现象。 4结论 1)采用合理的热处理参数和热处理方法,换热管冷弯后残余应力的释放和碳化物的均匀析出,使得弯管段组织比较均匀、硬度值相差不大、化学成分未发生变化、力学性能满足要求,验证了热处理后换热管表面出现少量氧化皮对其力学性能和组织成分没有影响。 2)对Q345E换热管冷弯后采用履带局部消除应力热处理,工艺简单、操作方便。通过选择合适的热处理方法和热处理参数,保证了热处理效果,为同类换热器设备U型换热管的热处理工艺提供了经验和理论依据。 作者:李亚鹏 周印梅 吴和斌 裴飞飞 单位:山西阳煤化工机械有限公司
现代生物技术论文:环境监测现代生物技术论文 1PCR技术 PCR技术是一种将特异性DN段在体外合成方法,也是聚合酶链式反应。通过PCR技术,环境中的有害生物,包括病毒,病原菌等都可以被监测到。过程主要包括分析与监测PCR扩增产物、PCR扩增靶序列、提取模板核酸等。不仅如此,环境中的特异性种群也都可以通过PCR进行监测,甚至基因表达都可以以之来测定。同时,PCR也可以用来对环境中基因工程菌株进行跟踪监测。 2生物发光监测技术 大自然非常神奇,各种各样的生物都有。而在其中有些昆虫会发出亮光,比如萤火虫。其实不止萤火虫等昆虫,包括真菌、细菌等在内的许多生物也都可以发出亮光。这些细菌天生对土壤中的重金属敏感,会根据重金属的多少而发出强弱程度不同的光。只需要通过判断其放射荧光的强度便可以对其所处环境的污染程度完成监测。较之常规监测方法,生物发光监测技术具有监测方便、快速、特异性强、灵敏度高等特点。 3生物酶技术 3.1处理功效高 生物酶技术利用微生物和酶结合,极大地提高了其处理污染的效率,较之通常的化学和生物方法,生物酶技术可对有机物进行快速降解,速度得到极大提升,是传统方法的百倍。将生物酶技术应用到污染物之后,可迅速祛除污染物的臭味,同时也能对水质进行净化处理,甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。这也是有些洗衣粉品牌在广告语中强调酶含量的原因所在。 3.2适应性更广 生物酶技术通过微生物和酶的结合,大幅度增加了微生物对环境的适应性,使得微生物可以在多种生存条件下得以生存并逐渐适应多种温度和pH值范围。如此一来,微生物便可以在低氧环境中也能有效发挥作用。 3.3更有针对性 生物酶技术现在拥有多个研究配方,甚至多达四十多种。可在不同领域、不同用途和不同的污染环境中广泛使用;即使碰上处理不了的,也可根据具体治理对象的具体情况,专门研发出针对性的、最具效力的配方。 3.4治理成本最低 生物酶技术产品投入资本小,但治理效果却十分显著。无需花高价购买地皮建厂,也不必购置大型仪器,在综合治理成本上有着明显优势,非常值得采用。 3.5纯绿色环保 当今环保意识已逐渐渗透到每个人们的心中,绿色产品成为人们普遍关注的焦点。而生物酶技术产品由纯天然菌种和酶复合后生成,在它的成分内既无转基因,也不包含任何的化学物质,也自不会给环境造成二次污染,是一种生物技术在环境保护应用上非常值得大力推广的环测方法。 4生物芯片技术 生物芯片技术起源于速测试试条发明后的次年,亦即1995年,通过这项技术,数以万计的基因的表达情形都可以被自动且迅速地监测出来。依照固定于芯片上的探针种类的不同,生物芯片可分为基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片以及组织芯片等。近日,国外的一个资深生物学家通过不断研究,发明了一种新的,独特的,可提供更多基因信息的组织芯片和细胞芯片。较之基因芯片或蛋白芯片,组织芯片可提供的信息更为庞杂,对于环境监测而言更为有用。因此许多环境科学家逐渐意识到了生物芯片技术的强大,并将之引入到环境科学研究中来。在科学技术较为发达的西方国家,他们基因学研究的新趋向便是基于生物芯片技术的环境基因学。作为科学技术稍显落后的我国,在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在国家自然基金委与科技部都对这项新兴技术予以大力支持,并将之列入了前沿课题项目中,相信在不久的将来,我国的生物芯片技术也会取得非常成就。 5生物传感器技术 电子科技技术研发的不断深入、以及生物技术的研究的持续发力,使得生物传感技术应运而生,并获得人们的逐渐认可。它的特点在于高度集成化、微型化和自动化,能够快而有效地帮助环境监测进行有害物质分析。不仅常被用于环境监测,在食品工业与生物医药领域也都应用广泛。生物传感器通常由转换器和敏感材料(分子识别单元)俩个部分构成,其特点为:测定速度快、成本低、且操作简便。相信在未来会被广泛应用于环境监测中去,会大有所为。 6结语 近年来,现代生物技术在环境监测中的应用逐步增多,尽管受限于其方法和生物材料的来源,存在一定的问题,但都会在未来逐一被解决。笔者坚信现代生物技术在未来将对环境监测以及其他应用方面起到不可替代的作用,也将给我国的环境保护贡献力量。 作者:李菁华 单位:贵州省黔南州环境保护监测站 现代生物技术论文:现代林业生物技术论文 1林木组织培养育苗 林木组培培养是采用林木的器官和组织作为外植体进行苗木快速繁殖的技术,目前可以通过组织培养繁殖的木本植物多达120余种,并且逐年在增加。美国1978年已经使用火炬松组培苗进行小范围造林,1983年其里格斯苗圃林木组培苗的生产规模就达到100万株,德国、法国、加拿大和巴西等国家对云杉、杨树、桉树等树种的组培方面也进行了较为系统的研究,并投入了工厂化生产。我国于20世纪70年代开始了林木组织培养研究。通过科研工作者的不懈努力,先后分别有杨树、桉树、马尾松、泡桐、杉木、湿地松、马褂木、柚木和桑树等树种通过组织培养成功获得再生植株。目前,我国的林木组织培养育苗研究已从实验室研究进入工厂化生产阶段,分别华北和华南建立了具有国际先进水平的组织培养育苗工厂,仅中国林业科学院在湛江的南方桉树中心,年产桉树组培苗就达到300万株。 2林木转基因育种 基因工程是生物技术五大工程之一,是生物技术的优秀,基因工程育种的原理是将目的基因片段整合到到相应的受体植物细胞的染色体中,改变受体植物的DNA组成,进而改变林木自身的相关性状,产生新的有利性状,转基因为林木遗传改良提供了一条全新的途径。基因工程技术与常规杂交育种和纯合育种相结合,可以大大缩减育种周期,加快林木育种进程,可以有效打破远缘杂交不亲和的生殖隔离障碍,创造新物种和选育新品种,对优质人工林的营造和生态环境保护具有重要意义。近年来,基因工程在林木育种工作中开始大量应用,其中主要技术有基因片段的分离与鉴定、植物细胞遗传转化和转基因植株的鉴别等。目前我国的林木基因工程育种研究取得了较大进展,已经有几十种树木如杨树、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻栎、桉树、苹果、罗威云杉等先后进行了基因工程研究,已经获得转基因植物的有杨树、核桃、柳树、松树、苹果、李和葡萄等。研究领域主要有抗病虫害、抗除草剂、抗逆性、花色花期调控等基因,其中抗虫基因工程已经取得突破性进展,培育的抗虫转基因杨树新品种已实现商品化生产。 3林木分子标记辅助育种 遗传标记是指能稳定遗传,容易识别的遗传学特征,包括形态特征、细胞学特征、生化特征和分子标记等。分子标记是在分子生物学基础上发展起来的一项技术,已经广泛应用于生命科学研究的各个领域,由于DNA分子具有多态性,能体现生物的基因特征,常作为分子标记的遗传标记。目前,在林木育种工作中用的分子标记手段主要有4种,分别是限制性片段多性(PFLP)、随机扩增多态性(RAPD)、扩增性片段多态性(AFLP)和简单重复序(SSR)等。在林木遗传改良中,分子标记主要用于种质鉴定、遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、分子标记辅助选择、)重要经济性状基因定位等方面。目前,借助分子标记技术,杨树、桉树、松树等主要经济树种已经建立了遗传图谱,通过遗传图谱能识别遗传标记的具体位置,可以对树高、胸径、材积、干形等指标进行定位研究,遗传图谱对林木育种工作有极大的促进作用,有利于优良品种的定向选育与培养。随着分子标记技术的发展和应用成本的不断降低,作为一种行之有效的遗传标记,在现代林木遗传育种研究中发挥着越来越重要的作用。 4林木次生代谢物质生产 植物通过次级代谢途径产生的物质称为次生代谢产物,并非生命活动所必须。采用植物细胞培养技术,利用生物反应器将林木细胞排泄到液体培养基中的次生代谢物质,然后使用生物技术的方法将其分离和纯化,可以用于制药、生产化妆品和染料。目前使用细胞培养技术生产的次生代谢物质有药物成分、生物碱、活性肽、色素和香精等,在某些植物细胞培养物中次生代谢物质的含量接近和超过亲本,通过细胞培养提取次生代谢物质比传统的溶剂提取法、超声提取、微波萃取等物理和化学的方法,效率更高,且不受季节和地域的限制,一年四季都可以生产。如通过培养人参细胞提取人参皂苷、培养毛地黄细胞提取地黄酮,培养红豆杉细胞提取紫杉醇等技术已经投入工业化生产。 作者:祝剑峰 李芬 单位:湖北生态工程职业技术学院 现代生物技术论文:现代生物技术废水处理分析论文 1现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以DNA技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1固定化微生物技术固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2生物强化处理技术为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除1~3gCOD,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3生物反应器技术生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便,运行费用低,所以欧美地区约有7%的污水处理厂采用该技术[6]。3生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为CO2和H2O或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术废水生物处理生物修复水处理剂 现代生物技术论文:现代生物技术制药研究论文 生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在,世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期,生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用,生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 有些学者认为,20世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位,而21世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。无论这种说法是否得到普遍的认同,生物技术是当今高技术中发展最快的领域似乎是不争的事实。科学家预测,生命科学到2015年会取得革命性进展。这些进展可以帮助人类解决很多目前无法医治的疾病的治疗问题,彻底消除营养不良,改善食品的生产方式,消除各种污染,延长人类寿命,提高生命质量,为社会安全和刑侦提供新的手段。有些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。产生新的有机生命的研究也会取得进展。 1.生物制药现状 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。 美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如Genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E用于治疗哮喘,已进入Ⅱ期临床;Cetor′s公司研制一种TNF-α抗体用于治疗风湿性关节炎,有效率达80%。Chiron公司的β-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病,如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞,再将细胞注入人体,使工程细胞产生全程胰岛素供应。 4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 2.生物制药展望 今后10年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。目前热门的药物生物技术如下: 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。 除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 到下世纪初生物技术药物的种类数目尚不会超过一般药物的总数,但生物技术制药公司总数将超过前10年的6倍。目前主要生物技术公司多分布在美国,如Amgen,Geneticsinstitute,Genzyme,Genentech和Chiron,还有Biogen也发展较快。1987年尚没有一种重组DNA药物进入世界药品销售额排名前列表,但到1996年已有多种生物工程药物榜上有名。经上市的生物技术药物主要含3大类,即重组治疗蛋白质、重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。 药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 值得注意的是,制药工业的知识产权保护在世界各地是不平衡的。某些地区(例如亚洲)会继续以生产专利过期药物为主,有些地区(如美国和欧洲)除了继续生产低利润的药物外会不断开发新的药物。 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 现代生物技术论文:现代农业生物技术发展论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代农业生物技术发展论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代农业生物技术论文 在当今世界各国纷纷建立以基因为优秀的知识产权保护,抢占21世纪国际生物技术制高点的新形势下,参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁,要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势,在即将到来的生物世纪里,真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括:增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要,发展最快。根据统计资料,到2000年,全世界转基因作物推广面积达4420万公顷,比1996年增长了25倍;种植转基因作物的国家从1996年的6个增加到2000年的13个。这其中美国的转基因作物种植面积最广,达到了3030万公顷,占68%;其次为阿根廷,1000万公顷,占23%;加拿大300万公顷,占7%;我国为50万公顷,占1%。 根据有关专家的看法,现代农业生物技术的最新发展趋势表现为: ——研究成果商品化产业化进程加速。目前,农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成,并处于一个高速发展时期。有关专家预测,本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到10%以上,而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为2000年20亿美元,2005年60亿美元,2010年200亿美元;国际农业生物技术应用机构(ISAAA)的预测则分别为30亿美元、80亿美元和280亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时,众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点,私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例,民营机构1992年对这一领域的投资为5.95亿美元,而1999年则达到15亿美元。与此同时,世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮,并购金额从1997年的12.37亿美元陡然升至1999年的138亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成,过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析,促成公司并购的原因,一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合,而更重要的原因,则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业,小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场,与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下,发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺,其优秀就是对基因的争夺。谁掌握了基因,谁就掌握了生物技术的制高点,就掌握了未来竞争的主动权。有专家称,转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。 有报道表明,为了获取我国丰富的生物基因组资源,国外公司已在我国境内悄悄地开展活动。中国农科院的专家指出,基因资源是有限的、可视专利的战略资源,是可持续发展的重要保障。不建立自己的生物信息技术平台,指望在别人的公益性研究完成后捡便宜的想法,会对我国生物技术产业和可持续性发展带来不可估量的隐患。加快生物资源信息化的研究,保护、利用和开发我国丰富的生物多样性资源是当务之急。 现代生物技术论文:现代生物技术在油菜育种中的应用 摘要:介绍了植物组织培养技术、重组dna技术和分子标记在油菜育种中的应用。植物组织培养技术已日趋成熟,应用在了油菜的单倍体育种、远缘杂交和染色体诱变等方面;重组dna技术在油菜抗除草剂,抗虫和抗病等方面已发挥巨大作用;随着基因饱和度的增加,基因图谱与物理图谱的建立,分子标记将有望在提高选择效率,培育好的油菜品种方面发挥大的作用。 油菜是世界四大主要油料作物之一,属十字花科芸薹属,包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜、白菜型油菜3个栽培种。多年来,油菜生产国政府和科学工作者均十分重视油菜的生产和科研工作。从70年代开始发展起来的现代生物技术则给动植物品种改良带来了一场革命,把育种技术从宏观水平提高到微观水平,以植物组织(细胞)培养技术、重组dna技术、分子标记技术为主体的现代生物技术已成为作物品种改良的前导技术。本文就生物技术在油菜育种中的应用加以综述。 1、植物组织培养 植物组织培养是指植物的离体细胞、组织或器官在人工培养基上的生长、维持或分化。组织培养的全部实践都是以细胞的全能性和体细胞有丝分裂的均等性为依据的。植物组织培养根据外植体来源和培养目标的不同分为愈伤组织培养,器官培养,分生组织培养,细胞培养和原生质体培养及融合等类型。组织培养作为一种新的手段,对植物改良有重要价值。 1.1单倍体育种技术 控制和改变植物染色体倍数来达到选育优良品种的技术,其中最突出的是单倍体育种。以花药为外植体组织培养获得单倍体个体,无论花粉来源于纯合体还是杂合体,经加倍后即纯化,为加速育种进程提供了前所未有的机会。目前,花药培养已在200多个植物种中获得成功,中外学者对影响花药培养的内外因素进行了广泛深入的研究,运用花药培养已经获得新品种的重要作物有水稻、小麦和大麦等,通过花药培养也获得了一批纯合玉米自交系。甘蓝型油菜通过花药均获得单倍体植株,进而加倍,已成为常规育种的重要辅助技术。 1.2通过胚培养克服远缘杂交不亲和性和杂种后代的自交不亲和性,拓宽种质范围 远缘杂交是植物育种的二个重要方面。通过远缘杂交,可以获得品种间杂交难以得到的变异类型。通过栽培种和野生种间的杂交,还可以从野生种那里获得如抗病性和对恶劣环境适应性等经济性状。但远缘杂交也存在许多困难。其中之一是杂种胚乳不能正常发育,杂种胚也会因饥饿死亡。在芸薹属、萝卜属等作物上,远缘杂交均有成功的报道,我国也有不少成功的例子,如甘蓝型油菜与兰花籽、诸葛菜的种属间杂交等。 1.3原生质体培养及融合技术 植物原生质体是指用特殊方法脱去细胞壁的、裸露的、有生活力的原生质团。这种裸露细胞在适当的外界条件下,还可以形成细胞壁,进行有丝分裂,形成愈伤组织和诱发再生植株,因而仍然具有细胞的全能性。原生质体培养就是指以这种裸露细胞作为外植体所进行的离体培养。原生质培养的主要目的是实现远缘物种的体细胞杂交和外源染色体、dna或细胞器的导入,以这种生物学手段对植物进行改良。在植物育种上应用最多而且期望最高的是体细胞杂交。 体细胞杂交又称原生质体融合,是指2种原生质体间的杂交。它不是雌雄配子间的结合,而是具有完整遗传物质的体细胞之间的融合。因此,杂交的产物一异型核细胞或异核体中将包含有双亲体细胞中染色体数的总和及全部细胞质。当然,由于自然的原因,由杂种细胞再生成的杂种植株内,染色体数目和细胞器的组成以及其它细胞质成分还有不同程度的变化,因而大大增加了后代的变异。此外,由于人为的控制,也会使杂种细胞内的遗传物质发生某种变化,例如体细胞杂交过程中有意识地去除(或杀死)某一亲本的细胞核,得到的将是具有l个亲本细胞核和2个亲本细胞质的杂种细胞,通常把这种细胞称为胞质杂种。 关于原生质体融合技术,自carlson(1972)获得第l个烟草体细胞杂种以来,到80年代中期报道有15个种内组合,38个种间组合,13个属间组合的体细胞杂种植株。大多数属于茄科植物,十字花科只有少数。据不完全统计,到90年代,通过体细胞杂交技术又增添了再生植株的种内杂种14个,种间62个,属间47个,并有2个科间组合的胞质杂种分化出植株。油菜的原生质体融合在70年代也开始了尝试,如拟南芥菜和白菜型油菜原生质体融合获得了自然界不存在的属间体细胞杂种一拟南芥油菜。banneret等通过种间杂交将ogura在萝卜中发现的雄性不育性胞质转移到甘蓝和甘蓝型油菜中。pelletier等通过体细胞融合的方法产生雄性不育的甘蓝型油菜胞质杂种,从而得到优良的没有缺点的雄性不育系。heyn通过油菜雄性不育和raphanobrassica(萝卜×甘蓝型油菜杂交的双二倍体)种间杂交,将恢复基因从萝卜导入到甘蓝型油菜中,pelletier等选择得到了具有改良的最佳胞质杂种组胞质全恢复植株,这类种质具有一个显性恢复等位的基因,近年来,通过不断改良,萝卜胞质三系已接近生产和利用阶段。 1.4诱发与筛选遗传变异,转移创造抗逆、抗药、抗病性突变 因为组织培养改变了细胞分裂的正常周期,使异染色质dna复制更加延迟,从而使带有异染色质区的染色体在细胞分裂过程中发生断裂、引起染色体畸变,诱发转座因子。因此,在组织培养条件下,无论有无诱变剂存在,都有较高的突变率,再生植株中存在着丰富的遗传变异。由于组织培养的环境条件可以严格地加以控制,我们就有可能模拟出各种自然灾害条件,如培养基中nacl的浓度、ph值、添加对某些作物危害最大的流行病菌毒素或者最有效的除莠剂等,组成各种特异性选择培养基,从而筛选出具有对特殊自然灾害抗性、抗药性或抗病性细胞系或再生株,为作物改良提供宝贵的基因来源或种质资源。 2、植物基因工程技术 基因工程即重组dna技术,或分子克隆。是一种外科手术式的遗传操作。它不是通过一般传统的有性杂交方法,而是采取类似于工程建设的方法,按照预先设计的蓝图,借助于实验室的技术,将某种生物的基因或基因组转移到另一种生物中去,使后者定向地获得新的遗传性状,成为新的类型。用重组dna技术实现对某一植物的改造,大体上要经过以下5个步骤:①从某种特定的生物中获取外源dna或目的基因; ②从原核生物中获取目的基因的载体并进行改造;③用限制性内切酶将载体切开,用连接酶把目的基因连接到载体上,获得dna重组体;④以欲改造的植株作受体,使重组dna进入受体细胞,即实现外源dna的转化; ⑤被转化的受体细胞再生完整植株,外源dna在受体内表达。 利用基因工程技术可以改良作物蛋白质成分,提高作物中必需的氨基酸含量,脂肪酸组成,培养抗病毒、抗虫及抗逆境植株,在当前农业生产中已经显示出巨大的经济效益。因此,倍受重视,已经成为研究人员多,投资大,进展快并极富活力的生物技术产业,并展示出在未来农业生产中的诱人前景,是我国"863"计划的重点项目。 近年来,油菜基因工程研究已蓬勃开展,据不完全统计,1985-1991年,十字花科基因工程研究共23篇,其中油菜占13篇。在加拿大,1992年全国转基因植物试验共205个,其中油菜164个。在这164个试验中,抗除草剂试验159个,抗病试验l个,改变蛋白质试验1个,提高含油量的试验l个。 2.1抗除草剂 将除草剂耐性引入农作物是增加对除草剂选择性及完全性的一条新途径。在油菜基因工程中,对抗草甘磷的epsp合成酶(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphatesynthase)突变基因的导入取得成效。草甘磷(glyphosate)是一种非选择性的广谱除草剂,它是通过抑制epsp合成酶的活性而阻断芳香族氨基酸的合成,最终导致受试植物死亡。 目前已从e·coli分离出一个突变株,它含有抗草甘磷的epsp合成酶的突变基因,将其引入到作物中,当使用草甘磷时,作物不受损害。由于草甘磷无毒,无残留,易分解,不污染环境,因此,人们对抗草甘磷的epsp合成酶基因的遗传操作十分重视。目前加拿大已有2个抗草甘磷的转基因油菜品系,多加1992一1994年加拿大油菜品种联合试验,这些品系在产量方面与当前品种相当,但品质和抗性加强。 2.2抗虫 培养抗虫植物是基因工程的一个重要应用领域,不仅对改良作物具有重要意义,同时对种子工业和农业化学也有不可低估的影响。在抗虫方面,主要是通过克隆编码。将苏云金芽孢杆菌(bocillas thuringiensis)即b·t·的毒素蛋白基因(也称杀虫晶体蛋白基因)转移到植物细胞中,从而获得抗虫的转基因植株。目前已将其转入到烟草、番茄、棉花中。在姜芸薹抗虫基因工程中,已将苏云金杆菌毒蛋白基因转入油菜、花椰菜、花茎甘蓝,结球甘蓝中。 利用一些蛋白酶抑制剂基因,也可获得抗虫植株。如英国已克服了豇豆的胰蛋白酶抑制剂基因,将该基因转入植株,就产生抑制剂,能破坏虫体胰蛋白酶的活性。害虫食转基因植株后,便因消化不良而死亡。 2.3抗病性 病毒对植物的危害是农业生产上损失最大的病害之一,目前普遍采用的控制和避杀传毒昆虫、选育带有抗病基因的品种、生产脱毒苗以及接种病态的弱毒株系以达到交叉保护的作用等常规方法,均或多或少存在限制因素,导致效果欠佳或产生相反的效果。利用植物工程防治病毒的方法有以下几种。 ①病毒外壳蛋白基因的导入:即利用导入的外壳蛋白基因形成交叉保护,防止或减轻病毒危害,已经获得的抗病毒转基因蔬菜作物有番茄、马铃薯、辣椒等。美国于1986年获得了转化tmv外壳蛋白基因的番茄植株,在大田试验条件下,有tmv外壳蛋白的番茄接种tmv后只有5%的植株发病,产量不减,而对照植株发病率达99%,减产26%~35%。已经成功转化的病毒外壳蛋白基因还有马铃薯x病毒(pvx)、马铃薯y病毒(pvy)、黄瓜花叶病毒(cmv)和大豆花叶病毒(smv)等。 ②病毒卫星rna的crna导入:1986年英国科学家把cmv的卫星rna转成cdna。再将它转进植物中去,第l次获得了抗cmv的工程植株。我国学者赵淑珍也获得了类似的转基因植株。 ③病毒的反义rna:日本科学家1993年已将cmv反义rna基因导入到辣椒中并探索反义技术在抗病毒育种上的应用价值。其抗病机理就是将病毒的基因组反向结合在启动子上,转入植株,使转基因植株编码出反义基因的rna,当外源rna病毒侵入时,反义rna便与之形成互补,构成双链结构,从而阻止病毒复制,减轻病毒危害。 除上述3种方法外,还可以利用植物自己编码的抗病基因以及利用病毒上的其它基因等方法进行抗病品种的育种。 2.4品质改良 据davies(1992)报道,在脂肪酸代谢过程中催化不饱和反应的酶为质体中18碳酰基载体蛋白脱氢酶。将其反义rna基因导入油菜和芜菁。结果使转基因植物中饱和的18碳烷酸含量由2%提高到40%,增加20倍。但油脂含量仅为正常种子的一半。另据kuntzon等报道,由加州月桂树分离得到的月桂酸酰基载体蛋白硫酯酶基因导入油菜中,使转基因油菜种子油中月桂酸(13碳饱和脂肪酸)含量高达50%。此外,据krebbeors等(1991)、stayton等(1991)、altenbach等(1992)报道,通过根瘤农杆苗导入拟南芥和豌豆2s白蛋白基因和巴西坚果富含甲硫氨酸种子蛋白基因,使转基因油菜蛋白质总量成倍增加,甲硫氨酸和赖氨酸含量显著提高。这些事实都说明,提高基因工程改良种子中油脂和蛋白质组成是可能的。 2.5自交不亲和性的转变 自交不亲和性(si)有孢子体和配子体2个主要系统,孢子体不亲和系统是不亲和花粉管在柱头表面生长停滞,配子体不亲和系统是不亲和花粉长出花粉管,花粉管生长停滞一般发生在进入柱头之后。甘蓝(brassica oleracea)仅孢子体系统,其s一座位(s-locus)含有2个多态基因(polymorphic genes)。即s一座位糖蛋白(slg)和s一受体激酶(spk)基因,两者是分离的,相隔约200kb。srk基因中一个类似于slg的结构区域,一个假定的穿膜结构区域和一个激酶结构区域。 甘蓝型油菜(brassica napus)属于自交亲和性的植物,将其slg基因转入自交不亲和性的甘蓝(brassica oleracea)后,甘蓝即变成自交亲和株。这可能是甘蓝的slg基因在受到有益抑制,引起柱头发生变化造成。 2.6育性 决定植物育性的ta29基因及转基因杂种油菜已取得突破性进展。ta29核酸酶基因最先是由goldberg r·b·在烟草花器中发现的。这一基因转至油菜等作物中可以表达。据marlani c·等研究,外源的ta29核酸酶基因在绒毡层中专一表达时,致使绒毡层细胞败育,而绒毡层细胞主要是为花粉粒发育提高营养的,败育后导致花粉发育不正常而表现为雄性不育。为了达到育性的恢复,marlani c·又设计了用绒毡层专一启动子与ta29核酸抑制物基因构成融匣?虻既胫参铮?肷鲜龅既?a29核酸酶基因后得到的雄性不育株杂交,在f1代中,由于ta29核酸抑制物基因表达,抑制了ta29核酸酶的活性,从而恢复可育。 为了使基因工程雄性不育可保护下去,mariani c·又设计了将ta29核酸酶基因与bar基因(编码抗除草剂磷化黄酮的ppt乙酰转移酶)串联在一起的转化植物。这一转基因雄性不育植物当与正常油菜杂交时产生的后代即可用除草剂处理,选择性杀死可育株而保留不育株。现在比利时pgs公司(1993)已利用这一套材料生产杂种。 3、分子标记 分子标记(molecular marker)是指与特定基因或标记连锁的一段经过扩增并可检测出的dna序列。经典的分子标记rflp(限制性片段长度多态性)至今仅l0多年的历史,但人们利用它已构建了数以百计的植物分子标记遗传连锁图。后来发展了基于pcr技术的各种分子标记,如ssr、rapd、scar、aflp等等。这些分子标记各有千秋,已有许多专文予以介绍。这里仅就分子标记在辅助作物育种中的功用概述之。 从本质上看,分子标记与构建经典细胞遗传连锁图的形态学标记和生化标记是一致的。所不同的是与后两者相比较,前者直接反映了dna序列上的变异,并在数量上具有无限性,因此在辅助作物育种上有更广泛的用途。 3.1作物品种资源的dna指纹分析 这种分析不仅将导致对遗传资源本质的评价、归类和利用,还将在品种的纯度测定和品种知识产权保护上发挥作用。 3.2标记重要基因 有些重要基因,如抗病基因检测不仅很费时,还受植物发育阶段的限制。利用与这些基因紧密连锁的分子标记,无疑有助于在育种过程中对特定基因型的选择。如果利用分子标记与目的基因之间的连做关系,构建出类似于细胞遗传图的分子标记遗传连锁图,那么分子标记还将有下述用途: ①辅助回交育种 回交育种中需要解决的问题之一是连锁累赘。利用分子标记可能检测到在目的基因两侧各发生了一次交换的个体,因而可以仅经过二、三次回交,便可达到常规回交育种中回交上10次也达不到的目的。 ②全基因组选择 借助于饱和的分子标记连锁图,可以对各预选单株的整个基因组组成进行分析。在此基础上选择出不仅具有多个目标性状,且遗传基础最为理想的个体。 ③杂种优势分析和预测 杂种优势来源于dna的杂合性,分子标记第一次提供了准确判断杂交组合dna杂合性的手段,从而也第一次有可能从dna水平预测杂种优势。利用分子标记,还可人工培育出在dna序列的重要片段可能高度杂合的亲本,从而配制出超优势的f1组合。 4、结语 处于世纪之交的现代植物育种学是以组织培养、分子克隆和分子标记3大生物技术同育种实践紧密渗透为特征的。组织培养技术已日趋成熟,成为油菜常规育种的重要辅助手段,随着基因图谱的饱和度日益提高,以及rflp标记图谱,基于pcr标记图谱、物理图谱间对应关系的建立,育种家在不久的将来有望利用分子标记来提高选择效率,更快地培育出更好的品种。基因工程除在抗除草剂、抗病、抗虫等方面发挥巨大的作用外,在创造新的雄性不育材料、充分利用杂种优势方面亦展现出诱人的前景。 现代生物技术论文:现代生物技术在环境保护中的应用和前景 摘 要 针对我国目前生态环境状况,论述了现代生物技术在治理环境污染,保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词 现代生物技术 生态环境 环境保护 1 我国生态环境现状 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8 000万人和6 000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2 500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2 现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以dna分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20 世纪 80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。 (1)生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 (2) 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 (3)生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。 所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(las)方面取得较大进展,对于含100mg/l废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 3.2 污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 3.3 白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。 有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组dna技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-β羟基烷酸(phas),研究人员正设法构建出自溶性phas生产菌种,即将phas重组菌进行发酵,在积累大量的phas后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,phas析出,以简化胞内产物phas的提取过程,降低提取成本。 3.4 化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物co2和h2o,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。 所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等。长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组dna技术克服其缺点来提高杀虫效果,例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 现代生物技术论文:现代生物技术在水污染控制中的应用 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂 0 引言 随着工业的高速发展,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和经济的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。 1 现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以dna 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2 现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gcod ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。 3 生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为co2和h2o或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使自然生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:①经济,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需发展鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4 微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 现代生物技术论文:现代生物技术在水污染控制中的应用 摘要:当今的水处理技术中,生物处理法已成为水污染控制的主要方法,尤其是 现代 生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段。本文介绍了现代生物技术的内容与特点,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况,在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。 关键词:现代生物技术 废水生物处理 生物修复 水处理剂 0 引言 随着 工业 的高速 发展 ,水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境,制约着社会和 经济 的进一步发展。因此,水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中,生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段,尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段,主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。 1 现代生物技术的内容与特点 现代生物技术是指以dna 技术为先导,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和生物修复技术在内的一系列生物高新技术的统称[1,2]。其中每个方面都有其特定的理论基础和不同的应用领域,但它们之间又相互补充和衔接,形成一个完整的体系。 生物技术的特点大致有[3]:①以生物为对象,不依赖地球上的有限资源,而是着眼于再生资源的利用;②在常温、常压下进行,过程简单,可连续化操作,并可节约能源,减少环境污染;③开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径;④可解决常规技术和传统方法不能解决的问题;⑤可定向地按人们的需要创造新物种、新品种和其他有经济价值的生命类型。 2 现代生物技术在废水处理中的应用 废水生物处理是利用微生物的生命活动过程对废水中的污染物进行转移和转化,从而使废水得到净化的处理方法。废水生物处理技术发展迅速,好氧法、厌氧生物法以及生物发酵法已趋于成熟,所以,这里只介绍固定化等新兴技术。 2.1 固定化微生物技术 固定化微生物技术是生物工程领域中的一项新技术。进入80年代后国内外开始应用这种具有独特优点的新技术来处理工业废水和分解难生物降解的有机物质,一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些高效专性菌如脱色菌、脱氮、脱磷菌假单胞菌等进行固定化后,菌体密度提高,大大提高了处理效率,尤其是对难降解有毒物质有明显优势。王增长等人利用新研制的聚集—交联固定化细胞技术,将筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上,投加于“厌氧—好氧—生物滤池 ”工艺流程中,处理印染废水,结果表明:出水色度极低,处理后的水可回用[4]。 2.2 生物强化处理技术 为了提高废水处理的效果,而向废水中投加从 自然 界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质。主要强化方法有:①高浓度活性污泥法,以高污泥浓度和长泥龄来促进对难分解物质的处理,加快反应速度。日本用该法处理难分解的聚乙烯醇和粪便污水取得显著效果[5]。②生物—铁法,是在普通活性污泥中加入无机盐,多用铁盐(氢氧化铁或氧化铁粉),形成生物铁絮凝体活性污泥,具有高浓度活性污泥法的特点,主要用来提高除磷效果。③生物—活性炭法,综合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力,使二者产生协同增效作用。在该系统中,每g活性炭去除 1~3gcod ,分解废水毒性能力明显增强,同时提高脱氮水平。 2.3 生物反应器技术 生物反应器技术,是现代生物技术发展的一个主要方向。现代化的新型生物膜反应器,其共同特点是反应器内装有比表面大的载体,有利于微生物附着生长形成生物膜,供气或供给的其他反应条件优越,污染物具有充分的时间与微生物接触,有利于增强微生物的分解代谢能力。目前,2000m3的反应器已经问世。虽然其处理能力较低,造价较高,但其管理方便 ,运行费用低,所以欧美地区约有 7%的污水处理厂采用该技术[6]。 3 生物修复技术 生物修复技术[7]是利用生物,特别是微生物将土壤、地下水或海洋中污染物现场降解为co2和h2o或转化为无害物质的工程技术系统。这项技术正被用于清除地下水、废水中的污染物。金属虽然不能被生物降解,但微生物可将其转移或降低其毒性。为了加快去除污染物的进程,常常采用许多强化措施,使 自然 生态系统维持原状的前提下,使受污染的环境得以修复。研究表明 ,生物修复与传统的物化法相比具有以下优点:① 经济 ,仅为物化法30%-50%;②对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少;③最大限度地降低污染物的浓度;④修复时间较短,就地修复,操作方便。 生物修复中主要涉及两大问题,即有效性和安全性评价。为提高有效性今后将应用分子微生物学分离、鉴别、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。为提高生物修复的安全性评价水平,需 发展 鉴定微生物的分子生物技术,以确定微生物在环境中的去留和基因[8]。 4 微生物水处理剂 微生物水处理剂主要集中在以下几个方面:①微生态制剂。微生态制剂是一种由优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂和活化剂配制而成的活性微生物制剂,已经在保健领域发挥重要作用。用于环境净化的微生态制剂由于其应用范围广、使用安全、无副作用,为区域环境保护提供了新的重要手段。欧美近年来加快了这方面的研究开发,已有采用微生态制剂原位修复水体的成功实例[9]。②生物吸附剂。生物吸附剂是废水生物处理的一个新的发展方向,主要有两大类:一类是高比表面积和高吸附率的生物体吸附水中的污染物;另一类是集生物吸附和生物降解能力为一体净化废水中的污染物的生物吸附剂。目前生物吸附剂的固定化技术使生物与离子交换树脂一样能解吸回收金属和重复利用。③微生物絮凝剂。微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵,抽提精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,这些是无机或有机合成高分子絮凝剂所不具备的。其特点是降解性能好,成本低,无二次污染等。目前,已筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中,霉菌8 种,细菌5种,放线菌5种,酵母菌1种[10]。随着生物技术的发展,微生物水处理剂的开发与应用具有良好的前景。 现代 生物技术在水污染控制领域已显示出独特的魅力和应用前景。但笔者认为,今后应从四个方面进行深入研究:①分离、筛选和培养高效降解菌,利用微生物共代谢作用、多菌种协同作用降解难降解污染物;②构建高效反应器,优化运行条件,探索新技术新方法;③开发高效、无毒、廉价、可大批量生产的微生物水处理剂;④着力实践和推广生物修复示范工程,为生态环境建设提供有力的技术支持。 现代生物技术论文:现代分子生物技术实验教学体系构建 摘要:依据我国对于创新型人才培养要求,增加实践创新型人才培养力度,促进高校开展创新人才培养计划,为我国提供更多的创新型专业人才做出积极贡献。本文针对现代分子生物技术研究生创新型实验教学体系进行探讨,为我国现代分子生物技术的发展奠定基础。 关键词:现代分子生物技术;研究生创新型实验教学体系 1创建全新生物技术实验教学体系 社会科技的不断发展,分子生物技术的实验教学体系也在不断完善。社会发展对于专业的生物技术实践人才需求越来越大,高校也在逐步增加现代分子生物技术创新实验教学,将综合分子生物学的基本实验进行科学分解,并且安排分子生物学实验教学环节、生物技术实验教学和高级生物实验教学三部分,形成了全新的生物技术创新实践教学体系。通过将三门的生物实验教学内容独立分开,又能够将三门实验教学内容相互衔接,通过完整规划分子生物技术创新实践教学体系,使研究生通过理论知识内容能够有效的与实践技能相结合,增强了研究生的科研开发能力、动手能力,研究生在实践过程中,培养了自身的数据分析能力、问题解决能力和钻研能力,并且完善了研究生的创新科学思维方式。通过建立全新的现代分子生物技术实验教学体系,能够有效开发研究生的发展潜能,解决了生物教学过程中的专业技能训练和理论知识的脱节问题,有效提高了专业人才的培养质量。 2创新型实验教学体系创建办法 2.1自主实验设计教学 在教学过程中,教师应该鼓励研究生自主开发实验,并且对实验进行独立研究,积极培养研究生的独立操作能力、创新意识、学习兴趣。自主实验设计应该包含:资料的整理查阅、实验选题、实验方案设计、自主操作实验环节、实验总结。督促研究生将研究性问题和实验过程中的数据信息完善整理,鼓励研究生通过期刊、电子文献等资源完善自己的实验体系,增加数据资料的收集途径,有效的训练研究生开发能力和实验能力。 2.2教学内容和科研成果结合 教师在教学过程中,应该将最新的教学科研成果和前沿的实验发现有效的引用到教学实验中,有效丰富了教学内容,提高了教学内容的先进性,例如:教师在教学实验中将钙调蛋白磷酸酶的克隆技术和分离净化结构的研究数据作为教学内容,增加了教学课堂的先进性。 2.3增加全新的科研动态教学 实验教学中,教师应该不断向研究生传递全新的英语前沿科技文献,并且结合教学内容选择教学方法,让研究生通过实验教学内容了解实际科研的过程,增强研究生对于实验材料的搜集意识,加强了研究生对于实验课堂项目的参与感和投入感。 2.4多媒体教学 在实验教学过程中使用多媒体教学设备,让研究生通过多媒体教学设备感受教学实验中视频、音频、文字内容,更加直观的感受到生物实验教学的转换过程。例如:在分子生物实验教学中,对于实验的基本操作和设备使用等内容设置成视频形式,通过生物实验将分子筛层分析原理进行动画视频展示,促进了研究生对于生物技术的直观认识,促进了实验教学的代入感,提升了研究生的学习兴趣。 2.5网络教学 社会科技不断发展,教学形式不断发生改变,通过网络教学平台创建实践教学课程,将教学理论内容、教学参考资料和实验仪器操作技术等等方面直观展示给研究生,拓展了研究生的学习渠道,并且增加了研究生自主选择学习时间的自由,增加了研究生的学习机会,加强了研究生的自我管理能力。 2.6多元化教学评估方式 在教学过程中,教学成绩应该由日常成绩和年度考核成绩组合而成,日常成绩包含出勤、实验记录完整性、实验参与态度、实验基础常识、实验报告、教学课堂参与性等等。年度考核成绩一部分是实验操作技能测试,教师针对每位研究生的操作技术进行科学评估,一部分是自主创新实验,包含实验目标设计、实验环节操作、实验结果展示、论文分析和实验总结汇报等等,一部分是教学实验中的总结感受。教师对所有实验环节都进行严格管理。 2.7开放教学法 高校通过开放生物技术教学实验室,增加研究生的参观机会,加强教学内容相关联的实验设备讲解,积极促进研究生参加生物技术专业学术报告会,拓展研究生的视野,促进研究生对于分子生物技术的了解,提高对于分子生物技术创新实验的兴趣,加强了研究生的自我探索能力。 3结语 通过建立现代分子生物技术研究生创新生物技术教学体系,能够促进我国的实验教学方式发展,并且结合自身实际情况,有针对性的开发有自身特色的实验教学体系。通过不断完善和创新,能够加强实验教学体系的构建,积极推动了我国高校实验教学体系的发展,提高实验教学质量,为我国分子生物技术的发展奠定坚实基础。 作者:曾嵘 陈绍文 单位:湖北中医药大学 现代生物技术论文:食品检验中现代生物技术的应用 摘要: 现阶段,人们的生活质量水平得到了进一步提高,对食品安全愈加重视。为了保障食品安全,就要采取相应措施检验食品安全。将现代生物技术应用在食品检验当中,能起到积极作用,食品安全检验的效率比较高,技术应用也较方便。本文主要阐述了食品检验中现代生物技术应用重要性和主要生物技术,对现代生物技术的应用和发展趋势详细探究。希望能借此理论研究,对现代生物技术科学应用起到一定促进作用。 关键词: 现代生物技术;食品检验;技术应用 食品安全检验的方法较多,在随着新技术的发展应用下,为食品检验工作提供了技术支持,大大方便了食品检验。从理论上深化对现代生物技术的应用研究,能为实际的食品检验工作提供参考依据,促进食品检验工作顺利开展。 1食品检验中现代生物技术应用重要性和主要技术 1.1食品检验中现代生物技术应用重要性 食品安全问题已经成为社会话题,尤其在近些年出现的食品安全事件比较突出,严重威胁着人们的身体健康。加强食品检验就成为重点工作,传统食品检验主要技术就是通过物理化学仪器,对食品检验的整体效率较低,很难满足实际的需求。而在当前的科学技术进一步发展下,将生物技术应用在食品安全检验中,就能发挥积极作用[1]。现代生物食品检验技术的应用,主要是通过动植物自身对某化学物质特异性识别检验食品性质,能准确检测出食品中各种成分,对保障食品安全起到了积极作用。另外,现代生物检测技术的应用,弥补了传统食品安全检测的不足,提高了食品检验的效率和准确性。现代生物技术的应用,对食品的生产加工等各个环节都能应用,对食品的品质以及安全性和精密性的检验比较有利[2]。对食品的品质评价以及质量控制有着良好作用,未来的发展前景也比较广阔。 1.2食品检验中现代生物关键技术 1.2.1生物传感器食品检验技术 食品检验中运用的现代生物技术类型较多,其中生物传感器技术是应用比较广泛。在用生物传感器技术检验食品时,是把生物相关特性作为依据,把信息输入到传感器识别系统当中,对输入的信息识别分析,转化成有效数据,这样就能方便食品检验工作人员了解食品安全[3]。在对生物传感器检验技术应用的优势比较突出,对食品安全的检验比较迅速,检验的结果准确度较高,提高了食品检验的效率。 1.2.2生物酶食品检验技术 在食品的质量安全检验技术中,生物酶技术应用比较广泛,这是对食品当中的农药残留以及微生物污染安全问题检验的技术,特异性比较强。生物酶技术是结合了免疫学以及酶学,检验技术应用比较广泛,对食品的检验范围在ng及pg,有着高精度的检验优势,在实际的技术应用方面比较简单[4]。对食品样品当中所存在的有害成本,能够准确识别,有助于保障食品检验工作过的质量,应用价值较高。 1.2.3PCR生物食品检验技术 现代生物技术中的PCR是重要技术类型,这一技术是从遗传学角度对食品中微生物种类数量分析。通过对指定基因的分析,能有效判断食品当中的微生物种类数量,能对转基因以及基因克隆成分有效控制。这一技术在食品样品微生物形状和遗传背景分析有着积极作用,对保障食品安全有积极作用[5]。在对食品样品病原菌检查后,能分辨食品当中致病菌种类和数量,为食品检验的工作质量提高打下了基础。 1.2.4生物芯片食品检验技术 食品质量安全检验中对生物芯片检验技术的应用起到积极作用,这一技术的主要原理就是光导原位合成以及微量点样,对食品样品当中生物分子实施标记,对大量生物分子排序,固化在指定载体,从而形成二维分子排列,然后和已经标记的生物分子杂交,根据相应仪器的应用就能对生物分子信号强度分析,对食源性疾病临界值加以判断。这一新型检验技术,对食品安全的检验有积极作用。在这方面由夏俊芳等撰写的《生物芯片应用概述》一文可知,目前世界上第一个能够检测肉类中兽药残留的生物芯片系统在北京国家工程研究中心研制的,该芯片能够分析大量的生物分子,快速准确地完成肉类中兽药残留的检测工作[6]。而唐晓明等利用基因芯片对从水中分离的20株细菌杂交检测,用传统方法对这些菌株鉴定,基因芯片检测结果与传统方法鉴定结果的一致性达95%。还有,陈广全等研制了一种高通量检测食品中常见致病微生物的寡核苷酸微阵列芯片,结果表明该芯片的特异性良好,在所检测的菌株之间无交叉反应,与同属其他菌株之间也不存在交叉反应。生物芯片技术在农产品安全检验中和保障食品安全方面发挥重要作用,在产生巨大经济效益的同时,也在很大程度上保障了人们日常生活的安顺。 2食品检验中现代生物技术的应用和发展趋势 2.1食品检验中现代生物技术的应用 现代生物技术在食品检验的各个环节都能应用,对食品当中存在的有害微生物检验方面,发挥积极作用。食品质量安全其中比较严重的就是微生物威胁,对食品当中存在的微生物如果不能有效处理和控制,必然会对人的身体健康造成威胁。通过对生物技术的应用,对微生物生存特征和生理生化特征的了解,有助于判断分析微生物的种类和含量,按照我国的食品质量安全保障的法律和行业的标准,对微生物的含量是不是存在超标的情况的判断,能最大化把对人的身体健康的微生物威胁降低[7]。在生物技术中的PCR技术的应用能有效达到检验目标。食品检验中对生物传感器技术的应用,能检测食品的成分,以及检测食品当中存在的添加剂。在技术应用的时候用生物传感器检测食品添加剂,对甜味剂以及发色剂的有效检测[8]。在对食品的成分检验上也能发挥积极作用,食品成分也决定着食品的营养价值。通过生物传感器技术对食品的成分检验有着显著实用性。通过现代生物技术的应用,对食品当中存在的农药残留检验,也能发挥其积极作用。食品当中的农药残留超标,必然会威胁人的身体健康。在生物技术的应用下,能对食品中农药残留精确分析,有效保障食品的安全,所应用的技术中通过生物酶技术以及生物传感器技术,能对食品农药残留准确检验。食品质量检验中生物技术应用在转基因食品的检验方面比较重要,当前食品当中出现的转基因食品种类比较多,转基因食品对人的身体健康和生态环境会造成一定影响,加强对转基因食品的检验,就能保障食品安全[9]。通过相应生物技术的应用,对转基因食品检验,主要是对食品中酸检测以及蛋白质和酶活性检验。在这些方法的应用下,能有助于保障食品安全。 2.2食品检验中现代生物技术的应用发展趋势 2.2.1高效性发展趋势 现代生物技术在食品检验当中的应用发展,随着科学技术的进步,生物技术的应用将会向着高效性方向迈进。对食品的质量安全检测工作实施,要在时间上节约,这就对食品质量安全检测的效率要求有所提高,要在短时间内完成食品检验的任务,所以保障生物技术的应用高效性就显得比较重要。结合我国的法规和行业标准,对食品的检验科通过PCR生物技术对食品微生物检测,能大大提高检测效率。 2.2.2多样化发展趋势 食品检验工作实施过程中,对现代生物技术的应用就要充分重视技术的多样化,这样才能保障食品质量安全检验的准确性。在我国的工业化发展进程进一步加快下,工业生产带来的污染问题愈来愈严重,而食品受到污染的现象比较突出。在各种污染源的影响下,食品的质量安全问题也比较多,采用单一的检验技术已经不能满足食品检验工作的需求,所以采用多样化的生物检验技术应用就比较重要[10]。保障生物检验技术对多种有害物质检测,要加强抗干扰能力,从而保障食品质量安全。 2.2.3灵敏性发展趋势 在食品检验工作实施中,现代生物技术的应用在灵敏性的要求上愈来愈严格。科学技术的进步在各个领域中都得到了提高,发挥着重要作用。在食品检验领域中,对生物技术的应用提高食品检验的质量,提高技术应用的灵敏性就显得比较重要。有的食品污染是受到农药残留的因素影响,对人体健康有着严重威胁,而保障生物技术的应用灵敏性,提高检验的准确率,才能保障食品的质量安全。 3结语 综上所述,近些年的食品安全问题频发,对食品安全检验已经成为保障人们食品安全食用的重要举措。在现代化的发展过程中,加强食品的检验效率提高,通过生物技术的科学性应用就显得比较重要。从理论上对生物技术的应用研究,就能进一步深化生物技术的应用认识,从而为实际食品质量安全检验工作的实施打下理论基础,为实践提供参考依据。 作者:朱娅媛 单位:广东天地壹号食品研究院有限公司 现代生物技术论文:现代生物技术防治作物病虫害探析 摘要:农业是我国的第一产业,从狭义上来说,农业主要指的是种植业,主要生产活动包括有粮食作物种植、经济作物种植、饲料作物种植等等,只有农业稳定才能够保障工业以及我国第三产业的稳定,对农作物的病虫害进行防治是否有效直接关系到农业的生产和发展。随着科技的不断进步,现代生物技术逐渐被应用到对作物病虫害进行防治的工作中,本文主要分析了几种有效防治病虫害的生物技术,希望对相关领域的研究人员提供借鉴意义。 关键词:现代生物技术;农业;农作物;病虫害防治 随着科技的进步和发展,在防治病虫害时逐渐开始应用生物技术,并且取得了非常良好的效果。使用微生物技术进行病虫害的防治不仅符合农业发展的要求,同时也符合环境保护的要求,有效的促进农作物保持健康的生长状态,防治病虫害的发生。接下来,笔者从基因工程对于作物病害防治、生物技术在防治病虫害的实际应用以及生物技术在防治草害的应用和生物农药的应用这4个方面展开论述。 1基因工程对于防治病害的作用 CP基因能够适当诱导作物对病毒进行免疫,有效地提升作物对于病害的抵御能力,因此,无论是国内还是国外,都对基因工程非常重视。RP基因是能够实现病毒复制的一种复制酶基因,能够将病毒进行编码,再通过不同形式和组合生成聚合酶,快速合成病毒基因DNA,除此之外,RP基因还能够把一些存在问题的复制酶基因传入作物中,使得病毒复制速度大大降低。Sat-RNA和中和抗体的应用。Sat-RNA和中和抗体是低分子RNA的一种,需要通过依靠病毒实现复制,在复制的整个过程中,会产生对辅助病毒的影响,在症状表现上出现变化。在防治作物病害过程中,通过病毒症状来减弱Sat-RNA,对病虫害的防治有着非常积极的作用,应该得到科研人员的重视。 2生物技术对防治病害的作用 在大多数的生物体内,都含有一种蛋白酶抑制剂,这是一种能够使得生物体代谢正常维持的保障的基因,同时,这种基因也能够有效的对外来各种蛋白水解酶形成抵御,防治生物体遭到损坏。近几年来,随着科技的不断进步,生物技术也处在快速发展的阶段,科研人员越来越重视蛋白酶抑制剂这种基因的研究,所研究的范围也更加广,蛋白酶抑制剂在抗击病虫害这一方面的作用逐渐被发掘出来。通常情况下,在杀虫工作中,蛋白酶能够起到的主要作用是有效的对病虫肠道的蛋白活性进行抑制,直接破坏病虫自身的消化系统,病虫会因为体内缺少氨基酸而无法正常的成长和发育,最终死亡。就目前情况来看,用蛋白酶来对病虫生长进行抑制的方法在作物生长过程中起到了良好的保护作用和促进作用,得到了越来越广泛的使用,有效的推动了作物对病虫害的防治能力,有助于作物实现健康的生长。 3生物技术对防治草害的作用 通过使用生物技术能够把一些具有抵抗除草剂效果的基因转移至作物中,使作物自身增强对于草害的抵御能力,一般情况下,这些能够抵御除草剂的基因主要包括利用编码将除草剂酶分解的酶和在扩增时被除草剂破坏的酶等,这些基因能够有效的达到抵抗草害的效果。近几年来,随着人们环保意识的逐渐加强,生物技术的研究中也开始注重保护环境,通过生物技术实现草死苗长的效果,可以有效的推动除草剂应用的价值的提升。 4生物农药应用研究 生物农药主要包括有微生物农药、生化农药、农用抗生素以及植物源农药等,生物农药的研究不仅能够更好的抑制作物病虫害的发生,更能够降低对于环境的污染,将病虫致死,又能够保证对人畜没有害处。随着时代的发展和人们环保意识的逐渐提升,生物农药逐渐得到了越来越广泛的应用和认可。 5结束语 近几年来,随着科技的进步和发展,作物的病虫害防治工作也取得了非常明显的效果,有效的应用生物技术,能够使得作物同病虫害之间的互相作用的机制得到充分的研究,有效的提升作物对于病虫害防治的效果和能力,使得作物能够健康的生长,在环境保护意识日益增强的今天,生物技术逐渐得到了越来越广泛的认可和应用。本文作者主要分析了现代生物技术对于作物病害防治的几个典型应用,以期对相关领域的研究人员提供借鉴意义。 作者:赵海兰 单位:甘肃省甘南州舟曲县农业技术推广站 现代生物技术论文:现代生物技术在环境工程中的应用 摘要:尽管当前发展已经成为当前全球范围内时代两大主题之一,经济的发展与城市建设在不断改变人们生活习惯、提高生活质量的同时,也不可避免地带来了环境问题。为了应对当前层出不穷的环境问题,生态环境工程建设活动也随之成为工程建设中的新生力量与重要组成,只有切实处理好生态环境工程问题,才能真正实现可持续发展与绿色发展。在环境工程的发展进程中,现代生物技术的创新与变革起着关键性的作用,它既带来了科技的跨越式发展,同时也有环境工程的顺利进行提供了新的思路和途径。本文拟就对现代生物技术在环境工程中的具体应用问题进行研究分析,以供相关学者专家参考批评。 关键词:现代生物技术;环境工程;应用 经济发展与城市建设作为当前时展的主流与基本趋势,尽管在多年来已经取得了显著的成就,然而由于城镇在自身发展的过程中过于追求经济效益,而忽视了必然的社会效益,生态环境问题油然而生。针对当前愈演愈烈的环境问题,只有不断完善发展环境工程项目体系,不断创新发展已有的现代生物技术,才能真正在探索解决环境问题新方法的基础上,实现经济效益和社会效益的有效统一,真正为人类的可持续发展做出重要贡献。 1现代生物技术在环境工程中的应用 现代生物技术在构成上主要以DNA技术为基本引导,包括一系列生态高新技术,例如细胞工程技术、基因工程技术、微生物工程技术、生物修改技术等。从环境工程的角度来看,由于该技术具有无污染、再生方便、循环性强等基本特征,因此在环境工程中具有较高的应用价值,能够在确保生态环境友好的基础上追求最大化的经济效益。下面将以生物技术和基因工程技术为例来具体论述。 1.1生物技术的应用 生物技术在生态环境工程中的作用体现在多个方面,以医学为例,DNA重组技术的出现使得血浆蛋白相关临床病理特征不再那么神秘。研究人员开始利用生物及时对血浆蛋白进行结构上的优化处理,并通过母体繁殖的方法,制造出了大量的人体蛋白,而这些蛋白在临床上都具有极高的应用价值和显著疗效。与常规的临床治疗技术进行对比,生物技术的优势特征主要体现在两个方面,首先,生物技术的副作用低,由于人体蛋白是经由生态技术所获取的,因此应用于人体具有很高的适用性,不良反应发生率极低;其次,由于生物技术能够通过作用与人体网络功能体系的方式来达到综合医疗的临床诊治效果,因此比常规的化学疗法或放射性疗法具有更高的临床适用性。 1.2基因工程技术的应用 以植物基因工程技术为例,随着当前基因工程技术的不断创新发展,我们已经构建起了完善系统的生物技术体现,经由将植物基因工程的相关研究内容放置到标准操作流程当中,不仅能够植物基因工程在实际操作过程中科学性和准确性,同时还能够帮助研究人员研制出更多的转基因植物,进而产生大量的医学蛋白,为医学发展创造有利条件。 2现代生物技术继续发展的建议 当前现代生物技术的创新发展对生态环境工程建设活动起了重要的推动作用,而为了适应当前日益增长的环境保护与绿色发展的要求,就需要我们进一步地发展现代生物技术的重要作用。由于上文针对生物技术和基因工程技术展开了论述,下面将继续就这两点分析继续发展壮大现代生物技术的建议措施。 2.1提供生物技术在能源问题的应用效率 能源问题作为时展与经济建设的重要问题,与生态环境之间有着密切的关系。这就给我们以有益提示,在发展生态技术的过程中,应当强调将生物技术与能源开发与利用有机地结合起来,一方面不断提高旧能源的利用效率,另一方面不断研究探索新型能源与绿色能源,着力转变能源应用的传统地位,尝试新思路与新途径。可以说,基于生物技术的能源开发与利用是未来经济发展的重要途径与趋势之一。 2.2强化转基因工程及时在环境自治问题上的应用效果 生态环境问题在迫使人类开始重新审视人与自然关系的同时,也开始让人从环境保护的基本思路转变为强调提高环境的自治能力,因此如何在发展的过程确保生态环境的自我恢复能力,已经成为当前环境工程的重要研究课题。以转基因工程技术为例,通过将转基因技术与新植物培育与养殖有机地结合起来,从而达到植物品种改良、土壤优化的目的。此外,研究人员还可以考虑改良一些具有显著吸附能力的植物,通过将土壤中一些已经超标的金属元素予以有效吸收,在提高土壤自身恢复能力的基础上,提高当地生态环境的自治能力。另一方面,经由转基因工程技术所培育出的植物在应用过程中能够兼具经济效益和社会效益,这就达到了二者的有机协调。 3结语 事实上,现代生物技术所涵盖的范围与内容及其广泛,由于篇幅原因,本文在此只是简单地选取了生物技术和基因工程技术两方面的内容。当前现代生物技术在生态环境工程中的应用价值与实际效果已经为人为熟知,为了确保现代生物技术能够在未来更好地为环境问题作出重要贡献,就需要不断实现该技术的创新与发展,不断将现代生物技术与生态环境工程有机地结合起来,达到经济效益和社会效益的和谐统一。 作者:刘晔 单位:江西立成景观建设有限公司 现代生物技术论文:现代生物技术应用进展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,现代生物技术应运而生,被广泛应用到食品工业中,发挥着至关重要的作用,为其注入了新的活力,不断促进新时期食品工业向前发展。在现代生物技术作用下,提高了食品资源利用率,改良了食品的品质,食品包装实现了产业化,有效解决了食品工业生产中产生的环保与健康问题,不断促进食品工业走上健康持续发展的道路。 关键词:食品工业;现代生物技术;应用进展;分析 生物技术是一种对生命有机体进行加工改造、利用的重要技术,也是新时期国际上食品领域的最具前沿的关键性技术。随着经济日益发展,人们的生活水平日渐提高,对食品提出了更高的要求。而现代生物技术的应用有效解决了食品工业发展中存在的各种问题,满足了人们对食品的客观要求,不断推动食品这个极具发展潜力的新兴产业向前发展,能够更好地应对来自各方面的挑战,不断发展壮大,促进我国社会经济的持续发展。 1基因工程、细胞工程在食品加工业中的应用 在现代生物技术中,基因工程技术是其不可或缺的组成元素,是分子遗传学、工程技术作用下的产物,可以有效改良微生物、动物的基因,为食品工业提供多样化的动植物原材料,价格低廉的酶制剂,增加食品功能,不断促进新功能食品的开发。以改善食品原材料品质、加工性能为例,在食品加工过程中,动、植物都是重要的基本原料。在生产植物食品原材料方面,基因工程能够改良品种,促进新品种的开发,促使原材料增产,比如,耐除草剂植物。基因工程在一定程度上丰富了食品原料的种类,优化了食品资源的品质特性,大大增加了食用以及营养价值。比如,充分利用反义RNA技术,把不同类型的基因结构顺利转移到番茄植株上面,延缓了番茄的后熟、老化,具有更长的架货期,极大地提高了经济效益。此外,基因工程的应用促使谷类蛋白质中的氨基酸比例发生变化,提高了谷类物质的营养价值。就细胞工程而言,以细胞为基点,按照相关规定,有计划地改造生物的生产性能、遗传特性,来获取所需的新生物体、细胞成品的一种技术。在食品工业中,细胞工程的应用和细胞培养、细胞融合技术紧密相连。在植物细胞作用下,生产出各种功能性食品、食品添加剂,比如,天然香料。就我国而言,充分利用胡萝卜细胞,生产出大量的胡萝卜素,其繁殖速度相当快,周期也非常短,为实现工业化生产奠定坚实的基础,具有非常广阔的应用前景。 2酵工程在食品工业中的应用 2.1食品保鲜: 从某种角度来说,酵属于生物催化剂,具有多样化的特点,比如,较高的催化剂率,被广泛应用到食品工业中。在食品保鲜方面,生物酶发挥着不可替代的作用,要根据不同物质中酶的种类,选用适宜的生物酶,有效抑制食品中不利于保质的酶或者减慢其发展速度,实现食品保鲜。比如,在瓶装饮料中加入适量的葡萄糖氧化酶,能够有效吸取瓶隙存在的氧气,适当延长食品的保鲜期,避免食品坏掉,增加生产运营成本。对于溶菌酶来说,能够有效溶解革兰氏阳性菌,主要用于这些食品的保鲜,比如,干酪、水产品;而对于细胞壁溶解酶来说,能够在一定程度上避免一些微生物的大量繁殖,取代了有毒化学防腐剂的地位,食品具有非常好的保鲜贮藏效果。 2.2食品加工: 在酶工程作用下,传统食品工业发生了质的转变,比如,玉米在酶作用下实现液化、糖化等,能够生产大量的果葡萄浆,取代了蔗糖的地位,作为饮料、食品重要的甜味剂。就日本而言,推出了谷氨酞胺转胺酶,具有催化蛋白质分子的特点,转移分子内部的酞基,能够改变低档次面粉中的蛋白质,具有较好的口感,面食具有较好的弹性、持水能力。对于玉米面来说,它的口感比较粗糙,运营效益并不理想,在酶工程作用下,改良后的玉米面深受社会大众喜爱,具有很好的销量。 3发酵工程在食品工业中的应用 在食品领域中,发酵工程技术是应用最早的生物技术,在该技术作用下,能够有效改造传统发酵食品,不断加快现酵产品的研发,涉及到不同食品工业领域,比如,食品加工催化剂、饮料稳定剂。以“开发功能性食品”为例,在相关研究中,发现很多真菌中都含有多糖成分,比如,冬虫夏草、猴头菇,可以提升人体的免疫力,更好地抵抗各类疾病。更为重要的是,有些的真菌还具有较好的抗肿瘤能力、抗衰老作用。而这为发展功能性食品提供了关键性的原料。就传统生产方法来说,主要是依靠人工,采摘或者种植,但其规模大都比较小,产量较少极易受到各种客观条件的影响,无法满足社会市场的客观需求。在发酵条件下,可以实现真菌多糖的工业化连续生产,在增加产量的同时,还提高了真菌的质量,为更好地研制功能性食品做好了铺垫。 4结语 总而言之,在食品工业发展中,现代生物技术的应用发挥着不可替代的作用,其应用范围不断扩大。但在应用过程中,需要注重自主创新,加强国际科技合作,优化利用国外先进技术,寻求新的发展出路。而生物技术企业也需要意识到现代生物技术的重要性,不断增加产品的科技含量,扩大自身规模。以此,在促使现代生物技术优化利用的基础上,不断促进新时期食品加工业走上长远发展道路。 作者:陈家禄 单位:海南师范大学 现代生物技术论文:现代生物技术应用与发展分析 摘要:随着社会不断进步,科技日益发展,我国农业已步入崭新的发展阶段。在新时代下,现代生物技术被广泛应用到农业生产中,有效解决了当前世界面临的粮食、人口等关键性问题,不断促进社会经济的持续发展,已成为未来农业发展的重要方向,促使其走上“高产、高效、优质”的可持续发展道路。 关键词:农业生产;现代生物技术;应用;发展;分析 就高新技术而言,农业生物技术是重要的研究领域之一,也是整个生物技术、相关产业发展的首要前提。生物技术产业属于知识密集型产业,具有多样化的特点,比如,高产量、高汇报率,能够优化利用自然界中的各种再生能源,实现可持续发展。在农业生产过程中,现代生物技术的应用有效解决了经济、社会发展中的各种问题,比如,环境、人口,改变了农业生产现状,极大地提高了农产品的产量、质量。在优化利用各种农业资源的基础上,生态环境也得到了应有的保护,具有较好的“经济、社会、生态”效益。 1农业生产中现代生物技术的应用 1.1植物育种、繁殖: 在新时代下,生物技术日益发展,被广泛应用到植物育种、繁殖中,充分发挥基因工程的作用,把某些品种的优良性状转移到其它品种中,提高品种的产量和质量或者提高转入品种的抵性,简化传统种植操作,比如,病虫害防治,远远优化传统育种,在减少运营成本的基础上,具有较高的经济效益,在未来农业发展道路上植物基因工程有着非常广阔的发展前景。当下,抗虫、抗病等转基因玉米、大豆等正处于大规模的商业化阶段。 1.2生物农药: 就生物农药而言,是在优化利用生物活体、代谢产物的基础上,防治病虫草鼠害,促进农作物的健康成长。在应用过程中,站在广义的角度来说,生物农药就是微生物源农药,能够大规模生产。在现时代下,我国生物农药正处于飞速发展中,药物生产企业不断增多,各类新型的生物农药频繁出现,各自发挥着不同的特点。 1.3提高植物的抗性 1.3.1抗虫: 在抗虫方面,世界范围内,由于虫害的影响,粮食产量、质量都受到影响。在农作物种植过程中,人们普遍采用化学杀虫剂有效控制虫害,避免造成严重的经济损失。长此以往,引发了一系列问题,比如,环境污染遭到严重污染,不利于农业的健康发展。面对这种情况,必须优化利用基因工程,培育出抗虫植物新品种,解决虫害问题,降低对周围生态环境的污染程度,还不需要花费大量的运营成本,已成为社会大众关注的焦点。就其研究现状来说,我国已获取不同类型的抗虫基因,被广泛应用到不同类型的农作物中,比如,油菜、玉米,甚至有些方面已经走上了“商品化生产”的道路。 1.3.2抗除草剂、抗寒: 当下,世界范围内除草剂已有2000多种,在社会农药市场中占据优秀地位。但除草剂具有其局限性,无法正确区分庄稼、杂草,甚至有些除草剂必须在野草长出来之前进行使用,抗性草类使用量较大,严重污染周围的生态环境。为此,在研究除草剂的过程中,需要大力研究抗除草剂的转基因作物,有效解决除草剂存在的问题。如果温度过低,植物细胞将会受到损害,影响农作物的正常生长,产量和质量。在生物膜作用下,充分利用其中双层脂分子的流动性,不断增加其中不饱和脂肪酸的含量,提高其抗冻性,避免农作物受到自然灾害的影响。 2农业生产中现代生物技术的发展 2.1光合作用机理: 在农作物生长过程中,适当提高其光合作用效率,可以不断增加农作物产量,提高作物质量,提高能源利用率。光反应、暗反应是光合作用的重要组成元素,把光能转化为化学能,叶绿体在相关物质作用下能够有效催化底物的加氧反应。但想要提高其中固定二氧化碳的具体运行速度,需要适当降低加氧酶活性,并提高Rubisco的羧化酶活性。面对这方面,研究者大力研究Rubisco各个方面,比如,结构、功能,为进一步提高农作物的光合作用做好铺垫。 2.2生物固氮、基因组学: 在种植过程中,一旦农业土壤氮元素不断流失,将会出现水体富营养化现象,生物技术的优化利用能够有效解决这一问题,不断促进农业的持续发展。生物固氮的应用能够在一定程度上节约能源,保护生态环境。就我国而言,固氮基因工程正处于飞速发展中,在基因组、功能基因学作用下,生物固氮迎来了崭新的局面。在实际中,我国已经成功研制出12株水稻粪产碱菌耐氨工程菌,给农作物施加这种细菌,可以节约一定量的化肥,还能增加产量。在二十一世纪中,基因组研究发生了质的转变,逐渐向“功能基因组”方向发展,很多国家在这方面投入大量资金,研究农作物,构建全新的突变体库,为全面认识基因功能做好铺垫。 3结语 总而言之,在世界人口不断增长的浪潮中,农业发挥着举足轻重的作用,而现代生物技术是推动农业持续发展的关键所在。现代生物技术的应用能够优化农业生产方法,不断提高农业生产力,提高各种农业资源利用率,减少运营成本,实现最大化的经济效益。还能在一定程度上保护人类赖以生存的环境,实现人与自然的和谐相处,具备较好的生态效益。此外,随着农业不断发展壮大,为国民经济注入新鲜的血液,有利于社会稳定发展,具有较好的社会效益。 作者:曾永平 单位:海南师范大学
化学工程与技术论文:探究目前化学工程技术的发展情况与优化措施 1引言 化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。 2新型化学工程技术的研究 2.1绿色化学技术 绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的优秀是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。 2.2超临界化学技术 超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。 2.3新的分离技术 在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。 2.4与计算机技术相结合的化学技术 化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。 3化学工程技术发展的优化措施 化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施: 3.1加强化学工程基础应用的研究 化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。 3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造 在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己优秀技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。 3.3加强高校、研究所和企业之间的联系 高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。 3.4加强绿色化学技术的研究 当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。 3.5做好人才工程的建设 21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争 ,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处于飞速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。 4结束语 现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。 化学工程与技术论文:化学工程与技术学生创新力的培养 一、国内外化学工程与技术学科研究生创新能力研究现状 近年来,国内外着名高校均对提高研究生创新能力开展了研究。复旦大学张建林针对创新能力的不同类型和创新能力难以提升的原因,探讨了创新能力培养机制改革问题。[3]万军民借鉴美国培养研究生的经验,分析了我国高校研究生创新能力培养的影响因素,构建了我国高校协作式研究生创新能力的培养体系。[4]美国耶鲁大学在培养学生的创新性教育方面注重学生的独立思考,鼓励学生具有批判性思维,学会解决问题。剑桥大学在办学理念上强调理性训练和人格塑造,注重原创性研究,反对教育的功利主义;培养过程中注重“议”“写”环节的训练;校园氛围上重视文化融合与思想交流。柏林自由大学建立以集群发展中心、研究生中心和国际交流中心为优秀的创新型联系网络,三个中心都鼓励创新性研究,加强与外国学者和科学家的合作,培养创新型学术人才。哈佛大学注重教育的个性化,通过个性化的教育培养创造型人才所必备的创造性人格;麻省理工学院等则注重在启发式教学、跨学科学习、开放自主培养等方面为研究生创新能力的培养建立独具特色的培养模式。日本的研究生教育提倡学生独立学习,导师的作用体现在对学生的引导及为其创造宽松的研究环境方面,并且在指导过程中使学生逐渐学会自主学习,在自由民主的学术氛围中激发学生的创造力。[4]针对化学工程与技术学科研究生教育,探索研究生培养制度创新和模式创新,形成有利于化学工程与技术学科研究生创新能力培养的机制和模式,是我国化学工程与技术高层次专门人才和创新型人才培养的需要。 二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施 (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提 在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。 (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件 为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。 (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节 培养化学工程与技术学科研究生的创新能力,研究生的选题首先必须符合本学科的发展规律及趋势。只有符合本学科的发展规律与趋势,课题才具有研究的可行性和研究的持续性。其次,课题的选择应符合国家和社会发展需求和趋势,脱离社会发展需求和趋势的学术研究和学术前沿,缺乏生命之源。再者,课题的 选取应契合本人兴趣,有了兴趣,学生对课题的研究才会有内在的动力。导师给学生自由,允许提出不同观点与问题,也是培养研究生创新能力的一个重要环节。最后,课题的选取不能脱离现有研究环境与条件。如果研究生所在实验室没有相应的设备及资料条件,题目再好,也无法开展相关研究。针对上述原则,我校化学工程泰山学者实验室针对新能源开发、二氧化碳减排、烟气除尘、污水处理等国家和社会发展的重大需求,引导研究生在流态化工程和颗粒学技术开展研究,包括大型多射流流化床的流型转变规律、流化床生物燃料电池、新型膜流化床、硼氢化钠水解制氢以及化学链燃烧等研究方向,并取得了创新性研究成果。例如,学生将传统的流化床反应器与微生物燃料电池相结合,提出流化床微生物燃料电池新型反应器,在处理高浓度有机废水的同时实现电能的回收。该研究方向申请两项中国发明专利,其中一项已获授权,并在国内外着名期刊上发表研究论文6篇,获得一项山东省研究生科技创新成果三等奖。再如,学生将二氧化碳化学链燃烧技术与煤气化技术相结合,开发煤炭/化学链载氧体气化技术,该技术可在煤气化同时实现二氧化碳的捕集,减少二氧化碳排放。目前已经在该领域申请国家发明专利6项,其中两项已获授权。研究生在国内外着名期刊14篇。由此可见,结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节。 (四)规范过程培养是培养化学工程与技术研究生创新能力的关键 规范化学工程与技术研究生的过程培养,按照瞄准学科前沿选择课题-批判式阅读文献-发现研究方向-实验、思考、结论指导实验、得出新的结论-知识创新的培养模式,实施过程管理。从研究生的综述报告到科学选题指导,教师都为研究生创新能力的培养把握了基本方向,定期组织研究团队的教师和所有研究生进行课题讨论汇报,开展阶段性研究工作总结、创新性结论、遇到的困难和下一步的计划的研究讨论,为研究生创新能力的培养提供了实时追踪和指导。研究生论坛、各种年会和专家报告,为研究生科研视野的拓展和创新性思维的培养提供了平台。实时总结科研成果,撰写科技论文和发明专利,在科研总结和论文的写作中深入思考和发现问题,是研究生提升科研水平的关键步骤。总之,在研究生培养过程中,培养研究生提出或理解化学工程与技术学科领域新概念,用数学语言描述化学工程与技术学科领域新问题或规律的能力,根据工程技术科学特点设计实验装置能力、应用测试技术能力、根据实验现象归纳分析规律的能力等,规范研究生培养过程的全程管理,是培养化学工程与技术研究生研究生创新能力的关键。三年来,我校化学工程泰山学者实验室两度获得山东省研究生创新成果二等奖、三等奖,申请11项国家发明专利,6名硕士生学位论文获优秀硕士论文,2名博士生学位论文获优秀博士论文,1名博士研究生获得山东省优秀博士学位论文。(本文作者:王许云、岳学海、郭庆杰 单位:青岛科技大学化工学院) 化学工程与技术论文:化学工程与工艺的新兴技术 1化学工程与工艺的新兴技术 1.1绿色化学工程 绿色化学这个词汇已被人们所熟知。绿色化学是通过化学工程与工艺实现的。研究化学工程与工艺不仅能够使人们获得最大的利益,而且减少消耗资源和环境的污染。许多国内外的公司运用化学工程与工艺,研发符合公司要求的绿色产品。化学工程与工艺促进了化学的发展。运用化学工程与化学工艺能够减少催化剂等有害的原料的使用。绿色化学的技术就是在源头上阻止环境污染的产生,从根本上杜绝产生环境污染,并且回收再利用一些废弃物品。 1.2分离工程 物质在一些重力、压力还有温度和电的影响下,通过外力的作用,将物质自发的从无序转变成有序的过程被称为分离工程。化学工程与化学工艺的分离工程是一个消耗能量的过程,分离工程是化学工程与化学工艺研究的重点之一。目前使用最多的分离工程方法就是蒸馏法,虽然我国在蒸馏分离法方面的研究已经有深厚的理论依据和实践经验,但是蒸馏分离方法在蒸馏速度方面需要进一步改善。除了改进蒸馏速度外,还要采用最先进的蒸馏设备,采用新型的材料才会获取更好的经济效益。采用新型的吸收剂不仅能够影响蒸馏时间的长短,而且能够提高蒸馏吸收的效率。膜分离技术因其具有节能、高效、易于清理等特点,成为现如今比较流行的分离技术,备受各个国家的科学家关注。膜分离的吸附分离法在气体干燥、废水等污染物的处理等方面得到了广泛的运用。膜分离重点开发新型吸附剂和实现膜的高效的使用寿命,但是膜分离存在着膜的污染和防治。 1.3SupereriticalFluid,SCF(超临界流体) 超临界流体是一种具有液体和气体的性质的一种流体,在温度和压力临界点之上的无气体液体的相界面。这项技术广泛应用在化工、食品加工、生物医药工程中。对质量和工艺的要求较高。开发超临界流体有着广泛的发展前景,并且会为企业带来丰富的发展利润。近几年来,超临界水氧化法在环境治疗保护方面的研究较多,但是在化学工程与工艺方面的研究较少,现如今处于研究试验期。 2结语 化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的发展,而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺,社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,这就需要化学工程与化学工艺共同发展,满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性,转变传统的化学工程与工艺,减少环境的污染,积极开发新能源,走环境友好型道路。 作者:陶春荣 单位:山东润昌工程设计有限公司新疆分公司 化学工程与技术论文:化学工程工艺与绿色化工技术要点 摘要:随着我国经济的飞速发展,环境污染的问题也随之呈现。近年来化学工业污染在环境污染中占的比重更大。因此为了实现以人为本的科学发展观,走一条可持续发展的道路,促进化学工程工艺中的绿色化工技术的发展显得非常迫切。本文就化学工程工艺中的绿色化工技术的开发以及技术要点作简要介绍,以期为我国的环境污染问题解决提供一些可参考的意见。 关键词:化学工程;绿色化工技术;工艺 经济发展带来的环境问题受到全世界人民的关注,各国的专家们都在寻找一条既可以发展经济又不会对环境造成重大污染的道路。化学工程工艺中的绿色化工技术就是在这样的形势下产生发展而来的,绿色化工技术的重点在于绿色二字,其能够充分溶解资源消耗时产生的环境污染问题,对人类的可持续发展有极大的帮助。因此对于这样的绿色化工技术的开发与应用是非常有意义的。 1关于绿色化工技术 绿色化工技术的作用是减少化学工业生产的过程中无形的或有形的给环境造成的污染,通过技术的创新和改造完善化学工业的生产和运作方法。如此一来,化学技术中使用的化学原料以及化学工业生产过程中产生的废弃物对环境的污染就会有所减少。而且在这一方法的应用下,化学工业在生产过程向空气中排放的废气、向河流中排放的废水中的有毒物质就会减少许多。另外绿色化工技术在一定程度上将资源的回收利用程度提高了,减少了资源的浪费,从而对环境问题的解决有极大的益处。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开发要点 2.1选用合适的化学原料化学原料的性质决定了整个化学工业的生产运作。化学原料是化学工业发展的基础,而且是污染的来源,因此重视化学原料的选取是重中之重。从源头上控制污染,是快速有效解决环境污染问题的方法。值得注意的是,研发的新型的化工原料尽管是绿色无污染的,但是不可能让化学工业在生产过程中不产生丝毫环境污染的问题。从这一点无法避免的问题出发,现在的技术飞速发展,化学工业生产中已经着手研发更加清洁的原料,尽量选取那些没有任何毒性或者是毒性较少的化学原料进行化学工业生产,逐渐降低化学药剂的使用频率,采用一些天然的植物或者是农作物作为无毒害性材料,是一个不错的选择。2.2选用绿色化学催化剂化学工业的生产过程中经常会用到化学催化剂加速化学反应完成整个化学生产,提高化学工业生产的效率。尽管可以带来一定的经济效益,为社会积累财富,但是很明显这种财富不会长久,因为化学催化剂给环境造成的污染非常大。因此研发出毒性低的化学催化剂降低有毒物质的排放以及排放量,是当前化学工业生产的目标。纵观现在的绿色化工技术行业,其关注点都在研发无毒化学催化剂上,争取研发出的催化剂既可以加快化学反应又可以减少对环境的污染,努力朝着绿色化学催化剂的方向努力。依照现在的研发进度来看,烷基化固相催化剂这一种催化剂的研究成果较为可观,实验表明烷基化固相催化剂是没有毒性的,对环境不会造成污染,可以推广到化学生产工业中,有不错的使用价值。但值得一提的是,烷基化固相催化剂这一类催化剂在研发过程中,研发人员要针对废弃物的排放标准问题准备参考数据,尽量达到生产中产生的废弃物也可以循环利用的效果,进而促进资源的利用率。2.3选择性强化化学反应化学反应的选择性也是绿色化工技术研发的重点,若是研发人员可以完善这一内容,化学生产过程中产生物的提取会更加高效,也会更加便捷。也就是说强化化学反应的选择性不仅可以让化学工业的环境污染降低,还可以降低化学工业所需成本,如此一来还节约了资源。例如在石油开发这一类化学工业中经常会选择烃类选择性氧化物,这一种氧化物会对环境造成严重的破坏,因为这种氧化物可以让化学反应非常容易就出现明显的氧化反应。由此可以知道,为了达到化学工业绿色生产的目的,减少环境污染,一定要选择性强化化学反应。 3化学工程工艺中绿色化工技术的应用要点 3.1应用清洁生产技术清洁生产技术的应用范围有冶金、淡化海水、处理垃圾还有发电等,一般情况下都不会产生毒害性。正因为这种独特的优势,在现代的化学工业中备受推崇。例如在海水淡化时,清洁生产技术可以将海水中盐分分离,甚至可以分离海水中的其他物质,使海水成为人们的生活用水。3.2应用生物技术生物化工中常常应用生物技术,在实际生活中应用的比较广泛的是生物技术中膜化学技术。生物技术一般是通过将可再生的资源有效地转化成可以为生产生活利用的化学品。例如常见的酶成分,这样一种催化剂在化学反应中有非常好的效果,而且最好的一点是不会给环境带来无法消融的废弃物。3.3应用环境友好型产品环境友好型产品强调的是不影响环境和人类的生产生活,杜绝污染强度大的产品的使用。比如增加使用那些绿色汽油、燃料、能源,降低化学工业生产给环境和人类带来的危害,逐渐提高资源合理利用,增加效率。 4结束语 经过对化学工程工艺中绿色化工技术开发与应用的分析可以发现,这种技术可以减少对环境的污染破坏,提高资源再利用效率,以及提升资源溶解的程度,能推动整个行业的发展和进步。 作者:杨璐 单位:沈阳师范大学 化学工程与技术论文:化学工程技术的热点与发展趋势 1化学工程技术的几个热点 1.1绿色化学成为本世纪最大的热点在过去的几十年里,人类社会一直在追求高效率的发展经济水平,不惜一切代价的发展本国的经济。然而随着经济的发展,越来越多的问题也开始出现。正如马克思所说的:“大自然开始报复人类”。过去由于人们不同的利用科学技术来挖掘自然资源,同时大量化学物品的使用使得地球的环境问题和资源问题都日益突出。绿色化学将从一开始就把污染扼杀在摇篮里,让污染不复存在。这几年来绿色化学逐渐流行起来,如何在化学领域实现绿色的发展也成为所有化学家都致力于研究的一个热点。 1.2分离技术分离技术也是目前化学工程领域的一大研究热点。过去,传统的化学分离技术是利用不同物质的沸点不一样,从而进行物质分离。随着科学技术的发展,许多化学家研究出一些新的分离技术。然而这些技术还停留在实践方面没有能够形成系统的理论。随着技术的不断发展,分离技术得到了大幅度的提升,化学家可以利用软件对分离过程进行模拟和控制,因此就大大的提高了研究的效率和适用性。 1.3热力学定律的应用热力学定律也成为了研究的热点,热学研究现在已经发展成为独立的一门枝干,具有良好的发展前景,目前,纳米技术的发展已经取得了举世瞩目的成就,因此从微小尺度来研究化学热定律也成为一个热点,并且这一领域的研究已经取得了一系列颇有水平的成就。谈到化学工程技术的热点就不能忽略超临界化学反应,超临界是指液体的P、T都在临界值以上,此时物质处于液体和气体两种状态。目前,这种研究技术还刚刚起步,还有很大的发展前景,也值得我们不断关注。 2发展趋势分析 2.1计算机辅助化进一步深入21世纪是一个信息化的时代,计算机对于各种研究来说都成为了必不可少的辅助工具。计算机技术的利用使得过去很多的化学计算问题和分析问题都得到了完美的解决,同时也大大的节省了效率、提高的研究的准确性。在化学工程中广泛的使用计算机技术,是化学工程领域一个重要的发展趋势,广大的化学研究者应该不断的加强对计算机技术的学习,从而推动化学工程的发展。 2.2系统性、整体性加逐渐明了系统论一直以来也是非常重要的工具。化学领域的发展同样离不开系统论,过去许多化学技术都是单独的进行分析研究,这就导致每个环节得不到很好的匹配。目前整体性、系统性已经成为化学工程领域的发展趋势,利用系统的方法对化学工程进行研究可以使得非常复杂的问题变得简单化、整体化。 综上所述,随着科学技术的不断发展,化学领域的发展也处于一片生机盎然的趋势。深入研究化学工程技术领域的热点与发展趋势可以帮助我们更好的深入研究化学技术,不断的对传统的化学技术进行修正、调整,使其朝着有利于发展的趋势前进。 作者:刘威 单位:江汉大学化学与环境工程学院 化学工程与技术论文:化学工程与技术实验课程构建探索 在研究生阶段,有些导师只注重与学生研究课题相关的实验技能,而忽视对学生实验能力的全面培养,使很多研究生的实验技能不全面,实验过程中思维狭窄,综合分析能力较弱,这样的同学毕业后在新的研究领域很难快速适应。应用化学专业作为一门实验性很强的学科,研究生能否早出好成果,不仅决定于其科研思路,也取决于学生实验技术的熟练程度。因此,通过高等化学工程与技术实验课程建设,学校重视对应用化学专业研究生进行综合实验技能、分析问题、解决问题能力的培养,使学生的实验能力与理论水平相匹配,对提高应用化学学科研究生的论文质量和社会竞争能力具有重要意义。 一、课程特点与要求 以往,一般高校应用化学专业的研究生教学以理论课为主,缺乏实验教学,这不利于学生实验技能的培养。另外,传统的实验教学模式将实验局限在二级学科范围内,人为地割断了学科之间内在的联系,事实上难以适应对研究生实验思维和技能培养的要求,也不符合学科综合发展和学科交叉渗透对人才培养的要求。在全国工科院校积极探索“卓越工程师”培养模式的背景下,如何提高工科研究生培养质量,建立符合工科研究生特点的实验教学体系,成为全国高校特别是工科院校思考的重要问题。在这样的背景下,我们提出在高等化学工程与技术实验课程内容的设置方面,考虑到不同学科的要求,淡化专业界限,既要充分考虑与本科实验的衔接,又要在实验内容、方法和手段上具有与研究生培养要求相一致的专业水准和技术内涵。体现由简单到复杂、由被动模仿到主动设计及综合运用的特点,强调知识的融合,反映学科交叉。为了能在较短的学时内使该课程对应用化学不同层次研究生的培养起到积极的作用,我们在课程内容设置方面,将化学合成实验、化工原理实验、香料香精制备和调香实验有机结合,打破了以往分专业、分课程的做法。开设的实验课中,既有覆盖面宽的基础实验,也有专业性较强的实验,还有前沿性实验和富有启迪思维的实验技术专题讲座等,构建了富有特色的适合应用化学类研究生的实验教学体系,以提高研究生实验动手能力、运用实验解决化学、化工实际问题的能力。 二、实验内容设置 在高等化学工程与技术实验课程的内容设置上我们尽量选择覆盖化学、化工学科群的实验,如香料化合物的合成和表征、调香、膜分离材料的合成和表征、大环配体的合成与表征、多釜串联设计等。根据学生的情况及学时的要求,本门课程的教学内容主要包括:概述、基本实验、常规性实验、专业性实验、设计性实验、自主性实验和大型仪器的讲座与培训等。教学遵循体系完整、重点突出、实用性强、与现代研究手段和方法相结合的原则,力求在有限的学时中取得令人满意的教学效果。 (一)基础性实验 本部分实验主要是训练学生的基本操作技能。学生在充分预习、了解实验基本原理的前提下,独立操作,老师及时指出学生实验中出现的问题。目的是使一些基本操作能力较差的研究生获得实践机会,迅速掌握一些重要、常见的基本操作。实验设计坚持由浅入深、循序渐进的原则,强调“宽口径、厚基础”,以此为其他层次的实验打下坚实的基础。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (二)专业性实验 专业实验坚持以培养实验能力为主的原则选择实验内容。不同研究方向的实验教学内容强调“前瞻性、创新性”。学生须根据专业特色完成若干个具有专业特色的综合实验训练,如水热/溶剂热制备、简单香料化合物合成、膜分离实验流程设计等。教师从查阅相关文献、具体实验原理的确定、实验方案的设计、实验条件的控制对比等方面引导学生进行实验,锻炼学生独立实验、分析问题和解决问题的能力。由于实验学时的限制,研究生不可能也没有必要把开设的所有实验全做一遍。因此,每位学生结合自己的研究方向,可选择不同的实验,以锻炼在相关研究领域的动手、分析问题能力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (三)设计性实验 本部分实验主旨是开发学生的探索精神和创新能力,用典型性的研究成果进行实验教学。如我们计划开设具有特定香味化合物的合成和调香、共轭大环配合物的合成等实验内容,使研究生了解和掌握现代最先进的技术思想、现代科技发展中具有代表性的重要研究方法。教师的主要工作是设计具有研究性的或探索性的问题,然后激励学生去思考、设计、实验和总结。在整个实验过程中,学生要独立完成查阅文献、设计实验方案、完成实验及实验结果分析的全过程,养成独立思考、独立解决问题、独立工作的良好习惯。为了达到较好的教学效果,实验前的讲解以提问和探讨的方式进行,要求学生在实验时先将实验过程及注意事项口头叙述一遍,以督促其在实验前自觉预习,在实验过程中做到心中有数,不手忙脚乱。实验结束时,教师与学生一起探讨,以激发学生的学习兴趣。设计性实验使得研究生在综合运用课程所学内容的基础上,进一步获得了较强的综合实验能力及解决实际问题的能力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (四)自主性实验 由于研究生受到学习年限的限制,因此尽早让他们熟悉与自己相关的课题内容是非常必要的。我们计划留有1/5的学时设计与论文或科研任务相结合的实验(具有较强的综合性),要求研究生进入自己导师的实验室,从事辅助或参与导师的科研工作,以激发学习热情,进一步培养解决实际问题的能力。导师可以结合自己的科研课题给学生布置一个小课题,引导学生有计划地完成;要求学生自主规划、实验,导师对学生实验的整体状况进行督导,以使学生尽快融入导师的课题中,在论文实验过程中少走弯路,取得更好的成果。本部分实验内容约占总学时的1/5。 (五)大型仪器讲座和培训 随着现代科技的不断发展,科技创新的水平越来越依赖于大量、复杂的实验技术手段和各种大型、精密仪器设备。由于多数生源来自于其他高校的相关专业,很多学生没有接触过如X-射线衍射、扫描电镜、红外等大型仪器设备,因而他们在硕士论文期间实验结果的测试和分析中障碍重重。针对这一现状,我们提出了如下的措施:1.开展相关仪器使用的讲座,请经验丰富的教师集中讲解仪器的工作原理、操作规程、注意事项等,并督促实验室技术人员引导学生进行规范化操作,在学生做好充分准备的前提下,方允许学生上机操作。2.学生须将测试内容和自己的课题相结合,能正确地进行相关的数据处理与结果分析,做到学有所用。这不仅大大缩短了研究生进入课题实验的工作适应期,也能提高他们的科研能力。3.经过严格的选拔考核后,一部分操作能力强的研究生可以被吸纳为大型仪器的协管员,以使研究生能有机会实际操作并熟练掌控一些大型仪器设备,为以后在课题研究中熟练使用这些大型仪器打下坚实的基础,也提高了他们的就业竞争力。本部分实验内容约占总学时的1/5。 三、实验教学过程 (一)教学方式、方法 由于授课对象和培养目标不同,所以研究生的实验教学和本科生的实验教学方式、方法应该有所区别。针对高等化学工程与技术实验课程的教学,我们提出了如下几点建议:1.采用交互式教学模式向学生介绍实验技术的原理、难点和技巧,特别是本科阶段未学习过的、对研究生课题研究极为重要的一些操作技术。交互式训练有助于学生发现实验中所需要面临的难点,确定实际有效的解决方法,是一种更有效的实验操作教学方法。2.每位任课教师围绕实验课程建设的指导思想和主要规划,制定自己的教学方案。3.建立课程负责人定期听课、教师定期互相听课的制度,以利互相学习,互相督促,共同提高教学水平。4.采用多媒体教学手段。研究生学位论文28研究生高等化学工程与技术实验课程建设初探以大量的科研实验为基础,而实验理论与具体实验操作之间往往存在着巨大差异,研究生从基础理论学习的课堂到进入实验室进行实验操作,往往会感到难以适从。为了弥补传统实验教学视野狭窄的不足,缓解实验经费与研究生人数之间的矛盾,使应用化学专业的研究生能尽快掌握一些常用的基础实验技术,我们提出在研究生的高等化学工程与技术实验课程的教学过程中采用多媒体教学。 (二)学生实验习惯的培养 1.培养严谨的科学作风研究生作为高层次专门人才的预备队,严谨、求实的科学作风是他们应该必备的一种品质。比如在实验过程中注意观察,发现实验现象与预想的现象有较大出入时,多方面查找原因,及时讨论实验过程中出现的现象和实验结果,讨论实验方法的优劣等都是研究生所应该养成的科研习惯。原始实验记录对研究生理顺科研思路、寻找科学规律和完成工作总结等都有着非常重要的意义。[1]从实验开始阶段,研究生就应做到规范地记录实验现象和实验结果。对于那些不尊重事实,涂改数据和拼凑结论的同学,导师要及时予以批评教育,从而保证研究生树立良好的科研作风,获得可靠的实验结果。2.卫生习惯实验过程中要督促学生做好试剂的回收工作,不随意丢弃滤纸、火柴梗、废玻璃等杂物,有效减少环境污染和着火爆炸等危险事故的隐患,使学生在实验过程中不断提高环保意识,养成良好的卫生习惯。 (三)教学评价体系 实验的教与学两方面建立相应的激励与评价制度,将会促进实验教学与研究生实验能力的提高。学校可以从教学内容、教学方式、教学管理、教学评价等方面建立相应的实验教学管理与考核制度,以此来激励教师在实验教学上的投入。在学生学习方面,学校应建立学生成绩和学分相结合的评价方法。学生实验成绩的评定主要依据学生在实验课中的实际表现。如学生是否按时进行实验,进入实验室前对实验内容是否有充分的预习,实验过程中是否以积极的态度投入了,实验结束时是否清洗和整理实验用品,是否真实记录实验情况并及时总结等。 四、研究生实验室建设 建立专门的研究生教学实验室,为研究生实验教学提供更加全面、系统的环境,形成教学科研有机结合得更为完善的实践能力培养体系,是当前研究生教育发展的迫切需求。[2,3]我们希望按大学科或大专业建立开放性实验室,供研究生进行实验,有步骤、分批次地开放实验室。实验室不仅要对本专业的师生开放,也对跨专业、跨学科、跨院系的师生开放,让研究生在自由、开放的研究环境中选择实验和接受专业指导。同时,这种手段也有利于加强学科之间的协作和交流,实现实验条件的真正共享。 五、师资队伍建设 实验教师队伍的水平和能力,在整个实验体系运行中起决定性的作用。学校必须建设一支结构合理、人员精干、专兼结合的实验教师队伍,使他们在培养研究生的实验与创新能力方面发挥主导作用。为了充分发挥高水平教师在实验教学中的优势,学校有关部门应该制定一系列有利于提高实验教学质量、保障实验教学运行和改善实验教学整体环境的相关政策,鼓励教学和科研经验丰富、责任心强的教师参与到实验教学中来,充分发挥他们的科研优势,这更有利于将若干较成熟的研究成果融入课堂教学,使学生了解学科的最新发展动向,增强创新意识,提高研究生实验教学质量,培养学生综合的实验能力。[4] 六、实验保障体系建设 学校有关部门应该对应用化学专业研究生实验学分提出更加明确的要求,建立实验课程管理系统,从制度上保障研究生重视实验课程。实验指导老师应重视课程教学的每个环节,包括实验方案把关、实验过程指导、实验结果验收等,突出实验教学的地位和作用。研究生可以通过系统,选择实验课程和实验时间,通过实验操作过程、实验报告及综合考试等环节的考核,取得相应的学分。 七、结语 实验技能的高低与应用化学专业研究生的培养质量息息相关。结构合理的实验内容和规范的实验技能训练,对培养研究生自我创新意识、从事科学研究的能力和就业竞争能力有着非常重要的作用。探索适合应用化学专业研究生特点的实验教学体系将是一项长期的任务。)只有不断加强研究生实验课程的改革与建设,改善研究生实验教学的条件,完善各种实验教学评价与激励机制,才能培养出大批高素质的应用化学专业人才。 作者:李向清穆劲康诗钊秦利霞易封萍陈桂娥单位:上海应用技术学院化学与环境学院 化学工程与技术论文:化学工程与技术学生创新力的培养 一、国内外化学工程与技术学科研究生创新能力研究现状 近年来,国内外著名高校均对提高研究生创新能力开展了研究。复旦大学张建林针对创新能力的不同类型和创新能力难以提升的原因,探讨了创新能力培养机制改革问题。[3]万军民借鉴美国培养研究生的经验,分析了我国高校研究生创新能力培养的影响因素,构建了我国高校协作式研究生创新能力的培养体系。[4]美国耶鲁大学在培养学生的创新性教育方面注重学生的独立思考,鼓励学生具有批判性思维,学会解决问题。剑桥大学在办学理念上强调理性训练和人格塑造,注重原创性研究,反对教育的功利主义;培养过程中注重“议”“写”环节的训练;校园氛围上重视文化融合与思想交流。柏林自由大学建立以集群发展中心、研究生中心和国际交流中心为优秀的创新型联系网络,三个中心都鼓励创新性研究,加强与外国学者和科学家的合作,培养创新型学术人才。哈佛大学注重教育的个性化,通过个性化的教育培养创造型人才所必备的创造性人格;麻省理工学院等则注重在启发式教学、跨学科学习、开放自主培养等方面为研究生创新能力的培养建立独具特色的培养模式。日本的研究生教育提倡学生独立学习,导师的作用体现在对学生的引导及为其创造宽松的研究环境方面,并且在指导过程中使学生逐渐学会自主学习,在自由民主的学术氛围中激发学生的创造力。[4]针对化学工程与技术学科研究生教育,探索研究生培养制度创新和模式创新,形成有利于化学工程与技术学科研究生创新能力培养的机制和模式,是我国化学工程与技术高层次专门人才和创新型人才培养的需要。 二、加强化学工程与技术学科研究生创新能力培养的实施 (一)加强研究生导师队伍建设,是培养研究生创新能力的前提 在以“创新和服务”为主题的第三届中外大学校长论坛上,来自全球的140多位校长普遍认为:教师是创新型大学的基础。加强化学工程与技术学科研究生能力的培养,研究生导师首先需要以培养创新型人才为己任,在人才培养中真正发挥“导”的作用,这就要求研究生导师自觉提高专业水平和专业素养。只有导师具备扎实的专业功底和广阔的学术视角,能够站在化学工程与技术学科发展的前沿,关注社会发展对学科发展和人才培养的新要求,才能真正引导学生在科研工作的过程中创新性思维,激发学生科研的兴趣,营造有利于学生独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境和氛围。据有关统计,诺贝尔奖显示出明显的“集中性”特征,全世界约4%的科研机构占了22%的诺贝尔奖的获奖份额。如德国马普学会有17个获奖者,英国贝尔实验室有11个获奖者,日本东京大学有10位获奖者,英国卡文迪许实验室有7位获奖者。另一方面,诺贝尔奖获得者具有“传承性”。如1909年德国的奥斯特瓦尔德,他的学生能斯脱,能斯脱的学生米里肯,米里肯的学生安德森,安德森的学生格拉塞都是诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得的集中性和传承性说明,科研的创新一方面需要一种好的氛围,另一方面导师处于科学前沿至关重要。我校化学工程与技术学科研究生的科研成果显示,研究生在国际化学工程与技术领域前三位期刊上发表的优秀论文,60%以上出自同一科研团队。这些数据表明,导师能够把握学术前沿,并能及时将学生们带入前沿,在学科前沿从事自己的科学研究,是培养研究生创新能力的前提。若研究生导师自身道德修养、探索创新能力、对专业知识的精通和把握难以发挥楷模和导向作用,则培养有创新能力的研究生就是一句空话。 (二)打造针对化学工程与技术学科专业特点的研究生立体化创新性培养平台,是培养研究生创新能力的重要条件 为研究生学术工作搭建交流的立体化平台,开拓研究视野,是培养研究生的创新能力的重要保障。我校化学工程泰山学者实验室针对化学工程与技术学科研究生的专业特点,为研究生学术交流搭建了包括研究生学术报告轮讲平台、国内外学术会议平台、校企合作工程化实施平台在内的立体化平台,积极拓展教育研究和创新能力培养的环境。研究生学术报告轮讲平台包括研究生每月一次的学术专题汇报,报告内容可以是自己的科研内容,也可以是对当今世界最新的研究进展的追踪;一年一度的齐鲁研究生学术论坛-化学与化工技术发展分论坛则是整个齐鲁大地化学工程与技术研究生的华山论剑;每月一期的研究生论坛则是邀请外校、外国的教师以及学术名流来校开展专题讲座;鼓励研究生参加化学工程与技术领域各种国际或国内的学会和年会;根据项目合作与人才培养需要,直接从具有科研创新实力和先进生产能力企业聘请高级研究人员任教,把最先进的应用技术传授给学生,并不定期地带学生走进大型化工企业学习,强化工程能力的培养。上述立体化研究生创新平台建设,一方面使学生能够把握各自领域和相关领域的最新进展,拓宽研究生的研究视野,挖掘研究生的学习潜力和研究能力,为研究生创新能力的培养提供了学术平台保障。 (三)结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节 培养化学工程与技术学科研究生的创新能力,研究生的选题首先必须符合本学科的发展规律及趋势。只有符合本学科的发展规律与趋势,课题才具有研究的可行性和研究的持续性。其次,课题的选择应符合国家和社会发展需求和趋势,脱离社会发展需求和趋势的学术研究和学术前沿,缺乏生命之源。再者,课题的选取应契合本人兴趣,有了兴趣,学生对课题的研究才会有内在的动力。导师给学生自由,允许提出不同观点与问题,也是培养研究生创新能力的一个重要环节。最后,课题的选取不能脱离现有研究环境与条件。如果研究生所在实验室没有相应的设备及资料条件,题目再好,也无法开展相关研究。针对上述原则,我校化学工程泰山学者实验室针对新能源开发、二氧化碳减排、烟气除尘、污水处理等国家和社会发展的重大需求,引导研究生在流态化工程和颗粒学技术开展研究,包括大型多射流流化床的流型转变规律、流化床生物燃料电池、新型膜流化床、硼氢化钠水解制氢以及化学链燃烧等研究方向,并取得了创新性研究成果。例如,学生将传统的流化床反应器与微生物燃料电池相结合,提出流化床微生物燃料电池新型反应器,在处理高浓度有机废水的同时实现电能的回收。该研究方向申请两项中国发明专利,其中一项已获授权,并在国内外著名期刊上发表研究论文6篇,获得一项山东省研究生科技创新成果三等奖。再如,学生将二氧化碳化学链燃烧技术与煤气化技术相结合,开发煤炭/化学链载氧体气化技术,该技术可在煤气化同时实现二氧化碳的捕集,减少二氧化碳排放。目前已经在该领域申请国家发明专利6项,其中两项已获授权。研究生在国内外著名期刊14篇。由此可见,结合化学工程与技术学科发展正确选题,是培养化学工程与技术研究生创新能力的重要环节。 (四)规范过程培养是培养化学工程与技术研究生创新能力的关键 规范化学工程与技术研究生的过程培养,按照瞄准学科前沿选择课题-批判式阅读文献-发现研究方向-实验、思考、结论指导实验、得出新的结论-知识创新的培养模式,实施过程管理。从研究生的综述报告到科学选题指导,教师都为研究生创新能力的培养把握了基本方向,定期组织研究团队的教师和所有研究生进行课题讨论汇报,开展阶段性研究工作总结、创新性结论、遇到的困难和下一步的计划的研究讨论,为研究生创新能力的培养提供了实时追踪和指导。研究生论坛、各种年会和专家报告,为研究生科研视野的拓展和创新性思维的培养提供了平台。实时总结科研成果,撰写科技论文和发明专利,在科研总结和论文的写作中深入思考和发现问题,是研究生提升科研水平的关键步骤。总之,在研究生培养过程中,培养研究生提出或理解化学工程与技术学科领域新概念,用数学语言描述化学工程与技术学科领域新问题或规律的能力,根据工程技术科学特点设计实验装置能力、应用测试技术能力、根据实验现象归纳分析规律的能力等,规范研究生培养过程的全程管理,是培养化学工程与技术研究生研究生创新能力的关键。三年来,我校化学工程泰山学者实验室两度获得山东省研究生创新成果二等奖、三等奖,申请11项国家发明专利,6名硕士生学位论文获优秀硕士论文,2名博士生学位论文获优秀博士论文,1名博士研究生获得山东省优秀博士学位论文。(本文作者:王许云、岳学海、郭庆杰单位:青岛科技大学化工学院) 化学工程与技术论文:浅析化学工程技术的应用问题探究与思考 摘要:在科技高速发展的今天, 我国科学技术水平的进步,自动化技术的应用在各行各业中逐步扩散起来,比如化学工程技术在化学生产中的应用也逐渐受到人们的关注,化学工程行业关系着人们的日常生活,影响着其他行业的发展,所以对在化学生产过程中的应用进行研究探析,是十分有必要的实时话题。 关键词:工程技术;化学反应;应用技术 化学工程技术是一门主要研究化工生产过程中研究和开发以及过程装置的设计、制造和管理的综合性技术。化学工程技术在化学生产中的应用已涉及到各行各业,化学工程技术的发展对于强化化工生产过程,提高产品质量,降低原料和能量消耗,对于企业的技术改造以及新技术的开发起着重要作用。 1.新型反应技术的研究 1.1 超临界化学反应技术。超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。 1.2 绿色化学反应技术。绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采取化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包含原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。 1.3 新的分离技术。从广义上看,分离强化首先是对设备的强化,随后对生产工艺进行强化,整体来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,这样不仅有利于实现可持续发展,同时也是化工分离技术的重要技术与主要趋势之一。然而,古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术和科学的不断进步和发展,分离技术也随之得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进对于分离过程的深入产生了重要的作用,而且还能提高工作效率。 2.传热过程中一些新的研究进展和方向 2.1 微细尺度传热学研究进展。微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。 2.2 强化传热过程的研究进展。这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包含发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。 2.3 传热理论研究进展。近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的主要原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采取机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。 3.促进化学工程技术发展的对策 3.1 着眼全局提高化学工程技术水平。化学工程科学近年来的发展趋势已经明显地呈现与多学科交叉的现象,要进一步促进化学工程技术的进步,就要从全局出发综合考虑与化学工程交叉的各个领域的情况。要统筹考虑各个领域的运用,做好整体的规划,协调各项科学的开发利用。并且统筹现有领域的同时积极开拓新的研究领域,使各个学科领域相互促进,最后实现共同发展。 3.2 提高化学工程机械设备研究水平。机械设备是提高一项技术必须具备的,先进的机械设备能为更高水平的技术研究硬件支持。但是相对而言,目前化学工程技术方面的机械设备还比较落后,应该加强研究力度,向世界化学工程技术研究的机械水平靠近。有了这些高科技水平的机械设备,在化学工程技术领域赶超世界水平指日可待。 3.3 做好化学工程技术的教育工作。任何一项技术的发展都不能离开高水平的人才,所以要促进化学工程技术进一步发展需要加强化学工程领域的教育培训工作。不仅需要培养化学工程技术方面的知识,与其相关的学科的教育与培训也要加强。不仅仅培训理论知识,更要加强学生的实践能力,为化学工程技术的发展储备人才。 3.4 积极开拓化学工程技术的应用市场。当今化学工程技术的应用领域已经很广泛,但是如果想要进一步的发展还要积极研究开发新的工艺、新的产品,寻找新的市场。市场是产品开发的动力,有了市场的需求才会带动产品的生产,也就会促进技术水平的提高。 化学工程与技术论文:化学工程技术的热点问题与发展趋势 摘要:随着科学技术的不断向前发展,我国对化学工程技术的研究也不断深入。本文就化学工程领域中一些热点的发展趋势以及相关的技术研究进程,对超临界点化学的反应技术以及分离和传热过程等相关领域进行了分析和研究,认为其研究的重点是在于过程、设备以及研究对象的研究方法。随着研究领域的不断前进和革新,化学工程技术领域的发展将融合多学科,以节约资源注重环境的保护为方向。 关键词:化学工程技术;研究热点;发展趋势 化学工程是一门将一系列化学有关的知识进行深研究的化学或物理过程的知识学科,它还包括对原有化学设备进行改革,以化学思想为基础将理论和实际工程知识糅合。具体工作可包括研发新产品、设计、模拟、操作实验来强化装备等硬件设施。化学工程领域包括范围广泛,其中有机化学、无机化学、石油化工等领域,因此化学工程是国民经济建设从而推动社会进步重要的工程领域。目前化学工程技术的发展方向是逐渐趋向连续化、集约化、自动化、高效化和自动化、精密化。由于化学工程技术被广泛运用到生活领域所以对其的研究是十分有必要的。 1 化学工程技术的新热点 1.1化学超临界反应技术 超临界的化学反应技术是指反应过程中的温度和压力都在临界点之上,这样的状态往往是液体和气体之间。这样形式的存在被广泛运用到生物化工、食品、医药等领域,已经显示出很好的效益,发展前景很好,但近年来的探究和发展阶段仍处于初级,待进一步深入研究。 1.2绿色化学研究技术 绿色化学由于能够有效避免对环境的污染,近年来备受推崇。绿色化学就是指利用化学反应技术来充分利用资源、减少污染物的产生来起到对环境的保护。比如,它可以对产生污染物的相关溶剂和废料进行处理,利用原子技术或高选择性的化学反应生产处对环境有利的产品,这不仅能够增加经济效益而且带来可观的社会效益。 1.3分离技术的新研究 首先,分离技术强调对生产设备的强化,其次是生产技术。总结来说就是将设备更新,将生产率提高的技术都属于化学分离技术的结果。古老的分离技术方法是利用各种材料沸点不同将其分离然后做研究。随着科学技术的发展和各领域研究合作分工改变为分离技术新发展提供了广阔的前景。比如近年来,在力学的传递以及多相流方面,采用信息技术发生分离,还有分子的模拟就很大的提高了预测热力学平衡的水平,对分子的人为设计加速了分离等等。因此进一步研究高效的分离技术有着深远的意义。 2 传热过程新的研究发展方向 2.1传热学中细微尺度的研究进展 细微尺度是指从时间尺度和空间尺度进行更细微的研究的热学范畴,如今它在热学中已经形成了一个分支,具有广阔的发展前景。当一个物体的尺寸远大于其载体时,这样的情况会存在,但是由于尺寸的更加细微,原来的假设影响因素也会发生相应变化。目前纳米技术已经取得显著的成绩,很多领域都是围绕传热学中的细微尺度技术进行研究的,近年来取得了高集成电路、多空介质流等新成果,产生了巨大的经济效益。 2.2传热设备的研究进展 近些年来,利用翘片来强化传热,管外的翘片强化传热原理包括有前缘效应和非稳定性扰动以及减薄边界层等几种。常用的片是冲缝片和百叶窗。将来对此的研究应该将分布参数和场地模拟相结合,来优化传热装置结构的参数,实现管翘式的传热针设计。 2.3与计算机技术的相结合 计算机技术的不断进步是化学中大量的技术问题能够得到有效的解决。同时节约了大量的人力物力财力,也增加了数据和相关机械的精密度。计算机的主要贡献表现在计算流体力学、数值传热力学、采用计算机技术进行统计、计算有利于将数据更直观的表现出来,表现形式更加多样,能够有效分析大量实验数据。 2.4与材料科学和信息工程相结合 科学的进步和新技术的研究涌现就为化学工程的研究提出了新的机遇。如何形成优质的服务体系和完整地理论作为研发支撑成为化学工程面临的问题。所以它必将进入一个新的发展阶段,在发展中应注重与多学科的交叉,更多的研究应该包括信息和化学应用、生物与化学以及能源环境与化学相结合的学科,这都为化学工程的发展提供了新的研究方向。由于信息技术不断深入各个行业,为此通过信息技术可以将大量的信息收集、整理进行数据统计分析,得出的结论可以为化学工程发展研究提供新的方向。 3结语 综上所述,伴随科学技术的发展,专业人员对化学工程研究已经从单一走向研究领域与多学科相结合的多元化方向发展,随着时代的需要,科学技术的发展,新的发展热点的出现,化学工程的发展方向也是多元化的。化学工程技术多元的发展给社会带来的也将是全新的面貌,推动整个社会向前的步伐。 作者简介:刘玉琴,本科学历,白山市浑江区东兴街道办事处,工程师,研究方向:化学工程。 化学工程与技术论文:探究目前化学工程技术的发展情况与优化措施 摘要:随着经济的发展和科技的进步,我国的化学工程技术也到了迅速的发展,我国的化学工程技术虽然起步比较晚,但是发展很快,我们现在的生活已经离不开各种化工产品,化学技术的发展给我们的生产和生活带来了极大的便利。目前,我国的化学工程技术虽然发展很快,但是还存在着技术创新不够,发展粗放,对环境不友好等问题。本文着重探讨目前我国的化学工程技术的发展情况并提出一些相关的优化措施。 关键词:化学工程;发展情况;措施 1引言 化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。 2新型化学工程技术的研究 2.1绿色化学技术 绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的优秀是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。 2.2超临界化学技术 超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。 2.3新的分离技术 在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。 2.4与计算机技术相结合的化学技术 化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。 3化学工程技术发展的优化措施 化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施: 3.1加强化学工程基础应用的研究 化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。 3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造 在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己优秀技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。 3.3加强高校、研究所和企业之间的联系 高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。 3.4加强绿色化学技术的研究 当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。 3.5做好人才工程的建设 21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处于飞速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。 4结束语 现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。 化学工程与技术论文:化学工程技术论文 1关于新型的反应技术研究 从广义的角度来看,所谓的分离强化首先就是要对设备进行不断的强化,然而在对生产的工艺进行强化,进而从整体上来说就是只要能够将设备变小以及能量转化效率提高的技术变为化学的分离技术强化的结果。这样做不仅仅能够更好的有利于可持续发展的理念,同时也是化学分离技术的发展趋势之一。但是,传统的化工分离技术主要是根据沸点的不同,把一些不同组成成分的物质进行分析,然而随着科学技术的不断发展以及对于该项工作的不断研究,进而得出该项技术具有着十分广阔的发展前景,但是在应用的过程中还是存在着很多的问题,主要是这项技术的研究对分子蒸馏的基础理论研究相对来说还是比较少,并且在理论方面也没有能够得到充分的说明。但是随着科学技术的不断发展,分解技术也得到了不断深入的研究,并且也取得了不错的效果,并且也渐渐的把信息技术引入到了分离技术的研究以及开发当中,进而在对热力学以及传递的性质进行的研究,对于分子模拟大大的提高了预测热力学的平衡等,因此在进行研究以及开发的过程中对于分离技术具有着十分深远的意义。 2在热传导过程中的研究进展以及方向 2.1关于微细尺度传热的研究 所谓的微细尺度主要是从空间尺度以及时间尺度微细的研究以及对传热学规律的研究,目前在传热学当中已经是成立了一个分支,并且其发展的前景也是十分的广阔。在物体的特征尺寸要大于载体离子的平均尺寸的时候,就是连续的介质便依然是成立的,然而因为尺度是微细的,并且以前的假设影响因素也将会随着发生着改变,进而将会导致流动以及传热的规律出现一定程度的改变。当前随着纳米以及微米的技术得到了不断的发展,并且已经是受到了人们十分广泛的关注,在很多的领域当中也都在是围绕着微细尺度传热学进行不断的研究,并且已经是在不少的领域当中取得了不错的成果,比如在微型热管以及高集成的电子设备当中。 2.2关于强化传热过程中的研究 对于这项研究主要是从改进换热器的设备方面进行入手的,其研究开始的目的主要是为了能够更好的提高传热的效率,同时也是为了能够改进设备的持续对外放热,对于这项研究的改进主要是包括了传热材料以及生产工艺的改进,同时将传统的设计进度优化等内容。 2.3关于传热的理论研究 在最近的几年来,该项工作的研究人员主要是在滴状冷凝在生产中的应用进行研究,但是一直到目前也没有能够得到实现。其主要的问题便是怎样的获得实现的滴状冷凝,以及如何的是冷凝的表面寿命得到延长。目前其主要的问题就是如何改变冷凝界面的性质,以及怎样才能够将冷凝应用到工业当中进行传染改造。在沸腾传热的过程中,其传热的方式不仅仅在机械以及石油化工行业当中得到了十分广泛的应用,同时也在航天行业当中得到了十分广泛的应用。长期以来人们也一直对于液体出现核态沸腾的主要原因进行着不断的研究。 3结语 目前我国依然是处在社会主义初级的发展阶段,并且不断增加的物质文化需要并不能够得到有效的工艺,并且也将会面领着一些的问题,因此必须要不断的对其进行完善。在我国化学工程当中必须要不断的对人才进行培养,并且要不断的进行创新,以此来希望能够在不久的将来使我国的化学工程学科能够达到国际先进的水平。 作者:陈苗 单位:江西铜业集团(德兴)实业有限公司 化学工程与技术论文:化学工程技术问题探究 1化学工程技术的技术理念与优秀优势分析 化学工程技术简称化工技术,在化学生产领域中有着非常重要的地位。利用化学反应理论技术基础,进行大规模的化学工程生产,从而生产满足化学领域需求的产品。在农业方面,化学工程技术就起到了非常重要的作用。农作物的农药,化肥等都是化学生产的产品。这些产品对于人们的生产与生活都有着非常重要的联系。因此化学工厂成为了市场化学产品的主要生产基地,而化学工程技术也成为了化学生产的技术基础。那么,对于化学工程技术而言,其有着哪些优秀优势呢?化学工程技术的技术理念又是什么呢? 1.1化学工程技术的技术理念分析 化学工程技术是基于化学反应以及化学元素等理论基础进行的大规模的生产性技术,利用先进的设备与反应环境,实现对某种产品的大量批量生产,以此来满足人们对于化学产品的需求。在化学工程技术中,理论基础是必不可少的,但是,在生产的过程中,反应设备等的建筑也非常重要。因此反应设备也有可能是反应物质,因此为了能够追求最高的生产效率,满足人们的生产需求,化学工程技术在技术完善性方面做了非常大改进。在废物处理方面,也有了完善的体制,从而减少了因为化学生产而对环境方面造成的伤害。 1.2化学工程技术的优秀优势分析 化学工程技术以化学反应以及化学元素理论为基础,通过大规模的化学反应来生产市场所需的化学产品。由于在自然界中,很多化学产品不是自然形成的,即便在自然界中存在,其存量也无法满足需求。因此,为了能够满足人们对于某些化学产品的使用。就可以通过化工生产,来进行批量的生产,保证足够的供应。因此,对于化学工程技术而言,其技术优秀可以概括为以下几个方面:第一,完善的技术理论基础;化学反应原理,原子守恒等化学理论技术,成为了化学工程技术的完善的理论基础体系。如果在生产的过程中,对于某一种元素物质产品需求量较大,那么就可以通过化学技术进行实现。例如,在现代社会中,为了能够呼吸到新鲜的空气,很多人开始喜欢吸收纯氧。那么,就可以利用化学理论进行纯净氧气的生成,从而满足人们的需求,当然,这也在一定程度上实现了市场的拓展。第二,高效的生产效率,化学工程技术为化学产品的生产奠定了强大的技术基础,为了满足市场的需求,化学工程技术在高产出,以及高效率等方面做出了非常大的改进,在原料提取以及生产加工的流程方面也有了十足的进步。因此,在技术优势方面,满足了市场化的生产模式。通过化学工程技术的引入,让化学生产领域实现了模式化,一体化以及车间化的生产模式,不仅仅实现了高效的化学生产,更在一定程度上实现了成本压缩等。总之,化学工程技术的优秀优势非常明显,对于市场的发展而言,也有着推动性的作用。 2绿色化工技术在化学生产中的应用 虽然在化学生产领域中,化学工程技术起到了非常重要的作用,也让人们的需求得以满足。但是,由于化学生产过程中,容易产生大量的污染物质或者是废弃物质,在传统的化学生产以及化学工程技术中,并没有完善合理的治理措施。甚至在一些化学工厂中,这些污染物或者废弃物是直接进行无处理排放的。长期以往,对于环境造成的伤害是非常大的。近年来,我国的雾霾以及化学烟雾,癌症村等现象的出现,也就在一定程度上说明了化学生产中出现的问题。因此,为了能够保证化学生产的良性发展,也是为了能够符合当前节能环保技术的理念。绿色化学工程技术开始得以研发,并逐步应用到化学生产领域,从而从根本上改变了化学工程技术的面貌。绿色化学与绿色化学工程技术,是代表未来化学生产的方向性理念。在化学生产的过程中,建立完善的生产体系,尤其是在反应的过程中,杜绝传统的为了结果而不惜代价的生产方式,采用绿色型与节约型的生产方式,在技术方面,也需要不断进行技术改革,尤其是废物处理技术中的一些设计中,要充分体现绿色化学的特点,并能够做到真正意义上的节能减排,废物有效处理。总之,化学生产领域中,绿色化学的理念一定要深入其中,绿色化学工程技术的研发也应该继续,生产需要满足市场,也同样要保证环境的安全。 3结语 本文通过对化学工程技术的优秀技术与理念研究,对于化学工程技术有了深入的认识,虽然在生产效率与成果方面,化学工程技术可以实现较大的飞跃,但是在环境保护以及环保方面,传统的化学工程技术依然会对环境造成较大的影响。因此,为了能够在保证生产效率的同时,更加合理的使用与发展化学工程技术是目前的重点研究项目。因此,绿色化学工程技术也得以产生,并且在化学生产过程中的应用更加广泛,更加高效,也符合未来化学生产的发展,化学生产的后期处理,是需要企业管理人员给予高度重视的。大力推动绿色化学工程技术的创新,不仅仅可以保证化学生产的高效性,也为整个行业的良性发展奠定了基础。 作者:侯海霞 柯杨 王胜壁 单位:安顺学院 贵州省教育厅功能材料与资源化学特色重点实验室 化学工程与技术论文:化学生产中化学工程技术的应用 摘要:随着我国科学技术的不断发展,化学工程技术在化学生产中的应用越来越广泛。化学工程技术作为化学生产中重要的一项技术,不仅能够有效的节约在化学生产中所需要的时间,而且还能够提高化学工程的生产效率。因此,本文通过对化学工程技术的技术概念进行了阐述后,又详细的介绍了超临界流体技术、传热技术以及绿色化学反应技术在化学生产中的应用,并且分析了现如今的化学工程技术存在的问题,同时提出了相应的对策,从而使得化学工程技术在化学生产中能够有更好的发展。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用;分析 在我国,科学技术一直是我们的一项重要的生产技术,随着科技的快速发展,在化学生产过程中也开始广泛的采用化工技术。化学工程技术主要是一项研究化学生产过程中需要采用的相关技术,其主要目的是对化学工程产品进行开发、设计、制造和管理。由于化学工程技术能够有效的提高产品的质量,同时也能够提升化学生产中的工作效率,因此我们对化学工程技术有了更广泛的关注,并不断的将其拓展到化学生产中的各个领域,使得化学工程技术能够发展的更好,进而不断的推进我国的经济发展和科技发展,使我们的生活条件更加优越。 1化学工程技术的技术概念阐述 现如今,化学产品已经成为了人们生活中非常常见的物品,例如药物、食品和日用品,还有农业药物和工厂生产所需的原料等等。因此化学工程技术变成为了一项炙手可热的技术,不断的受到人们的关注。化学工程技术是根据化学理论基础与相关的技术相结合的一项应用于化学生产中的技术,利用化学设备,通过一系列的化学反应进行产品的大量生产。在化学生产的过程中,化学的反应物和设备对于工程的技术要求是非常高的,而化学工程技术的优势就在于能够满足化学反应的要求,进而提高了化学产品的质量。除此之外,化学工程技术还有一项更大的优势就是对废物的处理,这项技术能够尽可能不对环境造成很大的影响,正符合我国当前对生产的要求。 2化学工程技术在化学生产中的应用 2.1超临界流体技术在化学生产中的应用 超临界流体技术主要的内容是,控制一定的温度和压力,使得需要的流体处于液体与气体中间的状态。这种流体的特点集合了气液的优点,它的粘度低与气体相似,它的密度很高与液体相似,这就导致它的扩散能力很强,介于气体和液体之间。同时它还拥有很强的溶解能力和压缩能力。将这种技术应用于化学生产中,通过控制温度与压力,得到超临界流体,利用其拥有的优势来达到节省能耗的目的。现如今,我们将这种技术应用于更过多领域,比如,高分子材料、复合材料、有机物材料和无机物材料。 2.2传热技术在化学生产中的应用 化学工程之中的传热技术主要是分为两方面,一方面是微细尺度传热技术,另一方面是强化传热过程。首先微细尺度传热,是以热对流、热传导、热辐射为主要的内容,从空间尺度和时间尺度微细进行讨论和研究的一项传热技术。这项技术在微米、纳米科学中得到了广泛的应用,并取得了不错的成绩,因此人们更加关注它在化学生产中的应用。强化传热过程,主要的重点是通过调试换热器设备,不断改进生产过程中的传热系数,使其能够有能力不断的对外放热。为了强化传热过程,就要增加冷热流体间的温差,这就必须通过改变换热的面积来提高传热系数,从而来提高传热的效率,使得在化学生产的过程节能减耗。 2.3绿色化学反应技术在化学生产中的应用 通常化学生产的产品一般对我们生活有一些影响的,因此我们就需要采用绿色化学反应来防止化学生产的过程中对环境造成污染,这是从源头来解决污染问题的技术方法。绿色化学只得就是通过使用化学的技术与方法,结合相关的知识来解决化学对人们和环境造成的危害。主要要求就是,化学生产过程中用到的试剂、催化剂、反应原料,和反应完成后的产物与副产物都必须对人类和环境无危害,同时也要保证绿色环保。例如,采用绿色无毒的原料方面,可以将石油原料装换成生物原料。像是在化学产品尼龙的生产过程中,原先采用的是含苯的石油化工原料,我们将可以其原料改换成生物原料,一样也可以制成尼龙,不仅保护了环境,而且也保护了人体收到伤害。除此之外,这项技术在绿色食品生产中也起到了很大的作用,绿色食物是对人体很有益的,在其生产过程中一般禁止使用化学药剂,这样不仅减少了对人体的伤害,同时也减少了对环境的影响。然而生产绿色食品的代价就是成本高,为了可以降低成本又能够有质量,我们可以将化学技术与生物技术相结合,开发基因技术,提高并促进农作物的产量和质量,生物技术与化学反应技术相结合可以在以下过程中充分的利用。 3现今化学工程技术存在的问题 3.1化学工程技术需要进一步的提高 现如今,我国的化学工程技术应用的领域非常更广泛,但是仍存在一些不足。滴状冷凝在工业上的应用仍然不能有很好的表现,因为在获得滴状冷凝后,冷凝的液滴不能够被长久的保存,所以,我们应该在这问题上有进一步的研究,从而来解决这个问题。使得我国的化学工程技术能够有更好的发展,人们能够有更好的生活条件。 3.2化学工程技术的人才匮乏 在化学工程中存在的另一个严重的问题就是技术人才问题,只有用化学专业技术强的人才,才能够更好的提高化学生产的质量。而我国现在就存在这样的问题,化学领域的工作人员的普遍的技术能力和专业能力不强,主要是由于我国的教育体制问题,当代的大学生理论要点掌握很好,但实际操作方面却严重的匮乏,这就导致技术型人才的缺乏,从而影响了化学工程技术的进步。 4对化学工程技术的发展提出对策 4.1不断提升化学工程技术 随着我国的科技不断的发展,化学工程技术也会越来越进步,我们应该不断的更新技术,以此来适应社会科技的发展。应该在巩固传统的化学技术的同时不断的添加新型技术,并抛弃不利的部分,从而实现化学工程技术有更好的发展。 4.2培养化学技术人才 人才的重要性是我们有目共睹的,化学技术人才对于化学工程的发展有着至关重要的作用。因此为了化学工程技术能够有更好的发展,我们重点培养化学技术人才,化学生产企业可以通过与相关专业的院校进行合作,让专业对口的大学生能够有机会到生产工厂进行相关的实习操作,从而来培养理论知识牢固并且有一定的操作能力的技术人才来工作。 5结语 化学工程技术在化学生产过程中的应用广泛,它不仅促进了社会经济的发展,更是提高了人们的生活水平,通过技术和人才的不断涌进,我国的化学工程技术会有更好的发展。 作者:桂腾刚 单位:云南巨星安全技术有限公司 化学工程与技术论文:绿色化学工程技术的应用分析 摘要:结合在化学工程生产中使用绿色化学工程的意义,探讨绿色化学工程技术在化学工程中的应用。 关键词:绿色化学工程技术;意义;应用 近几年来,随着化工技术的不断发展,化学工程取得了重要的进步,但与此同时也产生了很严重的环境污染问题,进而使得化学学科的发展受到了一定的限制作用。为了很好地改善污染的问题,越来越多的人开始采用绿色化学工程技术,绿色化学工程技术的应用不仅减少了温室气体的排放,更有利于生态环境的优化,最重要的是,很好地推动了我国经济的发展与进步。由此可见,探讨绿色化学工程技术应用的具有重要意义[1]。 1应用绿色化学工程技术的意义 1.1有效减少温室气体的排放 近几年来,随着国民经济条件的改善,越来越多的人都拥有了私家车,马路上车的数量越来越多,车辆增加,车尾气的排放量自然增加,空气污染变得严重,进而产生了大量的温室气体,导致气候变暖、冰川融化,还会引发臭氧空洞,造成气候异常,进而使得我国的生活环境变得越来越差。而近几年来,绿色化学科技的一项重点研究内容就是将对生态环境没有污染的一些能源转化为可利用的资源。如太阳能、风能、生物能以及地热等。首先,这些新能源的使用可以节省现有的能源的消耗,其次,这些能源的使用可以减轻一定的费用,最重要的是,可以减少空气中温室气体的排放,进而起到保护环境的作用[2]。 1.2推动国民经济的可持续发展 经济的发展是无限的,但是自然资源是有限的。倘若一味地开采以及使用自然资源,那么便会出现自然资源匮乏的现象,“物以稀为贵”,自然资源枯竭,资源的价格自然会上涨,导致经济的发展受到一定的抑制作用。另外,随着化工污染的加剧,化工产业的发展也逐渐受到了影响,且部分产业的进出口也受到影响,进而导致国民经济得不到提升,发展受到抑制。 2绿色化学工程技术的应用探讨 2.1在海水淡化的过程中应用绿色化学工程 水是人类社会活动的起源,也是人类生活的基本,没有水,人类将很难生存,由此可见,水对于人类的生存的重要性,但是近几年来,随着工业污染的加重以及农业生产的发展,我国的水资源呈现严重匮乏的现象,为了得到很多的水资源,我们开始采取淡化海水的措施,而绿色化学工程技术在淡化海水的过程中扮演了很重要的角色。所谓的淡化海水,主要指的就是去除海水中的盐水,得到淡水,传统的环境下,很多人采用通过酸碱换去除盐水,得到淡水的方法,这种方法虽然也可以实现海水的淡化,但是同样会带来另一种污染,进而使得环境污染情况加剧[3]。 2.2绿色化学工程技术在涂料生产中的应用 在中国,除了汽车尾气的排放会严重污染空气以外,涂料的制作也会产生很多污染,进而给环境带来一定的影响。另外,在制作涂料的过程中,也会产生很多的废料,这些废料流入水中,一样会给水带来污染,且这些水一旦被人们所使用,将会引发很严重的后果,轻者产生健康问题,重者可能直接引发癌症。绿色科技逐渐应用于许多工厂进行开发绿色产品。通过对工艺设备进行改造和优化,降低VOC,优化配置、清洁生产、使得污染最大限度降低。随着无机矿物涂料、固体涂料、乳胶漆等绿色涂料的诞生,涂料生产正向着科技含量高、无毒无污染、产品更优的方向发展[4]。 3结束语 综上所述,我们可以发现,绿色化学工程技术的使用不仅可以降低空气中温室气体的排放,还可以促进经济的提升,希望在与之对应的一系列的生产措施的建议下,无论是海水的淡化还是涂料的生产都能够得到有效地改变,降低对环境的污染,提升对于绿色化学工程技术的有效利用,促进我国化学工程技术的可持续发展。 作者:郝怡森 郭继录 施林峰 单位:沈阳理工大学 化学工程与技术论文:化学工程技术在化学生产中的应用 摘要:在科技的推动下,化学工程技术应用范围不断扩展。作为化学生产中的重要技术类型,化学工程技术的应用下,有效节约化学生产时间,提升化学生产的效率。也就是说,化学工程技术的发展为化学生产带来了巨大的推动。本文介绍了化学工程技术在化学生产中的应用价值,系统探讨了化学工程技术在化学生产中的几种具体应用。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用 在化学生产中,涉及较多类型的化学工程技术,同时,随着工程技术的不断创新,为推动化学生产的顺利进行提供保障,尤其是在提升化学生产效率方面效果突出,满足更加多样化的要求,彰显化学工程技术的应用价值,极具发展潜力。 1对化学工程技术概念的阐述 化学工程技术结合化学理论与相关技术,实现与化学生产的结合。在化学设备的应用下,借助化学反应,生产大量化学产品。在化学生产过程中,对工程技术影响较大的因素是化学反应物与设备,化学工程技术的优势就是满足化学反应的要求,切实提升化学产品的质量。另外,化学工程技术对于废物处理具有突出作用,降低对环境的不良影响,与当前社会生产的要求相契合。 2全面分析化学生产中化学工程技术的应用价值 对于化学工程技术而言,就是化学技术,具有广泛的应用范围,主要是发挥各种不同化学元素的性能以及化学反应,实现对生产流程的有效构建,切实提升化学生产效率,增强其自身价值,不断提升化学生产水平。 2.1拥有完善的技术理论 立足化学工程技术的应用,其突出特点是具有健全和完善的技术理论系统,这也是化学工程技术得以发挥价值的重要前提。通过对其应用理论进行分析,涉及各类化学物质的具体特性以及物质之间的反应,将其应用在化学生产中,发挥指导性的作用,充分发挥其作用和价值。 2.2切实提升化学生产效率 将化学工程技术应用在化学生产中,有利于生产效率的提升。这种结果主要借助化学工程技术的升级和创新来实现,对化学生产模式进行优化,反馈生产流程,有效提升化学生产效率和水平,在根本上加快化学生产以及行业的发展。 2.3化学生产类型更具丰富化与多元化 随着社会的不断发展,化学生产的产品更更加多样化,为了更好地适应社会需求,增加化学产品的类型,需要发挥化学工程技术的作用,立足其基本原理,深入分析各种化学反应,重视实理论到实践,提升化学生产的多元化程度,丰富产品类型,满足整个社会的实际需求。 3系统介绍化学工程技术在化学生产中的应用 3.1对绿色化学工程技术应用的介绍 立足当前化学工程技术在化学生产中的应用状态,要积极推广绿色化学工程技术。具体讲,立足化学原材料的选择以及化学反应,进行有效控制,选择绿色、环保和无污染的化学物质,有效降低污染程度。一旦化学生产中产生污染,要采取更加科学的处理方式,应用绿化手段,切实提升生产绿色化效果。另外,对于绿色化学技术的应用,实现对化学生产垃圾的合理回收,提升回收率,促使整个过程更加高效,避免浪费现象的发生。 3.2对新型分离技术的介绍 分离技术在化学生产中的应用较多,主要是针对有分离提纯要求的物质。运用化学工程技术,对分离技术进行优化。新型分离技术的应用,能够满足当前分离方式和效率的需求,发挥信息技术的优势,实现化学生产的高效性。 3.3对超临界化学反应技术的介绍 对于超临界化学反应技术,主要是发挥超临界流通的作用,充当媒介,参与化学生产,降低整个化学生产过程中的粘度,提升扩散系数,生产效率得到提升,极具推广价值。 3.4对传热技术在化学生产中应用的介绍 对于化学工程中的传热技术,主要分为两个层面,即细尺度传热技术和强化传热过程。在细尺度传热中,主要内容是以热对流、热传导以及热辐射,立足空间和时间的尺度进行传热技术的探讨。这一技术主要应用领域为纳米和微米,成果显著,在化学生产中的应用备受关注。强化传热的重点是进行调试换热器设备,对传热系数进行不断改进,保证实现更好地对外传热。对于传热过程的强化,促使冷热流体之间的温差被扩大,借助换热面积来提升传热系数,促使传热效率得以大幅增强,满足化学生节能的需求。 4如何推推动化学工程技术的发展 4.1注重技术更新 随着科技的发展,化学工程技术处于不断更新和发展中,因此,要在对传统化学工程技术进行优化的同时,积极研发新技术,拓宽技术领域。 4.2重视化学技术人才的培养 化学技术人才的培养对于化学工程技术的发展意义重大。为此,为了更好地发展化学工程技术,要重视人才培养,开展校企合作,扩展理论知识的同时,提升实践操作能力。 5结语 综上,立足生产效率和成果,化学工程技术在化学生产中的应用极具价值,尤其是绿色化学工程技术、分离技术以及超临界化学反应技术中,意义重大。为此,要合理应用化学工程技术,重视人才培养,强化理论知识的扩展以及实践能力的增强,在根本上更好地发挥化学工程技术在化学生产中的作用,实现二者有效融合,推动其共同进步。 作者:祝诗萌 单位:荆楚理工学院 化学工程与技术论文:化学生产中化学工程技术的应用 摘要:化学工程技术是一种用于研究化学产品的管理、制造、设计和开发的综合性技术,在化学生产中通过应用各种化学工程技术,可以有效提高化学生产质量和生产效率,加强化学工程技术在化学生产中的应用研究,推动化学生产行业的快速发展。本文分析了化学生产中化学工程技术的应用,阐述了化学工程技术在化学生产中的应用发展建议,以供参考。 关键词:化学工程技术;化学生产;有效应用 化学工业一直是推动我国国民经济发展的支柱产业,在化学生产中通过不断创新和优化化学工程技术,降低能源和原材料消耗,保障产品质量,提高化学生产效率,所以化学工程技术在化学生产中的应用具有非常重要的现实意义,在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究,进一步提高化学生产效益。 1化学生产中化学工程技术的应用 1.1超临界流体技术 超临界流体是一种处于气态和液体之间状态、压力和温度都位于临界点周围的液体,其具有液体和气体的双重特性,具有气体的压缩性和高扩散能力,又具有液体的良好溶解能力,其粘度几乎等于气体,密度几乎等于液体,其扩散性能处于气体和液体之间。在化学生产中运用超临界流体技术,运用超临界流体的特性,改变化学反应特征,优化传热系数和传质系数,合理控制压力和温度,可以有效降低化学生产的能耗。另外,超临界液体技术在加工无机物材料、复合材料、高分子材料中发挥着重要作用,最常见的技术方法包括以下几种:其一,抗溶剂法,在制备超临界流体有机物和爆炸性物质时主要应用抗溶剂法;其二,压缩抗溶剂法,这种方法主要用于加工微球类或者微孔类物质,在聚合物和药物分子共沉中应用广泛,技术方法比较简单成熟;其三,快速膨胀法,用于制备固体颗粒状化学产品。超临界技术不仅应用在材料制备方面,而且还被广泛地莹莹在化学分析中,例如,色谱技术和超临界技术的相互结合,和气象色谱相比,这种色谱研究方法更加准确、高效,并且超临界液体色谱比液相色谱更加准确。 1.2传热技术 近年来,相关研究人员对于强化传热和微细尺度传热的研究越来越多,在传热学中微细尺度传热是一个独立的专业学科,其主要探索和研究时间尺度、空间尺度的传热学规律,重点包含微重力传热传质、相变传热、热辐射、热传导。对流传热等内容。当前,我国的传热技术研究主要是集中在数值模拟、实验研究和机理研究三方面。在化学生产中应用传热技术,可以通过改进和优化换热器设备,有效提升换热的持续放热能力和传热效率,从而提高化学生产水平。并且微细尺度传热和强化传热技术在微型热管、集成电子设备、微米、纳米等领域中应用广泛,相关技术成果已经比较成熟,对于化学工业应加强传热技术和化学生产的配合研究,充分发挥传热技术的应用优势,有效提高化学生产效率。 1.3绿色化学反应技术 在绿色食品生产中绿色化学反应技术发挥着非常重要的作用,当前我国积极倡导可持续发展和节能减排理念,人们的绿色生态环保意识越来越高,绿色食品主要是指绿色没有受到污染侵害的食品,这种食品最主要的特点是营养价值高、品质优良、卫生安全指标高,是未来发展过程中的新兴产业。绿色食品加工生产过程中对于化肥和农药的使用量有着严格限制,而且还需要提高农作物产量,保障食品营养价值,降低成本,所以绿色产品生产经常面临量和质的矛盾。现代化生物化学通过充分利用基因工程技术和绿色化学反应技术,保障食品安全,增加农作物产量,确保食品营养。具体应用如下:其一,在农作物生长过程中,运用生物化学技术,减少污染农作物和污染环境的氮肥使用量,运用固氨来替代氮肥,通过应用生物化学技术,不需要施加氮肥,也可以保障农作物的正常生长发育,不仅节约了种植成本,而且有效提高了农作物的质量和产量;其二,当农作物出现病虫害时,运用生物化学技术,特别是基因工程技术,在主要农作物上转移各种病虫害基因,减少化学杀虫剂使用量,提高农作物产量,提高抗病虫害能力。 2化学工程技术在化学生产中的应用发展建议 2.1培养化学技术人才 化学技术人员对于推动化学工程技术的发展有着重要意义,因此我国应重视化学技术人才的培养,不仅要加强理论知识学习,还应强化钻研创新精神,积累丰富的实践经验,全面提高化学工程技术科研水平和综合素质。 2.2进一步提高化学工程技术水平 我国化学工程技术面临着滴状冷凝的难题,在未来发展过程中应加大对化学工程技术的研究,重点解决这个问题,推动传热技术在航空航天、石油化工、动力、机械等领域的应用,进一步提高化学工程技术水平。 3结语 在化学生产中应用化学工程技术有助于促进化学工业的快速发展,应积极优化各种化学工程技术应用,培养大量化学工程技术人才,提高经济效益和社会效益。 作者:于振永 单位:唐山中浩化工有限公司 化学工程与技术论文:化学工程技术在化学生产中的应用 摘要:化学工程技术是现代化最具影响力的技术手段之一,它有助于满足人们日益增高的需求,更好的融入资本市场,实现多种技术的结合。近年来,化学工程技术出现了新的变革,在生产中的作用也愈加凸显。本文就结合我国化学工程技术的优秀理念和技术形式,讨论它的实际应用与推广,从而为人们提供重要的参考。 关键词:化学工程技术;化学生产;应用发展 化学工程技术又被称为化工技术,在化学应用与研究领域占据着十分重要的地位,通过科学的技术使用能够大规模的进行化工生产,并与农业、工业等行业结合起来,使其向纵深方向发展。当然,在实际应用领域,化学工程技术的优势还无法凸显出来,无法实现大规模的应用。本文就结合我国化学工程技术的使用状况和技术发展趋势,做好研究与讨论,促进技术的合理推广。 1新型化学工程技术的研究与应用 1.1超临界化学反应技术 所谓的超临界液体,是当温度与压力都处于临界点状态时,物体状态介于液体与气体之间的一种形式,它具有双重性质。它不仅能够应用在化学工业、食品工业与生物技术之中,还能够在医学领域推广开来,彰显出巨大的魅力和发展前景。目前,我国有关超临界化学反应技术的应用还不够广泛,环境保护等领域都没有应用到超临界水氧化方法,技术发展的不够成熟。 1.2新的分离技术 新分离技术是化学工程技术在生产中应用的主要方法,从广义上来说,分离能够对设备起到强化作用,使设备的体积减小,转化能量,对可持续发展做出贡献。然而,传统的分离技术还不够先进,只是利用沸点不同的原来,将组分之间的不同分离开来。由于技术水平的提高和现代化化学工艺的进步,这种固有的技术方式明显不适应生产需求,无法突出应用的广阔前景。针对这样的现象,化学工程技术必须加入信息技术的作用优势,将热力学、多相流等方法都纳入其中,加速分离效率,提升工作效率。 1.3绿色化学反应技术 绿色化学是一种环保的技术手段,它不会造成环境的污染,能够更好的白虎环境化学工程。简单来说,这种化学工程技术需要利用新的原理,消除对人体有伤害的原料与溶剂,从源头消除化学污染,彻底的摆脱不良生产技术。另外,绿色化学还包含原子经济与高选择的特性,生产出对环境有利的材料,做到循环生产。 2传热过程中新的研究方向 第一,微细尺度传热学进展。从时间与空间两个尺度展开微细探讨,找到传热学的规律被成为微细尺度,它的发展前景非常广阔,高集成电子设备、微型热管以及多空介质都利用该原理取得了丰硕的成果。第二,强化传热过程的进展。坚持改进换热器的形式是传热过程研究的主要方向,它有助于提升传热的效率,保证设备持续的对外进行放热。这种技术手段包括很多新发明,与传热材料、生产工艺息息相关,可以优化过去的设计。第三,传热理论的进展。致力于滴状冷凝在工业生产上的应用是目前传热研究者一直都研究的领域,但是其中的很多不足逐渐暴露了出来,如何获得与实现滴状冷凝,并延长它的使用时间,就成为了问题需要解决的关键。对此,必须改变冷凝界面的性质,在工业中应用滴状冷凝技术。现如今,人们都在研究发生核态沸腾的原因,希望开展深入的研究。只是具体的计算方法还存一些不足,加热器表面会受到水沸腾时产生的气泡的影响,理论的研究还缺乏大量的实验基础,沸腾传热计算公式也不够准确。对此,研究者必须从新的角度探究问题,提出新的计算方法,将数学原理集中应用起来。 3化学工程学科未来发展的动态 化学工程技术及其生产应用随着技术的创新不断涌现,通过技术的推广更是得到了普及。与此同时,它也带来了巨大的问题,如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务,并不断形成新的、完整的理论,就成为了科学研究需要关注的焦点。针对这样的现象,学科的研究必须关注新的动态,注重学科之间的交叉与区别,对各类材料中包含的信息进行探索,分析它与化学、生物化学以及环境化学和能源化学的关系,为化学工程提供新的发展方向,促进化学生产能力的提高,实现技术的大范围推广。 结束语 总而言之,随着社会现代化建设的迅猛发展以及科学技术的推广和应用化学工程技术在化学生产中的重要性不言而喻。它不仅有助于提高化学生产的质量和效率,还有利于为生产工程创造良好的环境,坚持环保理念。本文通过对化学工程技术优秀理念的研究,能够帮助我们分析出目前化学生产应用存在的不足。对此,生产工作必须加强后期处理,坚持创新,推动绿色化学工程的发展,从而为全行业的进步奠定坚实的基础。 作者:翟兴吾 单位:福建天辰耀隆新材料有限公司
摘要:植物甾醇是一种新型的功能性饲料,是一种以环戊二烯菲为骨架的3-羟基化合物,是一种具有胆固醇结构的活性物质。植物甾醇以游离态、酯化态和糖苷的形式存在于植物细胞膜中。植物甾醇可以降低胆固醇,是一种抗氧化剂,可预防心血管疾病。在动物生产中,植物甾醇可以促进动物和家禽的生长,提高动物产品的质量。该文简要介绍植物甾醇的性质、来源、提取,以及植物甾醇的生物学功能,如胆固醇代谢、抗氧化、激素功能、抗癌功能、免疫调节功能、抗炎作用和生长调节功能,综述植物甾醇在动物生产中的应用。关键词:植物甾醇;生物学功能;动物生产 引言:生物组织中含有大量的植物甾醇,其起到重要的生理功能。植物细胞膜和动物细胞膜内含有甾体化合物,所以在动物和植物的细胞膜含有植物甾醇。自20世纪50年代之后,开展大量动物临床试验研究,结果发现植物甾醇及其相关制剂对于心血管疾病、高胆固醇血症等具有良好的预防和治疗作用,并显示出较高的安全性。迄今已经研发出含有植物甾醇的功能性食品。 1植物甾醇的性质 1.1植物甾醇的来源 植物甾醇是一种含有活性成分的甾体化合物,在植物油、植物种子、坚果、水果和其他植物食品都存在植物甾醇,但是其存在形式不同,常见的有甾醇酯、甾醇糖苷、游离甾醇、酰化甾醇糖苷等,所以植物甾醇是植物细胞的关键组成。高纯度的植物甾醇呈固体、白色、无味,大多为粉末和片状,可以在有机溶剂中溶解,不溶于水、酸或碱。植物甾醇的热稳定性良好,熔点超过100℃,最高温度为215℃。植物甾醇主要包括豆甾醇、菜油甾醇、β-谷甾醇、谷甾烷醇等。而β-谷甾醇是植物甾醇的主要成分,占总量60%~90%。植物中的植物甾醇含量大约是总油的0.4%。人们的日常饮食中可以摄入一定量的植物甾醇,亚洲国家中,每人摄入大概400mg/d的植物甾醇;而欧洲国家通过饮食大概会摄入150~400mg/d的植物甾醇。 1.2植物甾醇的结构 植物甾醇含有1,2-环戊烷并菲甾核,具有不同程度的水合作用,属于四环三萜类天然产物。但是植物甾醇C-24位点连存在甲基或乙基,如菜油甾醇、豆甾醇、菜籽甾醇、β-谷甾醇等。其中,豆甾醇、菜籽甾醇等部分植物甾醇C-22位点为双键。正是因为侧链结构的细微变化,植物甾醇在动物和人类生活中表现出生物学和药理作用。植物甾醇的活性基团为C-3位羟基。因为酸性介质、代谢酶的作用,在人体摄入植物甾醇之后,其将会和脂肪酸、葡萄糖、磷脂及其他底物产生反应,会出现各种生物活性物质,与胆固醇衍生物类似。C-3位羟基结构、C-24位基团的空间位阻效应,使得植物甾醇的胆固醇吸收能力显著下降,加强脂肪的分解代谢速度。C-24位叔碳的抗氧化能力显著,可直接猝灭活性氧簇,阻断不饱和脂肪酸过氧化的链式反应,确保基体的氧化还原平衡,缓解多种慢性疾病的发展。 1.3植物甾醇的吸收 动物是通过食物来获取植物甾醇,因为其体内无法合成。动物对于植物甾醇的吸收类似于胆固醇吸收,但是食物中的植物固醇吸收率平均约为5%,相对较低,而胆固醇的吸收率显著高于植物甾醇。一般状态下,每人每天的植物甾醇摄入量为160~360mg,而血清内的植物甾醇浓度为3~17mg/L。不同类型的植物甾醇存在不同的吸收率[1]。甾醇油菜吸收率最高,其次是β-谷甾醇,吸收率最低的是豆甾醇。C-24侧链中C原子数在增加的同时,豆甾醇吸收率会逐渐降低。植物甾醇在体内的吸收与其化学形式的变化之间具有直接关系,例如β-谷甾醇α当双结合位置转换为谷甾醇时,吸收率下降;菜油甾醇的双键饱和之后,增加吸收率。植物甾醇在改性之后,可以显著提升水溶性,促进酯化,显著提高动物对植物甾醇的吸收率。 1.4植物甾醇的代谢 肠道吸收植物甾醇后,血液脂蛋白会将其输送到全身,并分布在全身中。健康成人的全天饮食中,血清植物甾醇水平仅为7~24mmol/L,但是随着植物甾醇摄入量的增加,血清中的植物甾醇含量会成倍增加。肾上腺、卵巢、动物肝脏、睾丸和其他器官中,存在着较高含量的植物甾醇,植物甾醇可作为体内甾醇激素的前体。人类或大鼠的植物甾醇可以用来产生皮质醇、性激素。部分动物的体内甾醇可以转化成胆固醇,如昆虫、虾等,合成甾醇激素。未被代谢或吸收的植物甾醇会成为一系列从体内释放的代谢产物。 2植物甾醇的生理功能 2.1对胆固醇代谢的影响 20世纪50年代,人们发现饮食中摄入的植物甾醇越多,胆固醇吸收率越低,血清胆固醇水平越低。近年来,降低胆固醇功能的植物甾醇再次引起人们的兴趣。许多动物和人类的经验表明,补充植物甾醇、甾烷醇等可以降低低密度胆固醇(LDL-C)与总胆固醇(TC)。这种降低血液胆固醇的作用不仅与抑制肠道对胆固醇的吸收有关,还与肝脏或肠道中植物甾醇的胆固醇代谢的其他方面有关。植物甾醇和甾烷醇对降低血液胆固醇的作用已被公认,但其机制尚不清楚[2]。不同的科学家提出许多不同的机制。根据上述胆固醇和植物甾醇的吸收和代谢机制,可以从3个层面总结植物甾醇对于胃肠道胆固醇吸收存在的影响:对于胃肠、十二指肠物理化学作用:植物甾醇和胆固醇形成混合结晶,竞争乳糜颗粒中的空间;在吸收点位中的作用,抑制胰腺胆固醇酶;细胞内外流:竞争胆固醇跨膜转运体,抑制ACAT活性,组装乳糜微粒。 2.2对血浆脂蛋白的影响 研究表明,当人造黄油中添加一定量的植物甾醇(或甾烷醇)时,在食用一定时间后,LDL胆固醇的降低和安慰剂组之间存在显著差异,植物甾醇2g/d的效果最好。经过多项研究证明,甾烷醇对LDL-C水平降低的平均数为10.1%,而甾醇的LDL-C降低9.7%,这意味着甾烷醇抑制低密度脂蛋白,可以使其水平得到有效下降。另一项实验表明,高胆固醇患者在经过治疗后(甾烷醇1.8g/d)可将LDL-C降低8.5%;用1.6g/d甾醇治疗1年后,LDL-C下降5.9%[3]。 2.3抗氧化作用 在畜牧业中,氧化应激会下降动物的质量和生产效率,动物还会出现许多疾病。动物如果处于应激状态,会产生比其所能清除能力更多的自由基。自由基过量会对身体产生不可逆的氧化损伤。摄入外源性抗氧化剂可以将体内的自由基含量减少,避免脂质过氧化,帮助身体对抗许多种疾病。动物体内的主要抗氧化酶是过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化物酶歧化酶(SOD)。其抗氧化活性和人体清除自由基的能力为正相关。有专家研究发现,植物甾醇的抗氧化作用可能因为选择性提高体内抗氧化内活性[4]。植物甾醇的抗氧化功能在分子侧链中存在亚乙基。 2.4免疫抗炎作用 β-谷甾醇及糖苷对淋巴细胞增殖可能产生刺激。Bouic[5]在1996年开展一项实验,对马拉松长跑运动员采用β-谷甾醇及其糖苷混合物。经过一段时间后发现,试验组血清白介素6(IL-6)浓度下降,CD3和CD4细胞数量增加。血液白细胞总数比较,试验组要比对照组人员低。意味着在结束比赛和训练后,运动员的免疫抑制降低,感染的可能性降低,这表明植物甾醇具有免疫调节功能。植物甾醇可以起到抗炎效果,原炎症细胞因子包括IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、反应蛋白C。许多实验表明,β-谷甾醇具有与强的松、氢化可的松类似的抗炎作用;豆兹醇虽然具有抗炎作用,但是却没有与可的松类类似的副作用。 2.5调节性激素分泌 植物甾醇的浓度过高会影响生物繁殖。有研究发现当前的鳕鱼产卵期延迟,原因在于该海域的谷甾醇、二噁英以及其他激素化合物增加。冯子懿等[6]通过开展鱼类的植物甾醇水浴暴露试验,发现植物甾醇浓度在增加的同时,鱼类的肝脏重量、性腺重量受到抑制。植物甾醇浓度合理,对生物繁殖则具有积极作用。 3植物甾醇在动物生产中的应用 3.1在猪生产中的应用 植物甾醇的激素效应对动物生长可以起到一定促进效果。有专家证明,饲料中添加植物甾醇150mg/kg可以增加断奶仔猪后的平均每日摄入量(ADFI),但对平均日增重(ADG)和饲料转化率(FCR)没有显著影响。有专家添加不同剂量的植物甾醇(0、50、100、150mg/kg和200mg/kg),初始重量为50kg,以监测其对最终猪生长效率和肉质的影响。结果表明,添加150mg/kg或200mg/kg植物甾醇后,成年猪ADG和ADFI增加,增长肌肉大理石纹的概率随之增加。肌肉大理石纹是反映猪肌肉纤维中的脂肪分布的指标,关系到肉类口感。扶国才等[7]使用植物甾醇25mg/kg应用在种猪中,开展60d的营养干预。结果表明,种猪的ADG出现显著提高,FCR下降,瘦肉率出现上升。也有人在猪饲料中添加15mg/kg和30mg/kg植物甾醇。饲喂56d后,与对照组相比,植物甾醇组ADG提高12.16%,FCR降低2.56%。程业飞等[8]表示,在比较60kg仔猪使用常规植物甾醇和乳化植物甾醇的效果时,同样是30mg/kg剂量,并无显著差异,不会对猪生长产生影响,但是可以在不同程度上提高表观干物质、粗蛋白质的消化率、有机物,还可以调节蛋白质、血液中的脂质代谢。比较最终猪粗脂肪的表观消化率,发现乳化植物甾醇要比普通植物甾醇的消化率更好。动物吸收植物甾醇的效率非常低,经过乳化处理能够提高猪肠道的植物甾醇吸收率。 3.2在肉鸡生产中的应用 对于肉鸡日粮分别添加植物甾醇10、20和40mg/kg,一段时间后发现肉鸡的总氧化物歧化酶(SOD)活性提高12.05%、6.16%和8.43%,20mg/kg添加组的肉鸡体重平均日增重4.26%。在817只肉鸡的基础日粮中添加5%植物甾醇,肉鸡的平均最终体重和平均日增重均显著增加,存活率也得到提升[9]。在肉鸡的基础饮食中增加植物甾醇200g/t,经过一段时间的观察后发现,鸡的平均日增重、平均体重、超氧化物歧化酶活性、高密度胆固醇水平也会相应增加。而添加5、10和20mg/kg植物甾醇在肉鸡的日粮中,各项指标并未出现明显变化。 3.3在牛生产中的应用 在奶牛日粮中添加3~5g植物甾醇,可以提高产奶量、乳蛋白率、非脂乳固体率,还能够延缓泌乳中期产奶量的下降。泌乳晚期营养过剩的奶牛会因为肥胖症、高胆固醇血症等疾病,出现肝脏氧化损伤,养殖风险增加,经济效益下降。将200mg/d的植物甾醇添加到奶牛的日常饮食中,可以提高产奶量,提高奶牛的抗氧化能力,降低血液胆固醇的发生率。 3.4在肉鸭生产中的应用 将不同水平(10、20、40mg/kg和80mg/kg)的植物甾醇添加到肉芽的日粮中,不会影响肉鸭的生长质量,但是能够降低肉鸭血清中的TC和LDL-C,最佳添加剂量为20mg/kg。在10mg/kg时,植物甾醇也能够提高鸭的脂肪含量,所以植物甾醇对动物体内的脂肪再分配可能存在影响。植物甾醇可以降低血浆LDL-C,调节肝脏内源性胆固醇的合成代谢,增加肝脏和血浆中的总过氧化物歧化酶活性,促进鸭抗氧化能力的提升。吴萍等[10]对于分别分析普通和乳化植物甾醇对鸭肌肉生长、脂肪沉积和肌肉质量的影响。结果表明,2种植物甾醇分别能显著降低1~21日龄和42日龄鸭的FCR含量和TC含量。普通植物甾醇的添加在一定程度上改善肉鸭的品质。 4总结 在日粮中添加植物甾醇不仅可以降低胆固醇,提高瘦肉率,改善瘦肉品质,还可以提高动物的生产性能和经济效益。但是植物甾醇还存在吸收率低、作用机理不明确、应用不全面等问题,需要进行进一步研究,让这一新型饲料添加剂为畜牧饲料提供更好的效果。 参考文献 [1] 赵鑫,姜文.植物甾醇的生物学功能及在育肥猪生产中的应用[J].今日养猪业,2018(2):93-95. [2] 王恬.植物甾醇的性质、功能及其在动物生产上的应用[J].饲料工业,2018,39(20):1-10. [3] 赵曼,孔珂昕,薛露,等.植物甾醇及其衍生物的生物合成途径研究进展[J].中草药,2022,53(18):5884-5898. [4] 李欣,成细瑶,彭飞,等.工业分枝杆菌植物甾醇转化途径及菌种改造研究进展[J].工业微生物,2021,51(1):50-56. [6] 冯子懿,侯丽萍,郑果,等.谷甾醇对斑马鱼生长发育和生殖的影响[J].湖南农业科学,2017(2):74-79. [7] 扶国才,罗有文,王恬,等.植物甾醇对生长猪生产性能和胴体品质的影响[J].畜牧与兽医,2009,41(10):45-47. [8] 程业飞,胡琴,王春梅,等.普通和乳化植物甾醇对育肥猪生长性能、血清生化指标和养分消化率的影响[J].中国粮油学报,2017,32(4):98-102. [9] 许栋,李景军,林丽秀,等.植物甾醇对猪生产性能、免疫指标及不同组织Wnt1基因表达的影响[J].饲料研究,2021,44(17):14-17. [10]吴萍,陈跃平,温超,等.不同类型植物甾醇对肉鸭生长及肌肉品质的影响[J].中国粮油学报,2012,27(1):75-79 作者:文静 陈海伟 袁鸣 田慧敏 赵冰 萨如拉 单位:赤峰学院化学与生命科学学院
化工技术论文:高职应用化工技术论文 一高职应用化工技术专业实践教学基地建设 2010年3月“应用化工技术专业实践教学体系研究”的课题立项,截至2013年底,按照课题研究目标,先后在通辽地区多家大中型企业建立了校外实践教学基地,校外实践教学基地由开展此项课题之前的2家增加到了10家。已与我系签约承担学生见习、实训、顶岗实习的校外实践教学基地有:通辽市谷道粮源农产品有限责任公司、通辽市通华蓖麻化工有限责任公司、内蒙古玉王生物科技有限公司、通辽梅花生物科技有限公司、通辽金煤化工有限公司、内蒙古蒙牛集团通辽分公司;未签约的校外实践教学基地有:内蒙古蒙古王酒业有限公司、内蒙古利牛生物化工有限责任公司、内蒙古塞外狼酒业集团、杨氏调味品厂等企业。校外实践基地,主要采取校企合作的实践教学模式。要让学生在企业实习和顶岗实习过程中,能直接参与企业生产、管理的各个环节,了解现代化工企业的特点,进一步增强就业竞争力,就必须逐步建立和完善校企双向推动、产学密切结合的管理运行机制,将理论优势和科研优势渗透到企业之中,力争做到“双赢”。并根据企业的改革趋势优化实践教学的组织管理,改革以往企业被动地接受学生实习的局面,使校外实践教学能真正收到实效。 3.实践教学基地建设的制度保障 在实践教学体系运行及实施实践教学过程中,始终将建立与之配套的政策和运行机制作为一项重要工作来对待,先后制订并实施了一系列管理政策和办法,出台了一系列规章制度和措施,保障实践教学的可靠进行,先后出台了《实验室设置办法》《实验室工作条例》《实验教学管理规定》《化学化工实验教学中心管理制度》《实验室管理人员岗位职责》《计算机化工模拟仿真控制中心管理制度》《化工系学生实习管理规定》《化工系学生毕业环节管理规定》《校内实习基地管理办法》等,为实践教学改革的顺利实施提供了有力保障。 二高职应用化工技术专业实践教学师资队伍建设 1.实践教学师资队伍建设的要求 第一,要符合专业教师队伍的“双师”素质建设要求。本专业的“双师型”教师队伍建设的好坏,直接关系到学生实践应用能力的培养。优化“双师型”队伍结构、提高“双师型”教师素质是我系教师队伍建设的重点。第二,要符合建立“工学结合”机制的要求。我系现有的化工实验室、实训设施比较简陋,不能适应“工学结合”的需求。应根据实践课程之需求,加大化工实验、实训设备的投入,建立若干化工生产、操作、检验等方面的综合实训基地,以满足学生“工”与“学”的需求,将技能训练与教学课堂合为一体,是校内实验、实训基地建设的关键。第三,要符合加强校外生产实训环节的要求。改革原有的认识实习、生产实习、毕业实习等实践教学环节,集中时间安排校外生产实训(顶岗实习),带领学生深入化工行业具体操作岗位跟工人师傅学习化工生产操作技能、产品检验方法等。实训结束后,通过劳动部门的职业技能鉴定,取得相应的职业技能证书,实现毕业生到企业的“零过渡”。 2.实践教学师资队伍的建设 我系具有本科以上学历的中青年教师,大多是研究型和学术型人才,多数是非化工专业老师,普遍缺少生产、建设、管理、服务等第一线的工作经历,缺乏实践意识。我们利用学院政策,要求刚从学校毕业的青年教师必须到企业、行业实践训练半年以上。在经费和待遇上对到企业、行业实践训练的教师给予支持。经过几年建设,初步形成了一支既注重传授基本知识和基本技能,又注重培养实际操作能力,既能引导学生学习知识,又能指导学生实践训练的“双师型”教师队伍。这支“双师型”教师队伍是实现实践教学体系改革的有力保障。按学院的要求,为了提高青年教师的教学能力,有实践教学经验的老教师与青年教师之间以“师傅—徒弟”形式结成了五对师徒,并签订了师徒协议,以言传身教来培养青年教师尽快适应实践教学的要求。在实验实训工作中,为提高教学质量形成了化学实验团队、化工校内实验实训团队、化工校外实训团队。因为我系应用化工技术专业实践师资不足,为了确保校内外实训基地建设的顺利进行,努力构建一支结构合理、素质优良、教学水平高的“双师型”教师队伍。计划引进有实践经验的专业教师15名,其中高级职称5名,硕士5名,“双师型”10名,来充实化工专业教师队伍。每学期派出一定数量的专业课教师和实践指导教师到合作企业锻炼,参加教育部组织的骨干教师培训,接受新技术、新技能和学历提升教育培训,鼓励教师通过各种渠道参与行业职业技能鉴定,取得测试员、考评员等资格证,鼓励教师参加各类教研和科研交流活动。大力推进现代教育技术在实践教学中的应用,近几年来,院校努力将现代教育技术、计算机仿真技术运用于实践教学中。为适应计算机技术在化工领域广泛应用的趋势,我们组建了计算机化工模拟仿真控制中心,引进了一整套完整的化工仿真软件,内容涉及化工领域多项关键计算机技术,包括分子模拟、过程模拟、过程设计、过程仿真与控制等,有效地提高了师生的计算机应用水平。 三结束语 综上所述,要办好高职应用化工技术专业,就必须做好实践教学基地建设和实践教学师资队伍建设这两项工作;在此基础上才能培养出高技术技能型应用型人才,来适应国家日益增长的技术型人才的需求。 作者:王晓军单位:通辽职业学院化工系 化工技术论文:高职应用化工技术课程改革论文 一、影响高职课程改革成效的因素 (一)教师 1.教师的课程改革观念应用化工技术专业进行以“工作过程系统化”为主的课程改革,要求教师转变传统课堂上的角色,创设以学生为主体的课堂氛围,但部分教师尤其是年龄偏大的教师由于受传统学科教育体系、固有的工作方式与工作习惯的影响,缺乏学习新知识、新技能及更新知识结构的勇气,对进行课程改革不积极、不主动。因此,教师课程改革观念跟不上课程改革的发展,并在短期内难以转变,成为课程改革的一种阻力。 2.教师的素质应用化工技术专业进行“工作过程系统化”课程改革需要“双师”素质教师队伍,要求教师要不断更新专业知识结构并具备精湛的化工岗位实践操作技能,同时具备课程开发设计能力、项目课程的教学能力、课程改革的实施能力等。应用化工技术专业教学团队有专任教师11人,兼职教师9人。兼职教师主要参与了应用化工技术专业课程改革中的专业工作及典型工作任务分析、学习领域描述、学习情境设计等工作,但兼职教师由于工作繁忙、学校上课时间限制等原因其并没有真正进入课堂。即使进入了课堂,部分兼职教师没经过职业教育教学理论与技能的培训,课程的教学能力与课程改革的实施能力偏差,导致兼职教师没有完全发挥作用。另外,专任教师中30—35岁年龄段5人,工作经历就是从学校到学校,没有企业实践的经历,更谈不上具备精湛的化工岗位实践操作技能,所以对实际岗位工作过程不清楚,以致出现项目载体设计不合理、工作任务设计过难和学生完成起来吃力等现象,使课程改革成效受到限制。 3.教师的精力通过与应用化工技术专业教师座谈,教师普遍反映:教师工作量大,时间、精力不够。因为课程改革涉及化工专业工作任务及典型工作任务分析、课程体系的重新构建、学习情境及项目设计、工作任务设计、参与教学评价等,每一环节都需付出大量劳动;另外,我院专业教师还有河南省示范专业、河南省特色专业、河南省省级教学团队等建设任务。因此,对于课程改革过程中遇到的各种难题,教师很难深入地进行反思与总结,而国内外大量研究表明:要提高教师的专业化水平,主要依赖于教师的教育实践及其实践的反思,教师精力不够及缺少时间反思势必会影响课程改革的成效。 (二)校企合作的作用 应用化工技术专业进行课程改革主要是为服务地方区域经济发展,为地方化工企业输送高技能高素质人才,这就要求课程改革要在满足企业真实需求并有企业充分参与的条件下进行,因此,积极寻求校企合作(如企业为学生提供实践实训机会、使专任教师到真实的企业环境中进行历练、从企业聘请能工巧匠充实到教师队伍中来真正进入课堂参与教学各个环节等)是进行课程改革的根本保障,校企合作作用的充分发挥成为制约课程改革成效的影响因素。目前,应用化工技术专业的校企合作主要停留在人情和互赢的关系上,企业积极性不高。企业人员只参与课程调研及课程开发设计、定期开展讲座及最终的学生综合职业能力评价,企业兼职教师并没有真正深入课堂;专任教师无法到真实的企业环境中进行历练,学生无法进入企业进行现场上课。校企合作不充分、不到位,制约了应用化工技术专业的课程改革发展。 (三)教学管理部门 目前,学院教学管理部门的主要职责是建立健全各项教学管理规章制度,组织各专业人才培养方案、各课程的课程标准制定,安排各教师的课程表及教学场所,监督教师的教学计划及进度,进行期初、期中、期末的教学检查,组织学生对教师进行评教,教师工作量的核定等。应用化工技术专业课程改革彻底打破了传统的学科体系,倡导的是工作过程系统化课程改革,原来的教学管理模式和管理手段已经不适应课程改革的进行。如应用化工技术专业“化工单元操作技术”课程进行“理论、仿真、实训有机结合,教学做同步”的教学模式,这无疑对教学场所及教学时间的灵活性提出了要求,四节连上的课程完成过程中,根据教学需要有可能前两节在仿真室后两节就要到实训室,需要中途更换教学场所。但教学管理部门明确规定课程教学过程中途更换场所需要提出调课申请,需三级领导签字,手续繁杂,这无疑挫伤了教师课程改革的积极性,使工作过程导向的教学过程无法落到实处,影响课程改革的成效。教学管理部门在担当好“管理者”、监控者”角色的同时更应发挥好“服务者”的功能。而且,对大多数高职院校的教师来说,“工作过程系统化”课程改革是新事物,教师都有畏惧心理,极需管理部门的耐心指导与多方支持,当教师面对新情况、新问题而有畏难情绪或改革实践成效不如意时,管理部门应发挥好课程改革实践中“指导者”的作用。因此,教学管理部门“服务者”及“指导者”角色的发挥成为影响课程改革成效的重要因素。 二、高职课程改革的有效途径 为解决上述课程改革中出现的问题,课题组成员继续走访、调研、座谈讨论,认为这需要教师、教学管理部门、企业、政府多方的共同努力,发挥各自应有的功能,共同促进课程改革的有效性。具体体现在: (一)教师 1.调动学生参与课程改革的积极性目前,在进行课程改革过程中部分教师更多的是在埋怨学生素质差、学习不积极努力的情绪中开展工作的,而往往忽视了学生是课程改革成效的检验者、受益者,课程改革就必须围绕学生来展开。在我国,虽然高职学生是高考成绩处于中低段的学生,课程系统化学习的知识准备不足,但他们一般具有思想活跃、动手能力强、社会活动能力强的优势,还是比较适合工作过程系统化、项目化课程改革的。所以,应认清学生状况和特点,不是抱怨而是相方设法激发学生的学习兴趣,树立学生学习的自信心,调动学生参与课程改革的积极性。 2.更新课程改革观念,提高自身“双师”素质进行高职课程改革已是大势所趋,教师应该认识到:如果跟不上高职课程改革的步伐,势必将会被学校所淘汰,面临失业的危险。教师要意识到这种危险有可能变成现实,就会积极努力地进行课程改革。教师要进行课程改革,就要主动地更新自己的专业知识结构,不计条件地主动申请下企业进行工作实践,丰富自己的工作经验,了解现代企业需要怎样的技术工人,使教学更加有目的性、实用性,提高自己的课程开发设计能力。 3.坚持教学反思,深入课程改革研究教学反思是教师对自己的教学实践进行的一种回忆、思考、评估、总结的活动过程,符合实践—认识—再实践—再认识的认识论原理,也可指教师对自己完成一个项目或任务的教学后,对教学过程进行全面、客观地分析和思考,发现教学中存在的问题,提出解决问题的方案再组织教学,进一步提高教学质量。教学反思的途径有课后与学生交流、进行课后小结,可以进行公开课、讲课比赛等同行的观摩与交流等。 (二)教学管理部门 教学管理部门应认清目前课程改革现状,需要转变自己的角色,在充分做好课程改革的“管理者”和“监控者”同时,也要发挥好其课程改革“服务者”和“指导者”的作用。具体体现在以下几个方面: 1.做好教师思想工作,消除畏惧情绪教学管理者应放低姿态,多深入教师队伍当中与教师谈心,掌握教师的思想动态。使教师充分认识到传统学科教育教学模式已不适应当今社会的需要,只有课程改革了且改革有效、到位,学生才能发展,专业、学校才能生存,教师才能生存,否则教师将被新形势下的高职教育所淘汰;营造课程改革浓厚氛围,组织教师进行高职教育理论、高职教育教学设计、组织与实施技能培训,学习工作过程系统化课程开发步骤;监督检查教师实践效果,使培训落到实处,使教师感觉培训有效果,课程改革有望,增强老师的成功感,从根本上消除教师对课程改革的畏惧情绪并调动教师参与课程改革的积极性。 2.建立激励机制,调动课改积极性教学管理部门在保证其管理者功能发挥的前提下,要做好其服务者的功能,尽量为教师建立宽松的、支持课程改革的环境,尽可能地为课程改革提供便利,缓解其工作压力。如允许改革课程教学场所和教学时间的灵活性,不要把教师拘泥于“教学事故”的条条框框中;建立健全的激励机制,在教师年度考核、工作量计算、津贴分配、职称评定等方面对参与课程改革者进行倾斜,充分调动教师参与课程改革的积极性。对于承担课程改革实践的教师,教学管理部门有必要考虑减少其其他任务的工作量,使其将充足的精力和时间放在课程改革上。 3.构建有效的校企合作制度,兼顾教师实践和企业利益教学管理部门应当发挥其“管理者”和“监控者”的职能,制定“专业课教师到企业实践的相关制度”,尤其是教师下厂实践的量化考核制度,与教师年度考核、工作量计算、津贴分配、职称评定等方面挂钩;明确教师尤其是刚从学校毕业缺乏实践经验的青年教师每年到企业生产服务一线的时间、实习的内容,并对实践过程实时跟踪检查。另外,从企业角度讲,与学校合作的最重要目的就是能从学校赢得利益,学校要制定相关制度,吸引企业积极进行校企合作,如在科研方面建立制度,不断增强教师技术研发力,将解决企业问题和难点的课题加大支持和奖励力度;在教师年度考核和职称评定方面建立制度,倾向于能够定期为企业进行人力资源培训的业务素质高的教师;在兼职教师聘用方面建立制度,明确规定企业兼职教师的权利、义务以及薪资报酬等;在签订校企双方合作协议时,要考虑企业的人事变动、盈利状况等不确定因素对校企合作协议执行影响,写进校企合作协议中。 (三)政府政策倾斜 要想让校企合作更充分、更到位,需要政府政策倾斜,如给参与校企合作的企业实行税费减免、建立贷款贴息机制、建立校企合作专项资金、优先为校企合作科研项目立项等方式。国家在制定有关高职教育法规时,以立法的形式制定有关职业教育校企合作的法规或条例,明确政府、行业企业、学校在校企合作中的职责和义务。 作者:徐素鹏 单位:济源职业技术学院 化工技术论文:化学工程工艺中绿色化工技术论文 1绿色化工技术 绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法,对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质,实现废物零排放,减少其对人类健康和生态环境的危害,建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术,研究出新型环保产品,及绿色工艺技术的运用实现清洁生产,从而大幅度降低三废排放量【1】。21世纪,绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中,绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。 2绿色化工技术的开发 2.1原料的选用 绿色化工科技的发展,如果不从化工污染、化学反应的源头着手,那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中,选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则,有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为:野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维,以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等,都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。 2.2无毒害催化剂的选用 在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中,无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂,在无溶剂的条件下对1,3-二羰基化合物进行直接烷基化反应,反应后处理步骤简单,且催化体系可以循环使用,四次催化循环后收率仍然能大于84%。 3绿色化工技术在化学工业中的应用 3.1清洁生产技术 清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术,包括辐射热加工技术,绿色催化技术,临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。例如,海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状,还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离,在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响,也没有对生态环境造成伤害。而且,在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品,具有非常广阔的发展前景。 3.2生物技术 生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴,其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂,具有高效、转移性,可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外,化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。在绿色化工技术中采用生物技术,可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料,到后来以石油和煤炭作为原料。例如,在绿色化学工程与工艺中,制备丙烯酰胺,利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,大大降低能耗,且没有污染环境副产物产生。由此可见,利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂,与工业酶及一般的化学催化剂相比,自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。 3.3生产环境友好型产品 环境友好产品,指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品,也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术,从而在生产过程中降低能耗、节约资源。总之,传统化工行业,为我们创造了丰富的物质基础和能源,但是化工产品在生产过程中的残余物,有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工,并把它作为一项长期发展的基本国策,可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中,绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响,从而真正实现绿色环保,节能减排等目的,是当今化学工业发展的重要环节。 作者:井博勋 单位:天津市化工设计院 化工技术论文:无机化学化工技术论文 1改变原有的实验教学理念 以前陈旧落后的教学理念已经无法适应知识更新比较快的时代了,这就需要我们根据社会需要,注重对学生动手操作能力的综合素质的培养[2]。在新的实验教学理念的指导下,学生会更加清楚社会需要什么样的人才,从而更主动的参与到实验教学当中,变被动为主动,真正实现学生的主体地位,学生对无机化学实验的兴趣也会大大增加,而不再是机械的模仿实验教师的操作,不加入任何自己动脑思考的过程,有针对性的选择与实际生产密切相关的实验操作,灵活有效的利用实验资源,增加学生自我锻炼的机会,培养出适应社会需要的高素质应用型人才。 2精选实验内容,实施绿色化实验教学 无机化学实验教学长期处于理论课的附属,选择的实验内容基本上是都是对理论课上所讲的理论的验证。要想满足教学大纲所规定的培养目标的要求,就必须精心选择实验内容,尽量减少验证性实验的比例,增加综合性、设计性实验的比例,将绿色化学理念贯穿在实验教学过程中,减少有毒有害实验药品的用量,在实验过程中尽量避免有毒有害的化学产物或副产物的生成,减少对周围环境造成的污染。提高实验试剂的利用率和药品的使用率,将实验产生的废液集中存放并按要求进行无害化处理,尽可能的回收再利用,注重对学生环保意识的培养。 3在实验教学中引入多媒体教学手段 多媒体技术是近年来发展非常迅速的网络技术之一,在无机化学实验教学中,一些抽象的原理和现象,很难通过单纯的语言讲解让学生理解,因此可以通过多媒体教学把难懂的原理和现象,具体而形象的展现的屏幕上,来帮助学生理解与掌握。多媒体教学具有较强的直观性,引入的素材较多,能够声形并茂的将抽象的原理,形象直观的表达出来,提高知识传授的效率,充分调动学生的学习积极性,学生的主体地位能得到更深刻的体现。 4更新实验教学方法 目前无机化学实验的教学方法有很多种,包括注入式、启发式、探究式等,而在实际教学过程中并不是只用一种方法,二是采用多种方法并用的形式,我们要改变传统的知识灌输式的把知识全部灌输给学生,学生只是被动的接受,取而代之的是,引导学生去主动学习,学生对实验内容中的知识点进行小组讨论,老师在实验过程中只起到监督和指导的作用,及时纠正学生的实验过程中的不规范操作,引导学生认真观察、分析解释实验现象,并以小组的形式讨论实验结果,使学生正确的理解和掌握实验原理。在实际教学过程中,采用多种方法联合并用的方式,从而提高无机化学实验的教学质量和水平。 5改善实验室的硬件设施 实验室是无机化学实验教学实施过程的主要场所,学生在这里不仅增长了实验技能,也提高了实践创新能力。在无机化学实验的内容里会涉及一些基本仪器的使用操作,这些仪器的更新程度直接反映出实验室的教学水平。随着时代的发展,科技的进步,仪器设备的更新换代非常快,只有跟上发展的步伐,引入先进的仪器设备,才能培养出与国际接轨的人才。因此,高校要增加实验经费的投资,建设高标准、高水平的无机化学实验室,健全实验室的管理体制,完善基础设施建设,建立更高级别的无机化学实验教学基地。 6结语 无机化学实验教学改革作为课程改革的一部分,是一项复杂而艰巨的工程,需要广大教师和研究者长期坚持不懈地做这方面的工作,我们要从教学理念、教学内容、教学方法等多方面进行研究和改革,结合我院学生的培养目标,加大力度,开拓创新,培养学生的综合素质和实践创新能力,在使学生具备基本的实验操作能力的基础上,为学生创造良好的实验操作氛围,激发学生的实验兴趣,也可适当的组织学生开展无机化学实验知识竞赛或操作技能竞赛,鼓励学生参加一些老师做的科研项目,调动学生的实验积极性,为学生将来的就业和深造打下坚实的基础。 作者:任莉 马立兴 叶倩倩 单位:河北联合大学迁安学院 化工技术论文:新能源化工技术论文 1《新能源技术》课程使用教材存在的问题 通过各学校一段时期的使用,有些教师和学生反馈,本课程使用的教材存在以下不足: 1.1综述较多,技术方面知识相对较少 其中核能及新型化学电源方面介绍不尽详细。例如,燃料电池中的“质子交换膜燃料电池(PEMFC)”,只是简单地介绍了这种电池的结构、原理及新的应用,而对于电池的材料、性能及电极制备工艺、PEMFC的应用和发展没有做详细的列举,工作原理也只是以“氢离子通过电解质渗透到阴极,而电子通过外部网路流动,提供电力。同时,以空气形式存在的氧供应到阴极,与电子和氢离子结合形成水”这样一句话带过。 1.2在材料制造和工艺计算方面有所欠缺 例如太阳能集热器,只介绍其结构、特点、原理,没有进行相关的分析计算。高职院校化工技术类专业的学生,已经学过《化工原理》及《物理化学》课程,具有工艺计算及设计计算的能力,如果能将太阳能集热器的原理和工艺计算结合起来讲解,收效会更好。 1.3理论与应用结合不够紧密 教材中第四章核能,只讲了核能的发展简史、核资源的分布、发电概述等,对于没有实践经验的同学们来说,他们没有机会接触核能,所以只通过理论学习并不能了解核能在实际应用当中的重要性。 2《新能源技术》课程使用教材的改进方法 2.1增加技术层面的知识 例如可以从技术角度详细介绍燃料(含氢、富氧)如何到达质子交换膜,在膜的阳极、阴极发生了怎样的反应而产生了电能,PEMFC从结构性能方面又分为单电池及电池组,以及它们的工作原理和特点。 2.2加强工艺计算 如可以对太阳能集热器传热进行分析计算,其效率方程为:fiajcTTttqAHABH其中Ac——太阳能集热器的面积,m2;A,B——与太阳能集热器类型和型号有关的常数;tfi——太阳能集热器入口流体温度,℃;ta——周围环境温度,℃;qj——热量;HT——热焓。由此可以看出,太阳能集热器的集热量一方面来自辐射,另一方面来自与周围环境交换的热量,而且与太阳辐射强度成正比,与外界空气温度成反比。 2.3理论与实际应用相结合 增加对核能在军事、民用、供热及核动力等方面的介绍,尤其是核电技术层面,可以分别就核裂变反应堆和核聚变装置,阐述电站装置结构、工作原理、分类,以及其安全性、核废物处理等发展。如核裂变反应堆235U,其合理结构:核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置,由核燃料、慢化核和冷却剂三种材料的不同组合,产生出各种堆型,有轻水反应堆、重水反应堆、高温气冷堆和快中子反应堆。核聚变反应方式有四个氢核聚合成一个氮核,由氘到氘,由氘到氚,根据反应特点,分析其实现的可能性。 3结语 B-PBL教学法将课堂搬到床边,使学生能够亲临其境,与病人直接接触交流,将文字知识直观的呈现给学生,打破了传统PBL教学法只在于教室和书本的的局限性,弥补了其不足;医院的病例多种多样,即使同一种疾病,症状及体征等信息亦不会完全相同,因此,解决了PBL案例匮乏、易重复的瓶颈;在实施的过程中,将医学临床诊疗思维、操作技能、医患沟通、医学人文等等信息内容均融入了当中,使教学过程更加立体、更加生动,不但激发了学生学习五官科的兴趣,也为学生日后真正步入临床奠定了基础。 作者:周锦 王艳艳 单位:兰州石化职业技术学院 应用化学工程系 化工技术论文:煤化工技术论文 一、煤炭焦化 我国最具代表性的煤化工产业是焦化工业,同时,焦化工业也是冶金工业、机械工业铸造、高炉炼铁等行业最主要的辅助产业。目前,全世界的焦炭工业所直接消耗的原料精煤大约为4.5亿t/a,而全世界的焦炭产量大约是3.2~3.4亿t/a,机械化发达的国家受到世界钢铁产量调整、高炉喷吹技术的发展、生产成本增高以及环境保护的因素的影响,这些国家的炼焦能力处在收缩状态。我国目前有各类机械化焦炉大约750座以上,交谈年产量大约是1.2亿t/a,在世界上位居第一,直接消耗的原料煤占据全国煤炭消费总量的14%,年设计炼焦能力约9000万t/a,我国煤气净化技术在世界上已处于先进水平,焦炭的质量也得到了较大的提高。上世纪80年代,我国煤炭行业的炼焦技术得到发展,一些地区建成了专门输送人工煤气的工厂,也有以焦炭为主要产品的工厂。焦炭是我国的主要出口产品之一,每年的出口量也在逐年增加,目前是世界上焦炭出口量最多的国家。但煤炭行业的焦化也存在一些问题,其中普遍存在的问题是:焦炉炉型小、受矿区产煤品种限制、调整焦炭质量的难度较大、烟尘处理技术的缺乏等,造成国内大多数焦化行业与国外同行业产生较大的差距。 二、煤气化 煤化工产业化发展过程中最重要的单元技术就是煤气化技术。煤气化技术目前在我国广泛应用的领域有:化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业,近二十几年,由于我国引进了加压鲁奇炉、德士古水煤浆气化炉等用于生产合成氨、甲醇或城市煤气等。随着社会的发展,科技的日新月异,煤气化技术的发展和作用也引起了国内煤炭行业的关注,“九五”期间,兖矿集团与科研机构、国内高校合作后开发并完成22t/d多喷嘴水煤浆气化炉中试装置。这一成果标志着我国在自主开发气化的技术上取得了突破性进展。 三、煤气化合成氨 目前我国有800多家中小型化肥厂。我国化肥生产的主要方式是以煤为原料,采用煤气化合成氨技术,采用水煤气工艺,每年消费的原料煤炭以及焦炭都会超过4000多万吨。与我国不同的是,国外生产化肥以煤炭为原料的工厂很少,国外企业和工厂一般都以石油或者天然气为主要原料,而中国因为技术和市场的关系,煤气化合成氨工厂和企业不能与国外相比之。 四、煤气化合成液体燃料 随着中国经济的发展,国内各项事业对能源的质量和用量的要求也越来越高,而由于我国对油品的消费每年都在增加,国内的资源能源并非取之不尽用之不竭,所以从国外进口原油成为我国煤化工业发展的必然趋势。20世纪50年代开始,中国就开展了间接液化技术的开发和研究,到80年代,由铁基催化剂托合成生产汽油技术的实验获得成功,这一技术得到进一步发展,同时,2000t/a规模的煤基合成汽油工业实验也获得成功。90年代开始,在对钴基催化剂合成工艺的开发方面开展了系统的研究和开发工作,并在这一阶段中取得令人瞩目的有效成果,由此开发出了3种型号的合成柴油钴基催化剂。“十五”期间,针对新型浆态床合成工艺的催化剂、反应器等小型试验得到立项,并在这一阶段中研制了工业级煤基合成油工艺软件包。 五、煤气化其他产品合成技术 不同的合成技术能合成制成不同的化学品,国外对使用煤通过气化制出合成气的相关技术也已进入研发、开发以及某些商业运作上。甲醇这种化工原料在煤化工行业中占据着重要地位,世界甲醇的生产能力约为3500万t/a,其中,总产量约为2900万t/a。在国内,甲醇的生产企业大概有100多家,这些企业当中,有一半以上是以煤为原料的工艺制作,而我国甲醇的生产能力约为300万t/a。但是我国的生产技术与国外相比,甲醇装置规模较小,生产工艺相较于国外也比较落后,尤其是在我国以煤为原来哦的工艺,生产过程复杂而成品偏高,因此在与世界上其他大国相比,我国的甲醇生产缺乏较强的竞争能力。此外,作为另外一种代用液体燃料,二甲醚的生产技术也受到各方关注。世界二甲醚产量约为15万t/a,主要利用甲醇脱水工艺制成,有相关研究人员认为,二甲醚可以作为车用柴油代替燃料,也可以为民用燃料。 六、煤炭直接液化 煤炭的直接液化,指的是通过对煤炭的加热、加压氢化直接获取液体产品的工艺技术。20世纪70年代开始,美、日、德等工业较为发达的国家已经相继开发出煤炭直接液化的工艺技术,这为全世界的工业化生产奠定了一定的基础。而我国从70年代末开始才进行煤炭直接液化的工艺技术的研究,我国虽然在逐年后都有所发展,并与世界各大国进行合作,但想要达到世界先进水平,还需一定的过程。 作者:王瑜琛 折亚飞 单位:陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司 化工技术论文:石油化工技术论文 1中国石化工业现状 在我国社会主义市场经济发展建设的过程中,石油化工产业的发展有着十分重要的意义,这不仅满足了人们日常生活和社会生产的相关要求,还有效的保障了社会经济的稳定发展。但是从当前我国石油化工行业发展的实际情况来看,由于我国石油化工行业起步得比较晚,而且其生产工艺在实际应用的过程中,也存在着一定的局限性,这就使得人们在石油化工生产的过程中还存在着许多的问题。不过,随着我国社会经济的不断发展,人们也将许多先进的生产技术应用到其中。根据相关的数据统计,在2003年年底,我国的原油加工量已经达到了3亿吨,在全世界原油加工中排行第二位,而在其他产品,比如树脂、乙烯、橡胶等产品中,其生产量也位居世界前十。但是,由于我国人口众多,这就使得其人均占有率比较少,因此还是无法满足现代化人们日常生活的相关要求。为此我们就应该采用相应的技术手段来对其进行相应的创新改进,进而满足现代化石油化工行业发展的相关要求。石油化工的范畴主要是以石油及天然气生产的化学品品种极多、范围极广。石油化工原料主要为来自石油炼制过程产生的各种石油馏分和炼厂气,以及油田气、天然气等。石油馏分(主要是轻质油)通过烃类裂解、裂解气分离可制取乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃和苯、甲苯、二甲苯等芳烃,芳烃亦可来自石油轻馏分的催化重整。石油轻馏分和天然气经蒸汽转化、重油经部分氧化可制取合成气,进而生产合成氨、合成甲醇等。从烯烃出发,可生产各种醇、酮、醛、酸类及环氧化合物等。 2石化工业技术新进展 目前在我国石油化工行业发展的过程中,人们也在传统的石油化工技术的基础上,来对其进行相应的创新改进,这不仅使得石油化工生产的质量得到进一步的提高,还很好的满足了现代化经济发展的相关要求。而且在一些比较特殊的生产工艺当中,人们在对其进行相应的创新改进,从而使其生产技术达到了国际领先水平。 2.1顺丁橡胶技术 在石油化工行业发展的过程中,顺丁橡胶技术的运用有着十分重要的意义,这也是我国合成橡胶生产技术中应用得最为成熟的一种。近年来,在我国石油化工行业发展的过程中,人们为了使得顺丁橡胶技术的应用效果得到进一步的提高,人们就在其原本的生产工艺上来对其进行相应的改进和完善,尝试不采用终止剂来对其进行相应的加工,这样急速使得合成橡胶生产的效益和质量得到了有效的保障。而随着社会的不断发展,人们也在对该技术进行不断的完善和改进,这就使得顺丁橡胶技术的应用效果得到有效的提升,促进了我国石油化工采用的发展。 2.2丙烯腈技术 生产丙烯腈有多种方法。如环氧乙烷法。乙炔法、丙烯氨氧化工艺、Petrox氨氧化一再循环工艺。20世纪60年代初期我国开始研究丙烯腈技术,经过科研工作者的努力探索,取得了大量的工业化成果,特别是催化剂、流化床反应器,复合萃取精馏新工艺,新型空气分布板、丙烯氨分布板、PV型旋风分离器,负压脱氰等技术在丙烯腈装置上应用成功。随着市场上对丙烯腈需求量的不断增加,丙烯腈生产技术的研究重点应放在扩能减排、工艺优化和催化剂研发等方面。但新的生产方法如丙烷氨氧化法和Petrox氨氧化一再循环工艺也将成为丙烯腈生产原料多元化趋势中的又一亮点。 2.3甲苯歧化与烷基转移技术 甲苯歧化与烷基转移工艺是芳烃之间相互转化的一种技术,通过这种技术来调节苯、甲苯、二甲苯和C9芳烃之间的供求平衡关系。甲苯歧化与烷基转移技术各种工艺的工艺过程的不同主要表现在专利催化剂上。也就是丝光沸石、ZSM-5沸石及HAT系列这三种催化剂体系。在国内已经研制成功了ZA系列和HAT系列等六个牌号的甲苯歧化催化剂,其中ZA23和ZA290催化剂在20世纪80年代国际同类催化剂处于先进水平,ZA292、ZA294在当今催化剂领域中处于国际先进水平,属目前国际领先水平的催化剂是HAT2095和HAT2096。 2.4聚丙烯技术 在我国五大合成树脂中增长速度最快,自1996年起,总产量超过聚氯乙烯成为仅次于聚乙烯的第二大通用合成树脂品种。20世纪90年代,一大批连续聚合装置投产,其中仅1997-1999年即投产了10套,增加生产能力83×104t/a。在成套技术开发方面,具备了自行设计环管聚丙烯装置的能力,具有自主知识产权的聚丙烯成套技术。目前,上海石化建成的20万吨/年工业装置采用了第二代环管聚丙烯技术,作为实验装置并进行了气相聚丙烯催化剂、醚类高活性新型催化剂和聚丙烯新牌号的开发。我国研究开发聚丙烯催化剂的历史已有40多年,先后研制成功的催化剂有常规TiCl3、络合型催化剂、高效催化剂,高效催化剂已工业化的主要有N型催化剂、CS型催化剂、DQ型催化剂,等等。近年来,石油化工技术的研究开发虽然取得了较大的进展,新技术、新工艺的开发和应用也推动石油化学工业持续发展,同时也获得可观的经济效益。但是我国现在具有自主知识产权的石化技术与国际先进水平仍有一定的差距。我们只有立足于科技创新、降低生产成本、提高产品质量,才能使中国的石化工业立于不败之地。 3结束语 由此可见,在现代化石油化工行业发展的过程中,传统的石化生产技术已经无法满足现代化社会经济发展的相关要求,因此我们在对其化工技术进行开发的过程中,就要在原生产技术的基础之上,来对其进行相应的创新改进,这样不仅使得石油化工采用的经济效益得到有效的保障,还促进了我国社会经济的发展。而且随着时代的不断竞争,人们也将许多先进的科学技术应用到其中,这就使得石油化工技术的应用效果得到进一步的完善,进而满足人们日常生活和社会生产的相关要求。 作者:杨鹏 单位:哈尔滨石油化工设计院 化工技术论文:化工技术实践教学论文 职业教育是针对职业岗位的教育,其目的是培养应用型人才和具有一定文化水平及专业知识技能的劳动者,主要任务是面向生产、服务、建设、管理第一线培养高素质劳动者和高技能专门人才,与普通教育和成人教育相比较,职业教育侧重于实践技能和实际工作能力的培养。因此,职业教育必须坚持以职业技术能力培养为重点,根据个人的就业需求及职业岗位要求,结合当前市场需求,满足人们从事一定社会生产劳动的需要,推动社会生产力的发展,进而加快国家产业结构的调整与转型。 1构建实践教学体系框架 完善的实践教学体系是保证整个实践教学环节能够顺利进行的重要因素,所以实践教学目标体系的建设要符合区域经济和社会发展要求及符合重点服务区域或行业发展对高素质技术技能型人才需求,符合学生全面发展要求。体系的定位要体现应用化工技术专业自身纵向发展的需要。所以完善的实践教学体系的建设是建立在对区域或行业高素质技术技能人才需求的数量、层次,就业岗位所需知识、能力、素质等进行了充分调研论证的基础上建立起来的。完善的实践教学体系还应与专业人才培养目标及高素质技术技能人才培养目标相适应,与毕业生就业相匹配。 2实践教学目标体系建设 实践教学体系的目标应围绕学校目标及人才培养目标展开,并与之形成一个有机整体。所有实践教学目标体系应包括专业优秀能力、职业素养、创新能力三个方面。2.1专业优秀能力建设。专业优秀能力的培养要从学生入学开始抓起,开发以构建学生能力为根本的课程体系,培养出既具有专业理论知识又具备企业岗位所必须的专业技能。所以目标体系的建设必须在充分调研区域或行业内产业需求的基础上,结合学校办学特色和办学优势,明确学校专业建设重点和特色,体现行业、区域内支柱产业、优势产业、新兴产业的发展要求。呼伦贝尔煤炭资源丰富,探明及预测储量1948.48亿吨,是黑龙江、吉林、辽宁三省总和的1.8倍,其中褐煤占绝大多数,呼伦贝尔地表水资源储量272亿立方米,占全国地表水资源的1%,占内蒙古自治区水资源储量的73%,良好的水煤组合为本地区煤化工的发展奠定了良好的基础,无论是自治区“十三五”发展规划、呼伦贝尔“十三五”发展规划还是呼伦贝尔“两区三地一家园”的发展思路都提出将呼伦贝尔建设成为清洁能源及新型煤化工基地。我校应用化工技术专业实践教学目标体系正是在充分调研本地区行业、产业对技术技能人才的需求,并结合专业建设特点的基础之上,明确应用化工技术专业发展方向和目标定位。并以此制定相应的专业建设规划,按照专业建设实施计划,每年对建设实施情况进行监督、检查、反馈、评价,实现实施过程全监控,并根据定期开展的企业调研、毕业生反馈调研等活动,建立专业动态调整机制和优化机制。2.2职业素养建设。解决就业问题是全球各国面临的一个严峻考验,国际劳工组织通过的《全球就业议程》强调:“工作是人们生活的优秀,这使得工作成为社会和政治稳定的一个关键因素”,而中国人口众多,青壮年基数巨大,导致就业压力较大;中国有句古话,“人非有品不能闲,小人闲居为不善”。那么要解决大多数人的就业问题,就要从全面提高国民素质,提高就业率及从业质量入手,这也是职业教育义不容辞的责任,所以职业教育必须坚持“以就业为根本”满足社会需要。既然社会需要具有较高的职业素养的毕业生,那么,高职院校就应该把职业素养建设作为其重要目标建设之一。同时,现代社会提倡联合办学,即社会、企业参与到办学中来,共同培养大学生的职业素养。职业素养包含职业道德、职业思想(意识)、职业行为习惯及职业技能四个方面,其中前三项属于世界观、价值观、人生观的范畴是职业素养中最根基的部分。而职业技能,是通过学习、实践、培训获得。例如,应用化工技术专业的技能,可以通过三年左右的时间通过专业、系统的学习掌握入门技术,在后续的实习、实践中逐渐熟练进而成为专家。因此,无论学习的理论教学还是实践教学的培养方案不仅要包括学生职业素养教育,即培养方案要有完成知识、技能等显性职业素养的培养;还要有意识地培养学生具备良好的职业道德、职业态度、职业作风等方面的隐性素养。以此作为为大学生将来职业需要的储备。2.3创新能力培养。随着社会发展、科技进步,高职院校越来越认识到培养学生创新能力的重要性,而高职教学中的实践教学是培养学生具有创新意识、创新能力的主战场,所以实践教学体系框架最重要的一点就是要依据人才培养目标,结合地方经济发展的需要及企业岗位需求,以提升学生就业竞争力为目标,创新实践教学育人模式,积极构建新型的高职院校实践教学育人模式。 3实践教学内容体系建设 实践教学的终极目标就是解决学生就业,这也是实践教学体系建设的优秀;这一优秀在实践教学内容体系建设中得到了很好的体现,无论是在课程体系建设、还是课程设置都应该满足就业岗位的知识、能力、素质要求,并且要与人才培养目标相匹配、与职业标准相融合。我校应用化工技术专业在实践教学内容的制定上即满足以上标准,还新增了考取国家职业资格证书的内容,即实行“双证书”制度,这也是为了更好的促进学生就业;学生在校期间修完相应学分后会拿到毕业证,完成相应理论知识和实践技能的基础上,具备化工专业特定岗位所需的特定技能、专门知识后,通过职业技能鉴定,考取相应的职业资格证书;例如:可以在考取氨合成工、化工总控工、尿素加工工等诸多工种的职业资格证书;学生可以同时获得学历证书和相应的职业资格证书;真正做到教学与考核结合起来,既让教学考核保持职业方向性,又达到了知识和能力的相互渗透和融合。 4实践教学评价体系及内部质量保障体系建设 高职院校的办学定位决定了高职院校必须紧紧围绕地方经济的发展,服务地方经济为本地区相应的行业、企业培养生产、建设、管理、服务等一线的高素质技能型专门人才。要达到这一高标准、高要求,实现培养学生实践技能、创新能力、协作能力、综合素质的提高,仅仅具有完善的实践教学目标体系及内容体系还不足以完成,还要有对这些体系进行评价和保障的实践教学评价体系及内部质量保障体系。4.1实践教学评价体系建设。实践教学能否达到预期的目标,能否实现培养高素质技能型人才的要求,都需要对实践教学的效果及达到的水平进行评价,即建立校内、校外实践教学评价体系、学生评价和教师评价及社会评价相结合的三方评价体系;定期对实践教学内容、过程及要达到的效果;实训室、实验室教师的师资队伍建设;实践教学的管理、改革等进行评价;例如:定期对实习实训基地、实验室现状进行分析评价;对实验、实训项目及开出率进行统计、分析、评价。并制订明确的实习实训基地、课程、师资、教材等建设的评价标准及评价方案;对师资队伍建设和实习实训条件建设经费预算,额度是否符合相关制度要求,与专业建设需求是否相匹配进行评价。并分析评价结果,找出影响实践教学的主要原因及问题症结所在,形成有针对性的整改方案并落实。4.2内部质量保障体系建设。随着社会对高素质、高技能复合人才的需求越来越旺盛,实践教学的重要性也被很多高职院校重视起来。我院应用化工技术专业为了保障实践教学能顺利高效的完成,促进实践教学质量快速提高,建立了针对实践教学的内部质量保证体系,这个体系不是孤立的,而是与实践教学评价体系紧密联系在一起。通过这个体系能够正确处理实践教学效果与评价的关系,也体现了实践教学体系独特的特点。我院应用化工技术专业注重加强实践教学计划、课程大纲、学生实习、实训报告等文件资料的撰写和管理制度建设,按照制度要求做到组织管理工作到位、教学环节合理衔接。在校内开展了对实践课程建设水平和教学质量的诊改,形成常态化的实践课程质量保证机制;按照实践教学体系建设思路开展实践教学工作,强化学生基本实践技能训练(开展合成氨仿真实训、化工机泵、管路拆装理实一体实训等)、实验教学(化学分析、仪器分析等课程的实验实训)、实习(学生顶岗实习)、毕业论文设计等实践教学环节的管理;完善实践教学考核评价制度;进一步提高实践教学的质量,并取得了一定的成效。 5结束语 实践教学是巩固理论知识和加深对理论认识的有效途径,是培养高素质、技能型复合人才的重要保障。所以应用化工技术专业的实践教学不能局限于理论知识,不能与现实岗位脱节。我院根据应用化工技术专业人才培养目标,认真筛选实践教学内容,把培养学生技能和提高学生职业素养有机结合起来,注重提升学生的综合能力,突出强调职业岗位的适应性和针对性,从而大大增强学生的择业竞争能力。 作者:肖文侠 乌日娜 董怡辰 单位:呼伦贝尔职业技术学院 化工技术论文:煤化工技术发展论文 摘要:煤资源是世界上的最重要的燃烧能源之一,煤化工技术的发展历史较长,技术也比较成熟,但是随着能源逐渐枯竭以及煤炭对环境的影响,发展新型煤化工技术的现实意义极其重要。新型煤化工技术提高煤化工技术的生产效率,减少能源浪费,提高相关产品的转化率,能够有效减缓空气污染和环境破坏。 关键词:煤化工;煤炭;新型煤化工技术 1煤化工技术的发展 1.1煤化工技术的发展现状 煤化工技术是将煤作为加工原料,利用一些化学手段将煤转化为气体、液体和固体燃料以及其他用于生产生活的化学品的过程。煤化工主要包括煤气化、煤液化、煤干馏等化学加工方法。煤化工的发展历史比较长,早在18世纪后期,全球已经进入煤化工时代,并且在19世纪煤化工技术已经发展完善形成完整成熟的煤化工体系。虽然,在20世纪时,因为石油、天然气的利用削弱了煤炭化工产业的发展速度和规模,但是随着石油、天然气资源的日渐枯竭,煤炭化工产业又逐渐开始复兴。煤炭能源是我国能源结构中重要的组成部分,是确保我国能源安全以及利用的最重要的基础能源之一。所以,煤化工技术在我国的发展比较成熟,同时,在煤化工技术开发研究中,我国也处于比较先进阶段。我国目前仍以煤炭资源为基础能源的能源利用结构不能在短期内改变,因此,更好地发展探索新型煤炭技术是一个急迫而重要的挑战。如今,我国的煤化工产业发展基本处于集约化发展阶段,这样可以保证我国煤炭技术的充分研究利用,并且能够保证资源的合理有效分配,是适合我国发展实际的煤化工发展方式。 1.2煤化工技术 煤化工技术主要是对煤炭资源的再加工生产过程,主要的加工方式有:(1)煤干馏。其实更准确地说是煤焦化,也就是利用煤进行蒸馏加工后生产的焦炭、焦油以及焦炉气等。这些产品一般在化工、医药、农药等产业广泛应用。(2)煤气化。这是生活中比较常见的一种煤化工产品,没有普及天然气的地区,一般都会用煤气作为重要的燃料满足生活中的燃料需求。(3)煤液化。煤液化主要分为直接液化和间接液化。煤液化是将有机质转化为流质产物,利用煤液化产品的碳氢化合物可以代替石油以及石油相关的产品。因此,目前煤液化技术是新型煤化工技术的主要研究发展方向。 2新型煤化工技术的发展现状和发展前景 新型煤化工技术是在煤化工技术的基础上,利用高新技术,获取洁净能源以及产品的新兴技术手段。新型煤化工不仅可以提高煤炭资源的利用率,并且可以使煤化工产品对环境和空气的污染降至最低,新型煤化工技术最重要的研究探索方向是煤化工产品可以代替石油及其相关产品。 2.1我国新型煤化工技术的发展现状 目前我国的新型煤化工产业发展状况比较好,以煤制油、煤制烯烃和煤制天然气为代表的新型煤化工技术已经实现商业化示范运行,并且在重要工艺阶段以及关键技术拥有完整自主知识产权。根据我国煤化工产业的规划来看,我国的煤化工产业主要集中于新疆、内蒙、陕西省区,因此,这三个重要的煤化工产业地区也是我国新型煤化工技术的重点发展区域。 2.2新型煤化工的发展前景 新型煤化工技术的主要优势就是清洁能源以及有效利用煤炭资源。目前我国的新型煤化工产业发展前景较为乐观主要是因为以下几方面原因:(1)资源丰富。我国的石油和天然气储量虽然相对不足,但是煤炭储量较为丰富,可以满足新型煤化工产业的充足的煤炭资源需求。除此之外,我国的水资源也比较丰富,可以适应煤化工产业的耗水需求。(2)交通便利。目前我国的高速公路、铁路组成的陆上运输网较为广阔,可以保证煤化工产品能够快速方便的运输,而且我国还有专门的煤炭运输铁路,可以确保新型煤化工产业的运输需求。 3结语 新型煤化工技术的发展可以有效利用煤炭资源,并且可以代替石油资源,这在很大程度上可以缓解我国石油资源不足的情况,所以,新型煤化工技术的发展极其重要。随着科学技术的提高,对新型煤化工技术也会有所帮助,能够对煤炭资源进行更充分的利用,这需要我国煤化工技术人员的不停探索和创新。 作者:张洁 单位:山东港通工程管理咨询有限公司 化工技术论文:石油化工技术论文 一、学院现行人才培养模式存在的问题 1.项目选取缺乏适应性 专业优秀课程项目的选取大多来源于大型石化公司生产岗位,校内的生产实训装置与大型石化公司生产一线装置相比较,差距太大。导致工作任务项目化在实施过程中难度较大,有很多任务根本无法实施,最终导致项目化专业优秀课程又回到了传统的授课模式。 2.专业教师缺乏实践性 高等职业教育要求教师具备“双师”素质,并不是拿到了“高级工证”或“技师证”就属于“双师”型教师。学院石油化工生产技术专业教师的结构不合理,老教师具有一定的企业生产经验,但教育理念过于传统。青年教师学历层次较高,专业理论功底较扎实,但由于从教时间短,又缺乏实践操作经验和实践技能。绝大部分教师对教育教学理论了解不深,对职业教育教学规律把握不准,对教育教学技艺应用不够熟练。 3.企业参与度不足 对学生生产实践能力的培养,只是基于企业,而企业本身并没有较好地参加到学生实践能力培养中来。目前的校企合作只局限于把企业的生产能手、技能专家等召集到一起讨论课程的开发,往往忽略了课程的实施环节。聘请的企业兼职教师并没有真正参与到教学当中去。另外企业作为“校企合作”伙伴,对项目化教学的支持也不够。有些任务的实施是需要在企业生产一线进行的,但往往由于客观原因导致学生进不了工厂。 4.学生缺乏社会责任感 化工专业毕业生的就业岗位大多需要倒班,有些工厂离市区还很远。一些毕业生下不去、扎不深、留不住、难干好,跳槽现象较严重。 二、创新人才培养模式的思考 1.职业岗位分析 从近几年的石油化工生产技术专业毕业生的就业情况来看,毕业生的就业岗位有6类:一是生产一线的操作岗位。从事化工生产的操作、调试、运行与维护,这类人员占调查人数的30%。二是生产一线的技术岗位。从事化工产品的质量监督与控制等,这类人员占调查人数的40%。三是生产管理岗位。从事生产组织、技术指导和管理工作,如,工作在企业或公司的计划科、生产科、企管办等,这类人员占调查人数的15%。四是产品的销售、售后的技术服务等岗位。这类人员占调查人数的5%。五是产品的开发、科研、制图等工作岗位。这类人员占调查人数的5%。六是行政管理和个体、其他等岗位。这类人员占调查人数的5%。以上调查结果表明,高职高专石油化工生产技术专业是培养生产、管理、服务一线需要的、具有综合能力和全面素质的技术技能型人才。毕业后,学生主要从事成熟技术与管理规范的相关工作。如,操作与维修人员、工艺技术人员和管理人员等。从学院对2011届和2012届毕业生进行调查的结果显示,毕业生认为,本专业最需要改进的地方是“实习和实践环节不够”。这可以看做是社会对高职高专化工专门人才规格要求的直接反应。 2.职业能力分析 职业能力是确定专业培养目标的依据,良好的职业道德和职业素质是学生未来做好所从事工作的前提和基础,没有良好的职业道德和职业素质不可能做好职业工作。化工行业对高职石油化工生产技术专业人才的职业能力要求包含:操作能力、认知能力、表达能力及其他的相关能力。(1)操作能力是履行岗位职责的动手能力。包括:岗位需要的职业技能。如,化工仪表、仪器的操作及使用和计算机的操作等。基本的实验能力及设计能力,要求理解石油化工生产技术工作的内容要求和操作程序,掌握应知应会的职业技术规范,具有处理生产中出现的事故,一定的维修化工设备的能力等。具体的项目是:化工现场的操作、工艺流程编制实施、工艺参数的调整规范、紧急事故的及时处理和技术改进等。(2)认知能力是指获取知识和信息的能力,观察和判断临场应变的能力,运用所学专业知识分析解决实践问题的能力,以及进行技术革新和设计的创新能力等。(3)表达能力是指语言表达、文字表达和数理计算及图表展示的能力。(4)其他相关能力主要指,组织管理能力、自我发展能力和业务交往能力及社交能力。能将工程设计转变为工艺流程,将管理规范转化为管理实效。具有学习小知识、接受新事物的本领,并能自觉开发、充分发挥自身优势。能够处理好业务关系和人际关系,善于与人合作交流,并能沟通、协调横向关系与纵向领属关系。 3.创新人才培养模式 结合新疆经济发展需要大量石油化工行业的技术技能型人才的实际,构建出适合化工生产特点,符合人才培养规律的“校企共育、教训融合”的人才培养模式,按企业岗位能力要求设置课程教学内容和教学环节。(1)优化专业优秀课程体系。根据学校办学定位,炼油化工行业对专业人才培养的要求,以职业综合能力为优秀,与行业企业合作进行基于工作过程的课程开发和设计,形成“工学结合”特色鲜明的专业优秀课程体系(见图1)。(2)教学环节安排。第一学年进行职业基本素质能力培养,在学校主要进行英语、计算机等职业素质课程和部分职业通用技术知识的学习。第二学年、第三学年安排学生开展模拟训练和实训,并以工学结合的方式在企业顶岗实习,实现教学、实习、就业、工作的紧密结合,提高学生化工专门技能。(3)课程教学实施过程。课程教学实施过程做到“四合一”,即理论与实践融合,仿真模拟与实际操作结合,教室与实训室整合,以及教师与师傅配合等。从而强化学生石油化工生产操作能力,提高学生职业素质,实现企业与学校在石油化工技术技能型人才培养中的深度融合。 三、实施效果分析 总之,高职院校人才培养是一项艰巨而复杂的系统工程,它不仅是目前国家高等职业教育面对的一个重大课题,也是关系到每所高职院校生存与发展的重要工作。通过对石化行业特点的分析,结合新疆石油石化企业对高技能人才需求的规律,通过实施“校企共育、教训融合”的人才培养模式,实现了“企业环境育人三年不断线”的办学特色。学生的职业能力得到显著提高,成为新疆化工行业高素质、强技能、可持续发展的专业人才。毕业生除获取毕业证书外,还获取了一项或多项中级职业资格证书,“双证书”获取率达90%以上。学生就业竞争力强,在职业素质、综合能力等方面得到同行及社会的高度认可。 作者:付梅莉单位:克拉玛依职业技术学院 化工技术论文:高职化工技术论文 1应用化工技术专业群建设的重大意义 1.1整合资源辐射发展的需要 通过构建应用化工技术专业群体系,有效整合群内资源,实现专业群内课程、师资及实训基地的共享;在优秀专业的辐射作用和引领下,带动其他专业的发展。目前应用化工技术专业群所含五个专业的学科基础为:理论上以掌握无机及有机物质的特性为主线,建立了四大化学相关知识的相互融合、实用化为目的的课程体系;实践上突出以能力培养为主,通过微型化学实验,使学生在安全、环保的条件下发挥主动性,开拓思维、探索新工艺,培养学生的创新精神。通过基础理论和基础实践的学习,学生具备了基本化学基础、分析化学基础和化工操作基础的基本能力,形成了宽厚的基础平台教育,为后续的多方向模块教育打下良好的基础。此五个专业的技术服务领域包括精细化工、石油化工、制药、新材料等应用化工领域,在其整个领域中均贯穿着绿色环保和安全的技术与理念。我校应用化工技术专业是央财支持的重点专业,精细化学品生产技术专业是省特色专业,在其影响和带动下,其他专业也在不断发展,生化制药专业和环境监测与治理专业也被立项为校级品牌和特色专业建设点,这两个专业在建设过程中,不断借鉴前两个优秀专业建设的成功经验,共享其有效资源,内涵建设不断提高。鉴于此,围绕学科基础构建了以应用化工技术、精细化学品生产技术专业为龙头的包含生化制药技术、高分子材料及加工和环境监测与治理共五个专业的应用化工技术专业群,在群的基础上共建基础平台,共享资源,共建师资队伍,在产业背景下进行“宽平台+多方向”的群的内涵建设,创新人才培养模式,大力提升人才培养质量,培养复合型高技能人才。 1.2周边化工行业发展的需要 应用化工类产业是江苏省“十二五”重点发展的支柱产业之一。南通市是全国首批15个化工生产基地之一,特别是近三年,众多国内外知名化工企业,如王子纸业、迈图新材料、江山农化等落户南通化工园区。伴随上海北翼的如东洋口港、启东港、如皋港的陆续开发,1000万吨炼油、100万吨乙烯项目的引入,带动了大批下游项目及环保安全产业链的开发,为应用化工产业提供充足的原料,使南通成为国内重要的石油和化工基地。南通现有大小化工类企业数千家,生产规模在亿元以上的化工类企业有16家,其产品涉及农药、医药、合成材料及助剂等。根据南通市政府的发展规划,将重点打造高端精细化学品、高效广谱低毒低残留新农药、医药及生物化工、新型合成材料四大产业链,这些都为该专业群的人才需求提供了广阔的空间和契机。 1.3学生适应行业就业的需要 [3]通过构建应用化工技术专业群,学生可以在经过一定时间的学习,对基础知识、专业知识有一定的了解后,在群内有二次专业选择机会,使学生对专业选择更具有明确性、主动性和灵活性,更能适应将来的发展需要。 2应用化工技术专业群体系建设构想 2.1加强人才培养体制建设,改进人才培养模式 在“工学结合、校企合作、顶岗实习”的人才培养模式下,不断深化和创新人才培养体制。拟通过成立理事会、与企业联合招生、联合教学等方式,将教育和培训的一部分纳入市场化运营,同时让企业参与到人才培养方案的制定、教学管理等环节,实现共同培养。一是校企合作体制的建设。当前社会发展速度越来越快,社会的产业结构边界也越来越模糊,社会迫切需要高技能的复合型人才。针对周边地区对应用化工类人才的需求,企业合作组成“订单班”,企业参与制定订单班人才培养方案,由教师和企业工程师共同承担教学任务。由于订单班人才培养方案的针对性较强,与岗位结合较紧密,学生到岗后很快适应。订单班的培养真正实现了专业教学要求与企业岗位技能要求的对接。除了订单班培养人才的途径,还可尝试共同成立理事会、校企合作学院等其他校企合作途径,从更深层次的途径推进校企合作体制的建设。二是试行多学期、分段式的教学组织形式,引入“弹性学分制”的评价机制。试行弹性学分制,学生不再受时间的限制,即只要修完学分即可毕业。学生可以根据自身条件进行选择,如半年在校学习,半年到企业顶岗,然后再回到学校继续学习,然后再回到企业顶岗,这种“学习-实践-再学习-再实践-…”的学习模式不仅符合人对事物的认知和实践规律,同时也更能培养符合社会需要的人才。三是积极探索中高职衔接、专本科贯通分段培养新模式。推进中高职衔接,制定套餐式的教学计划,单招与普招相结合,探索中、高职教育衔接贯通的人才培养渠道。学生首先在中职院校学习3年,然后通过注册方式进入高职学习2年。5年学习期间,由两所院校统筹制定人才培养方案,系统培养学生。为架构高等教育人才培养的立交桥,满足部分学生继续深造的愿望,与本科院校合作,实施“升本、转本、接本”等多种形式的专本科衔接模式。 2.2加强课程体系建设,打造科学的模块化课程 专业群建设的优秀是构建“一平台,三递进,多模块”课程体系。一是构建“底层共享”的基础平台,将现有的资源进行整合,形成群内资源共享型平台,能够为群内所有专业服务[4]。即通过将现有课程及实训基地的资源整合,拟构建含化工单元操作、化学检验技术及安全与环保等技术的基础平台,通过构建,不仅能提高服务的范围,同时能提高服务质量;不仅对校内学生服务,同时面向社会开展技术指导、培训等多方位服务。二是构建“中层分立”的专业方向模块,将群内专业的优秀课程进行构建,打造更科学的模块化课程,让学生在学完平台课程后,根据自己的意愿进行模块化选择,从而达到专业学习的目的。拟构建分为五个专业方向的模块,即精细化工类、生化制药类、环境类、化学工程类和材料类五个专业方向。三是构建“高层互选”的职业拓展能力模块,包括群内拓展和群外拓展能力模块。群内拓展即以上提及的五个模块的拓展,群外拓展包括物流、营销、日语、建筑材料等方面。 2.3构建新的实训体系,锻炼学生岗位技能 本着资源共享的原则,打破现有实训体系格局,根据专业群的构建模块,将现有实训资源按照功能进行重构,并进一步完善。资源整合后有11个实训单元,包括化学基本技术、分析检测、化工单元操作、化工仿真、高分子材料加工与性能测试、水处理及环境检测、药物制剂、化工中试、化工生产型实训车间及大学生创新实训室。建成后的实训基地将能更好满足专业群的实训环节教育。选择技术先进、区域影响大、人才供需关系稳定的企业,建立紧密的合作关系,积极探索校企共建实习基地、建立“厂中校”、订单培养、工学交替,校企双向介入、预就业实习等多种形式的合作模式,保证每位学生在校学习期间有半年以上的顶岗实习,在浓厚的职业氛围中锻炼和培养学生从事和胜任化工职业岗位的能力。 2.4加强信息化教学资源建设,提高资源利用率 在校企深度合作的基础上,以企业技术应用为重点,校企之间搭建信息化平台,将企业课程引入教学,开发课程。如化工单元操作技术课程,引入了江山农化的草甘膦生产线的生产工艺技术,将其生产工艺嵌入到各个单元操作,让学生体验真实的工艺过程,结合仿真操作,让学生体验模拟的真实环境以及发生事故的模拟真实场景,进一步理解专业知识。引进企业资源还可以自主开发成套模拟设备或虚拟资源。信息化教学资源建设包括教学系统、自主学习系统、实训资源等信息化资源库的建设。通过信息化教学资源的建设,发挥学习者的自主学习,提高资源的利用率,可以提供学生“社会中的学习”,即学生毕业工作后的学习,可以在群内实现最大化共享。 2.5提升师资团队能力,满足专业群建设需要 重点打造一支具有现代职教理念、教学经验丰富、实践能力强的高水平“双师”型专业教学群团队,提升教学团队的教学能力、技术创新能力和技术服务能力,以满足专业群建设的需要。一是通过内培外引的方式培养或引进群内专业带头人,其中有来自于企业人员,并对现有师资进行优化,以优秀专业师资的建设为中心,带动其他专业教师队伍的整体水平,提高师资队伍的整体水平;二是通过专业教师与紧密合作企业中的技术骨干“一对一”互学互助,在人才培养、课程建设、实践教学、产品开发、技术服务、促进学生就业等方面共同合作,相互提高。定期安排企业骨干参加高职师资培训,安排教师到企业定岗或轮岗学习。建设期内重点培养和扶持已取得硕士学位和博士学位的教师;三是加大“双师”型教师到企业锻炼的力度,与企业联合建立教师岗位实践基地,通过校企合作科研项目或到企业轮岗实践等措施,努力打造“校企互通、专兼结合、动态组合”的高水平“双师”型教学团队。 2.6强化服务意识,加强专业群管理体制和运行机制建设 一是管理队伍创新,打造创新团队。要打造一支具有与时俱进的创新思想和灵活的创新思维的管理团队,同时具有百折不挠的锐意进取精神,科学管理。二是改革教学体制,适应建设发展。加大实行教学部门的二级管理制度,强化学校教学管理部门监管作用,打破以往管理体制和模式,设立集监督、管理、指导等为一体的覆盖理论教学和实践教学的质量控制部门,发挥其应有的作用。三是改革行政机构,强化管理服务。为切实加强服务地方经济社会发展的功能,成立理事会后,搭建学校和学院服务地方深度校企合作的平台,发挥学院先进的设施设备和专业师资优势,进一步推动了校企合作研发,帮助中小型企业解决相关的科研难题,帮助中小型企业走健康发展之路。同时通过成立理事会,将先进的管理理念和具体工作融合到专业群课程体系的改革、专业群实践体系的改革、专业群双师团队建设、人才培养方案的制定、专业群管理、教学质量控制、学生的实践管理及学生的就业管理等环节,实现校企的深度对接,为培养高素质的复合型人才打下基础。 3结论 高职院校应用化工技术专业群建设可以提升专业的特色、竞争力,专业群建设以应用化工岗位需求为导向,凭借区域优势,顺应现代职教体系的要求,在不断适应新形式、与时俱进的过程中,改革体制机制,整合课程体系,强化实训环节,打造一流师资队伍,完成对应用化工专业群的建设。 作者:黄艳芳刘志军单位:南通职业大学 化工技术论文:中高职化工技术论文 1目前中高职三二分段试点存在的问题 1.1中、高职人才培养目标不明晰 目前,中、高等职业教育定位模糊已是不争的事实,中职教育定位为“技能型人才”,高职教育为“高技能人才”,这种粗线条的划分方法,无法体现人才培养定位本质上的区分。高职教育究竟“高”到什么程度,用什么标准衡量没有明确规定。以化工类专业为例,应用化工技术专业的高技能人才和技能型人才的主要区别在哪里?相关课程的设计能不能来支撑和体现这个“高”字呢?从研究已开展中高职衔接试点的学校情况来看,很多院校的化工类专业在定位方面都比较模糊,难以区分中高职的主要特点。 1.2中高职衔接的合作院校培养方案脱节、内容模糊 中高职衔接的合作院校培养方案应体现高职教育是中职教育的进一步提升,使已具有一定专业知识和实践能力的中职毕业生提升理论知识、职业技能和创新创业能力、就业能力,但遗憾的是目前中高职院校的培养方案脱节,甚至出现相同的教学模式和培养方案。同时,人才培养方案中课程体系的设置和安排,直接关系到人才培养方案的落实、关系到人才培养目标的实现,而实际情况是中、高职的很多课程在名称、涵盖内容和教材上的区分度不大,甚至使用同一教材。例如:一些学校在安排五年制教学计划时,只是把过去中职的学制和教学内容做了延长和扩展,教学内容基本内涵无太大变化;有的学校课程内容设置中高职阶段部分重复,造成了教学资源浪费,给学生带来了不好的影响。 1.3实践教学体系的一体化设计未体现技能培养的递进性 目前大多数中高职衔接的专业和学校,在实践教学体系的设计方面,只是根据课程的设置,单纯的进行教学内容的安排[2],或根据岗位能力设置相应的独立实践课程。未根据两个阶段培养目标的不同和定位的不同要求进行相关实训和实践教学项目的设计和实施安排,从而不能体现技能培养的递进性。因此,在探索中高职衔接过程中,我院如能依据职业标准,结合国家职业资格技能等级和证书制度,遵照技能人才成长规律、教育教学规律,对准职业岗位,分析中、高职专业学生应知应会的知识和技能要求,与对口自主招生中职院校开展教师活动,加强沟通,开发出应用化工技术专业职业教育技能标准,无疑能很好的实现“三二分段”中高职衔接。 2对中高职三二分段有效衔接的几点建议 2.1多方参与共同制定人才培养方案 在制定人才培养方案之初设计实证调查问卷对中高职院校应用化工技术专业毕业生实行问卷调查,了解学生就业岗位及岗位需要能力;对我省部分中高职应用化工技术专业的学生和教师进行访谈,了解中、高职应用化工技术专业学生的学习情况,教师对课程设置及课程内容的意见和建议;对我省化工行业相关企业进行走访,了解企业岗位需求情况及要求,职业资格证书现状等,与对口中职学校召开联席会议,讨论教学计划、学生现状及实践教学情况,根据以上掌握的资源,高职院校应用化工技术专业教师应与中职学校的专业教师,及化工行业企业技术人才共同商讨制定中、高职衔接的专业人才培养方案。所制定的人才培养方案应注重强化学生职业道德、职业技能、就业创业能力的培养,注重中等和高等职业教育在培养目标、专业内涵、教学条件等方面的延续与衔接。注重中、高职层次知识点的有机融合,以适应其渐进性学习和终身教育的需要。并且在中高职衔接三二分段的实施过程中,各参与学校对学生及行业情况进行跟踪调查,及时调整培养方案[3]。 2.2加强专业及课程的标准衔接 在课程设置上,中职课程应重基础,强应用,让学生初步建立化工相关职业概念;高职课程重实践,强创新,高职课程设置应以化工产品生产及分析检测实践为导向,以培养生产操作及分析检测能力培养为优秀、以项目为载体、以任务为驱动,真正做到“教、学、做”一体化教学,让学生通过在真实或模拟的工作场景中对一些典型产品的分析、设计,以及在教师的指导下解决项目中的实际问题,提高学生的实践能力和创新能力。在课程目标衔接上,要将中职的实用性、操作性、工具性目标与高职的技术性、创造性目标优化整合。 2.3定期和对口学校教师开展教研活动 在教学过程中,高职学院与中职学校可联合申报三二分段衔接有关教学改革项目,为定期举办应用化工技术专业关于课程衔接及有效研究三二分段衔接的教研活动提供政策和资金保障。两校的专业教师一起以三二分段课程衔接为优秀议题,研讨计划、规划教材、交流心得。组织所有参与三二教学的教师进行讨论,分析学生特点,针对学生的这些特点,对既定课程的教学内容进行筛选,选取和现实生活较为贴近的部分,设计学生参与度高的教学互动环节。 2.4加强师资培训,建立双师型教师队伍 高职的培养目标是把学生培养成为高端技能型人才。这就对师资队伍提出了更高的要求,教师不仅应具有理论教学的能力,而且还应具有项目设计开发应用能力的双师型教师。构建现代职业教育体系要注重为教师发展提供空间,调动教师的工作积极性。由于经济社会的迅猛发展,社会岗位随之变化,对岗位技能的要求也随之变化,这就要完善教师定期到企业参加专业实践制度,通过参与企业生产实践提高教师专业课程实践能力与教学水平。 2.5中高职衔接需要规范管理 探索高技能人才选拔培养机制中高职衔接涉及到高职和中职两类学校的组织和沟通,对口学校需提供政策、组织机构、资金等方面的支持,做到计划周密、过程规范、监督有力、反馈及时,保证衔接工作高质量完成均需健全组织机构,加强试点工作的组织管理。成立校领导为组长、副组长的工作领导小组,成员包括教务处、招就办、纪检监察、相关院系等部门领导,统筹协调指导对口自主招生三二分段的工作。健全管理制度,制定学院层面的三二分段分流方案、命题方案、考核方案、保密措施等制度。学院纪检监察处全程参与,确保监察工作到位,保证对口自主招生工作的规范有序,确保公开、公平、公正。在实践的过程中,我院应和对口学校共同建立教学管理小组,定期组织教学检查,确保教学质量;中高职学校应设立专项经费支持三二分段试点工作。有了基本保障和规范的管理,中高职衔接工作才能顺利开展。 3结语 广东省为全国重要的经济大省,特别是石油化工产业作为未来重点发展的三大支柱产业之一,正积极由化工大省向化工强省过渡,对化工行业的人才的需求多,要求高。因此加强中高职的衔接与合作,是培养大批化工技能性人才的有力保证。 作者:侯红瑞王春晓黎春怡陈平清单位:茂名职业技术学院化学工程系 化工技术论文:职校应用化工技术论文 一、项目化教学模式实施中存在的问题 当前,高职院校普遍采用项目化教学模式。项目化教学是指师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。项目教学法是“行为导向”教学法的一种,具有实践性、自主性、综合性、开放性等特点,能够充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。毫无疑问,项目化教学模式的推广和改进,对于高等职业教育摆脱本本教学,促进课堂教学和社会生产实践的有机结合起到了不可替代的作用。然而,项目化教学实施过程中也存在着不可忽视的问题。首先,“项目化”课程开发脱离生产实际,课程体系构建经不起实践检验。“项目化”教学的初衷是以企业生产的内容和工作程序来规范高职院校的日常教学活动。但是在教学活动“项目化”的过程中,这一良好的愿望很难真正实现。因为“项目”这一概念很宽泛,涉及的内容比较庞杂,既有大项目又有子项目,既有综合项目又有独立项目。按照通常的理解,对于小小的课堂来说,项目化教学应该选择那些子项目或独立项目,但高职的很多课程是综合课程,涵盖方方面面的知识,并不是孤立的,很多项目课程的开发不可能依靠一个独立的项目来实现,而是需要多个项目的共同参与,这就形成了矛盾,处理不好会造成综合项目与子项目关系脱离、各子项目彼此不相关联、知识重复等现象。要想有效实施项目化教学,就需要对原有高职课程体系进行学科性架构,对课程门类进行重新划分,对专业教学计划、课时分配等进行大幅度的调整。这是不现实的。其次,“项目化”教学的实施缺乏教学资源的有力支撑。项目化教学依仗于丰富的教学资源,若没有与教学内容相吻合的现代化的生产设备和生产设施,项目化教学就会成为无源之水、无本之木。而这恰恰是目前国内大多数高职院校的短板。由于教学资源严重不足,因此很多项目化教学只是对原有的综合实训或毕业设计进行简单的重复,无法用现实的工作成果引领学生的学习,无法将生产实际中的“项目”变为教学活动中的“项目”,致使项目化教学收效甚微。 二、成品化教学模式探讨 高职教育中,无论是理论基础课程、专业基础课程还是专业课程,总能够在社会实践和生产实践中找到对应其知识体系的物化原型,这为成品化教学模式的确立提供了条件。成品化教学是指将教学目标产品化,或称实体化。它脱胎于项目化教学,是项目化教学的具体化。相较于项目化教学,该模式教学目标明确,更加贴近生产实际,适用于各类课程的教学活动。它以“教学做一体化”的高职教育理念和教学方法为支撑,基于工作岗位和工作过程来设计教学程序。它生发于成品又终结于成品,能够避免理论讲授和实验实训的脱节,实现课堂知识传授和实验实训的无缝对接,实现高等职业教育系统传授知识、全面培养能力的初衷,能够克服项目化教学脱离生产实际、内容空泛的弊端,能够切实提高学生的学习兴趣、提高教育教学质量。成品化教学模式很大程度上摆脱了传统单一课堂的束缚,集中了多媒体教学、仿真教学的优势,实现了教学资源利用的最大化。成品化教学模式也对教师的综合能力提出了较高的要求,需要任课教师实现由“授人以鱼”向“授人以渔”的转变。教师应该具备广博的专业理论知识、高超的职业技能、敏锐的行业发展洞察力、突出的职业素养。只有授业教师构建出合理的成品化教学方案,拿出合格的、有实质意义的教学产成品,才能够保证学生顺利完成成品化教学提出的各项任务,达到预期的教学目标[2]。对于高职教育而言,学生实践技能的获取需要有专门的实训场所和实训模式,同样,理论知识的传授也离不开专业性的教学场所和教学模式。成品化教学模式能够将传统课堂教学和实验实训有机地结合起来,根据教育教学的目标,灵活、高效地完成发展型、复合型和创新型高等级技能人才的培养任务。将课程知识体系所对应的物化原型或者类似于物化原型的事物作为教师教学分析和研究的对象,符合教育教学的规律;将其作为学生知识学习、技能培养的起点,符合认知规律,符合唯物辩证法的认识论原则。 三、高职应用化工技术专业成品化教学模式的实施 (一)理论基础课程 以《有机化学》、《无机化学》、《工业分析技术》为代表的理论基础课程是高职应用化工技术专业教学活动的起点,同时也是教学难点。这三门课程很难套用项目化教学模式,因为它们中的每一门都是一个完整的理论知识体系,无法用一个项目来代表。若强行套用项目化教学模式,只能是换汤不换药,仍然是传统的理论教学加实验检验,最多是用“项目”一词将原有的“教学单元”、“章节”直接替换掉,将原先的“实验课程”改为“项目实训”,达不到理想的教学效果。成品化教学模式可以克服项目化教学的弊端。以有机化学教学为例。我们将Gaussian03量子化学计算软件作为教学工具引入课堂。使用该软件可以逼真地展现各类化合物的立体结构、键长、键角、分子轨道的形状和电子排布的状况,揭示分子最外层电荷分布的规律。学生要在教师的指导下,利用该软件在课堂上完成不同教学阶段的教学成品工作。这样的教学模式可以用在每一章节、每一环节的教学活动中(如表1所示)。这样的教学方式,学生喜闻乐见、易于接受、易于配合。实践证明,成品化教学模式能够提高学生的学习兴趣、激发学生的成就感,最终实现教育教学的目的。在有机化学中,有些章节知识的传授需要实训环节的实时辅助和补充,这就需要引入大型仿真平台[1]。教师将基于仿真平台的实验实训操作融入这些章节知识的传授中,设计好成品化教学任务让学生来完成。有机化学第五章《醇、酚、醚》的成品化教学方案如表2所示。成品化教学模式在整个理论章节教学活动中的应用,其难点在于如何设计成品任务。这种成品任务应具有如下的特点:1.必须和当时所传授的知识相吻合;2.必须是一个具有现实性和合理性的工作过程的结果;3.可操作性强,有明确的评判标准。借助于大型仿真平台,教师可以及时模拟出所学理论知识在生产实践中的应用结果,并将此结果作为成品化教学的阶段性产品,将此产品目标作为判断学生课堂知识掌握程度和能力水平的唯一标准,这样可以达到激发学生的学习兴趣、提高教育教学质量的目的。借助于大型仿真实训平台实时模拟实验实训的成果,它的优点在于可以使实训内容更丰富、实训操作更灵活,它立足于实验实训又高于实验实训,克服了项目化教学模式实训项目过少、实训项目不能代表所讲授的知识体系甚至以偏概全的弱点。《有机化学》、《无机化学》、《工业分析技术》这类理论课程的教学目的在于,使学生掌握各类化合物的物理、化学性质及其化学反应的规律。实践证明,成品化教学模式的应用能够在很大程度上降低理论知识的抽象性,提高学生对专业理论课程学习的兴趣,丰富学生的知识体系,拓展学生的学习思路,提高学生的基础学习能力。 (二)专业基础课程 《化工单元操作技术》、《化工设备》、《化工制图》、《化工设计》、《精细有机合成技术》等是应用化工技术专业的专业基础课程的代表。这类课程以使学生获得某一方面、某一单元的专业基础知识和专业基础技能为教学目标。其成品化教学模式中“成品”方案的确立仍然需要克服项目化教学模式中“项目”过大、空洞的缺点,要将某一方面的知识和技能实物化,以灵活多样、切实可行、紧扣主题、操作性强为原则。以《化工单元操作技术》课程为例。该门课程的成品化教学方案可以进行如下的设计。在该门课程的理论教学中引入大型仿真软件操作平台,教师既可以以整个单元操作为成品目标,也可以将一个单元操作细分为不同的部分,将这些部分作为教学成品子目标。总之,要紧跟授课进度,将授课内容物化和实体化。如第二章《流体输送机械》的教学活动可以如表3所示那样进行。在该门课程的综合实训中,根据实训课程的教学目标,将实训内容成品化。在实训阶段,必须要求学生拿出合格的成品来,并以此作为成绩评定的依据;同时,在对实训内容的讲解和辅导中,要基于成品目标,将实训内容归入相关的知识体系中去。如“精馏塔分离50%乙醇溶液”的成品化综合实训,可以按照表4所示的那样进行设计。成品化教学模式借鉴了企业培训中“先习后学”的做法,弥补了学校教育“先学后习”这种方式的不足。同时,以小而全的成品化教学方案组织课堂学习,以实际工业产品为成品,使学生易于理解、易于接受。这种教学模式符合学生的认知规律,往往能够收到明显的教学效果。 (三)专业课程 专业课程的成品化教学方案设计完全可以依照现代工业生产程序来进行。要紧贴教学内容设定物化成品。该服务于教学活动的物化成品可以是多个,也可以是一个。整个教学活动可以依照工业产品制造的过程分为原材料的检测、物化产品的生成、物化产品的行业标准的检测、物化产品三废处理等阶段,并在产品生产的各个阶段,分别制定物化成品教学活动的目标。在现代化教育设施(电教室、教学做一体化综合实训室、校内实训基地)的数量和质量能够得到充分满足的条件下,专业课中理论知识的传授和实验技能的培养完全可以以教学做一体化的方式进行。这种情况下,理论课时往往被大大压缩,实训课时相应地增加;教师集中讲解的部分减少,而穿插在实训过程中的指点和讲评会占据课时分配的绝大部分空间。以《涂料及胶粘剂的生产技术》课程为例,成品化教学模式下的教学方案设计如表5所示。所有的专业课程都能够采用这样的成品化教学模式。学生对这种教学做一体的成品化教学模式认同感强,学习兴趣浓厚,学生能够从抽象的理论讲解中迅速找到理论知识所对应的实践原型或者类似的实践原型,学习效果显著。在这样的教学活动中培养出来的学生,更能够体验到掌握一门技术、获得相应能力的成就感,其就业自信心能够得到极大的增强,毕业后能够迅速进入角色,适应工作岗位的要求,拥有较大的发展空间。实践证明,成品化教学模式符合高职教学的实际,值得推广。 作者:崔金海单位:开封大学 化工技术论文:绿色理念下的化工技术论文 1校企联合在理论教学中的绿色化工教育 1.1开设“绿色化学”课程,邀请校外专家及技术人员进行专题讲座。 我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座,介绍化工前沿性知识,回答学生的提问,与学生进行直面交流,学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可通过尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从根本上减少了原料的消耗,对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路,激发了学生的求知欲。 1.2重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识。 专业授课教师通过案例中采用绿色工艺,实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源,制取氢气的方法很多,有①电解法:2H2O2H2+O2;②甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤气法:C+H2OCO+H2;④碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2;⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2+O2;⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,且该反应没有废弃物,不会对环境造成污染;第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能,提高了反应速率,降低了反应温度、操作压力,简化了流程。在大规模生产中,这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,主要用作合成有机玻璃的单体,也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、润滑剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸,污染严重,设备腐蚀严重,而且合成路线长,原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质,原料价格低,利用钯催化剂反应一步完成,产品收率高,原子利用率高,经济效益、环境效益均好。 1.3教学方法多样化,教学手段现代化。 绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中,如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等,传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解,只能演示设备静态,讲授过程枯燥,不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面,吸引学生主动求知。 2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识 2.1改进化学实验项目,多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识,并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5],舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后 处理困难的实验项目,尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目,注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验,这些实验原料是天然的,提取溶剂是无毒的,并且可以回收利用,废渣无公害且可以用作肥料;如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”,其传统方法是盐酸-甲醛提取法,我们改用木瓜蛋白酶作催化剂,超声波提取。这样不但大大缩短提取时间,提出率从30%提高到90%以上,而且工艺简单,无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少,从而降低实验成本,而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少,提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少,极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”,其所用单体丙烯腈不但价格贵,而且有毒,而采用微型实验后,不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料,乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。 2.2选用先进仪器和技术进行实验,利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。 先进检测手段包括红外、紫外光谱,气相、液相色谱,电镜扫描,X-衍射等。选用较先进的实验仪器,不但减少了试剂用量,减轻了环境污染,同时也增加了实验操作难度,有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能,有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验,其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法,因此,实验气体往往只能选用氨气,致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后,实验气体可用CO2代替氨气,这既改善了实验环境,又使测量速度加快、测量精度大大提高,且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水,尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全,这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法,又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。 2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念 大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为优秀的教学模式,激发大学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识,在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”,海藻是可再生性资源,储量相当丰富,而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等,极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品质,而且该保水剂能被降解,对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用,该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识,开阔了眼界,培养了绿色环境意识及环保理念。 2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念 见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业的实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识,让理论知识和实际生产相结合,提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此,学校和企业积极联手,结合企业生产实际,对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时,亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处:该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理,它既避免了废物直接排放对环境造成污染,又回收到硫磺,创造了巨大经济效益;学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底,运行费用较低,基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高;降低产品成本,提高竞争能力;同时,企业的环境好、无污染、不扰民,使企业具有一个良好的社会形象,增加了消费者对企业产品的信任度;改善了职工的生产操作条件乃至生活环境,减轻了对职工身心健康的影响。 3结束语 绿色化工是降低传统化工所造成的环境污染的最有效手段,学生是未来化工行业的主力军,需要高校与企业联手加强对学生绿色化工意识的培养,这也是素质教育的一项重要内容,是培养学生对社会及未来责任感的一项重要举措。当然,我们的校企合作在不少方面也有不如人意的方面,如合作关系多停留在表层,还不够深入,合作关系脆弱、具有不对等性。总之,校企合作工作任重而道远,需要政府、企业、学校的不断探索和实践。只有大家共同努力,培养学生保护环境、实施绿色化工的意识,我国化工工业才能健康、稳定、可持续发展。 作者:杨连利黄怡张卫红单位:咸阳师范学院化学与化工学院 化工技术论文:优秀课程下化工技术论文 一、优秀课程群的构建 1.基本框架。 通过对滁州市及周边地区化工行业的深入探索和市场广泛调研,以区域产业发展对人才的需求为依据,我院应用化工技术专业分设为化学检验、化工生产技术、化工仪表自动化和精细化工生产技术等多个方向,其专业优秀课程的选择与设置即与此相衔接。其中,《工业分析技术》课程旨在加强专业基础,配套的分析检验专业实验旨在强调实验技能的提高;《流体输送与传热》和《传质与分离技术》课程(原《化工原理》)强调化工基本原理的分析和化工单元操作技能的培养;《化工仪表及自动化》课程突出化工仪表及化工自动控制系统在化工生产中的主导地位;《化工工艺》课程旨在拓展专业适应面,重在工艺过程的分析与工艺参数的整定;《精细化工生产技术》课程以典型精细化学品的生产过程为重点,保留鲜明的化工行业特色。 2.基本关系。 《工业分析技术》是基础,《流体输送与传热》是强化,《传质与分离技术》是提高,《化工仪表及自动化》是主导,《化工工艺》是细化,《精细化工生产技术》是深入。以此为前提,在制定2013级应用化工技术专业人才培养方案的过程中,结合人才培养目标,突显了优秀课程的专业地位;综合课程之间的衔接关系,优化与整合了课程体系;考虑课程之间的先后排序,新构了配套的实践教学条件。 二、优秀课程建设与改革 1.工业分析技术。 《工业分析技术》是分析化学在工业生产上的具体应用,与新时期“双证书”教育这一新的“双证融通”的高职教育模式相对接,[4]与“化学检验工”职业资格证书考试相衔接,其对化学综合知识(包括无机化学、分析化学和有机化学)的整体应用能力有一定的要求。在第一、二学期已开设过《基础化学》和《基础化学实验》(包含《无机化学》、《无机化学》和《分析化学》)的前提下,适当加大了实践学时所占的比例,使得实践与理论学时的比例达到2∶1,不断强化学生分析检验技能的训练与提高;同时,在学生熟练掌握相关操作技能的基础上,还加强了学生专业基础知识的积累,培养学生从实验现象和教学过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力,亦即让学生不仅“知其然”,更要“知其所以然”。 2.流体输送与传热。 《流体输送与传热》与《传质与分离技术》本身就是原《化工原理》课程的优化与整合,原《化工原理》课程教学推导过程繁琐,理论性过强,工程实例不足,经过优秀课程建设与改革之后,整合后的这两门课程均采用了“项目化”的教学模式。通过教学模式、教学内容和教学体系的优化,将原《化工原理》中课堂授课部分和实验部分整合为理实一体化的项目化教学,同时,增加了化工仿真实训,并将原课程设计部分有机地融入其中,用以模拟实际工业生产过程,实现低成本、高效率地引领学生进入生产性实习的环节。《流体输送与传热》在《物理化学》、《化工制图》和《化工机械基础》等前续课程的基础上,开设在第三学期,按照项目化教学的需要,其理论与实践学时的比例控制在1∶1左右,理论学时稍多,以便学生在接触本课程之初,充分掌握必要的化工基本原理和主要单元操作典型设备的构造与操作原理等知识。 3.传质与分离技术。 《传质与分离技术》作为原《化工原理》的下半部分,紧随《流体输送与传热》课程之后,开设在第四学期,以“简单化”(讲清基本原理、避开繁琐的数学推导,简化教学过程)和“具体化”(通过具体工程实例,将基本原理与实际应用有效关联,并与其他优秀课程有机融合)为根本宗旨,理论知识以“必需、够用”为原则,[5]强调技能的训练,因此,其理论与实践学时的比例控制在1∶2左右,实践学时稍多,充分体现“工学结合”、“教、学、做”一体化的项目化教学原则。通过理实一体化的项目化教学,强调理论与实践的有机结合,培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力。 4.化工仪表及自动化。 《化工仪表及自动化》是应用化工技术专业一门应用性、实践性很强的优秀课程,也是优秀课程群中教学内容整合最大的一门课程。过去以纯理论教学为主的教学方式,与职业院校技能大赛严重脱节,理论讲解抽象,学生学习被动,动手能力较差。通过基于“工作过程系统化”的课程体系改革后,实施“任务驱动、项目导向”的教学做一体的项目化教学模式,以工作任务为中心,以实践行为为导向,根据职业岗位和职业能力培养的需要,改革课程教学内容,组织实施教学,施行以过程性考核为主的综合考评方法。通过与全国职业院校技能大赛“化工仪表自动化”赛项对接的CS2000型过程控制系统设备的全面投入使用,对典型化工生产过程自动控制系统进行选择与整合,通过对过程控制系统的操作与参数整定,培养学生的专业能力、职业优秀能力和社会能力。 5.化工工艺。 《化工工艺》作为应用化工技术专业课程群中的一门优秀课程,与其他多门优秀课程存在明显的交叉和互通之处,亟须进一步互相优化与整合。其理论知识部分优化的方向在于:通过与《化工仪表及自动化》等专业优秀课程的知识对接,精简理论知识点,针对典型化工生产过程,重点分析其工艺流程,培养学生分析问题的能力。在此基础之上,结合化工工艺仿真软件,细化与整合实践内容,通过对典型工艺过程的分析与工艺参数的整定,加深学生对“工艺流程”的充分认识和理解,拓展学生的专业适应面,培养学生的工程实践能力、创新能力及全面分析工程实际问题的能力。 6.精细化工生产技术。 《精细化工生产技术》作为高职应用化工技术专业的一门优秀课程,其行业特色鲜明,内容繁杂,知识面宽,要求学生掌握典型精细化学品生产必备的基本知识和操作技能;同时,对化工生产设备、化工单元操作、化工工艺流程等知识点又有较高的要求。为此,本课程在实施的过程中,还需要《基础化学》、《化工机械基础》和《化学反应过程与设备》等相关课程的配套与支撑。通过这些课程之间的优化与整合,以市场需求为导向,以专业技术应用能力培养为主线,与全国职业院校技能大赛“化工生产技术”赛项对接,在教学过程中通过以典型精细化学品的生产过程为任务引导学生,通过项目引导、任务驱动、工作过程系统化的课程设计和教学模式,充分发挥学生的主动性,培养学生的创新意识,激发学生对专业学习的兴趣,同时通过开放精细化工实训室,充分调动学生的学习积极性,进一步培养学生的动手能力和创造能力,教学效果显著提高。 三、配套措施 为了更好地实践与推行优秀课程建设与改革,依托中央财政特色专业建设项目,在省级示范实验实训中心的基础上,本着贴近生产、淡化理论重实践、绿色环保低碳的建设理念,配套新建了化工仿真实训室和精馏实训室。 1.配套的实践教学条件。 通过化工仿真实训室的建设,满足了大型分析仪器仿真实训、化工单元操作仿真实训、化工工艺仿真实训、化工自动化基本控制单元仿真实训,以及化学检验工、化工总控工、化工仪表自动化等技能大赛仿真操作的要求,极大地丰富了本专业的实训项目和实训内容。 2.对接职业资格和职业技能大赛。 通过与“化工总控工”职业资格证书考试和全国职业院校技能大赛“化工生产技术”赛项的对接,新建了精馏实训室,引进了全套新型精馏操作实训装置。该装置是化工单元操作实训最接近化工生产的理想设备,不仅满足了学生技能训练的需要,即可实现流体流动、流体输送和精馏单元操作的实训任务,同时也可用于化工总控工职业资格考试(实践部分),服务于职业技能大赛,亦可对企业员工进行岗前培训之用。 四、改革成效 1.加强课程整合,优化课程体系。 在专业优秀课程群构建的基本原则和基本框架下,通过优秀课程,以及相互之间的优化与整合,突显了优秀课程的专业地位,衔接了课程之间的关系,优化了课程体系。 2.创新课程内容,改革教学模式。 在教学内容体系设计上,秉承“简单化”、“具体化”的宗旨,淡化理论重实践,以国家职业技能标准要求为依据,创新与完善课程内容,构建以“项目引导、任务驱动”为一体的项目化教学模式,体现工学结合的工作过程系统化和工学交替的教学做一体,形成“实训环境职场化,教师学生角色化,实训内容工作过程化,专业技能培养递进化,实现教学做一体化”的“五化”教学模式,提高了教学质量。 3.改进教学组织方式,强化工程意识。 在教学组织方式上,采取“三个相结合”,即理论与实际相结合、课堂教学与实验实训教学相结合、常规课堂教学与现代教育技术相结合的方式。同时,还采用了包括参观企业、企业调研、工厂见习、案例教学、策划方案、开展实训、开放实验室、小组讨论、专业讲座等多种形式作为补充,强化了学生的工程意识。 4.培养职业素质,拓宽就业面。 改革后的优秀课程在教学过程中引进了“SHEQ”(安全、健康、环保、质量)的管理模式,有效地培养了学生的职业素质和工作习惯,增强了毕业生就业的竞争力和适应性,使其能够更早地融入到职业环境中,较快地适应化工职业岗位的要求,较早地投入到化工职业技能岗位上去。 作者:周玲玲汪蓓蓓周凯孟飞刘义章单位:滁州职业技术学院
生物工程技术在环境保护中的运用:生物工程技术对环境保护的影响 摘要: 人类社会的发展离不开对自然资源的需求和对环境的影响,因此自然环境与人类社会的发展步伐之间存在着相互制约的紧密联系。近年来日益突出的自然资源紧张和环境污染严重的问题严重影响了社会经济的进一步发展,社会各界都在寻求解决环境问题的新技术,现代化的生物技术为人类提供了崭新的途径,本文将对生物技术解决环境问题时发挥的重要作用予以讨论。 关键词: 生物工程;环境保护;技术应用 1前言 生物工程是近年来一门崭新的学科领域,该学科的研究内容是生命科学,但是由于其学科的综合性强,能够推广至很多领域的产品研发和新技术的应用。生物工程也在不同的需求中得到飞速的发展,培养了一批相关技术人才,在人类对环境保护的概念日益增强的今天,逐步应用于环境保护的工作中,由于其具有高效绿色环保的特点,因此在环境保护领域有着巨大的潜在应用价值。 2我国自然环境面临的问题 我国从解放后,经济逐步复苏,国家对工业生产也投入了许多资金和人力,使得我国的经济在解放后出现了快速增长,在改革开放后,我国经济增长再一次迈上了新台阶,经济增长速度飞快,无论是从工业生产还是居民消费水平,都取得了令人瞩目的成就,然而这一切的发展却给自然环境带来了十分严重的影响。在解放初期,由于工业水平比较落后,使用的机器设备都十分落后,技术水平也很难达到发达国家的标准,我国的工业生产都属于高能耗的生产模式,大量的生产造成我国自然资源的大量开采和浪费,随后的发展中,技术能力逐渐开始赶上发达国家,但是对自然环境保护的意识仍然没有在人们心中扎根,经济发展还是在原有的模式下进行,无论是工业生产还是农业生产,对环境的影响进一步恶化,自然资源被人为破坏,很多独特的稀有资源都面临枯竭,自然环境开始给人类敲响了警钟,这种无节制的开发和破坏最终将会影响社会发展节奏。因此我国开始倡导可持续发展的战略目标,将经济发展和环境保护相结合,达到共同发展的目的,在保障工农业生产所必须的资源,大力加强对环境污染的治理工作,并积极寻找可替代能源,发展清洁能源,保护人类赖以生存的自然环境,也为社会的长远发展提供保障。 3当前生物工程技术的特点 中国现有的环境污染情况由于历史遗留问题较多,再加上现代化生产和生活的排放,对环境保护的治理工作一直是重点和难点。现代化生物工程的发展为环境保护工作提供了一条崭新的途径,也由于近些年生物工程技术在环境污染治理方面取得了很多成绩使它受到了广泛的关注。生物工程技术通过使用生物制剂将污染物从环境中分解,清除,整个过程不存在二次污染,且处理效果较好,具有十分重要的应用价值,而且从环境系统的角度看,通过生物工程技术引入的生物制剂,对环境的影响也小,通过对整个生态环境失衡的调平,达到环境保护的效果,因此其环保功效显而易见。生物工程技术的灵活度高,能够根据不同污染物的特点,结合基因工程的先进技术有针对性的开展治理工作,并且从实践上现实了可持续发展的环境保护概念,逐渐在环境保护和污染物治理领域表现出卓越的优势,受到环境保护领域工作的高度关注。 4生物工程技术在环境保护领域的应用 可以看出生物工程技术具有诸多优点,使得生物工程技术在环保领域受到广泛的欢迎,其主要的污染治理成绩表现在以下几个方面: (1)工业和生活废水的整治。水是人类的生命之源,一直以来都是人类无法替代的宝贵自然资源,然而由于生产和生活污水的污染,使得人类赖以生存的水源都出现了不同程度的污染,这个问题迫在眉睫,因为如果缺少了干净的水资源,人类将无法从事正常的生活和生产活动,更严重的会影响到人类的生存。对污水的治理问题一直都是环境保护的重点问题,然而其他物理置换或者多层过滤等方法,无法彻底清除污水中的有害物质,还容易造成水体的二次污染,随着清洁的水资源越来越少,环境保护领域向生物工程技术投入了研究,并获得了良好的效果,通过使用生物工程的相关技术,利用生物制剂将污水中的污染物分解代谢成为对人体和自然环境没有威胁的清洁水,可以在不引入二次污染的同时达到较好的净水效果。废水问题是困扰现在人们的重点问题,如果有效处理废水呢?利用现代生物技术可以达到有效成果。根据现代化城市对污水排放要求的提高,生物工程领域也发展了新型技术已达到排放标准,并推动污水处理产业的发展。 (2)空气的净化。实际上利用生物工程将空气净化的方法已经早已应用,现在已经成为比较成熟的技术在空气净化领域广泛使用,由于这种方法对资金要求低,环保性能高,净化效果好,在未来也存在着巨大的市场潜力。 (3)对固体垃圾的处理。固体垃圾也是环境污染的一种难以处理的问题,原有的方法通过掩埋等处理时间长,或者对环境造成二次污染,因此迫切需要寻找新的方法,生物工程技术的应用解决了这些问题,可以通过生物分解代谢,有效将固体垃圾进行处理,还能够反复使用,减少垃圾处理的成本,其处理后的垃圾变废为宝,能够作为农业生产中的绿色肥料,使整个环境污染的处理过程循环成为一个环保过程,产生一定的经济收益,是现如今最优的污染处理方法。 (4)利用生物技术维护环境。将生物工程技术延伸到对环境的维护领域也是一项重要的应用,可以利用生物工程技术整治各种污染物的方法将自然环境净化,在现有基础上提升自然环境质量,在治理污染的同时防止污染的发生,从根本上解决环境污染的问题。 5结论 通过上述内容的分析,可以看出生物技术在环境污染整治和维护的领域能够发挥重要的作用,可以将环境保护技术从现有的防御转为提前维护,保证自然环境与人类发展的和谐统一,避免因人类社会的发展需求对环境造成的恶劣影响。加强对生物工程的研发力度,促进相关污染处理技术的发展,能够为人类的可持续发展提供更强大的保护。 作者:籍爽 单位:内蒙古神瑞环境检测治理有限责任公司 生物工程技术在环境保护中的运用:生物工程技术在环境保护中的应用 【摘 要】 在可持续发展成为生态环境保护的一个主要方面。在现代生物技术高速发展以及人类环境保护意识提升的状态下,生物技术在环境保护中使用的愈发普遍。在经济高速运转下,透过资源耗费形成粗放型增长,从而影响到生态环境。生态环境的保护已经变成人类可持续发展的一个重要问题。以生物知识为基础,结合生物工程技术保护生态环境。 【关键词】 生物 工程技术 环境保护 当前生物技术包含了新兴生物技术以及传统生物技术。传统生物技术是通过使用细胞工程、基因工程乃至人工改造生物等方式完成物质生产及新兴技术的处理。现代生物技术在环境保护中的应用,显著提升了环境治理的能力,对环保技术的推广十分有利。 1 我国自然环境中的问题 随着经济的不断好转,我国在工业生产中投放了较大的人力及财力,令我国经济迅速增长。不论通过工业生产还是居民消费能力,均获得了显著的成效,可是这些发展严重影响了自然环境。在解放初期,工业能力十分落后,运用的机械设备较为落后,技术水准也无法与发达国家持平,我国工业生产均为高能耗生产方式,大量的生产耗费了我国的自然资源,在发展当中,技术能力逐步追上发达国家的脚步,可是保护自然环境的意识依旧未在百姓心中根深蒂固,经济发展依旧在原本方式中进行,不论作为工业生产还是农业生产,均会严重影响到环境,在遭受人为破坏后,诸多特有的稀有资源均会枯竭,自然环境让人们逐渐意识到,无节制的开发以及破坏会对社会的发展节奏造成影响。所以我国开始执行可持续发展的战略目标,把经济发展以及环境保护相融合,实现共同发展,在确保资源的前提下,强化治理环境污染工作,且寻求出可以替代的能源,确保人类所依赖的环境变成社会长期发展的保障[1]。 2 生物工程技术的特点 我国当前的环境污染状况因为历史遗留问题诸多,并且现代化生产以及生活排放量较大,令环境保护治理工作难上加难。现代化生物工程发展为环境保护工作给予了全新的路径,也因为近些年生物工程技术在环境污染治理中获得了诸多成绩令其收到了重视。生物工程技术透过运用生物制剂把污染物从环境内进行分解和清除,在这一过程里不具备二次污染,并且获得良好的处理,其应用价值十分重要。通过环境系统分析,生物工程技术引用的生物制剂,对环境造成了一定的影响,透过对总体生态环境失衡的协调,令环境获得保护,所以环保功效十分明显。生物工程技术十分灵活,可以依照各种污染物的特征,融合基因工程的先进技术有目的地进行治理,而且从实践中完成可持续发展的保护,逐步在环境保护以及污染治理中展现出良好的优势。 3 生物工程技术在环境保护中的应用 3.1 生物技术在水处理中的应用 生物技术可以改善水体质量,并且能够进一步治理水源的污染。在改善水体质量方面,大量运用了生物技术。污水内具有诸多有毒成分,其中具有较多复杂的物质。运用微生物本身的新陈代谢等方式,可以把水体内的一些有毒物质排除,以此令水体内的有害物质变成无毒物质,令水体获得净化。固体化酶技术则成为运用最为普遍的一种污水处理技术,大多透过物理或化学等方法将水溶性酶与固态不溶性载体相融合,以此把酶变成无法溶于水却依旧具有催化活性的衍生物,以此有效处理污水内的有机污染物。 3.2 生物技术在废气净化中的应用 生物技术已经长期使用在水环境治理当中,可是在废气治理中时间较短,研究也十分有限。在20世纪80年代末,生物技术在工业废气净化中的运用已经变成诸多学者分析的重要所在。目前较为成熟的废气生物处理方法与传统处理方法对比,具有诸多优点。 3.3 生物技术在固废处理中的应用 固废指的是城市中的生活垃圾、污泥乃至工农业的生产废物等。通过生物技术,可以把固体废弃物通过无害化、资源化、减量化进行解决,以便令其可以用在农业生产当中,以此真正变成以废为宝。通常生活垃圾堆肥工艺能够分成好养堆肥以及厌氧堆肥两种,而当前最为推崇的则为高温好氧堆肥工艺。透过高温好氧堆肥工艺获得的腐熟肥料可以将土壤进一步改良,提升肥效,令城市生活垃圾资源化,最终保护环境。 3.4 生物技术在土壤污染治理中的应用 在治理土壤污染时,生物技术大多使用在修复重金属污染当中,也就是通过微生物乃至植物的作用,净化和消减土壤内的重金属,从而减少毒性。透过生物作用,将土壤内的重金属变成化学形态,以此令重金属固定或降解,透过生物吸附的方式,提升有机质的含量,令生态结构获得改善,从而对土壤的固定尤为有利,以免水土流失。 4 生物技术在环境保护中的前景 4.1 微生物脱硫技术的研发 煤在燃烧时会排除诸多有毒气体SO2,对空气造成污染。假如通过微生物将煤中的无机硫以及有机硫脱去,则能够良好控制煤在燃烧时排放有害气体。日本已经透过运用氧化亚铁硫杆菌将H2S脱除,并且脱除率为99.99%。在处理燃煤r,可以把微生物脱硫技术以及浮选工艺相融合而完成煤与黄铁矿的分离,实现清除或减少燃煤排放SO2。并且,微生物还能够使用在石油的脱硫当中。微生物脱硫技术和高活性脱硫菌种的研发及培育,结合清洁技术的分析将会备受瞩目,并且也会变成处理原煤燃烧产生SO2污染的最佳方式[2]。 4.2 其他技术开发 (1)水污染治理工艺需要持续完善。好氧及厌氧工艺相融合、无公害化的生产工艺过程乃至特殊功能的微生物培养分析等层面成为未来需要努力的方面。 (2)研发难降解污染物处理技术。医疗废物、橡胶制品以及塑料等一些均为难降解的污染物,研发这些技术成为当前生物技术发展的一个主要方面。 (3)生物传感器的研制。生物传感器能够自动执行连续监测,分析环境污染的发展形势,探寻环境内的污染物变迁乃至降解规律,查询出污染物突变的原因,了解污染物的来源,以此令环境检测更为灵敏、便利。 (4)与其他技术的结合。生物技术的发展无法脱离科学技术,与其他相应科学技术的融合能够提升处理的效果,提高处理的效率。 5 结语 生物工程技术在环境保护中的应用,显著提升了环境的治理能力,提升了环境保护,减少了环境污染。在生物工程技术的深入下,生物工程技术会愈发醇熟,在环境保护中的应用也会愈发普遍,必定会加快城市的健康化发展。 生物工程技术在环境保护中的运用:浅析生物工程对环境保护的促进 摘 要:“夫天地者,万物之逆旅;光阴者,百代之过客。”回首人类的发展历史,从无到有、从刀耕火种到新事物的层出不穷,这一切都取决于人类技术的不断创新。新技术,带来的是万事万物的变化与不断的升级更新。生物工程就是在人类不断的技术升级中,逐渐发展起来的一项技术工程,它对改造微生物世界及改造环境都有着极为重要的作用,本文就是针对生物工程的特点,着重论述了它对我国环保事业的推动作用。 关键词:生物工程;环境保护;技术工程 1 我国生态环境的现状 随着我国经济的迅猛发展,我国的环境问题也日益突出。改革开放的三十多年给我国人民的物质生活带来了福利,但是工业、农业和科技的高速推进,也给我们生存的环境带来了负面影响。我国目前已经成为世界上污染最严重的国家之一,不论是河流、还是空气,都已经达到令人堪忧的地步。在我国的六百多个城市中有一半以上的城市缺水,有些地区不是没水,而是多数水都不能直接饮用。在我国的七大水系中,现在没有一条水系可以直接饮用,有些水系甚至连灌溉都无法达标。这种生态的恶化,极大的威胁到人们的生活环境与身体健康,大力保护环境迫在眉睫。 2 生物工程在环保领域的应用 中国经济的快速发展另世界瞩目,但是中国环境污染问题也尤为突出。在诸多治理环境污染的办法之中,生物工程越来越凸显出其重要的地位。由于生物工程在对环境进行保护的过程中,不会出现二次污染问题、可以有效的杜绝后患,而且,有些领域利用生物工程进行环保,还可以起到变废为宝的作用,因此,利用生物工程进行环保,已经成为最佳的途径之一,而且受到很多领域的关注与实践。 2.1 生物工程对海水的保护 地球的表面70%是海水,随着现代化的高速发展,来自江河排污及水产养殖业的污染,使我国临近陆地的大多数地区的海水也遭到了不同程度的污染。 海洋中蕴含着无穷的宝藏与丰富的生物,保护海水、净化海水就是在保护人类的生存。在世界淡水资源逐渐缩减的今天,合理的开发利用海水资源,也是助推人类可持续发展的重要途径。 采用生物工程对海水进行保护,主要是通过大面积的藻类培育与种植,使被污染的海水中氮和磷的含量,等于或低于所取海水氮和磷中的含量,并利用海藻的吸附功能,将海洋中的富养生物进行降解,从而使被污染的海水,在不经过二次污染的情况下得以净化;同时,在治理净化海水的过程中,还可将成年的藻类制成食品、饲料和燃料等产品。因此,生物工程治理污染既有成本低、可避免二次污染的特点,又可以产生有价值的衍生品,其功效十分显著。 2.2 生物工程对污水的净化 随着工业的快速发展和世界人口的增长,地球上的淡水资源也在随之遭到破坏,能够让人直接饮用的淡水已经是越来越少,因此,全球范围的供水矛盾也随着人类的发展而日益突出。 目前,我国的生活污水和工业污水是江湖湖泊的主要污染源。将污水治理成可以饮用和灌溉的净水,是我国环保工作中的重要环节。现在我国采用的污水治理方法,大多是物理置换法和多层过滤法。但是这两种方法很难全部去除污水中的有害物质,而且还容易造成水体的二次污染。 采用生物工程治理污水,主要是采用生物基技术,去除水中的水体中氨氮和硫化氢浓度,分解水体中的有机质和亚硝酸盐等有毒物质,从而达到根本的净化水质的作用。 2.3 生物工程对减排的促进 能源是现代科学与高科技发展赖以存在的因素之一。但是随着石油、煤炭的地下资源的日益减少与枯竭,寻找新的能源替代产品,已成为各个国家,经济能否持续发展的重要保障。 新能源是促进当今社会走可持续发展道路不可或缺的基础;也是促进我国经济快速发展、物质文明高速发达的重要助推器。 近些年来,随着传统能源的减少与汽车尾气的超标排放,寻找新的、无污染的能源已成为世界各国政府忙于投入的工作内容。在此过程中,生物能源以其原料容易获得、制备工艺简单、排放清洁等特点,获得了学界、政界及社会各界的青睐。 目前,学术界所说的生物能源主要是指生物柴油。它是以低碳醇和动物油脂或植物油脂反应,得到的脂肪酸酯,再通过添加剂的调和即可生成,这是生物柴油的一种最简单的生产过程。 生物柴油的燃烧排放物,比石化柴油低出许多倍,它对大气的污染微乎其微,基本不会产生温室效应,而且生物柴油还有可降解与再生的功能。生物柴油的诸多优点,成为世界各国大力发展与推广的重要因素。许多发达国家都在开展此项目。 欧盟对生物柴油的研究起步较早,研究的也很系统,并且已经采取了规模化的生产。在政府方面有对生产生物柴油的政策面的支持,例如,他们对种植生产生物柴油的菜籽油,采取政府补贴与减免税收的优惠,而且欧盟的所有成员国都已出台生物柴油的减免税收的政策。 美国是一个对环保和城市可持续发展非常重视的国家,他们对生物柴油的研究始于上个世纪八十年代,而应用于市场,是从九十年代就已经开始,进入二十一世纪后,他们对生物柴油的研究不但突飞猛进,而且已经进入规模性生产的阶段。生物柴油在美国有政策面的支持,他们规定,每混入百分之一的生物柴油在标准柴油之中,即可得到燃油税降低百分之一的补贴,现在美国生物柴油的混合技术最高已达到百分之二十五以上,呈现出逐渐代替石化燃油的趋势。 我国在生物柴油的发展与生产方面,已经取得了重大的进步。但是在技术与设备方面,与西方发达国家相比,还是趋于落后的地位。现在我国的生物柴油已经进入规模化生产,虽然生产数量参比西方发达国家还是逊色了很多,但是,已经呈现出良性的发展规模,同时,也积累了丰富的经验。 3 生物工程的发展前景 地球是一个善性的循环体,只有遵从它的自然规律,人类才可能持续的发展。而利用生物工程进行环保,就是遵从了地球的自然规律。生物工程不但可以促进环保、参与环保,而且还可以避免二次污染,是一种稳妥的环保途径。 另外,生物工程除了对前文所述的各领域环保的促进,它还对垃圾降解、发电等领域有极大的促进。拿发电来说,目前科技界已经发现了绿叶可以发电。绿叶在进行光合作用的时候,就可以夺取水分子中的电子,而且这些电子非常多,如果我们能控制这些电子,使他们朝向一个固定方向流动,那就是电子流。一片叶子的电子流可以支持点亮5瓦的灯泡5分钟。那么,一颗大树有几万片叶子,一片森林的叶子更是无以计数,广阔的绿叶资源如果全部被利用起来,其能量之大是无法形容的。 生物工程的潜能非常巨大,是有待于人类大举开发的。我国的生物工程技术虽然起步较晚,但是,随着我国科技的前进、人们意识形态的进步和各级政府的大力支持,我国的生物工程技术也必将在环保领域做出更多的贡献,它对我国经济的腾飞与低碳生活的打造,也必将起到举足轻重的作用。 生物工程技术在环境保护中的运用:浅谈生物工程在环境保护中的应用 摘 要:随着生物学的迅猛发展,生物工程由于其高效、无二次污染等优点,在环境保护中得到广泛应用。通过综述生物工程在减少污染物排放、环境监测、废水处理、固体废弃物处理、大气污染处理、土壤污染治理等环境保护领域的应用,以供研究者参考。 关键词:生物工程 环境 保护 生物工程,这门新兴的综合性应用学科于上世纪70年代初兴起,是以生物化学、微生物学、遗传学和细胞学等为代表的生物学的理论和技术为基础,结合机械、电子、计算机、化工等现代工程技术,创造出具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,以产生有用的代谢产物或发挥其特别生理功能。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和生物反应器等内容。 生物工程用于环境有悠久的历史。但现代生物工程和环境工程的结合,于20世纪80年代诞生在欧美地区,形成了环境生物工程,它涉及的学科领域众多,通过利用生物体或生物体某些组成部分或机能,建立降低或消除污染物产生的工艺流程,或者能高效净化环境污染,同时又生产有用物质的工程技术。利用生物工程处理污染物的最大特点是,处理产物都是水、二氧化碳、氮气等无毒、无害的物质;可以有效避免二次污染,是一种安全而彻底的方法。 1 生物工程技术减少污染物排放 利用生物工程技术,研制具有特别功能的“工程菌”或“工程细胞株”,并用于生产流程中,减少污染物排放、甚至零排放。例如,生物农药具有安全、无毒、不污染环境等特点;生物质能源的利用能有效降低污染物排放;高催化效率“工程菌”提高化学反应速度,减少生产过程能源、原料的消耗;这些对于保护生态环境都具有重要意义。 2 生物工程在环境监测的应用 监测环境污染是环境保护工作中的一个重要环节,除了应用化学或仪器分析进行测定外,生物监测也日益成为重要的监测手段。可以利用指示生物、基因工程技术改造过的微生物、分子生物学技术、生物芯片技术、生物传感器等技术监测环境污染。如水葫芦监测水域中的砷;用细菌总数及粪便污染指示菌(大肠埃希氏菌、克霉伯氏菌等)监测水质;用鼠伤寒少门氏菌检验物质致突变性与致癌性。近年来,研究较多的有聚合酶式反应技术(PCR技术)、生物传感器、核酸探针、酶联免疫吸附技术(ELISA)、生物荧光方法等生物高新技术也应用于环境监测。PCR 技术可用于土壤、沉积物、水样等环境标本的细胞检测。生物传感技术可用来测定水体中的BOD、酚、NO3、有机磷,还可以用来分析大气中的CO2、SO2、NOx的含量及浓度等。Andreas等报道了将检测汞的传感器菌株用于测定土壤中汞的生物有效性;Charlesp等用多孔渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组成微生物传感器,用此传感器测定样品中的亚硝酸盐含量,可间接测定空气中NOx的浓度,其检出限为1*10-8mol/L。今后,生物工程技术由于其快速、灵敏、特异性强的特性,将在环境监测中广泛应用。 3 生物工程在废水处理中的应用 废水中所含的污染物质是多种多样的,需要几种方法组成一个多层次处理系统。物理方法一般适用于预处理,化学方法容易产生二次污染;利用生物工程措施净化废水则是利用生物的新陈代谢作用,对废水中的污染物质进行转化和稳定,将废水中污染物转化为无毒、无害、稳定的物质。 固定化微生物技术。这是生物工程领域的新技术,利用基因工程技术将一些具有特异性的优势菌种不断得到改造或创造,将这些具有脱色菌、脱氮、脱磷等高效专性菌进行固定化后,菌体密度提高,极大提高了处理工业废水和分解难生物降解的有机物质的效率,具有明显优势。 生物反应器技术。在活性污泥中加入既有固定载体又有流动载体,既有好氧又有厌氧固定膜的反应器,大大增加反应体系中的生物量和生物类群,运用发酵工程原理,最高水平地发挥微生物降解污染物的生物活性。此法可提高生物处理的效率,节约大量的人力,简化操作程序。 生物强化处理技术。通过向废水中加入优势菌种或通过基因工程技术产生的“超级工程茵”,形成高效生物膜,以去除有害物质。常见的方法有:高浓度活性污泥法、生物-铁法、生物活性炭法。 随着污染日益严重、环境标准的不断提高、科学技术的进步,利用生物工程技术开发了不少处理废水的新工艺和技术。如升流式厌氧污泥床(USAB)生物处理技术、厌氧折流板反应器(ABR)生物处理技术、间歇式活性污泥法(SBA)生物处理技术、吸附-降解(AB)生物处理技术等。 4 生物工程技术在固体废弃物处理中的应用 固体垃圾处理的常用方法有:堆肥、填埋、焚烧。堆肥法和填埋法利用了生物学原理,通过“无害化、资源化、减量化”措施处理的废弃物,可作为肥料使用,实现废物资源的二次利用。国内张玲、凌云、孙立明、王建香等研究人员都研究了复合微生物菌剂在堆肥和填埋处理中的应用,并取得很好效果。国外有研究人员用蚯蚓床处理有机垃圾和粪便。蚯蚓床处理可以将废弃物转变为无臭味、肥效高的蚯蚓粪土,蚯蚓本身也是很好的医药原料和优良饲料,效果显著。 生物工程技术对于消除白色污染亦有重要意义,主要表现在以下几个方面:(1)利用基因工程技术可以筛选优势微生物、构建高效降解菌,并通过发酵工程技术大量培养,达到降解白色污染物的目的。(2)利用基因工程技术将能编码降解蛋白的基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,迅速降解塑料等白色污染物。(3)通过基因工程方法,利用微生物生产可降解塑料。 5 生物工程在大气污染治理中的应用 废气的生物处理和空气净化主要是指利用微生物吸附分解有机物能力和降解恶臭物质与有机废物的方法,主要方法有生物洗涤、生物过滤、生物吸附法等。这些方法具有成本低、效率高、消耗低、安全性好和无二次污染等优点,比传统废气处理方法优势明显。此外,还可通过减少生产过程的污染物排放,从源头上减少污染物。酸雨的主要原因是燃煤产生的高浓度SO2,可以通过微生物脱硫技术减少SO2的排放。 6 生物工程在土壤污染治理的应用 土壤污染主要包括重金属污染、农药残留、土壤板结等方面。我国土壤重金属污染物主要来源于工业废渣、污水灌溉、生活垃圾等。土壤是人类生存的基础,我们既要保证18亿亩耕地红线,又要保证土壤的质量,生产健康的食品。 重金属难以降解,是土壤污染的重要污染源且对人体健康危害极大。重金属污染土壤生物修复技术包括植物修复和微生物修复。生物修复的主要原理是利用或通过基因工程技术改造微生物、动物和植物等生物的功能,将重金属吸附或转化为无毒产物。主要通过以下两种方法实现对重金属的净化:(1)通过生物作用,改变重金属在土壤中的化学形态,降低其移动性和生物可利用性;(2)通过生物吸收、代谢,削减、净化与固定重金属。 另外,农业生产中,80%以上的农药会残留在土壤之中,其中的磷、氯代烃等是造成污染的主要物质。运用现代微生物技术可以将这些有害物质分解为H2O和CO2等无毒无害或毒性较小的其他物质,不会对环境造成破坏。 7 结语 综上所述,生物工程已经在环保领域得到了广泛应用,并产生了重要的作用和深远的影响。随着现代生物学技术的迅猛发展和相关工程技术的提高,生物工程在环保领域中必将发挥更积极的作用,担当更重要的角色,带动整个环保事业迈入新发展。 生物工程技术在环境保护中的运用:生物工程技术用于环境保护的研究 摘要:在生物工程技术不断发展并完善的当下,针对于环境保护的应用是值得深思的问题,本文从我国生态环境的现状及治理方向入手,全方位的解析其研究方向及意义,为今后的生物工程技术应用奠定坚实的基础。 关键词:生物工程技术环境保护研究 1.我国生态环境现状及治理方向 环境保护是跨经济、社会、技术等学科的综合性科学。环境保护研究人体健康、人类生产和生活环境的舒适程度,以及自然资源保护和生态系统平衡。环境保护的基本任务是保护和改善生活环境与生态环境,防治污染和其他公害,保障人体健康,保护自然资源,促进社会主义现代化建设的发展。面对随经济的飞速发展而日益加剧的环境污染状况,我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了我国的生态环境,使得水污染日益加剧,水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿t,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升【1】。 如何保护环境、合理有效地处理环境污染物已迫在眉睫。采用传统的物理、化学方法可达到一定的除污净化效果,但成本高、过程繁琐,并易造成二次污染。近年来,利用微生物等环境生物技术处理环境污染物,所具有的安全、高效、廉价的优点,逐渐引起人们的重视。2.生物工程技术在环境保护中的应用问题研究现状 生物工程技术是利用有机体、死细胞、活细胞以及细胞内含物,采用特殊的过程生产出特殊的产品应作到农业、医药以及环境修复治理中,尤其是70年代基因工程的出现,它能改变、取代物种的基因。因此,现代生物工程技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物工程技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物工程技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点【2】。 2.1生物工程技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 2.2 利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底消除污染的手段。 3.现代生物工程技术在环境保护中的应用 3.1污水的生物净化 污水中的有毒物质的成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,即是可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上【3】 3.2污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定作用。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀等作用,防止水土流失。 3.3白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌,另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。 4.小结 现代生物技术是环境保护广泛应用和十分重要的技术,其在污水的生物净化、工业清洁生产、工业废弃物、城市生活垃圾的处理、有毒有害物质的降解、废物资源化、环境生物监测、环境修复和污染严重的工业企业的清洁生产等方面发挥着重要的作用。随着全球范围内对环境保护的高度重视和越来越严厉的环境法,市场对环境生物技术的需求会越来越广泛,且随着现代生物技术的不断发展,在未来的社会发展中,运用现代生物技术预防和治理环境污染,改善生态环境具有巨大的潜力和优势。
现代农业论文:现代农业粮食生产论文 1.全面发挥当地增产优势与加强利用、改造相结合,建立合理的种植结构 辽源市属于低山丘陵区中温地带,为大陆性季风气候。冬季漫长严寒,夏季高温多雨,春秋两季节比较短,气候多变。耕地山、平、坡地各占1/3。土质灰棕壤与白浆土占83.27%,山地怕旱,平地怕涝。历年来有稍旱高温年丰收,雨涝与低温年欠收的规律。首先要因地制宜调整好种植结构,全市耕地均属于微酸性,适宜种植各种粮食作物。多年来生产实践证明玉米是高产稳产作物,增产潜力很大,应充分发挥这个优势,要通过稳定面积提高单产来增加粮食的总产量。水稻不仅是高产稳产作物,而且还实现以稻治涝的有效途径,凡水源有保证的地方均应大力开发水田。在粮食生产的每个环节,必须争取主动做到“早”字当头,实行早整地、早打垄、适时早播,提高播种质量,做到一次播种保全苗,只有这样才能有利于稳产增收。 2.大力普及常规适用技术与积极推广现代科学技术相结合,实行集约经营 很多常规适用技术是广大劳动人民在长期生产中创造的,在各个时期的粮食生产中发挥了重大作用,并且到现在仍然有旺盛的活力,大力普及常规适用技术与现代科学技术相结合,加速农业技术改造,促进粮食增产。应认真总结推广各种农作物高产栽培技术,在有限的耕地上生产出更多的粮食。因地制宜推广合理密植,合理间、套、复种,充分发挥时间、空间、地力的增产作用,是实施集约经营、提高土地利用率和单位面积产量的重要途径,也可以调节粮食结构,增加经济效益。玉米应以紧凑型耐密品种为主,采用省时省工的单粒播种技术,是玉米播种史上的一次革命。在种植业调整结构中,水稻生产越来越占有重要位置。大力普及旱育苗的标准,施行机插、抛秧,实行早插,施足底肥,巧施蘖肥,补施穗肥。合理使用化学除草剂,大力提高水稻单产水平,按无公害水稻栽培技术规程生产优质的无公害水稻。 3.粮食生产效益与生态效益、社会效益相结合,建立粮食生产良性循环的生态系统 农业生产是复杂的综合性生产,本质上是物质、能量的转化,一方面从环境输入原料,中间经过生物群体转化、交换,然后输出粮食等产品。粮食生产要获得大量的产品输出,必须有相应物质和能量不断输入。粮食生产转化资源是多方面的,如土地、劳力、资金等特别是自然资源是粮食生产的重要资源,作物要高产、稳产,就必须从环境中吸收能量和养分,而且产量越高就要求获得的越多。把农业资源保护和利用结合起来,根据资源特点,因地制宜、扬长避短,建立良性的农业生态系统。首先要加强对自然资源的利用,提高作物对环境资源的依赖适应性、能量、物质的转化率。我市增产粮食要充分利用太阳能,大力提高光能利用率,这就必须通过增加叶面积指数以获得更多的光能来实现。实行合理密植、间种套种是一个有效途径。作物在肥力、密度、个体配置形式的三个因素协调良好的生态环境下,才能发挥最佳增产效益。粮食生产发展还必须协调农、林、牧生态结构关系,以加强物质、能量的转化。农与牧的原料与肥料是供求与连锁关系,一方增产可引起双方增产,双方增产又引起多方增产,互相促进共同发展。林业对农业增产作用很大,良好的植被可调节农业生态系统的输入输出,有利于改变农田小气候,促进农业稳产增产。使农林牧之间互相促进,协调发展。 4.加强农业与技术推广工作,建立多形式、多层次的技术服务体系 随着农村土地流转,一些专业大户、家庭农场、农民合作社等新型生产经营主体建立,应积极适应中国现代农业发展,大幅增加农业投入,努力推动传统农业向现代农业转变。加强农业技术推广是建设现代农业的需要,也是粮食安全的重要保证。大力提高广大农民的科技意识和科技水平,全面提高农民素质,将农业科技成果转变为现实生产力。不断提高农业综合生产能力。要加强培训方式的创新,除定期培训与专题培训外,并要在田间地头进行实地讲解示范,让农民在实践中学习,在实践中掌握新技术、新方法。利用相关网络、电话信息等及时新成果、新技术信息。要抓好试验示范,要结合本市实际情况,科学合理的安排各类试验示范项目,使其成为新技术推广的活教材,通过进行现场推广的田间学校形式服务农民群众,通过试验示范解决粮食生产中的实际问题。加快科技成果转化。采取“龙头企业+合作社+基地+农户”等模式,集中推广使用新品种、新技术、实行标准化生产,促进粮食增产,农民增收。在推广服务工作中农技推广人员要踏踏实实地、不计条件地做好每一件事。端正服务方向,更好地完成试验示范、推广、培训任务。搞好技术协作公关,新技术推广,优良品种推广,专业技术培训,技术咨询,信息服务,建立好科技示范点,形成上下相通、左右相连的推广网络,把技术优势转化为经济优势。搞好优质服务,坚持服务上门,指导到田,为辽源市粮食稳产增产作出贡献。 作者:蔡红敏 姜天元 单位:辽源市种子管理站 现代农业论文:现代农业中农业机械化论文 1农业机械化在发展现代农业过程中的作用与地位 农业机械化促进了农业规模经营,农业规模经营带动了种植业结构调整。要推进农业产业的经营,必须发展农业产业化。 2农业机械化在发展现代农业中需要注意的几个方面 a.在现代农业中,农业机械化的总体规划方面还需要进一步加强。目前,农业机械化的总体结构优化与我国当前农业的实际需求还存在着较大的差距。 b.在现代农业中,农业机械化没有重点关注农业相关公共服务能力的提升,其中包括农产品鉴定、高新产品和新技术推广、农机监理等方面。自从20世纪90年代以后,我国农业机械化水平发展逐步提高,但同时我们也应看到,农村公共服务能力并没有得到相应提升,这需要政府、企业、农民等各方面提高认识,加大资金投入。 c.在现代农业中,我国农业机械化没有和农业工艺形成一个有效的结合,存在诸多问题。随着我国新的农机补贴政策的实施,农业机械产品将会得到更大普及和应用。农业机械产品的类型也在不断增加,但是大部分农机产品没有和当地的农艺形成有效结合。 d.在现代农业中,由于农业机械化发展较快,因此,在全国各地主要大中城市都形成了较大的农业机械采购中心。这些大型农机公司和农机中心普遍存在技术人员不充足,农机产品使用和维修人员培训不到位、水平不足的问题。 3加强农业机械化建设的几项措施 3.1稳步推进农机化基础建设 要充分发挥国家补贴政策的导向作用,调整优化农机装备,将农机购置补贴与农机示范工程、农业专业化合作社组织发展紧密结合起来,建立宏观政策调控机制,加快农业机械化发展。要加大农业机械化新技术推广普及力度,构建农业机械化技术创新体制。加大对农机合作社的扶持力度,加快专业化、市场化、产业化进程。 3.2农业机械化的发展应该突出重点,全面发展 政府要会同有关部门确定、公布支持推广的先进适用农机产品目录,各级政府要结合农业区域优势产业,建立农业机械化示范基地,引导农民和农业生产经营服务组织选购、使用先进适用的农业机械。农业机械化应该围绕有较大优势的农产品进行产业布局,因地制宜地推动经济作物、养殖业、设施农业、农产品初加工业和农业废弃物等综合利用机械化。 3.3加快建设农机专业合作社、农机公司等相关服务组织 各级政府要采取积极的财政和税收措施,鼓励发展农机合作社、农机公司、农机协会等新型农机服务组织。鼓励各类农机服务组织利用机械装备和技术资源,开展跨区作业服务。要加快推进农机服务信息化,建设农业机械化公共信息平台,为农民和农业生产经营服务组织提供及时、全面、准确的农机信息服务。 3.4加强对农业机械化相关方面的监管,保证安全发展 首先,完善农机质量标准体系,保障农业机械的产品质量、服务质量。其次,相关部门应该依法开展农业机械的质量调查,同时,要健全农机质量投诉网络,加大力度督促企业履行质量承诺和售后服务承诺。再次,要严厉打击制售假冒伪劣农业机械产品行为,规范农机作业服务、维修服务、租赁服务、农机具交易市场。最后,加强农业地区普通农民对于农业机械法律、法规和相关机械知识的宣传教育,预防和减少农机事故发生。 3.5加大农机相关人员的技术培训,各企事业单位和科研院所要加强科技创新 首先,全面加强基层农业单位、农业部门相关培训体系的建设,提升相关人员队伍素质。其次,加快建立农机科技创新体系,强化农机化科研院所、高等学校、骨干企业及其它部门相关科技力量合作,充分发挥农机科技的整体优势。 作者:赵珅 单位:黑龙江省农垦科学院 现代农业论文:现代农业项目管理论文 1现代农业项目建设采取措施 为加强和规范资金使用,严格按照财政资金使用管理办法,设立专户,专人负责,实行专账核算,专款专用,严格执行财政报账制和国库直接支付制度。实行政府采购及招投标制度,对工程建设采取招投标制,对所需物资实行政府采购制度并在网上公告。资金使用按照合同、工程施工进度和工程款支付程序,及时拨付工程款,确保施工单位正常施工和项目顺利实施。同时,依据《河北省小型农田水利设施建设补助专项资金管理办法》,加强资金监管,全程监督资金的使用。一是对省以上补助资金和县级配套资金设立资金专账,做到各种手续齐备、财务管理规范、会计核算完整。二是因整合资金会计核算有特殊的要求,对其原始资料复印后,计入辅助账。三是对自筹农民投劳折资部分做好明细纪录,做到底账清晰。 2现代农业项目建后管理和维护方案 2.1项目建后管理 工程建成后,建设单位要及时将产权移交项目乡镇、村或用水合作组织,搞活经营权,由产权所有者负责工程管理,制定工程管护制度、用水制度、水费计收办法等规章制度,建立建、管、用相结合的工程运行机制,进一步加强工程管理维护力度,明确专管人员,落实管护责任,并加强对管护人员的专业技术培训,确保工程正常运行,管理主体落实后,水务局、农牧局等有关部门充分发挥职能作用,加强对农田水利工程管理工作的指导,使工程永续利用,充分发挥效益。 2.2项目维护方案 项目建成后,管理单位要制定运行维护管理办法、水费计收管理办法等规章制度,管理者要真正负起责任,定期对机电设备进行维护,移动设备、管道不用时,要入库保管。 3现代农业项目效益分析 3.1社会效益分析 隆化县是典型的山区县,降雨量分布不均,由此引发的洪涝、干旱等自然灾害十分频繁。因此,农田水利工程的建设,对提高水资源的利用率,改善农村生产生活条件具有重要意义。项目实施后,一是农村水利基础条件得到进一步改善。可新增高效节水灌溉面积1411.33hm2。农业灌溉用水紧张矛盾将得到初步缓解。灌溉面积萎缩和灌溉效益衰竭的趋势将得到初步遏制。二是水资源配置得到进一步优化,节约用水效果显著。通过实施工程建设,项目区内可新增节水能力130.8万m3,井灌区水利用系数可从现在的0.6提高到0.79以上。三是有效提高农业抗御自然灾害能力,社会稳定将得到进一步保障。小型农田水利工程建设直接关系到广大农民的切身利益,农村基础设施条件改善后,农业综合生产能力得到进一步提高,实现农业增产,农民增收,农村经济发展,农民群众安居乐业等目标。 3.2经济效益分析 3.2.1 效益计算(以2012年现代农业项目为例)。工程完成后,新增管灌面积385.33万hm2,平均可增产玉米150kg/667m2,按1.8元/kg计算,增收156万元。新增喷灌面积1026hm2,平均增产玉米150kg/667m2,按1.8元/kg计算,可增收416万元,年增收总效益为572万元。 3.2.2 年费用。年折旧费:按综合折旧费率4.5%计算,为79万元;年运行费:按总投资的2%计算,为35万元;管理费:包括工程管理人员的工资等,根据项目区的需要,取总投资的2.5%计算,为44万元。由此,年费用为158万元。 3.2.3 效益费用比。R=(B-C)×t/k=(572-158)×15/1752=3.52(B—年总效益;C—年总费用;T—经济计算期,按15年计算;K—总投资);投资还本年限(静态)T=k/(B-C)=1752/(572-158)=4.2年。该项目实施后,可有效的增加粮食单产能力,改善当地的生态环境,提高农民的生活水平,效益费用比为3.52,还本年限4.2年,经济效益尚可,项目可行。 3.3生态效益分析 通过农田水利工程配套建设,构成了较为完善的渠水田林路系统,为全县农村营造了良好的人居环境,生态环境将得到明显改善,特别是在干旱、荒漠及环境恶化乡村,起到了改善生态环境的作用。一是通过对水资源的优化配置,合理利用,减少了地下水的开采量,杜绝了过去对地下水恶性开采的局面。二是通过实施喷微灌工程,可根据农作物的需水状况,适时适量对农作物进行浇灌,不再产生深层渗漏和地面径流,浇灌后地面比较均匀湿润,避免了过去大水漫灌造成土壤养份层的损失,减少了地下水的污染。三是避免了长期大水漫灌造成土壤板结而引起的生态结构破坏。 作者:武玉成 单位:承德市隆化县水务局 现代农业论文:农业大省现代农业产业论文 一、农业大省加快构建现代农业产业体系的重要作用 从转变农业发展方式的角度分析,构建现代农业产业体系的过程也就是推进农业发展方式转变的过程。近年来,随着化肥、农药、柴油等农业生产资料不断涨价,农产品生产尤其是粮食生产比较效益迅速下降;农产品农药残留、重金属超标严重,农村面源污染蔓延。面对资源、环境、成本的多重制约,推进农业发展方式转变是今后我国农业发展的优秀任务。毫无疑问,推进我国农业发展方式转变的重点和难点在农业大省。由于受自身体制机制、发展水平、财力、经营制度等多方面影响,我国农业大省的农业远没有走出依靠资源和劳动投入、靠产品数量增加、靠政策保护和价格上涨等单纯增长性的发展道路,转变农业发展方式的任务极其艰巨。农业大省以加快构建现代农业产业体系为突破口和着力点,有利于促进农业大省由主要依靠资源消耗向资源节约型、环境友好型转变;由“靠天吃饭”向提高物质技术装备水平转变;由总量增长向优化结构转变;由传统农民向新型职业农民转变;由分散经营向提高组织化程度转变,从而实现农业大省农业发展方式的根本转变。 二、农业大省加快构建现代农业产业体系的制约因素 1.“谁来种地”问题突出 随着工业化、城镇化不断发展和城乡差别的持续扩大,农村青壮年劳动力大量外出务工经商,使农业面临“谁来种地”的问题日渐突出。据有关部门统计,2012年底,我国农村有2.626亿劳动力转向了城镇和非农产业就业,占当年农村从业人员总数的48.76%。尽管目前在农业中从业的劳动力还有2.7亿多人,但其中毕竟是中老年人和妇女占多数[2]。农业大省大都是人口大省,但也是全国的劳务输出大省,空心村、留守儿童、老人和耕地抛荒现象在四川、湖南、湖北、江西和广西等省份的丘陵地区较为突出。种地大都是些老年人,青壮年不愿种地,不要说实现农业现代化,今后的吃饭可能都存在问题。“谁来种地”已经成为当前农业大省农业发展的一个十分严峻的问题,必须及早考虑、更加重视如何培养农业大省农业接班人的问题。 2.土地、水等战略性农业资源短缺 土地是农业最基本的要素,水资源是农业最重要的资源。在我国农业大省中,虽然黑龙江、吉林、辽宁等省的土地较为辽阔,人均耕地占有水平高于全国平均水平,但总体上看,全国农业大省的土地资源也不丰富,特别是河南、山东、四川等不仅是农业大省,也是人口大省,人地矛盾的压力突出,如位于内陆地区的四川,其耕地面积仅占土地面积的13%,是全国人均耕地最少的地区之一。与全国一样,农业大省灌溉用水长期以来处于紧缺状态,区域性缺水与季节性缺水矛盾并存,地处我国北方地区的农业大省又比南方突出。从生态环境看,一方面,不少经营主体近年来为追求眼前经济利益而过量使用农药、薄膜等投入物比较突出,造成对环境破坏已经显现,尤其是一些种养大户在发展规模化的种养业中,对化学投入物和产出废弃物的处理不是很到位,造成新的环境污染;另一方面,农业大省的工业化水平比较低,还处于初中期阶段,发达地区的产业转移对农业大省生态环境的影响日益加剧。这些问题的存在,必定会对农业大省可持续发展能力造成严重的影响。 3.农地集中流转比较困难 一般而言,有组织地集中连片流转土地,才能更好地建设标准化、规模化、产业化基地,也才能以此为基础构建起现代农业产业体系。近年来,随着劳动力的不断转移,土地流转也成为农业大省一种重要的趋向,除政府支持的现代农业产业基地或园区建设以规模化集中流转土地为主外,其他地区主要以农户之间零散的自发的流转土地为主。但是,由于受二、三产业不很发达的影响,相当部分农户经营农业收入是家庭收入的重要来源,因而不愿意放弃土地的现象更为突出,这就使有组织、集中流转土地更为困难。土地流转必须遵循农民自愿的原则,如果在现代农业产业规划的集中区域有部分农户不愿流转土地,这就给基地建设统一规划、统一品种、统一标准造成了极大困难。 4.农业基础设施滞后 在农业大省现代农业建设中,基础设施薄弱是其突出的制约因素。农业大省虽然近年来也修建了一些水利设施,但基本上只是解决了局部区域的农业生产用水问题,在许多地区尤其是交通不便的边远地区多年来不仅没有新的发展,反而已有的不断老化失修。有些地方的水源虽然也很丰富,但引水工程不足、灌溉渠系不配套是普遍现象,每遇严重灾害,农业的单产和总产都要受到影响。据统计,目前,农业大省大型灌区骨干工程完好率仅为60%,中小型灌区干支渠完好率只有5%,大型灌溉排水泵站老化破坏率接近70%[3]。农村交通运输条件差是农业大省存在的另一突出问题。在农业大省的主产区,大多数道路只通到乡和行政村,很少把道路连接到“田间地头”,这不仅影响农作物的机械化耕作,而且还影响农产品的及时运输。同时,农村基础设施的管护机制不健全是很突出的问题,常常因一段路、一段沟渠损坏而影响整个设施发挥作用。 5.既有农业结构体系层次低 由于现代农业产业体系是在原有的传统体系中发展起来的,不能不受原有体系中产品结构、技术结构、规模结构、区域布局结构的影响和制约。农业大省农业结构的形成是建立在一家一户基础上经过长时期的演化而来的,这种一家一户的结构特点是小而全并具有很强的惯性,进行结构上的根本改变需要付出很大的转换成本,使得现代农业产业体系成长所要求的品种结构、规模结构、技术结构、产业结构的调整不得不兼顾已经形成的结构特点,从而难以从根本上建立起适应现代农业产业体系所要求的大生产、专业化结构。从目前来看,农业大省的农业产业结构、区域结构虽然得到了很大改善,但低档次、低附加值农产品的比重仍然很大,农产品功能分区不很突出、区域结构雷同化现象比较明显,因而构建现代农业产业体系所要求的专业化结构的道路还比较长。 6.农业科技支撑不足 农业大省往往不一定是农业科技创新的大省。目前,大多数农业大省的科技人员数量并不多,农业自主研发的能力不强,科技成果的转化和推广力度不够,科技推广的方式比较陈旧,多为技术讲座、技术培训等,缺乏针对性;基层农业科技人员少,流失严重,老龄化突出;基层组织机构不健全,科技推广经费少;受制于财力的制约,农业科技投入严重不足、渠道单一,基本上只靠财政投入,金融资金、民间资金的投入量很小,农业风险投资资金发育还未起步。农业科技投入的结构不合理,重点仍集中在常规品种和技术的引进、研发、推广和培训,对特色优势产业投入不足;农业产业链各环节的科技投入不均衡,主要集中在种养殖业的产前和产中环节,而农产品加工等产后环节的科技投入不足。更为突出的是,农业科技资源很大程度上仍是按行政区划进行配置的,科技力量重新组合并没有及时跟上现代农业区域布局和产业体系发展的步伐,造成现代农业发展与科技资源配置错位的现象比较突出。 7.要素成本持续上升 随着工业化、城镇化的不断发展,农村土地要素和劳动力要素的价格在不断攀升,农业生产资料价格也在随物价的不断上涨而上涨,这几方面的因素导致了农业利润空间不断被挤压。据统计,小麦、水稻、玉米3种粮食每667m2净利润仅为蔬菜的1/10,每667m2成本利润率为31.7%,比蔬菜低54.1个百分点。虽然粮食价格逐年提高,但远远跟不上农药、化肥等农业投入品、土地承包费和劳动力价格的上涨幅度。2004年以来,3种粮食平均每667m2生产成本翻了一番,而同比3种粮食平均价格仅上涨60%[3]。由于现代农业产业体系的发展不可避免地要使用大量现代农业生产要素,导致成本支出的增长明显加快,这使得即使是发展规模化的现代农业,所获的利润空间也很有限。现代农业产业体系是靠资本发展起来的,而资本是追逐利润的,如果资本不能获得社会平均利润,现代农业产业体系就很难有内生的驱动力量,尤其是规模化种植粮食和大田作物,如果没有政府的支持,很难有自我生存和发展能力。 三、农业大省加快构建现代农业产业体系的主要路径 1.搞好农业功能分区和区域布局 每一个农业大省的产业基础和资源禀赋优势不尽相同,这就为不同的农业大省发展优势特色农业提供了有利条件。例如:山东省蔬菜种植和加工业具有较好基础,是全国知名的蔬菜生产基地;河北、河南、安徽、山东、江苏、湖北等省棉花种植业和棉纺加工业发展较好,是全国的棉花基地;内蒙古发展养殖业具有得天独厚的条件,是全国的牛羊肉和奶制品基地,对保障全国的牛羊肉和奶制品的供给起着重要作用;四川(生猪存栏占全国的11.5%)、河南(占9.6%)、湖南(占8.5%)是全国的生猪基地,生猪占有量为全国的30%左右[4];四川、湖北、湖南、江西、安徽是全国的油菜优势区;广西是甘蔗主产区。为进一步充分挖掘农业大省资源、品种、技术和现代物质装备的增产潜能,提高农业资源利用率、土地产出率和劳动生产率,必须站在全国整体的角度,搞好农业大省优势特色农产品的功能分区和区域布局,从而形成各具特色的优势农产品生产集中区。对于养殖业,则可在条件具备的省份推行全产业链生产模式发展现代养殖业,将种畜禽生产、商品畜禽生产、饲料加工、畜产品(食品)加工、养殖废弃物加工利用等产业链各环节综合规划,集中有限资源支持发展全环控、全自动、智能化的大规模和超大规模畜禽养殖场。 2.加强农产品精深加工体系建设 农产品加工是农业产业链条中增值空间最大的环节,已成为改变农业弱质和低效特性,促使农业产业达到社会平均利润率的潜力所在。2010年我国农产品加工产值与农业产值之比由2005年的1.1∶1.0提高到1.7∶1.0[5];2012年我国农产品加工业实现了较快发展,规模以上农产品加工企业7.01万家,产业人员1540.98万人,完成总产值152147亿元,实现主营业务收入149323亿元,利润总额10415亿元,比工业利润增速17.4个百分点[6],农产品加工业已成为国民经济中最具成长活力的产业之一。农业大省更应突出发展农产品加工业,这是对传统农业的一种有机改造和提升,可从根本上提升农产品的附加值和科技含量,进而提升农业的综合效益和市场竞争力。农业大省应积极调整农产品加工产业与产品结构,围绕农产品加工共性关键技术、高新技术装备、重大产品开发、产品质量安全、物流配送等重大产业问题,开发一批拥有自主知识产权专利的新技术、新产品和装备,提升农业大省农产品加工业的科技创新能力,形成以食品精深加工为主体的农产品加工业体系,不断开发适应人们消费需求变化的方便食品、快餐食品、休闲食品、营养保健食品等多样化产品;依托优势农产品、优势区域和大城市郊区,加快调整和扩张步伐,主动承接产业转移,促进农产品加工业向优势产区集聚,着力打造一批农产品加工企业密集区和优势农产品加工产业带,如:河南优质专用小麦和肉类加工带,湖南水稻和饲料加工带,安徽、江西茶叶加工带,山东、湖北、河南、安徽果蔬加工带,河北优质油菜加工带和水产品加工带[7],内蒙古牛羊肉加工带。 3.完善农产品市场流通体系 加强农业大省农产品市场流通体系建设,是发挥农业大省在全国农产品市场中的地位和作用、搞活农产品流通、更好为全国大中城市服务的重要途径。应统筹规划农业大省农产品市场流通网络布局,加快发展主产区大宗农产品现代化仓储物流设施,建立现代化的市场营销网络和物流中心,完善鲜活农产品收集、加工、运输、销售各环节的冷链物流体系;加强以大型农产品批发市场为骨干、覆盖全国的市场流通网络建设,培育具有国内外影响力的农产品价格形成和交易中心;积极推进以标准化菜市场、生鲜超市、城乡集贸市场为主体的农产品零售市场建设,支持产地小型农产品收集市场、集配中心建设,加强农产品电子商务平台建设。应积极总结山东寿光蔬菜批发市场、内蒙古蒙牛乳业的“分散饲养、定点收购、集中加工、统一分销”中介组织物流模式、深圳笋岗—清水河物流园区农产品物流园区模式等典型农产品流通模式,带动农业大省农产品现代物流发展模式创新[8]。 4.开发农业多功能 首先是发挥农业的生态环境保育功能。农业大省中的黑龙江、辽宁、吉林、内蒙古重点国有林区,应停止天然林商业性采伐;严格保护四川、湖北等大江大河源头、生态敏感脆弱区、优质农产品产地、重点生态功能区的生态环境。四川、广西等生态脆弱地区,应建立生态循环农业试验示范区,大力发展循环农业和生态农业,实现农业资源的综合循环利用和生态环境的保护。农业大省农村人力资源丰富,农民收入相对较低,发展休闲农业不仅满足市民亲近自然、休闲观光,还能解决农民就业、带动农民增收、促进城乡统筹发展,同时也是传承农耕与民俗文化的有效途径。农业大省在发展乡村旅游和休闲农业过程中,应充分挖掘农业传统文化,将其充分展现并传承下去。农业大省农业副产品、剩余物、废弃物资源丰富,开发农业的生物质能源功能要立足于利用现有的农副产品、剩余物、废弃物,提高现有资源的利用率,变废为宝,着重加快开发以农作物秸秆等为主要原料的生物质燃料、肥料、饲料。在农业大省林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物、畜禽粪便等生物质丰富与集中区,发展沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等生物质能源,建立大型生物质能源电厂,推进生物质能源发展。四川、湖北、湖南等能源作物丰富的广大农村,应大力发展沼气技术,构建生物质能源高效转化利用的生态产业链,实现在农村建立以村为单位的集体沼气供给系统;河南、河北畜禽养殖场和工业废水集中区,应建立沼气工程,提供优质生活燃料。 5.培育新型农业经营主体 农业大省在发展现代农业的过程中需要更多、更强、更具活力的新型农业经营主体的发展壮大,这是推进农业大省向农业强省跨越的必然要求,是转变农业发展方式、提高农业综合效益和市场竞争力的迫切需要。农业大省应把培养职业农民作为提升农业劳动者素质的优秀任务,以提升农民的科学素养、职业技能和经营能力为重点,探索培育模式,强化政策扶持,加大培训力度,造就一支综合素质高、生产经营能力强、主体作用发挥明显的新型职业农民队伍;适应农民分工分业分化的发展趋势,培植一批种植大户、养殖大户、加工大户、农机大户、家庭农场,推动农业专业化生产、规模化经营、集约化发展,不断提高农业劳动生产率和农业生产效益。龙头企业是新型农业经营主体的骨干力量,应引导龙头企业通过品牌嫁接、资本运作、产业延伸等方式进行联合重组,着力培育一批产业关联度大、辐射带动能力强的大企业;支持农业龙头开发新技术、新产品、新工艺,加强技术集成和商业模式创新;支持龙头企业与专业合作社、农户建立多种利益联结机制,使家庭承包经营、企业化经营和合作经营的优势得到充分叠加。农业大省要解决小生产与大市场、小规模与大产业、分散经营与统一服务的矛盾,必须依靠发展农民专业合作社把千家万户的农民组织起来。要鼓励合作社按产业链、产品、品牌等组建联合社,着力打造一批大社强社,鼓励合作社开展信用合作,兴办资金互助社,拓展服务功能。 6.依靠创新驱动现代农业发展 农业大省应主要面向现代农业的产业需求,加强现代农业发展需要的重大关键技术和共性技术研究,切实解决技术瓶颈制约问题;立足农业大省实情,遵循农业科技和市场经济规律,把提高资源利用率、劳动生产率、土地产出率作为主要目标,以良种良法配套、农机农艺结合、生产生态协同、增产增效并重作为基本要求,促进农业科技的有机集成、劳动过程的机械化及生产经营的信息化,构建高产、优质、高效、生态、安全现代农业产业技术体系。要加快推进农业生物技术、先进制造技术、精准农业技术、信息技术、新材料技术等前沿技术研究,在良种培育技术、农机装备技术、节本降耗技术、节水灌溉技术、循环农业技术、新型肥药技术、疫病防控技术、加工贮运技术等着力突破技术瓶颈,力求取得一批先进实用技术成果。同时,应建设以农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化和机械化技术体系,推进以设施农业和农产品精深加工为重点的新兴产业技术研发。 7.构建新型农业社会化服务体系 农业大省应按照建设现代农业的要求,加快构建以公共服务机构为依托、合作经济组织为基础、龙头企业为骨干、其他社会力量为补充,公益性服务和经营性服务相结合、专项服务和综合服务相协调的新型农业社会化服务体系,形成多层次、多形式、多主体、多样化的农业社会化服务格局。公益性服务机构是农业社会化服务的主渠道,农业大省应充分发挥各级农技推广机构的作用,增强基层农技推广服务能力,着力解决科技服务“最后一公里”的问题。农业大省应大力培育和支持新型农业社会化服务组织发展,支持供销合作社、农民专业合作社、专业服务公司、专业技术协会、农民经纪人、龙头企业、高校和科研院所等开展多种形式的生产经营服务,不断拓展农业社会化服务领域,形成农业部门与科技、交通、通讯、财政、税务、金融、保险和贸易等相关部门协同提供服务的合力。创新农业服务模式和机制对提高服务效率起着至关重要的作用,政府应通过定向委托、政府购买、招投标等多种方式,扶持涉农企业、供销合作社、农民专业合作社和专业技术协会、农民用水合作组织等社会力量广泛参与现代农业经营的产前、产中、产后服务,支持具有资质的经营性服务组织从事农业公益性服务。 四、支持农业大省建设现代农业产业体系的政策建议 1.加大对农业大省改善农业设施装备的支持力度 改善农业大省农业基础设施落后的状况,仅靠农业大省自身的投入能力远不够,国家应站在全局高度加大财政投入,大力支持农业大省大江大河大湖治理、水源工程建设、病险水库除险加固、山洪地质灾害防治、大中型灌区续建配套和节水改造、大中型灌溉排水泵站更新改造,努力建设一批新的灌区。同时,应加大农业大省丘陵和山区的“五小水利”工程建设、农村河道综合整治、塘堰清淤力度,国家小型农田水利设施建设补助专项资金应向农业大省小型农田水利重点县倾斜。为尽快促进农业大省农业装备的现代化,应扩大对新型农业经营主体设备购置的补贴范围和贷款贴息规模,实施更加优惠的节水灌溉设备税收政策。国家应支持农业大省集中力量开展旱涝保收高产稳产农田建设、农村土地整治重大工程和示范建设。针对农业大省中东北四省区缺水状况,加大高效节水农业灌溉工程的实施力度,推进测土配方施肥,继续实施旱作农业工程,扩大土壤有机质提升补贴规模,使耕地的增产能力得到持续发挥。加强对农业大省设施农业装备与技术示范基地建设,大力发展设施农业、畜牧水产养殖等机械装备,探索农业全程机械化生产模式,促进农业大省加快农业机械化。加大对农业大省的信贷支持力度,调动农机大户、农机合作社、种养大户购置大中型农机具的积极性,制定农机化服务的税费优惠政策,推动农机服务市场化和产业化。统筹规划全国农产品流通设施布局,支持农业大省产地农产品收集、加工、包装、贮存等配套设施建设和区域性骨干农产品批发市场建设和改造,建设一批非营利性农产品批发、零售市场;加快发展主产区大宗农产品现代化仓储物流设施、鲜活农产品冷链物流体系和连锁配送中心。 2.增加对农业大省的补贴范围和补贴额度 近年来,我国连续出台10个事关“农业、农村、农民”的中央一号文件,构成了新时期我国农业政策的制度框架,实施了一系列补贴支持农业的政策措施。对农业大省而言,对农业补贴的需求更大、更强烈,中央的农业补贴政策更应该向农业大省倾斜。要在现有补贴基础上,加大对农业大省种粮农民的粮食直补,加大良种补贴力度,提高补贴标准,实现水稻、小麦、玉米、棉花全覆盖,扩大油菜和大豆良种补贴范围。应及时启动东北、内蒙古大豆目标价格补贴试点,在农业大省率先探索粮食、生猪等农产品目标价格保险试点,开展粮食生产规模经营主体营销贷款试点;继续执行稻谷、小麦最低收购价政策和玉米、油菜籽、食糖临时收储政策。要大规模增加农机具购置补贴,补贴范围覆盖全国所有农业大省的农牧业县(场);加大农资综合补贴力度,完善补贴动态调整机制,加强农业生产成本收益监测,根据农资价格上涨幅度和农作物实际播种面积及时增加补贴;逐步加大对专业大户、家庭农场种粮补贴力度。 作者:张克俊 张泽梅 单位:四川省社会科学院 现代农业论文:县现代农业发展论文 1济阳县现代农业发展现状 休闲观光农业崭露头角,园区功能逐步提升。坚持跳出农业经营农业,充分挖掘自身优势资源,大力发展以农产品采摘、乡村旅游为重点的休闲观光农业,先后成功举办了富硒西瓜采摘节、柿子文化节等系列活动,取得良好效果。胜源观光休闲农苑、樱桃番茄采摘园等休闲观光农业园区,以及现代农业科技示范园建设稳步推进,基础配套设施不断完善,示范带动和科技推广等综合功能不断提升。 2现代农业发展存在的问题 (1)产业化总体水平不够高。一是规模化经营程度偏低。原因在于土地流转困难,经营模式仍以分散经营、小规模经营为主。二是农业龙头企业偏少,特别是对农副产品精深加工的企业少,产业链条短,产品附加值低。济阳县年销售收入过亿元的农业龙头企业只有15家,全县90%以上的农副产品只能以原料为主销售到外地,农民难以分享到销售和加工环节的后续利润。三是农民组织服务能力不强。农民专业合作经济组织虽有较快发展,但普遍存在规模不大、发展速度不快、管理制度不健全等问题,致使农民“各自为战”,在市场竞争中很难形成优势。 (2)园区示范引领作用不明显。现代农业园区受起步晚、基础设施建设滞后、园区运行机制不健全等因素制约,示范带动作用还不够明显。以现代农业科技示范园为例,现有园区规模仅67公顷,功能还只停留在育苗上,缺乏示范引领济阳县主导产业的项目,对农业科技转化、推广普及和信息传播等方面所起的作用还十分有限。 (3)农产品品牌效益不够高。当前来看,济阳县虽然已有30余个知名农产品品牌,但是由于缺乏有效整合,加之宣传和市场营销力度不明显,导致出现质优价低、“有品牌无效益”的现象。 (4)农技推广体系不健全。一是济阳县农技人员少,专业素质较低。从农口部门来看,全县实有在编农技人员67名,仅为编制标准人数的一半;从各镇(街道)看,每镇平均只有2人左右,且专业多数不对口。二是农民技术素质整体偏低。留在农村从事农业生产的大多是老弱劳力,受教育程度偏低,接受新事物、新技术能力较差,制约着先进技术和装备在农业生产中的应用。三是农技推广网络不健全,农业新技术、新成果推广到农户存在障碍,满足不了农户对农业科技的渴求。 3加快发展现代农业的建议 3.1着力打造一个部级现代农业科技园区 从园区发展趋势看,部级的现代农业科技园区应融生产加工、示范带动、休闲观光、科普教育等功能于一体,产生经济、社会和生态的综合效益。同时,作为新技术、新品种、新设施的示范推广平台和城市居民亲近自然、接受生态教育的基地,引领现代农业的发展。从优秀区打造上,坚持规划先行,着眼长远,对园区发展空间、产业布局、功能片区进行科学规划。政府通过政策引导,集聚人才、科技、资金等要素投入优秀区建设,并负责在关系协调、建设资金筹措、企业项目落户等方面提供支持。最终,将优秀区打造成整个园区的强力“引擎”。在运作机制建立上,参照各地已建成的国家现代农业科技园区的运作模式,实行企业化的运作机制。采用入股合作等方式与各方建立利益联结机制来进行运作。以农民和专业大户入股为例,农民进行土地流转,以土地入股并投入劳动力;企业负责大棚建造、道路硬化等所有固定资产投资,并对农户统一供应农资、统一技术指导、统一生产管理、统一产品检测、统一品牌销售。企业与农户对农产品的生产成本和销售收入实行均摊、分成,从而形成利益共同体,实现双赢。 3.2做大瓜菜、畜牧两大主导产业 瓜菜、畜牧作为济阳县的主导产业,目前仍有很大的发展空间,发展优势明显,是今后发展现代农业的落脚点和着力点。在稳定粮食产量的前提下,应通过分类考核,有针对性地引导各镇继续做大瓜菜、畜牧两大产业,在扩规模、提品质上做足文章,做出亮点。瓜菜产业方面,立足建设省城济南的“北菜园”,依托品牌基地继续深入推进瓜菜产业发展。质量上,不断提升改造生产、管理设施,大力推广标准化生产技术,提高瓜菜的品质。畜牧产业方面,各镇(街道)结合实际,依托山东高速生物公司、孙耿堤口肉牛养殖基地等企业、基地的带动,加快推进畜牧养殖小区、家庭牧场和养殖大户等不同层次的规模经营,重点发展奶牛、肉牛、肉羊和生猪养殖。 作者:刘方霞 现代农业论文:一企两社现代农业发展论文 一、多方面促进企社发展 (一)注重巩固农机作业队伍 北京鑫利农机服务专业合作社拥有机手30余名,为留住技术人才,该社把“用人”和“养人”结合起来。由于农机合作社具有“春耕、夏耘、秋收、冬闲”的特点,因此,有些机手为养家糊口会放弃机手的工作而转行。为避免此情况发生,该社提高机手工资待遇并给予一定生活补助,机手人均月工资5000元,并上五险,一天三顿免费用餐,组长手机费全额报销,如个人购车,单位补贴5000元。即使冬季在家休长假,5000元月工资仍旧发放,此举增强了该社的凝聚力,保持了机手队伍的长期稳定。 (二)注重利用自身优势多元化发展 北京金鑫现代农业发展有限公司充分利用顺义区大力发展苜蓿草的优势,研制出独具特色的饲料营养配方。在饲料中添加了含蛋白较高的紫花苜蓿,既保证了肉羊育肥期所需的营养,同时降低了饲养成本。截至2013年,企业存栏肉牛2500头,出栏5000头;存栏肉羊8000只,出栏15000只。这家企业又成立了有机肥生产子公司,利用养殖场的牛粪生产有机肥,并把有机肥用于农田种植,既环保,又养地。此外,北京荣萍种植专业合作社以农机服务和大田种植业为主营业务,自主经营粮田2.5万亩(其中北京地区1.6万亩,河北省衡水0.9万亩),以种植小麦和青饲玉米为主,全年种植业毛收入3900余万元。这种“一企两社”的经营模式,大大提升了综合生产能力。 (三)注重用诚信开拓市场 北京荣萍种植专业合作社向20多家奶牛场提供青贮饲料时,采取“先用料,后付款”的办法,并公开承诺,如在45天内,发现产品质量不合格,可免收料款。尽管料价比其他厂家每斤高出2~3分,仍赢得了客户争相购买。就北京地区而言,能够提供青贮饲料的企业有5家,而三元奶牛场只和该社签订合同,并口头约定,其他单位要入围销料,须经该社担保才能实施。由此可见,北京荣萍种植专业合作社不仅拥有高速、高产、高效的产销能力,更加具备“以诚为本、以信为先”的经营理念。 (四)注重建立友好合作关系 目前,北京鑫利农机服务专业合作社为迪尔(中国)公司北京区最大的客户,每年应迪尔公司邀请,参加迪尔公司组织的技术培训交流会,同时,迪尔公司会派专家到该社,针对大型先进农机器具的使用与维护进行现场讲解与指导。2010年迪尔公司还邀请该社社长和办公室主任赴德国参观学习。在双方不断友好接洽的过程中,鑫利农机服务专业合作社得到迪尔公司先进的技术支持,使该社踏上了农机服务的高速发展之路。 二、多方面为社会做贡献 回顾“一企两社”的发展历程,其为农村经济社会协调发展的贡献可概括为“五个作用”。 (一)对提高农民就业率起到促进作用 两个合作社将李遂地区及其他镇的部分农民组织起来,开展合作经营。其中加入“北京鑫利农机服务专业合作社”302户,加入“北京荣萍种植专业合作社”270户,社员共计572户。这些成员,以不同的入股方式投入到现代化农业生产中,对保持社会稳定起到积极的推动作用。 (二)对调整种植结构起到示范作用 北京荣萍种植专业合作社,采取一年种植两茬方法追求经济效益。上茬种植小麦,作为种子销售,每公斤3.1元,平均亩产550kg,产值为1705元;下茬种植青贮玉米,亩产青饲料3.5t,每吨按420元计算,亩产值1470元。两茬合计,亩总产值3175元,剔除两茬生产成本900元/亩和土地流转费用1200元/亩,亩获纯利1075元。 (三)对农民增收起到促进作用 农民自己经营粮田,几乎都种植一茬,经营得好,亩获纯收入300~400元,按三口之家5亩地计算,年获土地收益1500~2000元,且包括自己的劳动成本。而土地流转后,合作社向农民支付每亩1200元的土地流转费,按同样人口和面积,年获纯收益5000~6000元,较自家经营高出3500~4000元。 (四)对“社与社”、“企与社”之间起到互利作用 “一企两社”在生产经营中,实行独立核算,彼此之间实现互惠双赢。在“社与社”之间,种植合作社整合6万余亩成方连片的土地,为农机合作社进行农机作业时提供了用武之地;而农机高效作业,缩短了收种时间,给两茬种植创造了条件。在“社与企”之间,种植合作社能给养殖企业提供青贮饲料,而养殖企业又给种植合作社提供充足肥源。同理,养殖企业的饲料和粪便由农机合作社负责运送,而农机合作社通过运输服务增加收入。(五)对城镇化发展起到推动作用北京荣萍种植合作社与上千户农民签订土地租赁合同,有利于贯彻执行党在农村的基本政策,巩固土地承包关系,促进土地流转,有效保持了农村的稳定性。同时,促使放弃土地的广大农民,解除后顾之忧,纷纷向城市流动或二三产业转移,实现身份转变,共享城乡改革发展成果,对加快城镇化进程起到助推器作用。 三、多种形式促进合作社规范化建设 经过持续发展和不断完善,北京鑫利农机服务专业合作社已被列入全国农民合作社国家示范社名单,更需要把合作社规范化建设摆在更加突出的位置,对此,我们认为应从以下几方面进行规范化建设。 (一)健全合作社规章制度 章程是决定合作社发展方向的根本制度,制定并完善符合自身特点的章程,是农民合作社运行管理的基本遵循。引导合作社加强制度建设,建立健全财务会计、社务管理、盈余分配等各项制度,完善成员账户和档案,进一步明确资产产权权属关系,使合作社做到依法规办社、照章程制度办事。 (二)制定合理运行机制 尽管北京鑫利农机服务专业合作社发展规模比较大,人员比较多,但没有系统化的人员管理模式,没有具体的人员分工,“一人管多事,多人管一事”工作方式,导致室内“忙时空无一人”的现象。对此现状,应合力分配人员,做到各司其职,各负其责,有条不紊地运行合作社管理机制。此外,合作社还需设立成员(代表)大会、理事会、监事会,发挥各会作用,尊重成员的主体地位,坚持“一人一票”的民主决策办法。“三会”要切实履行好各自的决策、执行和监督职责,有效运转、密切配合。建立完善的运行机制,真正实现民办民管民受益。 (三)加快完善人才培养体系 大型先进的农机装备对农机专业合作社的人才素质提出了更高的要求,北京鑫利农机服务专业合作社社长金振启看到中国农业大学学生的潜力,经北京市农业机械试验鉴定推广站的撮合,在该社搭建了“校社共建”的人才培养平台。除此之外,还需要建立人才引进机制,制定优惠政策,鼓励农机人员、农村能人加入合作社,支持高校毕业生到合作社工作,不断提升合作社经营管理水平。 (四)推进合作社示范社建设 引导示范是促进合作社规范发展的有效手段。北京鑫利农机服务专业合作社和北京荣萍种植专业合作社仍要深入推进示范社创建,完善民主管理,增强服务意识,让广大农民群众更多受益,提高合作社凝聚力和吸引力,认真总结并借鉴其他各地依法办社的先进典型经验,引导和促进本社规范化发展,加快推进示范社建设。 四、总结 农民合作社日渐蓬勃发展,形势喜人。现已成为带动农户进入市场的基本主体,发展农村经济的新型实体,创新农村社会管理的有效载体。当然合作社仍然存在一些问题,需要加强合作和完善组织监管机制,依托农业主管部门,负责合作组织管理、监督和协调,进行规范化建设。“一企两社”模式的深入探索,在实践中取得了丰硕成果,并在社会发展中产生了积极的反响。金振启曾被评为郊区经济发展“十大”杰出典型和京郊十大新闻人物,而北京鑫利农机服务专业合作社被评为了全国合作社示范社。北京金鑫现代农业发展有限公司为现代农业创造了无限的价值、商机,铸就出辉煌的业绩。这种有分有合、抱团发展的经营模式,已成为发展现代农业的成功典型。 作者:张林成 单位:北京市顺义区三农研究会 现代农业论文:都市型现代农业发展论文 1金山区都市型现代农业发展的主要瓶颈 1.1农村劳动力短缺 农村劳动力的有效供给是农业顺利发展的基础保障。由于农村年轻劳动力向第二、第三产业转移,从事农业生产的劳动力普遍存在年龄偏大、文化水平偏低、市场意识相对薄弱的特点,不容易接受新技术、新观念,农业科技难以推广和普及。特别是蔬菜种植等劳动密集型农业产业开始出现用工难的现象,农忙时节更是出现严重的劳动力短缺现象。 1.2安全监管队伍薄弱 发展现代都市农业的一项重要任务是确保农产品质量安全。目前金山区基层监管队伍建设力度不足,镇、村级农产品监管人员以兼职为主,监管工作不能保证;再加上农业生产中散户仍占有相当大的比例,且散户规模小、比较分散、农产品质量安全生产水平较低,使农产品质量安全监管任务重、难度大。 1.3农村生态环境有待进一步改善 随着城市化的推进及人民生活水平的提高,人们对农村、农业生态环境的要求越来越高,目前工业污染源、农业面源污染以及生活污染源影响农村、农业生态环境的现状亟需得到改善。 1.4农业组织化程度偏低 随着我国市场化进程的不断加快,金山区农业生产的组织化程度偏低,与市场化要求明显不相适应,农业品牌出现散乱的情况,农业生产的标准化程度较低,严重影响了农产品在市场上的竞争力。 1.5农业资金投入不足 都市型现代农业对资本需求要求较高,因此,资金投入不足对金山区农业发展有一定的影响。农业资金投入习惯于以财政公益性为主的支持框架,没有充分吸纳国际资本、国内资本和民间资本对农业设施的投入,尤其是对农业科技、农业机械化的投入不多,农业科技化、农业机械化水平较低,影响了都市型现代农业的发展。 2推进金山区都市型现代农业发展的思考 金山区都市型现代农业发展的基本思路:以提升农业的综合竞争力为中心,聚焦重点产业和重点区域,突出经济、生态和观光休闲功能,建立农业现代产业体系、完善农业科技服务体系、健全资金投入体系和培育组织创新体系,推进金山区都市型现代农业的发展。 2.1建立现代农业产业体系,促进农业结构不断优化 充分发挥资源优势,突出区域特色,大力推进农业结构调整。以“品牌农业、休闲农业、生态农业”建设为重点,稳步推进“优质稻米、绿色蔬菜、名优瓜果、特种养殖”四大优势主导产业。通过种植业结构调整,增加粮食生产的抗自然风险和盈利能力;在蔬菜生产上,由种植当地传统品种向种植营养保健、色彩丰富的进口品种转变。在稳定粮食、蔬菜生产的基础上,大力发展特色养殖、优质蔬果生产,使金山区农业结构进一步优化升级。要立足农业产品标准化,全面推进优势农产品区域化种植和标准化生产,通过与地方实际相结合,积极梳理、制定特色农产品的生产技术和品质标准,积极采用国际标准、国家标准进行生产。以提高农产品质量和效益为优秀,大力推进标准化生产、产业化经营、市场化运作,集中力量培育一批市场占有率高、经济效益好、辐射带动力强的农产品知名品牌,全面提升现代农业产业的优秀竞争力和综合效益。 2.2完善农业科技服务体系,提高农业综合生产能力 加大科技兴农力度,推进先进、适用技术在金山区先试先行,使金山区成为都市型现代农业发展新高地。切实加强农业科技人才队伍建设,大力推进新型农民培育工作,使有文化、懂技术、善经营的新型农民成为金山区都市型现代农业发展的主力军。完善区、镇两级农技推广服务体系建设,建立职能明确、机构完善、队伍精干、保障有力、运转高效的基层农技推广体系。积极引进高端农业人才投身于金山区都市型现代农业的建设与发展中,可利用农业产学研基地等平台,建立农业科技人才与国内外农业科研机构的互惠共赢的合作机制,推进金山区农业科技上新水平和新台阶。 2.3健全资金投入体系,提供可靠的财力保障 加大市、区两级财政对金山区都市型现代农业产业发展和新农村建设的支持力度,在基础设施建设与公共服务设施等方面,实行公共财政资金的倾斜。在积极争取政府资金投入的同时,还可通过招商、联合开发等形式,引导和鼓励社会资本投入金山区现代农业发展,参与金山区都市型现代农业建设。 2.4培育组织创新体系,提高农业市场竞争力 要深化制度建设,创新组织、创新制度。继续推进家庭农场试点工作,完善粮食生产家庭农场的扶持政策,通过培训、考核等措施,逐步使家庭农场的生产经营者做到持证上岗;完善家庭农场社会化服务体系,建立社会化水稻育秧点,扩大水稻机插秧面积,实现家庭农场粮食生产全程机械化;积极发展经济作物家庭农场,形成具有金山区特色的家庭农场发展模式;加大烘干设施建设力度。推动各条线农民专业合作社的成立和发展,以农产品品牌为纽带,探索合作社运行模式,解决农业生产经营中大市场和小生产之间的矛盾;推进农民专业合作社规范发展、农业龙头企业快速发展。全面开展新型职业农民培训工作,着力培育“有文化、懂技术、会经营”的新型职业农民。 作者:冯连芳 单位:上海市金山区农业信息服务中心 现代农业论文:吴江区现代农业发展论文 1促进吴江区现代农业发展的对策 1.1加大对农业的政策扶持,确保稳定的资金投入 农业作为一个基础性的产业,需要政策和资金的大力支持。政府要加强对农业的支持保护力度,建立健全保障现代农业发展的体制和机制,各级政府要按照中央“工业反哺农业,城市反哺农村”的指示精神,落实有关农业现代化建设规划以及各项发展农业现代化的鼓励政策和补贴政策,积极引导和做好“三农”工作;同时,将水利工程项目、农业资源开发项目、土地整理项目等重点向规模化示范区倾斜,重点建设与农业现代化相匹配的基础设施、生产设施和管理设施;此外,要进一步加大投入力度,逐年增加财政投入农业的比重,还要建立健全多渠道、多元化投资农业的机制,并落实好土地出让资金投入农业。 1.2严格保护土地资源,加强农业基础设施建设 要加强基本农田和标准农田的建设与管护,坚决制止粮田抛荒,推进粮食功能区建设,形成一批设施完善、技术先进、稳产高产的粮食生产田块,发挥其示范带动作用。同时,按照“因地制宜、合理布局、突出重点、注重实效”的要求,优化农业产业布局,优先在土地流转入股、农田布局合理、粮田集中连片的区域加快推进高标准农田建设,加强农田水利基础设施建设,使规模化经营的粮田沟渠路配套、土地平整肥沃、农田林网成方,增强防灾抗灾能力。此外,要大力开展测土配方施肥,推广秸秆还田,增施有机肥,提高土壤保水保肥能力。 1.3加强技术培训,加快农业技术人才队伍建设 农民是农业生产的主体,加强农民培训,造就一支能力强、素质高的职业农民队伍是现代农业发展必不可少的环节。此外,还要高度重视专业技术人员的培养和技术培训,加快农业技术人才队伍建设。 1.4加快专业合作组织建设,推进农业规模化经营 组建专业合作组织,培育种粮大户、粮食专业合作社和农机植保服务组织,推进粮食规模经营和全程机械化生产。积极鼓励和引导粮田规模经营户、种粮能手、农机大户、粮食经纪人等加强生产联合,开展合作经营,组建以从事粮食生产为主的各类粮油、农机等农民专业合作社。充分利用农村承包土地流转入股,加快发展粮食生产规模经营,实行规模经营的粮田由农民专业合作社经营,并大力培育和支持具有一定生产能力和管理水平的农户参与规模化粮食生产。 1.5构建与完善农业科技推广及社会化服务体系,提供综合配套服务 农业科技是现代农业发展的关键因素,是实现农业现代化的重要驱动力,因此,要坚持农业科技创新,强化农业科技推广,重视农业人才队伍建设,完善农业科技支撑体系,构建起以科研单位、龙头企业、技术推广部门为主体,市、县、乡三级支撑的特色农业技术研发推广服务体系,以项目推广、综合服务、技术承包、技术转让、入股、开发等方式,强化基层农技推广体系的公益性职能,发挥其主导带动作用。要调动社会力量参与农技推广活动,切实加大农业科技开发、科技推广、技术培训的服务力度,加强农业推广人员的管理,建设高素质的农技推广队伍。要积极同省内外科研力量紧密合作,建立各种“产、学、研”合作模式,促进农业科研、教育的有机结合,使科技成果更好地转化为现实生产力。同时,要积极推进区镇两级农技推广服务体系建设,为农业劳动力提供技术服务等。 2小结 发展现代农业是实现农业现代化的重要组成部分,这是一个复杂而缓慢的过程,要促进吴江区现代农业的发展,不仅需要充分发挥政府的重要引导作用,还要充分发挥农民和农技人员的主体作用,从而实现农业现代化的目标。 作者:袁晓亮 林忠成 吴福观 单位:江苏省苏州市吴江区农业行政执法大队 江苏省苏州市吴江区作物栽培技术指导站 现代农业论文:张家港现代农业建设论文 一、张家港市现代农业建设的现状 1.科教兴农步伐不断加快 一是加强区镇农技服务体系建设,开展“五有”农服中心建设,并在10个镇区农服中心、41个行政示范村安装“一点通”农业信息终端设备,实现农服中心达到“五有”、“六有”标准,服务条件与手段进一步改善;二是加快现代职业农民培训,实现持专业证书农业劳动力占总农业劳动力比重达35%,农民科学种养素质进一步提高;三是全方位开展农技服务指导,深化全市10个区镇与省内外科研院所的产学研合作,重点推进“省挂县富民强农项目”嫁接,实施粮食、生猪、瓜菜、水产、农机等行业科技入户工程,通过科技早市、培训班、现场指导、手机短信、“一点通”会诊等形式,将农业生产政策、信息、技术送到农户手中,农技服务到位率进一步提高。 2.农业装备条件不断改善 一是高标准农田建设按期推进。建成标准化基本农田累计29.47万亩,占全市耕地面积比达61.65%。二是加快农业机械化发展步伐,以创建全省率先基本实现农业机械化示范市和全国平安农机示范市为契机,实现农业综合机械化水平92.37%,在全省第一家基本实现农业机械化。 3.农业产业化步伐不断加快 全市四大类农产品以批发、订单、超市销售为主,12月底农产品现代流通业态销售率达80%以上。一是农业龙头企业提档升级加快。全市县级以上农业龙头企业销售收入338.9亿元,比去年增加12.5%。二是积极开展农业招商引资。新建规模以上农业项目52只,其中外资项目6只,内资项目?46只;新增规模以上“三资”农业投资?94994万元,其中新增注册外资?3993万美元;并积极组织企业参加各级农展会,51家企业参加了第十届中国国际农产品交易会、第十四届江苏农业国际合作洽谈会等10次农产品展示展销会。 4.农产品质量安全水平不断提高 一是抓好监管网络体系建设,在各镇区农业服务中心(农副办)挂牌成立农产品质量监督管理站,并在9个镇(区)和16个优质蔬菜基地新建农产品检测室,形成市、镇、基地三级检测网络,以果蔬产地准出为突破,全面实施3亩以上规模基地产品准出,与各农贸市场准入检测相对应。二是抓好各类专项整治,以农业投入品监管为重点,严厉查处涉及农产品质量安全的违法违规行为,有力维护了农业投入品市场秩序。三是抓好农药统一配送,明确156个品种为主推广品种,其中水稻28个、小麦14个、果蔬114个,较好地保证了用药安全。四是抓好农业废弃物综合治理,综合利用农作物秸秆30.1万吨,综合利用率98.5%,其中夏熟秸秆综合利用12.24万吨,秋熟秸秆综合利用17.86万吨。完成7家规模养殖场整治,新建沼气池720m3、堆粪场180m2、沉尸井192m3,无害化处理畜禽粪便18.8万吨,占比94%,推广商品有机肥5500吨。五是抓好农产品整体认证,全市“三品”总数221只,其中绿色食品88只、无公害产品133只,“三品”总面积47.49万亩,占耕地与水产养殖总面积比达90.7%。 二、张家港市现代农业建设中存在问题 1.耕地资源面临进一步紧缩 粮食、蔬菜等主要农副产品产供压力日趋加重,同时,全市粮食产量处于连年增产的高平台上,受面积减少、气候条件不确定、规模经营后晒场不配套等因素影响,保持高产稳产的压力不断增大。 2.蔬菜生产受市场波动影响大 由于信息不对称等原因,“菜篮子”效益不稳定,“卖难”和“买贵”现象还将存在。 3.农业产业化经营程度依然不高 农产品加工业比较落后,营销业态特别是网络化销售发展步伐较慢,升级不快,专业化营销队伍薄弱。 4.农产品质量安全的压力依然较大 规模以上基地准出制度刚刚实施,还有诸多环节需要完善,规模以下零星农产品监管还比较被动。 5.农业现代化建设存在较大不平衡性 粮食亩产、高效设施农渔业面积比重、高效农业保险覆盖面等与现代化指标要求仍有很大一段差距。 三、发展对策 1.以农业园区建设为抓手,加快农业产业结构调整 坚持把园区化建设作为推进农业规模化经营、建设现代农业的重大战略举措,实施“农业园区推进年”活动,带动农业结构深入调整。重点围绕“一核三区五园十基地”布局规划,加快建设锦丰金南港都市农业产业园、凤凰水蜜桃产业园、双山岛生态农业示范园等3个万亩以上现代农业综合园区;加快推进大新镇农业公园、南丰镇精准农业等10个以上千亩特色基地建设。通过园区建设,促进优质粮食、生态畜禽、果蔬园艺、名特水产等主导产业优化发展,推动农业结构深入调整。 2.以设施农业为切入,加快推进高效农业倍增发展 在年新增1.61万亩、累计建成7.96万亩高效设施农业的基础上,积极开展全省高效设施农业示范县(市)创建,加快“菜篮子”、特种水产和设施园艺等装备的升级,充分利用原有高效农渔业基地,配套更新标准钢架大棚、简易大棚、喷滴灌、诱蚜黄板等设施,每年确保新增高效农业面积2万亩,其中设施农业面积1万亩,力争高效农业亩均效益达到6000元以上,农民人均纯收入增长14%,达2.2万元以上。 3.以产地准出为机遇,加快推进农产品质量建设 创新全市10个镇区基层监管站监管模式,推行网格化监管,形成分区划片、包干负责的农产品质量安全工作责任网,切实发挥基层网底作用。加强9家镇级检测中心和16家基地检测室的管理,在对全市30家重点果蔬基地纳入产地准出管理基础上,今后对全市3亩以上果蔬基地全部纳入准出管理,建成追溯体系基地30家以上,实现“产地准出”与“市场准入”相接轨。加快推进农产品“三品”认证,“三品”总面积力争达45万亩,推动农业“标准化、产业化、品牌化”生产, 4.以培育龙头为突破,加快推进农业产业化进程 加快培育农业龙头企业,不断拉长产业链,提高附加值。积极引导企业参与现代农业园区建设,不断完善企业与农户的利益联结机制,每年力争新增部级农业龙头企业1家、苏州市级2家,全市规模型农产品加工企业达50家。发展现代种业,组建苏州市级种子龙头企业。探索组建市级农业投资发展公司。 5.以人才培养为基础,加快推进农业科技创新 加快农委系统科技人员的培养,定期组织技术管理培训班,举办各类学术研讨会,促进年轻科技人员成长。继续落实与扬州大学的张家港班委托培养,不断充实科技人员队伍。深入实施粮食、蔬菜、生猪、水产、农机等科技入户工程,加快培育科技示范户。加大职业农民培育扶持力度。2013年重点实施“百人千户惠万民”工程,培训100名骨干农技员、1000名农业科技示范户、10000名职业农民,推进经营主体专业化、知识化,不断畅通“科技人员———科技示范户———农户”的农业科技成果转化推广通道。 6.以休闲农业为带动,加快发展农业服务业 依托得天独厚的江南水乡及沿江自然与历史文化资源,大力培育以观光采摘、农耕文化、垂钓休闲、旅游度假等为特色的休闲观光农业,使农业服务业发展成农业农村经济新的增长点。中东部以凤凰水蜜桃、常阴沙柑桔、杨舍葡萄、锦丰枇杷等果品基地为基础,将自然资源与果品产业有机结合,发展观光采摘;东西部凭借凤凰河阳山文化、农耕文化、金港东山文化等丰厚的文化底蕴,发展文化休闲;北部沿江各镇区以滨临长江为优势,发展垂钓休闲;西部双山岛旅游度假区以绿色、生态、可持续发展理念推进区域整体开发,彰显唯一性、个性化特点,打造长江文化、生态养生、时尚运动等汇集一体的长江第一岛。 7.以基础建设为保障,不断提高农业综合生产能力 加强农田基础设施建设,进一步改善农田基础条件。加快推进农业机械化建设,推进粮食生产全程机械化,大力发展施肥机、烘干机、水稻插秧机、小麦复式播种机等粮食生产机械,提高机插秧和粮食烘干机械化水平,推广施肥播种机械,建设2个工厂化育秧中心,推广专用基质育秧10万亩,商品化育秧比例30%,水稻机械化种植比例达95%以上。加快农机均衡发展,发展蔬菜园艺等高性能、智能化高效设施农业机械,推动农机装备结构调整,实现各产业农机装备全面发展。 作者:丁峰 单位:江苏省张家港市农业试验站 现代农业论文:现代农业发展中的农业科技论文 1农业科技在推进现代农业发展中的重要意义 目前,我国农业已经可以满足自身的粮食问题,因此,很大一部分粮食用于出口,这就需要提升农业产品的竞争力。为了切实提高农业产品的竞争力,必须注重农业科技创新与推广,只有这样才能革新农业生产方式,降低农业成本,为农产品赢得更多的市场。因此,农业科技创新与推广是提升我国农业产品竞争力的迫切需求,对于我国现代农业的发展有着极为重要的意义和价值。 2促进我国农业科技创新与推广的对策 2.1国家制定并颁布相应的鼓励政策 农业科技创新与推广不是一句简单的口号,在实际的工作之中需要一系列的措施与方法,其中最为重要的就是国家和政府的姿态。为了切实促进我国农业科技创新与推广,政府相关部门必须注重颁布相应的鼓励政策,鼓励各级各地研究机构和生产部门对农业科学技术进行创新,对于已有的创新技术要进行系统的推广,不断应用农业生产实践来检验相应的技术,在不断的推广之中获得更好的进步与发展,只有这样才能保证我国农业科技创新与推广工作的顺利实施。 2.2注重资金支持,建立稳定的农业科技科研体系 在进行农业科学技术研究与推广的过程之中,政府应该注重资金的支持,只有划拨了专项资金,相关的科研人员才能一心一意进行科研,促进我国农业科学技术的不断创新,也只有这样才能为我国农业科学技术革命带来全新的力量。此外,国家也应该鼓励和引导建立一个稳定并且科学的科研创新体系,这是保证我国农业科学技术创新的先决条件。 2.3制定行之有效的推广方式与推广途径 农业科学技术的创新固然重要,但是,在实际的生产过程之中,农业科学技术的推广也占有相当重要的地位。实际工作之中,相关部门应该建立科学完善的推广方式与推广途径。例如,可以组织相关科研人员下乡推广农业科学技术,让农民亲眼看到现代农业科学技术的重要作用和价值,只有这样他们才能真正相信农业科学技术的作用,实现推广的目标,达到农业科技应用的目的。 2.4加强农业科技人才队伍建设,突出培养造就创新型科技 人才一是壮大强化农业科技推广的人才队伍。当前,我国乡镇农技人员人均服务耕地面积过大,已不能适应农业发展和农民科技需求。国家需出台相关政策,增加乡镇农技推广机构的编制,增加农技推广人员,特别是农产品质量监管人员,配各村级农技员。二是依托省级以上创新平台,引进和培养一批具有战略思维、国际视野的领军人才,充分发挥高层次人才在人才队伍建设中的引领作用。三是以农业产业化龙头企业为依托,形成一批能够快速转化先进科技成果的产业化队伍,培养一批从事现代农业技术示范推广服务的基层科技人才。 3结语 农业科学技术的创新是促进生产力解放与发展的重要措施,也是现代农业社会不断进步与发展的必然要求;农业科学技术的推广是促进农业科学技术应用的有效保障,也是我国现代农业社会发展的根本出发点。因此,在现代农业生产中,应该充分注重农业科学技术的创新和推广,只有这样才能保证我国农业的持续繁荣。 作者:袁玲 单位:东营市农业科学研究院 现代农业论文:我国发展现代农业主导生态农业论文 一、中国发展生态农业的理论与实践探索 总之,尽管学术界对生态农业概念的界定不一,生态农业模式多种多样,但人们对生态农业存在以下三点共识:一是强调综合利用农业资源,提高利用效率;二是强调保护农业资源和环境,注重经济、社会和生态效益的统一;三是强调将传统农业的优势与现代科技和管理相结合,突出现代科技在生态农业发展中的作用。笔者在接受三个共识的基础上,给生态农业的定义是:以生态经济学原理为指导,采用系统科学方法,继承传统农业的精华并与现代科学技术相结合,通过自然或人工设计的生态工程,实现效益最大化和可持续发展的现代农业形式。随着经济社会的发展,生态农业的内涵将更加丰富,生态农业模式也将不断创新。生态农业是集农业科技化、信息化、标准化、机械化、产业化、水利化、合作化为一体的农业,囊括了我国农业现代化的全部内涵,发展前景广阔。所以中国发展生态农业是建设现代农业的最佳选择,它代表中国农业的未来。 二、中国农业的现实决定了必须走发展生态农业之路 长期以来,由于不注重经济发展和资源、环境之间的协调,牺牲农业生态环境,片面追求农业经济增长,造成了农业资源日益萎缩和农村生态环境恶化,直接威胁了农村社会经济可持续发展。中国目前农业资源严重萎缩及保证粮食安全的迫切性,决定了必须走发展生态农业的现代化道路。 1.土地的数量与质量江河日下 截至2012年,全国耕地保有量为18.2476亿亩,人均不足1.43亩,仅为世界人均水平的1/4。尽管国家采取最严格的土地管理政策,“占优补劣”、“硬占柔补”已经严重危害了耕地的质量,目前全国耕地土壤有机质含量仅为1.8%,比欧洲同类土壤低1.5~3个百分点。同时,每年沙化面积为2460平方公里,沙漠及沙化土地总面积达174.31万平方公里;水土流失面积367万平方公里,占国土总面积的1/3。 2.森林与草原锐减 据第六次全国森林详查,目前我国森林覆盖率只有20.3%,人均占有林地量仅为世界人均量的1/7,已基本无成熟林可采,造成森林覆盖率低,植被减少。我国现有可利用的草地面积约33.7亿亩,人均不足2.6亩,目前,草原退化面积达13亿亩,而且每年仍以2000多万亩的速度在退化。 3.水资源不足 中国是世界上13个贫水国之一,人均水资源占有量2200立方米,仅为世界人均水平的1/4,正常年份全国缺水量接近400亿立方米,其中农业缺水300亿立方米。同时,水资源缺少地区的水资源开发利用过大,超过水资源和水环境的承载力。 4.农业环境污染严重。一是大气与水体污染 中国目前已成为世界第三大酸雨区,酸雨区接近国土面积的30%。农村畜禽饲养业的废水、废气和废渣等污染排放已占到全国总排放的50%,2010年,农业源排放的化学需氧量约占化学需氧量排放总量的43.7%、总氮和总磷排放量分别约占排放总量的57%和67%。2010年,县域污水处理率约为31%,水体污染严重。二是农地污染。全国1/10以上的耕地遭受污染,土壤呈现新老污染物并存、无机有机污染混合的局面。平均每公顷耕地使用农药15公斤,高出发达国家1倍,在土壤中的残留量高达50%~60%;每年化肥施用占世界总量的30%,化肥用量60年增加近百倍,用量是发达国家上限的2倍。三是白色污染。每年有约50万吨的地膜和塑料残留在土壤中,百余年不能降解。四是食源性污染。在农牧产品的生产和加工过程中使用大量的生长激素、催熟剂和添加剂,中国每年生产抗生素21万吨的9.7万吨用于畜牧养殖业,造成了农牧产品生长过程的污染,“有抗食品”已成为人体内的“隐形炸弹”,对人体健康构成了严重的危害。五是外来物种侵害严重。入侵中国的外来物种越来越多,有飞机草、互花米草、水葫芦等400多种,20世纪90年代,每10年左右才会发现1种生物入侵,可2005年以来,每年都会出现1~2个“新面孔”。 5.保证粮食安全必须提高农业资源的利用率 尽管我国粮食已经连续十年丰收,但从长远看,粮食缺口仍然会扩大,保障国家粮食安全面临新的挑战。2013年粮食产量达1.2万亿斤,人均占有粮食860多斤,自给率约为88.4%,缺口约11.6%,缺口接近粮食生产大省黑龙江全年1300亿斤的产量。我国人口每年净增700多万,比青海省还多200万,预计到2020年,人口将达到14.5亿,对粮食的刚性需求不断增长,需求总量将超过6亿吨。随着人们消费水平的提高,对精深加工的食品需求越来越大,转化为肉、蛋、奶、酒的粮食越来越多,目前我国每年仅生产白酒和啤酒消耗的粮食就有4000万吨。13.4亿人口这一国情决定了中国人的饭碗不能端在外国人手中。目前,全世界粮食贸易量仅为5000多亿斤,假如都被中国购买,也只能满足中国粮食需求的40%,解决不了中国的粮食需求。2012年,中国已经成为世界农产品的第三大进口国和第四大出口国,其中美国出口粮食总量的15%销往中国,贸易逆差133亿美元,已经连续十多年逆差。粮食不只是经济问题,更是政治问题。我国除了18.36亿亩耕地外,还有60亿亩草原、43亿亩林地、300多万平方公里的海洋国土和内陆河湖。必须充分循环利用农业资源要素,生产出更多的畜产品、水产品、水果和蔬菜,减少国民对口粮的需求。这就要求我国的现代农业建设,要从中国的现实国情农情实际出发,通过建设资源节约和环境友好型的现代生态农业,尤其是发展生态循环农业,以实现较高的资源转化率和维护良好的资源生态环境,这是实现中央经济工作会议提出的2014年粮食生产以我为主、立足国内、确保产能的最主要途径。 三、积极推进我国生态农业发展的对策建议 生态农业建设涉及观念、制度、政策、技术等方面,必须开展深入的调查研究,加强整体设计,积极推进我国生态农业发展。 1.牢固树立生态文明观念 生态文明观念是大力发展生态农业的思想基础。一是中央要明确做出加快生态农业建设的战略决定,明确指出生态农业建设的指导思想和原则,战略目标、战略重点、战略步骤和战略措施,明确把生态农业作为发展现代农业的主攻方向。二是加强全党的生态农业文明教育,正确的路线确定之后,干部最重要,所以要在全党开展广泛的生态农业文明教育,要编写统一教材,在各级各类党干校和农业院校开设生态农业课,普及生态农业知识,用科学的生态农业知识武装广大干部,重点武装农业和农村干部,以提高全党和广大干部发展生态农业的思想自觉。教育全党和广大干部通过发展生态农业给子孙后代留下更多农业资源,留下天蓝、地绿、水净的美好生态。三是利用各种新闻媒体开展广泛的生态农业文明宣传,使全社会,尤其是广大农民热爱生态农业,发展生态农业,进而形成全社会的生态农业文明意识。 2.制定生态农业发展战略与规划 认真研究西方国家的生态农业发展战略,发展完善已有的生态农业发展模式,并最大限度地借助现代科学技术创新生态农业发展模式。具体而言,一是在沿海地区和太湖、洞庭湖、三峡库区、滇池等高集约化地区,借助3S技术,科学施肥施药,减少用量,积极防治工业和农业面源污染,实施农业环境和农产品环境污染预警,保证农地和农产品免遭污染。二是在长江和黄河中上游地区,黄土高原区,西北、华北和东北风沙综合防治区等生态脆弱区,加大生态农业基础设施投入,开发适合这些地区生长的优质速生林木品种,大力开展植树造林,积极改善农业生态环境,充分利用这些地区独特的农业资源,生产各具地方特色的优质农林牧渔产品,重点提高农业综合生产能力。三是在东北、华北和长江中下游、成都平原农业区,防止农产品污染,提高农产品质量,尽可能多地生产绿色食品,积极推进黑龙江省两大平原现代化大农业示范区建设。把黑龙江省和豫东平原建成亚洲最大的生态农业区。四是重点推进各地区主导生态产品建设,笔者认为绿色食品和无公害农产品是粮食主产区生态农业发展的重点。发展生态农业,重在坚持“整体、协调、循环、再生”的原则,加速建立不同产业间的物质循环和能量转化利用体系,合理配置农业资源,农林牧渔结合,实现农村经济社会的可持续发展。 3.制定完善发展生态农业的政策和法律规范 一是制定和完善财政和货币政策,支持生态农业的发展,扩大并提高对生态农业产品生产的补贴额度,扩大对生态农业产品生产的信贷支持,使农民在发展生态农业中受益。各级政府都要加强生态农业基础建设,主要包括农田水利、防灾减灾、气象服务、水土保持、防护林建设、生态环境治理的投入,改善生态农业的发展条件,减少生态农业的自然和市场风险,增强生态农业发展的后劲,尤其要加大对生态农业科研和技术推广的投入。二是将必要的行政手段与经济手段相结合,政府必须明确在发展生态农业中,支持做什么,不许做什么,奖励遵循者,处罚违规者。三是运用法律手段支持和保护生态农业建设。目前,我国初步形成了以《环境保护法》为优秀的生态环境保护法律体系,要以此为基础,加快制定《绿色农产品质量安全法》、《农业生态环境保护法》、《生态农业补贴条例》等保护生态农业发展的配套法律,尤其要加快制定规范农产品市场建设方面的法律,依法保护和调动广大农民发展生态农业的积极性。 4.调整农业内部结构 扩大生态农业在农业中的比重。一是调绿,大力发展非生态农业和生态农业中绿色食品生产,它是农业内部结构调整的重中之重,加速有机肥、有机农药和有机生物调节剂的研发与生产。二是调红,非生态农业区和生态农业区都必须大力发展畜牧业,内蒙古、宁夏、新疆、青海、西藏五大牧区必须率先转变畜牧业发展方式,以发展生态型畜牧业为主,严格按草原合理的承载力放牧,对严重沙化与退化的草原禁牧,对一般退化了的草原周期性休牧,加快恢复草原生态功能,各级政府要增加休牧补贴数额。三是调白,即大力发展微生物农业,微生物农业是典型的高科技生态农业,要积极开发新的菌种,做好白色产业的精深加工,搞好产业化经营。四是调蓝,大力发展海洋和陆地江河湖泽水产业,变非生态养殖为生态养殖,做大做强海洋生态农业,大力发展海洋菜园、海洋粮食和海洋牧业。五是调特,大力发展各具地方特色的生态农业产品。总之,在农业结构调整中要充分考虑农林牧渔业各业间相互依存关系,充分发挥各农作物在生态链条中的作用,建立各种各样高效优质生态农业模式。 5.加强生态农业示范基地建设 要采取多种形式,加强对生态农业基地建设的指导,在坚持标准的前提下,扩大生态农业示范基地面积,提高生态农产品质量。一是继续坚持已经开展的生态农业试点县建设。选取各方面条件相对较好的县市,采取整县推进的方法,边推进边总结成功经验,做到以点带面,直至推广到全国。二是依托“龙头企业+基地+农户”的生态农业产业化模式,鼓励支持龙头企业自建生态农业基地,鼓励支持企业加速实现已有非生态型农业基地向生态型农业基地转变,借助龙头企业带动农户实现生态化种植养殖,龙头企业与农户均享加工利润和销售利润,使自己有稳固的基地和农户群。三是加强生态农产品出口基地建设,更多依靠龙头企业拓展海外市场,不断扩大生态农产品出口数量,使其成为农产品出口的生力军,进而成为平衡国际贸易的一支重要力量,并依托其进一步拉动国内生态农业发展。 6.加强生态农业科技研究与推广 科技创新是生态农业发展之本,农业科技创新是突破资源与环境约束的客观要求。一是加快生态农业动植物新品种培育。农业科技创新的重点是种子,种子的科技含量占农业总科技含量的40%,尤其是要加快培育适宜粮食主产区生长的新品种,积极开展分子生物育种和天空育种,抢占世界种业科技创新的制高点。二是集中力量开展先进适用生态农业技术的研发与推广。主要包括耕地重金属污染防治技术,农田控磷减氮、畜禽清洁养殖和废弃物综合处理与利用等面源污染防治技术,循环农业和农业清洁生产技术,生物肥料和生物农药及生物调节剂等生物技术,节水节肥节药和测土配方施肥技术,精准农业技术,农作物秸秆等废弃物的再生利用技术。三是加强生态农业科技人才培养。建议采取各种优惠政策吸引优秀学子报考农业院校,提高农业院校生源质量;国家免费培训基层生态农业科技人员、生态农业实用人才和新型农民,奖励优秀受训者。四是加快新型生态农业科技成果在基层推广。农业科技推广的重中之重是基层,加强基层站点设备等硬件和队伍建设,实现农业科技入户进田,畅通“最后一公里”。加速建立完善生态农业科技推广的利益驱动机制,实行基层农技推广人员基本工资和绩效工资制,基本工资保底,绩效工资与推广的数量与质量挂钩;有效整合科技资源,建立农科教产学研推相互衔接的机制,强化“把论文写在大地上,把成果留在农民家”的科研与推广评价导向机制;发展多元化的农业科技推广组织,农业高等学校、科研院所必须承担生态农业农技推广任务,国家要做出农业高等学校的教师将1/3的时间、科研院所将1/2的时间用在农业科技推广上的规定,在职称和利益分配上予以更多的激励。 7.加强与完善生态农业服务保障建设 一是建立健全生态农业技术标准体系。生态农业的发展离不开标准化,研究制定生态农业基地、生产资料、生产技术、产品质量标准体系;研究制定生态农业评价指标、管理认证方法、环境友好技术标准体系。二是加强生态农产品质量保障管理。严格执行生态农业技术标准,对农户和龙头企业实行产前、产中和产后全程质量监测,严惩生产过程不达标和质量不达标者。通过对生态农产品全面的质量管理,确保质量与安全,提高国际竞争力。三是加强生态农业教育培训。建立培训机构,加强对广大生态农业管理人员和农民的培训,传播生态农业科技知识,使其掌握各项标准和规程,继续实施“绿色证书工程”,提高农民经营管理水平。四是加强生态农业信息化建设。重点是加速县乡村信息服务站建设,努力实现农业信息进村入户,实现在广大农村的全覆盖。加强生态农业信息质量管理,确保生态农业信息的真实性。五是加强生态农产品市场体系建设。加强对生态农产品,尤其是绿色和有机食品及标准的宣传,积极促销;实行生态农产品分级包装进入市场销售,优质优价;实行生态农产品(绿色和有机食品)专卖销售,实行销产连带追溯赔偿制度,以保护消费者利益,防假打假。六是加快建立健全气象、疫病防治、科技推广、信息等全方位的生态农业服务体系建设。各服务部门人事管理事业化,强化公益性。总之,只要我们勇于探索,积极推进发展生态农业的对策措施,脚踏实地,真抓实干,在实践中不断探索和丰富生态农业发展模式,中国生态农业必将成为现代农业建设的一条亮丽风景线。 作者:赫修贵 单位:中共黑龙江省委党校(黑龙江省行政学院)经济学教研部 现代农业论文:基于现代农业发展的经济增长论文 1现代农业发展面临的主要问题 1.1土地的分散经营难以实现农业的规模化经营 此轮土地承包期为30年,自1996年开始到2026年结束。由于近年来国家实行粮食直补、良种补贴等惠农政策,同时农产品价格持续走高,使农民格外重视土地。虽然靠种地务农收入不是很高,但是相对稳定,农民不愿意离开土地,成为产业工人。传统的土地经营形式和农民传统的惜地观念不适应现代农业的发展,给土地流转,规模化经营造成极大的困难。 1.2市场服务体系的滞后制约了市场化运作进程 市场服务体系缺乏统一规划,设施落后,功能不全,布局不合理,家庭农场、农民专业合作社、龙头企业与农户之间关系松散,农产品流通不畅,没有形成一个推动现代农业发展的大环境,不能有效带动区域化、专业化和产业化生产。 1.3劳动力素质不高、缺少经济技术能人直接影响经济效益提高 由于前几年的体制机制,基层农技推广人员工资及工作经费不足,培训机会少,工作学习热情低,业务水平提高缓慢,他们的业务水平和工作态度直接影响劳动力素质和生产技能的提高,直接影响农民的增收和经济效益的提高。 2加速现代农业发展进程 2.1以“土地流转”为现代农业发展的切入点 土地流转是发展现代农业的前提和切入点,通过土地流转,使合作社、家庭农场利用现代化技术实现农业的规模化经营。十八届三中全会也已明确了土地流转的政策方向。只有实现了土地的流转才能实现农业最大可能的规模化生产。通过深入的调研,对的土地流转工作提出几点建议:一是摸清各乡镇、村屯土地现状。以土地确权登记试点为契机,积极做好土地确权登记工作。二是土地确权后,积极宣传发动。把土地作为一种资源,招商引资,或培育本地的合作社及家庭农场,积极引导新型组织和资金向现代农业的方向上发展。同时积极宣传政策、培训农民,推动土地流转市场的建设和形成。三是鼓励土地流转形式多样化,做好政策推动工作。既鼓励土地托管,也鼓励土地租赁;既鼓励企业经营,更鼓励合作经营。根据实际,尽快出台相应政策,推动土地流转进程。 2.2抓好发展,强化市场服务体系建设 市场服务体系包括了农业发展规划、基础设施建设、技术服务、市场流通、政策扶持等各个环节,因此,市场服务体系建设是发展现代农业的基础。 2.3加强培训,培育素质过硬的人才队伍和优秀的合作组织 一方面加强农民的实用技术培训,努力提高劳动力素质,积极培育农业产业带头人。尤其是加强农民专业合作社、家庭农场、种养大户的培训提高,使其迅速成才为产业带头人。另一方面注重开展基层农技人员大培训。结合示范带建设和现代农业发展,组织全县农业技术推广部门,与农业院所、科研院校紧密联系,建立省、市、县三级联合农业技术服务体系。大范围开展农技人员培训,不断提高基层农技人员业务水平,满足现代农业的发展需要。通过调研,我们深刻认识到,以现代农业为加快农业发展方式转变的着力点和突破口,以“土地流转”为发展现代农业为切入点,这将是彰武今后一个时期农业发展的主旋律。同时,也将对的经济发展和农业发展产生巨大的影响。我们必须保持清醒的头脑,正视问题,正视困难,理清思路,加速推进现代农业发展进程。 作者:孙瑞芳 单位:彰武县农业局 现代农业论文:现代农业发展农机技术论文 1加强农机化技术培训工作的对策 首先,争取政策扶持,加大资金投入力度。积极的学习国家关于农机技术推广和培训方面的法规和条例,将农机技术培训工作和培训过程中所需要的经费纳入到地方政府的财政和年度预算中,坚决禁止培训资金用于他用的现象,为基层农机技术培训工作创造一个良好的工作环境和条件;其次,强化硬件建设,创建实践型的培训基地。积极的推广培训基地和科技示范区建设,为农民群众展示最实际的应用效果,通过不断强化硬件设备建设,让农民群众能够切实的学习到新技术和新方法,并且能够切实感受到新技术带来的经济效益;最后,强化技能培训,提高技术人员的素质。在农机技术培训过程中,要对农机技术人员业务方面的能力进行提升,并采取多种措施和渠道让农机技术人员学习到最为实用的先进技术。同时还需不断加强农机技术人员的思想道德教育,明确其在农机工作中的重要性。 2农机技术培训工作在现代农业中的地位 农机技术培训工作在发展现代农业过程中的地位和作用如何,直接关系到政府部门在组织经济活动时的力量投入和体制建设等重大问题,而其在现代农业发展中的地位又是由他的作用体现出来的,因此,我们需要准确的估计农机技术培训工作在农业发展中的作用。同时国家和地方政府部门对农业基础建设的投入力度不断增加,积极发展现代农业,夯实我国农业发展的基础,不断加大农业生产结构调整,在这些利好条件的促进之下,农村农田水利设施建设,农业耕种等得到了较大改善。在这种形势之下,为了切实保证农机安全生产,不断培养出技术过硬的农机设备操作人员和合格的农机驾驶人员,做好农机技术培训工作在促进现代农业建设和发展过程中有着十分重要的作用。 2.1农机技术培训促进农业产业结构调整 在农村地区加强农机技术培训,是推动我国农村和农业经济结构调整,提升农业生产技术水平的有效措施。最近几年,国家和地方政府高度重视三农问题,在农村地区开展农机技术培训,能够更好的提高农业生产效率,促进农村地区经济增长。同时由于农机技术得到了普及和应用,使得农业综合生产能力得到了提高,改变了传统的农业生产模式,通过机械化耕作,增加了耕地的效率,减轻了劳动强度,提高了农业生产的效率,从而使得农业生产结构发生了显著变化,增强了农业生产抵御自然灾害的能力,增加了粮食的产量。 2.2农机技术培训增加了农民收入 农机技术培训提高了农民群众对农机设备的操作能力,同时也提高了农机的利用率,实现了农业生产机械化,大幅度的提高了农业生产效率。首先,农机技术培训直接增加了农民的经济收入。农机大户通过培训,提高了机械设备的利用效率,农忙季节耕作的时间变短,农机设备出现故障的次数降低,农机户在使用过程就不会因为农机出现故障需要维修而浪费时间,农业劳作的效率明显提高,农民的经济收入明显增加;其次,农机技术培训能够实现农民节约成本提高效率。先进的农机操作技术和管理理念,降低了农机设备后期的维护费用,同时,先进的设备和技术更有利于节约能源,降低损耗,以较低的成本支出换来较高的经济效益,极大的降低了农民的生产成本。同时,先进的机械和操作技术降低了农作物收获过程中的损失率,切实增加了农民的收入。 2.3农机技术培训加速农村劳动力转移 农机技术培训为农民群众带来先进的机械设备和技术,从根本上改变了传统农业生产的模式。新机器和新技术在农村地区大范围的应用,降低了农民群众的劳动强度,使更多的劳动力从繁重的劳动中解放出来,并向着第二和第三产业转移,在实现农民经济社会繁荣发展的同时农民群众的经济收入也得到了很大提高,因此说,农机技术培训工作对于促进农村剩余劳动力转移利用,促进农村地区经济社会的发展有着至关重要的作用。 作者:朱灿 彭丽萍 吉丹妮 现代农业论文:现代农业生产农业技术论文 一、现代农业生产农业技术档案建设现状 (一)档案机构单一 馆藏档案中文书档案所占比例偏重,而科技类档案比例偏小,农业技术类档案更是偏少,尤其是经济普查、土地普查等信息偏少,资料更新缓慢,不利于档案信息的开发利用。 (二)档案质量不高 农村特色的资料比较少,有的不完整,也不利于档案信息的开发利用。造成这个问题的主要原因就在于对农村档案工作的不重视,对档案工作的要求、规定不了解,专职档案人员配备不齐,档案硬件条件差等,使得农村档案信息反映地方特色经济、地方独特风情的资料少。 (三)利用方式单一 农村档案保管条件差,保管工作也不规范,且长期处于封闭状态,其他用户对档案的内容和结构、对档案的查询方式不了解,对利用档案的意识不强。 二、开发利用现代农业生产档案的意义 一是利用科技档案为农村生产决策提供支撑。农业技术档案是科技信息的重要组成部分,有以往应对自然灾害的档案资料、本地土壤情况、种植作物的生产情况、农业技术的试验和推广情况等,可以及时向有关领导、科技人员提供符合本地特点和实际的信息,指导决策。 二是利用科技档案有利于转变农业增长方式。在进行农村科研、技术推广时,需要充分了解和掌握过去科研情况,因此离不开对科技档案信息的了解和研究。研究和利用已有的科研成果、科技应用信息,有助于开阔视野,减少不必要重复劳动,提高科研成果推广速度和效率。 三是开发档案可以促进农村科技传播和交流。农村科学技术研究是提高农业产量的重要手段,利用农业技术档案进行科技传播和交流,可以减少重复劳动,加速农业科学技术推广,提高农科人员的科技素质和农民的科学种田水平。 三、加强农业技术档案开发利用的有效对策 (一)牢固树立档案利用意识 要树立做好档案工作的信心和决心,从组织机构、资金设备、存档规范等方面入手,并且保持对农村技术档案信息的敏感性,保存准确、系统的农业技术档案,才能谈如何开发利用的问题。 (二)不断拓展主动服务措施 档案部门及档案工作人员应当注重向农村档案用户提供利用方面的宣传和指导,提高他们查档利用的能力。一是要重点介绍馆藏档案的内容、价值。要让农村各部门了解农业档案尤其是技术档案的内容,有哪些是可以利用的,哪些是值得参考和借鉴的,要能够给使用者提供档案的来源和线索。二是要重点介绍利用档案的方式和方法。要大力宣传档案利用的方式和方法,包括:如何利用检索工具,利用档案的制度规定是什么,哪些内容是可以复印带走、哪些是只供内部查阅等等。三是要主动指导用户利用和查阅档案信息。可以采取设立开放日、举办展览、发放宣传资料等方式,让用户知晓如何利用档案,在查阅档案过程中,主动介绍和指导各个检索工具的用法,提供档案的信息。 (三)丰富完善馆藏内容 从内容上看,要充实完善科技档案、历史档案或农村技术开发专门档案,突出地方特色,对农村技术推广中的试验结论、研究过程等内容进行充实和完善,给充分利用农业技术档案信息打下基础。 (四)创新开发档案信息 对农村档案中的农业生产、经济建设、自然科学调查与考察数据等方面的记录进行分门别类,超前服务,编写档案汇编,系统介绍档案资料成果,浓缩农业科技信息,以书面或电子形式揭示馆藏档案的内容、价值,并且通过宣传、提供电子查阅等方式将这些资料送到广大农业科技站或农业科技人员手中,便于他们利用。 (五)尽快完善档案网络建设 随着信息时代的到来,带来了信息的极大丰富。档案馆作为提供档案信息的重要资源,也应当逐步与网络接轨,实现档案资源的共享。这就需要档案馆及档案工作者改变工作方式,完善硬件条件,不断开发、制作出自己的馆藏检索系统和符合自身特色的档案信息数据库,并考虑共享档案信息,推动档案资源的充分利用。 作者:畅云霞 单位:山西省阳城县农业综合开发局 现代农业论文:现代农业中栽培技术论文 1当前农业技术的发展特点分析 1.1温室大棚的相关研究更为深入 随着温室大棚在农业发展当中所占据的地位来看,相关人员对它的研究也更为深入,同样它也在不断的进行着完善,使得这个技术手段符合最新的技术水平。通过对它的进一步的深入研究,使它与国外的设备愈来愈接近,从而减少有关的进口费用。1.2规模化的生产方式在实际的生产过程之中,开始围绕一些重点产业以及区域进行规模化的生产。通过这种方式建立一种大型的批发集散地,促进生产成本的大幅度降低,同时,由于是大规模生产,导致了市场供应的种类丰富。 2农业蔬菜在技术方面的分析 2.1棚膜的选择 棚膜的最高要求是无毒、所能使用的寿命长、保温等。当前,农用膜最好的是一种无滴保温的防老化膜以及高温保温的无滴的防老化膜。选用这种农用膜的好处就是最终种植出来的蔬菜是污染的并且无滴性能还较好。同时,这种农用膜能够增加其中的光照强度,因而其透光率相对较好。在这种影响之下,与普通的农业膜相比,它能够在产值上增加25%到30%。 2.2光照的控制 在冬天或者是初春的时候,光照并不是很强烈,大棚栽培技术的采用的方式是多层覆盖,因而就使得棚内的光照大约是露地光照的50%到70%之间。在下雨的时候,棚内的光照也因此而减弱。所以,光照的强度对于蔬菜的品质的好坏有着十分重要的影响,应当让蔬菜受到更多的光照。它可以采取下列几种措施:第一,在选择农用膜时,采用透光率比较好的无滴薄膜。因为无滴薄膜通常在生产的配方当中加入了一些表面活性剂,使得水分子与农用膜之间的亲和力减弱,从而促进了水滴沿着薄膜渗入到地面;第二,需要时刻保持膜面的清洁。薄膜上一旦有水滴或者尘土等杂物就会使得它的透光率下降30%左右,所以,需要经常对薄膜做一些清扫工作从而增加它的透明度,在冬季下雪时也需要及时将积雪清除;第三,农业蔬菜在实际的生长过程之中,有着一定的温度要求,通常采用的方式就是将一些物质覆盖在上面。但是,在这个阶段当中需要注意的就是,对于蔬菜的生长而言,光照是它不能缺少的一个环节,一定要保证蔬菜的光照时间;第四,可以进行一些反光幕的设置,将它挂在大棚后立柱的上端,一直垂到地面,通过这种方式的采用使得地面增光40%左右,棚内的温度也能够提高3~4℃,促进蔬菜的生长。 2.3适时的通风措施 在大棚内,采用到的降温方式主要涉及两种:一种是通过遮光的方式降温,一种是通过通风的方式降温。若是处在一种不通风的状况之下,遮光20%~30%之间就能够降温四摄氏度到六摄氏度。通风既能够起到降温排湿,减少病害的发生,也能够使得大棚内的空气有一个较好的流通,将有害气体及时排除,同样也利于光合作用的进一步发挥。在通风时需要注意的是,通风口应当设置在避风的地方,并且需要不断进行通风口位置的变换。 2.4品种的选择 对于种植品种的选择应当依据其季节特点进行,冬春季节时栽种一些耐低温以及弱光的品种是比较适当的。比如,番茄、黄瓜、辣椒等蔬菜,它的定苗日期一般是在2月的上旬到3月的下旬。在选择黄瓜这个品种时,应当去考虑它们的雌花数量、结实率的高低、株型情况等方面,比如津春系列的黄瓜品种。而选择番茄时需要选择一些抗寒性以及抗病性较强、早熟丰产的品种。2.5施肥的要求在施肥过程当中应当以有机肥为主,同样以基肥为辅导,同时需要注意的是:第一,基肥以及追肥不能够长期使用;第二,需要依据蔬菜的种类、土质情况等方面确定施肥的种类以及数量;第三,在施肥的时候一定要注意通风换气;第四,在平时施肥时需要注意平衡施肥以及一些微量元素的使用情况。 3结束语 随着人们生活水平的提高,农业的发展也上了一个台阶。当前,对于农业的要求不再是停留于温饱的解决,而渐渐趋于健康以及绿色的标准。如今面临的较多问题是污染以及土地资源方面的问题,如何在农业生产的过程之中解决这些问题就变得尤为重要。这些问题的解决能够通过创新技术的方式来解决,进而提高植物的生长环境,在光照等方面做一个合理的设计,这种方式的采用就能够对农业蔬菜的生长起到较好的促进作用。 作者:段余威 单位:吉林四平市公路收费管理处
应用化工技术毕业论文:化工技术在制药设备及流程的应用 摘要:在化工行业,化工技术的创新在我国取得了突飞猛进的发展,为我国在经济全球化的背景下,占据国际市场的有利地位起着关键性作用。本文将针对化工技术在制药设备及流程中存在的问题及应用进行深入讨论分析,以期为我国制药行业更好的发展提供参考性意见。随着我国经济的发展,科学技术的不断进步,诸多领域都取得了令人瞩目的成就,例如在化工行业,化工技术的创新在我国也取得了突飞猛进的发展,为我国在经济全球化的背景下,占据国际市场的有利地位起着关键性作用。本文将针对化工技术在制药设备及流程中存在的问题及应用进行深入讨论分析,以期为我国制药行业更好的发展提供参考性意见。 关键词:化工技术;制药设备;技术创新 化工技术在我国制药行业的运用,不仅能够保证我国人民的正常工作和生活,也是未来的发展趋势。但随着对化工技术在制药设备及流程中的广泛应用,与此同时,在研究与应用的过程中也出现了诸多问题,针对其中的问题必须提出科学合理的解决措施,以保证制药行业的健康平稳可持续发展。 1化工技术在制药设备及流程的现状分析 化工制药设备是化工制药工艺的基础,化工制药设备为化工制药工艺提供健康无污染的制药环境,因此,制药设备在使用过程中是否进行全面的消毒以及消毒的标准,直接影响制药工艺及制药的成品性质。下面对化工制药流程中可能忽略的问题进行具体分析,主要从以下几种角度切入。 (1)对药品的生产设备的清洗消毒不彻底药品生产设备作为药品的载体,其是否进行清洗消毒直接影响药品的性质。正常情况下,对药品生产设备的清洗通常都是通过利用灭菌水,把药品生产设备进行道轨翻转、竖立从而对其喷射;对于药品生产设备的清洗,则是利用超声波微冲流对其进行冲击震动,清除生产设备里面残存的微生物及病毒细菌等。但在我国实际的药品生产过程中,多数化工厂仍然存在着药品生产设备清洗不彻底的安全隐患。 (2)缺乏完善的药品质量监督检验标准药品的质量监督检验流程是保证药品在市场中正常流通的重要环节。在我国有很多需要全程密封生产的药品及抗生素,对于质量检验标准有着极高的要求,但多数制药厂并没有提高对此环节的重视,部分需要人工手动进行抽查的药品,并没有得到人工抽查,其结果可想而知,要远远低于国家的药品质量检验标准[1]。 (3)缺少对药品直接包装材料的智能灭菌在药品的生产过程中,对于需要直接包装材料的药品,要求必须通过真空的远红外线进行全程自动化的包装材料灭菌消毒。但在实际中多数制药厂只是通过人工进行消毒,而且消毒过程过于简单随便,导致药品直接包装材料的不规范化和灭菌不彻底。 2化工技术在制药设备及流程中存在问题的解决策略 化工技术对于制药设备及流程发挥着不可忽视的作用,在我国存在部分黑心制药厂,为了企业的自身利益不择手段,忽视质量监督检验对药品的重要性,针对以上在制药过程中出现问题,经过对其的深入研究及讨论,探索出相关的解决策略,具体有以下几方面。 (1)优化药品制药工艺方法在实际的药品生产过程中,对药品的制作工艺进行全面优化,在很大程度上,可以提高药品生产设备的使用年限及使用效率,减少制药企业的投资及生产成本。通过高温杀菌及热辐射等方法对药品的生产进行消毒,运用干燥灭菌的方法对药品的直接包装材料进行灭菌杀毒,能够极大的提高药品包装材料的无菌程度,保证制药厂的清洁环境[2]。 (2)提升直接包装材料的灭菌标准合理提升直接包装材料的灭菌标准能够保证药品的性质以及药效,从而为广大病症患者提供安全健康的药品。因此,制药厂要肩负起自身的责任,把好药品质量监督检验的每一个环节,使药品直接包装材料的灭菌标准达到国家药监局对药品质量检验的标准系数以下,从而提升制药企业的品牌声誉及社会影响力。 (3)加强对药品的政策管理在药品行业的市场中存在着不少以假乱真、假冒伪劣的药品,不仅对人们的健康安全有着巨大危害,同时制药企业的恶性竞争,也扰乱了正常的药品市场秩序。而对于假冒伪劣药品的打击,不仅仅是媒体工作者以及广大消费者的责任,相关机关职能部门等也要拿起法律的武器,制订相关法律法规,对扰乱市场秩序的现象及行为、药品质量检验不合格的制药企业给予严重惩罚[3]。 (4)提高药品质量监督检验人员的专业素质在药品的生产及检验过程中,部分药品的抽查及检测需要人工手动检测,因此,一方面,对于药品的抽查及检验人员必须加强自身的专业素质,对不同药品的不同检测方式要熟练掌握,承担起自己检测及抽查的责任;另一方面,制药企业的管理人员,要定期邀请质量监测培训人员对工厂的药品检测人员进行专业培训,提升药品质量监督人员的专业素质。 3结语 综上所述,化工技术是制药设备及制药生产过程中采用的现代化技术,贯穿于整个药品的生产过程,不论是在制药生产过程中的生产环节、消毒环节还是质量检验环节,都起着巨大的推动作用,是我国制药行业的一项重大发现级重要举措。 作者:杨靖宇 单位:秦皇岛紫竹药业有限公司 应用化工技术毕业论文:褐煤在煤化工技术中的应用 1褐煤发展煤化工的可行性 如今不论是技术方面还是经济方面,都为煤转化技术生产取代石油燃料和化工品提供了有利条件。随着天然气和石油能源供应的日趋紧张,煤化工能源将会发展成为化工原料的主流。褐煤发展煤化工的优势:第一,我国褐煤资源丰富,而且褐煤成本低下。在我国的很多褐煤地煤田,煤层都较浅,开采起来比较简单,甚至有些地方还可以进行露天开采。因此褐煤的产出效率高,安全性高,成本较低。第二,有成熟的煤化工技术做后盾。相对来讲,褐煤还属于一种比较年轻的资源,不存在明显的粘结性,而且化学性质活波,非常有利于实现综合加工和能源转换。当前应用较广泛的煤化工技术有以下几种:1.热解提质技术;2.煤的气化技术;3.煤的液化技术。第三,产区环境容量和水资源的有利条件。水是实现煤化工技术必不可少的条件,而出产褐煤的地方往往都是水资源丰富的边远地区,环境地广人稀,是进行大规模煤化工基地建设的最佳位置。因此,开发以褐煤为原料的煤化工工艺技术成为现代煤化工的一种新的趋势。 2褐煤在煤化工技术中的应用 煤化工就是利用多种化学加工技术把各种原料煤转化为液态燃料、气态燃料、固态燃料或者是化学品的工艺技术。我国褐煤资源丰富,再加上褐煤自身的多种资源优势,将会在煤化工应用中得到广泛应用。常用的褐煤煤化工技术包括褐煤的热解提质技术、气化技术以及褐煤液化技术。 2.1褐煤的热解提质工艺技术 褐煤的热解提质又称干馏提质,是指对褐煤在非氧化环境下或者隔绝空间的情况下进行加热,最后得到煤气、焦油和半焦(又称蓝炭)。褐煤经过热解后得到的煤气可以作为燃料用气,半焦具有固定碳高、低硫以及低灰的特点,在各种化工产业中的应用广泛,如可作为进行活性炭生产的原料、化肥、铁合金以及电石等行业的燃料等等。经热解后的褐煤失去了大部分水分,但仍百分之十的挥发分,其热值得到很大提高,不再容易发生挥发和自燃,有利于进行长途运输,此时可作为电煤使用。因为褐煤不存在粘结性,没有胶质层,经热解后得到的低温煤焦油和重油的性质及组成十分相近,具有很大的利用价值,如果经过深加工可以获取具有更高经济价值的酚类化学品。煤的热解提质工艺有很多种,在加热方法、加热速度、热载体类型等方面的技术要求都不相同,当前的热解提质工艺技术主要有褐煤固体热载体法快速热解技术和褐煤低温干馏改质技术。其中延长石油集团正在开发的CCSI技术就是低温干馏改质技术的典型代表。 2.2褐煤的液化工艺技术 褐煤的液化技术主要可以分为两种,直接液化工艺技术以及间接液化工艺技术。直接液化:在催化剂以及氢气的作用下,把煤经过加氢裂变反应后转换成为液态燃料称为直接液化。煤的直接液化工艺技术涉及到很多环节和流程,包括原料煤干燥过程、原料煤破碎过程、煤浆制备过程,到最后的态产物分馏以及精制加工过程。利用煤的直接液化技术可以生产出优质的液态石油气、汽油、柴油以及氨和硫磺,而且还可以进一步萃取出炭素、二甲苯等化工原料。褐煤的液化活性较高,因为其相对来讲碳含量较低,氢和碳的比例较高,结构中的羧基、氧桥、羰基以及亚甲基比较多,所以褐煤非常适合进行直接液化的。直接液化技术的典型代表有悬浮床加氢裂化技术(VCC),该技术最早起源于1913年德国Bergius-Pier煤液化技术,是通过煤化工与炼化的有效结合实现的。经过长期以来的不断改进和完善,全球首套VCC装置已于2015年初开车成功。VCC技术可以适用于塑料、低阶褐煤、劣质重油以及减压渣油等多种原料或者混合物。间接液化:先把煤气化成氢气和一氧化碳等气体,然后在一定压力和温度环境下利用煤基合成气原料将其催化转化为烃类燃料油的技术过程叫做间接液化。该技术方案主要基于煤气化工艺的产物,在催化剂作用下将合成气中的一氧化碳和氢气转化为石脑油,柴油等油品。目前F-T合成技术是间接液化的主流工艺技术。 2.3褐煤的气化工艺技术 煤炭液化以及其他煤化工应用的基础技术就是煤的气化技术,煤气化技术是进行煤化工生产和能源转换的主要途径之一。煤气化工艺技术是指在一定的压力和温度环境下,通过对水蒸气、氧气、空气等气化剂的作用下加热煤炭,煤炭经过受热发生分解,煤中含有的炽热的碳转化为游离碳,此时这些分解出来的游离碳和气化剂中的游离的氧、氢和碳进行有机结合,最终成为氢气、一氧化碳以及甲烷等可燃性气体。采用的气化剂不同的情况下就会形成不同热值的煤气。另外,煤的挥发分的差异也会给反应速度和产量造成直接影响。相比之下,褐煤的挥发分要低于具有较深变质程度的烟煤以及无烟煤,所以褐煤在进行气化的过程中反应活性特别强,反应速度快、无粘结性、气体产量高,是具有较大使用价值的的气化用煤。当前,褐煤气化在我国的化工产业中得到了广泛应用。煤的气化不同于热解,煤的热解过程只是把煤自身不到百分之十转化为可燃气体混合物,而气化过程则是把煤所包含的所有碳气化成为气态。相比直接燃烧褐煤进行气化表现出极大的优越性,因为气态燃料的燃烧相对比较稳定,没有环境污染,而且燃料的净化和运输都非常的方便,原料的配料控制简单,很大程度上简化了生产设备和生产工艺。另外,气态燃料能够适用于非均相催化的化工合成过程,而且气化过程中得到的灰渣也有多种用途,如可以用来制造肥料、水泥、砖瓦、土壤改良剂以及绝热材料等等。西门子的GSP气化技术:西门子的GSP气化技术是目前一种比较成熟的气化技术,至上世纪八十年代之间已有三十多年的研发经验,应用于煤化工也有二十多年的实际生产经验。西门子的GSP气化技术属于一项气流床气化技术,该技术过程包括的主要工艺流程有干粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气激冷工艺流程等。西门子的GSP气化技术的适应范围特别广,如褐煤、无烟煤、石油焦等等。该技术的气化温度通常在1350-1750摄氏度,而且碳转化率高达百分之九十以上。利用西门子的GSP气化技术可以把一些直接燃烧会造成较大污染以及一些比较廉价的煤、垃圾或者是石油焦转化为具有高附加值的清洁的氢气和一氧化碳。氢气和一氧化碳是化工产品生产过程中的基本原料,可以用于合成油、合成氨以及甲醇等化工产品的生产,另外也可以直接应用于城市煤气或者用于发电。 3结语 大力发展褐煤的煤化工应用是增加产品附加值的重要途径,可以生产出洁净能源以及汽油、柴油、液化石油气、代替燃料以及航空煤油等可替代石油化工的产品。在我国未来的能源可持续利用当中,煤化工业将会成为一个重要角色,对逐渐摆脱中国对国外进口石油的依赖,缓解燃煤导致的环境污染有着重大意义。基于我国褐煤资源利用的多方面优势,褐煤的煤化工应用将会有非常广阔的发展前景。 作者:谢含幸 朱文 徐雄 单位:陕西贝思科工程科技有限责任公司 应用化工技术毕业论文:应用化工技术专业建设 1应用化工技术特色专业建设思路与内容 在应用化工技术特色专业建设之初,我们意识到,只有先进的办学理念和超前的专业建设观念,才可能创建出具有特色的专业。因此,我院应用化工技术专业确定了一个中心、二条主线、三大工程、四项创新、五个提升的特色专业建设思路:即围绕人才培养质量提高这个中心,抓住教师和学生综合能力提高两条主线,实施课程、教学团队和实验实训条件三大建设工程,在人才培养模式、课程体系、教学方法和手段、课程评价体系四个方面突出创新,实现专业综合教学实力、专业教学团队、教育教学管理水平、学生职业综合实力、社会服务能力等5个明显提升[2]。根据特色专业建设思路,我院应用化工技术特色专业建设主要从人才培养模式、课程体系的构建、课程和教材建设、师资队伍与教学团队建设、实践教学条件建设等5方面开展建设与改革[3]。首先,开展化工行业和企业发展的调查与研究,邀请化工企业相关人员参加座谈会,进行化工专业人才需求的调查与分析,在此基础上,根据济源及周边区域经济发展的需要,设置专业方向;深入相关企业调研,剖析相关岗位能力及要求,形成专业人才培养目标;分析典型化工产品生产的过程,邀请职教专家访谈,立足典型职业岗位要求,把典型的职业工作任务或工作项目作为课程的主体内容,与化工总控工、化学检验工、仪表维修工、制图员等职业资格标准要求相衔接,形成以“化工生产过程为导向”的专业课程体系;期间,通过派教师出去学习和培训、请教改专家现场讲课指导、派专业教师下厂挂职或者锻炼等方式,提升团队教师的执教能力和工程实践能力,在此基础上开展教学改革与设计,进行课程改革和教材建设;借助特色专业建设的资金支持,开展原有实训室的扩增和新建仿真、管路拆装等实训室,积极寻求合作企业共建生产性实训基地。 2应用化工技术特色专业建设实践 2.1深化校企合作,形成了基于校企合作的双主体共育、三段式人才培养模式 与化工企业紧密合作,共同确定了人才培养目标规格,创新工学结合的人才培养模式[4],构建应用化工技术“校企合作、双主体共育”三段式的人才培养模式,见图1。图1“校企合作、双主体共育”三阶段式人才培养模式“校企合作,双主体共育”三阶段式人才培养模式,即学校和企业两个主体共同确立本专业的办学理念和培养目标,共同制定基于化工生产过程的专业课程标准、共同开发专业课程、共同培养教学团队、共建实验实训基地、共同参与教学过程、共同考核与评价学生。实行“校企合作、双主体三阶段共育”人才培养模式,实现了学生具有化工生产操作、工艺运行、技术管理等职业岗位能力的培养目标,提高了学生的职业岗位工作能力,养成了学生良好的职业道德和情操,彰显了“企业环境育人三年不断线”的育人特色,提高了人才培养的针对性和实用性。三年来,共有200余人在河南联创化工有限公司、多氟多化工股份有限公司等企业进行工学结合实习,先实习后就业,实现了学生实习就业一体化。 2.2进行岗位职业能力分析,构建了特色专业课程体系 通过对石油化工生产、聚氯乙烯生产、离子膜制碱、炼焦及焦化产品的回收和利用等化工生产过程分析,归纳了5个单元、11个典型工作任务,形成了4大职业领域,剖析出20个职业能力需求,转化为19个学习领域,在此基础上构建了以“化工生产过程为导向”的一平台、四模块、能力递进的应用化工技术专业课程体系,如图2。一平台注重学生基础的培养和发展潜力的铺垫,四模块强化了校企合作,突出了学生的职业针对性,提升了就业能力;通过“公共基础平台-专业基础平台-专业技能平台-专业综合实践平台”的进阶培养模式,突出了培养了学生的实践操作水平,体现了职业教育的特点,满足了企业的用人需求。以“化工生产工作过程为导向的一平台、三模块、能力递进”的课程体系坚持“以化工职业岗位为根本,以化工单元操作技能为优秀“的教学理念,与企业共同制定工学结合的人才培养方案,在教学实施过程中采取“教学做一体化”,让学生在做中学,学中用,因用而学,学以致用,培养了学生探究学习的兴趣,提高了教学质量和效率。 2.3进行了融“教学做”于一体的专业课程教学教学改革与实践 应用化工技术专业课程本着化工生产过程与专业课程体系对接、化工企业岗位能力与专业课程内容对接、化工总控工、化学检验工、制图员等职业资格与专业课程标准对接的设计理念,在专业优秀课程中进行了项目导向、任务驱动的教学改革与实践。按照未来目标岗位(群)的典型工作任务的实际工作过程设立学习情境(章节),各情境采用具体的项目或任务作为学习内容,在完成项目或任务的过程中,将所需的知识和技能传授给学生,增强了学生学习的目的性、针对性和兴趣。开展了以项目/任务为载体的学生主体、教师主导的课堂教学改革,开展了融教、学、做于一体的教学探索,建立新的课程考核与评价体系,结合项目实施和成果对学生进行学习评价,注重过程评价等。体现了“岗位、课程、职业资格证”三融通的课程设计理念,实现了学习内容与工作任务的高度一致,最大限度的缩短了学生在校所学的知识和技术与企业对职业岗位技能要求的差距。 2.4建成了一批“项目导向、任务载体”的工学结合优质优秀课程和精品资源共享课程 依据“以产业需求为根本,以就业为导向,以职业能力培养为目标,以工作过程为主线,以知识关联的系统化为优秀,以实用化为教学导向”的课程建设原则,吸纳最新的科技成果和岗位职业能力的要求,把化工企业中生产一线的先进技术贯彻在课程教学中,突出职业教育的特点,校企合作共同开发建设了“以项目导向、典型工作任务为载体”的《聚氯乙烯生产技术》、《离子膜法制碱技术》、《炼焦工艺》、《化工单元操作技术》、《工业分析》、《化工设备使用与维护》、《化工生产技术》、《仪器分析技术》8门工学结合优质优秀课程、10多本基于工作过程的校本教材和《无机及分析化学》省级精品资源共享课程等,突出学生职业优秀能力培养,有效提高了人才培养的针对性和适用性及实用性,教学效果显著提高。 2.5建设成“五位一体”综合性实训基地 以培养学生实践动手能力,提高社会服务能力为宗旨,与企业合作,建成融教学、科研、培训、职业技能鉴定和社会服务等功能于一身的“五位一体”的四大实验实训中心—即化学基础实验中心、化工单元操作实训中心、化学分析测试实训中心及化工设备及管路拆装实训中心。应用化工技术专业以企业实际工作任务为载体深化实践教学改革,开发实验实训项目。一是对基础实验项目进行改革,加大综合性实验和设计性实验,培养学生分析问题、解决问题的能力、实践动手能力和创新精神;二是将企业的真实原料和产品引入分析实验和实训,学生按照企业的操作规程进行操作,按照企业的质量指标要求结果,培养学生的职业素养和质量意识;三是构建与企业相近的实验实训环境,将企业的真实工艺和操作方法引入仿真实训,将企业的真实设备引入实验实训室,将企业的规章制度引入实验实训管理,培养学生的动手能力、工程意识、团队精神,实现学校企业“零”差别,学生就业上岗“零”距离。 2.6打造了一支专兼职结合、具有“双师素质”的专家型教学团队 通过外出培训、下厂锻炼、校内竞技、聘请兼职教师等途径,优化教师梯队,改善“双师”结构,提升“双师”素质,建设了一支专兼职教师相结合、具有“双师”素质的专家型教学团队。教学团队中“双师”素质教师达94%,专兼比例达到1∶1。2008年应用化工技术教学团队被评为院级优秀教学团队,2009年应用化工技术专业带头人汤长青获得河南省教学名师荣誉称号,2011年应用化工技术被评为河南省教学团队,团队中马春玉、周鸿燕2名老师获得院级教学名师荣誉称号。 2.7应用化工技术专业服务经济社会能力显著提升 开展特色专业建设以来,为区域化工企业输送大批高技能人才;通过“校企合作”在人才培养、联合申报项目、新产品、新工艺和新技术的开发、应用研究等方面开展了积极的合作,为企业提供岗位培训、技术服务等;成立了分析测试中心,进一步提升社会服务能力,为我院进一步扩大服务深度和广度搭建了新的平台。专业教学团队在本地化工行业中具有较大影响,专业带头人汤长青教授获河南省高等学校教学名师、河南省职教专家等荣誉称号,被济源市人民政府聘请为“市长质量奖”评审委员会委员。近3年来,应用化工技术特色专业为企业提供工艺改造、项目研究等技术服务8项,获河南省科技成果4项,共有6人被聘为河南省安全生产监督管理局专家。 3人才培养质量 开展特色专业建设以来,应用化工技术专业培养出来的学生,职业能力强,综合素质高。近三届应用化工技术专业学生英语和计算机等级考试平均通过率均在98%以上;学生参加资格证书考证率次通过率达99%以上;在全国职业院校技能竞赛化工总控工、工业分析检验中获得过一等奖、二等奖和三等奖等多个奖项,在全国大学生挑战杯项目中获得二、三等级。毕业生就业率始终保持在99%以上,毕业生对口率超过80%,专业的社会影响和声誉得到极大的提高。我院应用化工技术专业近几年来的建设实践表明,主动服务地方经济发展,强化专业建设与教学改革,加强双师型教学团队建设,建立灵活、开放、适用的专业课程体系,才能不断提高教学质量,培养出有高度岗位适应力的高端技能型人才[5]。 作者:周鸿燕 崔海燕 单位:济源职业技术学院冶金化工系 应用化工技术毕业论文:微化工技术在化学反应中的应用 1微化工技术的优点 1.1对化学反应做到精确控制 在使用微化工技术进行化学反应时,由于所使用的微反应器的体积面积比较大,时间短用量少。在反应的时间和物料的使用上,与传统的化工技术相比有巨大的优势。传统的化工技术在进行化学反应时,需要将反应巨型化,时间和物料的用量上都无法做到完全精确。由于微反应器的管道是单一管道,属于连续流动反应,对反应的停留时间的掌控可以做到精确到秒,并且在化学反应释放出大量热量时,对热量进行随时吸收,以保证反应温度处在设定值内。使反应的精确度大大的提高。也正由于微反应器的体积小,使化学反应的物料用量上大大的缩减,使物料配置的精确度提高,避免常规反应去中出现的用量配置不精确,很难达到化学反应要求的问题。 1.2安全可靠 由于在进行化学反应实验时,经常会出现自由基爆炸等危险发生,所以传统的化工技术的安全性无法彻底保障。但在进行微化学反应实验时,微反应器的特征尺存要远远的小于火焰传播临界直径。这就为链式反应提供了有利条件,使之得以顺利进行。并且由于微反应器极高的换热率和系统内部滞留的物料。就可以在发生自由基爆炸的情况下,成功控制爆炸所造成的后果。使从前很多由于安全性低而无法实现的化学反应实验得以实施。 1.3可实现分布生产 传统的化工技术需要特定的化工原料、大型的化学反应设备、知识操作技能雄厚的技术人员。这些都是化工生产的生产成本居高不下,生产资料配备不齐全的主要原因。 1.4适应可持续环保的发展趋势 相较于传统化工生产产生三废多,资源利用率低的问题。微化工技术存在物料用量少、废物产出少、异地危险品运输的潜在危险小等特点。这是由于微化工技术的微型反应设备的用料量少,反应稳定的特点决定的。这既符合现代社会要求生产环保、能源利用率高的发展趋势,又节约了成本,消除很多如运输泄漏等不必要的污染。 2发展前景 微化工技术自产生以来发展迅速,尤其是近几年,微化工技术在不同的领域里展现出它与众不同的优势,特别是在材料制备和微尺度分散等方面的研究成果,极大的丰富了化工基础理论。但在取得了成就的同时,微化工技术的研究和应用依旧无法完全满足生产的需要,可见其仍有极大的发展空间。与此同时,在现有研究的基础上,尽快实现对微化工技术模拟的实现,将理论投入到实际生产当中。对现有微化工产业实行技术创新,细化微化工技术所研制的各种设备,使其尽量达到生产要求,迎合生产需要。就是微化工技术将来的发展方向。 3总结 微化工技术经过长足稳定的发展,已经取得了极大的成果,在全世界范围内都有研究微化工技术的实验室和工厂。各国政府也纷纷出台政策和相应的研究计划。但作为新型的高科技化学工业技术,微化工技术的发展和研究还处在基础阶段,所研究出的成果应用于实践中的案例很少,使化工产业对这种新型化工生产方式认可度不强。无法真正改变革现存的化工生产模式,对化工生产技术的创新性不够强。因此,微化工技术的研究仍需要进一步的深入,做到将研究的理论基础用于生产实践,在生产实践中发现弊端,改革创新技术的良性循环。 作者:孔平 单位:四平职业大学 应用化工技术毕业论文:绿色环保视野下化工技术发展与应用 1绿色化工技术的概念 绿色化工通常指的是利用现代化工技术或方法,进而实现减少甚至消除危害到人类健康、污染生态环境以及威胁社区安全的物质,而这种技术又被称作绿色化工技术。绿色化工技术主要是以绿色化学知识为基础,进而实现从源头上尽可能地阻止污染环境的生产过程,故而,绿色化工技术现已成为发展环境友好型工艺、化工反应及产品的重要技术支撑。伴随着我国可持续发展理念的不断深入,当前,大力发展绿色化工技术已经成为我国化工企业在生产过程中的必然选择,随着绿色化工技术的不断发展,原子经济反应逐渐成为了绿色化工技术应用效果最为理想的重要方向。原子经济反应主要是指在将原料中的所有原子全部转变成产品的同时,实现不产生任何污染物及副产品的目的,真正意义上实现了化工企业生产的零污染排放,此外,在这一过程中也不需要使用传统化工技术中所使用的各种原料、催化剂或有毒溶剂等,最终也加快了环境友好型产品的出现。 2绿色化工技术的最新发展及应用情况研究 (1)原子经济反应技术。伴随着绿色环保理念的逐渐宣传和深入,当前传统的化工企业正面临着节能与减排的严峻考验。在经过了对化学同资源与环境间关系的反复分析和研究之后,催生出了原子经济反应。早在1991年,美国的托罗斯特教授就提出了原子经济反应的概念,但是其真正得到人们的广泛关注的研究是最近几年才开始的。经过几年的快速发展,其现已成为目前全球国际化学科研的前沿领域之一,并为21世纪化工技术的可持续发展奠定了坚实的基础。发展原子经济反应的根本目的就是要将过去“先污染,后治理”的化工技术生产路线转变成“从源头上消除污染”。当前,在美国原子经济反应得到了广泛的研究与应用,并将其作为美国化工领域新世纪化工绿色发展的主要方向之一。在我国,相关的科研单位或研究所,如中科院、自然科学基金委员会等也对原子经济反应进行了研究,并将其纳入了我国国家重大科研计划中;我国相关的院校等也相继组建了绿色化工技术的研究机构,这对加快推动我国原子经济反应等绿色化工技术的进一步发展与应用有着重要的现实意义。 (2)绿色化学技术。绿色化学技术也可以被称作可持续发展化学技术。当前,这种技术已经在全球化工领域的研发工作中占据了重要的位置,此外,世界各化工企业也纷纷在绿色化学技术中获得了巨大的潜在商机以及市场效益。要加快推动绿色化学技术的发展,除了要获得企业及科研单位、机构等的关注外,还要加快制定严格的环境法律法规,旨在防止潜在有害污染物或物质的生产及使用。如,当前欧盟就出台了REACH法规,其主要是对化学品的注册、评估、授权以及限制进行明确的规定,以确保在有害物质或污染物的零排放。目前,全世界范围内对节能以及可再生资源产品的需求越来越大,而各大化工企业也都相继将绿色化学技术作为产品研发的重要方向,并不断对绿色化学技术进行创新,进而不断加强绿色、可持续发展产品的研发。 (3)分子设计技术。要想从源头上将化工污染物进行控制,就必须在生产过程中选择科学的化学反应途径。在这之中,不仅需要考虑到对原材料的利用效率,而且还要考虑到理论上的生产效率。就原子经济反应来看,其能够实现原子转化率的100%,且能够确保废物、副产物或污染物等不会出现,真正意义上实现了零排放的目标。因此,这种反应对保护环境、节约资源是有很大帮助的。当前,国外不少发达国家早已实现了化工产品生产过程的零排放标准,而这也逐渐成为评价化工生产过程对环境带来潜在影响的重要标准。因此,利用当前比较流行的分子设计技术来进行绿色化工生产过程的辅助设计,能够对化工生产中不同生产流程中所产生的污染物质进行有效鉴别,进而确定最佳的生产路线,制定出一条经济、污染少、绿色、合理的化工生产流程,为化工生产工艺的进一步完善打好基础。 (4)未来发展。未来,要注重环境从治标到治本上的发展。在化学反应中减少废弃物的产生。并运用综合手段,做到让废弃物经过一系列的反应,产出有用的材料与产品。绿色化学工程已成为未来化学方向研究的重要目的之一。人们对环境的破坏造就了对绿色化工的研究,而提高资源的利用率,从根本上说,也就是绿色化学能够预防环境污染,并实现对其原子的转化,使废物及污染物能够得到有效处理。在未来化学工业中,环境友好型化工将成为其主要的发展方向;以无毒无害的化学原料为最基本的化学反应,也成为了未来绿色化工生产过程中采用的化学反应方式之一。如在过去,大多数的化工企业都使用煤、石油等作为生产原料,但未来可用有机化学产品代替。而在未来,能源的使用也主要是以开发新型能源,合理使用未开?能源为主,并要加大对可回收产品的循环利用,从而促进经济社会的转型,以保护化工资源;此外,还要利用环境友好型产品,如在汽油中加入甲基叔丁基醚,甲基叔戊基醚等含氧化合物,进而促进汽油的燃烧效率,实现尾气中二氧化碳等废气排放量的减少。伴随着绿色化学技术科研力度的不断加大,其发展与应用的广度与深度也得到了进一步的延伸与扩展。化学工业在生产中占着重要作用,在处理化学工业污染排放上,要站在可持续发展的角度上,并紧跟绿色化工技术的最新发展趋势,争取加快推动我国绿色化工行业的发展。 作者:陈琼 单位:开封大学 应用化工技术毕业论文:职高应用化工技术教学创新论述 一、推行创新项目式教学法在高职应用化工技术专业实训教学中的应用 在以往的实训教学中,都是首先由教师给学生讲授实验原理及实验步骤,之后学生按笔记或教材去操作,整个过程显得机械呆板,学生没有多少思考的空间,积极性得不到提高,导致实训原理难以经过思考而理解消化。因此,广西现代职业技术学院应用化工技术专业推行项目式教学法。该法分两个步骤:首先,将实训的名称作为一个项目给学生,让学生根据项目名称去寻找相关的实训资料,将不同的实训资料经过思考、整理、归纳综合写出实训步骤内容,并合成自己的产品,完成自己得到的项目,写出自己在此过程中遇到的问题,提出解决办法,写成实训报告上交;其次,教师将标准的实训内容讲解一遍,在讲解的过程中,针对学生操作时出现的问题提出解决办法,再让学生将实训内容操作一遍,解决出现的问题。学生通过发现问题、提出办法、解决问题过程之后,专业实训技能得到提高。 二、自编具备自身特色的实训教材 对于实训教材方面,广西现代职业技术学院化工教师目前已自编一套适合该学院化工类高职生使用的专业实训教材。教材内容对与专业相关的无机化学、有机化学、分析化学实验内容进行精简,删除重复性的验证性实验,增加能增强学生思考能力、动手能力及解决问题能力的实训内容,并根据当地化工类行业的发展及学生生产实习,增加与之相对应的实训,实训内容更加贴近实际生活和生产,这样就能使高职教育为当地经济服务。例如,广西河池金兴化工有限公司生产一种产品为2-甲基-5-硝基咪唑,而广西现代职业技术学院应用化工技术专业的学生常在该厂进行生产实习,那么在精细化工实训中可增加“2-甲基-5-硝基咪唑的合成”实训。首先在校内实训室中安排学生合成2-甲基-5-硝基咪唑,通过合成实验理解和掌握生产的基本原理,然后带学生到该厂实习,安排不同的操作岗位,让学生轮换岗位操作,这样不仅让学生掌握化工产品的合成原理,同时对化工实际生产过程特别是单元操作有感性的认识,也认识到实训室试验与化工生产的区别,提高学生在实训操作过程或以后的生产过程中发现问题、解决问题的能力。对于有些专业课程实训的教材,由于设备本身是根据尺寸订购的,故实训教材也应根据设备性能参数的改变而有所改变。如针对化工原理实训购买的指导书与实训室现有设备在参数、构造方面有一些出入,故对于此类实训指导书,应在购买指导书的基础上作相应修改,或根据现有设备自编校内实训指导书。 三、采取“双考核”的实训考核方式 在过去的实训考核中,大多是实训任课教师依据学生所上交的实训报告结果来评定学生的成绩,这样得出的成绩不能全面真实地反映学生的真实水平,也难以对该教师的教学水平进行鉴定,没有充分发挥教师和学生的积极性。因此,实训的考核不仅应涉及学生,也应涉及该门课程的指导教师。根据这一实训改革思想,广西现代职业技术学院结合高职应用化工技术专业人才培养特点,制定符合实际的“双考核”的考核方式。第一,对教师进行考核。广西现代职业技术学院目前正在实施以抽查教师所教学生的技能的方式来考核教师教学工作是否达标。具体形式是:每个班随机抽取20%的学生,若所抽取学生实训90%能够正确地完成整个实训操作,则该指导教师合格,否则不合格。这种考核方式可提高教师对实训教学的责任心,从而提高学生在实训操作方面的能力。第二,对学生进行考核。学生对实训操作掌握与否,除根据实训报告的数据进行评定外,更重要的是对学生进行全程跟踪考察及成果的鉴定。学生考核成绩分为操作考核(约占总成绩的50%)和产品考核(约占总成绩的50%)。操作考核是把实训项目分解为具体若干个操作步骤并设置评分标准,学生边熟悉操作内容边操作,反复进行直至操作考核合格;产品考核是指对学生实训操作得到的产品进行鉴定并分为优秀、良好、合格、不合格四个等级,不合格等级的学生需要重新进行考试至合格为止,最后由操作考核成绩和产品考核成绩综合计算得出学生实训总成绩。此外,学生的考核不一定得在课堂上进行,可以在课后或者利用晚自习的时间进行。这样既有充足的考核时间,又对学生有一定的压力,使得他们在实训前能主动预习,在实训过程中能积极主动也请教教师,还能培养他们发现问题、解决问题的能力,让考核能够真正全面反映和提高学生的技能水平。 四、让学生更多地参与实训教学管理过程,提高学生的自主管理水平 由于教师数量相对不足,为了进一步提高教学资源的利用率,广西现代职业技术学院采取让学生参与实训教学管理过程的方式。让学生参与实训开始前的设备及耗材的准备、实训操作指导等。例如,在进行实训操作分组时,将成绩较好的学生与成绩相对较差的学生分在同一个组,成绩好的学生担任组长,在实训过程中,组长可以先为成绩相对较差的学生指导并解决一些问题,组员共同协作完成实训项目。这样不仅能提高教师的工作效率,同时还能提高学生的自主管理水平。 作者:吴春燕 单位:广西现代职业技术学院 应用化工技术毕业论文:制药设备化工技术及流程应用 摘要:近年来,随着我国经济的发展和社会的进步,许多行业都得到了前所未有的进步,制药行业作为我国保证人们身体健康的重要行业,其发展速度同样也是越来越快。在我们的生活中,我们难免会遇到一些病症,此时便需要服用相关的药物来解除病痛。因此,化工制药生产工作的质量和效率便显得尤为重要,随着人们对化工制药技术和设备的要求越来越高,我们必须深入研究化工技术在制药设备及制药流程中的应用,从而有效促进化工制药工作更好的进行,努力提高化工制药产品的质量和效率,促进我国化工制药行业更好更快的发展。 关键词:化工技术;制药设备;制药流程;应用 先进的设备需要先进的技术来结合使用,在化工制药的过程中,化工技术不仅仅是保证制药设备正常运转的前提和基础,更是保证化工生产正常进行的关键。随着时代的进步,人们越来越认识到化工技术对于提高化工生产和质量的重要性,越来越多的化工制药企业通过不断优化化工制药工艺,在一定程度上促进了自身企业的发展和进步,推动了整个行业市场的发展。本文我们便将就目前化工制药技术的现状进行分析,并集合化工制药技术的一些普遍问题,从而有效探索出化工技术在制药设备及制药流程中的应用,促进化工制药生产工作更好的进行。 1化工制药技术的重要性 医药产业是是保证我国国民身体健康的重要行业,也是我国国民经济的重要组成部分。近年来随着我国经济的进步,人们的生活质量得到了很大的改善和进步,人们的医疗健康意识有了明显的提高,越来越追求更高质量的医疗服务质量,对于药品质量的要求也有了明显提高。而作为生产药品的化工制药设备及相关配技术,其重要性不言而喻。目前,我国以及逐步研发并引进了许多新型的化工制药设备和制药技术,这些新设备、新技术的引进,不但促进了我国化工制药生产工作的进行,提高了我国化工制药产品的质量,更是直接推动了我国医药工业现代化建设的进程,缩小了与世界先进水平的差距。因此,医药行业是我国一项前途十分的行业,是21世纪的朝阳行业。 2化工制药技术的现状 目前,我国绝大多数化工制药工厂都有一套比较完整的化工制药流程。一般来说,药物都是通过不断的化学反应得来的,在此过程中,不仅要保证药品的质量还应保证药品的无菌无毒,一是应对药品采取封闭式生产,二是应对药品采取定时定期的消毒灭菌,保证药品不与周围环境中的细菌、病毒等微生物发生反应,导致药品变质。因此,我国现有的大部分制药工厂都十分重视药品的生产环境,对于药品质量有很大的保障,但是仍有一些问题依旧存在。 3化工制药技术问题 目前,我国大部分化工制药工厂在对制药设备进行消毒灭菌时,都是运用灭菌水进行喷射处理,这种方式通过采用分立或轨道翻转的方式进行,可以起到良好的消毒灭菌作用。但是,一些企业采用粉针剂或冻干粉剂等抗生素进行清洁处理,这种处理方式便没有很明显的作用,尤其是采用瓶装抗生素进行处理时,很容易出现一些瓶子不能清洁到的空间。除此之外,在对药品进行质量检测时,由于我国大部分制药设备并不具备先进的药品清洁度自动检测技术,因此只能通过人工手动对药品进行抽样检测,既不能做到全面,造成一些不达标药品流入市场,又很容易在检测过程中对药品造成污染,影响药品的质量,使制药工厂的利益造成损害。 4化工技术在制药设备和制药流程中的运用 4.1微滤过滤技术。微滤过滤技术是精密过滤中的一种,其通过对药品的筛分、提纯可以有效提高药品的质量。一般来说,微滤过滤技术可以根据微滤操作的方式分为两种,一是无流动过滤,其主要应用于较稀的药液和小规模的药品生产中,滤芯多为一次性滤芯;二是错流,又称切线流过滤,其主要运用于工业较大规模的药品生产中,可以通过周期性的清晰和再生保证滤膜的过滤性能。4.2超滤膜技术。超滤膜是介于微滤和纳滤中的一种,其利用筛分原理,可以对有机物进行极为细致的筛选和提纯。4.3反渗透技术。反渗透技术也是化工药品生产中比较常见的一种,主要指通过对较浓溶液施加外部压力的方式,使其压力高于渗透压,从而促使浓溶液中的水排出,提高浓溶液浓度的工艺。4.4萃取蒸馏技术。萃取蒸馏技术适用于两种挥发性不同的溶剂之间的分离和提纯,也是提纯化学药物的一种非常重要的方法。 5结语 化工制药技术是研究、选择更加安全、更加经济、更加合理的化工制药生产途径的一门科学,是保障化工制药工作顺利进行的关键,也是保障万千中国百姓正常用药的基本。因此,广大化工制药工厂必须努力提高化工制药技术的先进程度,并使其更好的运用于实际的生产工作之中,从而切实促进药品质量的整体提高。 作者:姚兴宇 陈浩 单位:邵阳学院生物与化学工程系 应用化工技术毕业论文:化学工程工艺中绿色化工技术的应用 摘要:化工行业对环境造成的危害难以想象,已成为当下非常紧迫的重大课题,针对环境的巨大破坏,将绿色化工技术应用到化学工程工艺中十分重要,既能从根源上解决环境污染的问题,又能实现社会健康、和谐、持续发展。本文阐述了绿色化工技术的开拓情况及其在实际中的应用状况,对绿色化工技术深化探究,达到改观化工生产的目的。 关键词:化学工程;工艺;绿色化工技术;应用 在我国经济飞速发展的条件下,环境问题呈现出了可怕的形势,环境污染问题已慢慢的浸透到人们的日常生产生活中,而化学工业中的污染对环境造成的危害十分突出,是需要迫切解决的问题,因此,化学工程工艺中绿色化工技术的应用价值更为显著,具有长远的影响,不仅对环境污染问题进行改善,更对化学工业健康持续发展起着不可估量的作用。 1绿色化工技术阐述 绿色化工技术在化学工业生产过程中充当的角色十分突出,绿色化工技术应用的主要目的是控制化学工业生产对环境所产生的污染,期望通过对化学工业生产方法的革新和改良,来控制化学技术中化学原料和废弃物给环境所带来的污染和潜在的危害,因此,一定要减少排放有毒的废弃物,将废弃物资源回收利用做好,使资源利用率得到充分高效的提高,对污染物的排放实行有效的限制,把绿色化学工业的健康持续发展作为前进的方向。 2化学工程工艺中绿色化工技术的开拓 (1)化学原料选取化学原料作为绿色化工技术开拓中的基础,能从根源上使污染源得到很好的控制,进而缓解环境污染问题。对于绿色无污染化工原料并不是最佳的原料选取,其依然存在着缺陷,在生产的过程中依旧会产生污染物,给环境造成污染。因此,在生产中最好选用无毒的或是毒害相对少的原材料,不添加化学药剂的,比如,天然植物、天然农作物都是较好的材料选择。随着化学工业的兴盛,应该舍弃有毒害的材料,而选用无污染、无毒害的原材料,这样,才能在达到环境保护标准的条件下,使原材料成本减少,材料来源得到充分扩展。(2)化学催化剂选取化学工业在具体的生产过程中,往往会习惯性地运用化学催化剂加速化学反应,对化学工业生产效率的提升具有明显的效果,但是,同时也会有大量的有毒废弃物排放出来,给周围环境造成潜在的危害。因此,在面对具体的绿色化工技术开发时,应将焦点聚集在无毒无害化学催化剂研发上,以此为优秀,使有毒废弃物排放量得到有效控制。另外,需要重视化学催化剂的选取要点,把无毒害或是毒害甚小的化学催化剂作为首选,从而接近工业绿色发展。在现阶段的化学工业中,众多研究人员在对无毒害催化剂研发方面的成绩令人们醒目,对烷基化固相催化剂倾向关注,它是一种无毒害,甚至不会对环境造成污染的化学催化剂,非常适合大力扩展应用。在此,需要强调说明的是,关于无毒害化学催化剂的研发,必须控制废弃物排放量严格符合规定要求,重视排放的废弃物循环使用这一点,使资源利用率有良好的改观。(3)化学反应选择性深化绿色化工技术具体钻研过程中,需要偏重深化化学反应选择性,进而达到加倍有效地实现化学生成物的提取,在确保符合减少环境污染标准要求的情况下,还可以使化学工业生产成本得到有效降低,更进一步改进资源利用效率。比如,在石油化学工业中,通常会运用烃类选择性氧化物,因为其化学反应极其易于发生氧化,在生成物产生方面存在着严峻的损坏与浸染。对此,针对化学反应选择性深化这一点,必须把防止产生损坏生成物的反应作为重点关注,进而使化学工业沿着绿色生产发展,消除对环境污染的潜在危害。 3化学工程工艺中的绿色化工技术应用 (1)清洁生产技术应用清洁生产技术的优点非常独到,不仅在冶金、海水淡化、废弃物处理等范畴被普遍的应用,而且也不会出现任何毒害反应,更不会产生任何的污染物。比如,在海水淡化中,通过清洁生产技术针对海水实行淡化处理,把海水里面的盐分和其他物质提炼出来,转化为日常生产生活中需要的水资源,所有环节中应用的清洁生产技术对环境不会造成污染,不会存在潜在的危害。(2)生物技术的应用生物技术通常在生物化工中比较充分的展示其优势,在实际操作应用中膜化学技术应用比较普遍,其效果最佳。通过生物技术把很多可再生资源转化成有价值的化学品,比如,酶成分,是一种比较普遍存在与环境中的化学催化剂,在化学反应过程能够充分发挥其作用,加快反应速度,而且不会出现污染废弃物,其反应特点相对温和,在化学行业中使用意义相当深远。而在以前的化学生产过程中,通常是把动植物内部的有机原料作为原料,以后改用自然环境条件下的石油和煤炭。(3)环境友好型产品应用环境与人们的日常生活紧密相关,拥有良好的环境十分的重要,因此,对环境的要求越来越严格,对环境的注重程度也越来越高,而环境友好型产品是针对控制环境污染问题而研发的一种摒除以往污染严重的产品。传统汽油,在日常生活中使用相当普遍,传统汽油燃烧,不仅给大气带来严重的污染,更会对人们身体健康造成危害,对此,需要开发新型产品取代这种情况,环保型汽油和新型燃料和能源等迅速出现,人们的环保意识在不断的增强。比如,酒精的生产,其原料以天然甘蔗为主,以新型乙醇汽油代替原来的汽油,在实际中应用非常普遍。环境友好型绿色产品,在具体的实际应用中对减缓环境污染起着至关重要作用。 4结语 总而言之,在化工生产过程中产生的有害物质给环境造成了危害,导致污染问题日趋严重,使社会健康和谐持续发展受到了严重的限制。因此,发展绿色化工,将绿色化工技术恰到好处的应用到化学工程工艺中,不仅能高效控制环境污染,更能对资源的合理利用起到关键作用,进而促使化工行业朝着健康和谐的方向发展。 作者:赖锦杰 单位:广东新华粤石化股份有限公司 应用化工技术毕业论文:高职应用化工技术专业课程体系开发研究 摘要:我们通过调研熟悉了企业的岗位设置和各岗位技术人员必须具备的职业能力,通过解析化工生产过程,打破原有学科体系,构建了基于化工产品生产工作过程的课程体系,并分析了课程体系的实施保障条件。 关键词:调研;职业能力;课程体系开发;实施保障条件 自教育部提出职业院校推行工学结合的人才培养模式后,各高职院校都根据实际情况,都进行了人才培养模式的改革,从实际效果看,工作过程导向式课程开发模式在理论和实践中都取得了好成绩。我们应用化工技术专业也进行了基于工作过程的课程体系开发改革。 1企业调研 1.1人才需求 鄂尔多斯地区十八个工业园区为自治区级开发区,形成了煤化工、硅化工、氯碱化工、天然气化工四条循环产业链。目前有一些大型企业和地方知名企业入驻园区,如新能能源有限公司、中煤能源等。用工需求非常大,以达拉特经济开发区为例,2016年,达拉特经济开发区预计需要新增技术人才四千多人,人才需求主要集中在一线操作工人和技术工人,年龄段集中在20~45岁间,性别要求91%为男性,学历方面94%为大专及以上。本科以上学历的毕业生不愿意选择到生产一线从事技术应用型工作,中职或通过短训的人员又远远不能满足企业技术管理和技术开发的需要,缺口主要集中在一线操作工人和技术工人。专业技术人员的严重不足与化工产业迅猛发展的矛盾越来越明显,已阻碍着化工产业的发展,化工专业技术人员的培养就显得尤为重要。故鄂尔多斯煤化工企业对高职人才的需求每年就很多。基于此,我们开设了应用化工技术专业。 1.2行业企业调研情况 目前鄂尔多斯市化工工业发展方向和重点:煤化工和化肥工业等,2013年鄂尔多斯园区亿元以上化工项目调查数据:(1)合成氨:在鄂托克经济开发区,鄂尔多斯羊绒集团有限责任公司年产54万吨合成氨95万吨尿素技改扩能项目;在苏里格经济开发区,中煤鄂尔多斯能源化工有限公司的200万吨合成氨350万吨尿素项目和内蒙古博大实地化学有限公司的100万吨合成氨100万吨尿素120万吨联碱项目;在大路新区,有内蒙古天润化肥股份有限公司化肥项目,年产30万吨合成氨、52万吨尿素和满世集团年产550万吨大化肥项目。(2)氯碱和聚氯乙烯:在蒙西高新技术工业园区,君正能源化工有限公司年产60万吨聚氯乙烯48万吨烧碱配套90万吨电石及电石渣综合利用项目;内蒙古中谷矿业有限责任公司年产60万吨聚氯乙烯60万吨烧碱配套100万吨电石及电石渣综合利用项目;《鄂尔多斯市城市总体规划(2011—2030)》中规划杭锦旗独贵塔拉工业园区:重点发展煤制气、煤制化肥;鄂托克旗蒙西工业园区:化工重点发展PVC、PVA;鄂托克旗棋盘井工业园区:化工重点发展PVC及多晶硅等。所以,我院应用化工技术专业就本地区的工业现状和未来发展趋势,设置了合成氨生产技术、氯碱生产技术和PVC生产技术等优秀课程。 2课程体系开发 根据调研结果,专业教师与企业一线专家进行了课程体系开发,我们通过解析化工生产过程,打破原有学科体系,科学合理构建了基于化工产品生产工作过程的课程体系。 3基于工作过程的应用化工技术专业课程体系实施保障条件 在基于工作过程的课程体系实施过程中,受到学校运行机制、实践教学条件、教学条件、师资等因素的制约,其中起关键作用的是实践教学条件和师资。实践教学条件是课程体系实施重点,师资是课程体系实施难点。 3.1校内外实践教学条件保障 大多课程都有相应的实训室保障其教学,基础化学有四个实验室;化工单元操作综合实训室有吸收解析、流体输送、传热、萃取、流化床干燥、精馏及管路拆装、换热器拆装实训装置;煤质分析实训室有自动量热仪,全自动工业分析仪,电脑测硫仪,元素分析仪,智能灰熔融性测试仪,智能马弗炉,数显电热鼓风干燥箱,破碎缩分机,颚式破碎机,对辊破碎机,制样粉碎机,全自动胶质层测试仪,全自动磨杯机,哈氏可磨性指数测定仪,标准筛振筛机,全自动粘结指数测试仪和智能化制样室变频除尘系统;化工模型实训室有合成氨生产模型、氯碱生产模型、PVC生产模型、煤焦化厂模型;仿真实训机房有合成氨、氯碱生产、PVC生产等配套仿真软件。建设校内实训基地的同时,注重校外实训基地的建设,建设数量足够的校外实训基地,与合作企业签订顶岗实习协议,保证学生认识实习、顶岗实习的顺利开展。依托校内外丰富的实验实训条件,紧紧围绕课程体系建设,突出学生的专业优秀技能训练。 3.2教学团队保障 为保障应用化工技术专业课程体系的顺利实施,需配备一支专兼结合、结构合理、专业能力强,具有先进的高职教育理念和实践技能的“双师为主体”的教学团队。团队成员必须具有丰富的化工专业知识和较强的化工实践能力,具有较强的实践动手能力、社会培训能力;熟悉化工生产过程和典型工作任务,能培养学生未来工作岗位典型工作任务所需的职业能力。同时,聘请企业工程师到校讲课,加强与企业的交流合作。 作者:赵志英 马桂香 郭丽敏 单位:鄂尔多斯职业学院化工系 应用化工技术毕业论文:应用化工技术专业课程改革和实践 [摘要]职业教育的根本目标是“服务经济发展”,当前我国经济已进入“新常态”,与此相应的职业教育也要进行相应的改革。文章分析了“新常态经济”对高职教育提出的新要求,以及这些要求投射于课程改革的应用,结合应用化工技术专业的课程改革实践,提出适用于“新常态经济”形势的,面向整个职业生涯的创新型人才培养课程改革方式,以期有助于“新常态经济”下的人才培养。 [关键词]新常态经济;课程改革;高职教育 2014年11月明确指出我国经济将进入中高速增长新常态,我国经济将从主要依靠生产能力的规模扩张,转向提升产业价值链和产品附加值,培育创新驱动发展的新动力,在中高速增长阶段推动经济向中高端水平跃升。新常态经济下的产业结构和经济结构的变化必将导致其劳动力市场对从事简单操作性劳动的普通工人的需求进一步减少,对应用型技术人才的需求明显增大,相应技术岗位的技能要求也越来越高。由经济的转型所引发人才的需求的变化,已经在毕业生的就业方面有所显现。作为技术技能型人才培养与输出的高职院校的改革不可避免,课程建设是人才培养中最重要的一环,因此,适应新常态经济发展,进行课程改革至关重要。 1新常态经济下对高职教育要求的转变 1.1新常态经济下“企业”人才需求的转变 新常态经济发展的关键正从速度向质量转变,企业的投资不再是简单的数量积累,而是要产业升级,这就需要更高、更复杂、更先进的技术支撑。对于化工类的企业,更加绿色化、环保型的产品和工艺,更加自动化的生产设备,都是未来发展的趋势,与之相对应的相关知识和技能也将成为课程体系中不可或缺的内容。为了适应市场千变万化的消费要求,现代企业产品生产出现批量少,品质要求多变,品种变化快趋势,甚至很多企业出现跨界发展的趋势。这些变化都对企业员工提出更高要求,培养掌握多种技能的复合型人才将成为职业教育必须面对的事情。 1.2新常态经济下“学生”对教育需求的转变 经济的发展提高了人们的生活水平,也促进了社会的进步。对于大部分高职院校的学生来讲,新常态经济带来的最大改变就是不必一毕业就承担起家庭的经济重担,可以有更大的空间为自己的未来打算,“工作”不再仅仅等于“挣钱”。2015年茂名职业技术学院化学工程系对广东省833名化工类毕业生(毕业1~3年内)的调研表明,高职毕业生选择就业单位首要的考虑因素是“个人发展空间”,这说明大多数毕业生已经从职业发展的长远眼光看待就业。然而,目前大部分职业教育的培养的目标依然是“从学校到工作”,也就是培养学生能够顺利走上工作岗位,胜任工作岗位的要求。这显然已经不能满足这一代乃至未来学生对教育的需求,高职院校应该将培养目标转变为“从学校到生涯”,也就是高职教育要关注学生整个职业生涯的发展,为整个职业生涯奠定必要的知识和技能基础。这两者最根本的区别在于:目前的职教目标主要关注工作要求、雇主要求,而未来的职教要求是关注学生的个体发展。 2新常态经济下的应用化工技术专业课程体系改革方法及途径 新的产业结构、新的经济结构,在新的社会背景下,高职教育面临既要满足企业的发展要求,为地区经济发展提供人才保障;又要本着以人为本的要求满足学生对教育的需求的双重任务,改革势在必行。茂名职业技术学院应用化工技术专业在广泛调研的基础上,探索性的进行了一系列课程改革。 2.1面向“学生职业生涯”,建立毕业生资源库,成立毕业生专家组 “真正的职业教育应该着眼于学生的未来发展,而非眼前的就业”。在此思想的指导下,专业建立了毕业生就业和职业发展资源库,并从资源库中筛选出具有职业发展代表性的毕业生,成立了教学改革建议和评价专家组。从2005年招生到现在,应用化工技术专业已拥有9届毕业生。毕业生分布在各个行业,分别从事着不同的职业,其中一些毕业生已成为各单位的骨干,还有部分晋升成为主管、经理,也有一些自主创业,经营着自己的企业。不同的毕业生拥有不同工作经历,而他们的发展历程,正反映学生个体职业生涯的发展历程,他们职业发展中能力的优势和缺陷,恰恰反应了专业人才培养模式及课程体系的优势和缺陷,以此进行教学改革和课程的调整,更具有现实的意义。另外,与其他企业、行业专家相比本专业的毕业生对专业更有感情,更愿意帮助专业发展,也对专业的优、劣势更有体会,更有利于推行适宜专业自身发展的改革。以下即为两位长期合作的毕业生。 2.2应对就业需求变化快的趋势,构建“动态型”课程体系 新常态经济下,企业岗位需求变更更加频繁,技术更新也日益加快,人才专业技术需求也随之发生变化。因此应用化工技术专业在课程体系设置时,特别考虑了人才需求变化的特点,设置了优秀技能课程设置相对稳定,应用型课程灵活可变的课程体系。课程体系以专业优秀技能课程为支撑,搭起整体框架,这类型课程称为结构性课程,相对稳定。除此之外的应用型及能力拓展型课程,则可根据区域人才需求的变化,进行动态调整。当外围非结构性课程变更时,相对应的结构性优秀课程中的知识点也将进行相应的增减,以保证专业技术体系的连续性。动态型课程体系的建立可应对逐渐频繁的就业岗位更替,以及企业的技术升级,充分满足新常态经济下就业结构变化的要求,提高学生的就业竞争力。图1即为“动态型”课程体系设置图,其中外层的课程是为提高学生的就业适应性而增设的,如为适应企业技术升级增加化工自动控制、电工技术基础,为适新常态经济服务业的发展、提升需求,增设选修课程如化工仓储管理、化工产品营销等课程。 3改革教学方法培养“创新型”人才 “麦可思毕业生就业情况调查报告”显示,毕业生离职原因排名前三位的是:个人发展空间不够、工资福利低、想改变职业或行业。根据我国目前经济状况,企业所能提供的同时满足个人发展空间大、工资福利高的岗位或职位,均对综合能力和创新性提出较高要求。培养较强的综合能力和创新性,不仅需要设置综合型、符合创新型人才培养的课程体系,更重要的是教学方法的改进。下面以《化工分析》为例介绍应用化工技术专业在教学方法方面的改进。 3.1工学结合,在真实工作环境培养综合能力 现代脑科学的研究表明,人是在与周围环境的相互作用中学习知识,提高能力,环境是知识和能力的来源,因此学生学习的过程中提供真实的工作环境十分重要。《仪器分析》课程整合各知识点,根据企业的真实需求设置成相应的项目。如“气相色谱法”的学习中,根据茂名本地企业以石化类为主的特点,归纳形成符合企业真实需要的典型工作任务“气相色谱法测定多环芳烃类混合物的种类及含量”。在这个项目的学习中,首先布置学生去就近的企业参观了解色谱法的分析的方法及气相色谱仪的使用,在真实的工作场景中认识学习任务,学习结束后再安排两个半天的时间让学生去企业真实的工作岗位上完成样品检测,以“工学交替”的模式完成真实工作环境中的学习任务。 3.2项目驱动,抛锚式教学,提高创新能力 抛锚式教学方法建立在有感染力的真实事件或真实问题上,确定这类真实事件或问题形象地比喻为“抛锚”,因为一旦这类事件或问题被确定了,整个教学内容和教学进程也就被确定了(就像轮船被锚固定一样)。例如《仪器分析》课程中“原子吸收光谱法”的学习中,根据现在水源重金属污染严重的问题,以及新闻事件中云南废弃矿山中镉污染当地水源的问题,设置“原子吸收法标准曲线法测定工业污水中的重金属铅、镉含量”的检验项目,以项目驱动整个教学过程。整个教学过程由以下几个环节组成:(1)创设情境—使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。原子吸收测定水中重金属污染物项目中,利用休息时间,让学生亲自去茂名市小东江排污口体验水污染状况,提取污水样品。(2)确定问题—在上述情境下,选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容(让学生面临一个需要立即去解决的现实问题。选出的事件或问题就是“锚”,这一环节的作用就是“抛锚”)。例如利用什么方法去测定重金属污染物含量的问题。(3)自主学习—不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题,而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索(例如需要搜集哪一类资料、从何处获取有关的信息资料以及现实中专家解决类似问题的探索过程等),并要特别注意发展学生的“自主学习”能力。自主学习能力包括:(1)确定学习内容表的能力(学习内容表是指,为完成与给定问题有关的学习任务所需要的知识点清单);(2)获取有关信息与资料的能力(知道从何处获取以及如何去获取所需的信息与资料);(3)利用、评价有关信息与资料的能力。此项目中,教师提供一定量的相关资料,包括污水分析案例,重金属测定国家标准,原子吸收分光光度仪使用说明,原子吸收使用演示视频的网址,等等,其余学习过程中需要的资料由学生自行查找取得。(4)协作学习—讨论、交流,通过不同观点的交锋,补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。此案例中,学生通过小组讨论的方式确定实施方案,按方案进行实际操作,操作错误的在教师的指导下进行修正。(5)效果评价—由于抛锚式教学要求学生解决面临的现实问题,学习过程就是解决问题的过程,即由该过程可以直接反映出学生的学习效果。因此对这种教学效果的评价往往不需要进行独立于教学过程的专门测验,只需在学习过程中随时观察并记录学生的表现即可。此项目中,教师和企业辅导教师在整个过程中记录各组学生的表现,并打分。 作者:王春晓 张燕 单位:茂名职业技术学院 应用化工技术毕业论文:项目化教学在应用化工技术的探索 摘要:如何将化工产业与实践有效结合是目前高职院校中应用化工技术专业立体实践教学体系构建过程中的重点课题。黑龙江工业学院应用化工专业在经历过多年的实践教学后,在体系构建和运行实施方面逐渐形成了一套教学体系,其中项目化教学改革作为专业特色教育已逐渐应用到了日常的教学当中。 关键词:应用化工;项目化教学;应用型人才 随着我校正在大力转型为应用技术型院校建设的同时教学改革也正走入到课堂。目前,项目化教学已成为我国高职类院校课程改革的重要方向[1-2]。具体实施就是将教学大纲中的教学内容转变成多个项目以教学内容为中心每个小项目为载体,教师引导学生进行实践教学。项目化教学主要为了培养学生自主学习和应用能力的一种多元化教学方法。在整个教学过程中,教师用企业对员工的标准来要求学生,在教授知识的同时也培养了学生的职业素质、团队精神、责任分工以及安全合作意识等。为学生日后的就业培养出良好的职业素养。 1构建项目化课程 在运用项目化教学之初,首先构建项目化课程。首先以教学大纲为基础,再以边学边做的方式提升学生专业技术能力为目标进行构建。项目设计的意义在于让学生完成工作项目的过程中,熟练掌握专业知识和实践技能,项目构建的科学性、合理性直接影响到整个教学的成败。所以项目化课程的构建应满足以下原则[3]:(1)项目内容必须涵盖相关的专业知识点;(2)项目要紧密衔接职业标准,并适应对应等级职业技术资格的鉴定要求;(3)项目具有应用价值和可操作性;(4)项目最终成果具要具有展示性。 2教学实践 本专业的项目化教学是以企业实际化工生产的真实情景为依托,将企业生产的实际流程进行分解,分成一些具体的任务。主要内容包括:明确工作任务、制定流程方案、论证任务方案、具体实施方案和结果鉴定等。学生再按要求分成若干小组进行分工配合,模拟化工成产条件对工艺流程进行收集资料、讨论、设计、修改、总结,最终确定解决方案。再经教师审阅同意后,按方案进行生产实践,实践结束后提交整个项目报告。 3项目化教学的具体实施 以化工生产中的一个典型化学品“对二甲苯的工业制备流程”为例,来说明项目化教学的具体实施。(1)人员分配。遵从学生自愿组合为原则,将教学班级的学生五人分成一组,每组内自己选出组长来负责组内成员的任务分配和人员协调工作。(2)布置任务。结合学校教学条件,按照不同年级所接触的专业课程给各组学生下达任务。下达后,要求学生先进性相关资料的收集和查阅,了解目前化工厂中生产对二甲苯的原理、使用设备、工艺流程和发展方向,从而有根据的制定生产方案。(3)制定生产方案。学生从自己收集到的资料入手挑选出符合自己生产要求的方案,并将信息进行融合。从原材料的筛选、方案的合理性、投入的风险性、生产的安全性、产品的稳定性和工厂的收益性等多方面进行考虑,并在组内讨论和整改,最终确定本组的生产方案。在此过程中锻炼学生的合作意识、主动思考问题及解决问题的能力。(4)理论教学。在学生初步确定生产方案后。教师进行理论教学,详细讲解生产原理、分类、工艺条件、配方筛选原则、产物杂质分析等。并加入科研成果、化工专业的前沿知识和新技术有机的穿插到教学中,对原有教学内容进行更新和补充,让学生接触到最新的知识从而激发学生的学习积极性。这样即加深了学生对基础知识的认识又解决了学生在设计生产方案时的困惑,实践联系理论,带着问题将基础知识进行升华,最后结合理论知识将自己设计的生产方案进行修改,教师确定最后设计方案以保证能够符合实施条件。(5)实施方案。学生以各小组为单位进入实验室,按最终确定的生产方案进行对二甲苯的制备。在实验过程中教师对各小组进行技术和安全指导,在教师的监管下完成各自的实验方案。在此过程中采取开放式作业,让学生在相对自由和独立的环境中自主发现问题、分析问题、解决问题,促使每个同学都能合理利用自己的时间,使学生真正从理论落实到实践,发挥项目教学的优势。(6)任务总结。各小组在本组的实验方案实施后写出详细的任务总结,从组内人员的任务安排、参考文献的筛选、方案设计的依据、实验可行性、技术安全性、技术创新性等方面进行分析。结合实验数据和结论分析做出总结,以PPT的形式进行汇报。在此过程中学生先在组内进行自评,组间再进行相互评价,最后教师在将各组进行集中评价让每位同学都能发现自己组内出现的问题,能对问题进行分析和解决从而达到知识的累,并锻炼了学生语言组织和表达能力。 4项目教学考核 良好的教学考核是检验教学质量的重要标准。项目化教学考核和传统的教育考核不同,不能单一的用理论成绩来来作为衡量标准。项目化教学更多的体现在实践教学方面,其教学考核内容应更多地落实在学生的职业能力和素养方面。所以考核主要以实践能力及职业素养的形成和提升作为考核重点,理论知识考核为辅。在整个项目教学中每个组的工作总结是整个考核的优秀,包括学生的日常表现、操作技能、相互配合能力、职业素养和组织表达能力等综合进行评价。学生期末总成绩由每一个项目的评估结果汇总而成并占最终成绩的60%,传统的理论考试的成绩占40%。其中学生的自我评价、相互评价、项目的可行性、项目PPT总结汇报发言都是教师给出实践成绩的依据。通过这种考核和评价,真正实现学生的“工学结合”。 5结语 项目化教学改革还有许多问题有待于解决,例如学生对教学方式的不适应、项目研究与实践教学知识内容不能完全对应、学校的实验条件难以满足实际生产需要、教师实际生产经验欠缺等问题,这些问题都急待于在项目教学中不断解决和完善的。 作者:王艳玲 李岳姝 杨影洲 单位:黑龙江工业学院 应用化工技术毕业论文:职校应用化工技术论文 一、项目化教学模式实施中存在的问题 当前,高职院校普遍采用项目化教学模式。项目化教学是指师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。项目教学法是“行为导向”教学法的一种,具有实践性、自主性、综合性、开放性等特点,能够充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。毫无疑问,项目化教学模式的推广和改进,对于高等职业教育摆脱本本教学,促进课堂教学和社会生产实践的有机结合起到了不可替代的作用。然而,项目化教学实施过程中也存在着不可忽视的问题。首先,“项目化”课程开发脱离生产实际,课程体系构建经不起实践检验。“项目化”教学的初衷是以企业生产的内容和工作程序来规范高职院校的日常教学活动。但是在教学活动“项目化”的过程中,这一良好的愿望很难真正实现。因为“项目”这一概念很宽泛,涉及的内容比较庞杂,既有大项目又有子项目,既有综合项目又有独立项目。按照通常的理解,对于小小的课堂来说,项目化教学应该选择那些子项目或独立项目,但高职的很多课程是综合课程,涵盖方方面面的知识,并不是孤立的,很多项目课程的开发不可能依靠一个独立的项目来实现,而是需要多个项目的共同参与,这就形成了矛盾,处理不好会造成综合项目与子项目关系脱离、各子项目彼此不相关联、知识重复等现象。要想有效实施项目化教学,就需要对原有高职课程体系进行学科性架构,对课程门类进行重新划分,对专业教学计划、课时分配等进行大幅度的调整。这是不现实的。其次,“项目化”教学的实施缺乏教学资源的有力支撑。项目化教学依仗于丰富的教学资源,若没有与教学内容相吻合的现代化的生产设备和生产设施,项目化教学就会成为无源之水、无本之木。而这恰恰是目前国内大多数高职院校的短板。由于教学资源严重不足,因此很多项目化教学只是对原有的综合实训或毕业设计进行简单的重复,无法用现实的工作成果引领学生的学习,无法将生产实际中的“项目”变为教学活动中的“项目”,致使项目化教学收效甚微。 二、成品化教学模式探讨 高职教育中,无论是理论基础课程、专业基础课程还是专业课程,总能够在社会实践和生产实践中找到对应其知识体系的物化原型,这为成品化教学模式的确立提供了条件。成品化教学是指将教学目标产品化,或称实体化。它脱胎于项目化教学,是项目化教学的具体化。相较于项目化教学,该模式教学目标明确,更加贴近生产实际,适用于各类课程的教学活动。它以“教学做一体化”的高职教育理念和教学方法为支撑,基于工作岗位和工作过程来设计教学程序。它生发于成品又终结于成品,能够避免理论讲授和实验实训的脱节,实现课堂知识传授和实验实训的无缝对接,实现高等职业教育系统传授知识、全面培养能力的初衷,能够克服项目化教学脱离生产实际、内容空泛的弊端,能够切实提高学生的学习兴趣、提高教育教学质量。成品化教学模式很大程度上摆脱了传统单一课堂的束缚,集中了多媒体教学、仿真教学的优势,实现了教学资源利用的最大化。成品化教学模式也对教师的综合能力提出了较高的要求,需要任课教师实现由“授人以鱼”向“授人以渔”的转变。教师应该具备广博的专业理论知识、高超的职业技能、敏锐的行业发展洞察力、突出的职业素养。只有授业教师构建出合理的成品化教学方案,拿出合格的、有实质意义的教学产成品,才能够保证学生顺利完成成品化教学提出的各项任务,达到预期的教学目标[2]。对于高职教育而言,学生实践技能的获取需要有专门的实训场所和实训模式,同样,理论知识的传授也离不开专业性的教学场所和教学模式。成品化教学模式能够将传统课堂教学和实验实训有机地结合起来,根据教育教学的目标,灵活、高效地完成发展型、复合型和创新型高等级技能人才的培养任务。将课程知识体系所对应的物化原型或者类似于物化原型的事物作为教师教学分析和研究的对象,符合教育教学的规律;将其作为学生知识学习、技能培养的起点,符合认知规律,符合唯物辩证法的认识论原则。 三、高职应用化工技术专业成品化教学模式的实施 (一)理论基础课程 以《有机化学》、《无机化学》、《工业分析技术》为代表的理论基础课程是高职应用化工技术专业教学活动的起点,同时也是教学难点。这三门课程很难套用项目化教学模式,因为它们中的每一门都是一个完整的理论知识体系,无法用一个项目来代表。若强行套用项目化教学模式,只能是换汤不换药,仍然是传统的理论教学加实验检验,最多是用“项目”一词将原有的“教学单元”、“章节”直接替换掉,将原先的“实验课程”改为“项目实训”,达不到理想的教学效果。成品化教学模式可以克服项目化教学的弊端。以有机化学教学为例。我们将Gaussian03量子化学计算软件作为教学工具引入课堂。使用该软件可以逼真地展现各类化合物的立体结构、键长、键角、分子轨道的形状和电子排布的状况,揭示分子最外层电荷分布的规律。学生要在教师的指导下,利用该软件在课堂上完成不同教学阶段的教学成品工作。这样的教学模式可以用在每一章节、每一环节的教学活动中(如表1所示)。这样的教学方式,学生喜闻乐见、易于接受、易于配合。实践证明,成品化教学模式能够提高学生的学习兴趣、激发学生的成就感,最终实现教育教学的目的。在有机化学中,有些章节知识的传授需要实训环节的实时辅助和补充,这就需要引入大型仿真平台[1]。教师将基于仿真平台的实验实训操作融入这些章节知识的传授中,设计好成品化教学任务让学生来完成。有机化学第五章《醇、酚、醚》的成品化教学方案如表2所示。成品化教学模式在整个理论章节教学活动中的应用,其难点在于如何设计成品任务。这种成品任务应具有如下的特点:1.必须和当时所传授的知识相吻合;2.必须是一个具有现实性和合理性的工作过程的结果;3.可操作性强,有明确的评判标准。借助于大型仿真平台,教师可以及时模拟出所学理论知识在生产实践中的应用结果,并将此结果作为成品化教学的阶段性产品,将此产品目标作为判断学生课堂知识掌握程度和能力水平的唯一标准,这样可以达到激发学生的学习兴趣、提高教育教学质量的目的。借助于大型仿真实训平台实时模拟实验实训的成果,它的优点在于可以使实训内容更丰富、实训操作更灵活,它立足于实验实训又高于实验实训,克服了项目化教学模式实训项目过少、实训项目不能代表所讲授的知识体系甚至以偏概全的弱点。《有机化学》、《无机化学》、《工业分析技术》这类理论课程的教学目的在于,使学生掌握各类化合物的物理、化学性质及其化学反应的规律。实践证明,成品化教学模式的应用能够在很大程度上降低理论知识的抽象性,提高学生对专业理论课程学习的兴趣,丰富学生的知识体系,拓展学生的学习思路,提高学生的基础学习能力。 (二)专业基础课程 《化工单元操作技术》、《化工设备》、《化工制图》、《化工设计》、《精细有机合成技术》等是应用化工技术专业的专业基础课程的代表。这类课程以使学生获得某一方面、某一单元的专业基础知识和专业基础技能为教学目标。其成品化教学模式中“成品”方案的确立仍然需要克服项目化教学模式中“项目”过大、空洞的缺点,要将某一方面的知识和技能实物化,以灵活多样、切实可行、紧扣主题、操作性强为原则。以《化工单元操作技术》课程为例。该门课程的成品化教学方案可以进行如下的设计。在该门课程的理论教学中引入大型仿真软件操作平台,教师既可以以整个单元操作为成品目标,也可以将一个单元操作细分为不同的部分,将这些部分作为教学成品子目标。总之,要紧跟授课进度,将授课内容物化和实体化。如第二章《流体输送机械》的教学活动可以如表3所示那样进行。在该门课程的综合实训中,根据实训课程的教学目标,将实训内容成品化。在实训阶段,必须要求学生拿出合格的成品来,并以此作为成绩评定的依据;同时,在对实训内容的讲解和辅导中,要基于成品目标,将实训内容归入相关的知识体系中去。如“精馏塔分离50%乙醇溶液”的成品化综合实训,可以按照表4所示的那样进行设计。成品化教学模式借鉴了企业培训中“先习后学”的做法,弥补了学校教育“先学后习”这种方式的不足。同时,以小而全的成品化教学方案组织课堂学习,以实际工业产品为成品,使学生易于理解、易于接受。这种教学模式符合学生的认知规律,往往能够收到明显的教学效果。 (三)专业课程 专业课程的成品化教学方案设计完全可以依照现代工业生产程序来进行。要紧贴教学内容设定物化成品。该服务于教学活动的物化成品可以是多个,也可以是一个。整个教学活动可以依照工业产品制造的过程分为原材料的检测、物化产品的生成、物化产品的行业标准的检测、物化产品三废处理等阶段,并在产品生产的各个阶段,分别制定物化成品教学活动的目标。在现代化教育设施(电教室、教学做一体化综合实训室、校内实训基地)的数量和质量能够得到充分满足的条件下,专业课中理论知识的传授和实验技能的培养完全可以以教学做一体化的方式进行。这种情况下,理论课时往往被大大压缩,实训课时相应地增加;教师集中讲解的部分减少,而穿插在实训过程中的指点和讲评会占据课时分配的绝大部分空间。以《涂料及胶粘剂的生产技术》课程为例,成品化教学模式下的教学方案设计如表5所示。所有的专业课程都能够采用这样的成品化教学模式。学生对这种教学做一体的成品化教学模式认同感强,学习兴趣浓厚,学生能够从抽象的理论讲解中迅速找到理论知识所对应的实践原型或者类似的实践原型,学习效果显著。在这样的教学活动中培养出来的学生,更能够体验到掌握一门技术、获得相应能力的成就感,其就业自信心能够得到极大的增强,毕业后能够迅速进入角色,适应工作岗位的要求,拥有较大的发展空间。实践证明,成品化教学模式符合高职教学的实际,值得推广。 作者:崔金海单位:开封大学 应用化工技术毕业论文:高职应用化工技术论文 一高职应用化工技术专业实践教学基地建设 2010年3月“应用化工技术专业实践教学体系研究”的课题立项,截至2013年底,按照课题研究目标,先后在通辽地区多家大中型企业建立了校外实践教学基地,校外实践教学基地由开展此项课题之前的2家增加到了10家。已与我系签约承担学生见习、实训、顶岗实习的校外实践教学基地有:通辽市谷道粮源农产品有限责任公司、通辽市通华蓖麻化工有限责任公司、内蒙古玉王生物科技有限公司、通辽梅花生物科技有限公司、通辽金煤化工有限公司、内蒙古蒙牛集团通辽分公司;未签约的校外实践教学基地有:内蒙古蒙古王酒业有限公司、内蒙古利牛生物化工有限责任公司、内蒙古塞外狼酒业集团、杨氏调味品厂等企业。校外实践基地,主要采取校企合作的实践教学模式。要让学生在企业实习和顶岗实习过程中,能直接参与企业生产、管理的各个环节,了解现代化工企业的特点,进一步增强就业竞争力,就必须逐步建立和完善校企双向推动、产学密切结合的管理运行机制,将理论优势和科研优势渗透到企业之中,力争做到“双赢”。并根据企业的改革趋势优化实践教学的组织管理,改革以往企业被动地接受学生实习的局面,使校外实践教学能真正收到实效。 3.实践教学基地建设的制度保障 在实践教学体系运行及实施实践教学过程中,始终将建立与之配套的政策和运行机制作为一项重要工作来对待,先后制订并实施了一系列管理政策和办法,出台了一系列规章制度和措施,保障实践教学的可靠进行,先后出台了《实验室设置办法》《实验室工作条例》《实验教学管理规定》《化学化工实验教学中心管理制度》《实验室管理人员岗位职责》《计算机化工模拟仿真控制中心管理制度》《化工系学生实习管理规定》《化工系学生毕业环节管理规定》《校内实习基地管理办法》等,为实践教学改革的顺利实施提供了有力保障。 二高职应用化工技术专业实践教学师资队伍建设 1.实践教学师资队伍建设的要求 第一,要符合专业教师队伍的“双师”素质建设要求。本专业的“双师型”教师队伍建设的好坏,直接关系到学生实践应用能力的培养。优化“双师型”队伍结构、提高“双师型”教师素质是我系教师队伍建设的重点。第二,要符合建立“工学结合”机制的要求。我系现有的化工实验室、实训设施比较简陋,不能适应“工学结合”的需求。应根据实践课程之需求,加大化工实验、实训设备的投入,建立若干化工生产、操作、检验等方面的综合实训基地,以满足学生“工”与“学”的需求,将技能训练与教学课堂合为一体,是校内实验、实训基地建设的关键。第三,要符合加强校外生产实训环节的要求。改革原有的认识实习、生产实习、毕业实习等实践教学环节,集中时间安排校外生产实训(顶岗实习),带领学生深入化工行业具体操作岗位跟工人师傅学习化工生产操作技能、产品检验方法等。实训结束后,通过劳动部门的职业技能鉴定,取得相应的职业技能证书,实现毕业生到企业的“零过渡”。 2.实践教学师资队伍的建设 我系具有本科以上学历的中青年教师,大多是研究型和学术型人才,多数是非化工专业老师,普遍缺少生产、建设、管理、服务等第一线的工作经历,缺乏实践意识。我们利用学院政策,要求刚从学校毕业的青年教师必须到企业、行业实践训练半年以上。在经费和待遇上对到企业、行业实践训练的教师给予支持。经过几年建设,初步形成了一支既注重传授基本知识和基本技能,又注重培养实际操作能力,既能引导学生学习知识,又能指导学生实践训练的“双师型”教师队伍。这支“双师型”教师队伍是实现实践教学体系改革的有力保障。按学院的要求,为了提高青年教师的教学能力,有实践教学经验的老教师与青年教师之间以“师傅—徒弟”形式结成了五对师徒,并签订了师徒协议,以言传身教来培养青年教师尽快适应实践教学的要求。在实验实训工作中,为提高教学质量形成了化学实验团队、化工校内实验实训团队、化工校外实训团队。因为我系应用化工技术专业实践师资不足,为了确保校内外实训基地建设的顺利进行,努力构建一支结构合理、素质优良、教学水平高的“双师型”教师队伍。计划引进有实践经验的专业教师15名,其中高级职称5名,硕士5名,“双师型”10名,来充实化工专业教师队伍。每学期派出一定数量的专业课教师和实践指导教师到合作企业锻炼,参加教育部组织的骨干教师培训,接受新技术、新技能和学历提升教育培训,鼓励教师通过各种渠道参与行业职业技能鉴定,取得测试员、考评员等资格证,鼓励教师参加各类教研和科研交流活动。大力推进现代教育技术在实践教学中的应用,近几年来,院校努力将现代教育技术、计算机仿真技术运用于实践教学中。为适应计算机技术在化工领域广泛应用的趋势,我们组建了计算机化工模拟仿真控制中心,引进了一整套完整的化工仿真软件,内容涉及化工领域多项关键计算机技术,包括分子模拟、过程模拟、过程设计、过程仿真与控制等,有效地提高了师生的计算机应用水平。 三结束语 综上所述,要办好高职应用化工技术专业,就必须做好实践教学基地建设和实践教学师资队伍建设这两项工作;在此基础上才能培养出高技术技能型应用型人才,来适应国家日益增长的技术型人才的需求。 作者:王晓军单位:通辽职业学院化工系 应用化工技术毕业论文:高职应用化工技术实训教学运用 一、高职传统应用化工技术实训教学中存在的问题 (一)实训教学体系结构不完整。传统的实训教学体系一般由教师讲授或演示、学生动手、教师评价三个环节构成。在教师讲授或演示环节中,学生按照教师讲授的要点操作设备完成实训内容,由于学生未对实训内容进行充分的预习,在教师讲授时听不懂、提不起兴趣;在学生动手环节,学生对实训内容不深入了解,便照着实训资料上的文字内容去做,或模仿别的同学操作,往往会导致实训结果失败;教师评价环节的主要依据是学生的实训报告,而学生缺乏对实训内容及结果的思考,就在实训报告上把实训的文字内容照搬、把结果填上就交给教师,这样的实训教学体系结构变得机械和呆板,学生缺乏积极性,不利于从根本上提高学生的职业能力。 (二)实训教学不够切合实际。由于受到经费、设备及安全等条件的限制,传统的应用化工实训教学内容一般多为验证性实验。例如,用传统的玻璃仪器和药品合成乙酸乙酯等,大多数学生搭好仪器后就坐在实验台前等待反应完成进行后处理,在整个过程中能促使学生思考问题和解决问题的动力不足,学生将实训项目当做应付了事的学习任务对待,实训效果自然不好。此外,实训的内容不够贴近实际生产,如合成实验过程中的操作练习涉及的设备不够多,学生实训的强度达不到要求,如乙酸乙酯的合成中所用的基本上都是一些很常见的玻璃仪器,而实际生产中,化工产品的合成基本上都是类似于反应釜之类的大中型设备,实训操作与实际生产之间的差异导致学生对大中型设备的感性认识缺乏。 (三)实训教学评价方式单一。传统的评价方式由平时成绩与期末考试两部分组成,而期末考试一般为笔试或者统一做某个实训操作内容,根据实训结果对学生进行评价,这样的评价方式显然不能很好地体现专业实训注重技能的特点,实训课程成绩不能较全面地反映学生真实的技能水平,也不能激励学生认真学习专业技能,有部分学生感觉平时成绩很容易得到高分,就降低了对期末考试的努力程度,反而容易滋生“混”考试的心理。由于学生入学分数较低且差异较大,而实训评价方式缺乏多样化,这不仅不利于对能力差异较大的学生进行全面技能水平评估,也不利于对学生因材施教。教师缺乏对每个学生能力进行判断的确切依据,教学时容易出现教学目标脱离学生实际的情况。 (四)缺乏情境式实训教学。应用化工技术专业重在培养贴近职业实际的专业技能型人才,而技能培养的环境莫过于真实的企业生产环境,多数情况下,这一环节会被安排在专业实习期间(一般为2至4周时间)。由于实习时间相对较短,学生尚未在实习情境中得到技能锻炼,实习就即将结束,这样,实习效果和情境教育将会打折扣。 二、项目式教学法在高职应用化工技术专业实训教学中的创新与实践 (一)项目引导实训,完善实训教学结构。为使学生在实训开始前直至结束的整个过程中,都能对实训内容有深入的了解,并培养学生对实训的兴趣和调动学生的积极性,我们在教学中引入了项目式教学法。项目式教学法,即把实训内容作为一个项目,把全体学生分成若干个独立项目小组去完成实训项目,教师根据项目的完成情况对学生的实训成绩作出鉴定。项目式教学环节如下。1.项目设计。由学生根据项目题目预习和查找相关项目资料,设计项目的实施报告并提交教师修改。例如,在《表面活性剂》这门专业必修课的实训教学中,教师把“肥皂的合成”作为一个项目,让学生项目小组去查找相关的实训资料或者认真研读实训内容,写成项目实施报告提交教师修改,实施报告中包括项目所需的药品、试剂、仪器、设备、项目岗位组成、小组成员分工及实施过程等。2.项目修改。教师修改学生提交的项目实施报告并与项目小组讨论项目实施的可行性及可能出现的问题和解决办法,并经修改后形成最终实施方案。在这一过程中充分发挥学生的主动性,促进学生与教师充分互动,学生的实训积极性和思考问题的能力得到很大的提高。3.项目实施。学生根据修改好的项目实施方案进行实训。实训内容由项目小组协调分成不同的工艺岗位,在锻炼操作能力的同时,记下实训数据和出现的问题,与教师共同商讨解决办法并做好记录。4.项目评价。教师根据项目完成情况对项目小组的成绩进行评价并给出实训成绩。评价的内容包括项目前的准备工作(包括资料查找、物品准备、仪器设备的调试等)、项目分工合作情况、项目进展中处理问题的能力、分析并总结形成项目最终报告的能力。 (二)项目实训教学侧重“实际、实用、实践”的学习情境。通过项目实训从而实现产品的合成,并基于产品的合成工作过程来构建学习情境,营造尽可能真实的岗位环境,在情境中不仅能让学生掌握项目实训技能要点,还能增强学生的兴趣及自豪感,鼓励学生主动参与、主动思考、主动实践,实现学生多方面能力综合发展,培养学生的技能素质和职业素质。如以合成肥皂为例,由原料的准备、皂基合成、盐析、皂基分离、混料、均质、熔化、加香、成型、包装组成整个工艺流程作为一个模拟生产的实训项目,项目小组成员分别负责不同的工艺流程岗位。每一个工艺步骤在实训项目中都有具体的要求,对应的生产岗位有哪些,在项目小组中自己所承担的任务,在实训过程中锻炼自己的岗位工艺操作技能,主动思考和解决操作中出现的问题,与其他同学合作共同解决难题,并逐渐形成化工工艺流程的观念。学生不仅能在模拟生产的学习情境中逐步构建满足专业需要的知识和能力体系,还能真实地体验合作精神、敬业精神、安全意识等职业综合素养的重要性,体验面对新的项目时通过自己的学习去构建新的知识和能力体系这种迁徙能力在将来职业中的重要性,让项目实训教学有了较为真实的载体。 (三)项目实训教学评价方式多样化。项目实训教学考核方式以应用能力、职业综合素养和岗位实践技能三个方面为主要内容,以完成实训项目的过程性考核为主,以项目实训结果为辅。应用能力考核不仅包括学生的动手技能,还包括对整个项目流程及所在岗位工艺原理、设备特征的理解能力。职业综合素养考核包括学生的敬业精神及合作态度。敬业精神就是学生在项目进行的过程中不论担任什么岗位,都能够努力做到最好;合作态度是团结的、负责的、积极的、自信的。通过三方面的综合评价,能够对学生作出相对全面的评价,既可以为将来走向工作岗位打下良好的素质基础,也可以为下一阶段的实训教学提供改进参考依据,逐步完善实训教学的考核体系,建立符合化工职业综合素质培养的评价新模式。综上所述,围绕化工项目实训教学新体系的构建,我们以化工产品项目为导向,通过采用岗位工艺流程的方式,积极开展化工实训教学的创新与实践,项目实训教学过程包含了项目设计、修改、实施、评价四个基本环节,侧重“任务”、“实用”、“解决问题”的能力及学生职业精神和综合素质,形成符合实际教学特点的考核体系,在整个专业的课程改革中逐步探索、形成和完善一条旨在培养应用化工技术专业学生职业综合能力的实践教学体系。 作者:蔡敏工作单位:广西现代职业技术学院 应用化工技术毕业论文:化学工程中绿色化工技术的应用分析 摘 要:绿色化工技术是近几年提出的新型生产工艺,其发展目标便是对传统化学生产过程中产生的资源浪费及环境污染现象进行有效改善。本文将重点对绿色化工技术在化学工程工艺中的应用展开论证。 关键词:化学工程工艺 绿色化工技术 应用 前言 随着我国工业科技的进步,人们对化工材料的要求越来越高,例如节能性、环保性等方面的要求不断提高,近年来,我的能源及环境因为工业的发展带来了严峻的挑战,特别是近几年,我国的环境污染问题及能源消耗问成为备受关注的领域,我国化工研究人员也在重点研究关于不可再生能源的保护问题、生活垃圾的处理问题及工业污染物的合理排放问题。众所周知,在化工工程工艺中,很多有害、有毒的物质会被产生,如果这些物质处理不当,便会排放到大自然中,久而久之会对生产平衡起到严重的影响,绿色化工技术是提高化学工程工艺的先进技术,化工材料对生态环境的污染问题可以有效解决,提高化学工业的能源利用效率。本文将重点对绿色化工技术在化学工程工艺中的应用展开深入研究。 一、绿色化学技术的发展 在传统化学生产过程中,很多有害、有毒的物质会被产生,严重的滞后性使得化学工程工艺长期处于被动的生产状态下,因此,这种传统的化学工程工艺无法得到资源优化的目的,对于污染物的处理工程效果较差,污染物处理效率低下,同时提高了对化学污染物处理的成本。而绿色化学技术的出现,可以有效解决传统化学工程工艺中对污染物处理的问题,可以通过先进的技术,对污染物进行脱硫、除尘等方面的处理,具体实施方法如下: 1.采用绿色化学原料 在化学工程生产过程中,其流程及工艺直接由化学生产原料决定。在传统化学工程中,大多数采取的生产原料是不可再生的能源,选择这种化学材料增加了污染物质的排放量,同时增加了我国对不可再生能源的消耗量,因此,化学工程工艺中,选择绿色的化学原料是重点研发的领域,例如使用苞米杆、芦苇等农副产品废弃物,便是典型的绿色化学原料,这些物质无污染,直接投入化学生产中,可以直接转化成醇、 酮、 酸类的化学品,不会产生任何有毒或有害其物质,只会产生氢气等物质。 2.提高化学反应的选择性 化学原料通过化学工程工艺,产生相应的化学反应,产生相应的化学品,因此,在化学工程中物质反应的重要组成部分便是化学反应,在提高化学工程的生产效率及生产质量时,利用合理、有效的化学反应途径意义重大。反应环境、原料、时间、特点等因素都会影响化学反应。在化学工程中,氧化反应是最常用的反应形式之一,在整个反应过程中会产生大量热,很多化学原料会因为热催化产生变质现象,这也是直接导致化学品生产质量低下的主要原因。而新型反应形式―烃类氧化反应可以增加生产物的同分异构反应时间,同时提高催化物反应催化能力。 二、绿色化工技术在化学工业中的应用 1.清洁生产技术 辐射热加工技术、临界流体技术、绿色催化技术等无毒、无害、无污染的绿色化工技术统称为清洁生产技术。该项技术可以广泛应用于冶金、印染、垃圾处理等各个行业。此外还有很多先进的脱硝脱硫技术、煤气化技术及利用风能太阳能灯自然发电技术也都利用清洁生产技术。例如,在海水淡化技术的应用中,有效利用了我国海水资源,将海水中的盐与水的成分分离,在处理过程中不会对环境状态产生任何不利影响,还能有效解决我国淡水资源匮乏的现状。此外,海水淡化处理工艺所产生的氢氧化镁等物质的处理工艺成本低廉,工艺简单,并且 不会产生二次污染,因此此项技术未来发展的前景非常广泛。 2.生物技术 生物技术主要应用于化学仿生学及生物化工两个方面,其中技术范畴主要包括细胞、基因、微生物等。作为一种高效、转移性强的生物体内催化剂――生物酶,可以广泛参与到各个生物化工的合成过程中。另外,膜化学技术也是化学仿生学中被广泛应用的生物技术。通过生物技术可以使再生资源合成化学品,这是绿色化工技术经常沿用的方式。动植物中提取的有机化合物原料或石油、煤炭等作为原料都是绿色化工技术的原料。例如,在绿色化学工程工艺中,制备丙烯酰胺,可以利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后,这样可以将能耗大大降低,并且没有污染环境的物质产生。与化学催化剂中的工业酶相比,自然界中的酶做催化剂更加环保,无污染,其反应条件相对较为温和,产物的性质也优良。 结束语 综上所述,在传统的化学工程工艺为人类创造了丰富的物质基础和能源,但是其生产过程中产生的残留物给环境污染产生了众多问题。绿色化工技术的出现对我国化学工程工艺产生了积极的影响,大大减少了化学产品生产加工过程中产生的有毒、有害物质,对我国整个化工产业及环保事业意义重大,能够真正实现绿色环保、节能减排的目的,是当今化学工业发展中的重要环节。
植物生物技术论文:植物病虫害防治生物技术论文 1生物技术在防治中的应用 在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是完全主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。 2生物技术在防治虫害中的应用分析 生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。 3生物技术在防治草害中的应用分析 植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。 4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种 农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。 5总结 科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加全面化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展全面,提升防治病虫害的防治技术。 作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局 植物生物技术论文:园艺植物实验教学生物技术论文 一、园艺植物生物技术开放式实验教学模式 1.实验内容开放园艺植物生物技术实验教学本着丰富实验教学内容、革新实验教学方式的优秀原则,以培养学生创新能力为最基本的目标,提出以下园艺植物生物技术开放式实验教学模式。实验性质由验证性实验过度为综合性、设计性实验。传统教学中验证性实验占总实验学时的80%以上,采用开放性实验教学,验证性实验压缩到20%以内,增加了综合性、设计性实验内容。 2.实验场地开放实验场地是制约学生开展创新性实验的主要原因。以部级植物生产类实验教学中心为平台,采用开放式实验室运行机制,结合学科点开放实验室,为学生自主选择和设计实验提供了良好的条件。实验室配2~3名研究生协助管理,仪器设备采用预约登记制度,使用前须经专人培训合格后才能使用。实验耗材按实验计划,由实验室统一提供。 3.实验时间开放以3~4人为一个实验小组,以小组为单位安排实验时间,实验室一次可以同时安排6个小组开展实验。实验时间由以前固定时间,改为课程理论授课3周开始至学期末前1周结束。学生可以根据自己的课程安排,合理选择实验时间。实验室时间采用预约制,由实验室管理人员统一安排。上班时间由实验室管理人员负责实验室,节假日和晚上由研究生协助管理实验室,为学生开展开放实验提供充足的时间。 二、开放式实验教学取得的效果 1.实验教学方式开放,激发学生兴趣在大多数同学印象中园艺植物生物技术实验教学以实验方法、手段、技术为主要内容,这些内容过于抽象,通过授课形式讲授或单独的验证性实验,学生理解效果很差,很难达到掌握实验内容的目的。任何研究都是从好奇和怀疑开始的,通过典型的生物技术实例,如柑橘细胞融合获得原生质体杂种、植物遗传转化获得转基因植株,人类基因组测序及园艺植物基因组测序的不断完成,生物信息学预测基因的功能分析等,这些实例在网络上的介绍与视频非常多,通过网站浏览和视频观看,让同学们真正了解生物技术的神秘与贴近生活的两个方面,将抽象的概念转化为切实可行的操作行动。 2.实验时间及空间开放,提高动手能力实验室的开放,即仪器设备和时间概念上的开放,在一定程度上可以解决实验人数多、实验室及仪器设备严重不足的问题。例如,生物分子实验室的定量PCR仪、PCR仪、离心机、核酸仪、电泳仪、紫外投射仪等,实验时间一旦开放,学生可以用充裕的时间来把实验独立完成,不会被课程所限制。通过开放实验室,本科生可以在课余时间多次进入实验室。同时,研究生可以一对一或一对三的带领本科生进行实验,开展相关的扩展实验内容,开阔视野,提高动手能力,还可以更好地参与教师的科研项目,增加教师和学生的交流机会。 3.实验内容开放,自主设计试验在教学内容上打破原有的实验课程结构体系,优化实验内容组合与创新,注重设计性、综合性实验,充分利用网络资源、视频资源及生物公司的广告资源,提高学生的技术应用能力和创新能力的培养,促进学生在学习能力、创新能力和社交能力等综合能力的培养。根据专业培养目标和实验条件,突出实用性,根据学校实验条件提出以下实验内容进行选择与优化。通过开放实验教学内容,学生打破传统的拟定学时的验证实验内容,充分利用学生的自主性进行大量的设计性、综合性实验教学。学生在学校提供的实验条件的前提下,自选实验内容,自定实验步骤,自选仪器设备,自己处理和分析实验结果、实验数据,给学生提供了创新思维的自由空间。这将有利于激发学生的自觉性和主动性,有利于培养学生的创新能力。自觉接受现代教育技术新的成果,把信息技术与学科有机的融合在一起,为学生创设良好的学习情景,突出双向性、参与性、互动性。在实验操作环节,鼓励学生独立完成操作,独立分析结果,发现问题。 4.实验结果灵活,革新考核与评价体系通过综合性、设计性实验,学生将与老师的课堂交流转变为通过面对面、QQ、微信等其他平台,对实验进展随时进行分析、讨论及总结,并且学生通过查阅相应的资料,最后得出科学合理的实验结果。开放式综合性、设计性实验,实验结果的不确定性也避免了同学之间相互抄袭、模仿。因此,既增加了学生动手操作的机会,又有利于学生系统的掌握园艺植物生物技术的实验方法和技能及分析与解决问题的能力。开放式实验教学除在以上方面进行开放外,同时也革新了实验教学的考核与评价体系,与以往实验成绩包括实验课堂成绩与实验报告成绩之外,在实验教学方面补充了实验设计、实验准备工作、结果分析与讨论的考核内容,形成了实验方案撰写(20%)+实验前的准备(20%)+实验过程(30%)+实验结果分析(30%)的实验教学考核体系,评价方式分为优、良好、中等、合格,不及格五种不同的方式。 5.园艺植物生物技术开放式实验教学展望通过开放式实验教学能够很好的避免学生被动实验的客观现象,充分激发学生积极的动手能力,并通过实验结果分析和与老师的面对面沟通改变以往实验教学中动手不动脑的现象,更能诱导学生正确、客观的认识生物技术,并且培养其探索生物技术领域新趋势的科研兴趣。因此,开放式实验教学非常适合于本科生园艺植物生物技术的实践教学,对人才培养来说至关重要。 作者:毛娟陈佰鸿杨宏羽李作进单位:甘肃农业大学园艺学院 植物生物技术论文:植物病虫害防治生物技术论文 1生物技术在防治中的应用 在研究生物技术的工作中,其中有项工程叫作基因工程,它的应用也十分重要,在防治植物病虫害的过程中应用基因工程主要包括CP基因、RP基因和Sat-RNA等。植物在生长中对病害不是完全主动免疫的,而是需要适当的媒介进行诱导,那么这个起诱导作用的媒介就是CP基因,它能够有效的增强植物对病虫害的抵御能力。CP基因的应用能够有效的减少植物在生长过程中可能会出现的病害,它能增强植物在生长中对病害的免疫功能。RP基因是可以对病毒进行复制的复制酶基因,病害为了能够对植物产生影响,需要不断的组合,而复制酶则是利用编码对病毒进行一个新的组合,统称为“聚合酶”。它能够快速的融合病毒的DNA,并且能够补全植物在生长中所缺失的复制酶基因,因此,病毒复制能出来就会受到影响,使病毒能够不影响到植物的生长。Sat-RNA是一种低分子,它需要在植物生长中产生了病毒才能实现复制,植物生长中没产生病毒使其不能实现复制,它在复制的过程中会影响病毒之间的复制,从而降低病毒成长率。Sat-RNA在防治植物病虫害的过程中具有一定的积极作用,研究中应当给予重视。 2生物技术在防治虫害中的应用分析 生物需要维持正常的新陈代谢就需要含有一定的基因,而蛋白酶抑制剂则是大多数生物体会含有的一种基因,它能够有效的抵御外界各种蛋白水解酶,因此,蛋白酶抑制剂能有较好的能力防治生物体内造成的破坏。近几年来,国家科学技术不断提高,生物技术也随之快速发展,使得更多的学者和研究人员对蛋白酶抑制剂研究越来越广,尤其是在抵御病虫害这方面做得更加的突出。在生物的正常情况下,蛋白酶抑制剂能够有效的破坏病虫体内的氨基酸,从而使得病虫因缺少氨基酸而无法进行正常的生长和生活,直至病虫死亡。这种杀死病虫害的方式已经得到广泛的使用。它能够有效保障农作物的生长,提高农作物抵御病害的能力。 3生物技术在防治草害中的应用分析 植物自身抵抗除草剂的能力很低下,但是生物技术能够将对除草剂具有良好抗性的基因转移到植物中,这样使植物能够更好的生长。这些对除草剂有良好抗性的基因中包括上面所介绍的酶基因,能够有效的分解除草剂,通过这些基因之间的作用来达到抗草害的作用。生物技术的应用能够有效的杀死草害,使得植物能够健康成长。如今,科学技术的不断进步,也使得人们对环保的意识也不断增加,因此,在生物技术的研究中应当更注重对环境的保护,不能一味的研究而忽略环保。 4依靠生物技术培养出抗病、抗虫的新品种 农作物在生长的过程中会出现许多的病状,比如:病害和虫害等,最主要的就是病害和虫害,这2个是导致农作物产量下降的主要因素。近几年来,使用生物技术来培育抗病、抗虫的植物是一个新的趋势,它是按照有关病虫害的要求,将能够防治病虫害的基因,经过生物技术来进行移植,移植到植物中,使得植物能有健康的成长,并且在生长的过程中不断的繁殖出新的抗体,能够有效的防治病虫害的破坏,使产量上升,带来经济效益和社会效益。 5总结 科学的快速发展也使得对植物病虫害的防治得到了提升,生物技术的发展能够有效的提升学者和研究人员在植物与病菌之间更深一步的研究,更加全面化的了解不同种类的植物对于不同细菌分子的抗性,从而研究出更好的基因,通过不断地改良和研究来提升生物技术的成长。这也将更加利于提升植物在生长过程中对病虫害的防治,使得植物健康的生长。本文探讨了基因在防治过程中对植物所产生的作用,同时也对现代生物技术防治病虫害的有效性进行了研究,期待生物技术能有更加发展全面,提升防治病虫害的防治技术。 作者:窦宝峰 单位:衡水市桃城区农牧局 植物生物技术论文:高校园艺植物生物技术论文 1《园艺植物生物技术》实践教学中存在的主要问题 1999年,高校开始招收第一届园艺(教育)专业学生,并开设《植物组织培养》课程。随着植物生物技术的迅速发展,植物组织培养的内容已经不能满足现代园艺发展的需要。进入21世纪以来,分子生物技术向传统园艺育种领域的渗透加快,这就使得教育界不断改革原有教学内容,以适应变化了的形势和现实[4]。因此,在新的人才培养方案中,将《植物组织培养》修订为《园艺植物生物技术》。但是因为实验条件和师资队伍等原因,《园艺植物生物技术》实践教学过程中仍存在一些问题:一是实践教学内容老套,仍然以之前的组织培养相关内容为主,未涉及基因工程方面的实践环节;二是教学方法和手段单一,主要以传统的验证实验为主,即老师先讲实验原理、步骤,学生按步骤机械地完成内容;三是考核方式不科学,缺乏过程考核,而仅以实验报告成绩、考勤和纪律等为考核依据,考核结果不能真正反映学生动手实践能力。 2具体改革措施与方法 2.1实践教学内容改革 实验教学内容的设置要在继承传统内容的基础上有所创新,要对原有实验内容进行整合,实现实验教学内容体系的整体优化[5]。首先,在最新修订的人才培养方案中,本课程由36学时增加到54学时,实验学时由原来的18学时增加到27学时,课程实习1周。其次,实验内容有了较大的改变,在原有内容的基础上增加了试管苗常温离体保存和园艺植物生物技术综合实验设计2个综合性实验内容,其中试管苗常温离体保存实验课学时设计为每次课6学时,学生先用1d时间完成培养基的配制和接种,并在接种后定期进行观察记录实验数据;园艺植物生物技术综合实验设计是让学生在查阅相关文献资料基础上,自行设计试验方案,方案要求确定研究内容、研究方法及所要达到的目的及结果,教师组织学生对试验方案的可行性进行评价,然后各小组根据修改意见对试验方案进行完善,并付诸实施。此项内容为课程实习中的小组自选试验做好前期准备。在一周的教学实习中,保留了原有的植物茎尖脱毒培养等传统项目,增加了非变性聚丙烯酰胺凝胶法分析植物过氧化物酶、植物基因组DNA的提取与检测等内容使学生能掌握植物生物技术的一些基本实验技能,为今后的学习和研究奠定基础。 2.2实践教学方法改革 多媒体是教学的必要工具。使用多媒体可直观地展示概念、理论、实验操作过程等内容,学生容易接受,同时可以运用一些静态的图片、动态的视频及一些实物使学生理解实验内容。《园艺植物生物技术》实践教学改变传统的教学模式,在实验课堂引入多媒体课件,将实验原理、方法、注意事项等通过图片、动画和视频等形式进行教学,比如无菌操作在实验教师讲解后就通过观看视频进一步熟悉无菌操作过程,然后再由学生自己操作;如愈伤组织诱导与分化、植物茎尖脱毒培养等实验内容,将教师先前的实验结果制作成直观的演示教案,以增强学生对实验结果的目的性;在讲到组培苗污染、玻璃化、褐化等现象时,直接带实物到课堂,使同学们对这几种现象有了一定的直观认识,一目了然。通过多媒体辅助教学,有效地提高了实践教学的质量和效果。 2.3考核方式改革 以往实践课程的考核大都侧重于学生的实验报告、考勤、劳动表现和纪律性等方面,缺乏过程考核,导致考核结果不能客观反映学生的动手操作能力、试验设计能力、团队协作能力和创新能力[6]。因此对应用型本科高校学生的实践教学进行考核方式的改革势在必行。通过近几年的摸索和实践,我们对园艺植物生物技术实践教学采取单人和小组2种考核方式。单人考核采用单人操作、现场考核、2名老师评分的考核方式,根据学生在规定时间内是否完成考核任务、技术熟练程度,以及关键环节有无失误等等内容来进行等级评定,考核结果分为优、良、及格、不及格4个等级。小组考核主要对小组的试验设计、准备和操作以及试验结果(实物考核)等内容进行综合考核,具体办法是:每个试验小组选派1名代表,对试验设计、试验内容、试验过程和试验结果等以PPT形式进行汇报,并对试验结果进行分析讨论。这2种考核方式,不仅考核方法科学、合理,考核评价的结果真实,更重要的是锻炼了学生的动手操作能力、团队协作意识,提高了学生分析问题和解决实际问题的能力。 2.4学生参与实验室的管理与维护 实验室开放能够保证学生有足够的时间对研究性、综合性和设计性试验的研究,启发和鼓励学生进行探索性实践[7]。近年来,我们加大了实验室开放力度,鼓励低年级学生提早进入实验室学习,每年从园艺专业学生中公开招聘1~2名实验室管理员,负责组培室的日常管理工作,管理员组建园艺植物生物技术实践兴趣小组,负责组培室常规试剂的配制和组培苗的扩繁等工作,并形成“一级带一级、四年不断线”的良性循环体系,实验室形成了较好的科研氛围,每年都有学生成功申请高校与园艺植物生物技术相关的大学生创新科研基金课题,课题的实施不仅激发了学生对科学研究的兴趣,而且增强了学生创新思维,对学生今后的就业和考研深造均具有很好的促进作用。 3结语 改革《园艺植物生物技术》实践教学,建立适合我校应用型本科园艺专业培养目标及符合社会对园艺人才需求的实践教学体系,是培养创新型园艺人才的有力措施。一方面要求实践教学教师不断更新教学观念,优化教学内容、考核方式,改进教学方法,掌握本学科前沿发展动态,努力提高科研理论水平,不断提高业务素质,以便能够更好地指导学生;另一方面要加大实验室建设力度,增加投入,购置先进的仪器设备,创新实验室管理模式,从而培养知识结构优、实践动手能强、团队协作意识强、创新创业能力强的“一优三强”应用型本科人才。 作者:周玉丽 李慧敏 陆晓民 张雪平 贾双双 单位:安徽科技学院生命科学学院 植物生物技术论文:植物抗菌肽应用于生物技术论文 抗菌肽是宿主非特异性防御系统的一部分,可以通过磷脂质作用和膜透化作用杀死病原体。抗菌肽是由基因编码的,对植物病原体以及感染人的病毒、细菌、真菌、原生动物、寄生虫和肿瘤细胞等致病体都有活性作用[1]。根据氨基酸序列同源性,植物抗菌肽的主要家庭成员包括硫素、防御素、脂质转运蛋白、蜕皮素、环肽类蛋白和细胞穿透肽等。 1植物抗菌肽作用机理 大多数已知的植物抗菌肽是通过在细胞膜上形成穿孔,导致离子和代谢物泄漏,从而干扰呼吸过程,最终导致细胞死亡[2]。细胞膜分子的两性结构及其在生理pH值下带正电荷的特征可能是植物肽与膜脂质发生作用的重要原因。阳离子残基吸引如阴离子磷脂、脂多糖或磷壁酸等带负电荷的分子,从而使得肽链在细胞膜表面积聚,当浓度达到阈值时细胞膜就开始崩溃[3]。为解释这种现象科学家们提出了3个主要模型[4]:桶板模型、虫洞模型和地毯模型。 2植物抗菌肽的主要分类 2.1硫素 硫素是抗菌肽的一种,其分子质量较低(约5kDa),富含精氨酸、赖氨酸和半胱氨酸残基。其结构包括2个反向平行的α-螺旋和1个反向平行的双链β-折叠,以及3个或4个保守的二硫键。硫素几乎出现在每1个重要的植物组织中,从胚乳到叶子均有发现。硫素的抗菌活性是蛋白与细胞膜交互作用的结果,带正电的硫素与带负电荷的真菌细胞膜的磷脂通过静电作用相互结合,诱导细胞膜表面的缺陷,导致膜的不稳定性并破坏脂双层。 2.2防御素 植物防御素是小的、碱性的、富含半胱氨酸的多肽链,含有45~54个氨基酸,在等电点时带正电荷。植物防御素的生物活性包括抗真菌、抗菌、蛋白酶和昆虫淀粉酶抑制剂等特性[5]。植物防御素有相当多变的氨基酸组成,但是三维立体结构很保守,包括1个三链的β-折叠和1个与之平行的α-螺旋,由4个二硫键维持整个结构的稳定性。植物防御素可能利用葡糖神经酰胺作为插入真菌细胞膜的受体。然后,借助防御素所带的正电荷和细胞膜相互吸引,并插入细胞膜内,导致膜破坏、不稳定性和离子流出。抗菌肽最大的特点是对细菌、真菌、病毒等多种植物病原体具有抗菌活性[6]。此外,防御素对植物的生长、发育及生殖过程也有一定影响[7]。 2.3脂质转移蛋白 小型非特异性脂质转移蛋白(ns-LTPs)具有在体外不同细胞膜之间转移脂类的功能。它能够参与细胞膜的合成、细胞内的脂肪酸含量的调节,并对动植物病原体起到一定防御作用。它们的抗真菌作用方式可能是插入到真菌的细胞膜上形成穿孔,使胞内离子外流,最终导致细胞死亡。所有的LTPs都具有相同的结构特征,具有一个由4个α-螺旋包绕形成的疏水性腔,被4个二硫键紧紧连接形成紧密结构[7]。LTPs的疏水性腔可以结合磷脂、类固醇等多种脂质分子,具有体外抗菌和抗真菌的活性,因此被归类为PR-14组。有些ns-LTPs是水果、蔬菜、坚果、花粉和乳胶中重要的过敏原[8]。 2.4蜕皮素 蜕皮素是从马铃薯块茎中分离出来的具有63个氨基酸残基的抗菌肽,这些多肽的氨基酸序列具有多样性,但对于不同植物具有相同的抗菌和抗真菌病原体的能力。蜕皮素是碱性蛋白,富含半胱氨酸残基,可以形成6个二硫键,进而稳定蛋白结构。在生长发育的不同阶段,马铃薯中的蜕皮素-1(StSN1)基因是一直表达的,不受生物、非生物压力的影响作用。而蜕皮素-2(StSN2)基因的表达是受局部伤害诱导的,对病原体感染具有不同的反应[9]。StSN1的氨基酸序列和番茄GAST家族(赤霉酸刺激转录反应)的氨基酸序列具有相似性,因此归类于蜕皮素/GASA家族[10]。蜕皮素/GASA蛋白在不同的植物器官中均有表达。大部分的蜕皮素/GASA基因是受植物激素调控的,参与植物激素信号调节途径,控制激素含量水平和激素反应过程。 2.5环肽类蛋白 环肽类蛋白是在细菌、植物和动物中发现的圆形蛋白[11]。植物环肽类蛋白含有28~37个氨基酸,包含1个头-尾环化的主链以及3个位于环化半胱氨酸结点(CCK)分子内的二硫键,具有较高的序列相似性和结构相似性。CCK是形成环肽类蛋白特殊稳定性的主要原因,它迫使蛋白质的疏水部分暴露在分子表面,疏水性残基在表面上形成1个斑点,使整体结构呈两亲性,因此它们对多种蛋白酶的水解和降解过程具有抗性[12]。植物环肽类蛋白是基因编码的通过核糖体的生物合成路径产生的多肽,该环肽类蛋白前体通常包含1个内质网ER信号,1段肽链,1个N-端重复序列(NTR)和1个C-端短肽尾。NTR区域具有两亲性螺旋结构,可以指导环肽类蛋白结构域的正确折叠[13]。C-端区域(CTR)区域内保守的天冬氨酸残基表示该部分蛋白可能是一种天冬酰胺内切蛋白酶的作用对象。 2.6细胞穿透 肽细胞穿透肽(CPPs)可以协助目的蛋白通过细胞膜转入活细胞当中[14]。不论体内还是体外条件下,CPPs在微摩尔浓度时就能够穿透细胞膜,而无需任何受体的协助,也不会对细胞膜造成任何显著损伤[15]。它们可以和目标物(核酸、低聚核苷酸、肽序列和寡糖)相结合,并将其有效地转运到细胞内,因而在药物递送过程中具有潜在应用[16]。不同的CPPs和CPP-结合物可以通过不同的机制进入细胞内,并最终进入不同的亚细胞区室。这些较短的、带正电荷的小肽具有不同的氨基酸序列,但是都具有转导结构域,并有带有不同程度的呈阳离子性的Arg和Lys残基。尽管CPPs具有很大的序列多样性,但是可以分为3种主要类别:阳离子型、两性型和疏水型CPPs[17]。这些多肽和蛋白质是转录因子、细菌或病毒表面蛋白、毒素、两亲性螺旋肽的局部序列衍生物,也可以从膜结合受体或黏附蛋白的配体中得到。 3植物抗菌肽在生物技术方面的潜在应用 抗菌肽是由具有保守序列的小型基因编码的、可以通过基因扩增和基因转移的方法来增加目标多肽的产量及其特异性活力。许多研究已经证明,植物防御素的转基因表达可以使植物组织免受病原体的攻击。硫素是发展转基因植物的重要工具,通过表达更高水平的硫素,可以增加对病原体的抗性,进而减少农业中的损失,并且可以减少农业生产中更高剂量的杀虫剂的使用;环肽类蛋白在开发新型抗生素和生物杀虫剂的研究中也具有重要作用,不同的CPPs可以成功地将高分子量药物导入细胞,也可以用于疫苗研发。由于其在透皮给药系统中的巨大潜力,CPPs在药物生物技术中的应用越来越流行。 4结语 植物抗菌肽是具有不同氨基酸组成和结构的多肽,具有快速杀灭病原体的性能,在制药和生物技术中具有广泛应用。由于其广谱抗菌活性及高效率,抗菌肽可以用作天然抗生素,以替代化学抗生素,用于保护植物和防治动物疾病,也可以作为感染治疗药的有效替代产品,以阳离子抗菌肽制成的气溶胶喷雾剂已经用于囊性纤维化患者的治疗[18]。国内已经开发了可以表达不同含量植物抗菌肽,对疾病具有不同程度抗性的转基因植物,因此抗菌肽可以在农业上作为保护植物的有效产品。但由于植物抗菌肽具有稳定性差、生产成本高等技术缺陷,目前还没有实现商业化生产。未来的研究方向应该是开发毒性较小、更稳定的抗菌肽化合物,并通过改进生产工艺流程、提高多肽合成效率来降低生产成本,使得植物抗菌肽能在制药和农业技术方面得到更广阔的应用。 作者:王美玲 单位:青岛科技大学 植物生物技术论文:生物技术在植物保护中的应用探究 (山东省东阿县农业局,山东 东阿 252201) 摘 要:随着科学技术的迅速发展,生物技术被广泛应用在植物保护中。生物技术是利用生物体或有机体渗入到产品中,有机结合,改良产品品质或培育微生物以满足特殊需求的新技术。它包括细胞工程、基因工程、发酵工程和酶工程。本文主要探究了生物技术在植物中的应用,并对其应用进行了展望。 关键词:生物技术;植物保护;应用 1 生物技术在植物保护中的应用 1.1 细胞工程 每个植物细胞的遗传信息是完全相同的,并且包含该植物体全部遗传信息。在适当条件下,植物细胞具有全能性,一个单独的植物细胞可以培育成一个完整的植株,生物学家通过组织培养来培育名贵花卉,消除植物上的病毒,以及通过对细胞核的遗传物质进行整合,以此来获得所需要的品种。研究不利于植物生长的外来生物就是保护植物,如病虫害、杂草等,可以利用细胞工程来改善植物,获取所需要的基因,我国病原微生物的细胞工程已经取得初步进展,在科学家努力下将会不断地完善,培育出优良品种。 1.2 基因工程 基因工程是利用生物技术或物理化学方法将目的基因导入植物细胞中,获得人们所需要的转基因生物,有目的的生产植物或农产品。通常基因工程包括直接转移法和间接转移法:间接转移法原理是把目的基因转移到病毒或霉菌上,通过病毒或霉菌感染植物来间接把目的基因转移到植物基因中,以此来高效表达;直接转移法是把目的基因直接整合到植物的基因中。可以利用基因工程进行育种,以此来获得抗虫、抗病、抗除草剂、抗倒伏的优良品种,不仅可以节约成本,还可以减少环境污染,具有很广的市场前景。 1.3 发酵工程 发酵工程在植物保护中的应用主要是通过生产抗生素来制造农药,杀死害虫以防对农作物产生危害。目前我国已经广泛使用抗生素来制作农药,其优点是生产成本低,安全性高,高效、无污染。在19世纪60年代我国就开始把苏云芽孢杆菌用于农药生产,随后又提练出了Bt菌株并应于实际生产,其主要优点就是安全性高,为新世纪绿色产品的生产提供了契机,尤其在无公害农产品项目上应用广泛。目前我国抗生素生产已经在国际上占有一席之地,特别是冈霉素和阿维菌素成为世界上最大的生产国,其中冈霉素主要用于水稻,大大提高了水稻的产量,为我国的粮食产业做出了巨大贡献,增加了农民的收入;阿维菌株主要用于生产杀虫剂,安全高效。 1.4 酶工程 生物技术在植物保护的应用中,生物学家利用酶工程来获得所需要的物质,其原理就是将酶或微生物细胞、植物细胞、细胞器等在一定的条件下,借助酶的催化功能,将相应的原料转化成有用的物质。目前最先进的是利用酶工程来制作生物农药,主要优点是无公害,并且不易产生抗药性,生产简单、成本低,主要应用于病虫害防治。例如把昆虫病毒基因插入到外源基因中,使其在昆虫体内得到表达,通过扰乱昆虫正常代谢,影响其活动,以此达到灭虫目的。由于无污染,具有很广的市场前景。 2 生物技术在植物保护中的应用展望 植物保护中生物技术的使用,突破了传统育种的界限,在原有育种的基础上整合新的基因,使传统技术与生物技术有机结合,降低了生产成本,提高了生产效益,不仅增加了植物的产量,同时也保证了植物的质量,在植物发展轨道上具有很大的发展前景。 生物技术在植物保护中的优点是不容置疑的,也创造了许多效益,一直处在快速的发展轨道上,安全性高、对自然生态平衡影响小,害虫不易产生抗性,但是它也有不足的一点,专一性太强,目前的生物农药只能针对一种害虫,对于具有多种害虫的农田具有不足之处。因此生物科学家应不断完善生物技术在植物保护中的应用,克服目前生物技术存在的缺点,可以利用基因工程把抗虫基因导入植物中,这样植物就具有了抗虫特性,也可以使植物散发一种气味,以此来驱散害虫,此种方法克服了生物农药针对的缺陷,减少了环境污染,更好地保护了植物。利用生物技术可以培育新品种,避免自然环境的污染。生物技术在植物保护中的应用还存在一些不足,需要我们去研究,使植物产业更好的发展,造福于人类。 3 结束语 总之,生物技术在植物保护中的使用,提高了我国农业发展的水平,加速了我国植物产业的发展,为人类增加了许多效益。将生物技术用于作物育种,保证了种子基因的纯度,基因工程培育了许多优良品种;发酵工程通过制作菌株来生产农药,减少了成本,同时还具有高效的作用;细胞工程利用植物细胞具有全能性的特点,可以有效除去植物基因中含有的病毒,培育花卉的优良品种;酶工程制作了生物农药,减少了农药的使用,缓解了环境污染,降低了生产成本;保护了大自然的环境,使人与自然和谐、可持续发展。 作者介:司姗姗(1984-),女,助理农艺师,研究方向:农学。 植物生物技术论文:问题式教学模式在园艺植物生物技术双语教学中的应用 摘要 园艺植物生物技术是园艺专业的主干课程,采用问题式教学,即以提出问题、分析问题、解决问题为手段,贯穿于整个教学过程中,教师引导学生解决问题,这种教学方法适合双语课程授课的特点,能引发学生学习园艺植物生物技术双语课程的兴趣,实践效果良好,同时为其他双语课程的开展提供了一定的指导。 关键词 园艺植物生物技术;问题式教学模式;双语教学 21世纪是生物的世纪,高校很多开设了和生物技术有关的专业,越来越多的领域也涉及到生物技术,很多行业急需大量的有一定生物技术知识基础的人才,很多高校开设了和生物技术有关的课程。 园艺植物生物技术是河南科技学院园艺园林学院面对园艺专业开设的一门重要的专业课。主要内容包括植物组织培养基本技术、脱毒快繁技术、细胞培养和体细胞杂交技术、染色体工程、基因分离、遗传转化的基本原理和技术以及DNA标记等技术,通过本课程的学习,要求学生系统掌握园艺植物生物技术相关基本原理和技术,培养学生科学的思维方式和科技应用能力[1-4]。在该门课程的学习过程中,作为本科生除了要掌握基本理论知识和基本技术,还需要多了解该技术的发展,特别是在国际上的发展趋势,为将来从事园艺植物生物技术相关研究及其产业应用奠定良好的基础。因此,需要开展生物技术双语课程的讲授,让学生对生物技术的专用词汇和用语进行掌握,在语境中掌握基本技术,同时加强学生生物技术国际化的学习,便于学生查阅外文文献,扩展视野,掌握生物技术的技术前沿和最新动态[5-7]。 园艺植物生物技术课程因为内容涉及面广,专业性强,需要学生具有较好的英语基础,同时需要学生对于生物技术的学习兴趣强,为了解决这个问题,通过查阅大量的关于教学法的文献,对于涉及和英语有关的很多教学采用的较多的教学方法是问题式教学,结合自己教学的经验和面对的学生特点,计划在园艺植物生物技术双语课程的讲授过程中很多关于技术如培养基母液的配制、培养基的配制、脱毒技术、细胞培养、原生质体培养、染色体单倍型和多倍型的获得、DNA的提取、标记、电泳技术、转基因应用等方面采用问题式教学,为该课程双语课程的顺利开展和该方法在其他双语课程开展的应用提供指导[8-10]。 1 问题式教学模式开展的必要性 本课程教学理念是将理论教学与实验教学相结合、中文教学与双语教学相融合,以双语教学为手段、教学内容为载体,博采中西方教学之长,促进国际教育文化交流与合作,培养学生的创新能力、合作意识、国际交流与竞争能力,探索和实践符合中国实际的双语课程教学模式,发挥积极的示范与辐射作用。该双语课程采用问题式教学模式是由课程的2个方面决定的。 1.1 课程内容的特殊性 园艺植物生物技术涉及的内容专业范围非常大,生物技术领域包括的课程如细胞生物学、分子生物学、基因工程等,而这些课程的基础知识在园艺植物生物技术一门课程中均有涉及,内容繁多可想而知,要想在有限的课时内全部讲授和让学生掌握是不可能的。如何让学生对于每个技术优秀有所把握,教学方法的选择成为教师必须要解决的第1个问题。问题式教学模式是目前探究和使用较多的一种教学方法,在讲授过程中将生物技术基本理论和操作技术为中心展开教学,基本理论除了教师讲授,还需要提前布置问题,让学生去查阅文献,追根溯源,操作技术需要问题式教学,如果采用讲述,学生很难记住,以问题为导向,教师布置问题,案例及项目教学法相结合,学生分组探讨学习[11-12]。 1.2 双语教学的特殊性 园艺植物生物技术的内容专业性比较强,园艺专业的学生在大学阶段开设虽然有园艺专业英语,但是没有涉及生物技术的词汇,因此在进行双语讲授的过程中,相当于还要讲授园艺植物生物技术的专业英语,加大了工作量,在有限的时间内让学生感兴趣,同时掌握专业词汇和基本技术英文的表示,大学英语学习最常用的问题式教学法具有很大的借鉴性。 2 问题式教学模式的实施 2.1 教学内容 园艺植物生物技术双语教学的重点内容是将课堂上要讲授的内容,分阶段地按照不同的章节提前布置给学生,比如研究领域方面的园艺植物生物技术发展简史及趋势,脱毒、细胞工程、染色体工程、分析标记及转基因的应用等方面的内容,技术操作方面如组织培养培养基母液配制、培养基配制、无菌接种操作、脱毒技术、细胞培养、人工种子制作、DNA提取、凝胶电泳、分子标记等方面的内容,均可以按照问题式教学模式开展教学。布置的问题关于课本上的技术操作方面的,这种问题的答案是有针对性的,关于研究领域方面的,这种问题往往是开放性的,没有绝对正确的答案。 2.2 组织形式 学生需要在课前查阅大量资料来自学和完成教师布置的任务。在课堂上首先是每个学生将自己所得与组内其他人交流、讨论,可以采用中文进行交流,形成一个小组的结论,教师灵活地参与到每个组的讨论中去,进行观察,将讨论向深入引导。小组讨论后形成小组观点进行汇报,每个组每次汇报的学生不同,汇报的学生可以采用小组推荐,还可以采取数字抽取,然后教师选择数字,可以采用男女特征进行选人汇报,比如长头发女生汇报等,保证每个学生都参与讨论和得到锻炼,每个小组再各自就自己的结论进行英文陈述,然后进行组和组之间的英文讨论交流,最终在教师的参与和指导下得出总的结论,同时要求学生每人撰写出总的中文和英文结论。“问题―阅读―讨论―汇报―结论”这种方式既包括了英文的阅读,也有英文的陈述还有撰写,符合中国英语学习语境下的学习方式,适用于不同程度的英语水平的学生,有助于园艺植物生物技术双语课程的开展[13-14]。 3 问题式教学模式的关键 3.1 提问方式的多样性 一方面是授课教师在讲授过程中随时随地询问“有问题吗?”“any question?”;另外教师必须引导学生提问,采用中英文结合的提问方式。这对于非母语的学习者,这一点非常重要,对于没有听懂的表达或含义,可以及时提问,便于前后内容的连贯,有助于及时清除理解障碍、回顾前一内容、理顺思路以及调动积极主动的思考等方面。 3.2 回答方式的多样性 在每个内容讲解过程中,用一定的方式来提问学生。可以让学生对照教材英文回答或是借助手机百度等网站作答,可以改变学生的注意力,因为据调查学生的注意力集中一般为15 min,通过问题式教学可以使学生保持思维的更换,通过手机百度答案学习,可以调节学生思维,转换注意力,活跃课堂学习氛围[11,13-14]。 4 问题式教学方式的作用 园艺植物生物技术双语教学方式很多,采用问题式的教学方式可以发现以下作用。 第一,可以促进学生通过查找资料、相互交流、讨论、陈述,学会了如何自己学习、集思广益、团队合作和解决问题。第二,对于英语底子比较薄的学生,对于英语陈述有时间准备,再通过课堂讨论,加强印象,教师在这个过程中的作用就是参与讨论、引导思考,对学生的锻炼和提高效果显著,学生通过讨论能够分享经验、观点和知识,每个学生都能从别的学生那里获得新的东西,甚至教师都能从学生那里获得收获。第三,通过汇报反馈,教师可以了解学生对于该部分内容的掌握情况,还有哪些是需要补充和重点讲述的,重新审视教学重点,把握教学优秀。第四,通过“问题式”教学,可以教会学生如何学习,如何运用学到的知识解决问题。在教学过程中不能让学生仅仅坐在那里听,应该尽量把学生放到真实的情境中去,让学生去做、去尝试、活跃起来。第五,变获得式学习为探究式学习,通过提问、收集信息、分析数据等促进学生进行探究式学习,将学习过程的重点放在“如何学会”上,而不是“学到了什么”。通过这种探究式学习,能增进学生的学习兴趣,让学生主动、高效地进行学习,并将所学的知识与实际生活紧密联系,有助于学生加深理解。另外,应对于教学方法、教学效果经常进行总结,并及时从学生那里获得反馈,进行反思、调整和改进。比如还可以采用案例并结合提问进行教学。比如将植物组织培养工厂化育苗公司实例引入理论教学中,对实例进行深入剖析,将学生的理论学习与实际生产实际相联系,能起到比单纯理论讲授更好的教学效果,而且能提高学生用所学理论分析问题、解决问题的能力和技巧[14-17]。 植物生物技术论文:浅谈应用性技术大学园艺专业《植物生物技术》课程 【摘 要】 《植物生物技术》是园艺专业的专业基础课,是现代生物技术的重要组成部分,其特点是注重理论与实践教学的结合与渗透,在培养学生实践技能的过程中加深对基础知识的理解。本文旨在通过《植物生物技术》课程的教学方法的探讨,提高园艺专业学生综合运用所学知识在实际工作中独立发现问题、分析问题和解决问题的能力。 【关键词】 植物生物技术;实践教学;教学方法 1 园艺专业《植物生物技术》课程的主要内容和意义 植物生物技术的种类主要包括:(1)植物基因工程,通过对遗传物质的改良,改变植物的性状;(2)植物细胞工程,包括植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术(细胞杂交技术)、细胞器移植技术等。(3)酶工程,包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术,酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。(4)植物蛋白质工程等。 运用组织培养技术进行等高档花卉及香蕉、草莓等果树蔬菜脱毒苗的生产和大量扩繁。利用转基因技术、组织培养技术、细胞融合技术等可改良或选育植物新品种。因此《植物生物技术》课程是园艺专业不可忽视的部分。 2 园艺专业《植物生物技术》课程的特点 园艺专业《植物生物技术》课程主要有以下几个特点:第一、《植物生物技术》涉及的内容较广,如植物培养技术、植物基因克隆技术、植物遗传转化技术、分子标记辅助育种技术等,加之技术的讲解比较枯燥,不利于吸引学生的注意力。第二、《植物生物技术》是一门技术课程,因此实验和实践环节尤为重要。 3 园艺专业《植物生物技术》课程教学过程中存在的问题 实验和实践环节在《植物生物技术》课程占据重要地位,但有的仪器非常昂贵,一般实验室仅配有1-2台,如细胞融合仪、PCR仪、冷冻离心机等;有的仪器占地面积比较大,如超净工作台。以上因素对《植物生物技术》实验和实践教学造成一定的不利影响。 4 园艺专业《植物生物技术》课程教学建议 应对植物生物技术》涉及的内容较广、讲解比较枯燥的特点,建议以专题和讨论座位主要教学形式。,在专题讲座过程中要注意启发式教学,激发学生积极思考,善于动脑,主动探索有关问题,注意提高他们的判断性思维的能力。此外,生物技术领域的研究进展相当迅速,所以在教学过程中特别注意教学内容能反映或联系学科发展的新思想,新概念,新成果,特别是在本专业的应用方面的新成果。还可邀请行业内著名生物技术研究专家做专题报告,是学生了解现代生物技术的最新研究动向和其应用前景。 应对实验仪器或场地的不足,在分批实验的基础上,延长实验室资源的开放时间,使学生有充分的实践机会。此外,在生物技术研究所和公司的参观、实习对培养学生的动手能力也很有帮助。 植物生物技术论文:生物技术在植物病虫害防治中的应用及其展望 摘 要:伴随着社会经济的不断发展和进步,我国的农业经济也获得了比较大的进步,但是目前农作物的生产过程中的病虫害已经成为了当前农业经济发展中的难题,影响着农作物的产量。实践中造成农作物减产的原因是多方面的,而作物在生长过程中病虫草害是导致农作物减产的重要因素。近年来,伴随着社会的不断进步和发展,生物技术在植物病虫害的防治中应用越来越广泛,获得了比较好的效果。本文主要结合实践,就生物技术在植物病虫害防治中的应用开展了研究和分析。 关键词:生物技术;病虫害防治;应用展望;综合防治;应用研究 实践中将生物技术应用到植物病虫害的防治工作中,主要是通过利用有益的微生物技术实现对于病虫害的防治,在生态环境的保护方面有着一定的优势,因而受到了越来越多专家和学者的关注。生物技术在植物病虫害的防治中有着一定的积极作用,能够促进植物的健康生长,最大限度地减少可能存在的病虫害。但是,目前生物技术在植物病虫害的防治中仍然存在着不少问题,在一定程度上影响作物的正常生长。分析和研究生物技术在植物病虫害防治中的应用就显得越来越重要。伴随着科学技术的不断进步,生物技术在植物病虫害防治工作中获得的成就正在大家所认可,这对于我国农业生态的发展起到了极大的促进作用。本文主要结合实践,探讨了生物技术在植物病虫害防治中的具体应用,以期能够更好的促进对于生物技术在植物病虫害方面的认知,促进植物健康生长。 1 基因工作在植物病害防治中的应用 在开展植物病虫害的防治工作中,基因工程是一项十分重要的应用,基因工程在植物病虫害的防治中主要包含了以下几个方面。CP基因。CP基因能够将植物对于病毒的免疫性进行适当的诱导,从而很好地提升植物抵御病虫害的能力。目前,在国内外的植物病虫害防治工作中这种外壳蛋白基因开展了有效的应用,比如烟草花叶病毒等。这种CP基因的应用可以使得植物对于病害有一定的免疫功能,能够很好地减少植物可能出现的各种病害。RP基因。RP基因是复制病毒的复制酶基因,而复制酶指的是通过对病毒的编码,再利用不同的组合形式形成不同的聚合酶。该基因主要的作用是对病毒基因的DNA进行快速的合成。同时,该基因还能够将一些具有缺陷的复制酶基因转入到植物之中,这样就能够受到复制酶的影响,进而导致其复制作用受到一定的影响,从而有效的降低病毒复制的速度。Sat-RNA以及中和抗体。这是一种低分子的RNA,一般需要依靠病毒才能够实现复制的过程,并且复制的郭恒会对辅助病毒的复制产生不同程度的影响,进而造成在症状表现方面产生一定的变化。实践中生物技术应用到植物病害的防治中,主要是采取将病毒的症状减弱的Sat-RNA,对于减少植物的病虫害有着一定的积极作用,应给予充分的重视。 2 生物技术在植物虫害防治中的应用分析 蛋白酶抑制剂在大部分的生物体内都有着一定的含量。这种基因是维持生物体内正常代谢的重要保证,同时也可以很好的抵御各种外来的蛋白水解酶,所以能够比较好的防治生物体内所造成的损坏。近年来,生物技术得到了快速的发展,对于蛋白酶抑制剂的研究工作也越来越广泛,特别是其抗虫害方面的作用显得也更加的突出。一般情况下,蛋白酶的抑制作用在杀虫工作中可以起到很好的抑制昆虫肠道蛋白活性的作用,可以对昆虫的消化系统产生一定的破坏作用,进而使得昆虫由于缺少一定的氨基酸而没有办法正常的生长和法语,最终导致昆虫的死亡。目前,这种通过蛋白酶来抑制昆虫生长的方式在保障植物的正常生长有着很好的促进作用,正在被广泛的应用,极大提升了植物的抗虫害能力,促进了植物的健康生长。 3 生物技术在植物的草害防治中的应用分析 生物技术可以将一些具有抵抗除草剂的基因转移到植物之中,使得植物自身具备对于除草剂等药物的抵抗能力。这些具备抵抗除草剂基因包含了利用编码可以分解除草剂的酶、在出现扩增现象的时候被除草剂损害的酶等,通过这些基因的作用就可以达到抗草害的目的。近年来,人们的环保意识不断的增强,在生物技术的应用中也更加注重对于环境的保护。通过有效的应用生物技术能够达到草死苗长的目标,以此来促进除草剂应用价值的不断提升。 4 小结 近些年来,伴随着科学技术的不断进步和发展,在植物病虫害的防治工作中也获得了一定的进步。生物技术的有效应用,能够很好地促进对于植物以及病菌之间相互作用机制的研究,进而更加全面和深入的了解各种不同细菌分子在引起植物病虫害过程中所产生的不同影响,反过来也可以促进生物技术的不断改良和优化。这将更加有效地提升植物病虫害的防治效率,进而促进植物的健康生长。本文主要结合实践探讨了基因工作在植物病害防治中的应用,同时就生物技术在植物虫害防治的作用进行了研究,并就生物技术在植物的草害防治中的应用开展了论述,以期能够更好地促进生物技术在植物病虫害的应用。 作者简介:黄正鸿(1973-),男,汉族,云南宁蒗人,宁蒗彝族自治县植保植检站,农艺师,本科。 植物生物技术论文:生物技术专业植物生理学实验教学改革初探 摘要:针对高等院校植物生理学实验教学现状和现存问题,对实验教学的教学方法、教学内容考试方法进行创新与探索,以提高植物生理学实验教学的质量,调动学生学习积极性,培养其实践与创新能力。 关键词:生物技术;植物生理学;实验教学改革 植物生理学是研究植物生命活动规律的基础学科,是理论与实践结合的一门专业基础课,是高等农业院校生物技术专业必修的重要专业基础课,作为高校精品主干课程,其教学效果对后续专业课的学习有直接影响。植物生理学实验是学生理解和掌握该学科基本原理的必需环节,为进一步提高生物技术专业本科生的综合实验技能和科研创新意识,对现有植物生理学实验教学方法、教学管理和考核评价进行了改进。 一、教学方法改革 植物生理学实验课程的任务是使学生了解实验的基本内容,掌握基本实验技能,养成良好实验习惯,提高科学实验能力。传统的实验教学是单一被动的,通常上课前由教师准备实验材料、仪器和试剂,板书实验方案,通过课堂讲解,灌输给学生,学生比葫芦画瓢简单完成实验操作,教师和学生之间的情感相互隔离,缺乏沟通,不利于学生综合素质的培养。实验教学方法的改革是植物生理学实验教学改革成功的必要保证。因此改变单向的教学方式,提高实验教学效果,成为植物生理学实验教学改革的重要内容。 1.课前预习和准备。①课前预习。植物生理学实验教学内容多、课时少,为了提高教学的有效性,培养学生良好的自主学习习惯,引导学生进行有效的课前预习显得尤为重要。学期开始时,教师将学生分成若干小组,让学生做好预习,实验的重点、难点就是学生预习时看不懂的内容。②实验准备。植物生理实验准备工作主要包括植物的材料选择和培养,实验器皿清洗、试剂配制,仪器安装和调试等。这些工作通常由教师单独完成,学生听讲后直接操作,目的是为了让学生在较短的时间内能够完成教学实验,但不能达到全面培养学生实验准备技能、提高学生团队合作能力的目的。我们让学生自由分组,分工合作,轮流参与准备实验,这种教学方法显著提高了学生独立思考和解决问题的能力,极大地调动了学生的学习兴趣。 2.教学手段多样化。①多媒体网络教学。借助多媒体形象生动地说明植物生理学实验的目的、意义、方法原理、实验流程、仪器设备的操作、安全措施等;课件中增加前沿试验方法、仪器操作、数据处理、论文写作等方面的介绍,让学生在了解植物生理学研究的热点方向的同时,激发其学习主动性和积极性;通过互联网软件与学生之间建立资源共享交流平台,实现对学生实验报告、科技论文写作的实时指导评定。②比较式教学。随着现代科学技术的飞速发展,现代生理仪器越来越快速、准确,将传统实验方法和先进仪器测定结合,能够使学生在深刻地理解实验原理的同时,接触前沿分析仪器,加深对实验的了解,提高学习兴趣。比如在进行植物叶片光合作用测定时,分别采用比色法和Li-6400光合仪,比较不同方法的优劣和适用范围。③分组式教学。植物生理学与多学科关系密切,培养学生的团队协作精神至关重要。实验过程中将学生分组,组长组织和协调实验地进行,组员履行自己的职责,互相帮助和协作,以团队形式进行实验。如,在实验材料的消毒、培育和获得、实验处理和指标测定等过程中提高学生的协作精神。④讨论式教学。指导教师提前培训学生的实验数据记录、观察、处理、图表制作、论文写作能力;在课堂上鼓励学生上台讲解,培养学生的语言表达能力;学生参与有多种方法的实验,通过优劣比较,经验交流与讨论,筛选可行性最好的实验方法;通过互相交流讨论,从不同角度对实验数据、实验照片进行论证分析,使学生深入认识数据处理和论文写作,为从事科研工作奠定基础。⑤探究式教学。探究式教学以学生为主体,教师为主导,引导启发学生的自主动手能力和探索创新能力,首先教师提出问题,引发学生听讲兴趣;再留给学生时间思考,然后分组讨论;最后教师融合学生未能解决的问题进行针对性讲解,激发学生的求知欲和创造力,提高学习主动性。⑥分层次教学。让学有余力的学生参与开放性试验,根据其学习兴趣,结合教师的研究方向,确定实验题目,具体的开放性实验周期非常长,需要进行的操作时间也特别多,这样容易造成与学生上课时间向冲突的后果,因此学生要利用课余、周末、寒暑假时间进行实验,通过教师及研究生的具体指导完成实验内容,培养学生自学能力和独立操作的能力。 3.教学团队建设。“教学团队与高水平教师队伍建设”是国家质量工程的重要内容,教学团队对教师发展和教师教学水平提高有重要影响。通过对相关研究进展地深入讨论,提高教师对知识架构和研究发展方向的认识,改进教学方法;定期举办教研活动,讨论教学研究中的具体问题,协商制定改革措施;开展教学合作,相互听课评课;开展教学团队的科研合作与交流,提高团队的科研实力,营造和谐的合作氛围等措施,能有效提高教学资源利用率和团队整体实力和教学水平。 二、教学内容改革 传统植物生理学以培养学生实验技能的验证性实验为主,忽视学生综合运用知识和创新能力的培养。我们在充分利用实验室现有设备的基础上,对原有实验项目进行精简优化,减少基础验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验的比例。基础验证性实验的目的是为了让学生掌握基本的实验技能,熟悉常规仪器的使用和药品配制;加深对基本理论知识的理解,掌握常规实验技术的操作原理和方法;实验内容包括实验仪器、玻璃器皿的使用、实验试剂的配制。通过基本技能训练,使学生掌握基础性实验的测定方法,加深对理论知识的理解,学会实验记录和实验报告的撰写。综合性实验重点培养学生分析和解决问题、实验数据的分析以及实验动手能力,是相互渗透的提高式实验教学形式。如,为了使学生理解逆境下植物生理生化变化,我们引入了科研项目“干旱胁迫下牡丹的转录组分析”前期理化指标测定实验,学生对牡丹叶片的光合特性、电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量进行测定,按照文章发表要求记录整理数据。使学生掌握了部分理化指标的测定方法,加深了对植物抗性生理的理解,同时使学生了解了相关领域的科研动态。设计性实验是教师根据学生的兴趣、能力和专业需要,给出实验题目;在教师指导下,学生以小组为单位,通过查阅文献设计实验方案,独立完成实验研究,处理实验数据,撰写研究简报。如,我们设计了“不同光质对牡丹年宵花生长开花特性的影响”的选题。在牡丹培育与深加工工程技术中心学生独立开展试验,完成试验数据整理,论文撰写,参与SRTP项目及挑战杯的评选。 三、考核评价改革 考核是教学的指挥棒,关系到学生能力的形成和发展,实验考核是检查教师教学质量和学生掌握实验技能的重要手段。传统的实验考核方式不利于调动学生的学习积极性和主动性。改革后综合考核内容主要包括以下几个方面:课前预习;规范配制实验药品、操作仪器设备,仔细观察实验现象,及时记录实验结果;正确分析数据,查阅文献,团结协作能力。我们采取的考核办法为:平时考勤(10%),课前预习(20%),准备实验(20%),实验操作(30%),实验报告(20%),实验报告成绩根据每一次实验的表现加和平均计算,最后的综合成绩为学生的最终成绩。这一考核办法操作复杂,但对学生实验素质技能的评价更加真实、客观、合理,注重学生平时综合能力的锻炼,有利于充分调动学生自觉学习的兴趣,培养创新型人才。 在植物生理学实验教学改革中,通过对植物生理学实验教学的教学方法、教学内容、考核方式的改进,让学生在掌握理论知识的同时,培养学生的基本实验操作能力、严谨的科研态度和浓厚的科研兴趣,这取得了一定进展。但还存在一些急需解决的问题,如。自合校十年来农学院教师数量逐年增加;项目资助逐年增加;先进实验设备日益充盈,但实验室面积几乎没有变化,这成为阻碍实验教学改革的瓶颈,另外教师深造机会较少,自身水平提高较慢,也影响实验教学改革的发展。总之只有通过不断的改进和完善,才能提高实验教学的教学水平和效果。 作者简介:郭丽丽(1982-),女,博士,讲师,研究方向:逆境生理与分子生物学。 植物生物技术论文:植物生物技术的发展与应用探讨 摘要:现代生物技术的应用已广泛渗入到社会生产实践的各个领域,与人类的生活息息相关。本文主要就植物生物技术的发展现状以及应用做一综述。 关键词:植物;生物技术;应用 始于20世纪中叶的新技术革命,可称为第三次技术革命。它是在20世纪自然科学理论最新突破的基础上产生的,包括信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋技术等。近20年现代生物技术在环境保护及食品工业、医药卫生、农林牧渔等领域示了广阔的发展前景。植物生物技术不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植,也为社会生产带来了新一轮的革命。 一、植物生物技术的发展现状 随着植物生物技术的发展,转基因作物的种植面积不断扩大,我国主要是黄豆、玉米、棉花、油菜4种转基因作物,约占全球转基因作物栽培面积的99%,其中抗除草剂黄豆占63%,抗虫玉米占19%,抗虫棉花占13%,转基因油菜占5%。其他还有抗病毒南瓜、番木瓜、抗虫土豆、水稻和甜菜等。各国加大转基因植物研究开发,取得了重大突破,进入田间试验的转基因,作物已超过500多种。中国等发展中国家是采用转基因作物最迅速的国家,我国于80年代初期后开始启动,在基因组研究和转基因技术等重要关键技术方面取得了一系列重大突破。 二、植物生物技术的应用 1、植物雄性不育及杂种优势 自从孟德尔发现遗传规律,杂交优势被揭示之后,利用植物基因工程的原理和方法,进行栽培作物的遗传育种和新物种的创造。当前,已创造了一批不育系,并生产上得以应用,最典型的例子是油菜和烟草不育系培育。 2、植物抗逆性研究 2.1抗除草剂作物。全世界目前约有2000多个品种的除草剂。除草剂的使用有着自身难以克服的局限性,如很多除草剂无法区别庄稼和杂草,有些除草剂必须在野草生长前就施用,而且由于抗性草类群落的出现导致使用量增大对环境的危害也日益严重。因此,抗除草剂的转基因作物是最理想的途径。1987年美国科学家成功从矮牵牛中克隆出EPSP合酶基因转入油菜细胞的叶绿体中,使油菜能有效地抵抗草甘膦的毒杀作用。另有人把降解除草剂的蛋白质编码基因导入宿主植物,从而保证宿主植物免受其害,该方法已成功地用于选育抗磷酸麦黄酮的工程植物。还有人用基因突变的方法改造除草剂作用底物特定位点上相应氨基酸残基,从而阻止除草剂与酶的结合及生物功能的发挥。抗除草剂的转基因植物将给农业生产,特别是大面积的机械化生产带来极大的方便。目前已商品化的转基因抗除草剂作物有大豆,玉米,棉花,油菜,向日葵。由于抗除草剂作物在选育过程中具有耗资少,周期短,见效快,无污染等特点,越来越受到人们的关注。 2.2抗昆虫作物。植物病虫害数目多达数百种,几乎所有作物在生长期内都会遭受到不同程度的危害。全世界因虫害所造成的粮食产量损失占14%左右。长期以来人们普遍采用化学杀虫剂来控制害虫。一方面,全世界每年用于化学杀虫剂的总金额在200亿美元以上;另一方面,化学杀虫剂的长期使用造成农药的残留,害虫的耐受性,环境污染等严重的问题。而利用基因工程的手段培育抗虫植物新品种除可以克服以上缺点外,还具有成本低,保护全,特异性强等优点,成为当前研究的热点。1987年,比利时科学家首次成功地将Bt(Bacillusthuringiensis,Bt)毒蛋白基因导入烟草,美国用农杆菌介导法将Bt基因导入壳籽棉,育成世界上首例抗虫棉,棉铃虫危害率下降50%。 2.3抗真菌作物。自1986年首次报道提纯的菜豆几丁质酶具有抗真菌活性以来,已经相继从菜豆、水稻、烟草、油菜、马铃薯、小麦、玉米和甜菜等多种植物中克隆到了几丁质酶基因,对立枯丝菌等20多种真菌表现出体外抑菌活性。将几丁质酶等基因导入番茄、马铃薯、莴苣和甜菜,达到抗真菌的目的。 2.4抗重金属作物。由于人类活动,矿山的开采,工业化进程的加剧,空气,土壤,水体面临着越来越严重的重金污染,不但严重影响作物的产量和品质,更重要的是通过植物食物链危害人类的健康。土壤中的重金属主要有Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、As等。20世纪80年代,提出植物修复,超富集植物。但由于自然界中已发现的绝大多数重金属富集或超富集植物往往生长周期长,生物量低,植株矮小,因而限制了其对污染土壤重金属的移除效率。通过基因工程技术改良植物对重金属的抗性,增加或减少重金属在植物体内的累积量被认为是进行污染土壤的生态恢复以及减少食物链重金属污染的一条切实可行的有效途径。富集重金属的相关基因不断克隆,应用转基因技术提高植物对重金属的耐性已取得一些重要进展,一些转基因植物地上部分表现了较高的重金属离子富集量,并在污染土壤的生态恢复中进行了初步应用。 2.5抗病毒作物。传统的抗病毒作物,是将植物天生的抗病毒基因从一个植物品种转移到另一个植物品种,然而抗病植株常会转变为感病植株,而且作用范围较窄。目前最有效的是将病毒外壳蛋白基因导入植株获得抗病毒的工程植物。如1986年美国华盛顿大学已将烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因转移到烟草、番茄中。除上述以外,我国还将黄瓜花叶病毒(CMV)卫星RNA基因转入烟草,番茄,黄瓜,马铃薯x病毒(PVX)的CP蛋白基因转入马铃薯等。其中烟草抗TMV工程植株已进入大田试验。 3、生物农药及生物控制 微生物农药具有对人畜安全,不破坏生态平衡,害虫不易产生抗性等优点,但也存在着药效速度慢,专一性强,受自然条件影响大的缺点。而利用基因工程改造微生物菌种,创造出自然界不存在的新型菌种就可以克服这些缺点。20世纪70年代末国外就把苏云金杆菌伴孢晶体毒素蛋白基因(BtICP基因)转移到大肠杆菌和枯草杆菌中,通过发酵工程进行工业化大量生产,降低了成本,提高了产量。目前已转到假单胞杆菌中,由于该菌对环境适应性强,土壤中广泛存在,可望成为更优良的细菌杀虫剂。我国对杂合毒素基因的广谱苏云金杆菌Bt新毒株的研究也在进行之中。 三、结语 综上所述,随着现代生物技术发展,植物生物技术将在社会生产和实践中的应用越来越广阔。相信不久的将来,随着我国现代生物技术的发展,我国的社会生产将获得突飞猛进的发展,将会迎来更加美好的未来。 植物生物技术论文:高职生物技术及应用专业植物组织培养技术课程教学改革探讨 摘要 根据高等职业教育改革的基本理念,针对生物技术及应用专业的人才培养目标,探讨教师如何以高等职业教育有别于学科教育的教学理念为指导,转变思维,从制定课程方案、课程目标、教学单元设计、多样化的教学手段运用等方面设计开发《植物组织培养技术》课程,并采取多样化的教育方法和手段,突出以实用、够用为主,达到提高教学质量为目的的教改思路和方法。 关键词 高职;植物组织培养技术;课程教学改革 课程教学改革是当今高职教育加强内涵建设和提高教学质量的重要环节。随着教育资源的丰富和教育现代化的发展,对职业院校《植物组织培养技术》课程也提出了更新、更高的要求[1]。《植物组织培养技术》是高职生物技术及应用专业的专业优秀课程[2]。该文针对高职院校生物技术及应用专业《植物组织培养技术》课程如何从制定课程方案、课程目标,教学单元设计这几个方面进行改革创新,课程内容能更好地体现技术型、应用型、职业型的高技能人才培养模式改革的理念,课程内涵能充分体现职业教育特点等进行探讨。 1 课程方案的制定 课程方案是一门课程的纲,是一门职业教育课程科学建设的框架,它的制定为《植物组织培养技术》课程标准的制定奠定指导路线,体现目前植物组织培养行业发展状况和技术应用的情况,以及对此类人才的数量需求和质量要求。为了科学、真实地体现这一点,一是采用实地进入企业调研和网络调研方式,与企业相关领导和技术人员交流,参观生产,探讨课程建设思路。二是通过网络问卷,请企业中行家里手回答相关问题,并提出课程开发意见。通过调研来看,《植物组织培养技术》是一门突出实践动手能力的专业课程,企业对学生的动手能力要求很高,要能体现吃苦耐劳的职业素质[3]。调研发现,从全国来看,植物组织培养技术广泛应用于高档名贵花卉和特色苗木的生产,如蝴蝶兰、大花蕙兰、玉簪等,这类花卉经济价值高,生产周期快,故生产效益较高。 有了市场调研的一手资料,课程方案的制定素材就准备充分,但是根据学院课程改革要求,初步制定出来的方案不是直接就能应用到课程标准的制定中去,必须经过系部教研会汇报交流,通过讲述,与会教师的意见,专家的评审,这样的步骤才能确定是否能通过。如果方案达到与会专家各项指标的要求,获得一致认可才能通过。反之,如果方案被提出的意见较多,说明调研的内容和信息还不完善,需要进一步到市场行业中去加深调研,充实方案内容,故这门课的方案经过了3次汇报才通过系部的审核。 2 课程标准的制定 课程教学目标分为专业能力目标和职业能力目标。专业能力目标就是围绕通过调研制定出来的符合企业需要的岗位优秀技能,主要分为2块:一是达到能熟悉掌握制定的每个单元要求的知识目标和技能目标;二是积累经验,通过熟练的技能操作,能发现在生产中出现的问题,并通过查阅技术资料尝试解决问题的能力[4]。职业能力目标包括:积极完成布置的工作任务;培养与人交流沟通的能力;培养与他人合作的能力;具备职业素养。具体包括:①掌握植物组织培养的基本理论知识,并能通过自己或团队的合作解决植物组织培养过程中出现的问题。②能制定植物组织培养每个典型工作任务的工作计划和生产计划;③能够完成植物组织培养生产全过程;④能根据植物组织培养的工作任务,搜集、整理资讯等相关信息;⑤能够对植物组织培养工作任务的完成情况进行客观分析与评价;课程拓展知识目标是能够开展植物组培苗的基础技术研发和组培车间管理工作。 课程标准要制定出课程教学单元,该课程单元标准体现既相互独立又相互联系,突出从简单技能到复杂技术的学习路线。如从培养基配制、灭菌、外植体选择、移栽育苗、污染处理等单一技能到完成一个典型植物的无性繁殖体系建立,直至植物组培工厂化生产与管理[5]。 3 课程单元的开发与实施 根据课程标准的制定要求,以切实提高学生动手能力为目的,体现工学结合模式,开发《植物组织培养技术》课程的教师手册和学生手册。教师手册开发是以植物组织培养技术典型工作任务为载体设计课程单元,以任务驱动开展教学。每个单元开发的教师手册和学生手册,依据课程标准对教师讲授和学习有不同的分工和要求,教师手册包含的教学以资讯、实施、考核、评价、学生反馈5个过程展开,学生手册是以学生为主体,小组为单位,任务驱动为指导的学习素材,其中包含每个单元应掌握的知识目标、技能目标、考核目标。学生手册中配套内容有工作任务资讯单、工作任务实施单、工作任务考核单、工作任务评价单等辅助学习材料。每个单元实施前,就要求学生以小组为单位利用各类课程知识资源将本单元的资讯单完成,做好实施工作任务前的基础准备。 教学单元的实施采用多媒体教学手段,丰富教学内容,充分利用图书、网络、视频、电脑动画等各种教学资源,丰富学生学习渠道。教学开展以学生为主体,课堂放到实训室,放到基地,教师做示范,学生边做边学,并记录工作任务实施过程和出现的问题,针对各环节制定考核标准,予以考核,达到完整掌握植物组织培养基本技术的目的。工作任务(下完成时,同时也完成工作任务单的记载。通过工作任务方案设计、操作和结果检查,小组学生自评、互评,教师考核,教学总结和评价这样的步骤来完整实施一个单元工作任务,真实体现“教、学、做”合一的职业教育模式。通过课程考核,将掌握技能项目优秀的学生选拔出来,继续培养他(她)们参加全国的植物组织培养职业技能大赛。 4 一轮课改课程教学结束后的反思 课程开发是一项专业而又科学的工作,教师要以深厚的教学工作经验为基础,并能深入到企业岗位工作一线,了解行业发展动态,新技术的应用,在熟悉职业教育规律的基础上,才能开发制定出一套完整的实用性强的教学体系,这也充分体现一个职业教育工作者是否紧跟行业企业发展,是否与时俱进的改革教学内容和教学方法的责任心和职业素养。 总之,课程改革的目的是让学生增强学习《植物组织培养技术》这门课的兴趣,能主动学习,能真正学到适应岗位工作的技能,并热爱这项工作,满足行业发展对人才的质量需求。 植物生物技术论文:浅谈高职生物技术专业植物组织培养的教学改革 摘要:课程教学改革是当今高职教育加强内涵建设和提高教学质量的重要环节。针对植物组织培养课程实践性强的特点,结合组培苗生产企业的实际情况,采用理实一体、项目教学的模式,对教学理念、课程内容、教学方法、课程考核等方面进行改革、实践。 关键词:高职;植物组织培养;教学改革 植物组织培养是生物技术专业的优秀课程之一,随着我国职业教育的迅猛发展,对职业院校的植物组织培养课程也提出了更 新、更高的要求。 一、深入企业,认真调研,制订课程标准 工作岗位需要什么样的人才,从业人员应具备哪些技能和素质, 企业最有发言权。高职教育中传统的课程体系还是围绕学科知识体系开展理论和实践教学的,这与企业岗位要求存在矛盾。因此在课程改革之前,首先要深入企业,对组培苗生产岗位进行分析,确定岗位优秀能力及岗位项目,形成对应的课程标准。 二、联合企业、行业专家,编写植物组织培养配套教材 通过联合企业、行业专家对组培苗生产岗位进行分析,了解植物组织培养的发展方向、企业的工作过程、企业对人才培养的要求,有目的、有方向地改革课程、培养人才,提出优秀能力要求,开发编写植物组织培养配套教材。校企联合开发编写教材,既有针对性,又兼顾了知识的系统性。 三、配合新课程标准及教材改革教学方法 高职教育中一直在强调“实用、够用、发展”,而在传统的教学体系中,我们一直沿袭着重理论、轻实践、面面俱到的教学模式。学生被动接受知识,束缚了思维发展、不能充分调动他们的主观能动性和创造性;对企业岗位所需的工作技能,也不能很好地掌握与运用。 因此,教师要对课程内容进行分析,使之贴近生产实际,找出课程各部分的知识点、技能培训目标和任务,提高实践教学比例,采用理实一体、项目教学的模式改革课程体系,这对教师提出了更高的要求,不但知识面要宽,理论扎实,而且要求动手能力强,因此必须提高教学水平。 教学过程中课堂与岗位的统一。按企业的岗位能力要求,将理论课和实践课相融合、校内学习和校外顶岗实习相结合。学生在校内完成理论和实训的学习,对于一些难以在校内实训基地开展的项目,就可以充分发挥兼职教师及校外实训基地的优势,将“课堂”搬到企业。在企业完成顶岗实习,由企业技术人员根据企业生产实际情况安排、负责学生的技术指导、理论授课及考核,完成教学计划,专业教师加以监督以保证教学质量。 学院定期举办技能大赛,参照职业标准和企业岗位能力,制订比赛内容和标准,评选出优秀学生参加省级或部级职业技能大 赛,培养高素质技能型人才。 四、改革完善教学评价方法 引进企业标准,建立试题库,采用理论与实践考核并重的评价体系,对于在企业完成的科目由校企联合制订考核办法。 1.作业形式改革 传统的教学模式要求学生能够按时、按要求地做好课后的练 习和作业题,学生的作业都在纸上,对高职生的培养没多大意义。因此,要改变作业形式和内容:作业的形式要不拘一格,可以是书面的,也可以是课件,更多的应该是实践作业。作业内容要突出实践技能的培养和自主学习能力的提高。 2.考核方式改革 考核方法很多,诸如:口试、现场操作、试管苗的污染率、组培苗移栽的成活率等。在考核上要加大平时学习的考核,改变一次考核定分的现状。教师可以在课后或平时给学生提出一些问题,给学生思考、准备的时间,让学生上网查找资料,与教材对照,弄清楚后再交作业,也可以给学生布置一些操作任务,根据完成情况给分。 课程体系建设是教学基本建设中最具基础性的优秀工作,其水平、质量和成果是衡量专业教学质量的重要标志,是深化教学改革的依托。 (作者单位 辽宁职业学院) 植物生物技术论文:试论植物病虫草害防治中生物技术的运用 摘要:目前导致农作物减产的一个主要原因就是植物中容易出现病虫草害现象,所以如何利用生物技术进行抗病虫草害作物的培养,已成为目前农业发展的一个新兴方向。基于此,文章主要对植物病虫草害防治中生物技术的运用进行了探讨。 关键词:植物病虫草害防治;生物技术;运用 通过有益微生物技术来对病虫草害进行防治,对于保护生态环境上具有突出的优势,而且逐渐受到了社会各界的重视,不过其在继续发展应用的过程中由于某些菌剂的效能发挥不是很好,导致扩大发展遇到了一定程度的阻碍。不过伴随着利用生物技术对植物病虫草害进行防治取得的越来越多的成就,针对克服了上述所说的不足之处,目前已经成为农业科学技术中发展最为活跃的应用前沿。 1 在对植物的病害防治过程中,生物技术的主要应用 1.1 植物在进行抗病毒病害过程中应用到的基因工程 (1)CP基因。CP基因也就是指病毒外壳蛋白基因,它可以有效的将植物对于病毒的免疫性能进行诱导,到目前为止,国内外在构建和转化外壳蛋白基因上卓有成效,例如烟草花叶病毒、马铃薯X和Y病毒以及苜蓿花叶病毒等,而且还获得了工程植株,它能够对病毒产生一定免疫力,还具有良好的遗传功能。到目前为止,为了提高抗病毒的能力,部分实验室已经着手将CP基因和其他具有抗性的基因进行结合实验,例如将病毒中的CP基因进行同时转化或者是通过把CP基因和Sat-RNA基因进行构建,从而将其转化到同一载体的植物中。(2)RP基因。RP基因也就是病毒的复制酶基因,这里所说的复制酶指的是通过病毒进行编码,利用特异形式合成病毒的正负链RNA的RNA聚合酶,其主要作用就是能够将全长的病毒基因组DNA进行合成,此外,还能把一些具有缺陷的复制酶基因在植物中进行转入,转入之后可能会跟正常的复制酶发生竞争现象,对病毒的复制产生干扰。(3)Sat-RNA以及中和抗体。Sat-RNA也就是卫星RNA,它是一类低分子量的RNA,只有依赖于病毒才能够进行复制,在复制的过程中能够对辅助病毒的复制产生干扰,并且将其症状的表达也进行改变,在植物的基因工程中,主要采用的是将病毒的症状进行减弱的Sat-RNA。在烟草以及番茄上利用CMV Sat-RNA进行转化,已经获得了巨大的成功,在田间,对于CMV的侵染,转基因烟草表现出了其高度的抗性,通过进行隆和序列的分析,在该病毒进行中和抗体的基因工程里打下了坚实的基础。 1.2 植物在进行抗真菌病害的过程中应用到的基因工程 几丁质酶基因以及β-1,3葡聚糖基因。目前已经了解到的几丁质酶可以利用水解菌丝尖端来进行新的几丁质合成,可以利用其对病原真菌的繁殖进行良好的抑制,很多植物在遭受到病菌的侵染之后,会形成一定的防卫机制,而几丁质酶就是由于这个过程产生的,现在已经从很多作物里对几丁质酶进行了大量的克隆,这些植物包括烟草、油菜、大麦、菜豆、拟南芥以及水稻和甜菜等。真菌细胞壁具有大量的成份,其中包括这里所说的β-1,3葡聚糖,如果将β-1,3葡聚糖基因以及几丁质酶基因进行融合然后转化成为烟草,那么具有转融合基因的植株对比于转单基因的植株,在蛙眼病上产生的效果也有明显的提高;与植保素的合成有关的酶基因。在植保素合成过程中,导入一些合成需要的有关酶基因,可以促进植保素的合成,提高其积累的水平,进而对植物的抗病能力起到一定的增强作用。 2 在对植物的虫害进行防治时,生物技术的具体应用 2.1 苏云金杆菌δ-内毒素 Bt,也就是苏云金芽孢杆菌,能够在孢子的形成过程中,将杀虫晶体的内含物δ内毒素进行合成,是一种革兰氏的阴性病菌。一般δ内毒素是以原毒素的形式存在的,如果被昆虫食取,将会在昆虫的消化道里发生活化,能够跟昆虫肠道的上皮细胞里包含的特异性质的蛋白相互作用进而发生结合,在结合之后全部或者是部分的δ内毒素将会在细胞膜中进行嵌合,造成细胞膜出现孔道现象,破坏了渗透的平衡作用,导致细胞破裂,昆虫幼虫停止了食取以后发生死亡现象。最近几年来,苏云金杆菌δ-内毒素在抗虫害的应用中起到了良好的成效。 2.2 蛋白酶抑制剂 在大多生物体内都含有蛋白酶抑制剂,这种基因可以维护生物体发生正常的代谢,还能够对外来的蛋白水解酶进行预防,以免造成机体的损坏。近年来发现富含丝氨酸的蛋白酶抵制剂具有广谱的抗虫活性,一般认为,蛋白酶抑制剂的杀虫机制是抑制昆虫肠道蛋白酶活性,能够对昆虫的消化系统造成破坏,进而会导致昆虫缺乏一定的氨基酸,抑制其正常的生长和发育最终导致昆虫的死亡,这种基因是一种分子量的大小不尽相同的蛋白质,目前已经被进行了多种的克隆和测序。 3 在防治杂草的过程中,生物技术的具体应用 通过生物技术,能够把抵抗除草剂的一些基因顺利的转嫁到植物当中去,这里的基因主要包括利用编码可以分解除草剂的酶、在发生扩增现象时被除草剂损害了的酶还有替换氨基酸以后无法被除草剂进行识别的酶等,然后获得抗除草剂植株。如草甘磷除草剂,具有易降解、不污染环境的突出优点,能分别从细菌和植物中分离这种酶的基因aroA并将它转入烟草等作物,发现转基因作物对草甘磷的抗性增加了近10倍,在田间进行施药以后,能够真正的达到“草死苗长”的作用效果,从而将除草剂的应用价值进行进一步的提高。 4 结语 通过继续发掘和应用新的抗病虫基因,加深研究植物和病菌之间的相互作用机制,深化发展生物学中有益病毒、真菌以及细菌分子的研究内容,最终帮助利用生物技术来防治微生物的遗传进行进一步的改良,从而将遗传工程中对微生物农药的研究发展为生物防治植物病虫草害的主要手段。 植物生物技术论文:植物生物技术在植物保护方面的应用 【摘 要】伴随着科学技术的日益发展,生物技术已经被广泛地应用于植物保护方面。生物技术的运用主要体现在:对植物病毒和病源的判别和诊断,促进了植物病毒治理过程;选育抗病虫种苗,免除了病虫的危害;研制基因工程农药,有效的避免了化学农药产生的不良后果;培育抗病虫和抗除草剂植物,生物技术的运用极大地促进了植物的保护。 【关键词】生物技术 植物保护 基因工程 伴随着国内外对植物生物技术研究的不断深入和发展,生物技术已经被广泛地应用到植物保护方面。生物技术主要是指利用微生物或者生物有机体来制造或改进产品、改良品种,或者通过培育微生物等过程以达到为人类服务目的的一种技术。生物技术主要涵盖细胞工程技术、基因工程技术、发酵工程技术以及酶工程技术。植物生物技术在针对植物病毒和病源的判别和诊断、植物病虫害防治等问题上具有安全、高效、选择性强、无污染等特点,被广泛的应用于植物保护过程中。 一、对植物病毒和病源的判别和诊断 生物技术应用于植物保护中,能够快速而有效地进行植物病毒和病源的诊断。单克隆抗体技术就是一种用于对植物病毒和病源进行诊断的技术,这种技术与各种免疫标记技术相互结合,就能够对病源进行快速而精确的诊断分析,促进了植物病毒的治理。单克隆抗体技术的积极运用为诊断和判别植物病害提供了有效的途径,现已经制备了很多种植物病毒单克隆杂交瘤的细胞株,例如各种像烟草花叶病毒、葡萄扇叶病毒、黄脉病毒等。我国在植物细菌病害的研究中取得了丰硕的成果,如水稻白叶枯病、青枯病、葡萄扇叶病毒、马铃薯青枯病单克隆抗体的等很多种植物病源的单扛杂交瘤柱系,极大地促进了生物技术在植物病源诊断上的应用。 二、培育无病种苗 近些年来,我国在抗病虫育种的基础上,积极地运用生物技术,创造并选择利用植物群体内新的遗传变异,取得了很多新的进展。生物技术应用于选育抗病虫植物和培育无病种苗,是通过组织培养的方式。为了保证各种作物的产量和品质,提高对有害生物病、虫、杂草的抗性和耐力,使用组织培养的方式,通过无性系突变体来筛选新的抗病虫材料或新抗源,获得无病毒苗,进而获得抗病虫的植物,用体外栽培植物的离体部分来消除病毒的侵染危害,生成没有病毒的完整植株后,再将植株的种子进行繁殖,通过这种无性繁殖就能获得没有病的的种苗,免除了各种病虫的危害[1]。 通过花粉粒作为外植体进行培养,获得植株的单倍体,利用单倍体可在较短的时间内培育出新的、高纯合材料,从而诱导、筛选出具有抗性的植株。另外利用茎尖脱毒技术也可以繁育出像薯类、果树、花卉以及某些蔬菜等无病毒种苗,极大的保证并提高了作物的品质和产量。目前国际上已经开发出抗虫转基因水稻,同时我国也在积极研究,已经开发出抗叶枯病和抗水稻细菌性条斑病的转基因植株,这种生物技术应用于实践,能够有效地降低化学农药的使用量。 三、研制基因工程农药 生物技术在微生物农药开发中的应用,能够代替化学农药而起到防治害虫的效果。为了提高农作物的产量而进行的病虫害防治,长期以来大量使用有机农药,虽然起到了杀菌防虫的作用,但与此同时因单纯依靠化学有机农药,并且使用浓度严重超标也造成了一系列的恶果。例如农药的过度使用,使得在杀死害虫的同时,也杀害了害虫的天敌,从而严重的破坏了生态系统的生物链;长期使用农药,使得害虫产生了抗药性,形成了恶性的循环;农药残余严重,破坏了土壤环境,同时也危害了人们的身体健康。 鉴于有机化学农药带来的各种问题,生物农药防治病虫害的方法也呼之欲出。随着各种生物杀虫剂和生物杀菌剂的相继研发成功,诸如假单胞杆菌型、莓力菌杀虫剂以及枯草杆菌杀虫剂等的使用,极大的避免了有机化学农药产生的危害作用。利用昆虫重组病毒防治害虫,可以利用寄生在昆虫体内的昆虫杆状病毒,如果将此病毒的基因中插入和表达外源基因如节肢动物或细菌来源的昆虫毒素、昆虫激素或酶,就能够扰乱害虫内部的代谢平衡,从而达到了灭虫的目的。另外许多微生物农药也在积极的研发过程中,利用产素细菌能够防治各种因植物细菌而产生的病害问题,这种方法主要是先从土壤根围的细菌中筛选出对水稻或者蔬菜等重要病原细菌,然后选择具有较强拮抗作用的拮抗菌株,这种拮抗菌株由于能够产生较强的拮抗蛋白而起到了抑制或预防作物细菌病害的作用。在这种引进拮抗菌株进行植物的病虫害防治的进程中,从植物体形成的自然生态系统中筛选增产菌,而增产菌的代谢物对改善植物生理代谢又起到了重要作用。总之微生物农药具有高效、无毒、无公害和无污染等特点,对于病虫害防治和环境保护都具有良好的效果。 四、培育抗病虫和抗除草剂植物 作为一种分子生物学技术,植物基因工程技术是利用了植物细胞的全能性。植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都具有相同的遗传信息,因此能够把一个植物细胞通过生物技术方法培养成完整的植株。进行抗病虫植物的培养,可以利用动物毒素基因的导入达到防治害虫的目的。此类方法是将一些昆虫的毒素基因导入到植物中,害虫一旦咬食植物的同时就吞入这些细菌,从而就会被杀死[2]。培养抗除草剂植物是通过将破坏除草剂的基因导入到植物中。研究者已经从吸水链霉菌分理处一种能够破坏破坏除草剂的基因,将这种基因导入到烟草、马铃薯和番茄的植株后,这些植株就对常用的除草剂产生了抗性,这样就使得这些作物避免了除草剂产生的药害作用。 抗病虫工程植株与抗除草剂工程植株的培养,我国也取得了很多突破性的进展,已经将很多诸如水稻、小麦、大豆、棉花等农作物通过组织培养的方式获得了再生植株;通过病毒的外壳蛋白的基因转移到烟草和番茄上,并将苏云金杆菌的毒蛋白转移到棉花和水稻上;弱毒疫苗和卫星核糖核酸的也已逐渐应用到实际的生产中[3]。 总之,生物技术的发展,对植物保护产生了革命性的影响。利用植物生物技术能够选育和培育出各种抗病虫害的新的植物品种,同时生物技术对植物病毒和病源进行了快捷而有效的诊断,基因工程农药的使用免除了病虫的危害,也有效的避免了过度使用有机农药产生的恶果。因此,充分利用各种生物技术,能够有效的起到植物保护作用,从而保护了物种的多样性,保护了生态环境,实现了人与自然的可持续发展。 植物生物技术论文:小议植物生物技术情况与前景 学家合作,获得了具有自主知识产权的转基因抗虫棉花植株和相关专利,育成的众多品种已在全国各个棉区普遍种植.农业部在上世纪90年代,分别对转基因抗虫棉、转基因抗病番茄、甜椒等授予了安全证书,但后两者由于无明显商业价值,并未应用于生产.按照我国农业转基因生物安全管理条例,经过5个阶段严格的安全评价后,农业部于2009年11月向转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻华恢1号、转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻Bt汕优63在湖北省的生产应用,以及转植酸酶基因玉米BVLA430101在山东省生产应用发放了安全证书,但这些品种仍须通过品种审定方可进入种子销售市场. 作为植物生物技术发展较早的国家,美国自上世纪90年代以来,不断有新产品(品种)的研发,并经由美国农业部动植物检疫部门、环保局、食品药品管理局等生物技术产品监管机构根据产品对人类或动物食用、对环境安全影响的全面评价而确定能否进入市场.表2列出了1990—2012年美国已批准种植的转基因作物及所改造的性状.表中列出的10种植物中,马铃薯和番茄生物技术产品的研发主要在20世纪90年代,但由于应用价值不高,并未得到广泛应用;苜蓿、水稻等为较近期开发的产品.改造的性状已从早期单纯集中于耐除草剂(大豆、油菜)、抗虫(玉米、棉花)发展到通过基因改造与常规杂交等手段结合,同时改造多个性状,包括改良营养性状(如提高大豆、油菜种子油成分中不饱和脂肪酸含量,以改进油营养成分),提高对非生物胁迫抗性(如抗旱玉米的培育)等.而复合2种或3种性状的生物技术作物的种植面积有明显的增长,已有不少商用品种是既耐除草剂又抗虫的,近年来复合性状的范围更有所扩大,如,应用大豆遗传图谱定位和转基因技术结合,美国孟山都生物技术公司(简称孟山都)2009年推出了既耐除草剂又可增产7%~11%的大豆新品种RReady2Yield。2植物生物技术的新进展及前景据联合国粮农组织估计,为保证全球人口增长的需求,在2005—2050年期间,全球食品生产的增加要达到70%.在增加农业产品的同时,还须面对减少资源耗用、满足消费者对健康食品需求等问题,这些都对植物育种提出了新的要求.作为当代育种重要手段之一的生物技术育种,近年来也把育种目标更多地转向高产、抗逆(非生物胁迫)、高品质等,即所谓第2代转基因育种.能合成类胡萝卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2个成功的例子. 维生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜软化,甚至与儿童腹泻等有关,估计全球有过亿儿童处于维生素A缺乏状态.2000年,瑞士和德国的科学家领导的团队在《Science》上发表了他们通过农杆菌介导转化法,把来自植物黄水仙和细菌的β-胡萝卜素合成途径相关酶基因———八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、番茄红素脱氢酶基因(CRT1)、番茄红素环化酶基因(带转运肽),用3个质粒共转化水稻未成熟胚,潮霉素筛选,获得了种子胚乳为黄色、干种子中胡萝卜素质量分数为1.6μg/g的转基因水稻株系[1],开创了这一通过转基因赋予稻米新营养成分的新领域,因其黄色的胚乳而被命名为金稻米.然而,由于产生的胡萝卜素含量太低,缺乏实用上的意义.随后的数年,这2位科学家与先正达公司合作,从导入的基因、启动子来源、筛选标记以及载体的选择等方面,作了一系列的改变[2],如用以糖为筛选基础的标记代替了抗生素抗性的筛选系统,选用胚乳特异表达启动子、不同水稻品种用于转化等;而关键的突破来自PSY来源的改变[3],先正达公司的科学家经大量的比较、分析,发现导入来自玉米的PSY,可明显把转基因水稻干种子胚乳中胡萝卜素质量分数提高到最高可达36.7μg/g的水平,其中维生素A的前体β-胡萝卜素占80%以上,获得了GR1/GR2等株系.β-胡萝卜素被人吸收后,可经历酶解过程而转化为维生素A,按照美国国家科学院医学研究所推荐的儿童每天所需维生素A的摄入量,如以金稻米中胡萝卜素质量分数的保守估计为24μg/g计算,只需食用72g大米即可提供儿童每天维生素A需求的50%.成人的自愿食用试验结果表明[4],食用量为65~98g即可明显提高血液中维生素A的含量,可见大米中的β-胡萝卜素能有效地转化为维生素A.金稻米的开发是学术机构(公共部门)和生物技术企业(私人部门)合作完成的,为保证其使用达到减少世界上贫困人口、特别是儿童中的维生素A缺乏症的研发目标,享有发明权和专利权的科学家和公司已达成协议,无偿授予发展中国家对相关品种的使用权.2005—2010年,通过一系列育种项目,这一性状已转育到世界各地多个地方品种中,近期已在国际水稻研究所和菲律宾水稻研究所完成田间试验,后者拟在2013年向菲律宾政府监管当局申报,争取2014年开始交给农民种植. 全球气候的异常变化、水资源的短缺使耐旱成为了一个重要的育种目标.孟山都的科学家发现把来自细菌的冷击蛋白CSP转入植物,能赋予受体对非生物胁迫的抵抗能力,如寒冷(拟南芥),冷、热和缺水(水稻),干旱(玉米)等.初步研究显示,CSP为一类RNA伴侣蛋白,存在于细菌和植物中,可能通过在转录和翻译中起作用而调节生物对胁迫的反应[5].鉴于美国中西部玉米种植区常有旱情,他们的进一步研究集中于玉米的抗旱性,在对多个基因和转化事件的表型和表达分析比较后,选定了产量、叶片生长、光合效率均表现良好的CspB-Zm事件1株系,并与生产品种配成3个杂交组合,进行控制给水条件下的田间试验,与非转基因对照比较,主要表现在籽粒数和带籽粒的穗数增加,平均可增产0.5t/hm2(10.5%);随后在美国中西部干旱地区田间种植,增产达0.75t/hm2(15%).该品系内转入的目标基因CspB来自枯草芽孢杆菌,命名为MON87460,2010年12月美国食品药品监管局已承认该产品的食用安全评价,2011年12月美国农业部解除对其监管,成为全球第1个可供生产应用的抗旱转基因作物品种.其与常规品种杂交获得的杂交种Drought-GardHybrid已作为孟山都公司的重要新产品在美国推出,以图提高干旱地区的玉米产量稳定性,有利于农民及环境.此外,通过不同途径的改变,以提高产量、抗逆性、品质等为目标的研究也有不少报道,如Kebeish等[6]用细菌的乙醇酸分解途径作为叶绿体光呼吸的旁路,把相关基因引入到拟南芥,以增加光合作用和生物量,发现转基因植株生物量增加、光呼吸作用减少、光合作用有所改进;Mao等[7]、Baum等[8]利用近年迅速发展的RNA干涉(RNAi)技术,开发全新的抗虫作物品种培育途径.其中,中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室陈晓亚院士领导的课题组发现[7],棉花的一种代谢物———棉酚可抑制棉铃虫幼虫的生长,他们从虫中肠分离了棉酚诱导表达的基因———细胞色素P450基因(CYP6AE14),研究了其在幼虫对棉酚耐受性中的关键作用;进一步根据CYP6AE14编码序列构建RNA干涉载体,转化植物(拟南芥、烟草),用这些表达特异双链RNA的叶子喂饲棉铃虫幼虫,其中肠CYP6AE14转录水平下降,生长缓慢,在饲料中加入棉酚后生长抑制大大增加;试验结果表明,植物介导CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚对棉铃虫的毒性.这一研究结果提出了通过植物表达双链RNA,喂饲昆虫可成为启动昆虫RNA干涉的新策略,未来可应用于昆虫研究和田间害虫的控制中. 第3代的生物技术育种常指用植物生产各种重组蛋白,包括药用蛋白、工业用蛋白,也有报道称之为“植物分子农业(Plantmolecularfarming,PMF)”,它包括了从植物种植(或细胞培养)、收获、运输、储藏到蛋白质抽提、纯化的下游过程[9].早在20世纪90年代初,当植物转基因技术日渐成熟时,由于转基因植物具有成本低、容易规模化、可避免人源和动物源病原物污染等优点,被认为可以作为生物药物生产的一个重要系统;早期的设想多是拟在植物果实中表达疫苗,通过食用即可赋予使用者对该种传染病的预防能力.1992年,首个植物生产重组蛋白的报道———美国德克萨斯州的科学家在植物成功表达乙型肝炎表面抗原的文章发表于美国科学院院刊(PNAS)[10],随后,类似研究也申请获得美国专利.然而,由于蛋白表达量低、稳定性差、食用难以控制疫苗剂量等问题,这类疫苗从未达到商业生产、投放市场的水平.十多年后,美国陶氏农业科学公司于2006年初宣布,其应用烟草细胞悬浮培养系统生产的禽类新城疫病毒疫苗已得到美国农业部批准,为全球第1个获批使用的植物生产疫苗.表3总结了目前处于临床试验,或批准使用的植物生产药物,包括疫苗、抗体、治疗用蛋白和保健用蛋白.应用不同的植物生产体系,如瞬时表达系统等生产的、针对乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已进入不同阶段的临床试验.由于植物病毒介导的瞬时表达系统可迅速、高量在植物中生产重组蛋白,在抗体生产中有较佳的应用前景,第1个获欧盟作为医学建议并被美国食品药品管理局(FDA)批准新药应用观察的植物生产抗体是美国植物生物技术公司的产品CaroRxTM,该产品用烟草生产,功效为保护牙齿免受细菌的侵害.抗体外的一些治疗用蛋白质,如Biolex治疗公司研制的用于治疗乙型和丙型肝炎的α-干扰素(商品名Locferon)已完成临床Ⅱ期试验,而Pro-talix生物治疗公司研制,用转基因胡萝卜细胞培养生产,用于高歇氏病治疗的人葡糖脑苷脂酶(prGCD)于2009年进入III期临床试验,取得良好结果.此外,把编码重组蛋白基因转化谷类作物,在其种子胚乳表达,作为保健型产品,也已有数个成功的例子,如美国Ventria公司用水稻生产的人乳铁蛋白、人溶菌酶等,已被批准作为精细化学产品投放市场. 用生物技术手段,在植物生产药物的发展中,所用的植物体系主要包括转基因植物细胞悬浮培养为基础的生物反应器;用农杆菌渗透或病毒感染植物组织而导入重组蛋白基因并在其内瞬时表达的体系;以及通过常规遗传转化获得稳定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表达目标基因的转基因株系等.这些体系各有其优缺点,如细胞培养体系的生产全过程均在室内可控条件下进行,生产系统和产品质量可达到医药工业的标准,且易于通过安全监管,但其生产成本高、可用细胞类型少、蛋白表达水平有待提高等问题仍有待解决;瞬时表达最大的优点是可在短时间内生产大量的急需产品,如疫苗等,但其运输、储存难度大;常规遗传转化获得的转基因籽粒易于运输、储存以及生产规模化,但也存在产品开发耗时长、田间生产受环境影响大以及对环境安全监管要求高等问题[11].过去20年的历史已经证明了植物为基础的体系确实可以生产各种类型的人体蛋白,近年来处于领头地位的新药物开发已到达临床研究的后期阶段,即将进入市场.作为一个低成本、高产的生物药物生产系统,各国政府、各种基金会、企业公司纷纷投放资金支持相关研究,以取得领先地位.如欧盟的PharmaPlanta联盟,日本经济产业省Meti项目,美国的BlueAngel项目,巴西的PMP计划等. 植物生物技术发展的成果是生物科学研究、技术开发、商业性生产三者结合的结果.30年来,它已从实验室走到了大田,证明了在增加粮食和饲料生产中发挥的作用.随着生命科学的发展,大量新技术的出现,这一新的育种技术及其应用范围也在不断的改进中:在基因来源方面,更多的来源于植物自身的基因正在取代第1代转基因作物中的细菌来源或人工合成基因;在目标方面,更多转向产量乃至总生物量的增加,如在高二氧化碳强度的世界中,通过修饰Rubisco大单位,改变其热稳定活性,增加叶片中淀粉的合成,进而增加植物的生物量[12];在影响新产品的关键技术———外源基因导入方法方面,新一代的技术———TALEN,即转录激活因子样效应物核酸酶(Transcriptionactivator-likeeffectornucleases)已被证明可以在植物中定点引起高频率的基因敲除、插入和取代,可成为一个把外源DNA定点插入受体植物基因组的重要平台[13],该技术的实际应用,将能克服多年来各种方法引入的外源基因均为随机插入而致的不良效应,按设计获得所需的转基因产品;在应用的范围方面,生物技术的应用使植物已不仅为人类提供食品和饲料,还将提供药品、工业用品(如生物活性化合物)和能源产品,如增加可能的能源植物的生物量等,有助于减少人类对石化燃料的依赖[14].随着植物生物技术自身的发展和完善、日渐成熟的监管体系以及人们对这一新生事物认识的增加,其应用将逐步为公众所接受,以在新型的可持续发展农业中发挥更大的作用. 作者:梅曼彤单位:华南农业大学生命科学学院 植物生物技术论文:植物生物技术的前景探索 在20世纪90年代,我国分子生物学家和育种学家合作,获得了具有自主知识产权的转基因抗虫棉花植株和相关专利,育成的众多品种已在全国各个棉区普遍种植.农业部在上世纪90年代,分别对转基因抗虫棉、转基因抗病番茄、甜椒等授予了安全证书,但后两者由于无明显商业价值,并未应用于生产.按照我国农业转基因生物安全管理条例,经过5个阶段严格的安全评价后,农业部于2009年11月向转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻华恢1号、转cry1Ab/cry1Ac基因抗虫水稻Bt汕优63在湖北省的生产应用,以及转植酸酶基因玉米BVLA430101在山东省生产应用发放了安全证书,但这些品种仍须通过品种审定方可进入种子销售市场.作为植物生物技术发展较早的国家,美国自上世纪90年代以来,不断有新产品(品种)的研发,并经由美国农业部动植物检疫部门、环保局、食品药品管理局等生物技术产品监管机构根据产品对人类或动物食用、对环境安全影响的全面评价而确定能否进入市场.表2列出了1990—2012年美国已批准种植的转基因作物及所改造的性状.表中列出的10种植物中,马铃薯和番茄生物技术产品的研发主要在20世纪90年代,但由于应用价值不高,并未得到广泛应用;苜蓿、水稻等为较近期开发的产品.改造的性状已从早期单纯集中于耐除草剂(大豆、油菜)、抗虫(玉米、棉花)发展到通过基因改造与常规杂交等手段结合,同时改造多个性状,包括改良营养性状(如提高大豆、油菜种子油成分中不饱和脂肪酸含量,以改进油营养成分),提高对非生物胁迫抗性(如抗旱玉米的培育)等.而复合2种或3种性状的生物技术作物的种植面积有明显的增长,已有不少商用品种是既耐除草剂又抗虫的,近年来复合性状的范围更有所扩大,如,应用大豆遗传图谱定位和转基因技术结合,美国孟山都生物技术公司(简称孟山都)2009年推出了既耐除草剂又可增产7%~11%的大豆新品种RReady2Yield。 据联合国粮农组织估计,为保证全球人口增长的需求,在2005—2050年期间,全球食品生产的增加要达到70%.在增加农业产品的同时,还须面对减少资源耗用、满足消费者对健康食品需求等问题,这些都对植物育种提出了新的要求.作为当代育种重要手段之一的生物技术育种,近年来也把育种目标更多地转向高产、抗逆(非生物胁迫)、高品质等,即所谓第2代转基因育种.能合成类胡萝卜素的金稻米和抗旱玉米MON87460是其中2个成功的例子.维生素A缺乏可引起夜盲、干眼病、角膜软化,甚至与儿童腹泻等有关,估计全球有过亿儿童处于维生素A缺乏状态.2000年,瑞士和德国的科学家领导的团队在《Science》上发表了他们通过农杆菌介导转化法,把来自植物黄水仙和细菌的β-胡萝卜素合成途径相关酶基因———八氢番茄红素合成酶基因(PSY)、番茄红素脱氢酶基因(CRT1)、番茄红素环化酶基因(带转运肽),用3个质粒共转化水稻未成熟胚,潮霉素筛选,获得了种子胚乳为黄色、干种子中胡萝卜素质量分数为16μg/g的转基因水稻株系[1],开创了这一通过转基因赋予稻米新营养成分的新领域,因其黄色的胚乳而被命名为金稻米.然而,由于产生的胡萝卜素含量太低,缺乏实用上的意义.随后的数年,这2位科学家与先正达公司合作,从导入的基因、启动子来源、筛选标记以及载体的选择等方面,作了一系列的改变[2],如用以糖为筛选基础的标记代替了抗生素抗性的筛选系统,选用胚乳特异表达启动子、不同水稻品种用于转化等;而关键的突破来自PSY来源的改变[3],先正达公司的科学家经大量的比较、分析,发现导入来自玉米的PSY,可明显把转基因水稻干种子胚乳中胡萝卜素质量分数提高到最高可达367μg/g的水平,其中维生素A的前体β-胡萝卜素占80%以上,获得了GR1/GR2等株系.β-胡萝卜素被人吸收后,可经历酶解过程而转化为维生素A,按照美国国家科学院医学研究所推荐的儿童每天所需维生素A的摄入量,如以金稻米中胡萝卜素质量分数的保守估计为24μg/g计算,只需食用72g大米即可提供儿童每天维生素A需求的50%.成人的自愿食用试验结果表明[4],食用量为65~98g即可明显提高血液中维生素A的含量,可见大米中的β-胡萝卜素能有效地转化为维生素A.金稻米的开发是学术机构(公共部门)和生物技术企业(私人部门)合作完成的,为保证其使用达到减少世界上贫困人口、特别是儿童中的维生素A缺乏症的研发目标,享有发明权和专利权的科学家和公司已达成协议,无偿授予发展中国家对相关品种的使用权.2005—2010年,通过一系列育种项目,这一性状已转育到世界各地多个地方品种中,近期已在国际水稻研究所和菲律宾水稻研究所完成田间试验,后者拟在2013年向菲律宾政府监管当局申报,争取2014年开始交给农民种植. 全球气候的异常变化、水资源的短缺使耐旱成为了一个重要的育种目标.孟山都的科学家发现把来自细菌的冷击蛋白CSP转入植物,能赋予受体对非生物胁迫的抵抗能力,如寒冷(拟南芥),冷、热和缺水(水稻),干旱(玉米)等.初步研究显示,CSP为一类RNA伴侣蛋白,存在于细菌和植物中,可能通过在转录和翻译中起作用而调节生物对胁迫的反应[5].鉴于美国中西部玉米种植区常有旱情,他们的进一步研究集中于玉米的抗旱性,在对多个基因和转化事件的表型和表达分析比较后,选定了产量、叶片生长、光合效率均表现良好的CspBZm事件1株系,并与生产品种配成3个杂交组合,进行控制给水条件下的田间试验,与非转基因对照比较,主要表现在籽粒数和带籽粒的穗数增加,平均可增产05t/hm2(105%);随后在美国中西部干旱地区田间种植,增产达075t/hm2(15%).该品系内转入的目标基因CspB来自枯草芽孢杆菌,命名为MON87460,2010年12月美国食品药品监管局已承认该产品的食用安全评价,2011年12月美国农业部解除对其监管,成为全球第1个可供生产应用的抗旱转基因作物品种.其与常规品种杂交获得的杂交种DroughtGardHybrid已作为孟山都公司的重要新产品在美国推出,以图提高干旱地区的玉米产量稳定性,有利于农民及环境.此外,通过不同途径的改变,以提高产量、抗逆性、品质等为目标的研究也有不少报道,如Kebeish等[6]用细菌的乙醇酸分解途径作为叶绿体光呼吸的旁路,把相关基因引入到拟南芥,以增加光合作用和生物量,发现转基因植株生物量增加、光呼吸作用减少、光合作用有所改进;Mao等[7]、Baum等[8]利用近年迅速发展的RNA干涉(RNAi)技术,开发全新的抗虫作物品种培育途径.其中,中国科学院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室陈晓亚院士领导的课题组发现[7],棉花的一种代谢物———棉酚可抑制棉铃虫幼虫的生长,他们从虫中肠分离了棉酚诱导表达的基因———细胞色素P450基因(CYP6AE14),研究了其在幼虫对棉酚耐受性中的关键作用;进一步根据CYP6AE14编码序列构建RNA干涉载体,转化植物(拟南芥、烟草),用这些表达特异双链RNA的叶子喂饲棉铃虫幼虫,其中肠CYP6AE14转录水平下降,生长缓慢,在饲料中加入棉酚后生长抑制大大增加;试验结果表明,植物介导CYP6AE14基因的RNA干涉可有效增大棉酚对棉铃虫的毒性.这一研究结果提出了通过植物表达双链RNA,喂饲昆虫可成为启动昆虫RNA干涉的新策略,未来可应用于昆虫研究和田间害虫的控制中. 早在20世纪90年代初,当植物转基因技术日渐成熟时,由于转基因植物具有成本低、容易规模化、可避免人源和动物源病原物污染等优点,被认为可以作为生物药物生产的一个重要系统;早期的设想多是拟在植物果实中表达疫苗,通过食用即可赋予使用者对该种传染病的预防能力.1992年,首个植物生产重组蛋白的报道———美国德克萨斯州的科学家在植物成功表达乙型肝炎表面抗原的文章发表于美国科学院院刊(PNAS)[10],随后,类似研究也申请获得美国专利.然而,由于蛋白表达量低、稳定性差、食用难以控制疫苗剂量等问题,这类疫苗从未达到商业生产、投放市场的水平.十多年后,美国陶氏农业科学公司于2006年初宣布,其应用烟草细胞悬浮培养系统生产的禽类新城疫病毒疫苗已得到美国农业部批准,为全球第1个获批使用的植物生产疫苗.表3总结了目前处于临床试验,或批准使用的植物生产药物,包括疫苗、抗体、治疗用蛋白和保健用蛋白.应用不同的植物生产体系,如瞬时表达系统等生产的、针对乙型肝炎、狂犬病、H5N1流感的疫苗已进入不同阶段的临床试验.由于植物病毒介导的瞬时表达系统可迅速、高量在植物中生产重组蛋白,在抗体生产中有较佳的应用前景,第1个获欧盟作为医学建议并被美国食品药品管理局(FDA)批准新药应用观察的植物生产抗体是美国植物生物技术公司的产品CaroRxTM,该产品用烟草生产,功效为保护牙齿免受细菌的侵害.抗体外的一些治疗用蛋白质,如Biolex治疗公司研制的用于治疗乙型和丙型肝炎的α-干扰素(商品名Locferon)已完成临床Ⅱ期试验,而Protalix生物治疗公司研制,用转基因胡萝卜细胞培养生产,用于高歇氏病治疗的人葡糖脑苷脂酶(prGCD)于2009年进入III期临床试验,取得良好结果.此外,把编码重组蛋白基因转化谷类作物,在其种子胚乳表达,作为保健型产品,也已有数个成功的例子,如美国Ventria公司用水稻生产的人乳铁蛋白、人溶菌酶等,已被批准作为精细化学产品投放市场. 用生物技术手段,在植物生产药物的发展中,所用的植物体系主要包括转基因植物细胞悬浮培养为基础的生物反应器;用农杆菌渗透或病毒感染植物组织而导入重组蛋白基因并在其内瞬时表达的体系;以及通过常规遗传转化获得稳定的、在特定部位(如籽粒的胚乳)高效表达目标基因的转基因株系等.这些体系各有其优缺点,如细胞培养体系的生产全过程均在室内可控条件下进行,生产系统和产品质量可达到医药工业的标准,且易于通过安全监管,但其生产成本高、可用细胞类型少、蛋白表达水平有待提高等问题仍有待解决;瞬时表达最大的优点是可在短时间内生产大量的急需产品,如疫苗等,但其运输、储存难度大;常规遗传转化获得的转基因籽粒易于运输、储存以及生产规模化,但也存在产品开发耗时长、田间生产受环境影响大以及对环境安全监管要求高等问题[11].过去20年的历史已经证明了植物为基础的体系确实可以生产各种类型的人体蛋白,近年来处于领头地位的新药物开发已到达临床研究的后期阶段,即将进入市场.作为一个低成本、高产的生物药物生产系统,各国政府、各种基金会、企业公司纷纷投放资金支持相关研究,以取得领先地位.如欧盟的PharmaPlanta联盟,日本经济产业省Meti项目,美国的BlueAngel项目,巴西的PMP计划等. 植物生物技术发展的成果是生物科学研究、技术开发、商业性生产三者结合的结果.30年来,它已从实验室走到了大田,证明了在增加粮食和饲料生产中发挥的作用.随着生命科学的发展,大量新技术的出现,这一新的育种技术及其应用范围也在不断的改进中:在基因来源方面,更多的来源于植物自身的基因正在取代第1代转基因作物中的细菌来源或人工合成基因;在目标方面,更多转向产量乃至总生物量的增加,如在高二氧化碳强度的世界中,通过修饰Rubisco大单位,改变其热稳定活性,增加叶片中淀粉的合成,进而增加植物的生物量[12];在影响新产品的关键技术———外源基因导入方法方面,新一代的技术———TALEN,即转录激活因子样效应物核酸酶(Transcriptionactivatorlikeeffectornucleases)已被证明可以在植物中定点引起高频率的基因敲除、插入和取代,可成为一个把外源DNA定点插入受体植物基因组的重要平台[13],该技术的实际应用,将能克服多年来各种方法引入的外源基因均为随机插入而致的不良效应,按设计获得所需的转基因产品;在应用的范围方面,生物技术的应用使植物已不仅为人类提供食品和饲料,还将提供药品、工业用品(如生物活性化合物)和能源产品,如增加可能的能源植物的生物量等,有助于减少人类对石化燃料的依赖[14].随着植物生物技术自身的发展和完善、日渐成熟的监管体系以及人们对这一新生事物认识的增加,其应用将逐步为公众所接受,以在新型的可持续发展农业中发挥更大的作用. 作者:梅曼彤单位:华南农业大学生命科学学院
预处理论文:后肢远程预处理对心交感神经损伤与心肌缺血再灌注的影响 【摘要】 目的:后肢远程缺血预处理对急性心肌缺血再灌注与心交感神经损伤影响的实验研究。方法:20只雄性新西兰大白兔随机被均分成两组:对照组及远程缺血预处理(ripc)组。两组均制作心肌缺血模型。ripc组在心肌缺血前行双后肢短暂缺血预处理2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6 kpa,每次10min,间隔10min),最后一次后肢缺血预处理后再灌注60min制作急性心肌缺血模型。其方法为:冠状动脉左前降支完全闭塞45min,于松开结扎圈再灌注2、4 h时,分别以131碘-间位碘代苄胍(131i-mibg)、99m锝-甲氧基异丁基异腈(99mtc-mibi)双核素作放射自显影,其后以美蓝、氯化四唑(ttc)作组织染色,分别确定心肌危险梗塞灶与实际梗塞灶。结果:再灌注4h后,预处理组危险梗塞灶与实际梗塞灶均小于对照组(p 0.01)。131i-mibg及99mtc-mibi自显影在同一区域摄取存在差异性,两组131i-mibg显影缺损面积(40.8±3.2)%,均显著比99mtc-mibi显影缺损及实际梗塞灶大(p 0.05)。结论:远程预处理能有效阻断心肌缺血再灌注对交感神经损伤的作用;利用交感神经显影剂mibg显影能客观监测心肌梗塞病变范围和程度,评价远程预处理的心肌保护效应。 【关键词】 缺血预处理,心肌;心肌再灌注损伤;交感神经系统;放射性核素显像 心肌梗塞后,血浆内儿茶酚胺瞬间升高,梗塞病灶与非梗塞区内去甲肾上腺素(ne)有不同程度耗竭,交感神经活性与分布发生变化,心交感神经元突触信号传导受阻,容易导致心律失常等并发症。近年来,有不少学者证实,肢体[1]、腹腔动脉[2]、肠[3]等器官的短暂缺血可以减轻随后发生的心肌缺血再灌注损伤,由此提出了“远程缺血预处理(remote ischemic preconditioning,ripc)”的概念,为缺血预处理临床应用带来了希望。本实验拟以活体兔为实验对象,经双下肢缺血预处理诱导缺血耐受,通过结扎冠状动脉左前降支,建立急性心肌梗塞动物模型,利用心肌灌注显影剂99m锝-甲氧基异丁基异腈(99mtc-mibi)及交感神经受体显影剂131碘-间位碘代苄胍(131i-mibg)进行双核素放射自显影,根据显影结果,结合美蓝、氯化四唑(ttc)染色,选择感兴趣区,通过软件分析,定量测定并比较131i-mibg与99mtc-mibi在同一部位摄取比率,探讨远程预处理对心肌缺血再灌注与交感神经损伤的保护作用,进一步明确该预处理方法的作用机制。 1 资料与方法 1.1 实验动物雄性新西兰大白兔20只,体重(3.5±0.4)kg,由本院临床医学实验研究所提供。 1.2 试剂 131i-mibg(特异活度2030.5mbq/mmol)购自北京401核能原子研究所,放化纯98%。99mtc-mibi(特异性活度33150.2 mbq / mmol),购自广东希埃核药学公司,放化纯99.1%。磷酸盐缓冲液(pbs 10g/l),ttc(2,3-triphenyl tetrazolium chloride,sigma公司)。 1.3 主要仪器storm860标准磷屏(分子动力公司,美国),奥林帕斯光学显微镜及数码相机(日本),leica-cm1900恒温冰冻切片机(leica,德国),jeol-jem-100sx透射电镜(jeol,日本),uthscsa imagetool(it)3.0面积分析软件及adobe photoshop 6.0公用软件。 1.4 建立预处理模型20只雄性新西兰大白兔,随机均分成对照组及远程缺血预处理(ripc)组(每组各10只)。两组在制作心肌缺血前90min经耳缘静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg麻醉;远程缺血预处理组在静脉给予戊巴比妥钠麻醉后,行双后肢短暂缺血2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6kpa,每次10min,间隔10min)。实验中肛门留置温度计(509监护仪,american),使用恒温箱控制体温在36.5℃~37.5℃,以排除温度对实验结果的影响。 1.5 心肌缺血模型a、b两组均制作心肌缺血模型。b组最后一次预处理后60min,依据fukuchi k等方法[4]制作心肌缺血模型。心肌缺血模型制作方法:沿胸骨左侧第5肋间隙开胸(不破坏胸膜)靠近冠状动脉左前降支近端游离冠脉约1.0cm,5/0无创缝合线穿过动脉,套管法(图1)结扎45min,松开结扎圈2h,形成心肌缺血再灌注损伤模型。术中及时、合理追加麻醉药,确保手术顺利进行且不抑制呼吸。 1.6 双核素示踪药物给药方法心肌缺血再灌注2h,将活度为13.875mbq的131i-mibg,沿耳缘静脉注入,2h后再将活度为175mbq的99mtc-mibi注入同一静脉。15min后结扎动脉,将2.0ml美蓝,直视下注入左心室,3min后用过量100g/l氯化钾处死动物,迅速摘除心脏,以0℃ 10g/l pbs冲洗附着在心脏表面血迹,冰冻切片包埋剂(oct)包埋心脏,-80℃冰箱速冻备用。实验流程见图2。 1.7 病理检查沿心尖向基底部短轴连续切片,厚约5mm并观察切面颜色。随后放置在恒温37℃含10g/l ttc的10 g/l pbs(ph=7.4)中孵育20min,行ttc染色。组织染色后放入40g/l甲醛溶液中浸泡24h。注入美蓝后,阻塞部位因血运受阻导致美蓝染色缺损,定义为危险梗塞灶[5],经ttc染色而出现苍白区,定义为实际梗塞灶。利用图像分析仪image?tool(it)3.0,对两种染色差异性进行分析后转化为相应的数据(%)。对照组〖4〗心肌缺血 注:a,b,c,d各时间点分别注入131碘-间位碘代苄胍,99m锝-甲氧基异丁基异腈,美蓝,氯化钾。 1.8 心脏切片放射自显影操作及处理 取oct包埋冻存的心脏,恒温-20℃下,沿心尖向基底部连续切片,每切30次收集一次厚度为20μm的切片,作为自显影样本;或5μm切片作h-e染色,按i-gawa等[6]的方法,稍加修改进行双核素放射自显影。将20μm切片放在预冷清洁透明的胶片上并烘干,平铺在磷屏上,4℃曝光10h,磷屏扫描成像,根据显影结果,结合染色组织差异,选择感兴趣区,利用imagetool(it)3.0分析软件,定量测定显影相素间灰度差异值,定量分析显影区99mtc的分布。以清屏器处理磷屏并放置3d,待切片及残留在磷屏表面的99mtc完全衰变,再将同一显影切片放置在磷屏上曝光4d,按上述处理程序,获得131i-mibg自显影。由于99mtc半衰期为6.02h,而131i为8.04d,后者核素半衰期为前者数十倍,两者之间自显影图像影响不足1%,根据yoshioka等[7]系列实验可以忽略不计。 1.9 统计学处理用spss10.0统计软件对所得的数据进行分析,数据用均数±标准差(±s)表示,不同组别间采用完全随机配对性t检验或单因素方差分析,p 0.05为差异有显著性。 2 结 果 使用adobe photoshop6.0图片编辑器及image?tool(it)3.0软件,将131i-mibg、99mtc-mibi自显影与大体组织染色进行数据转化。结果见表1。 2.1 美蓝、ttc染色结果对照组经美蓝染色,其危险梗塞灶缺损比值为(36.4±2.2)%,高于预处理组(p 0.01),其比例约38%。同样,对照组经ttc染色,实际梗塞灶为(33.6±2.4)%,高于预处理组(p 0.01),其比例约45%。 2.2 体外131i-mibg与99mtc-mibi放射自显影量化分析结果 2.2.1 131i-mibg自显影结果:同预处理组比较,对照组mibg自显影缺损度远大于预处理组(p 0.01)。预处理组mibg缺损比率超过了美蓝缺损度,两者之间比率为(28.7±2.3)%∶(23.2±1.8)%(p 0.01)。 2.2.2 99mtc-mibi自显影结果:99mtc-mibi自显影缺损度,对照组缺损度较大,与预处理组比较具有显著性差异(p 0.01),与同组ttc染色总体差异性不显著(p 0.05)。 2.2.3 131i-mibg与99mtc-mibi显影结果对比:比较131i-mibg与99mtc-mibi显影相对应区域:mibg显影缺损度均大于mibi(p 0.01)。详见表1。 表1 两组急性心肌梗塞区量化结果(n=10, 2.3 131碘-间位碘代苄胍40.8±3.2 28.7±2.3 99m锝-甲氧基异丁基异腈34.3±2.7##18.6±2.2 ## 注:与对照组比较p 0.01;与131碘-间位碘代苄胍显影缺损度比较##p 0.01;与美蓝染色比较p 0.05,p 0.01。 3 讨 论 1986年,murry等[8]首先发现心肌反复短暂缺血可以限制随后较长时间心肌梗塞的范围,因此提出了心肌缺血预适应的概念,即心肌能从短暂的缺血中产生内源性保护作用,对随后较长时间缺血具有保护作用。随后的研究表明,缺血预处理是机体的一种内源性保护机制[9]。1993年,przyklenk[10]等首次报道在狗的心脏缺血模型中,当给予一个血管区域缺血预处理后,可使远离该区域的心脏组织产生缺血耐受,这一发现,促使研究者思考缺血预处理效应是否存在组织器官交叉保护现象这一问题?随后的研究结果支持了这一假设。gho等[11]证实肾脏缺血预处理可诱导心脏缺血耐受,oxman等[12]发现给与大鼠下肢10min的短暂缺血,可对随后的心肌缺血产生保护作用,人们称此现象为远程预处理(remote preconditioning,rpc):即给予远离缺血部位的组织或器官短暂缺血,可对缺血部位产生保护作用。诱导缺血耐受,为缺血预处理的操作性和临床应用提供了新的思路。 既往研究表明[13],心肌梗塞后,心交感神经兴奋性增强,早期能导致心律失常等多种并发症。由于去甲肾上腺素(ne)类似物间-碘苄胍(mibg),为假性神经递质,在心脏特异性传导体系中,被神经原摄取、储存、释放与ne基本一致,随心肌血运至交感神经末梢,与特异性转运蛋白结合,聚集在交感神经元节后神经节,而与磷苯二酚-0-甲基转移酶及单胺氧化酶受体配体结合传递信号,但不能进入细胞参与氧化代谢。利用mibg这一特性,经核素标记作为受体显影示踪剂。1988年minardo等[14]首先将mibg用于研究狗的心肌梗塞病动物模型,分别用药物损伤心交感神经或结扎冠状动脉左前降支,建立狗心肌梗塞模型,同时应用123i-mibg和201te进行显影对照,并用电生理学方法检测相应区域,发现梗塞部位交感神经损伤的分布与实际梗塞灶之间,具有显著不匹配性,123i-mibg显影缺损始终大于201te。同年,sisson等[15]用该模型,获得相似结果。就预处理而言,目前国内外文献尚未有以放射性核素显影研究远程预处理对心肌保护作用的报道,另外研究表明远程预处理的保护效应具有全身效应,其保护作用与神经、体液因素具有显著的关系[16],且需要相关的触发机制[17]。因此,本实验选择131i-mibg、99mtc-mibi双示踪自显影,研究远程预处理对心肌缺血再灌注损伤对交感神经损伤的影响,结果表明:在远程预处理组中,mibg缺损度明显比对照组缺损度小,且两组中mibg缺损度均大于mibi所显示的缺损度,表明急性心肌缺血再灌注损伤与交感神经损伤具有密切的关系,该预处理模式对心肌缺血再灌注时交感神经损伤具有保护作用。既往研究证实,缺血预处理在不同种属动物中能减少心肌梗塞面积75% 左右[18],另有研究表明心肌梗塞模型中,肢体缺血预处理诱导的保护效应可减少心肌梗塞的面积达50%左右[19],本研究结果与文献报道的结果基本一致,从核医学的角度进一步证明了远程预处理对心肌的保护作用,其保护作用与减轻交感神经的损伤具有密切关系。 研究显示,123i-mibg与99mtc-tetrofosmin双示踪spect显影,交感神经损伤主要表现在急性期,而远期显影规律性较差[20]。在狗心肌梗塞再灌注模型急性心肌梗塞时,交感神经损伤范围比实际梗塞灶早而且广泛,尤其在梗塞病变发生几小时内最明显[21]。由于缺血预处理具有早期效应和延迟效应两个时间窗[22],为便于研究和观察,本实验选择早期效应进行研究。实验观察到心肌梗塞早期,利用双核素示踪放射自显影,显示出心交感神经损伤度远超过实际梗塞灶。其机制可能为发生梗塞导致区域性供血障碍,引起神经突触前结构损害,反射性激活交感神经末梢,血管持续痉挛,交感神经进一步损伤,神经末梢内atp大量耗竭,由于神经末梢对atp的依赖性远超过心肌细胞对atp的依赖,利用mibg显影就出现区域性结构改变,从而使交感神经颗粒超微结构的损害程度明显比心肌细胞损害程度重。 上述实验结果表明远程预处理对缺血心肌的保护作用与抑制交感神经的损伤具有密切关系,其它保护机制可能与增强心肌细胞对缺血缺氧的耐受[23,24],促进缺血再灌注后心功能的恢复[25,26],抑制缺血再灌注心肌细胞的凋亡[27,28],减少缺血再灌注后心律失常的发生,以及降钙素基因相关肽的表达[29~31]等有密切关系。当然,其具体的作用机制以及各机制间共同的作用途径尚需进一步研究。 预处理论文:大鼠肝细胞低氧预处理后蛋白质分子的二维电泳实验研究 【摘要】 目的 利用二维电泳技术对大鼠肝细胞蛋白进行分离,以进一步探讨低氧预处理保护肝细胞的机制。方法 将原代培养的肝细胞分成对照组和低氧预处理组,用固相化ph梯度等电聚焦的二维聚丙烯酰胺凝胶电泳技术展示并比较两组细胞表达的所有蛋白质,银染法显示两组细胞差异表达的蛋白质分子。结果 两组肝细胞的蛋白质图谱分别可分辨出约260个蛋白点,绝大多数蛋白点在位置、大小和形状上几乎一致。对照组和预处理组间有11个明显差异的蛋白点,初步确定其等电点和分子量。其中5个蛋白质点仅在对照组中表达,而在预处理组中未出现;6个蛋白质点在预处理组中表达,而在对照组中未出现。结论 二维电泳可以对肝细胞蛋白进行较精确的分离;低氧预处理引起肝细胞蛋白质分子的改变,在预处理组中新增加的蛋白质分子可能与细胞耐受低氧有关。 【关键词】 肝细胞;低氧预处理;二维蛋白电泳;大鼠 低氧预处理能提高肝细胞对低氧的耐受性,减轻再灌氧损伤,然而,我们仍不清楚低氧预处理后肝细胞内各种细胞因子的变化[1]。我们利用基因芯片技术研究低氧预处理后肝细胞基因表达谱的变化,发现低氧预处理对肝细胞的保护作用可能通过多个途径来实现[2]。因此,我们运用蛋白组分析技术,以获得正常肝细胞和低氧预处理后肝细胞的蛋白电泳图谱,并加以分析,以发现与低氧预处理相关的蛋白质分子,为今后从蛋白质水平上进一步研究低氧预处理保护肝细胞的机制打下基础。 1 材料与方法 1.1 实验材料 粗制iv型胶原酶、碘代乙酰胺和temed(美国sigma公司);95%n2-5%co2混合气体和95%o2-5%co2混合气体(上海比欧西气体公司);尿素、甘氨酸和二硫苏糖醇(dtt)(美国biobasic公司);chaps、pharmalyte3-10、ipg 缓冲液,覆盖油和预制ipg胶条(ph 3~10,线性)(瑞典amersham pharmacia公司);tris、十二烷基磺酸钠(sds)和过硫酸铵(美国amresco公司);二维电泳蛋白标准品(美国bio-rad公司)。 queue2711三气培养箱(美国parkersburg公司);multiphor ii electrophoresis system(瑞典amersham pharmacia公司);proteantm ii垂直电泳槽和pdquesttm 2-d图像分析软件(美国bio-rad公司)。 雄性sprague-dawley大鼠10只,由中国科学院上海实验动物中心提供,质量为200~250 g,标准条件饲养。 2.1 实验方法 2.1.1 大鼠肝细胞的分离、纯化和培养 参照seglen[3]的方法,并略作改进,即大鼠肝脏活体原位灌注,消化成熟后切下并撕碎肝脏,肝组织悬液经100目钢网过滤,滤液50 g离心2 min,将沉淀混悬于50 ml pbs中,50 g离心2 min,弃上清,反复3次,最后将沉淀混悬于rpmi-1640培养基,调整细胞密度为5.0×105/ml,接种于75 cm2细胞培养瓶,每瓶15 ml,在queue三气培养箱内(95%o2-5%co2,37℃)培养24 h,使肝细胞达到稳定状态。 2.1.2 肝细胞分组和处理 rpmi-1640细胞培养液在三气培养箱内分别和95%n2-5%co2混合气体及95%o2-5%co2混合气体达到平衡,形成无氧培养液和富氧培养液。肝细胞培养24 h后,分成二组:①对照组(control group):更换富氧培养液,95%o2-5%co2三气培养箱内,37℃,孵育170 min;②预处理组(preconditioning group):更换无氧培养液,95%n2-5%co2混合气体迅速灌入培养瓶,使瓶内充满95%n2-5%co2混合气体,封住瓶口,37℃,孵育10 min后,更换富氧培养液,95%o2-5%co2混合气体灌入培养瓶,95%o2-5%co2三气培养箱内,37℃,孵育160 min。 2.1.3 样品的准备 用trizol试剂分别提取对照组和预处理组细胞的总蛋白(按说明书操作),1%sds溶解后,加入至少5倍体积的裂解液(8m尿素、4% chaps、2% pharmalyte3-10和1% dtt,去离子水配制),分装,-70℃冻存备用。用bradford法测定样品液中蛋白质的浓度。为了确定待测样品在二维电泳图谱中的等电点和分子量,便于定量分析,在样品中加入已知等电点和分子量的二维电泳标准蛋白作为内标,与样品作同步电泳测定蛋白等电点和分子量。标准蛋白的等电点和分子量详见说明书。 2.1.4 第一向等电聚焦(isoelectric focusing,ief) 将ipg胶条(ph 3~10,线性,13 cm)置于水化槽,取上述两种蛋白质样品各100 μg,分别加入水化液(8m尿素、2% chaps、1% dtt和0.002%溴酚兰,去离子水配制)至终体积达250 μl,混匀后加到槽内水化ipg胶条,并过夜。ipg胶条完全水化后,在如下条件中进行一维等电聚焦分离:第一步500 v,1 h;第二步3 500 v,7 h,总聚焦时间25 000 vh。 2.1.5 ipg胶条的平衡 等电聚焦结束后取出ipg胶条,放在平衡缓冲液i中(0.05m tris-hcl,ph8.8、6m尿素、30%甘油、2% sds和1% dtt,去离子水配制),平衡15 min,然后移入平衡缓冲液ii中(4%碘乙酰胺代替dtt,余同前),平衡15 min。 2.1.6 第二向sds电泳 用垂直板电泳槽,根据 说明书进行操作,配制12.5% sds-page分离胶 18 cm×16 cm×0.1 cm两块。平衡结束后,取出ipg胶条,放在分离胶的上缘,并用0.5%低熔点琼脂糖封盖以固定ipg胶条,电泳槽中加sds电泳缓冲液,15℃,恒流40 ma(20 ma/胶),电泳约5 h,指示剂抵达底边时终止电泳。 2.1.7 检测蛋白质点采用银染法 ①10%乙酸和40%甲醇混合溶液固定两次,每次15 min;②30%甲醇、0.2%硫代硫酸钠和6.8%乙酸钠混合溶液敏化30 min;③双蒸水漂洗3次;④0.25%硝酸银溶液染色20 min;⑤双蒸水漂洗2次;⑥2.5%碳酸钠和1∶2500甲醛混合溶液显色;⑦1.46% edta溶液终止。 每一块银染后的凝胶经透射式激光扫描仪(600 bpi分辨率)扫描后,所得图谱借助2-d图像分析软件pdquest7.0分析蛋白质二维电泳图谱,进行蛋白质斑点检测和配比,找出差异明显的蛋白点,并把这些差异表达的蛋白质分为2类:a类,预处理组肝细胞中表达而对照组中无表达;b类,对照组肝细胞中表达而预处理中无表达。根据标准蛋白质分子指示的位置及线性ph梯度,测出差异蛋白质的等电点和分子量。 3 结果 3.1 细胞分离和培养 肝细胞平均得率为(1.6±0.3)×108/肝,活力(93.63±2.7)%,纯度95%以上。 3.2 二维蛋白电泳的分辨率和重复性 每种样品的二维电泳重复4次,在预处理组和对照组中各选取4张蛋白图谱,应用pdquest软件进行图像分析,分别可分辨出约260个蛋白点,即可分辨出同样数量种类的蛋白质(见图1和图2)。图1a选取的是预处理组肝细胞蛋白的电泳扫描图,图1b为重复进行的电泳扫描图。结果表明,同种蛋白样品经重复进行的电泳扫描图谱蛋白斑点匹配率约为95%,绝大部分蛋白都能较好地重叠,重复性较好,分辨率较高。 3.3 对照组和预处理组肝细胞蛋白质的二维电泳图谱比较 图2和图3为本实验建立的具有代表性的对照组和预处理组肝细胞蛋白二维电泳图。图2为参考图谱,图3蛋白斑点与之比较,根据斑点的位置、大小、形状等参数,图像分析软件自动将不同图谱中的相同蛋白点匹配,不能匹配的差异点可自动标出。检测显示,两组肝细胞的蛋白质图谱中绝大多数蛋白点在位置、大小和形状上几乎一致。通过比较,我们发现了11个有明显差异的蛋白点(见表1)。 4 讨论 二维蛋白电泳技术是当前分离组织、细胞蛋白最有效的分离手段。蛋白质组研究的主要手段是二维蛋白电泳、计算机图像分析和蛋白质鉴定技术。二维电泳是前提,其分离效果直接影响图像分析和鉴定。在处理样品时应该尽量设法使样品中所有的蛋白溶解,为了获得高分辨率,还必需加入还原剂如dtt来还原所有的二硫键,或者加入尿素使蛋白质复合物完全变为多肽链[4]。本实验采用瑞典amersham pharmacia公司的multiphor ii电泳系统和ipg胶条进行等电聚焦,将样品直接加入水化溶液,一方面节省了水化溶液,提高样品溶解性;另一方面避免了样品杯的使用,从而避免在胶面某一点加样所致蛋白质沉淀产生,简化操作程序,提高样品量、分辨率和重复性,获得较好的图像效果。 在低氧预处理保护肝细胞或缺血预处理保护肝脏机制研究中,目前还主要停留在基因水平,在蛋白水平上少见。本实验中,我们采用ph 3~10宽ph范围二维电泳对大鼠肝细胞的全蛋白质进行等电聚焦,sds-page凝胶面积为130 mm(160 mm,厚度为1 mm,所分离的蛋白斑点为260个左右,通过对正常肝细胞和预处理后肝细胞的蛋白电泳图谱进行分析,找出有明显差异的蛋白质点。 低氧预处理或缺血预处理的保护机制十分复杂,可能和细胞内一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase,nos)水平提高,合成大量no有关[5-6];也可能和各种蛋白激酶(protein kinase,pk)激活有关,如蛋白激酶c(protein kinase c,pkc)、核转录因子кb(nuclear factor kappa b,nf-кb)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,mapk)等[7-9],这些因子都能提高组织器官抗损伤能力。从基因水平筛选抗损伤基因,是当今研究的一个重要方法,但由于蛋白质是细胞生命活动及其功能的主要执行者,不同的蛋白质分子承担着不同的功能,因此,直接从蛋白质水平比较和筛选与抗损伤相关的蛋白质分子具有更重要价值。 原代培养的肝细胞经低氧预处理后明显耐受长期低氧造成的损伤,表明细胞内的某些基因或蛋白表达升高或降低。我们发现的这11个差异蛋白点中,有6个蛋白点(3,4,5,6,7,10)在预处理组中表达,而对照组中未出现,提示这些蛋白质的表达可能与细胞耐受低氧有关。另外,与对照组相比,预处理组中有5个蛋白点(1,2,8,9,11)未出现,这些消失的蛋白质在损伤和抗损伤机制中究竟起什么作用,有待于进一步研究。 通过二维蛋白电泳技术,我们获得多个较纯的蛋白点,随后可以利用蛋白质鉴定技术,比如质谱技术或定量差异分析技术来获得每个蛋白或多肽的分子量或序列,然后在数据库中进行搜索[10-11],推断出是何种蛋白和肽或未知蛋白和肽。 当然,我们应用此方法并未展示出肝细胞全部蛋白质,虽然银染方法非常灵敏,但其灵敏度也有一定限度,因而还有许多蛋白质未检测出。另外,我们使用了ph 3~10的ipg胶条,而ph 3、ph 10的蛋白质未包括在内。第二向sds-page仅展示出分子量在14 000~100 000范围内的蛋白质,而 14 000, 100 000的蛋白质分子未包括在内,且在此研究的图谱中有一些蛋白质点重叠在一起无法分辨,尤其在高分子量区。如果充分显现出肝细胞的蛋白质,可能会发现更多有价值的蛋白质分子。 图1显示了预处理组肝细胞蛋白的2张电泳图谱,说明主要的高丰度蛋白斑点的重复性尚可,而其他的低丰度蛋白的重复性尚待提高,其可能的原因如下:①所选样品的初始状态,样品处理的重复性,试剂的批号和灌胶均匀与否,直接影响斑点位置的重复性。②染色过程中凝胶染色时间的长短和终止时间长短影响蛋白的定量和凝胶中斑点的大小,对位置变异也有影响。③在图像扫描中,所选取的凝胶的像素影响位置变异。因此迫切需要自动二维电泳仪的出现。 本实验建立二维电泳分离肝细胞蛋白质的方法,比较对照组和预处理组肝细胞蛋白质在二维电泳图谱中的差异,为研究这些分子在低氧预处理预防低氧再灌氧损伤机制中的地位和作用以及它们的结构和功能提供了实验基础。 预处理论文:二氮嗪恢复缺血预处理对老年大鼠心肌的保护作用 二氮嗪恢复缺血预处理对老年大鼠心肌的保护作用 【关键词】 老年;缺血预适应;一氧化氮;二氮嗪 【摘要】 目的 探讨二氮嗪(dz)对经缺血预适应(ipc)后的老年大鼠缺血再灌注(i/r)心肌的影响及可能机制。方法 取老年和青年wistar大鼠,建立离体心脏langendorff灌注模型,分7组(每组8只):青年对照组、青年i/r组、青年ipc组、老年对照组、老年i/r组、老年ipc组、老年dz组。对照组全心灌流90 min。i/r组心脏灌流30 min后,缺血30 min,再复灌30 min。ipc组灌流10 min,经2次缺血5 min再灌注5 min后,缺血30 min,再复灌30 min。dz组灌流10 min,给予含dz(100 μmol/l)的k?h液灌注20 min,余同ipc组。比较各组复灌30 min后心排血量(co)、左室发展压 (lvdp)、左室内压最大上升和下降速率 (±dp/dtmax) 的恢复率;检测缺血前及复灌30min后冠脉流出液中肌酸激酶 (ck) 活性及一氧化氮(no)含量和心肌中丙二醛 (mda)、超氧化物歧化酶 (sod) 的含量。结果 青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,ck生成明显减少,no含量明显增加,mda含量明显降低,sod含量明显增加,co、lvdp、+dp/dtmax、?dp/dtmax恢复率明显增加(p 0.01)。而在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较上述指标无明显统计学差异(p 0.05),dz组与i/r组比较有明显统计学差异 (p 0.05或p 0.01)。结论 ipc对老年大鼠i/r心肌保护作用减弱,其机制可能与no信号通路表达受抑制有关,dz可恢复ipc对老年大鼠i/r心肌保护作用。 【关键词】 老年;缺血预适应;一氧化氮;二氮嗪 murry等〔1〕首次提出心肌缺血预适应(ipc)的观点,其对心肌的保护作用是迄今为止最强的机体内源性保护机制。但目前ipc对于老年大鼠心肌的作用如何观点不一致〔2〕,临床上也缺乏合理、有效的保护,所以该领域的研究具有十分重要的理论和临床意义。本文前期研究〔3〕表明,二氮嗪(dz)预处理可以产生与ipc近似的心肌保护作用;ipc对老年大鼠心肌保护作用减弱〔4〕。而dz对老年大鼠心肌的影响尚不清楚。本研究通过离体大鼠心脏灌注模型,给予dz干预措施,探讨dz干预对老年大鼠经ipc后心肌的影响,以探讨老年大鼠ipc作用减弱的机制。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 药品与试剂 dz(军事医学科学院北京赛德维康医药研究院惠赠)。肌酸激酶 (ck)试剂盒 (beckman),一氧化氮(no)试剂盒、丙二醛(mda)和超氧化物歧化酶(sod)测定试剂盒 (南京建成生物工程研究所)。其余试剂均为国产分析纯。心功能检测采用biopac 16导生理记录仪(cbi?8000,usa)。全自动生化分析仪 (beckman)。 1.1.2 建立离体心脏langendorff灌注模型 麻醉采用腹腔内注射戊巴比妥 (5 mg/kg),开胸前5min腹腔注射肝素500 u/kg,开胸后迅速取出心脏,置于4℃改良krebs?henseleit (k?h) 液中洗净血液,迅速转移、固定于langendorff灌流装置。结扎双侧肺静脉,以改良k?h液行常规恒压 (80 mmhg) 灌流。改良k?h 液成分 (mmol/l ):氯化钠118.0、氯化钾14.7、磷酸钾1.2、硫酸镁1.2、碳酸氢钠25.0、氯化钙1.25、葡萄糖10.0,ph 7.3~7.4,以95% o2~5% co2饱和,维持灌流液温度37℃。缺血再灌注(i/r)组心脏平衡灌流30 min后,缺血30 min,再复灌30 min。ipc组心脏平衡灌流10 min,经2次缺血5 min再灌注5 min后,缺血30 min,再复灌30 min。dz组心脏平衡灌流10 min,给予含dz(100 μmol/l)的k?h液灌注20 min,余同ipc组。对照组全心灌流90 min,不做任何处理。 1.2 方法 1.2.1 实验动物及分组 wistar大鼠56只(购自中国医科大学实验动物中心),其中21~23月龄(老年鼠)24只和4~5月龄(青年鼠)32只。分为7组(每组8只):青年对照组、青年i/r组、青年ipc组、老年对照组、老年i/r组、老年ipc组、老年dz组。 1.2.2 左心功能恢复率 切开左心耳,将充水乳胶囊由此插入至左心室,囊内压力经特氟纶管传递至压力传感器,通过压力换能器输入biopac 16导生理记录仪。记录缺血前的左室发展压 (lvdp)、左室内压最大上升和下降速率(±dp/dtmax),主动脉流量 (af) 和冠脉流量 (cf) 分别通过收集主动脉和冠脉流出液来获得,并计算心排血量 (co=af+cf) 作为正常对照,复灌30min后再次记录以上指标,并与心脏缺血前值进行比较。心功能恢复率以复灌后相对应缺血前对照值的百分率表示,即变化的百分率(%) = 复灌后值/缺血前值×100%。 1.2.3 冠脉流出液ck活性 取缺氧前和复灌30 min后的冠脉流出液,12 h内用全自动生化分析仪测定ck的活性,按使用说明书操作。 1.2.4 冠脉流出液no含量 采用硝酸还原酶法。应用721型分光光度计于波长530 nm处测量上清吸光度,据吸光度大小计算no含量,结果用每克匀浆蛋白中μmol数(μmol/gprot)表示。 1.2.5 心肌组织中mda、sod含量 取0.5 g心室肌制成10%组织匀浆,mda采用硫代巴比妥酸比色法,sod采用黄嘌呤氧化酶法,具体操作步骤按mda 和sod 测试盒说明书进行。 1.3 统计学分析 应用spss13.0统计软件,计数资料用率表示;计量资料数据以x±s表示,组间比较用方差分析。 2 结 果 2.1 左心功能恢复率 各组缺血前基础值经方差分析无显著性差异(p 0.05)。在青年大鼠中,ipc组的co、lvdp、+dp/dtmax、?dp/dtmax恢复率均优于i/r组,两组比较有显著性差异(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较,左心功能恢复率无显著性差异(p 0.05),而dz组与i/r组比较有显著性差异(p 0.01)。见表1。 2.2 冠脉流出液ck活性的变化 各组缺血前基础值经方差分析无统计学差异(p 0.05)。青年大鼠中,ipc组ck活性与i/r组比较明显降低(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组ck活性比较无明显降低(p 0.05),而dz组与i/r组比较有显著性差异(p 0.01)。见表2。 2.3 冠脉流出液no含量变化 青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,no含量明显增加(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较no含量无明显增加(p 0.05),而dz组与i/r组比较,no含量明显增加(p 0.01)。见表2。 2.4 心肌组织中mda、sod含量的变化 青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,mda活性明显降低、sod含量明显增加(p 0.01)。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较无明显变化(p 0.05),而dz组与i/r组比较,mda活性明显降低(p 0.05)、sod含量明显增加(p 0.01)。见表2。表1 左心功能恢复率表2 冠脉流出液中ck活性和心肌组织中mda、sod含量 3 讨 论 心肌i/r的重要机制是氧自由基损伤和钙超载学说,i/r发生后,氧自由基的产生与抗氧化系统失去动态平衡,氧自由基清除系统受到损伤,sod等活性下降,细胞内钙超负荷以致细胞膜受损,氧自由基生成增多,而氧自由基具有很强的氧化能力,可使膜脂质过氧化产物mda产生增加,加重细胞损伤、心肌细胞肿胀、线粒体产能障碍〔5〕。心肌组织中mda升高,sod活性下降常用来衡量细胞损伤的程度。本研究结果显示:ipc使青年大鼠经i/r后的心肌损伤明显减轻,表现为冠脉流出液ck生成明显减少,心肌组织mda含量明显降低,sod含量明显增加,左心功能恢复率明显增加。而在老年大鼠中,ipc未使i/r后的心肌损伤减轻,而dz干预使i/r后的老年大鼠心肌损伤减轻。提示ipc对青年大鼠有抗再灌注损伤作用,可以降低心肌酶活性,改善再灌注期间的心功能,促进心功能的恢复,还能提高清除氧自由基的能力,减少脂质过氧化物的形成,从而抑制氧自由基介导的心肌细胞损害减轻缺血再灌注损伤;而同等条件的ipc对老年大鼠i/r心肌无明显的保护作用,dz可以恢复ipc对老年大鼠i/r心肌的保护作用。 本研究还观察到青年大鼠中,ipc组与i/r组比较,no含量明显增加。在老年大鼠中,ipc组与i/r组比较no含量无明显增加,而dz组与i/r组比较,no含量明显增加。no作为重要的信号分子,参与了心肌肥大、心肌细胞凋亡、i/r以及ipc等过程,在调节心脏功能中起重要作用〔6〕。因此推测ipc对老年大鼠i/r心肌保护作用减弱,其机制可能与no信号通路表达受抑制有关,缺血前给予dz干预可能激活no信号通路,继而恢复ipc对老年大鼠i/r心肌的保护作用。 预处理论文:七氟醚预处理与后处理对大鼠肾下腹主动脉缺血 【摘要】 目的 本次试验目的旨在在sd大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注模型上,研究七氟醚预处理与后处理对肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌损伤的保护作用。方法 健康sd大鼠40只,随机分为四组,每组10只。第一组为空白组(sham),第二组为缺血再灌注组(i/r),阻断肾下腹主动脉2h,再灌注3h,第三组为七氟醚预处理组(i/r+pre),阻断肾下腹主动脉之前吸入2%的七氟醚30min,第四组为七氟醚后处理组(i/r+post),再灌注期间吸入2%的七氟醚。所有试验sd大鼠均用2%戊巴比妥钠麻醉,固定在加热毯上以保持体温恒定。实验结束后分别测定心腔内血清ldh的含量;心脏组织中sod的活性、mda的含量;光镜下观察各组病理形态学变化。结果 sod活性:i/r+pre组和i/r+post组与sham组或i/r组相比明显升高,i/r+post组与i/r+pre组相比明显升高;mda含量:i/r+pre组和i/r+post组与i/r组相比明显降低,i/r+post组与i/r+pre组相比明显降低,i/r组与sham组相比明显升高;ldh含量:i/r组、i/r+pre组、i/r+post组与sham组相比明显升高,但i/r+pre组、i/r+post组与i/r组相比明显降低;i/r+post组与i/r+pre组相比明显降低。光镜下观察,sham组形态基本正常,i/r组损伤最重,i/r+post组较i/r+pre组减轻。结论 大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注可导致心肌细胞损伤;七氟醚预处理和后处理对大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌细胞损伤具有保护作用,后处理比预处理保护效应相对来说更好。可能涉及的机制:抑制脂质过氧反应及增强机体抗氧化能力,维持心肌细胞超微结构的相对稳定性。 【关键词】 七氟醚 预处理 后处理 缺血再灌注 心肌损伤 严重创伤、感染、休克以及重大手术等可引起心、脑、肺等重要组织器官的缺血损伤,尽早恢复血供是减轻缺血组织损伤最根本的措施,但随着缺血组织器官的血流再灌注反而加重其功能代谢及组织结构的损伤,即缺血再灌注损伤。同时也发现非心脏组织器官缺血后恢复灌注时可引起心肌形态和功能的损伤。研究表明,利用药物(包括吸入麻醉药)可产生对心肌缺血再灌注损伤的保护作用[1]。研究也表明七氟醚对心肌、脑、肾脏等重要器官的缺血再灌注损伤具有明显的保护作用。但是,七氟醚对非心脏组织器官缺血再灌注导致的心肌损伤的保护作用的研究尚未报道,于是设计本次实验,通过大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注模型,观察七氟醚对远隔部位缺血再灌注引起的心肌损伤是否具有保护作用及可能机制,预处理与后处理的效果是否有差别,现报告如下。 1 资料与方法 1.1试验动物的选择 健康的sd大鼠40只,体重300~350克,由湖南省长沙市开福区东创实验动物科技服务部提供。置于相对清洁、恒温环境中,于标准饲料喂养,自由饮水。 1.2肾下腹主动脉缺血再灌注模型的建立 所有的动物腹腔注射2%的戊巴比妥钠50mg/kg麻醉,起效后迅速固定并放置加热毯维持正常体温。常规备皮、消毒铺单,颈部正中切口气管切开,选择合适口径气管导管给予插管。动物呼吸机控制呼吸,潮气量10ml/kg,吸/呼比值1∶1,呼气末正压5cmh2o,fio2=1.0,呼吸频率40~60次/分,并根据气体分析仪结果维持paco2在35~45mmhg之间。右侧颈总动脉穿刺置管连接压力传感器维持血流动力学平稳。尾静脉开放静脉输液通路,以0.9%的nacl(6ml/kg/h)补偿由于手术或其他原因蒸发或者丢失的液体。维库溴铵0.6mg/kg/h经微量注射泵持续输注维持麻醉。上述操作成功以后,用盐水纱布覆盖颈部切口,开腹,暴露肾下腹主动脉,用玻璃分针分离肾下腹主动脉,分离成功后用无创动脉血管夹阻断肾下腹主动脉,阻断部位以下动脉搏动消失表示阻断成功,2小时后开放,再灌注3小时,实验结束时从心腔抽血4-5ml,3000r/min离心15分钟,取血清液分装于-70摄氏度冷冻保存待测;然后从颈总动脉放血处死大鼠,立即打开胸腔留取心脏组织标本(每只大鼠的心尖部位)。光镜标本取材后立即放入10%福尔马林溶液中固定送检,部分存于冷冻管-70摄氏度冷冻保存待测。所有标本的取材均取自不同大鼠的相同部位以便结果更具有可比性。 1.3实验动物分组 健康sd大鼠40只,随机分为四组,每组10只,所有实验动物前期操作相同。分组如下: 空白组(sham):不经过任何处理,2h后关腹,观察3h处死; 缺血再灌注组(i/r):阻断肾下腹主动脉2h,再灌注3h后处死; 七氟醚预处理组(i/r+pre):预先吸入2%的七氟醚30min,洗脱5min,然后阻断肾下腹主动脉2h,再灌注3h后处死; 七氟醚后处理组(i/r+post):阻断肾下腹主动脉2h,开放的同时吸入2%的七氟醚3h。 1.4检测指标 乳酸脱氢酶(ldh)的含量、心脏组织超氧化物歧化酶(sod)的活性、丙二醛(mda)的含量、组织病理形态学。 1.5统计学处理 所获实验数据用均数±标准差(x-±s)表示,应用spss13.0统计软件处理,采用anova及snk-q检验。p 0.05时有统计学意义。 2 结果 2.1四组健康的sd大鼠性别、年龄、体重的差异无统计学意义。 2.2各组sod活性、mda含量、ldh含量 sod活性:i/r+pre组、i/r+post组与sham组或i/r组相比,p 0.01;i/r+post组与i/r+pre组相比,p 0.05。 mda含量:i/r+pre组、i/r+post组与i/r组相比,p 0.05;i/r+post组与i/r+pre组相比,p 0.01;i/r组与sham组相比,p 0.01。 ldh含量:i/r组、i/r+pre组、i/r+post组与sham组相比,p 0.01;i/r+pre组、i/r+post组与i/r组相比,p 0.01;i/r+post组与i/r+pre组相比,p 0.01。 2.3组织病理形态学观察 光镜观察下i/r组、i/r+pre组、i/r+post组的心肌细胞均有不同程度的肿胀,排列紊乱,但i/r+pre组、i/r+post组的光镜观察结果比i/r组的心肌细胞肿胀明显减轻,尤以第i/r+post组为好。 3 讨论 近几年提出的一种抗心肌缺血再灌注损伤的新方法,即在非心脏组织器官缺血后全面恢复灌注前短暂多次预再灌、停灌处理,可以起到保护心肌细胞的作用,张文忠等认为肾脏缺血后处理能减少心肌酶的释放[2],其具有可预知性和可控制性的特点,且操作简单方便,临床可用于可能产生再灌注损伤疾病的治疗和心脏外科手术等,故其具有更直接的临床应用价值。 研究表明吸入麻醉药具有药物预适应效应,七氟醚对心肌保护作用的预处理和后处理有相关研究。七氟醚是一种新型吸入麻醉气体,其具有血气分配系数小,麻醉诱导迅速,苏醒较快,对循环、呼吸、肝肾功能影响小的特点,七氟醚能降低心肌耗氧量而不减少心肌血流,同时还有扩张冠状动脉的作用。 非心脏组织器官的缺血再灌注可引起其他重要器官的损伤是麻醉领域中一个非常常见的现象。其中心脏作为全身重要的器官受到广泛的关注。其可能引起心肌损伤的主要机制有:①过度的炎症反应和微血管损伤。②氧自由基的大量产生。③钙超载。 七氟醚对非心脏组织器官缺血再灌注引起心肌细胞损伤是否具有保护作用研究尚未报道。本研究是通过肾下腹主动脉缺血再灌注模型,模型来源于r.kalb等研究,经再灌注前及再灌注后吸入七氟醚来观察心肌的损伤作用,从而研究远隔组织器官缺血预处理和后处理的心肌保护作用及可能机制。 超氧化物岐化酶(sod)对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用,此酶能清除超氧阴离子自由基(o-2),保护细胞免受损伤,sod活性的高低间接反映了机体清除氧自由基的能力,活性越高清除能力越强;丙二醛(mda)是由氧自由基攻击细胞膜引起脂质过氧化而形成的脂质过氧化物,其含量常反映机体内脂质过氧化的程度,间接地反映出细胞损伤的程度,含量越高细胞损伤越严重。研究sod活性结果提示七氟醚对肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌损伤具有保护作用,且后处理的保护作用更强。 心肌细胞受损时,引起心肌组织酶(如乳酸脱氢酶ldh)的释放,反映心肌细胞超微结构完整性的破坏,研究ldh含量结果说明肾下腹主动脉缺血再灌注时,心肌组织受损,但经过七氟醚预处理和后处理后,心肌细胞超微结构完整性的破坏减轻,进一步提示七氟醚对肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌损伤具有保护作用,且后处理的保护作用更强。 心肌组织结构的改变是反映心肌细胞损伤最直接的指标,心肌缺血30~40min后心肌细胞可发生缺血性损害。光镜下观察可见正常心肌细胞严重肿胀,界限不清,排列紊乱,并见中性粒细胞及红细胞浸润等损伤现象。本研究提示了经七氟醚预处理和后处理后,对于由肾下腹主动脉缺血再灌注所致的心肌组织结构的破坏得到改善好转,心肌细胞损伤减轻。 综上所述发现,大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注可导致心肌细胞损伤,且七氟醚预处理和后处理均对大鼠肾下腹主动脉缺血再灌注致心肌细胞损伤具有保护作用,后处理比预处理保护效应相对来说更好,可能机制是通过抑制脂质过氧反应及增强机体抗氧化能力,维持心肌细胞超微结构的相对稳定性而实现的。这对临床实际工作具有重要意义,在严重创伤、感染、休克、重大手术等引起循环容量严重减少的情况下,心肌损伤是可预见的,主动应用具有药物性保护效应的药物(如七氟醚),可有效地对抗非心脏组织器官缺血再灌注导致的心肌细胞损伤,为临床实践提供一种理论依据。 预处理论文:激活K阿片受体与远程预处理诱导心肌缺血耐受的作用 【摘要】 目的:比较k阿片受体激动剂u50488h预处理与远程预处理诱导心肌缺血耐受对心肌梗塞(mi)范围与心肌酶的影响。方法:32只雄性新西兰大白兔随机分成四组(各组8例):对照组、u50488h组、远程缺血预处理(rpc)组和选择性k阿片受体阻断剂(nor-bni)+u50488h组。对照组心肌缺血前1.5h静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg;rpc组在心肌缺血前1.5h静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg麻醉动物后,行双后肢短暂缺血预处理2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6kpa,每次10min,间隔10min);u50488h组在心肌缺血前105min静脉注射u50488h1.5mg/kg,余同rpc组;nor-bni+u50488h组在预处理前15min给予nor-bni 2mg/kg,余同u50488h组。各组最后制作急性心肌缺血模型:冠状动脉左前降支完全闭塞45min,松开结扎圈再灌注2h。依据美蓝、ttc组织染色,观察各实验组mi质量比、肌钙蛋白t、心肌酶的变化。结果:u50488h可模拟rpc对心肌的保护作用,较对照组明显减少心肌缺血-再灌注损伤所致的mi[(0.15±0.11)g∶(0.29±0.11)g],肌钙蛋白t[冠脉阻闭45 min(3.86±1.19)ng/ml∶(9.16±2.82)ng/ml],心肌酶的含量,p均 0.01。该作用可被选择性k阿片受体阻断剂nor-bni所阻断。结论:rpc诱导心肌缺血耐受与k阿片受体激活具有密切关系,激活k阿片受体是rpc诱导心肌缺血耐受的机制之一。 【关键词】 缺血预处理;心肌缺血;肌钙蛋白t 缺血心肌再灌注时,由于氧自由基生成增加、酸中毒以及钙超载等因素,均可导致心肌缺血再灌注损伤。心肌缺血预处理则可产生心脏保护作用,但其不可操作性使不能被外科医师接受。远程预处理克服了心肌缺血预处理的不可操作性,为临床应用带来了希望,但其作用机制尚不完全清楚。目前已证实,心脏可自分泌或旁分泌内源性阿片肽,并通过作用于心肌上的阿片受体来调节心脏功能,在抗心肌缺血-再灌注损伤过程中发挥着十分重要的作用[1]。与心脏功能密切相关的阿片受体中k阿片受体占据着主导地位,在心肌缺血-再灌注损伤过程中发挥着直接或间接的保护作用,该作用与k受体激活后产生的负性肌力、负性频率、负性变传导以及激活后明显的扩血管作用有关[2],我们推测k阿片受体激活极有可能是远程预处理诱导心肌缺血耐受的机制之一。因此,本实验拟以活体兔为实验对象,经双下肢缺血预处理诱导缺血耐受,通过结扎冠状动脉左前降支,建立急性心肌梗塞(ami)模型,利用k阿片受体激动剂u50488h对其进行研究,通过观察心肌缺血-再灌注损伤时对兔mi范围和血浆肌酸磷酸激酶(ck)、乳酸脱氢酶(ldh)和肌钙蛋白t(ctnt)的影响,探讨其对心肌保护的相关机制。 1 资料与方法 1.1 分组及预处理模型 雄性新西兰大白兔32只,体重(2.5±0.4)kg,分为4组,每组8只:①对照组心肌缺血前90min经耳缘静脉给予戊巴比妥钠30 mg/kg-1;②缺血预处理组在心肌缺血前90min经耳缘静脉给予戊巴比妥钠30mg/kg,麻醉后行双后肢短暂缺血2次(充气式压力止血带环扎双后肢?窝上1/3,压力26.6kpa,每次10min,间隔10min);③u50488h组,在心肌缺血前105min静脉给予u50488h 1.5mg/kg,余同对照组;④nor-bni+u50488h组,在预处理前15min给予选择性k阿片受体阻断剂nor-bni(2mg/kg),余同u50488h组。实验中肛门留置温度计(509监护仪,美国),使用恒温箱控制体温在36.5~37.5℃,以排除温度对实验结果的影响。 1.2 心肌缺血模型 最后一次预处理后60min,依据fukuchi k等方法[3]制作心肌缺血模型:沿胸骨左侧第5肋间隙开胸(不破坏胸膜)靠近冠状动脉左前降支近端游离约1.0cm,5/0无创缝合线穿过动脉,套管法(图1,实验流程见图2)结扎45min,松开结扎圈2h,形成心肌缺血再灌注损伤模型。以左室前臂发绀及心电图st段抬高为模型成功标准。术中适时、按需追加麻醉药,常规吸氧,确保手术顺利进行且不抑制呼吸。 1.3 心肌肌钙蛋白t 分别于预处理前、冠脉阻闭前、冠脉阻闭后45min、缺血再灌注后1h、2h分别采集血液2.5 ml,以等量胶体溶液或3倍晶体液静脉注射,维持血流动力学稳定。所采集血液肝素抗凝,以4000r/min离心5min,取血清装入ependaf小管,低温保存,采用酶免疫测定化学发光法((elecsys 2010;roche, basel, switzerland)测定ctnt,可探测浓度为0.01ng/ml,大于0.1ng/ml表示有明显的心肌损伤。 1.4 心肌酶检测 分别于预处理前、冠脉阻闭前、冠脉阻闭后45min、缺血再灌注后1h、2h分别采集血液,静置后离心,分离血清进行检测。检测ck用速率法,ldh用免疫抑制法。 试剂为长征豪迈公司产品,在日立7150全自动系列生化分析仪上检测。所有操作均严格按照产品说明书进行。 1.5 心肌梗塞(mi)范围检测 心肌缺血再灌注2h后,戊巴比妥钠30mg/kg麻醉下,将2.0ml美蓝,直视下注入左心室,3min后用过量100g/l氯化钾处死动物,迅速摘除心脏,以0℃ 10g/l磷酸盐缓冲液(pbs)冲洗附着在心脏表面血迹,冰冻切片包埋(oct)液包埋心脏,-80℃冰箱速冻备用。沿心尖向基底部短轴连续切片,厚约5mm并观察切面颜色,随后放置在恒温37℃含10g/l氯化四唑(ttc)的10g/l pbs(ph=7.4)中孵育20min,行ttc染色,观察mi的范围。其中未发生心肌缺血的部分被美蓝染色,呈现蓝色;发生缺血但是未mi的区域被ttc染色,呈现红色;而mi的心肌部分不能被ttc染色,呈现出苍白色。在显微镜下,用刀片将实验动物左心室心肌各区分开,电子天平称重,计算左心室、缺血区质量,mi区与全心重量比以及mi区与心肌缺血区的重量比。 1.6 统计学方法 采用spss10.0统计软件包分析数据。计量资料以均数±标准差(±s)表示,组间均数比较采用方差分析,两组间比较采用最小显著差值法(lsd)检验。p 0.05为差异有显著性。 2 结 果 2.1 心肌肌钙蛋白t的变化 实验组和对照组术前肌钙蛋白t(ctnt)含量均少于0.20ng/ml,rpc、u50488h预处理组在冠脉阻闭后45min的ctnt(3.66±1.09)ng/ml,(3.86±1.19)ng/ml,显著低对于对照组(9.16±2.82)ng/ml(p 0.01),该趋势持续至本实验末期。各时间点两组比较亦具有明显的差异。对照组与u50488h组比较无显著差异。见表1。 表1 各实验组不同时间点肌钙蛋白t(ctnt)的变化 (略) 注: nor-bni:选择性k阿片受体阻断剂。与对照组比较p 0.01。下表同。 2.2 心肌梗塞范围的变化 取下心脏,剔除血管和脂肪等非心肌组织,生理盐水冲洗,洗净心腔积血,吸去水分,测量全心质量、心室质量。计算mi区心肌湿重占心室及全心湿质量的百分比。结果表明在给予心肌缺血45min,再灌注2h后,对照组出现明显的心肌缺血以及mi现象,而u50488h组与rpc组mi范围明显缩小(p 0.01);但nor-bni+u50488h组与对照组比较无显著性差异(p 0.05),见表2。表2 各组心梗塞(mi)百分比相关数据 (略)注:nor-bni+u50488h组与对照组比较无显著差异。 2.3 对ck和ldh水平的影响 rpc预处理组与u50488h组在冠脉阻闭后45min血浆ck和ldh 的含量远低于对照组水平(p 0.05),nor-bni+u50488h组和对照组血浆中ck和ldh的 含量比较无显著差异(p 0.05),见表3。表3 各实验组不同时间点心肌酶的变化(略)注:与对照组比较p 0.05。 3 讨 论 本研究表明k阿片受体激动剂u50488h能模拟rpc诱导的心肌保护效应,且其保护效应可被k阿片受体抑制剂nor-bni阻断,通过观察mi质量大小、心肌酶以及ctnt等指标差异的变化,表明激活k阿片受体是rpc诱导心肌缺血耐受的机制之一。 1986年,murry等[4]首先发现心肌反复短暂缺血可限制随后较长时间mi的范围,并能减缓atp衰竭的速率。缺血预处理(ischemic preconditioning,ipc)对心脏的保护作用可分为一个经典的,持续30min到2h急性期和急性期过后12~24h重新出现的延迟期,这一期有可能持续长达12h,因此提出了心肌缺血预适应的概念,即心肌能从短暂的缺血中产生内源性保护作用,对随后较长时间缺血具有保护作用。随后的研究表明,ipc是机体的一种内源性保护机制[5],具有器官普遍性。1993年,przyklenk[6]等首次报道在狗的心脏缺血模型中,当给予一个血管区域缺血预处理后,可使远离该区域的心脏组织产生缺血耐受,这一发现,促使研究者思考ipc效应是否存在组织器官交叉保护现象?随后的研究结果支持这一假设。gho等[7]证实肾脏缺血预处理可诱导心脏缺血耐受,oxman等[8]发现给与大鼠下肢10min的短暂缺血,可对随后的心肌缺血产生保护作用,人们称此现象为远程预处理(remote preconditioning, rpc):即给予远离缺血部位的组织或器官短暂缺血,可对缺血部位产生保护作用,诱导缺血耐受,为ipc的不可操作性和临床应用提供了新的思路。 我们立足于本实验结果,并结合既往的研究,对rpc和u50488h组在预处理效应中的作用和相互关系分析如下:既往我们利用双核素示踪放射自显影,显示出心交感神经损伤度远超过实际梗死灶。其机制可能为发生梗死导致区域性供血障碍,引起神经突触前结构损害,反射性激活交感神经末梢,血管持续痉挛,交感神经进一步损伤,神经末梢内atp大量耗竭。由于神经末梢对atp的依赖性远超过心肌细胞对atp的依赖,利用间位碘代苄胍(mibg)显影就出现区域性结构改变,从而使交感神经颗粒超微结构的损害程度明显比心肌细胞损害程度重,表明rpc对缺血心肌的保护作用与抑制交感神经的损伤具有密切关系[9]。另外,我们通过手术研究发现,rpc介导的下肢缺血再灌注损伤所诱导的缺血耐受,对缺血心肌具有保护作用[10],这是通过减少心肌肌钙蛋白和心肌酶系的释放而体现。由于激活k阿片受体可产生明显的负性肌力、负性频率和负性传导作用,并且具有明确的扩血管作用,我们推测这与抑制交感神经的损伤具有密切的关系。本研究结果表明,心肌缺血同时给予k阿片受体选择性激动剂u50488h可通过激活k阿片受体产生缺血-再灌注损伤保护作用,这种保护作用与rpc产生的保护作用相似,而在预处理前给予给予k阿片受体特异性阻断剂nor-bni后,其对缺血心肌的保护作用消失,表现为缺血、梗死质量的差异,心肌酶及ctnt水平的变化。这一结果强烈提示k阿片受体激活在心肌缺血-再灌注过程中对心肌缺血具有的保护作用,是rpc诱导心肌缺血耐受的机制之一。 ck及ck-mb是目前早期诊断心肌缺血和损伤程度及评价预后的敏感性指标,其升高的程度与心肌损伤的程度正相关。监测心肌酶谱的变化对判断心肌缺血性损伤程度以及评价心肌保护作用具有重要意义[11,12]。ctnt是唯一特异存在于心肌细胞中的一种小分子单链多肽物质,与其他组织无交叉抗原性,对心肌细胞缺血、缺氧、变性、坏死等具有高度特异性,是目前最具有特异性的心肌标志物之一,灵敏度和特异度优于其它酶,能准确评估心肌损伤程度,可用于心肌损伤和保护效果的判断[13]。美国心脏病学会关于非st段升高ami患者处理的修正指南中,ctn检测已被用作心梗诊断和预测的基本标准之一[14]。因此对心肌损伤时相关的心肌酶活性及ctnt的测定,对判断心肌损伤程度和评估预后具有重要的指导意义[15]。 本研究还发现:预先给予u50488h处理后,血浆中ck和ldh的含量和心肌损伤的标志物ctnt较对照组明显降低,提示预先给予u50488h能有效地减轻心肌细胞损害,从另一角度说明激活k阿片受体是rpc发挥心肌保护作用的机制之一。 预处理论文:表面预处理对建筑钢材防腐性能的影响分析 摘要: 镀层是建筑结构用钢材防腐的表面处理方法中的常用操作方式之一,镀层的各项参数对钢结构防腐性能存在不同程度的影响。现对钢结构用钢q235b进行了电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金,并进行了乙酸盐雾试验和电化学腐蚀试验和分析。实验结果表明:表面镀层有效提高了建筑钢结构的抗腐蚀性能,且复合镀层较单一镀层的抗腐蚀效果更好;电沉积制备的表面镀层能使钢结构经过10天乙酸盐雾腐蚀后,其质量损失率降低了87.16%;腐蚀电位正移78.45%。 0 引言 无论是暴露于海洋环境或是工业大气中的钢结构,腐蚀的问题都相当突出,由此引起的经济损失和对人身安全的威胁十分严重,因此,采取有效的防腐措施,以减少这种腐蚀造成的损失极为重要。表面镀层与钢材表面间的良好附着力是保证表面镀层有效防护寿命的前提,表面镀层的附着力与许多因素有关,其中镀层前表面处理的质量是决定表面镀层附着力的最主要因素。人们在建筑钢结构抗腐蚀性问题的解决过程中,尝试了包括自身材料变化、表面处理等多种方法,在一定程度上提高了建筑钢结构的抗腐蚀性,但离人们的希望值还较远,还需要人们不断的研究和突破[1-3]。本文以建筑钢结构用q235b为研究对象,并在其表面制备不同的镀层,通过中性盐雾腐蚀和碱液电化学腐蚀试验,研究表面镀层对建筑钢结构抗腐蚀性的影响。 1 试验材料与方法 1.1 试样制备 以市场购买的建筑钢结构用q235b钢为试样,试样的化学成分在q8型直读光谱仪和hw2000型红外硫磷分析仪中进行检测。化学成分测试结果为:c含量为0.189wt%、mn含量为1.362wt%、si含量为0.316wt%、s含量为0.027wt%、p含量为0.031wt%。试样成分符合技术要求。 未制备表面镀层的q235b试样记为1号样。制备了表面镀层的试样分别为2号样、3号样和4号样,它们的表面镀层制备方法,如表1所示。表面镀层的具体制备过程如下所述:首先对2号和3号样进行脱脂处理,脱脂剂的成分为35g/磷酸三钠、35g/l碳酸钠、5g/l碳酸氢钠和30g/l氢氧化钠;脱脂温度为60℃±2℃;接着将试样放入30℃盐酸(浓度为25%)中活化60s以除去试样表面的钝化膜。然后分别进行电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金的表面处理。其中,电沉积镀镍的主要工艺参数,如表2所示。电沉积镀镍铜合金的主要工艺参数,如表3所示。 1.2 抗腐蚀性测试 未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢1号样,以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样~4号样,其抗腐蚀性分别通过乙酸盐雾试验(aass试验)、电化学腐蚀试验进行测试。 aass试验:试样的aass试验,在yws-250型盐雾腐蚀试验箱中进行。试验溶液为添加了适量冰乙酸的氯化钠水溶液,氯化钠的浓度为50g/l±5g/l的,试验箱中收集液的ph值在3.1~3.3之间,试验温度为35℃±2℃,试验时间为10天。试验前,在110℃烘箱中将试样烘干至恒重,并将其放置在真空干燥箱中冷却至室温后迅速称重,并记录试样的质量。试验的具体方法,按 中华人民共和国国家标准gb/t 10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验标准》进行[4],每天取出试样,称量记录试样的质量损失。试样表面盐雾腐蚀产物的清除,按照中华人民共和国国家标准gb/t 16545-1996《金属和合金的腐蚀 腐蚀试样上腐蚀产物的清除》进行[5],然后用无水乙醇将试样清洗三遍,并吹干至恒重后再称重、记录和计算试样的质量损失率。同时,采用mx-6r型金相显微镜观察试样表面并拍照。 电化学腐蚀试验:试样的电化学腐蚀试验,采用lk98b型微机电化学分析系统进行测试。测试采用三电极体系,其中选择铂黑电极为辅助电极、甘汞电极为参比电极、q235b钢试样制备的电极为工作电极;电解液为6mol/l的氢氧化钾溶液,测试温度为25℃±1℃、塔菲尔曲线扫描速度为0.002v/s。制作工作电极时,需要将塔菲尔曲线测试面磨平、抛光;然后将铜线焊在测试面以外的另一面上,用石蜡密封好除测试面以外的所有面。为了除去试样的表面氧化物,试样测试前先进行-1.2v恒电位极化180s。 2 试验结果及讨论 2.1 aass试验结果及讨论 未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢1号样,以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样~4号样,经过10天aass试验后,试样的质量损失率变化情况,如图1所示;各试样腐蚀后的表面形貌,如图2-图5所示。 从图1可知,未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢(1号样)在aass试验过程中,其质量损失最严重;当乙酸盐雾腐蚀240h后,试样的质量损失率达到14.8%。当q235b钢试样经过电沉积制备表面镀层后,在乙酸盐雾腐蚀环境中的质量损失率显著下降。其中,表面电沉积镀镍的2号样在240h后的质量损失率降为9.7%;表面电沉积镀镍铜合金的3号样降为5.6%;质量损失率下降幅度最大的是表面电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的4号样从14.8%降为1.9%,下降了87.16%。表面电沉积镀镍和镀镍铜合金,能明显改善q235b建筑钢结构的耐乙酸盐雾腐蚀性能。这主要是因为金属镍具有很强的钝化能力,在建筑钢结构表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,从而使得表面电沉积镀镍层能使q235b建筑钢结构有效抵抗乙酸盐雾腐蚀介质的侵蚀,提高钢结构的抗腐蚀性能。而镍铜合金表面镀层较之单一的镀镍层,其表面钝化膜抵御腐蚀介质的能力更强,能更好的改善q235b建筑钢结构表面镀层的抗腐蚀能力,从而更有效的提高建筑钢结构在乙酸盐雾环境下的抗腐蚀能力。电沉积镀镍后再进行电沉积镍铜合金,能使表面镀层更加致密,其抗乙酸盐雾腐蚀性能更强,能更好的延长建筑钢结构的使用寿命。 从图2~图5可以看出,未经表面处理的q235b建筑钢结构1号样,腐蚀现象最为严重,试样表面出现大片腐蚀坑和大量分散的腐蚀点。相比而言,经过电沉积获得表面镀层的钢结构试样,其腐蚀现象明显减弱。钢结构试样的腐蚀程度从大到小依次是:1号样 2号样 3号样 4号样。经过电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样腐蚀程度最轻,试样表面仅出现了少量的腐蚀点。再次证明,电沉积表面镀层能有效改善q235b建筑钢结构在乙酸盐雾环境下的抗腐蚀能力。从提高建筑钢结构抗腐蚀性能的角度出发,电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金是制备建筑钢结构表面镀层的较优方法。 2.2 电化学腐蚀试验结果及讨论 未经表面处理的建筑钢结构用q235b钢1号样,以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样~4号样,经过电化学腐蚀试验后,试样的塔菲尔曲线(25℃±1℃、扫描速度为0.002v/s),如图6所示。从图6可知,通过电沉积在钢结构表面制备镀层后,钢结构试样的腐蚀电位正移。其中电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样,其正移幅度最大,从-1.16v正移至-0.25v,正移了78.45%。众所周知,腐蚀电位正移,材料的抗腐蚀性能提高。所以,从电化学腐蚀试验结果也可以看出,表面镀层的制备有利于提高建筑钢结构的抗腐蚀性能,且电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的复合处理较单一镀层的抗腐蚀效果更为明显。 3 结论 ①电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金,均能有效改善q235b建筑钢结构的抗腐蚀性能;且电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的复合处理较单一镀层的抗腐蚀效果更好。②与未进行表面处理的q235b建筑钢结构相比,电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的钢结构,经过10天乙酸盐雾腐蚀后,其质量损失率从14.8%降为1.9%,下降了87.16%。③与未进行表面处理的q235b建筑钢结构相比,电沉 积制备的表面镀层能使钢结构试样的腐蚀电位正移;其中电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样,其正移幅度最大,从-1.16v正移至-0.25v,正移了78.45%。 预处理论文:东北园水厂预处理工艺的应用 【摘 要】东北园水厂水源水由水库水和沂河水组成,总体水质良好,但由于受季节性或突发性事件的影响,有时会出现有机物含量和色度较高、产生异味难以去除等情况。采用常规处理工艺已不能满足人们和新国标对饮用水水质不断提高的要求,水厂通过增加预处理工艺,对原水进行适当的预处理可有效解决以上问题,从而达到进一步提高和稳定出厂水水质的目的。 【关键词】饮用水;预处理;二氧化氯预氯化;粉末活性炭吸附; 高锰酸钾预氧化 引言 随着我国经济的快速发展,环境问题已成为全社会广泛关注的重大问题,特别是我国的水环境状况不容乐观。目前我国大多数水厂仍以常规处理工艺为主,对去除水中有机物、藻类和色、嗅、味等效果不理想,而各种污染物又使水厂的混凝剂消耗量加大,过滤周期缩短,过高的加氯使致癌、致突变物增加。为解决常规工艺对微污染水处理的不足,采用预处理工艺,对水厂工艺改造是一种简便易行、经济有效的去污染手段。 一、二氧化氯预氯化 二氧化氯预氯化是给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。其主要特点是可氧化去除水中有机物而不产生三卤甲烷(thms)等有害副产物。 (一)应用中需注意解决的问题 1.根据原水的水质,确定合理、经济的投加量。二氧化氯作为氧化剂时,投加量变化较大,应控制二氧化氯残余氧化剂总量(clo2+clo2-+clo3-) 1.0mg/l,使对人体健康不致有影响。 2.根据水厂现有生产工艺,确定合适、合理的投加点。 3.应用中精确制备二氧化氯的问题。氯酸钠和盐酸必须按一定比例投加,否则将产生有损健康的反应副产物。 4.设备或系统的自动化控制。实现自动化操作,同水厂原有自动化控制系统相匹配,并且根据水质变化情况自动追踪调整,以满足稳定出厂水水质的目的。 5.原料保管问题。氯酸钠与金属撞击易发生爆炸,盐酸具有挥发性和腐蚀性,应妥善保管。 6.复合型二氧化氯发生器的产物二氧化氯和氯均为有毒物质,应加强对操作人员的安全和健康防护。 (二)小结 研究应用表明:二氧化氯预氯化可有效解决有机物、藻类、腐败植物和酚类化合物等产生的色、嗅、味问题,可氧化去除铁、锰、硫化物、氰化物和亚硝酸盐以及许多有机物,并且不产生三卤甲烷(thms) 、卤乙酸(haas)、氯酚等副产物,较好的改善了出厂水水质。 二、粉末活性炭吸附 粉末活性炭吸附的主要特点是设备投资省,吸附速度快,对短期及突发性水质污染适应能力强。 (一)应用中需注意解决的问题 1.根据原水的水质,确定粉末活性炭的炭种。不同厂家、原料和工艺条件下生产的活性炭,其吸附性能和吸附能力大小均不相同,所以选择何种活性炭应根据原水水质进行试验后确定。 2.根据原水的水质,确定合理、经济的投加量。投加量的确定应根据出厂水水质目标值和运行成本综合考虑。 3.综合考虑水厂其他生产工艺,确定合适、合理的投加点及投加方式,以解决粉末活性炭与混凝剂吸附竞争的矛盾。试验证明,投加混凝剂30秒后投加粉末活性炭处理效果最好。 4.应用中精确制备和定量投加粉末活性炭的问题。这不仅关系到处理效果,也与制水成本密切相关。 5.设备或系统的自动化控制。 6.应用中粉尘飞扬的污染和劳动强度大问题。采用负压配制投加方式进行投加,基本解决了粉尘污染的问题。 (二)小结 研究应用表明:粉末活性炭吸附作为一种水质改善手段,只要正确解决技术使用上的炭种选择、投加量、投加点和投加方式等问题,可较好地提高出厂水水质,特别是对有机物和色、嗅、味等水质指标的改善。 三、高锰酸钾预氧化 高锰酸钾预氧化技术是给水处理中去除原水中色、嗅、味和有机物的有效方法。使用高锰酸钾处理微污染水具有见效快、投资少、占地面积小的优点。 (一)应用中需注意解决的问题 1.根据水厂的实际水质情况,确定合理、经济的投加量。高锰酸钾处理具有水系特异性,为使处理效果最佳,应先对高锰酸钾进行烧杯搅拌试验,了解高锰酸钾的处理效果,初步确定其用量。 2.根据水厂现有的生产工艺,确定合适、合理的投加点及投加方式,以解决高锰酸钾与混凝剂之间的不利影响。 3.应用中精 制备和定量投加高锰酸钾的问题。 4.设备及系统的自动化控制。 5.投加高锰酸钾后,反应池和沉淀池排泥水的化学组成发生了改变,尤其是二氧化锰含量增高,要对污泥处理和安全排放作相应的调整。 (二)小结 研究应用表明,kmno4具有较强的除污、助凝作用,可取代预氯化;在同等条件下,投加kmno4混凝后比单纯在水体投加混凝剂,浊度去除率提高10%以上,耗氧量去除率提高约10%,并可节约矾15%左右。其强氧化性有效的去除了水中的有机物和藻类等,在提高混凝效果的同时,较好的去除了水中的色、嗅、味,能明显改善藻类高发期的生产状况。 另外,高锰酸钾复合药剂(cp)得到了越来越多的应用,研究应用表明其处理效果优于单独使用高锰酸钾。该工艺适应不同污染和不同温度水体,尤其是对业内公认最难处理的低温低浊微污染水体等方面具有较好的处理效果。 四、高锰酸钾与粉末活性炭联合投加工艺 当原水污染相对较重,采用高锰酸钾预氧化不能取得理想效果时,可应用高锰酸钾与粉末活性炭联用的工艺。 (一)应用中需注意解决的问题 该工艺应用中需注意解决的主要问题是药剂投加量和投加点的确定。 (二)小结 研究应用表明,高锰酸钾作为强氧化剂,降解有机物,抑制藻类生长,随着投加量的增加和接触时间的延长,效果较理想。粉末活性炭对水中的小分子有机物有很好的吸附作用,有利于净水过程中去除色、嗅、味。两者组合同时用于常规净水工艺流程,使之协同作用,效果更加显著。高锰酸钾与粉末活性炭联合投加工艺对降解有机物,提高去色、嗅、味能力,效果明显。同时这一组合工艺,对浊度的降低、矾耗的节约也较显著。 五、总结 近年来,我国供水事业取得了很大发展。但很多新工艺、新技术投资巨大、运行成本高、管理复杂,目前在经济或其他条件不允许的情况下,投加药剂作为处理微污染水的措施,也不失为一种好的处理方法。东北园水厂在常规处理工艺的基础上,通过增加预处理工艺,根据原水水质变化情况,对生产工艺进行及时、适当调整,达到了进一步提高和稳定出厂水水质的目的和效果。 (一)工艺选择与调整。一般情况下,原水微污染时,采用二氧化氯预氯化或粉末活性炭吸附预处理;原水轻度污染时,采用高锰酸钾(或高锰酸钾复合药剂)预氧化处理;原水污染相对较重时,采用高锰酸钾(或高锰酸钾复合药剂)与粉末活性炭联合投加工艺。 (二)积累数据和经验。在生产运行中,根据实验数据和计算机记录的资料,注意积累数据和经验,确定合适的药剂投加量和投加点,实现节能降耗的同时,进一步提高出厂水水质。 (三)注意事项。 1.二氧化氯作为氧化剂使用时,投加量变化较大,当滤前预处理和滤后消毒均采用二氧化氯时,如果残余氧化剂总量(clo2+clo2-+clo3-) 1.0mg/l,应避免同时使用二氧化氯。否则,需采取相应措施控制亚氯酸盐含量,如在常规混凝前投加亚铁盐。 2.二氧化氯预氯化可减少滤后水消毒剂的投加。 3.处理有机污染原水时,应避免使用液氯进行预氯化。否则将产生三卤甲烷(thms) 、卤乙酸(haas)、氯酚等副产物,并且不能解决色、嗅、味等问题。 4.对于受有机物污染的水源,采用二氧化氯作为滤前预氧化剂,把形成氯消毒有害副产物的前致物预先去除,氯消毒仍是安全、经济、有效的消毒方法。 (四)其他方面。 1.水源地保护和水源水质治理。为保证出厂水水质和水量,会同有关部门做好水源水质的治理工作和水源地水质的保护工作。这是一项长期而艰巨的工作,如果沂河水源能稳定达到生活饮用水地表水源ⅱ类水体标准,将结束临沂城水质型缺水的局面,这对于临沂市区供水的安全性和经济性具有重大意义。 2.环境保护。由于各种药剂的投加,反应池、沉淀池排泥水和滤池反冲洗水的处理应作适当调整。 六、结束语 随着人们对饮用水水质要求的日益提高和新的《国家生活饮用水卫生标准》(gb5749-2006)的实施,对给水处理工艺提出了更高的要求。水质标准的制定是要使居民饮用和生活用水的水质确保终身安全。这对供水工作者既是压力和挑战,又是动力与机遇。 对于供水行业,这无疑增加了负担,加重了责任,但也同时给供水行业提供了改善水质,采用先进净水 工艺和技术的机遇。我们供水人应以此为契机,解放思想,开拓创新,为进一步改善供水水质做出贡献。 预处理论文:含毒有机废水生物处理前的预处理 大量的资料表明,我国 目前 及今后相当长一段时间内的环境 问题 主要是水环境问题,水环境问题又主要是有机废水的污染问题。因此,有机废水的治理是环保工作中极其重要的一面。 有机废水无害化处理的首选 方法 是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性( 无二次污染或二次污染较小)以及运行费用低廉等优点决定的。 根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类:①废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的 工业 废水等; ②废水中的有机物易于生物降解,同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等;③废水中所含的有机物难于生物降解(生物降解速度极其缓慢),同时,废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。 第①类废水可直接进行生物处理。第③类废水较为复杂,此处不作讨论。本文主要对第② 类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。 1、毒物及其作用机制 废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质,统称为有毒有害物质,简称毒物。这些毒物,从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质(如h2s、苯酚等,或称非稳定性毒物)和不能被生物处理段去除、转化的物质(如nacl、汞、铜等,或称稳定性毒物)两大类。 毒物对微生物的作用机制主要有如下方式: (1)损伤细胞结构成分和细胞外膜。如:70%浓度的乙醇能使蛋白凝固达到杀菌作用;酚、甲酚、表面活性剂作用于细胞外膜,破坏细胞膜的半透性。 (2)损伤酶和重要代谢过程。一些重金属(铜、银、汞等)对酶有潜在的毒害作用,甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-sh基结合,并改变这些蛋白质的三级和四级结构。 (3)竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合,它们的竞争将抑制中间产物的形成,使酶的催化反应速率降低。 (4)对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时,它们便会被细胞吸收并同化,结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。 (5)抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成,如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。 (6)抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系c会选择性地阻止dna的合成,从而抑制微生物的生长。 (7)对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而达到抑制微生物生长的效果。 2、菌种承受毒物的能力及菌种驯化法 需说明的是,微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株,有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系,并随微生物的驯化而发生变化,经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。微生物这种巨大的适应性(变异性)是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约100 000个蛋白质分子所能容纳的空间,如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的,许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性,才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的(此时的浓度叫极限允许浓度),正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。 前已说过,微生物由于其体积的细小,而具有巨大的适应性(变异)。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进行诱导变异,让微生物直接适应原水中毒物浓度或提高微生物对毒物的去除能力。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用,是处理含毒有机废水的一种基本方法。 在城市生活污水处理厂中,当进水中酚的浓度突然增加到50 mg/l时,便会对生物处理系统产生巨大的破坏作用。严重时,会导致全系统的崩溃。可是,某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进行驯化即菌种驯化法,使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在,便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行表明,进水中酚的平均浓度为117.5 mg/l时,酚的去除率高达99.6%. 含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子,当毒物很稳定时,亦可采用这种驯化方法以提高微生物对毒物的承受能力。但须注意,这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。 3、预处理方法 前已说过,驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的,毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前,预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。 3.1 稀释法 污水中的毒物之所以成为毒物,是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时,毒物就成为毒物;在极限允许浓度以下时,毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时,为保证生物处理的正常进行,可采用简单的稀释法,将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。 根据废水中毒物的稳定或非稳定性质,结合实际情况,可采取3种不同的稀释法:污水稀释法,处理出水稀释法,清水稀释法。 (1)污水稀释法。不同的污水中所含的物质不同,将它们混合起来,彼此稀释,可将毒物浓度降低到极限允许浓度以下,这便是污水稀释法。它最简单、最 经济 ,是首选 方法 ,不论毒物的性质是稳定或非稳定均适用。少量的 工业 废水混入大量的城市污水中,几乎所有的毒物浓度都会被降低到极限允许浓度以下。但是,少量的工业废水彼此间混合后,毒物浓度仍有可能在极限允许浓度以上,仍需继续采取其它措施。 污水稀释法除了上面所说的不同单位所排废水之间的大稀释外,还有同一工厂不同车间所排废水之间的小稀释。比如,制革工厂中,脱毛工段所排的灰碱废水中s2-的浓度高达1 000 mg/l以上,但脱毛工段所排的灰碱废水只占全厂总排水量的5%左右,只要建一较大的调节池(停留时间hrt一般在12 h左右),不同工段所排废水在此搅拌混合后,总出水中s2-的浓度便可降低到100 mg/l以下。这对后续处理非常有利。 (2)处理出水稀释法。这种方法只适用于废水中的毒物为非稳定这一单一情况。处理出水稀释法又有两种:①曝气池池型采用完全混合式;②处理出水回流稀释法。出于经济方面的考虑,方法①应是首选。 实例:制革废水中s2-的存在对生物处理具有极大的危害,生物处理的极限允许浓度为30 mg/l.制革废水经调节池调节稀释后,进入曝气池时s2-仍然在50 mg/l 以上。以前,许多设计单位主张采用分隔处理,即先把灰碱废水单独进行脱s预处理,把进水中的s2-降低到30 mg/l以下,再进行综合处理。有经验表明,可采用处理出水稀释法来消除s2-对生物处理的 影响 ,不需要进行分隔处理,而直接进行综合处理。东南大学设计的南京制革厂废水处理站,采用的处理流程为调节池初沉池生物处理,生物处理采用的是氧化沟,该氧化沟沟宽6 m,有效水深3 m,沟内水流平均流速0.4 m/s,做如下两个假定:①废水进入氧化沟后经过1周的循环,其中的s2-经曝气氧化后全被去除(被氧化成单体硫或硫代硫酸盐);②废水一进入氧化沟后,横向扩散很好,横断面上各点水质完全相同。按s2- 的极限允许浓度30 mg/l进行 计算 , 理论 上可得该氧化沟进水s2-的最大允许浓度为 7776 mg/l.从30 mg/l到7776 mg/l可以看出稀释法的巨大作用。当然,在实际运行中①,②两条假定不可能完全做到,故实际进水最大允许浓度远远不能达到7776 mg /l.根据该厂长达12年的稳定运行经验表明,在调节池出水s2-不超过100 mg/l 的情况下,s2-对氧化沟的稳定运行是完全没有影响的,而且氧化沟出水s2-始终在排放标准1 mg/l以下。这是稀释法成功 应用 的一个例子。 (3)清水稀释法。这种方法只有在废水中的毒物为稳定性毒物,不能采用处理出水稀释,工厂内部及其附近又没有其它废水可以用来稀释它,而且这种毒物又不能采用分离法或转化法去除时才能使用。这是由于①这种方法的不经济性。采用清水稀释本身就要花费大量的水费;原水采用大量的清水稀释后,处理投资和运行费都要增加。②随着环境管理的加强,已由浓度排放控制过渡到排放总量控制。 实例:南京某石化公司化工二厂废水处理站,进水cod为6 000 mg/l,但同时含有cacl 250 000 mg/l,如此高的盐度将会极大地抑制生物处理的正常运行,所以在生物处理之前必须对盐加以适当处理。考虑到生物处理对cacl2无去除或转化作用,其它的分离或转化方法又不经济,该厂地处郊区,附近无其它工厂或本厂的另类废水可利用来稀释,故设计单位与甲方商量后采用了清水稀释法,即将原水加清水稀释10倍,将cacl2浓度降为5 000 mg/l后,再进行深井曝气法处理,取得了满意的效果。 3.2 转化法 化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性,比如,硝基苯毒性较大,转化为苯胺后,毒性就大为降低。cr6+的毒性很大,可是被还原为cr3+后,毒性就大为降低。所以,可以通过化学方法,将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质,以保证生物处理的正常进行。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个 问题 :①转化后,稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②最终出水中,毒物浓度也应满足排放标准。 实例:化工废水中的硝基苯是一种毒性较大,可生化性较差的物质。直接对它进行生物处理,由于毒物负荷的限制,使得生化曝气池的bod负荷极低,效率不高。故绝大多数工程在废水进入曝气池之前进行预处理,用化学法(比如亚铁还原)将硝基苯转化为苯胺,苯胺与硝基苯相比,其毒性大为降低,而且可生化性大幅提高,使曝气池bod负荷大大提高。 3.3 分离法 利用分离的手段,将废水中的毒物转移到气相或固相中去,以保证废水生物处理的正常运转,这便是分离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采用这种方法时应注意如下几点:①分离后,废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下,非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②必须保证最终出水各项指项(包括毒物)达到国家排放标准;③转移到气相或固相的毒物必须进行妥善处理,不允许出现二次污染。 实例:制革废水中s2-是一种毒物,我们可以向废水中投加fe2+使之形成fes沉淀去除,出水可以直接进行生物处理而不受s2-的影响,沉淀的fes可以送去制砖或进行填埋处理;亦可以向废水中加酸,将废水中的s2-形成h2s吹脱到空气中去,用naoh吸收后形成na2s再回用于制革生产。 4、结语 为保证生物处理的正常进行,可采用的消除毒物影响的措施是很多的,如何从繁多的方法措施中选择一个最佳方案,是一个全系统优化课题。优化的原则是:①废水中各项指标(包括毒物)必须达到国家排放标准;②必须保证生物处理的正常运行;③在此基础上,应努力追求工艺流程简单、投资省、运行费用低、无二次污染以及管理方便。 实例一:制革工厂中,灰碱废水中含有大量的s2-.为消除s2-的影响,可采用的措施有如下几条:①采用分隔处理,向废水中投加mnso4,曝气,将废水中的s2- 氧化成单体硫或硫代硫酸盐;②采用分隔处理,向废水中投加fe2+,使之形成fes沉淀而去除;③采用分隔处理,向废水中投加酸,使之形成h2s,再用naoh吸收;④综合处理,向废水中投加mnso4,曝气,将废水中的s2-氧化成单体硫或硫代硫酸盐;⑤综合处理,向废水中投加fe2+,使之形成fes沉淀而去除;⑥其它方法。在这么多的方法中,东南大学经过多年的探索,最终 总结 出一条最佳工艺方案:不进行分隔处理,直接进行综合处理,调节池的hrt延长到12 h,搅拌混合后,可将废水中的s2-降低到100 mg/l以下,初沉后,曝气池采用完全混和型的氧化沟,可直接消除s2-的影响并将其去除。国内数十项此类工程的实际运行经验表明:这套综合措施是完全可行的。 实例二:南京某炼油厂某股废水中,cod为3000 mg/l,nh3-n 200 mg/l,s2-150 mg/l.s2-的浓度已经超过生物处理的极限允许浓度,故在进行生物处理之前必须先解决好s2-的问题。在确定废水处理工艺流程.这种方法就本段来看是完全可行的,但因该废水中hn3-n浓度较高,必须采用a/o法进行处理,被氧化过的s进入a/o段后,处理池中的厌氧环境又会将s还原为s2-,其毒性又恢复释放出来,必将破坏生物处理的正常运行。故采用这种方法从全流程上来看是不行的。最终选定的方案是采用投加fe盐沉淀去除的方法。 预处理论文:心脏缺血预处理与后处理的临床应用 【摘要】 心脏缺血是临床中一种比较严重的疾病,其中,心脏缺血的预处理和后处理能够有效的提高患者心肌缺血的耐受力,并减少其心肌梗死的面积,同时能够有效的促进患者的左心室收缩功能的恢复。本文对心脏缺血的预处理和后处理的临床作用和主要的作用机制以及影响的因素进行全面的综述。 【关键词】 心脏缺血;缺血预处理;缺血后处理 随着生活水平的不断提高,心血管疾病的发生逐渐的升高。心脏缺血是临床中比较常见的一种疾病,在现代医学中认为该病主要是由于冠状动脉粥样硬化而引起的不同程度的心肌缺氧缺血。临床上常常表现为胸骨后阵发性的疼痛,有时还出现有四肢冰冷等症状,多数的患者是在劳累或者兴奋之后容易复发,而且每次的发作时间也比较短,但是在休息之后其症状缓解。该病严重的影响患者的身体健康和生活质量。临床上对于心血管疾病的治疗过程中一般很容易出现不可避免的血液循环的损害情况发生,因此,有效的预防缺血再灌注的损伤对患者预后具有重要的意义。 1 心脏缺血处理的临床应用 11 心脏缺血预处理 对于心脏缺血的预处理操作方法主要将供应于患者靶部位的动脉血管进行完全或者部分钳夹,并造成缺血。在持续一段时间之后,将钳夹去除使患者的血供恢复,反复的进行上述操作5次。根据walsh等[1]对心脏缺血的预处理临床资料进行分析,缺血预处理能够有效的降低术后室性心律失常的发生率情况,而且对患者的心脏起到一定的保护作用。对于缺血的预处理在临床上还具有一定的局限性,主要表现:①对于缺血预处理需要在缺血再灌注损伤的前提下进行实施,对于一些急性和突发性的心血管情况,一般缺血损伤比较难以预测。②缺血的预处对心肌的本身也具有一定的影响,主要是由于预处理是一种具有创性的操作,在手术的操作中延长了整个手术的时间。③对于缺血的预处理次数和频率目前还是无统一的标准规范,常常缺乏一定科学性的证据。④对于缺血的预处理需要进行钳夹动脉的处理,由于多次的操作很容易造成动脉粥样的斑块脱落情况出现,从而导致血栓栓塞的情况出现。虽然临床上采取心脏缺血的预处理,但是尚无规范性的操作标准。 12 心脏缺血后处理 根据zhao等[2]的临床研究分析,对于心脏缺血的后处理主要具有以下几个优点:①能够有效地减少缺血后的心肌梗死面积情况。②可以减少再灌注中而引发的细胞凋亡情况和再灌注性心律失常的情况发生。③对患者的左心室收缩功能恢复情况具有促进的作用。其中,缺血后处理的作用效果一般与患者缺血结束到后处理的开始时间有关,同时与每次的处理时间以及次数也具有一定的关系。在进行缺血后处理过程中操作时间过长很容易出现病情的加重,而且多次的操作还会引起血管痉挛的情况发生。若处理的时间过短同样达不到对心脏保护的效果,而且还有可能进一步引起缺血损伤情况出现。因此,控制好后处理的时间和次数是确保患者治疗的最佳条件,但是临床上对于最佳后处理的措施目前尚无统一的规范与标准。此外,临床上对于缺血后处理和缺血预处理是否具有协调的效果也存在一定的争议。因此,还需要临床上进一步的试验观察。 2 心脏缺血预处理与后处理作用机制 对于心脏缺血预处理与后处理的主要作用机制主要是促使类阿片样的物质和腺苷以及缓激肽等激素的有效释放,从而激活患者体内细胞膜表面上的g蛋白偶联受体,使得灌注损伤的营救激酶被激活,从而有效的抑制了细胞凋亡。同时对线粒体产生atp也起到促进的作用,并抑制线粒体膜的通透性转运孔道的开放,而细胞超极化缩短了整个动作电位的时程,耗氧量也减少[3]。 3 影响心脏缺血处理的常见因素 临床上对于心脏缺血处理过程中的影响因素主要分为三个方面[4]:①年龄。在心脏缺血处理过程中,高龄患者由于身体的各项机能的下降,尤其是对心血管系统调节,而且在临床上多数的研究表明,高龄患者在进行缺血的预处理与后处理过程中对患者的心肌保护能力下降。②慢性疾病。根据资料显示,在进行心脏缺血处理过程中容易受到一些慢性疾病的干扰,尤其是糖尿病和肥胖以及高脂血症与高血压等。这些慢性疾病在很多的程度上限制了心脏缺血预处理与后处理的应用效果。③药物和环境的共同作用。临床上一些治疗药物对患者心脏缺血的预处与 处理具有一定的干扰,常常表现为处理的信号转导通路受到干扰。常见的干扰药物有β受体阻滞剂和非甾体抗炎药等。同时,环境因素也对患者心脏缺血的预处与后处理具有一定的干扰,常见的干扰因子有吸入性颗粒和乙醇以及吸烟等,这种干扰因子对患者的腺苷受体功能与内皮细胞均有一定的影响。 4 展望 随着今年来人们对心脏缺血预处理和后处理的不断研究,其中缺血处理分子生物学逐渐地在清晰,而且有效的促进了药物性的缺血预处理和后处理的临床应用效果。临床上对于心脏缺血的预处理和后处理的临床应用效果主要依据患者心肌梗死减少的面积进行衡量。而在临床试验中,主要依据处理后患者心肌酶谱释放情况进行评价[5]。总体上看,对于心脏缺血的预处理和后处理的临床应用效果还需要进一步的完善,从而提高临床中的实用性。此外,临床上对于心脏缺血预处理和后处理的操作目前尚无标准化的规范,而且使得临床结果也存在一定的差异,从而降低临床试验中的可比性。因此,在日后的心脏缺血预处理和后处理的工作中还需要我们进一步的完善和规范操作,从而为临床上提供更有力的证据。 预处理论文:浅谈路基工程施工的病害及预处理措施 摘 要:目前,我国公路发展,特别是高等级公路的发展迅猛,路面的舒适、平坦已日益为人们所注重。路基是公路的重要组成部分,是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,应有足够的强度、稳定性和耐久性。路基的强度与稳定性,受水、温度、土质等客观因素影响,同时也受行车荷载的作用,路基设计、施工方法及养护方法是否正确等人为因素制约。作为公路主体工程的路基,公路路基综合稳定技术的研究,研制出了一大批用于路基工程的新材料、新型工程机械。新技术、新方法得到了充分的开发和引进,以及为这些新技术服务的各类专业化施工公司运用而生,专业化施工公司的建立和发展,为路基工程专项施工奠定了基础。 关键词:道路桥梁;路基施工技术;新施工工艺;通病;防治措施 中图分类号:u41 文献标识码:a 1 施工具体步骤和施工后强度观测记录 1.1 挖台阶 1.1.1 沿路堑纵向将高度分成不大的层次依次开挖。 1.1.2 在挖掘的过程中,测量人员及时按照图纸要求把边坡开挖线放好,并根据挖掘的深度指挥调整开挖线,利用机械一次做好边坡减少人工的做坡量。 1.1.3 采用18t振动压路机振压8遍。 1.1.4 检测碾压后的压实度,达到设计要求(压实度 90%)。 1.2 抛石扩宽路基 1.3 砌筑挡土墙 在此施工结束后,采用符合填筑要求的土方进行分层分段填筑。 1.3.1 按规定厚度进行摊铺,用推土机进行摊铺虚铺系数为1.2-1.3。 1.3.2 平地机整平,由路中开始向道路两侧推进,如此往返三次,路基横坡要求2%,为利于排水加大到3%-4%。 1.3.3 路基碾压,在压实前实测一下填料的实际含水量,在土壤的实际含水量在最佳含水量的正负2%-5%进行碾压,碾压后的强度经检测达到设计要求。此施工结束后,我们对弯沉进行了测量,由测量结果知:施工的结果达到了要求,说明以上的施工方案强度是绝对可以得到保证的。 2 路基施工的问题 2.1 路基填筑使用了不适宜的材料 公路路基施工规范规定,在通常情况下,不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑。但是,由于施工单位没有在路线公路用地范围内作现场清理;其次,施工单位在路基填筑材料方面控制不严,使用了不适宜材料从而造成路基下沉或塌方,以致影响路基直到路面硷砼板破坏。 2.2 软基处理不当 软土地基,通常情况下指地基承载力达不到其上面的构造物要求的承载力,或虽在建筑物施工时能达到要求,但在后期使用过程中由于地基本身的原因或水的原因,使得地基失稳,造成构造物沉降过大或不均匀沉降以致彻底破坏建筑物的不良地基。软土地基包括淤泥、淤泥质粘土、亚粘土、亚沙土组成的地基。在工程施工中,松散沙土、冲填土、杂填土、湿陷性黄土及其他高压缩性土构成的特殊地基,虽不属于软土范畴,但处理不当时也会给予构造物带来严重的不良后果。 2.3 路基土石方填筑方面的问题 2.3.1 施工过程中出现的问题 ①施工单位未严格按规范要求的每层填料松铺厚度控制,有时填料的松铺厚度达60~80cm,这样路基填方的密实度很难达到规范要求的低限值。 ②路基填筑的有效宽度和超宽填筑不够,有的部分在路基填筑完成时,才发现填筑宽度不够,为达到路基的有效宽度,施工单位往往没有按规范要求挖台阶分层填筑压实至路基要求的宽度,而是将一些松散的土倾倒在边坡上;用人工摊铺拍实;这样补上来的路基部分远未达到密实度的要求,造成路基滑坡、层层冲涮。 ③路基填筑每层的填料未用平地机或其它平整仇械进行整平或整平效果不好,使低凹的地方达不到密实度要求且大量积水。 ④路基施工过程中没有按要求做成一定的横坡度;路基施工临时排水系统未做或不畅通,从而使大量的积水渗入下层路基、严重影响路基质量。 ⑤路基石方或土石混合料填筑时,石头块径过大,使填石路堤或填土石混合料路堤密实度达不到规范的要求。由于以上施工方面的原因,对路基的稳定性造成一走的影响,直到影响路面硷板。 2.3.2 路基防护的预防处治措施 路基的修筑改变了地层的天然平衡状态,以及路基暴露在空间,不断受各种错综复杂的自然因素侵蚀 ,因此需要进行各种类型的防护。 预防处治措施: (1)设计方面: ①做好地质勘探调查对路线经过的地形、地貌、水文地质条件进行详细探查,尤其要对特殊路基段提供详细的设计资料,地表不良路段,设计可考虑换土或掺白灰、水泥及铺设土工布等措施。 ②确保路基最小填筑高度路基最小填筑高度必须保证不因地面水、地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低其稳定性,按照路基设计规范要求,根据土基干湿类型及毛细水位高度,确保路基最小填筑高度,当路基填筑高度受限制而不能达到规范规定时,则应采取相应的处治措施。 ③明确路基填料质量标准要求在各级公路工程施工图设计中,必须明确不同填高内路基填料的cbr值(最小强度)及最大粒径要求。种植土、腐殖土、淤泥冻土及强膨胀土等劣质土严禁直接用于填筑路基。砾(角砾)类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路堤底部。 ④完善路基综合排水设计县级以上公路工程设计中,必须遵循因地制宜,整体规划,综合考虑的原则进行路基纵、横向排水设计,避免造成路基两侧长期积水浸泡路基,使路基承载力下降面发生沉降变形。在村屯路段必须设置排水边沟,平坡路段边沟须设有纵坡,确保排水通畅。 ⑤确保路基边坡稳定性高填、深挖路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和工程地质条件等规范确定,高填路堤必须进行路基稳定性验算。填方边坡过高时,可考虑在边坡中部加置边坡平台。 ⑥积极采用路基综合防护形式积极推行植物防护与硬防护相结合的综合防护形式,在比较稳定的土质边坡采用种草、铺设草皮、植树等植物防护措施。岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎(砾)石土的挖方边坡以及受水流侵蚀,植物不易生长的填方边坡可采用护面墙、砌石等工程防护措施,沿河路基、受冰侵害和冲刷路段采用挡土墙、砌石护坡、石笼抛石等直接防护措施。 (2)施工方面: ①做好施工组织设计,合理安排施工段的先后顺序,明确构造物和路基的衔接关系,对高填方段应优先安排施工,在施工中以施工组织设计为龙头,根据施工现场的实际情况,合理调配人员、设备,是保证高填方路基施工质量的重要环节。 ②做好施工前的准备工作,开工前要认真审阅设计文件,详细了解各段的填、挖情况,地质情况,填、挖土质和调配情况,对重要地段要作重点勘察,进一步核对设计资料,发现设计文件中有误及时上报业主,妥善处理。 ③认真清除地表土不良土质,加强地基压实处理,地表植被、树根、垃圾、不良土质(盐渍土,膨胀土等)必须予以清除,同时应加大地表的压实密度,采用大吨位振动压路机处置。 ④填筑路基前,首先,必须疏通路基两侧纵横向排水系统,避免路基受水浸泡。特别是地基土为黄土、粘土等细粒土,在干燥状态下(最佳含水量)结构比较强,有较强承载能力,一旦受水浸泡,将易形成翻浆或路基沉降,因此做好路基施工前排水畅通尤为重要,工程监理和施工质量自检人员应认真监督;其次,要严格选取路基填料用土。路基填料确定前,需进行土质分析、cbr值、标准击实等试验,对于种植土、腐殖土、淤泥、强膨胀土等劣质土和cbr值、最大粒径不能满足规范要求的材料,不能用于路基填筑;再则,路基填筑前还要根据设计进行施工放样,建立半永久性的临时水准点和坐标点并做好记录。路基坡脚放样一定要准确,确保路基宽度满足设计要求。 ⑤填石路基与鸡爪形地段路基施工,可利用重型夯实设备进行强夯处理,或将土工隔栅(土布)水平分层布置在填石路堤内,防止或减缓细料在填料空隙中的流动。 ⑥路基施工必须分层填筑,分层碾压,严禁路改工程中滚填,一般路段压实度不得大于30cm,构造物两侧(桥涵头处理)松铺厚度不得大于20cm。不同性质的土不能混填,同一种土填筑厚度不能小于50cm(两层)。路基填筑须全幅填筑,一次到位,严禁帮宽。碾压过程中,要控制好含水量,压实度达到规范要求后,方可进行后续施工,压实度检测每层2000m2(不足2000m2按2000m2计)不少于4点。根据不同填土类型和压实厚度,选择好压实设备,对于砂砾土振动压路机具有滚压和振动双重作用,效果较好。 ⑦路堑施工要保证排水畅通,对上坡施工时,应注意确保坡体的稳定性,避免欠挖或超挖现象发生。石方爆破 尽量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大规模爆破形成松散面积过大,坡体失稳,机械开挖时,边坡应配以平地机或人工修整。路床顶面如有超挖,应清除松方并采用透水性材料进行回填,并认真碾压,压实度按路床项目标准进行控制。 ⑧路基施工中,按照设计要求首先做好排水工程以及施工场地附近的临时排水设施,以保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态。路基顶面做成2%~4%横坡,以便于表面水及时排出。 ⑨路基土石方施工时或完工后,应及时进行路基防护工程施工和养生。各类防护与加固应在稳定的基础或坡体施工。 (3)软土地基处理:近年来,随着高速公路和一级公路的建设的迅速发展,针对软土地基,在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制,使得在软土地基上一次建成高级路面(而不是前期铺筑过渡路面)的关键技术问题得到了解决。 (4)黄土陷穴处理:黄土陷穴是黄土地区路基施工常见的病害。黄土陷穴处理范围,应视具体情况而定,宜在路基填方或挖方边坡外,上侧50m,下侧10-20m。若陷穴倾向路基,虽在50m以外,仍应作适当处理。对串珠状陷穴应彻底进行处治。处理时,采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施,开挖的方法可以采用导洞、竖井和明挖等。 ①灌砂法适用小而直的陷穴,以干砂灌实整个洞穴。 ②灌浆法适用于洞身不大,但洞壁起伏曲折较大,并离路基中线较远的小陷穴,施工时先将陷穴出口用草袋装土堵塞,再在陷穴顶部每隔4-5m打钻孔作为灌浆孔,待灌好的土浆或水泥浆凝固收缩后,再在各孔作补充灌浆,一般需要重复2-3次。 ③开挖回填夯实适用于各种形状的陷穴,填料一般用就地黄土分层夯实。 ④导洞和竖井适用较大、较深的洞穴,由洞内向外逐步回填夯实,在回填前,应将穴内虚土和杂物彻底清除干净。当接近地面0.5m时,应用老黄土或新黄土,加10%的石灰拌匀回填夯实。 ⑤处理好的陷穴,其上层表面均应用石灰与土比例为三比七的石灰土填筑夯实或铺填老黄土等不透水材料加以改善。石灰土厚度应按设计严格执行。如原设计末要求时,其厚度不宜小于30cm。并将流向陷穴的附近地面水引离,防止形成地表积水或水流集中产生冲刷。 结语 以上对路基填筑中存在质量问题与处治方法的关系进行了理论和实践上的初步探讨,对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的,具体施工中要靠我们多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,路基施工中压实度、沉降、边坡土流失是完全可以避免的。路基的施工,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,要消灭路基施工中存在的质量问题,提高投资效益,需要设计、施工、管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一问题一定会得到解决。 预处理论文:超声波结合稀碱预处理甘薯渣的乙醇发酵制备 超声波结合稀碱预处理甘薯渣的乙醇发酵制备 随着人类社会的发展进步,全球范围内能源紧张和环境污染问题日益受到重视。从长远看,被广泛应用的化石燃料(包括石油、煤和天然气)正逐步走向枯竭,发展非粮益农的替代能源是当前全球面临的重大科研课题。甘蔗渣含有蔗糖,美国和巴西合作用甘蔗渣做乙醇[1-3],获得成功。甘薯渣也含有淀粉,中国民间已有成熟的甘薯渣造酒工艺。中国大部分地区,尤其红土壤地区的山坡地适合种甘薯。在缺粮年代甘薯曾是农民的半年粮,种植面积很广。在丰衣足食的当代,尤其经济较发达地区,甘薯被少量本文由论文联盟//收集整理用作粮食,主要用来喂猪,经济效益不高。农民改种芝麻、黄豆、棉花等农作物,导致适合种甘薯的大量山坡地抛荒。甘薯叶、藤、根都是喂猪的好饲料,甘薯种植面积缩小是导致猪饲料涨价的原因之一。在鄂东地区开展上述课题研究,有助于武汉市生态示范型城市圈的建设,对于建立具有中国特色的生态能源生产基地有着重大的战略意义[4]。 甘薯渣含淀粉、纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、粗脂肪和灰分等。降解纤维素效果最好的是纤维素酶。纤维素酶是一类能够将纤维素降解为葡萄糖的多组分酶系的总称,它们协同作用,将纤维素降解为寡糖和纤维二糖,最终水解为葡萄糖[5,6]。当采用纤维素酶水解甘薯渣制造乙醇[7-10]时,纤维素酶必须接触吸附到纤维素底物才能使反应进行,因此,纤维素对纤维素酶的可及性是决定水解速度的关键因素。纤维素的结晶结构以及表面状态、多组分结构、木质素对纤维素的保护作用以及纤维素被半纤维素覆盖等结构与化学成分的因素致使甘薯渣难以水解。因此,必须经过预处理使纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度[11-13]。 生料酿酒是微生物利用生淀粉直接进行生长、繁殖及代谢的过程[14,15]。生料酿酒工艺与传统发酵酒精工艺比较,具有节约能源、操作简便和出酒率高等特点[16]。利用甘薯渣中大量的淀粉生产酒精、优化发酵工艺参数,不仅可以提高甘薯深加工产品的附加值,延长产业链,而且可以缓解环境污染问题。通过超声波和超声波结合酸碱预处理木质纤维素[17-19]后,再在生料酵母的作用下发酵生产乙醇。为此,对甘薯渣超声波预处理和超声波结合酸碱预处理生料发酵生产乙醇的工艺进行了研究。 1 材料与方法 1.1 材料 甘薯渣来源于湖北省武穴市荷叶村,当年产;生料酿酒酵母由江西省南昌市星火高新技术研究所生产;纤维素酶产生菌由经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室选育得到;氢氧化钠由广州化学试剂厂生产;硫酸由常州市科丰化学试剂厂生产。 1.2 方法 研究做了4种情况的对比试验。 传统方法(空白对照试验)[20]:将干甘薯渣粉碎,过0.40 mm筛,取50 g甘薯渣粉,加入固液质量比1∶15的去离子水,混合均匀。加35 iu/g的纤维素酶,按0.75%的接种量接入生料酿酒酵母。在无菌条件下放入恒温培养箱内,于30 ℃发酵7 d。 超声波结合稀酸预处理甘薯渣发酵制备乙醇工艺:将干甘薯渣粉碎,过0.40 mm筛,取50 g甘薯渣粉,加入固液质量比1∶15的去离子水,混合均匀。再分别在500 ml烧杯中加入150 ml的不同体积分数的稀硫酸,超声波功率为250 w,处理时间为30 min。处理后滤干,用去离子水洗涤残渣至中性,加35 iu/g的纤维素酶,按0.75%的接种量接入生料酿酒酵母,加入冷水,在500 ml三角瓶中混合均匀。无菌条件下放入恒温培养箱内,30 ℃发酵7 d。 2 结果与分析 2.1 固液质量比对乙醇产率的影响 2.2 超声波处理时间对乙醇产率的影响 2.3 超声波功率对乙醇产率的影响 2.4 酵母菌接种量对乙醇产 率的影响 2.6 超声波结合稀碱预处理中naoh浓度对乙醇产率的影响 2.7 4种工艺的比较结果 试验结果表明,最佳的因素水平组合为超声波功率250 w,固液质量比1∶15,超声波处理时间30 min。在此条件下对预处理后甘薯渣发酵制乙醇,乙醇产率为20.5%,比未经任何预处理的乙醇产率提高9%以上,这表明用超声波预处理发酵制乙醇的效果不是很好,在超声波处理最佳因素水平下结合稀酸预处理,当稀硫酸的体积分数为0.5%时,效果最好。超声波结合稀酸预处理时乙醇的产率为20.8%,要高于单独的超声波预处理,比未经任何预处理的乙醇产率提高了10.6%。超声波结合稀碱预处理,与未进行超声波处理的稀碱预处理相比较,超声波能有效增加naoh与半纤维素的反应性,也能增加其与木质素的反应性。当naoh的浓度为10 g/l时效果最好,所得的乙醇产率最高。预处理后的结果表明,超声波结合稀碱预处理可有效提高naoh对薯渣的处理效果。超声波结合稀碱预处理的乙醇产率为22.4%,与传统工艺相比,乙醇产率提高了19%。由以上试验结果可知,利用超声波对薯渣进行预处理,乙醇产率提高了9%;超声波结合稀酸预处理,乙醇产率提高了10.6%;超声波结合稀碱预处理,乙醇产率提高了19%。横向比较,超声波结合稀碱预处理的效果最好。 3 结论 预处理论文:印染废水处理中的预处理 纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一,废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法,而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质,去除悬浮物及可直接沉降的杂质,调节废水水质及水量、降低废水温度等,提高废水处理的整体效果,确保整个处理系统的稳定性,因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。 目前用于印染废水处理中的预处理工艺主要有:格栅、筛网、沉砂、调节水量及水质、降温等工艺组成。根据不同的印染废水水质采取不同的预处理手段,去除一部分污染物,改善废水水质提高后续处理单元的处理效果。 1.格栅、筛网 由于印染废水中含有大量的布毛、线头、纤维屑等细小的悬浮物,如梭织布的退煮漂废水、牛仔漂洗废水等均含有大量的细小纤维悬浮物,混合印染废水中往往还含有许多的比较大悬浮物质,这些物质会对水泵造成损害对主体处理造成影响,因此在进入泵及主体构筑物之前对其进行拦截,设置格栅拦截较大悬浮物,设置筛网拦截细小悬浮物。 a、格栅 格栅一般用在水量大且水质比较复杂的综合印染废水处理中,如万吨级以上的纺织印染工业园区的废水处理中,因为此种废水水量大,且悬浮物颗粒较大,设置格栅能够有效拦截较大的悬浮物,处理能力高,不易堵塞,针对印染废水的特点我公司在工程实践中不设置粗格栅,一般只选用细格栅,栅缝间隙通常采用1-5mm.格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等,我公司常用的主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。 b、筛网 筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如:布毛、线头等,同时还可以去除大颗粒的浮石渣,对悬浮物及大颗粒物质的去除率可达到90%以上。工程实践表明,筛网间隙一般为30-60目,安装形式采用固定式安装,安装角度为30-45°,安装角度不易过大,过大则造成过水负荷降低,使处理能力降低同时也增加了部分投资,过小则易造成筛网堵塞,加大了清渣难度,影响处理效果。 2.沉砂 印染废水中的漂洗废水(如牛仔漂洗废水)中含有大量的泥砂物质如浮石渣,如果不对其废水进行沉砂处理,往往会造成后续构筑物的大量积砂,减少了后续处理构筑物的池溶,降低了水力停留时间,使水力特性不能满足设计要求,严重的影响了废水的处理效果,尤其会对水泵造成磨损,降低水泵的使用寿命,增加运行成本。因此在某些印染废水处理中设置沉砂处理是非常有必要的,沉砂池一般可分为:平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池。我公司应用最多的是平流沉砂池,主要是由于牛仔漂洗废水中的浮石渣表面不含大量的有机物,因此没有必要采用曝气沉池或旋流沉砂池,采用平流沉砂池操作简单,运行管理方便。 在沉砂池设计的过程中,对漂洗废水的水质特性进行了充分分析,考虑到泥砂颗粒细小的特点,沉砂池可分成二—— 三级沉砂,这样能够使泥砂颗粒按级数进行逐步沉降,最终达到去除泥砂的目的,总停留可设计为1.5个小时,排砂方式有重力排砂和机械排砂,可根据工程的实际情况确定排砂方式。 3.调节 由于纺织印染工业其特有的生产过程,造成了废水排放的间断性和多变性,使排出的废水的水质及水量在一日内,甚至每班内都有很大的变化,因此要求对废水进行进行调节,均衡水质,使其能够均匀进入后续处理单元,提高处理效果。印染废水的调节主要分为:水量调节和水质调节。 废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的,要求均匀进水,特别对生物处理系统更为重要,为了保证后续处理系统的正常运行,在废水进入处理系统之前,预先调节水量,使处理系统满足设计要求。 印染废水中有机污染物高、色度深、碱性和ph值变化大、水质变化剧烈,因此对废水水质进行调节是非常必要的,尤其是废水的ph值。在废水进入生物处理之前,将ph调整为6-10,以便满足废水生物处理的要求。 实践证明,根据印染废水的水量、水质不同,调节池的停留时间也各不相同,当处理水量比较小时,停留时间可选大些,当处理水量比较大时,停留时间可根据具体情况选小些,一般为4-10个小时。 对于某些印染废水,为了使调节池有一定的去除效率及增加废水的均匀性,特别是当废水中含有比较多的还原性物质时,可考虑在调节池内增加预曝气装置,可有效改善废水的水质特性。如牛仔布经线的浆染废水中含有大量的硫化物(300-500mg/l),对废水进行预曝气可使部分s-氧化。 4.降温 印染废水的水温大多比较高(浆纱印染废水除外),如针织布的漂染、针织线的浆染废水水温为40-45℃,毛绒、毛线的漂染废水水温为40-50℃,梭织布的退煮废水水温为40-50℃等,当水温过高时,会导致废水生化处理系统无法正常运行,直接影响污水达标排放,因此必须考虑对高温废水进行降温处理,然后,再使降温后的废水进入生化处理系统,以便达到生化处理的水温要求,保证整个处理系统的正常运行,同时,废水中的热能也是一种可再利用的资源。 对废水进行降温的方法通常采用热交换的方式进行降温冷却,不同温度的工艺废水经混合后,进入热交换器进行降温处理,一般将水温控制在42℃以下,利于生物的生长,提高处理效果。 冷却水可使用新鲜的工艺用水,这样就利用了一部分热能对生产工艺用水进行预热,从而,一方面降低了废水的水温,另一方面提高了生产工艺用水的水温,节约了加热新鲜工艺用水的蒸汽,达到节约生产成本的目的。换热方案可考虑采用多台换热器并联使用的设计方案,可保证换热系统的正常使用,换热器可分为板式换热器、管式换热器等,我公司使用最广泛的是高效板式换热器。 总之,印染废水是一种水量大、色度高、组分复杂、水质变动范围大、温度高的难处理有机废水,通过大量的工程实践证明,印染废水的综合治理工艺路线中废水的预处理工艺是非常重要的,它关系到整个系统的稳定运行和达标排放,同时也涉及到运行成本的高低,废水进行预处理后可大大改善废水水质,有利于印染废水进行进一步处理,最终达到去除污染物之目的。因此预处理工艺在印染废水处理中是必不可少的关键技术之一。
田间管理论文:豫东地区夏秋农作物的田间管理 豫东地区夏秋农作物的田间管理 我县地处豫东平原,地势平坦,土质肥沃,无霜期较长,适宜各种农作物生长。农作物一般一年两茬,冬小麦第二年夏初成熟,收获后即播种夏秋作物:玉米、大豆、绿豆、谷子、芝麻等。夏秋作物生长时间短,一般只有三至四个月。在这短短的百余天时间里,田间管理非常重要。如果管理不到位,将会导致病虫害、旱、涝发生和作物贪青晚熟,最终影响作物产量。根据我县农科所近年来的科研成果和实践经验总结,我们对夏秋农作物的田间管理提出以下若干措施,供农民朋友参考应用。 一、“压”,指播前压垄和播后镇压。播前压垄是为了促进反润提墒;播后镇压是为了防止透风,以免引起干旱。播前压垄和播后镇压,都是为了保住土壤墒情,实现一次播种保全苗。 二、“间”,指间苗。大豆非精量播种,密度较大的地块和成簇苗要进行人工间苗,间苗宜早不宜晚。间后的大豆苗要达到农艺规程要求的密度。即黑河18保苗要达到30~32万株/hm2,垦鉴豆25、垦鉴豆27、垦鉴豆28保苗要达到26~28万株/hm2。玉米3~4片叶时进行间苗,把弱苗、小苗、病苗拔除,按照规定密度留齐苗、留匀苗、留壮苗。对1埯2株的要留大小一致的健苗,避免大苗欺小苗。 三、“锄”,指锄地。锄地既能消灭杂草,又能松土,提高地温,是促进大田作物早熟的一种有效办法。大豆、玉米要力争多锄几遍地,特别是后期草荒严重地块要全部浅锄1遍。 四、“趟”,指趟地。多年生产实践证明,趟地具有灭草、松土、增温、促进早熟的作用。每年要力争多趟几遍地,最好趟5本文由遍以上,尤其是第1遍地很重要。因为它给以后的锄、趟打下良好的基础。趟地要结合锄地进行。锄后未趟、草荒严重的地块和低洼地块,更要抢趟1犁。 五、“松”,指垄沟深松。垄沟深松能疏松土壤,增温放寒,防止草荒,破除土壤板结,有利于根系向下深扎,促进作物快长、早熟。垄沟深松深度要达到25cm左右,并在封垄前结束。 六、“追”,指追肥。对三类苗地块和施肥量少的沙薄地块要及时追肥。大豆要结合2遍锄趟把肥追在垄帮,追尿素112.5kg/hm2左右,随追随趟地覆土,防止氮素损失。也可在大豆开花期施尿素3.75kg/hm2,兑水300kg/hm2,用人工背负式喷雾器喷洒叶面。玉米6~7叶追1次攻苗肥,追尿素75kg/hm2;抽雄期追1次攻穗肥,追尿素60kg/hm2,化肥追在根旁5cm左右,追肥深度7~8cm,随追随覆土。 七、“除”,指化学除草。大豆苗前除草用禾耐斯1 500ml/hm2+速收150g/hm2+灭灵750ml/hm2,要求在播完种至出苗前3~4d喷洒为宜。苗后除草用虎威1500~2000ml/hm2+高效盖草能750ml/hm2,在大豆的复叶出来时喷洒为宜。禾本科杂草多时,也可用拿扑净除草。玉米苗后4~5叶、杂草2~4叶、多年生杂草6叶以前,用4%玉农乐750~1000ml/hm2+70%赛克100g/hm2喷施,可防治禾本科杂草和阔叶杂草。 八、“灌”,指大田作物生育期间灌水。一是播后特别干旱时,为了保全苗,要灌第1遍水;二是为了保花增荚,要灌第2遍水;三是为了籽粒饱满,提高百粒重,要灌第3遍水。每次灌水都要以灌透为标准。干旱年份灌3遍水,可使大豆增产30%以上。 九、“撒”,指往玉米的心叶里撒颗粒剂防治玉米螟。我市玉米螟危害率达95%以上,严重地块可达100%。玉米螟危害一般年份可减产10%以上,严重年份可减产20%以上。具体防治方法:在玉米的心叶末期,往喇叭筒里撒施颗粒剂。用青虫灵0.5kg兑细砂或炉灰渣5kg,混拌均匀,每株5g,撒在玉米心叶里。约用颗粒剂225.0~262.5kg/hm2。也可把bt乳剂制成颗粒剂施用,效果非常好。 十、“喷”,指喷三碘苯钾酸和叶面肥。多年生产实践表明,长势过旺的大豆,在盛花期喷三碘苯钾酸,有明显的壮杆、防倒、促熟、增产作用。具体使用方法如下:在徒长的豆地和长势过于繁茂地块,盛花期喷两次三碘苯钾酸,用量75g/hm2,兑水750kg/hm2,两次喷洒时间隔7d。一般大豆田要喷叶面肥。叶面肥比底肥、种肥吸收率高,而且见效快,是促进大豆快长、早熟、高产的一个好办法。具体方法:喷尿素3.75kg/hm2+磷酸二氢钾2kg/hm2+钼酸铵1g/hm2,对水30kg/hm2,在大豆花期喷洒为宜。 十一、“防”,指防治大豆灰斑病。在大豆盛花至结荚初期,用50%的多菌灵或甲基托布津0.5kg/hm2,兑水400~500kg/hm2,喷洒叶面,发病重地块每隔7d再喷1次,可在大豆结荚初期用50%的多菌灵粉剂或40%多菌灵胶悬剂500倍液750kg/hm2,发病重地块可在鼓粒期再喷1次,可减轻发病率,提高大豆品质。 十二、“治”,指用药剂防治大豆食心虫。目的是为了降低虫口,提高品质、提高等级。防治方法有4种:一是用2.5%溴氰菊酯,在成虫发生盛期前喷雾,时间约在8月5~10日,用药量405ml/hm2,兑水300kg/hm2;二是用20%杀灭菊酯乳油,在成虫发生盛期前喷雾,用药300ml/hm2,兑水300kg/hm2。二是在7月末8月初喷800~1000倍敌敌畏药液300kg/hm2;四是用80%敌敌畏乳油熏蒸,用药量1.50~2.25kg/hm2,可用33.3cm长的高梁秆或玉米秆一节去皮沾药,一节留皮均匀插在垄台上,横向每隔5垄插1趟,纵向每隔5m插1根。 十三、“掐”,指在大豆开花末期、结荚初期掐去植 株生长点。其作用是能使节间缩短,抑制生长,使植株养分集中到生殖生长中去。对晚熟的品种、高肥地块、低洼地块,特别是良种高繁的晚熟品种,一定要下决心掐去大豆植株顶尖,这样能促进大豆提前成熟5~7d,避免贪青晚熟危害。 十四、“拔”,指大豆种子田拔杂去劣。要在大豆生育期间根据本品种的叶型、花色、毛色、株高、成熟度等特征严格拔杂去劣,使种子纯度达99.9%以上,提高优良种性。 十五、“拿”,指豆地拿大草、谷地拿莠子。拿大草和莠子既能减少杂草与作物争光、争温、争肥,又能保持翌年地块干净。拿大草和莠子要早些,要在草籽未成熟之前进行,既省工省力,又减少对作物的伤根。 十六、“扒”,指玉米站秆扒皮晾晒。玉米站秆扒皮晾晒,籽粒可得到阳光的直射,促进水分蒸发,使植株穗轴的养分向籽粒输送,有利于养分的积累,可提早成熟5~7d,增产8%以上。一般在8月下旬,即玉米定浆后开始进行。就是把玉米棒子的苞叶用手或其他工具逐垄逐棵扒开,使玉米棒通风良好,得到充分透光晾晒,促使脱水快,提早成熟。 田间管理论文:甘肃省冬油菜越冬期田间管理技术措施 原文作者:佚名 随着新品种以及全膜双垄沟玉米套种油菜等技术示范推广以及农业部行业专项《北方旱寒区冬油菜北移集成技术研究与示范项目》在甘肃省的实施,冬油菜在甘肃省的种植面积逐年扩大。甘肃省冬油菜种植以白菜型为主,主要分布在中东部的天水、平凉、庆阳等市以及定西、临夏两市州的部分县区,兰州、武威、酒泉等市也开始冬油菜示范推广。陇南及天水低海拔川道地区甘蓝型冬油菜面积相对较大。甘肃省冬油菜种植区冬季时间长,具有少雨干旱,温度日较差大,寒暖多变的气候特点。因此,在示范推广抗寒耐旱优良品种的基础上,越冬期加强抗旱防冻保苗是获得丰产的关键措施。 1 培育壮苗 冬前营养体的大小和体内糖分的积累状况与越冬抗寒性的强弱具有密切关系。因此,适期早播,冬前培育壮苗,最大限度降低弱苗比重,才能提高油菜越冬抗冻能力。 2 防治病虫、化学调控 冬油菜越冬前喷施敌杀死或高效氯氰菊酯,杀灭跳甲、蟓甲等主要害虫。对播栽早、长势旺、有徒长趋势的甘蓝型冬油菜田在越冬前可喷施多效唑,一般用15 %的多效唑1.5 kg兑水6 000 kg/hm2喷施,具有控旺和预防冻害的作用。 3 壅根培土 土壤封冻前,中耕培土具有疏松土壤、增温、保墒作用。中耕松土时,一定要注意培土壅根,以增加油菜抗寒力。 4 浇冬水 甘肃省冬油菜产区冬季雨量较少,要保证油菜壮苗过冬,有灌溉条件的地方要及时浇冬水,浇冬水时间一般于12月中、下旬,即“小雪”至“冬至”之间进行,不宜过迟,在地冻前浇完为宜。 5 秸秆覆盖 有条件的地方,可在油菜田覆盖一层秸秆,保墒又防冻,并且秸秆腐烂后还可以改良土壤,培肥地力。当气温下降到0 ℃时,还可以在油菜叶片上撒一层草木灰,以防止叶片受冻。 6 田间管护 加强田间管护,避免牲畜啃食及刷扫枯叶,使油菜生长点不裸露,以利越冬。 7 病虫害监测预报 制定科学的监测防控预案,加强油菜跳甲、蟓甲为主的病虫害的监测预报,准确掌握主要病虫害越冬情况,油菜返青后及时病虫情报,为科学防控作好准备。 来源:甘肃省农业技术推广总站甘肃省高产创建油料专家指导组 田间管理论文:棉花花铃期田间管理技术 原文作者:柯志强 棉花花铃期营养生长与生殖生长双旺,进入盛花期后,生殖生长才逐渐转为优势,棉株需肥需水达到高峰。在此生育阶段环境温度较高、日照充足,对花铃期生育是有利的,同时,也受到高温伏旱缺水、病虫害多发的不利影响。在管理上要充分利用有利条件,克服不利因素,争取早坐桃、多结桃、结大桃,力保后期早熟不早衰,从而获得棉花优质高产。 1. 重施花铃肥 花铃期棉株大量开花结铃,对养分的需要激增,重施花铃肥可满足棉株对养分的需要,促进多结铃、结大铃。但是要注意施肥不当会产生不利影响,如果施肥过早、过多,可导致棉株徒长而增加蕾铃脱落;施肥过迟,则造成棉株脱力早衰。所以,一般在棉株下部坐1~2个大桃时施用花铃肥,以速效性氮肥为主,每公顷可追施尿素225~300千克,而且要在棉行中间开沟或打穴深施,施后覆土。如遇天气干旱还应结合浇水,以充分发挥肥效。 2. 补施盖顶肥、叶面喷肥 施好盖顶肥可防止棉株早衰,充分利用有效生长季节,争取多结铃,提高铃重和衣分。应根据棉花长势确定盖顶肥的施用,对于花铃肥施用量大、棉株长势偏旺的田块,可少施或不施;对于前期坐桃多、易缺肥的田块,应适当早施、多施。在立秋前后,每公顷可追施尿素120~150千克,开沟条施或穴施。在棉花生育后期喷施叶面肥,可弥补根系吸收养分的不足,延长叶片功能期,促进棉叶内营养物质向棉铃输送,提高根系活力。在8月上中旬至9月上旬,叶面喷施1%~2%尿素溶液及0.3%~0.5%磷酸二氢钾溶液,根据棉花长势喷施1~3次,每次间隔7~10天,可与农药混喷。 3. 化控 花铃期化控可使棉株中上部节间缩短,增加棉株中下部光照,减少蕾花脱落。一般在棉株开花后,每公顷用缩节胺37.5~45克对水600~750千克喷雾。打顶后化控可防止棉株上部果枝过度伸长,抑制无效花蕾和赘芽生长,改善通风透光条件。在棉株打顶后7~10天,每公顷用缩节胺60~75克对水600~750千克喷施。 4. 适时打顶 棉花打顶后可消除顶端生长优势,调节棉株体内养分向蕾铃输送,塑造高产株型。打顶的原则是“枝到不等时,时到不等枝”,当单株有果枝20个左右时即可打顶,最迟在“立秋”前后必须打完顶。选择晴天打顶有利于伤口愈合。 5. 抗伏旱 花铃期是棉花需水最多的时期,而此期常遇7~8月份的高温伏旱。土壤缺水,影响棉花正常生理代谢活动,肥料亦难以发挥作用,易造成大量蕾铃脱落,甚至出现棉株早衰,所以在棉花花铃期要及时灌水抗旱。在田间持水量低于55%时,必须抗旱,一般采用沟灌,避免大水漫灌,以傍晚和清晨为好,不能在中午高温条件下灌水。 6. 病虫害防治 主要防治三、四代棉铃虫,盲椿象、斜纹夜蛾、棉叶螨、棉蓟马、棉蚜及铃病。当百株三代棉铃虫幼虫10~15头时,选用高效氯氰菊酯或氟铃脲防治。四代棉铃虫百株低龄幼虫10头时,选用丙溴磷、甲维盐(全称甲氨基阿维菌素苯甲酸盐)、溴氰菊酯、辛硫磷等轮换使用。当棉盲椿百株虫量达10头时,可选用氟虫腈、毒死蜱、敌敌畏等药剂防治。当百株斜纹夜蛾初孵幼虫1窝时,在二龄幼虫分散前,选用虫酰肼、毒死蜱、辛硫磷等农药防治。棉叶螨有螨株率低于15%时挑治,超过15%时普治,可选用哒螨灵、炔螨特、阿维菌素及复配剂。棉蓟马、棉蚜发生重时,选用吡虫啉、啶虫脒防治。 田间管理论文:西北麦区冬小麦春季田间管理技术意见 原文作者:佚名 去年冬小麦播种播期集中,规范化播种技术落实较好,播种质量较高,土壤墒情适宜,小麦出苗整齐,苗全苗匀,群体充足,苗情是近几年来较好的一年,主要特点是:一是苗情长势好。总体看,主产区冬小麦一、二类苗比例增加,三类苗比例减少,群体充足。二是土壤墒情足。去年9月以来,主产区降雨较多,土壤墒情较好。三是旺苗比例大。由于冬前积温偏高,光照偏少,导致部分播种偏早或播量偏大的地块出现旺长现象。四是病虫草害发生重。越冬前土壤墒情较好,气温适宜偏高,利于杂草萌发及病虫害的发生。部分地区出现金针虫等苗期虫害,条锈病、白粉病等病害发生。部分地区特别是南方稻茬小麦,杂草滋生,密度较大。 小麦越冬之后相继进入返青、起身、拔节阶段,是小麦春季管理的主要时期,是促弱苗转壮、控旺苗稳健生长的重要时期,也是调节小麦群体合理发展的关键阶段。针对小麦苗情特点,春季管理的主要目标是:科学分类指导,加强镇压划锄,控旺苗稳长保蘖,促弱苗长根增蘖,强化起身拔节肥水,促穗足粒多粒重,防控病虫草害,夺取小麦丰收。 西北麦区包括山西中部和北部、陕西北部、甘肃、新疆等地,旱地小麦面积较大。本区域当前的苗情特点是:秋季雨水较多,墒情适宜,10月份和11月份气温偏高,冬前苗情好,壮苗比例大;由于播种期雨水较多,播期拉长,形成部分晚播弱苗。旱地小麦生产的主要制约因素是季节性干旱和土壤贫瘠,尤其是春季干旱。春季麦田管理要以保墒、提墒为重点,辅之顶凌期趁墒追肥以及病虫草害综合防控,确保旱地小麦稳产高产。 1 顶凌耙耱,保墒提墒 顶凌耙耱是旱地小麦保墒的一项重要措施。“春耙麦梳头,麦苗绿油油”。顶凌耙耱能松土,切断毛细管,使地表形成干土隔离层,从而有效地保住土壤水分,特别有利于小麦返青生长。同时,耙耱还有清除枯叶、杀伤杂草的作用。各类麦田都进行顶凌耙耱蓄好墒,保住水,建立丰产苗架。 2 顶凌追肥,促弱转壮 对底肥不足、苗黄苗弱的弱苗麦田,可结合顶凌耙耱或小雨后趁墒追肥,60~75 kg/hm2尿素,或顺垄沟灌稀茅粪,促其尽快转化升级。对冬前群体过大、土壤肥力较高的旱地麦田,返青期不宜追肥,防止旺长,可在起身至拔节期借雨酌情追肥。 3 碾压提墒,预防倒伏 早春小麦返青前后碾压可促进小麦根系发育,提高小麦自身的抗旱能力,并能抑制小麦主茎旺长。“三月里的磙子,提水的桶子”。碾压麦田可压碎土块,弥合裂缝,沉实土壤,减少蒸发,提墒保墒。对部分因播期偏早、播量偏大而生长过旺、后期有倒伏危险的麦田,于起身期碾压,是一项有效的控旺防倒措施。碾压要和划锄结合起来,一般是先镇压后锄,以达到上松下实、提墒、保墒、增温的目的。应注意碾压的时间要在晴天中午前后,切忌在寒冷地湿的早晨进行,因此时麦苗脆弱,容易压折假茎和损伤叶片。 4 划锄松土,除草增温 小麦起身至拔节期封行前锄一遍麦田,能消灭杂草、松土保墒、提高地温。“锄头底下有水、有火、有气”。据测定,春季早锄地比晚锄地的麦田耕层土壤含水量高4.1 %,比不锄地的高5.3 %;3~5 cm地温比不中耕的提高1.5左右。划锄时要注意因地、因苗制宜。对晚播麦田、弱苗田宜浅划锄,提高土壤温度,促进弱苗转壮,防止伤根和坷垃压苗;对播种过深的麦田,返青后要及时清垄和退土清棵,使分蘖节变浅,以利提温、发根、增蘖;对于旺苗麦田,应在起身期适当深锄断根,控旺长苗,减少无效分蘖,促根下扎,变旺苗为壮苗。 5 防治病虫,化学除草 要做好小麦条锈病、纹枯病、麦蚜等病虫害预测预报和防治工作;注意在返青期化学除草。应特别注意加强对小麦条锈病的预测预报与防治,继续大力推广“准确监测,带药侦察,发现一点,控制一片”的防治经验,早发现,早防治。 6 护膜护苗,严防啃青 山西和甘肃地膜覆盖的面积较大,春季风大,如果地膜覆盖不严,就达不到保墒的目的。发现覆盖不严的地膜要及时压土盖严。春季畜禽啃青将严重影响小麦光合面积和干物质积累,造成减产,严防春季畜禽啃青。 田间管理论文:甘肃省冬小麦春季田间管理技术意见 原文作者:佚名 2012年甘肃省小麦生产,由于秋播前雨水较多,土壤墒情好,出苗整齐,长势良好。冬前苗情调查显示:大部分县(区)小麦冬前苗情显著好于往年,壮苗所占比例较大。但也存在部分县区因播期过早或播量过大而造成的旺长麦田,或播期过晚造成的弱苗麦田。目前,土壤墒情总体情况良好,尤其是春节前后和近期冬麦区普降中到大雪,有效缓解了春季旱情。 甘肃省90 %的冬小麦种植在旱地,春季干旱和土壤缺肥是小麦生长的主要制约因素。因此,春季管理应以保墒提墒和随雨(雪)追肥为重点,密切关注病虫草害发生情况,尤其是小麦条锈病发病情况,要做好预测预报,早发现,早防治。 1 耙耱保墒 耙耱适合于各类麦田,于春季适时进行。耙耱可切断土壤毛细管,形成隔离层,有利于减少土壤水分蒸发,起到保墒作用,同时还可以清除枯叶、杀伤杂草,有利于小麦生长。 2 镇压、划锄,提墒增温 镇压可压碎土块,弥合裂缝,沉实土壤,提墒保墒。镇压结合划锄,先镇压后划锄,造成上虚下实的土壤结构,有利于提墒、保墒和增温。镇压时间最好选在晴天中午前后。划锄要注意因苗制宜,对弱苗田宜浅锄,避免伤根,增温促进弱苗转壮苗。对旺长麦田,应深锄断根,控制旺长,变旺苗为壮苗。划锄还有利于消灭杂草等。 3 适时追肥,促进苗情转化 3.1 顶凌耧施化肥 适宜于机播和条播麦田,耧施期及追施量视苗情而定,一类苗田可适当推后追施。二类苗和三类苗田宜提早追施,施肥量以产量水平和土壤肥力状况为依据,一般亩施6~10 kg尿素为宜,高产田和三类苗田宜加量,可亩施15 kg。对缺磷麦田可考虑追施一定数量磷酸二胺,但量不宜过多。 3.2 乘雨(雪)追肥 适宜于全膜覆土穴播小麦和撒播麦田,追肥时期视苗情而定,其追施量视苗情、产量水平和土壤肥力状况灵活掌握,肥力状况好和基肥施用量足的麦田可少施或不施。 3.3 追施农家肥(土粪) 适宜于各类麦田,追施土粪或以草木灰为主的“灰粪”,可以起到保墒和补充土壤养分的作用,促进小麦生长,防止春季冻害等。全膜覆土穴播小麦麦田撒一层土粪,一方面可以保护地膜,另一方面有利于补充养分,其效果好于追施化肥,尤其是全膜二茬和覆土较少的全膜一茬麦田。 4 中耕除草 小麦返青后及时中耕除草,增温提墒,促进根系发育和生长,避免杂草与小麦争水争肥。对杂草可采用药剂除防,但要把握好用量,以免造成药害,而影响小麦的正常生长发育。 5 化控防止倒伏 对早播、密度过大的旺长麦田、全膜覆土穴播小麦麦田和高秆品种麦田,在小麦返青至起身期喷施20 %壮丰安,用药300~450 ml/hm2加水300~375 kg均匀喷洒,以控制植株过旺生长,促进根系下扎,以防止小麦生育后期倒伏。 6 病虫害防治 做好病虫害的预测预报,早发现早防治,尤其是陇南的小麦条锈病,要密切关注病情,当小麦条锈病普遍率达到5 %时,用15 %的粉锈宁750~1 050 g,兑水750 kg进行喷雾防治。 7 预防春季小麦冻害 春季冻害时有发生,要做好预防“倒春寒”和晚霜冻害的准备工作,密切关注气象预报,加强苗情监测。一旦遭受冻害,要采取有效的补救措施,促其恢复生长。 8 严禁在麦田放牧 麦田放牧对小麦生长危害极大,尤其是山旱地,土壤比较虚,牲畜啃青,会将小麦连根带出。全膜覆土穴播小麦田块,严禁人畜践踏,保护地膜,以达到一次覆膜多茬利用的目的。 田间管理论文:小麦冻害后的田间管理方法分析 摘 要:近年来,小麦冻害问题几乎每年都有不同程度的发生,对小麦的产量产生不利影响,给农业生产造成了一些损失。通过对小麦冬季发生的冻害症状介绍及原因分析,提出预防冬季冻害发生的栽培技术和发生冬季冻害后的补救措施,为小麦冻害防御工作提供指导,达到提高小麦产量的目的。 关键词:冻害; 症状; 原因; 预防与补救措施 近年来,小麦因冻受害现象频频发生,严重影响小麦的产量。冻害除了与天气降温强度和低温持续时间的长短有关,与小麦播种和田间管理等方面也有很大关系。 1 小麦冻害的症状 根据小麦受冻后的植株症状表现可分为严重冻害和一般冻害。严重冻害发生在已拔节或即将拔节的麦田,主茎和大分蘖生长点的幼穗受冻,生长点不透明,萎缩变形,失水干枯,心叶不出,逐渐死亡。因为在一株小麦中,主茎和大分蘖的发育进程比小分蘖早,先进入拔节期,所以主茎和大分蘖容易遭受冻害,而小分蘖不会受冻。在小麦遭受严重冻害后及时采取肥水促进,这些小分蘖还可以抽穗,但穗小,粒质量轻,严重影响产量。一般冻害发生在没有拔节的麦田,症状表现为叶片受冻,黄白干枯,但主茎和分蘖没有冻死,对小麦产量影响很小。 2 发生冻害的原因 2.1 气候因素 近年来的暖冬现象使小麦在越冬初期的日均温度较常年偏高2~3℃,由于受暖冬气候的影响,小麦生长发育进程加快,拔节期提前,抗冻性降低。而越冬期间或越冬期过后温度骤降至-10℃,随后低温持续相当长的一段时间。这种强降温及持续的低温天气使没有经过抗寒锻炼的小麦遭遇冻害。 2.2 耕作因素 部分农民相当多的农民朋友为了早点外出打工为抢墒播种,大多数地块整地粗放,造成麦苗落土较深,形成弱苗;田土坷垃大,不利于根系下扎,麦苗素质差,同时冷空气易侵入土下,冻伤根系;覆土不匀,形成露籽苗易受冻害;三沟不配套,排水不良,易发生冰冻现象,造成死苗。再之,由于急于播种,一些农民采用撒播方式,麦苗根系入土较浅,分蘖节露在地表,雨雪后,由于气温骤降,形成凌抬现象,拉断麦根,冻死分蘖,从而导致小麦冻害发生在小麦种植区, 2.3 肥力因素 部分农民在农业种植上过多依赖化肥或因图省事在小麦播种时施肥量过大且将氮肥一次性作基肥施用,造成小麦冬前旺长,极易发生冻害。而冬前缺肥的田块,麦苗幼苗黄瘦,叶片小,生长缓慢,分蘖少,积累的糖分少,不耐冻,在气温骤降时易受冻害。 2.4 田间管理因素 由于受传统种植习惯的影响,农民往往对种下地的小麦疏于管理。也有一些农民急于外出打工在刚将小麦种下地后就匆匆地远离家而去,致使小麦在以后的生长过程中缺乏管理,对于麦田受旱受涝、麦苗旺长等不能及时处理,这也给以后的小麦冻害埋下了隐患。 3 小麦冻害的防御对策 3.1 加强管理,提高播种质量 3.1.1 品种选择 选用抗寒性比较好且丰产性强的优质小麦品种。 3.1.2 提高播种质量,培育冬前壮苗 首先,小麦在播种前要施有机肥60.0~67.5 t/hm2、尿素300~375 kg/hm2、磷肥600~900 kg/hm2,以上3肥配合,随耕1次垫底。遇旱浇好底墒水,做到精细整地,达到地平、土细、墒好。其次,小麦播种前对种子进行精选过筛,使籽粒饱满,大小均匀;进行晒种和种子发芽试验,确保种子的发芽率要大于95.0%;进行药剂拌种、浸种等处理。最后,小麦要适时、适量、适深播种。根据小麦品种特性,选择适宜的播种期,冬(弱冬)性品种为9月28日至10月5日;半冬性品种为10月5-15日;春(弱春)性品种为10月15日-10月底。小麦的播种量应根据品种、地力和播期决定,小麦的播种量一般冬(弱冬)性品种为75~105 kg/hm2;半冬性品种为90~150 kg/hm2;春(弱春性)品种为120~210 kg/hm2。播种深度一般以3~4 cm为宜,深浅一致。播种过深或加大播量会导致植株细弱而加重冻害。 3.1.3 加强冬前田间管理 一是小麦播种后进行灌溉的田块,土壤出现板结时要抓紧中耕划锄,疏松土壤,破除板结,促进麦苗出土和正常生长。二是间苗、疏苗。三是疏通“三沟”,保证排水畅通。四是追施腊肥,对群体小的麦田要早施肥,对生长正常的高产麦田,追肥时期要适当后移,促进麦苗均衡生长。五是适当镇压,弥合土壤裂缝,有利于保墒,抑制麦苗旺长,促进分蘖和根系生长。 3.2 采取措施,控制小麦的冬前旺长 3.2.1 播种过早形成的旺苗 幼苗叶片狭长且垂披,分蘖少,主茎和一部分大蘖冬前幼穗分化即进入二棱期。通过镇压可抑制主茎和大蘖生长,控制徒长。镇压后及时划锄,并结合浇水施碳铵225 kg/hm2,必要时可用0.2%~0.3%矮壮素溶液喷施叶面,以抑制植株生长。 3.2.2 播量过大形成的旺苗 幼苗生长拥挤,个体发育差,分蘖少。应先及时疏苗,建立适宜的群体结构,促进个体发育,再结合浇水补施适量速效氮肥和磷肥,以弥补土壤养分的过度消耗。 3.2.3 肥水过量形成的旺苗 麦苗分蘖多,叶片宽大,田间郁蔽严重。当麦苗主茎长出5片叶时,在小麦行间深锄5~7 cm,切断部分次生根,控制养分吸收,减少分蘖,以培育壮苗。 3.2.4 品种选用不当形成的旺苗 一些春性及弱冬性品种播种过早形成的旺长。 3.3 采取针对性的措施,确保小麦防冻 3.3.1 麦田覆盖 在冬灌、施肥之后,给麦田行间盖上1层草、麦糠,有利于防风、防冻、保温、保墒,并防止来春旺长。麦秸、稻草等均可切碎覆盖,覆盖后撒土,以防大风刮走,开春后,将覆草扒出田外。 3.3.2 适时冬灌 冬灌可形成良好的土壤水分环境,调节耕层中的土壤养分,提高土壤的热容量,一般可提高地温1~3℃,同时可以弥合土缝,促进多分蘖、长大蘖、育壮苗。当气温低于4℃以下时不宜冬灌。 3.3.3 熏烟造雾 在霜冻到来时,可以将潮湿柴草在麦田周围点燃,制造烟雾,减少麦田热量向外辐射,能有效减轻冻害。 .4 小麦冻害的补救措施 3.4.1 加强肥水管理 对于叶片受冻、而幼穗未完全受冻的,即麦苗基部叶片变黄,叶尖枯黄的干旱麦田,应抢早浇水,防止幼穗脱水致死。对于主茎幼穗已受冻的,应及时追施速效氮肥,施尿素150 kg/hm2,并结合浇水促使受冻麦苗尽快恢复生长,促进分蘖快长、成穗。 3.4.2 中耕保墒,提高地温 受冻害的麦田要及时进行中耕松土,蓄水提温,能有效促进分蘖成穗,弥补主茎穗的损失。 3.4.3 加强中后期管理 小麦遭受冻害后,要搞好以促为主的麦田中后期管理,使冻害损失减少到最低程度 田间管理论文:浅论番茄高产田间管理技术 摘要: 介绍了番茄田间管理技术,包括搭架绑蔓、整枝打芽、施肥灌水、保花保果、防治裂果、病虫害防治等方面内容,以期为番茄高产栽培提供指导。 关键词: 番茄;高产;田间管理 科学合理的田间管理技术,对于控制番茄植株生长发育不良、病害发生,产量和品质下降等有着显著效果。 1 搭架绑蔓 番茄定植成活后,应及时搭架,可选用长1.6~1.8m、食指粗的竹竿或树条,在离植株8~10cm的沟侧插牢,并联结成高“人”字架。植株生长到一定高度时,分次用布条或塑料绳绑蔓,以确保番茄植株向上正常生长。 2 整枝打芽 整枝打芽是人工调整植株营养生长和生殖生长的重要技术措施。秋季番茄一般采取双干整枝方式,即除留主干外,再留第1花序下部最壮的1个侧芽,形成结果侧枝,其他叶芽全部摘除。可视植株生长状况,适时打顶。侧芽约3.3cm长时应及时摘除,过早或过迟均不利于植株生长发育,雨天不宜摘芽,以防感染病害。 3 施肥灌水 番茄是喜肥作物,按生产75t/hm2果实所需的氮、磷、钾计算,基肥应施入以厩肥为主的有机肥45t/hm2以上、三元复合肥375~750kg/hm2、过磷酸钙750kg/hm2、硫酸钾150~300kg/hm2。施肥方法可采用行间深施或穴施。有机肥施入量大时,可在厢面中间开深、宽各13~17cm的沟,撒入化肥后,再填入有机肥,盖土耙平;有机肥少而精的情况下,宜采用穴施,即按1厢2行、穴距0.4m的规格,用铁锄挖成13~17cm深的施肥穴,先撒入化肥,再施入有机肥,定植时将有机肥与土壤适当拌和后,秧苗定植于穴旁。番茄追肥以猪粪尿、复合肥、尿素等速效肥为好。追肥应视天气、苗情合理进行,干旱天气应稀肥勤施,雨后或灌水前可适当增施。还要掌握前轻后重的原则,即坐果前轻施促苗肥,尤其要控制氮肥,膨果期和采收期应定期追肥。第1台果实核桃大时需浇水追肥,经常保持土壤湿润,要及时进行插架绑蔓、培土等工作。叶面喷施微量元素肥是补充植株营养的经济有效措施,可结合喷洒杀菌剂,定期喷施绿旺一号或三号、磷酸二氢钾等叶面肥。遇连续干旱天气时,应及时灌水防旱,灌水宜采取小水流沟浸灌的方式,切不可大水漫过厢面,晴热天应在夜间灌水,以免根部受害。灌水后要注意放风降湿,减少病害发生。 4 控温管理 在西红柿花期,适宜的气温是白天25~30℃,夜间20~15℃,低于15℃或高于35℃,均易造成落花落果或生理畸形果。因此,如果温度过高,白天就应遮阳或加大通风。温度过低,晚上应加膜覆盖。适宜的昼夜温差是12~20℃。 5 保花保果 开花坐果前以控水蹲苗为主,大棚日夜大通风,下雨天需关棚。秋季番茄开花期,多处于高温干旱气候条件下,不利于授粉受精,影响坐果。大多数品种均要求在开花的当日,喷涂0.020%~0.025%的复合防落素进行保花保果,喷涂时不要溅滴到叶面上。 6 防治裂果 番茄裂果是一种常见的生理性现象。出现裂果的主要原因是水分失调,与品种也有较大关系。预防番茄裂果的措施:一是选择抗裂、枝叶繁茂、果皮较厚且较韧的品种。二是采用地膜覆盖或厢面稻草覆盖栽培,维持较为稳定的土壤湿度,防止忽干忽湿。三是增施有机肥,改良土壤结构,提高土壤保水保肥能力。四是适度整枝摘心,保证植株枝叶繁茂,加强植株内多余水分的蒸腾,防止强光直射果实。五是大雨前及时采收番茄。六是在果实膨大期,用0.30%~0.40%的波尔多液喷洒植株,对防止番茄裂果有较好的效果。 7 病虫害防治 7.1早疫病 发病后叶面具同心轮纹状病斑,暗褐色,水渍状。茎和叶柄、果实等发病后也有同心轮纹病斑,潮湿时病斑上有黑色霉状物。发病前后可用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍稀释液,或75%百菌清可湿性粉剂400倍稀释液喷防,每7d喷 1次,连喷3~4次。 7.2叶霉病 果实发病时蒂部周围有凹陷较硬的黑色病斑,叶片有不规则黄色病斑,潮湿时产生褐色霉层,使叶片枯黄、卷曲,然后脱落。设施栽培发病较重。发病前后可用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍稀释液,或50%速克灵可湿性粉剂800~1 000倍稀释液喷防,每7d 喷1次,连喷3~4次。 7.3灰霉病 开花期可在蘸花药液中加入0.1%的50%速克灵可湿性粉剂或50%扑海因可湿性粉剂,效果很好。也可对果实喷雾,但应注意轮换用药,防止病菌产生抗药性。还可用50%多克粉尘剂,喷粉15kg/hm2。 7.4病毒病 发病初期可用20%病毒a可湿性粉剂500倍稀释液,或高锰酸钾1 000倍稀释液喷防,每7d喷1次,连喷2~3次。 7.5晚疫病 受害叶柄和主茎呈黑褐色腐烂,幼苗萎蔫倒伏,病斑从叶尖叶缘开始,潮湿时有白色霉状物,干燥时干枯,病斑由暗色转暗褐色,水渍状或云纹状,稍凹陷,病果坚硬。发病时可用40%疫霉灵可湿性粉剂300~400倍稀释液喷防,每7d喷1次。也可用粉尘法防治,即用丰收10型喷粉器喷5%百菌清复合粉剂,每次喷15kg/hm2,傍晚喷施。 7.6脐腐病 危害番茄果实。发病时可根外喷施1%过磷酸钙、0.1%氯化钙或0.1%硝酸钙等,每10d喷1次,连喷2~3次。 7.7斑枯病 叶片发病时呈水渍状,病斑近圆形,中央灰白色,边缘暗褐色,稍凹陷,如鱼目状,后散生黑色小点,易穿孔。叶柄、茎和果实都可散生小黑点。发病初期可用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍稀释液,或50%多菌灵可湿性粉剂500倍稀释液喷防,每7d喷1次,连喷3~4次。 7.8青枯病 一般从坐果期开始发病,中午萎蔫,傍晚恢复正常,2~3d后枯死,横切病茎可流出白色菌液。可用25%dt可湿性粉剂600倍稀释液喷防,也可用200mg/l的农用链霉素灌根,每株0.5kg,7d灌1次,连灌3~4次。 7.9虫害 主要有棉铃虫和蚜虫。棉铃虫应在开花期每隔5~7d喷洒dr杀虫剂、灭铃虫皇等高效、低毒、低残留杀虫剂, 并经常更换施用;蚜虫可用抗蚜威、乐果喷雾毒杀。 田间管理论文:番茄高产栽培田间管理技术 原文作者:李俊发 摘要:采用科学合理的田间管理技术,可以有效控制番茄植株生长发育不良、病害发生、产量和品质下降等问题的出现。充分利用番茄品种自身对环境的要求,结合华宁县当地的自然气候条件以及近几年来番茄种植过程中积累的一些技术经验,总结出一套科学合理的番茄栽培田间管理技术,包括适时定植、搭架绑蔓、整枝打芽、施肥灌水、保花保果、防治裂果、病虫害防治等方面,以期为番茄高产栽培提供技术参考。 关键词: 番茄;高产栽培;田间管理 番茄是喜温作物,在一般栽培条件下,番茄光合作用的最适温度为20~25 ℃,气温低于15 ℃或高于30 ℃都会影响植株正常的开花授粉;昼夜持续高温,空气湿度低于40%或高于60%,会导致番茄植株生长发育不良,易发生病害,使产量和品质下降。番茄喜光而耐阴,其光补偿点为2 000 lx,光饱和点为70 000 lx,光照不足会导致植株发育不良,落花严重。番茄是短日照植物,花芽分化期间基本要求短日照,多数品种在11~13 h的日照下开花较早,植株生长健壮,但以16 h的光照生长最好。番茄根系发达,吸收能力强,且茎叶繁茂,蒸腾作用强,需水量较大,但也不应大量灌溉,特别是幼苗期和开花前期,水分过多会使幼苗徒长,影响结果。结果期浇水量宜充足,应将土壤含水量维持在60%~80%;如果土壤湿度过大,排水不良,会影响根系正常呼吸,严重时出现烂根死秧;另外,结果期土壤不能忽干忽湿,特别是不能在干旱后浇大水,否则易发生大量裂果和诱发脐腐病。一般番茄要求空气相对湿度在50%左右,空气湿度过大不仅阻碍正常授粉,而且易使植株感染病害。 笔者充分利用番茄品种自身对环境的要求,结合华宁县当地的自然气候条件,以及近几年来番茄种植过程中积累的一些技术经验,总结出一套番茄栽培田间管理技术。采用科学合理的田间管理技术,可以有效控制番茄植株生长发育不良、病害发生、产量和品质下降等问题的出现。 1 适时定植 应根据幼苗生长状况确定何时移栽,当幼苗长出8~10片叶、第1花序刚刚显露时即可定植。定植时,要根据花序着生的位置实行定向栽苗,使花序着生部位位于操作行(宽行)一侧,因为宽行光照充足,能改善幼果的光照条件,有利于果实的生长发育,可减少筋腐果的发生,并且便于以后的田间操作。 2 搭架绑蔓 番茄定植成活后应及时搭架,可选用长1.6~1.8 m、食指粗的竹竿或树条,在距离植株8~10 cm的沟侧面插牢,并联结成高“人”字架。当植株生长到一定高度时,分次用布条或塑料绳绑蔓,以确保番茄植株向上正常生长。 3 整枝打芽 整枝打芽是人工调整植株营养生长和生殖生长的重要技术措施。秋季栽培番茄一般采用双干整枝的方式,即除留主干外,再留第1花序下部最壮的1个侧芽,形成结果侧枝,其他叶芽全部摘除。可视植株生长状况适时打顶。侧芽长到约3.3 cm长时应及时摘除,过早或过迟均不利于植株生长发育,雨天不宜摘芽,以防感染病害。 4 施肥灌水 番茄是喜肥作物,按每公顷生产75 t果实所需氮、磷、钾计算,基肥应施入以厩肥为主的有机肥45 t以上、三元复合肥375~750 kg、过磷酸钙750 kg、硫酸钾150~300 kg。可采用行间深施或穴施,有机肥施入量大时,可在厢面中间开深、宽各13~17 cm的沟,撒入化肥后再填入有机肥,盖土耙平;有机肥少而精的情况下宜采用穴施,即按1厢两行、穴距40 cm的规格,用铁锄挖出13~17 cm深的施肥穴,先撒入化肥,再施入有机肥,定植时将有机肥与土壤适当拌匀,然后将秧苗定植于穴旁。番茄追肥以猪粪尿、复合肥、尿素等速效肥为好;追肥应视天气、苗情合理进行,干旱天气应稀肥勤施,雨后或灌水前可适当增施;还要掌握前轻后重的原则,即坐果前轻施促苗肥,尤其要控制氮肥用量,膨果期和采收期应定期追肥。当番茄第1穗果实长到核桃大小时需浇水追肥,并经常保持土壤湿润,及时进行插架绑蔓、培土等工作。叶面喷施微量元素肥是补充植株营养的经济有效的措施,可结合喷洒杀菌剂定期喷施绿旺一号、绿旺三号、磷酸二氢钾等叶面肥。遇到连续干旱天气时应及时灌水防旱,灌水宜采取小水沿沟浸灌的方式,切不可大水漫过厢面。晴热天气应在夜间灌水,以免根部受害。灌水后要注意放风降湿,以减少病害的发生。 5 控温管理 在番茄花期,适宜的气温是白天25~30 ℃,夜间15~20 ℃,低于15 ℃或高于35 ℃均易造成落花落果或生理畸形果。因此,如果温度过高,白天就应遮阳或加大通风量;如果温度过低,晚上就应加膜覆盖。适宜的昼夜温差是12~20 ℃。 6 保花保果 番茄开花坐果前以控水蹲苗为主,大棚日夜大通风,下雨天需关棚。秋季番茄开花期多处于高温干旱的气候条件下,不利于授粉受精,影响坐果,因此大多数品种均要求在开花当日喷涂0.02%~0.025%的复合防落素进行保花保果,注意喷涂时不要滴溅到叶面上。 7 防治裂果 番茄裂果是一种常见的生理性现象,出现裂果的主要原因是水分失调,与品种也有较大关系。预防番茄裂果的措施包括:一是选择抗裂、枝叶繁茂、果皮较厚且较韧的品种;二是采用地膜覆盖或厢面稻草覆盖栽培,维持较为稳定的土壤湿度,防止土壤忽干忽湿;三是增施有机肥,改良土壤结构,提高土壤保肥保水能力;四是适度整枝摘心,保证植株枝叶繁茂,加强植株体内多余水分的蒸腾,防止强光直射果实;五是在大雨前及时采收番茄;六是在果实膨大期用0.3%~0.4%的波尔多液喷洒植株,对防止番茄裂果有较好的效果。 8 病虫害防治[1-2] 8.1 病害 8.1.1 早疫病 发病后叶面具同心轮纹状病斑,暗褐色,水渍状;茎、叶柄、果实等部位发病后也有同心轮纹状病斑,潮湿时病斑上有黑色霉状物。发病前后可用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍液或75%百菌清可湿性粉剂400倍液喷雾防治,每7 d喷 1次,连喷3~4次。 8.1.2 叶霉病 果实发病时蒂部周围有凹陷、较硬的黑色病斑,叶片有不规则的黄色病斑,潮湿时产生褐色霉层,使叶片枯黄、卷曲,然后脱落,设施栽培发病较重。发病前后可用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍液或50%速克灵可湿性粉剂800~1 000倍液喷雾防治,每7 d 喷1次,连喷3~4次。 8.1.3 灰霉病 开花期可在蘸花药液中加入0.1%的50%速克灵可湿性粉剂或50%扑海因可湿性粉剂,防治效果很好;也可对果实喷雾防治,但应注意轮换用药,以防止病菌产生抗药性;每公顷还可用50%多克粉尘剂15 kg喷粉防治。 8.1.4 病毒病 发病初期可用20%病毒 a可湿性粉剂500倍液或高锰酸钾1 000倍液喷雾防治,每7 d喷1次,连喷2~3次。 8.1.5 晚疫病 受害叶柄和主茎呈黑褐色腐烂,导致幼苗萎蔫倒伏,病斑从叶尖叶缘开始,潮湿时有白色霉状物,干燥时干枯,病斑由暗绿色转为暗褐色,水渍状或云纹状,稍凹陷,病果坚硬。发病时可用40%疫霉灵可湿性粉剂300~400倍液喷雾防治,每7 d喷1次;也可用粉尘法防治,每公顷每次用丰收-10型喷粉器喷5%百菌清粉剂15 kg,于傍晚喷施。 8.1.6 脐腐病 为害番茄果实。发病时可根外喷施1%的过磷酸钙、或0.1%的氯化钙、或0.1%的硝酸钙等,每10 d喷1次,连喷2~3次。 8.1.7 斑枯病 叶片发病时呈水渍状,病斑近圆形,中央灰白色,边缘暗褐色,稍凹陷,如鱼目状,后散生黑色小点,易穿孔;叶柄、茎和果实都可散生小黑点。发病初期可用70%代森锰锌可湿性粉剂500倍液或50%多菌灵可湿性粉剂500倍液喷雾防治,每7 d喷1次,连喷3~4次。 8.1.8 青枯病 一般从坐果期开始发病,植株中午萎蔫,傍晚恢复正常,2~3 d后枯死,横切病茎流出白色菌液。可用25% dt可湿性粉剂600倍液喷雾防治;也可用200 mg/l的农用链霉素灌根,每株灌药量为0.5 kg,每7 d灌1次,连灌3~4次。 8.2 虫害 番茄主要虫害为棉铃虫和蚜虫。棉铃虫应在开花期用灭铃皇等高效低毒低残留的杀虫剂喷雾防治,每隔5~7 d喷1次,并经常更换药剂;蚜虫可用抗蚜威、乐果喷雾防治。 田间管理论文:铁岭地区早春低温条件下水稻田间管理技术 摘要 早春的低气温对水稻生长十分不利,为提高水稻产量,总结铁岭地区低温条件下水稻本田、中后期田间管理技术,以指导水稻生产。 关键词 水稻;田间管理;早春;低温;铁岭地区 中图分类号 s511.05 文献标识码 b 文章编号 1007-5739(2013)02-0040-02 1 本田基本管理 1.1 移栽后管理 (1)查田补苗。插秧后往往有缺穴现象。应在1周内及时检查补苗,以保证应有的密度和基本苗数。 (2)看苗灌水。大苗移栽后可以适当灌深水,两三天后,落浅到3.33 cm左右。小苗移栽,以灌寸水为宜。 (3)施返青肥。当新根长出6.67 cm左右时,可追施返青肥,以促进新叶出生快,分蘖早。追肥时保持3.33 cm水层,追施硫铵30 kg/hm2。 (4)防治潜叶蝇危害。为防止潜叶蝇从秧田转移到大田,可喷施杀虫剂,效果很好。另外,可采取浅水灌溉,避免深水淹苗,减少潜叶蝇落卵量,发生严重的地块可排水晒田。 1.2 分蘖期管理 (1)早施分蘖肥。在分蘖始期,追施氮肥,以满足水稻长叶、长分蘖的需要,施用尿素37.5 kg/hm2为宜,最多不超过75 kg/hm2。施肥不可过晚,否则易引起徒长倒伏[1]。 (2)浅水勤灌,适当晒田。分蘖期间,特别是有效分蘖期间,一般灌寸水,能提高地温、水温,促进土壤养分分解,分蘖时期的光照和氧气充足,能促进分蘖的发生和生长。生长过旺时,可结合排水晒田,控制生长,减少无效蘖,防止倒伏。 (3)防除杂草和病虫害。除草普遍应用除草剂,分蘖期要防治的病害主要有叶稻瘟病、恶苗病、褐斑病、白叶枯病,虫害主要有二化螟、稻蓟马、稻纵卷叶螟、稻水象甲等[2]。应及时检查防治。 1.3 孕穗期管理 (1)巧施拔节孕穗肥。凡是拔节后叶片黄的田块,应巧施穗肥,对巩固有效分蘖、提高每穗粒数有显著效果。一般施用尿素37.5~75.0 kg/hm2。孕穗期一般不再追肥,如孕穗末期茎叶发黄,呈早衰状态,可在出穗前15~18 d巧施粒肥。一般施尿素15~30 kg/hm2。 (2)灌好孕穗水,适时落干晒田。幼穗分化期是水稻全生育期生长很快和需水最多的时期,是耐旱、耐寒力最弱的时期。如果缺水,幼穗首先受到影响,不但影响花粉粒正常发育,也影响养分向穗部运输,容易造成穗短、粒数少、空壳多,因此必须注意水分的管理[3]。此时正值盛夏,日照强,温度高,适当加深水层,可以控制水温。一般保持水层深3.33~6.67 cm。 (3)防治病虫害。拔节后,病虫害流行,纹枯病、白叶枯病、叶稻瘟以及二化螟、稻纵卷叶螟等常在这一时期危害,要注意及时防治。 1.4 结实期管理 (1)合理灌溉,适时排水。在出穗扬花期间,田间仍需保持一定水层,调节水温,提高空气湿度,以利于开花授粉。到灌浆期,采取干干湿湿,以湿为主的灌水办法,即灌1次水后,自然落干1~2 d,再灌1次水。这样可以达到以气养根、以水保叶的目的,有利于促进灌浆,防止早衰。进入蜡熟期,要采取干干湿湿,以干为主的灌水方法,灌1次水后自然落干3~4 d,再行灌水。后期,收割前7~10 d把水放干。 (2)适时收获。收获一般在蜡熟后期至完熟初期进行。此时谷粒变黄,茎、叶、穗变黄,应及时收割,以确保丰产丰收。 2 中后期田间管理 2.1 坚持浅水灌溉,以水调温 当水稻进入分蘖盛期以后,稻田水层管理应以浅为主,每次灌水水层达2 cm左右即可,待蒸发渗漏后,由浅变湿、变干后,再灌第2次水,如此反复。浅、湿、干间歇灌溉,能达到增温、受光、供氧作用,促进分蘖生长和提高根系活力。抽穗开花期保持2 cm以下浅水层,促进开花受精,提高结实率[4]。 另外,鉴于生育期即将推迟的现状,要以水调温,防止低温冷害。如遇17 ℃以下低温,要保持灌水层8~10 cm,防止障碍性冷害发生。在井灌区应采取设晒水池、延长灌水渠等井水增温技术,实行浅、湿、干间歇灌溉,避免井水直接进田,延迟水稻生育。 2.2 巧施穗肥,保穗增粒 从幼穗分化至抽穗结束,水稻吸收氮素量较大,施穗肥能够促进枝梗和颖花数增多,达到穗大粒多的效果。但是基肥和蘖肥是否充足,水稻前期生长基础差异和地域及品种的不同,施穗肥的时间和数量要有所不同,应分类进行。在辽宁稻区,提倡穗肥2次施入,一次在抽穗前20 d左右,一次在抽穗前10 d左右,2次合计用氮量不超过总氮量的30%。前期生长量不足、分蘖数欠缺的田块首次氮肥施用量应占总氮量的15%~20%,同时施入占总钾量50%的钾肥,第2次氮肥施用量占总氮量的5%~10%;前期生长过快,封行过严的田块在抽穗前10 d左右施用,施用氮肥量占总氮量的15%左右,钾肥量占总钾量的50%。 2.3 慎施粒肥,保粒增重 施用粒肥可提高光合速率,加快灌浆速度,提高结实率,增加千粒重,但必须是在出现缺肥现象时施用。粒肥施用要坚持看天、看地、看水稻长势,因地制宜施用,以避免穗茎瘟发生。叶浓绿、长势过旺的稻田追施粒肥容易引起贪青晚熟和引发穗茎稻瘟病。因此,一定要考虑土壤条件、水稻长势和气候因素,慎重施用粒肥。粒肥一般掌握在抽穗前5 d左右,按总氮量的5%~10%施用。 2.4 综合防治病虫害,重点预防稻瘟病 (1)穗茎瘟。要保证喷施2次预防药剂,一次在水稻孕穗未破口期,一次在齐穗扬花期,间隔10 d左右,用20%三环唑1 500 g/hm2,或40%稻瘟灵(富士一号)乳油1 500 ml/hm2或,克温散1 500 ml/hm2,对水750~900 kg/hm2于16:00喷雾。 (2)二化螟。8月初在二化螟2代卵孵化高峰期,用18%杀虫双水剂3 kg/hm2,或90%杀虫单750 g/hm2对水750 kg/hm2喷雾或对水1 500 kg/hm2泼浇。 (3)稻水象甲。8月初防治新生代成虫,用稻丰乐750 ml/hm2或地虫克星750 ml/hm2,对水750 kg/hm2喷雾。 2.5 及时喷施促早熟叶面肥 为了确保实现水稻增产增收的目标,必须要加强水稻田间管理工作。科学管水,水稻灌浆后期对水分表现不敏感,可实行浅、湿间歇灌溉,提高土壤通透性,做到以气养根、以根保叶、以叶促粒重,提高光合作用。针对部分田块生育期滞后,特别是8月15日以后齐穗的田块,应及时喷施促早熟叶面肥,提高结实率、千粒重,促进正常成熟。清除田间杂草,及时割除田间及上下水沟杂草,增强通风透光能力,为水稻正常早熟创造条件。 田间管理论文:春季田间管理和春耕备耕工作通知 一、切实加强春季田间管理。 各地要迅速掀起春季田间管理的热潮,组织农技人员深入田间地头,针对苗情特点,因地因田因苗制宜,加强各项田管措施的落实。一是抓好粮油作物肥水管理。要加强对小麦、油菜等农作物的田间管理,因地制宜,分类指导,突出抓好追肥、除草、治虫防病等田管措施,确保双夏作物丰产丰收。要突出抓好油菜菌核病、小麦条锈病、纹枯病的科学测报和防治,力求早发现、早防治,达到发现一点、防治一片的效果。同时,要密切关注天气情况,针对可能出现的灾害制订防灾减灾预案。二是抓好柑橘假植基地管理。要抓好柑桔假植苗催芽肥,同时进行整形修剪,确保“一干三枝”;做好清园消毒、病虫防治、清沟排渍和除草。除草必须采用人工方式,严禁使用除草剂。三是抓好茶园桑园管理。茶树要施催芽肥,促发春芽整齐一致,新植茶苗做好定型修剪。对桑树进行整枝剪枝,病虫防治,并提前搞好蚕室蚕具消毒工作。 二、抓紧做好春耕备耕工作。 一是抓好政策宣传。今年中央1号文件进一步明确加大强农惠农政策扶持力度,明确继续实施水稻、小麦、玉米、长江流域油菜良种补贴全覆盖,继续提高水稻、小麦最低收购价,适时启动油菜籽、玉米、大豆等临时收储政策。各地要加大强农惠农政策宣传力度,让广大农民了解政策,得到实惠,充分调动农民搞好春耕生产的积极性和主动性。二是抓好面积落实。各地要把落实面积作为春耕备耕的首要任务,确保各种作物种植面积落实到村组、落实到农户、落实到田块。要挖掘耕地潜力,优化耕作模式,大力发展间作套种复种,提高复种指数,稳定粮食作物种植面积。三是抓好农资供应。抓紧做好种子、化肥、农膜、农药等农资的储备和调剂调运,满足生产需要。同时,要强化农资市场监管力度,开展春季农资市场专项整治,严厉打击制假售假、坑农害农行为,净化农资市场,维护农民利益,确保农民买上放心种、放心肥和放心药。尤其要注意的是今年两系杂交稻种子存在质量隐患和风险,农业部门要加强种子质量检测检疫,正确引导广大农民购买质量合格的水稻种子。 三、深入开展农业科技服务。 一是搞好技术服务。农业部门要组成技术服务小组,深入农户、田间地头,全方位地为春季农作物田管和春耕备耕搞好各项技术服务。二是搞好信息服务。要充分利用农业信息网站、农信通、电视广播等服务平台,强化信息的收集、整理,及时生产信息、气象信息、技术信息、市场信息等,为农民提供有效的信息服务。三是搞好技术培训。围绕春季田间管理、种植业结构调整等主要工作有针对性地对农民及基层干部进行技术培训,大力推广水稻旱育秧、抛秧、秸秆综合利用、免耕栽培、多熟间套种植、病虫综防等实用增产、节本增效栽培技术。要采取各种有效措施,多形式、多渠道开展培训,提高各项技术措施的到位率,努力使农民真正掌握实用技术。四是创办示范样板。大力开展各项高产创建活动,办好水稻、油菜高产示范片、柑橘示范区、茶叶示范园和香菇产业园,创办一批高水平、高质量的示范样板。 四、加强组织领导,确保各项工作落实到位。 各乡镇、县直有关部门要把抓好春季田间管理、春耕备耕工作作为当前农业生产最重要、最紧迫的任务,早安排、早动员、早落实,做到领导到位、责任到位、措施到位、工作到位。一是强化组织领导。各乡镇主要领导要亲自抓,分管领导要具体抓,驻村干部采取包村蹲点等形式,广泛动员农民群众及早下田,及早落实关键技术。二是强化检查督导。要搞好调查研究,进行工作督导,及时解决春季农业生产中出现的问题。三是搞好统筹安排。统筹做好春季重大动物疫病防控、农产品质量安全监管等工作。 田间管理论文:稻种植田间管理和病虫害防治 摘要:水稻是我国主要的口粮之一,加强水稻田间管理是农业科技高度发达的表现,也是我国经济快速发展的见证,因此这项工作一直被农业部作为重点工作来抓。基于此,详细介绍水稻田间管理与病虫害防治措施。 关键词:水稻;田间管理;病虫害防治 农业是国之根本,在社会发展中发挥着重要的作用。水稻是农业种植的重要类型,分布范围广,产量高。随着我国城市化进程的不断加快,水稻种植面积也越来越少。为此,要采取积极有效的措施,切实加强水稻田间管理,促进水稻正常生长发育。 1水稻种植田间管理 1.1前期的准备工作做好前期的准备工作是保证水稻品质的基础。在前期管理工作中,需要对土壤进行有效选择,因为土壤是水稻生长的基础条件,不仅要分析土壤的松紧度、湿度及温度等,还要对土壤中含有的肥力进行检测,保证土壤的相关因素能够满足水稻的种植需求;同时,选择优质的种子。可以根据当地的气候变化、土壤条件以及种子适合生长的因素进行分析,并结合我国种子的相关标准进行选择。 1.2苗期管理水稻出苗前,务必搞好保温工作。未出苗前的水稻,如果苗床温度在36℃以上,就要搞好通风和降温工作,或者通过遮光降温,防止苗床温度过高烧伤种芽。水稻从出苗到齐苗,控制苗床温度在30℃左右。另外,幼苗形成一心一叶后,这时苗床温度要维持在25℃左右。如果苗床温度超过15℃,要为苗床通风,同时做好苗床夜间的保温工作,让所有的苗床都得到覆盖,如此可减少寒潮和霜冻对幼苗的伤害,栽种期如果遭遇霜冻天气,种植户如果有条件,可通过步道沟灌水保护秧苗免受损害,天气放晴后及时清沟排水。当秧苗有2叶出现时,苗床温度要维持在20℃左右,还要考虑秧苗的生长,有效控制通风位和通风量。对秧苗通风时,可根据计划需要,降低苗床温度。解开苗床的前7d,通风要彻底,如果遭遇下雨天气,应及时关好通风口,做到白天揭开、夜晚盖上,直至不再需要遮盖,晚霜后不再使用农用薄膜。 1.3分蘖期管理分蘖期的秧苗在根、茎和叶的生长上都达到了最高峰,对温度、养料和水分的要求较为苛刻。秧苗分蘖在32~34℃时获得最高穗量,利于插秧。如果缺少光照,秧苗分蘖变缓,严重时秧苗出现死亡。同时,水分要适宜,水分太多,秧苗会由于缺氧抑制分蘖;水分太少,秧苗会干枯,直至死亡。此外,分蘖期管理需要做好以下方面的工作:①分蘖期进行深水浇灌会阻碍育苗生长,因此要以浅水进行灌溉,将常规浇水高度控制在3.3cm左右,这是由于这个高度的水会促使地表温度上升,无论对养料分解还是土壤中微生物的生长都是有利的;②做好防草工作,因杂草的生长在一定程度上阻碍了水稻的健康生长,所以水稻分蘖期杂草管理很关键。可将杂草于生长前期拔除,减少后续拔草的劳动强度[1]。 1.4结实期管理水稻田间管理一定要注意避免水稻早衰,养根及保根,降低小麦空壳率。首先,水稻结实期要搞好灌排水工作,改善周围空气的湿度,有助于授粉。通常以灌溉的方式进行调节,按照干湿效果的原理,不单单是灌溉,深层目的是为了保湿。每次灌溉结束后,间隔一段时间,让其自然落干,有益于实现养根的效果,控制湿度在一定程度上保护了根。当水稻进入完熟期后,要做好收获管理工作,以便收获成熟水稻,确保收获的时效性,防止水稻发黄。1.5肥料管理对水稻进行田间管理期间,要加强对肥料的管理,因为肥料是水稻生长的优秀物质,要注重肥料的选择及配比等。在选择肥料时,要选择正规的生产厂家,从而提高化肥使用的质量。特别是在肥料运输期间,不仅要保持干燥、通风,还要避免阳光的直射。肥料在使用过程中,插秧前要利用有机肥,耕田期间要将有机肥与磷肥合理搭配使用。 2水稻种植病虫害防治 2.1病害防治 2.1.1纹枯病防治。一是选用抗病丰产品种。二是清除菌源,移栽前打捞稻田的飘浮物,减少菌源。三是加强栽培管理,并高效利用肥效,施足底肥,早施追肥,采用配方施肥,使水稻前期不披叶,中期不徒长,后期不贪青。合理灌溉,掌握前浅、中晒、后湿润的原则,适时晒田,增强植株抗性。四是适时药剂防治,抓住防治适期,在水稻分蘖末期丛发病率达15%,或拔节到孕穗期丛发病率达20%的田块,用5%井冈霉素可湿性粉剂1500~2250g/hm2,兑水750L/hm2喷雾或6000L/hm2泼浇,或用25%粉锈宁1500g/hm2兑水1125L/hm2在孕穗始期和末期各防1次,效果显著[2]。2.1.2稻瘟病防治。稻瘟病主要有苗瘟、叶瘟、叶节瘟、节瘟、穗颈瘟和谷粒瘟等,防治措施是早抓叶瘟,狠治穗瘟。一是选择对病菌有较强抗性的品种,能明显降低发病率。二是处理病稻草和种子处理,消灭菌源。三是科学肥水管理,按水稻的需肥规律采用配方施肥技术,氮、磷、钾配合施用。前期保水后以浅水灌溉,后期做到干湿交替,促进稻叶老熟,增强抗病力。四是抓住关键,适时用药。前期发生叶瘟应及时防治,若是发病初期,可以采用20%三环唑渊克瘟唑冤可湿性粉剂1000倍液对水稻叶面进行喷洒,间隔7~10d喷一次,喷洒两三次;或是采用40%克瘟散乳剂1000倍液、5%菌毒清水剂500倍液在孕穗期渊破肚期冤和齐穗期进行重点防治。 2.2虫害防治2.2.1稻螟虫防治。稻螟虫指的是能够危害水稻的螟虫,主要是三化螟、二化螟及大螟。防治稻螟虫最常见的方法是利用各种药剂。在螟虫盛孵期可以使用杀螟松、巴丹等进行防治,敌百虫等农药则适合在成虫期使用。2.2.2二化螟。二化螟是水稻的主要虫害之一,防治措施如下。一是农业防治。即清除稻田中的杂草,稻秆焚烧或是堆沤制作肥料,在秋季将稻桩翻犁埋入泥土内,消灭越冬螟虫,减少越冬虫源;未翻耕的稻田,在春季越冬代螟虫盛蛹期,可以在稻田中灌深水淹没稻桩,保持稻田深水2~3d,此方法可以有效淹死大部分蛹。二是药剂防治。在分蘖期枯鞘率达8%或有枯鞘团600个/hm2以上,就达到防治指标;在孕穗、抽穗期,螟卵孵化高峰5~7d,枯鞘率5%~8%,就开始药剂防治。防治二化螟最佳时期是幼虫期,选用低毒、低害、低残留的无公害农药,尽量减少使用高毒高残留的农药。 3结语 在水稻种植管理中,要明确水稻的生长规律,采用科学合理的方法做好田间管理,加强新技术的应用力度,保证粮食的产量,实现粮食安全。此外,水稻返青分蘖时期主要管理任务是促进水稻发育,尽快返青,早分羹、促壮羹,避免出现僵苗,主要通过水肥控制、及时中耕除草、防治病虫害等技术手段来实现。 作者:王运佳 单位:达州市凤鸣乡农业技术服务站 田间管理论文:农业生产田间管理工作安排 一、加强组织领导。今年入春以来,我县境内降水严重不足,加上农作物播种期间耕地严重失墒,给农作物正常出苗造成一定影响。根据气象部门的预报,我县在近期没有较大降雨过程,干旱形势依然严峻。因此,各乡镇要成立专门的农业生产工作领导小组,将当前农作物田间管理工作摆上重要工作日程,及时召开乡、村、社三级干部大会和群众大会,讲清抓好农作物田间管理的重大意义和现实需要,讲清县上投入大量的农资支持农业生产的信心和决心,动员群众开展农业生产田间管理。每村确定专人进行农业生产指导,定任务、定目标,将抓好当前农业生产的田间管理,将任务落实到人头、落实到田间地块,确保今年大量的农业投入发挥最大效益。 二、落实管理措施。各乡镇、县直各包抓单位要尽快深入田间地头,查看农作物出苗情况和长势,制定详细的管理措施,适时组织群众开展田间管理。大田作物上,要查看农作物出苗情况,分析当前旱情,组织群众投工投劳,兴修灌渠,开展浇水、施肥和中耕除草,对出苗不齐的要进行营养钵育苗补苗,对出苗太差的地块适时翻种、补种其它适宜农作物,确保耕地不闲置;地膜覆盖作物上,派专业技术人员,指导群众适时放苗,对出苗较缓的要采取膜下浇水等措施,使其尽快出苗,对确不能出苗的,要选择适宜品种进行补苗,确保地膜的有效利用,对既不能补苗,也不能翻种的,要在膜间点种蔬菜等其它作物;蔬菜塑料大棚上,由于近期气温较高,要组织专业人员深入蔬菜塑料大棚现场,指导群众适时加强温湿度管理,适时开棚通风和闭棚保温,切实做好肥水管理和病虫害防治,确保大棚发挥最大经济效益。 三、加强技术指导。各乡镇、县直各有关单位要加强技术指导力量,严格按照《中共县委办公室县人民政府办公室关于切实抓好年农业科技示范点建设的通知》(县委办发〔〕53号)和《中共县委办公室县人民政府办公室关于印发县年蔬菜生产示范点建设方案的通知》(县委办发〔〕42号)文件精神,乡镇抓点领导、技术责任单位和技术人员要各自落实责任。5月18日前,所有包抓单位负责人和技术人员要深入各自的示范点建设现场,开展技术指导工作,重点帮助群众适时放苗、补苗,加强农作物病虫害预防控制,指导群众开展浇水灌溉、中耕除草、施肥等后续管理工作。 四、严肃工作纪律。抓好当前农作物地膜覆盖等农业生产田间管理工作,是关系农民增收致富的民生工作,是摆在各级领导面前的一件大事,更是县委、县政府对当前农村工作的一项硬要求、硬任务。各乡镇、县直各有关单位要将此项工作摆上重要工作日程,以对人民高度负责的态度落实各项工作措施。县委、县政府督查室将派出工作组深入现场进行督促检查,对由于乡镇和县直有关单位重视程度不够、领导组织不力,造成严重损失的,要追究有关领导的责任;对包抓单位和技术员按时不到岗或到岗不干事的人员上报有关部门启动问责制度,严肃追究相关责任,并将检查情况作为年度考核、职务晋升时的重要参考依据。 田间管理论文:加强玉米田间管理工作意见 一、提高认识。切实增强做好全膜玉米田间管理工作的责任感和紧迫感 全膜玉米生长已进入嗽叭口期。切实做好田间管理工作,需肥需水的高峰期。对于完成全年粮食生产任务,促进农民增收,进一步调动农民种植积极性、巩固扩大种植面积意义重大。各乡镇要充分认识抓好全膜玉米田间管理工作的重要性和紧迫性,针对存在突出问题,紧急行动起来,认真扎实地做好以追肥和病虫害防治为重点的田间管理工作。 二、突出重点。全面落实全膜玉米田间管理各项措施 一)科学合理施肥。深入田间地头。解掌握土壤水肥状况,各乡镇、县农技中心要尽快组织农业技术人员。查看全膜玉米生长态势。充分利用测土配方施肥技术,根据不同的密度和肥力状况,掌握好氮、磷、钾及微量元素配合施用,合理确定追肥时期、次数和数量,指导农民科学追肥,满足全膜玉米生长期养分需要。 二)加强病虫害监测控制。易发生各类病虫害。认真搞好定点定时田间检测工作,全膜玉米密度较大。各乡镇要把切实做好病虫害防治作为确保全膜玉米丰产丰收的一项重点工作。县农技中心要组织植保专业技术人员。及时准确掌握病虫害发生动态,一旦发现病虫害,及时上报,并组织人力物力迅速防治。特别要注意做好玉米瘤黑粉病、玉米螟、玉米蚜虫、粘虫等病虫害的防治工作,要指导农户合理选用农药,适时喷洒,严防病虫害蔓延,减少病虫害危害。 三)及时清除杂草。群体密度大。透光性弱,全膜玉米与露地和半膜玉米相比。水热条件好。杂草与作物争光争水肥,对玉米产量影响较大。各乡镇要及时组织群众拔除膜下杂草,避免杂草与玉米争水争肥。拔除杂草时,要尽量保护好地膜,力争达到一膜两年使用,提高地膜使用效益,降低农民生产成本。 三、加强领导。确保全膜玉米田间管理各项措施落到实处 主要领导要亲自安排部署。严格落实责任,各乡镇要把切实做好全膜玉米田间管理作为当前农业生产的一项重要工作。分管领导要全力抓好落实。要以全膜玉米千亩示范点为重点。明确工作职责,强化督查考核,确保田间管理责任落实到位。县农技中心要通过印发宣传资料、现场咨询等多种形式,广泛宣传全膜玉米田间管理技术,组织农业技术人员深入田间地头,认真做好技术培训和现场指导,为明年扩大种植面积奠定基础。 田间管理论文:小麦栽培田间管理探讨 摘要:小麦田间管理是小麦优质高产的关键措施。针对淮北地区小麦的苗期、中期和后期阶段存在的病虫草害及其他问题提出相关管理技术措施。 关键词:小麦;高产;田间管理;苗期;中期;后期;淮北地区 小麦是我省沿淮淮北主要粮食作物,常年播种面积100余万公顷。由于小麦生长周期长,播种期正处中晚秋,病虫草害发生种类多,为害时间长。因此进行小麦田间管理是小麦优质、高产的关键。 1苗期管理 在此阶段要保证小麦全苗、匀苗,力争早扎根、早分蘖,冬前达到壮苗标准。壮苗标准:半冬性品种越冬时主茎叶片数要求6叶1心,单株分蘖3~4个,次生根6~8根,群体茎蘖数1200万根/hm2左右。 1.1查苗补缺 出苗后要根据基本苗的要求及早进行基本苗调查,三叶期前苗数不足,可催芽补种,三叶期后可移稠补稀。 1.2因苗管理 1.2.1弱苗管理。因土壤肥力和墒情不足引起的弱苗,要先追肥后浇水,及时中耕松土,促进根系生长和分蘖生长,变弱苗为壮苗。因晚播引起的弱苗,除缺墒严重外,一般不宜浇水,以免降低地温,应浅锄松土保墒增温,促进麦苗生长。 1.2.2旺苗管理。旺苗一般是由于播种过早或品种播期不对,加上施肥不当、气温偏暖、雨水较多等造成麦苗旺长。对苗期旺长麦田,可通过深耕、镇压、喷洒植物生长抑制剂等办法阻止主茎和大分蘖生长,压制分蘖发生,控旺转壮。 1.2.3壮苗管理。对底肥足、墒情好、适时播种的壮苗,一般不再施肥,但要松土保墒。 1.3中耕划锄 冬前要进行2~3次中耕除草,疏松表土,以利于提高地温,通气保墒。一般第1次中耕在开始分蘖时进行,第2次在分蘖盛期进行。 2中期管理 中期也就是小麦器官建成阶段的管理,一般指从起身到抽穗前的阶段,是小麦一生中生长发育最旺盛的时期。本阶段主要是在前期管理的基础上,继续协调地上部与地下部、个体与群体、营养生长与生殖生长之间的关系,提高分蘖成穗率和光合利用率,培育壮秆大穗。 2.1追施拔节肥或孕穗肥 拔节肥追施是小麦高产栽培上的一个重要措施。拔节肥可以提高中期功能叶的光合强度,积累较多的光合物质供幼穗发育,提高分蘖成穗率和穗粒数。拔节肥一般应掌握在群体苗色褪淡、分蘖高峰已下降、第一节间定长时施肥(3月下旬至4月上旬),追肥量一般可占整个氮肥施用量的40%,即折合尿素150.0~187.5kg/hm2。追施孕穗肥可提高叶片光合作用强度,延长上部叶片的功能期,能够保花增粒、提高粒重。追施孕穗肥一般在剑叶露出时施用,施尿素60kg/hm2为宜,用量不宜过大。 2.2春灌与防渍 拔节至抽穗阶段是小麦一生需水量最多的时期,此期干旱会使植株上部功能叶片变小,小穗、小花增多,穗粒数减少。所以发生春旱时要进行春灌,尤其是施用拔节肥应结合灌水。如果这期间降水偏多,要及时清沟沥水,以防小麦根系早衰甚至烂根和加重病害。 2.3防倒伏 预防措施:①选用高产、耐肥、抗倒伏品种;②科学施肥,防止氮肥过量,严格掌握追肥时间;③合理密植,防止群体过大;④对高秆品种应用化控技术,在苗起身前喷洒矮壮素、多效唑、缩节胺助壮素等植物生长调节剂及磷钾肥液等,用量300mL/hm2。 3后期管理 后期管理也就是籽粒形成阶段的管理。小麦抽穗后根、茎、叶生长基本停止,进入以籽粒形成为中心的开花、受精结实、籽粒灌浆、养分运输和产量形成阶段,是决定粒数和粒重的关键时期。本阶段要保根护叶,防早衰或贪青晚熟,延长上部叶片功能期,保证叶片正常落黄,预防旱、涝、冰雹、病虫、倒伏等自然灾害,达到籽粒饱满、增加粒重的目的。 3.1叶面喷肥 小麦生育后期根系进入衰老阶段,吸收能力减弱,叶面喷肥,植株吸收快,肥料利用率高。一般要用1%~2%的尿素溶液750~1500kg/hm2进行叶面喷洒,以补充植株氮素营养不足,缺磷麦田可喷洒0.2%~0.3%的磷酸二氢钾,对提高粒重有明显作用。 3.2一喷三防 小麦生育后期,病虫害、干热风、倒伏时有发生,对产量影响较大。后期进行“一喷三防”可有效防止这些危害。“一喷三防”就是把农药、肥料、植物生长调节剂按适当比例混合复配在一起,喷洒在小麦田里,达到防病虫、防倒伏、防干热风的目的。 3.3后期灌溉和排涝 小麦从抽穗到成熟约需降水150mm左右,这段时间淮北地区平均降水量为90~100mm。因此,此期小麦生理需水与自然降水有一段差距,除多雨年份外,干旱年份和贫水年季节都需要补充灌溉。 3.4适时收获 在正常成熟的情况下,小麦粒重以蜡熟期至完整期为最高,籽粒蛋白质和淀粉含量也最高。因此,蜡熟末期是收获的最佳时期,应根据劳力、机械、天气等情况及时抢收、避免损失。 4小麦主要病虫草鼠害防治 (1)返青至拔节期防治小麦纹枯病,用5%井冈霉素3000mL/hm2对水900kg/hm2,喷施小麦茎基部。 (2)3月底至4月初,防治麦粘虫麦叶蜂、麦蚜、麦蜘蛛、吸浆虫,使用高效低毒有机磷和菊酯类农药。 (3)4月下旬至5月上旬防治小麦白粉病、赤霉病和穗蚜。白粉病可用25%粉锈宁可湿粉450g/hm2,对水750kg/hm2防治;赤粉病可用80%的多菌灵1500g/hm2或33%纹霉净可湿粉750g/hm2,对水750kg/hm2,均匀喷雾。穗蚜可用40%蚜虱净150~300g/hm2,对水750kg/hm2,均匀喷于穗部。 (4)开展化学除草分2次进行,11月中旬和2月底至3月初,根据田间草项,可供选用药剂有:麦喜、巨星、快灭灵等,年前选快灭灵效果较好,喷施时温度不得低于5℃,小麦拔节后严禁化除。 (5)根据田间鼠密度和鼠情预报,适时施药防治。 田间管理论文:大豆播种田间管理思考 摘要:详细阐述了蒙城县大豆优质高产栽培技术,包括合理轮作、选用良种、精细播种、合理密植、合理施肥、田间管理、收获与储藏等内容,为夺取大豆高产提供理论和实践依据。 关键词:大豆;轮作;播种;施肥;田间管理;安徽蒙城 1合理轮作 合理轮作是大豆获得高产的重要措施。大豆最忌连作,连作大豆,一是病虫蔓延,如孢囊线虫病、大豆食心虫等危害加重;二是使土壤中磷钾元素过分消耗,因而使大豆营养比例失调,发育不良;三是大豆根系分泌的有机酸对其本身根系生长有毒害作用,因而连作大豆根系发育不良,根瘤数减少,固氮能力下降。应尽量做到大豆与大豆隔2茬以上轮作为好。 2选用良种 选用优良品种是大豆生产上行之有效的增产措施,我县夏大豆可选用和推广早熟、高产大豆良种,生育期为90~100d为宜,目前大面积推广种植的品种有中黄13、徐豆9号、徐豆12等品种。同时要剔除杂种子,并做好发芽试验。种子发芽率达到85%以上才能做种子用。 3精细播种 温度是决定播期的主导因素。一般温度稳定在15℃以上即可播种,我县一般在4月中下旬,夏大豆在6月上中旬,一般不能迟过夏至,否则将严重影响大豆产量。播种有条播、穴播、点播3种方法。目前采用最多、效果最好的是机械条播,一般行距在20cm左右。 4合理密植 播种密度应根据品种特性、籽粒大小、发芽率高低、留苗密度、播种期早晚、土壤肥力高低及土壤墒情来确定。夏大豆合理种植的幅度在18.0~37.5万株/hm2。一般原则是分枝多的品种播稀些,反之密些;早熟品种密些,晚熟播稀些;高肥力地块稀些,瘠薄地块密些。 5合理施肥 据试验,每生产100kg的大豆籽粒,需纯氮5.3kg,有效磷1kg,氧化钾1.3kg,还需要一定量的钙及微量元素硼、锰、钼、锌等。大豆除了根瘤菌提供所需30%~50%的氮外,主要从土壤中吸收。磷肥对促进大豆生长发育效果更明显,施磷可以使植株生长健壮、根系发达、枝繁叶茂。苗期施钾可以加速营养生长,鼓粒成熟期施钾能促进干物质转移到籽粒中,有利于增产。 (1)重施基肥。大豆要重施基肥,由于大豆抢时早播,往往来不及施有机肥,所以前茬要重施农家肥作基肥,以保证大豆高产稳产。大豆喜磷好钾,施用磷钾肥除为大豆提供磷钾营养外,还能促进根瘤菌固氮,增强植株抗病、抗旱和抗倒伏能力,而且对后茬作物也有增产作用。一般施磷肥375kg/hm2、钾肥105~120kg/hm2,与有机肥混合同时施入作底肥。在播种前施尿素150kg/hm2作基肥。 (2)巧追肥。大豆宜在花荚期追肥,此期追肥对增花保荚有明显的促进作用。一般结合中耕除草追尿素60~75kg/hm2,于大豆侧根5cm处开沟施入,氮磷钾配合效果更佳。也可遇雨撒施。如土壤肥力较高又施足底肥,种肥也可不施,以免造成徒长引起倒伏。 (3)根外追肥。花荚期叶面喷施尿素及微量元素钼、锌、硼等有显著增产效果。在大豆生长后期(一般在花荚期)用尿素3.75kg/hm2,磷酸二氢钾1.5kg/hm2,硼砂375g/hm2对水750kg,喷施叶面。根外追肥宜在阴天或晴天下午4时后进行,隔7d后再喷施1次,遇雨需重喷。在生产上,根外喷肥一般与防治病虫害结合进行。 6田间管理 大豆是生育期较短的作物,又处在较高的温度下生长,生长速度快,因此加强大豆田间管理,有利于大豆高产。 (1)破除板结。大豆播种后如遇大雨,表土形成了板结层,会使子叶出土困难,轻者缺苗断垄,重者毁掉重种,若及时破除板结大豆仍可正常出苗。破除板结的时间要在雨后表土泛白时进行,太干太湿都不好;破除板结的方法一是耧耙,二是用耙破除。 (2)查苗补缺。大豆出苗后由于多种原因造成缺苗断垄,为保证全苗应及时检查,采取补苗和补种措施。主要是移稠补稀或育苗移栽。一般在2片叶时补苗为宜,可结合间苗进行补栽。缺苗严重的地块采取补种或育苗移栽进行补种。 (3)间苗定苗。间苗是保证苗匀、苗壮实现合理密植的有效措施。间苗时间宜早不宜晚,从子叶展开至对生叶片出现进行间苗为宜,间苗、定苗最好一次完成。 (4)中耕除草。中耕不仅能消灭杂草,改善土壤物理性状,也能保墒防旱,增产效果明显。一般中耕2~3次,间苗后进行第1次中耕,苗高15~17cm时进行第2次中耕,开花前进行第3次中耕,深度以浅-深-浅为原则,最后一次中耕结合培土进行,有利于保护豆苗、防止倒伏和清除杂草。另外,也可用除草剂进行化除。 (5)灌溉。大豆的一生有4个时期需要灌水,即幼苗水、分枝水、花荚水和鼓粒水。具体要求是苗水要轻,分枝水要小,花荚水要足,鼓荚水要巧。大豆苗期一般不需灌水,而应蹲苗。花荚期需水最多,要勤浇细灌,对防止大量落花落荚、增粒增重极为重要。 (6)防治病虫害。在病虫害防治方面重点做好病虫测报。掌握防治适期。认真做好食心虫、豆荚螟及蚜虫的防治,可选用毒死蜱、阿维菌素、吡虫啉、Bt等药剂进行防治。 7收获与储藏 (1)适期收获。大豆鼓粒后期植株逐渐变黄,叶片脱落2/3,豆荚变褐或黑色,就进入了黄熟期;之后茎杆逐渐变褐,叶柄全部脱落,摇动豆杆发出响声,此时大豆进入完熟期。大豆收获适期应在黄熟末期至完熟初期。为使大豆干燥失水,以带荚曝晒为宜。如将豆粒直接曝晒,种皮易破裂,降低商品价值。 (2)安全储藏。大豆种子脱粒后晒干,扬净,种子含水量降到12%以下便可入库收藏。若能将含水量降到11%则更加安全可靠。人工鉴别,用手抓紧种子感到光滑,质感强,用牙可将种子咬成3~4瓣即可储藏,此种方法简便易行,安全可靠。 田间管理论文:小麦冬油菜田间管理论文 一、小麦管理 (一)冬小麦管理 1.划锄保墒、趁墒追肥 雨雪过后,地表基本落干后(地表呈花白斑状时),适时划锄3~5厘米,视苗期和墒情结合划锄进行追肥,促苗早发。一般亩追施尿素7~10公斤。基肥未施磷肥或磷肥使用不足的地块,可亩追纯氮和五氧化二磷各3~5公斤。对墒情较差的地块,是否追肥应酌情考虑。在今年暖冬和干旱的特殊情况下,趁墒促苗早发可能较有利。追肥可在刚返青时立即进行。基肥使用不足的弱苗田、个别旺苗脱肥田应强调早春趁墒追肥。早春追肥应进行深施,除结合划锄进行追肥外,也可采取耧施,有的地区用播种机深施化肥效果良好。 2.镇压提墒 镇压与否应该严格按照土壤状况和苗情而定。 (1)一般经冬季反复冻消后,表土层较为松软,如果土层松软悬浮、吊根严重、应该在划锄追肥后,及时用轻型石磙等镇压,可减少土壤中气态水的丢失,并起到保温和提墒的作用。通过镇压使得表墒和下层湿墒接通。播前旋耕未镇压麦田、旋耕加秸秆还田麦田,0~20厘米耕层过于疏松,应特别强调镇压提墒、促苗早发转壮;如果土层踏实,可不镇压。对尚未返青的麦田,应该先镇压提墒,待开始返青时,再划锄追肥。此外,对无条件进行镇压的地块,进行耙耱也可起到良好的效果。 (2)对于无明显越冬期或者返青较早冬麦田,过松的土壤镇压后有断根等危险,应视情况而定。一般如果群体适度或偏大,表墒和底墒未接通,预计镇压断根影响较小,还是应该强调镇压。 3.加强病虫害防治 去年我省冬小麦条锈病秋苗发病程度是近年来比较重的年份,越冬菌源量大于常年,再加上今年暖冬明显,预计今年我省小麦条锈病将可能早发,在大面积种植感病品种的区域可能且偏重发生,局部阴湿晚熟麦区可能将大流行,防控任务十分艰巨。因此要加强小麦条锈病的监测预报,春季早准备、早防治。同时由于干旱,红蜘蛛、蚜虫等病虫害发生几率增加,也应尽早预防。 (二)春小麦播前准备 我省一般3月15日后,各地将陆续进入春播期。小麦春播准备应重点做好保墒提墒工作。主要措施如下: 1.趁墒早播雨雪过后地表落干时,各地应适期早播、趁墒出苗。今年气温回升较早而快,可较往年正常播种期提前5天左右播种。高寒二阴旱作区离播种期仍尚早(3月20号~4月中下旬播种),可考虑采取先覆膜保墒,后地膜栽培。春季覆膜越早越好。 2.划锄和镇压对此次降水不多、土壤疏松、0~10厘米表墒仍较差、不能覆膜种植的地块,应立即及早进行耙耱保墒划锄保墒,在播前一周左右再镇压提墒,力争将种子播到湿土上。 3.选用抗旱品种各地一定要选择种植适合当地种植的抗旱、丰产品种。我省有许多地方农民乱引乱种,在旱地常采用一些水地类型品种,在大旱之年极有可能绝收。 4.抗旱播种如果表墒太差,预计正常播种难以出苗,可考虑采取深种浅盖,深种到湿土上后,不耙不耱,保留播种沟,利用豁开土的自然回落覆土3~5厘米。在播种技术上要确保覆土不能超过5厘米,否则出苗困难。有些地方可适当推迟播期(推迟10天左右),等雨播种。 5.适当降低播种量底墒和表墒都较差的地块,应适当稀植,减轻土壤水分负荷,可在常年播量基础上下调1.5公斤/亩左右。 二、冬油菜管理 3月10~15日我省出现普遍降雨雪天气,其中东部地区降雪量较大,对缓解当前旱情十分有利。这次降雪后油菜生长开始进入返青抽薹期,为促进油菜生长发育,把旱灾造成的损失降到最低,夺取油菜高产,应加强田间管理。 (一)中耕松土。中耕松土能破除降雨后土壤板结,利于返青后根系对土壤养分的吸收,改善土壤水肥气热环境条件,减少土壤水分蒸发,促进根部通气,增强根系活力,加速新根生长,而且可以壅实根部起到保温防倒春寒的作用。施足底肥:亩用渣肥1500斤,过磷酸钙50斤(根肿病发病区用钙镁磷肥),碳铵30斤,粪水30挑。 (二)看苗追施返青肥。由于持续干旱,我省油菜长势普遍偏弱,结合这次降雨,返青后及时追施氮磷钾复合肥,免耕直播田要视苗情增施尿素。若田间墒情仍然较差,应采取人工叶面喷施尿素、磷酸二氢钾、硼砂混合液2~3次,隔5~7天一次,从而促进苗情转化升级。 (三)间苗、定苗。返青后适时进行间苗、定苗拔除多余苗、杂苗和病弱苗,防止形成高脚苗、弱苗,提高油菜抗逆能力,达到高产。匀苗定苗,喷施多效唑:一叶一心匀苗,匀密补稀;二叶一心定苗,每平方尺留10苗;定苗后每分苗床地用15%多效唑5克兑水15斤均匀喷雾,不能重复喷。 (四)早施、稳施薹肥。根据天气、苗情、土壤情况合理施用薹肥。返青至抽薹期温度高、雨水充足、地力肥沃、油菜长势强,宜少施薹肥;气温低、土壤肥力差、油菜长势弱,特别是薹茎呈紫红色且有早衰趋势的,要早施重施薹肥,防止脱肥早衰。 (五)病虫防治:亩用50%多菌灵2两或70%托布津1.5两或70%的乙锰2两兑水100斤喷雾防治霜霉病、白锈病和猝倒病;亩用40%全杀毙40~60毫升或5%锐劲特乳油20~30毫升兑水100斤喷雾防治菜青虫、蚜虫、跳甲虫、猿叶虫和小菜蛾。双低油菜出苗期易受蟋蟀危害,应尽量避免在花生地和红苕地育苗,作厢时施用辛硫磷杀灭地下害虫,出苗期用全杀毙等喷雾防治。 田间管理论文:绿豆田间管理研究论文 摘要:提高播种质量是绿豆高产的基础,加强田间管理则是高产的保障。只有精细管理,才能充分发挥绿豆的生产潜能,确保高产优质。绿豆从发芽出苗至成熟收获经历55~90d,短的仅55~60d。根据绿豆生长发育特点,绿豆一生分为幼苗期、分枝期、蕾期、花荚期和豉粒成熟期等5个生育阶段。为了管理方便,生产上又将绿豆生产分为3个阶段管理,即前期管理、中期管理和后期管理。 关键词:绿豆;管理 绿豆适应性广,抗逆性强,耐旱、耐瘠、耐荫蔽,生育期短,播种适期长,并有根瘤固氮、培肥土壤的能力,是补种、填闲和救荒的优良作物。绿豆常被作为开荒先锋作物种植于丘陵、岗坡、田边地角、沟边渠沿、房前屋后的闲散地,在其他作物不能正常生长的情况下,种植绿豆仍能获得一定产量。它不仅能单作,也可与禾谷类、烟草等作物间作套种,或种植于林、果行间。实践证明,绿豆与其他作物间作套种,可构成稳定的农田生态系统,充分利用时间、空间、光、热、水、土等自然资源,绿豆茎叶生长快,封垄早,能控制杂草生长,保存土壤水分,且有大量残根、落叶来丰富土壤有机质,改善土壤结构。根还能吸收土壤中一些难以被其他作物吸收利用的磷、钾、钙元素,不断提高土壤肥力。在不影响主栽作物产量的情况下,1hm2可多收绿豆750~2250kg,其经济价值基本上能解决主栽作物的生产投资,对抵御自然灾害,发展高效农业起着不可忽视的重要作用。 1前期管理 前期管理是指从出苗到现蕾这一阶段。包括幼苗期和分枝期。 生育特点前期主要以长根、茎、叶、分优质高产绿豆枝等营养器官为主,其中幼苗期以根为生长中心;分枝期则以长分枝和发棵为主,同时又是由营养生长向营养生长和生殖生长并进的转折时期。 主攻目标在全苗、匀苗的基础上,促根生长,培育壮苗,促进发棵长分枝,促进早现蕾。 管理措施①视情镇压。在我国绿豆多为填闲种植,常常抢时播种,一般播种质量较差。对播种时墒情较差、坷垃较多和土壤砂性较大的地块,要及时镇压,随种随压,碾碎坷垃,减少土壤空隙,使种子与土壤密切接触,增加表层水分,促进种子发芽和发育。②及时查苗补苗。一定的群体是提高绿豆产量的关键,在绿豆出苗后应及时查苗补苗,如发现缺苗断垄现象,应在7d补种或移栽完毕。③适时间苗定苗。为使幼苗分布均匀,个体发育良好,应在第1片复叶展开后间苗,在第2片复叶展开后定苗。按既定的密度要求,去弱苗、病苗、小苗及杂草,留大苗和壮苗。实行留单株苗,以利于根系及植株健壮生长。一般单株苗比双苗或丛集苗产量高。把好间苗定苗关是简便易行的增产措施。④及时中耕除草。绿豆是喜温作物,多在温暖、多雨的夏季播种,在绿豆生长初期,行、株间易生杂草,如不及时清除会造成草荒。杂草与绿豆争肥、争水、争光,使绿豆严重减产。另外,绿豆播种后遇雨造成地面板结,影响出苗和幼苗生长,因此绿豆在苗期应及时中耕除草。中耕不仅能消灭杂草,还可破除板结,疏松土壤,减少蒸发,提高地温,增加土壤通气性,促进植株和根瘤活动,是绿豆增产的有效措施。一般在绿豆开花封垄前应中耕3次,在第1片复叶展开后结合间苗进行第1次浅锄;在第2片复叶展开后,开始定苗,并进行第2次中耕;到分枝期进行第3次深中耕,并进行培土。中耕应掌握根际浅、行间深的原则,以防切根、伤根,保证根系良好发育。绿豆开花后枝叶茂盛可以封垄覆盖杂草,无须再中耕除草。有条件的地方可使用除草剂,一般常用的除草剂有豆科威、甲草胺、草不绿、杜耳、草耐胺等。⑤追施苗肥。绿豆幼苗期,尚未形成根瘤,而幼苗从土壤中获取营养的能力又弱,因此,应追施苗肥。一般1hm2可追尿素30~45kg。如果底肥未施磷肥,还要1hm2施过磷酸钙375~450kg。追肥应结合浇水或趁降雨土壤有墒时进行。 2中期管理 中期管理是指从现蕾到鼓粒期,包括蕾期、花荚期和鼓粒期。 中期生育特点。中期是营养生长和生殖生长并进时期。根、茎、叶生长旺盛,均达高峰,大量花荚出现,并进入鼓粒灌浆期。此期是个体及器官对养分、水分和光照争夺最激烈的时期。 主攻目标以增花保荚为心,促控结合,使茎、叶稳长,植株健壮,争取花多、荚多、荚大、粒饱。 管理措施①适当培土。绿豆枝叶茂盛,地上部分比重较大,尤其是到了花荚期,荚果都集中在植株顶部,头重脚轻,易发生倒伏。绿豆倒伏后根系受损,植株荫蔽,通风透光不良,引起大量花荚脱落,下部荚果霉烂或遭鼠、虫等危害,严重影响绿豆产量和品质。培土后不仅可以护根防倒,还能促进根系生长。培土工作应在封垄前进行,可用犁在绿豆行间冲沟或用锄头、铁锹在行间开沟,将土翻向两边绿豆根旁。培土不宜过高,以10cm左右为宜。另外,绿豆怕涝,培土后有利于将田间多余的水分排出。②适时灌水。绿豆耐旱主要表现在苗期,三叶期以后需水量逐渐增加,现蕾期为绿豆的需水临界期,花荚期达到需水高峰。实践证明,当土壤最大持水量为30%时,开花期浇水可增产32.7%,若推迟到结荚期浇水仅18.9%,如开花和结荚两期都浇水,比不浇水增产62.3%。当土壤持水量在20%时,开花期灌水可增产59.8%,推迟到结荚期灌水仅增产36.6%,若两期都灌水比不灌水的增产106.1%。因此在绿豆生长期,如遇干旱应适当灌水,在有条件的地区可在开花前灌1次,以促单株荚及单荚粒数;在结荚期再灌水1次,以增加粒重并延长开花时间。在水源紧张时,应集中在盛花期灌水1次。在没有灌溉条件的地区,可适当调节播种期,使绿豆花荚期赶在雨季。③及时排水防涝。绿豆不耐涝、怕水淹。如苗期水分过多,会使根病加重,引起烂根死苗,造成缺苗断垄,或发生徒长导致后期倒伏。 后期遇涝,根系及植株生长不良,出现早衰,花荚脱落,产量下降。地面积水2~3d,会导致植株死亡。另外,土壤过湿,根瘤菌活动差,固氮能力减弱。对根瘤菌最适宜的土壤水分是最大田间持水量的50%~60%。因此,绿豆的排水除渍工作很重要。在一些多雨、潮湿地区流传有"只要开好沟,绿豆年年收"的农谚,是有一定道理的。采用深沟高畦沟厢种植是绿豆高产的一项重要措施。但夏播时因时间紧迫,往往来不及做畦,可在三叶期或封垄前用,在绿豆行间冲沟或用锄头、铁锹开沟培土,使明水能排暗水能泄,不仅防旱防涝,还能减轻根腐病的发生。 3后期管理 后期是指从第一批熟荚收摘至收获完毕。 生育特点。后期纯属生殖生长阶段。根、茎、叶逐渐衰退,表现为下部叶片逐渐变黄、脱落,根系吸收能力下降,光合产物不断向生殖器官运转。 主攻目标管理上应着重保护根、茎、叶,防止早衰,延长开花结荚时间,即保叶、增花、增荚、增粒重。 管理措施①保护功能叶片。绿豆花梗的近位叶是制造和输送营养的主要叶片,称之为功能叶。功能叶旺盛是荚多、荚大、粒多、粒重的前提。这些功能叶片对于花芽分化、开花、鼓粒灌浆、增粒重和提高品质起决定作用。所以,在收摘熟荚的过程中,要注意保护功能叶片。②保护花原基。花原基是着生在花梗节瘤轴两侧的潜伏花芽突起,是现蕾、开花、结荚的部位。只要施肥适当,灌水及时,熟荚收摘后,花原基突起就能萌生新芽,重新现蕾、结荚。所以,在收摘熟荚时,严禁将花原基连荚揪掉,以保养花芽,萌生新荚,减少花荚脱落率。③遇旱浇水。土壤缺水会影响绿豆灌浆,降低粒重,从而降低产量和品质。所以,干旱情况下,应进行灌溉。④叶面喷施药肥。后期缺肥的情况下,一般不宜土壤施肥。进行叶面喷肥,不仅吸收速度快,且利用率高。喷肥时可加入适当农药,兼治虫害,保护叶片。使用方法同中期管理。 田间管理论文:油菜早春田间管理论文 论文关键词油菜;早春管理;防治 论文摘要介绍了油菜早春田间管理中的水肥管理及病虫害防治措施。 来安县新安镇属于皖东丘陵地区。近几年来,该镇主要种植皖油18号、陕油10号、秦优7号等“双低”油菜品种。开春后,油菜进入营养生长和生殖生长并进的“双旺”期,这段时期油菜需肥量大,病虫害多,加强早春管理,促使油菜春发,稳长,搭好丰产架子,是夺取油菜丰收的关键。 1稳施薹肥 薹肥是油菜抽薹前或刚开始抽薹时施用,供薹期吸收利用的一次追肥。施好薹肥,有利于油菜植株营养和生殖器官旺盛稳健生长,促进大分枝上花序的分化,减少花蕾脱落,提高结籽率,达到枝多,蕾多,角多,产量高的目的。一般于2月中下旬,薹高10cm左右时追施。对于生长强壮的高产田块,由于前期生长量大,肥料消耗多,提早施薹肥可以预防早衰,夯实高产基础。薹肥以氮肥为主,一般施尿素150~180kg/hm2,利用阴雨天气施于油菜行间。对苗小、苗弱,全株呈紫色严重脱肥的田块以及年前抽薹开花的田块更应早施、重施薹肥,并在年后浇施粪水促进生长。在施用薹肥的同时需配施氯化钾75~112.5kg/hm2,有利于油脂的形成和促进氮肥的吸收,增强植株抗倒、抗寒、抗病能力。根据春后气候多变的特点,薹肥还要分批使用,留有余地,这样既能防贪青,又可防早春冻害,从而促进油菜稳健生长。 2巧施硼肥 油菜缺硼就会出现“花儿不实”,导致油菜严重减产。来安县新安镇土壤有效硼含量均低于缺硼临界值(0.5mg/kg),属于严重缺硼地区。近几年由于多种因素造成补硼不到位,油菜缺硼减产十分普遍,因此,应在油菜薹高15~30cm时,喷0.2%硼砂水溶液750kg/hm2,在晴天傍晚或阴天进行叶面喷施,喷后遇雨应重喷。 3中耕培土 立春后,抓住封行前的有利时机,进行中耕培土,可以清除杂草,提高地温,增强抗倒伏能力。还能减轻菌核病危害,促进油菜生长。对移栽迟,根系活力差,冬发基础差,单株绿叶小而少的弱苗,在做好清沟排水的同时,还应抢晴及早进行中耕松土、培土,雍根增温,促进新根生长,防止根茎早春冻害,同时看苗补施早春肥,促使生长,一般施碳铵300kg/hm2左右,加磷钾肥75kg/hm2左右。 4清沟沥水 春季一般雨水较多,尤其稻茬油菜地下水位偏高,不利于根系活动,易造成早衰,还容易造成病菌蔓延,加剧菌核病的危害,从而影响油菜的高产稳产。应清理和开通田间沟渠,保持“三沟”(腰沟、圩沟、墒沟)畅通,排水降温,保证雨停田干无积水。 5防治病虫害 春季是油菜病虫害大发生时期,要加强病虫害防治工作。在药剂防治方面,可以根据病虫害的种类对症采取措施。 5.1预防油菜霜霉病油菜霜霉病主要危害油菜的叶、茎、花果,流行年份或地区发病率在10%~50%,严重导致油菜减产。其症状是在被害叶片正面初生淡黄色不明显的病斑,呈多角形,叶背病部上长出白色的霜状霉(病菌的孢囊梗和孢子囊),故称霜霉病。以后病斑变褐,病叶枯死早落。在茎枝上,病斑初为水渍状,后为不定形的黑色病斑,长出白色的霜状霉,常引致茎、枝弯曲肿胀。在油菜开花期喷下列任何一种药剂进行防治。58%瑞毒霉锰锌可湿性粉剂500~600倍液。64%杀毒矾可湿性粉剂400~500倍液。65%代森锌可湿性粉剂400~600倍液。50%灭菌丹可湿性粉剂500~600倍液。连喷2次,相隔7~10d,多雨时应抢晴喷药,并适当增加喷药次数。 5.2预防油菜菌核病菌核病是早春时期油菜的主要病害,一般可使油菜产量损失20%~30%,病情严重的产量将损失60%~70%。此病主要为害茎秆,亦为害叶片、花和荚果。可摘除黄叶老叶,改善通风透光条件,减少病源。在初花期,可选用25%多菌灵250倍液,40%纹枯利或菌核利1000倍液;65%代森锌400~600倍液;40%菌核净800~1000倍液进行喷雾。一般要连续防治2次。5.3预防蚜虫为害油菜的蚜虫主要有萝卜蚜、桃蚜和甘蓝蚜3种,萝卜蚜和桃蚜在我国各省(区)普遍发生。这3种蚜虫在油菜上常混合发生,成、若虫聚集在植物的叶片和嫩茎或嫩枝上吸食汁液,造成叶片卷曲绉缩、变黄,植株矮小至萎缩而死,同时传播病毒。可用10%的蚜虱净300g/hm2对水750kg/hm2;或选用40%巨雷乳油1000~1200倍液,或20%好年冬乳油1000~1500倍液。同时对迟栽油菜在转青长叶期也要进行药剂预防,可选用大功臣、一遍净或灭蚜净,药剂防治后可控制蚜虫30d内不发生。 田间管理论文:绿豆高产田间管理论文 关键词:绿豆;管理 绿豆适应性广,抗逆性强,耐旱、耐瘠、耐荫蔽,生育期短,播种适期长,并有根瘤固氮、培肥土壤的能力,是补种、填闲和救荒的优良作物。绿豆常被作为开荒先锋作物种植于丘陵、岗坡、田边地角、沟边渠沿、房前屋后的闲散地,在其他作物不能正常生长的情况下,种植绿豆仍能获得一定产量。它不仅能单作,也可与禾谷类、烟草等作物间作套种,或种植于林、果行间。实践证明,绿豆与其他作物间作套种,可构成稳定的农田生态系统,充分利用时间、空间、光、热、水、土等自然资源,绿豆茎叶生长快,封垄早,能控制杂草生长,保存土壤水分,且有大量残根、落叶来丰富土壤有机质,改善土壤结构。根还能吸收土壤中一些难以被其他作物吸收利用的磷、钾、钙元素,不断提高土壤肥力。在不影响主栽作物产量的情况下,1hm2可多收绿豆750~2250kg,其经济价值基本上能解决主栽作物的生产投资,对抵御自然灾害,发展高效农业起着不可忽视的重要作用。 1前期管理 前期管理是指从出苗到现蕾这一阶段。包括幼苗期和分枝期。 生育特点前期主要以长根、茎、叶、分优质高产绿豆枝等营养器官为主,其中幼苗期以根为生长中心;分枝期则以长分枝和发棵为主,同时又是由营养生长向营养生长和生殖生长并进的转折时期。 主攻目标在全苗、匀苗的基础上,促根生长,培育壮苗,促进发棵长分枝,促进早现蕾。 管理措施①视情镇压。在我国绿豆多为填闲种植,常常抢时播种,一般播种质量较差。对播种时墒情较差、坷垃较多和土壤砂性较大的地块,要及时镇压,随种随压,碾碎坷垃,减少土壤空隙,使种子与土壤密切接触,增加表层水分,促进种子发芽和发育。②及时查苗补苗。一定的群体是提高绿豆产量的关键,在绿豆出苗后应及时查苗补苗,如发现缺苗断垄现象,应在7d补种或移栽完毕。③适时间苗定苗。为使幼苗分布均匀,个体发育良好,应在第1片复叶展开后间苗,在第2片复叶展开后定苗。按既定的密度要求,去弱苗、病苗、小苗及杂草,留大苗和壮苗。实行留单株苗,以利于根系及植株健壮生长。一般单株苗比双苗或丛集苗产量高。把好间苗定苗关是简便易行的增产措施。④及时中耕除草。绿豆是喜温作物,多在温暖、多雨的夏季播种,在绿豆生长初期,行、株间易生杂草,如不及时清除会造成草荒。杂草与绿豆争肥、争水、争光,使绿豆严重减产。另外,绿豆播种后遇雨造成地面板结,影响出苗和幼苗生长,因此绿豆在苗期应及时中耕除草。中耕不仅能消灭杂草,还可破除板结,疏松土壤,减少蒸发,提高地温,增加土壤通气性,促进植株和根瘤活动,是绿豆增产的有效措施。一般在绿豆开花封垄前应中耕3次,在第1片复叶展开后结合间苗进行第1次浅锄;在第2片复叶展开后,开始定苗,并进行第2次中耕;到分枝期进行第3次深中耕,并进行培土。中耕应掌握根际浅、行间深的原则,以防切根、伤根,保证根系良好发育。绿豆开花后枝叶茂盛可以封垄覆盖杂草,无须再中耕除草。有条件的地方可使用除草剂,一般常用的除草剂有豆科威、甲草胺、草不绿、杜耳、草耐胺等。⑤追施苗肥。绿豆幼苗期,尚未形成根瘤,而幼苗从土壤中获取营养的能力又弱,因此,应追施苗肥。一般1hm2可追尿素30~45kg。如果底肥未施磷肥,还要1hm2施过磷酸钙375~450kg。追肥应结合浇水或趁降雨土壤有墒时进行。 2中期管理 中期管理是指从现蕾到鼓粒期,包括蕾期、花荚期和鼓粒期。 中期生育特点。中期是营养生长和生殖生长并进时期。根、茎、叶生长旺盛,均达高峰,大量花荚出现,并进入鼓粒灌浆期。此期是个体及器官对养分、水分和光照争夺最激烈的时期。 主攻目标以增花保荚为心,促控结合,使茎、叶稳长,植株健壮,争取花多、荚多、荚大、粒饱。 管理措施①适当培土。绿豆枝叶茂盛,地上部分比重较大,尤其是到了花荚期,荚果都集中在植株顶部,头重脚轻,易发生倒伏。绿豆倒伏后根系受损,植株荫蔽,通风透光不良,引起大量花荚脱落,下部荚果霉烂或遭鼠、虫等危害,严重影响绿豆产量和品质。培土后不仅可以护根防倒,还能促进根系生长。培土工作应在封垄前进行,可用犁在绿豆行间冲沟或用锄头、铁锹在行间开沟,将土翻向两边绿豆根旁。培土不宜过高,以10cm左右为宜。另外,绿豆怕涝,培土后有利于将田间多余的水分排出。②适时灌水。绿豆耐旱主要表现在苗期,三叶期以后需水量逐渐增加,现蕾期为绿豆的需水临界期,花荚期达到需水高峰。实践证明,当土壤最大持水量为30%时,开花期浇水可增产32.7%,若推迟到结荚期浇水仅18.9%,如开花和结荚两期都浇水,比不浇水增产62.3%。当土壤持水量在20%时,开花期灌水可增产59.8%,推迟到结荚期灌水仅增产36.6%,若两期都灌水比不灌水的增产106.1%。因此在绿豆生长期,如遇干旱应适当灌水,在有条件的地区可在开花前灌1次,以促单株荚及单荚粒数;在结荚期再灌水1次,以增加粒重并延长开花时间。在水源紧张时,应集中在盛花期灌水1次。在没有灌溉条件的地区,可适当调节播种期,使绿豆花荚期赶在雨季。③及时排水防涝。绿豆不耐涝、怕水淹。如苗期水分过多,会使根病加重,引起烂根死苗,造成缺苗断垄,或发生徒长导致后期倒伏。 后期遇涝,根系及植株生长不良,出现早衰,花荚脱落,产量下降。地面积水2~3d,会导致植株死亡。另外,土壤过湿,根瘤菌活动差,固氮能力减弱。对根瘤菌最适宜的土壤水分是最大田间持水量的50%~60%。因此,绿豆的排水除渍工作很重要。在一些多雨、潮湿地区流传有"只要开好沟,绿豆年年收"的农谚,是有一定道理的。采用深沟高畦沟厢种植是绿豆高产的一项重要措施。但夏播时因时间紧迫,往往来不及做畦,可在三叶期或封垄前用,在绿豆行间冲沟或用锄头、铁锹开沟培土,使明水能排暗水能泄,不仅防旱防涝,还能减轻根腐病的发生。 3后期管理 后期是指从第一批熟荚收摘至收获完毕。 生育特点。后期纯属生殖生长阶段。根、茎、叶逐渐衰退,表现为下部叶片逐渐变黄、脱落,根系吸收能力下降,光合产物不断向生殖器官运转。 主攻目标管理上应着重保护根、茎、叶,防止早衰,延长开花结荚时间,即保叶、增花、增荚、增粒重。 管理措施①保护功能叶片。绿豆花梗的近位叶是制造和输送营养的主要叶片,称之为功能叶。功能叶旺盛是荚多、荚大、粒多、粒重的前提。这些功能叶片对于花芽分化、开花、鼓粒灌浆、增粒重和提高品质起决定作用。所以,在收摘熟荚的过程中,要注意保 护功能叶片。②保护花原基。花原基是着生在花梗节瘤轴两侧的潜伏花芽突起,是现蕾、开花、结荚的部位。只要施肥适当,灌水及时,熟荚收摘后,花原基突起就能萌生新芽,重新现蕾、结荚。所以,在收摘熟荚时,严禁将花原基连荚揪掉,以保养花芽,萌生新荚,减少花荚脱落率。③遇旱浇水。土壤缺水会影响绿豆灌浆,降低粒重,从而降低产量和品质。所以,干旱情况下,应进行灌溉。④叶面喷施药肥。后期缺肥的情况下,一般不宜土壤施肥。进行叶面喷肥,不仅吸收速度快,且利用率高。喷肥时可加入适当农药,兼治虫害,保护叶片。使用方法同中期管理。 田间管理论文:农业局玉米苗期田间管理措施 春季是玉米苗期的关键季节,田间管理尤为关键,尤其在大面积越区种植高产晚熟品种玉米的情况下,更应该加强玉米苗期的田间管理,从而获得大面积丰收。 一、查田补种,移苗补栽 由于玉米种子质量和土壤墒情等方面的原因,会造成已播种的玉米出现不同程度缺苗、断条,这将严重影响玉米产量和品质。所以出苗后要经常到田间查苗,发现缺苗应及时进行补种或移栽。如缺苗较多,可用浸种催芽的种子予以坐水补种。如缺苗较少,则可移苗栽。移栽要在阴雨天或晴天下午进行,如有条件的最好带上移栽。栽后要及时浇水,缩短缓苗时间,保证成活,达到苗全。 二、适时间苗、定苗 早间苗、匀留苗,适时合理定苗是实现合理密植的关键措施。间苗宜早,应选择在幼苗将要扎根之前,一般在幼苗3~4片叶进行。间苗原则是去弱苗,留壮苗;去杂苗,留齐苗和颜色一致的苗;去病菌,留健苗。如间苗过晚,植株过份拥挤,互争水分和养分,会使初生根系生长不良,从而影响地上部的生长。当幼苗长到4~5片叶时,按品种、地力不同适当定苗。如地下害虫发生严重的地方和地块,要适当延迟定苗时间。但最迟不宜超过6片叶。间、定苗时一定要注意连根拔掉。避免长出二茬苗。间、定苗可结合铲地进行。 三、蹲苗促壮 这种方法能使玉米根系向纵深伸长,扩大根系吸水、吸肥范围,并使幼苗墩实粗壮,增强后期抗旱和抗倒伏的能力,为丰产打下良好基础。蹲苗时间一般以出苗后开始至拔节前结束。当玉米长出4~5片叶时,结合定苗把周围的土扒开3厘米左右,使地下茎外露,晒根7~15天,晒后结合追肥封土,这样可提高地温l℃左右。扒上晒根时,严禁伤根。一般苗壮、地力肥或墒情好的地块要蹲苗;苗弱、地力薄或墒情差的地块不用苗。 四、中耕除草 中耕除草可以疏松土壤,提高地温,加速有机质的分解,增加有效养分,有利于防旱保墒和清除田间杂草等。一般应进行三次,第一次在定苗之前,幼苗4~5片叶时进行,深度3~4.5厘米;第二次在定苗后,幼苗1尺高时;第三次在拔节前进行,深9~12厘米。铲地要净,特别要铲尽“护脖草”。蹚地要注意深度和培上量,头遍地要拿住犁底,达到最深,为了蹚深,又不压苗、伤苗,可用小犁,应遵循“头遍地不培土,二遍地少培土,三遍地拿起大垄”的原则。 五、适量追肥 由于玉米面积大,一般的农户注重施入大量的基肥,所以要根据苗情,有针对性地补肥追肥。对底肥不足的应及时追肥以满足玉米苗期生长的需要,做到以肥调水,为后期高产打下基础。如苗期出现“花白苗”,可用0.2%的硫酸锌叶面喷洒。也可在根部追施硫酸锌,每株0.5克,每亩地施1~1.5公斤。如苗期叶片发黄,生长缓慢,矮瘦,淡黄绿色,是缺氮的症状,可用0.2~0.3%尿素叶面喷施。 六、防治地下害虫 苗期对玉米危害严重的地下害虫有蝼蛄、蛴螬、地老虎、金针虫等,一旦发生,要对症施药,及时消灭。防治方法:一是浇灌药液,每亩用50%辛硫磷乳油0.5公斤,对水750公斤顺垄浇灌。二是撒毒土,用2%甲基本异硫磷粉,每亩2公斤,对细上40公斤,拌均匀后顺垄撒施。三是撒毒谷,用1公斤谷子及谷秕子炒熟后拌5%西维因粉0.2公斤,或用5公斤麦麸子炒香后加入40%甲基异硫磷对水拌匀,于傍晚撤在田间,每亩l~2公斤。
生物制药论文:生物制药学能力培养论文 1实验教学方案的改革 1.1联系实际,精选实验方案,实现实验的系统化生命科学的迅猛发展促使高等院校对生物制药专业人才的培养提出了更高的要求,要求学生不仅具备深厚的理论知识而且要有熟练的实验技能。随着科技的日新月异,以往的生物制药学实验方案已经无法满足现今高等级人才培养的需求。因此,根据生物制药学理论课程的重点内容,我们编写出版了《生物制药学实验指导》,将生物制药学实验课重新编排,共分为八个单元,包括生物药物概论实验、微生物工程制药实验、基因工程制药实验、动物细胞工程制药实验、植物细胞工程制药实验、抗体工程制药实验、酶工程制药实验、生物药物的研究开发与质量控制实验。每个单元实验方案环环紧扣,形成体系,使学生能够对本单元知识进行系统的了解和实践。 1.2优化实验教学计划,增加实验课时由于生物制药学实验的系统性较强,实验内容也较多,因此原来实验大纲所设的24学时的实验课已经不能满足教学需要。此外,最初本课程实验的教学计划是按学校要求,尽可能每周安排实验,导致生物制药学只能是孤立的小实验,加之课时不够,故制定的实验方案也较少,妨碍了学生综合知识运用能力及创新能力的培养。针对这种现象,我们改进了培养方案,重新制定了实验教学大纲,增加了生物制药学实验的学时,由原先的24学时增设为36学时,同时将有的实验集中安排。比如在“IgG的纯化”实验后再连续进行“蛋白质的冷冻干燥”实验,学生可以进行一整套的系统实验,以致于能够更好的掌握本课程基本原理与技术,使理论与实践紧密结合。 2实验教学方法与手段的改革 2.1改进实验教学传统形式,增设设计性实验以往的生物制药学实验由于课时、时间安排所限,实验内容单一,多为基础性、验证性实验。一般采用课前学生预习、课堂教师指导、学生统一完成的模式。学生完全按照实验指导去完成实验,看一步做一步,机械重复,不用动脑,结果也是大家一样,这样的实验也失去了它最初设置的意义。根据新的实验教学内容,我们增设了设计性实验,比如“甲壳素的制备”。学生3-5人为一组,查阅相关文献,并根据所学专业知识和实验技能,自主设计实验方案。教师在实验课堂上留出一部分时间,让各个小组汇报自己的方案,听取同学和教师的意见和建议,进一步完善实验方案。每个小组的实验设计完成以后,根据自己的实验方案进行实验,教师起指导作用,最后评比出哪一组实验方案最优。通过设计性实验的锻炼,学生查阅文献资料的能力和创新能力得到了提高,同时同学之间的团结协作精神也得到了加强。 2.2将学生实验教学与教师科研紧密结合在新的实验教学方案中,我们根据教师不同的科研方向,增设了多个创新性实验,一般只提供实验目的与要求,方案需要学生自己制定,结果也是未知。此类型的实验与教师的科研方向相结合,把搞科研的严谨思路与方法引入到学生实验中,培养了学生的独立性和创造性,也为教师提供了新的思路与方法。例如我校教师的科研项目“黄花补血草多糖的抗肿瘤机制的研究”就被分成若干小的实验,让学生自行设计方案,教师认可后再进行实验。 2.3进行开放实验,使学生进一步锻炼动手能力生物制药学实验属于综合性实验,实验理论涉及分子生物学、细胞生物学、生物化学、基因工程、酶工程等专业知识,实验操作不仅包括一些本专业基本操作,还包括生物反应器、冻干机等大型仪器的操作。如果仅设课堂实验,学生缺少对实验操作和仪器设备使用的巩固机会,导致其动手能力和创新能力提升有限。通过教学改革尝试,我们设置了开放实验项目,学生可根据兴趣自主选择指导教师,在指导教师的带领下进入实验室进行实验。实验室对学生开放,最大限度的发挥了实验室资源,为学生提供了自主发展和实践锻炼的平台。 2.4校企联合,使学生成为创新实践性人才联合本专业相关企业,成立实践教学基地,在学生大四时进行为期1-3个月的教学实习。在这段时间里,学生参与企业的生产、研发、检测等实际工作,跟着工作人员学习到独当一面,取得了很大的进步,从而获益良多。不少企业甚至提出愿意学生毕业后去他们那儿工作,学生也为企业献计献策。经过实地实践,不少学生脱胎换骨,不再认为这门学科枯燥难懂,真正实现了理论向实际的转化,从而培养出时代急需的创新实践性人才。 3实验教学改革的思考与建议 针对生物制药学实验教学以往存在的理论与实践联系欠紧密、实践体系不健全、没能很好地激发、调动起学生实验、实验创新的兴趣和主观能动性,加之此前制定的教学大纲规定的实验课时少,难以实现实验的系统性等弊端和生物制药学实验本身具有的周期长、难度大等特性,西北民族大学(以下简称该校)探索性地对生物制药学实验教学在该校两届学生的实验教学中进行了上述改革。 3.1实验教学改革的收获 (1)获得了学生和老师们的一致称赞和好评。 (2)同学们的专业知识和实践技能得到了锻炼,对生物制药也有了更深层次的理解。同时,学生在一系列的实验过程中,创新能力、协调能力和合作能力也得到了加强,为今后的工作、学习奠定了坚实的基础。增强了学生参与教师科研和教学实习积极性。能够把课堂上所学知识融会贯通,不会只局限于本课程的内容,而是可以多学科、全方位综合考虑问题,全面提升个人专业素养。 (3)取得了可喜的“实验教学改革”的成绩和经验。 3.2实验教学改革存在的问题改进后的生物制药学实验教学从准备到实施,耗费的时间很长———查阅资料、制定方案、反复讨论并完善方案、最终开展实验。过程较之前辛苦且繁琐,投入的精力也比较多。 3.3实验教学改革的建议建议有关上级和部门更加大力支持,深入实验教学改革,以获取更大更好的成绩和经验。希望学生们都积极参与,表现出优秀的创造力和实践能力。在整个实验过程中充分发挥主观能动性,主动思考,主动操作,积极寻找解决问题的方法。老师们要格外关注生命科学发展,生物制药行业新的技术、层出不穷的新产品,促使生物制药学实验教学需要不断完善与革新,并建立起相应的教师团队。要做一个合格的人民教师,除了改进教学内容与教学方法之外,本身也要随着科技的发展不断学习更新和拓展自身的知识和眼界,并且把科研与教学有机结合起来,使学生不仅学习专业知识与实验技能,更要有分析问题、解决问题的能力,培养出具备扎实的基础理论知识和熟练的实验技能的综合型创新人才。 作者:王明明陈轶霞赵永清单位:西北民族大学生命科学与工程学院 生物制药论文:生物制药新技术研究论文 摘要:通过生物制药新技术的创立,可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。 关键词:生物制药技术 0引言 生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。 1生物制药技术 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。 1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 2生物制药发展分析 未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。 除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 去年相比。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 3小结 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 生物制药论文:生物制药下的生物技术论文 1酶联免疫吸附试验 酶联免疫吸附试验也是一种在现代生物技术之上发展而来的疫病的诊断技术,其英文翻译为Enzymelinkedim-munosorbentassay,因此其英文简称为ELISA,目前主要应用在生物体液的微量物质的检测过程中,具有很好的检测效果。其检测或是诊断的一般过程为,先将抗原或是抗体或是抗原吸附在固相的载体上,然后再对于固相载体进行染色,染色剂采用的是免疫酶,最后根据实际的染色效果进行判断。目前ELISA在猪传染性胃肠炎、牛副结核病、牛传染性鼻气管炎、猪伪狂犬病、蓝舌病等的诊断中已为广泛采用的标准方法。 2现代生物技术与兽药的发展 2.1现代生物技术与疫苗 现代生物技术的优秀技术就是DNA重组技术,因此其直接进行操作的对象就是细胞机体或是基因、遗传物质。近些年,克隆技术的不断发展为畜禽类的疫苗的开发和研制奠定了良好的发展基础,疫苗不仅可以减少人类很多疾病的发生率,而且对于畜禽类的疾病预防也会起到很好地作用。基于现代生物技术基础之上的基因疫苗对于当前的兽药的开发以及增加牲畜的免疫抗性是具有极大的可行性和应用前景的。 2.2现代生物技术与生物制药 现代生物技术的一个很重要的方面就是生物制药,这对于兽药的研制也是非常重要而又具有很好的应用价值的。生物制药主要分为两类,天然生物药物和基因工程药物。天然生物药品:这类药物的主要是利用生物体、生物组织或其成分,综合运用微生物学、物理学、药学和生物学的原理与方法制造的用来预防、诊断或治疗的生物制品。基因工程药物:主要是利用重组DNA技术生产的多肽、蛋白质、酶和细胞生长因子等。激素类、可溶性细胞因子受体类、细胞因子类是其主要的种类。 3结束语 进入21世纪以来,现代生物技术的应用程度在不断加大,应用的范围也在不断扩大,这对于我国的医药、兽药、兽医学等的发展起到了良好的促进作用。并随着国际贸易额的逐年增加,给我国的畜禽在出口以及进口的安全检疫等方面提供了极大的便利,为促进我国的经济发展、保障我国的食品食肉安全创造了一个良好的环境。在充分看到其良好发展前景的同时,我们还需要关注起发展过程中的困难和问题,并且加大经济的投入和科技的支持,加强各方面的协作,共同努力,共同攻关,努力将我国的兽医兽药行业做得更好。 作者:王立明 单位:吉林省伊通满族自治县动物疫病预防控制中心 生物制药论文:生物制药设备管理论文 1ERP设备管理系统实现的功能 1.1完善设备主数据ERP设备管理系统具有修改并记录设备变更信息的功能,其主要包括使用部门、成本中心、内部订单、功能位置、房间名称、设备状态、设备变更时间、操作者等信息的变更。且设备编码具有惟一性,系统可进行多维度的设备查询和定位。 1.2设备运行记录ERP设备管理系统具有记录设备运行状态及使用频次、运行时间、操作人员等运行信息,据此统计运行成本及确定设备维修保养周期。 1.3设备信息共享ERP设备管理系统可根据设备基础信息数据,查询设备历史变更、设备使用情况及维修保养内容,通过公司间闲置设备信息共享,实现闲置设备的再利用。中生集团采用统一的编码规则建立设备主数据,实现了主数据统一、完整和一致,从而提高了系统数据质量,降低了数据管理成本。 2设备的维修管理 ERP设备管理系统中的PM模块是本系统中的一个功能子模块,其主要包括一个维修工厂所有的维修工作,除了描述自身的特性参数外,还关联了采购、仓储、成本等模块信息。每台设备只有惟一的设备编号,根据此编号可查询设备技术性能、参数、图纸资料、安装验收、缺陷及整改记录,精确定位设备所在位置,为维修工作提供便利。设备维修主要分为故障性维修和计划性维修,二者在系统中均以维修工作单的形式来完成,形成设备电子故障档案,为管理层制定设备维修计划和维修周期提供可靠依据。 2.1故障性维修 2.1.1内部维修当设备遇到故障时,使用部门在设备管理系统中通过故障通知单进行故障报修;维修部门建立维修工作单,主要记录设备维修所需要的材料和备件并对其审批,并根据库存情况决定是否购买〔2〕。每个部件和零件都有一个物料号,系统记录修理工序,更换备件清单、维修费用、维修作业起止时间、维修人员和所用工时等。当设备巡检时发现的问题和隐患,通过维修通知单记录在系统中,避免了繁琐的数字整理,提高了工作效率,降低了工作强度。根据需要系统可实时查询设备的维修历史。 2.1.2外委维修当公司内部无法自行完成维修保养工作时,维修人员将设备维修工作委托外部单位完成,并在系统中提出外委维修服务申请,审批后便可得到外委维修服务采购订单,验收合格后进行收货,完成发票校验。系统可查询设备对外维修历史和费用明细。 2.2计划性维修为了确保设备长期稳定运行及减少设备故障,企业需要对运行设备进行定期的维护保养,即计划性维护保养。根据设备类型不同,在ERP设备管理系统中制定相应的维护计划,确定维护周期和维护内容。系统自动按维修计划产生维护工作所需要的维修工作单,维修人员对设备进行定期、定点的维护工作。根据日常维护工作情况,适时调整维护内容和维护计划〔1〕。计划性维护工作与日常维护工作相结合,可减少故障停机,提高工作效率,从而减少因延误生产而造成的人工成本和材料成本,确保设备处于完好状态。 2.3设备维修报表设备维修后可在ERP设备管理系统中生成设备维修报表,根据此表可查阅设备的维修内容、维修计划、更换的备品备件和物料消耗明细及设备大修时间和次数、设备外委维修服务的次数及费用明细、某段时间内所发生的维修费用、某成本中心在某一时间内产生的各类成本及费用明细〔2〕。 3ERP设备管理系统的维护支持 ERP设备管理系统可使企业管理进入了全新的信息化管理时代,实现生物制药企业设备信息管理系统的持续优化。为提高企业的管理,生物制药企业应建立ERP系统运维管理制度,且要保障系统原始数据录入的及时、可靠、准确。中生集团的ERP设备管理系统上线后,与国内知名软件公司合作,将ERP系统与本公司的OA办公系统相结合,开发出ERP系统与OA系统的数据接口,实现了设备数据从ERP导入OA系统进行业务流程审批。如《设备对外维修审批》和《设备报废审批》的OA流程审批,实现了无纸化办公,优化了企业内部流程,提高了工作效率。 4结论 在生物制药企业内部利用有限的资源,通过ERP系统实现了信息共享,优化企业流程,提高生产效率和经济效益,降低生产成本,提高对市场的快速反应能力,增强企业的竞争力。 4.1ERP设备管理系统优点ERP设备管理系统不同于单纯的设备管理信息系统,其与采购模块(MM)、成本控制模块(CO)等集成协作,共同完成设备的维修成本控制〔1〕,实现了设备资产从采购、安装、调试、使用、维修、更新、改造到报废的全寿命管理。设备管理是企业生产管理的重要组成部分,是保障产品质量和保证生产顺利进行的重要因素。设备管理部门可通过ERP系统制定合理的维修计划,确定维修级别,安排好人员,严格按计划执行,可减少备件的采购成本和库存量。 4.2信息资源共享ERP设备管理系统实现了设备管理规范化,设备历史资料保存完整,查询方便,设备管理人员定期对设备运行和故障进行分析统计,合理制定设备维护计划、维护方案和维护周期,掌握设备动态,为设备大修改造和维修决策提供依据。ERP系统的实施,实现了设备管理过程的透明化、所有操作的可追溯,管理规则的可视化,强化了部门之间的沟通协调,提高了原始数据的真实性、可靠性和及时性,为业务流程审批提供可靠的信息源和数据源,实现信息资源共享、统一平台管理的目的,显著地提高了企业的管理水平。 作者:耿忠霞张洪超单位:长春生物制品研究所有限责任公司工程服务部 生物制药论文:生物制药产业优秀竞争力论文 一、生物制药产业提升优秀竞争力的内生驱动因素分析 1.产品安全控制。产品安全控制是提升生物制药企业优秀竞争力的保障,生物制药产业的产品安全尤为重要,特别要控制好生产原料和成品的质量,也就是所说的“两头控制”原则。第一,生产原料质量控制。生物制药产业的生产原料主要有微生物、人体、动物、植物、海洋生物等,但原料血浆扔是生物制药企业的优秀生产原料。为了保证原料血浆的质量,实行单采血浆站制度,2008年7月开始执行“原料血浆检疫期制度”,采用ELISA检测试剂对检疫期的血浆进行检测。企业与单采血浆站签订有《原料血浆质量保证责任书》,规定原料采购过程中的相关责任。生物制药产业应该对每批接收的原料血浆进行核对单采血浆站、运输温度、浆站监测报告等方面的验收检查,经过初检后,再按照现行版《中国药典》的相关规定对蛋白质含量、丙氨酸氨基转移酶、HBsAg、梅毒、HIV-1/2抗体和HCV抗体进行复检。质量保证部门每年要进行两次现场质量审计,以确保原料血浆的质量。第二,药品质量控制。药品质量控制是产品安全控制的优秀内容。在保证生产设备符合生产要求的情况下,形成分工明确又相互隔离的质量管理组织机构,建立相对完善的质量管理体系,企业的各个科室之间要具备独立性,能独立行使质量管理权利,确保药品安全工作保质保量的完成。生物制药企业质量控制体系包括诸多因素,企业应通过质量保证部、财务部和行政人事部等部门来实现控制产品质量的目的,引入变更控制、偏差管理、纠正和预防措施管理、质量风险管理、产品质量回顾、投诉与召回等程序来实现药品质量持续改进的目标。最后,由质量授权人负责成品放行,产品要符合GMP要求后才能放行,各部门人员要严格履行自己的义务,确保成品质量。 2.人才培养。在知识经济时代,生物制药企业的发展依赖于技术和知识,而人力资源是技术和知识的载体,人是企业的根本,是技术创新和企业管理的主体。所以生物制药企业的要做到“以人为本”,首先要有选择的引进和培养人才,结合生物制药企业特点其需要重点储备和引进的人才是:第一、能承担重任的新药开发带头人或科学带头人;第二、通晓国外法律、懂得运用知识产权保护本企业,重要的是对生物制药技术以及国际生物医药发展情况都熟悉的人才;第三、兼有生物技术知识和应用开发能力的复合型人才;第四、精于生物医药产品的GMP管理和拓展生物医药产品市场的管理人才。其次,实施人才战略计划,建立一套系统的激励机制,发挥员工的主观能动性,创建有自主创新精神的团队,实现员工的个人价值,培养有效的人才,挖掘有科研潜力的技术人才和整体规划人才培养蓝图,使员工利益和企业利益一体化,激发员工为企业奉献青春和热血的斗志。此外,生物制药企业要和具有科学研究院所的高效合作,实行人才定期科研培训,不断提高员工的专业水准,在用好现有人才的基础上,培养新生力量,为企业人力资源的整合提供具有选择性的人才。 3.知识产权管理。知识产权是对产业优秀竞争力起持续保护作用的一把利剑。知识产权管理对生物制药产业来说意义重大,特别是对专利依赖较强的企业,要有利用专利盈利的意识和策略。对我国生物医药行业专利数据库统计的相关数据进行整理得表1,对表中数据分析可知,我国生物医药行业专利总数占国内外生物医药专利总数的比例仅为12.29%,占美国生物医药专利数的56.15%,这说明我国生物医药行业创新动力不足,创新能力有限;通过纵向比较国内外、中国、美国生物医药行业医用材料及医疗器械、生物制品、生化药品三类的专利数,发现生物制品专利数都是最低的,我国生物制品专利数占美国生物制品专利数的比例为35.32%,与其他两项相比较低,这不但说明生物制品专利发明比医用材料及医疗器械、生化药品困难,也反应了我国与发达国家存在着一定的差距,我国诊断试剂和疫苗的专利发明较少。第一,生物制药产业要具备发明专利和知识产权保护意识。通过对行业内研究开发、专利申请情况进行了解,找到创新点,加大生物制品创新的人力财力投入,对于企业已开发的新药,在获取本国专利的同时,要具备全球意识,及时申请国际专利,不仅保证在国内的竞争力,也要保证在国际医药市场上的竞争力。第二,建立发明人激励机制,鼓励员工自主创新。结合员工的条件和背景对其进行分类培养和提升,建立股份激励机制,对为技术创新或产品创新有重大贡献的员工,授予其一定比例的股份,实现员工无形资产入股,在增加自有资产数量的同时,激发了员工的积极性、主动性、创造性,增加了产业的人力资本。 4.战略联盟构建。产业战略联盟是优秀竞争力提升的渠道。目前,生物制药产业中中小型企业偏多,资金数量、企业规模两极化现象严重,技术创新能力有限,大中小企业各具优势。为了提升我国生物制药产业的优秀竞争力,构建企业战略联盟势在必行。第一,将新产品的研发分为研究阶段和技术转化阶段,研究阶段包括基础研究、靶标发现、药物设计;技术市场化阶段包括预临床研究、一期临床、二期临床、三期临床。第二,将生物制药产业中的众多企业分成研究型企业和技术转化型企业两类。第三,同一产业中不同企业提升优秀竞争力具有层次性。在此基础上,构建战略联盟就是把两类企业进行联合,接力创新,实现共同盈利的目的。研究型企业发挥产品研究阶段的创新优势,技术转化型企业对有实力的研究型企业进行并购或重组,使其研究阶段的成果能够继续开发,技术转化型企业是实现研、产、销一体化的主要载体。研究型企业激发技术转化型企业的研发创新灵感,技术转化型企业利用自身资金和技术的优势完成技术市场化阶段的研发生产,带动研究型企业对产品的生产和销售,形成规模经济,带动整个产业的发展,实现优秀竞争力的提升。生物制药产业提升优秀竞争力的内生驱动机制模型见图1。 二、生物制药产业提升优秀竞争力的外生驱动因素分析 1.国家宏观政策。国家宏观调控政策对生物制药产业的发展战略、管理者的管理能力、科研团队的研究方向都起着引导性作用,是产业优秀竞争力的主要推力。进入21世纪,“十一五”规化制定的《生物制药企业发展规划》,把生物技术产业作为政府转变经济结构和提升经济发展速度的重要行业;2010年国务院《关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》将生物医药产业列为七大战略性新兴产业之一;2012年我国出台的《生物产业“十二五”发展规划》指出,在2013年~2015年,生物制药产业产值年均增速达到20%以上;十八届三中全会中把市场作为经济发展的主导,政府政策调整意在引导社会资源和资金的重新配置,使更多的资源和资金流入生物制药行业,为其发展提供有利的外部环境。生物制药产业的生产经营和产品质量受到法律法规如《血液制品管理条例》、《中国药典》以及GMP认证的严格限制。此外,其产品价格大多的是由政府规定,大型跨国企业拥有的产品定价权也是有限的,所以,管理者要具备及时洞悉政策变化对企业战略影响能力和组织、领导团队进行与时俱进创新的能力。 2.市场需求。随着我国经济的发展,人们对生活质量和自身健康提出了越来越高的要求,特别是近十几年非典、禽流感、甲流等病毒性疾病的频发,使人们更加注重对疾病的预防和日常的保健,对生物制药的需求也在不断的增加。2009年我国生物医药产业的收入为753亿元,2011年我国国内生产总值为471564亿元,比上年增长9.2%,城镇居民总收入为23979元,可支配收入为21810元,而2011年我国生物医药产业的总销售收入为1515亿元;2012年我国国内生产总值首次突破50亿,达到519322亿元,比2011年增长了7.8%,城镇居民总收入为26959元,人均可支配收入为24565元,2012年我国生物医药产业总销售收入为1775.43亿元,比2011年增长了17.19%;2013年我国国民收入大概为552050,比2012年增长了7.7%,城镇居民总收入为29547元,人均可支配收入为26955,2013年我国生物医药产业的总销售收入大约为2080.63亿元。通过对2011年~2013年我国国民收入,人均可支配收入和生物医药产业总销售收入数据的比较,发现随着我国经济发展水平的提升,生物制药产业的销售收入在不断增加。由此可见,市场需求对生物制药产业优秀竞争力的形成具有拉动作用。 3.融资渠道。生物制药产业的风险通常指的是资金融通的风险以及资金结构风险。虽然2007年我国生物制药企业在纳斯达克成功上市,一些为医药提供融资的基金组织也已经建立,但融资仍然是最大风险:一是风险投资投资缺乏,新药品研发项目很难得到风投的信赖。二是资本市场融资困难,中小型生物企业不能直接从资本市场上募集资金。三是我国生物制药企业中小型企业偏多,很难通过固定资产抵押或担保来获得银行的贷款。生物医药产业需要政府资金支持,政府应对金融市场进行宏观调控,通过税收、政府购买、优惠政策等措施,引导资金和资源流入生物制药产业;放低对生物制药企业的贷款要求,在充分调查其资信状况后,实行适当的优惠政策,为企业初创和发展期融资提供条件;生物制药企业应充分发挥战略联盟优势,与大企业或跨国企业联合,吸引风投,引进外资,建立生物制药产业基金,上市企业可以增发新股募集资金,战略联盟企业间进行资金借贷,谋求共同发展。 4.行业环境。生物制药企业面临的竞争者主要包括:潜在进入者、行业内竞争者、替代品。我国生物制药行业不仅具有企业数量多、规模小、缺乏龙头企业,企业分散,距离远,较高的进入壁垒和进入成本,进入失败损失不可承担等特点,政府监管、法律法规严格的审核也为新企业的进入设置了高门槛。但是,由于市场上生物产品同质性高,市场覆盖率重复性大,新企业的进入无疑对其他企业造成威胁。鉴于此,生物制药产业保持和提升自身竞争优势的前提是重中之重。微观企业应结合所处环境和自身优势来调整发展战略,分析销售区域内潜在进入者、行业竞争者和替代品的数量和质量,具备的优势和劣势,找准自身的位置,集中力量研发新技术和生产优势产品,同时,构建战略联盟,通过与高等院校和相关企业合作,形成规模经济,实现区域内研产销一体化,提升优秀竞争力。生物制药产业提升优秀竞争力的外生驱动机制模型见图2。 三、内生驱动机制与外生驱动机制的交互作用 内生驱动因素是优秀竞争力提升的主力,外生驱动因素对优秀竞争力提升起引导作用,生物制药产业优秀竞争力的提升是内生驱动因素主动适应外生驱动因素变化、内外因素交互作用过程。一方面,国家宏观政策的利好变动以及对不同产品价格的合理调整会对产业发展战略产生正面作用,会改变生产结构,进而引发研发技术创新、知识产权管理等内生驱动因素的调整;消费者收入水平、购买模式、消费偏好及人口结构、年龄层次的变化,会通过市场信号传递给产业,产业中的企业根据不同产品市场份额的变动来调整生产,生产结构的变化又会使企业战略、技术等因素发生变动;生物制药产业对新技术、新工艺的引进,对原有设备的改良,会优化产业价值链,形成竞争优势,这会对同类企业的经营效益产生威胁,同时,也带来了发展机会,企业要把握机会,对企业发展战略做出调整。由此可见,宏观环境的变化对微观经济主体的影响是牵一发而动全身的,是一个动态的相互联系的系统的变动。另一方面,微观产业经济行为又会对宏观环境产生力的作用。战略联盟和研发技术创新的动力是市场需求,新产品会使消费者获得更大的效用和消费者剩余,会拓宽中小企业的融资渠道,会增加大企业的资信水平,同时为产业发展提供了机会,为国家创造了经济和社会价值;产品安全控制直接关系到企业的存亡,安全问题是关系国计民生的重大问题,药品安全事故的发生会使企业面临破产,会引发社会动荡,会使政府政策改变,会影响消费者需求;对知识产权的管理,会对国内外生物制药企业优秀竞争力的提升产生影响,会使市场需求结构发生变化,会使老产品面临退出市场的威胁,会使行业结构发生变化。内外驱动因素交互作用模型见图3。 四、结论 生物制药产业优秀竞争力的提升不是一蹴而就的,它是一个具有复杂性、长期性的系统工程,受到多方面因素的交互作用。优秀竞争力的提升不仅需要科研技术创新支撑,战略联盟来指引方向,产品安全控制的基础保障,知识产权管理的持续保护,人力资源的主体能动性,还需要国家宏观调控、市场需求、融资渠道、行业环境对生物制药产业优秀竞争力的提升给予推动、拉动、促进、约束的作用,内生和外生因素之间是相互作用,相互协调,相互影响的动态整体。内生驱动机制,是优秀竞争力提升的决定性因素和根本动力;外生驱动机制,对优秀竞争力提升起着不可估量的推动作用,两者的交互作用是上下联动、内外合作、市场与行政手段共同作用的结果。 作者:徐君李贵芳王育红单位:河南理工大学经济管理学院教授 生物制药论文:生物制药技术创新发展研究分析论文 摘要:通过生物制药新技术的创立,可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。 关键词:生物制药技术 引言 生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体,以组合化学、药学基因(功能抗原学、生物信息学等高技术为依托,以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。 一、生物制药技术 目前生物制药主要集中在以下几个方向: 1.1肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位,美国每年诊断为肿瘤的患者为100万,死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病,目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤,应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤,应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长,阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,已有3种化合物进入临床试验。 1.2神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗,胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎,肌萎缩硬化症,均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万,死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多,尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少,Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用,现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗,可以消除症状30%。 1.3自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起,如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万,每年医疗费达上千亿美元,一些制药公司正在积极攻克这类疾病。 1.4冠心病美国有100万人死于冠心病,每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年,防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功,这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。 基因组科学的建立与基因操作技术的日益成熟,使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能,正在达到未来治疗学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物,已逐渐进入产业阶段,用转基因绵羊生产蛋白酶抑制剂ATT,用于治疗肺气肿和囊性纤维变性,已进入Ⅱ,Ⅲ期临床。大量的研究成果表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。 二、生物制药发展分析 未来生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物,并在所有前沿性的医学领域形成新领域。 生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展,而且依赖于很多相关领域的技术走向,例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测,但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外,生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力,使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势,对感染形成新的攻势。 除了解决传统的细菌和病毒问题之外,人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如,正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因,将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况,而且对于解决全球性非法贸易问题具有重大影响。 各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力,成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如,美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到2015年可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法,而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。 药物的研究开发成本目前已经高到难以为继的程度,每种药物投放市场前的平均成本大约为6亿美元。这样高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资,以增强医药工业的长期生存能力。综合利用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发,即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受的药物。这种方法可以改善成功率、降低试验成本、为适用范围较窄的药物开辟新的市场、使药物更加适合适用对症群体的需要。如果这种技术趋于成熟,可以对制药工业和健康保险业产生重大影响。 三、小结 总之,综合多学科的努力,通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。 生物制药论文:生物制药专业应用技术型人才培养模式的实践 摘 要:国家教育部对近10a来新升本科院校的发展定位作出了重大调整,在这样的大背景下国内多所高校的人才培养模式发生了重大改变,由过去的高级人才培养定位向应用型人才培养转变。该文以大庆师范学院生物工程学院为例,从人才培养方案的制定、地方示范实习基地的建立、省外实习就业基地的开拓、创新实践活动的开展和双师型师资队伍的建设等几个方面阐述了在探索应用技术型人才培养模式过程中取得的经验、成绩和做法。 关键词:生物制药;应用技术型;人才培养 1 引言 2011年,广东省中山市的调查显示,在所有行业中,生物制药行业人才最为紧缺,特别是新药研发工程师和生产管理经理。2012年,生物制药被列入成都、天津、苏州、无锡等多个城市的人才紧缺行业目录。2012年1月,科技部了《国家中长期生物技术人才发展规划(2010-2020年)》,明确提出涵盖生物制药在内的人才培养计划。到2020年,要培养和造就3~5名国际顶尖科学家、领军人才300~500名、学科骨干3万~5万名、30万名生物产业人才、3 000~5 000名生物技术高级管理人才。 大庆师范学院生物科学学院自2006年恢复招生至今已走过10多个年头,共招收生物科学和生物技术2个专业。2012年始我校正式开始转型,大幅度调整各学院专业设置,在这样的背景下我院结合国家生物产业的发展需求和地方经济发展实际情况与2013年开始招收第一届生物制药专业学生并与同年停止招收生物科学专业学生。目前生物制药专业是我校大力扶持的一个重点建设专业,和大庆市地方的生物制药企业、事业、技术和行政部门的相关行业均可对接。 然而,目前国内的生物制药行业人才培养不足,尤其是本科教育偏向理论教育,学生实践能力水平有限,不符合企业的生产岗位需求。为了探索生物制药专业的人才培养模式,培养出符合企业生产实际需要、符合学校人才培养目标的合格应用型人才我院进行了为期4a的实践研究。现将已经取得的经验、成绩和做法总结如下,以期与各位同行共勉。 2 生物制药专业应用技术型人才培养方案的构建与改革 根据教育部批使娑ǖ淖ㄒ刀ㄎ唬结合黑龙江省实际情况,通过去相关企业及高校实地考查,详细研究国内现有生物制药专业人才培养模式,并根据生物制药专业发展现状及相关文献发表情况,广泛听取各方面意见,在初步构建的人才培养方案的基础上,探讨了我院生物制药专业应用技术型人才培养模式的改革方式,目前已经探索出适应地方经济发展、能够与生产企业有效对接的人才培养方案[1]。 3 校级示范实习基地的建立与应用 2012年开始与地方最大的制药企业福瑞邦生物科技集团股份有限公司建立业务联系。福瑞邦生物科技集团股份有限公司是地处大庆市、“十三五”规划哈大生物产业集群生物医药产业最大规模产业园之一。占地15万m2,建筑面积20万m2,注册资金4.15亿元,现运行四大产业模块:生物医药产业、中医药产业、医药商业和服务业等。通过校企双方的多次互访、考察、座谈、协商初步签订了校企合作协议。同年开始向企业输送实习学生。2014年7月,我院与福瑞邦集团公司应用技术型人才培养订单班签约仪式隆重举行,开始订单式培养。经过双向互选在2013级生物制药专业选拔学员35人成立了第一届“福瑞邦订单班”。通过“企业家讲坛”、“企业员工培训”、“专业见习”等多种形式逐步拓展校企合作的领域和范围。2015年双方成功共同建成校级示范实习基地。基地有专门的组织机构,主要职能是在教学方面为专业学生的见习、实习、本科毕业论文及就业提供平台和便利条件,在科研方面与我院专业教师共同开展科研项目合作,促进校企双方的共同发展。目前基地已接纳实习学生累计40余人次、完成本科毕业论文40余篇,毕业后留在企业就业的学生累计20余人次。 在顶岗实习过程中,学生把在校学到的理论知识运用到实践操作中,切实体会到专业知识的用武之地。通过“在学习中工作,在工作中学习”的方式切实实现了抽象学习与生产实践应用的实体结合。直接提高了学生的专业业务技能和行业就业竞争力。此外,优秀实习生还可获得相应的岗位工资,对提高学生参加生产实习的积极性,以“持之以恒”的心态对待实习任务,稳定和发展本学院的实习教学工作具有极为重要的推动和稳定作用[2]。 示范实习基地的管理任务由校企双方共同承担。参加专业实习的学生同时兼有双重身份,即在校学生和企业员工。为了实践教学工作的顺利完成、切实保障学生的人身安全和物质利益、降低企业员工的流动性,稳定人才队伍,在实习教学开始前学校、企业和学生三方正式签订实习协议书并严格履行。学生按照协议在人才培养方案规定的时间范围内到所在生产车间既定岗位完成实习任务,日常遵守企业和学校相关管理制度。实习学生主要由在企业实践锻炼的在校“双师型”教师指导和管理[3]。 4 省外实习就业基地的开拓 2016年10月由学院书记亲自带队考查了杭州、德清、苏州、常州和上海等5个城市的多家生物制药企业旨在拓展我院实习就业基地,为我院应用技术人才培养奠定坚实的基础。同年12月第二次走访青岛、上海、杭州、台州、广州等地的制药企业和生物公司。通过与多家企业如青岛汉唐生物科技有限公司、汉恒生物科技(上海)有限公司、上海博冠生物技术有限公司、杭州中肽生化有限公司、浙江海正药业股份有限公司、浙江朗华制药有限公司、深圳市傲基电子商务股份有限公司、杭州哈佛赛尔干细胞技术有限公司等的有效沟通,新建实习就业基地3个,包括青岛三利集团有限公司、浙江我武生物科技股份有限公司和上海祥音生物科技有限公司;获取学生就业信息100余条;回访实习生30余人次,包括在阿里巴巴、我武生物科技有限公司、石药集团、正大天晴药业集团股份有限公司等地的制药和技术专业学生。 5 创新实践活动的开展与成果 自2013年生物制药专业首次招生以来,本专业教师即开始带领学生积极开展实验室开放、第二课堂、专业学科竞赛等多种科研活动。2014年累计获批省级大学生创新创业项目4项,校级大学生创新创业项目2项;2015年累计获批省级大学生创新创业项目7项,校级大学生创新创业项目4项;2016年累计获批省级大学生创新创业项目8项,校级大学生创新创业项目2项;3a累计发表学术论文20余篇。多项项目成果参加 “挑战杯”黑龙江省大学生课外学术科技作品竞赛并获奖。 6 双师型师资队伍的培养 生物制药专业是我院新办专业,14名专任教师中、青年教师有11人,占师资队伍总人数的79%。大多数教师在执教前并不具有行业工作经验,因此主要通过以下措施改善师资:(1)直接引进医院药房专业药师担任专任教师职务,从事药理学等专业优秀课程的教学工作。(2)积极响应学校关于要求专业教师赴生产一线进行实践锻炼的号召,多次派遣专任教师深入福瑞邦、阜丰等联合单位的生产一线进行企业挂职实践锻炼,了解企业的生产流程、运行方式、与本专业人才培养密切相关的生产需求岗位、对学生专业素质的具体要求、为企业员工开展技术理论培训、结合自己的专业业务特长为企业生产实际解决技术问题、以科研立项的形式帮助企业克服技术瓶颈。(3)派遣由原生物科学专业转入本专业的专任教师赴沈阳药科大学等兄弟院校进行至少6个月的进修学习,主要涉及《药理学》《药剂学》《药物化学》《药物分析学》等专业优秀课程的教学内容、教学模式、教学方法、课程体系整合等。(4)鼓励专任教师参加各种部级资格认证,成功建议学校在专业技术职称评审工作条例中添加了对部级资质认证的认可和优先的相关文件内容,迅速提升了专业教师尤其是青年教师对“双师”素质的重视程度,目前已有2位青年专任教师获得了部级职业药师专业资格证书。(5)聘请企业中具有丰富实践经验的车间主任、分公司技术人员到学院来担任兼职教师、实验、实训指导教师,通过企I指导教师的引导,让学生及时了解生产一线与纯理论学习之间的巨大差距、学以致用、实时更新专业知识、坚定“活到老,学到老”的信念,提高学生行业就业竞争力[4-5]。(6)在学院领导指导和大力支持下积极开展教学团队建设。本专业于2015年已孵育建成学院级生物制药专业双师型教学团队。该团队由14名专任教师组成,高级职称2人,副高2人,讲师8人,助教2人;博士2人,硕士8人。 7 结语 应用技术型人才培养无论对国家、地区还是学校的未来发展都具有举足轻重的作用。目前国内大多数转型院校都处于艰难的摸索阶段。4a的实践经验告诉我们应用技术型人才培养离不开“双师型”师资队伍的建设、校企合作联合办学以及学生创新实践活动的指导与积极开展。但上述几点只是摸索的开端,只有全方位推进专业转型变革,才能为国家输出合格的应用技术型人才。 生物制药论文:生物制药专业药理学双语教学模式初探 摘要:药理学是生物制药专业的主干课之一,采用双语教学方式有助于学生更好的学习理论知识,拓宽知识面,打好基础。我们通过两年的双语教学实践,已形成了较好的教学和考核模式,教学效果良好,显著激发了学生的学习兴趣,提高了专业英语水平和自学能力。为其他课程进行双语教学提供了参考。 关键词:生物制药;药理学;双语教学 双语教学(Bilingual teaching)是指在教学中使用除母语以外的第二种语言进行授课,在国内主要指采用汉语和英语进行教学,包括但不限于在教材,讲课,课件,作业和考试等多个环节使用英语和汉语两种语言进行专业课的教学,最终达到使学生既提高语言能力又掌握学科知识的目的,培养一批既精通英语、又具有丰富专业知识的高水平“复合型”人才。因此,教育部高教司于2001年9月出台了《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》,明确提出各高校在本科教育方面20%以上的公共课和专业课必须进行双语教学,特别是在金融、法律、信息技术、生物技术、新材料技术等专业开展双语教学[1,2]。 生物制药专业是建立在药学、生物学、化学和生理学等基础上的新兴交叉应用学科,要求培养一批同时具备宽厚的理论基础并能与国际前沿接轨的应用型复合人才,因此在该专业的课程实施双语教学势在必行。药理学作为跨越药学与医学、基础医学与临床医学的双重桥梁学科,在生物制药专业教学中起着承前启后的作用,近年来发展迅速,很多专业术语和药物名称都来源于英文。为了使本专业的学生能准确掌握药理学的优秀知识,拓宽学生视野,了解最新前沿信息,我们学院从2014年起在生物制药专业的学生中,开展药理学的中英双语教学。本文针对药理学双语教学的一些问题进行探讨,并就本学院初步开展的双语教学模式探索与实践,谈谈开展生物制药专业双语教学改革的若干体会。 一、生物制药专业课进行药理学双语教学的重要性 1.双语教学有利于人才培养作为科学发展的前沿阵地,生物技术制药领域需要大量具有国际竞争力的人才。随着现代社会经济水平的提高,各大国间的生物技术人才竞争已成为国际人才竞争的重点之一。我国作为发展中国家,迫切需要高水平的复合型生物技术人才,实现由生物技术大国向生物技术强国的转变。由于生物制药领域的特殊性,作为专业人员,只有具备与国际同行切磋的能力,才能更好地掌握新的技术和理论,为药物的研发做出应有的贡献。英语是国际主要流行语言,是重要的交流和学习工具,专业英语更是体现知识水平的重要佐证。通过药理学专业课的双语教学,学生学会了自己查找第一手英文文献,并及时阅读掌握全球生物制药的发展现状、本专业领域的最新发展动态及应用前景,提高自学能力,为今后的学习、工作和科研奠定坚实的基础,这正是生物制药专业双语教学改革的重要性所在。 2.双语教学有利于学科发展《药理学》是生物制药专业的一门主干课程,而生物制药,也叫生物技术制药,是20世纪末人类科技史中最令人瞩目的高新技术,是采用现代生物技术,利用生物体产生人类所需医药产品的高新制药方式,正以惊人的速度改变着制药行业的方向与未来。近年来新兴的抗体药物、基因工程干扰素、重组疫苗、免疫细胞、重组人肿瘤坏死因子等,都是生物制药的杰出成果[3]。目前生物技术制药产业主要集中在美国和欧洲[4]。自1986年实施国家“863”计划以来,各种研究计划不断加强生物技术领域的投入,使我国近年来在生物药物的研究与开发等方面也取得了突飞猛进的进展,但目前国内综合研发能力与国际现代生物制药水平之间还存在一定的差距。因此,开展药理学的双语教学,有助于学生了解本学科的最新动态及发展趋势。 二、生物制药专业药理学双语教学模式的探索 1.师资力量的准备优秀教师队伍的建立是双语教学改革过程中的重中之重。本课程的授课教师均为具有海外留学工作经历的青年教师,还包括一名外籍教师。教师本身英语水平较高,在国外学习的过程中接受的就是英语教学,对英语教学有深刻的认识和体会,而且所学专业均为生物制药相关课程,因此,在师资力量上具有优势。在授课期间,这些教师还相继参加学校组织的口语课程,全程旁听外教授课等强化训练。教师间实行试讲制,互相听课。定期与外校本专业双语教学的教师进行经验交流等,在实践中不断提高专业课的英语教学能力。 2.双语教材的准备教材的正确选择和合理使用是双语教学成功的基石,没有好的教材,双语教学就成了无源之水,无本之木。在教材的选择上,我们综合考虑了各方面因素。英文原版教材当然是最权威最规范的,例如国际上通用的一些药理学教材[5]。但是,考虑到中国学生的实际情况,首次接触原版教材,难度比较大,价格也比较昂贵,不符合现实情况。因此,结合我们的实际情况,我们采用的是参考国外主要药理学教程的自编教材,同时推荐学生在学习过程中参考人民卫生出版社出版的中文药理学教材,中英对照的学习。 除此之外,参考国外药理学主要期刊杂志,我们还自编了一套药理学案例,结合不同章节的教学内容,对不同分类的药物抽取代表药进行英文的案例教学。 3.制订科学的教学方法。在教学方法上,双语教学尤其要注重灵活多样,避免枯燥。生物制药专业的药理学教学安排在大三,大部分同学都以通过大学英语四、六级考试,具有一定的英语基础。另外在大一、大二两年,已经学习了生理学、药物化学、生物化学等学科,也有部分学生参加了课外科研活动,为学习药理学打下了很好的专业基础。所以,在这个时候开展药理学的双语教学,学生学习积极性高,对双语教学的认知度、支持度高。 授课方式主要采用多媒体教学,利用各种教学资源,制作图文并茂的全英课件,采用英文讲解为主,重点难点用中文重复解释,并借助视频、Flash等手段加深印象。 理学是科学性和实验性很强的学科,国外的发展远远快于我国。在教学过程中,为了丰富学生的知识,提高学习兴趣,我们还开展了以诺贝尔奖得主和其主要获奖成果为例子,给学生介绍药理学的发展进程。由于都是国外的案例,适合用英语讲解,内容又生动有趣,大大提高了学生的兴趣,加深了印象。 对药理学本身的特殊性,每类药物我们选取了代表药,作案例分析。首先请学生用英文介绍案例,然后提出问题,学生分组讨论,对于课堂上无法解决的问题,布置学生课外查阅英语文献,该方法大大激发了学生的学习兴趣,鼓励学生开口讲英语,并引导学生进行自主学习。 4.建立生物制药双语教学的评估体系。药理学双语教学课程我们采用了平时作业与考试成绩相结合的综合性考核办法。在教学过程中不定时安排随堂小测,小组讨论并汇报,课堂提问等方式,作为平时成绩评定的依据。平时成绩占30%比例。药理学考试为闭卷考试,包括填空题、选择题、判断题、名词解释、简答题及论述题几种题型。采用百分制,部分题型(主要是主观题)采用英文试题形式出现。经过学生和教师双方的努力,采用双语教学以来,药理学考试成绩优秀率达20.2%。学生对教师的教评分普遍为优良。 三、生物制药专业双语教学模式的心得与展望 经过两年的药理学双语教学,我们获得了宝贵的经验,也总结了不足之处。师生英语水平的欠缺仍是双语教学的主要瓶颈。尤其是教师,应加强课堂用语的训练,提高英语交流的能力,表达多样化。在教学安排上,应遵循循序渐进的原则,针对教学中的重点难点,比如许多英文药名都有相似的前缀或者后缀,通过构词法的讲解,启发学生寻找规律,快速记忆。 总之,药理学双语教学作为生物制药专业双语教学的试点,取得的成绩是显著的,同时也有待提高,只有在实践中不断总结和探索,才能真正提高教学质量,培养优秀人才。 生物制药论文:真空冷冻干燥技术在生物制药方面的应用 摘 要:随着社会的不断发展,人们对生物制药的重视程度也有很大的提升,加上近几年来生物制药技术的不断发展,其在我国各个医药行业上的应用范围也在不断扩大,对促使我国医药行业发展也起到非常重要的作用。但是生物制药在长时间裸露在空气中还经常会发生变质现象,针对于这一点就需要在进行生物制的过程中采取合理的真空冷冻干燥技术,减少药物在长时间裸露在空气中出现的变质现象,借以促使我国医药行业得到更好的发展。 关键词:真空冷冻干燥;技术;生物制药 在对目前生物制药中使用的真空冷冻干燥技术进行研究的过程中,了解到这项技术手段对于减少要去在制造过程中出现的质量问题起到非常重要的作用。而且这项技术手段在我国生物制药中还具有非常广泛的存在。另外在研究中还了解到这项技术手段不仅仅能够提升药物自身质量,对于提高要去稳定性也起到非常重要的作用。但是目前医药行业中使用的真空冷冻干燥技术还处于发展的阶段,导致人们对这项技术的了解还有很大的不足,针对于这一点就需要对其进行全面分析,保证其在医药行业中发挥自身最大的作用。 1 真空冷冻干燥技术的概述 要想保证真空冷冻干燥技术在医药行业中发挥自身最大的作用,还需要对这项技术的特点和工作原理等方面有一个全面的了解,这样不仅仅能够减少这项技术手段在生物制药过程中出现的问题,还能有效提升要去自身质量和稳定性。 1.1 技术概述 在对真空冷冻干燥技术进行研究的过程中,了解到这项技术出现的时间也比较长,但是由于这项技术在刚刚出现的时候其自身还存在一些问题,这就导致这项技术的发展还存在一些不完善的地方,因此在生物制药的过程中并没有对正向技术手段起到高度重视。但是由于在近些年来进行生物制药的过程中,要去经常因为其自身原因和外界因素,导致其自身质量和稳定性经常出现一些问题,这些问题对我国医药行业的发展也产生非常严重的阻碍作用。因此在这个过程中就需要使用合理的真空冷冻干燥技术,借以提升药物自身质量和稳定性。 从这项技术手段的名字上可以看出,这项技术手段本身就是一项综合性技术,其在生物制药上也有非常广泛的应用,这项技术手段能够在一定条件下延长药物自身保藏时间,使得药物自身活性在规定的范围内。 1.2 技术原理 一般来说要想保证该项技术自身涉及的真空、冷冻和干燥这三个方面能够全面落实,就要采取合理的技术原理,并在在这个过程中保证该项技术不会对药物自身质量和其他方面产生影响。对真空冷冻干燥技术的原理进行研究的时候,了解到这项技术手段的原理主要表现在物理升华上,也就是说在进行生物制药的过程中主要采用升华技术来除去生物制品中固有的水分,并将除去水分的药物进行低温冷冻。这样能够保证生物制药的冷冻和干燥得以实施。 另外在这个过程中还要对进行冷冻和干燥的生物制品进行真空处理,主要处理方法在于将进行冷冻和干燥的药物进行真空包装,在这个过程中还应该保证药物自身能够实现油水分离的效果。在对真个技术手段进行全面研究的过程中,发现这项技术手段自身还具备节能、精准和操作便捷的特点,因此在生物制药中具有非常广泛的应用。 2 真空冷冻干燥技术在生物制药中的应用 2.1 真空冷冻干燥技术的应用背景 生物技术的不断发展为生物制药产业带来了崭新的发展前景,越来越多的新型药物l皮研制出来,这些药物在疾病的治疗上起到了重要的作用。但是生物药品对制造环境的要求相对苛刻,真空、低温、干燥等环境条件必须得到满足。同时生物药品对保存的条件也提出了一定的要求,这些限制因素阻碍了生物制药技术的发展。真空冷冻干燥技术的出现在很大程度上解决了这一问题,该技术具备的优越性能极大的促进了生物制药行业的发展。 2.2 冻干机性能的选择 冻干机就是指为物料提供冷冻环境的设备,该设备主要用于制造生物制品和存放生物制品。随着生物技术的不断发展,越来越多的企业投人到冻干机的制造行列中,这种现象虽然丰富了制药厂的选择,但也使市场环境更加混乱。因此制药厂在选择冻干机时,一定要对其整体性能进行全面的检测,确保设备符合生产的需要。对设备的真空绝对程度、温度范围进行查看,在确保设备合格后再将其投人到生产工作中去。 2.3 真空冷冻干燥技术的应用过程 2.3.1 预冻阶段 在这一阶段要将原料进行冻结处理,使原料的温度迅速降低到共晶点之下,为下一阶段的工作做出充分的准备。由于原料内部的成分冻结温度有所不同,因此必须找到其同时冻结的温度,也就是原料的共晶点。在冻结过程中,必须对冻结的时间和冻结的速度进行合理的控制,避免冻结不彻底等现象的发生。冻结速度的快慢会影响到物料内部冰晶的大小,而冰晶的大小又会影响到生华的效率,因此要对冻结的速度做出严格的规定,在一般情况下,可将冻结的时间设定为1至3小时,以此来保证物料的彻底冻结。 2.3.2 升华阶段 这一阶段是物料完成干燥的主要阶段,此阶段的目的是将物料中的冰晶升华,在不见水的前提下完成物料的干燥工作。一旦此过程冰晶发生溶化,则冷冻干燥过程宣告失败。物料的升华必须要满足两个条件,一是要保证该过程冰晶不能出现溶化,二是要保证冰晶周围的水蒸气必须要比冻结点的饱和蒸汽压低。升华干燥既能使带走物料中的水蒸气,也能在很大程度上加快干燥的速度。在干燥的过程中,要连续不断的为升华工作提供热量,对供热的温度和气压进行严格的控制,保证干燥工作的顺利进行。升华阶段的时间根据产品的时间而有所不同,在工作中还应视具体情况来决定。 2.3.3 解析干操 当物料中的水分均升华为水蒸气后,物料的内部会留下很多的空穴,此时物料的基质内部还留有10%的残余水分,这些水分会对干燥的结果产生影响。解析工作的进行是为了降低物料内部的水分含量,使其降低至2%左右,保证物料能够彻底被干燥。 结束语 在对真空冷冻干燥技术进行研究的过程中,了解到这项技术手段在生物制药中具有非常广泛的应用,其根本原因在于这项技术手段对于提升生物制品自身质量和药物活性起到非常重要的作用。而且这项技术手段在实施的过程中涉及的步骤也非常多,也就是数要想保证这项技术手段在生物制药的过程中发挥自身最大的作用,还应该对其自身涉及的各项步骤全面遵循有效减少这项技术手段在实施过程中出现的问题。另外在使用这项技术的时候还需要对其所对应的条件进行合理有效的分析,选取适宜的设备进行真空冷冻干燥技术,借以提升这项技术手段的实施质量。 生物制药论文:生物制药中净化空调及其自控系统的应用分析 【摘要】 生物制药生产中存在较大风险,会给制药行业带来极大的经济损伤和社会损失。生物制药行业中普遍存在高能耗现象,空气净化是药品生产质量的重要环节。因此生物制药过程中,优化空气净化系统,加强空调自控系统,减少空调能耗,优化运行。 【关键词】 生物制药 净化空调 自控系统 生物制药车间需保证环境的清洁卫生,净化空调是制药厂必备器械。而生物制药中净化空调的实际应用过程中,空调运行中干扰因素及高能耗受到重点关注。而优化空气净化系统,保证净化空调可靠运行则十分必要。 一、生物制药中净化空调系统设计原则 首先设置一般空调系统、两级过滤送风系统和净化空调系统的设置要在不同地方设置;同时要分开设置运行班次、规律和时间不同的净化空调系统;对具有危害性的物品或气体需分开并各自设置净化空调;若要设置差别大的温湿度,需分开设置净化空调;其次要分开设置单向流系统和非单向流系统。最后在划分净化空调系统时,需要合理布置和划分送风、回风和排风管道,避免各种管道的交叉重叠。 二、净化空调在生物制药过程影响因素 1、供电。生物制药企业拥有的设备具有大功率,电压变化率大,多会出现高度的脉冲干扰。有资料统计电源输入、过压、短路等会导致净化空调出现误动作。2、过程干扰。净化空调是作用于生物制药行业整个生产车间,此时需保证足够长的传输路线。而输电线路运行中,设备漏电及缺乏完善的接地系统等,会直接影响空调运行。另外各输电线路共同使用一根电缆,线路设备相互影响干扰,则会影响系统运行。3、场干扰。自控系统周围具有大量磁场、电磁场和静电场等,通过电源或传输线,影响净化空调等自控功能,致运行过程中出现电平变化或脉冲干扰信号。4、电磁干扰。净化空调自控系统输电线路工作负荷量大,需计算繁多的电路功能模块。而净化空调运行期间会出现射频干扰脉冲并进行吸收,造成数字电路间电磁干_,影响净化空调运行。 三、净化空调自控系统的优化措施 1、加强净化空调自控系统抗干扰功能。首先对供电系统的抗干扰,对供电系统各功能模块均可采用直流电源供电,分别使用独立的变压、滤波、稳压电路等,避免集中供电,电源散热快;交流电引入线使用粗导线,直流输出线使用双绞线,在最大程度上减少配线长度。场干扰预防应采用良好屏蔽及正确接地,其中感应体接地,采用屏蔽层信号线并单端接地;线路设置时,电源电路和控制、检测电路期之间不要使用共用线。最后行软件抗干扰时,多通过软件补偿对软件干扰进行控制。软件滤波的实施,是对有用信号和干扰信号进行准确识别,在确定干扰信号后,并将其过滤。为此,要明确干扰信号出现时间,在干扰信号出现的时间段输入口进行封闭,进而滤掉干扰信号;其次是比较不同位置接收到的准确无误信号,通过既定逻辑关系确定信号有用无否,然后过滤掉干扰信号。 2、自控系统各功能控制。首先要控制气流组织和压差,对洁净要求等级为6-9级,采用非单向流气流流型,等级5级采用单向流气流流型;一般回风洞口上边高度的设置,需高于地面50cm,回风洞口下边高度要高于地面10cm;回风口处气流速度应在1.6m/s以下。送风口使用高效过滤器风口。压差控制是要控制洁净室与周围空间维持一定压差,洁净室与非洁净室压差应高于5Pa,高于外压差10Pa。在处理空气时,应用二次回风系统,先混合部分回风和新风,在处理后混合剩余回风,送至洁净室。其次设计防排烟和排风系统。防排烟设计根据洁净厂房疏散走廊设置机械防排烟设施,排烟机房要单独设置,排烟分管的设置选用镀锌铁皮。排烟风口应选择常闭型,与排烟风机联锁。设计排风系统时,应在灭活室、乳化室单独设置局部排风装置,避免局部排风室外气流倒灌。而在排风机出口设置高效滤过器,在关闭排风管各功能后,才能对设备进行消毒。 3、净化空调自控系统节能优化。首先要控制风量,确定变频风机的频率,使输出风量趋向于设定风量,按照洁净室换气次数确定电动风阀量,使电动风阀量较多最小;其次控制微正压,计算各方间的压差,期间与变频风机的联动组成回路,在最大程度上减少风量输送。最后控制温湿度,在冷冻水管道上安装电动阀门,在采集回风总管的温度信号后,并与设定温度进行计算,进而对电动阀开度予以动态调节。并通过软件内部对编程模块的限制,确定阀门开度,能在最大程度上节省冷量、蒸汽热量等能源。最后要控制死区,当回风温度进入死区区间时,根据实时参数进入设定值的偏差范围,保持冷水阀和热水阀的开度不变;或相差值大时控制强度设计大;相差值小时强度控制要小。 总结:生物制药企业中,净化空调是不可缺少部分,然而净化空调运行过程中,耗能及干扰因素均会影响净化空调的自动控制系统运行。在设计净化空调的自动控制时,需充分控制风量、温湿度,减少运行过程中干扰因素,采取针对性解决措施,以此充分发挥自动控制系统运行效果,促使空调系统更好运行。 生物制药论文:信息化背景下高职院校生物制药专业教学策略探讨 摘要:信息化教学已经成为高职院校教学改革的主要方向,生物制药作为新兴产业,人才需求旺盛,传统的生物制药人才培养模式难以满足市场需求。本文探讨了信息化教学背景下高职院校生物制药专业的教学策略,以期提高生物制药专业的教学质量。 关键词:高职院校 信息化背景 生物制药 教学改革 课题:本文系校级教改课题,项目名称樾畔⒒视屏下生物制药专业教学攻略。 一、高职生物制药专业课程的特点 生物制药是医药产业与高新生物技术结合而形成的高技术产业。高职院校生物制药专业课程具有如下特点:知识面广、内容抽象复杂,学生理解有难度;课程涉及设备价格高、体积大、难维护;仪器设备型号多,通用性、兼容性差;实训过程涉及有毒、有害物质,产生废气、废水等;教师示范操作覆盖面小。长期以来,生物制药类课程大多以教师的理论讲授为主,学生被动学习。 二、高职生物制药信息化教学策略 信息化教学就是在信息化环境中,师生借助现代教育媒体、教育信息资源和教育技术方法进行的双边活动。信息化教学过程具体体现在教材多媒体化、教学个性化、教学资源全球化、学习自主化、教学环境虚拟化等方面。 1.教材多媒体化 生物制药专业教材多媒体化是指利用计算机多媒体使抽象的内容具体化、枯燥的理论趣味化、静止的事物动态化,变微观为宏观,化复杂为简捷。例如生物化学、微生物学、遗传学等专业课程大多从分子水平研究生物大分子的结构与功能,内容抽象,学生理解起来有一定的困难。传统教学大多通过语音描述、空间想象来讲授,无法直观展示。信息化教学逐步将教材多媒体化,呈现出声音、图像、视频、动画及三维模拟的景象,恰当地表现和揭示知识的内在规律,开拓了学生获取信息的视觉通道,丰富了学生的空间知觉表象,同时提供了多种记忆编码方式,有利于学生对生物制药知识的记忆。 例如,细胞工程中的细胞培养,传统教学中,教师通过挂图、教学模型等手段讲授知识,效率低、效果差。通过多媒体技术,可以将动物细胞或者组织的获得、培养过程、注意事项等生动形象地展示出来,并配有解说和动画,点击相应的操作步骤,电脑会语音提示并演示相应的操作。还可以动态的形式伴随动听的音乐,反复播放操作要点,抓住学生的注意力,促进学生对学习内容的理解和掌握。 2.教学个性化 教学个性化就是依据学生的认知水平、兴趣、能力及需要有针对性地施教,以达到个性发展、因材施教的目的。但现有的班级授课制使教师的因材施教很难落实到每位学生。目前,生物制药专业根据专业需要安排了几门必选的专业课程,除此之外,学生拥有很大的自由度,可以根据自己的情况选择一些相关课程,甚至跨学院选课。另外,在选课时,学生可上网浏览课程简介、授课内容、开课时间、授课教师等信息,教师的教学特点、教学方法、考核办法等都有详细的介绍,学长对该课程评价也可供选课参考。在课程学习上,学生可通过电脑或手机登录学校的网络平台,自学完成教师布置的习题,测评系统可以进行批改并反馈。对于答错的题目,如果学生不能自行解惑,可以在线交流讨论。教师、学生借助交流平台实现互动。教师还可根据反馈的学情,有针对性地录制微课,重点解决突出的疑难点。例如生理学实验课程,许多实验仪器的操作和动物解剖过程需要教师示范,但是由于学生数偏多及课时数有限,很难满足所有学生的学习。为了解决这个问题,教师可录制相应的微课,详细示范,在操作过程中讲清楚注意事项,并将微课上传至校园网络课程,在实验前让学生观看学习、领会掌握。教师在课堂上有针对性地帮助学生解决疑难问题。通过信息化网络技术,先学后教,学生从被动接收、理解、掌握知识转向主动获取、运用知识,每个学生都能获得个性化教学。 3.教学资源全球化 信息化的教育资源通过网络能够实现全球共享。网上的教育资源有许多类型,例如专业网站、公开课、电子书刊、虚拟图书馆等。网上教育资源虽然较多,但适合本专业的高职高专的中文信息资源严重不足,直接影响了教学效果。为此,笔者学校开发了各专业的专题网站,针对生物制药专业的实际教学情况,有目的性、有针对性地开发建立了微生物学、人体生理学等课程的网上学习资源。同时,注重吸收学科发展的前沿内容,用更直观、浅显的形式向学生介绍新内容。在教学中,要及时关注教学信息反馈,针对情况修改和完善相应的课件。开发网上教育资源,需要教师、社会部门,特别是教育部门的共同努力。 4.学习自主化 以学生为主体的教学思想,可以通过信息技术支持下的学生自主学习来实现,个性化、智能化的多媒体课件为学生由被动的知识接受者向学习主体转变提供了便利条件。在学生自主化学习过程中,教师的角色是“导演”,而不是“演员”。 教师要传授给学生借助网络平台自主学习的方法,要让学生明白他们不是孤军奋战,而是有团队同心协力在一起学习的。学生在遇到问题或困难时可通过请教教师、同学或小组互助学习等多种途径解决。通过这些教学环节,在信息化时代学生的自我更新与自身培养,最终会让学生认识到“鱼”与“渔”的区别。自主化教学对培养学生在实际工作中的学习能力和终身学习的意识都大有裨益。 5.教学环境虚拟化 传统教学受到空间、时间的限制,而信息化教学的重要特征是通过教育环境的虚拟化,为教学活动提供更广阔的空间和时间。在生物制药专业教学中,由于药物生产原理、工艺都不尽相同,生产设备型号多,通用性差、兼容性差,更新换代快,资金的相对紧缺使得学校很难投入巨额的仪器设备更新资金。一些实验实训原料、中间过程及终产物是有毒、有害物质,产生废气、废水等危害人体健康,教学中,教师示范操作覆盖面小,影响教学效果。在制药企业进行的实验实训,由于环境、卫生和安全等要求,学生能实操的机会较少,更多是听讲座或参观,很难对工程实践环节进行全面细致的了解。可见,生物制药专业理实一体的教学理念在实践中很难完全落实。仿真实验仪器和虚拟仿真实验室是将计算机技术、虚拟仪器技术相结合的一种全新的实验方式方法。仿真实验能替代部分实际实验项目。通过计算机软件系统对实验教学进行观察、分析,并且分析处理实验结果,特别是人机交互功能,几乎能够完全呈现出真实的实验氛围。这对生物制药专业提高教学质量、降低办学成本有着重要意义。例如,生理学实验课程中的许多实验操作要求和难度非常大,没有医学基础的高职学生很难做到。仿真软件可模拟一些高难实验,例如,蛙心灌流实验可以通过软件轻而易举地模拟蛙心的离体、引流管的插入、体液循环、各种药物的输入影响等。通过操作青霉素发酵仿真实习系统,土霉素发酵仿真实习系统,气相色谱仪、高效液相色谱、全自动小型发酵罐等模拟系统,学生学习了一般实验室中很难接触到的仪器设备,达到了教学目的和要求。模拟演示能够避免实际操作中的各种危险因素和环境,学生能够大胆探索,通过模拟能够有效提高学生的分析问题和处理问题的能力,并进一步解决实践环节教学资源短缺、实践经费不足、设备更新困难等问题。 三、小结 生物制药专业教学与信息技术的有机结合,是生物制药专业教学提高教学质量的内在需求,对于培养高素质的人才有着重要意义。生物制药专业教师不仅要钻研专业知识和先进的教学理念、教学方法,更要提高掌握信息技术运用能力,包括课件设计、信息整合、信息化教学的课堂管理等能力,以实现生物制药专业教学与信息技术的完美结合。 生物制药论文:以工程实践和科研创新能力为优秀的生物制药卓越工程师人才培养模式探索 摘要:为探索高校生物制药卓越工程师人才培养模式,本文以中国药科大学生物制药卓越工程师专业为例,探讨了如何从优化课程体系和教学内容、改革教学方法和考核方法、完善教学管理制度、培育实践和创新能力师资等四个方面进行改革,建立起以工程实践和科研创新能力为优秀的人才培养模式,为国家培养高层次应用型生物制药专业人才。 关键词:工程实践;科研创新;生物制药;卓越工程师;培养模式 “卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)》的重大改革项目,目的是培养一大批创新能力强、适应社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。生物制药产业作为21世纪最具希望和发展潜力的新兴高技术产业,不仅对国民经济的发展产生巨大的拉动作用,并且为人类的疾病防治带来更多、更安全、更有效,甚至难以替代的手段。这种迅猛的发展对生物药物的设计、生产和管理的高级专门技术人才有着迫切的社会需求。传统的人才培养模式制约着我国高等学校人才培养质量的提高。高等教育担负着培养专门人才和推动社会经济发展的重要使命。培养大批受过良好工程教育并具有坚实基本工程素养和卓越创新能力的未来工程师是国家走新型工业化道路、建设创新型国家战略目标的必然要求。 一、创新人才培养模式,制定生物制药“卓越工程师”的培养目标 “卓越工程师教育培养计划”目标的重点在于改革工程教育人才培养模式,创新高校与行业、企业联合培养人才的机制,提升学生的工程实践能力、创新能力和国际竞争力。也就是说“卓越培养计划”要培养的是适应社会经济发展和产业结构调整需要并具有良好的职业道德、较高的综合素质、较强的工程实践能力与创新精神的高级应用型人才。我们在国家通用标准的指导下,按照行业专业标准的基本要求,结合中国药科大学的特色、办学理念和生物制药专业应用型卓越工程师的培养目标,制定了生物制药专业“卓越工程师”的培养目标:培养面向基层、具有良好的职业道德,系统掌握生物制药的理论和技能,具有扎实的化学、生命科学、医药学基础,具有较强的工程实践能力与创新意识的高级应用型人才,能在医药企业第一线从事生物药物的设计制造、技术开发、应用研究和生产管理等方面工作的“现场工程师”。其优秀就是工程实践加科研创新。我校按照“卓越工程师”的要求,按照国家标准和行业标准对产业结构调整的要求和对应用型人才的需求,整体设计人才培养方案,科学制定培养“卓越工程师”的学校标准、企业标准和教学计划,深入研究理论与实践课程教学大纲,强化校企实习实训基地建设,强化师资队伍建设,建立相应的配套政策和建立质量保障体系,积极探索培养高层次生物制药专业卓越工程师人才。作为首批国家生命科学与技术人才培养基地和生物制药工程师计划依托专业,生物制药专业始终坚持把“面向生物医药产业,培养创新创业型人才”作为建设高层次应用型专业的指导理念。大胆尝试校企互动合作,企业全程参与人才培养各环节,体现“本科-研究生”教育对接、“大学-生物医药企业”产教协同的专业建设特色,实现学校、企业、学生三赢,引领国内生物制药人才培养模式的变革。在人才培养模式上,突出学生实践技能的培养,并且不断围绕行业对人才的需求进行教学探索和改革,积极将企业反馈意见用于提升教学质量。在国内率先制定并实施以“工程实践和科研创新”能力为优秀,校企“共享师资、共建课程”为特色的“生物制药工程师”培养计划。 二、优化课程体系和教学内容 大学课程体系是指大学根据本校制定的人才培养目标而设计和构建的由既各自独立又相互关联的一组课程所构成的有机整体,是大学人才培养的主要载体,是大学教育理念付诸实践和人才培养目标得以实现的桥梁。生物制药专业本科阶段学生主要采取“3+1”应用型工程师培养模式,实行校企联合培养,即3年时间在校内进行理论课学习和实践环节训练,培养学生的基本理论、工程意识和工程实践能力;累计1年时间在企业“真刀真枪”学习和实践,完成基于岗位的项目课程、工程实践以及毕业设计,培养学生的工程素质、职业素养和实践创新能力。两个阶段的学习分别制定相应的校内培养方案和企业培养方案。对课程体系和教学内容进行了优化,主要表现在以下几个方面:第一,在课程设置方面,强化了“工程”的概念,增加和工程领域、生产领域密切相关的课程,同时,聘请有经验的生产企业人员进行针对性的授课。第二,早期科研训练:学生从进入卓越工程师班开始,就配备指导教师,每位导师指导4―5名学生。学生平常要参加导师所主持的开放课题、创新课题或其他研究性课题。由导师根据学生的表现评定成绩,给予相应的学分。第5―6学期让学生轮流到生物化学、微生物制药、生物制药、生物信息、分子生物学等学科实验室,在指定导师的指导下,为每个学生制定个性化的早期科研训练计划,让学生尽早参与部分教师承担的国家和省部级创新项目及企业合作项目的研究,使学生了解到不同学科的实验技术、科研方法,开阔学科视野,拓宽思维空间,培养学生的学习能力、动手能力和创新能力。第三,充分利用我校自有的大型实训基地,培养和强化学生的工程实践能力。依托中国药科大学实训大楼的GMP生物制药车间进行综合实训,包括微生物育种实训、代谢控制发酵实训、分离和纯化实训、生化分析检测实训和制剂实训等。根据实训项目计划书,进行为期一个月的校内实践。实训期间,学生按照岗位SOP进行菌种培养、发酵、提取、分离纯化、制剂等岗位的操作,了解生物制药车间内设备的结构、工作原理及工艺过程中的常见问题及处理方法。通过校内的实训,可以大大缩短学生从学校到生产企业之间的适应期,有利于学生在实习阶段直接参与企业的生产过程。学生在实训结束后,提交一份实习报告,结合实训期间的表现进行综合考核,通过考核后,获得相应学分。第四,充分利用我校已有的校企联合办学的基础和优势,让学生去企业中学,在企业中做,在生产实践第一线上培养学生的动手能力、基本技能、工程综合能力,以及表达能力、团队合作能力等。在企业学习阶段,由企业提供实训场所,安排有经验的工程技术人员指导学生,通过学生现场的实践与学习,结合药物生产全过程中的实际问题(如生物药品生产、质量检测、GMP实施、生产车间及生产工序的设计、施工、检测、监理、运营、维护、管理等),使学生了解和学习医药企业的先进技术。 三、改革教学方法和考核方法 课程教学方法的改革和其他教学环节的实现方式不仅要保证学生有效地掌握教学内容,确保学生的能力得到培养、训练、形成和提高,而且是保证每门课程或教学环节的目标得以实现的重要手段。 因此,根据教学内容选择最合适的教学方法就显得尤为重要。工程类课程的一大特点就是实践性比较强,如采用传统的“灌输式”课堂授课,既不利于培养学生的形象思维能力而且学习起来也枯燥难懂。因此需要教师采用行之有效的教学方法,如基于问题的探究式学习、基于案例的讨论式学习和基于项目的参与式学习等研究性学习方法。目前,针对生物制药卓越工程师班的多门课程都在进行课程改革,以生物制药设备课程改革为例,由于该课程实践性强、学习难度大,教师设计了以探究式教学为导向并联合采用案例教学法进行授课的模式。首先以探究式教学为导向,学生在课堂教学中的探究式学习应体现科学探究的特征、方法和过程,但又区别于科学家的首创性的探究,对于学生探究学习的课堂教学设计,不能脱离“学习”而盲目追求探究的形式,探究式学习的目的是掌握探究的步骤,领悟探究的方法,自主地建构知识,因此需要教师给予必要的指导,对在课堂中进行的探究式学习,必须进行精心设计;其次,联合采用案例教学法进行授课,在教学过程中通过收集各种工程项目和科研课题的具有代表性的案例,不仅可以使学生加深对知识点的理解,还可以使学生认为自己所学的知识十分有用,大大增强了学习的兴趣。也就是说,一方面始终采用以探究式教学为导向,教师始终要在启发诱导下进行教学,以现有教材为基本探究内容,以自主学习和合作讨论为前提,为学生营造出自由表达、充分质疑、深入讨论的良好环境,让学生通过个人、团队等各种解难释疑将所学知识用于实际问题解决;另一方面配合案例教学法,运用一些最新科研成果、工程项目或企业实例激发学生学习兴趣,“以例激趣,以例说理,以例导行”,这一教学方法的改革将更好地调动学生的学习积极性,并有利于更好地理论联系实际,有利于学生自主学习能力的培养,完善学生的知识结构。 另外,改革考核方式和评价标准也是势在必行。我们正在探索使教师和学生均成为评价主体,因为学生是学习的主体,他们需要了解自身的进步,也需要知晓自身的不足,因此,学生也应该成为评价的主体,完成自我评价,并参与对同学的评价。这就意味着要改变教师是唯一评价者的惯例,做到评价主体的多元化。在评价形式上,我们也在探索多元化评价形式,如习题作业、问题讨论、阶段报告、随堂测验、个人展示、项目训练、设计方案等,随着我校网络教学平台的建立与完善,我们可以采用网上答卷、论文答辩、研究报告、项目设计、创新竞赛等多样化的考核方式,多角度、全方位地测量学生知识、能力和素质水平,促进人才培养。 四、完善教学管理制度 为了保证人才培养目标的实现,我们将对特色班的教学和人才培养质量进行监控与评价。建立新的教学质量评估体系,制定并实施以加强素质教育和提高创新能力为优秀的教学质量评估体系,积极进行考试方式的改革,改变只重知识不重能力的考试评估方法,建立新的学生评价体系,引导学生重视能力和创新意识的培养。 同时我们还将建立毕业生质量跟踪评价机制,跟踪学生在企业的发展和成长,保持和毕业学生的联系,学生毕业后根据发展需要可以到学校继续学习深造,学校为学生构建终身教育体系。 五、培育实践和创新能力师资 聘请优秀、成功企业家和创业者进校成为导师,为学生讲授生命科学与生物技术领域最新科研成果、先进技术及产业化经验,优化师资结构。通过学、研、产多方交流,使教师了解到本专业最新的发展动态和未来发展方向,积累丰富的实践经验,可以大大改变课堂教学与生产实际相脱节的弊端,有助于构建创新型医药学专业教师队伍,拓宽医药院校的师资来源,造就一支专兼结合的高水平“双师型”教师队伍。 首先,与全国多家药企广泛合作,建设部级、校级、院级等不同层次的校外实践教学基地。中国药科大学建校于1936年,是中国最早建立的以药学研究为主的专业性高等院校,是一所历史悠久、特色鲜明、学风优良、在药学界享有盛誉的教育部直属、国家“211工程”重点建设大学,与国内外多家医药企事业单位有着良好的合作关系,在进行科研项目合作的同时,商谈实训基地建设的可能性,争取每年发展2―3家医药企业作为我们的校外实训基地。另外,有大量的中国药科大学校友正活跃于全国各医药企业的管理岗位,他们对母校怀着深深的热爱和感激之情,希望能为母校的建设尽自己的绵薄之力。我们可加强与这部分校友的联系,争取他们的支持与帮助,建设更多、更优质的校外实训基地。 其次,与企业合作开设课程,编写教材。通过与江苏先声药业有限公司、石药集团等多方的协作和探讨,制定并实施以“工程实践和科研创新”能力为优秀,以校企“共享师资、共建课程”为特色的“生物制药卓越工程师”培养计划。确定了适合企业需求的课程教学内容,并由企业技术人员负责课程的讲授,真正实现了“将教室搬到了企业的生产车间”。 最后,培养“双师型”教师队伍。加强对具有发展潜质的中青年优秀人才的培养力度,通过重点培养和支持,有计划、有步骤地培养一批中青年骨干,进一步优化教师队伍的结构,提升教学水平。针对生物制药发展特点,实施中青年教师海外进修计划项目,选拔优秀的中青年教师,派往美国、英国、加拿大等发达国家学习交流,使本专业教师切实增强与国外学者的充分交流,掌握前沿科学理论和相关技术,拓宽国际视野,培养国际化人才;实施中青年教师企业进修计划项目,选拔优秀的中青年教师,派往生物医药大型企业带教交流,使本专业教师切实企业现状和需求,在人才培养、科技创新、成果转化等多个领域开展产学研的合作,在合作中取得共赢。 随着我国国民经济的快速发展,企业对人才的需求不但在层次上逐渐提高,而且对创新能力、应用能力和实际操作能力提出了更高的要求。我国正在发展生物医药产业,推进产业升级,因此需要一大批高层次应用型人才。我们力求培养生物制药专业大学生创新素质,实现产、学、研更紧密、更有效的结合,实现在实践中育人,这将有利于提高人才培养的针对性和培养人才的创造性,取得良好的育人效益。 生物制药论文:《生物制药工艺学》课程研究型教学方法的构建与应用 摘要:对《生物制药工艺学》课程教学方法进行了改革,构建并实施了研究型教学方法。该方法以源自教师教学及科研实践的真实问题为基础,着重培养学生的研究意识、研究能力和创新能力,提高学生学习的积极性和主动性。本文例举了研究型教学方法的实例,介绍了多元化的考核方法,总结了该方法的特点。 关键词:生物制药工艺学;教学改革;研究型教学 研究型教学是以培养学生的研究意识、研究能力和创新能力为目标,教师从学科领域、课程内容或现实生活中选择和确定专题,在教师的帮助下,使学生按照科学研究的模式来分析、解决这些问题,最终达到学生获取知识、提高能力的一种教学过程。研究型教学方法在教学目的上不仅仅注重结果,更重要的是关注学习的过程,使学生通过课题研究,掌握学习方法,提升自学能力。《生物制药工艺学》是生物制药、生物工程、生物技术等专业的主干课程,要求学生能够掌握各种分离纯化技术的原理和方法,培养学生从事生物药物生产、新产品研发的知识和能力,为今后从事相关工作奠定基础。该课程实践性很强,在教学上我们除了突出实践训练外,还在理论课程教学上,探索和实施研究型教学方法,使学生由被动的知识接受者转变为学习的积极参与者,发挥学生在学习中的主体性作用。 一、《生物制药工艺学》课程实施研究型教学的总体方案 研究型教学除了课堂上的教学与讨论外,在课程规划及课后的准备上对教师提出了更高的要求。从总体上看,生物制药工艺学课程研究型教学的总体方案如图1所示,包括了课前、课堂上及课后三部分:课前需要教师设计合适的项目(研究课题)并布置课题;在课堂上要进行相关的案例讲解,并与学生互动讨论;在课后还需要总结和整理反馈的意见,对研究的课题进行调整和优化。对学生而言,则课前需要查找资料,确定课题的研究方案;在课堂上学习并与教师讨论,进行课题研究;在课后则需总结和归纳,对所学知识和研究方法进行巩固并提高。 二、研究型教学的方法 1.问题引导,激发学习兴趣。研究型教学方式特别注重问题在教学过程中的重要性。一方面通过问题来进行学习,把问题看作是学习的动力、起点和贯穿学习过程的主线;另一方面通过学习来生成问题,把学习过程看成是发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程。在教学过程中,我们结合科研实践,让学生通过解决问题学习基础知识,并提高解决问题的能力。例如在讲述基因工程药物时,提出“如果表达的产物是包涵体形式存在的,该如何得到有活性的蛋白质产物?”这一问题,让学生先自行寻找答案回答,然后再在课堂上讲解。由于学生在学习本课程时已经学过蛋白质的变性和复性,很多同学都能从课本上找到包涵体复性的方法,进行解答,但是这是不全面的,至少包含两个层面,一是防止包涵体的形成,另一是包涵体的复性。通过提问和解答,学生会发现自己思维上的局限性,加深印象,提高学习的兴趣。 2.案例教学,促进灵活应用。在案例教学中,学生拿到案例后,先进行自学,通过查阅必要的理论知识,提出解决方案,加深对知识的理解,然后在课堂上进行讨论,教师再对案例进行深入的分析和讲解。这一方法可以充分调动学生学习的主动性,起到举一反三的作用。例如在介绍青霉素的制备工艺中,我们结合实验课程中得到的经验,为学生提供案例,如“在操作过程中,部分学生没有得到青霉素产品,请分析试验失败可能的原因”。因为这个案例源自实验课“青霉素的分离纯化”,如果实验操作中未能得到产品,那么对失败可能原因的分析就非常重要。在理论课教学中引入这一案例,一方面可以让学生通过学习,掌握青霉素分离纯化工艺中的关键点,深入理解工艺过程对产物稳定性的影响,另一方面,在今后的实践中,学生也可以灵活应用所学知识,避免一些常见的错误。 3.项目引导,培养研究能力。项目导向教学法的教学目标不在于现成知识的传授,而是教给学生获得这一结果的方法和途径,着眼于培养学生可持续发展能力,充分发挥学生学习的主动性和积极创新精神。在项目实施过程中,应以学生为主体,教师起辅助和引导作用。例如在讲述抗体类药物的制备时,要求学生去查找一种人源化抗体的设计和制备方法。学生自行去网上检索论文资料,然后翻译实验方法部分,整理并归纳某一种人源化抗体的设计方案,然后用流程图说明其制备方法。这些工作由学生在课余时间进行,在课堂上,部分学生到讲台上讲解,其他学生和老师对其工艺过程进行提问和讨论,课后学生再进一步补充和完善。通过项目引导的方法,使学生参与整个教学过程,培养研究能力。 三、多元化考核评价方式 考核是学生学习当中非常重要的一个环节,也是激励和推动学生自主学习的重要因素。在传统的闭卷笔试中,试题内容集中于课本或课件中讲授的内容,并一般都会有标准答案,这一考核方式使得学生只要死记硬背书本上的知识,就可以通过考核,不利于学生发挥创造性,也不能反映知识的灵活应用情况。因此,在考核上,应使用多元化的方式,如从平时作业的完成质量、参与课堂讨论的情况、课后师生互动情况、期末考试成绩等多方面进行考核和评估。同时,在期末试卷中,也要增加试题的灵活性与综合性,并以答题参考的知识点代替传统的标准答案,从而对学生的学习能力、研究能力以及创新能力等进行综合评价,引导学生更主动地去学习和思考。例如在本课程的期末试卷中,试题使用了灵活多样的形式,可以采用工艺改错、工艺设计、试验结果分析等多种形式,而且期末成绩占总评成绩的60%,平时成绩占40%,其中,平时成绩涵盖了作业、到课率、课堂讨论等方面。通过多元化的考核评价方式,调动学生学习的主动性,推进研究型教学方法的实施。 四、总结 研究性教学是以学生为主体的,教学的重点在于培养学生学习运用知识、提出和解决问题的能力,教学中如何设计教学情境,如何给予学生适当的指导,对教师来说是新的挑战。因此在课程的建设上,需要教师系统地对课程教学内容进行梳理,结合教学目标以及教师科研实践经验,设计合适的研究课题;而为了便于学生自学,还要建设课程相关的支撑体系,如在线课程、网络课程等,使学生可以在课余学习和掌握必要的知识;相应地,我们建立了《生物制药工艺学》精品课程网站,在爱课程网站上建设了该课程资源共享课,录制了授课视频、微课、实验操作录像以及企业生产工艺视频等,为本课程研究型教学方法的探索及实施奠定了良好的基础。作为生物制药等专业学生的骨干专业课程,《生物制药工艺学》课程的教学不仅需要传授学生专业知识,更重要地要从学习能力、团队合作及交流能力、创新能力等多方面地培养学生,拓宽其学术视野,提升专业技能和科研素质,为从事生物药物制造和研发奠定基础。研究型教学方法的实施,将在学生的综合能力培养中将发挥越来越重要的作用,成为综合性课程教学中的重要方法。 生物制药论文:中职生物制药专业设置与教学探索 【摘要】该文以广东省食品药品职业技术学校生物制药专业为例,结合学校现状,在明确专业培养目标和定位的基拙上,从教学模式和方法、课程建设、招生规模等方面进行探讨,为中职学校相关、相近专业的增设提供参考。 【关健词】中职生物制药专业设置 以科学发展观为指导,大力推动中等职业教育快速健康持续发展,是当前和今后一个时期我国教育事业改革与发展的重大战略任务。中等职业教育是我国高中阶段教育的重要组成部分,担负着培养数以亿计高素质劳动者的重要任务。中等职业学校要进一步确立以服务为宗旨、以就业为导向的办学指导思想,面向社会、面向市场办学,解放思想,更新观念,大胆进行办学模式和办学机制的改革和创新。 国家发改委划拨大量资金,支持生物医药产业。近年来,从国家到地方各级政府不断加大力度支持生物医药产业的发展,中国的生物制药产业保持持续增长态势,而且在未来一段时间,中国生物、生化制品行业将依然呈现较快发展态势。生物医药业渐为广东省支柱产业,目前,广东生物医药的产值和发展居全国首位。生物制药已经成为国际和国内增长最快的行业之一,生物制药产业的广阔前景,使社会对生物制药人才的需求剧增,生物制药人才供不应求。 基于以上理论和基础,我校面向社会、适应市场需求,开设生物制药专业,明确专业培养目标,突出职业特色,进行中职生物制药专业的教学探索,致力于改革和创新教学模式和方法,构建以能力为基础的生物制药专业教学模式。 一、学校专业及学科建设现状和优势 本校是一所省属公办中等职业学校,是广东省重点学校,发展思路清晰,目标明确,管理严格,坚持以服务为宗旨,就业为导向,技能为优秀,素质为根本,以行业办学为特色,紧扣行业发展的脉搏。学校设有药物制剂、药物分析、中药、中药制剂、医疗器械、医药营销、食品安全监管、食品加工技术、化妆品技术等多个食品药品专业,其中,药物制剂专业是广东省重点专业。师资力量雄厚,拥有多名具有丰富企业生产实践经验的双师型教师,教学设施齐全,实验实训设施配套,为培养高素质劳动者奠定了坚实基础。 二、专业培养目标定位 职业教育就是为社会生产、服务、建设、管理第一线培养应用型高素质技术人才。评价职业教育的质量,首先就是依据其特定的培养目标。培养目标是否清晰,教学过程是否按设定的培养目标去实施,是职业教育质量保障的根本。我校生物制药专业的培养目标定位为:培养具有良好的职业素质和坚实的职业生涯发展基础,掌握生物制药的专业技能和基本理论,适应生物制药行业生产、检验、流通领域的中等技术应用型、操作型专门人才。业务能力要求达到生物制药职业岗位群对应的中级工规定标准。 三、教学模式和方法 1.确定教学模式与建设 教学模式从传统的学科导向型教学模式向实践导向型教学模式转化,教学建设应朝着标准化、技能化、社会化发展,即:以国家规定的相应职业标准组织教学;以技能教授和全面素质培养为优秀内容,大力强化技能培训;人才培养应面向社会、适应社会、服务于社会。 2.充分依靠行业和企业办学 行业和企业是举办职业教育的重要力量。我校大力推行校企联合培养人才模式,充分认识到校企合作、“订单”培养是教学过程开放性的表现之一,能使用人单位提早介入学校的人才培养过程中,通过共同制定教学计划,共同组织教学,培养更加符合要求的职业人。学校与一些企业合作建立校外教学基地,企业优先接受我校学生顶岗实习和教师顶岗实践,对学校教学计划提出意见和建议。学校可根据企业生产的季节性安排学生到企业进行短期的生产实训,进行工学交替的教学。另外,校企双方还开展科研攻关、员工培训等深层次的合作。学校依托企业加强职业指导和就业服务工作,促进毕业生就业。 3.加强师资队伍建设 教师是教学的组织者和实施者。我校以教科研为引领,大力培养相关专业课程教师,选调骨干人员充实教师队伍,建立双师型教师奖励制度,从企业引进一批具有丰富生产经验的专业技术人才充实教师队伍,并从重点高校引进了一批硕士研究生作为教师储备资源加以重点培养;大力提倡教师进行教学模式和教学方法的改革,积极鼓励教师运用现代教学技术和网络资源,丰富教学内容和形式,增加教学容量,实现教学互动,提高课堂教学质量,培养学生具备学习的能力和不断学习的动力。 4.强化实验实训教学,加强实验实训室配套建设。 本专业的培养目标是培养适应生物制药行业生产、检验、流通领域的中等技术应用型、操作型专门人才,在教学过程中应大力强化技能培训,因此,我校大力推动实验实训室的配套建设,强化实验实训教学,既能加强对理论教学的理解,也能培养学生的实践能力。在实验实训的安排上,充分考虑实验时间的先后顺序和内容的衔接,适当减少基础性、验证性的实验,增加综合性、实用性的实验内容,使实验能保持知识和技能的连贯性,通过实验确实能提高学生的应用实践能力。 5.以素质教育为根本 建设文明校园,举办多种形式的知识竞赛和技能竞赛,营造健康积极的文化氛围。以素质教育为根本,坚持以德为先,注重职业道德培养与职业能力培养的紧密结合,促进学生全面发展。 6.在学历教育的同时加强非学历教育,增强毕业生的就业竞争力。 通过三年的教学,本专业毕业生应具有良好的职业道德,具有社会适应性和终生学习的理念;具有生物制药行业中等职业技能人才所必备的专业知识、职业技能和综合素质,毕业时获取中职生物制药技术专业毕业证书。 学校在日常教学中将国家劳动部门职业资格考证内容、行业企业上岗证考核内容纳入课程教学范围,通过学校组织学习和训练,学生可通过考试获得1种以上医药行业特有工种等级中级工相关技能证书,并可参加“3+证书”考试进行中专升大专,英语及计算机达到国家规定的要求。通过这样的非学历教育,增强了毕业生的就业竞争力。 四、课程建设 课程的设置应符合专业培养目标的要求,本专业的课程设置包括基础课程、专业基础课以及专业课,在课时的安排上,增大实践课时所占的比例,使技能训练与理论教学比例达到1∶1,实验实训开出率达到100%,充分突出以能力为基础的教学模式。 进行课程设置时,以就业为导向,保证目标岗位的需求,兼顾相关岗位的需要,设置的专业基础课主要有:实用医药基础、微生物与免疫基础、生物化学与生化药品、药事管理与法规、医药商品知识、生物制品基础及技术;设置的专业课主要有现酵技术、现代生物制药技术、生物制药设备、生物药物检验技术及GMP实务。 在开设必修课的同时,考虑学生的个性发展,拓展专业知识,设置一些选修课,学生可根据个人兴趣和潜能进行选择,开设的选修课有:心理健康、医药市场营销、公共关系与商务礼仪、储存与养护技术、中医药基本知识等。 五、招生规模 根据对广东省的市场需求调查结果,在现在的探索阶段,本专业将每年招生1~2个班,2009年是第一年招生,共招生60人,现在已按照专业设置的目标和方向良性发展。 我校在生物制药专业的实施过程中,将通过加强管理和教学实践,紧紧把握行业发展的步伐,不断进行改革,让学生得到充分的发展,为社会培养具有专长而又具有多种能力的高素质人才。期盼我校的生物制药专业能成为同类学校中具有相当影响力、并独具特色的学科专业,为医药经济和社会发展贡献力量。 生物制药论文:我国生物制药产业竞争力研究 摘 要:生物制药具有生命周期比较长,能够针对患者的疾病多制造出的药物,逐渐被人民群众接受。最近几年,对于研发和生产生物制药的厂家也越来越多,很多新的药品都在市场上出现。不过基于生物制药的后盾是强有力的科学技术,必须要有专业化的生产流程,还需要具备一流的专业人才进行生产。本文针对生物制药产业的现状,探讨了对于我国生物制药产业的影响因素,并研究了我国的生物制药产业在世界上的竞争力。 关键词:生物制药;竞争力;探析 生物制药不仅把生物医药新技术运用到制药的整体过程中,而且这些技术使得生物制药产业具有独特的性质。在流程中,主要包括对于药品的研制方面、药品的生产和流通上,以及对于生物技术的运用方面。 1 世界生物制药产业现状 最近几年,随着世界上遭遇到经济危机,在刚过去的几年,世界经济逐步回暖,有不少的药品已经到了专利期限的末尾,对于生物医药市场,其增长值发展得也比较慢,不过,基于当前社会的逐渐发展,人们对于健康的要求越来越高,人口数量和结构的改变,使得他们对于市场的需要发展有新的变化[1]。 世界药品市场的销售额一直稳步向前,在今后的几年,生物制药很有可能会进入一个快速发展的阶段,基于每一种产品的生命周期很长,对于一些有疑难杂症的患者非常适用。有着很广泛的销售前途,因此,有不少的医药企业,开始将自己的工作目标放到生物医药这个方面。现在,在世界上的生物制药品种已经有数百种了,有的药物正在临床试验当中,不久便会在市场上进行销售[2]。 我国是世界上人口最多的国家,政府对于医疗方面的投入力度也是很大的。这将对于我国医药行业的发展有着很大的作用。在2006年的时候,我国的医药行业的总的生产数值已经超越了5000亿元了,到2011年之后,增长了两倍的数额。在这样的环境之下,生物医药的制药产值已经位居世界前列了。到了现在,我国的华北制药厂、上海制药等行业,都对于生物制药有了重视,与此同时,也与国外的一些大集团进行相互之间的合作。进一步扩大医药产业的发展。作为相关的政府部门,也开始对于生物医药产业进行了战略性的改变,投入大量资金进行工程药物的研发力度。还加快了一些新型疫苗的研制,增强了生物医药在市场中的存在力度,由此看来,我国的生物制药产业将会持续很长一段时间,并进入一个快速的增长阶段。 2 影响我国生物制药产业竞争力的因素 对于国家产业的竞争力,其主要的影响因素有面临的机遇和政府方面的支持。我国在生物制药产业方面,所遭遇到的机会是非常好的。最近这些年,随着科学技术的不断前进,生物学方面技术的进步,给生物制药方面带来了新的发展机遇。比如说,对于一些有较大传染能力的疾病,以及一些恶性肿瘤的治疗方面,我国已经有比较大治疗进步。基于当前我国的一些重大项目计划,如“863”计划、“973”计划,这些计划都获取到了政府的大力支持,有充足的资金和人力资源的补充,为生物制药提供了坚实的经济基础,为研发的顺利进行奠定了必要的条件。国家也相继了一些措施,对于生物制药产业进行了相关的调整和优化,逐步促进生物制药产业的发展[3]。 3 我国生物制药产业竞争力的基本要素 对于每一个产业的竞争力,都是由其根本的生产要素方面、需求量和支持方面的产业所影响的,对于生产企业所作出的每一项决策,都与企业的内部生产结构有着极大的关系。 3.1 生物制药的生产要素 我国的一些生物制药厂家,在生产方面存在着不少的问题,在投入和产出方面存在着很大的不平衡现象,消耗的产品很多,导致了生产效益的低下,与此同时,技术含量也不过关,出现了污染严重的情况,排放出的废气很多,造成了严重的环境污染,这相对于我国的传统医药行业的发展,其危害是相当大的。与此同时,对于制药技术也有着较大的要求,研发人才的需要则是更加紧缺,虽然我国的人力资源丰富,但是真正有着科学技术含量的,干实事的人才还不是很多,对于一家制药企业,对于人才的要求则是更是苛刻,因此,人才的缺乏是导致我国生物制药行业的研发发展较为缓慢的一大因素,新的研究结果表明,我国的生物制药必须吸收拥有较高素质的人才资源,投入大量资金,不断研发属于自己的品牌,才能在世界中与其他国家企业进行竞争。 3.2 生物制药的需求 我们的国家,在医药市场方面的需要量是非常大的,随着人口的不断增加,尤其现在人口出现老龄化的现象极为严重,这将会使得医药行业的需求量增加,越来越多的人口出现各种各样的疾病,因此,人们对于药品的购买力度也增加了。 药品的质量安全方面的问题也引发了人们的关注,所以,在需求量不断增加的同时,我们还要加大力度,对于药物的监督管理方面进行完善,制定一些相应的法律法规,不断将这些法律法规运用到生产当中,对于不合格的药品执行强有力的查处力度,以确保我国的生物制药产业安全顺利的进行,增强在国际上的产业竞争能力。 3.3 支持性产业与相关产业 所谓的支持性产业,就是指为生物制药提供一定的原料的企业,这些企业必须和具备竞争优势的产业之间合作,共享一些生产技术,或者是对于营销渠道进行互相补充。对于生物医药产业往往紧密和支持性的产业,及有关产业一起合作发展,最终构成全面的产业群,从而不断提高自己的竞争能力。而在我国的生物医药产业已形成了准确的结构和体系,另外,还与很多高校的研究院联合起来,作为积极进行研究的平台和不断提高技术的平台,并且最终构建生物产业基地。随着这样的发展,引起生物制药方面的竞争力不断提升,在不断扩大内需,以及国家实施的政策的下,在全国范围内,生物基地已经具备50家,大部分分布在我国的东南沿海,以及东北三省,这些地区均很快构形一定的生物制药产业的格局。 4 结语 目前,随着经济的发展,不断提高了我国的生物制药产业的竞争力,与世界的领先水平相当,但是,在我国的生物制药产业方面仍然具有诸多的不足之处,这就需要人们积极对其进行对应的策略进行调整。为了提高生产技术,需要严格进行监管,进而稳定市场。我们在当今必须重视解决问题,最终提高我国在生物制药方面的竞争力。 生物制药论文:基于科技企业孵化器的生物制药产业技术创新管理模式研究 [摘 要]文章在借鉴国内外有关技术创新研究成果的基础上,结合云南省的实际情况,提出了具有云南特色的生物制药产业技术创新管理模式,并对提升云南生物制药产业技术创新管理水平提出了对策与建议。 [关键词]孵化器;生物制药产业;产业技术创新;云南省 目前,生物制药产业在飞速发展的过程中同样面临着技术创新能力需要不断提升,技术创新模式严重滞后于产业发展的窘境。本文在借鉴国内外相关产业技术创新研究成果的基础上,结合生物制药产业自身发展特点,提出了符合云南省情的生物制药产业技术创新管理模式,以期为其他各省市地区的产业技术创新管理模式的选择提供有益启示。 1 基于科技企业孵化器的技术创新管理模式分析 孵化器于20世纪50年代首先出现在美国,是一种通过向专门经过挑选入驻特定区域的科技型中小企业提供包括物理空间、基础设施以及相关专业化服务支持的介于市场与企业之间的高技术创业服务中心。[1]目前,我国科技企业孵化器在形式上形成了包括政府主导的综合性创业中心、大学科技园、留学人员创业园以及围绕某一特定领域,针对特定服务对象,培育和发展具有某种技术优势的专业技术企业孵化器四种类型。 基于科技企业孵化器的技术创新管理模式是在产学研合作创新模式的基础上,基于政府、大学和科研机构与高技术企业等创新主体各自所拥有的创新资源集聚到某个特定的区域,并以合同契约的方式聚合到一起共同组成的特殊技术创新联盟组织。[2]从技术的基础研发阶段到技术成果的商品化阶段,整个技术创新的过程都会受到上述六个驱动因素的影响和作用。该技术创新管理模式的优秀是为生物制药产业从基础研发、生产制造到市场销售整个新药研发过程提供一个全方位创新环境的保障。基于科技企业孵化器的技术创新管理模式[3]如图1所示。 2 基于科技企业孵化器的云南生物制药产业技术创新管理模式分析 2.1 云南生物制药产业技术创新管理模式可行性分析 云南生物制药产业技术创新管理模式的选择,要从本省生物制药产业的具体发展现状出发,既要看到生物制药产业发展的优势,也要看到存在的不足,形成符合省情的具有自己特色的模式。 2.1.1 龙头企业缺乏,创新能力亟待提高 2010―2012年,云南生物医药产业保持了年均25%以上的高速增长,其中,生物医药工业总产值2011年和2012年连续两年达到了29%以上的高位增长。2013年生物医药产业工业总产值达到338亿元,云南生物产业对战略性新兴产业增加值的贡献率已经达到60%以上。[4]然而,生物制药产业技术创新体系中各个创新主体仍旧是条块分割,各自为政。企业之间沟通协作少,资源共享、协同创新的发展氛围还未形成,导致低水平研究重复出现。 2.1.2 投资主体日益多元化,投资体系渐趋完善 融资仍然是生物制药企业面临的一大挑战。云南省大多数生物制药企业仍然处于发展的初级阶段,技术落后,自主创新能力不足,没有自己的产品上市,一般主要依赖风险投资。近年来,云南风险资本市场逐渐成熟,风险投资机构、金融服务机构纷纷进入云南,给云南生物制药产业带来了新的契机。同时,生物制药企业之间也通过股权转让、技术转让等途径建立技术创新联盟,这也预示着云南多元化投资体系渐趋完善。 2.1.3 产业政策与技术创新战略促进产业技术创新能力提升 2012年1月云南省印发了《云南省战略性新兴产业发展“十二五”规划》,推动实施了《云南省生物医药产业发展“十二五”规划》。“十二五”以来,生物制药产业被作为战略性新兴产业的首位产业进行培育和发展,生物制药领域的开发投资大幅增加。[5]技术创新是生物制药产业能够获得长期持续发展的原动力。为此,云南省积极推动产学研协同创新,把加强与国际、国内知名院校及科研机构的联系摆到提升创新能力的重要位置。 2.1.4 相关产业发展迅速,产业集聚效应凸显 目前,云南生物制药产业基地的相关园区格局已初步建成,形成了包括昆明国家高新技术产业开发区(昆明高新区)、玉溪国家高新技术产业开发区、文山三七产业园区、普洱工业园区四大生物产业优秀区,产业“集聚效应”日益凸显。 2.2 云南生物制药产业技术创新管理模式 云南生物制药产业技术创新管理模式是以起源于20世纪50年代美国硅谷为代表的集科研、生产、销售、流通、服务为一体的以政府为主导,科技企业孵化器为依托的园区经济发展模式。这种发展模式打破了传统的先建工厂后搞研发的模式,通过充分整合现有资源,共享基础设施和公共服务平台,推动产业集聚发展,同时有利于打造从上游原料的加工,产品研发到下游产品的生产、销售、流通的完整产业链。[6]“以平台促创新,以创新兴产业”的生物制药产业技术创新管理模式如图2所示。 创新驱动是云南生物制药产业获得发展的生命线。在整个生物制药产业发展过程当中,始终从科技创新、产业集聚、体制机制改革三个方面为产业创新基地的发展提档。科技企业孵化器是产业集聚最好的载体。从产业链的角度来看,产业创新基地承载着区域产业技术创新的系统组合与补充。为此,基地建立了“三大平台”,构建了“苗圃―孵化器―加速器”全产业链企业科技企业孵化器链条体系,形成了具有云南特色的生物制药产业技术创新管理模式。 2.2.1 产学研合作平台 为了解决好技术成果商品化的关键问题,产业创新基地与中科院昆明分院、中国医学科学院医学生物学研究所、云南省药物研究所、昆明植物研究所、昆明理工大学、云南农业大学等科研院所合作,建设国际技术转移中心,组建产学研技术创新联盟,推进开放实验室建设,为产业创新基地的企业提供专业化服务。 2.2.2 孵化器催化平台 为了实现整个产业链的可持续发展,产业创新基地积极推动孵化器体系的建设,搭建苗圃载体和企业加速器,升级孵化器平台。针对企业发展的不同阶段,根据企业发展的具体情况,建立了项目孵化、企业孵化、规模孵化三种不同类型的孵化器,进一步延伸了孵化器链条,构建全产业链企业创新孵化器链条体系。实行“清单式服务”,带动中小企业以及孵化器发展的同时,提升产业的技术创新能力,促进整个产业链的发展。 2.2.3 科技金融创新平台 建设金融创新服务中心,打造线上应用模块,探索互联网金融模式,集聚有实力的金融服务机构入驻,吸引社会资金注入,成立产业投资母基金,拓宽投融资渠道,构建以企业公共信用数据库、金融服务机构信息数据库为基础的信用档案系统。云南生物制药产业科技企业孵化器以企业为主体,市场为导向,体制机制为保障,倾力搭建“三大平台”,在新药研发过程中,跟踪服务,依托技术、人才以及区位优势,为企业创造良好的发展环境,通过整合资源,延伸上下游产业链,推动整个产业的良性发展。 3 提升云南生物制药产业技术创新管理水平的对策与建议 3.1 提高龙头企业集聚效应,促进产业转型升级 云南现有的生物制药企业规模普遍偏小,创新能力不强,昆明高新区聚集了全省超过80%的规模以上的生物制药企业,但企业间没有形成较好的资源共享、协同创新的发展氛围,知识产权保护意识和企业自主创新能力不足,导致低水平研究的投资重复,产品结构过于单一、趋同严重,竞争激烈。产业创新基地应以科技创新为龙头,营造良好的技术创新环境、完善产业创新基地中科技企业孵化器的功能,通过招商引资,吸引国内外科技研发企业、金融服务机构、高技术人才及科技服务业向产业创新基地聚集,形成产业规模,产生集聚效应和辐射效应,更有力的促进产业转型升级。 3.2 拓宽融资渠道,加大新药研发投入 云南要将生物制药产业打造成为新的支柱产业,拓宽融资渠道,加大资金投入是关键。在产业创新基地设立的“科技金融创新平台”的基础上,还应该鼓励更多的企业借助金融杠杆,在资本市场中融资。研发投入方面,要制定相应的产业发展政策,对于重大科研项目,新药研发项目设立专项基金。 3.3 提高技术成果转化率,完善协同创新体系 技术成果转化率低的根本原因归根结底在于很多“技术成果”不是技术成果,或者技术成果不成熟,或者技术成果脱离了市场需求。云南省应该结合生物制药产业的技术力量,在产业发展过程中,一方面,坚持新药研制与仿制药相结合,完善相关的技术创新体制和机制,促进科技成果尽快商品化;另一方面,不仅要与大学和科研机构建立“产学研合作平台”,而且要与国内外先进的企业之间建立合作,引进先进的设备、技术、高技术人才,形成符合云南省情的技术创新联盟和技术研发团队。 [作者简介]霍传冰(1989-),男,汉族,河南开封人,昆明理工大学硕士研究生。研究方向:技术创新管理。 生物制药论文:双水相萃取技术在生物制药中的应用分析 摘 要:双水相萃取技术作为生物技术的一种,在当今的制药类项目的建设环节起着巨大的作用,因此双水相萃取技术紧密连接在我们的日常生活之中,并且以一种尖端性生物制药技术而切实存在着,并对我们的生活起着巨大的改变。而在当今的经济体系建设环节的日益完善下,相应的制药体系也因经济与科技的发展而产生了一定的变化,藉此作为一项分离技术而言的双水相萃取技术也就需要进行自身的技术革新以进一步与实际的生物制药体系革新相匹配。因此本文分析并研究了双水相萃取技术在生物制药中的应用,以期为相关革新性机制的构建提供一定的理论依据。 关键词:双水相萃取技术;生物制药;应用;分析 双水相萃取技术是一项较为先进的生物技术,这一技术继基因工程的建设、蛋白质技术的研究以及细胞培养体系的构建等建设性技术推广体系的完善而出现,改变了当今的生物制药格局,因此被广大科研型医疗人员所发现并广泛实践在生物制药领域,在经过了一段时间的发展之后相应的应用成果已经对生物制药这一产业起到了较具革新意义的改变,但是作为一种新型技术体系,双水相萃取技术在实际的应用环节还是存在一定的弊端,因此需通过一定的解决措施将其顺利规避,但我们首先要对这一技术体系以及其与生物制药的结合情况有一个全方位的了解。 1 双水相萃取技术概述 双水相萃取技术是指把两种聚合物或一种聚合物与一种盐的水溶液混合在一起,由于聚合物与聚合物之间或聚合物与盐之间的不相溶性形成两相,是近年来引人注目,极有前途的新型分离技术。双水相萃取是1896年由Beijerinck最早发现的,1956年瑞典Lund大学的Albertsson第一次用来提取生物物质,1979年德国的Kula等人将双水相萃取用于生物产品分离纯化。此后,双水相体系的研究和应用逐步展开,并取得很大进展。该技术由于操作方便,分离效率高,不会导致被分离物质的破坏和失活,目前广泛应用于生物大分子物质的分离和纯化,相信随着该技术的进一步完善,其应用将更加广泛。 被分离物质进入双水相体系后由于表面性质、电荷间作用和各种作用力等因素的影响,在两相间的分配系数不同,导致其在上下相的浓度不同达到分离目的。常见的双水相体系主要有五类:聚合物/聚合物/水;高分子电解质/聚合物/水;高分子电解质/高分子电解质/水;聚合物/低分子量组分/水;聚合物/无机盐。目前应用最广泛的的双水相体系是聚乙二醇/无机盐体系。双水相体系萃取分离技术具有其独特的特点。首先反应条件比较温和,因此对被分离物质不会起到破坏作用,特别适合对具有生物活性的物质进行分离提纯。其次,双水相萃取技术操作方便,设备简单,并且能够直接与后续提纯工艺连接,不用进行特殊处理。双水相萃取技术的回收率也比较高,如果选择的体系合适,能够达到百分之八九十以上,并且分离速度也十分迅速。 2 双水相萃取技术在生物制药领域的具体应用 2.1 分离提纯蛋白质、酶 双水相萃取技术这一技术能够切实地将纯度极高并且具备一定的生物活力的蛋白质切实地从实体中分离出来,而在此之前,这一类蛋白质的分离性提取一直是较为艰巨的,而蛋白质作为一种商品,其在市场上的价值极为昂贵,因此相关的提纯工序所产生的经济效益是十分巨大的。而双水相萃取技术对于高纯度蛋白质的分离来说具备强而有力的优势。这一体系是在液态化的环境进行,此环境的含水量极高,而这刚好符合蛋白质的存活所需的环境条件,而双水相萃取技术的执行条件并不粗暴,反之极度温和,因此在这一操作环境下的实际操作过程中蛋白质的活性能够得到充分的保证。而双水相萃取技术的实际执行层面的张力还能够进一步降低,而这一张力越低对于物质之间的质量传递的阻力就越小,有助于传递的进行,而双水相萃取技术还能够使相应执行体系之间的联系更为紧密,并在此基础上使实际操作的步骤放大,进而有助于操作的顺利进行。 2.2 从天然物中提取成分 天然的产物是制药系统的重要资源,因此需要对天然产物进行一定程度的培养,并且保证在实际的制药体系中能够依据需要而取用相关的资源。但是天然产物的弱势在于其内部的成分的稳固性差,所以经过传统的萃取的天然产物的所的物质的大半成分都已经被破坏,不能起到萃取的作用。而双水相萃取技术经前文分析其实际的操作环境要比传统的萃取大环境温和,进而在此基础上所进行的萃取工作有利于天然产物中的成分保持,进而保证天然产物萃取物的活性,并且使天然产物经过萃取之后的利用率达到最大化。而双水相萃取技术体系内部的相也尤为重要,通过对相这一部分的结构性变化调整能够改变所得萃取物的质量,而这也是在对萃取物进行精度要求时的必备控制环节。这一技术在对植物类精油质、酶类物质、黄酮素、以及皂苷的萃取环节中得到了广泛而深入的使用。 2.3 推动抗生素的制备 双水相萃取技术对抗生素的适用性较强,在实际的抗生素萃取层面双水相萃取技术几乎可被运用于各类抗生素的实际萃取,而传统的萃取方法在对抗生素进行萃取时工作效率低下,并且实际的萃取率也不理想,因此双水相萃取技术与传统的萃取方式相较而言,更具高效性,并且还能够进一步对双水相萃取技术的执行环节所使用的能源进行较为合理的节约。与此同时,这一做法还在手性药物的的过的层面起到了一定的进展。手性药物的获得一般能够通过手性源合成法、不对称合成法和外消旋体拆分法。现有的各种分离方法成本较高且繁琐,探索新的方法具有十分重要的意义。研究人员利用双水相手性萃取技术拆分扁桃酸外消旋体;邢建敏利用双水相体系为手性识别体系,研究了异丙醇/盐和TritonX-114温度双水相体系中扁桃酸的分配行为,通过以L-酒石酸正戊酯和环糊精作为手性识别剂,优选出了最佳的分离体系。 结束语 总而言之,双水相萃取技术这一类新型萃取技术在实际的药品萃取层面的优势明显,并且效率极高同时还能够对能源进行较为深入的节约,但实际的工业化应用层面依旧存在这一定的问题,因此需要在实际的应用环节通过一定的研究将这些问题进行全面的规避,进而在此基础上,使双水相萃取技术有一个更具前景的发展方向,并在此基础上,以之进一步推动我国的生物制药技术的发展与进步,以此来引领全新时代下的经济发展潮流。 生物制药论文:深层过滤技术在生物制药生产中应用的研究进展 摘 要:在生物制药领域,过滤技术倍广发使用,过滤技术是生物药品制备过冲中一个非常重要的制备手段,能够有效控制产品质量。本文介绍了深层过滤技术在生物制药生产中应用的研究进展,进一步阐述深层过滤技术的重要性。 关键词:深层过滤;生物制药;研究进展 生物药物是指利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法制造的一类用于预防、治疗和诊断疾病的药品。 1. 过滤 过滤分为表面过滤和深层过滤,两者的作用机理不同。 表面过滤表面过滤是通过滤材表面对颗粒的捕捉来实现过滤功能,那么就需要统一的布置上下滤材的孔径。其中,滤网、薄膜等是非常有代表性的表面滤材。结合表面过滤理论我们可以得知,过滤介质在对流体中的固体颗粒杂质进行拦截时,依靠的主要是孔径的大小,这样滤材的表面就会停留以及堆积一些料液中的悬浮杂质颗粒[1,2]。 深层过滤一般来说,都是由纤维构成滤材,过滤介质空隙形成的通道往往都十分的曲折和细长,介质内部的空隙要大于被过滤的度上 杂质颗粒,这样滤材就会在纵向深度中捕捉颗粒。要知道,并不是在 介质的外表面发生过滤作用,而是在介质的全部空隙体内发生。在 热运动和流体的动力作用下,通道壁面会流一些料液中的细小杂质颗粒,静电吸附以及表面张力会截留这些杂质颗粒[3-5]。近些年来,随着膜技术的不断发展,目前很多的企业和研究机构都研究出来了高性能过滤膜,这种过滤膜具有很强的深层过滤性能。 2.深层过滤的应用 在生物制药工艺中,企业对于过滤介质的精度有着十分高的要求,那么为了提高过滤产品的精度,过滤产品供应商为了获得较小的孔径,往往采用的方式是增加滤材的密度[6-9]。但是,采用这种方式存在着一些弊端,如果过滤介质有着较高的密度,在过滤过程中,过滤介质就会有较大的压差,降低流速,这样过滤性能就会受到影响,如果介质没有很高的强度,还会出现一些其他的现象,比如滤材击穿等,这样就无法保证下游流体的质量。 基因重组和单克隆抗体是现代生物制药的两大成就,依赖它们,已获得一些用传统方法不能获得的、优良的诊断和治疗疾病的药物,比如胰岛素、生长激素、干扰素、疫苗等。从重组微生物或动物细胞培养液中提取药物比传统产品困难得多,首先在培养液中有效成分的含量很低,但杂质含量却很高。因此,深层过滤去除杂质、内毒素显得尤为重要,深层过滤能够有效去除杂质,提高有效成分含量[10]。 随着膜质量的改进和膜装置性能的改善,在生物制药中下游加工的各个阶段,将会越来越多地使用深层过滤技术。例如,单抗药物开发过程中,利用微滤进行发酵液的初步过滤,利用分离层析去除特定杂质,利用超滤去除蛋白质杂质和色素,利用反渗透进行浓缩,利用色谱进行分离纯化,最终制得成品,成品纯度达到97%以上。 下面以超滤为例,说明深层过滤在生物制药生产中应用的进展情况。 膜分离过程是根据被分离物质的大小来进行的,超滤是最常用的膜分离过程,它借助于超滤膜对溶质在分子水平上进行物理筛分。在工业规模的生产中,膜过滤装置由膜组件构成,密度可达每立方米数百到上万平方米。为了满足不同的生产能力的要求,可使用几个甚至几十个膜组件。膜组件大致有四种形式,分别为管式、中空纤维式、螺旋卷绕式和平板式,不同的形式适合制备不同的产品[11]。 超滤技术具有以下几点优越性: (1)操作过程不需要热处理,故对热敏感物质是安全的,特别是生物药物。 (2)没有相变化,能耗低。 (3)浓缩和纯化可以同时完成。 (4)分离过程不需要加入化学试剂。 (5)设备和工艺较其他分离纯化方法简单,且生产效果高。 生物药物都是大分子药物,例如酶的分子量在20000-200000之间,因此可以使用MWC10000的膜进行浓缩和去除低分子量的杂质,收率可达到95%以上。 超滤可用于蛋白质物质的浓缩和精制,多糖类物质的精制等。 下面介绍膜色谱分离生物大分子纯化的应用实例: (1)血浆制品的分离 使用CM250型弱阳离子交换色谱对人血浆进行分离,人血浆中的几种主要蛋白质全部得到分离,蛋白质的总回收率达90%以上。 (2)单克隆抗体的纯化 使用CM250型径向弱阳离子交换柱,成功地纯化了阿达木单克隆抗体。 (3)IGase酶的分离纯化 IGase酶具有治疗口腔疾病功能的一种酶,利用DEAE型径向膜色谱柱进行分离纯化,纯化过程的定性定量及条件优化乃至工业放大生产都非常方便、实用。 (4)人尿激肽释放酶的分离纯化 组织激肽释放酶在生理上具有维持局部血压,稳定血液畅通,参与水和电解质平衡的调节作用,现在国外正用此酶进行高血压基因疗法的研究。由于QAE离子交换色谱技术的应用,省去了盐析和高速冷冻离心步骤,大大节省了时间,证明径向离子交换色谱柱不仅具有分离纯化的功能,同时还具有浓缩的能力[12]。 高效分析膜色谱是对生物活性大分子进行快速成分分析和定量的一种可行的方法,利用这种方法采用不同配基,可在不同条件下对各种生物活性大分子进行定量分析及样品制备,具有速度快、易于定量、非特异性吸附低、柱压低、成本低以及柱体积小等优点。这种分析生物大分子的方法有着极好的应用前景。美国Millipore公司20世纪90年代初期推出了可与高效液相色谱仪器配套使用的分析型离子交换膜色谱柱,主要用于生物大分子的快速分离分析。 生物药物制备工艺中,不同分子量的物质的分离纯化往往使用不同的深层过滤技术。例如,蛋白质分子的形状各异,有细长如纤维状、有些则密实如球形,分子量则从6KD左右至几千KD不等,利用这些差别采用凝胶柱和超滤进行分离;又如,组成蛋白质的某些氨基酸残基侧链基团含有各种可解离的基团,如谷氨酸和天冬氨酸含有羧基,赖氨酸含有氨基,组氨酸含有咪唑基,精氨酸含有胍基酪氨酸含有酚基,色氨酸含有吲哚基等,这些基团数量和分布各异,使得不同的蛋白质表面的带电情况不尽相同,因此可以采用离子交换柱进行深层过滤纯化;又如,利用蛋白质是专一生物功能的物质,通过与其他生物大分子或小分子物质相互结合而发挥功能,可以使用亲和层析进行深层过滤与纯化;又如,利用蛋白质的疏水性不同,疏水相互作用色谱柱进行分离纯化[13]。 3.展望 目前看,膜分离过程可与亲和配基集合,形成了亲和膜分离过程,离心分离与膜分离过程相结合,形成了膜离心分离过程等。这类技术,具有选择性好、分离效率高、节约能耗等特点,是今后深层过滤发展方向。 生物制药论文:我国微生物制药菌渣管理现状浅析 摘 要:随着我国微生物制药行业的发展,我国对于微生物制药中产生的菌渣管理方式也不断的改进。本文从这一个角度出发,分析现阶段我国在菌渣管理中存在的问题,并且针对这些问题体处对策。 关键词:微生物制药;菌渣管理 我国已经成为世界上最大的抗生素生产和出口大国,根据相关部门的研究统计,我们发现在2009年中国的抗生素的产量已经高达15万吨,出口占总体的三分之一。而全世界使用的青霉素等抗生素中,将近90%都产自中国。根据生产研究我们发现,生产1吨抗生素中会产生40吨的湿菌渣,在2009年我国生产出来的湿菌渣就将近600万吨。所以,如何处理湿菌渣,就是我国现阶段所需要面对得主要问题。尽管我国已经开始摸索如何处理菌渣,但是对于菌渣的管理系统却极少研究。 1 菌渣使用管理方式的改变 菌渣中含有大量的蛋白质等营养元素,可以将其作为牲畜食用饲料或者饲料的添加剂来进行使用和处理,这是一种十分有效的回收利用方式。早在二十世纪五十年代,世界上就已经有许多国家使用菌渣作为主要的原料来生产出高蛋白的饲料,而在五十年代后期,上海的制药厂已经开始能够一些生物制药遗留下来的菌渣晒干之后作为主要的饲料添加剂,并且生产出了一种具有独立商标的饲料产品,作为新的经济增长点。字词到八十年代,我国许多制药厂已经陆续开始将菌渣晒干后作为蛋白质添加剂或者私聊来进行销售。而自20世纪90年代以来,制药厂已经开始与研究机构展开合作,开始利用高新技术来处理菌渣,不仅注意到菌渣自身所具有的各种优势和特点,同时还对于菌渣采取一些预先处理,减少菌渣中对人身体产生的损害。 此外,使用对非技术来处理菌渣,是一种新的方式。这种方式不仅能够十分稳定的进行菌渣的处理,还能确保菌渣的无害性,此外最关键一点在于成本投入使用低。堆肥产品还能够降资源作为有机化肥使用,具有极好的经济型效益,曾经在整个世界内被广泛的接受和运行,但是在菌渣中残留的一些抗生素可能会对微生物产生抵制,从而堆肥所生产的产品能够符合国家所提出的标注,这些问题还需要相关部门和研究所进一步展开研究。 在2008年年初,我国环保局就根据抗生素的问题对全国上下许多生产厂家展开调查,之后根据研究规定抗生素菌渣为“危险废弃料”,并且在2008年将其列入危险废弃物的名录之中。 2 我国微生物制药菌渣在管理中存在的问题 首先,将菌渣全部按照国家规定的危险废弃物进行监督管理,能够将他对环境产生的风险降到最低,然而这对我国生产过程中产生的庞大的废弃菌渣来说,对于菌渣的处理能力实在是过于落后,无法及时的完成对于菌渣的处理。 另外,在菌渣的生产管理方面,因为受到各种生产管理方面的约束,即便是同一家企业的不同生产批次产品在产生的废弃菌渣方面也存在这极大地差别,无法按照成品等情况对于菌渣的产生量展开计算。 而在场内进行菌渣管理方面因为管理条例无法统一,不同企业在标准的执行方面完全不同,存在着对于环境影响的隐患。另外,因为不同区域内部的监督管理控制方法和对于设备的要求也缺少规范性的规定约束。另外,具体的操作工作人员方面来看,菌渣处理的企业缺少独立的安全工作规范条例和具体资格的考核,所以使得这些工作人员在具体的工作过程中存在着安全威胁。 此外,在菌渣的运输和管理方面,因为生产产量十分胖发,对于运输工具的要求极高,运输车辆不仅要有着极强的工作强度,还要有着高频率,如果按照政府相关部门所颁布的危险运输制度,那么整个审批的手续十分的繁琐,需要浪费大量的时间在审批工作至上。此外,还因为审批工作量极大,使得政府部门的审批工作流于形式,完全忽视了安全性。 3 微生物制药菌渣管理建议 3.1 建立菌渣贮存管理制度 凡产生的菌渣不能立即运往处理处置场所立即进行处理的,均需进行适当的包装并暂存在菌渣贮存设施内。根据调研分析结果,由于菌渣产生量过大且贮存标准相对较高,不建议菌渣产生单位进行厂内贮存,建议菌渣贮存时间不超过24h。不同类别菌渣抗生素残留、含水率及相关特性不同,因此不同类菌渣均应分开贮存且必须有隔离间隔断贮存。在菌渣贮存选址的时候,须参考有关规定,远离人员密集区、高压输电线路防护区、水源保护区及给排水明渠。 3.2 建立菌渣运输管理制度 建立行政主管部门与相关企业在线管理监控平台,实现对菌渣产生企业的收集运输位置及菌渣置处理全过程的实时监管。在运输方式上,可分为委托运输和自行运输。委托运输是指菌渣产生单位(或处置单位)需委托进入菌渣专业运输名录名单内的企业承运,而自行运输是指菌渣产生单位(或处置单位)具备菌渣运输资质,可运输本单位产生(或处置)的菌渣。同时,应建立健全菌渣运输资格认证制度,设置菌渣专业运输名录企业名单。 3.3 建立菌渣处理管理制度 具有自行处置菌渣条件的大型抗生素制药企业可自行建设菌渣处理处置设施,若对外承接菌渣处理须向环保部门审批备案;委托处置单位必须取得环保部门相关菌渣处置资质,生产方须核查相应资质证书,并复印备案。建议行政部门制定菌渣处置专用资质及资质认定系统,凡具备菌渣处理能力的企业均应获得资质后方可运营。并且,菌渣处理处置企业应建立健全员工岗位培训制度,从而减少造成环境事故的风险。 3.4 菌渣管理的相关事项 构建区域信息共享平台,使不具备处置能力的中小型企业可以充分利用大型企业的技术优势,减少设施重建,降低成本,达到行业内综合效益最大化。建议建立健全菌渣事故报告制度,及时掌握环保事故,菌渣事故报告制度分为速报和处理结果报告两步:速报即事故发生1h之内及时上报相应行政主管部门,任何部门不得以任何理由进行瞒报;而结果报告为在速报基础上,重点针对事故发生原因、采取的应急措施、相应事故处置措施、事故潜在风险、社会影响及处理遗留问题等内容进行汇报,并出具相关部门有关危害及处置结果证明文件。同时,建议相关菌渣处置企业为突发性或事故性事件购买第三方责任保险,以便能够为意外时的损害赔偿要求提供保险金;此外,建立菌渣生产和处理企业信用评级制度,通过行政主管部门日常巡查结果、不定期监督抽检的情况、企业内部管理的机制等因素,确定要评价的指标和权重,依据评价结果,对相应企业进行奖励或惩处,并制定下一年度重点监管企业名录。 4 结论 随着对菌渣的研究不断深入,我国对菌渣的管理方式也随之改变。在国外,部分国家并未把菌渣列入“危险废弃物”名单。我国对菌渣在管理层面上则存在诸多问题,菌渣处理能力仍然落后,菌渣产生量难以推算,储存管理上尚缺统一规范,运输管理上审批工作繁琐。针对存在问题,在菌渣的贮存管理,运输管理,处理管理及相关事项上提出了建议,以期菌渣能得到高效安全的处理处置。 生物制药论文:浅析中国生物制药行业现状及发展 [摘要] 生物制药技术以基因重组、单克隆技术为代表,已形成较完整的产业链。通过分析生物制药技术基础及产业链,研究我国国内生物制药行业发展现状,对比世界先进国家的生物医药产业,寻找差距存在。立足我国生物医药产业的发展之路,以高端生物仿制药和CRO为发展突破口,为生物医药产业创造巨大的市场空间和良好的发展环境。未来中国医药市场潜力巨大,政府应当推动生物产业赶超计划,落实创新驱动的发展战略,把创新摆在医药工业发展全局的优秀位置,把增强技术实力作为建设医药强国的战略支点,实现我国生物制药行业新发展。 [关键字] 生物制药;行业现状;发展 生物医药是现代生物技术生产中的重要产品,是衡量一个国家现代生物技术发展水平的一个重要的标志。生物制药产业是制药业中发展最快、活力最强、技术含量最高的领域之一。我国把生物技术列为一门“前沿技术”,加强生物技术各领域的应用,把生物技术作为未来高技术产业赶超的重点。生物医药和生物制药领域是重点发展的领域,我国生物产业发展必须加快其规模化、集聚化和国际化进程。目前,中国生物医药产业已经具有良好的基础,但与世界先进国家的生物医药产业相比还存在差距,必将经历从科研到产业化的艰难之路。近年来,我国不断加大力度支持生物医药产业的发展,创造出巨大的市场空间和良好的发展环境。 一、生物制药技术基础及产业链 现代生物技术也可称之为生物工程,是新的科学技术支柱之一。生物技术的应用范围十分广泛,在医药卫生领域得以广泛应用,并取得显著成效,蕴含着巨大的发展潜力迅速成长。生物制药这一制药技术,以基因重组、单克隆技术为代表,通常在大规模、集中化的发酵工厂进行,它的生产过程既不同于传统的化学药物,也不同于从动、植物中提取的药物。生物工程技术制造药物,首先通过基因工程或细胞工程培养出“工程菌”或“工程细胞株”,然后再利用现酵技术进行大规模的培养,从中提取出所需的药物。生物药在分子结构、物化特性、制备技术等方面与化学药不同,综合利用了微生物学、生物技术等科学的原理和技术,从生物体、细胞、体液等提取制造一类用于预防、治疗和诊断的生物工程制品。这一制品具有高效性,对疾病也具有鲜明的针对性。生物技术的发展加速了新科学知识的产生与应用,生物技术不断创新发展,生物产业正加速着新的技术时代。 生物制药业作为典型的高新技术产业,具有技术、投入、收益、风险四高及低污染的特征。制药行业产业链可以简单分成研发、测试、上市销售三个阶段,组成生物制药产业链的各环节与传统制药行业基本一致,但在每个环节上的技术基础差异很大,主要的生物制药技术如基因重组、单克隆等均源于上世纪对细胞内部结构的突破性发现。生物工程药物的发展,给制药工业带来一次革命性飞跃,将在持续提升人类的医疗保健水平上发挥重大作用。 二、国内生物制药行业发展现状 我国生物医药产业规模庞大,但自主研发能力仍很薄弱,药品生产以仿制为主,原创性药物较少,生物医药关键技术和国际水平相比也有较大的差距。因此,培育发展生物医药产业,并大力促进整个产业参与国际竞争,将成为提升我国生物医药产业整体发展水平和竞争力的关键。 (一)行业起步较晚,行业产销均保持较快增长。 在市场需求旺盛和政策大力扶持等利好因素的推动下,2012年我国生物药品制造业实现工业销售收入1775.43亿元,同比增长19.42%;2013年生物药品制造业需求稳定增长,实现销售收入2381.36亿元;2014年我国生物医药行业虽然受到药品持续的降价和医保控费政策的双重影响,实现销售收入2749.77亿元,收入和利润增速远超当年GDP增速,分别达到13.95%和11.82%,仍然保持着良好的增长势头。2013-2015年,我国生物医药产业产值年均增速达到20%以上,这不仅推动了一批拥有自主知识产权的新药投放到市场,还集聚形成一批年产值超百亿元的企业,大大提高我国生物医药产业的集中度及在国际市场中的份额。 (二)行业技术落后于国外技术,行业以中小型企业为主,大型企业占比偏低。 我国生物药品制造业中,产品多集中在较为低端的仿制疫苗、血液制品行业,技术壁垒较低。支持我国生物技术产业化的设备、技术落后及生物技术的产研脱节等因素是导致我国生物技术产业化水平低的主要方面。2012年,我国生物药品制造业总资产达1848.07亿元,同比增长14.9%,小型企业资产占比为38.02%,大型企业资产仅为17.17%,大型企业占比明显偏低。我国生物技术公司特别是创业型企业面临众多压力,缺乏拳头产品,企业发展规模小,产品产业化程度低下,众多问题都在制约我国国内生物制药行业的发展。 (三)行业整体技术水平显著提高,已经具备较强的基础。 经过多年的快速发展,我国生物技术领域的基础技术和实验室阶段等都已接近国外先进水平,明显缩小了与世界先进国家的差距。国际上,美国、日本和欧洲是生物制药业的主要集中地,所开发的产品及市场销售额都占居全球优势。美国作为生物制药的发源地,拥有经费投入、产品开发和研制、产品生产和市场上的国际领先优势。多年来,政府支持、国内外风险投资的增长、大量跨国生物制药公司进入中国,这些都为中国生物制药产业的发展提供了强大动力。我国必须通过发展资源节约型、环境友好型的生物制药,进一步完成医药行业的产业升级换代,占领未来全球生物制药制高点。 三、生物制药行业要以高端生物仿制药和CRO为发展突破口 生物类似物是我国生物制药表现最为活跃的领域,是CRO(新药研发合同外包服务机构)快速发展的要素之一。现阶段在生物制剂市场上,跨国制药企业占据垄断性地位,拥有绝对的技术优势,成为中国企业在行业发展中的巨大障碍。中国生物医药行业仍存在多重瓶颈有待突破。国内生物制药行业以高端生物仿制药和CRO为短期内最有希望取得关键性突破的环节。生物仿制药和CRO共同的特点是需求增长较快、前景明朗,国内的成本优势明显;不同的是CRO未来市场规模较为有限,而生物仿制药市场规模较大,对经济发展具有很强的支撑作用。 (一)高端生物仿制药 生物仿制药特别是单抗等高端生物仿制药的技术壁垒较高,未来需求巨大,在一定程度上对仿制药企业的利润水平和发展速度提供了保障。目前全球对生物药的需求巨大,但是生物药的价格较为昂贵,对其普及造成限制。我国生物制药产业起步晚,发展快,但当前许多前沿生物技术仍落后于欧美等国家,通过仿制药物仿创结合,加以系统集成,既能实现技术上赶超的目标,也能满足当前我国防治重大疾病、应对突发疫情及处理重大卫生事件的用药需求。我国要改善生物制药行业所处法律环境,加强知识产权保护,加快中国版生物仿制药审批通道,为国内高端仿制药发展扫平道路;加强对生物制药产业链监管的整合,改变目前各个环节互相分割的监管现状,进而加速我国生物制药产业化进程。 (二)CRO CRO是一种学术性或商业性的科学机构,是通过合同形式向制药企业提供新药临床研究服务的专业公司。CRO 作为制药企业的一种可借用的外部资源,其显著的作用就是能降低整个制药企业的管理费用并大大提高效率。CRO能在短时间内迅速组织起一个临床研究队伍,该团队体现出高度专业化及丰富的临床研究经验。由于目前生物技术产业研发投入和风险不断扩大,生物医药企业无法具有产业中所包含业务的全部优势,必须借助外部资源即专业的研发机构才能促进生物医药的发展。近年来,中国行业发展迅速,成为世界医药外包的热土,已经超过印度成为亚洲研发外包首选地。未来,欧美市场的增长率预期会下降,而亚洲新兴市场的增长率将不断提高,这给中国带来巨大的发展机遇。随着人力成本的提高,中国CRO企业的成本优势逐渐削弱,国内企业未来发展必须在提升研究品质和为客户提供定制服务两方面需找突破口。 四、生物制药行业前景展望 面对产业竞争和发展的新要求,我们要增强紧迫感和忧患意识,用改革创新推动生物医药产业发展。在医疗改革和国家基本药物制度快速推进的背景下,国家持续增加对全民大健康产业的投入,这为生物医药行业的发展奠定了坚实的基础。据预测,2020年我国生物医药市场将成为全球第二大生物医药市场,仅次于美国。生物医药在治疗肿瘤、冠心病、神经退化性疾病、自身免疫性疾病及血液替代品的研究开发等领域具有巨大的发展潜力。我国“十三五”期间,生物医药产业将重点确定为大力发展重大疾病化学药物、生物技术药物、新疫苗、新型细胞治疗制剂等多个创新药物品类。这充分表明我国将加大生物医药的研发力度,中国生物医药产业未来的市场潜力必将十分巨大。 产业转型的时代背景下,我国的产业政策对生物制药形成了较大的支撑,生物医药产业被确定为我国的七大战略新兴产业之一。生物制药是生物技术的重点应用领域之一,我国未来医药工业要实现升级发展,关键是要落实创新驱动的发展战略,逐步缩小与制药强国在创新能力上存在的差距,既要把创新摆在医药工业发展全局的优秀位置,也要把增强技术实力作为建设医药强国的战略支点,不断完善以企业为主体,以市场为导向,政产学研用相结合的创新体系,进一步推动生物医药产业的规模化、集聚化和国际化发展。
环保科技论文:雨水回收利用技术运用在中节能(苏州)环保科技产业园项目 【摘要】:雨水利用是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施,将会为解决未来水资源短缺问题做出重要贡献,本文以下内容将结合作者多年的工作经验对雨水回收利用技术运用在中节能(苏州)环保科技产业园项目展开技术运用数据分析及探讨。 【关键词】:雨水回收;环保节能;技术运用;价值; 一、项目概况 本项目为中节能(苏州)环保科技产业园项目雨水综合利用工程,项目位于江苏省苏州市,项目总占地面积为97598㎡,其中索乐图厂房屋面面积为6609㎡,绿地面积为27127㎡(绿化率约为30%),景观水体约为2152㎡。收集项目区域内下垫面雨水处理后可用于该区内车辆冲洗和绿化、道路浇洒用水、景观水体补给及中水回用等,本设计雨水收集后主要用于微碳科技冲厕用水、绿地浇洒、景观水体补给。 二、雨水收集利用的设计依据 1、甲方提供的基础数据 2、中华人民共和国建设部颁布的: GB50400-2006 建筑与小区雨水利用工程技术规范 GB50015-2003 建筑给水排水设计规范(2009年版) GB500336-2002 建筑中水设计规范 GB50318-2000 城市排水工程规划规范 GB50014-2006 室外排水设计规范 GB/T50085-2007喷灌工程技术规范 《建筑与小区雨水利用工程技术规范实施指南》 3、《北京泰宁科创科技有限公司雨水利用资料汇编》 三、雨水收集利用的总体规划及计算数据 统计江苏省52年降雨数据得苏州市年均降雨量1031.4 mm,年均降雨次数为114.3次。设计重现期1年一遇日降雨量为45.6 mm,水池容积计算取33.1 mm,相当于重现期0.15年的降雨强度,此时雨水控制率为84.5 %。 按设计规范要求,屋面雨水初期弃流可采用2-3mm径流厚度,地面雨水初期弃流可采用3-5 mm径流厚度,本设计取4 mm,水池设计容积已除去初期雨水弃流量,即实际可收集雨水量为29.1 mm,收集索乐图厂房屋面汇水面积为6609.0㎡,综合径流系数为0.9。 b.根据水景的循环水量确定景观补充水量。本项目水景面积为2152.3 m2,取平均水深为 0.5 m,根据《全国民用建筑工程设计技术措施/给水排水》(2009年版),室外水景的补水量按照水体3%-5%计算;大于500 m3的水体循环周期为2.5-5天,本项目采用3 %的循环水量进行补充,3天循环一次,则 循环水量=水景面积×平均水深/循环天数= 2152.3×0.5/3=358.7 m3/d 本项目景观补充水日用水量: Q2=循环水量×补水百分比×1= 358.7×3%=10.8t/d c.根据《建筑给水排水设计规范》:绿化浇洒用水定额可按浇洒面积1.0~3.0L/㎡·d计算,本设计取2.0L/㎡·d; 浇洒绿地日用水量:Q=F绿地×0.002 按照设计规范要求雨水回用保质周期易为3-5天,结合苏州地区多雨季节两场降雨间隔时间,本次设计雨水利用天数取:T=2.5d 综上所述,本方案在项目收集区域范围内雨水管网末端(见图纸标注)绿地下设置1座80.0m³雨水综合利用一体化构筑物,收集下垫面雨水。水池实际占地面积为40.0㎡,一次降雨可供回用水量为76.0 m³,其中3.4m³用于冲厕用水,10.8m³用于景观水体补水,余量雨水61.8m³用于绿地浇洒。61.8m³雨水可用于12360.0㎡绿地2.5天用水量。 (3)年均雨水资源量分析 结合项目图纸,年均雨水资源总量为:6609.0×0.9×1.0314=6134.87 m³ 四、设备选用 1、初期雨水弃流系统 初期雨水水质检测表 通过以上测试结果可以看出在雨水的收集利用过程中,初期降雨水质较差,应该将初期降雨的雨水予以排除,收集较为洁净的中、后期降雨的雨水。能够实现这一功能的设备称之为雨水初期弃流装置。 雨水的弃流采用弃流井,内置LQL-200A型初期雨水弃流装置。弃流雨水进入路面雨水排放管线,中、后的洁净雨水进入屋面雨水收集管线,流向雨水储水池。 2、PP模块储存净化一体化雨水利用构筑物 用于收集雨水的储存装置,采用成品装配式PP方块,可以采用不同数量的组合,而成不同的容积。该材质储水池便于安装施工,且容易保证储水池内水质。此类 PP储水方块可回收使用。 主要材质及功能:以聚丙烯塑料模块相组合,形成一个地下水池,在水池周围根据工程的需要可以包裹防渗不透水和可以入渗透水的两种土工布,作成贮水型和渗透型的两种不同类型。塑料模块组合的水池安装方便,承载力大。同时内壁粗糙度为0.009,比混凝土内壁光滑,内部结构不易附着杂质,更有利与保证水质稳定。水池上方可做为绿地,种植花草和树木等,起到美化环境的作用。 五、雨水收集后使用 根据用途不同采用不同的处理方式,本项目的雨水主要用于绿化、景观补水、道路浇洒,考虑屋面雨水的水质,以及对用水水质的要求,本项目所收集的雨水经雨水过滤体统后,可满足以下用水水质要求。 雨水在经过初期弃流后的水质为:CODcr70~100mg/L;SS20~40mg/L。所以雨水在经过简单的处理后即可达到相应的水质标准。具体工艺流程如下: 雨水收集利用工艺流程图 六、综合评价 1、雨水收集利用的价值和实用性 城市雨洪利用技术是针对城市开发建设区域内的屋顶、道路、庭院、广场、绿地等不同下垫面所产生的径流,采取相应的措施,或收集利用,或渗入地下,以达到充分利用资源、改善生态环境、减少外排径流量、减轻区域防洪压力的目的,系寓资源利用于灾害防范之中的系统工程。与缺水地区农村雨水收集利用不同,城市雨洪利用不是狭义的利用雨水资源和节约用水,它还包括减缓城区雨水洪涝,回补地下水减缓地下水位下降趋势,控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。因此,城市雨洪利用是一项多目标综合性控制技术。 目前,水资源的缺乏已成为世界性的问题,在传统的水资源开发方式已无法再增加水源时,回收利用雨水成为一种既经济又实用的水资源开发方式。雨水利用是解决城市缺水和防洪问题的一项重要措施。雨水利用就是把从自然或人工集雨面流出的雨水进行收集、集中和储存利用,是从水文循环中获取水为人类所用的一种方法。雨水利用将会为解决未来水资源短缺问题做出重要贡献。 2、雨水回用节约的经济价值 1)通过控制地表雨水径流,缓解地表雨水对景观水体的污染 初期雨水中夹杂着大量的泥沙和地表污染物,通过系统对地面径流的控制可以有效的缓解景观水体的面源污染。 2)通过有效的截留和控制雨水,可大幅减室外雨水排水管网的规模(约20%左右),同时可降低末端雨水提升泵站的投资。 3)与中水回用项目相比,雨水收集利用系统更适合在居民小区发挥作用。雨水收集系统建设较简单,在小区房屋基建时,在屋顶增设排放雨水的管道,地下建一个蓄水池就行了,其后期的运行管理也不复杂。收集的雨水可用于小区绿化、景观,既环保又经济(雨水回用设备运行维护费用约为0.16-0.19元/立方米)。 环保科技论文:在环保科技辅导中应注重培养学生的创新能力 人与自然和谐共处,实现可持续发展,是当今世界的主题。当人们因为对大自然的攻击而造成土地贫瘠,洪水泛滥,疾病横行时,终于从一味的索取中醒悟过来,开始考虑如何善待我们的大地之母,开始寻找各种合适的生态重建的途径与模式。学校是开展环境教育的一块重要基地,作为草海生态湿地周边的教师,如何教育和引导学生从小养成热爱自然,热爱环境,保护好草海湿地,建设良好的生态环境,使之成为贵州高原的一颗永远璀璨明珠,是我们不可推卸的责任和义务。 “教育的根本目的是尊重生命”,环境教育更是如此。环境教育不是一个美好的词汇,也不是一种时髦,它需要我们每一个人付出踏踏实实,非常艰苦的努力,真正深入到基层。作为一名环境教育教师,让孩子们回到自然中去,重新亲近大地,带领他们在自然里做游戏,去体验人与人,人与自然以及自然本身原来应该有的和谐与平衡, 不仅是为了环境教育,也是对幼稚心灵的抚爱和陶冶。 我的教育对象是草海周边的学生,目的是为了帮助他们认识到自己的家乡-草海的价值,认识到保护自己生长的家园的重要性以及如何适应,有效地利用自己家乡的资源,把自家的家乡建设成社会主义新农村。因为,他们还是孩子,但是总有一天,他们会长大成人,家乡将因为他们的改变而改变。下面就怎样教学《草海故事》这本乡土教材谈谈自己的创新体会。 1激发好奇心,培养创新意识 好奇是儿童的天性,是创新的动力,是创新意识的萌芽。在教学中,教师只有激发了学生浓厚的兴趣,才能激发学生的创新意识。如在教学《我所知道的草海》时,我用“参视法”教学,目的是通过做草海资源图,了解学生对草海的资源分布的主观认识。首先告诉学生“什么叫参视法”? 参视法, 就是要求人人参与,主动发言,共同找出解决问题的办法。其实解释“什么是资源图”?资源图就是一张沿着某一条直线所做的横断面图,在这条线上能反映村庄生态系统,居住环境和土地利用的特征。第三,告诉学生为什么要做草海资源图?因为草海是贵走省最大的淡水天然湖泊,也是一个典型的高原湿地生态系统,它有着丰富的动植物资源,并且是黑颈鹤等珍稀鸟类及其他候鸟的重要越冬地。草海资源图能直观反映草海人和草海的关系。那么,怎样做草海资源图呢?(1)回忆头脑中草海的自然状况图:(2)在纸上画出草海的主管地图;(3)在图上尽量包含你所了解的草海的自然结构和所有物种;(4)分组绘制草海资源图;(5)分组选代表汇报;(6)教师评估。这样通过制作资源图,培养了学生的动手动脑能力,激发学生的兴趣,提高了学生对草海环境的认识,从而产生保护草海的意识。由于资源图是每个学生经过思维,交流后的结晶,所以具有一定的创新性。又如在教学《草海的鸟类》时,由于草海的鸟很多,同学们想要把草海常见鸟类的形态,生活习性及其他特点都记住很困难,也很枯燥。所以我就用了“指鼻子”的方法进行教学。规则是:教师说出关于某种鸟类的八条线索,每天线索之间要停顿,给学生思考的时间。学生猜到这个动物时,就给老师一个信号,那就是指着自己的鼻子。学生发现自己猜错了,可以咳嗽,捂嘴,挠头,假装自己没有指鼻子。大部分学生都猜到时,老师让学生一起大声说出答案。下面,就让我们来玩一玩吧。请按游戏规则做好准备,老师开始讲线索:(1)我能或二,三十岁;(2)我每年可以孵化两个蛋,但大部分只有一个能活下来;(3)飞的时候,我挺直脖子,向前伸;(4)我喜欢在浅水里休息;(5)我喜欢吃小鱼,小虾,苞谷和洋芋;(6)我处于濒危状态,全世界只有不到6000只我的同类:(7)冬天的时候,你在草海能找到我;(8)我的脖子很长,是黑色的。当我讲完第八条线索时,所有的学生都指着自己的鼻子,最后我让他们一起说出来,学生大声地喊:“黑颈鹤!”这时,我抓住机会,让学生也来把他们熟悉的动物讲一讲,让大家猜。学生争先恐后地上来说自己的动物谜语,兴趣非常浓,思维也很活跃。最后,我问学生:“这节课感受最深的是什么?”他们说:“我们感到对鸟有一种亲密感,就好像它是我们的朋友一样!”这样,学生不但很快记住了各种鸟的特征,还产生了对鸟的关爱之情,从而萌发了保护鸟的意识。达到了人鸟和谐相处的目的。课后,学生告诉我,他们不但会用游戏的方法猜动物,还会用模仿动物的声音和形态让大家猜。这就是学生因爱心而萌发的创新表现。 2重视引导学生自主探索,培养学生的创新能力 在教学活动中,学生是活动的主体,教师要转变角色,便知识的讲授者为活动的组织者,指导者,参与者。在活动中,我尽量设计一些探索性,开放性的问题,给学生提供自主探索的机会,提供比较充分的思考空间,引导大量学生大胆思索,突破习惯的思维方式,鼓励学生求异创新。在教学《草海的生态系统》时,我首先让学生作一个“拉网游戏”:让孩子们站成一圈,组织者拿出线球站在中间,请一个孩子随便充当当地的一种生物,把线头给他。织网开始了,谁能说出另一种与它有关系的自然界的因素,就把线头交到谁手里(比如第一个孩子说自己是土壤,小草的根长在土壤里,就把线交给他,又有一个孩子说自己是蚯蚓,吃土壤,再把线交到她手里,下一个孩子说自己是小鸡,会吃蚯蚓…)现在孩子们之间来回连接,一会就织成了一张自然界各种因素的关系网。当网织好了,我们要看一看网中的任何一个因素与其他因素的关系怎样。组织者说有人盖房子,伐倒了一棵树(或是别的什么变化),这时扮演树的孩子首先受到伤害,他要用力扯动手里的绳;感到绳子力量的人都是通过某种途径受到树死亡影响的自然因素,那么他们再扯动绳子,表示对其他因素又产生影响;最后讨论;(1)大家体会发生了什么?(2)这样的变化会给我们人类带来什么危害?(3)我们该如何解决? 通过大家的体会。讨论和探索,学生了解了生物链,生物之间以及生物与环境之间息息相关,任何一种生物或自然环境发生变化都会波及其他的生物。当自然环境遭到破坏,人类和一切生物都会发生危机。人们在遇到危机的时候只有发扬互助协助精神,才能把问题解决好。这样,既培养了学生解决问题的讷讷管理,又让学生知道了生态平衡的重要性。又如在教学《人口与资源》时,我同样创设一个情景,让学生亲身体验“人口对环境产生的巨大压力”。 (1)在地上话一个大小适中的方框,代表一个人最初所拥有的土地。 (2)请一个学生进入方框,让他们说说自己在这块土地上的感受。 (3)第二个学生进入方框,请他们说说成家后,两个人在这块土地上的感受。 (4)请几个学生同时进入方框(数学可以有老师按照当地的出生率决定),请他们说说生子后,一家人的感受。 (5)按照第二代结婚生子的规律,一次进入土地,每次请学生讲自己站在这块土地上的感受。 (6)当土地无法承载人口时,请大家齐心协力解决问题(问题解决的标志在于每个人的双脚都落在方框内) (7)让两组学生按照不同的人口出生率扮演两个家庭,其中一个家庭的人口增长慢,另一个家庭的人口增长快,两个家庭成员依次进入方框,人口增长快的家庭会现在方框内站满。 (8)开放式讨论: (9)人口增长对资源环境产生哪些影响? (10)我们如何解决人口增长所带来的问题? 通过学生的讨论,大家一致认为在草海周边生存的人,日子为什么那么苦,其中一个原因就是人口增长过快。所以,要使草海人富起来,必须控制人口的增长,改变多子多福的观念,提倡科技兴农,发展生态农业。这样即摆脱了贫苦,又保护了环境。总之,通过这样的训练,让学生在不断探索与创造的气氛中,是创新精神的培养落到了实处。 3注重知识的时间活动,培养学生的创新能力 荷兰著名教育学家弗莱登塔尔指出:教学的优秀是学生的“再创造”,也就是说要由学生本人所学的知识用自己的思维方式发现或创造出有关的知识。为此,在教学中,要让学生在观察,实验,猜测,归纳,分析和整理的过程中去实现知识的“再创造”。从而使学生创新能力的培养得到升华。如教学《草海生病了》这一单元时,我这样引导学生进行再创造;让学生了解草海所面对的环境问题,用卡片排序法确定本校学生感受最深的环境问题,就某一环境问题做户外考察。 3.1关于水环境:的是为了了解水资源和水危机的基本知识,提高保护家乡的水资源的意识。 课前:让学生算算1982年草海草海的水比1958年少多少?比1972年多多少?问问爷爷奶奶,海子干的时候,周围情况有哪些变化?想想你们家和草海的水有哪些关系? 课中:用头脑风暴的形式讲:水的用处,当地水的状况,关于水危机,了解当地水资源分布情况。按照居住的学生分为组,发给学生调查表。讲解调查方法,要求注意事项。 课后:学生回家,就近采集3个水样,准备3个干净的小饮料装水用,一个纸盒自制试管架。 (1)三种水样:饮用水,自然界中质量好的水,被污染的水; (2)请老人讲述当地水的变化 (3)绘制家乡水分布图; 实验前:分组介绍自己身边的水环境情况。 实验中:按要求进行实验。 实验后:对水样透明度,漂白度,气味,ph值,水质检测进行分析,总结存在的问题,让学生献计献策。 3.2关于垃圾 (1)目的:固体废弃物对环境的影响,加深对垃圾问题的认识和理解,了解前因后果,培养学生对环境负责的态度和行为。步骤:1,课前学生回家自备塑料袋收集垃圾,注意不要用于直接接触有毒有害物品。同时学生分组,发给统计表。 (2)课堂上:①让组长把大家身边的废弃物品收上来集中。请小组代表介绍本组观点,并展示给大家。②估算全校学生的家庭每天产生垃圾的数量。③通过“头脑风暴”发表对垃圾的种种见解。④观看录像;关于垃圾及垃圾处理的录像片段。⑤分小组讨论(小组长作好记录);a,垃圾增加的原因;b,垃圾的危害;c,如何减少垃圾;d,处理垃圾有哪些方法;e,我们周围的环境中存在哪些垃圾问题;f,关于垃圾,我们该如何去做;g,提出切赫自己实际的行动方案。 (3)课后:利用废弃物制作公益作品,介绍并展示给大家。 3.3关于资源利用: 目的:了解如何永续利用鱼类资源,懂得可持续发展的道理。 方法:捕鱼游戏。 过程:情景教学。 草海边的人,世代都已打渔为生。云菊爷爷说:原来海子里有河泡鱼,白条鱼,现在都消失了。为什么会这样呢?让我们来做一个游戏吧。看看应该什么时候捕鱼? 怎么捕鱼? 老师准备好小篮子和糖果。小篮子代表草海,糖果代表草海里的鱼。你们分成小组坐在篮子的周围,你们就是生活在草海边上一个村庄的人,你们先给自己的村子起一个名字吧。 现在,游戏开始了! (1)每年的四五月份,正是青黄不接的日子,一家老小都饿肚子。你准备到海子里去捕鱼,换些粮食回来。(结果每个小组都把鱼全捕了) (2)如果同学们把“草海”里的鱼一下子就抢光了,其他靠鱼生活的小鸟会怎样?明年还捕得到鱼吗?(学生思考) (3)现在大家重新开始捕鱼。如果草海里还剩下一半的鱼,你们就有机会再得到小鱼,因为鱼的繁殖能力很强,如果适度捕捞,不会破坏平衡。 (4)按照规则3连续捕鱼和补充鱼苗。 (5)请同学们讨论为什么有的村还有鱼,有的村没了? (6)按照规则3重新捕鱼,请每个村子想办法让草海里一直都保持有鱼。 3.4绿色畅想(成果展示与分享):让每个学生都参与到活动中,请同学们分别畅想自己向往的绿色家园。学生们在纸上自由画出自己向往的家园:山,河,房子,学校,树木,小草,田地,鱼,牛,桥,蝴蝶,鸟等,或者写一篇文章描述家乡的发展。这种训练使学生在求异中不断获得解决问题的简捷方法,并逐步趋向创新,使学生具备了一定的创新能力。 总之,培养学生的创新意识,创新精神和初步的创新能力是时代赋予我们的艰巨任务。为实施素质教育,为培养出更多的高素质人才,我们必须努力开拓创新教育途径。 一、企业简介 武汉泰肯环保科技发展有限公司(以下简称“公司”)成立于1999年5月14日,企业法人陈万红,注册地为武汉硚口区长丰乡农利村工业园,是专业从事环境在线监测仪器研发、生产、制造、集成、安装和运行维护服务的高科技型公司。 二、企业承担项目情况 受武汉市环境监察支队委托,公司承担2012年武汉市非国控和国控重点企业废水在线监测系统的运营工作,根据2012年国控及非国控企业名单,工作范围包括:湖北友芝友乳业有限责任公司、武汉毅峰印染有限公司、武汉沃特科凌水务发展有限公司(武汉邾城污水处理厂)、武汉市光明乳品有限公司、湖北纽兰药业有限公司和武汉乐百氏食品饮料有限公司六家业主单位共六套废水自动连续监测设施的日常运行维护。各项目点污染物排放种类、浓度以及各现场点在线监测设施运行情况具体如下: (1)湖北友芝友乳业有限责任公司 该单位主要生产乳制品,日加工鲜奶约1200t。废水自动连续监测系统安装于废水排放口。其主要监测项目:COD、流量、pH值、氨氮。污染物排放浓度:COD 0~100mg/L,pH值6~9,氨氮0~15mg/L。 废水自动连续监测系统设施运行状态良好,运营工作均按照国家污染源自动监控管理的相关规定执行。 (2)武汉毅峰印染有限公司 该单位主要生产各类全棉、全涤、涤棉、化纤、混纺等系统产品。废水自动连续监测系统安装于废水排放口。其主要监测项目:COD、pH值、流量。污染物排放浓度:COD 0~500mg/L,pH值6~9。 废水自动连续监测系统设施运行状态良好,运营工作均按照国家污染源自动监控管理的相关规定执行。 (3)武汉沃特科凌水务发展有限公司 武汉沃特科凌水务发展有限公司(武汉邾城污水处理厂)日处理污水量2.5万t。废水自动连续监测系统安装于废水排放口。其主要监测项目:COD、氨氮、总磷、pH值、流量。污染物排放浓度:COD 0~60mg/L、氨氮0~8mg/L、总磷0~1mg/L、pH值6~9。 废水自动连续监测系统设施运行状态良好,运营工作均按照国家污染源自动监控管理的相关规定执行。 (4)武汉市光明乳品有限公司 武汉市光明乳品有限公司日处理污水量2.5万t。废水自动连续监测系统安装于废水排放口。其主要监测项目:COD、氨氮、pH值、流量。污染物排放浓度:COD 0~100mg/L、氨氮0~8mg/L、pH值6~9。 废水自动连续监测系统设施运行状态良好,运营工作均按照国家污染源自动监控管理的相关规定执行。 (5)湖北纽兰药业有限公司 湖北纽兰药业有限公司日处理污水量2万t。废水自动连续监测系统安装于废水排放口。其主要监测项目:COD、pH值、流量。污染物排放浓度:COD 0~100mg/L、pH值6~9。 废水自动连续监测系统设施运行状态良好,运营工作均按照国家污染源自动监控管理的相关规定执行。 (6)武汉乐百氏食品饮料有限公司 武汉乐百氏食品饮料有限公司日处理污水量2.5万t。废水自动连续监测系统安装于废水排放口。其主要监测项目:COD、pH值、流量。污染物排放浓度:COD 0~100mg/L、pH值6~9。 废水自动连续监测系统设施运行状态良好,运营工作均按照国家污染源自动监控管理的相关规定执行。 环保科技论文:在环保科技辅导中应注重培养学生的创新能力 人与自然和谐共处,实现可持续发展,是当今世界的主题。当人们因为对大自然的攻击而造成土地贫瘠,洪水泛滥,疾病横行时,终于从一味的索取中醒悟过来,开始考虑如何善待我们的大地之母,开始寻找各种合适的生态重建的途径与模式。学校是开展环境教育的一块重要基地,作为草海生态湿地周边的教师,如何教育和引导学生从小养成热爱自然,热爱环境,保护好草海湿地,建设良好的生态环境,使之成为贵州高原的一颗永远璀璨明珠,是我们不可推卸的责任和义务。 “教育的根本目的是尊重生命”,环境教育更是如此。环境教育不是一个美好的词汇,也不是一种时髦,它需要我们每一个人付出踏踏实实,非常艰苦的努力,真正深入到基层。作为一名环境教育教师,让孩子们回到自然中去,重新亲近大地,带领他们在自然里做游戏,去体验人与人,人与自然以及自然本身原来应该有的和谐与平衡, 不仅是为了环境教育,也是对幼稚心灵的抚爱和陶冶。 我的教育对象是草海周边的学生,目的是为了帮助他们认识到自己的家乡-草海的价值,认识到保护自己生长的家园的重要性以及如何适应,有效地利用自己家乡的资源,把自家的家乡建设成社会主义新农村。因为,他们还是孩子,但是总有一天,他们会长大成人,家乡将因为他们的改变而改变。下面就怎样教学《草海故事》这本乡土教材谈谈自己的创新体会。 1 激发好奇心,培养创新意识 好奇是儿童的天性,是创新的动力,是创新意识的萌芽。在教学中,教师只有激发了学生浓厚的兴趣,才能激发学生的创新意识。如在教学《我所知道的草海》时,我用“参视法”教学,目的是通过做草海资源图,了解学生对草海的资源分布的主观认识。首先告诉学生“什么叫参视法”? 参视法, 就是要求人人参与,主动发言,共同找出解决问题的办法。其实解释“什么是资源图”?资源图就是一张沿着某一条直线所做的横断面图,在这条线上能反映村庄生态系统,居住环境和土地利用的特征。第三,告诉学生为什么要做草海资源图?因为草海是贵走省最大的淡水天然湖泊,也是一个典型的高原湿地生态系统,它有着丰富的动植物资源,并且是黑颈鹤等珍稀鸟类及其他候鸟的重要越冬地。草海资源图能直观反映草海人和草海的关系。那么,怎样做草海资源图呢?(1)回忆头脑中草海的自然状况图:(2)在纸上画出草海的主管地图;(3)在图上尽量包含你所了解的草海的自然结构和所有物种;(4)分组绘制草海资源图;(5)分组选代表汇报;(6)教师评估。这样通过制作资源图,培养了学生的动手动脑能力,激发学生的兴趣,提高了学生对草海环境的认识,从而产生保护草海的意识。由于资源图是每个学生经过思维,交流后的结晶,所以具有一定的创新性。又如在教学《草海的鸟类》时,由于草海的鸟很多,同学们想要把草海常见鸟类的形态,生活习性及其他特点都记住很困难,也很枯燥。所以我就用了“指鼻子”的方法进行教学。规则是:教师说出关于某种鸟类的八条线索,每天线索之间要停顿,给学生思考的时间。学生猜到这个动物时,就给老师一个信号,那就是指着自己的鼻子。学生发现自己猜错了,可以咳嗽,捂嘴,挠头,假装自己没有指鼻子。大部分学生都猜到时,老师让学生一起大声说出答案。下面,就让我们来玩一玩吧。请按游戏规则做好准备,老师开始讲线索:(1)我能或二,三十岁;(2)我每年可以孵化两个蛋,但大部分只有一个能活下来;(3)飞的时候,我挺直脖子,向前伸;(4)我喜欢在浅水里休息;(5)我喜欢吃小鱼,小虾,苞谷和洋芋;(6)我处于濒危状态,全世界只有不到6000只我的同类:(7)冬天的时候,你在草海能找到我;(8)我的脖子很长,是黑色的。当我讲完第八条线索时,所有的学生都指着自己的鼻子,最后我让他们一起说出来,学生大声地喊:“黑颈鹤!”这时,我抓住机会,让学生也来把他们熟悉的动物讲一讲,让大家猜。学生争先恐后地上来说自己的动物谜语,兴趣非常浓,思维也很活跃。最后,我问学生:“这节课感受最深的是什么?”他们说:“我们感到对鸟有一种亲密感,就好像它是我们的朋友一样!”这样,学生不但很快记住了各种鸟的特征,还产生了对鸟的关爱之情,从而萌发了保护鸟的意识。达到了人鸟和谐相处的目的。课后,学生告诉我,他们不但会用游戏的方法猜动物,还会用模仿动物的声音和形态让大家猜。这就是学生因爱心而萌发的创新表现。 2 重视引导学生自主探索,培养学生的创新能力 在教学活动中,学生是活动的主体,教师要转变角色,便知识的讲授者为活动的组织者,指导者,参与者。在活动中,我尽量设计一些探索性,开放性的问题,给学生提供自主探索的机会,提供比较充分的思考空间,引导大量学生大胆思索,突破习惯的思维方式,鼓励学生求异创新。在教学《草海的生态系统》时,我首先让学生作一个“拉网游戏”:让孩子们站成一圈,组织者拿出线球站在中间,请一个孩子随便充当当地的一种生物,把线头给他。织网开始了,谁能说出另一种与它有关系的自然界的因素,就把线头交到谁手里(比如第一个孩子说自己是土壤,小草的根长在土壤里,就把线交给他,又有一个孩子说自己是蚯蚓,吃土壤,再把线交到她手里,下一个孩子说自己是小鸡,会吃蚯蚓…)现在孩子们之间来回连接,一会就织成了一张自然界各种因素的关系网。当网织好了,我们要看一看网中的任何一个因素与其他因素的关系怎样。组织者说有人盖房子,伐倒了一棵树(或是别的什么变化),这时扮演树的孩子首先受到伤害,他要用力扯动手里的绳;感到绳子力量的人都是通过某种途径受到树死亡影响的自然因素,那么他们再扯动绳子,表示对其他因素又产生影响;最后讨论;(1)大家体会发生了什么?(2)这样的变化会给我们人类带来什么危害?(3)我们该如何解决? 通过大家的体会。讨论和探索,学生了解了生物链,生物之间以及生物与环境之间息息相关,任何一种生物或自然环境发生变化都会波及其他的生物。当自然环境遭到破坏,人类和一切生物都会发生危机。人们在遇到危机的时候只有发扬互助协助精神,才能把问题解决好。这样,既培养了学生解决问题的讷讷管理,又让学生知道了生态平衡的重要性。又如在教学《人口与资源》时,我同样创设一个情景,让学生亲身体验“人口对环境产生的巨大压力”。 (1)在地上话一个大小适中的方框,代表一个人最初所拥有的土地。 (2)请一个学生进入方框,让他们说说自己在这块土地上的感受。 (3)第二个学生进入方框,请他们说说成家后,两个人在这块土地上的感受。 (4)请几个学生同时进入方框(数学可以有老师按照当地的出生率决定),请他们说说生子后,一家人的感受。 (5)按照第二代结婚生子的规律,一次进入土地,每次请学生讲自己站在这块土地上的感受。 (6)当土地无法承载人口时,请大家齐心协力解决问题(问题解决的标志在于每个人的双脚都落在方框内) (7)让两组学生按照不同的人口出生率扮演两个家庭,其中一个家庭的人口增长慢,另一个家庭的人口增长快,两个家庭成员依次进入方框,人口增长快的家庭会现在方框内站满。 (8)开放式讨论: (9)人口增长对资源环境产生哪些影响? (10)我们如何解决人口增长所带来的问题? 通过学生的讨论,大家一致认为在草海周边生存的人,日子为什么那么苦,其中一个原因就是人口增长过快。所以,要使草海人富起来,必须控制人口的增长,改变多子多福的观念,提倡科技兴农,发展生态农业。这样即摆脱了贫苦,又保护了环境。总之,通过这样的训练,让学生在不断探索与创造的气氛中,是创新精神的培养落到了实处。 3 注重知识的时间活动,培养学生的创新能力 荷兰著名教育学家弗莱登塔尔指出:教学的优秀是学生的“再创造”,也就是说要由学生本人所学的知识用自己的思维方式发现或创造出有关的知识。为此,在教学中,要让学生在观察,实验,猜测,归纳,分析和整理的过程中去实现知识的“再创造”。从而使学生创新能力的培养得到升华。如教学《草海生病了》这一单元时,我这样引导学生进行再创造;让学生了解草海所面对的环境问题,用卡片排序法确定本校学生感受最深的环境问题,就某一环境问题做户外考察。 3.1 关于水环境: 的是为了了解水资源和水危机的基本知识,提高保护家乡的水资源的意识。 课前:让学生算算1982年草海草海的水比1958年少多少?比1972年多多少?问问爷爷奶奶,海子干的时候,周围情况有哪些变化?想想你们家和草海的水有哪些关系? 课中:用头脑风暴的形式讲:水的用处,当地水的状况,关于水危机,了解当地水资源分布情况。按照居住的学生分为组,发给学生调查表。讲解调查方法,要求注意事项。 课后:学生回家,就近采集3个水样,准备3个干净的小饮料装水用,一个纸盒自制试管架。 (1)三种水样:饮用水,自然界中质量好的水,被污染的水; (2)请老人讲述当地水的变化 (3)绘制家乡水分布图; 实验前:分组介绍自己身边的水环境情况。 实验中:按要求进行实验。 实验后:对水样透明度,漂白度,气味,ph值,水质检测进行分析,总结存在的问题,让学生献计献策。 3.2 关于垃圾 (1)目的:固体废弃物对环境的影响,加深对垃圾问题的认识和理解,了解前因后果,培养学生对环境负责的态度和行为。步骤:1,课前学生回家自备塑料袋收集垃圾,注意不要用于直接接触有毒有害物品。同时学生分组,发给统计表。 (2)课堂上:①让组长把大家身边的废弃物品收上来集中。请小组代表介绍本组观点,并展示给大家。②估算全校学生的家庭每天产生垃圾的数量。③通过“头脑风暴”发表对垃圾的种种见解。④观看录像;关于垃圾及垃圾处理的录像片段。⑤分小组讨论(小组长作好记录);a,垃圾增加的原因;b,垃圾的危害;c,如何减少垃圾;d,处理垃圾有哪些方法;e,我们周围的环境中存在哪些垃圾问题;f,关于垃圾,我们该如何去做;g,提出切赫自己实际的行动方案。 (3)课后:利用废弃物制作公益作品,介绍并展示给大家。 3.3 关于资源利用: 目的:了解如何永续利用鱼类资源,懂得可持续发展的道理。 方法:捕鱼游戏。 过程:情景教学。 草海边的人,世代都已打渔为生。云菊爷爷说:原来海子里有河泡鱼,白条鱼,现在都消失了。为什么会这样呢?让我们来做一个游戏吧。看看应该什么时候捕鱼? 怎么捕鱼? 老师准备好小篮子和糖果。小篮子代表草海,糖果代表草海里的鱼。你们分成小组坐在篮子的周围,你们就是生活在草海边上一个村庄的人,你们先给自己的村子起一个名字吧。 现在,游戏开始了! (1)每年的四五月份,正是青黄不接的日子,一家老小都饿肚子。你准备到海子里去捕鱼,换些粮食回来。(结果每个小组都把鱼全捕了) (2)如果同学们把“草海”里的鱼一下子就抢光了,其他靠鱼生活的小鸟会怎样?明年还捕得到鱼吗?(学生思考) (3)现在大家重新开始捕鱼。如果草海里还剩下一半的鱼,你们就有机会再得到小鱼,因为鱼的繁殖能力很强,如果适度捕捞,不会破坏平衡。 (4)按照规则3连续捕鱼和补充鱼苗。 (5)请同学们讨论为什么有的村还有鱼,有的村没了? (6)按照规则3重新捕鱼,请每个村子想办法让草海里一直都保持有鱼。 3.4 绿色畅想(成果展示与分享):让每个学生都参与到活动中,请同学们分别畅想自己向往的绿色家园。学生们在纸上自由画出自己向往的家园:山,河,房子,学校,树木,小草,田地,鱼,牛,桥,蝴蝶,鸟等,或者写一篇文章描述家乡的发展。这种训练使学生在求异中不断获得解决问题的简捷方法,并逐步趋向创新,使学生具备了一定的创新能力。 总之,培养学生的创新意识,创新精神和初步的创新能力是时代赋予我们的艰巨任务。为实施素质教育,为培养出更多的高素质人才,我们必须努力开拓创新教育途径。 环保科技论文:环保科技技术推广基础性问题探究 摘要:本文从环保科技技术推广的基本概念、推广条件、推广中秉持理念、推广中采取手段以及推广需求培养等几个方面对环保科技技术推广中遇到的若干问题的基本性方面进行了探究,目的在于为环保科技技术的有效性与可持续性推广提供理论方面的重要支持。 关键词:环保科技;技术推广;基础研究 随着环境保护工作的深入开展以及政府对环境保护科研工作的日益重视,环境保护科研成果也越来越多。但是,纵观目前国内环境保护科研成果特别是环境保护科学技术(简称“环保科技技术”)的应用现状,却很难达到预期的效果与效益,经过分析可以认为导致这种情况出现的主要原因是环保科技技术在推广与应用过程中还存在很多问题,这些问题严重阻扰了环保科技技术在实践中的有效推广与应用,而在解决这些问题之前首先必须解决一些基础性的概念或问题,诸如环保科技技术进行推广需要具备哪些基本的条件?环保科技技术在推广中需要秉持哪些基本的理念?单一的或成系统的环保科技技术推广的手段是什么?环保科技技术的需求需要从哪些方面进行培养?等等。为了理清以上概念和问题,本文着重对此进行了初步研究。 1环保科技技术相关概念辨析 1.1环保科技技术 环保科技技术是对污染防治技术、资源综合利用技术、节能降耗技术、生态恢复技术、清洁生产技术以及环保型产品生产等技术的综合简称。 本文中需要进行推广的环保科技技术应该具备以下基本条件: 1.1.1符合国家相关产业政策和技术政策; 1.1.2工艺比较成熟、技术相对先进、经济比较合理; 1.1.3对防治环境污染、改善环境质量和保护生态环境具有重要作用; 1.1.4适用范围较广,具有在局部地区或全国推广的可能性; 1.1.5工业产权或专有技术权属明确。 1.2环保科技技术推广 环保科技技术的推广要以国家重点环保实用技术为重点,以环保科技技术潜在需求方为主要推广对象,采用多种手段促使环保科技技术转化为社会单元实实在在的环保生产力,最终达到解决和提升社会单元的环保问题和社会环保影响力,促进区域环保水平和经济、社会、环境得到有效提升和发展。 2环保科技技术推广理念 在环保科技技术推广与服务过程中,应秉持以下基本理念: 2.1区域观与局部观相结合理念 环保科技技术推广的对象主要是社会中的各环境影响单元,各环境影响单元环保科技技术的充分落实能够有效的改善和解决局部的环境问题,而社会各环境影响单元间的环保科技技术充分落实的“累积膨胀效应”会对区域宏观环境的改善起到积极的作用。 2.2先进性、经济性与适用性相结合理念 本文中要进行推广的环保科技技术。首先,应在同类技术中比较先进,以此反映该项环保科技技术要进行推广的技术必要性;其次,该项技术也应具备一定的经济性,超过社会各环境影响单元经济承受能力的环保科技技术在具体的应用过程中是不可持续的;最后,要进行推广应用的环保科技技术必须与社会各环境影响单元的实际环境问题有机结合起来,否则就很难达到预期目的。 2.3引导性、指导性与服务性相结合理念 一般意义上,环保科技技术是一种以知识产品为表现形式的特殊社会商品,其既具有一般商品的特征(使用价值和交换价值),也具有科技商品的某些特征(干预社会、知识产品、知识模糊),此外还具有自身的一些特点(主要为社会公益性)。环保科技技术这种固有的一般商品特性决定了其在交换过程中必须按照市场规律进行交换。 2.4单一性与综合性(集成性)相结合理念 一般情况,环保科技技术是一种具有综合性或集成性的科技成果,其中涉及到的技术主要有微电子技术、物化反应技术以及微生物技术等。 2.5及时储备与适时利用相结合理念 正如在环境影响评价工作中要对一些环保问题及时的进行预见和提出以便预先采取对策一样,环保科技技术也要根据可能出现的环保问题及时创新和储备。 3环保科技技术推广手段 3.1行政手段 由于目前我国还未形成和制定出环保科技技术推广的市场交易规则、服务体系以及相关配套政策,致使许多环保科技技术与需求对象之间的对接能力很弱,社会各主体单元的环境保护效果很差,这在很大程度上影响了我国环境保护事业的良性发展。随着我国市场经济活动范围的不断扩大,政府在许多领域的行政活动逐渐减少,行政职能不断削弱。但是由于以上原因的存在,政府在环保科技技术推广这一领域的活动还不能大幅削弱,在许多领域还需要政府的积极参与。 3.2法律手段 1983年,全国第二次环境保护会议将“环境保护”确定为基本国策,至此我国的环境保护工作开始迈入加速发展的“快车道”。特别是在1989年12月26日,我国了《中华人民共和国环境保护法》之后,我国的环境保护工作才有了真正的法律保障。在《环境保护法》中没有明确环保科技技术推广方面的要求,只有个别条文对工业企业在其技术改造过程中的设备与工艺有环保技术方面的要求。1999年的原国家环境保护总局第4号令——《国家重点环境保护实用技术推广管理办法》中则明确了环保科技技术推广的若干事项,比如在第十条中规定:“各级环境保护行政主管部门在环境影响评价、建设项目“三同时”、污染源及重点流域限期治理、城市环境综合整治定量考核、生态保护等环境管理中,应鼓励优先选用国家重点环境保护实用技术”,在第十四条中也规定“各级环境保护行政主管部门应积极培育环境保护技术市场,建立技术推广支持服务体系,……”等。从以上条文来看,环保科技技术的推广是被相关法律、法规、办法等所支持的,但由于以上条文中并未对环保科技技术的推广有较多的强制性要求,所以可能会导致在实际的推广过程中各种要求“流于形式”。所以,根据目前现状来看以法律手段来强力推动环保科技技术的推广可行性较小。 环保科技论文:大陆静脉产业园与台湾环保科技园对比研究 摘 要: 经济的快速发展,带来了能源过度消耗和环境被破坏的问题。为了实现可持续发展,台湾和大陆都以建立环保类园区的形式鼓励环境保护、资源循环利用。对比台湾和大陆园区的发展,现阶段大陆应从明确权责关系、健全相关法律法规、提供有效的政策支持和加强宣传四方面着手,产业化、规模化和标准化地建设静脉产业园区。 关键词: 环保科技园; 静脉产业园; 循环再利用 一、引言 为了经济的可持续发展,近几年对于环境保护和资源的回收再利用问题逐步得到政府重视。在这种情况下,环保相关产业得到了长足发展。构建环保产业园区,政府给予相关的扶持有助于此行业可以更好更快的发展。 台湾的环保科技园区的概念在于促进产业间投入与产出面之间关联性,进而扩展至都市主要生活圈之连接,远程目标为将产业发展融入自然生态之循环体系中[1]。 台湾建设环保科技园区期望能透过质量、能量平衡及循环再利用的观点,连结园区内各产业的运作以强化生产机能,并配合低污染排放目标规划,开创与自然共生的高品质生活空间,进一步促进区域性生态化理想,创造兼顾生产、生活、生态三生一体的生活愿景与远景。因此,设置生态化即循环型的环保科技园区,除可促进废弃物的资源转换再生利用外,也可带动民间投资设厂,解决工业区闲置土地与失业率问题,并带动新兴环保产业,解决当前产业发展困境,创造就业机会。通过创造良好的投资环境,吸引国际知名厂商来台设厂,藉技术交流合作来提升台湾环保产业的技术能力。 台湾在应各界对环保科技园区的需求基础上,加之台湾“环保署”认为扩大计划对各主办县市有激励作用,经“行政院”于2004年3月11日同意制定园区建立计划[2]。园区总面积123公顷,总经费约62亿元台币,从2004年至2011年,由地方政府提供土地,单一园区面积需达到20公顷以上,包含量产实证区、研究发展区、支援设施区、管理中心及教育展示区,引进园区的产业以环保及能源产业为范畴,可以归为以下6大类:与清洁生产技术相关联、回收再生资源以创造生态化、应用再生资源以转换成再生产品、开创具有新兴与策略性的环保技术、再生能源产品与系统制造及关键性环境保护相关产业。 大陆在2006年9月,国家环保总局颁布实施了《静脉产业类生态工业园区标准(试行)》(HJ/T 275-2006)。其中定义静脉产业[3](资源再生利用产业)是以保障环境安全为前提,以节约资源、保护环境为目的,运用先进的技术,将生产和消费过程中产生的废物转化为可重新利用的资源和产品,实现各类废物的再利用和资源化的产业,包括废物转化为再生资源及将再生资源加工为产品两个过程。而静脉产业类生态工业园区是以从事静脉产业生产的企业为主体建设的生态工业园区。从试行标准确定的指标来看,静脉产业园区具有生态工业的一般特征,同时又区别于传统的生态工业园区。其主要特征为:(1)以保障环境安全为前提;(2)资源利用与生态保护并重;(3)环境效益和经济效益双赢;(4)技术与制度相整合。 从上面的描述来看,虽然名称叫法不一,但台湾的环保科技园和大陆的静脉产业园的实际本质和追求的目标是一致的。 二、环保科技园区与静脉产业园区中各方承担的权责 台湾的环保科技园区的推动是通过“环保署”、县市政府与民间厂商共同努力来完成的。“环保署”、主办机构(县市政府)与厂商及研究机构等三方面负责配合的权责大体如下: (一)“环保署”权责 “环保署”主要权责为政策的拟定,提供主办单位与进驻厂商经济上的协助与诱因,协助主办单位规划引进产业的整体方向。故“环保署”先设置委员会并拟定环保科技园区推动计划、作业及管理要点与补助款执行要点等,作为将来园区营运监督查核与对主办机构绩效考评的依据。“环保署”也协助主办单位拟定招商文件范例,诱导主办单位在正确的方向上考量适当的招商范围与对象。此外,“环保署”协助主办单位提供产业分析资料、招商名录、办理国内外招商说明会及主动拜访有意向厂商并进行说明等。 (二)县市政府权责 主办机构(县市政府)主要权责为提供土地作为园区的建设,设置专责管理单位,负责园区规划与兴建、规划具有区域性特质的产业群落,积极招商,并积极进行园区行政作业一元化的规划与作业办法流程的建立。以此作为改善行政效率以及将来营运与对入区厂商、研究机构绩效考评的依据。使环保科技园区在既定的方向上推动,促使经济发展与环境保护相辅相成。 (三)入区厂商及研究机构权责 厂商及研究机构主要负责企业以及研究计划的生态化规划、建厂、试车、量产以及研究计划的执行、工厂的营运并接受监督与辅导等。 在大陆的部分,政府从宏观和微观两个方面在园区管理中发挥作用。宏观方面,政府制定了《静脉产业生态工业园区标准》,为静脉产业园区的建设提供了参考依据,便于环境保护行政主管部门、园区管理机构对园区的正确管理和宏观调控。同时,政府提供适当的扶持政策如资金补助、研发支持、土地特批、税收优惠等以调动企业进园的积极性。微观方面,园区委员会作为直接隶属政府的管理部门,直接参与园区的日常管理,企业处于被动参与的角色。总体来说,在静脉产业园的建设发展方面,政府起到主导作用,但在有效管理和监控方面还存在不足和疏漏。 三、对入园企业的优惠扶持措施 (一)台湾“环保署”提供了多项鼓励优惠措施[4] 1. 土地租金补助费:依入区厂商实际承租或购地的土地面积,补助20%土地租金。 2. 生产补助费:以补助每厂初设资本额10%为原则,以2500万元台币为上限。 3. 研究补助费:入区厂商、研究机构于每年9月提研究计划,研究计划经核定后,每案以补助申请经费50%为原则。属先期研发者每案补助以500万台币为上限,每年补助研发案10案为原则;属于属试量产者以每案补助1000万台币为上限,每年补助试量产案5案为原则。 4. 其他的一些优惠措施。依照相关的法规办理,如依据“促进产业升级条例”的相关财税优惠、优惠贷款等措施。此外,园区推动行政管理一元化,将协助园区厂商取得各项优惠奖励以及可大幅缩短行政作业所需时间等。 (二)大陆方面提供的优惠政策(以河北省为例) 大陆对于进入园区厂商在所得税、土地用地、信贷等方面都有优惠扶持政策,但没有统一的标准,各地政府根据实际需要制定规章制度,各地区不同。河北对再戈再生静脉产业园区提供的优惠政策包括[5]: 1. 第一年、第二年免征园区一切管理费,只按国家规定缴纳税金;第三年按50%收取静脉产业园区管理费,按国家规定缴纳税金;第四年按80%收取静脉产业园区管理费,按国家规定缴纳税金;第五年按100%收取静脉产业园区管理费,按国家规定缴纳税。 2. 缴纳国家税金享受国家鼓励低碳经济、静脉产业的优惠政策和补贴。 3. 租赁费第一年免征,第二年按照标准缴纳。 总体来说,尽管大陆制定了一系列财政信贷优惠政策,但很多并没有都落到实处,效果也不明显,缺乏直接性的财政补贴。静脉产业目前仍是本大利微的产业,有些项目可以盈利,有些项目必定亏损,需要经常性的财政补贴。 四、园区招商宣传措施 台湾为提升园区的绿色产业发展,以及宣扬循环城乡建设的理念,并使一般大众、学术、环保团体及相关产业厂商从认识开始,了解到耳熟能详的阶段,行销手法占相当重要的角色。园区整体的宣传大致分为中央及地方政府的宣导策略,前者针对社会大众、学术、环保团体及相关产业厂商等不同对象,实施不同的宣导方法。针对社会大众方面,规划一系列的报纸广告及相关岛内及岛外宣传品。为扩张宣传成效,利用平面及电子媒体进行专题报导,辅以广告强力推广园区,甚至举办亲民活动,让民众进一步了解环保科技园区的目的及规划。 总而言之,园区招商宣传工具可以分为:平面媒体(报纸、杂志)刊登、制作并电子报、制作中英文手册及宣传品。 大陆对于静脉产业的宣传并没有成为体系,主要是各园区自己举行一些宣传活动,包括印制张贴海报和发放分类宣传手册资料到居民小区;社区利用黑板报、循环讲座开展日常宣传;举办一些知识问答和签名活动等。但总体来说宣传力度不够,对静脉产业没有普及认识,大众的理解多数停留在废品回收的水平上,无法达到产业发展所需要的程度。 五、大陆静脉产业园区发展存在的问题分析与建议 台湾环保科技园区的开发与地方建设相配合,以创造“永续生态共同生活圈”,采取中央与地方政府共同合作的策略:由“环保署”提供土地使用与引进产业的诱因,县市政府提供设置园区的土地,并负起兴建、招商及营运责任;另为奖励县市政府提供土地与招商工作,补助经费辅导其建立循环性永续生态城乡计划,促进辖区土地利用与经济建设符合永续发展的远景,进而降低总体排放量,并创造优良生活环境技能。园区建设包含两大部分,一是园区建构,二是为循环型永续生态城乡建设,各项建设均以营建和生态法的理念从事建设工作,而大陆各地的静脉发展产业园区在策划和逐步推进过程中建设实施进度明显滞后。 (一)存在的主要问题 1. 园区建设途径中存在利益冲突、多部门协调不畅的问题。静脉产业园区在开发和运营过程中大多数采取“政府搭台、企业运作、社会参与”的模式,由一个或几个企业来主导策划、运作。但是,在实际推进过程中,存在市、区、乡镇以及多部门利益冲突和多环节协调问题,企业无法较好地协调土地、规划、环保、工商等相关部门的关系,由于土地、环评等问题造成项目实施滞后。 2. 土地性质和总量受到城市规划、不同级别政府领导战略思路不同的制约。目前,国内的静脉产业园区往往是依托已有的固废处理设施向外拓展形成。但由于固废设施数量较多而占地面积较大,而外围土地可能是在城市总体规划、分区规划或控制性详细规划中已定为其他类型用地,要改为市政公用设施用地、工业用地需要经过不同级别政府部门的论证。在土地置换、土地性质改变和土地权属改变过程中可能会受到不同政府部门战略思路差异的制约。 3. 尚未完善静脉产业园区的管理机制。大陆各城市的静脉产业尚处于起步阶段,没有形成产业的规模,主要靠政府强制实施,推动其发展。其他发展的主体例如企业、社会团体和公众的责任与义务界定不清,政府各部门之间缺乏统一的规划和组织管理,不能建立有效的管理机制。同时,没有形成市场导向机制,没有充分的调动企业参与、推动的积极性,企业未能真正成为实施静脉产业的主体。 (二)对大陆建设发展静脉产业和建设静脉产业园区的建议 1. 明确政府、园区管委会、入园企业之间的权责关系。政府适当放权,通过制定法规,政策引导等方式主导园区运行;园区管委会更多地负起静脉产业园的具体管理工作,发挥市场的拉动作用,逐渐建立起企业为主体的园区发展运行模式。 2. 健全相关的法律法规。在静脉产业发展过程中,必须明确立法框架,形成基本法、综合法和专门法来共同构成的促进循环经济的法律体系;完善静脉产业有关法规,制定、保障并促进与静脉产业发展的相关法律,依法明确各责任主体之间责任、权利关系。 3. 提供有效的政策支持,逐步建立起有利于循环经济发展的体制和政策环境。在静脉产业发展的初期,其产生的效益不能完全转化为企业经济效益。政府需要对一些园区发展进行直接投资或给予一定的资金补贴支持,综合运用财税、投资、信贷、价格等政策手段,对静脉产业发展实行优惠政策。 4. 加强宣传,形成社会氛围。发展静脉产业,不仅仅是政府与企业的事,每个公民也有义不容辞的责任。通过宣传引导,增强全社会的资源忧患意识和环境保护意识,把节约资源、回收利用废物等活动变成全体公民的自觉行为,逐步形成节约资源和保护环境的生活方式,建立节约型社会消费模式。 六、结语 静脉产业是21世纪的朝阳产业,预估到2020年,全世界再生资源产业的年产值可以达到6000亿美元,这当中我国每年可以回收利用但没有回收利用的再生资源价值可以达到400亿美元[6]。一般情况下,单个再生资源加工企业无力建设高效且覆盖面广的回收系统来充分保障企业生产所需的废物原料,而建设静脉产业园可以对各类废物回收、拆解和资源加工利用企业进行统一规划,集中建设,有利于资源的合理配置与高效整合,保障废物的正确回收、资源再利用及环境管理常态化。因此产业化、规模化和标准化地建设静脉产业园区,不论是对经济社会的发展、减少自然资源的开采,还是保障环境安全都具有十分重要的现实意义。 环保科技论文:中日环保科技同台竞技 让人欢喜让人忧 2011年6月1至3日,由中国国际贸易促进委员会、日本经济团体联合会主办的中日绿色博览会(以下简称:绿博会)在北京国家会议中心举行。日本不是第一次与中国合办环保类展会,而且国家会议中心在北京展场中位置较偏僻,所以,记者在去之前本没抱太大期望。但是,一天走下来,记者却颇感意外:除对展会举办水准充分肯定之外,更为在展会上见到的日本环保科技水平所折服,也为中国同业的筹距所感慨。 智能社区主旨节能 记者此前采访了北京科博会,其主展区就是以展示“智能社区”为主题的。在绿博会上,“智能社区”概念得到了更加生动、细致、全面的诠释,受到参观者极大关注。 在绿博会上,东芝集团通过影像以及大型立体模型向观众展示了智能社区的景观,并通过能源解决方案、楼宇综合解决方案、办公解决方案、区域综合解决方案和住宅解决方案5个展区展示了相应的最新技术和产品。这些方案和产品清晰勾勒出未来人们生活小区的景致和必备要素。 东芝社长佐佐木则夫表示,在智能社区和智能生活中,云计算平台将扮演至为关键的角色。它将把原有的能源、发电、交通、楼宇控制、上下水等独立的各环节内容整合到一个平台上,不仅使得效能进一步提升,也使管理更加透明化。 松下展出的是“藤泽可持续・智能生活区计划”,实现新一代安心、安全又舒适的生活。松下电器产业株式会社环境本部部长宫井真干子向记者描绘:“日本藤泽市一个废弃工厂,大约20平方米的范围内,松下与8家日本企业一起尝试进行智能街区建设,把绿色可持续发展理念从家庭推向整个街区。” 作为绿博会官方赞助商,松下以创能、蓄能、节能和能源管理为基础,向参观者集中展示了从家庭、店铺、楼宇、公共场所到整个区域的能源解决方案,其在日本藤泽推进的智能街区建设正是这一理念的体现。 宫井真干子接受采访时表示,松下已经在中国天津、大连等区域谋求智能街区建设,希望能够更深入地参与到中国的节能环保事业中来。 同样是智能社区系统,三菱电机的楼宇节能综合管理Facima-BA系统将节能和智能控制相结合,通过“可视化”控制楼宇内所有设备,实现节能和煤炭使用量,据统计可以削减18%的电力,达到节能、环保、安全放心的目的。 日立公司从能源、交通、信息通信、水处理和产业等五大领域,系统展示了构筑智能化新一代城市的环保型技术和产品。自2010年起,日立先后参与了中新天津生态城等项目,并将与大连市在低碳经济领域开展广泛的合作。 新能源技术备显神通 用可乐发电是索尼最新的“生物电池”技术。 随着生物电池“喝饱”可乐,连接电池的小电机随即转动起来,据现场技术人员介绍,生物电池已经成功驱动像随身听、小电机等简单的用电设备。 日本大地震和海啸引发的核泄露事故为全球能源市场发展平添变数。此次展会上,三洋电机、松下、佳能、东芝、日立、索尼、三菱重工等日本代表性企业纷纷登陆绿博会平台,展示了未来新一代的能源解决方案。 在博览会上,三洋电机株式会社展出了基于尖端技术系统的绿色能源解决方案及相关产品。 三洋展出了“eneloop爱乐普”充电电池为代表的民用产品,其所倡导的“循环使用的生活方式”,也让到场参观者充分体验到绿色技术对于人们日常生活的改变。 在同期举办的新能源论坛上,三洋电机董事副社长本间充专门针对日本地震灾后重建及核电站事故所导致的电力供求失衡的局面,提出了“可再生能源与分散型蓄电系统”的构想,并指出以太阳能发电为代表的绿色能源有着巨大的市场前景。 松下公司也展出了HIT太阳能电池技术,区别是它是双面发电,能效更高且更节省空间。 NEC展出了能源管理、清洁能源和污水处理三类环保解决方案。NEC集团副总裁久保田向记者表示,2011年NEC将在中国重点区域布局,并将在节能环保、交通、医疗领域推出新的技术及解决方案。NECN~I-最大的亮点是电动自行车的锂电池,这款提供给常州普利司通自行车有限公司的充电锂电池的相关技术指标与提供给日产聆风电动汽车用的锂电池的性能指标相同。 新材料极尽想象空间 新材料在环保领域也有巨大的发挥空间。 帝人集团的展台就在博览会入口处,迎面就能看到“汽车、飞机轻量化”材料使用的展示。他们研发的对位芳纶成为汽车刹车片、离合器面片的替代材料,还可成为轮胎的增强材料;所研发的Pen薄膜强度是玻璃的200倍,重量是玻璃的1/2;所研发的碳聚酸酯树脂用于车前灯、三角窗、全景车顶上。这些新材料通过降低车身、机身重量,来达到降低能耗的目的。 松下展出的一个白色方形LED吸顶灯吸引了很多观众的注意。技术员通过手中遥控器,使这盏灯变色、变亮度、变光线方向,营造丰富的光照氛围。据介绍,这样一盏灯在东京售价折合人民币7000元,日本很多家庭已经在使用,但是在中国尚无同类产品销售。 而与松下一起在此领域有建树的住友化学也展示了其成果:霓红有机EL发光面板,能够实现“面发光”、“透明”和“薄与轻”。面发光其实也是荧光灯等照明方式具有的特点,只是霓红有机EL发光面板形状不存在限制。另外,还有望在厚度很薄的情况下,将发光面大幅扩大到几十平方厘米甚至一平方米以上。更重要的是,同等亮度的EL灯用电量只需要白炽灯的10-20%。 不仅在照明方面,记者还看到住友化学在用于轮胎的特种橡胶技术、高纯度铝技术等新材料方面的展品展示。 在照明方面另外一家公司也出了新招。针对太阳直射,而室内光线不均等问题,索尼公司发明了调光膜、逆反射隔热膜,这层膜可以贴在普通玻璃上,使太阳光照进屋里后,本来阴暗的墙面也变得非常明亮。其中隔热膜还可发挥功效。 在绿博会论坛上,积水化学工业株式会社董事长根岸修史表示:“不做环保经营的企业,将来是无法生存下去的。现在是一个环保的时代,所以只有做好环保经营企业才能发展下去”。可见这位日本企业家对于“绿色环保”理念的重视程度。 环境改善涉及全方位 绿博会上,在水处理、沙漠改造、海水淡化、土壤改造等环境问题方面,日本也给我们带来耳目一新的技术。 作为全球著名综合性化工集团的日本东丽株式会社(Toray)带来了其在新能源、水处理、节能减排等方面的高端科技。 在入场处左手边,东丽塑料集团在类似于沙盘的桌面上,铺了大片沙土,上绷着白色尼龙线绳。这是模拟沙漠治理的一个解决方案。模拟中看到,铺设一年后的沙漠已经有绿色植物出现。这个技术已经被证实可行,对中国的沙漠治理应该有很大的示范意义。 东丽在海水淡化技术方面,是世界 上少数的能同时提供醋酸纤维膜和聚酰胺复合膜的厂家,同时也是世界上唯一一家具有RO、NF、UF、MF,纤维滤布系列膜技术研发与向市场提供全系列商业化膜产品的膜厂家。它的膜技术在海水淡化领域,目前在世界各地已达到累计54万lm3/d以上的使用业绩。另外,被认为是二十一世纪污水处理技术革命的膜生物反应器(MBR),东丽已经完成了该膜产品的技术开发,已开始投放于中国市场。 目前,东丽正在积极开展在中国大亚湾、舟山、天津等地的业务,其中水处理技术是其主要合作方向。 旭化成(Asahikasei)集团可能在中国还不为人们熟识,它在日本水处理领域技术已经非常尖端。技术员给记者详细介绍了Microza膜过滤水技术。这种名为“Microza”的水处理用中空纤维过滤膜,为聚偏氟乙烯(PVDF)材质的中空纤维膜,其特点是耐久性和耐药性出众、机械强度高。同时,通过独特的膜组件构造,降低了曝气量并有效抑制了膜表面的污泥堆积,使低成本运行成为可能。 相比传统的污水处理和废水处理,Microza具备了设施占地面积小、处理水出水水质优良、运行管理容易等特点,被广泛运用于化学、精密电子工业以及上下水道、食品、医疗、能源、环境保护等领域,使用于下水道和工厂废水的除浊、除菌以及再生利用。 在中国,此项技术已经运用于中石油海南公司的废水循环利用工程以及2008北京奥运会北京顺义奥林匹克水上公园项目。在奥运工程中,运用Microza系统、设置河水的净化处理设备,把温榆河的水净化,引入到潮白河中,为北京奥运的赛舟、皮艇等水上竞技项目提供了水处理设备。 据介绍,Microza在全世界拥有超过20%的市场占有率,赢得美国自来水净化膜市场50%的市场占有率,在中国拥有70个膜过滤及MBR的项目业绩(包括在建项目)、总处理能力超过100万m3/d。 在水处理方案,索尼公司也有自己的办法,从植物(海藻、纳豆、秋葵等)中提取絮凝剂来净化污水。工程师告诉记者,1kg植物提取的絮凝剂可以净化1000公升的废水,同时削减50%的药剂投入量。 废物循环利用意识超前 三菱的废旧家电循环再生技术令人印象深刻,在展区展出了使用回收塑料的除湿机,并用模型示意了家电中废旧塑料的回收、处理、再利用的过程。据了解,2010年三菱电机在日本的首家大规模、高纯度塑料循环再生工厂投入运行。该工厂每年可对7000吨高纯度塑料的再生利用,每年可减少的二氧化碳排放量达到7300吨。 博览会上,松下电器环境本部长宫井真干子透露,松下在杭州桐庐开发区投资建设的废弃电器电子产品处理项目计划于2012年上半年建成并投入试运行,预计能够每年回收处理1 00万台废家电。新的回收公司将以中国新出台的家电回收条例中规定的5类产品,即电视机、冰箱、洗衣机、空调和计算机为对象,先从回收企业处买入废家电,在工厂内利用同样应用在日本的回收处理技术和设备进行拆解处理,将产生的再生利用资源提供到冶炼公司、树脂再生企业和家电生产厂家。 事实上,在博览会开幕前一天,松下电器(中国)有限公司宣布,其在华首家家电回收处理工厂正式在杭州成立。这也是日本家电生产厂家在中国首次开展回收处理事业。 索尼公司也有一个将自己生产链上的废品进行再利用的办法。这家公司的音像制品光盘生产部常常会废弃下来大量的CD和其他塑料,这些废弃物也被技术员利用起来,通过粉碎、除涂层、加阻燃剂后,变成了液晶电视机的黑色外框,缩减了成本。工程师介绍说,“这个外框可比普通新树脂外框结实耐用多了。”但是他也坦承,这只是废物再利用,不存在可持续性。 如果你手里有废旧硒鼓,你会如何处理呢?在废品回收方面,佳能公司有一种硒鼓再生技术,实现了资源的“消耗地就地再生”。硒鼓中每一个组件都被当作资源被重新利用,没有浪费,同时也没有产生新的废弃物,实现废弃硒鼓的100%无填埋处理。 记者在绿博会上了解到,佳能在1990年就开展了自主回收硒鼓的业务,在1991年就开始循环利用,截止到目前,佳能在全世界硒鼓的累计回收量已经达到19万吨,而如果将这些回收的硒鼓连接起来,其长度可绕地球1.5圈。回收来的旧产品或者作为新品的零件、或者作为原料进行循环利用,再资源化率不断提高,累计减少新资源投入达11万吨,减少C02排放31万吨。 在中国,从2005年4月18日开始,佳能(中国)有限公司便在国内16家分公司以及一家培训中心、北京展厅、北京快修中心等20处场所展开了鼓粉盒回收的环保工作,其回收规模也在不断扩大。 家用电器完成升级换代 在中国家电业沾沾自喜的时候,日本的家用电器已经完成了升级换代,本次展会就是一个缩影。 以彩电敲开中国市场大门并为中国百姓熟知的日立、东芝展台,已经看不到任何一个传统意义上的家电产品;佳能、奥林巴斯展示的是绿色环保、节能再生的产品技术;全球最大消费电子龙头企业索尼展示的是太阳能、水处理等环保概念与技术;松下以创能、蓄能、节能和能源管理为基础,向参观者展示的是从家庭、店铺、楼宇、公共场所到整个区域的综合节能解决方案。 佳能展示出了自己在摄像、打印等领域的最新技术及产品。在低碳理念普及的今天,佳能也在从产品的技术研发、生产以及回收利用等多个方面,同时实现“产品高性能化”及“环境负荷日最小化”。 在索尼公司展台,技术人员用太阳能硅晶电池模仿植物光合作用制造电能,并可以存储到一个电脑主机大小的金属盒子里。 索尼展示了系列应用有机EL屏幕制造的概念新品,包括音乐播放器、笔记本电脑、电子书。相对于传统产品,这些概念新品具有可折叠、掉落不易损坏、以及电能、信息无线提供等特点。索尼将其可折叠平板电脑叫做“未来的口袋书终端”,电能和信息通过无线方式提供,可折叠可展开的大画面可供各种场合使用。 松下的斜式滚筒洗衣干衣机耗电降低45%,一次性洗衣节水93L,还有良好除菌技术;电冰箱也通过变频技术降低压缩机能耗,全风冷技术免除了人工除霜,光动银装置有效抑菌。 环保科技论文:北京中关村环保科技示范园J-03科技厂房 本方案的J-03地块位于中关村环保科技示范园的优秀,东侧为环保园12路,与原动力空间一期在建项目相邻,北侧为规划绿化带,南侧为绿化隔离带紧邻环保园2路。四周用地边界南北长约145m,东西宽约255m,是一块近似长方形的基地。规划建设总用地37300m2,总建筑面积57421m2,建筑高度18m。 设计理念 独栋独院每个办公单元楼拥有专用庭院,通过平面组合使每栋办公单元楼四周均被绿化庭院环绕。 分区合理所有办公单元楼均置于地上,地下布置服务用房,设单独出入口,通过布局充分体现了服务空间和主要使用空间的严格分区。 销售灵活:建筑布局的排布充分考虑了办公单元楼的灵活销售,可以满足单栋销售,也可以几栋组合销售。 生态环保:引入生态设计理念,形成光线充足、空气清新、生态化和人性化的健康办公空间。 以人为本:建筑的入口大堂空间是满足不同人群需求的共享空间;屋顶花园提供观望西山的平台,办公单元楼之间的庭院便于办公人员休息和放松。 任务书要求办公单元楼室内净高不低于2.8m,为了满足容积率,建筑密度和绿化率及限高18m的要求,通过与结构、设备、电气各专业协同设计,利用新技术降低建筑层高至3.5m在18m的限高内做出5层,并保证办公空间吊顶净高大于2.8m。 地上部分采用现浇板柱――抗震墙结构体系,在建筑交通核处设置剪力墙,该现浇剪力墙将承担整体结构100%的水平力,保证结构在地震,风力作用下的侧移安全。从本工程的使用功能考虑,除地下室结构采用普通的框架一剪力墙体系外,上部结构采用现浇空心无梁楼盖的板柱结构体系,平面上连续三跨设置使得无梁楼板受力合理。实施中,楼盖系统将采用楼层现浇空心楼盖,除边框外,整个楼层不设梁,空心楼盖的采用将最有效地减小结构自重,节约材料25~30%,节省投资15%,同时为建筑使用提供最大的楼层吊顶净高,为专业提供最大便利,使所有使用区域更加美观。 市场定位 从经营角度考虑,在用地上布置相对独立的15栋办公单元楼,每栋面积约3000m2,面对的销售对象是购买单栋建筑的小型公司企业。另外中型公司也可以同时购买2~3栋经营,面积大约6000~9000m2,这样设计的目的是为了最大可能的满足开发单位的销售理念。 环保科技论文:中国2010低碳环保科技创新经典案例征集推广活动启动 2010年是世博之年,更是中国新经济元年。 2009年年底,全球金融危机背景下的哥本哈根气候大会,让旧的经济发展模式带来的气候危机,清楚地呈现到大家面前。经济运行本身及气候恶化双重危机下,中国经济脱离粗放型发展模式,转型走低碳环保的可持续发展之路,已经成为社会共识。 2009年12月5~7日,中央经济会议总结2009年经济工作,对2010年经济发展作出部署,明确我国2010年经济工作“重点要在促进发展方式转变上下功夫”,“在发展中促转变,在转变中谋发展”。同时,经济转型、社会转型以及推进城市化的过程被明确地结合起来,一并纳入了国家经济任务。 “城市,让生活更美好”的世博主题,契合了2010年的国家经济战略,让全社会聚焦城市的发展,关注城市生活中的人本需求,体现和谐环保的发展理念。因此,上海世博会必将成为中国低碳环保型新经济的强大助推器,全面开启中国经济新纪元。 在2010年的世博大背景下,“低碳环保”将成为最具号召力的经济、科技和生活理念,必将有一大批遵循和倡导“低碳环保”经济发展模式的企业,在“低碳经济创新(创业)人物”的引领下,走入公众视野和历史舞台。 为了深入贯彻中央经济会议精神,广泛地传播“低碳环保”的经济发展理念和生活理念,配合2010年上海世博会的主题推广,促进我国经济向可持续发展的新模式转型,《经济》杂志社和中国青年报社将共同发起“中国2010企业创新年会暨低碳经济发展高峰论坛”,联合人民日报、新华社、中央电视台等中央媒体,在2010年世博背景下,传播“低碳环保”理念,倡导公众关注和应用环保产品、环保技术,并为践行可持续发展理念的众多企业,尤其是潜力巨大的低碳环保型企业和未来的行业领军人物,搭建一个展示和推广的舞台。 “这次征集活动是在‘低碳’概念逐步成为社会共识的背景下,为落实中央关于促进经济发展模式转变的要求,配合上海世博会‘城市让生活更美好’的主题而开展的公益推广活动。主办方将在各中央媒体以及相关部门的支持下,邀请行业专家和专业机构参与把关,严格按照低碳环保、科技创新等专业标准进行广泛征集,并将围绕‘低碳’、‘创新’等主题,开展大规模的宣传活动。”活动组委会负责人表示,“希望能够通过这次活动,征集到符合政府倡导的转变经济发展模式要求,代表当前最高水平的新产品、新技术和新模式,以及在实践和推广‘低碳’和‘创新’理念过程作出突出业绩的先锋人物,同时也期待着对低碳和创新经典案例及先锋人物的报道,能够引导公众尤其是广大青少年,关注国家经济发展模式的转变,在日常生活中积极实践低碳环保理念,在工作中积极学习创新精神。” 各地方政府及地方党委宣传部门、各新闻媒体以及各企业(含在华外企),均可向活动组委会推荐或自荐关于低碳环保及科技创新的经典案例。 推荐单位及自荐者可登录活动官方网站经济网(www.省略)或中青在线(www.省略)下载推荐表,填写完成后快递至组委会或将电子版上传至官方网站即可。组委会将对专家评委认定的经典案例和先锋人物,进行广泛的宣传报道。2010年8月在北京举行的“中国2010企业创新年会暨低碳经济发展高峰论坛”将邀请有关领导、行业专家,以及征集到的20个“2010中国低碳环保先进企业”、10个“2010中国低碳经济创新人物”、20个“2010中国低碳经济创业人物”和10个“2010中国科技创新人物”,围绕“低碳环保”和“科技创新”的主题,共同交流和研讨可持续发展的经济新技术、新模式和新理念。 环保科技论文:冯文杰:用心推行环保科技 2008年的下半年,由牛奶质量危机引发的食品质量问题给人们日常生活带来了诸多困扰,食品质量安全保证体系亟待重新架构。这不禁引起了很多人的思考:“我们到底应该怎样做,才能保证生活环境的安全健康?”冯文杰先生就是其中一位思考者,并且他的思考于上个世纪就早已开始了。 冯文杰先生本是经营日本针车业务,后因机缘了解了先进环保技术――EM技术,看到了EM在环境净化中发挥的巨大功效后,遂将其引入国内,十多年来以心推行环保科技。他说他有一个愿望――希望能让大众认识,活存于世上逾亿年的益生菌群,以益菌与环菌生态的天然平衡状态,从而达至无二次污染,天然净化环境,改善空气及食水质素,减灭害菌,以天然屏障达至保护人类个人身体健康,以益菌特性活动,达至真正有机肥种植功能,提升渔、畜牧业效益,及食品营养质素,真正让人们于生活中,获得全面照顾,希望大家生活在一个安全健康的环境中,并且都能吃到有机绿色食品,真正做到“饮食无忧”。 创新求变的实业家 冯文杰先生于1938年出生在云南,父母皆是广东人。来到香港后,冯文杰先生从事的是针车业务,创办了新利标针车有限公司,主要是销售日产重机工业缝纫机及相关零部件。据他介绍,日本重工生产厂本来是制造武器的兵工厂,第二次世界大战后转为民营企业。起初只是一个毫无名气的普通工厂,但经过几十年的发展,重机JUKI跻身知名企业行列,其名气甚至超过欧美同类企业。这其中,冯文杰先生可谓功不可没,特别是在中国大陆、香港及东南亚市场的开辟中更是贡献极大。所以,他多次受到日本重机JUKI企业的嘉奖,成为其最为信任的商,并保持合作关系至今。 经营针车业务虽已近半个世纪,但冯文杰先生时刻保持着创新求变的精神,随着潮流趋势带动企业不断向前发展。他说,“我经营缝纫机业务有一个特点,就是要求自己深入了解机器特性,知其优缺点,以便按照时代潮流,按照客户需求来改装机器。当然,如果客户碰到什么难题,我也会尽量帮他们解决。”也就是凭着冯文杰先生的此股创新进取的精神,公司业务稳步发展,在激烈的市场竞争中,新利标随着时代在进步。 当然,冯文杰先生的创新之举不止于此。在采访那天,他还带笔者参观了整个公司,当走到一排排零件柜前时,他向笔者介绍了这面抽屉墙的“神奇之处”,“原来这些抽屉都是杂乱无章的,找起东西来很麻烦,后来我通过改造,将它们分门别类整齐排列好,这样取东西就方便多了。”而更令人惊奇的是,冯文杰先生改装的这些抽屉,可以完全地拉出,并可以独立卸下来,这就大大提高了效率。更神奇的是,单个抽出来的抽屉还可以承受一个人立于其上,冯先生还亲自示范给笔者看。另外,冯先生还经常根据不同的需要改良针车机,使之可以缝制出不同的针式,更大程度上满足了客户的需求。 经营针车业务近半个世纪,冯文杰先生可谓是见证了香港服装行业的成长历程。他说:“服装行业的发展动力主要来自两方面,一是政府推动,当时香港政府设立职业训练局,从服装出口中抽取小额税费用于开办服装行业培训中心,由此培养了一大批专业人才。并且大学也成立相关课题组,为服装行业提供专业服务。另外一方面是来自人力的推动。那时我们做这行的也没有什么高学历,但是肯苦干,我们认为,社会给了一个自由发挥的空间,所以我们就要拚命干下去,既是为了自己求生存,也是为了推动整个行业的进步。”其实,香港有今日的繁荣,正是来自于香港人的勤力拚搏。服装行业的飞速发展更是这批人一点一滴积累的硕果。 而时代在进步,随着香港经济结构的转型,服装制造行业的地位受到新兴行业的冲击,随着地价飙升,香港服装制造厂大多选择北上发展,冯文杰先生也在广州设有新利标针车有限公司,但他也表示,现在生意已是大不如前。因此,他开始将眼光转入新兴领域,由此而走上环保科技推广之途。 坐言起行,环保科技的推广者 在与日本企业的合作中,冯文杰先生于1996年认识了日本琉璃大学比嘉照夫教授,由此而了解了他发明的EM技术。据冯文杰先生介绍,EM是Effective(有用)Microorganisms(微生物群)的简称,是目前世界上应用广泛的高科技生物工程技术,它是由光合菌类、乳酸菌类、酵母菌、线状菌、放线菌等五科十属八十种有益菌群的多属多种微生物组成,可有效抑制腐烂恶臭,处理被污染的水源,处理垃圾,改善土壤,净化环境等,目前全世界已有一百多个国家逾20年在应用此种环保技术。冯文杰先生认为,环保在21世纪显得尤为重要,现今很多国家已将其提上议事日程。因此,当他意识到EM在环保上具有着神奇功效,而成本却很低廉时,他就考虑要将此项划时代的技术引入国内及香港,以造福人类环境。 适逢国内改革开放之期,冯文杰先生与拍档在广州创办睦邦科技有限公司,专业从事研制、开发、生产微生物环保尖端技术、提供环境污染治理工程技术和EM技术服务。冯文杰先生介绍说,公司生产的产品可应用于渔、农、畜牧、环保、医疗等方面。特别是在培育有机绿色果蔬食品上,EM优势显着。我们知道,有些菜农为使蔬菜快速生长,施用大量化肥,这样种出来的蔬菜是“好看不好吃”。另外,大量杀虫剂的喷洒会带来严重的“后遗症”――永久性地破坏土地结构。而EM却可以解决这些问题,通过微生物作用,EM不仅可以达到保护环境的效果,更可以带来绿色有机果蔬,以让人真正吃上放心的无害食品。 在今年“5•12”大地震中,为支援救灾工作,冯文杰先生捐赠15吨“EM生物消毒水”予绵竹、什邡等重灾区,以用作减菌除臭,防止疫症发生。消毒水在净化灾区环境上可谓大派用场。据他介绍,一吨原液可以稀释成一百吨到两百吨,因此利用价值非常高。并且EM有别于一般的消毒药水,它不会令使用的地点造成二次污染:此为真环保制剂产品。 冯文杰先生一直致力于推广环保技术,他说:“环保对于我们的地球日趋重要,但大家还不是很重视,我希望能从政府出发,由上至下,大家都行动起来。我也希望能以己之力,通过推广我们的生物环保技术,让大家都生活在一个干净卫生、安全健康的环境中,让大家都能吃上放心的食物。” 后记 冯文杰先生今年已至古稀,但他却仍显得年轻而有活力,精神矍铄,气色红润。谈及养生之道,就不得不提他对冬泳的喜爱了。从1994年起他就担任东方冬泳会会长,至明年届满。在推广冬泳运动时,更是不遗余力。他常说,“冬泳其实是一项最好最健康,也是最方便的运动。不需要付出什么成本,你就可以在海水中畅游一番。一方面在游泳中大家地位平等,这就可以让你找回自信;另外游泳是全身性的运动,并且还是浮在水中的悬空运动,这就可以帮助我们舒活筋骨,保持健康。”已有三十多年冬泳史的冯文杰先生,至今仍每天坚持一个多小时的冬泳运动。 当然,除了锺情于体育锻炼外,冯文杰先生还是一个乐观达命的精神富有者。他说:“我算是白手起家,靠自己的努力一步步走上来的,因此,我感觉自己活得洒脱,做事情也不会有压力。当然我也愿意将我的快乐与大家一起分享。我们生活在一个群体社会里,谁也不可能独善其身,一个人好并不够,我希望大家都能好。”冯文杰先生就是抱着这样一个信念,积极参与到社会服务中。他为深水服务多年,在谈到自己的感受时,他说,“我是在这个区成长的,以前大家生活都不好,现在能够帮忙就要尽量帮忙。只要是我懂的,我就会多做一点。在社区服务同时,我也收获了很多,结交到了很多志同道合的朋友,有困难时大家互相帮助。”不论做什么,冯文杰先生追求的是心安理得。“我不会对别人动什么脑筋,更不会想着占别人便宜。”所以这么久来,他从没有欠过人家一分钱。 工作中,冯文杰先生仍是尽职尽力,虽退却未休,一心为推行环保技术而努力。现今,他享受着幸福的家庭生活,儿子已成家立业,孙子也念中学了,简单和睦的家庭氛围令人羡慕不已。冯文杰先生高兴地说,“我现在每天享受的最大的快乐就是自己和家人都健健康康,门前无债主,家中无病人,这也是我这辈子最大的幸事。”其实,从他胸前所别的国旗和区旗徽章中,我们就可以看出这位古稀长者的热情与执着。 环保科技论文:浅析环保科技发展与城市环境污染问题及对策研究 【摘 要】环境是人类赖以生存的地方,直接关系到人们的生活质量和健康,本文就我国城市环境污染情况,结合当前的环保科技的发展,提出解决城市污染的相应对策。 【关键词】环保科技;城市环境污染;环境保护 随着城市发展的进程,城市环境出现了很多的环境保护问题,很多环境问题没有得到及时的解决和有效控制,使得城市环境污染越来越严重;治理方法的失当,居民环保意识的淡薄,在很多基层干部的头脑中甚至没有环保的概念,导致经济活动只是以经济利益为重,不考虑这些活动是否会对生态环境造成破坏。因此,能及时发现城市环境保护方面存在的问题,对有效解决城市环境保护与经济发展的矛盾,保障城市经济发、环境优化都具有非常重要的意义。 1.我国城市环境污染的现状 1.1 生活垃圾对城市环境的污染 垃圾对环境的危害很多:例如,占地过多、污染水体、影响空气质量及景观、生物传染疫病的巢穴、火灾隐患等。 在我国城市人口众多,每天产生的生活垃圾数量庞大,现有的垃圾处理的数量和规模不能适应需要,大量露天堆积的垃圾,已经成为城市急需解决的难题之一。目前我国很多城市已经基本上实现了垃圾的密闭收集,这种收集方式需要每一个居民的自觉配合。它要求人们将垃圾定点、定时投放,但仍然有些居民有随手、随地扔垃圾的习惯,造成大街小巷到处都是垃圾,,每逢刮风时,各种颜色的塑料袋,纸屑在城市的上空随风飘舞,这些垃圾在下落时有的挂在电线杆上、有的挂在树枝上、有的在人群中漂游,白色垃圾对城市环境造成了非常严重的污染。 1.2 有害气体对城市环境的污染 目前,空气污染也是城市环境问题之一。一些技术落后的工业城市,工厂数量很多,二氧化硫的排放量很大;有些产煤大省、以煤为主要燃料的城市,燃煤污染控制不力;大部分的城市车流量很大,大部分汽车尾部烟尘排放量超标等。这些都使得城市环境污染日趋严重。 1.3 城市水源的污染情况 伴随着城市经济发展的规模的扩大,城市排放的污水量越来越多,水质也变的越来越复杂,水体有限的净化能力已经无法承担污水治理的重负。大量的污水进入河流和土壤,破坏了河流和土壤的自然生态,使河流中的物种消失,水体发臭,土壤里的有害物质和重金属严重超标,污染物通过食物链进入人类的身体,危害我们的健康。 1.4 城市的噪音污染情况 城市的噪音越来越大,高分贝的响声严重影响了学校、政府机关、企事业单位的干部职工以及广大居民的正常学习、工作和生活。 2.我国环境保护存在的问题 众所周知,自环保事业开创以来,《环保法》在自然资源合理开发利用和保护,清洁适宜生活环境的建设,生态破坏和环境污染的防治。在保护人类健康,推进城市现代化建设等环境保护方面发挥了巨大的作用。然而,在看到成绩的同时,我们还应当注意到《环保法》在实施地过程中,也暴露出一些问题。主要有以下几个方面: 其一、有些地方政府领导没有坚持“环境、经济发和社会和谐发展”的环境保护法的基本原则,自觉不自觉的走上了“先污染,后治理”,“重开发,轻保护”的传统发展道路,在进行生产力布局和重大经济发展规划时没有进行环境影响评估,个别地方政府甚至知法犯法,作出与环保法相违背的经济发展决策。 其二、个别政府和领导环保意识和环保法制观念淡薄,无视企业违法环境法规的行为。一些企业的领导人只顾局部和眼前的利益,忽视全局和长远利益,重视经济效益轻视生态效益和社会效益。有些企业不执行环境影响评价,延期或拒绝对排出污染物的处理,经常让环境保护设施闲置。环境污染和生态破坏程度是愈演愈烈,严重制约了国民经济的发展,损害了国家利益。 3.加强生态环境保护,营造良好的城市生态环境 建立城市生态体系,提高城市环境的净化能力。城市生态环境的建设,要有科学的态度,长远的规划。在城市内进行绿化,既让环境得到了美化,又可以调节城市小气候,使城市噪音和烟尘污染的情况得以缓解,有利于城市居民的身心健康。 3.1加强城市环境监管制度,控制污染物总量的排放 首先,建立和完善环境监管法规制度.确立污染物总量控制的法律地位,将城市的污染物排放总量指标逐级的分解到各级政府环并落实到排污单位,使地方政府对本辖区的环境质量切实负起责任。 其次,要建立城市污染物排放总量控制工作制度的技术规范,做好城市污染物排放量规划计划和的落实。特别要做好污染物排放总量控制的基础丁作,对污染物排放进行动态管理、进行动态监测等。 再者,要强化限期治理制度。对超总量排污或不能稳定达标的单位要进行限期治理,在限期治理期间对其限产、限排。对逾期未完成任务的单位,责令其停产整顿。 3.2加强环保教育,增强居民的环境保护意识和参与意识 在城市工业化发展的进程中,造成城市环境污染的主要原因之一是人们的环保意识不强。一方面一些领导和企业的负责人只顾经济发展,最求经济效益,而不管对环境产生什么样的影响。另一方面,作为环境受害者的居民缺少环境保护的意识。 要加大环境保护宣传力度,逐步提高居民的环境保护意识和法制观念。利用新闻媒体进行舆论监督为公众参与环保创造条件,各新闻单位要建立定期通报制度。帮助人民大众了解本地环境保护的重点以及存在的突出问题。 3.3 加强环保科技投入,发展环保产业 根据生态环境的要求,进行工业区和产品的设计与改造,促进循环经济的发展。在生产过程中,要严格排放强度制度,鼓励降耗节能。在废物产生环节,实行全过程控制和污染预防等。在消费环节,大力倡导绿色环保的消费方式,实行环境认证、环境标识。大力发展和推行绿色建筑,推进污水处理和再利用,推动生态城市的建设。 3.4 完善环境资源有偿使用机制,运用经济手段保护环境 按照谁污染谁付费的原则,严格执行排污收费制度。实行污水处理收费制度,排污许可证制度,要根据国家统一安排,逐步开征资源利用补偿费,试行把环境和自然资源纳入国民经济核算体系,用经济手段激励加强环境污染治理。 4.小结 加强环境保护,有利于经济和环境的协调发展,有利于提高全社会的环境意识,促进社会主义精神文明的建设;有利于提高人民的生活质量和保障他们的身体健康;更有利于中华民族的长远发展,为我们的子孙留下良好的生存空间。 环保科技论文:在环保科技辅导中应注重培养学生的创新能力 人与自然和谐共处,实现可持续发展,是当今世界的主题。当人们因为对大自然的攻击而造成土地贫瘠,洪水泛滥,疾病横行时,终于从一味的索取中醒悟过来,开始考虑如何善待我们的大地之母,开始寻找各种合适的生态重建的途径与模式。学校是开展环境教育的一块重要基地,作为草海生态湿地周边的教师,如何教育和引导学生从小养成热爱自然,热爱环境,保护好草海湿地,建设良好的生态环境,使之成为一颗永远璀璨明珠,是我们不可推卸的责任和义务。 “教育的根本目的是尊重生命”,环境教育更是如此。环境教育不是一个美好的词汇,也不是一种时髦,它需要我们每一个人付出踏踏实实,非常艰苦的努力,真正深入到基层。作为一名环境教育教师,让孩子们回到自然中去,重新亲近大地,带领他们在自然里做游戏,去体验人与人,人与自然以及自然本身原来应该有的和谐与平衡, 不仅是为了环境教育,也是对幼稚心灵的抚爱和陶冶。 我的教育对象是草海周边的学生,目的是为了帮助他们认识到自己的家乡-草海的价值,认识到保护自己生长的家园的重要性以及如何适应,有效地利用自己家乡的资源,把自家的家乡建设成社会主义新农村。因为,他们还是孩子,但是总有一天,他们会长大成人,家乡将因为他们的改变而改变。下面就怎样教学《草海故事》这本乡土教材谈谈自己的创新体会。 1激发好奇心,培养创新意识 好奇是儿童的天性,是创新的动力,是创新意识的萌芽。在教学中,教师只有激发了学生浓厚的兴趣,才能激发学生的创新意识。如在教学《我所知道的草海》时,我用“参视法”教学,目的是通过做草海资源图,了解学生对草海的资源分布的主观认识。首先告诉学生“什么叫参视法”? 参视法, 就是要求人人参与,主动发言,共同找出解决问题的办法。其实解释“什么是资源图”?资源图就是一张沿着某一条直线所做的横断面图,在这条线上能反映村庄生态系统,居住环境和土地利用的特征。第三,告诉学生为什么要做草海资源图?因为草海是贵走省最大的淡水天然湖泊,也是一个典型的高原湿地生态系统,它有着丰富的动植物资源,并且是黑颈鹤等珍稀鸟类及其他候鸟的重要越冬地。草海资源图能直观反映草海人和草海的关系。那么,怎样做草海资源图呢?(1)回忆头脑中草海的自然状况图:(2)在纸上画出草海的主管地图;(3)在图上尽量包含你所了解的草海的自然结构和所有物种;(4)分组绘制草海资源图;(5)分组选代表汇报;(6)教师评估。这样通过制作资源图,培养了学生的动手动脑能力,激发学生的兴趣,提高了学生对草海环境的认识,从而产生保护草海的意识。由于资源图是每个学生经过思维,交流后的结晶,所以具有一定的创新性。又如在教学《草海的鸟类》时,由于草海的鸟很多,同学们想要把草海常见鸟类的形态,生活习性及其他特点都记住很困难,也很枯燥。所以我就用了“指鼻子”的方法进行教学。规则是:教师说出关于某种鸟类的八条线索,每天线索之间要停顿,给学生思考的时间。学生猜到这个动物时,就给老师一个信号,那就是指着自己的鼻子。学生发现自己猜错了,可以咳嗽,捂嘴,挠头,假装自己没有指鼻子。大部分学生都猜到时,老师让学生一起大声说出答案。下面,就让我们来玩一玩吧。请按游戏规则做好准备,老师开始讲线索:(1)我能或二,三十岁;(2)我每年可以孵化两个蛋,但大部分只有一个能活下来;(3)飞的时候,我挺直脖子,向前伸;(4)我喜欢在浅水里休息;(5)我喜欢吃小鱼,小虾,苞谷和洋芋;(6)我处于濒危状态,全世界只有不到6000只我的同类:(7)冬天的时候,你在草海能找到我;(8)我的脖子很长,是黑色的。当我讲完第八条线索时,所有的学生都指着自己的鼻子,最后我让他们一起说出来,学生大声地喊:“黑颈鹤!”这时,我抓住机会,让学生也来把他们熟悉的动物讲一讲,让大家猜。学生争先恐后地上来说自己的动物谜语,兴趣非常浓,思维也很活跃。最后,我问学生:“这节课感受最深的是什么?”他们说:“我们感到对鸟有一种亲密感,就好像它是我们的朋友一样!”这样,学生不但很快记住了各种鸟的特征,还产生了对鸟的关爱之情,从而萌发了保护鸟的意识。达到了人鸟和谐相处的目的。课后,学生告诉我,他们不但会用游戏的方法猜动物,还会用模仿动物的声音和形态让大家猜。这就是学生因爱心而萌发的创新表现。 2重视引导学生自主探索,培养学生的创新能力 在教学活动中,学生是活动的主体,教师要转变角色,便知识的讲授者为活动的组织者,指导者,参与者。在活动中,我尽量设计一些探索性,开放性的问题,给学生提供自主探索的机会,提供比较充分的思考空间,引导大量学生大胆思索,突破习惯的思维方式,鼓励学生求异创新。在教学《草海的生态系统》时,我首先让学生作一个“拉网游戏”:让孩子们站成一圈,组织者拿出线球站在中间,请一个孩子随便充当当地的一种生物,把线头给他。织网开始了,谁能说出另一种与它有关系的自然界的因素,就把线头交到谁手里(比如第一个孩子说自己是土壤,小草的根长在土壤里,就把线交给他,又有一个孩子说自己是蚯蚓,吃土壤,再把线交到她手里,下一个孩子说自己是小鸡,会吃蚯蚓…)现在孩子们之间来回连接,一会就织成了一张自然界各种因素的关系网。当网织好了,我们要看一看网中的任何一个因素与其他因素的关系怎样。组织者说有人盖房子,伐倒了一棵树(或是别的什么变化),这时扮演树的孩子首先受到伤害,他要用力扯动手里的绳;感到绳子力量的人都是通过某种途径受到树死亡影响的自然因素,那么他们再扯动绳子,表示对其他因素又产生影响;最后讨论;(1)大家体会发生了什么?(2)这样的变化会给我们人类带来什么危害?(3)我们该如何解决? 通过大家的体会。讨论和探索,学生了解了生物链,生物之间以及生物与环境之间息息相关,任何一种生物或自然环境发生变化都会波及其他的生物。当自然环境遭到破坏,人类和一切生物都会发生危机。人们在遇到危机的时候只有发扬互助协助精神,才能把问题解决好。这样,既培养了学生解决问题的讷讷管理,又让学生知道了生态平衡的重要性。又如在教学《人口与资源》时,我同样创设一个情景,让学生亲身体验“人口对环境产生的巨大压力”。 (1)在地上话一个大小适中的方框,代表一个人最初所拥有的土地。 (2)请一个学生进入方框,让他们说说自己在这块土地上的感受。 (3)第二个学生进入方框,请他们说说成家后,两个人在这块土地上的感受。 (4)请几个学生同时进入方框(数学可以有老师按照当地的出生率决定),请他们说说生子后,一家人的感受。 (5)按照第二代结婚生子的规律,一次进入土地,每次请学生讲自己站在这块土地上的感受。 (6)当土地无法承载人口时,请大家齐心协力解决问题(问题解决的标志在于每个人的双脚都落在方框内) (7)让两组学生按照不同的人口出生率扮演两个家庭,其中一个家庭的人口增长慢,另一个家庭的人口增长快,两个家庭成员依次进入方框,人口增长快的家庭会现在方框内站满。 (8)开放式讨论: (9)人口增长对资源环境产生哪些影响? (10)我们如何解决人口增长所带来的问题? 通过学生的讨论,大家一致认为在草海周边生存的人,日子为什么那么苦,其中一个原因就是人口增长过快。所以,要使草海人富起来,必须控制人口的增长,改变多子多福的观念,提倡科技兴农,发展生态农业。这样即摆脱了贫苦,又保护了环境。总之,通过这样的训练,让学生在不断探索与创造的气氛中,是创新精神的培养落到了实处。 3注重知识的时间活动,培养学生的创新能力 荷兰著名教育学家弗莱登塔尔指出:教学的优秀是学生的“再创造”,也就是说要由学生本人所学的知识用自己的思维方式发现或创造出有关的知识。为此,在教学中,要让学生在观察,实验,猜测,归纳,分析和整理的过程中去实现知识的“再创造”。从而使学生创新能力的培养得到升华。如教学《草海生病了》这一单元时,我这样引导学生进行再创造;让学生了解草海所面对的环境问题,用卡片排序法确定本校学生感受最深的环境问题,就某一环境问题做户外考察。 3.1关于水环境: 的是为了了解水资源和水危机的基本知识,提高保护家乡的水资源的意识。 课前:让学生算算1982年草海草海的水比1958年少多少?比1972年多多少?问问爷爷奶奶,海子干的时候,周围情况有哪些变化?想想你们家和草海的水有哪些关系? 课中:用头脑风暴的形式讲:水的用处,当地水的状况,关于水危机,了解当地水资源分布情况。按照居住的学生分为组,发给学生调查表。讲解调查方法,要求注意事项。 课后:学生回家,就近采集3个水样,准备3个干净的小饮料装水用,一个纸盒自制试管架。 (1)三种水样:饮用水,自然界中质量好的水,被污染的水; (2)请老人讲述当地水的变化 (3)绘制家乡水分布图; 实验前:分组介绍自己身边的水环境情况。 实验中:按要求进行实验。 实验后:对水样透明度,漂白度,气味,ph值,水质检测进行分析,总结存在的问题,让学生献计献策。 3.2关于垃圾 (1)目的:固体废弃物对环境的影响,加深对垃圾问题的认识和理解,了解前因后果,培养学生对环境负责的态度和行为。步骤:1,课前学生回家自备塑料袋收集垃圾,注意不要用于直接接触有毒有害物品。同时学生分组,发给统计表。 (2)课堂上:①让组长把大家身边的废弃物品收上来集中。请小组代表介绍本组观点,并展示给大家。②估算全校学生的家庭每天产生垃圾的数量。③通过“头脑风暴”发表对垃圾的种种见解。④观看录像;关于垃圾及垃圾处理的录像片段。⑤分小组讨论(小组长作好记录);a,垃圾增加的原因;b,垃圾的危害;c,如何减少垃圾;d,处理垃圾有哪些方法;e,我们周围的环境中存在哪些垃圾问题;f,关于垃圾,我们该如何去做;g,提出切赫自己实际的行动方案。 (3)课后:利用废弃物制作公益作品,介绍并展示给大家。 3.3关于资源利用: 目的:了解如何永续利用鱼类资源,懂得可持续发展的道理。 方法:捕鱼游戏。 过程:情景教学。 草海边的人,世代都已打渔为生。云菊爷爷说:原来海子里有河泡鱼,白条鱼,现在都消失了。为什么会这样呢?让我们来做一个游戏吧。看看应该什么时候捕鱼? 怎么捕鱼? 老师准备好小篮子和糖果。小篮子代表草海,糖果代表草海里的鱼。你们分成小组坐在篮子的周围,你们就是生活在草海边上一个村庄的人,你们先给自己的村子起一个名字吧。 现在,游戏开始了! (1)每年的四五月份,正是青黄不接的日子,一家老小都饿肚子。你准备到海子里去捕鱼,换些粮食回来。(结果每个小组都把鱼全捕了) (2)如果同学们把“草海”里的鱼一下子就抢光了,其他靠鱼生活的小鸟会怎样?明年还捕得到鱼吗?(学生思考) (3)现在大家重新开始捕鱼。如果草海里还剩下一半的鱼,你们就有机会再得到小鱼,因为鱼的繁殖能力很强,如果适度捕捞,不会破坏平衡。 (4)按照规则3连续捕鱼和补充鱼苗。 (5)请同学们讨论为什么有的村还有鱼,有的村没了? (6)按照规则3重新捕鱼,请每个村子想办法让草海里一直都保持有鱼。 3.4绿色畅想(成果展示与分享):让每个学生都参与到活动中,请同学们分别畅想自己向往的绿色家园。学生们在纸上自由画出自己向往的家园:山,河,房子,学校,树木,小草,田地,鱼,牛,桥,蝴蝶,鸟等,或者写一篇文章描述家乡的发展。这种训练使学生在求异中不断获得解决问题的简捷方法,并逐步趋向创新,使学生具备了一定的创新能力。 总之,培养学生的创新意识,创新精神和初步的创新能力是时代赋予我们的艰巨任务。为实施素质教育,为培养出更多的高素质人才,我们必须努力开拓创新教育途径。 环保科技论文:环保科技呵护用车健康 全新桑塔纳作为上海大众Santana品牌的最新力作,搭载诸多先进的环保技术,以至真品质为消费者提供越级驾乘享受,其绿色环保的车内设计理念全面呵护车主健康,舒适实用的智能环保科技更能带给车主安心、安全的驾乘体验。 绿色造车工艺缔造健康用车环境 事实上,包括汽车车内的仪表台板、地毯、门内装饰、顶棚、座椅总成、汽车线束等部件均有可能释放多种有害物质。有专家指出,在不到5平米的车厢空间内,如果潜伏了大量有害物质,对人体的损害将远超于空气污染及PM2.5。 为避免车内空气污染对消费者健康的危害,上海大众从原材料和生产工艺人手,传承德系严谨扎实的造车工艺,严格把控车内空气质量。并通过凝雾试验、甲醛试验、总碳挥发试验和气味试验等多项实验手段,力求把车内有害物质降到最低,确保消费者能在健康、安全的环境享受驾驶乐趣。 与此同时,全新桑塔纳还通过先进的涂装工艺着力减轻对外部空气环境的影响。其车体采用代表当今世界造车技术水平及环保理念的水性漆,可大幅减少生产过程中毒性有机溶剂的排放,使整车因涂装烘烤所造成的能源消耗显著降低。同时,环保水性漆还能有效降低4S店油漆技师长期工作吸入毒性有机溶剂的风险。 环保智能科技营造舒适驾乘享受 除了精湛、严谨的造车工艺,作为一款专为成熟社会精英度身打造的经典德系中级轿车,全新桑塔纳还充分考虑消费者对环保和健康的需求,创新性地运用了诸多前沿环保智能技术,竭诚为用户带来绿色舒心的用车享受。 全新桑塔纳搭载带有粉尘过滤功能的Climatronic自动恒温空调,不仅可以有效过滤空气中悬浮颗粒,还可以配合内循环系统将外部环境产生的汽车废气、灰尘等阻挡在车外。值得一提的是,其空调可以过滤PM0.1颗粒物,对PM1.0-PM3.0颗粒物的过滤率更是高达97%。即使遭遇恶劣的雾霾天气,车主们依然可以在车内呼吸到清洁、清新的空气。 在持续关注车内空气质量的同时,全新桑塔纳还采用多种环保手段,力求降低噪音污染对驾乘舒适感的影响,营造更加静谧的车内环境。其搭配领先的六速自动变速箱,能够合理利用发动机不同转速下的动力输出,减小发动机转速变化幅度,减轻噪音;同时,还带有音量智能随速调节功能,能在车速超过一定程度时,让多媒体娱乐系统的播放音量随车速自动增加,以抵消高速行车产生的噪音干扰;此外,全新桑塔纳全系标配PVC底盘装甲,更能减小底盘噪音向车内传递,提高车辆的乘坐舒适性。 全新桑塔纳以精湛的造车工艺和先进环保的高科技配置努力打造清新、舒适、健康的车内环境,并以真诚务实的品牌形象为用户奉献一片绿色。相信凭借上海大众桑塔纳的至真品质,车主们必然可以畅享安心驾驶,在健康驾乘的道路上,稳步迈向安心舒适的美好生活! 环保科技论文:广州市环保科技平台建设与宣传推广应用 摘要:指出了搭建广州市环保科技平台的产生背景以及目的和意义,分析了广州环保科技平台能解决的环保问题,介绍了该平台上线后的宣传推广应用以及其二期建设目标。 关键词:环保科技; 平台; 建设; 宣传推广; 设想 1引言 建设环保科技平台可提升广州市环境科研和技术设备研发水平,打通环保科技成果向现实生产力转化的通道,提高环保科研资金的使用效率,促进优秀环保科研成果和技术设备在广州市环保领域的推广应用,更好地为城市环保做好技术支撑和服务工作。 2搭建广州市环保科技平台的产生背景以及目的和意义 2015年3月,《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》出台。坚持需求导向,紧扣经济社会发展重大需求,着力打通科技成果向现实生产力转化的通道,着力破除科学家、科技人员、企业家、创业者创新的障碍。转变政府科技管理职能,建立依托专业机构管理科研项目的机制,政府部门不再直接管理具体项目,主要负责科技发展战略、规划、政策、布局、评估和监管建立公开统一的国家科技管理平台。 结合广州市环保局环境保护科技管理工作现状,环保科技管理存在缺位、缺人、缺手段的问题,对环境科研项目和环保技术设备项目发展状况及趋势掌握情况少,环境科研项目和环保技术设备研发项目库存在项目来源渠道窄、覆盖范围小、热点跟踪不及时等问题,广州市环保科技工作存在研发针对性不强、技术创新度不高、环保科研产业化转化能力弱等问题。搭建广州市环保科技平台有利于整合广州市环保科技力量,加强对环境保护科技工作的管理和引导,解决广州市重点难点热点环境问题,促进优秀环保科研成果和先进技术设备装备的推广应用,提高环保专项资金的使用效率,培育壮大广州市环保产业。 2015年4月召开了广州市环境科研和科技成果管理工作座谈会,邀请广州13家科研院所、高等院校和环保企业代表进行座谈,了解他们对广州市环境保护科学研究、科技成果转化、环保产业发展以及环境科研和科技成果管理工作的意见和建议。同时,技术中心分别与市科创委和市发改委有关处室进行了沟通,了解他们对环保科技管理的意见和建议。最终形成了《广州市环境科研和科技成果管理平台建设方案》。 3广州环保科技平台能解决的环保问题 通过该平台,环保科技项目、成果、先进环保技术、设备、装备,可在环保科技平台登记。经审核后,纳入环保科技项目库,其一,可在官方平台上免费“建档”;其二,可获得官方平台免费宣传服务与供需匹配服务;其三,科研项目支持,可在环保科技平台链接申报,通过技术评审和广州市环保局批准后,获得环保专项资金支持,或获得广州市环保局向其他主管部门的推荐。其四,科技成果可申请在环保科技平台推广,通过技术评审后,纳入广州市环保科技推广项目目录,给予重点展示和优先推广,并优先向各科技进步奖项目推荐。 建立公共环保信息服务平台,提供环保科技成果供需匹配服务,实现环境科研和环保技术设备信息共享,便于工业企业遇到环保问题时在项目库中寻求解决方案,促进科研成果转化为生产力;若有污染治理、装备制造、产业投资等需求,可在环保科技平台登记。经审核后,在项目库里寻找相应技术为其提供供需匹配服务,邀请专家提供环保技术咨询服务等。 拓展对环境科研项目和环保技术设备研发项目的支持途径,改变过去单一的环保专项资金支持方式,集合市科技部门的科技资金、市发改部门的环保产业资金、市环保部门的环保专项资金和社会资本四方力量,形成扶持环保科技和环保产业发展的资金保障体系,解决环保项目“出口”的问题。 42016年9月广州环保科技平台上线后的宣传推广应用 2016年9月1日,该平台正式上线。依托“广州环境保护”网平台正式对外开放。广州市环保科技平台是一个展示环保科技项目、技术设备装备的平台;一个为环保科技项目、技术设备装备寻找市场的平台;一个解决污染治理难题和提供技术支持的平台,构建一个涵盖项目登记、申报、展示、推广、供需匹配的环境科研项目和科技成果管理信息系统。其目标是:打通项目“入口”,拓宽项目“出口”,引导环保科技创新方向。 环保科技平台的服务对象包括科研机构、高等院校、事业单位、工矿企业和环保企业等具有环保科技研发能力的单位及个人。截至2017年3月,平台注册单位及个人62(家/人),环保科技需求方包括需要进行污染防治、环保产业化投资、环保咨询服务等应用的单位和个人。收集技术需求项目8个,平台网站访问量达1万多人次(访客数量自启动以来按照约10%速度增加);截至 2017年3月,广州市环保科技平台“三大板块”共收集项目89项:分别有科技成果科技成果共8项,涵盖印制线路板、土壤改良、污水及工业废水、废气处理及生活污泥等行业;科研项目和新技术新工艺共60项,涵盖水污染防治 12项、空气污染防治 7项、固体废物污染防治 6项、土壤污染防治 35项;先进设备装备和产品共21项,涵盖空气污染防治 8项、水污染防治5项、土壤污染防治 4项、固体废物污染防治 3项、环境保护信息化综合技术 1项。 借力专家推动拓宽项目出口接前期工作。截至2017年3月,组织入库项目专家咨询会7次(共技术咨询项目50个),借助专家团队为技术的供需匹配提供技术支持。目前组织平台项目库的新技术推广及供需双方见面会2次。 5广州环保科技平台二期建设 开展平台二期建设主要包括:该平台的微信平台、项目管理功能、供需匹配管理功能、平台诚信管理体系等的建设和完善,以及增加平台的互动功能、增加平台环保科普知识板块等。 通过线下走访,吸引更多环保技术和需求。一方面,丰富入库“上架”项目数量和种类、吸纳更多需求登记,另一方面,与支队及各区环保局加强联系,主动收集环保技术需求信息。 进一步完善环保科技平台的管理制度,规范平台运营管理,开展平台相关的课题研究。主要包括:入库项目专家咨询管理办法、平台用户诚信管理办法、入库项目等级评价管理办法、平台推广项目管理办法等。 6结语 广州市环保科技平台结合环境管理工作需要,为技术供需双方提供接触和洽谈服务,促进科技成果产业化,从而在政府以外的社会和资本市场上为科研项目和科技成果提供出路;集中环保科技创新各方力量,推动特色优势环保技术、先进设备装备宣传推广,为广州市环保重点工作服务,形成环保科技万众创新的局面。
中药专业论文:非医药专业中药学论文 1针对不同非医药专业,教学侧重应有区别 高校对学生的培养目标因专业而不同,即使相近专业培养侧重亦有别。因此,针对不同非医药专业,教学侧重应有区别。比如,针对高等中医药院校非医药专业中的市场营销专业,主要是培养系统掌握市场营销基础理论、基础知识和基本技能,并具备一定的医药知识的应用型专门人才。鉴于此,教师在讲授中药学时,应将中药知识与药物市场营销的关联性有机结合起来,通过生动的案例让学生感受到一定程度上学好中药学知识可以提高药物的市场营销量,从而激发非医药专业学生对中药学学习的兴趣和积极性。又如,针对高等中医药院校非医药专业中的文化产业管理专业,教师若适当侧重对中药传统文化背景知识的介绍和描绘,帮助学生理解中药知识存在深厚的传统文化底蕴,进而可拉近中药学课程与学生的专业距离,从而在一定程度上可激发同学们学习中药学的兴趣,提高学习的积极性。再如,针对高等中医药院校非医药专业中的计算机科学与技术专业,教师在授课过程中,若适当侧重介绍计算机科学与技术对中药发展的影响,并以生动的案例使学生切实体会到计算机科学与技术,已广泛渗透并应用到中药多个领域,学好中药学知识,在一定程度上便可促进计算机科学与技术在中药现代化进程中的应用水平。 2授课用语应通俗易懂 高等中医药院校非医药专业,除了中药学(中医方药学•中药学)课程学时少之外,其他中医药相关课程开设时间亦不多甚或不开展,因此非医药专业学生的中医药知识尤其是中医基础理论知识相对薄弱,一定程度上加重了中药学的学习难度。因此,针对非医药专业,教师在授课过程中应以通俗易懂的语言为主,用语做到口语化、形象化,从而使学生容易理解中药学知识,最终学好中药学。 3讲授药物数量不宜多,应突出重点 受学时所限,对于高等中医药院校非医药专业,教师讲授药物数量不宜多,应着重介绍最常用并有代表性的药物,突出重点。如在解表药,可侧重常用代表性药物麻黄、桂枝、柴胡和薄荷的讲解,而对于其他药物可以简要提一下甚或不讲。 作者:王君明 冯志毅 王辉 贾玉梅 崔瑛 单位:河南中医学院/呼吸疾病诊疗与新药研发河南省协同创新中心 中药专业论文:中药专业学生传统文化论文 一、传统文化对中药专业学生学习思维的影响 1.中国传统文化与中医药思维的关系。相对于西方文化传统中比较强调逻辑推理的思维方式,中国传统文化在思维方式上更多是以直观意象为主,是一种更着重于从特殊、具体的直观领域去把握真理的思维方式。作为产生于中国传统文化的思维模式下的中医药学,天然具备传统文化的本质特性。这种特性无论是在认识论、方法论方面,还是在推理方法、技术手段等角度,均有所体现。例如,中医药中的整体思维是在中国传统文化中人与自然协调统一的“天人合一”思想的影响下形成的,不仅重视人体生命本身的整体性,而且还要尊重人体与自然界、社会环境的相互关系。因此,中医药的认识论就不是单纯强调客观认识,而是“物我一体”、“体物会心”、“司内揣外”、“司外揣内”地“物我交融”的“内景”;在方法论上,使用的是整体关联、辩证互补、系统协调的整体观,而不是用机械的、分割的、还原的方法来建构它的体系;在推理方法上,运用的是“容中的”、“互补的”辩证逻辑,在技术手段上体现出整体调控的独特优势。还有在中国古代重视“形而上”的思想影响下形成的取类比象思维;在古代哲学阴阳思想的影响下形成的辩证思维等均是如此。这些特点与现代人习惯的思维之间存在着相当大的差别。从这个角度来说,在没有形成中医思维模式的情况下学习中医药知识,无疑是空中楼阁,无法真正深入进去,并有所精进。 2.对中国传统文化的把握有助于学生建立中医药思维模式。思维模式是文化的优秀要素。要真正把握一种文化,必须掌握其思维模式。思维模式是理论体系的灵魂,积淀在人们思维中的思维模式要比获得的具体指示更重要、更有价值。中医药学是融合了自然科学与人文科学的综合科学,其理论基础更具有人文特点和浓厚的文化色彩,如果仅从每一味中药的角度去看待和学习是不全面的,也无法把握其中的精髓和内核。并且,中医思维方式与西医思维方式大相径庭,不能用西方的思维方式来解决中医药的问题。这就要求中药专业学生在学习过程中,必须要在中国传统文化的大背景下来进行学习和思考,必须以深厚的传统文化底蕴和广博的人文知识为基础来建立直觉思维之上的“悟性”。但这对于惯用数量概念来解释和理解事物的高中毕业生来说,却无疑有一种思想上和情感上的隔阂与疏离,无法真正融入其中。要改变这种局面,就需要提升中药专业学生的传统文化素养,在传统文化的熏陶与培育中,形成注重整体、突出联系、重视和谐、维护平衡的思维方式,这样才能建立正确的符合中医理论特征的思维模式,才能掌握学好中药学的优秀武器,对其学术概念和理论的理解自然也会更加深刻到位。 3.建立中医药思维模式有助于专业知识的理解和实践运用。中国传统文化有其独特的整体性、辩证性、直觉性等思维方式。对于中药专业的学生来说,在传统文化的熏陶之下不仅可以建立起中医药的思维方式,同时也可以使自己的学习思维素质有所提升。例如,中国传统文化讲求把一切事物看成是一个有机联系的整体。这种思维方式涵盖了肯定与否定的辩证过程,具有整体性、系统性。这种思维本身就对于深受数理化训练的理科生来说,可以极大促进他们整体思维的形成,是对于西方分类思维的一种有效补充。在此熏陶之下,学生可以提升在学习过程中深入思考问题的能力,更好地抓住事物的规律和本质,实现思维的深刻性;同时,还可以提升学生的迁移能力及组合分析的能力,提升思维活动的灵活程度,实现学生融会贯通的能力从而对于专业知识的理解和实践运用有着很好的提升作用。 二、立足于传统文化培养中药专业学生的学习思维 既然传统文化与中医药思维有着特殊的历史渊源,同时传统文化又对于中药专业学生的学习思维能够产生很大的促进作用,那么在对中药专业学生进行培养的时候,就要注重加强传统文化教育,进而使学生能够理解中医药独特的思维方式、领悟中医药理论的精髓,这是现代中医药人才成长的必然趋势和培养中的重要任务。我们可以从以下两个方面来进行:首先,教师要将传统思维方式贯穿于中药专业的课程教学中。中药课程本身就有着浓厚的传统文化信息和思维方式,教师在授课过程中,除了基础知识之外,还应该将中医药的认识论、方法论等贯穿始终,让学生在记背中药名称、药效等知识的同时,能够在潜移默化中训练学生的思维,使学生能够逐步建立、形成中医药思维,并学会用这种思维来分析和解决专业问题。此外,加强经典教学。作为传统文化的外在表现形式,经典著作的学习不仅可以使学生在学习过程中强化理论知识,同时还能学习古人综合性辩证思维方式。其次,基于第二课堂的传统文化教育。作为高校培养人才过程中的另一个重要阵地,第二课堂不仅是第一课堂的有效补充和延续,同时也是提高大学生综合素质和能力的有效途径。利用各种活动、讲座等等第二课堂加强传统文化教育对于中药专业的学生起着很好的促进作用。例如请相关专业开展有关古代思想、古代哲学等方面的系列讲座,举办学术沙龙、兴趣小组等,提高学生参与的主动性和积极性。在整个学校,形成良好的校园文化氛围,使学生能够真正转变自己的思维方式、对传统文化予以深刻的认同。总之,传统文化是中医药思维形成的沃土,对于中药专业学生树立中医药思维、提升学习思维素质具有重要影响。只有重视传统文化的教育和学习,才能更全面理解和掌握中医药学经久不衰的思想精髓。 作者:郑玮张瀛予方玲单位:天津中医药大学 中药专业论文:中药制药专业项目教学论文 1教师应以工作任务中的典型产品为载体安排和组织教学活动 尽量做到通过该项目的完成使学生能够掌握或熟悉本剂型产品生产的基本工艺流程、关键岗位、常用原辅料、质量控制点、生产区域洁净要求及其他相关的工作过程知识和其它有关的基础知识。 2教师应按照项目的学习目标编制项目任务书 项目任务书应轮廓清晰,工作成果有一定应用价值,在项目工作过程中可安排一定的教学内容,使学生能自己运用已有的知识克服在项目工作中的现场问题,并在一定范围内学习新的知识技能和工作过程知识。项目任务书应明确教师讲授或演示内容;明确学习者复习、预习的要求;提出该项目整体安排以及各模块课时、内容等。按小组形式进行学习,应注意以下几个问题。 2.1分组安排以6~8人一组为宜。每组成员可以好、中、差生混合,这样有利于互帮互学体现团队的合作精神;亦可相似水平的编为一组,以让每个人都有展示自我的机会,以增加其成就感和自信心,并在学习过程中同样受到尊重与激励。 2.2合理分工,结果整合小组间要体现大体平衡,但在小组内可把任务分成若干块,小组成员各负其责,除了必须完成独立承担的任务外,还必须为小组集体成果负责。这样形成了互帮互学的合作气氛。 2.3个人计算成绩,小组合计总分合作学习既追求团队总分,也不放弃个人得分;既发挥了优势学生的积极性,也调动了弱势学生的积极性。在小组内必须人人努力,而且互帮互学,共同进步,才能取得团体总分上的好成绩。 2.4分配角色,分享领导学生可根据课题内容轮流担任小组负责人,亦可分担不同任务角色,使每个人都在不同角色中得到锻炼和提高。 3教师应以学习者为主体,建立一种新型的教学互动、教学相长、平等和谐的关系,营造民主和谐的教学氛围 不要对学生的意见立即做出评论,在项目工作过程中,应保持旁观、克制的态度和咨询师的角色,尽量少提供直接答案,而只提供信息来源。激发学习者参与教学活动,提高学习者的积极性。 4教师应指导学生完整地完成项目 指导学生完整地完成项目,并在此过程中有意识地培养其遵纪守法、爱岗敬业、以质量为本的良好职业道德,操作上严谨细致的工作作风,互帮互助、团队合作的精神风貌;将有关知识、技能与职业道德和情感态度有机融合。 5项目任务书编制案例 5.1教学项目板蓝根颗粒的制造。 5.1.1项目任务制造1000包(规格:含糖5g/包)符合质量要求的板蓝根颗粒。 适用专业:药物制剂专业(中专或高职) 学习时间:查阅资料,18课时,生产制造48课时 5.1.2学习目标通过项目学习学生能够绘制颗粒剂的生产流程、写出质量控制点、知道颗粒剂质量要求和相关理论;能够熟练进行各岗位操作、设备操作、工艺计算、检测仪器使用以及生产过程中的质量、物料、状态、卫生控制等;能防止与排除常见的生产、质量、安全问题,适应车间班组的工作、组织环境;能对产品的半成品和成品做出初步的质量评价;在工作中遵纪守法,爱岗敬业,以质量为本,操作上严谨细致,并有良好的团队合作精神。 5.1.3工作任务按GMP人员净化要求,进入相应洁净级别的岗位操作间;用提取浓缩设备制备板蓝根清膏;用粉碎机、分筛机,按工艺要求和SOP熟练将需要粉碎的物料进行粉碎、过筛,得到细度符合工艺规定的粉末;根据批生产指令正确领取合格物料,按工艺规程及配料称量SOP熟练完成物料地称、量、取,使用高效湿法制粒机,按工艺要求和SOP熟练将物料与清膏或润湿剂混合制备湿颗粒,湿颗粒必需符合质量要求;使用热风循环烘箱,按工艺要求和SOP熟练将合格的湿颗粒进行干燥,得到干颗粒,干颗粒必需符合质量要求;使用整粒机、原盘分筛机,按工艺要求和SOP熟练将合格的干颗粒进行整粒分级,并与其它物料混匀,得到符合质量要求的颗粒;根据批生产指令正确领取合格的内包材,使用颗粒包装机,按工艺要求和SOP熟练将合格颗粒进行分装,分装出符合半成品质量要求的板蓝根颗粒;根据批生产指令正确领取合格的外包材,按操作规程熟练进行手工外包装,随时自查、互查外包质量。 6教学实施案例 6.1板蓝根清膏的制备(18课时) 6.1.1学生复习内容板蓝根、板蓝根清膏及板蓝根颗粒的质量要求,煎煮法、酒精沉淀法、减压蒸馏法及相关设备操作。 6.1.2教师演示内容板蓝根有效成分的理化性质。 6.1.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差生混编式。 6.1.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?本次为何要选用煎煮法,其它还有那些提取方法?各设备操作的注意事项有哪些? 6.1.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 6.2蔗糖粉的制备(6课时) 6.2.1学生复习内容辅料、糖粉的质量要求,锤式粉碎机的操作。 6.2.2教师讲授内容出粉率及物料消耗定额。 6.2.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差混生编式。 6.2.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?医药生产中常用的粉碎设备有哪些?本次为何要选用锤式粉碎机?讨论并制定蔗糖出粉率。 6.2.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 6.3板蓝根颗粒的制备(12课时) 6.3.1学生复习内容板蓝根颗粒的质量要求,湿法制粒,湿颗粒干颗粒经验判断法,颗粒机、干燥箱及筛分机的操作。 6.3.2教师演示内容湿颗粒、干颗粒质量的经验判断方法。 6.3.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差混生编式。 6.3.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?各设备操作的注意事项有哪些?颗粒剂质量控制点有哪些? 6.3.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 6.4板蓝根颗粒的分装(12课时) 6.4.1学生复习内容颗粒内包材的质量要求,颗粒分装机的操作。药品内包、中包、外包材相关知识。 6.4.2教师讲授内容包材特点及其与药品质量的关系。 6.4.3学习方式小组式,6~10人一组,好、中、差混生编式。 6.4.4小组讨论或操作要求学生应严格按照岗位操作规程、设备操作规程进行工作。问题讨论:本次小组成员如何分工?如何制定本组工作计划?各设备操作的注意事项有哪些?颗粒剂的工艺流程如何绘制?本次产品的出率如何计算? 6.4.5检查评估学生对自己的工作结果进行自我评估、小组间相互评估后,再由教师进行检查评分。师生共同讨论、评判项目工作中出现的问题、学生解决问题的方法以及学习行动中的特征。通过对比师生评价结果,找出造成结果差异的原因。 总之,作为一种新的教学模式,项目教学还应具备一定的硬件、软件基础,如一定层次的实训基地、领导的支持度、教师的实践能力、学生的知识结构等,其对项目教学的成败也起到至关重要的作用。 【关键词】中药制药专业项目教学 中药专业论文:中药专业见习范文 转眼间大学四年就快要结束就还剩下一年了,即将踏上社会的我而很懵懂,不知道社会的酸甜苦辣,之前一直是学生,也没有到社会上去实践工作过,这很是不好。终于在即将踏入社会之前有了一次社会实习的机会,我当然不能放过,兴高采烈的去参加实践去了。希望在毕业之前能够了解工作生活的艰辛,在毕业以后踏上社会也不至于无所依赖。 在实践结束以后我感觉这个暑假过得异常的丰富,其中最大的收获就是第一次真正的接触了与中药学专业有关的社会部门,进行了短期的社会实践活动。这次活动让我亲身经历了本专业的工作流程,仿佛是一次模拟的职场人生,受益匪浅。 联系到中医院实习是通过一位要好的初中同学,她所读的专业是药学(中药学方向)。今年过年的同学聚会上,我便听她聊起了她在寒假时14天的到中医院实习的经验。当时的我兴奋不已,直说暑假的时候也要一起加入她们的行列。 八月初,我带着从辅导员那开的证明信,和好朋友一起来到了中医院报道。首先去科教科和那里的医生说明我们是来进行短期实习的学生,然后科教科开介绍信给财计科和药剂科说明我们的来意。在财计科交完费后,一位李老师带我们去中药房熟悉环境。 第二天开始正式上班。我们的实习期虽短,但实习的内容和其他大三、大四的实习生没有什么区别。每天和专属的指导老师一样时间上下班,在药房里协助老师抓药,有空的时候将缺的药材及时补够。 还记得刚到药房的几天,我对药材所在的位置都很不熟悉,抓一味药就要问一次老师,烦的不得了。于是我在有空的时候用纸将药材的名字按顺序抄下,再多多转转药盘,刻意的去记记药的位置,甚至于想到一个联想的办法,比如从下面开始将药盘编号,将编号和药材的名字进行联想几天下来就对药材的位置有了大概的印象。 然后再过了几天,进入了另外一个阶段。由于我们的中药学课程还没有学,所以我对药材的药性不是很清楚,老师一开始教我用药性的方法来归类,然后不知不觉地,下次再见到这味药的时候就自然想起了上次的暗示,回忆起了药的位置。 在药房里的时光过得很快,每天都是站在药盘中间不停的抓药,其实我觉得这是一份很机械的工作,没有什么专业度可言,只要是看得懂字,记得住位置的人都可以胜任这样的一份工作。药房里的老师每天都找不同的话题来聊,有时候说得火了甚至还骂两句,但我想,这也是因为工作本身没有太多的乐趣和潜力的原因吧。 中药专业论文:浅谈中药专业物理化学教学内容改革 [摘 要]物理化学是中医药类院校中药专业的重要基础课。根据教学实践,从课程讲授重点、培养学生兴趣、理论与实际结合以及加强实验技能等各方面对中医药类院校中药专业物理化学教学内容的改革进行了初步的探讨。 [关键词]教学改革;课程结合;实验技能 物理化学是中医药类院校中药专业的重要基础课,与其他几门基础化学课相比,其难度要大得多。对中药专业的学生而言,物理化学课的难度体现在如下几点:1.概念比较抽象,如焓、熵、化学势、吉布斯自由能、表面张力等;2.公式多并且公式使用的限制条件多,如PVγ=常数的使用必须满足封闭体系理想气体绝热可逆过程的条件,缺一不可;3.数理知识要求比较高,如有些公式的推导涉及高阶偏微分。目前,中医药类院校的教学计划与综合性大学的化学专业相比[1],很多内容都进行了压缩。现阶段我校物理化学课共计80学时,除去实验部分所占用的学时外,物理化学的理论课部分实际只剩50学时左右。为此,笔者对我校物理化学课的教学从中药专业的角度进行改革提出一些看法,供大家参考。 一、合理选择教学内容以突出重点 目前,市场上针对中医药类的教材不少,我们结合学校实际情况采用了由人民卫生出版社出版李三鸣主编的《物理化学》教材。由于课时较少,有了好的教材后合理选择教学内容就显得尤为重要。物理化学的学习逻辑性强,有些知识点承前启后,不可或缺。因此,在对教材某些内容进行删减时,要保证整门课程内容的前后连贯。在药学学科中,有关新药设计、药物合成中路线选择、工艺条件确定、反应速率与机理确定等都需要化学热力学和动力学基础[2],因此,化学热力学和动力学的基本内容必须讲授。但在某些补充内容以及应用上,可以结合中药专业特点进行合理取舍。如非平衡态热力学知识较抽象,与所授内容连贯性不强,也很少用到,可以作为学生的阅读材料而不讲授。又如相平衡内容的学习,单组分体系中水的相图对中药专业的学生很有用,应作为讲授重点;二组分体系相图根据课程需要可以适当取舍,而三组分体系相图应用很少,可以全部删去。对于表面化学的内容在药学领域的应用非常广泛,从药物的分离、提取、合成、制剂的制备、药物在体内的代谢等都与表面化学有关,这部分内容应重点讲授。 二、结合课程特点以高效学习 考虑到物理化学理论课的难度,教师在授课时除了要多采用启发式教学,让学生带着问题听课外,还要根据课程特点多动脑筋。比如物理化学的许多概念都是成对出现,符合哲学上对立统一的特点,如体系与环境、理想气体与实际气体、阴极和阳极、电泳与电渗等,教师在讲授这些概念时要相辅相成,不可割裂开来,这样有助于学生对这些概念的理解和记忆。由于物理化学课的课时数较少,尽管删去了不少内容,但教师仍然觉得时间紧、任务重。因此,教师可以考虑和前置课程――无机化学相结合来讲授。我校中药专业无机化学课程在大学一年级第一学期就已学完。该课程有些知识点包含了物理化学的内容。尤其是在一些公式的基本运算上有所重复。为了节约课时,这些内容可以少讲。但讲课时需要强调,有些内容看起来重复但在两门课程的侧重点不同。如对于标准平衡常数的学习,考虑到学生知识储备不够,无机化学课程只要求学生能记住标准平衡常数公式的表示,这在后续四大平衡的学习中会用到。而在物理化学课程中,学生已经学习了化学势的概念,根据公式推导能够理解为什么标准平衡常数是温度的函数,并且能利用常数去解决化学反应自发进行的方向和限度问题。又如电化学中能斯特方程的学习亦是如此,两门课程都包含该公式的应用和基本运算,物理化学课程中这部分内容可以少讲甚至不讲,但要帮助学生结合公式推导从本质上去理解该方程。总之,要使学生清楚虽然有些内容在这两门课程中有所重复,但不是简单的、没有意义的重复。 三、结合专业特点激发学生的学习兴趣 通过调查我们发现,我校中药专业的学生对物理化学课程普遍具有畏难心理,从而在学习中产生抵触情绪。在教学过程中,教师应多注意难易结合和专业结合,以激发学生的学习兴趣。例如,熵的概念抽象,有些学生学习时把“熵”戏称为“伤”――意指“伤”脑筋。讲授时,教师除了可以从概率和混乱度的角度多举例子外,还可以将熵与宇宙、熵与生命结合起来,可以从哲学和自然科学的角度给学生谈一谈熵的发展史,并对曾经流行的热寂论指出其错误并进行批判等,以帮助学生更好地理解熵。又如在教学中,公式的推导是重要环节。考虑到中药专业学生数理基础普遍较差,有些公式的推导难度较大,这时可灵活变通,将重点放在这些公式的应用上而省略推导过程。教师在教学中要多注意将物理化学和药学相结合,在讲到相关理论时,要善于引导学生从本专业的角度去理解学习,让学生感到学以致用,这样可以达到事半功倍的效果。例如,在学习有关稀溶液的依数性时,列举“乙醚在热带气候条件下有可能迅速汽化,因而用作外科手术的麻醉剂将会遇到困难,如何利用依数性来解决此问题?”“海水鱼和淡水鱼为什么不能交换生活环境?”“临床上为病人输液为什么必须用等渗溶液?”;在学习化学动力学知识时,举例“如何确定药物制剂的有效期预测和稳定性?”“病人用药的时间间隔根据是什么?”等。科学技术的发展日新月异,在教学中,教师可以结合课时情况给学生概括地介绍一些本专业新的研究方向和趋势。如当前纳米中药的研究发展得很快,在学习胶体分散系时,可以谈一谈这方面研究的新动向、新技术等。总之,在教学中教师应多从实际出发、多从专业出发,将物理化学与药学紧密联系,以激发学生的学习兴趣。 四、重视实验以培养学生的能力 加强学生的技能和能力训练,是培养高质量人才的关键。[3]化学是实验科学,物理化学实验尤为重要。与其他基础化学课相比,物理化学课的理论较为抽象,通过物理化学实验可以帮助学生理解、印证理论课的一些知识点。学生在实验前要认真预习实验内容,在实验时要做到心中有数,实验条件为什么这样设定?试验中有什么现象发生?实验要达到什么目的?实验课程不仅让学生掌握基本的实验技能,还要培养学生初步的实验设计和创造能力。为此,除了开设基本的物理化学实验外,还可以尝试开设一些设计性实验。例如,恒温槽是物理化学实验中普遍使用的仪器设备。很多学生对恒温槽的使用只知道照本宣科,不求甚解。我们将《恒温槽的装配和性能测试》改为设计性实验,要求学生自己动手,查询资料。实验中贝克曼温度计的调试是难点和重点,通过主动参与而不是被动接受,学生对如何调节贝克曼温度计在不同温度下的水银量深有体会,使用起来也就得心应手。在恒温槽的性能测试中,为了取得良好的恒温效果,对于如何减少恒温槽的散热性,如何合理地调节搅拌器的转速等,学生会认真思考,集思广益。最后,教师对每台装配的恒温槽给予综合评价。设计性实验能够调动学生参与实验的积极性,提高学生的动手能力、创造能力,为其以后从事科研工作打好基础。今后应多做一些这方面的尝试。 物理化学作为一门重要的基础化学课程,教学时如何使中药专业的学生克服畏难心理,如何更好地与本专业知识密切联系从而达到更好的教学效果,笔者在此仅简单介绍,以供参考。教学内容不在多,而在于使学生能“举一反三”。[4]通过物理化学课程的学习,让学生不仅能够掌握较深的物理化学理论基础,而且能今后在从事科研工作时具有较强的动手能力、创造能力,这才是目的。一个合格的中药专业学生,在走向社会、走向工作岗位后绝不能仅仅会辨辨草药、背背方歌,只有发挥出强大的创新精神,才能使中医药学这一古老的学科焕发出青春。在物理化学的教学中,如何改变旧有的、死板的教学模式,以适应时代的发展,还需大家共同努力,各抒己见,这样才能为国家培养出更多的优秀的中医药人才。 中药专业论文:《中药制药专业综合实验》课程教学改革实践 (南京中医药大学 药学院,江苏 南京 210023) 摘要:为提升中药制药专业综合实验课程的教学效果,以丹参注射液开放性设计实验为例,从学生的文献查阅、课题方案设计与实施、学科间的互动、实施效果及其存在的问题展开讨论分析,发现了开放性实验对启发大学生的潜力与创造性,培养科研思维、质疑精神及动手能力具有积极的推动作用,也为中药制药专业综合实验的教学改革提出了新的要求。 P键词:中药制药;综合实验;教学改革 中药制药专业是中药学专业下属的二级学科,以培养掌握药理学、药剂学、中药分析和制药工程等中药新药研发相关学科的基本理论、基本知识和基本操作技能,传统的实验教学多通过指导教师讲解,通过孤立的单元操作进行理论验证,因此在实验教学过程中出现的问题多是以操作欠规范、实验步骤不理解的形式呈现。在实验教学过程中,实验内容是经过多年教学重复操作的、结果多可预知,由于实验环境、操作方法的改变或学生自主设计实验而出现的悖逆常规实验结果的现象,指导老师难以及时给以分析、解释,束缚了学生的自主性和创造性,不利于学生综合素质和创新能力的培养。为调动学生在实验探索中的主观能动性,以丹参注射液生产工艺设计为主体的开放性综合实验为例,学生通过文献查阅、工艺分解、方案对比设计、总结汇报分析,将多门专业课程温故知新、融会贯通,指导教师主要提供过程辅导与合理性评价,整体上提升学生的综合应对能力、创新能力。 一、丹参注射液开放性实验 1.文献整理分析。确定实验对象后,学生根据丹参注射液的药效成分、制备工艺等查阅文献,分析工艺环节的合理性和存在的问题,寻找解决问题的方法,并设计实验方案。文献查阅是现代大学生必备的一项基本技能,是有目的性地从众多文献中筛选合适的信息,以帮助设计可行的实验方案。以“丹参注射液”为关键词,通过对中国知网、维普网、万方数据知识服务平台检索,1985―2016年相关文件超过2000篇,主要涉及化学成分、药理活性、检测方法、制备方法及质量标准5个方面,因此在后续的实验方案可行性分析中,学生可从多方面考量丹参注射液制备工艺的合理性。 2.课题方案设计与实施。通过对丹参注射液的质量标准及相关文献分析,对已有的丹参注射液制备方法环节提出的问题及试探性的解决方法,这不仅需要学生理解制备工艺中各环节对制剂质量的相关性,而且要求学生结合现代制药技术的应用特点对丹参注射液工艺进行过程参数优化及工艺提升。丹参注射液具有活血化瘀、通脉养心的功效,临床多用于治疗冠心病和心绞痛,其处方中仅有丹参一味药,药效物质基础相对清晰,生产中采用水提、醇沉的常规精制工艺。因此,中药制药专业学生通过学校网络教学综合平台,提交工艺分解及相关试验设计并总结(表1)。从表中可以看出,试验方案设计主要围绕丹参中酚酸类成分的保留展开参数优化及工艺更换,酚酸在碱性及高温条件下易氧化分解,因此在加热浓缩及碱沉环节分别进行了纳滤技术对传统热浓缩的替换可行性分析、以及pH值8―9范围内酚酸类成分的特征图谱变化,同时在终端过滤灌封环节引入了膜分离和充氮抗氧化技术,对膜材质及孔径及充氮可行性进行考察。 丹参注射液综合实验由学校中药制药专业开放实验室承担,在完成工艺解读及方案设计后,由学生根据实验过程中所涉及到的实验耗材及相关仪器设备通过网络教学平台提交至实验中心,统一采购安排。学生自主组合、协调分工,在综合实验实施过程中由指导老师及研究生助教全程辅助并指导学生,指导教师做好教学设计并提前开展预实验,提前发现可能产生的实验问题并建立解决方法。由于实验方案设计的自主性,因此在具体实施时,不同组别之间会出现工艺设计优劣的理念碰撞并出现激烈讨论,这不仅可以激发学生蕴含的潜力,并会促进他们从多角度思考问题,从而提高分析问题的能力。 从表1的实验结果分析中可以看出,综合实验实施过程中,部分实验内容是由各团队之间协同合作完成的,如提取工艺参数优选中正交设计或响应曲面法设计中均涉及多因素水平的大量实验,在组间合作的同时也需要尽量降低操作误差;实验的实施也需要学生发散思维、发挥团队的创造力,在纳滤浓缩与传统热浓缩工艺对比中,目前的纳滤设备多用于水处理,属于中试用设备,管道及膜管中死体积较大,学生们通过购买小型高压隔膜泵、压力表及膜组件组装,可以实现最低500mL药液量的纳滤分离;同时,实验实施也需要具备丰富的多学科交叉理论背景,根据实验结果改变丹参注射液中间体酸碱度,发现原儿茶醛因为存在状态导致超滤膜材质出现针对性吸附;充氮抗氧化对比了氮气与二氧化碳气体的抗氧化效果对比、醇沉过程加入方法借鉴了“花洒”喷淋的方法等。实施过程是学生综合素质体现的最好途径,也是锻炼发现问题并及时应对的能力,指导时也需要在每一环节精心准备,才能最大程度地开发学生们的潜能。 3.多学科互动。中药制药综合实验课程的任务是将独立的专业基础课及专业课,如中药化学、分析化学、药效学评价等课程优秀内容贯穿于综合设计实验中。如何在综合实验中让学生将多学科知识融会贯通,实现学生知识、能力和素质的全面协调发展,是课程教学设计的重点。以开放性实验中丹参注射液为载体,将基础及专业课程相关联并融入到制剂生产、质量、药效评价中,并在开放性实验项目总结报告中体现相关课程的实践应用能力。 为了提升开放性实验的创新性和实用性,在实验开展前首先对开设班级开展学情调查,发现班级对专业课的理论知识均得到了较好的掌握,但是学科间的关联性及其理论知识的转化应用方面存在短板。其次实验的实施方法上进行优化:(1)采取由学生团队根据主题提交项目开题申请,提交项目申请书并组织开题。(2)实验内容分解,针对所涉及的实验步骤中的操作及仪器设备,自主查阅教学视频,规范操作、实验记录、数据分析及结果分析。(3)实验报告向学术论文转化,将学生在文献分析、数据整理及讨论分析能力,学科间知识的交叉应用在论文中得到体现,同时也为学生毕业设计及论文答辩奠定基础,进而在项目总结与汇报时聘请学院分析化学、制剂等教研室老师进行辅助解答、分析实验过程中存在的问题。采取综合汇报及答辩会的形式呈现,全班进行交流学习,通过实验过程介绍及视频,实验结果讨论,进一步深入理解各分离技术的特点与原理,加深课堂教学互通理解。 二、实施效果及问题分析 通过中药制药专业开放性综合实验的开展,达到了课程开设的目的和要求,锻练了学生的科研思维,提升了实际动手能力。在实验开展过程及其课程结束后的教学反思调查中,也对本课程的建设提出了新要求。 1.开放性实验的延续性。目前中药制药专业综合实验规定课时为90学时,但是从文献查阅到结题论文提交的实施周期为三周,远超课程设计的课时量,其中主要原因是学生在明确研究目的的前提下,在丹参注射液制备关键环节的参数优选以及工艺技术可替换性研究方面充分发挥了自主能动性。教学反思通过问卷调查发现,学生希望能够对比注射剂、胶囊、片剂等多种剂型涉及的工艺技术及质控方法,同时如何实现从药材―饮片―制剂全过程开放性实验设计,实现多课程之间的交融和延续。 2.教学与科研相互促进。综合实验中的设计性实验是一个教学与科研沟通的平台,科研成果如何通过教学让学生理解、实施并有所提升,也可以让学生在以后的科研工作中形成自己的研究方法,同时经过学生提出的问题及其结果的反馈,也让指导老师从中有所收获。如超滤技术用于丹参注射液,经优选50 KDa截留分子量的超滤膜可以在提升制剂质量的同时保证酚酸类成分的透过保留,而学生在操作过程中认为溶液pH值对酚酸超滤分离具有影响并展开研究,发现在酸性条件下酚酸中的原儿茶醛损失明显,透过对成分在膜组件中的迁移性分析发现,游离态的原儿茶醛易产生膜吸附,导致成分损失。以此为基础,指导老师也进行了酚酸类成分等点及膜组件传质机制的研究,出现了“教学―科研”相长的学术氛围。这不仅让学生收获了科研成就感,也让教师产生了新的科研方向。 3.实验软硬件条件的提升。综合实验在开展过程中涉及的定性、定量分析,增加了学生们接触大型仪器设备的机会,在锻炼学生对仪器设备操作能力的同时,部分学生提出希望增加液质联用、激光粒径检测技术等,从而满足自主性设计实验开展的需求。同时,中药制药环境具有洁净度要求,学生希望能够在完成小试实验的基础上,能够在符合药品生产质量管理规范(GMP)条件下的车间进行放大验证,学生在设计性综合实验过程中更具有挑战性。 三、结语 通过对中药制药综合开放性实验的探索、建设,在提升学生创新能力的同时,教师的教学水平、制药企业的产学研能力也得到了明显提升。通过课程的融合沟通,对学院课程的建设发展起到了推动作用。通过对综合实验进行教学设计,指导教师挑战自己的同时,学生也对课程内容提出了新的挑战。如何满足学生在课程开展中提出的多样性问题并予以解决,如何通过关卡性设计开发学生创造性的思维等多个问题的提出,也促进了中药制药综合开放性实验需要进一步的提升和完善。 作者简介:李存玉(1985-),男,江苏徐州人,博士,讲师,研究方向:中药制药研究及教学工作。 通讯作者:彭国平(1963-),男,江苏金坛人,博士,博士生导师,研究方向:中药制药化学。 中药专业论文:中药专业理实一体化教学改革研究与实践 摘要: 一体化的教学内容、教学环境、师资队伍是实施中药专业理实一体化教学的关键环节。为了实现中药专业与企业岗位的对接,学校对江苏省主要医院和制药企业中药材、中药饮片、中成药的使用和生产情况进行了调研。并以江苏省主要中药产品为主线,对中药专业的优秀课程的教学内容、实验实训资源、师资结构进行了优化和整合,为中药专业建设和课程改革提供参考。 关键词: 中药专业;理实一体化;研究 0引言 近年来现代化建设步伐的加快,传统中药产业由于科学技术进步、工艺设备更新和管理方式不断改进,对中药职业技术人员的规格和素质提出了更高的要求。中药专业作为培养在中药生产、经营、使用、管理、服务一线工作的应用型高技能人才的专业,必须对江苏省的中药产业进行调研,并在教学内容、实训基地建设、师资配备等方面与当前中药产业对接,实施理实一体化教学,才能为企业和社会培养出合格的技术人才。 1中药专业的教学现状 1.1 讲述为主的教学组织形式不利于学生技能的形成近年来由于高校连续扩招,“普高热”持续升温,初中生人数减少,各职业类院校出现了学生生源锐减质量下降现象。讲授一直是主要的教学组织形式,缺乏学生的主体参与、主动探索。另一方面使学生的思维越来越僵化,习惯了灌输式的教学,无创新精神和实践能力可言。教学模式存在着专业理论教学和技能训练互不相干、互相割裂、自成体系等矛盾。传统的教学模式将二者截然分开,理论和实践严重脱节,学生所学的知识不能及时转化为技能,不能学以致用。在理论教学时,教师多用简单的挂图、多媒体图片对学生进行讲解,缺乏操作展示,学生往往对所讲内容缺乏感性认识,学起来枯燥无味,教学效果差。在进行集中技能训练时,一方面由于时间上的滞后性,学生所学的专业理论知识忘记较多,另一方面由于课时和师资的限制,最终导致技能训练效果差。 1.2 中药专业实验实训资源缺乏系统性整合,影响教学目标的达成中药专业显微实验室设备陈旧,操作台老化,空间狭小;中药专业高级工所要求的400种中药材尚无统一的确定依据,学生得不到足够的实物进行认知学习;标本室标本老化,不系统,陈列混乱;中药鉴定技术实训室缺乏,严重制约理实一体化教学的开展。“一体化”教学是高效地利用教学资源,实现理论与实践操作有机结合、同步进行的教学模式。它既要求理论教学与实践操作一体化,也要教室与工作岗位一体化、实习指导教师与理论教师一体化。因此,加强对江苏省中药产业的调研,合理整合现有实验、实训资源,科学规划好新校区的药用植物园、中药标本馆、制剂中心、中药饮片厂、中药房等实训场所就显得极为重要和迫切。 1.3 “双师型”教师队伍建设不成熟,教学目标不规范在教学实施过程中,理论和实验指导教师身份的分化,造成两位老师产生教学依赖现象,理论教师认为理论讲不了的由实习解决,实验教师却只负责操作训练,导致教学脱节,影响教学效果。另外中药专业教师课程分化明显,教师往往只重视所承担课程的学习,缺乏其他课程的学习和技能,教中药学的教师不认识中药,教鉴定的对中药化学、制剂又不熟悉,这样更不利于学生知识、能力体系的形成。 2深化理实一体化教学改革和建设的主要措施 2.1 整合与优化教学内容学校有针对性地在苏南、苏中、苏北选择10家医院的中药房进行调研,对各医院中药饮片使用情况进行排名和统计分析。10家医院的总计使用中药饮片为628种。统计中药的重复使用情况,10家均使用的有373种。我们在基础技能形成阶段统将中药材及中药饮片品种统一为422种,将中药材品种目录按照根及根茎类、茎木树脂类、皮类、叶类、花类、果实种子类、草类、菌藻类、动物类、矿物类等进行分类,并按照功效排列,并确保在在专业技能形成阶段统所学习的制剂均为江苏省各制药企业所生产的产品,主成分均包含在422种中药材及中药饮片之中,进而统一了中药专业优秀课程中所涉及到的中药材、中药饮片、中成药品种。以中药化学实用技术、中药制剂技术等优秀课程为突破口,开展理实一体化教学项目化教学研究。结合当前五年一贯制高职教育的学制优势和学生的特点,从课程标准、教学方案、教材、教学资源、评价体系等方面对中药化学实用技术开展理实一体化、项目化教学改革和优化。编制与课程标准相配套的校本教材。紧扣中药专业相关岗位技能要求的实际和中药现代化生产的前沿;删除了原有教材中与就业岗位关系不密切,或已遭淘汰的内容;增加有助于提高当前中药专业学生中药化学综合技能的项目内容。在中药方剂、中药鉴定技术、中药炮制技术、药用植物知识等课程开展理实一体化教学改革研究与实践,开展多种评价方法的研究与探讨,并取得了可喜成果。培养的学生在各种技能大赛中取得了良好的成绩。 2.2 整合和优化实验实训资源学校组织教师利用暑假分别到重庆三峡医药高等专科学校、河南南阳医药高等专科学校考察,为我校实验实训资源的整合和优化和新校区标本室建设收集资料,并积极听取同行的建议。本课题选择我校实验实训资源相对薄弱的中药鉴定实训室进行理实一体化改造。在学校教学用房十分紧缺的情况下,把整个图书馆五楼的空间腾出来,投入20余万元资金,进行改造。建成了目前实训室、标本室、教室一体化的中药鉴别实训室。学生学习、实训的环境大为改善。学生在用中药标本、药用植物图片、中医药文化橱窗营造的一体化教学环境中学习中药鉴定知识的同时,感受中医药文化。我们在开展理实一体化教学改革的同时,结合中药专业的特色,有针对性地在教学中融入学生创新能力和创业能力的培养。组织学生用中药饮片和药用植物标本进行工艺品创作,取得了可喜的成绩,受到了同行和媒体关注。理实一体化教学的理念得到了进一步的提升,由“做中学,学中做”到“做中创,学中乐”。 在新校区建设过程中,开展“一馆多能”的中药标本馆研究与实践。按照建设的功能定位和总体要求,结合调研参观国内相关院校中药标本馆的成功经验,将我校中药标本馆建设在新校区图文信息楼六楼,建筑面积2133平方米。定位为对教学、科研、科普和交流发挥重要作用,教学、实训同步进行的一馆多能实训区域。道地药材标本区含全国、江苏及连云港药材分布介绍图;墙面有标本制作流程图等。陈列标本含腊叶与浸泡标本区、中药材标本区、中药饮片标本区、方药与中成药标本区、中医药文化展示区、中药数字化展示区等。发挥教学功能培养学生技能;构建科研平台促进教师提升;提供普及基地弘扬中医药文化;开辟交流窗口扩大社会影响。 2.3 从新教师开,抓一体化教师培养我校每年对新引进教师都有在教学、教法、科研等方面系统化的培训,我们课题组在充分分析全校专业教师年龄、职级、专业背等情况的基础上,提出了对中药专业年轻教师开展针对性的专业培训。凡是新引进教师都要同学生一起参加高级工的考核。根据所授课程的特点,要求中药炮制、中药鉴定、药用植物等任课教师参加中药炮制与配置工、中药调剂员的高级工鉴定,而中药化学实用技术、中药制剂技术的教师参加中药制剂工和化学检验工的高级工鉴定。在一定程度上弥补了新教师动手能力差和专业面窄的不足。 2.4 针对不同课程开展评价方法的研究与实践在整个中药专业的各优秀课程开展形成性评价与终结性评价相结合的评价方式研究,革新学生课业的方式和内容,采取完成方案设计、进行小组专题实验、组织专题实验答辩等形式,加强对学生创新思维能力、分析解决问题能力和团队意识的培养。采用日常考察法、笔试口试结合法、方案设计考核法以及专题实验考核法以及行业专家参与学生考工考级等多种评途径相结合的方式,从基础知识、操作技能、分析设计能力、团队协作能力、逻辑思辨能力、职业素养等多个维度全方位、立体地对学生的学习效果进行评价。 3讨论 3.1 教学内容是实施中药专业实施一体化教学的基础一体化教学内容要求教学内容与产品对接,在优秀课程中统一中药品种。中药专业的主要就业岗位是中药调剂岗位和中药制剂生产岗位。无论是在调剂岗位还是制剂岗位,学生所面对的都是中药产品。调剂岗位是在医院或者药房调剂中药饮片和中成药,而制剂岗位是在药厂的车间里生产中药。中药专业的优秀课程无不与中药的生产、加工、销售、使用有关。中药产品是贯穿中药专业优秀课程的主线。本研究对江苏省现有中药品种的调研在一定程度上统一了中药专业优秀课程的教学内容,422种中药材及饮片、25种剂型,824种中成药对中药专业的教学内容整合具有很高的参考价值。随着教学的逐步深入,学校专业设置的变化,在具体内容的选择上还将有所变化。 3.2 教学环境是实施中药专业实施一体化教学的保障一体化教学内容要求教学环境与岗位车间对接,在教学环境引入企业文化和专业文化。中药专业的一体化教学环境主要有药用植物园、中药饮片厂、制剂中心、中医药博物馆组成。中药饮片厂、制剂中心在空间布局、设备摆放、管理制度等要与药品生产企业相一致。营造药品生产企业的环境和文化。而药用植物园、中药标本馆等实训资源在既要在展示内容上要与江苏省的医药产业相对接。同时还具有教学、科研、科普、科技服务等多种功能。本研究仅是对新校区的实验实训资源进行了规划和准备,如何发挥新校区一体化实训环境的多功能作用,打造具有中医药特色的专业文化,还需要实践的检验。 3.3 师资是实施中药专业实施一体化教学的灵魂一体化师资要求教师与车间主任对接,在师资队伍建设上要引进与培养相结合。近年来,学校的师资队伍建设有了明显的改善,用人机制也非常灵活。从制药企业引进了一部分人才,充实到教师队伍中来。这些人在实训基地建设,课程改革中带来了企业的先进技术和理念。随着学校办学规模的扩大,一大批青年教师走上了教学岗位。但是多数青年教师缺乏教学经验,教学技能和专业技能都不成熟,因此要加大对青年教师的培训,创造更多的深造机会[1][2]。采用引进和培养相结合的方式,进一步加大对高学历教师的引进力度。 中药专业论文:中药专业大学生科研能力培养的探索与实践 摘要: 二十一世纪是知识经济与信息的时代,更是科学技术快速发展和全面创新的时代。高校肩负着培养人才、科学研究、服务社会的责任,培养高素质的满足社会需要的合格人才是高等教育肩负的历史使命。当今社会生活的丰富多样性和多元化要求当代大学生要全面发展,更要求高校注重学生德智体美劳和学习态度及能力的全面培养,其中,培养具有科研能力的创新型人才成为中药专业教育的重要任务。 1面向社会需要,明确中药专业大学生的培养方向 中药在我国几千年防病治病过程中发挥了重要作用,承载着中华民族优秀的文化,拥有自主的知识产权。在中药面向国际的现代化实践过程中,面临着诸多挑战和新的发展机遇。我国大多数医药企业及科研院所的科研集中在仿制药或技术含量低的项目上,很大比重为低水平的重复,缺乏具有自主知识产权的真正意义上的新药,科研实力和能力相对薄弱。虽然每年各大院校有不少药学专业的毕业生,但是真正适合做科研的技术人才很少。国外制药大企业跨入国门后,我国的医药产业陷入困境。因此,培养出优秀的研发技术人才,增强产品的竞争力尤为重要[1]。中药专业是一个社会实践性很强的专业,但是在校大学生大多数不能充分利用现代信息手段主动寻求知识,学术论文阅读量小,各学科的理论知识缺少连贯思维,综合实验能力相对不强。大学生打破传统的思维方式,摆脱思维定式与框架的束缚,抓住机遇,积极的迎接挑战,是高等教育培养合格人才的关键。面向国家素质教育的教育方针,培养具有创新型思维和科研能力的德智体全面发展的中药专业大学生是中医药院校的教育重点,对于中药专业大学生的培养,应该注重理论知识的学习和实践科研能力的同时培养,着眼于培养出懂中药学基本理论,会在生产中实践,有创新思维和科研能力的优秀的中药专业大学生。 2充分发挥现有实验室的功能,为大学生提供更多的科研机会 国家要实现对大学生的科研能力的培养目标,需要各大院校的积极配合,其中对于中药专业大学生科研能力的培养,要求学校给学生提供适当的科研实践平台,充分认识科研能力对于中药专业大学生的重要性,积极引导学生进入实验室,充分利用实验室资源。培养常用实验仪器操作能力、常用实验方法运用能力、捕捉专业信息能力、文献检索、分析、整理、归纳能力、发现问题与解决问题能力、专业操作与团队协作能力[2]。使学生在实验中理解性的学习理论知识,并通过实验中的问题激发学生对于理论知识学习的热情。 3正确引导学生的科研思想,完善科研的实验设计 由于大学生综合知识与经验的相对匮乏,教师在学生科研能力的培养中是不可或缺的。在校内组成一个大学本科生科研能力培养教师队伍,给予大学生科研理念和实践指导,帮助大学生把握科研方向,引导大学生建立缜密的科研思维。经常吸引本科生利用业余时间参加实验室的课题研讨组会,由学生独立查阅文献,总结内容,独立设计实验的流程和内容,教师完善学生的科研设计,以保证学生科学研究的先进性和正确性。 4以实验室在研科研课题为基础,带动大学生的科研实践 大学生由于学习任务比较重,自己独立承担实验研究型课题的机会较少。在这种情况下,中药专业大学生应该积极参与到学校有科研项目的课题组中。加入科研课题组中,参与教师的科研课题,既解决了科研方向、经费等问题,又在实验中培养了自己的科研能力。 5增强学生自身参与意识,提高科研兴趣,并在科研中加强团队精神的培养 由于中药类专业的社会实践性和专业性强,作为科研能力培养的主体,中药类专业大学生要加强自身对于知识的渴求,认真学习理论知识的同时,平时还要注意增加对自己所学专业的发展及现状的了解、阅读中药类学术杂志、注重前沿知识的积累,在积累中不断的发现问题,学会利用文献检索来充实自己,正确看待理论与实践的相辅相成的关系,并积极主动地投入的科研能力的培养中,完善设计实验,亲身参与实验的过程,认真地完成最后的结果分析,数据的统计,论文的撰写等。在科学研究中,团队精神也是十分重要的,团队精神的有无在一定程度上决定着科研是否顺利及成果的大小[3]。当代大学生应该多与他人沟通和交流,共同协商问题,尊重科研课题组内其他人的意见,接受别人对于自己错误的纠正,不封闭自己的思想,分享实验设计、新发现,大家取长补短,聚集群体的智慧,在互帮互助的学习氛围中培养自己的科研能力,并能够形成一定的组间竞争意识,增强科研能力、科研素质、科研思想的培养。 6在科学研究中培养严谨求实的科学态度 大学生科研能力的培养不仅表现在大学生对于科研课题的投入,主动思考问题和解决问题的能力的提高,也体现在大学生对于科学研究的严谨的态度、对科研结果的实事求是工作作风的培养。在科研过程中的严肃认真和求真务实的态度是保证科研结果真实可靠的前提,建立追求真理的人生价值观,是学生走向社会不可或缺的良好品德之一。身为中药专业大学生,未来在工作岗位上从事着特殊商品的研发、生产、营销等工作,肩上应该始终担着对社会、对人民的一份责任感、一份将中药事业发展壮大的使命感。 大学生科研能力的培养是高等学校肩负的历史使命,是促进社会经济健康快速发展的要求,培养出社会需要的高素质的合格人才,是每一个教育工作者的责任和义务[4]。我们实验室的老师认真探讨中药专业本科生科研能力培养方式,并积极组织实践,为中药专业本科生科研能力提高探索培养方法。 中药专业论文:中药专业中药药理学科群发展模式的探讨 摘要:为了提高我校中药专业整体竞争力,培养符合专业实际的高层次专业人才,课题组历经十几年的教学与科研经验,组建了中药药理学科群,本文详细介绍并总结了中药药理学科群构建的经验,通过组建教学团队、整合教学资源、提升科研水平,促进了各学科的交叉渗透、融合联合,实现了学科的自我发展,对中药专业学科建设、团队建设、学生培养等方面均产生了重大影响。 关键词:中药药理;学科群;中药专业;发展模式 “学科群”是指若干具有相同级次的学科点的集合,以形成进行人才培养、科学研究和技术开发的多学科有机综合体[1]。学科群建设是学科建设新趋势,中药专业是一个涉及中医学、化学、药学、现代医学等的交叉学科,课题组最早提出将中药化学各学科与中药药理学结合起来,组建中药药理学科群,学科群遵循“化药结合,相互促进,积累发展,求实创新”的理念,坚持中药化学与中药药理学相结合的发展思路,积极进行教学改革,凝练科研方向,带动各学科共同发展,对中药专业的学科建设、团队建设以及培养目标的实现均产生了重大影响。本文就中药药理学科群构建的相关经验与成果进行了总结。 一、中药药理学科群构建的意义 学科建设是高校一项复杂的系统工程,是高校各项建设的优秀。近些年来,随着学科自身发展的逻辑和现实社会的要求,人们已经在学科群的层面上认识、讨论和建设学科[2],学科群是学科综合化发展的新趋势,中药专业中药药理学科群的建设对中药专业的发展有着较为显著的现实意义。中药专业本身就是一门交叉与实验性的学科,各类化学课是专业基础课,多门基础化学课的学习如无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析为后续中药化学、中药分析等专业课的学习奠定基础,中药药理学既是中药专业重要的专业课,同时也是一门桥梁性学科,是化学与生命科学的桥梁,在很大程度上可以说中药药理学是中医药与现代科学最富活力的结合点,是中医药现代化的前沿阵地[3]。化学与中药药理学密不可分,中医药的现代化与中药新药的研发同样需要中药化学与中药药理学相结合。课题组在不断的教学与科研实践中,逐步意识到学科群构建的重要性,历经十几载的探索,积极推进教学改革、进行各项中医药相关的科研活动,逐步构建了中药药理学科群,为学科群中各学科的发展、中药专业的学科建设都起到了积极的推进作用。 二、构建中药药理学科群的具体实践 (一)组建学科团队 坚持以人为本,尊重人才成长规律,重视梯队建设,关注青年骨干教师的培养,形成了知识结构、学历结构、年龄结构、职称结构合理的教学团队,实现了各学科的交叉渗透、融合联合,使人力资源进一步整合,形成了以学科带头人为优秀,凝聚学术队伍的人才组织模式。 对团队中的青年教师实行导师制,充分发挥资深教师传、帮、带作用,提高青年教师教学水平和科研能力,加快其成长步伐。定期举办学术讲座及学术研讨,拓宽对外交流渠道,积极走出去、请进来,先后与省内外多家兄弟院校、知名药企等进行交流、合作,拓宽视野。 (二)整合教学资源 整合教学资源,统筹兼顾,协调各学科的教学大纲,使教学调控更具系统化和可操纵性,通过精品课程建设,提升学科群档次,促进各学科共同发展。将中药药理知识渗透到化学课堂,使乏味的基础化学课变得生动有趣,实现了各学科的交叉渗透、融合联合,明显提高了教学效果。 集中教学资源,建成了学科群网络教学平台[4,5],平台内设立科学研究、教育资源及论坛等模块,科学研究模块内含中药药物信息、中药化学成分、中药毒理、中药药理实验、实验动物信息、相关文献等,供研究人员查询;教育模块主要提供各学科学习资源,如中药药理主要教材、名家讲义和视频教程、药理实验操作及视频等信息,供教师和学生学习;论坛为学习交流平台、网络教学平台提供了师生交流的新方式。 重视教学研究,不断进行教学改革,先后对各学科的实验教学及考试环节等进行了改革的探索[6~8],取得了显著的效果。结合实验室开放,将传统验证性实验改为综合性设计性实验,提高学生科研能力。《中药药理学》在中药专业学生中率先实行考试改革,将传统的闭卷笔试改为综合评价,在学期末举行创新性论文宣讲活动并出版学生论文集,这些改革极大地提高了学生的综合素质。 (三)提升科研水平 科学研究是推进中医药现代化和国际化的唯一途径,为提高学生的科研素养与创新能力,在本科学生中实行导师制,通过开放实验室、实施设计性实验、参与教师课题等途径,使本科生尽早进入实验室进行有针对性的课题研究,锻炼学生的实际操作技能;通过组织中药专业学生“中药药学基本技能大赛”,检验和提高了学生的基本技能。团队中的研究生在完成专题过程中涉猎多学科领域的研究,拓宽了研究生的专业口径。 一个专业的优秀竞争力,取决于其科研的创新能力。中药药理学科群打破了传统学科界限,使科研资源得到了更好的整合,显著提升了科研效率。学科群的发展也促进了各学科的交叉融合,产生了新的学科增长点,在不断发展中凝练出了中药药效物质基础、中药复方药理、中药体内分析与药代动力学研究三个研究方向。 三、中药药理学科群建设所取得的成果 (一)促进了学科群各学科发展 中医药现代化飞速发展,学科划分越来越细,但同时又衍生出了很多交叉综合性学科。中药药理学科群的诞生,将中药专业的相关化学基础课、中药化学与中药制剂分析等专业课与中药药理课有机地结合起来,促进了学科间的相互协作,有利于群体效应的发挥,同时也起到了优化学科结构、拓宽学科领域的积极作用,促进了多学科的交叉与融合,明显提高了教学效果,增强了教师的科研积极性,为整个中药学科的发展起到了积极的推动作用。 (二)有利于提高青年教师教研水平 学科群内不同专业背景的教师相互交流,拓宽了青年教师的知识面,多学科融合交流所产生的交叉知识有利于教师贯穿到自己的课堂教学中,活跃教学气氛,提升教学质量。学科群内不同的学术思想相互交流,不同的研究方法相互借鉴,为创新思维的产生创造了有利的条件。同时,学科群打破了学科间的界限,有利于交叉学科的发展,也为教师科研活动的开展提供了有利的条件。 (三)有助于提高学生综合素质 学科寻求到了发展的方向,教师教研素质的提高都为本科生的培养创造了良好的条件。课堂授课过程中将多学科知识进行融合,例如在中药化学授课中将一类中药成分的药理作用简单介绍,可增加学生学习的兴趣,充实课堂内容;在中药药理授课中,将发挥药理作用的药效物质基础进行介绍,可与中药化学课内容相呼应,这种教学方法得到了学生的一致认可。另外,通过对本科学生实行导师制,开放实验室、实施设计性实验、参与教师课题等途径,使本科生尽早进入实验室进行有针对性的课题研究,明显提高了学生的科研素养与创新能力。 四、创新点 本课题在我校首次开展学科群建设的尝试,体会到只有营造出积极向上、不甘落后的氛围,找准学科建设的途径,坚持不懈,积累沉淀,求实创新,才能实现自身发展。 本课题不仅为我校中药专业的学科建设积累了经验,同时也为我省乃至全国同类学科的建设提供了有益的思路。 五、展望 中药药理学科群建设团队在我校首次开展学科群建设的尝试,取得了系列成果并推广应用于教学、科研实践中。中药药理学科群教学团队历经15载的发展,在学科群建设方面取得了丰硕的成果,通过组建教学团队、整合教学与科研资源、凝练科研方向等方面的探索,促进了各学科的交叉渗透、融合联合,实现了学科的自我发展,提高了青年教师的综合素质,提升了中药专业学生的培养质量,为我校中药专业优秀竞争力的提升起到了很好的推动性作用。 中药专业论文:湖北医药学院中药制药专业综合改革 [摘要] 普通高校本科专业综合改革需要从多个方面开展,对管理机制、绩效考核方式、教学实践管理等各个方面进行整合和管理,努力地提升高校的专业建设水平,不断地探究出符合高校专业发展的新模式,为高校的学科建设提供良好的环境。本文结合湖北医药学院(以下简称“我校”)中药制药专业近十年的建设历程,从“双师型”师资队伍建设、人才培养模式、教学方法改革、实践教学等4个专业综合改革方面,详细阐述了我校在建立起新型校企联合培养中药制药专业人才培养模式中的经验与做法。学术带头人、企业与学校教师的培训和本科生导师制是“双师型”师资队伍建设的优秀,省级标准化实训基地和四年不间断实践教学为学生铺平了就业道路,多种教改方法的灵活应用与培养服务地方医药产业发展需求的目标相结合,最终形成一种人才培养由企业与学校两大教学模块组成,课程与实践、科研和师徒传授等多方面相结合的人才培养方式。本文旨为培养面向中药及其相关领域的应用型人才培养方案和改革提供借鉴。 [关键词] 中药制药专业;综合改革;湖北医药学院 长期以来,湖北医药学院(以下简称“我校”)以推进教育教学改革、提高教育教学质量为立足点,注重加强专业内容建设,提升人才培养质量。2003年,为适应医药卫生发展对人才的需求,在充分调研论证的基础上,我校开始招收药学专业四年制本科生,并设立中药制药方向。2009年,药学专业成为湖北省品牌专业建设项目。到2011年药学院成立,学校投入一千余万,对药学院软、硬件全面升级,药学专业(中药制药方向)便进入了快车道。近五年来先后成为了湖北省战略性新兴产业计划人才项目,本科教学工程“专业综合改革试点”部级建设项目,建设成了湖北省高校省级实习实训基地、校级重点学科、硕士学位授予权学科等等。目前,该专业办学定位准确,服务面向明确,在培养模式、教学团队、课程教材、教学方式及教学管理方面具有特色,培养出的毕业生受到用人单位广泛好评。本文将从如何建设“双师型”师资队伍、“2+3”一体化人才培养模式、教学方式方法改革、实践教学等四个方面介绍我校药学院在专业综合改革方面采取的措施,以此抛砖引玉,希望推动药学相关专业的综合改革。 1 “双师型”师资队伍 1.1 专业带头人 应选择学历职称高、实践技能水平高、教学学术水平高、师德高的“四高”教师为本专业带头人。定期派遣专业带头人到国内外知名大学访问交流,不断更新教学理念;建立激励机制,明确目标责任,促进专业带头人提升专业能力和学术水平;搭建省级重点实验室和校企研发中心,激励专业带头人确定以武当中药品种为主要研究方向;聘请美国休斯敦大学、香港大学知名专家学者担任本专业兼职教授,帮传带本校专业带头人快速成长。聘请美国休斯敦大学教授Ming Hu为外籍院长,为学科建设把脉。经过5年的建设,校内45岁以下专业课教师中具有博士学位教师比例超过20%,有企业实践经验教师比例达80%,形成一支70人左右师德高尚、教学水平高、实践经验丰富、动手能力强、具备创新能力的“双师型”教师队伍。 1.2 企业教授的培训与聘用 聘请合作企业的专业人才和技术骨干担任专业兼职教师,参与课程开发、教材编写、实践教学、指导学生科研和论文撰写等教学活动。学校、企业的授课教师进行双向培训,企业人员到学校主要进行教育理论、教学技能方面的培训,每期不少于1周;学校教师深入企业一线,进行实践能力培养,每期不少于1个月。定期召开由校企双方参加的教学研讨会,加强学校与企业的“产学研”合作,实现以理论指导实践,以实践提高技能,以科研引导教学的目标。 1.3 本科生导师制 本科生导师制是近年来我国部分高校在借鉴国外高校教育和管理工作经验的基础上,适应我国高等教育发展需要,探索在本科生教育中培养出一批具有潜质的创新型高素质人才的一种新的工作机制[1-5]。我校采用双导师,即学业导师和职业导师的机制。新生入校即建立与其对接的“导师制”,给予其生活、学习和职业生涯上的指导。最初2年在校以基础理论学习为主,学生重点完成对专业基础知识和基本技能的培养;暑假和寒假期间强化专业技能,结合市场需求及学校现有实验室条件精确定位方向;将学科带头人的科研成果转化或者企业的特色技术为教学内容,带领学生早进实验室、早参加课题研究。后期1年的实践学习中,实训教学环节主要依靠本专业教师和合作企业内的导师联合指导和培养,使学生紧密结合药学实际,深入到中药产品的研发、生产、设计、营销和管理等环节中,完成在企业实训阶段的学习任务。实施本科导师制,发挥教师在学生培养教育过程中的主导作用和学生的主体作用,建立新型师生关系,更好地实施因材施教和个性化培养,提高学生创新精神、创新能力、团队精神,使学生在教学计划和导师的指导下,自主地构成合理的知识结构和技术特长。 2 全面升华实践教学,为学生就业铺平道路 建立由“认知教育、实践训练、联合培养、企业创业”四个阶段构成的“四年校企实践合作不断线”实践教学模式[6-8]。实行早期实践、连续实践、多次实践和多时实践,建设省属一流的专业实验室、实训室、实践基地和科研平台,加强实验技术人员培养,选派高水平教师带教实验,激励学生开展自选性、协作性试验,努力使学生达到“四能”,即能识药、能验药、能制药、能研药。 2.1 按照“一体两翼,两个结合,三个环节,四年不断线”的原则强化实践教学 “一体两翼”是指以构建实验实训课程教学和专业见习实习为主体、以课外科技创新和综合社会实践为两翼的学生实践能力培养体系;“两个结合”指校内实践教学资源与校外实践教学基地相结合,教学与生产实践相结合;“三个环节”指见习环节、实习环节和毕业论文设计环节的实践训练,见表1;“四年不断线”指从大一开始到大四,加强实践能力培养不中断。在整个实践锻炼过程中,始终强调创新能力、综合运用知识能力、设计能力、科学研究能力、计算机与外语应用能力、文献检索能力和技术经济分析能力的培养,使必修课∶选修课∶实践教学之比达到4∶1∶1。 2.2 省级人才培养实训基地建设 在高等教育中,实践教学是提升学生专业途径的必要途径,通过实践与理论有机结合,可显著提升教学效果[9-10]。我校以校内省级重点实验室“武当特色中药研究实验室”“武当山中药资源开发与利用”“中药新制剂研究开发”“药物分析”三个国家中医药科研二级实验室和“中药药理(肿瘤)研究”国家中医药科研三级实验室以及“湖北医药学院中药产业化工程技术研究中心”等一系列科研平台作为培养产业人才的开放实验室,完善管理办法,优化运行机制。把企业生产中遇到的问题和教师的科研方向作为学生设计性、自选性、综合性实验选题的主要依据,目前通过导师的实验指导,学生完成的设计性、自选性、综合性实验达到总实验项目数的50%。逐步完善企业的湖北省高校省级实习实训基地,2014年中药制药省级实习实训基地完成了我校和湖北中医药大学药学和制药工程两大专业600余名学生的见习、毕业实习教学任务。此外,在校内建设药物研究所、药用植物标本馆和百草园,以加强学生对本专业知识的理解与掌握。密切与九州通、湖北天圣清大制药有限公司、湖北神龙本草中药饮片有限公司、湖北天圣康迪制药有限公司、十堰神农医药科技园有限公司等战略性新兴(支柱)产业人才培养项目合作单位合作,以校企合作为基础、产学研合作为纽带,全力建设科技创新平台、产学研合作平台,多项重大成果取得突破,达到学校与企业“优势互补、资源共享、互惠互利、共同发展”的双赢目的。 3 教学方式方法改革 应用学导启发式、问题探究式、小组讨论式等教学方式,注意因材施教、因人施教;坚持以培养目标为导向,以学生为主体,以培养能力为优秀,结合课程特点,运用多种教学方法保证教学质量。 3.1 开放式教学和“第二课堂”教学 积极推行开放式教学,充分开放教学资源。通过成立“小神农科研小组”、药用植物盆景和中医药文化进课堂、药用植物野外采集、第二课堂等多种方式,培养学生对中药制药专业的认知和兴趣。在开放《药用植物学》和《生药学》的辅导体系和标本馆的基础上,加大力度建设专业课和特色课程的辅导体系;将学校与企业共同开发的五门特色课程安排到企业生产车间和野外药用植物采集点,加深学生对知识的掌握和理解;广泛开展技能比赛、科研设计大赛、专业趣味活动等,使学生能在比中学、学中乐,提高学生学习效率和学习效果。 3.2 课程与教材建设 按照“厚基础、强能力”的总体要求,优化课程结构,突出学生创新精神、实践能力和自学能力的培养,构建新型的课程体系。在课程设计上,公共基础课、专业基础课、专业课、特色课程等四类课程的学时比例达到2.0∶2.9∶2.4∶0.5;必修课、选修课、实践课学时之比达到4∶1∶1;建成专业课程自学辅导体系(参考书、题库、教学光盘等)。建设3门校级精品课程,1~2门省级精品课程,公开出版3本以上特色教材,编制实验实训教材讲义5本[11]。特色课程模块为校企联合或与其他学科协同开发。课程以实训教学为主,着重培养学生运用现代化技术解决中药生产过程中的中药材养殖、栽培、植保、饮片加工炮制、中药制剂等方面的关键技术和能力。具体课程包括:①湖北省中药资源开发现状,主要介绍湖北省中药资源分布、资源种类、开发应用前景及开发现状。②鄂西北中药资源开发,主要介绍鄂西北(神农架、武当山地区)特色中药资源与开发,神农架地区的地理特征、气候特色、资源分布、特色资源和开发应用现状。结合鄂西北区域性中心城市重点产业建设,建立鄂西北特色中药资源(房陵丹参、柴胡等)GAP基地。③湖北省中药资源文化,以神农医药文化、李时珍医药文化和鄂西北生态文化为主线,介绍湖北省中医药文化和中药资源文化,提高学生对湖北省中药资源文化的认识,培养学生对中医药文化和中药资源文化的认同感和传承能力。④湖北省及鄂西北中药饮片生产及标准研究概况,主要讲授湖北省及鄂西北中药饮片生产现状、生产工艺改革、饮片质量标准研究及应用现状。⑤中药制剂实用技术,包括“半仿生提取法(SBE)、大孔树脂吸附法及膜分离技术在中药制剂中的应用”“中药传统制剂、丸剂、膏剂”“滴丸、分散片、固体分散体、微囊等制剂的制备技术及质量控制方法”“软胶囊制剂技术”以及“中药注射剂、粉针剂制剂技术”等几个板块。通过该课程的学习能帮助学生进一步掌握中药制剂理论和实用技术。 3.3 开展以问题为主导大教学(PBL) 借鉴药剂学教研室PBL教学的经验,在中药制药专业课中推进PBL教学,对开展PBL教学的教师给予一定的政策奖励[12]。我院药剂学学科自2003年开始探索以问题为主导大教学,探讨PBL在医学教育中的应用范围。经过长达十年的研究和数届学生的反馈总结出了PBL教学法在本科药学教育中的优势与不足,研究了PBL教学模式的适用范围,表明PBL教学模式在大学三到四年级的高年级学生较低年级学生更适用、专业课比基础课更适用、实践实习课程较适用。我校在此基础上,针对性地在中药制药专业的大部分专业课程中开展了PBL教学,收到了良好的效果。 3.4 促进学生自主学习 自主学习是与传统的接受学习相对应的以学生作为学习主体的一种现代化学习方式。正对药学专业学生终身学习的特点,教学改革中大力缩减课堂授课学时,扩大学生自学空间;开放实验室、标本馆、实训室、自主学习中心、图书馆、百草园等,鼓励学生组成学习小组积极开展探索性、设计性、综合性实验,鼓励学生主动和教师进行互动,鼓励学生质疑和提问教师,鼓励学生自主选择导师;制订相应评价制度,引导学生开展自主学习。 4 “2+3”一体化人才培养模式 人才培养模式是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下,按照特定的培养目标和人才规格,以相对稳定的教学内容和课程体系,管理制度和评估方式,实施人才教育的过程的总和[13-17]。通过校企合作,建立一种新型的“2+3”一体化人才培养模式。“2”是指人才培养分别在学校和企业两大板块进行,“3”是指培养过程实现三个方面的结合,即教学与生产实践结合、教学与科研结合、课堂教学与师带徒结合。依据人才层次的应用性、知识和能力的专业性、人才类型的技能性、毕业生去向的基层性等方面特点,构建了“见习-企业实践实训-校企研发中心基本功训练和专项实训-企业综合实习-顶岗实习”渐进式实践体系。校内模拟实训与校外顶岗实操相衔接,进一步提升学生的实践技能。大力改革课内理论教学的形式,采用了课堂理论教学与边讲边练、专业实训与校外实习结合等多种教学方法,逐步形成理论学习与基本实践能力、专业技术应用能力、综合实践能力有机结合的教学体系。增加部分专业特色实践课时,如在校企共同开发的课程、企业优秀文化、人文素养等。 5 存在的问题及建议 经过近五年的建设,我校中药制药专业毕业生已经在各个企业茁壮成长,学生就业率一直在省内同等专业前茅。但在建设过程中也遇到了各式各样的问题,希望大家能够借鉴:首先,学生的发展问题,中药制药专业人才培养的目标希望学生为当地区的生物医药产业发展做贡献,但是很多学生想继续考研深造,结果大部分学生选择深造而与用人单位解约,这给学校和企业带来了很多问题;其次,理论教学与实践教学的问题,很多学生在学习过程中更加注重科研技能、操作技术等问题,出现了重实践轻理论的现象,因为实践技能具有较强的实用性和成就感;再次,培养计划在实习实训的基础上,建设的企业特色课程模块补充实训教学,着重培养学生运用现代化技术解决中药生产过程中的中药材养殖、栽培、饮片加工炮制、中药制剂等方面的关键技术和能力,但是目前由于资金和企业专业人才的缺乏导致课程开发进展缓慢。要针对这些问题展开探讨和分析,针对性解决“专业综合改革试点”建设中的问题,深化专业建设改革、实现校企合作,探究实践新模式、有效评估,完善质量考核机制,只有不断地进行探索和分析,才能够促进高校本科专业建设质量的提高,让教学管理模式趋于合理[18-20]。 中药专业论文:河北省高职中药专业学生就业力调查研究 摘要:本文通过对河北省高职中药专业学生“就业力”自我评价、企业对“就业力”要求、以及对学生工作能力满意度展开调查与分析,提出建设性意见。 关键词:就业力;河北省;高职生;中药专业;对策研究 一、研究背景 据国家统计局数据显示:2012年我国中药工业总产值已达5156亿元,占医药产业规模的31.24%,同比增长21%。河北是医药大省,也是中药材资源大省,十二五期间,建设中医药强省成为河北省的重要发展战略,促使一线生产技能人才的需求量急剧上升。高职中药专业学生就业力的不足会制约我省中药事业的发展,有必要进行这方面的调查研究,为“十三五”期间如何适应中药现代化、产业化要求,推进高职中药专业教育健康发展,提出若干建设性意见。 二、调查指标、对象、方法及内容 1.就业力调查指标:参照邢戈、靳丽梅和程博等的大专校院毕业生就业力调查指标,将就业能力确定为3个类别、27项技能(见表1):基本技能6项、专业技能13项、社会技能8项。 2.学生“就业力”自我评价的调查:对应届毕业生进行问卷调查,满分5分,最低为0分,采用纸质问卷、QQ和电子邮件三种方式。共发放问卷356份,回收302份,回收率85%,其中有效问卷290份,有效率96%。 3.企业对“就业力”要求的调查:对河北省与中药相关的药品生产企业、药品经营企业、药品流通企业等用人单位进行高职中药专业学生“就业力”要求的调查。0至5代表“不要求”、“非常低”、“低”、“中等”、“高”和“非常高”六种要求。发放问卷92份,回收率76%,有效率98%。 4.企业对学生工作能力满意度的调查:用五级计分法加以衡量,共发放问卷92份,回收80份,回收率87%,其中有效问卷75份,有效率94%。 三、调查结果及分析 1.学生“就业力”自评结果分析:基本技能项中,计算机应用能力在4分以上,语言及文字表达、英语、学习能力在3.8分左右,信息检索、创新能力在3分左右,标准差在1.2以上。专业知识与技能项中,中医药基础知识、有效成分提取分离、中药调剂、中药制剂生产工艺操作在4分以上,药品安全生产知识、中药质量控制与分析检验、中药饮片炮制在3.8分左右,设备操作与维护、产品购销、中药学服务与指导、企业管理知识、采收加工在3分左右,药品企业管理知识、中药学服务与指导、中药制药设备维护与保养这三项目标准差在1.2以上。社会技能中,职业道德、执行力、适应性在4分以上,并且标准差在0.6左右,沟通、团队工作能力在3.8分以上,标准差在1.2以上。 2.生产型医药企业对高职中药专业学生“就业力”要求结果分析。基本技能项中,要求都在4分以上,创新能力在3.5分以上。专业技能中,中药材及饮片鉴别与应用、购销要求都在4分以上,基础知识、中药饮片炮制为3.6分以上。社会技能中,职业道德、执行力、沟通能力要求都在4分以上。 3.医药企业对近几年毕业的高职中药专业学生工作能力满意度结果分析。基本技能项中,对英语能力、计算机应用能力较为满意,对语言及文字表达能力、信息检索能力、学习能力为中等,对创新能力不满意;专业技能项中,对中药基础理论知识较为满意,对实践操作技能为中等、对解决技术问题能力不满意;社会技能项中,对责任心、沟通能力满意,对执行力、团队工作能力为中等,对吃苦精神不满意。 四、对策与建议 根据行业、企业对人才的需求调整专业技能目标和方向,同时强信息检索能力和学生吃苦耐劳抗挫能力的培养。 我国制药生产企业实现半自动化或自动化的程度越来越高,对一线员工的生产操作、设备维护与保养的技能要求不断加强,而调查显示,高职制药类院校虽然是以培养生产操作的技能型人才为主线,但大部分学校技能训练仍然以实验实训项目为主,设备落后而短缺,无法满足生产实际的训练需要,学生在这方面的胜任能力自我评价较低。为了适应企业对人才需求的变化,高职院校应通过与制药企业开展合作,在企业建立实习实训基地,聘请企业专家、技术能手进行讲座,鼓励专职教师下厂进行生产实践等措施不断寻找提升办学能力和提高毕业生质量的办法。 由于药品的特殊性,生产企业有严格的管理及工作制度,尽管高职中药专业设置了制药企业管理和药品管理法规等相应课程,强调药品生产的特性及企业管理的严格性,很多毕业生还是产生了明显的不适应,短期离职和频繁跳槽给企业和学校带来了不利的影响和不良的社会效果,所以高职院校可适当结合行业企业管理思想对学生日常学习生活进行监督强化职业道德和素质的培养。 中药采收加工虽然是中药行业领域内一个主要生产环节,但从调查结果看,很多高职毕业生也不愿或很少从事这一领域的工作,而药品的生产企业、药品经营企业对这方面的人才需求量也非常低,高职院校对这方面技能人才的培养的力度应适应行业需求进行调整。 中药专业论文:关于高职高专中药专业人才培养模式改革的研究 摘 要:随着我国医药卫生事业的发展,需要更多的高素质技术技能型中药专门人才,这就对高职高专中药专业教育提出了新的要求。因此,对高职高专中药专业人才培养模式改革的研究,是培养高素质、高技能、综合性中药人才的需要,也是满足中药现代化对人才需求的保障。 关键词:高职中药;人才培养模式;研究 随着中药产业的现代化和国际化,需要大量的高技能中药专业人才,特别是具有中药种植、加工、炮制、质量控制、调剂、市场推广等的高级应用型人才。因此,高职院校要对中药专业人才培养模式进行改革,培养新型的中药人才。 一、课程体系建设 根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求,专门组织人员修订专业人才培养方案,改革课程体系,调整相关课程的教学计划和教学内容,制订统一的教学大纲,构建“能力本位”的专业课程体系,制订学分制人才培养方案,鼓励学生个性发展,注重实践和创新能力的培养,进一步加强素质教育,为学生的可持续发展奠定良好的基础。具体内容如下: 第一,注重优秀课程的建设。着重建设中药鉴定技术、中药制剂技术、中药化学、中药炮制技术等优秀课程,使之达到省级精品课程的要求。第二,优化学科课程体系。为了构建丰富多彩的教学理论和实践体系,激发学生浓厚的学习兴趣,形成了“优秀课程―限选课程―任选课程”相互联系、相互对应、相互协调的学科课程体系。第三,课程内容的修订。遵循学生职业能力培养的基本规律,以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容,科学设计学习性工作任务,教、学、做结合,理实一体化,实训、实习设计合理。 二、教师队伍建设 高职院校应制订相关的激励政策,鼓励教师进入中药种植和生产企业锻炼,提高实践能力和新技术应用能力,培养“双师型”素质教师。高职院校还要广泛开展校企合作项目,聘请中药企业一线的技术能手或知名专家为兼职教师,承担一定的教学任务,特别是技能训练指导。学校教师也要到行业企业一线工作和学习,不断更新教学理念及内容,组成专兼职结合的教师团队。 三、教学方法和手段改革 高职院校应注重教学方法与手段的改进,在教学过程中始终贯穿“以学生为主体”的教学理念,积极开展教学改革与探索。一是教学模式:关注学生综合能力和社会的实际需求,重视学生在校学习与实际工作的一致性,有针对性地采取工学交替、任务驱动、项目导向、课堂与实习地点一体化等教学模式。二是教学方法:根据教学内容和学生具体情况,使用分组讨论、案例分析、角色扮演等教学方法,引导学生积极思考、乐于实践,提高教学效果。三是教学手段:运用现代教育技术和虚拟现实技术,购买仿真软件,优化教学过程,提高教学效果。 四、搭建实践与产业融合的实习实训基地 为给学生提供更多的动手机会,提高学生的岗位适应能力,必须增加中药专业实训设备的投资,优化实验教学的资源。除了要建立药用植物园、标本馆,中药制剂、中药炮制实训室等,还应与周边规模大、实力强的中药种植、中药生产企业建立校企合作,实现实践与产业相融合。 五、构建科学的考核方式 目前,考试包括过程性考试和总结性考试。过程性考试包括平时成绩和项目完成情况。平时成绩占10%,包括个人课堂提问的主动性、讨论发言的积极性等;项目完成情况占20%,包括实验室表现、实践动作能力、实验设计能力、数据处理能力、实验报告书写、小组合作能力等。这种考核方案不仅能考查学生的知识运用能力,还能考查学生实际操作及动手能力,以及理论与实践相结合的能力。总结性考试占70%,主要以考查分析、理解综合能力的问答题和事例分析为主。这种考核方式有利于学生综合素质和能力的培养。 综上所述,高职高专中药人才培养模式的研究还存在诸多问题,需要教师进一步转变思想,培养能满足中药现代化、国际化的中药人才,以适应区域经济和社会发展的需要。 作者简介:姜建辉(1968- ),女,副教授,中药学学士,研究方向:中药炮制、有效成分分析及中药资源利用研发。 中药专业论文:对高职中药专业中药鉴定学教学方法的探讨 [摘 要]通过对中药学高职学生特点的分析,提出从激发学生学习兴趣和探索适合学生特点的教学方法进行改革。从13个方面进行改革,即根据专业的特点,明确教育目的,培养学习习惯;从身边的实例讲起,让学生产生求知兴趣;利用传说、歌诀,增加趣味性;调整理论与实验的教学比例;重建性状鉴定教学模式,提高教学质量;优化显微教学的内容, 培养学生的实验能力;重视理化鉴定教学,教学重点与时俱进;课堂教学多元化,丰富教学形式;改革现有的考试方法;注意实验报告的准确性与及时性;让学生参与到教学活动中,发挥学生的主体意识;融洽师生关系,让学生悦纳老师。实践证明, 效果良好。 [关键词]《中药鉴定学》;教学改革;高职学生特点;中药高职 《中药鉴定学》是我校中药高职专业的一门专业课程,是以传统中药鉴别经验为基础,运用现代自然科学的知识与方法,研究和鉴定中药的品种和质量,制定中药质量标准,开发和扩大新药源的应用学科。中药鉴定是对中药品种和质量进行的检验,包括来源鉴定、性状鉴定、显微鉴定、理化鉴定等方法;涵盖国家药品标准中的“性状”、“鉴别”、“检查”、“浸出物”及“含量测定”等项目。进行本教改的原因是,目前高职学校《中药鉴定学》的教学在内容和方法上沿用以前的模式,一是教学方法不适合现在学生的求知特点,二是教学内容,以性状和显微组织学教学为主, 很少涉及理化和仪器分析,这种培养目标和市场需求背道而驰。因而,迫切要求改革现在教学模式、方法及内容。 为适应高职学校学生的特点,遵循当前学生学习的规律,帮助学生提高学习的效率,提高教学的成效和水平,笔者参照了前辈的一些教学经验[1,2,3,4],结合了本校特点,对如何提高中药鉴定学的教学质量总结了一些经验和方法,以供大家互相借鉴。 1 高职中药专业学生的特点 1.1高职学生的一些性格特点 以自我为中心,自制力差,做事没有耐心和恒心;学习上缺乏吃苦和专研精神,不动脑筋,懒懒散散,遇事浮躁,浅尝辄止;喜欢新颖、多变、丰富多彩的事物,厌倦固守陈规,按部就班;不尊敬师长、不热爱同学、不爱护公物、不讲公共卫生,公德意识较差;在认知上不成熟,再加上心理上正处于叛逆的时期,学校的教育工作如果不能做到他们的心坎上,就会对教师和学校的教育存在对着干的逆反心理。总结起来就是以自我为中心、懒散、怕吃苦、自学能力和道德品质差、叛逆……,针对这些特点,只有采取相应的教育措施,才能达到提高教育质量,教书育人的目的。 1.2学习目的不明确,没有良好的学习习惯,缺乏学习的积极性和主动性 高职学生所选的中药专业,大多是由父母或考学的需要填报,不是因为兴趣而选择,再加上很多学生和家长都认为,就读职业学校只是为了找个好工作,而对于学校、所学专业本身以及毕业后将要从事的职业都缺乏足够的了解,因而学习目的不明确,学习兴趣缺乏,学习成为一个被动的过程,课前不预习,课堂注意力不集中,不认真听讲,课后不复习,更谈不上课外阅读和查阅资料了。 1.3 学习基础差,学不懂就放弃 就读高职的大部分学生在高中属后进生,理科基础差,导致他们在学习无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等化学课程中,听不懂老师的讲解,看不懂教材内容,从而产生悲观厌学的情绪。对一些抽象内容不能理解,不能把知识及时消化吸收,在加上性格上的怕吃苦和缺乏专研精神的特点,往往很多学生对学不懂得课程甚至整个专业采取放弃的态度。 2 根据学生特点,改进教学方法 2.1激发学生学习兴趣 2.1.1 根据专业的特点,明确教育目的,培养学习习惯 高职教育是以面向基层,针对岗位,强调应用,注重实践为特色的职业教育。医药类高职院校的学生毕业后主要从事药品的生产、质量保证和经营管理的管理工作。《中药鉴定学》作为一门专业课,在今后的工作中应用较多,所以明确这门学科的教育目的,使学生在思想上引起重视尤为重要。《中药鉴定学》教材都是些说明性文字,内容单调乏味,难以记忆,高职生在刚接触这门课时往往兴趣浓厚,但是在学习一段时间后逐渐丧失学习兴趣。鉴于这个情况,在教学过程中需要探索更有效的教学方法,从学生的角度出发适当的降低《中药鉴定学》学习的难度,把学习内容由一贯的死记硬背总结划重点的模式,逐渐改变为鼓励学生多看多想多讨论的教学方向,逐步培养高职学生良好的学习习惯。 2.1.2 从身边的实例讲起,让学生产生求知兴趣 结合生活中的事例,让学生多动脑多思考,也可以体现出职业教育针对岗位重应用的理念。例如在讲具体药味时,先让学生看,再发问“这些中药材你们见过没?家里买过没?为什么买?你们家买的是真的吗?你们家买的质量是不是优质?价格怎样?”等等,这种连续式的发问,让学生认识到学习这门课是有用的,带着问题学习,驱使学生去动脑、动手,提升了学生学习的兴趣。 2.1.3 利用传说、歌诀,增加趣味性 很多中药都流传着传说和歌诀,在讲具体药味的时候把故事或歌诀讲给学生,让学生在听故事或“背诗”的氛围中学习知识。例如在讲到何首乌时,把故事讲给学生:“大家觉得何首乌这个名字很奇怪是不是,这个名字的来由是这样,从前有个姓何的人,他的头发白了,他很苦恼,他吃了‘何首乌’这个药材后,头发全变黑了,所以这个药材就叫何首乌,何指姓氏,首乌就是头发黑了。”一个小故事,打破了课堂的枯燥单调,也把何首乌的用途告诉了大家。又如在讲到天麻时把歌诀讲给学生:“上有鹦哥嘴,下有圆底盘,外表点环纹,折断起镜面,动风天麻素,熄风作用速”短短几句歌诀,打破了教材条条框框的说明方式,容易背诵,并且把天麻需要掌握的典型性状特征、有效成分以及功效都概括进去了,让学生在轻松、有趣的“背诗”情境中,牢牢掌握了该药物的知识。 2.2 探索新的教学模式和方法 2.2.1 调整理论教学与实验的教学比例 根据职业教育的培养目标,理论讲授与实验实训课时的比例为8:1,而在实际教学中,由于学校的教学的经费问题,《中药鉴定学》的课时一压缩再压缩,一学期要讲完500多页的一本教材,要让学生在很短的时间内学懂学会,难度可想而知。笔者在讲授《中药鉴定学》时,尝试调整了理论讲授与实验实训课时的比例,由过去的8:1的改为3:1,又进一步改为1:1,加大了实践教学的比重,学生的学习兴趣和实验能力明显增强。 2.2.2 重建性状鉴定教学模式,提高教学质量 《中药鉴定学》教学计划规定在一学期内大约需要讲授100多味,课时少时间短,讲完确实有一定的难度。历年的教学方法是教师上课讲药材性状,再安排实验让学生观察性状特征,内容单调枯燥,教学效果不佳。笔者在讲授的教程中只讲鉴别要点和难点,不把每一种中药的所有性状特征都讲到。讲授的中药材随堂配备,每一种中药准备原药材和饮片各一份,这样有利于观察中药的外部形态和切面特征,上课时教师讲解一个鉴别要点,学生要马上跟着做,眼观、手摸、鼻闻、口尝、水试和火烧,每一项都要做到。讲完内容后,在课堂上随机抽查,随堂打分记录;另外,在讲完一个或几个章节后,组织学生进行性状实验考核,也打分记录,这些都作为总评成绩的一部分。这样做有两个目的,一是进一步加深印象,二是敦促学生学习,防止蒙混过关,这是根据学生自制力差、懒惰的特点制定的,目的是逐步建立一个针对学生特点的教学模式,把学生管好教好。 2.2.3 优化显微教学的内容, 培养学生的实验能力 据调查,94%的中医院校《中药鉴定学》的实验课,基本上成了显微鉴定实验课[5]。教学方式是这样,先在课堂上讲,再让学生在实验室进行显微观察,这样教学的弊端是堂课教学仅给学生了一个大致的概念和轮廓, 而药材的特征容易混淆, 讲授过程又呆板枯燥、不真实,在做显微观察时, 心中没底,实验报告只是一味照书抄、敷衍了事, 一学期的实验做下来显微特征认不出几个,这样费时费工还效果不佳。笔者在讲授过程中尝试将中药粉末显微鉴定由单味药辨认改为按组织特征分类鉴别。这样既增强了实验的系统性和科学性,使学生能够从中掌握中药粉末鉴定的规律性, 同时也节省了学时, 为增设新的实验创造条件。所谓按组织特征进行分类鉴定, 即是将生药粉末特征分为厚壁组织纤维和石细胞,导管,分泌组织,保护组织,细胞后含物等。在实验时每类选择有典型意义的一到二种中药供学生进行观察鉴别, 然后再由教师对每一类进行归纳总结, 找出规律性。例如, 在观察纤维时, 让学生观察甘草晶鞘纤维、麻黄嵌晶纤维、虎杖分隔纤维、地榆分枝纤维、沉香韧型纤维和纤维管胞, 这样学生就会对纤维的种类形态有一个全面的了解, 并在以后鉴定中加以运用。在粉末特征分类鉴定实验后, 我们将几种生药粉末发给学生, 让大家运用学到的粉末分类知识, 对照教材加以识别辨认。从结果看, 即使课堂上未做过的粉末, 绝大多数学生均能够根据教材提供的特征准确地加以识别。对横切面显微鉴定,由教师总结出规律,掌握共性,记住特殊部分和典型个例。例如在讲根类药材的时候,根类药材一般的横切面特征是最外边是保护组织周皮,以此向里是韧皮部、形成层和木质部,中央一般无髓,这是一般的组织特征,几乎所有根类药材都是这个特征,只有少数的几个不是,记住这少数的几个就是了。 2.2.4 重视理化鉴定教学,教学重点与时俱进 随着科技的飞速发展, 中药的研究内容在发生着日新月异的变化,只要比较一下几个版本的药典就知道变化有多大。这个变化的特点是应用现代技术全面研究中药的有效成分及药理药效, 以全面评价中药的质量。为了适应跨世纪的中药学专科人才的培养要求, 以及职业教育目的,迫切需要改革原来的简单实验,开设一些水平相对较高的综合性实验,如理化鉴别、薄层色谱、红外分光光度、紫外分光光度、高效液相色谱等定性定量实验。其指导思想是让学生较全面系统的熟悉各类实验方法,这不仅仅是这个这个学科的培养需要,还是对以前开设的课程的一个大融合。实验内容体现现代中药学的研究内容, 从形态特征到成分的定性定量分析、炮制等均有所体现。 2.2.5 课堂教学多元化,丰富教学形式 一人讲,多人听,满堂灌、照本宣科的传统教学方法已不适用,现在的学生喜欢新颖多变、轻松愉快的教学氛围。《中药鉴定学》采用讲故事、猜谜语、记口诀、动手实验、标本演示、展示挂图、多媒体课件、课堂讨论等多元化教学方法,尽可能增强教学的趣味性和直观性。用简明、形象、规范的语言阐述基本理论,启发学生,开阔学生思维;用富有表现力、感染力的语言激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性。充分利用感官,对药材标本看、摸、闻、尝,与理论紧密结合进行分析、总结,掌握各种药材的典型鉴别特征,提高鉴别能力。凡能够增加直观效果的内容尽量当堂演示,如红花、乳香、没药等药材的水试现象,海金沙、沉香、降香等的燃烧试验等。利用挂图的扼要性、鲜明性达到学生对知识理解、巩固的目的。利用多媒体教学使大量的信息短时间内作用于学生的多种感官,使其易接受、记忆牢。开展课堂讨论,不仅活跃了气氛、提高了学生的参与意识和语言表达能力,重要的是使学生互相启发、开阔思路、大胆质疑、切磋研究、增长知识。 2.2.6 改革现有的考试方法 多年来,学校考察教学效果的手段单一,往往用一张试卷、一个分值就肯定或者否定学生的学习成果,这就造成很学生在学习过程中,只关心所谓的考点,死记硬背,导致不少学生高分低能。考试改革后,学生的成绩由“一张试卷定乾坤”改为“综合成绩决优劣”,即降低笔试成绩的比例,加入综合能力的考察,改革的方法是科目考核成绩由总评成绩决定,总评成绩又由几部分组成,包括卷面成绩、实验成绩、平时成绩,实验成绩又包括实验技能、实验报告、实验考查成绩等,平时成绩包括作业、提问、测验、课堂纪律等成绩,把这几部分按比例换算成总评成绩。 2.2.7 注意实验报告的准确性与及时性 实验报告送交准确及时,目的是让教师尽可能真实的了解学生的学习情况。一旦迟写迟交报告, 既影响报告撰写的质量和学习的效果, 又影响教师对每位学生学习情况的真实把握。实验报告的准确性就是要实事求是地记录、分析和总结实验现象、数据及结果。实验报告的基本内容包括实验目的与要求、基本原理、仪器与试剂、实验材料、实验内容与步骤、实验结果与讨论, 作业与思考、实验时间与人员等。撰写时要求使用统一格式的实验报告纸, 应用钢笔或圆珠笔书写完成, 作图报告用HB 或2B 铅笔完成;报告正文部分主要记录实验操作过程及结果, 注意要条理清楚、重点突出、结论明显, 绘图部分要求布局合理、文字简洁、图形逼真、结构清晰、比例恰当、线条均匀一致,形态结构名称常用平行直线标注在图右侧, 每幅图下方应注明标本名称、部位。要求学生及时呈交实验报告。学生在实验过程中要及时记录试验结果,结束后应及时综合分析和总结本次实验的成败得失, 并写出完整的实验报告,送交指导老师批改评阅。 2.2.8 让学生参与到教学活动中,发挥学生的主体意识 为学生授课,不能不顾忌学生这个主体的感受,以学生为中心,给了学生更大的学习空间,并且进一步提高他们的参与热情。一直以来,教师习惯于在讲台上讲解,学生的学习处于一种被动填鸭状态,角色互换,让学生主动参与到教学活动中来,就能很好地发挥学生的主体意识,如让学生利用课余时间去查阅相关资料并制作课件并上台讲授,讲完之后教师再对他们的优缺点进行点评。再有如经常和学生交流,了解学生对课程的意见和建议,根据学生的实际和需要添加或删除一些讲授内容,讲课尽量朝满足学生需要的方向靠近。 2.2.9 教书育人,注重道德教育 只有德才兼备,才能更好地发挥积极性,为社会作出更大的贡献,众所周知,现在的教育存在很大弊端,只重视学生的分数和考学,而忽略了学生思想道德教育,导致一些道德缺乏事件的经常发生,如不尊敬师长、不热爱同学、不爱护公物、不讲公共卫生。教师在教会学生知识的同时,要教会学生做人,做一个有公德、有职业道德、有专业才能的人。道德教育,课内课外、随时随地的进行。办法是倡导中华民族的优良传统美德,要求学生以八荣八耻自律。经常与学生交流,解决学生的困惑及难题,纠正学生的不良习气,使学生树立正确价值观、人生观,增强事业心和责任感。 2.2.10 融洽师生关系,让学生悦纳老师 很多时候,学生对教师是否接纳和喜爱自己十分在意。他们需要教师的鼓励、关怀、帮助和理解,而害怕也最痛恨的是教师的指责、讽刺和辱骂。学生喜欢一个教师,就会喜欢这个教师所教的课程,不喜欢某个教师,这位教师所教的课程也受到株连。因此,在教学过程中,与学生建立一种友好平等合作的关系,共同承担责任和解决问题,少批评,多鼓励,一视同仁对待全体学生,尽力创造良好的学习环境,促使他们自觉地学、积极地学。 3 结束语 教学改革涉及了一些本学校普遍存在的影响教学质量的因素,剔除不合适的教学方法和模式,根据学生特点,制定相应的办法和措施,目的是培养学生良好的品德和习惯,提高教学质量,以期适应新时期对人才的战略要求。通过分析学生的成绩,可以看出,教改提高了教学质量,效果明显。 作者简介:杨长花(1978-),女,汉族,硕士,讲师,从事中药鉴定学,药用植物学,中药资源学的教学和研究。联系电话:13992027972,13335410937
电动力学论文:关于电磁学和电动力学两门课学习的体会 摘要:电磁学和电动力学两门课既有独立性又相互渗透,根据电磁学和电动力学的关联性,在学习时注重知识间的横向和纵向联系,注重从个别到一般、从特殊到普遍的学习方法,注重数学知识的运用将更易于学好电磁学和电动力学这两门课。 关键词:电磁学;电动力学;体系;矢量 电与磁不仅是我们生活中常见的现象,也是物理学科中的一个重要组成部分。从初中开始我们就已经接触有关电与磁的基本概念,高中的时候我们研究一些电流、磁现象的基本规律以及一些基本的场问题,在大学物理的学习中,电与磁仍然是我们要深入研究的对象,电磁学和电动力学这两门课就是研究电磁场理论及其应用的。但相对于电动力学来说,电磁学所研究的对象和所需要的数学知识工具都比较简单,通过对电动力学和电磁学的教学研究以及对关联知识之间的思考,笔者认为以下几点对同学们学好电磁学和电动力学有很大帮助。 一、树立学科体系思想,注重知识间的横向和纵向联系 电动力学和电磁学两门课程所涉及的都是电与磁的理论基础。电磁学以处理稳态情况为主要内容,主要讲述电磁现象的主要概念和规律,可以说是对高中电磁知识的丰富和延伸;电动力学则是从麦克斯韦方程出发,讨论电磁场和电磁波的性质及其在各种条件(真空,介质)中的应用。两门课程既有独立性又相互渗透,内容上有深刻的联系,这为两门课程的关联学习创造了自然条件[1]。我们在学习的时候要注意知识间的横向和纵向联系,以便形成一个有条理的、层次分明的学习体系。 从这些基本规律之间的联系我们不难看出这两门课程之间的紧密关系,因此,在学习的时候要有目的地将电磁学和电动力学课程进行关联学习,要注意前后知识之间的联系,利用知识点之间的联系将两门课程形成一个有机整体,这样更容易将繁杂的电磁知识归类,有助于促进两门课程学习的相辅相成,在已有的基础上学习将更容易掌握有难度的知识点。 二、注重“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习方法 在学习电磁学内容和电动力学中的麦克斯韦方程组后,很多同学都认为麦克斯韦方程组就是综合库仑定律、安培定律、毕奥-萨伐尔定律和法拉第电磁感应定律并补充了位移电流的效应后的结果,其实这种认识是不够确切的。如果你分别用库仑定律和麦克斯韦方程组去求解等速运动带电粒子的电磁场,就会发现所得两个结果是不一样的。这是因为库仑定律作为静电场的规律,其中既包含了电磁现象的普遍规律又有其自身的特殊性。所以在学习的过程中要注意各个规律的适用性。 在我们学习的过程中,我们通常都是从特殊情况开始学习的。因为特殊条件都是比较简单的情况,而一般现象就会比较复杂,就会涉及更多的变量。怎样才能从个别的、特殊的现象得到一般的、普遍的规律,这就需要我们对那些特殊的规律进行一分为二的透彻分析,既要明白定律的特殊之处在哪里,又要深刻理解其中蕴含的普遍意义。因为普遍性的东西就包含在一些特殊的情形中,而特殊规律虽然有其特殊地适用范围,但其中必然包含着一些普遍规律。通过认真分析,我们就要分辨出那些特殊定律中有哪些是特有的,哪些部分又具有普遍的意义。 从以上这些例子不难看出,物理学中许多一般性的定理的产生,都是在不断总结特殊情况下的规律并加以修正而得出的。因此,我们在学习电磁知识的时候一定要注意把握“从个别到一般”、“从特殊到普遍”的学习规律,这样才能更好地学习和理解物理世界的奥秘。 三、利用数学知识把握电磁学和电动力学的学习 从许多的例子都不难看出,矢量分析对我们学习电磁知识有很大的帮助,好好利用矢量这一数学工具将使我们在学习电磁学和电动力学这两门课程的时候能更好地形成一条主线,更好地由浅入深地掌握电磁场的各种性质和运算。 作者简介:冯浩(1974-),男,海南昌江人,琼州学院理工学院副教授,硕士,研究方向为物理课程与教学。 电动力学论文:有关重金属污染土壤的电动力学修复研究 摘 要:在本案,为了对受过重金属污染的土壤其电动力学的修复性能进行研究,笔者自制了实验装置,采取提高电压法和间歇断电法两种办法,实现了单一重金属污染土壤中重金属去除率的提高,该实验取得了预期的效果,与此同时也研究了多离子污染土壤的电动修复。 关键字:重金属污染 土壤 电动力学 修复研究 就现阶段科技发展的水平而言,能为修复受过重金属污染的土壤提供多种方法,在这些方法中,属电动力学最优,理由是它对土壤的负面影响小,且修复效果好、修复速度快。该方法被广泛应用于各工程领域,包括:地基化学灌浆、工程排降水、土壤修复等。 在本案,笔者认为只有完全熟知土壤电动力学修复的相关影响因素,才能把握住土壤电动力学修复的关键。土壤修复的影响因素包括:电流大小、电势梯度、电极材料、土壤酸碱值、重金属性质、受污染土壤的特性等。基于电动力学的实际应用效果,在原有基础上又研究开发出能实现电动力学的更高效以及应用更普及的手段:阳离子选择膜法、pH值中和法、Lasagra法、络合剂法、氧化还原法等。但是这些方法的实际应用中,或多或少均存在诸如:引起二次污染、成本过高、应用复杂、添加外加剂等问题。所以,电动力学的研究落脚点就在于:电场时间的控制、外加剂的添加、电位的损失、金属离子间的彼此作用等。 针对上述问题,笔者选取提高电压法与间歇断电发两种方法,通过自制试验研究电动力学对受到镉离子污染的土壤的修复,以及处理Pb/Cd/Cu三种复合离子的效果。 1 试验 1.1 实验材料 (1)所需仪器:全自动电化学分析仪酸碱值测量,DDS-11A型电导率仪,电压、电流均很稳定的YJ83/2双路直流电源,3510型原子吸收光谱仪金属质量分数的测量。 (2)试验土样(如表1)。 (3)试验试剂:硝酸铅、硝酸铜、硝酸镉皆为分析纯。 1.2 试验手段 (1)试验装置(如图1) (2)制备试样:称取若干自然风干的土样以土壤含水量的实际需求为依据,通过湿土(含有1000 mg/kg质量分数的金属离子污染)计算出金属硝酸物的质量在50 mL去离子水中溶入硝酸物加入土样并选取搅拌棒进行充分搅拌至均匀加水达到实验需要的含水量将分为5层的污染土样分别装入模型的土壤室分层压实后整平土柱表面安装到实验模型上。 (3)分析手段:试验中,阴极溶液池3~4间的酸碱值可以选用醋酸进行控制对溶液池的电导率、酸碱值以及系统中的电流进行监测试验后,分割土样至8段,分割标准为10 mm/1段分别对土样的金属离子质量分数、酸碱值、电导率、含水率进行测量。 土样中金属离子质量分数的测定:分段取出0.01 g地土样放置入100 mL规格的磨口锥形瓶浓硝酸的足量添加选取超声波振荡1 h、静置12 h选取离心机对其进行离心操作取出上清液选取蒸馏水定容至250 mL采取原子吸收分光光度法对Cd离子的浓度进行测量计算出土壤中金属的质量分数(对样品分别备置两份分析资料,求取平均值)。 土样酸碱值的分段测定:风干土样比五的土水质量添加入离子水通过超声对其振荡30 min、静置30 min提取悬浮液搅拌悬浮液测定悬浮液的酸碱值。 (4)计算去除率以及电能消耗: 2.1 提高断电法与间歇断电法的结果分析 下图为EK10/EK11段土样的酸碱值、电导率、含水量、Cd理智质量分数: 由图2可得出:在实验过程中,阴极的酸碱值如不能得到控制,土样在2/3阳极地方会有一个PH值过渡区,原因是阴极处产生的OH-不断往阳极迁移的速度是阳极处产生的H+不断往阴极迁移的速度的1/2倍。由图2可以得出本案中笔者选取的试验对阴极酸碱值采取了控制办法:将醋酸添加入阴极池至土样呈酸性,源于池中有OH-的出现,所以才会造成图2中所示的酸碱值由阴极向阳极递减的现象。由此可以得出:醋酸添加的时间与邻近阴极处得酸碱值有关。 由上图3中可以得出:电导率越靠近阳极、阴极的土样,其电导率越高,电导率呈“碗型”变化,但是土样处于土壤室中心的,其电导率处于极低的状态。高电导率土壤中H+ 的含量高酸碱值低近阳极;靠近阴极处电导率较高,理由是土样中存在源自阴极池的OH-,以及含量很高的Cd. 2.2 受多离子污染的土壤的电动修复 上述对各土样的酸碱值、含水量、电导率、Cd离子量的试验结果如图5所示。 (1)土样的电导率、酸碱值、含水率的电能消耗以及质量分数的呈现规律为:电导率―碗型;酸碱值―由阴极往阳极递减,整个过程都被控制在酸性程度;含水率―由阴极往阳极递增,初始含水率低于阳极端却高于阴极端。 (2)由图5可以得出:试验中选取的三类离子均在阴极的近处集结,Pb/Cu的质量分数,其第8段低于第7段。三类离子的去除率为:Cu―68.56%;Pb―75.31%;Cd―69.90%,其电能消耗均为5.0612 kJ/g。该实验结果与单一离子性质的电动试电动修复试验比较分析得出:电能消耗更高、离子修复效果更低,原因是多离子的存在可以实现初始污染浓度增长近三倍;离子间的彼此作用能够影 电动力学论文:有限元方法在“电动力学”中的应用研究 摘 要:电动力学作为一门理论物理的基础课程,是用数学语言来描述作为一门理论物理的基础课程,是用数学语言来描述,求解复杂电磁学问题的技术条件,同时也出现了加有限元方法等有效的计算方法。文章主要探讨有限元方法在“电动力学”中的应用研究。 关键词:有限元方法;电动力学;应用 光量子就是一种“左”和“右”的奇异偏振粒子,由于偏振的对称或不对称,而发生光波在干涉过程中的系统偏振化。苏联科学家瓦维洛夫设计的许多光学实验,十分有趣地说明了光的偏振是光学过程的基本现象之一。所有的实验都表明,光是一种粒子现象,而一切单色的运动的微观粒子群都表现为粒子的波的本性。 1 电动力学原理 1.1 光量子 电子是一个小旋涡体。光量子是由2个质量相等、自旋相反的电子在小黄道面(E平面)上结合的双粒子。 以化学键结合的电子偶,由于在双电子中间结合带,质点所受向心力被抵消,使质点沿圆切线方向被抛出,在反冲力推动下,光量子会沿曲率半径为无限大的圆“自己运动”,因此,光量子的静止质量等于零。在处理光量子运动学问题时,可将它比成一个按周期间歇振荡,在时间与空间中补充燃料质量近似等于喷出燃料质量,自己推进的小火箭。因为光量子是由2个电子在E平面上结合而成的,所以它是偏振的,有EHc。图1表示电子偶在小黄道面上的物质旋涡运动呈疏密相间的条带分布(类似太阳系中的小行星环缝)。由于共振效应,双电子只能停留在各物质环缝上结合。这些环缝是光量子的能级En。处于不同分立能级状态下结合的双电子的中心距an不同,其电子的质量亏损也不同。an愈小的光量子有愈大的能级。光量子的能级表征了它特有的固有振动频率。是每个光量子的固有振动频率决定了光的颜色,并与光波波长有密切关系。 自旋电子的场的开放性使单个电子很难单独游离存在,所以,电子团一般都是由偶数个“左”和“右”自旋的单电子在E平面上结合形成的。而由奇数个单电子组成的总自旋角动量不为零的电子链条通常是不稳定的衰变粒子团。每一个电子团的固有振动频率为vc,其中每个电子的瞬时振动速度为光速±C并具有内能mec2。不同的光量子所需外场激发能量不同。在电场中的电子团受电场力被加速。外场所做的功除表现为电子团的动能增加外,由于阻力,所以还表现在对电子团压缩变形的质量亏损上。因此,在电场中运动的电子团,根据瞬时速度不同,被压缩的能级状态也不同。不同能级状态下的电子团有不同的固有振动频率vc,恰恰是这个固有振动频率vn记忆了能量压缩过程。取在放电管中电子团的固有振动频率最大值vmax,平均振动频率v=■,当时v=c,就有下面电动力学的基本方程: 式中,me为单电子的质量,h为普朗克常数。 当在放电管中充满某种气体分子,且在气体第一电离电位临界点上,气体电离原子的主振频率等于电子团的平均固有振动频率vn时,则发生电子团在共振中被破坏,分散成在一个平面上对称辐射的2个或3个光量子(单态或三重态),形成最强的线状光谱的辐射。 1.2 粒子的干涉和光波的内部结构 因为微观粒子质量很小,粒子之间开放键的作用相对很强,所以,任何两个电子团或光量子,在小夹角的碰撞中都表现为粒子最原始的干涉形式。我们把这种碰撞叫做“吸引碰撞”或“排斥碰撞”。例如,两个沿同方向,在E平面上以小夹角相遇的光量子,因为互相靠近的电子自旋方向相反则互相吸引,使在“吸引碰撞”后的两个光量子沿其速度矢量夹角平分线ψ方向运动。而两个向反方向运动的光量子在E平面上相遇时,由于互相靠近的电子自旋方向相同而发生“排斥碰撞”相互分离。其他各种偏振的、对称或是不对称的碰撞形式,读者可以自己研究。例如,偏振面互相垂直的两个光量子,相互碰撞就不能发生干涉现象。光量子在干涉或界面反射过程中往往发生系统的偏振化,成为圆偏振光或椭圆偏振光。 在空间中任何按一定平均自由程分布的“单色偏振态相同或相近微观粒子群”都能发生上述粒子的干涉现象。光波就是由光量子组成的、自己推进的粒子波。在光源的附近就已经发生干涉所形成的光线上,包含着许多长程无序分布的“线波包”。在每个“线波包”内是由光源在一次辐射,经过干涉而聚集的光量子。光量子在“线波包”内排列是有序的,前后两组光量子之间的距离为 mλ(m是正整数,λ是波长)。 如图2所示,由一次辐射所分开的两条相干光线上,当“线波包”之间的光程差小于它本身的长度时,在一定干涉孔径条件下,两条光线能够发生干涉。在图2中给定的初始条件下,从小孔光源S或S’毫无规律地向任意方向辐射的光量子,只能在与S7或S两个点的理论波阵面上,光程差L=mλ上各点相遇,相遇后的两组光量子在干涉后沿其速度矢量夹角平分线上的ψ方向运动,这个方向就是光线干涉后的传播方向。光波的干涉不是充满在整个空间的粒子毫无规则的弹性碰撞,而是以“线波包”中光量子相遇的“吸引碰撞”或“排斥碰撞”发生的光量子在光线方向上的集中,这表现为光波能量在干涉过程中的重新分布。 2 有限元法及其在“电动力学”中的应用 有限元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是20世纪50年代首先在连续体力学领域应用的一种有效的数值分析方法,随后很快广泛地应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元法的基本思想是:在变分法或加权余量法基础上,采用分块逼近而形成的系统化的数值计算方法。有限元法的基本原理是:首先将求解区域进行离散化,其次剖分成若干互相连接而又不重叠的一定几何形状的子区域,这样的子区域称为单元(二维问题的子区域,一般取为三角形区域或矩形区域)。在单元体中选择基函数,用单元基函数的线性组合来逼近单元中的真解,而总体基函数可以由单元基函数组成。也就是说,有限元方法是根据变分原理和方程余量与权函数正交化原理建立起的积分表达式为出发点,将整个积分区域中的求解函数离散为若干单元区域中的连续函数,再通过单元积分,总体合成为代数方程形式的有限方程。对于二维情况,拉普拉斯方程及边界关系为: 与有限差分法等其他数值方法相比,有限元不仅计算精度高,而且能适应各种复杂形状,但局限性在于只适用于相对小的子域。20世纪60年代初首次提出结构力学计算有限元概念的克拉夫(Clough)形象地将其描绘为:“有限元法——Ray—leigh Ritz法+分片函数”,即有限元法是Rayleigh Ritz法的一种局部化情况。与求解满足整个定义域边界条件的允许函数的Rayleigh Ritz法(往往是很困难的)相比,有限元法将函数定义在简单几何形状(如二维问题中的三角形或任意四边形)的单元域上(分片函数),且不考虑整个定义域的复杂边界条件,这是有限元法优于其他近似方法的原因之一。由于有限元法的重要应用,现在已经开发出了许多关于有限元法的通用程序与软件。 与差分法比较,有限元素法的节点配置方式比较灵活,因此适用于处理形状比较复杂的区域。它的边界节点完全处在区域的边界上,从而在边界上可以给出较好的逼近。当边界比较复杂的时候,有限差分法是很难处理的,而且误差也较大,有限元素法还可以根据具体情况的需要,在一部分求解区域中配置较密的节点,而在另一部分求解区域中配置较稀疏的节点,以便在尽量不增加过多的节点总数下,提高计算精度,这些长处是有限差分法很难实现的。当然,差分法采用直交网格,列计算格式比较简便,而有限元素法由于节点配置比较任意,列计算格式就要复杂得多,不过这些计算格式都可以在电子计算机上自动运算。 电动力学论文:不同浓度的缓冲溶液对电动力学修复喹啉污染土壤的影响 (武昌理工学院生命科学学院,湖北武汉430223) 摘要:喹啉属于中等毒类物质,对环境和人体健康具有很大的危害。本实验模拟了喹啉污染土壤,利用电动力学的方法处理污染土壤,使喹啉迁移,最终达到降解喹啉的目的。结果表明,电动力学过程能有效地促进土壤中喹啉的迁移,电渗析和电迁移是其主要的作用机理;在恒定的电压下,缓冲溶液的添加对喹啉的降解性能影响很大;缓冲溶液的浓度越大,喹啉的降解速度越快。 关键词:喹啉;电迁移;电渗析;电动力学;修复 1.喹啉来源及危害 喹啉、异喹啉及其衍生物作为溶剂和原料在化工、医药等行业用途很广,喹啉是冶金、染料、聚合物以及农用化学品工业的重要中间体。另外在一些石化行业及木材加工业产生的废水中也含有大量喹啉,喹啉已成为土壤和水体中的常见污染物。它们对生物体有致癌、致畸、致突变性,被公认为是一种有毒难降解有机化合物。因此研究喹啉的降解过程,不仅可以找出去除它们的有效方法,而且可以为N-杂环类的其它有机物的降解和去除提供理论上的指导。 2.实验原理——电动力学土壤修复技术 电动力学修复是上世纪80–90年提出的一种绿色可行的原/异位修复技术,在土壤和地下水污染处理方向均有大量的研究报道[1-2]。在土壤修复方面,电动力学技术最受推崇之处是它对于水力渗透性差的粘性土壤污染具有较好的修复效果。 电动力学土壤治理技术的基本原理是在土壤/沉积物污染区域施加低压直流电场,使得污染物在电场的作用下向两极迁移得到富集和去除。污染物的迁移可以通过电迁移、电渗析和电泳来实现。电迁移是指土壤孔隙水中的阴阳离子或带电颗粒向电性相反的电极移动的过程,它主要是针对土壤中溶于水的离子态物质,因而对于重金属和解离态的有机分子迁移去除起到决定性作用。电渗析是在电场作用下,由于扩散双电层作用,土壤中的孔隙溶液在电场中从一极向另一极的定向移动。其中电迁移和电渗析是污染物主要的迁移去除途径。笔者应用电动力学技术对喹啉污染土壤的修复进行了实验,研究土壤中喹啉在电场力作用下的迁移特征及改变电压和加入表面活性剂、控制液后对其迁移的影响,为喹啉污染土壤的电动力学修复提供理论依据。 3.实验装置及方法 3.1 实验装置 图1:电动力学装置示意图 实验装置主要由直流电源、电流表、电解槽、电极室、电极、双头泵、纱网及滤纸、量筒、橡胶管等组成。 3.2 实验测试指标 1)电流:由直接与铜电极棒相连的电流表读取。 2)土壤pH值:取10g土壤试样,精确到0.0001g,置于锥形瓶中,加入50mL去离子水,超声10min,静止30min,用pH测试仪测定上清液的pH值。 3)土壤含水率:烘干称重法。 4)土壤中喹啉含量:各取样点取湿土壤1g,加去离子水10ml于聚乙烯管中,离心机离心分离10min,离心速度4000r/min。离心后静置10min,取上清液用分光光度法测定喹啉的含量。 3.3 实验方法 称取500g高岭土,加入1g/L的喹啉溶液250mL,再加入56mL蒸馏水,使土壤中的含水率为38%。将配好的土壤均匀后填入电解槽,避光,恒定压力下压实24 h。以高纯石墨板做电极,用导线将阳极和阴极分别与电源的正负极相连。电极室定量加入去离子水或硫酸钠或碳酸钠溶液作为电解液,两极室中的溶液由蠕动泵进行串联循环,每天定时更新电极室中的溶液,在恒定7V·cm-1电压下运行10d,每天9:00、15:30、21:00三个时间点分别测定电流强度、电渗流和溶液PH。实验结束后,将电解槽中的土壤平均分成7份,依次从阳极至阴极编为1-7号,测定各部分的含水率及土壤中污染物的含量,风干后测定土壤pH值及电导率,电解液中的喹啉含量以分光广度法进行测定。共进行3 组实验,实验主要研究不同的电解质溶液及不同浓度的电解质溶液对电动修复土壤中的喹啉污染物的影响,实验初始条件见表1。 3.4 缓冲溶液的配制 (1)硫酸钠溶液的配置:用Na2S04粉末配成浓度为0.1mol/L的硫酸钠溶液。 (2)碳酸钠溶液的配置:用碳酸钠粉末配成浓度为0.1mol/L的碳酸钠溶液。 3.5 喹啉标准使用液的配制 取0.92mL喹啉纯液,加去离子水稀释,配成浓度为0.1mol/L的喹啉标准使用液。 3.6 标准曲线的绘制 (1)配制:在6个10mL哈气瓶中,分别加入0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.0mL喹啉标准使用液,各加去离子水至l0mL,摇匀,配成浓度分别为10、30、50、70、90、100mg/L的喹啉溶液。于312nm处测定吸光度标准曲线如图2所示。 4.结果与分析 4.1 喹啉的吸附及初始含量的确定 土壤吸附会使污染物水相浓度和迁移能力降低,为有效地反映电动力学过程对污染物的解吸附和迁移作用,喹啉初始含量宜低于其饱和吸附量。吸附实验结果如图3。图3表明,每克土壤吸附的喹啉量在0.14到0.64mg范围内吸附量呈上升的趋势,说明在0.5mg未达到饱和吸附量,故实验中选择以0.5mg/g浓度制备喹啉污染土壤是可行的。 图3:喹啉吸附等温线 4.2 土壤中电流的变化 实验过程中土壤的电流随时间的变化曲线如图4所示。在不同电解液种类及浓度变化下,电流在电解初期逐渐增大,但速率较慢,50h后电流显著增大。大约在实验运行200-250h处达到最大值,然后有降低的趋势。以硫酸钠溶液为电解液时,浓度大于以碳酸钠为电解液时的电流。当碳酸钠浓度为0.05 mol·L-1时差距尤为明显。 电解初期,电解液向土壤中的迁移及土壤矿物的溶解需要一段时间,通过土壤的电流较小;随着电解液在电渗析及电迁移的作用下,土壤孔隙溶液中的离子浓度逐渐升高,电流增大;随着电解时间的延长,一方面孔隙溶液中阴阳离子的电迁移量减少,另外,电解反应产物或其它的化学物质也可能与迁移的离子发生反应(例如向阴极迁移的H+与向阳极迁移的OH-中和形成水而稀释了土壤溶液中的离子浓度),从而使通过土壤的电流逐渐减小[3]。两极电解反应使土壤pH值发生变化,可能使土壤中的矿物发生溶解或沉淀,导致土壤中可迁移的离子浓度发生变化,土壤中电流也随之轻微波动。 图4:电流变化示意图 4.3 土壤中电渗析流的变化 实验过程中,阴阳极累积电渗流的变化如图5、图6。从图中可以看出,阳极的电渗流呈减小的趋势,阴极的电渗流呈增大的趋势。且三组实验由电渗流对时间的变化曲线的上升或下降的速率基本一致。 三组实验中得到的累积阴极电渗析流量EOF有明显差异。T-1累积EOF最高,运行216h后达到240mL;T-2、L-1次之,累积EOF分别为190mL和145mL,各组累积EOF的大小关系与电流高低有基本一致的关系;同时图6.2中的曲线斜率显示的EOF随电流增大或趋于平稳而相应地增大和平稳,也揭示了这种一致性。 电动力学论文:浅论建构主义理论的电动力学教学探讨 论文摘要:本文阐述了建枸主义学习、教学理论的基本特征,并尝试在电动力学教学中运用建构主义的观点。通过两个实例说明如何在教学中注重以学生已有的知识经验为基础而进行积极的“意义建构过程”。 论文关键词:建构主义学习理论;建构主义学习理论;电动力学 1.引言 《电动力学》课程是物理本科专业的一门重要专业课,也是理论物理的第一门基础课。它是在学生学习了高等数学、数学物理方法和电磁学等基础课程之后开设的。分析整个电动力学教材的内容体系,我们不难看出,矢量分析和数学物理方法好比电动力学的双腿,电磁学的实验、定义、公式、方法和应用则是它的躯干,而物理概念、物理思想、物理图像和物理思维方式是它的灵魂。 由此可见,学生的数学基础特别是对矢量、张量分析的掌握是学好整个课程的关键,没有这个基础,学生就无法领会电动力学的定义、公式和方法。电动力学本身是一门较难也比较枯燥的理论课程,如果此时教师不注意对学生进行学习方法和学习自主性的引导,就很容易滋生厌学清晰,从而影响教学质量。本文利用建构主义理论针对电动力学中如何处理一些知识的教学做了一些探讨,希望达到抛砖引玉的目的。 2.建构主义理论 建构主义是当代教育心理学的一场革命,代表人物是著名心理学家皮亚杰(.Piaget)。建构主义理论的优秀内容可以用一句话来概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现对知识意义的主动建构]。建构主义理论内容丰富、流派纷呈,本文只对建构主义理论中对学习及教学的认识加以浅析。 2.1建构主义理论对学习的认识 建构主义理论认为学习是学生在原有经验基础上主动进行意义建构的过程,这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间的反复相互作用而建构而成。在此过程中学生依靠同化和顺应来组建自己的知识结构。同化是指把外来的信息纳入已有的知识结构中,以丰富和加强原有的思维取向和行为模式;顺应是通过学生原有的知识结构与新的信息产生冲突,调整原有认识结构,从而建立新的认知结构。通过不断地同化——顺应——同化——顺应……循环往复,相互交替,将新知识转化、组织和重新组织,并纳入到自己的知识体系中。这就是学习的过程。 2.2建构主义理论对教学的认识 建构主义认为教学是学生在教师设置的情景中通过交流和协作对知识进行主动加工的过程。它不是知识的传递,而是对知识的处理和转换。学生对知识的处理和转换,只能由学生自己来建构完成,所以在教学中不能把教师对知识的理解传递给学生,而要从学生原有的知识经验出发,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。即教学的关键其实是向学生展示这些结论是如何得到的,而不是去熟记这些结论。 3.建构主义理论对指导电动力学教学的启示 3.1学生基础现状分析 学生经过对经典物理学力学、热学、光学和电磁学的学习,已经有了一定的物理基础知识和分析、解决物理问题的能力,并且已经形成自己的学习.方法和习惯。但目前的基本现状是:数学基础知识特别是矢量计算基础较差、先行课程电磁学的知识有很多已经生疏或遗忘、学生习惯接受教师“咀嚼”好的知识和方法,不愿意也不会自己去思考和总结,在学习的主动性和积极性方面还存在很多不足。 上述问题在班上是普遍存在的,它为电动力学的正常教学提出了了刻不容缓的难题,如果不运用适当的手段搞清楚学生的知识状况,并能及时调整知识的讲授方式以便能适当与先行课程做好衔接,就势必给学生学习电动力学造成很大的困难,对教师的教学也是一个很大的障碍。 3.2建构主义对教学的指导——两个案例的分析 (1)“位移电流”的教学 ‘位移电流假说是麦克斯韦为了将稳恒情况下电磁场所满足的麦克斯韦方程 (积分形式为推广到普遍情况(包括稳恒和非稳恒)而引入的一个定义。这是一个很重要的新概念,也是一个比较抽象的概念。学生的思维里可能比较熟悉的是传导电流的性质。 稳恒情况下,磁场的安培环路定理的积分 那么在非稳恒情况下,磁场的环流这个地方,书上的阐述是由麦克斯韦方程与电荷守恒定律之间的矛盾来引入这个概念的口。这是用理论来讲授理论,当然推理严密,讲解简单。但在教学中,我觉得可以从大家熟悉的含有平行板电容器的充、放电电路(图1)来讲述,学生会更领会“位移电流”的本质。 现考虑以L为边界作曲面S1和S2,其中曲面S1通过导线的横截面,有自由电子穿过S1;而曲面S2通过电容器的两极板之间,没有自由电子穿过S2. 这说明,尽管两个曲面的边界L是相同的,但穿过曲面的传导电流并不一样,也就是说这个方程不能推广到非稳恒电流的情况。 为了解决这个矛盾,麦克斯韦提出了“位移电流”的假设,将方程稍做修改为就代表“位移电流”的贡献。下面再来计算的表示式。利用 ×)所以直接比较得出:由此式我们就很容易看出:位移电流的本质是变化的电场,它和传导电流一样都能激发磁场。引入位移电流以后,上述电路的全电流可表示为:这个全电流在整个电路中是连续的。对上式取散度(并用到 这样一来,平板电容器充、放电电路中出现的矛盾就得到解决:在电容器两极之间随时间变化的电场形成了位移电流它把电容器极板中间断的电流.厂连接起来,使全电流.Jr具有闭合的性质。 (2)“谐振腔”的教学 第四章四、五节讨论的是有界空间的电磁波的传播问题,以矩形波导和谐振腔为例,研究了高频电磁波的传播的驻留行为。从知识的角度来看,本章属于运用理论解决实际问题的类型,在前面,先给学生回顾和讲解分离变量法求解亥姆霍兹方程中的定解问题,同时让学生学会分析理想导体的边界条件。有了这两个基础以后,后面介绍的具体例子——谐振腔和波导问题的求解就应该不是重点,学生只需要针对具体情况分析好边界条件就没有困难。 我们知道谐振腔是储存某一特定频率的电磁能量的器件,常用于选择并发射某一频率的电磁波。我觉得作为一种光学的应用器件,讲授它的功能、用途以及为何具备这样的功用是很有必要的。在教学中可以从复习学生比较熟悉的LC振荡回路的知识来过渡到对谐振腔的讲解。我们知道,低频电磁波是利用 如图(2)所示的LC振荡回路激发的,首先用外电源给电容器充电至U,合上开关k以后,储存在电容器内的电场能与电感中的磁场能在不停地相互转换,形成电磁振荡。LC回路振荡频率为 由此式知,为了得到高频的电磁波,就要减小谐振回路的L和C。为了减小C,就要增加电容器极板间的距离d,见图3(a);为了减小L,就要减小电感线线圈的匝数,直到使用一根直导线代替,见图3(b);甚至用很多根直导线并联,见图3(c);更进一步推痔极限情况下,用无数根直导线并联的结果就使LC回路过渡为一个封闭的金属矩形谐振腔,见图3(d)。 由这样的方法引入谐振腔的概念,学生很容易理解和掌握,并且对谐振腔的用途有一定的了解。下面再根据谐振腔的模型给出定解问题,进而求出其中的电磁场结构。 电动力学论文:浅论建构主义理论的电动力学教学探讨 论文摘要:本文阐述了建枸主义学习、教学理论的基本特征,并尝试在电动力学教学中运用建构主义的观点。通过两个实例说明如何在教学中注重以学生已有的知识经验为基础而进行积极的“意义建构过程”。 论文关键词:建构主义学习理论;建构主义学习理论;电动力学 1.引言 《电动力学》课程是物理本科专业的一门重要专业课,也是理论物理的第一门基础课。它是在学生学习了高等数学、数学物理方法和电磁学等基础课程之后开设的。分析整个电动力学教材的内容体系,我们不难看出,矢量分析和数学物理方法好比电动力学的双腿,电磁学的实验、定义、公式、方法和应用则是它的躯干,而物理概念、物理思想、物理图像和物理思维方式是它的灵魂。 由此可见,学生的数学基础特别是对矢量、张量分析的掌握是学好整个课程的关键,没有这个基础,学生就无法领会电动力学的定义、公式和方法。电动力学本身是一门较难也比较枯燥的理论课程,如果此时教师不注意对学生进行学习方法和学习自主性的引导,就很容易滋生厌学清晰,从而影响教学质量。本文利用建构主义理论针对电动力学中如何处理一些知识的教学做了一些探讨,希望达到抛砖引玉的目的。 2.建构主义理论 建构主义是当代教育心理学的一场革命,代表人物是著名心理学家皮亚杰(.Piaget)。建构主义理论的优秀内容可以用一句话来概括:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现对知识意义的主动建构]。建构主义理论内容丰富、流派纷呈,本文只对建构主义理论中对学习及教学的认识加以浅析。 2.1建构主义理论对学习的认识 建构主义理论认为学习是学生在原有经验基础上主动进行意义建构的过程,这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间的反复相互作用而建构而成。在此过程中学生依靠同化和顺应来组建自己的知识结构。同化是指把外来的信息纳入已有的知识结构中,以丰富和加强原有的思维取向和行为模式;顺应是通过学生原有的知识结构与新的信息产生冲突,调整原有认识结构,从而建立新的认知结构。通过不断地同化——顺应——同化——顺应……循环往复,相互交替,将新知识转化、组织和重新组织,并纳入到自己的知识体系中。这就是学习的过程。 2.2建构主义理论对教学的认识 建构主义认为教学是学生在教师设置的情景中通过交流和协作对知识进行主动加工的过程。它不是知识的传递,而是对知识的处理和转换。学生对知识的处理和转换,只能由学生自己来建构完成,所以在教学中不能把教师对知识的理解传递给学生,而要从学生原有的知识经验出发,引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识经验。即教学的关键其实是向学生展示这些结论是如何得到的,而不是去熟记这些结论。 3.建构主义理论对指导电动力学教学的启示 3.1学生基础现状分析 学生经过对经典物理学力学、热学、光学和电磁学的学习,已经有了一定的物理基础知识和分析、解决物理问题的能力,并且已经形成自己的学习.方法和习惯。但目前的基本现状是:数学基础知识特别是矢量计算基础较差、先行课程电磁学的知识有很多已经生疏或遗忘、学生习惯接受教师“咀嚼”好的知识和方法,不愿意也不会自己去思考和总结,在学习的主动性和积极性方面还存在很多不足。 上述问题在班上是普遍存在的,它为电动力学的正常教学提出了了刻不容缓的难题,如果不运用适当的手段搞清楚学生的知识状况,并能及时调整知识的讲授方式以便能适当与先行课程做好衔接,就势必给学生学习电动力学造成很大的困难,对教师的教学也是一个很大的障碍。 3.2建构主义对教学的指导——两个案例的分析 (1)“位移电流”的教学 ‘位移电流假说是麦克斯韦为了将稳恒情况下电磁场所满足的麦克斯韦方程 (积分形式为推广到普遍情况(包括稳恒和非稳恒)而引入的一个定义。这是一个很重要的新概念,也是一个比较抽象的概念。学生的思维里可能比较熟悉的是传导电流的性质。 稳恒情况下,磁场的安培环路定理的积分 那么在非稳恒情况下,磁场的环流这个地方,书上的阐述是由麦克斯韦方程与电荷守恒定律之间的矛盾来引入这个概念的口。这是用理论来讲授理论,当然推理严密,讲解简单。但在教学中,我觉得可以从大家熟悉的含有平行板电容器的充、放电电路(图1)来讲述,学生会更领会“位移电流”的本质。 现考虑以L为边界作曲面S1和S2,其中曲面S1通过导线的横截面,有自由电子穿过S1;而曲面S2通过电容器的两极板之间,没有自由电子穿过S2. 这说明,尽管两个曲面的边界L是相同的,但穿过曲面的传导电流并不一样,也就是说这个方程不能推广到非稳恒电流的情况。 为了解决这个矛盾,麦克斯韦提出了“位移电流”的假设,将方程稍做修改为就代表“位移电流”的贡献。下面再来计算的表示式。利用 ×)所以直接比较得出:由此式我们就很容易看出:位移电流的本质是变化的电场,它和传导电流一样都能激发磁场。引入位移电流以后,上述电路的全电流可表示为:这个全电流在整个电路中是连续的。对上式取散度(并用到 这样一来,平板电容器充、放电电路中出现的矛盾就得到解决:在电容器两极之间随时间变化的电场形成了位移电流它把电容器极板中间断的电流.厂连接起来,使全电流.Jr具有闭合的性质。 (2)“谐振腔”的教学 第四章四、五节讨论的是有界空间的电磁波的传播问题,以矩形波导和谐振腔为例,研究了高频电磁波的传播的驻留行为。从知识的角度来看,本章属于运用理论解决实际问题的类型,在前面,先给学生回顾和讲解分离变量法求解亥姆霍兹方程中的定解问题,同时让学生学会分析理想导体的边界条件。有了这两个基础以后,后面介绍的具体例子——谐振腔和波导问题的求解就应该不是重点,学生只需要针对具体情况分析好边界条件就没有困难。 我们知道谐振腔是储存某一特定频率的电磁能量的器件,常用于选择并发射某一频率的电磁波。我觉得作为一种光学的应用器件,讲授它的功能、用途以及为何具备这样的功用是很有必要的。在教学中可以从复习学生比较熟悉的LC振荡回路的知识来过渡到对谐振腔的讲解。我们知道,低频电磁波是利用 如图(2)所示的LC振荡回路激发的,首先用外电源给电容器充电至U,合上开关k以后,储存在电容器内的电场能与电感中的磁场能在不停地相互转换,形成电磁振荡。LC回路振荡频率为 由此式知,为了得到高频的电磁波,就要减小谐振回路的L和C。为了减小C,就要增加电容器极板间的距离d,见图3(a);为了减小L,就要减小电感线线圈的匝数,直到使用一根直导线代替,见图3(b);甚至用很多根直导线并联,见图3(c);更进一步推痔极限情况下,用无数根直导线并联的结果就使LC回路过渡为一个封闭的金属矩形谐振腔,见图3(d)。 由这样的方法引入谐振腔的概念,学生很容易理解和掌握,并且对谐振腔的用途有一定的了解。下面再根据谐振腔的模型给出定解问题,进而求出其中的电磁场结构。 电动力学论文:物理学专业电动力学课程教学论述 一、课程教学基本理念 第一,在教学中要尊重学生学习的主体性、教师教学的主导性,全面发挥学生的自觉性、主动性、创造性。第二,“电动力学”课程属于专业基础课程,教学内容安排上除了让学生学习本门课程的基本知识、基本理论、基本思路,与其他物理学分支也具有共性和个性的关系。针对这一特点,老师在教学中要注意引导学生相似性形象思维。第三,教学应突出探究式教学方法,改变传统的教学模式,把信息技术与电动力学课程最大限度地整合,运用多种现代教育手段优化教学过程,推行启发式、探究式、讨论式、小制作等授课方式,培养学生的创新思维和创新理念。 二、在本课程教学中应当做到以下几点 1.讲授内容应理论联系实际 “电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的基础理论课。教学中要求学生掌握课程的基本知识、基本理论和基本原理,使学生加深对所授知识的理解,更可深刻认识电动力学的实际应用价值,达到学以致用的目的,同时提升学生分析问题、解决问题的能力。 2.注重学生学习的主体性和个体性培养 从课程的设计到评价各个环节,在注意发挥教师在教学中主导作用的同134教改课改2016年3月时,应特别注意体现学生的学习主体地位,以充分发挥学生的积极性和挖掘学习潜能。要求学生能初步分析生产、生活中的电动力学问题,以提升学生的分析问题和解决问题的能力。在电动力学理论的学习中运用数学工具处理问题,使学生认识数学和物理的密切关系,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。培养学生自学能力,重要的不是教内容,而是教给学生学习方法。要充分注意学生的兴趣、特长和基础等方面的个体差异,因材施教,根据这种差异性来确定学习目标和评价方法,并提出相应的教学建议。课程标准在课程设计、教学方案、计划制订、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和发展的空间。 3.运用多种现代教育手段优化教学环节 充分利用现代化教学手段,发挥信息化教学的优势,增强学生的学习兴趣,进一步强化需要掌握的知识点,拓宽知识面,增强学生的实践操作技能,培养科学的思维方式,这样学生能更好地掌握“电动力学”课程知识所涉及的相关科学方法,有效提升其发现问题、分析问题、解决问题的能力。 4.具备良好的实验条件,充分保证实验和实践训练质量 鼓励学生开展科研实践训练,参加各类科技竞赛。实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维,充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。 三、课程学习策略探究 第一,针对“电动力学”是理论基础课的特点,学生必须坚持课前预习,预习过程中有意识地提出问题。课堂教学主要采用探究式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题通过师生多种形式的互动,教师及时了解、解决学生的疑难问题,以增强学生的学习兴趣。第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手段相结合。如课内讲授与课外讨论和制作相结合、基础理论教学与学科前沿讲座结合、基本理论与科研实践训练相结合。第三,鼓励学生参加科研实践训练和各类科技竞赛。培养多样化应用型人才,以培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力,完成本课的预期目标。第四,电动力学也是一门实践性很强的课程,其研究对象是区别于实物的物质形态,具有抽象的特征。为避免课程教学的数学化,我们将充分应用当代信息技术的优势,比如说以视频教学资料增强学生的感性认识和动手能力。再次,实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质,充分发挥学生的物理思维和物理探究能力。 四、课程教学方法探究 本课程教学中应注意电动力学理论与实践的结合,尊重学生学习的主体性,适当安排指导性自习,培养学生的自学能力。加强对学生课前、课后的答疑辅导,注重学生能力的培养,使学生通过对电动力学中基本理论的理解,认识和掌握电动力学原理的研究规律,开拓思路,初步培养学生的科研思维。 1.“双边反馈式”教学法 这种教学法由“自学”和“反馈”两部分构成,其着眼点是学生在教师指导下的自学和教师由反馈来的信息而进行的有重点的讲解,使学生的能力在反复训练中得到锻炼。“自学”和“反馈”体现了学生和教师的相互联系、相互配合、相互作用的训练过程。 2.以问题为中心,开展课堂讨论 式教学法建议课堂教学中遵循科学性、主体性、发展性原则,采用以学生为主体的小组讨论式的方法,从提出问题入手,激发学生学习的兴趣,让学生有针对性地去探索并运用理论知识解决实际问题;也可以针对教研室科研工作中遇到的问题设计讨论或思考题,以启发学生分析、讨论有关电动力学问题,学习并巩固电动力学知识,开拓思路,培养科研思维。 3.提倡学导式的教学方式 在教师指导下,学生进行自学、自练,教师把学生在教学过程中的认知活动视为教学活动的主体,让学生主动地去获取知识,发展各自能力,从而达到在充分发挥学生主动性的基础上,渗入教师的正确引导,使教学双方各尽其能,各得其所。 4.多开展课外实践活动 课外实践训练中,要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质。鼓励和指导有能力的学生进入科研实践训练,参加各类科技竞赛。将学生撰写的课程小论文融入教学全过程,从中选出有质量的项目进入科研实践训练。充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力。“电动力学”作为一门探究性课程,在课堂教学中,要突出学生的参与性,使他们主动获取而不是被动接受科学结论,互动思维使学生感觉电动力学发人深思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“共性”和“个性”的关系。为了激发学生学习兴趣,可以经常采用课堂讨论形式,由学生提问,在教师引导下大家讨论,总结得出正确结论。由于分析“电动力学”需要运用抽象思维,所以课堂教学应充分使用多媒体,尽量使用图像和色彩搭配,使学生建立正确的物理图像。注意“信息技术”与“电动力学”课程的有效整合,这对于整体优化教学过程,提高学生的专业知识学习效果、提高学生的信息技术能力、培养学生的合作意识和创新精神均具有重大的现实意义。同时,可将教学理论应用到创新实践能力训练中,应用到物理、电子等各类竞赛中。 作者:邓洪亮 曾爱华 袁琳 单位:邵阳学院 电动力学论文:光信息科学与电动力学课程教育研讨 作者:卢俊 陈桂波 李金华 孔梅 金光勇 单位:长春理工大学理学院物理系 一、光信息科学与技术国家一类特色专业 我校光信息科学与技术专业历史悠久、办学基础好、生源质量高、专业方向应用性强。为适应国家对激光科学与技术及光信息技术高素质人才的需求,发挥我校光信息科学与技术专业应用性强的优势,围绕“特色教育,服务社会”的宗旨,2009年申报成功了光信息科学与技术国家第一类特色专业,目标是建设一个以激光科学与技术和光信息技术两个专业方向为优势方向,特色鲜明的名牌专业,使之在培养质量方面达到或接近国内一流水平。在专业边缘领域,大胆开拓,不断扩展研究内容,使该专业成为国内激光科学与技术和光信息技术方向高级人才的培养基地,满足社会发展需要,为同类型高校相关专业建设和改革起到示范和带动作用。电动力学作为该专业重要的一门专业基础课程,需进行教学内容和教学方式的改革,以适应特色专业的建设和培养高质量毕业生要求。 二、电动力学课程教学现状及课程特点 电动力学课程内容,对大多数学生来说感觉到比较难学。原因是知识点较多,抽象难懂。数学推导复杂,要求有较强的数理基础。虽然有些电动力学问题接近实际,比如波导问题、天线问题,但学生要理解和解决这些问题,需要一定的过程,由于上述问题的存在,使初学者常常感到电动力学课枯燥无味、难以入门;上课听讲似懂非懂,下课做题无从下手。并且,由于招生数量的增加,极大降低了师生比,降低了学生与老师交流的几率。同时,现代大学生与80年代大学生比,缺乏主动思考意识和能力,都严重影响电动力学课程的教学效果。 三、教学改革设想及实施 我校光信息科学技术专业本科生的培养中,激光器及技术是一个重要的专业方向。因此在电动力学课程教学中,如何将与专业基础相关教学内容更扎实、有效地贯穿教学,并激发学习兴趣,采取以下教学改革设想及措施:3.1教学内容改革根据专业特点,对教学内容进行调整,并适当引申,为学生后续的平台课如物理光学、激光原理,以及专业课如激光器件、导波光学等奠定良好基础。比如,对电磁波传播的相关内容重点讲解并结合教师的科研等背景进行引申及拓展。其中关于模式及其形成条件,结合导波光学及物理光学内容,概念交待清楚,条件讲解透彻,为后续课程的学习奠定良好基础。在亥姆霍兹方程的讲解中,引入前沿热点问题如“负折射率”问题,使学生了解其理论基础。在教材中作为选学内容的高斯光束问题,对该专业的学生交待清晰,为后续的激光原理奠定基础。凡此不再赘述,总之,对教学内容的制定,以为学生更好学习后续课程及激发学习兴趣为原则。3.2教学方式改革在电动力学课程的教学中,改变以往单纯板书、课件的教学模式。尝试使用讨论式教学、课程小论文及结合教师科研讲座与板书、课件相结合的教学方式。传统板书教学方法对公式的推导及其有利,也符合学习的学习习惯。但在涉及较抽象问题时,使用课件教学更直观、形象,有利于学生对具体问题的理解。如涉及形成模式的条件———驻波问题,以及偶极子天线的辐射问题,利用课件的动画演示,极大提高了教学效果。在课程的讲解中,穿插讨论式教学,实现教师和学生的互动,调动学生学习的主动性。教师结合课程中不同章节的内容及特点,设置具体问题在课堂上展开讨论是一种形式。对于课程小论文及教师科研讲座,安排在电磁波的传播内容讲解之后,有利于培养学生的兴趣和创造性。我们的教师梯队均为博士毕业,涉及光学、物理电子学、光学工程、凝聚态物理、计算电磁学五个学科,且承担包括国家自然基金、“863”、“973”及工程类项目,为结合不同的学科开展前沿问题讲座,并将研究成果引入课堂,激发学生学习兴趣提供了良好条件。为此,在课程教学中穿插了与课程相关的前沿问题讲座。比如全固态激光器的研究进展、光子晶体及ZnO纳米材料研究进展等,通过前沿问题讲座的尝试,学生积极性很高,取得了预期效果。关于课程小论文,我们安排在了讲座之后,教师根据专业特点和学生基础,给出题目和时间节点,其间学生与教师有交流,教师进行指导,使学生更好地完成小论文,只是这个环节需要的时间较长,需要教师后续跟踪并总结。通过科研讲座及小论的尝试,以初步取得成效,所教授的学生据此参加了全国大学生创新大赛并获奖,所研究结果也在相关刊物发表文章。这种教学模式的探索,极大提高了学生学习的能动性,有利于培养学生的学习兴趣及提高培养质量。 四、总结 结合国家特色专业建设,对电动力学课程教学内容和教学方式进行了有益探索,并取得较好的效果。通过进一步的研究和实践,努力形成一种稳定的教学模式。 电动力学论文:舰船计算电动力学研究 摘要: 本文综述了应用于舰船和潜艇电磁防护以及隐身舰船研究的计算电动力学的性能、解法和软件包。 关键词: 舰艇;电磁防护;计算电动力学 0引言 计算电动力学于20世纪70年代作为一门单独的学科成立。1976年在牛津召开的第一届国际电磁场数值计算会议可以认为是计算电动力学的起点。这些方法可划分为三类:有限元法,边界和体积积分方程法以及混合方法[1]。当利用有限元法对三维目标进行计算时,三维目标的整个计算域会被划分为体积单元(六面体或四面体)。当用于内场问题以及非均匀、各项异性和非线性媒介场域问题求解时,有限元法有着显著的优势。当计算远离场源的电磁场时,有限元法的缺点就会明显的暴露出来。有限元法中未知变量为电动力学势能或者近似为离散空间的电磁场矢量E和H。在积分方程法中需要考虑和电动力学势能及矢量(如格林方程中的积分关系)有关场的表面密度或者是等效体积源。积分方程法在解决无边界区域问题(包括均匀介质)上有很大优势。混合方法集合了有限元法和积分方程法的优缺点,因此在此提及。最初,计算电动力学方法的相关术语发展广泛,但直到20世纪90年代中期挑选出数值算法后才使得计算电动力学方法在工业应用方面变得切实可行。对于以标量电势描述的静态问题进行计算的可用软件包大都采用有限元法。当计算由于涡流引起的低频场时,最有效的方法是采用棱单元的有限元法。当计算辐射或衍射物体产生的高频电磁场时,一般更倾向采用矩量法,矩量法是积分方程法的一个特例,其采用表面电流和磁流的密度作为状态变量[2]。当计算舰船目标的电磁防护问题时,我们最感兴趣的是探测、识别以及武器自导系统所反应的远场区电磁场,所使用的计算软件主要采用了积分方程法。使用积分方程法的时候,必须将目标物体的表面划分成不同的独立单元(边界元)。构造表面以及在表面形成边界元网格是有挑战性的,因为水面舰艇和潜艇具有非常复杂的几何结构和布局。当要考虑内部结构的时候,挑战性就会更大。大多数商业化电磁场计算软件都有从计算机辅助设计系统(CAD)导入几何文件的工具。但是运用CAD进行船或是潜艇设计时,却不经常使用。首先,当导入几何结构的时候,必须要找出那些对舰船的总磁场贡献不明显的结构;其次,在导入几何结构时会容易丢失结构的拓扑链接,这些链接对创建在节点、边缘和表面处的有限元或边界元规则网络是非常必须的。很多计算方法都强制要求规则网格,在这种情况下,更倾向使用单独开发的几何模块(预处理器)来构建几何模型和生成该表面网络。一些软件(如ShipEDF)试图通过舰船通用数据库建立几何结构以及计算模型之间的关联。但不论哪种情况,不同频段下的计算方法有很大差别。下面将分别对这些计算方法进行描述。 1静态电场 舰船静态电场的主要来源为螺旋桨-船之间的电偶以及电化学腐蚀防护系统的阳极。一般来说,静态电场控制的任务以下面方式进行:安排好阳极在船体的位置,并选择阳极电流使环绕舰船环境中的电场以及与腐蚀有关的磁场达到最小,同时还需满足舰船的腐蚀保护要求。“BEASY”软件就是严格按照上述任务编写的[3]。考虑到非线性优化的复杂性以及实际阳极布置的技术局限性,在软件包“STAR3DElectric”中使用另一个未知变量-金属表面电流矢量。使用这个未知量使得在整个电路中考虑有限电阻(如电刷)成为可能。除此之外,软件包“STAR3DElectric”中使用的守恒方程在迭代过程中求解系统方程效率更高。 2静态磁场 目前已知最好的且应用最广泛的计算静态磁场的软件为“矢量场”公司开发的有限元软件包“Opera-3D”[4]。复杂区域内的四面体网格生成质量在“Opera-3D”的最新版本中已经大幅提升。在此之前的版本,为生成高质量网格,就必须对目标的几何结构的某些部件进行挤压。这是一项很精细的工作,需要数周或数月才能完成。在最新版本中,往往只需要构建目标的表面及一些额外的面就可自动生成网格。当利用有限元来计算舰船或潜艇的静态磁场时,面临的主要问题是大部分的铁磁结构厚度都很小(相对于其他尺寸)。这就使得在网格生成过程中产生的一些不好的网格会导致计算精度变差。极限情况下,当结构的厚度趋近于零时,有限元法就变得不稳定了。在软件包“STAR3DMagnetic”中,薄壁结构被表面磁化分布未知的中间面所替代,使得软件对于求解任意厚度的船体都具有稳定性。计算装备了消磁线圈的舰船静态磁场边界元的典型大小为0.5~1m。在此种情况下,使用积分方程法时就必须求解包含大约100000个未知量的密度矩阵方程。“STAR3DMagnetic”采用快速多极算法,是该问题能在一般台式电脑上解决。 3极低频电磁场 舰船极低频电磁场特性是海军武器及探测系统的重要信息源。其主要特点是存在大量的不同物理源产生不同频率的场。这些源所产生的场取决于舰船内部的布置、舰船壳体的屏蔽、甲板和舱壁、环境参数以及舰船运动。由于场源的多样性以及场的尺度不一,计算极低频电磁场时,舰船的电磁场模型并没有作为一个整体,而是对每个场源所产生的电磁场单独考虑。为了仿真0.01Hz~10kHz频段的极低频电磁场,EMSS软件包利用三层介质中恒定和交变电偶极子和磁偶极子的总和来代表舰船的总源场。偶极子数量取决于离观测点的距离,频段以及环境参数。对于中型大小的舰船,数目大约为数十万。偶极子的参数取决于实验数据或通过模型计算得到。以下是EMSS仿真程序里面所考虑的极低频电磁场的源: 1)结构磁化; 2)由于冲刷导致的船壳结构电流的不均匀性; 3)电气设备产生的电流; 4)杂散电流; 5)消磁线圈中的电流纹波; 6)由于船桨的旋转以及腐蚀保护系统产生的电流调制; 7)磁性轴的旋转; 8)船桨的叶片切割地磁场产生的感应电流; 9)舰船在地磁场中运动; 10)铁磁体结构振动。为了进行极低频电磁场分析,仿真得到的时域信号需要加入人工生成或是全尺度测量的干扰。EMSS允许显示在舰船建造以及调试试验时产生的极低频电磁场场源,并且在需要的时候可以评估附加的电磁防护措施的有效性。场源的探测基于目标采样结果和全尺度测量结果之间复杂对比得到。 4无线电波段的电磁场 当需要确定顶层甲板的电磁场辐射水平以确保舰员安全、评估同时运行的天线间的互耦,检验天线安装时的输入阻抗及方向图时,就必须计算船载中频、高频和甚高频天线的电磁场。市场上有大量的商业软件来解决上述问题。例如“Concerto”、“ShipEDF”、“FEKO”以及“CARLOS-3D”等。这些软件大都采用矩量法。“STAR3DHighFrequency”软件包使用和“STAR3DElectric”、“STAR3DMagnetic”类似的几何预处理器。三个软件都可以使用同样的铁壳舰船的几何模型:当计算静态电场和腐蚀磁场时,只利用了模型的水下部分;当计算高频电磁场时只利用了模型的水上部分;当计算静态磁场的时候需要用到整个模型。为了有效求解由矩量法产生的大型系统方程,“STAR3DHighFrequency”软件包采用了高频改进的快速多极子算法[5]。和“STAR3DElectric”、“STAR3DMagnetic”采用的快速多极算法一样,高频改进的快速多极子算法所需的计算资源和NlogN成正比,其中N是边界元的个数。这相对需要O(N3)运算次数的高斯消除法或是LU分解法来说有很大改进。 5雷达、红外和激光波段的电磁场 令人遗憾的是,目前为止这些波段内不能采用矩量法进行严格计算。矩量法的边界元大小约为λ/10,当利用波长为3cm的电磁波来计算露出水面面积为10000m2的舰船瞬时雷达散射截面(RCS)时,容易估算出求解系统方程中未知量个数为10亿。为确定RCS的平均值,需要在特定的距离和观测角度对目标进行多次计算。目前,矩量法中未知量个数的世界纪录是3300万,这个数目是计算理想导电球面上平面波散射问题时,在一个多处理器的计算机群上达到的。替代矩量法的计算方法有:物理光学法、物理绕射理论、几何绕射理论、绕射统一理论等[6]。通常的商业计算软件会综合采用这些方法。近似方法最主要的缺点是缺乏通用性。软件用户必须有大量的工程经验,以便根据不同的情况挑选正确且合适的模型,并能对计算误差进行评估。与矩量法不同的是,所有的近似方法都将目标的总辐射量认为是局部场源辐射量的一个叠加。在这种假设下,就没必要严格考虑几何结构的拓扑以及在表面构建规则网格,这对于使用CAD生成的几何模型有很大优势。电磁场计算方法和CAD的联合应用产生了一个新的概念—电磁场设计,这在雷达、红外和激光波段的隐形目标的发展中具有广泛的应用。知名的电磁场设计计算软件为“ShipEDF”,其主要目标是最大限度的降低舰船的雷达和红外信号水平。软件的主要模块为利用标准的AutoCAD软件生成舰船的三维模型。该模型会生成舰船每个航向角的观测区域表面元,并以电子表格的形式输出,作为计算模型的输入数据。第一个计算模块计算了舰船雷达信号在每个观测的方位角上的积分和差分特性;第二个模块计算了舰船的红外图像;第三个模块估计了激光波段范围内的舰船平均RCS。 6总结 本文回顾了一些关于电磁防护以及隐身舰船发展方面的电磁场计算方法。新的计算机算法使电磁计算方法取得了明显的进展,这种新的计算方法可以处理任意几何外形的薄壁面结构,并能降低计算所需资源。目前的目标是发展一种统一的算法,可以涵盖从静电场到光学射线场的所有频段电磁场。目前,矩量法和近似算法理论之间存在明显差距,试图将两者之间进行结合的数次尝试并没有取得成功。 作者:雷津 龚昱玮 单位:武汉海军驻719所军事代表室 西安海装西安局 电动力学论文:电动力学课程教学改革的思考和实践 摘 要 电动力学是介绍电磁场和电磁波基本规律及其狭义相对论理论的课程,是大学物理学和光电信息等相关专业的必修课程,是支撑现代科技不断发展的重要理论知识。电动力学具有很强的理论性,学生学习这门课程的难度较大,难以取得良好的教学效果。因此,本文将深入研究和思考电动力学的教学现状,并指出电动力学课程教学改革的思路,旨在改善电动力学课程教学模式,提升教育教学效果。 关键词 电动力学课程 教学改革 思考 实践 电动力学是四大力学之一,综合了经典电磁学的最高成就,相对电磁学而言,其可以揭示物理现象的本质和规律,具有概念、公式、符号抽象,内容繁多,教学效率较低的显著特征,是电子通信相关专业的重要基础课程。随着科学技术的迅猛发展,电动力学在通信、电工、超导和微电子等诸多领域都得到了广泛应用。电动力学课程中的物理概念和思想较为抽象,不易理解,学生只有具备扎实的数理基础和丰富的想象力,才能理解和掌握电动力学课程中的物理概念和数学方法。由于电动力学是物理学相关专业的重要基础课程,也是推动现代科学技术不断发展的基础理论,因此,深入研究和思考电动力学理论课程教学存在的问题,总结出提升电动力学教学效果的建议,对促进高校电动力学的教学改革和推动现代科学技术的发展具有重要意义。 1电动力学教学中存在的问题 1.1教学内容多,课时少 电动力学主要涵盖电磁现象的普遍规律、静电场、静磁场、电磁波的辐射和传播以及狭义相对论等五大部分的教学内容。仅有电磁波的相关内容广泛应用于生产生活、军事和物理学研究前沿等领域。在电动力学实际的教学工作中,电动力学教师通常会依照教学大纲进行讲解,注重静电场、静磁场等相关内容的理论知识、基本方法以及电磁波在实际生产生活中的应用,电磁波在物理前沿以及军事方面的应用长期得不到电动力学教师的重视,导致这种现象的缘由是电动力学课程本身有着物理概念抽象、符号和公式难以理解以及教学难度大等显著特征,教学内容多和课时少的矛盾突出,这势必会导致电动力学教师为了提升考试通过率而减少教学内容,这就大幅度降低了电动力学的教学效果和学生的学习成绩。 1.2教学方法有待改善 受我国传统接受式教学模式的影响,电动力学的教学活动主要以教师为中心,教师在实际的教学活动中处于主体地位,主要采取讲解、板书以及多媒体等教学模式向学生传授知识,学生在学习过程中处于被动地位,这样的教学模式有利于学生及时理解电动力学的概念,但是却制约着学生独立思考能力的发展,不利于增强学生主动参与教学活动的积极性。另外,随着多媒体技术在教学活动中的普及和应用,大多数教师逐步从传统“粉笔+板书”的教学模式向以多媒体为主、板书为辅的教学模式过渡,这就会导致教师讲课的语速不自觉的加快,学生在课堂上几乎没有独立思考的时间,也不可能准确理解和掌握课本上的基本概念和有关公式的论证过程,大大降低了电动力学课程的教学效果。 1.3考核方式不完善 目前,绝大部分高校的电动力学考核方式有两部分构成,即平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。平时成绩主要取决于学生的课堂表现和作业完成情况,而期末测试注重对课本基础理论知识的记忆和模仿,几乎没有综合能力的测试。所以学生只重视期末考试,平时学习电动力学的积极性不高,通过考前临时性的记忆完成电动力学课程的考核已经成为一种常态,这样的考核方式不利于学生探索性思维的发展,也不利于学生全面掌握电动力学的相关知识。 2电动力学课程教学改革的思考和实践 2.1调整教学内容 在实际的教学工作中,大多数学生在面对电动力学复杂的运算推导时通常会表现出畏难情绪,对公式的推导束手无策,从而失去了学习电动力学的积极性。因此,电动力学教育工作者要积极主动地调整教学内容,在正式讲解电动力学课程之前增添数学基础知识的讲解,协助学生解决学习电动力学的数学障碍,从而树立起学好电动力学课程的信心,从而提升该课程的教学效果和学生的学习成绩。 2.2创新教学模式 电动力学教师要根据教学要求和学生的实际情况,灵活地运用教学方法。教师要主动并善于分析电动力学课程不同章节之间的联系,总结出处理问题的共同点和不同点,不断创新教学模式,从而达到事半功倍的教学效果。例如在讲解静电场和静磁场这部分内容时,电动力学教师利用静电场和静磁场研究方法相似的特征,深入讲解静电场这部分内容,让学生准确掌握静电场的各种分析方法,之后再采取类比法讲解静电场的相关内容,这样有利于培养学生灵活运用知识的能力。与此同时,电动力学教师要善于利用多媒体技术教学,将复杂和难以理解的物理学现象通过多媒体技术形象生动地呈现在学生面前,为学生理解疑难问题创造良好的条件,从而提升电动力学的教学质量。 2.3健全课程的考核方式 电动力学教学工作者要不断健全课程的考核方式,增强学生学习电动力学的积极性。各大高校可以适当地提升平时成绩占总成绩的比例,积极贯彻学习为目的、考核为手段的教学理念,让学生清醒地认识到学习过程的重要性作用,丰富考核的内容和方式,从多方面考察学生的知识和能力。例如在每单元结束时进行单元测试,将单元测试的成绩纳入平时成绩;定期开展探究性的学习活动,培养学生获取知识、分析和解决问题问题的能力,并将探究性学习的成果纳入平时成绩;在期末考试试题中增大综合题目的比重,从而让学生更加重视电动力学的学习。 3结论 电动力学是物理学相关专业的优秀基础课程,对培养和提升学生的抽象思维能力具有重要作用。在电动力学的实际教学中依旧存在着教学内容多和课时少矛盾、教学方法有待改善和考核方式不完善等诸多不良问题,电动力学教师要注重课程教学的改革工作,积极调整教学内容、不断创新教学模式和健全课程的考核方式,从而有效提升电动力学的教学质量,为我国现代科学技术的发展培养出更多的高素质人才。 电动力学论文:可视化技术在电动力学教学中的应用 摘 要:针对电动力学学习中学生常会遇到的某些难以理解的抽象概念,介绍了可视化科学计算软件MATLAB在电动力学教学中的应用。旨在帮助学生理解和掌握电磁场的规律,初步掌握电磁学的数值计算方法,提高学生的科研能力。 关键词:MATLAB;电动力学 TM1-4 一、引言 电动力学是研究电磁场的基本性质运动规律以及它与物质相互作用的一门学科,是高校物理学专业本科阶段学生的优秀课程。然而由于其抽象的电磁场理论和繁琐的数学推导,且无法观察到直观地实验现象,导致部分学生过于依赖书本,不去独立思考,甚至产生厌学情绪。 为了改变这一现象,我们必须要让抽象的概念形象化,同时让学生初步掌握电磁学的数值计算方法,才能提高学生实际运用电磁理论的能力。然而现在大部分基于Flash、Photoshop、3D Studio MAX的仿真模拟实验,尽管能够制作生动的实验过程动画,但却对物理实验规律和过程很少涉及,很难做到真正的交互使用。 而MATLAB作为美国Math Works公司开发的一套高性能的数值计算和可视化软件,则因其高效可视化有推理能力等优点,已经在大学教育和科学研究中的得到了足够的重视和广泛的应用。其语言简单,计算能力强,工具箱中有大量的求解常微分方程(ode)和偏微分方程(pde)的函数,正好满足物理过程的数值计算要求,既可在求解拉普拉斯方程边值问题时体现物理问题与数学结合的研究方法,又可通过数值求解来算出各点的电位值和做出分布图形,直观地分析场内各点场的分布情况。 二、MATLAB与绘图有关的命令 输入命令的方式有两种,一种是在命令窗口直接输人简单的语句另一种工作方式是M文件的编程工作方式当使用绘图语句时,MATLAB就自动打开一个图形窗口。一些较为常见的作图命令如下: 1.在已有图形上继续作图的指令是hold on:取消这种功能的指令是hold off。 2.二维图形绘图命令中最基本的指令就是plot如果输人两个矢量x,y,则plot(x,y)产生的是y相对于x的图形。 3.MATLAB中的曲面是用xy平面上的各个格点上的坐标z来定义,相邻点用直线连接,并建立平面的数据网格。生成数据网格的命令是meshgrid。mesh是三维网格作图命令,mesh(x,y)画出了每一个格点(x,y)对应的z值。 三、利用MATLAB辅助教学实例 1.标量场梯度的计算 在电动力学的课程学习中,矢量分析是基础的数学工具,也是之后课程内容学习的关键。在矢量分析中,散度作为描述矢量场的有源性的量,相对容易理解,计算也简单;旋度、梯度的难度相对大一些。以梯度概念为例,介绍借助MATLAB来计算及理解梯度矢量。 【例】求解标量场 的梯度 梯度是方向导数的最大值,是与等值面垂直的一个矢量。我们利用MATLAB中的梯度函数就可以作出等值面和梯度图。 源程序及绘图结果如下: 2.点电荷产生的电势 已知点电荷Q激发的电场强度为 ,其中 为源点到场点的距离。把此式沿径向由场点到无穷远点进行积分,把积分变数写为 , 可得出真空中点电荷的电势函数为 ,通过分析我们得知,其电势在空间中的分布为以点电荷为球心的一系列球面,每个球面上电势大小相同。 3.电偶极子场的分布 电偶极子是等量异号点电荷组成的电荷系统,其特征用电偶极矩p来描述,其中p=ql,p和l的方向规定为由-q指向q。中心位于坐标原点的电偶极子在其远方产生的场的电势为 ,对此式求梯度即可得到为于原点处电偶极子产生的场强 。 其源程序及作图如下: 四、结语 本文根据电动力学的特点,介绍了可视化软件MATLAB在电动力学教学中绘图和科学计算的便捷应用。我们认为计算机辅助教学不仅只是用计算机制作教学课件,更应该用来解决一些思维抽象计算繁杂的教学难题。例如在电动力学教学中利用MATLAB,则能使电磁场概念大大形象化,让学生不仅加深对抽象的场的理解,更能学会利用计算机进行科学计算和模拟物理现象的基础知识。这样不仅会提高教学效果,而且有利于激发学生的学习兴趣,培养学生的学习能力和科研能力。 电动力学论文:Matlab绘图在电动力学教学中的应用探索 摘要:根据电动力学的特点,在教学中引入Matlab软件,使用其绘图功能把抽象的物理知识和物理现象用形象、直观的图形表示,帮助学生对知识的理解和掌握,提高了教学质量,值得进一步的推广应用。 关键词:Matlab;电动力学;教学改革 1.电动力学教学现状分析及Matlab的引入 电动力学是高校物理专业及相关专业学生在电磁学基础上继续深入学习的一门重要的理论基础课。我院选的教材是高等教育出版社郭硕鸿先生编写的电动力学第三版,教学主要内容可以分为五个部分:电磁场的基本方程、静电场、静磁场、电磁波和狭义相对论。调查显示[1],在教学内容上,教师都相当重视基础内容,教学方法仍趋于传统的教学方法,讲清基础知识、基本概念,渗透科学方法,强调物理概念和数学描述的统一,体现物理学知识的整体性。虽然已有一部分教师采用了一些研究生学习的方式和引入英语教学等手段来进行教学方式的改革,但并未引起广泛的重视,特别是在电动力学中引入计算机软件辅助教学方面更加少有人问津。 Matlab是国际上公认的最优秀的科技应用软件之一,Matlab软件易于操作,简单易懂,已逐渐被用于大学物理、电磁学等本科院校的教学当中[2-4]。对于理工科院校本科教学来说,采用Matlab软件比较合适。我院学生在前期已开设了Matlab基础课程,再结合电动力学内容生涩难懂,物理知识、物理现象不能形象直观的描述等因素,我们在教学中引入了Matlab强大的绘图功能,要求每一位学生针对某一个知识点或者物理现象画出Matlab图形,并形成M文件。一学期后,同学们均能达到基本要求,效果良好! 2.Matlab绘图给教学带来的优势 引入Matlab绘图辅助教学,把可视化教学和传统的教学模式结合起来,一方面可以把抽象的物理知识变成清晰的图象,很大程度上帮助了学生对电磁场和电磁波传播规律的理解和掌握,另一方面可以向学生传达更多更新的教学内容,展示与电动力学相关的更丰富的物理现象,最终达到激发学生的学习兴趣,提高了教学质量,同时也培养学生的想象力、创造力以及处理实际问题的能力。 3.应用举例 我们一共收到43份Matlab图形及M文件,其中描述静电磁场有27份,电磁波的传播有7份,描述一些主要物理现象如磁聚焦现象、带电粒子在恒定磁场中的螺旋运动、电磁波的衍射等有9份。 4.结束语 通过Matlab强大的绘图功能把电动力学中的知识点和物理现象用图形直观、形象的表达出来,加深了学生的理解,激发了学习的兴趣。通过一学期的探索,该教学改革是切实可行的,我们将进一步在教学和科研中进行推广。 电动力学论文:微连续体的电动力学 【摘 要】引力场是由无数相干的引力子一个接一个地在空间中分布形成的一个具有相干结构的连续的整体;光能量是一份一份不连续的,但每个光波都是一个量子化的连续体的整体波动,就好像每个声波都是一群粒子整体的连续的波动一样。方向性、粒子性、概率性是包括声波在内的任何一种波频率足够高时都可显现出来的的波的三大共性。微连续理论从自然最深层次上解释了物体具有惯性的原因,揭开了光速不变之迷,并在狭义相对性原理和等效原理的基础上阐明了光速的相对性,推导出了超光速质能方程和超真空泡原理。 【关键词】场分子;光障;场激波;超光速质能方程;超真空泡效应 1 引力与电磁力的统一 引力场是由无数与奇点相干的引力子在宇宙空间中一个接一个地分布形成的一个连续的整体。引力是奇点和它本身的引力场原有的平衡状态被其它奇点打破产生的一种压力。例如,在真空中有一个静止的引力场奇点1,奇点1的引力场对奇点1产生的压力是各向均等的,这使得奇点1和它的引力场能够保持一种相对平衡的状态,使奇点1相对静止在它的引力场的中心。把奇点2放到奇点1的引力场中,奇点1和它的引力场原有的平衡状态就会被打破,使奇点1的引力场中的每个引力子都有以奇点2为中心从各个方向指向奇点2重新分布的趋势,从而对奇点1产生一个指向奇点2的压力,压力的大小与两奇点间距离的平方成反比,这个压力表现出来就是奇点2对奇点1产生的引力。与此同时,奇点2和它的引力场原有的平衡状态也会被奇点1打破,使奇点2受到一个指向奇点1的压力,压力的大小与两奇点间距离的平方成反比,这个压力表现出来就是奇点1对奇点2产生的引力。引力的这种产生方式与相对论描述的时空弯曲是等效的。与引力场类似,一个电荷的电场是由无数与电荷相干的电场分子(电场分子是构成电场的最小物质组分,也是光波的媒介)在宇宙空间中一个接一个地分布形成的具有相干结构的连续的整体,即微连续体。引力场并不局限在场奇点周围的空间区域,而是向空间中无限延伸,其影响是非局域的,所以,电荷的电场也并不局限在电荷周围的空间区域,而是非局域的,电场力与引力一样,其大小都与距离的平方成反比。一个正电荷和一个负电荷并排在一起,与正电荷相干的电场分子就会有以负电荷为中心,从各个方向指向负电荷重新分布的趋势,使正电荷受到一个指向负电荷的压力,表现出来就是负电荷对正电荷产生的吸引力;与此同时,与负电荷相干的电场分子也会有以正电荷为中心,从各个方向指向正电荷重新分布的趋势,使负电荷受到一个指向正电荷的压力,表现出来就是正电荷对负电荷产生的吸引力。两个同种电荷并排在一起,每个电荷的电场分子都会有以对方电荷为中心,指向各个方向重新分布的趋势,使每个电荷都受到一个由两电荷的内侧指向两电荷外侧的压力,表现出来就是两个同种电荷间互相排斥的电场力。一个静止的电荷在场的作用下向前运动,会带动它周围空间中相干的电场分子一起向前运动,这些电场分子又会带动空间中相干的电场分子一起向前运动,在与电荷运动方向垂直的界面上,与电荷相干的电场分子并不是直线向前运动的,而是一边绕着电荷旋转一边向前运动,从而形成一个以电荷为中心的磁场涡旋,磁场涡旋的方向就是磁场的方向。稳定的磁场涡旋一但形成,就可长期存在,没有外力的作用就不会自动消失,就像超导线圈中的电流一但形成就不会自动消失一样。电流方向不变,电流大小呈周期性变化的振荡电流叫做单向振荡电流,磁场方向不变,场强大小呈周期性变化的振荡磁场,叫做单向振荡磁场;电流或磁场的大小和方向都呈周期性变化的叫做双向振荡。与此类似,电场(磁场)分子流涡旋的方向不变,电场(磁场)分子流大小呈周期性变化的振荡叫做单向振荡;电场(磁场)分子流涡旋的大小和方向都呈周期性变化的叫双向振荡。单向振荡的电流可在其周围空间中激发单向振荡的磁涡旋,单向振荡的磁涡旋可在其周围的空间中激发单向振荡的电涡旋,单向振荡的电涡旋和单向振荡的磁涡旋在空间中交替产生形成单链式电磁波。让两列时间相差半个周期的等幅同频率的超高频单链式电磁波经过等长的路经后叠加,便可在空间中合成一个超低频单向振荡的无源的磁场,使通恒定电流的导体受到一个方向不变的电磁力的作用,推动飞船前进,这就是大推力量子引擎的基本原理。双向振荡的电涡旋与双向振荡的磁涡旋在空间中交替产生形成双链式电磁波。普通的无线电波和光都是双链式电磁波。在空间中互相激发交替产生的电涡旋和磁涡旋总是互相垂直的,且两者都是由大量相干的电场分子的涡旋运动形成。我们都知道,液体是不可以产生和传播横波的,而大量相干的液体分子彼此远离,密度变得极低,使张力远大于斥力后,便可形成具有相干结构和固定形状的膜,产生并传播横波。一个电荷的电场分布在宇宙中的电场分子的密度虽低,但这些电场分子形成了像膜一样的相干结构,所以能产生和传播横波。因为不同电荷的电场分子是不能形成传播横波的相干结构的,所以,在一个电荷的电场里传播的光能不能直接传到另一个电荷的电场中去,就好比两个光波彼此穿过后,仍保持各自的独立性,一个光场中的动能不能传到另一个光场中去一样。每个电磁波中的电涡旋和磁涡旋都是由同属一个电荷的相干的电场分子运动形成。无论是引力还是电场力,或是磁场力,实际上都是由空间中与场奇点相干的场分子与场奇点间原有的平衡态被打破而产生的,都是与场奇点相干的场分子对场奇点直接产生的作用力。实验证明,每个观察者接收到的电磁波都是以观察者自身的电场为载体来传播的。静止或匀速运动的电荷,它的电场也是静止或匀速运动的,这一点有大量实验可证明。无论观察者以什么样的速度匀速运动,观察者的电场相对于观察者都是静态的电场,两者总是处在同一个非局域的惯性系中,这必然导致真空光速相对于观察者恒定不变,而光行差角也会严格地只与地球和恒星的相对运动有关。结合等效原理,在不违背狭义相对性原理的前提下,光速的相对性可归纳为两点:(1)无论光源和观察者如何运动,在真空中传播的光,其速度相对于接收它的观察者恒为c;(2)在真空中传播的光,其速度相对于不是接收它的观察者可变。 2 超光速传输信息实验 在真空中选取AB两个相距较远的点,将一根长杆平放在B点旁边,让长杆与AB两点的连线垂直,长杆与B点间的距离很短,可忽略不计。让一个激光器和一块平面镜分别以相同的速度沿着两条平行于长杆的直线从左向右同时匀速穿过AB两点,激光器和平面镜始K处在同一个惯性系中。激光器到达A点的瞬间向B点方向垂直射出一束激光,平面镜穿过B点向右匀速移动一段距离后把激光垂直反射到长杆上的O点。在上述实验中,激光器经过A点瞬间发出的激光被分成两束,一束从A点直线射向长杆上的O点,所花的时间为t1,另一束从A点垂直射向B点,被平面镜的电场向右拖曳后,经平面镜垂直反射到长杆上的O点,所花的时间为t2,t1 t2。这证明第二束激光以超过真空光速的速度从A点传到了O点。但对O点上的电荷来说,激光只不过是走了一条比较短的“捷经”而已,它们观察到激光是从A点右方与平面镜相对应的点发出的,它们观察到的光速仍是c,但这并不是真实的光速。在激光器和平面镜间传播的光,平面镜才是接收者,O点上的电荷并不是接收者,O点上的电荷接收到的光实际上已不是激光器发出的光,而是平面镜上的原子受激辐射出的光,只是两者的频率相同而已。因此,在激光器和平面镜间传播的激光,其速度相对于平面镜恒为c,相对于O点上的电荷却是大于c的。 3 物体具有惯性的原因 物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里定义惯性为:惯性是物质固有的力,是一种抵抗的现象,它存在于每一个物体当中,大小与该物体相当,并尽量使其保持现有的状态,无论是静止状态或是匀速直线运动状态。可见,牛顿早就已经认识到了惯性与力有密不可分的关联。像电子、夸克等实物粒子实际上都不是能够独立存在的最小物质组分,而是各种场的奇点。因为场奇点和场是个不可分割的整体,所以,任何实物都不能脱离有关的场而独立存在。在没有外力或合外力为零的情况下,一个场奇点的场对该场奇点产生的压力在各个方向上都是均等的。若要改变一个场奇点的运动状态,首先要改变该场奇点周围区域的场的状态,场奇点周围区域的场的状态被改变产生的影响,会以光速传遍整个非局域的场。因为场是由无数互相联系互相影响的场分子组成的一个连续的整体,即微连续体。在没有外力或合外力为零的情况下,微连续体中的每个物质组分都在张力和斥力的作用下维持其在整体中的位置不变,以维持整个微连续体的平衡状态,一旦有外力打破这种平衡状态,微连续体必然会产生抵抗的力,对外表现出惯性。这就好比静止在湖水下面的小球,受到来自各个方向的水压力,这些压力大小均等,方向相反,合力为零。站在岸上观察,小球是静止的,站在匀速行驶的汽车中观察,小球是匀速运动的,但小球与湖水仍是相对静止的。若要改变小球的运动状态,可用非局域的场将整个湖与小球一起移动,就像地球引力场带动整个湖与小球一起转动一样。也可用推力改变小球相对于湖水的位置和运动状态,湖水反向的压力必然会使小球表现出的抵抗的力。由此可见,场奇点的惯性实际上是场奇点自身的场对场奇点产生的压力的一种表现。因为场奇点和它的场是个不可分割的整体,而场是看不见的,所以,人们才会误认为惯性是场奇点(即实物粒子)自身的属性。 4 波的粒子性与概率性 无论是电磁波还是机械波,波的频率达到或超过一个临界值后,波的方向性就会明显表现出来。比如,频率很高的超声波与频率很高的光波一样,都是接近直线传播的。波的频率越高,波的方向性就越强,在与波传播方向垂直的界面上,波的作用范围就越小。在金属中,原子外层的价电子可脱离原来所属的原子而成为在金属中自由地做热运动的自由电子。但在温度不是很高时,自由电子并不能大量逸出金属表面,这说明金属原子对自由电子有一定的引力以阻碍自由电子逃逸出去,自由电子若要挣脱出来必须克服这种引力做功,这个功叫做逸出功。在导体中的电流实际上就是电场力克服了金属原子的引力使自由电子定向移动形成的。频率比较低的电磁波遇到金属表面的自由电子时,可同时驱动自由电子所处的波界面上大量的电场分子一起做步调一致的振荡运动,近而带动自由电子一起做同频率的振荡运动。就好像水波,其频率虽低,但大量水分子整体的波动却可产生强大的力带动水面上的物体一起做同频率的振荡运动。而频率很高的光波由于其方向性强,在与光波传播方向垂直的界面上,光波的作用范围太小,只能驱动波界面上的一个或极少个电场分子去撞击电子,表现出明显的粒子性。就好像在水中传播的特超声波,由于其方向性强,在与特超声波传播方向垂直的波界面上,特超声波的作用范围太小,只能驱动一个水分子或极少个水分子去撞击物体,表现出明显的粒子性。光波的频率越高,撞击力就越大,电子在被撞击瞬间获得的动能就越大,电子从撞击中获得的动能等于光量子的动能hv。一个电子不能同时获得两个光波的能量,若一个电子获得一个光波的能量后还不能挣脱金属原子的引力,电子获得的能量就会在瞬间消散,这导致每个电子获得的能量不能累加。因此,光频率达不到金属的极限频率时,增加光强和光照时间都不能产生光电效应。因为撞击不但改变了电子的动量和位置,也改变了光波的媒介――电场分子的动量和位置,所以,一列光波不能总是驱动同一个电场分子去撞击同一个电子,而是每个周期都随机地驱动一个不同的电场分子去撞击另一个电子,标记下每个光子的撞击点,就会发现大量光子的撞击点的分布是有规律的。大量特超声波的撞击点的分布也是有规律的,可见,粒子性和概率性,与方向性一样,都是波的频率达到一定的值后才能显现出来的波的一种共性。 5 熵的加速度与宇宙时间 一个物质系统的熵反映了该物质系统的状态的混乱程度,即无序度,熵越大,无序度就越大。熵增大的趋势表现出来的力叫做正熵力,阻碍熵增大或使熵减小的力叫做反熵力。熵的加速度等于物质系统的合熵力与该物质系统的质量的比值,它可以改变熵增大或减小的速率。外界的压力可抵消物质系统的正熵力,使熵的加速度减小,熵增加得慢。例如,储存在钢瓶中的液氧,在熵增大的趋势下,大量的氧分子总是趋向于占据更大的空间,向外扩张产生正熵力。但在瓶壁的压力下,绝大部分正熵力都被抵消了,熵的加速度很小,熵变化得很慢,使得大量的氧分子长期保持液体状态,并使每个氧分子热振动的频率变得很低,热辐射很低。一旦钢瓶的压力消失,熵的加速度就会变得很大,液氧很快就会气化,每个氧分子热振动的频率都会变大,使热辐射升高。在微观世界中,可用激光产生的压力来抵消一群粒子的正熵力,将粒子束缚在一起,并使每个粒子热振动的频率降低,热辐射降低,这就是激光制冷技术。一个孤立系统的时间速率反映了该孤立系统所有的物理量(包括所有宏观的物里量和所有微观的物里量)变化的平均速率,它与该孤立系统的所有熵,包括宏观的熵和微观的熵(即总熵)增大或减小的速率相关,与熵的方向无关。而一个孤立系统的场分子(包括电场分子、引力子等各种场的分子)熵的加速度与该孤立系统的总熵速率成正比关系,所以,孤立系统的时间速率与场分子熵的加速度成正比关系,与场分子熵的方向无关。在真空中高速运动的飞船会带动周围空间中的场分子一起向前运动,这些场分子产生的负熵力会抵消飞船内场分子的正熵力,使飞船内场分子熵的加速度减小,场分子的振动频率减小,时间频率降低,原子钟变慢。飞船的速度越大,飞船内被抵消的场分子的正熵力就越多,飞船内场分子的振动频率就越小,时间频率就越低,原子钟走得就越慢。但即使飞船以光速或超光速飞行,也无法使飞船里的时间停止,更无法使时间倒退。强引力也可以抵消场分子的正熵力,使场分子的振动频率减小,时间频率降低。飞船在靠近大质量物体时,飞船内场分子的正熵力会被强引力抵消,使飞船内场分子的振动频率减小,时间频率降低,原子钟变慢。但当引力大于正熵力时,引力越大,场分子熵的加速度就越大,场分子熵减小的速率就越大,时间反而变得更快了。这种情况下,时间已不能用原子钟来观测,只能通过“引力钟”来观测。宇宙的时间速率取决于宇宙总熵的加速度,与观察者的运动状态无关。因此,宇宙时间对任何参考系都是一样的,同时并不是相对的,在同一宇宙时发生的两件事情相对于任何参考系都是同时发生的。 6 超光速迁移 除中微子外,目前人类观察到的所有实物粒子在真空中运动都会带动其运动方向上的场分子向前运动。当粒子的速度增加到接近光速时,粒子前方的场分子因来不及散开而被到压缩到粒子身上,密度突然增大,使粒子的质量显著增加。粒子的速度越大,场分子的密度就越大,粒子被附加的质量就越大,粒子就越难以加速,这种现像叫做光障。低于光速时,粒子的质量可用相对论的质速公式来计算出近似值,但粒子的速度无限趋近光速时其质量并不会增加到无穷大。当光障附加到粒子身上的质量达到一个阀值时就会产生剧烈的质量衰减反应,大量被压缩到粒子身上的场分子以波的形式向四周围散开,带走光障的质量,使粒子被光障附加的质量迅速减少。此时,若对粒子加以足够大的力,使被压缩到粒子身上的场分子数大于离散数,粒子的质量仍会随着速度的增大而有所增加,但粒子被附加的质量越大,质量衰减的速度就越大,这导致相对论的质速关系失效。实验证明,电子被光障附加的质量达到电子自身质量(即电子的静质量)的大约210倍时,就会产生剧烈的质量衰减反应,电子被加速到光速时,其质量大约是静止质量的3600倍。当电子的速度超过光速时,大量场分子就会遭到强烈的压缩而形成场激波。光障的产生是飞船加速到光速的最大障碍。如果全飞船上的每一个粒子都产生光障,整艘飞船被附加的质量将十分巨大,飞船不但无法加速到光速,还可能会解体爆炸。怎样才能够让飞船突破光障呢?唯一的办法就是将光障屏蔽在飞船外,并尽量减小光障的阻力。试想一下,让一亿个小珠子独立地在空气中接近音速飞行,就会产生一亿个音障,这一亿个音障产生的阻力是非常巨大的,把这一亿个小珠子拼凑成一个乘波体,音障就只在乘波体的外表面上产生,阻力就会变得很小。同理,让一亿个小珠子独立地在真空中接进光速飞行,就会产生一亿个光障,这一亿个光障附加的质量是非常巨大的,把这一亿个小珠子拼凑成一个乘波体,光障就只在乘波体的外表面上产生,乘波体被附加的质量就很小。举个实例,每个原子核都是由一定数量的夸克构成的,但一些从核子中对撞出来的夸克的质量却超过了整个原子核的质量。夸克的质量是被光障附加的,对撞的能量越大,对撞出的夸克的速度就越大,光障附加的质量就越大。夸克会像丢包袱一样把附加在它身上的质量丢掉,衰变为更轻的夸克。采用特殊的材料并设计成乘波体的飞船可使光障只在飞船的外表面上产生。理论计算表明,一艘质量为100吨的乘波体飞船的速度增加到光速时,光障附加在飞船外表面的质量大约只有30吨,不到飞船静质量的三分之一。当飞船的速度增加到超光速时,大量场分子(下转第38页)(上接第16页)就会遭到强烈的压缩而形成场激波,产生类似于音爆的光爆现象。因为,每个观察者接收到的光波都是以观察者自身的力场为载体来传播的,所以,只有运动物体相对于观察者的速度超过光速时,观察者才可能观察到光爆,而位于超光速物体运动方向上的观察者则无法观察到光爆。 7 超光速质能方程 爱因斯坦的相对论给出了低于光速时的质能方程,该方程并不适用于超光速粒子。一个正电子和一个反电子互相湮灭,只下光子,根据等效原则,我们可以这样解释相对论质能方程;拥有一定惯性质量的物体可转化为一束光波,这束光波具有的能量就是该物体所具有的能量,它等于该物体的质量与光速的平方的乘积,即E=mc2。相对论揭示了质量、能量和光速三者之间的内在联系,但相对论并不能解释光速为何不变,也就不能解释质能方程中的光速为何取c值。因为,真空光速相对于接收光的观察者恒为c,这一点有个前提条件,即光源相对于观察者的速度小于c。所以,质能方程中的光速只有在运动物体的速度小于c时才取c值。但当运动物体相对于观察者的速度超过c时,就会产生场激波,运动物体在观察者的力场中向前发出的每个光波都会被压缩到同一个激波阵中,成为一个激波量子,每个激波量子传播的速度相对于观察者都是超光速的,它等于超光速物体的运动速度v。因此,在超光速物体的质能方程中,光速应取v值,即E=mv2。 8 超真空泡效应 任何实物粒子都是由场奇点构成。粒子的速度低于阀值时,粒子和它的场是个不可分割的整体,但当粒子的速度超过光速并达到一个阀值时,就会产生接近绝对真空的超真空泡把粒子和它的场隔开。这与水中的超空泡相似:大量高速运动的水分子互相远离使水分子间的张力远大于斥力,从而形成具有相干结构的超空泡。与此类似,真空中大量高速运动的场分子互相远离使场分子间的张力远大于斥力,便可形成具有相干结构的超真空泡,把实物粒子(即场奇点)和它的场分隔开。因为实物粒子的惯性实际上就是场奇点自身的场对场奇点产生的压力的一种表现,所以,实物粒子和它的场被超真空泡分隔后,其惯性质量就会被空虚化。在超真空中的实物粒子,其摩尔数不变,但惯性质量却因空虚化而变得极小,只须很小的力便可获得很大的加速度,且其惯性质量不会随着速度的增大而增大。这种情况就像在水中旋转的螺旋桨,刚开始时,水对桨叶的阻力随着转速的增大急剧增大,但当转速达到一个阀值时,就会产生超空泡效应,超空泡将桨叶和水隔开,使水对桨叶的阻力急剧减小,接近消失,导致螺旋桨空转而损毁。超光速飞船的速度达到一个阀值时,也会产生超真空泡效应,飞船在超真空中运动,其摩尔数不变,但惯性质量却因空虚化而变得极小,只须很小的推力便可使飞船获得很大的加速度,且飞船的惯性质量始K保持一个极小的值,不会随着速度的增大而增大。 电动力学论文:PAN/PMMA凝胶聚合物电解质膜导电动力学研究 【摘要】本实验采用静电纺丝法制备PAN/PMMA凝胶聚合物电解质膜,用交流阻抗法测试了其电导率,研究了温度对凝胶聚合物电解质膜离子传输性能的影响规律,并与溶液浇铸法制得的平滑膜进行对比;分析了两种不同形式凝胶聚合物电解质膜的导电动力学规律,探索了其导电机理与微观形貌的关系。结果发现,静电纺丝薄膜的离子电导率较高;两种薄膜的导电机理符合Arrhenius方程,其中纺丝薄膜的离子导电活化能较低。 【关键词】静电纺丝;交流阻抗;活化能;离子电导率 锂离子电池是一种工作电压高、比能量大、循环寿命长的新型电池。目前商业使用的电解质主要是液体电解质,它的优点是电导率高,但存在稳定性差,电解液易泄漏等安全隐患。全固态聚合物电解质虽然安全性高,但电导率太低,限制了其应用;凝胶聚合物电解质融合了以上两者的优点,但机械性能差,难以在现有电池生产线上进行组装,同时面对下一代新能源汽车所使用的动力电池,仍存在室温电导率不足的问题[1]。而静电纺丝工艺是一种孔隙率高,形貌易于控制的新型制膜技术,可以改善凝胶聚合物膜的性能,并解决以它为电解质的电池组装问题[2]。所以研究这一电解质膜的制备工艺、导电性能以及导电机理具有重要的意义。 本实验中,我们用静电纺丝法制备了PAN/PMMA基凝胶聚合物电解质薄膜,采用交流阻抗法测试了凝胶聚合物电解质膜的电导率,并与溶液浇铸法制得的薄膜进行比较,建立了其导电模型。在实验教学中几乎还没有涉及凝胶聚合物电解质的实验,将这一研究内容引入本科物理化学实验,可以使学生较早地接触前沿科学,更好地了解现代化学的发展方向,有利于研究型人才的培养。 1 实验目的 ①学会静电纺丝法制备凝胶聚合物电解质多孔膜; ②了解交流阻抗法测试电导率的基本原理并掌握测量方法; ③测试不同温度下电解质膜的电导率,探索电导率与温度的依赖关系并研究其导电机理。 2 实验原理 静电纺丝法制膜是聚合物溶液在高压电场作用下,克服表面张力,从喷射口喷出,形成微小射流,最终固化得到的多孔纤维薄膜。通过更改纺丝参数,我们可以得到不同孔状结构的纺丝膜,实现对膜形貌的调控。 交流阻抗法测试电解质隔膜的电导率。其原理是对膜与电极构成的电化学体系施加小振幅对称正弦波扰动并测其响应,以此绘制出交流阻抗谱图,再计算得到膜电阻,最后求出电导率。 目前,大部分凝胶电解质的离子导电机理符合Arrhenius方程[3-6], (1) 对上式取自然对数, (2) 可以看出1/T与 之间存在线性关系,将实验数据以1/T为横坐标, 为纵坐标进行线性拟合,如果符合线性规律则体系满足Arrhenius方程;由此还可以求出离子传输的活化能等参数。 3 实验仪器及药品 仪器:铝箔纸、5mL注射器、烧杯、温度计、镊子、1cm1cm不锈钢电极(2个)、油浴锅、CHI660e电化学工作站(上海辰华)、静电纺丝机(北京永康乐业科技发展有限公司)。 药品:硅脂、PC/EC―LiClO4溶液、无水乙醇(分析纯)、已配好的PAN/PMMA纺丝溶液,溶液浇铸法制备的PAN/PMMA平滑膜(配制PAN/PMMA含量为聚合物体系12wt%的溶液,倒入表面光滑的培养皿中烘干溶剂)。 4实验步骤 4.1静电纺丝法制备凝胶聚合物电解质膜 (1)实验准备 打开静电纺丝设备电源,打开照明灯和通风装置。在接收器滚筒表面铺一层铝箔,接口处用胶带粘连固定。 (2)参数设定与纺丝薄膜制备 将螺杆推进至未吸取纺丝液的注射器末端,设为前终止点。使用21号针头,用注射器吸取3mL纺丝液,排尽注射器中气泡。后退螺杆,放上吸入3mL纺丝液的注射器,将螺杆恰好推进至注射器末端,设为后终止点。设定注射速率0.25mL/min,接收速率20r/min,接收距离20cm,工作时间200min,正向电压15kV,负向电压-5kV。将电压夹头夹在注射器前端针头处。单击联机启动,仪器正常运转。待注射器内纺丝液喷射完全后,揭下滚筒上的铝箔,经过处理再将铝箔上的纺丝膜小心揭下,备用。 4.2聚合物电解质膜的电导率测试 (1)实验准备 用无水乙醇将电极及镊子擦拭消毒。用千分尺测量未夹膜之前两电极厚度l1并记录。从制备好的凝胶聚合物电解质膜上裁剪下一张1cm1cm的膜,平铺在一个不锈钢电极上,放上另一电极夹紧,即在两个不锈钢电极(SS)之间夹入制备好的薄膜(GPE),构成聚合物电解质阻塞电极体系(SS/GPE/SS)。用千分尺测量此时夹膜后两电极总厚度l2,(l2 -l1)为膜厚L。将夹紧膜的两电极片放入电解液中浸泡5分钟,取出放在滤纸上,吸去多余电解液。 (2)仪器参数设置 打开电化学工作站软件,选择交流阻抗法,输入电压0.01V,高频200kHz,低频42Hz,振幅0.01V,使用四电极法,绘制出电解质膜的交流阻抗谱图。 4.3不同温度下聚合物电解质膜的电导率测试 与常温下测试电导率相同,将夹紧膜的电极片与温度计固定在一起,放入试管中,将试管放入油浴锅中加热升温,将温度设置为30℃,40℃,50℃,60℃,70℃,80℃,90℃,分别绘制出PAN/PMMA纺丝膜在30℃-90℃范围内不同温度下的交流阻抗谱图。 用相同方法测试得到PAN/PMMA凝胶聚合物电解质平滑膜在30℃-90℃范围内不同温度下的交流阻抗谱图。 5 结论 静电纺丝法可以制备电导率高的凝胶电解质薄膜;PAN/PMMA凝胶聚合物电解质的电导率符合Arrhenius方程,其中纺丝膜有更低的离子传输活化能。 6 注意事项 ①纺丝过程中,有可能因为配的溶液过浓,导致喷头堵塞。如发生这种情况,应单击联机停止,再关闭正负电压,待示数降至零后,取下夹头,用纸巾擦拭喷头处后重新启动仪器。 ②电导率测试过程中勿触动电极片和导线,否则会导致测得的交流阻抗不准确,最后所得的电导率也会与实际偏差较大。 7 实验教学意义 本实验抽提于科研项目,其内容涉及到电化学基本理论、离子导电动力学基础知识以及静电纺丝制备多孔膜材料的新加工技术、电化学工作站的使用、数据处理、综合分析等内容,可以激发学生学习兴趣,培养学生扎实、宽广的基础知识,而且对培养学生理论联系实际,加强对仪器基本原理的理解、提高对分析方法的应用以及实际操作能力及创新思路能力具有非常深远的意义。 电动力学论文:本科物理学专业“电动力学”课程教学刍议 一、课程教学基本理念 第一,在教学中要尊重学生学习的主体性、教师教学的主导性,全面发挥学生的自觉性、主动性、创造性。第二,“电动力学”课程属于专业基础课程,教学内容安排上除了让学生学习本门课程的基本知识、基本理论、基本思路,与其他物理学分支也具有共性和个性的关系。针对这一特点,老师在教学中要注意引导学生相似性形象思维。第三,教学应突出探究式教学方法,改变传统的教学模式,把信息技术与电动力学课程最大限度地整合,运用多种现代教育手段优化教学过程,推行启发式、探究式、讨论式、小制作等授课方式,培养学生的创新思维和创新理念。 二、在本课程教学中应当做到以下几点 1.讲授内容应理论联系实际 “电动力学”作为一门专业学科课程,是师范院校物理专业的基础理论课。教学中要求学生掌握课程的基本知识、基本理论和基本原理,使学生加深对所授知识的理解,更可深刻认识电动力学的实际应用价值,达到学以致用的目的,同时提升学生分析问题、解决问题的能力。 2.注重学生学习的主体性和个体性培养 从课程的设计到评价各个环节,在注意发挥教师在教学中主导作用的同时,应特别注意体现学生的学习主体地位,以充分发挥学生的积极性和挖掘学习潜能。要求学生能初步分析生产、生活中的电动力学问题,以提升学生的分析问题和解决问题的能力。在电动力学理论的学习中运用数学工具处理问题,使学生认识数学和物理的密切关系,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。培养学生自学能力,重要的不是教内容,而是教给学生学习方法。 要充分注意学生的兴趣、特长和基础等方面的个体差异,因材施教,根据这种差异性来确定学习目标和评价方法,并提出相应的教学建议。课程标准在课程设计、教学方案、计划制订、内容选取和教学评价等环节上,为教学、学习提供了选择余地和发展的空间。 3.运用多种现代教育手段优化教学环节 充分利用现代化教学手段,发挥信息化教学的优势,增强学生的学习兴趣,进一步强化需要掌握的知识点,拓宽知识面,增强学生的实践操作技能,培养科学的思维方式,这样学生能更好地掌握“电动力学”课程知识所涉及的相关科学方法,有效提升其发现问题、分析问题、解决问题的能力。 4.具备良好的实验条件,充分保证实验和实践训练质量 鼓励学生开展科研实践训练,参加各类科技竞赛。实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维,充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学。 三、课程学习策略探究 第一,针对“电动力学”是理论基础课的特点,学生必须坚持课前预习,预习过程中有意识地提出问题。课堂教学主要采用探究式课堂教学法,即每节课突出一个主题,讲清论透相关原理知识,每个主题通过师生多种形式的互动,教师及时了解、解决学生的疑难问题,以增强学生的学习兴趣。 第二,将传统板书、电子课件、网络和视频多种教学手段相结合。如课内讲授与课外讨论和制作相结合、基础理论教学与学科前沿讲座结合、基本理论与科研实践训练相结合。 第三,鼓励学生参加科研实践训练和各类科技竞赛。培养多样化应用型人才,以培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力,完成本课的预期目标。 第四,电动力学也是一门实践性很强的课程,其研究对象是区别于实物的物质形态,具有抽象的特征。为避免课程教学的数学化,我们将充分应用当代信息技术的优势,比如说以视频教学资料增强学生的感性认识和动手能力。 再次,实验课及实践训练要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质,充分发挥学生的物理思维和物理探究能力。 四、课程教学方法探究 本课程教学中应注意电动力学理论与实践的结合,尊重学生学习的主体性,适当安排指导性自习,培养学生的自学能力。加强对学生课前、课后的答疑辅导,注重学生能力的培养,使学生通过对电动力学中基本理论的理解,认识和掌握电动力学原理的研究规律,开拓思路,初步培养学生的科研思维。 1.“双边反馈式”教学法 这种教学法由“自学”和“反馈”两部分构成,其着眼点是学生在教师指导下的自学和教师由反馈来的信息而进行的有重点的讲解,使学生的能力在反复训练中得到锻炼。“自学”和“反馈”体现了学生和教师的相互联系、相互配合、相互作用的训练过程。 2.以问题为中心,开展课堂讨论式教学法 建议课堂教学中遵循科学性、主体性、发展性原则,采用以学生为主体的小组讨论式的方法,从提出问题入手,激发学生学习的兴趣,让学生有针对性地去探索并运用理论知识解决实际问题;也可以针对教研室科研工作中遇到的问题设计讨论或思考题,以启发学生分析、讨论有关电动力学问题,学习并巩固电动力学知识,开拓思路,培养科研思维。 3.提倡学导式的教学方式 在教师指导下,学生进行自学、自练,教师把学生在教学过程中的认知活动视为教学活动的主体,让学生主动地去获取知识,发展各自能力,从而达到在充分发挥学生主动性的基础上 ,渗入教师的正确引导,使教学双方各尽其能,各得其所。 4.多开展课外实践活动 课外实践训练中,要注意培养学生的逻辑思维、创造性思维能力和素质。鼓励和指导有能力的学生进入科研实践训练,参加各类科技竞赛。将学生撰写的课程小论文融入教学全过程,从中选出有质量的项目进入科研实践训练。充分利用好物理、电子竞赛等创新平台,促进电动力学课程的教学,培养应用型、复合型、技能型人才,增强毕业生就业能力。 “电动力学”作为一门探究性课程,在课堂教学中,要突出学生的参与性,使他们主动获取而不是被动接受科学结论,互动思维使学生感觉电动力学发人深思,不难入门。“电动力学”与其他物理学分支具有“共性”和“个性”的关系。为了激发学生学习兴趣,可以经常采用课堂讨论形式,由学生提问,在教师引导下大家讨论,总结得出正确结论。由于分析“电动力学”需要运用抽象思维,所以课堂教学应充分使用多媒体,尽量使用图像和色彩搭配,使学生建立正确的物理图像。注意“信息技术”与“电动力学”课程的有效整合,这对于整体优化教学过程,提高学生的专业知识学习效果、提高学生的信息技术能力、培养学生的合作意识和创新精神均具有重大的现实意义。同时,可将教学理论应用到创新实践能力训练中,应用到物理、电子等各类竞赛中。 电动力学论文:浅谈电动力学的理论体系和研究方法 摘要:根据我校的教学实际,结合电动力学的课程特点,介绍了在学生学习和教师教学过程中应明确的电动力学的地位、知识结构和逻辑体系以及研究方法,为学生学习电动力学和教师教授电动力学提供有益的帮助。 关键词:电动力学;知识结构;逻辑体系;研究方法 本文根据我校的教学实际并结合电动力学的教学特点,分别介绍了学生学习和教师教学过程中应明确的电动力学的地位、知识结构和逻辑体系以及研究方法,希望能为电动力学的学习与教学提供有益的帮助。 一、明确电动力学的地位 电动力学主要阐述宏观电磁场理论,其研究对象是电磁场的基本属性、它的运动规律以及它和带电物质之间的相互作用,可见它与自然界中的四种基本相互作用(引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用)之一有直接联系。由于光的理论本质是电磁理论,所以电动力学还是光学理论的基础。电动力学作为物理学专业一门理论基础课,是理论物理(理论力学、热力学统计物理、电动力学、量子力学)的重要组成部分,包括物理学发展史上具有里程碑意义的两个物理理论,即麦克斯韦电磁理论和爱因斯坦狭义相对论。本课程最重要、最直接的先行课程是电磁学和数学物理方法,后继课程是量子力学、固体物理等。因此,电动力学要在电磁学的基础上,利用数学工具严格、定量地讲清宏观电磁相互作用的基本概念、基本理论和基本方法,使学生加深对电磁场性质和时空概念的理解,获得本课程领域内分析和处理一些基本问题的初步能力。同时为后继相关课程打下必要的基础。 以上将经典电磁场理论放在整个物理学中做了概括的论述,目的是为了使学生对它的地位和意义有一个恰当的认识,避免过份强调本学科的作用,造成“只见树木,不见森林”的错觉。 二、明确电动力学的知识结构和逻辑体系 在课程内容体系和结构的组成与安排上,一般采用两种方法:“从特殊到一般”的分析归纳法和“从一般到特殊”的演绎法,这两种方法是同样重要的。但是,多年来电动力学的教学大大忽视了分析归纳法,实际上这不符合物理学发展的规律。从认识论的角度来看,分析归纳法所指的“从特殊到一般”就是由实践到理论的过程,即将丰富的实践经验进行深入的分析,由表及里,去伪存真,总结概括出带有规律性的东西而上升为理论。演绎法所指的“从一般到特殊”就是由理论再到实践的过程,即理论要经过实践检验,并且经过实践检验而被证明是正确的理论再指导实践。由此可见,分析归纳法与演绎法的结合正是在某一个认识层次上实践―理论―实践的全过程,同时体现了理论与实践的紧密结合。因此,在电动力学课程内容体系和结构的安排上,可力求从实验事实出发,提出问题,分析问题,总结出规律和假设,再经实验验证升华为科学理论,在更为普遍的意义上解决实际问题。这样,使分析归纳法和演绎法有机地结合起来,更好地贯穿理论联系实际的重要原则。具体来说,对于麦克斯韦理论的讲述,是从静电场、静磁场和时变场的实验定律出发,分析在时变场情形下所出现的深刻矛盾,为解决矛盾提出位移电流这一科学假设,并总结出麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式。之后的大量实验验证了它是在随时间变化的普遍情形下完全正确的电磁场理论。然后以此理论为基础,讨论在特殊情形和不同方面电磁场的性质和运动规律,如电磁波的传播,电磁波的辐射、散射和衍射,运动带电粒子的辐射等。对于狭义相对论的阐述,也同样注重理论原理与实验基础之间的紧密结合。 在国内外,有些电动力学书的逻辑体系与上述不同。其中一类是以归纳法和演绎法并重,先详细讨论静态场与似稳场,然后用归纳法得出麦克斯韦方程组,以后就用演绎法讨论电磁波的辐射、传播等问题;第二类是以静电场为起点,应用狭义相对论对库仑力进行洛伦兹变换,从中引出磁场的概念,导出磁场的场方程,继续推出麦克斯韦方程组,然后讨论辐射、传播等问题,基本逻辑体系仍属于演绎法范畴;此外,还有采用“逐步公理法”的逻辑体系,它以矢量场的亥姆霍兹定理为优秀,对每种具体电磁场,根据实验规律对该场的源和“涡源”提出假设(即公理),然后对每种场做深入的研究,这也是一种以演绎法为主的逻辑体系;还有人采用分析力学方法,引入电磁场的拉格朗日函数,导出电磁场的基本规律等。 三、注意学习电动力学的研究方法 1.归纳法。根据有限的、特殊条件下的实验结果和规律,归纳出在一般情况下的普遍规律。由于总是不完全归纳,所以其结论可能是对的(经得起新实验的检验),也可能是错的(经不起多数实验的检验),还可能是不完全的(被许多实验证实,但有个别例外),就需要进一步修正结论,从而得出新结论。用归纳法得出的结论实际上是“猜”出来的,谁猜的本领高,谁就能发现真理,这里面包含了科学家天才的想象力与严密的理论思维能力。麦克斯韦方程组的得出就是运用归纳法的光辉范例,它不是对静态场与似稳场的简单归纳,麦克斯韦在归纳过程中提出的两个假说(涡旋电场和位移电流)就体现了他的天才想象力和逻辑思维能力。洛伦兹力公式是洛伦兹运用归纳法将静电力和静磁力两个公式推广到适用一般电磁场的电磁力公式。这个公式经受住了无数次实验检验,没有一个反例,因此可以相信它反映了客观真理。 2.演绎法。全部理论建立在尽可能少的几个出发点之上,把它们作为基石,然后运用严密的逻辑推理和准确的数学推演,建立起完整的理论体系,演绎过程可将我们的认识从基本出发点引到很遥远的地方,从而大大开拓了眼界,同时也使得基本理论在许多具体的工程技术领域内得致实际的应用。电动力学是如此(这一点在“2”中已做论述),狭义相对论更是如此,它的全部理论只建立在两条基本假设上(相对性原理和光速不变原理),通过缜密的逻辑推理和运用四维时空张量的推演,得出了震惊世界的相对论时空理论、相对论力学和相对论电动力学等。演绎法中,出发点的提出是有创造性的,只要这个前提是对的,那么通过严密的逻辑推理和准确的数学推演所得的结论就是正确的。 电动力学论文:光和真空光的波动―粒子性质与通过电磁理论和量子电动力学连结的真空 由于光在人类生活中起的作用太重要了,人们对于光的研究从公元前就已经开始了。那时就已经认识到光沿直线传播。公元前三世纪,希腊数学家欧几里得就出版了“光学”一书。迄今两千多年过去了,我们完全地理解了光的行为以及它所遵从的物理规律。但是,光的本质究竟是什么,它与真空的关系是什么,仍然没有完全理解。 由麦克斯韦方程组组成的经典电动力学明确地告诉我们:光是电磁波,并引入了真空的概念。而量子电动力学则认为光由光子组成,而不关心光子的频率带来的概念性问题。量子电动力学预言了一个非常复杂的所谓的真空,真空具有无穷大的零点能,不断地发生着各种虚过程,而且目前已经发现了它们都具有可以观测的效应。不可回避的光同时具有波动和粒子的属性,以及光与真空的相互作用,仍然没有满意的解决。 这些论题都是从以前发表的许多成果中抽取出来的,这些成果都列入了参考文献中。关于光子矢量势及它与真空的关系的看法和陈述都是作者自己的观点,提出一些问题,给出一些提示和答案,并期望进一步的理论与实验研究,以便改进我们关于光与真空实质的认识和理解。 全书内容分成7章:1. 引言;2. 历史的回顾和实验证据;3. 电磁波理论的基本原理; 4. 从电磁波到量子电动力学; 5. 理论、实验和问题; 6. 电磁场量子化过程与光子的矢量势的分析、非局域光子的波动与粒子表示和量子真空。7.结语。 本书作为一部专著,根据论述需要精选内容,深入浅出地清晰阐述,推导尽可能详尽。每一章末都给出了参考文献便于查阅。本书特别适合于对量子力学和量子电动力学感兴趣的高年级研究生和研究人员以及教师选做专题参考书。 丁亦兵,教授 (中国科学院大学) 电动力学论文:Mathematica在电动力学课程教学中的应用探索 摘要:电动力学是电子、信息、通信、物理等学科的主干课程之一,有较高的抽象性,要求学生具备较好的数学基础,一直是专业课程教学中的难点。Mathematica工具软件很好地结合了数值和符号计算,配以直观的图形展示和动态交互,对很多概念可以具体呈现,在教学中能起到很大作用。本文以电动力学教学中的部分难点为例,探讨了Mathematica引入电动力学课程教学的应用,对两者有机结合、建立课堂教学辅助软件进行了探讨。 关键字:Mathematica,电动力学,课堂教学 引言 大学高等教育通常致力于培养专业基础扎实、有较强实践能力和拓展潜力、富有创新精神的本科人才。其中理工科专业要求学生系统掌握专业基础理论、基本实验方法和实验技能,并具有较强的数理基础。近些年,大学普遍扩招,生源质量下降,学生数学基础不够扎实,冷门专业情况更是严重,不少学生往往因专业知识在数学计算上的复杂及相关定理、概念和过程的抽象等问题而失去学习兴趣,导致专业课的教学学习效果不够理想[1]。 基于此种情况,已有不少人把多种现代教育技术如Matlab,Java,Mathematica等软件应用到课堂教学中[2, 3],使现代教学技术在提高学生学习积极性、优化课堂、提高课堂效率等方面取得了较好的效果。Mathematica是一款科学计算软件,其很好地结合了数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文本系统以及与其他应用程序的高级连接。很多功能在相应领域内处于世界领先地位,截至2014年,它也是世界上使用最广泛的数学软件之一。普遍认为Mathematica的标志着现代科技计算的开始,它是世界上通用计算系统中最强大的系统。自从1988以来,它已经对科技和其它领域中计算机的运用方式产生了深刻的影响,并且在国外教学工作中获得了广泛的应用[4, 5]。从google学术搜索中搜寻Mathematica以及Education相关条目,有近十万条结果。从高中到研究生数以百计的课程都使用它,并有多本关于Mathematica教学的图书出版,涵盖多门专业教学。Karim等人[5]甚至还基于Mathematica软件开展了远程教学。而在我国,虽然教师们对于现代化手段在教学中的应用很早就开展了研究,但是一直以来不够重视,特别是Mathematica软件在教学中的应用和国际相比还处于初级阶段,还没有得到广大教师的足够重视和普遍使用。这从google学术检索中就可以发现,Mathematica与教育教学等词条相关的论文搜索结果还不到三千条。相关教学论文数量不够充分,内容也还很不深入,相关中文教材也处于缺乏状态,并且这些研究主要分布于大学物理以及数学分析这两门课程[2, 3, 6]。对于Mathematica在数学、物理等数学要求较高的大学各专业优秀课程教学中的应用工作还未深入展开,而物理、电子等系优秀专业课之一――电动力学的数学要求远比普通理工科专业高,因此本文欲在前人研究基础上,以电动力学部分难点的教学工作为例,展开深入分析,力图引入Mathematica软件辅助教学,消除学生对复杂公式的畏惧感,直观准确地展示各种物理图像,使学生对课程的学习有良好的进步。 1 应用 本文研究目的旨在借助于Mathematica软件将学生从复杂的微分偏微分方程求解过程中解放出来,并用图形和动画直观展示各重点难点,从而降低专业课的学习难度,达到提高学生学习积极性的目的,并使学生初步掌握Mathematica软件的使用方法,提高他们学习新事物的能力。 电动力学是很多大学专业的主干课程之一,如电子、信息、通信、物理等学科。其主要内容就是麦克斯韦方程组的来由及其在各种条件下的具体应用。此处我们以电磁波的传播为例,在瞬变条件下,变化的电场和磁场相互激发,形成在空间传播的电磁波。单从字面描述以及电磁波方程来看,较为抽象。学生一般很难理解。通过使用Mathematica软件,我们可以将平面电磁波的传播用图1展示。从图1中可以清晰看出平面电磁波的几个特性:1,平面电磁波是横波;2,电场、磁场以及传播方向三者是相互垂直的; 3,电场和磁场是同位相。 图1是静态图,实际上,通过图2所示代码,我们还可以用动画演示电磁波的传播。图2所示代码形式简洁,接近于自然语言,这样就让学生无须较高的编程水平即可自行编写代码,容易激发学生的学习兴趣。图2所示代码会生成一个简洁易懂,易于操作的界面,可以通过设置循环播放,良好地演示电磁波的传播。通过“waves”按钮可以分别演示不同个数的完整波形,时间轴可以快速或慢速地动态演示电磁波的传播过程,让学生轻松理解电磁波传播过程。 除了平面电磁波在无界空间的自由传播之外,平面电磁波在两块平行板之间的传播,也能形象清晰地展示。如图3所示,此图可以大大加深学生对电磁波传播的理解,便于学生学习。诚然此图所需代码较为复杂,不仅需要相关的电动力学知识,还必须熟悉偏微分方程求解理论,此外对Mathematica软件的使用熟悉程度也有要求,学生难以短时间内独立完成,需要进一步的训练之后才可能完成。类似的内容可以让学生课后完成,作为考核内容,这样可避免学生过于依赖该软件而忽视数学学习的重要性。 总而言之,Mathematica应用到电动力学课堂教学中,能让教学过程更生动,促进学生学习理解。 2 结束语 当前我国大学专业课教学中,数学分析软件的使用还处于初级阶段。学生薄弱的数学基础与专业课较高的数学分析要求是专业课学习过程中的主要矛盾之一。本文着力于解决由学生薄弱的数学基础和抽象的专业概念所引起的在专业课学习上的困难,让学生开阔视野,并培养学生利用工具软件的能力。从而可以将专业课学习过程中的复杂数学问题交给专业数学分析软件Mathematica来进行,学生只需掌握基本的数学原理,了解相关知识,配合Mathematica丰富的互动界面和图形显示功能,就能达到更充分更深层次理解内容本质的目的。本文重点有机衔接了电动力学与Mathematica软件,通过Mathematica在电动力学课堂教学上的使用,达到加强基本理论教学,扩展学生视野,引导学生关注科学前沿的发展动态,并训练学生的创新精神,而且避免了学生过于依赖该软件而置数学于不顾的情况。对于电动力学课程中的主要内容,可以建立一系列相应的数值程序,进而开发一个系统性的课件,辅助课堂教学,这将会对教学效果产生很大的促进作用。 电动力学论文:电动力学中的理论物理思想及教学策略 摘 要:该文讨论了电动力学中的理论物理思想及教学策略,理论物理思想包括理论的基本原理、数学方程的建立以及理论物理解决问题的方法,提出了相应的教学策略以及学习策略。 关键词:电动力学 理论物理思想 教学策略 电动力学是研究电磁现象的经典的动力学理论,它主要研究电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用,电动力学是在电磁学基础上更系统、更深入、更严密地进行阐述的理论体系,是高校物理专业及相关专业学生在普通物理基础上,继续深入学习的一门理论基础课。这门学科与电磁学、近代物理学、量子力学等相关学科联系紧密,因此在物理学课程中具有重要的地位和作用。 电动力学课程的内容包括麦克斯韦电磁理论和爱因斯坦狭义相对论,这是在物理学发展史上起里程碑作用的两个物理理论。普通物理的逻辑体系是:实验定律理论,是一种以归纳法为主线的知识结构。电动力学是它属于理论物理范畴,是以麦克斯韦方程组,分别讨论在静态、时变态、含源区、自由空间等不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律,其逻辑体系以演绎法为主。因此电动力学淋漓尽致地体现了的理论物理思想,在本课程的教学过程中如何将理论物理思想展现并传授与学生,如何通过本课程培养学生的能力仍然是一个值得讨论的问题。 1 电动力学中的理论物理思想 电动力学同理论力学、热力学统计物理、量子力学则属于理论物理范畴,它们的科学体系是建立在基本原理之上,例如理论力学中的虚功原理、最小作用量原理、量子力学中的态叠加原理、热力学统计物理中的等概率原理、电动力学中的麦克斯韦的两个假定。理论物理由这些基本原理得出数学推论形式,也就是建立数学方程方程,方程的建立描述着着物理规律。例如理论力学中有哈密顿正则方程、量子力学中有薛定谔方程。电动力学中有麦克斯韦方程组、热力学统计物理中有刘维尔方程等。因此,理论物理科学体系建立需要我们提出合理的假定,这些合理的假定正是物理学的创新之处,所以学习前人的提出假定的过程就是学习如何创新的过程!这一点在培养学生创新能力方面必须在教学中体想出来。尤其是在电动动力学当中,科学家在建立理论过程中充分体现着创新的过程。例如法拉第发现电磁感应规律后,人们很容易解释为什么会产生动生电动势,这可以用电荷受到洛伦磁力来解释,是洛伦磁力提供了非静电力。但是无法解释感生电动势,因为不明白是哪一种力提供着非静电力,为了解决这个问题,麦克斯韦提出了合理的假定,他认为电荷既然可以运动,肯定受到了电场或磁场力的作用,磁场力显然不可能,所以只有电场力,但是电场力必须是非静电力,因此麦克斯韦提出存在涡旋电场,这个涡旋电场来自于变化的磁场,显然体现着一种创新思想。还有狭义相对论的建立,正是人们无法解释麦克斯韦方程组与伽利略变化的矛盾的时候,还有对“以太”的是否存在犯愁的时候,爱因斯坦提出了狭义相对论的两个基本原理。 2 教学策略 认识到了电动力学课程的特征,体会到了电动力学中的理论物理思想,在教学中应该注重通过物理学中的创新,激发学生的学习兴趣,培养学生创新能力以及解决问题的能力。因此在教学中应当注意介绍现代生产技术实践对电动力学学科的新进展。电动力学课程教学应当密切联系最新科学技术和实际应用,对于电磁波辐射的危害,科学家们已经做出了大量的实验以及临床证明,证实电磁波辐射对人体健康有危害已经是不可否认的事实。 利用自己的科研经验和成果,启发学生走向科研轨道。坚持进行教学研究和学术研究,使教学与科研紧密结合,注意从教学实践中提出研究课题让学生作为毕业论文完成。注重带有普遍性的方法与近似方法相结合。比如电动力学种求解静电场的普遍方法有拉普拉斯方程法,但是也有近似方法比如电多极矩展开。近似方法的实质就是通过抓住主要矛盾、忽略次要因素来解决问题的方法,它大量运用于物理学的教学和科研之中。该方法可解决一些还不能严格求解的问题,可使一些能求解的问题得到简化,还往往能很好地适应生产实践的需要。 在教学中还应注意在一些具体的数学推导中也紧密结合物理分析,这样不仅能理解每一个数学结果的物理含义,而且有时还能简化数学运算。从物理上获得数学方程的解,如计算点电荷格林函数,就可以从物理上获得。实践结果表明,这样做不仅对问题本身的认识更加全面、深刻,而且学生更易于接受和理解。 3 结语 电动力学是电磁学的后继课程,它属于理论物理范畴,它由麦克斯韦方程组讨论不同条件下电磁场的空间分布和运动变化规律,其辑体系以演绎法为主。所以广大学习物理课程的大学生更应该充分重视电动力学、学好电动力学,这不对学生牢固掌握和灵活运用归纳法、演绎法、类比法、理想模型和数学语言来求解各种问题,更要树立严谨的学习态度和刻苦的学习作风、培养浓厚的学习兴趣起到良好的的促进作用,而且为以后解决各类问题培养能力。当学生一旦掌握了这门课程并学会了研究它的科学方法时,便会产生“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路”的那种发自内心的喜悦。 电动力学课程的科学体系以及教学策略,不仅适应于电动力学课程的教学,还很容易推广到其他理论物理课程上,让学生在大学四年不仅获得知识,而且更重要的是让学生毕业后具有获取知识的能力、解决问题的能力、具有创造性的思维。
引言 钛合金最大的优势就是它的抗腐蚀性,它的硬度和加工能力都很强。不过,钛的优势也是一把双刃剑,因为它的寿命很长,可以持续使用数十年,这就导致了许多以钛为主要原料的设备更新缓慢。因此,钛对某些民用工业设备的改造起到了一定的阻碍作用。笔者认为,钛在炼油和化学工业中有着广阔的发展空间,而钛的特性又与炼油工业相适应,我国的炼油工业对钛的需求并不大,比发达国家要晚上数十年,因此,我们的工业还在不断的探索中,对于钛的应用还需要进一步改进。 1钛在炼化工业的应用背景 钛合金因其优异的耐腐蚀、高比强度及较好的机械加工能力而被广泛用于氯碱、盐、尿素、农药、合成纤维、有机合成、制药、湿法冶金等化工工艺中。但钛设备的使用寿命较长,可达30年之久,且不容易损毁,因此要拓展其在民用行业的应用范围,必须积极开发新的应用。我们相信,在化工行业中,钛的应用前景是非常广阔的。我国炼化工业中使用的钛设备还很少,而国外已经在炼化工业中使用钛设备近40多年。日本石油资源匮乏,主要从中东进口,对高硫原油的加工历史比较长,在材料选择和防腐方面有着丰富的经验。自1955年以来,日本一直在用钛合金材料来解决H2S—HC1—H2O的环境腐蚀问题。欧美也在60年代就开始在炼油厂使用钛制的换热器。最初的目的是解决海水、半咸水和受污染水的腐蚀,然后是为了避免劣质石油和腐蚀性气体对设备的损害,从管、板等各种设备中使用。由于大庆石油是我国第一批使用含硫、含酸、含盐量较低的原油,因此,对炼油设备的腐蚀问题不是很严重,可以采用碳钢来解决。近20年来,我国经济快速发展,对石油的需求迅速增长,国内原油的增长速度远远赶不上需求,因此,特别是中东地区的高硫原油的进口量每年都在增长,这就需要对炼油设备进行技术改造,以满足中东地区高硫原油的防腐蚀要求。另外,国内原油的含硫率和含盐率随开采量的增大也在增大。 2钛应用行业 2.1氯碱行业 氯碱工业是中国化工生产的基础工业,它是以工业盐为原料,利用电解法生产氯化钠等化工产品,在国民经济中具有举足轻重的作用。它的主要产品是烧碱、氯、氢等化工原料,在轻工业、化工、纺织、建材、国防、冶金等行业中得到了广泛的应用。从20世纪30年代开始,我国氯碱行业已经发展了70多年。我国氯碱行业从上个世纪后期至本世纪初期,是行业发展速度最快、实力最强的时期。特别是氯碱工业的两大主要产品,PVC和烧碱的生产能力和产量都得到了快速的发展,并在2005年双双跃居世界第一,成为世界上氯碱工业的主要生产和消费大国。在化学行业中,最早使用钛的是氯碱行业,包括氯气、氧化氯、农药、漂泊粉等,而在氯气生产中,钛的设备和管线占据了约1/4的质量。例如:金属、离子膜、阳极、列管式、氯废水脱氯塔、氯气冷却洗涤塔、精制盐水预热器、真空脱氯泵、阀门等。 2.2真空制盐行业 近几年,随着我国盐业的迅速发展,科技水平的飞速提高,盐碱的需求量也在逐年增加。我国的盐卤资源十分丰富,具有巨大的发展潜力。盐化设备存在以下问题:首先是腐蚀,从建国至今,盐工厂的设备、设备多为普通碳钢、不锈钢等。由于盐类腐蚀性强,导致设备腐蚀严重,需要经常更换,盐类腐蚀导致的设备年久失修率高达10%左右,制盐成本大幅上升,同时由于腐蚀,以及其他金属化合物渗透到卤水中,对盐类的影响很大;另外,由于碳钢等罐壁的粗糙,使得污垢变得更为严重,并且随着时间的推移,污垢会越来越厚,最终变成一大片盐垢,从而减小了循环量,影响了卤液的传热,甚至阻塞了加热腔的入口,造成停产停机,严重时会烧毁电动机。目前,盐化行业存在的设备腐蚀、结垢、碳钢等难以解决的问题,已成为盐化设备的理想材料。 3炼化设备用钛腐蚀介质及腐蚀环境分析 3.1咸水、半咸水与污水 由于钛的存在,对海水、半咸水和污水等腐蚀性的水都有很好的抗腐蚀能力。这也是为什么在炼厂中,钛被首先使用的原因。更多的工厂接近于淡水来源,为了避免和减少碳钢的侵蚀,水处理是必不可少的。但对于一些经过严格水处理的淡水,其使用寿命却很短,因此,需要采用更耐腐蚀的管道。为了节约能源,炼厂需要回收废水,但是废水具有很强的腐蚀性,为了尽量减少废水的处理量,宜选用钛材。在国外,因有关环保法规,不能使用含铬、含磷的传统废水治理。因此,使用海水或盐水作为冷却水,实际上是可以避免和消除冷却器的水侧腐蚀的。节约用水很重要。由于80%的水被回收,剩下的20%被蒸发,空气冷却,设备泄漏。例如,一家每天处理100000桶原油的工厂,每天会有300多加仑的水流失,为了扩大炼油厂的规模,需在滨海建一座炼油厂,既要减少原油的进口,又要利用钛盐制冷机,尽量节约淡水,据悉,日本的精炼厂的换热器中,有一半冷却水是由海水提供的。 3.2硫化氢 原油中含有大量的硫,多数为化合物,少量为H2S。在油田中不能除去,在炼厂里用高温加热;在高压下,将原油中的一些硫化物转化为H2S,经过加氢和其他的催化作用,也可以得到H2S。钛对高温下的高温硫化和点蚀,对硫化物的应力腐蚀断裂(SSCC)有一定的抵抗力。30年以来,由于对高硫油的处理以及在炼厂塔顶凝结体系中所含的H2S含量较高,钛表现出极强的抗腐蚀能力。在一家处理含3%~5%硫的炼厂中,使用钛完全解决了塔顶凝结气体的腐蚀问题。采用钛替代铜-镍合金管束,可以避免腐蚀,避免频繁清洁管材。而在含有H2S/Cl的高温气体中,如果与某种活泼的金属结合,则会使钛产生吸氢,并有可能产生氢脆。为了防止这一点,在温度超过77℃时,应尽量将钛与碳钢连接起来,而能与钛兼容的材料包括铜、铜和镍(但要使其处于钝化状态)。 3.3氨 氨是指在原油中加入不同的有机氮化物,使其发生裂解或中和酸。钛能耐氨气至149℃,并能在一定程度上维持其钝化。在石油蒸馏塔顶部和酸水氨蒸汽提塔中,钛的使用效果较好。钛几乎不会被沸点浓的氢氧化铵腐蚀。 4钛在炼油化工行业的应用 4.1钛应用到原油蒸馏中 在炼油工业中,钛主要用于防腐蚀,在石油蒸馏塔顶冷却系统中,经常采用钛管进行防腐处理。利用原油蒸馏技术,对重油进行高温分馏,从而获得轻油。但在蒸馏时,若温度高于121℃,则会将部分含氯物质转变为氢氯酸;若温度高于260℃,则会将硫化物转变为具有极强腐蚀性的硫化氢。相关的试验结果显示,在冷凝器和换热器中使用钛,其腐蚀性几乎于零,几乎可以忽略不计。因此,将钛用于石油精馏可以有效地降低化合物的腐蚀性,从而极大地延长炼油装置的使用寿命。 4.2钛应用到加氢脱硫中 在炼油工业的加氢脱硫中,需要将温度提升到343℃,然后通过冷却和分离把多余的氢从装置中排出。钛管还能有效地抵抗硫化氢、氯化氢和氨的侵蚀,同时钛还能用于制氢和脱硫的冷却器,钛能很好的替代传统的金属。 4.3钛可以用于酸气体去除 炼油化工生产中必须要排出酸性气体,乙醇胺溶液是最常用的一种,主要有两种,一种是单乙醇胺,一种是二乙醇胺,分别能够能吸附硫化氢和二氧化碳。然而,再沸器作为一种加热装置,它比其它部件更易于受到侵蚀。从这一点就可以看出钛管的重要性,因为钛的耐蚀性很强,所以将钛管和单乙醇胺的再沸器结合起来,是一种很好的选择。 4.4钛应用于溶剂萃取 因为现在的提取技术还需要回收,所以在提取的时候,会有很大的腐蚀,所以在萃取的时候,钛的作用便有所显现。现在的提取技术,大部分都是用溶剂和蒸馏来进行分离,然后经过一段时间的处理,然后在塔中进行一系列的提取。有些提取物不会腐蚀,但在回收的过程中,会产生大量的酸液,这种酸液对环境的侵蚀非常强烈,而且少量的硫化氢等活性化合物也会对环境造成一定的腐蚀作用。它的主要腐蚀目标是冷却塔和回收装置,钛的防腐性能可以有效地减少设备在提取时的腐蚀,如果公司不能及时更换钛合金,可以通过更换主要的腐蚀部件,也可以在设备的内部涂上钛合金。 4.5钛应用于催化、裂化 在催化裂化过程中,由于催化裂化过程中含有大量的硫化物,因此,催化裂化过程中,会产生大量的硫化氢和氮化物,而催化裂化过程中,会产生大量的硫化氢和氮化物,这些化合物在水中会发生腐蚀,催化裂化过程的温度在40~50℃左右,而催化裂化反应装置的主要原料是碳钢,这种腐蚀性物质会对催化装置造成平衡腐蚀,甚至出现"氢裂"。因此,在催化裂化装置中添加钛具有良好的抗腐蚀作用。美国率先将钛用于炼化工业,不少炼化公司都将其用于催化、裂化容器、蒸馏反应器、再次冷凝器等不同程度的应用,并取得了一定的成果,同时也极少发生腐蚀,这是炼油界的一项技术创新。4.6原油蒸馏在石油蒸馏塔顶部采用钛管进行冷凝冷却,可以有效地避免氯化物、硫化物的侵蚀,也就是避免了HCl—HS—H2O的腐蚀。石油精制过程中,对高沸点的重油进行了加热和分馏,从而获得了一系列的轻质产品。但在蒸馏时,如果温度超过121℃,则会生成氯化氢,而在260℃以上则会生成氢气。通过这样的回流和分离,轻质碳氢化合物、水蒸气、H2S和HCl在塔顶部凝结。通过对塔顶换热器和冷凝器的实验,证明了钛对换热器和冷凝器的腐蚀是零的。从1960年开始,钛管被用于石油蒸馏塔顶部的冷凝器。钛管和管板组合已经在美国和英国多年应用,其中包括用于加热原油的热交换器和通过废水冷却的冷凝器,它们的燃气温度都在149℃以上,在以上的应用中,Monel、CuNi合金、Al黄铜和碳钢都被替换为钛。在一些塔顶部的冷凝器中,发现了在121~149℃以上的气体中存在着结垢的现象,如果用水清洗无法去除,建议用Ticde12管替代Gr2钛。 5结语 综上所述,钛是一种很难被腐蚀的金属,它被称为"不死金属",因为它的开采率很低,所以被列为稀有金属,它的地壳金属含量排名第七,在炼油和化学工业中也得到了广泛的应用。尽管国内的炼油化工设备与国外先进水平存在一定差距,但随着技术的进步,钛在炼油化工领域的应用应该不难,在我国炼油化工行业必然会有一场钛金属革命。 参考文献: [1]鲜宁,荣明,李天雷,等.钛合金在高温高压酸性油气井的应用研究进展[J].天然气与石油,2020,38(5):8. [2]杨彪,王平,龚云柏,等.油气行业用钛合金油井管生产与研究应用进展[J].材料热处理学报,2021,42(9):10. [3]金开元,詹伟东,刘萍,等.有机无机杂化钛系催化剂的应用研究[J].石油化工技术与经济,2021,37(3):6. [4]刘希武,刘旭霞,赵小燕.钛材在合成气制乙二醇装置脱重塔环境中的腐蚀行为研究[J].石油化工腐蚀与防护,2021,38(2):7. [5]许芳芳,孟庆松,尤长升,等.钛材的生产工艺和在工业上的应用[J].科技风,2020(27):2. [6]景晔.炼油化工厂管理中的十大关系[J].企业改革与管理,2020(01):60-62. [7]余存烨.钛在上海石化的应用[J].钛工业进展,2003(Z1):116-119. 作者:左彬 韩利强 王娅辉 单位:西安优耐特容器制造有限公司
汽车新技术论文:新技术下汽车检测与维修人才培养之思考 【摘要】从汽车产业发展的现状出发,阐述在汽车技术高速发展情况下,应解放思想,适应新形势,改革人才培养模式,从四个方面入手,培养出能适应新技术的汽车检测与维修人才。 【关键词】汽车检测与维修 新技术人才培养 一、汽车产业现状 (一)汽车行业现状 2004年以来,我国汽车行业持续高速发展,一方面表现在产销两旺,另一方面表现在汽车技术的快速进步。从产销量上看,我国在2009年和2010年都超过美国,成为全球第一大汽车市场。图1是我国2005年以来国产和进口汽车的销售数据。从中可以看出,国产汽车销量呈现快速增长态势;进口汽车虽然绝对数量不大,但2010年比2009年增长了一倍,说明高档车的进口量在迅速增加。2011年全年,高档车的进口量突破了百万。从技术上看,我国汽车从2000年开始逐步进入电控时代。这一方面是因为排放法规的严格,另一方面是电子技术的快速发展除进口车已经与世界各个汽车市场实现同步外,国产车所采用的技术也基本与国际同步。前几年发动机电子控制技术、电控自动变速器(AT)、ABS防抱死系统、安全气囊(SRS)、电控门锁和防盗系统、自动空调(A/C)等视作新技术来,现在这些系统已经成为家用轿车的标准配备。这几年来随着人们对舒适性、安全性的要求越来越高,汽车上又配备了车载网络系统(CAN系统)、车载诊断系统(OBD)、电子稳定系统(ESP)、胎压监测系统(TPMS)、导航系统(GPS)、柴油共轨技术(Common Rail)等。 (二)维修行业现状 据统计,我国注册的汽车维修企业有30多万家,其中有1万多家是4S店或3S店,而一类和二类维修站近8万家。2008年以来,受金融危机的影响,特别是2011年,随着世界经济的二次探底,我国为缓解通胀、稳定房价,收紧了银根。市场上流动性减小,根据中国汽车工业协会数据,2011年中国汽车累计批发量增速为2.45%,由于汽车销量增速下降,导致4S店有80%以上总体业务濒临亏损,同时汽车美容、新车保险等业务大大萎缩。但是从整体上看,汽车售后服务业务受到的影响相对较小。这使得各家4S店或3S店更加注重汽车维修业务的发展。对于综合型维修企业,因为他们接触的车型种类较多,客户需求相对复杂,所以对维修人员的技术水平和综合能力要求更高一些。维修业务的增加和车辆技术的进步,都在快速地推动着维修行业对维修人才的渴求。一辆新车从购入到报废的花费中,后期维修保养占45%左右,所需汽车维修技术工人缺口将会不断扩大。可以说,维修行业竞争的本质在于人才的竞争,集中在服务人员、维修技术人员、管理人员等各个层面上的人才需求上。 目前,我国汽车维修行业的从业人员约300万,每年新增人数约30万人,这些人主要是通过职业院校的培养,或者是从其他行业转移过来的。从数量上看,这些人员能够满足行业需求;但从质量上来看,还远远不够。因为一方面维修行业的在职人员有相当一部分没有受过系统的专业教育和技术培训;另一方面很多学生在校期间受到的教育跟不上汽车技术的发展,特别是学校课程体系,不能适应实际维修的需要。他们的知识结构和技能水平不能满足企业的用人需求,一般都需要在维修厂内再进行从学徒、中工、大工的历程,而且这一历程时间过久,影响了这些人员薪金的提高。 (三)汽车维修行业职业教育现状 自2004年,国家教育部、劳动部等六部委联合推出制造业和现代服务业技能型人才紧缺培养工程,汽车运用与维修被列入其中。同时,职业院校的招生规模也逐年扩大,2007年达到810万人,其中汽车专业达到30多万人(中职20多万人,高职10多万人)。每年30万的新生力量虽然数量巨大,但现有维修行业就业人员有300万之多,年替换比例只有10%,与市场所需差距甚远。 在教育部的主导下,汽车专业的职业院加大了与汽车主机厂的合作力度。例如丰田的T-TEP项目,通用的ASEP项目,现代的校企合作项目等,推广他们的培训模式。 二、适应新形势,解放思想,改革人才培养方式 汽车工业及其新技术的发展,要求汽车维修专业高技能人才的培养理念要进行相应的变革,改革原有教育模式,创建新的适应汽车工业及其新技术的发展要求的培养模式。笔者认为,加强汽车检测与维修高技能人才的培养与开发应从以下几方面抓起。 (一)改革课程设置,实行新的模式 汽车检测与维修专业培养的是掌握机电一体化技术的“汽车医生”,因此制订教学计划和大纲时,应以理论为基础,以岗位职业技能为优秀,有针对性地调整教学内容,优化课程设置。其中应掌握三个基本原则: 1 专业基础课应突出为专业服务的特点。高职高专培养要求,理论适度、必需、够用为原则。例如,材料力学中的理论力学和材料力学以及流体力学应充分和汽车紧密结合,材料学结合汽车生产及使用中所使用的材料讲解,汽车中用到的部分讲透,汽车中根本用不到的东西坚决不讲;电工电子方面讲解的内容应紧密结合现代汽车电器元件及电路的特点设置课程内容;液压传动,重点讲解汽车中应用的液压元件及液压装置;机械制图及CAD应培养学生测绘和能读懂汽车零件和装配图;机加工应体现汽车机修中的工艺性和特点。此类课程结合汽车专业的特点,可以编写出汽车材料力学、汽车电工电子、汽车液压、汽车制图、汽车机械基础等讲义或教材。 2 职业技能课程应紧跟汽车制造技术和检测手段的发展。首先,应对汽车形成一个整体概念。比如这样的课程内容:在讲汽车发动机构造内容时,就应该把常规发动机和现动机新技术,如:可变配气机构、电控喷射系统、废气再循环和增压技术等糅合为一体去讲;在讲汽车底盘内容时不仅讲普通的变速器、制动系、汽车悬架、转向系等,而且也应详细介绍无级变速、自动变速、ABS、电控悬架等;同样汽车电器也应该把自动空调、车身电器、全球定位、卫星导航、巡航等内容全部讲完。其次,课程内容应紧跟汽车技术的发展,现在汽车上已经使用的装置,在课程中一定要充分体现出来,把汽车最新技术发展趋势方面的信息传递给学生。比如,讲安全气囊时不仅讲一般的安全气囊系统,而且也要讲OPDS乘客检测系统和帘式安全气囊;讲解电控液力自动变速器,也要介绍现在汽车上已经应用的连续无级自动变速器(CVT)、双离合变速器(DCT)等内容;讲柴油机燃油供给系统时,柴油电控共轨喷射系统一定要讲;柴油机增压技术和汽油机增压系统对比去讲。最后,汽车专业课程一定要体现实用的特点。除让学生掌握相关的检测方法外,一定要让学生掌握分析问题和解决问题的技能。例如,如何利用故障码数据流分析故障、如何利用波形分析故障、如何根据发动机尾气排放检测仪分析故障、如何进行车辆四轮定位检测并根据检测结果进行调试等等。 3 职业技能课程应强化实践教学。高职院校的实践性教学环节主要有三个方面:教学实习、生产实习和毕业实习。但目前职业学校实践教学课时数普遍偏少,所以,必须转变重理论轻实践的教育观念,合理设置实验课程,确保学生有足够的实践技能训练时间。另外,职业学校要走产教结合之路,拓展校企之间的联系。各级政府和教学行政部门要为职校学生的实验、实习创设条件,开辟基地,把教学活动与技术开发、技术推广、技术应用和社会服务紧密结合起来,提高学生的创新技能。要能充分挖掘人的潜能、全面发展人的个性,要充分尊重和挖掘每个学生的创造意识和创新潜能,注重对学生在思想道德品质、文化基础知识、创新精神、实践动手能力和身心素质诸方面的提高,并给每个学生指明继续努力的方向,提供前进的动力和个性发展的机会。 对于汽车检测与维修技术专业的优秀课程,比如汽车整车检测技术、发动机检修技术等课程,宜采用一体化的教学方式,在现场上课,充分利用现代网络技术,克服设备台套数不足的问题,这样既节约人力,也节约了大量重复劳动的时间。 (二)更新教学手段,加强实验设施建设 先进的教学手段,如多媒体、模块式一体化现场教学等,能清楚地层示汽车各零部件结构原理及内部运动关系,直观、动感性强,便于学生的理解和掌握。例如,汽车构造课的教学,可使用挂图、模型、实物等教具,用幻灯、投影、录像、多媒体教学课件等现代教学手段,把各种机构的结构、工作原理生动直观地显示出来,可以大大提高教学效果。汽车检测与维修是一项技术实践性很强的工作,为切实培养学生的实践技能和工作能力,应加大实践培养的力度(实践培养课时应达到50%左右)。保证每一位同学能亲自动手反复操作,以巩固和运用所学知识,提高操作技能和解决实际问题的能力及水平。 (三)加强校企联姻,形成优势互补,共同发展 为保证所培养的人才更能贴近企业需求,缩短与生产实际的距离,必须加强与企业的沟通与合作,成立以企业技术人员和专业教师为主的专业培养委员会,让企业直接参与培养计划的审定和有关教改的课题研究,以利于学校及时将最先进的技术纳入培养领域,及时了解社会需求,不断改进学校的培养内容和方式、管理等工作。同时,学校也可与条件较好的企业建立长期、稳定、紧密的联系,把企业作为学生的实习实训基地,以弥补学校实习条件的不足,还可以使学生提前认识企业实际生产情况,以便毕业后尽快上岗。 (四)加强双师型(复合型)师资队伍建设 加强双师型(理论培养和实践指导都过硬的)师资队伍建设是培养高质量学生的前提。一名称职的专业教师,不仅需要掌握扎实的基础理论,精通专业,时刻把握本专业发展的脉搏,而且必须具备丰富的实践经验,仅重视理论教学只能纸上谈兵。因此,专业教师每年需要有一定时间到企业或更高的学府进行锻炼和学习,以掌握本专业和相关专业最新的技术发展动态,及时进行知识更新、拓宽视野和调整知识结构,使自己成为与技术发展同步的、行业领域中的汽车机电一体化专家。同时必须解放思想,本着“走出去、请进来”的原则,聘请行业和企业的名家、高级技术人员到校任教,做学术讲座,进行技术合作或担任兼职教师,加快“双师型”教师的建设。 汽车新技术论文:汽车营销创新:新技术+新思维 “互联网+”思维已经对众多传统产业带来变革,汽车行业也应该思考如何改变CRM营销策略,以带来更加贴近客户需求的全新体验。 中国汽车市场增速放缓,竞争后移,汽车后市场面临前所未有的博弈,车企的主导地位受到了来自众多新型的创业模式和独立服务体系的挑战,如何通过有效的客户管理和营销最终赢得客户体验是每个车企都将面临的问题,为此,日前举办的2015中国汽车CRM高峰论坛专门进行了深入探讨。 业界人士认为,“互联网+”思维已经对众多传统产业带来变革,当移动互联已经渗透到我们生活的方方面面,当未来更年轻的消费群体将成为我们要面对的客户主体,汽车行业也应该思考如何改变CRM(客户关系管理)营销策略,以带来更加贴近客户需求的全新体验。 而在往纵深进行的思考与尝试中,利用好大数据、形成开放的用户思维等创新观点在业界也日益成型。 大数据是一种有效手段 在深入探讨如何打造更加精准地汽车CRM时,大数据成为被普遍看好的技术和手段。 腾讯汽车频道主编陈瑶指出,随着移动互联网的飞速发展,各种应用场景的生活体验正在改变着我们的消费习惯,通过社交平台来观察和分析其他消费者的消费习惯,从而找到适合自己的消费选择,这是一个重要改变,也使移动平台成为营销的新战场,如何发挥和运用社交大数据,其实已成为移动互联时代的重中之重。 据统计,目前,在腾讯一站式汽车生活服务平台上,同时在线的用户已超过了2.11亿,QQ的用户达到了8.32亿。年轻用户活跃度更高,在九零后用户喜欢用的QQ空间,整个活跃用户已超过了6.45亿。“这些数字还在呈现不停攀升的趋势。”陈瑶说。 但如何让这些海量的数据发挥出真正的价值,汽车品牌该如何利用这些大数据进行营销?陈瑶表示,腾讯目前的尝试路径是,利用移动社交大数据的云分析,帮助汽车品牌更好地了解用户,挖掘潜在用户,通过实现大数据的竞逐营销来帮助企业进行有效的触达。 比如,腾讯通过后台大数据做过进口车用户的画像分析,分析他们的年龄特点,他们喜欢听的音乐是什么,他们出行的时候更喜欢用什么样的方式,他们更喜欢休闲的时候走到什么场所去等内容。 “通过这样的分析,能够很准确地看出来用户实际上具备什么样的维度,据此帮助汽车企业对购车者行为进行完整跟踪和正确理解,从而更加理解客户的实际购车需求,也能够保证每一分广告的投入是精准和有效的,从而最大化地提升客户的黏性,也能够改善客户的体验。” 陈瑶分析指出。 梅花网研究院院长程然认为,CRM系统实际上就是车企给到用户的客户服务,以及能产生的增值服务、跨界合作和数据变现增值等部分,CRM数据是整个汽车商业数据链路中的一个组成,其余两部分还包括汽车的营销数据和销售数据。 在他看来,“如果我们打通汽车从销售到车联网的服务数据,再到汽车CRM数据,完全打通数据,就能把整个汽车的商业链路打开。” 但实践中发现这并非易事。“无论是汽车企业,还是CRM部门,都不愿意与人分享自己的数据。” 矩阵互联总裁薛冰坦言。 能否打破这个瓶颈,关系到汽车企业能不能在销售和营销两端找到新的有竞争力的策略。贝塔斯曼欧唯特中国副总裁徐欣认为,所有的品牌商拥有的数据其实非常多,但信息的离散化、孤岛化和不一致性,导致了泛数据化下可能造成的错误决策,因此亟需思考如何把数据变成有效的数据资产。 可以尝试把CRM作为突破口,外围环境的变化,让曾经自喻为“苦菜花”的CRM有了施展拳脚的机会。徐欣建议汽车企业重新定位CRM,应选择具有跨部门整合能力和领导力的CRM负责人,让CRM充分发挥枢纽作用,以使企业里的商业流程和数据流程能够围绕CRM进行高效清洗、整合和分发。 而且,CRM还要开阔视野。中国汽车工业协会汽车信息服务委员会副秘书长、有壹手联合创始人朱伟华提出,CRM不能只盯着自己的用户数据,来自保险公司和互联网公司的数据都是很关键的,但是现在具备这种数据分析能力的企业并不多。因此,做CRM的工作,一定是要基于互联网公司和主机厂,或者和需要做CRM工作的企业合作,才能做大数据互联网的精准营销。 营销创新的四个维度 “互联网+”的时代,传统汽车企业的营销创新应从何处着手,才能全方位切入用户需求? 新媒体营销专家韩笑指出,在整个移动互联网时代,企业营销创新其实有四个维度:第一个维度,移动互联网化。从PC端转向移动端的趋势,决定企业应将创建技术、搭建沟通的渠道和平台放在第一位,因为只有在整合的平台上才可以拿到完整的数据,并且更加清晰地了解你的目标用户。 第二个维度,O2O,即数据的整合与流动性。 第三个维度,去中介化。品牌也好、产品也好,包括客户关怀、用户的管理,其实是需要自建平台去为用户和消费者产生直接的互动沟通,最好能够跟外部的社区连接在一起,让消费者和消费者之间、用户跟用户之间连接起来。 第四个维度,渠道融合。未来,用户管理功能或会员功能会跟信息传递、销售服务、客户关系,包括所有的部门都打通,所以在企业中会有更大的话语权。适应这样的转变,才能够让品牌跟企业做到全员客服,能够无处不在地围绕消费者并提供最佳的服务和体验。 值得重视的是,移动互联时代,每个企业其实都可以打造自己品牌的自媒体平台,但关键是是否具有开放的心态。 以前很多企业觉得品牌作为一个无形资产,应该是企业所独有的。现在则不然,“媒自在心,得民心得天下。”韩笑表示,只有真正搭建起一个开放的平台,让真正认同品牌理念的用户、喜欢产品的用户一起参与进来,才能共同完善和丰富品牌。 “没有传统的企业,只有传统的思想。”在韩笑看来,开放的品牌平台上,产品本身就是最好的传播渠道,企业在跨界思维时代应勇于尝试与创新。 O2O转型 各行业领域中,将精准营销做到极致的典型案例无疑是小米。身处一片红海、且面对国内外众多品牌竞争压力的手机行业,其用4年半的时间就创造了475亿销售额,而且增长势头仍在继续。小米今年上半年财报显示,依然超越苹果,位列全国智能手机销售第一名。 “我们真正从上到下都重视客户声音。”总结分析销售中的经验时,小米公司客户服务总经理杨津京指出,依靠论坛和微博,小米始终保持和用户进行近距离交流,及时了解用户的应用需求,帮他们解决应用中的问题和困惑。“我不光要比用户对自己的需求的把握要快一步,同时是要比竞争对手快一步。” 事实上,对汽车用户来讲,更需要这样的互动。多数用户都有这样的需求:在出现故障的时候,特别需要有专家在身边,可是不知道找谁,找4S店师傅又有价格等各种顾虑和担忧。 因此,车企也需要能像小米那样,可以不受时间空间的限制与用户进行线上线下的随时互动,这样的转型,被业界称之为O2O转型。 最早的O2O的概念是美国提出的,即线上做营销、互动,最终把消费者引流到线下来做交易或交付。 传统企业如何进行O2O转型?国内SocialCRM创导者叶开表示,要实现品牌跟消费者之间不是一次的接触,而是一个持续的连接。因为这个持续连接又是全渠道的,所以需要一个平台来做整合,不同的渠道、接入点进来都可以识别。此外,还有重要的一点是,通过社交互动,跟消费者建立起信任关系。 韩笑对此表示:“好的产品和服务是建立信任的前提,同时还要有主张、价值观、和号召力,最后就是关系。关系的建立是需要下很多工夫的,因为整个大的社会化媒体的环境,包括现在的“互联网+”,其实对于所有企业的冲击都是如何重新认识自己的用户,如何能够跟用户建立更好的关系。” 信任也源于关怀,用户关怀中最基本的因素是什么呢?“提供好的服务、产品,提供细致入微的体验。此外,还要给客户创造很多惊喜或者是有趣、好玩、不一样的东西,甚至是超乎想象的。”韩笑说。 汽车新技术论文:汽车发动机的发展与新技术分析 【摘要】本文对汽车发动机技术现状进行了概述,并从三缸涡轮增压发动机、柴油发动机配电子涡轮、汽油机这三个方面就汽车发动机新技术做了举例说明。最后对汽车发动机发展新技术做了展望。 【关键词】汽车发动机;发展现状;新技术 一、发动机技术现状 自90年代出现第一台内燃机以来,内燃机作为汽车动力装置已经有一百五十多年的历史了。随着科技的飞速发展,汽车发动机技术经过了三次历史变革。在第一次历史变革中,汽车发动机的燃料由最初的煤气更变为石油燃料(如柴油、煤油、汽油等);在第二次历史变革中,汽车发动机实现了工业化生产;在第三次历史变革中,汽车发动机与电子技术实现了结合。当前,电子控制技术在汽车发动机中得到了广泛的应用,例如配气机构、燃料供给等。科技的日新月异使得汽车发动机新技术层出不穷。 二、汽车发动机新技术 (一)三缸涡轮增压发动机 1.PSA 1.2THP发动机 在2014年北京车展上,标致汽车展台为大家带来了一个小家伙――1.2THP发动机。目前该发动机已在神龙集团襄阳发动机工厂生产,未来将在东风标致以及雪铁龙旗下多款车型中应用。 这台1.2THP三缸涡轮增压直喷发动机采用了全铝机身轻量化设计,同时加入了平衡轴设计,降低发动机的整栋以及噪音。最后,凭借涡轮增压、缸内直喷以及进排气门双可变正时技术,使得这台精油1.2L排量的的发动机最大功率达到了100KW,最大扭矩也达到了230Nm.这一数据接近一台1.8L自然吸气发动机的数据了。 在配气方面,1.2THP发动机采用双顶置凸轮轴,并且拥有进排气双连续可变正时技术与涡轮增压相辅相成的还有缸内直喷技术,采用高压油泵将提供200Bar压力的喷油压力。 2.雷诺Energy TCe 90发动机 作为法系车的另一个代表,雷诺在2014年的法国车展上展示了旗下的三缸发动机。雷诺一直是最稳定的引擎供应商,雷诺Energy TCe 90发动机从F1赛场上借鉴了不少经验。 Energy TCe 90发动机配备自动启停几乎,光放的百公里油耗仅为4.3L。其最大攻略吧67KW、最大扭矩135Nm,采用低惯量涡轮来减小涡轮迟滞,发动机从1650转开始便可以输出最大扭矩的90%。 Energy TCe 90发动机采用电控式排气旁通阀,直接由电机控制阀门开度,和真空式旁通阀相比,可以更精确的控制涡轮转速和进气量。另外,这款发动机的中冷器也几种在了进气歧管内部,使发动机更为紧凑。 (二)柴油发动机配电子涡轮 14年11月,大众在德国沃尔夫斯堡举行的一次技术展上展示了一款全新发动机,该发动机为一款配备了电子涡轮增压器的柴油发动机,未来推出或与10速DSG变速箱匹配。这款配备电子涡轮增压器的发动机,基于将搭载新帕萨特的2.0TDI打造。配备电子涡轮的新发动机最大功率由176kW提升至200kW。 (三)汽油机 1.一汽马自达2.5L汽油机 在节能环保的大势所趋下,阿特兹搭载的2.5L自然吸气汽油发动机燃油缸内直喷、双可变气门正时和13:1的高压缩比技术的应用使得该款发动机可以爆发出141kW的最大功率和252Nm的峰值扭矩。同时,6.9L/100km的油耗表现不仅响应了节能环保的提倡,也让众多同级车型汗颜。 总体上讲,这款发动机集成了众多先进的技术,具有极高的高压缩比,在燃油经济性方面以及动力输出方面都已经达到了主流涡轮增压发动机的效果。同时,还避免了涡轮增压器系统的额外成本、潜在的可靠性和复杂的控制技术等问题。其特有的高压缩比让这款发动机在燃油经济性方面已经超越了主流涡轮增压发动机。动力方面不需要增压也能得到理想的效果。 2.沃尔沃汽车2.0T汽油机 在吉利接手沃尔沃之后,耗费110亿美元开发了Drive-E"E驱智能科技"动力总成以及SPA模块化平台。2.0L GTDi的发动机取将直喷和涡轮增压结合在一起,并配合了一款8挡自动变速器。此发动机最大的特点就是属于大缸径、短冲程设计、缸径87.5mm冲程83.1mm从结构上就有利于高转速区的动力发挥。 3.观致汽车1.6T汽油机 作为观致汽车的处女作产品,观致3早在还未上市之前便成为了关注的焦点。1.6L涡轮增压发动机与时下流行的单涡轮双涡管不同,而是采用了内置泄压阀以及电控再循环阀的霍尼韦尔盖瑞特涡轮增压器,最大功率可以达到115kW/5500rpm,峰值扭矩更是可以达到210Nm/1750-5000rpm。 虽然这台1.6L涡轮增压发动机单纯从数据上来看可能和其他合资品牌大相径庭,但是,调教后的扭矩范围更加宽广,发动机转速从1750~5000rpm都可以释放210Nm的峰值扭矩。技术上来讲,观致采用了当前较为主流的气口喷射的增压发动机。他们采用的是PFI气口喷射的这种比较成熟的技术配合增压,这样的举动对发动机的升功率是非常有益的。 三、展望 对于汽车来说,发动机就是其心脏。发动机新技术的出现对于提高汽车性能有着非常有重要的意义。在很大程度上一款车的品质与质量取决于发动机的好坏。 当前,汽车发动机技术已经较为成熟,各项新技术的出现大大的提高了汽车的整车性能,电子技术在汽车发动机上的应用受到了大众的追捧。但是,当前已有技术仍存在一定的缺陷。只有不断的完善电子控制技术在发动机上的应用,将各项先进的技术整合,集成到发动机上,不断开发各项新技术在汽车发动机上的应用,实现高度智能将是汽车发动机未来发展的必然趋势! 汽车新技术论文:浅析汽车涂装新技术与新材料 摘要:随着汽车工业的不断发展和越来越多新技术在汽车工业的应用,汽车涂装技术在材料和技术方面都有了明显的进步,很多新材料和新技术陆续投入到生产应用当中来。本文的研究旨在对当前出现的一些汽车涂装新技术与新材料进行阐述和介绍,并对各种材料和技术的特点进行总结。研究表明,节能环保材料和技术将是未来相当长一段时期内汽车涂装工业发展的重点方向。 关键字:汽车涂装;材料;技术;发展方向 引言 对每一辆汽车的生产过程来说,进行涂装都是必须要经历的过程。汽车涂装不仅会增加汽车的美观性,而且对汽车的防腐蚀性能、汽车使用寿命等都有一定的提升作用。但是,传统汽车涂装工业在生产过程中受到自身行业限制,无疑会对生态环境造成非常严重的污染和损害。据统计显示,制造汽车时超过90%以上的挥发性有机化合物污染都是在涂装环节产生的,同时这一过程还会产生大量的固体废弃物,各个步骤都会产生一定量的沉渣或漆渣。由此可见,在高度重视环保的今天,汽车涂装技术和材料必须进行大幅度的改进才能够适应新时代对汽车行业和涂装产业的要求。下面本文将对目前出现的一些汽车涂装新材料和新技术进行一些阐述和介绍。 1汽车涂装新材料 1.1电泳CED涂料 当前世界上在对汽车车身进行图装时,普遍采用的是CED涂料,这种涂料的挥发性较强,产生有机化合物污染较严重,为了减少这一污染,业内逐步研究并开发了具有高泳透力的CED涂料、高耐候性CED涂料和高分层性的CED涂料。 首先,高泳透力的CED涂料的研究和应用能够大大减少挥发性有机化合物的排放。传统的涂装技术下为了让涂膜厚度达到一定的耐腐蚀性要求,通常会采用增大车身外表面膜厚的方法,这一做法会很大程度上造成挥发性有机化合物的排放,而高泳透力CED涂料能够减少涂料用量,降低排放量和成本。 其次,传统的CED涂料耐蚀性元素是一种易受光老化的环氧树脂材料,这种材料的耐候性较差,新型的耐候性CED涂料能够简化涂装工艺并增加表面平滑性,而且在耐候性方面有了较大的突破和进展,如丙烯树脂和层分离性CED涂料。 再次,分层CED涂料是在耐候性涂料的基础上与原环氧树脂组成的CED涂料,这样的搭配能够在漆膜烘烤时让不同的成分通过分层电沉析分别表现出各自的机能,既能表现出涂料的耐候性又能够表现出防腐蚀性,将传统涂料与新型涂料进行了良好的结合。 1.2中涂涂料 中涂是涂装过程中的一个重要环节,不仅能够起到防石击的作用还能够保护点用表面并进行填充保护,也能够提升涂层耐候性和隔绝紫外线性能,保护电泳漆层。但是随着技术的不断改革创新,中图材料已经向着高固体分涂料方向转变,更有免中涂漆电泳和具有中涂性能的底漆的运用等技术不断发展,相信在不久之后,中涂将不再出现在汽车涂装过程中。 1.3面漆涂料 面漆涂料也随着环境保护对涂料挥发性要求的改变而不断推陈出新,冲传统的有机溶剂型涂料逐渐向着水性涂料、高固体分涂料以及粉末涂料的方向转变。 首先,水性涂料以水为载体,一改传统涂料的易挥发、易燃易爆等特点,对人的健康危害大大降低,不再采用芳香族化合物,对环境也有大有裨益。 其次,高固体分涂料通过对传统成膜物质材料进行改造,降低了分子质量和黏度,提升了溶解性,利用交联反应优化了成膜过程,将固体分提升到60%以上,并在近几年逐渐增加了使用比例,发展迅速。 再次,在水性涂料基础上发展得到的粉末涂料也是新型涂料的一个代表,该涂料不仅无公害、无溶剂且可以进行过喷粉末的回收再利用,在使用时不需要进行底涂就可以与金属零件高强度结合,耐磨、耐冲、耐腐、耐热等方面的性能都非常好,色泽选择方面,施工过程简单,具有十分广阔的应用前景。 2汽车涂装新工艺技术 传统的汽车涂装技术主要为4C3B和3C2B的工艺(如下图所示),但是随着近些年的发展,不断有更新的技术产生。 2.13C1B工艺 3C1B工艺是对传统工艺过程的简化,取消了一些不必要的工序,其具体过程如下图所示: 这一工艺的使用能够大大降低挥发性有机化合物的排放量,降低涂装成本消耗。 2.2B1:B2工艺 B1:B2工艺是在3C1B工艺上进行的有一大胆尝试和改造,将工序简化并集成。在3C2B工艺中需要完整的中涂喷漆及烘干工序,3C1B的第1道中涂层喷涂后,需要进行低温烘干及闪干,同时金属色漆层需要进行2道喷涂,而对于B1:B2工艺,其B1层直接替代中涂层功能,同时兼顾色漆底层的功能,B2层为色漆涂层。这样的过程减少了喷涂过程,从而也就减少了成本消耗和不必要的污染。 2.3双底涂工艺 双底涂工艺是将电泳底漆与中涂湿碰湿的工艺,能够实现耐候性电泳漆的功能。这一工艺过程减少了底漆打磨和电泳烘干的操作过程,优化了涂层的附着力和外观,也进一步提升了涂层的抗划伤性、抗石击性以及耐腐蚀性。 2.4敷膜技术 敷膜技术采用“夹物模压”或“内模”工艺预制一种适应于热成形的面漆涂膜,其经热成形后的产品的面漆性能和外观与传统的烘烤喷涂涂膜非常相近。 3汽车涂装发展趋势 汽车工业的发展不断带动着涂装行业的进步,已经从传统的机械化喷涂逐步转变为现在的静电自动喷涂。目前我国这一行业依然面临极其严重的环境污染问题,相信在未来的发展中,必然需要更过更多的技术和设备改造,实现降低成本、降低排放、减少消耗、减少污染的终极目的,这样才能够保证汽车涂装工业的可持续发展。 汽车新技术论文:汽车内饰的新材料及新技术 摘 要:随着汽车外形趋于运动和时尚的同质化趋势越来越严重,汽车设计的较量早已转战自内饰设计的较量。运用全新的材料、先进的技术和时尚的色调装配汽车,已经成为世界汽车发展的必然趋势。 关键词:表板系统; 副仪表板系统; 门内护板系统; 顶棚系统; 座椅系统; 立柱护板系统; 其余驾驶室内装件系统; 驾驶室空气循环系统; 行李箱内装件系统; 发动机舱内装件系统; 地毯; 安全带; 安全气囊; 方向盘; 以及车内照明、车内声学系统等等 当今最有影响力的汽车设计师乔治・亚罗认为:汽车设计最容易出彩的是内饰设计。内饰设计时要考虑更多的细节,且需要更加细腻一些,并着重强调触觉、手感、舒适性和可视性等等。 如何合理地运用关键技术和材料,诸如采用什么成型工艺,选用什么合适的材料,在哪些部位用软质材料,如何处理好光泽、表皮纹理、深浅、色彩。同样运用了先进的成型工艺,但由于对材料、皮纹、光泽等控制不好,无法达到预期的设计效果。为了设计出更理想的汽车内饰,设计师们不断挖掘新材料,探索各种颜色和设计方案的组合方式。 新流行:全黑内饰。黑乎乎的内饰,一直都没有能成为汽车内饰的主流风格,部分车型更只在顶配车型才提供全黑内饰,但是随着越来越多的运动型轿车普及,象征运动和激情的全黑内饰开始受到车友的欢迎。黑内饰仿佛在一夜之间成为“香饽饽”。全黑内饰咋一看很沉闷,但是坐进车内之后,齐刷刷的黑色风格中控台,碳纤维饰板,黑色真皮运动座椅,再搭配泛着金属光芒的铝制换挡,感觉非常有动感。 新潮流:黑红混搭。黑色的内饰加上火红的运动座椅,或者红色的中控台加上全黑的打孔真皮座椅,这样的混搭风格,正成为一些运动型轿车主流的内饰风格。这样搭配无疑让人坐进车内的那一刻,被激发起强烈的驾驶冲动。 新创意:蓝白拼色。蓝色是汽车内饰很少使用的颜色,不过随着时下越来越多的个性化小车的流行,蓝色加上白色,成为一些个性车主的选择。这样的拼色让车厢充满了青春的风格。类似蓝白拼色这样风格的内饰,还有黄配黑,蓝配红,这样特别的内饰风格,让人感觉特别有创意。颜色最大优点是与众不同,选择另类的颜色搭配,营造最适合自己的车内空间,可以反映个人审美观点以及性格特点。不过,许多车友也提醒说,个性颜色有不少缺点:一是过于鲜艳的颜色容易分散司机的驾驶注意力,存在安全隐患;二是个性内饰车主往往会添加各种装饰物以衬托车厢氛围,容易形成累赘;三是个性内饰会“两头不到岸”,万一想象中的效果营造不出来,就会得到一个“四不像”的结果。所以,选择个性颜色还是需要勇气。如果自己属于保守派,还是尽量选择汽车厂家提供的颜色搭配,不要自行修改,因为厂家推出的内饰颜色往往经过严格的色谱分析,容易为大众所接受。水刺非织造布面面观,水刺非织造布,也叫水刺无纺布,又叫“射流喷网成布”。“射流喷网成布”的概念来源于机械的针刺工艺。水刺布的优点:1.柔软、悬垂性好。2.强度好。3.具有高吸湿性和速湿性。4.低起毛性。5.耐洗。6.无化学品添加剂。7.外观类似纺织品。水刺布的前景:由于水刺布的优势,已成为近年来非制造界技术进步最快的一个领域。 汽车内部装饰大多数使用人造革、聚氨酯泡沫塑料、塑料壁纸、乳胶海绵、人造地毯、布、丝绒和木材等材料,增加车内美观。例如顶蓬、地毯、门板、仪表盘等。目前在国内,汽车内饰大多还是使用易燃、有毒、污染环境的溶剂型胶粘剂,如氯丁胶胶粘剂。溶剂型胶粘剂不仅造成资源严重浪费,严重污染环境,而且对施工人员的健康造成很大威胁。在很长一段时间内溶剂不断地缓慢释放出来,使司乘人员受到伤害,而水基胶粘剂由于以水为溶剂,不含有毒溶剂,甚至可以做到VOC几乎为0。因此近年来在汽车工业上,水基胶粘剂正在取代传统的溶剂型粘合剂,开始用于汽车内饰,并且增长速度很快。目前世界上汽车顶棚内衬水性胶粘剂的比例已超过1/3。以日本汽车为例,目前汽车内饰胶几乎全部实现水性化。今后水基聚氨酯,胶粘剂的年增长估计保持在8%-10%。 目前在汽车内饰用水基聚氨酯粘合剂研制方面,美国、日本和西欧走在前列。我国水基聚氨酯粘合剂的应用和研究尚处于起步阶段,研究开发工作虽十分活跃,但应用水平不高,生产厂家不多,且品种单一,产品也多为低档产品,在性能方面与Bayer等公司还有较大差距。特别是高档水性聚氨酯胶粘剂全部为进口产品,主要来自Bayer公司、罗门哈斯公司、日本DIC公司等。我国大陆的水系聚氨酯粘合剂的开发与生产都还处于起步阶段。 植物油聚醚中醚键含量较少,具有长链碳氢结构,可以为产品提供良好的耐水性,从而改善水性聚氨酯的耐水性。汽车内饰件材料的应用。目前中国对塑料制品的抗菌已经有一个工业标准,今后轿车内的塑料零部件都应按此标准来规范,以减少塑料件表面滋生细菌。抗菌标准是:抗细菌率符合Ⅰ≥99%的抗菌塑料,可以作为强抗菌作用;抗细菌符合Ⅱ≥90%的抗菌塑料,可以作为有抗菌作用。 此外对于品种繁多的有机高分子织物,今后的方向应该是纳米化。因为一些材料纳米化后,可以有抗菌、无臭、杀菌作用。此类产品已有出售,从这几方面着手,对提高车内空气质量大有裨益。日前,国家有关部门对百辆汽车进行了车内空气质量检测,发现46%存在不同程度的污染。随着私家汽车的发展,汽车车内空气污染已成为社会普遍关注的问题。据了解,在被测的百辆汽车中,使用期均在3年以内,主要有奔驰、奥迪A6、别克凯越、尼桑、桑塔纳等品牌。结果显示,有46%的车辆空气污染指数不达标。 面对需求增长,企业应更加关注环保。据中国汽车工程学会名誉理事长张兴业介绍,近年来汽车用纺织品材料和装饰件依靠科技创新,使得强度高、柔性好、耐高温、可再生、色泽漂亮材料和产品大量出现。具体表现在:高性能纺织品包括经编织物、非织造布等已广泛应用到汽车内饰;塑料及其复合材料的应用,未来将会开发有良好降噪和耐冲击性能的内饰件材料;外饰件要求开发耐化学侵蚀和抗轻微碰撞性能的聚合物材料,降低塑料零部件的表面粗糙度以及免油漆的外装饰件复合材料;随着轻量化材料的发展,各种碳纤维增强的复合材料大量涌现。 汽车新技术论文:汽车车身涂装新技术及其应用研究 摘 要:随着世界经济的发展,汽车在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用,它扩大了人们日常生活的半径,加速了商品的运输速度。汽车涂装是汽车生产中重要的组成部分,为此,对汽车车身涂装技术的现状及发展方向进行了概括描述,然后阐述了满足现代、环保、性能更好的涂装材料,并提出了几种汽车车身涂装新技术的应用,希望能够进一步加强汽车涂装新技术的发展进程。 关键词:汽车车身;涂装工艺;涂层质量;涂装新技术;应用研究 1 引言 20世纪90年代以来,随着汽车行业的飞速发展,汽车涂装由初始的小型涂装发展到适应于大量流水生产的工业涂装。世界经济的发展,使人们生活水平和文化水平上升到了一个新的高度,人们对汽车的要求也就越来越高。为了跟上世界汽车行业发展的步伐,汽车车身涂装技术的更新,不容迟缓。 涂装是将涂料涂覆与经过处理的物质上,经干燥成膜的工艺。在生活中,汽车用途非常广泛,活动范围宽广,运行环境复杂,表面易受到破坏。汽车涂装通过屏蔽作用与缓蚀作用来防止锈蚀,近年来,随着我国工业的崛起,我国经济步入了新的高度,我国每年的汽车销量在世界上排名第二,仅次于美国。全球化、快速化、环保、低成本成为当今世界的热点话题和发展方向,我国汽车消费中除德系、日系汽车之外,国产汽车已经逐渐占领中国市场。汽车行业中,汽车涂装材料的发展与汽车涂装技术的进步是向汽车全球化、快速化、环保、低成本方向发展的不可或缺的基础条件。 2 我国汽车车身涂装现状与发展趋势 世界各大汽车制造企业历来对汽车车身涂装应用和管理极为重视,使用新的汽车车身涂装,使汽车生产厂的涂装大大简化,涂装一次合格率提高,生产成本降低,使公司实现利益最大化,稳步世界汽车制造也之林。 目前,我国在汽车制造过程中,车身涂装是工艺流程最长、技术复杂程度最高的环节之一,也是产生三废排放最多的环节之一。在汽车及制造相关法规的驱动下,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。 近年来,国外部分有实力的涂装材料公司和涂装设备公司又推出了BOT服务模式,即汽车公司的涂装车间由涂装材料公司或涂装设备公司投资建设,并负责生产管理,根据汽车公司的整车生产计划进行涂装生产,供给汽车公司的是合格的涂膜。汽车公司只需制定技术标准的和验收监督涂装产品质量。这将成为涂装管理的一大发展趋势。 但是,我国汽车涂装技术与国际水平的差距在还很大,发展仍不均衡,就涂装质量的保证而言,虽然我国几大汽车生产企业已经达到国际水平,跟上了国际的发展水平,但综合看来还有一大段路要走,尤其体现在清洁生产技术方面。我国汽车车身涂装工艺中,漆前处理磷化,涂底漆阴极电泳涂装实现现代化,其中涂面漆实现了静电自动喷涂,计算机智能化控制技术等高科技的应用,使汽车车身涂装成为高度自动化和现代化的工艺。涂层质量(外观装饰性和耐腐蚀性等)跟上了时代潮流的要求,但是就汽车涂装生产关键装备技术而言,我国可能在今后相当长的时间内主要依赖进口。我国进入20世纪90年代以来,汽车开始进入我们的生活,买私家车就像20世纪70年代的“四大件”、20世纪80年代的家用电器一样成为众多家庭追求的目标,这一发展。这说明我国的经济实力不断增强,人民生活水平大幅度提高,同时也反映出我国民族汽车工业的巨大进步。汽车车身涂装水平将全面与国际接轨加快节省资源和环保技术的应用。 3 汽车车身涂装新材料的运用 汽车从诞生之日起一直处于加工、制造业中比较前沿的领域,在汽车车身涂装材料是汽车耐用长久的基础。涂装材料、涂装工艺、涂装设备、涂装管理是汽车涂装的四大要素,相互之间相辅相成,促进了涂装工艺和技术的进步与发展。21世纪被称为“面向环境的新世纪”,环境保护倍受全球关注,并已成为人类最迫切研究的课题。汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中能耗最高且产生三废最多的环节之一,因此,减少涂装公害、降低涂装成本、提高涂装质量一直是涂装技术发展的主题。 随着全球环境的不断恶化,我们必须大幅度提高汽车涂层的耐酸雨性能和抗擦伤性能。近年来,减小车身内外表面电泳底漆膜厚差的高泳透力、低颜料份的电泳涂料、耐酸雨和抗擦伤面漆、多色中涂和采用粘度控制技术涂料等得到普遍应用。 4 汽车车身涂装新技术的运用 4.1 涂装线的自动化 (1)车身密封机器人。 汽车密封技术日益受到汽车界的重视,很多企业已经认识到,解决好汽车车身涂装过程中的密封技术问题,是提高轿车市场竞争能力的关键技术之一。目前车身密封胶的涂布由传统的手工涂布方式向机器人定位自动喷涂方式发展,特别是车身内板部位粗密封胶的喷涂和车身底盘部位的喷涂。不仅节约了人力资源,也为企业节约了用人成本。设计人员开发了可安装在机器人上的定位自动喷涂器,既适用于传统的溶剂型涂料,又适用于水性涂料的旋杯,即使对外观要求较高,也能适用。 (2)多功能穿梭机。 传统典型的运输机对漆前表面处理和电泳都不同程度地存在难以解决的问题或不利影响。新型的多功能穿梭机和滚浸运输机诞生后,在解决了这些问题的同时兼具传统运输机的所有优点。多功能穿梭机还具备在一条生产线上实现多品种不同工艺的功能,完全符合自动化柔性涂装生产的要求。 4.2 高速升温烘干炉技术 在汽车车身涂装过程中,生产量增加时,原生产线的烘干炉很难在有限的时间里烘干车身涂层,但是烘干炉又没有延长的空间,所以我们必须对烘干炉区内部烟道进行相应改造,让热风直接对汽车车身难以升温的地方,达到快速升温的目的,从而能够进一步缩短时间,提高汽车产量,为企业获得更大的经济效益和经营利润。 4.3 可变节距输送方式 在汽车生产中,由于生活质量和水平的逐渐提高,人们对汽车的型号、样式等方面的要求变得越来越高,为了满足广大消费人群的不同需求,获得更大的经济利益,这就决定每个汽车企业都会生产不同型号,不同大小的汽车,为了节约成本,且满足汽车生产需要,可以采用可变节距输送方式,可变节距输送方式是指作业区的节距和生产车的台数随着车型尺寸而变动,是对于尺寸多样的汽车生产线不可缺少的生产组织方式。 5 结束语 近些年,我国汽车工业得到了快速的发展,缩短产品制造周期,降低生产成本已经成为汽车企业提升自身实力的关键。当前汽车处理行业充满了挑战和竞争,环保法规的日益严格,能源和原材料成本的日益增加,以及劳动力成本的上涨,都促使原材料供应商不断进行技术创新,开发新产品,使用新材料,以满足汽车工业的新要求。在汽车车身的涂装工艺流程中,完全可按工艺要求设计动作程序的运输设备和多功能涂装机械人的推广应用,使车身涂装彻底告别涂装设备对工艺的制约,不仅有利于提高涂装质量,减少涂装材料和能源的消耗,降低涂装成本,而且在一条生产线可实现多车型不同工艺生产。车身的机械化运输系统一直是涂装车间的生产大动脉,而前处理电泳输送设备由于在非常恶劣的环境条件下工作,需要经受酸、碱和有机溶剂的不断侵蚀,而且要在高温、高湿的环境下长时间连续运行,必须实现较高程度的自动化。 我国目前所使用的汽车车身涂装生产所用涂装材料不够环保,涂装技术和汽车行业发达的国家相差很远。在涂装线的自动化应用上,自动化机器人功能不够完善,动作不够平滑,我国要想跟上汽车行业在全球的发展脚步,使我国汽车行业在国际上更有竞争力,成为未来发展的领头羊,我们就必须研究更先进的汽车涂装新技术,把我国汽车行业发展推上一个新的高度。 汽车新技术论文:汽车新技术的应用及发展趋势 摘 要:随着科技的发展,汽车已经从单纯的机械设备,逐步成了舒适、快捷的出行工具。近年来,新技术层出不群,各汽车厂商纷纷推出了各类关于汽车的新技术。本文介绍了几项汽车新技术的应用现状,并对其未来发展趋势进行了展望。 关键词:新技术 现状 趋势 随着汽车电子技术、网络技术、控制技术、智能技术等的不断发展,手机智能钥匙、智能后视镜、碳纤维车体、车联网等越来越多的高科技技术被应用于汽车上,给汽车带来了飞跃式的发展。智能化新技术的使用,大大提高了汽车的操纵性、舒适性和安全性。本文主要介绍了几项使用于汽车的新技术,并对未来汽车新技术发展趋势进行展望。 1 汽车新技术应用现状 1.1 宝马i3碳纤维车体 安全、环保是未来汽车发展的必然趋势,轻量化的车身设计是实现电动汽车的前提。为此,宝马在投资大型的碳纤维原料公司的基础上,又投入了6亿欧元在德国莱比锡建立了碳纤维车体生产线,打造出全世界首座大量生产的碳纤维工厂[1]。宝马i3大量采用了轻量化的碳纤维复合材质,其车体部份重量为180 kg,而整车重量也仅仅只有12500 kg,碳纤维复合材料高强度的特性也为宝马i3提供了较高的安全性保障,在遭遇前方64 km/h碰撞和后方80 km/h速度追撞的情况下,都能为车内乘员以及电池模块提供充足的防护。 1.2 丰田燃料电池车技术[2] 在2014年的CES展会上,丰田再次推出了利用氢产生电能的全新燃料电池汽车。其原理是装在容器中的液态氢与空气反应产生水,同时产生电能,将电能输送给发动机,从而实现汽车的运行。与纯电动汽车相比,该车加满氢可行驶300英里(480 km),更适合远距离行驶。 1.3 车联网技术[3] 互联网和汽车的高度结合,推动了车联网技术的发展。车联网系统利用先进的传感器技术、智能技术、计算机技术、网络技术,通过对道路和交通状况的感知,实现车辆的实时管理。沃尔沃推出的Sensus Connect智能车载交互系统,该系统提供汽车调制调节器、蓝牙、WiFi三种联网方式实现上网,采用三大模块22项功能,实现了云端互连、联通手机随时掌控车辆状况,自动求救等。 1.4 智能后视镜 日产推出的智能后视镜技术可以实现液晶屏与传统屏之间切换。其集成了内置液晶显示器模块,能够在司机需要时主动激活,将车辆后方高分辨率摄像头传来的图像数据进行解码后,能将车辆后方景象以更高的分辨率一览无余地展现给司机。 1.5 自适应巡航系统(ACC)[4] 自适应巡航控制系统(ACC)是一种智能化的自动控制系统,集防抱死制动系统(ABS)、牵引力控制装置(TCS)及强化车辆稳定性系统(VSE)于一体,能改善驾驶员的舒适度.减轻工作负荷。主要由雷达传感器、方向角传感器、轮速传感器、制动控制器、扭矩控制器和发动机控制器等组成。雷达传感器安装在散热器的护栅内,可探测到汽车前方200(米)的距离;在前后轮毂上均装有轮速传感器,可测出车辆的行驶速度;方向角传感器用以判断车辆行驶的方向:发动机控制器和扭矩控制器用以探测和调整发动机接通和输出扭矩,以提高发动机的动力性,并适时调整车辆的运行速度。在行驶时,通过对路面进行扫描,实现自动减小节气门开度,降低档位,适应所设定的较低行驶速度,保障安全行车。 1.6 倒车雷达 第五代魔幻镜倒车雷达[5]把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起,采用了最新仿生超声雷达技术,配以高速电脑控制,可全天候准确地测知2 m以内的障碍物,并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。 2 汽车新技术发展趋势 安全:安全技术将和语言识别系统、数据交换系统、IT网络技术紧密结合在一起,从“零死亡”向“零伤亡”再向“零事故”的终极目标不断前进。智能驾驶技术也会越来越进步,最终实现无人驾驶。 节能:全球能源的紧缺,动力总成有待提高,新能源技术尚未普及,在优化发动机、变热箱之外,轻量化、电子化、智能化等技术在节油领域的巨大潜力有待开发。 环保:地球环境的恶化,为汽车的发展提出了更高的要求,汽车的排气控制、噪声污染、材料的可回收等越来越受到人们的关注。新能源汽车的研究、汽车车身新材料的运用必将成为未来汽车的发展趋势。 智能:随着电子技术在汽车上的普及,车载信息娱乐系统、车联网技术、智能化技术将引领新一轮的汽车革命,未来汽车将向功能多元化控制集成化、开发平台化、系统网络化和技术一体化方向发展。 3 结语 汽车的发展日新月异,各大汽车制造商也将新技术的应用作为了在商场致胜的法宝。汽车的发展越来越呈现出了功能多元化、系统网络化、使用环保化、车身轻量化、驾驶安全化。我们也期待未来的汽车能实现电动化和智能化的融合。 汽车新技术论文:汽车新技术应用和维修技术探讨 【摘 要】随着时代的发展和社会的进步,现代高新技术已经应用到现代汽车上,汽车技术的飞速发展,也逐渐从舒适、节能、环保、安全等方面发展,满足人们的需求。而在汽车技术维修方面,也随着汽车新技术的应用而发展的新的维修技术,从自动化技术、计算机控制技术和网络通讯技术都体现出现代科技在汽修技术方面的充分发展和应用。本文从汽车新技术应用和汽车新维修技术两个方面进行探讨,为我们更好地在汽车新技术和维修方面拓宽视野,明确汽车发展的方向。 【关键词】汽车;新技术应用;新维修技术;探讨 前言 随着世界科学技术的不断发展,汽车已经成为人们出行的主要交通工具,多数人们在选择自己的爱车方面注重不同,选择对象也不同,有的重视安全、舒适,有的注重节能、经济,有的注重动感和享受,但无论哪种,都要首选技术含金量高的车辆,同价位,越新款的车辆,所含高科技技术越多,性价比也越高。 1 汽车新技术应用 (1)全铝发动机的应用。随着工薪阶层的人们对家庭用轿车需求越来越大,如何使车的安全性不变,发动机马力提升,耗油更低是工薪层买车的首选,这就关系到发动机的技术应用,全铝发动机新技术的应用,满足了工薪层的要求。当前,汽油发动机的缸体分铸铁和全铝两种,柴油发动机铸铁占绝大部分。当前,以德系车为代表的家庭用车,都已经采用全铝发动机,比如一汽大众的CC、高尔夫、迈腾、速腾以及全新捷达;上海大众系列的帕萨特、全新桑塔纳、朗逸、朗行等都使用了全铝发动机全新技术。全铝发动机具有多种优势,从使用来看,全铝缸体的优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油。除了重量上的差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同。铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体的生产特点恰好相反,生产线占地面积小,对环境污染小;从性能上来看,功率损失小,马力提升幅度较大,最大轴距也提升,全铝发动机导热性和散热好。从耐磨受用上看,铸铁材质发动机和全铝发动机使用寿命完全一样,在国内,全铝发动机许多零件都是进口零件,国内组装的。 (2)9AT变速箱新技术的应用。2013年度汽车科技中入候选名单的其中一项就是9AT变速箱的应用技术,所搭载的车辆是路虎极光、自由光,克莱斯勒200,奔驰E350等车型,9AT变数箱是时隔7年变速箱档位的又一突破。相比发动机技术的革新,变速箱方面的升级显得比较直观,随着档位数量的不断攀升,至今,这个数字已经突破到了9,打破了尘封7年已久的8AT时代,9AT是德国采埃孚以及戴姆勒集团引领变革的,其研发的代号ZF-9HP系列变速箱获得了世界第一台9AT的称号,9AT的精髓除了将前进档位升到9个以外,其更大的意义在于体积和重量均未增加,实际上ZF-9HP的尺寸与重量跟当前6AT基本相当,如果某一款横置发动机的6AT家用车想要升级到9AT,它并不需要对车内部机构作出很大的改变,便可以轻松实现升级。9HP28变速箱和9HP48变速箱最大承受扭矩分别是280Nm和480Nm,自重是78公斤和86公斤。9AT发动机相比8AT发动机,具有能让发动机处于最佳转速区间,保证动力输出,同时转速、燃油消耗等也处于在出色的位置,燃油经济性得到保证。 (3)车道偏离系统技术的应用。未来的汽车不但能识别车道标志线,还能识别印刷在车道上各种标志信息的条形码,车道偏离系统就是车未来发展的一项新技术,车辆偏离报警系统使用像照相机一样的传感器或者是雷达监视车道标志线,当系统检测到车辆正在附近车道标志线,而此时司机并没有发出变现信号,该系统会通过声音报警或座位抖动,方向盘抖动以提醒司机,使他们及时返回正道,同时驾驶辅助系统会自动介入,使车辆不会偏离车道。在将来,系统还会拓展功能,如协助司机变更车道避免在司机盲点区域发生碰撞。目前,在欧美已经使用此项技术,新雪铁龙C4和C5以装配此系统。此项技术的应用,可以在任何无意识的车辆偏离时为司机报警,使车辆立即得到修正;还可以避免潜在事故,提供司机没有注意到的道路信息,提升驾驶安全,减少人口密集地区的交通事故。 (4)2014汽车电子系统新技术的应用。科技的进步在潜移默化而又翻天覆地的改变我们的生活。在不久的将来。汽车会成为手机、平板电脑一样的智能移动终端设备,自动驾驶让驾驶员也成为一名乘客,通过眼镜、手表这些穿戴设备也可以随时随地与车进行交流。目前,德、美、法等发达国家已经研制自动驾驶车辆,设定目的地,车通过GPS导航系统,设定行车路线,通过车载电脑系统和摄像技术,进行自动驾驶,达到目的地,目前,此项技术已经研发成功,正在试验阶段,没有批量投入使用,自动泊车系统已经量产。此外,在每年一度的由美国电子消费品制造商协会主办的国际消费电子产品展中,汽车的电子商品技术也成出不穷,在2014年国际消费电子产品展推出几款车产品:自动驾驶与驾驶辅助产品,比如宝马Connected,奥迪Piloted,博世自动泊车APP,NVIDIA处理器等产品;移动互联交互系统,比如奥迪全新MMI系统,通用4G战略,马自达等车载互联交互系统;可穿戴、携带设备,比如奔驰Pebble手表,奥迪平板电脑;新能源汽车技术,比如福特太阳能概念车,丰田FCV氢动力车。 2 汽车维修技术探讨 (1)汽车维修自动化的应用。自动化早在上世纪八九十年代兴起一个词语,这么多年一直是一个热点,经久不衰,各项各业竞相追逐的焦点,自动化技术一般融合电子技术、计算机技术、自动控制技术、系统工程等多种高精尖技术。自动化引入汽车维修,不但能提升汽修的效率和质量,还能节省人力和资源,提升汽修的整体效益。自动化技术的应用可以提供科学完善的应用平台,比如:自动化激光无缝焊接、自动调漆配色、自动化机器人维修,能提升维修质量和效率,能完成内容繁琐、工序复杂、技艺难点大的维修项目。 (2)汽车维修计算机控制技术的应用。计算机控制新技术是基于传统计算机技术的基础衍生出来的新型技术类型,当前,生产的家用型汽车多数都使用了行车电脑技术,使汽车具备了自己的思想和控制,计算机技术的发展和应用,是车发展的一个主流方向,在维修技术上,计算机的使用也是汽修技术创新的必然,计算机控制新技术包括智能执行器、时间计时器、网络控制器、电压稳定器等,都能为汽修技术所借鉴,电子稳压器在汽修应用很广泛。 (3)汽车维修网络通讯技术的应用。网络通讯技术在汽车维修上也逐渐受到人们的重视,一方面,网络通讯技术是现代信息技术的一种,也是智能化技术、数字化技术的基础,与汽车电气化一脉相承,另一方面、网络通讯技术应用于汽车维修,创新了维修思路与模式。如,GSN网络、网关控制器等是网络通讯技术的内容,成为现代汽修技术的辅助技能,能将汽修的信息、数据和资源进行汇总、传递,对网络信息应用现代汽修丰富了理论体系,具有重大的意义。 3 结语 无论是汽车新技术的应用还是新维修技术的应用,都是新的科学技术的应用,现代汽车正处于技术大融合的初级阶段,对于汽车行业的发展,必须参与到这次技术大融合的革命中,扩大自己的发展空间,实现汽车现代化的革命胜利。 汽车新技术论文:汽车新技术应用和维修技术探讨 【摘 要】随着时代的发展和社会的进步,现代高新技术已经应用到现代汽车上,汽车技术的飞速发展,也逐渐从舒适、节能、环保、安全等方面发展,满足人们的需求。而在汽车技术维修方面,也随着汽车新技术的应用而发展的新的维修技术,从自动化技术、计算机控制技术和网络通讯技术都体现出现代科技在汽修技术方面的充分发展和应用。本文从汽车新技术应用和汽车新维修技术两个方面进行探讨,为我们更好地在汽车新技术和维修方面拓宽视野,明确汽车发展的方向。 【关键词】汽车;新技术应用;新维修技术;探讨 0.前言 随着世界科学技术的不断发展,汽车已经成为人们出行的主要交通工具,多数人们在选择自己的爱车方面注重不同,选择对象也不同,有的重视安全、舒适,有的注重节能、经济,有的注重动感和享受,但无论哪种,都要首选技术含金量高的车辆,同价位,越新款的车辆,所含高科技技术越多,性价比也越高。 1.汽车新技术应用 1.1全铝发动机的应用 随着工薪阶层的人们对家庭用轿车需求越来越大,如何使车的安全性不变,发动机马力提升,耗油更低是工薪层买车的首选,这就关系到发动机的技术应用,全铝发动机新技术的应用,满足了工薪层的要求。当前,汽油发动机的缸体分铸铁和全铝两种,柴油发动机铸铁占绝大部分。当前,以德系车为代表的家庭用车,都已经采用全铝发动机,比如一汽大众的CC、高尔夫、迈腾、速腾以及全新捷达;上海大众系列的帕萨特、全新桑塔纳、朗逸、朗行等都使用了全铝发动机全新技术。全铝发动机具有多种优势,从使用来看,全铝缸体的优势就是重量轻,通过减轻重量实现省油。除了重量上的差别以外,在生产过程中,铸铁缸体和铸铝缸体也有很多不同。铸铁生产线占地面积大,对环境污染大,加工工艺复杂;而铸铝缸体的生产特点恰好相反,生产线占地面积小,对环境污染小;从性能上来看,功率损失小,马力提升幅度较大,最大轴距也提升,全铝发动机导热性和散热好。从耐磨受用上看,铸铁材质发动机和全铝发动机使用寿命完全一样,在国内,全铝发动机许多零件都是进口零件,国内组装的。 1.2 9AT变速箱新技术的应用 2013年度汽车科技中入候选名单的其中一项就是9AT变速箱的应用技术,所搭载的车辆是路虎极光、自由光,克莱斯勒200,奔驰E350等车型,9AT变数箱是时隔7年变速箱档位的又一突破。相比发动机技术的革新,变速箱方面的升级显得比较直观,随着档位数量的不断攀升,至今,这个数字已经突破到了9,打破了尘封7年已久的8AT时代,9AT是德国采埃孚以及戴姆勒集团引领变革的,其研发的代号ZF-9HP系列变速箱获得了世界第一台9AT的称号,9AT的精髓除了将前进档位升到9个以外,其更大的意义在于体积和重量均未增加,实际上ZF-9HP的尺寸与重量跟当前6AT基本相当,如果某一款横置发动机的6AT家用车想要升级到9AT,它并不需要对车内部机构作出很大的改变,便可以轻松实现升级。9HP28变速箱和9HP48变速箱最大承受扭矩分别是280Nm和480Nm,自重是78公斤和86公斤。9AT发动机相比8AT发动机,具有能让发动机处于最佳转速区间,保证动力输出,同时转速、燃油消耗等也处于在出色的位置,燃油经济性得到保证。 1.3车道偏离系统技术的应用 未来的汽车不但能识别车道标志线,还能识别印刷在车道上各种标志信息的条形码,车道偏离系统就是车未来发展的一项新技术,车辆偏离报警系统使用像照相机一样的传感器或者是雷达监视车道标志线,当系统检测到车辆正在附近车道标志线,而此时司机并没有发出变现信号,该系统会通过声音报警或座位抖动,方向盘抖动以提醒司机,使他们及时返回正道,同时驾驶辅助系统会自动介入,使车辆不会偏离车道。在将来,系统还会拓展功能,如协助司机变更车道避免在司机盲点区域发生碰撞。目前,在欧美已经使用此项技术,新雪铁龙C4和C5以装配此系统。此项技术的应用,可以在任何无意识的车辆偏离时为司机报警,使车辆立即得到修正;还可以避免潜在事故,提供司机没有注意到的道路信息,提升驾驶安全,减少人口密集地区的交通事故。 1.4 2014汽车电子系统新技术的应用 科技的进步在潜移默化而又翻天覆地的改变我们的生活。在不久的将来。汽车会成为手机、平板电脑一样的智能移动终端设备,自动驾驶让驾驶员也成为一名乘客,通过眼镜、手表这些穿戴设备也可以随时随地与车进行交流。目前,德、美、法等发达国家已经研制自动驾驶车辆,设定目的地,车通过GPS导航系统,设定行车路线,通过车载电脑系统和摄像技术,进行自动驾驶,达到目的地,目前,此项技术已经研发成功,正在试验阶段,没有批量投入使用,自动泊车系统已经量产。此外,在每年一度的由美国电子消费品制造商协会主办的国际消费电子产品展中,汽车的电子商品技术也成出不穷,在2014年国际消费电子产品展推出几款车产品:自动驾驶与驾驶辅助产品,比如宝马Connected,奥迪Piloted,博世自动泊车APP,NVIDIA处理器等产品;移动互联交互系统,比如奥迪全新MMI系统,通用4G战略,马自达等车载互联交互系统;可穿戴、携带设备,比如奔驰Pebble手表,奥迪平板电脑;新能源汽车技术,比如福特太阳能概念车,丰田FCV氢动力车。 2.汽车维修技术探讨 2.1汽车维修自动化的应用 自动化早在上世纪八九十年代兴起一个词语,这么多年一直是一个热点,经久不衰,各项各业竞相追逐的焦点,自动化技术一般融合电子技术、计算机技术、自动控制技术、系统工程等多种高精尖技术。自动化引入汽车维修,不但能提升汽修的效率和质量,还能节省人力和资源,提升汽修的整体效益。自动化技术的应用可以提供科学完善的应用平台,比如:自动化激光无缝焊接、自动调漆配色、自动化机器人维修,能提升维修质量和效率,能完成内容繁琐、工序复杂、技艺难点大的维修项目。 2.2汽车维修计算机控制技术的应用 计算机控制新技术是基于传统计算机技术的基础衍生出来的新型技术类型,当前,生产的家用型汽车多数都使用了行车电脑技术,使汽车具备了自己的思想和控制,计算机技术的发展和应用,是车发展的一个主流方向,在维修技术上,计算机的使用也是汽修技术创新的必然,计算机控制新技术包括智能执行器、时间计时器、网络控制器、电压稳定器等,都能为汽修技术所借鉴,电子稳压器在汽修应用很广泛。 2.3汽车维修网络通讯技术的应用 网络通讯技术在汽车维修上也逐渐受到人们的重视,一方面,网络通讯技术是现代信息技术的一种,也是智能化技术、数字化技术的基础,与汽车电气化一脉相承,另一方面、网络通讯技术应用于汽车维修,创新了维修思路与模式。如,GSN网络、网关控制器等是网络通讯技术的内容,成为现代汽修技术的辅助技能,能将汽修的信息、数据和资源进行汇总、传递,对网络信息应用现代汽修丰富了理论体系,具有重大的意义。 3.结语 无论是汽车新技术的应用还是新维修技术的应用,都是新的科学技术的应用,现代汽车正处于技术大融合的初级阶段,对于汽车行业的发展,必须参与到这次技术大融合的革命中,扩大自己的发展空间,实现汽车现代化的革命胜利。 汽车新技术论文:汽车铝质车身材料修复新技术研究 摘要汽车车身板材的铝合金材料可塑性好、强度高,是许多汽车生产商的首选新型车身材料。但其溶点较低、可修复性差,文章结合实际,对铝质车身修复应具备的条件及车身整形与校正进行了阐述,重点对铝质车身焊接工艺进行了分析研究。 关键词铝质面板;焊接;修复 中图分类号:TG156 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0061-02 当前,汽车发展技术突飞猛进,为减少油耗,汽车轻量化成为汽车企业追求的目标,而轻量化重要的措施就是减少车自身重量。因此,铝和铝合金以及镁和镁合金等轻质金属及合金逐步取代原来的高强度钢板。同时,铝车身钣金有明显的优势,不但节能降耗,环保,防锈,而且安全舒适,相对载重能力大。装配与效率高。但是铝车身钣金也存在不足,在整个车身维修过程中难度大。因此汽车铝质车身材料修复新技术是当前汽车修复行业重点研究课题。 1铝质车身修复应具备的条件 1.1 使用铝车身焊机与外形修复机 铝制材料熔点不高,在焊接中很容易发生变形,因此,焊接铝质车身时,应使用专用的低电流焊机。外形修复机使用的介子钉拉伸器专用修复机。 1.2 使用专用铝车身维修设备 铝车身维与钢板车身维修有很大的区别,铝材料车身一般使用用铆接的维修措施,这样的维修需要强力铆钉枪。同时,为预防表面都被铁屑的嵌入造成铝制车身出现成腐蚀现象,修复铝材料车身的工具一定要专用。 1.3 防爆集尘吸尘系统 在打磨铝材料车身时,要防爆集尘吸尘系统,对产生很多铝粉及时收集,保护对人体健康,预防燃烧与爆裂。 1.4 独立的维修空间 铝材料车身修复工艺要求,为保障汽车维修质量与维修操作安全,避免发生铝粉产生污染与爆炸,在铝材料车身修复时,应在单独铝车身维修工位上进行。同时,维修人员要具备维修铝车身的维修技术,对定位拉伸、焊、铆、粘铝材等工艺能熟练掌握。 2汽车铝质车身整形与校正 铝质板件厚度虽然远大于钢质板件,但其熔点远比钢板小,因此,铝质板件在加热时,变形会随时发生。甚至在强行修复时铝质板件会发生裂纹,严重时会断裂,所以在更换铝质结构件时,连接处通常采用粘接或粘接、铆接共用的措施。 2.1 铝质面板的整形 铝材料具有较强的可延展性,因此,其遭到敲击产生变形后,原来的形状和尺寸一般难以恢复。因此,在铝质车身面板整形时,为减小铝材料延伸特性,在进行碾锤错位敲击时,敲击工具选用木锤与橡胶锤。正位敲击需要进行多次轻敲,以缩小坚硬折损处弯曲的可能性,防止铝材的损伤程度加大。对铝质车身隆起部位修复,为能释放出撞击产生的应力,通常要进行弹性敲击。 2.2 铝质面板的校正 在校正铝材料车身面板前,为加大其可塑性,一般要对其进行加热。加热之前,在铝材料车身损伤部位四周,要涂上个半径20 mm~30 mm的环状热敏涂料,这样在加热过程中,就能够通过热敏涂料颜色的变化进行温度监控。一旦面板出现延伸现象,及时通过热收缩措施进行处理。为避免过度的收缩导致板材变形现象,维修人员在操作时,应逐渐将收缩部位进行冷却,同时,铝板修复时勿用收缩锤或收缩垫铁,预防损伤部位开裂现象。 3汽车铝质车身焊接 铝合金汽车车身电阻电焊工艺: 铝合金汽车车身电阻电焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两柱状电极之间,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊方法,其主要用于薄板焊接。 3.1 焊前表面准备 铝合金汽车车身在进行铝焊接前,操作人员先按操作规范的要求穿齐好劳保防护用品,然后根据汽车的车型,确认车身的铝合金的成分。具有均匀高强度和良好外貌的焊缝,取决于工件之间均匀的表面电阻。因此,在对铝合金车身焊接前,要对车身焊接部位进行清洗和清除氧化膜,一般使用石蜡或油脂清除剂。对于有涂层部分,可用砂轮机磨去周围的涂层,让表面完全裸露处理。操作中必须严格按相关技术规范进行操作。 3.2 焊接过程 铝合金车身一个循环焊接分五大步骤:一是施加电极压力。即对焊接工件装配完毕后对电极压力进行施压,焊接工件装配。为减小焊件变形必须注意:避免应力装配,装配间隙应符合要求,焊机,上下电极轴心应在同一垂在线,上电极的行程(上电极端面至焊件上表面的距离)调至5 mm~6 mm为宜;二是通电流。焊接部位通过电流后,产生电阻热,焊接的两部分发生熔化,并逐步形成熔核,焊接表面保持与电极垂直;正确选择焊接顺序和方向;尺寸长刚性小的焊件应采用夹具或在托架上施焊;三是停电流。对焊接部位撤销电流后,熔核立刻凝固,焊点连接完成;四是保持电极压力。熔核凝固形成焊点实现连接后,为保证焊接质量,电极压力要继续保持一段时间,五是撤去电极压力。电极压力被撤销后,一个焊接循环结束。 同时注意,缝焊气密焊缝焊接中,整个焊接过程应尽可能不中断,如中断接头处焊缝应重迭15 mm~25 mm。选择焊接规范参数时尽量选用小的电极压力;焊接过程防止焊件过热;焊接表面保持与电极垂直,正确选择焊接顺序和方向,尺寸长刚性小的焊件应采用夹具或在托架上施焊。图1为点焊过程示意图。 图1电阻点焊过程示意图 3.3 焊接规范 一般情况下,铝合金车身进行焊接,通电时选择的是短时间大电流,高压的焊接技术,但为增强焊接质量,减小点焊接头强度的波动、防止飞溅和减少粘电极等不利焊接的情况发生,也可采用附加调节波峰和波谷的电流波形,波谷电流通常为衰减电流;实际应用中,还经常采用比焊接压力大的预压力和顶锻压力的两级加压方法,以控制点焊接头强度的波动和防止焊核内部产生缺陷。 采用三相低频或三相整流式焊机焊接时的焊接规范,包括焊接电流及其通电时间、衰减电流及其通电时间、焊接压力、顶锻压力和延时加压时间等许多参数。焊接过程中发现焊接缺陷,应停止焊接,找出原因并予以排除。须改变焊接规范参数时,单个参数变化不超过选定的值10%,多个参数变化应不超过50%。图2为点焊焊接规范示意图。 图2点焊焊接规范示意图 4结束语 总之,节能、环保、安全,轻量化是汽车发展的趋势,而汽车车身使用铝合金材料是这一发展趋势的重要途径。目前,我国在铝合金、镁合金、钛合金、塑料、陶瓷等轻质材料的焊接工艺技术上落后于一些发达国家,因此,大力研究铝合金等材料的电阻的焊接工艺与焊接技术对提高民族汽车工业的竞争力具有重要意义。 作者简介 张文金(1974-),男,四川仁寿县人,讲师,工学硕士,研究方向:机械制造与维修。 汽车新技术论文:汽车新技术的应用现状与发展趋势研究 摘要 随着社会的进步和科学的发展,汽车成为了人们必不可少的交通工具,这就使汽车新技术在应用上逐渐发展。汽车新技术的开发使汽车安全性能提高,使得汽车的操作性能趋于简单化,并逐步成为了汽车在未来发展的决定性因素。本文针对汽车新技术的概念分析,对汽车新技术的几个方面进行逐一简述,在最后结合汽车新技术发展对汽车未来的影响进行研究,让我们清楚了解到汽车在未来的发展道路。 关键词 汽车新技术;应用现状;发展趋势 0 引言 伴随着汽车的出现,人们告别了马车和人力推拉时代,这给人们生活带来了方便性。不同时期人们对汽车的要求也不尽相同,汽车技术在科学技术的发展下实现了飞速发展,小巧和方便及人性化成为了当代人们对汽车的喜好重点。由于步入21世纪,全球都进行了新一代的工业创新改革,安全、舒适、节能减排成为了当代各行各业发展的重心,由此,使汽车领域在各个方面发生了巨大的变化,推出了一系列新式汽车技术,逐渐改变了世界和我们的生活。 1 汽车新技术的判定 1.1 汽车新技术的概念 对汽车新技术的概念认知,是汽车新技术发展情况和开发技术的重要基础问题之一。对于汽车生产企业发展的确定,及汽车开发技术人员的研究,选择怎样的汽车技术,都需要了解汽车新技术的概念界定。汽车新技术的概念界定在于新技术的概念,因此,要了解新技术的概念是基础问题。新技术的概念在于首次使用的技术,或者是在原来技术的基础上,经过创新和改革,或已有的技术产生突破性进化,这就是新技术。新技术的发展与时间和地区都是有联系的,对于实验阶段和初级阶段使用的技术都可以称为新技术,这也就使新技术在不同的地区具有不同的概念定义。由此可以知道,新技术的发展会随着时代的变化而逐渐被替代。因此,汽车新技术的概念也就可以界定为:在某个时间和空间中第一次出现,或者是在传统汽车技术之上进行创新,使汽车在部分性能上获得突破进展的汽车技术,就是汽车新技术[1]。 1.2 汽车新技术的特征 1.2.1 技术的创新 由于市场需求和人们的生活变化,促使人们在汽车技术发展中开展研究和试用,由此而出现了大量的汽车新技术,例如:防抱死制动系统、碰撞预警系统、感应控制系统以及安全气囊等都使汽车的发展具有舒适性、安全性以及可操作性。除了这些技术外,对于汽车自身的零件和汽车制作工艺等都突破了传统汽车技术,从这里可以看出,汽车新技术的诞生就是为了服务社会广大消费者的。 1.2.2 汽车知识与其他知识领域相结合 在如今汽车技术的发展下,其已不仅仅是机械工业的代表,而是需要多种领域的共同融合,例如:电子技术、人体工程技术、计算机技术、互联网应用技术等多种领域为一体,才能使汽车新技术的发展得到飞快进步,这也就使汽车技术的工作人员不是单一的机械人才或单一的电子产品人才,而是需要具有多种才能的人,除了具有汽车基础理论知识外,还需要掌握电子机械类知识,并且对于汽车的性能有足够的了解。 2 汽车新技术 2.1 碰撞预警系统 碰撞预警系统的特点在于:可以在任何情况和环境下,将危险情况反馈给驾驶者,并且综合多种预警系统为一体,有效的减少碰撞事故的发生。在实际驾驶情况中,可以将碰撞预警系统分为四个部分:第一为前方预警,即可以防止发生车俩碰撞,并且使驾驶者采用安全合理的跟车方式;第二为车道偏离预警,即可以使初级驾驶者在道路上以正常直线进行驾驶,不会使车与路边造成事故;第三为车距监控预警,即可以对车与车之间进行安全距离警报;第四为后车追尾预警,即可以使驾驶者在受到后方车俩追尾时不会产生慌乱[2]。 2.2 生物燃油技术 由于当前社会和经济的飞速发展,能源的储藏量逐年下降,这就使汽车的发展面临极大的挑战,研究和开发新能源成为了全世界重要课题之一。在此基础上,汽车新技术的开发采用生物燃油技术使汽车发展得到极大提升。生物燃油是来自于自然界或人为培养的物质,并被作为汽车的动力源泉,具有节能减排和循环利用性能,这成为了各国备受重视的研究项目。通过工业原料与动植物油发生化学反应,在经过处理就可以获得生物燃油,并且,部分材料可以反复使用。由于生物燃油的制造技术并不复杂,因此,世界各国逐渐将其改变为汽车的动力能源,并且使生物燃油逐渐市场化。 3 汽车新技术的未来发展 当前,汽车的发展现状是呈现出多元化融合的新时期,当代汽车处于融合的初始阶段,因此,汽车的发展,需要融入目前技术改革时代,这样才会使现代汽车的发展空间得到极大提升。未来汽车的发展空间在于以下两点:对于新能源的开发程度太低,在当前的市场推广性不强,采用柴油驱动可以使汽车的发展越来越强,由于柴油的经济效益低,排放污染物的效率低,使得柴油发动机深受人们的喜爱。由此可以知道,在未来的汽车发展中,柴油发动机逐渐将会占领汽车发动机的市场;对于汽车的发展,另一重要的问题在于生产汽车的材料问题,目前在当代汽车的生产中,已逐渐采用轻质并且安全防护性能高的材料来进行汽车的生产,这样可以使汽车的质量减轻,相对应的消耗油量则会降低,并且逐渐采用汽车内部小空间发展,使汽车具有更强的舒适性[3]。 4 结论 汽车作为交通运输重要工具之一,逐渐成为了人们生活的重要组成部分。汽车的发展,使自然资源急剧消耗,给环境带来了极大伤害,并且产生的社会问题也逐渐加大。因此,在汽车设计人员除了达到汽车设计的舒适性和安全性以及个性化以外,更要注重对于自然环境和当前社会发展的需求,不断打破原有的设计理论,开创适应时展的新式技术。 汽车新技术论文:电动汽车―锂离子电池隔膜最新技术进展 摘 要:电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶的汽车。由于它本身不排放污染气体到大气中,即使按照所耗费的电能换算成发电厂的排放,其排放也远远低于目前的汽油汽车排放。目前电动汽车的车载来源是动力电池,主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。由于锂离子电池具有能量密度高、充放电循环使用性能优越、无记忆效应和以及电池中的化学物质对地球环境友好等特点,已逐步替代传统铅酸电池、镉镍电池和镍氢电池, 成为动力电池的首要选择。 关键词:EV锂离子电池隔膜;技术要求;主要研制方法;发展展望 电池隔膜是锂离子电池的重要组成部分,被认为是电池的"第三电极", 置于电池正负两极之间,起着阻隔正负极接触允许电解液中的离子自由通过的作用,是锂离子电池的优秀部件。目前市场化的锂离子电池隔膜主要是以聚乙烯、聚丙烯为主的聚烯烃隔膜,包括单层PE、单层PP,三层PP/PE/PP复合膜,而从制法区分,又可分为干法和湿法两种制成方式。虽然目前锂离子电池隔膜的产品质量已经有了按明显的提高,但汽车用锂离子电池已经对隔膜提出了更高的要求:更高的透过性,更好的耐热性,优秀的力学性能等,这些问题关系着隔膜的品质高低,直接影响着锂离子电池的健康发展。 1 EV锂离子电池隔膜的技术要求 在现有的车用锂离子电池中,由于单个单体电池的容量还不够大,所以人们提出了电池组的概念:将几十个单体电池进行串联或者并联,从而到达汽车所需的容量和功率。然而,电池组概念的设计使锂离子电池的安全等性能受到严重挑战,因此动力锂离子电池厂家对电池隔膜提出了越来越高的要求。 动力锂离子电池对隔膜的性能要求如下: 1.1 化学稳定性。隔膜材料在电解液中必须具有良好的稳定性,耐强酸、强碱、电极活性物质的腐蚀,不与电池中的物质发生化学反应。 1.2 厚度均匀性。厚度均匀性是各种类型的锂离子电池隔膜都必须追求的重要质量指标,厚度均匀性差的隔膜弓形、飘较为严重,影响电池厂家的电芯卷绕,同时不良的电芯卷绕给电池带来安全隐患,一般要求控制在±3微米以内。 1.3 离子透过性能。隔膜材料必须具有良好的离子通过性能,表现在具有较高的透气度和孔隙率,均匀的孔径分布,合适的孔尺寸。透气度越好,意味着隔膜材料中导通孔越多,离子传导性能就较好,隔膜内阻就小。孔隙率与透气度有一定关系,一般孔隙率越高,透气度也就越好,电池的充放电性能也越好。但并不是孔隙率或透气度越高越好,因为孔隙率太高隔膜易收缩与软化, 力学性能不足,对电池的安全不利。孔径分布要求越均匀越好,均一的孔径有助于避免大功率放电时电流的不对称导致电极性能的衰减。孔尺寸太大,电流的遮断性能不好,在热的作用下起不到很快关闭电流的作用。 隔膜在电解液中的吸液性能对离子的透过性能影响显著,这里有两个技术指标:吸液速率和吸液量。充足的吸液量有助于隔膜降低内阻,提高离子投过性能,快速的吸液速率有助于提高电池的充放电速率。 1.4 机械性能。隔膜的机械性能主要指隔膜的拉伸强度和穿刺强度。通常锂电池电芯的卷绕需要隔膜具有一定的拉伸强度,一般要求在100Mpa以上。穿刺强度是指使用专用试验针刺穿薄膜时所需的力,穿刺性能的好坏关系着电池发生短路的几率。在锂离子电池充放电过程中会有部分金属锂离子被还原并在负极处析出,形成锂枝晶,而这种枝晶会刺穿隔膜导致正负极材料接触而发生电池短路。所以,隔膜的穿刺强度是电池安全性的一个重要指标,一般要求穿刺强度在400g以上。 1.5 耐热性能。由于锂离子电池在使用过程中会有较多的热能放出,尤其在短路或者过充电的时候释放的热量会更多,所以通常需要隔膜在高温时具有较好的尺寸稳定性,防止因隔膜的热收缩而使电芯中的正负极裸露接触而发生短路。另外,隔膜还要具有较低的闭孔温度和较高的破膜温度,为锂离子电池提供额外的安全保护。闭孔温度是指隔膜微孔闭合时的温度,当电池放生短路时会产生大量的热,温度达到聚烯烃隔膜熔点附近时,高分子链的无规则迁移将关闭微孔,从而遮断内部电流起到安全防护作用。破膜温度是指电池内部温度进一步上升,达到隔膜破裂电池短路的温度。所以为了提高电池的安全性一般要求破膜温度要尽量高,与闭孔温度的温度差越大越好,动力电池隔膜一般要求破膜温度在170℃以上。 2 国内外汽车用锂离子电池隔膜的主要研制方法 目前市场上的聚烯烃隔膜耐热性不足,在高于聚合物熔点10-20℃即发生熔融破裂,在170℃发生非常严重的收缩,很难应用于汽车用动力锂离子电池中。所以目前国外普遍研究的课题是通过各种技术手段提高隔膜的耐热性能,以下是目前主要采用的研究方法。 2.1 涂层技术。涂层技术是指以聚烯烃隔膜做为基膜,在其表面涂覆一层或几层耐热材料而制备的微孔膜。基膜要求具有较低的闭孔温度,聚乙烯隔膜以其优越的电流关闭性能成为首选;又由于在聚烯烃隔膜表面涂覆耐热材料时很难避免不堵塞隔膜的微孔,所以选用的聚乙烯隔膜通常要具有很好的孔径分布和孔隙率。耐热材料通常选用无机物或者无机物与有机物的混合物,可以选用的无机材料有SiO2、Al2O3、MgO等。 在国外,日立麦克赛尔公司利用其磁带制造等方面积累的技术,在聚烯烃微孔膜表面涂布板状的无机粒子,用来研制动力电池隔膜。日本帝人公司利用其芳纶纤维方面的技术优势,将氧化铝和芳纶纤维混合溶解后制成浆料涂覆在聚乙烯隔膜表面,具有很好的耐高温性能。 2.2 湿法共混技术。湿法共混技术是目前技术难度较高的一种电池隔膜制备技术,主要是在湿法聚乙烯配方体系中混入无机粒子,然后通过双螺杆挤出机熔融挤出、流延铸片、拉伸成膜、萃取干燥等工艺,从而制得耐高温锂离子电池隔膜。该技术的难点是物料体系在双螺杆挤出机中的熔融混合,螺纹组合的排布对塑化效果影响显著。在此领域比较有代表性的公司有日本旭化成和东燃化学,但由于这些隔膜价格高昂,目前国内很少有厂家使用。 2.3 干法多层技术。干法多层技术即指目前市场上使用较广的干法PP/PE/PP三层隔膜,该技术目前被美国Celgard、日本宇部所垄断,国内短时间很难形成突破。由于此类隔膜的耐热性能仅靠外层的聚丙烯来提供,而聚丙烯的熔点只有160℃左右,所以该类隔膜不能保证170℃以上的熔破温度。 2.4 Separion隔膜。德国Degussa公司结合无纺布的柔性和无机物良好热稳定性的特点,在纤维素无纺布上复合Al2O3 或其他无机物,形成了Separion隔膜的产业化。该隔膜熔融温度可达到230℃,在200℃下不会发生热收缩,具有较高的热稳定性。 2.5 静电纺丝。以静电纺丝技术制备非织造布膜是近年来最新的研究方法。静电纺丝主要以耐热材料PVDF做为基体,所制得的纤维最主要的特点是纤维直径很细,具有高的比表面积,且所得亚微米级纤维堆积而成的层状膜具有较高的孔隙率和优异的离子电导率。中科院理化技术研究所、清华大学等都做了大量的工作并申请了专利,但还没有关于产业化的信息。 3 关于汽车用锂离子电池隔膜的发展展望 汽车用锂离子电池隔膜的发展主要是随着汽车用锂离子电池的市场变化而发展的。从目前的发展现状来看,汽车用锂离子电池发展的步骤是:高安全低成本高功率。高安全要求隔膜具有较高的力学强度、良好的热尺寸稳定性、合适的闭孔温度和较高的破膜温度;低成本要求隔膜具有较低的厚度,较为广泛的国产化;高功率要求隔膜具有高孔隙率、良好的浸润性,这有助于提高电池的使用性能。 电动汽车的健康发展离不开汽车电池的高度安全,充满安全隐患的电动汽车在市场上将无人问津,其大规模的产业化更无从谈起。随着电池技术的进步,当安全得到了有效保障,新能源汽车高昂的价格依然会让广大消费者望而却步,尽管目前还可以依赖政府的补贴,但最终电动汽车市场必须依赖产业的自我救赎,所以,降低成本就是刻不容缓的重要任务。 汽车新技术论文:探讨汽车行业的涂装新技术与节能效果分析 摘要:涂装可以说是工程机械制造过程中的一个很重要的环节,具有很强的特殊性。良好的涂装不仅可以提升产品的质量,更可以美化产品的外观。尤其是在现在这个市场经济越来越发达的今天,单单靠产品自身质量想要取胜已经远远不够,产品的外观越来越成为影响产品销量的决定性因素之一。工程机械涂装是一项细密而繁杂的工作,对于技术条件要求比较苛刻。 关键词:汽车;涂装设备;节能 1.汽车涂装设备未来发展 当今世界飞速发展,人民生活水平的日益提高,越来越多的汽车、电器正快速走进世人的生活。人们在购买这些产品时,不但考虑其性能质量,对其外观质量也越来越重视。涂装是表面保护中所采用的最基本、最广泛、最有效的手段,涂装质量直接关系到产品的竞争力和市场开发。喷漆室是提供涂装作业专用环境的设备,在喷漆室中制造出适宜的人工环境。用以满足涂装作业对环境的温度、湿度、照明度、洁净度的要求,保护操作者的安全卫生和治理涂装作业的废物排放,保护环境免遭污染。 2.汽车涂装新技术新设备节能措施 汽车行业作为规模化的支柱性产业,全球化的发展趋势越来越明显,为用户在当地生产全球相同标准的汽车产品、提供便捷的服务是各个汽车公司的追求。技术的开发及成熟过程在本部完成,只有做到涂装工艺标准化、生产要素和管理统一化、生产技术平台化,实现工厂和管理的全球复制,这样才能达到质量、成本和效率的最优化。 在汽车涂装中,由于国内汽车厂的生产量小,多数厂尚未采用自动静电涂装,涂料利用率低,而且采用的涂料大多不是高固体分涂料,单位面积所消耗的涂料量和有机溶剂排放量均较大,见表1。对轿车金属闪光漆,单位面积有机溶剂挥发量在185 g/m2以上,超过欧洲对老厂改造排放标准的2倍以上,相当于欧洲新建厂标准的4倍。环保法规促使涂装材料向少公害、无公害方向发展,水性中涂、水性面漆和不含禁用物质涂装材料产品的成熟及其应用普及,标志着涂装的高“三废”排放时代即将过去。应用硅烷或锆盐前处理材料,无铅、高泳透力和高平滑性阴极电泳漆,高性能自泳漆,粉末涂料,水性中涂,水性底色,高固体分清漆,水性修补漆等一系材料,可以在满足越来越高质量要求的前提下,彻底结束涂装排放大量重金属和有机挥发物的历史,实现革命性的跨越。由于受原有涂装线条件、涂装材料供应、涂装生产控制技术的匹配及涂装成本等因素制约,环保涂装材料的普及过程在过去十几年进展相对较为缓慢。前述节能、高效新技术的应用加快了汽车涂装少公害、无公害的发展进程,“三湿”、“免中涂”等紧凑工艺已经成为新一代典型的车身涂装工艺,被全球各大汽车公司作为新的标准工艺采用。另外,塑料件在车身上的应用比例越来越大,由于低温固化(80 ℃、20 min)工艺有助于实现塑料件与车身共线涂装,同时又可降低烘干能耗,因此应用高性能的低温固化双组分聚氨酯涂料将成为一种趋势。 3.汽车涂装节能分析 在汽车车身的电泳涂装过程中,其节能关键技术的研究可从涂装工艺、涂装设备和涂装管理三方面展开。 3.1.涂装工艺的节能关键技术 汽车车身涂装的工艺流程主要为前处理、烘干、涂装和后处理,而当前节能技术的应用主要集中在前处理、烘干和涂装工序。 3.1.1.前处理工序 3.1.1.1.采用短时间磷化处理工艺,以缩短磷化处理时间,减少磷化药剂耗量,降低运行费用。浸渍式磷化处理时间一般为120-180s,日本已经开发出可缩短到72s的磷化工艺,与现行工艺相比,可将运行费用降低20%左右。 3.1.1.2.采用新开发的无磷化、节能、环保型预处理工艺替代现行的磷化处理工艺。如,德国凯密特尔公司的OXSAM技术和日本汽车公司采用的无磷预处理工艺,通过减少前处理工序内容,缩短工艺时间,降低工艺温度,可缩短前处理设备长度,减少设备投资和运行费用。 3.1.2.涂装工序 3.1.2.1.湿碰湿“3C1B”涂装工艺与传统的“3C2B”涂装工艺相比,取消了对中涂层进行打磨擦净的工作量,中涂材料消耗降低了20%左右;减少了中涂打磨、擦净、喷涂、烘干等涂装设备的投资和占地面积;生产效率提高,能耗节省40%左右。 3.1.2.2.另一种新的涂料工艺是在预处理后,在车身外表面直接喷粉,然后再电泳,以增强内腔防腐,然后再喷面漆。 这种工艺所喷的粉末为聚酯粉末,喷粉后膜厚可达70μm以上,可以免去中涂工序,并大大增强了防腐蚀能力和抗打击能力,同时可节省约60%的电泳漆。 3.1.2.3.在涂装过程中应用涂料循环技术,如超滤法、冷却法和静电吸附法回收水性漆技术、过喷漆雾的水性漆回收技术及粉末浆再循环利用技术,可使涂装线的涂料利用率得到很大提高。另外,阴极电泳涂装线可采用闭路循环,用超滤液冲洗电泳工件,这样可大大降低电泳冲洗废水的排放量,且可回收电泳漆,节省电泳漆约30%。 3.1.3.烘干工序 3.1.3.1.车身涂层烘干采用辐射加对流形式或采用循环对流加热方式。 辐射加对流形式即烘干炉前端为辐射加热区(约占全长1/3),后端为对流加热区,这样就加快了工件升温速度, 缩短工件升温时间,不仅节能,而且涂层表面干的较快,可防止灰尘沾附在湿涂层上,有助于提高涂层外观质量。在一些涂装生产线上,烘干室采用循环对流加热方式,炉膛空气重复循环,有机物气体含量高时需要不断排出,以维持其浓度不超过爆炸极限。 但这些排出的气体温度高并且含有可燃气体,一般经过处理后才能排放。 因此,国内外通常进行尾气燃烧-能源综合利用方式进行节能。 3.1.3.2.采用高红外烘干技术。在车身涂装线上用高红外技术改造烘干炉的升温段,缩短工件升温时间和提高烘干温度,以解决因链速加快、底漆固化不良而影响涂层耐蚀性的问题。 作者简介:何翔(1974.4-)男,重庆长安铃木汽车有限公司,职称:中级工程师。 汽车新技术论文:应用现代高新技术推动汽车维修业发展 [摘要] 从互联网络、先进设备、团队素质和智能管理等方面入手,初步探讨了现代高新技术在推动汽车维修业发展中的作用。认为:汽车维修业只有应用高新技术才能顺应时代的需求,才能开拓广阔的市场。 [关键词] 高新技术 汽车维修业 理念更新 随着汽车工业的迅速发展,电子燃油喷射系统,GPS导航定位系统、ABS 防抱死制动系统、SRS安全气囊系统、电子控制自动变速箱系统、空气悬挂系统、四轮转向系统、自动巡航系统、牵引力控制系统、自我诊断系统等一系列高新技术,不断完善着汽车的性能,如今展现在我们面前的汽车是一个集现代文明和智慧的高科技产物,而这个高科技产物,还在不断地向高科技领域纵深发展。因此,汽车维修已不再是简单的零件修复,汽车故障诊断不再是靠眼看、耳听、手摸来实现,维修工的培养也不再是师傅传、帮、带的简单过程。而应该是不断更新汽车维修理念,采用智能化管理手段,迅速培养高素质人才,利用各种新技术,准确无误诊断出故障所在,才能与当今汽车维修的高科技特征相适应。 1 互联网络与汽车维修 传统的汽车维修资料信息查询, 主要借助于图书、杂志、期刊等, 而这种查询方法存在着信息量小、查询速度慢、资料更新迟缓等局限性。而当今中国经济迅速发展,大量涌入国内的进口汽车和迅速更新换代的国产汽车,其技术的高新复杂和维修资料的繁多,对于普通维修工来说, 常常会因查找繁琐、最新维修资料缺乏,给维修工作带来很大的困难。就汽车维修技术人员而言,知识技术、经验以及对信息的全面掌握,越来越显示出自身的局限性。要解决这一不足的方法,就是实现汽车维修互联网络。 汽车维修互联网络的实现,彻底打破资讯传递在空间、时间上的局限, 能在第一时间最全面、最快速地将资讯传递到地球上的每一个角落,能随时需要,随时提取,简单快捷。还可以迅速、快捷地提供汽车维修检测设备、汽车维修资料、汽车配件、汽车维修技术与管理人才等方面的供需信息, 使企业经营者和管理者能够及时获得信息, 作出正确的选择和决策。 此外,家喻户晓的互联网为汽车维修技术人员提供了技术讨论、经验交流的平台。维修技术人员们可充分利用这一平台,讨论汽车故障诊断过程中出现的疑难杂症、原因、诊断、排除方法,交流维修过程中的经验、心得。既打破了传统技术保守、固步自封的现象,又可在团结协作中加速汽车维修技术人员整体技术水平的提高。远程汽车维修技术培训的机会,也给需要不断吸取新技术和新知识的汽车维修技术人员提供了又一条进修途径。 2 先进设备与汽车维修 传统的汽车维修主要靠常用工具、量具加上人体的器官感觉,再经过人脑的分析判断来确定故障,排除故障。通常将这种方法称作人工经验法。修理工们为了熟练掌握并不断提高这种经验,不惜花费一辈子的时间。数代人不断摸索、归纳、总结出来的一套套修车方法对简单的机械装置汽车是行之有效的。但在汽车快速更新换代的现今,随着电子技术、高科技产品在汽车上的运用,人工经验和简单工具已远远跟不上汽车发展的步伐。为适应现代汽车维修业发展的需要,大量先进维修设备应运而生,如各种解码器、示波器、随车自诊断装置、电脑综合性能检测仪、四轮定位仪、调表仪、数据专家、多功能电喷维修机、汽车零件清洗机、免拆式刹车碟/校正光碟机等等。这些先进的维修仪器能对数据自动处理,准确显示故障代码,分析、判断、确定故障部位,并能自动显示、打印维修作业项目,减少维修的盲目性。而先进的维修工具可以简单、快捷、准确、省时、省力地帮助维修工完成操作过程,安全可靠。所以,在汽车维修过程中充分利用先进仪器和设备势在必行。 3 团队素质与汽车维修 维修人员的技术水平和业务素质直接影响汽车维修业的发展。据中国汽车维修行业协会调查显示:在汽车维修技术工总人数中,初中以下文化程度的占38.5%,高中文化程度的占51.5%,大专及以上文化程度的仅占10%。这样一支文化水平低下的团队,如何迅速掌握高新技术?如何掌握先进电控设备操作?又如何能在短时间内将之运用到汽车维修过程中呢?现代汽车维修业要求合理配备一支具有高文化素质、高职业道德、掌握高新技术的维修团队。这样的团队一般由技术总监、工程师、技师、维修工组成。技术总监在修理厂是绝对的技术权威。他必须全面掌握汽车理论与维修理论,具有丰富的实践经验、沉着冷静的心态,能理智分析、判断故障,排除故障,并要具有培养新人的能力。工程师必须熟练掌握电脑操作,掌握汽车结构、原理、现代电控技术、液压控制技术,参与车辆进厂诊断――确定维修范围――编制维修工艺――指导修车――竣工验收全过程的工作。技师应能熟练掌握和使用智能化的仪器设备来检测诊断和维修现代轿车出现的故障,能组织、指导维修技术工人实施维修工作。维修工必须具备相应的职业资格,能胜任相应的工作岗位。有了这样一支高技术高素质的团队,再加上各司其职、各尽所能、团结协作,维修业的发展大有希望。 4 智能管理与汽车维修 对现有的汽车维修企业而言,不断追求完善的管理制度、智能化的管理方法、精确的数据分析以及完备的服务,就意味着与时俱进,意味着扩大盈利。 首先,对维修车辆的跟踪管理。售后服务的好坏已然成为人们关注的焦点。利用智能系统建立完整准确的客户及车辆档案,记录车辆维修的时间、部位、故障原因等项目,随时提醒客户进行维修、保养和零件的更换。一系列恰当的管理,消除工作方面的一些失误,提高工作效率,有利于提高客户的满意度。对于实力雄厚的维修企业,还可以通过先进的通讯手段,对车辆进行动态跟踪,特别是远行车辆中途故障时,能及时判断其位置,通知最近维修点给予公路救援。这样的管理为长期、灵活的客户服务奠定基础,体现了现代汽车维修的及时性、完整性、长久性。 其次,对先进设备的配备和科学管理。利用智能系统可简单、快捷地了解汽车维修先进设备的信息;及时更新、调配,建档、制定保养管理制度;网上订货、转账、快递也给设备购置提供了简单、快捷的服务。即省时、省力,又可全面监控。 最后,对技术工人的高效管理。一支高技术高素质的维修团队,需要一套合理的人性化管理方案进行规范限制。利用智能系统,建立人力资源管理档案,记载每个员工的详细资料,如:家庭、经济收入、学历、爱好、特长等,可随时了解每个员工的近况,掌控技术力量的配置、并根据需要对工人的技术、管理理念、服务意识、新汽车、新设备发展动态等相关知识定期更新与提高。因此,工人培训定期化也是工作计划的一部分,可通过内部培训、外部培训、网络培训等方式来实现。此外,制定合理、公平、具有激励性的分配制度,经常性地开展有利于员工身心健康的活动可以提高员工对企业的忠诚度。善待员工就能争取客户,争取了客户就能赢得市场,有了市场才能有企业的一切。 综上所述,要使汽车维修业顺应时代的需求,迅速发展。汽车维修业的发展就要与当今汽车维修对象高智能化、维修、诊断专业化、维修咨询网络化、维修设备现代化、维修管理智能化的发展趋势相适应。 汽车新技术论文:汽车照明安全节能新技术 [摘要] 汽车照明系统对汽车安全起到了主动预防作用,无论是白天还是夜晚,汽车外部照明和内饰照明都起到了十分重要的作用,同时考虑节能环保的要求,出现了很多汽车照明安全节能新技术,本文介绍了包括疝气灯、LED灯、光纤照明、智能车灯,还有自适应前照灯系统和前照灯自动调平系统等先进的前照灯安全技术。 [关键词] 汽车照明;安全;节能 引言 近年来,汽车的各种技术不断发展,人们也越来越关注汽车的安全性。汽车的安全性是由汽车安全系统来保证的。汽车安全系统是一个整体概念,照明、制动、避震器、保险带和安全气囊等多个子系统都属于这个整体,并在运行中相互配合。其中照明系统对行车安全能起到关键的主动预防作用。汽车照明主要影响驾驶员视野的清晰度,而驾驶视野的清晰度对行车安全有直接影响,据统计,道路表面状况、交通环境以及车流情况等信息80%以上通过视觉获取。这些信息的获取若在白天很容易,但在夜晚或恶劣气候条件下将十分困难。汽车夜间行驶发生事故的概率是白天的2~3倍,因此照明质量的优劣, 直接影响着夜间的行车安全。所以汽车设计要充分考虑汽车照明系统的安全性,为车辆行驶提供必要的保证。现在已经是汽车照明安全的新时代。汽车外部照明对汽车安全性的保证如此的至关重要,无论是白天还是黑夜都要照明系统发挥作用,现在人在车内的时间也越来越多,车内的昏暗照明已远远不能满足人的需求。所以解决照明系统的节约用电、降低制造和维修的成本以及绿色环保等问题都是现在各个汽车生产商努力思考和改进的地方,汽车照明系统在进入安全时代的同时也进入了节能的新时代。 1 汽车照明系统的发展现状 汽车照明系统随着汽车技术的发展而发展,目前很多技术已经很成熟并且应用于很多汽车上,下面来介绍各个汽车照明安全节能的新技术。 1.1 疝气灯 传统的汽车车灯采用的是卤钨光源,能给汽车提供的照明亮度是非常有限的,从而也影响了汽车的安全行驶,还有一个缺点就是传统的卤素汽车车灯寿命短,而且内部含有一定量的汞元素,既不节能也不环保。现今出现了很多新类型的汽车车灯来替代传统的卤素灯。 飞利浦照明在2004年6月推出了世界上第一只汽车用绿色无汞氙气前照灯[1],自此以疝气作为光源的疝气灯在汽车照明领域中不断发展并且到现在已经得到大量应用。疝气灯简称HID(High Intensity Discharge)灯,它的最大魅力就是它的安全性。这主要是因为HID 灯带来的多重光束会比卤素灯更远更宽、强度更大,近光设置更有效。在黑夜里,特别是车辆行驶在郊区,氙气大灯能大幅提高车前方的照明,照亮路边的标志和歧路,对行车安全的重要性是毋庸置疑的。而且,同样瓦数的HID的亮度大约是卤素灯的2~3 倍,射程也更远更宽,提高了夜间行车的安全性。在能量的使用方面,一般车辆上卤素大灯每小时需要耗电60W左右,而一些HID氙气大灯在安定器的稳定运作下,平均只需要35W,大大低于通常的卤素灯。HID可明显减轻车辆电力系统的负担,达到了节能的要求。氙气灯是利用电流刺激气体发光,基本上不会产生过高温,所以只要其中氙气没用完就可以正常的发光,不易损坏。据一项研究显示,就算品质再高的卤素灯泡,寿命最多也就是400 h,而一般的HID,寿命最少也有3 000 h,在正常用车情况下,HID可以用上5~6 a。HID不易损坏而且寿命长,满足了对汽车照明节能的要求。 2008年,在美国和欧洲开始流行一种新型前雾灯,也是无汞疝气灯的一种,它采用 24W 的光源,不仅结构设计非常简单,只有2个零件,采用普通的PC(聚碳酸酯)材料,生产工艺难度降低,合格率提高,而且灯具材料成本低,安装简便,总成本大大降低。最为重要的,这款灯具产品的重量非常轻,比我们常见的产品要轻200 q。该产品的寿命是其他产品的3倍,对那些夜间开车时总是喜欢开前雾灯来辅助提高亮度的驾驶员来说是个非常好的选择[2]。无汞疝气灯是指用锌等无害物质来替代汞,使其更加环保[3]。无汞灯的最大好处是氙气充气气压提高到比含汞灯大1倍,并将启动电流增大到3.2 A,使灯的启动速度达到了快速的要求[4],从而节约了能源。可以看出,疝气灯既能提供高亮度保证安全,同时也是非常节能的产品,是目前和未来汽车照明系统中被广泛应用的车灯。 当然,疝气灯的应用是需要一定条件的。由于疝气灯对灯具的设计精度要求相对比较高,不能自行改装,如果达不到配光要求会造成光污染,这就要求增大市场上疝气灯原配车的数量,与此同时带来的成本问题就是现在急需解决的问题。 1.2 LED灯 LED 是一种利用电子发光原理制成的半导体器件,它可直接将电能转化为可变光,具有发光效率高、寿命长、耗电少、体积小等特点,被称为21 世纪的“汽车绿色照明光源”[5]。从制造工艺上讲,生产LED 光源所使用的材料不含重金属,与其他光源相比发光效率可以提高20%以上。LED 的寿命很长,平均无故障工作时间为10 万h,并且LED 属于实心封装的固体光源,其抗振动性也是其他光源无法比拟的,从这些优势来看,LED无疑是节能环保的首选,正是由于这一点,LED灯在汽车内饰照明中也得到了广泛应用,奥迪A8 可选装的带环境照明的照明套件就是这种应用的典型的例子[6]。由于LED灯的节能性非常好,其还应用于城轨车辆的照明系统中[7]。 LED 作为汽车照明光源不仅兼具环保性,更重要的是保证安全可靠性。例如2008年在奥迪研发的一种远光灯便能让驾驶者在夜间行车时,不会因为灯光过亮而使迎面而来的车辆司机暂时爆盲。通过改变灯光的分步,使这种技术得以实现: 一套电子系统不停地对任何正在接近的车辆的距离进行测试,以确保在不刺激到对面车辆驾驶者的同时,对前方道路进行最理想的照明,比如,当在城市中行驶时,内饰灯光会更亮一些;而在乡村道路上行驶时,灯光则会自动变暗,以免影响车外的视野[8]。实现这种功用的车灯就是用LED灯制造的。 LED的安全性更主要的是体现在它的快速反应能力方面,在真人实车试验中,同一个人在时速80 km的情况下开始刹车,观看LED 灯会比白炽灯反应速度快,提前4~5 m实现全车制动。这种突出的快速反应能力应用在尾灯中,可以极大地提高驾驶者的安全[8]。 由于LED的成本问题,前些年这种灯只局限在像锐志、皇冠、凯迪拉克、速腾、荣威等中高档轿车上,但发展到现在,很多中低档车也应用LED灯。 2010年,汽车制造商在一级方程式赛车上率先采用并欣然接受LED灯作为尾灯、刹车灯和白天行车灯[9]。由此,LED灯的安全性和节能性是显而易见的。 LED灯发展的越来越快,但仍有需要改进的地方。最大挑战就是LED的自热问题,这个问题如果得以解决,不但会是照明达到更好的效果,成本也会相应降低。提高LED照射广度,同时降低外界环境对其影响,相信这些方面是当今和未来LED研究的重点,如果解决将大大促进LED的发展。 1.3 光纤照明 光纤技术具有光电分离、降低能耗和绿色环保、安全可靠、可重复利用等优点,目前也应用在汽车照明系统中。在传统的汽车照明系统中,光都是通过将电能转换成光能直接得到的,光与电是分不开的。但电有一定的危险性,所以很多场合都希望光与电分开,排除各种隐患,确保照明的安全性。而光纤照明正好可以实现这一点,使光源与照明装置成功分离,如此一来不仅便于汽车电器产品的模块化研究,同时也易于产品的更换和维修[10]。目前,主要应用于汽车前照灯和前雾灯上。光纤照明的这种光电分离的优势联合其柔性传输,使其不仅应用于汽车前照灯和前雾灯上,还可以运用到汽车内外饰上,为汽车提供大面积、高质量的室内外照明,从而大大提高了汽车的安全性、舒适性和新颖性。例如阅读灯的多点照明、迎宾踏板的背景亮化、仪表盘的轮廓勾勒、车身内部装饰等[10]。 1.4 智能车灯 汽车的智能化促进了汽车车灯的智能化,为了确保汽车照明的安全性,2008年奥迪就在努力创造一种能够自行思考并提前做出反映的智能车灯[6]。飞利浦的有些汽车安装了疝气灯的车主呼叫系统,也是一种智能化照明系统,这种系统能使疝气灯发挥更大的安全优势[1]。2006年,奥迪研究了主动式旋转头灯,使前灯光束形状随周围环境的变化而变化。同时也已经出现了一种智能化前照灯系统――动态转弯灯,它的特点是在不同的转弯半径下, 该前照灯能够在水平±150°之内摆动, 这使得转弯时近光灯照亮区域几乎扩大了1倍,以帮助驾车者能够更好更快地适应弯道路况。当转弯半径为 190 m时,普通前照灯可以照亮前方弯道30 m左右处, 而动态转弯灯可以将照亮弯道区域再延长25 m左右。在激活远光灯功能时, 动态转弯灯同样发挥作用[11]。 1.5 白天行车灯 白天行车灯简称DRL,是为白天行驶安全而照明的,这种灯明显地降低了交通事故的发生数与伤亡率。在欧洲许多国家尤其是北欧的国家,DRL 是强制要求执行的,加拿大及美国也要求执行[12]。 1.6 前照灯技术 汽车照明系统中前照灯系统对汽车安全的影响最大,下面谈几种先进的汽车前照灯技术。 1.6.1自适应前照灯系统 夜晚行车的人都有这样的体会,在漆黑的夜晚,路上的视线死角远比白天多。特别是在没有路灯又有许多弯道的路上,驾驶者的视线被限制在大灯光束照射的直线范围内,对于弯路中突然出现的人或物,多半也只能听天由命。美国高速公路安全保险协会的统计数据显示,夜晚发生交通事故的概率是白天的 1~1.5 倍,20%以上的致命交通事故发生在午夜至清晨六点,但这个时段的车流量仅占全天的2.4%。这项统计数据不仅反映了黑夜为驾驶员带来的危险,行人同样因汽车照明的欠缺而处于险境之中[13]。为了改变这种情况,提高照明的安全性,一种自动转向前照灯应运而生。 汽车自动转向前照灯又叫自适应转向大灯系统。它能够根据汽车方向盘角度、横摆角速度和车速,不断对大灯进行动态调节,适应当前的转向角,保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致,以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶员提供最佳可见度,从而增强了黑暗中驾驶的安全性。在路面无(弱)灯或多弯道的路况中,扩大驾驶员的视野,在对面来车时提前提醒驾驶。自适应前照灯系统中有一个很重要的部分――操作检测系统,它是用来实现前照灯照明方向自动调整所必须的。早在2006年,这项技术已有专利[14]。 1.6.2汽车前照灯自动调平系统 在夜晚行车时, 路况变化、装载量的变化、制动和加速控制等情况都会引起车身倾斜角度发生变化, 进而使近光灯的光束倾角发生变化, 这样很有可能会造成迎面来车的驾驶员视距丧失或者产生强烈眩目感, 产生安全隐患。汽车前照灯自动调平系统就是解决这个问题的一项技术。该系统工作时, 会根据车辆负载的变化自动调整HID前照灯的投射俯仰角度, 确保其投射高度在合适的范围内, 既达到良好的照明效果, 又不会对迎面车辆的驾驶员造成眩目, 有效地保障了行车的安全[15]。 为了保证夜间会车的安全,汽车前照灯必须具有正确的光束照射方位角。国标GB 7258-2004机动车安全运行技术条件中规定:机动车近光灯和左远光灯的光束水平照射方位角向左偏差不得大于58.4′,前照灯其余光束的水平照射方位角偏差不得大于2. 0°。前照灯光束照射方位角的检测是汽车安全性能检测的必检项目之一,所以目前发展的汽车前照灯测量误差修正系统[16]是必要而且重要的。这种技术可以大大保证光束照射方位角测量的准确性,从而保证汽车行驶的安全性。 2 结语 在提倡安全节能的今天,汽车照明系统也到了安全节能的新时代,而且有了上述的发展。各种技术在照明系统中的应用使照明系统日益完善。当然,考虑到成本问题以及技术的成熟度问题,还是要有很多改进才能将这些技术普及到中低档汽车以及货车和客车上,而为社会带来更大利处。比如降低LED车灯的成本、解决LED自热问题、提高自适应前照灯系统的技术和智能车灯的完善等这些问题都是未来需要解决的问题。但汽车照明系统越来越先进、越来越安全环保节能、越来越人性化这是毋庸置疑的,安全节能这个趋势是其发展的必然。
环境工程方面论文:微生物环境工程论文 1微生物对污染物的特性及降解 1.1微生物的特性 微生物具有繁殖速度、数量庞大、个体小、代谢能力强、容易突变等特点,和其他的生物相比较,微生物适应环境的能力更强。当外界环境发生变化时,例如存在新的化合物时,一些微生物能逐渐改变或者适应环境的变换,微生物能根据环境的变化,突变成新的群体,或者产生新的功能,适应环境的变化,微生物的这种特性使得它们成为降解环境的污染物主要部分。 1.2微生物降解 微生物能将生物外源性物质转换成毒性比较小,或者容易被其他微生物降解的化合物,例如降解转化杀虫剂DDT等。微生物对生物外源性物质的转化形式主要有脱卤(如DDT脱氯)、还原(如还原生物外源性物质的硝基)、水合反应(如有机氰的水合反映)等几种情况。洗涤剂化合物可以分为阳离子、阴离子、非离子、两极电解质等四种情况,随着洗涤剂的大量使用,排入环境中的洗涤剂越来越多,但洗涤剂造成的环境污染没有增加,经过研究表明,主要是由黄单胞菌、诺卡氏菌等微生物在防治洗涤剂引起的环境污染。微生物不仅能转化生物外源性物质,还能将这些物质分解掉,逐步将大分子化合物变小,有的物质则可以被彻底的降解为CO2、H2O等无毒无害化合物。 2微生物在废弃物处理中的应用 对于不同的环境污染问题和不同的环境污染类型,有不同的处理方法,总的来说,可以分为化学法、物理法、生物法等三大类,在进行处理污染物时,可以单独使用某种方法,也能几种方法结合使用。由于化学法和物理法的投资比较大、成本比较高,并且存在二次污染的现象,因此,常使用生物法进行处理。生物法是指利用系统中的生物,尤其是微生物,来转化、降解污染物,达到污染物处理的目的,生物法具有污染物处理速度快、效率高、消耗低、成本低、无二次污染等优点,在环境处理中有十分广泛的应用。 2.1城市垃圾生物处理技术 固体废弃物的处理方法有很多种,例如堆肥、填埋、焚烧、发电等,垃圾堆肥是利用垃圾中原有的微生物进行自然发酵,这种方法的处理时间比较长,并且处理量比较小;垃圾填埋需要花费很长的时间,并且还会占用大量的土地,同时填埋的垃圾还有可能污染地下水源;而垃圾焚烧会产生大量的废气,引起二次污染,同时还有可能引起火灾隐患;因此,较好的垃圾处理方法是垃圾发电。随着科技的不断发展,新的城市垃圾生物处理技术逐渐被研发出来,这只给技术是先经过筛选,将可以回收的资源进行回收,然后加入具有特定功能的微生物进行厌氧发酵或者好氧发酵,并收集发酵过程中产生的沼气。充分发酵后的垃圾能当做肥料,用于农业生产中,这种处理方法的处理量,能自动控制发酵过程,并且发酵形成的肥料质量可以得到保证。 2.2污水生物处理技术 污水的处理方法也可以分为化学法、物理法、生物法三种,目前,在进行污水处理时,经常会使用生物法或者生物法与其他方法相结合的形式进行污水处理。根据污水处理系统中微生物的状况可以将生物法分成生物膜法、活性污泥法、悬浮细胞法等几种情况,其中活性污泥法在城市污水处理中应用最广泛;而生物膜法的效率是最好的,在一些特殊行业的废水处理中比较常见。 3微生物对环境修复的作用 3.1生物修复 对于污染严重的环境,是不能利用垃圾处理或者废水处理的方法进行修复的,近年来,环境治理的专业人士研究出一种能治理大面积环境污染的技术,也就是生物修复技术。生物修复技术也可以称为生态恢复技术,这种技术是利用处理系统中的微生物的代谢活动,将污染现场的污染物浓度降低、转化、降解,将这些污染物转化为无害化物质或者元素,生物修复技术可以分为环境条件修饰和讲解污染物两种情况,目前,生物修复技术主要用于农田农药污染和石油污染中。 3.2生物杀虫剂 在进行农业生产时,采用化学农药很容易形成污染物富集的现象,而采用生物农药则能有效地避免这种现象出现。目前,生产运用最多的生物农药是由苏云金芽孢杆菌生产的BT生物杀虫剂,这种杀虫剂中含有有毒蛋白质,昆虫吞食后会中毒死亡,同时这种杀虫剂的主体是苏云金芽孢杆菌,不会对环境产生危害。BT生物杀虫剂是一种高效、安全的生物杀虫剂,能有效地防治农作物害虫,同时还能杀灭蚊虫,因此,在进行农业生产时,可以采用生物杀虫剂,从而有效地缓解环境污染的现象,促进环境修复。 4总结 随着生态环境的恶劣,人们的环保意识越来越强,对环境治理要求也越来越高,在进行环境治理过程中,传统的化学法、物理法往往会产生二次污染,而生物法能快速、高效的处理各种污染物,因此,在环境治工程中,要根据实际情况,选用的合理生物法,从而有效地提高环境治理质量。 作者:宋静佳单位:吉林市昌邑区环境保护局 环境工程方面论文:翻转课堂环境工程论文 一翻转课堂在环境工程物探课程中应用的意义 环境工程物探是地球探测与信息技术和应用地球物理专业都会开设的一门专业基础课,它涉及浅层地球物理勘探的多种方法,包括地震勘探、电法勘探、声波法探测和探地雷达探测等。是针对深度在0-200m范围内的地下介质的结构和性质开展地球物理探测的一门课程。由于本课程所涉及的探测方法多达五到七种,在有限的学习时间内,教师除了要让学生理解各种方法的原理、了解各类勘探的依据外,还要让学生掌握仪器设备的操作方法和探测数据的处理解释流程,并完成实践能力的锻炼,这对于课堂教学模式而言,是一个很难完成的任务。传统的课堂教学模式,学生只能被动地接受理论和实践中所涉及的各类知识,在课程短、内容多的教学条件下,学生获取知识像“放电影”的过程一样,被动地“观赏”了一遍,结果导致课程结束后,很多学生甚至连各种仪器最基本的连接和设置都没有学会,理论知识也会因为内容较多而产生混淆模糊,教学效果并不理想。针对这些问题,本文将通过引入翻转课堂的教学模式,以学生为主体来培养其理论学习的主动性,锻炼其实践过程中的可行性,最终达到符合环境工程物探这门课程的学习要求和教学目标。 二翻转课堂在环境工程物探课程中的应用 尝试本研究结合实际情况,在环境工程物探课程中的“探地雷达实验课”上,采用翻转课堂教学模式进行了初步的尝试。探地雷达是一种常用的浅层地球物理探测方法,依靠向地下发射高频脉冲电磁波并接收反射回波达到探测目的,具有无损、连续、高精度的探测特点。目前已经广泛应用于公路铁路检测、地埋管线探测、浅层水文地质环境调查等领域。探地雷达实验课需要预先设置探测内容,设计探测方案,完成仪器操作并处理分析数据,最后给出探测结果,这一整套过程具有环境工程物探这门课程中其他方法实验课的典型性。因此,选择该方法实验课进行翻转课堂教学,也具备该课程的代表性。 1翻转课堂的教学设计探 地雷达实验课通常的实施环境为学校内具有已知地埋管线的校园道路上方,学生在学习了雷达理论知识和探测原理的基础上,根据所学的仪器操作步骤和探测设计原理,对埋地管线开展探测,达到探明其位置和埋深的目的。该实验课的教学目标是验证学生的理论学习情况,并锻炼学生的实际操作能力。在该实验课开展前,学生在前期的课程中主要学习到的是探地雷达的原理和构造,以及仪器的结构和功能,并没有亲自开展过探测设计和仪器操作。在课堂上有限的时间内,学生通过被动的学习这些知识,很难形成一整套工作方案,导致实际探测效果不理想。此外,在实验课中学生往往只对实验仪器本身感兴趣,忽略了重要的探测设计步骤,这又会导致增加了操作的盲目性,从而达不到预期的探测效果。本文为解决上述问题,按照翻转课堂的教学理念进行了以下课程设计:在实验课开始前,学生依据教师制作的视频和手册等学习内容进行理论学习;实验课上,教师将学生进行分组,并将大多数时间交给学生独立操作,仅留20分钟进行总结和讨论;然后,学生以小组形式完成探测实验报告。最后,教师通过对学生提交的报告对本次教学进行评估,以邮件的形式纠正学生在实验中出现的问题。 2翻转课堂的教学过程 根据上述的教学设计,本研究对该课程的探地雷达实验课完成了以下的教学过程:一,在实验课开始前,教师将相关的探地雷达理论知识和勘探设计依据,使用视频录制软件制作成基于PPT(PowerPoint)的教学视频,提前一周发给学生,使学生有学习准备时间,能够充分掌握知识。二,同样在实验课开始前,教师将依据课程所使用的中国矿业大学(北京)自主研发的GR(Geol-ogyRadar)探地雷达系统、GR软件处理系统,和本次实验课的探测目标,编制仪器操作手册和软件使用说明。这部分内容是将围绕地埋管线进行的探地雷达采集参数设置、测线布置原则和数据处理流程编制成册,让学生结合理论知识预先熟悉工作流程,并思考工作步骤中的细节。三,在授课过程中,首先对学生进行以10人为单位的分组,充分发挥“翻转”理念,以学生为主导让各小组自由安排探测中的各项任务。在各组分别开始探测工作的过程中,教师首先规定本次探测的总时间,并不主动干预他们的独立工作进程,仅在发生容易导致仪器损坏的操作或其他严重错误时才主动介入,其余时间仅接受学生的提问和咨询。四,课时的最后20分钟,教师对各组的探测过程和结果进行点评,并提出让学生思考的问题和探测报告的要求。五,课程结束后一周内,学生将报告以邮件形式发给教师作为教学的评价依据,教师也将通过邮件点评报告中的问题和学生的思考,并对探测过程和探测成果进行总结评分。 3翻转课堂的实施效果 通过上述翻转课堂教学在探地雷达实验课程中的实施,发现将理论和操作过程的学习放在课外,学生可以有充分的时间学习预备知识,并讨论设计课堂上的探测方案。这样,学生大多可以在课堂时间内较独立地完成一整套的探测工作,节约了课堂时间的同时,也克服了探测目标的不明确性和仪器操作的盲目性。这种以主动学习来解决问题的教学方法,对于理论学习和操作实践的教学效果明显好于单纯的教师讲解。绝大多数学生都会为了达到实验课上的管线位置探测目标而思考、准备。并且在分组条件下,学生更能够集思广益,通过相互提醒、沟通的方式,思考小组其他成员的思路,弥补自身方案设计上的不足,最终每个小组所开展的实验、方法都很合理、完善。而课堂时间中最后20分钟的教师点评,又非常好地确保实验课教学效果,即使大多数同学都出现的小错误,也可以在这个环节里被及时纠正。最后,通过布置学生撰写实验报告,达到了一个完整探测过程的拟真化,让学生切实感觉到自己在做一项工作,增强了他们的信心,也激发了他们的兴趣。而教师则可以根据这份报告对学生知识的掌握情况进行判断和评价。电子邮件的交流则针对报告中的错误或问题,给学生又增加一次纠正或改进的学习机会。因此,翻转课堂的实施,提高了学生在实际操作上的信心,增加了学生对学习的兴趣,同时也让他们体会到使用专业知识解决实际问题的成就感,提高了他们对专业学习的兴趣和自觉性。另外,也锻炼了学生之间的交流和沟通能力。 三结语 本研究通过在环境工程物探教学中实施翻转课堂理念,根据在这一理念下的教学设计、教学过程和教学效果的分析,发现该方法在环境工程物探课程的探地雷达实验课中能充分发挥学生的主导性,提使学生获得了学习的主动权,提高了学生的实际操作能力,有利于提升教学效果。但是,翻转课堂中教师的工作任务较普通教学方式增加较多,除了花费大量时间设计课程、制作教学视频和教学资料外,组织课堂讨论、答疑解惑、评估和反馈等现场教学工作也比单一的讲述更加繁重。不过也正是由于教师付出了更多,才使得学生在课堂的有限时间内获得了更多的锻炼和适应机会,并对知识的掌握更加牢固。因此,翻转课堂理念在环境工程物探专业的教学中是可行的,适合进一步推广和应用。 作者:崔凡单位:中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室 环境工程方面论文:污水处理城市环境工程论文 一环境工程的概述 所谓环境工程,简而言之就是指有关保护环境方面的一些科学技术。详细的来说,就是为了在发展经济的同时能够避免环境污染并能够提高环境质量的相关举措。环境工程所涉及的学科领域较为广泛,它不仅包括最基本的生态学,还包括环境医学、环境物理学、环境化学等等,此外,环境工程建设内容也较为复杂,难以掌握。环境工程建设是近些年来出现在城市化建设过程中的新兴科学技术,在很多方面的研究还并不成熟,只见雏形。就当前而言,这种科学技术的应用主要表现在污水处理、固体废弃物处理、大气污染处理以及城市绿化建设等。就我个人而言,我认为环境工程建设解决了当前城市发展中几个基本而且主要的问题,同时也是城市发展所面临急需解决的问题。不可否认的是,城市建设与城市环境工程建设不可分割,当然城市环境的优劣也与我们自身利益密切相关这也是毋庸置疑的。因此,我们必须要把环境工程建设作为城市建设的前提条件,使城市建设与环境工程建设紧密结合,要在保护环境的基础上促进城市各方面的发展。 二城市环境工程建设面临的难点问题 1城市的污水没有得到及时处理问题 城市生活的污水主要有三个来源:生活污水、工业废水和城市径流污水。城市环境工程建设当中,污水的处理是一个很重要的方面,但是,目前存在的问题主要是污水处理实施比较落后,在每个区域建设当中存在着很大的不平衡性。污水处理不及时,污水的回收率差,没有进行集中处理等等。这些都是城市环境工程建设面临的重大问题。 2城市生活垃圾没有进行无公害的处理 在城市环境工程建设当中,对城市生活垃圾的处理还停留在传统的做法上,或者采用运输到郊区进行掩埋的办法或者是进行焚烧处理而已。这种办法存在着投资大、运转成本高,同时垃圾中的有用资源也会被烧毁,加上,现有国内焚烧厂运行均比较困难。没有进行生活垃圾的无公害处理是城市环境工程建设的一个相当严重的问题。 3城市园林绿化建设相对落后 园林建设在城市环境工程建设当中有着很重要的作用,不仅能够降低城市的噪声和空气污染,还能够改善城市的居住环境,提升居住品质。但是在我国的城市建设当中,对城市的园林绿化建设重视不够,片面地强调加大商品房和高档住宅的建设,导致很多城市布局紧密,没有足够的绿化空间。我国城市的园林绿化和发达国家之间存在着很大的差距,在各地的城市发展当中,建设水平也不一致。总体上看,城市园林绿化建设相对落后于城市的高速建设发展,将会严重限制未来城市的进步。 三城市环境工程建设难点的应对措施 1提高对环境工程建设的认识,加强宣传和监督 城市环境工程建设不是城市建设部门自家的事情,而是和广大的市民联系在一起的。为了能够最大限度地调动社会上的力量,参与到城市环境工程建设当中去,不仅要求相关的建设工作者提高对环境工程建设的认识,还要加大对环境工程建设的宣传,号召社会力量结合起来,进行必要的监督。让广大的市民对环境工程建设有所了解,提出对环境工程建设的意见,加快城市环境工程的建设步伐。 2鼓励社会多元化的投资,强化环境工程建设的体制建设 城市环境工程是一项耗资比较大的工程,在发展当中不仅要求政府提供必要的财力支持,还鼓励社会上多元的投资力量参与到其中来。建立起必要的环境引导机制,加强宣传,加大政府对这些参与者的奖励和维持,调动他们的建设积极性,推动整个城市环境建设的发展。 3充分发挥政府的管理职能,做好协调工作 对环境工程项目的规划、土地、立项、环评、贷款等前期工作中遇到的问题及时解决。加大对有关部门的管理考核。在进行一项环境建设工程的过程当中,需要结合环境的评估,对该项目进行引导和监督。在建设的开始就做好环境保护工作,避免城市建设和环境保护不相协调的情况。 4加大技术的发展 推进城市的污水处理和垃圾处理。城市的污水处理和垃圾处理是两个重点的工作,需要有一定的技术支持。要对污水处理企业的垃圾处理部门进行监督管理,督促他们运用比较合理的方式,进行污水和垃圾的处理。还要求出台相关的政策措施,一方面对这些企业进行保护,一方面需要有相应的优惠政策的鼓励,让他们能够积极主动地采用比较先进的技术,进行开发、生产、推广、应用绿色建筑技术和产品。运用高新科技,是城市环境工程建设当中的一个重要方面,也是环境工程建设收到效果的重要保证。 四结束语 城市发展是整个国家经济快速发展的根本,而城市环境工程建设又是城市得以健康发展的基础,城市环境工程建设不仅关乎国家经济发展的前提,也与我们自身利益密切相关,由此看来,城市环境工程建设尤为重要。然而,为了使环境工程建设得到良好发展,政府在给予大力支持的同时,每个公民都应树立较强的环保意识,为环境工程建设贡献自己的一份微薄之力。总而言之,言而总之,要在当今各国竞争日益激烈的国际大形势下促进我国经济的又好又快发展,我们必须要搞好城市环境工程建设,在此基础上大力发展经济,真正做到坚持科学发展观,走可持续发展道路,实现生态发展。 作者:曲进单位:辽宁碧海环境保护工程监理有限公司 环境工程方面论文:学生实践动手能力环境工程论文 一、提高环境工程专业学生实践动手能力的途径及方法 1.推进教学模式改革,以案例、问题、项目为中心组织教学 近年来,我校环境工程专业根据专业培养目标,积极探寻教学模式改革,采用案例型教学及前沿学术动态研究型教学两种方法相结合,培养学生的实践能力和创新能力。各专业任课教师均具有较强的专业实践能力,比如针对“环境评价”这门课,在授课中教师将枯燥的理论和实际应用有机结合起来,让学生对理论知识有形象直观的认识。比如在讲授“建设项目分类管理”时,教师会选用一些实际项目的基本概况让学生通过查阅国家分类管理名录,判断各项目属环境影响报告书还是报告表、登记表,让学生学会如何应用理论知识。此外,主讲教师还从近年来完成的环境评价项目中挑选一些有代表性的案例纳入课堂教学内容,让学生提前查阅项目的生产状况、生产工艺,在课堂上先让学生对污染物的产生节点、污染物的处理及排放等情况进行讲解,然后主讲教师进行点评及修正。教师将实际环境评价案例与理论教学紧密结合,将枯燥的理论文字转化为实际应用。此外,针对部分具有科研性质的理论授课内容,教师则布置学生查阅与授课内容相关的前沿科研文献,让学生利用学校图书馆及网络查阅国内外期刊网、国家环境保护相关网站和其他专业技术网站等进行知识归纳和总结整理,形成自己的观点和想法,有效培养和提高了学生查阅文献、分析问题和解决问题的能力。同时,针对和实际应用密切相关的课程,聘请在企业工作的工程师进入课堂,讲授和实践工程相关的专业课程。以工程师作为教师可进入课堂,也是切合了我国对“卓越工程师计划”中对学生培养的要求,同时也为学生带来更多实际应用中本专业的问题,以及先进的设备、方法,也使得学生在课堂中充分了解了企业的需求和变化,进一步提升自身课堂知识的实际应用能力。 2.优化环境工程专业课程设置 针对目前环境工程专业人才培养过程中存在的问题,进一步适应社会需求,以培养学生工程实践和创新能力为指导,促进学生多元发展,在专业基础课程和专业课程的课堂讲授、课堂实验、课程设计、基础及专业课程的综合大实验以及毕业设计中,涵盖了环境污染治理工程设计、环境污染监测、环境规划与评价等基础理论和工程实践知识体系。环境污染治理工程设计在原有水、气、固三大方面课程的基础上,增设了“特种废水处理技术”、“工程项目管理”、“环境工程施工技术”、“给水工程”等选修课程,同时增加了环境工程课程设计的内容和课时,由原来的1个综合的课程设计调整为4个和课程直接相关的课程设计,这样可以使学生在课程理论学习和实践设计中进一步完善自身的污染治理工程设计能力、实践能力和施工能力。 3.依托各种竞赛,培养学生创新实践动手能力 探索和实践是人类发现和认识新事物以及新规律的重要手段。而如何使学生能够自发的去探索和实践是培养学生创新型实践动手能力的关键问题。考虑到此问题,我校积极开展各种科技竞赛的宣传,鼓励学生广泛参与,以此来带动学生的积极性,使学生能够自主地进入实验室进行探索和实践。同时我校还为学生的创新活动提供了“科创基金”。学生根据自己的兴趣爱好,在老师的指导下组成5~7人左右的科创小组,自己选择研究项目的题目,自己设计研究方案,撰写项目申请报告,并向立项评审组作申请答辩,阐明此研究项目的重要性、可行性和创新点等问题。项目批准后可获得基金资助,在导师指导下,在相应实验室内完成项目研究,并向评审小组作结题答辩,提交结题报告。针对学生的各种科技创新实验,环境工程专业的所有实验室给学生提供了良好的科研创新环境和条件,由于地点和设备的限制,专业教学实验室采用分时段使用的原则,在非专业教学时间,通过需要实验室学生的申请,可对学生全天候开放,真正锻炼了学生的实践动手能力和创新能力。 4.拓展学生视野的多样性实习实训模式 在各工科类高校中,实习、实训都是一种有悠久传统的培养学生实践能力的教学模式。实习、实训为学生创造了实际工作环境,是他们将所学知识应用于实践,适应社会,提高综合实践能力的重要环节。首先,安排学生在学习完专业基础课后、学习专业课之前,先到污水处理厂、湿地、植物园和环保设备实验室等单位进行认识实习,先了解周边典型的环境状况,以及污染物处理等情况和处理工艺、面临的难题,将现状和问题带回来,在专业科的教授中有针对性地对这些问题进行讲解探讨,教师和同学一起提出一些合理化建议和技术改进措施,使学生必须面对实际问题,不能纸上谈兵。其次,还充分利用学校现有的教学资源和良好的环境资源,对部分课程的实习内容进行了拓展,对本地区的海洋、河道和部分区域的水、土壤和大气进行环境评价,学生按照提供的原始资料,自行确定取样断面,采集样品并进行分析监测,然后利用系统分析的方法完成评价要求,撰写评价报告,这一举措让学生非常完整地经历了环境评价的所有过程,对提高学生的综合能力大有裨益。 二、基于“3+1”培养模式的毕业设计(论文)运作模式 “3+1”的培养模式是我校特有的人才培养模式,此培养模式中“3”是指将原本需要在四年时间内完成的课程学习时间安排在三年的时间完成,而“1”是指在大学第四年的时间里,没有课程的安排,整年的时间主要以毕业设计(论文)为主。这样的培养模式可以充分发挥大四学年的利用效率,也可以因材施教,更好地培养学生的实践动手能力。①科学选择毕业设计(论文)题目,充分利用“1”的时间。选题是否合理、是否科学是做好毕业设计的前提。指导教师根据自己的科研前沿内容和实际生产的需求,提出和解决实际问题相关的毕业题目,然后,学生结合自己的兴趣和以后的工作预期进行题目的选题。在“1”的期间内,学生可以充分调研和题目相关的企业、工厂,并利用学校和社会的各种资源完成毕业设计(论文)。②利用校外资源,研学结合的模式。由于我校特殊的“3+1”人才培养模式,我校大四学生在毕业设计期间,时间较充分,可以灵活应用。为了充分发挥我校“3+1”培养模式的优点,同时结合环境工程专业特点,积极寻找可以合作的校外资源,如北京大学环境学院、秦皇岛第一污水厂、秦皇岛第六污水厂、深圳职业技术学院、中国环境科学研究院固体废物污染控制研究所等。将学生的毕业设计题目和校外毕业实习综合一体,可以使学生在提前接触到环境工程专业工作的实质的同时,也完成了自己的毕业论文。 三、总结 综上所述,对于环境工程专业学生实践动手能力的培养,仍然需要充分发挥教师、学生两方面的积极性,加强师生互动,增加学生参与各种科研、实验的机会,努力提高环境工程专业学生的实践动手能力。 作者:李娜周秀艳吴明松王玉恒赵喆杨柏林单位:东北大学秦皇岛分校 环境工程方面论文:课程建设环境工程论文 一、多媒体课件及课程网站的建设 通过增加多媒体课件,让学生主动搜集材料,与教师课件形成互动,双方讨论较多,由此实现课程建设上的良性循环。其次,环境工程微生物学相关课程网站的建设是今后课程建设的必要性工作。目前已经进入信息化时代,教师的理论仅是一种必要性辅助和参考,学生才是主体。网站建设工作不能一蹴而就,必须在学生之中展开调查,并且结合学校情况展开,是一项长期课程建设工作。 二、课堂教学环节的建设 在环境工程微生物学的课程建设中,我们还需在课堂教学环节的建设上努力,一方面减少课堂中的各种废话,另一方面加强实际案例分析,让课堂教学犹如实际工作一样,告别之前的枯燥、无聊。在课堂教学环节建设中,可首先进行课程章节编排,不要完全按照教材指示做,而应根据学生学习能力和之前知识掌握决定。之后,在具体教学工作中,必须保证实际案例的大量分析。例如,介绍微生物营养类型时讲述自养微生物与异养微生物的特点,并引申出炼油厂废水处理工艺顺序,将微生物营养代谢特点与相应工艺流程结合起来。又如讲解微生物的鉴别培养基内容时,以大肠菌群检测操作视频为例,不仅使学生掌握鉴别培养基的组成及鉴别原理,而且了解水质检测的基本操作。最后,应引导学生主动学习,形成自己的知识脉络和应用能力。 三、实践教学环节的建设 面对社会对环境工程微生物学类型人才的需求,实践工作中的培养已经成为课程建设的必要环节。本文认为,在环境工程微生物学课程建设中还应该增加实践教学环节。目前,国家在教育方面的投入力度较大,校方可与一些环境工程微生物学的企业相互联系,带领学生参观企业内部或者一些产品制作,让学生了解自己的知识运用方向和研究方向,在实习过程中学生能找到符合自己的职位,对今后人才培养具有较大积极意义。因此,实践教学环节建设应在日后课程建设中当做重点对待,且不应贸然地联系企业或者实习单位,应在充分调查研究后决定,减少学习阻力。本文对环境工程微生物学课程建设展开讨论,从现有课程看,环境工程微生物学与过去相比有了较大改变,学生在学习过程中虽然增加了一些挑战,但更愿意用自己的所学所用应对挑战,完善自身的知识体系。同时,相关院校还成立了环境工程微生物学课程建设小组,不断研究与分析,如何才能促使该课程更丰富,该举措具有较大的积极意义。相信日后环境工程微生物学在课程建设及实践方面,能够获得更大的教学成果和更多的人才。 作者:王锦瑞单位:上海市环境学校 环境工程方面论文:民族院校环境工程论文 一、民族院校环境工程专业学生工程实践能力提升对策 第一,转变教育理念:理论和实践并重。各民族院校应该注重能力培养,着力提高环境工程专业学生的实践能力和创新能力。要把环境工程专业学生培养成多能的复合型人才,既要有过硬的基础知识,又要有较强的工程实践能力。不但要强调理论学习,而且还要强调工程实践能力的培养。第二,加强工程实践基地的建设。实践时间短、实践基地建设困难、实践经费少、实践基地难找等等因素是环境工程专业学生工程实践效果不理想的直接原因,要解决这些棘手的问题,最主要的就是要建立稳定的实践基地。首先,要加强校内各实验室的建设。校内实验室的实践过程是培养学生实践能力一个最基本的环节。目前,一些民族高校实验室建设和管理经费不足,导致实验室的软件、硬件建设都跟不学生扩招速度,因此民族院校必须要加大投入,为学生提供最基本的实训场所。其次,要加强校内实践基地的建设。校内实习基地是大学生进行真实情景模拟的场所,是向社会实践过渡的桥梁,民族院校应该尽可能多地建立一些校办工厂、工程训练中心等作为校内实践场地。例如我校环境工程专业建立了中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心、重金属废水处理工程技术中心,不仅为学生提供了工程实践锻炼场地,同时加快了学校教学科研成果的转化,促进产学研的发展。再次,要加强校外实践基地的建设,校外基地是提高大学生工程实践能力最重要途径。第三,建立和完善学生工程实践能力的考核体系。要强化工程实践能力的培养,就必须将各实践教学环节的各个要素作为考评指标来建立一个综合评价体系,由此来评价学生的工程实践能力。具体来说,环境工程专业学生工程实践能力的多元评价因子,包括以下内容:基本实践教学、校内实践教学和校外实践教学基本实践教学主要包括基础实验和专业实验。基础实验主要有分析化学、仪器分析、无机化学、有机化学、物理化学实验。专业实验有环境工程原理实验、环境化学实验、环境监测实验、水污染控制工程实验、大气污染控制实验、固体废弃物处理处置、环境微生物实验、环境物理污染控制实验以及环境工程CAD绘图上机实习。校内实践教学包括课程设计、毕业(论文)设计、课外实践活动,校外实践教学包括认识实习、金工实习、生产实习、毕业实习、社会实践。将上述三大类中的各个评价因子纳入环境工程专业学生工程实践能力综合评价体系,最终评定学生的工程实践能力成绩,工程实践综合成绩与学生的评优、评先和推免挂钩,激发学生的积极性,来提高环境工程专业学生的工程实践能力。 二、学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面的做法 学校在环境工程专业学生工程实践能力培养方面做了探索,将培养模式、培养目标、课程体系、师资队伍、实践条件(校内外)、企业学习资源等有机的融为一体,并融入到整个培养过程中。主要在以下五个方面做了探索:学制:采用“3+1”人才培养模式:其中3由两部分组成:两年的基础能力培养,即自然科学基础课程学习和在第三年配备专业导师,学习专业课,进行一年的专业能力培养;1是指一年的企业工程实践能力培养,即学生在武汉水务集团排水发展有限公司、武汉森泰环保工程有限公司等企业进行学习,深入开展工程实践活动,参与企业技术创新。战略:实施SEI(科学、工程和创新)三种教育一体化的人才培养战略。高度重视学生培养质量,构建学生自我评价、教师评价、用人单位评价和行业评价多元综合评价体系。结合“民族院校”和“环境工程”专业自身特点,以环保产业的人才需求为出发点,不断优化工程实践能力培养目标,来提高学校环境工程专业毕业学生的就业优秀竞争力。分流:在培养教学环节上,采取“多途径、多规格”的动态,与美国加州大学、意大利罗马大学等高校合作,通过“普通班+国际化教学实验班”的结合,通过多种途径选拔学生进入,也实行淘汰机制进行分流。优秀学生在毕业后推荐到国外高校继续深造或合作企业工作,以激发学生的积极性。模块:构建了基于MSET(数学、科学、工程和技术)一体化的知识模块和基于DSTS(设计、模拟、测试、管理)一体化的能力模块,EPCM(工程、采购、建设、管理)一体化的实践模块。所有课程的培养均按模块化进行设置,学生课程包括通识课程、学科基础课程和专业课程三大模块。学生根据自己兴趣爱好选择某一课程模块修读一定的学分。工程实践作为一门应用实践类课程,学生可以通过科技竞赛获奖、参与科研创新、参与企业实践等多种方法获得相应学分,只要修满规定学分即可毕业,这充分调动了学生学习的积极性。特色:以工业水处理为特色,注重优秀课程的建设。进一步强化《水污染控制工程》专业课程的建设,建设方向要充分反映环保行业主流技术与前言方向。通过重金属废水处理工程技术中心和中小企业共性技术工业废水处理及回用研发推广中心两个校内基地的建设,科研带动教学,将科研成果转化为工程实践能力培养的教学资源,体现学校环境工程专业以“工业水处理”为优秀的学科特色。 三、结语 民族院校主要以少数民族学生为主,环境工程专业学生的工程实践能力与发达地区学生相比还有一定的差距,而环境工程专业又是一门应用型、技术性和实践性很强学科,因此,民族院校应该结合自身办学特点,把培养学生工程实践能力放在突出的位置,将工程实践能力的培养与教学内容、教学手段、教学方法相统一,逐步完善了实践教学体系。 作者:陈绍华杜冬云孙杰单位:中南民族大学化学与材料科学学院 环境工程方面论文:专业实践教学环境工程论文 一、环境工程专业实践教学必要性 实践教学是巩固和加深对理论认识的有效途径,是培养具有创新能力和创新精神的高素质人才的重要环节,是理论联系实际、培养学生实际动手和操作能力的重要平台。加强实践教学已经成为我国高等教育发展的必然潮流。高等学校的实验和实践环节是培养学生创新精神和创新能力最重要的场所。充分意识到实践教学在人才培养过程中的重要分量,针对环境工程专业特点,加强环境工程专业实践教学环节,在实践中培养学生的创新能力,已经成为新世纪人才培养和教育改革的要求。环境工程学科作为一门实践性很强的综合性学科,它主要是充分运用物理、化学、生物、生态、水文地质、法律、经济等多种学科的知识,综合系统的研究人类与环境相互作用及其控制和调整途径,用工程手段防治和解决有关环境污染问题。我国环境工程教育始于20世纪70年代末,随着国家对环保的重视,开设环境工程专业的高校占比由1977年的0.8%上升至2004年的37.9%。到2004年,设置环境工程专业的国内高校已达到247个。每年这些高校为国家输送了大量的环境专业人才。但是,众所周知,环境专业就业前景一直不是很理想,就业率一直低于兄弟专业给水排水工程,其原因可能和环境工程的实践教学不足有关。无论从环境工程的专业特点还是从当前环境专业学生的就业率,笔者认为在环境工程的教学过程中强化实践教学环节是必要且必须的,同时教研工作者还要不断更新实践教学的内容和形式。 二、开展环境工程实践教学的原则 实用型原则开展环境工程专业实践教学,要和专业岗位的要求相一致,与专业岗位发展密切相关。以此为原则构建一个层次清楚、分工具体的实践教学体系。如实验、实训教学平台可按照基础实验技能平台、专业岗位技能实训平台、专业岗位实践平台三大步进行设置。混合型原则混合型原则主要是指专业与实践指导教师的混合、理论和实践教学的混合、实验室与教室的混合等方面,淡化理论与实践教学、专业与实践指导教师、实验室与教室的界限,打破原来按学科设置实验室的传统布局,重新整合实践教学设施,形成一体化混合实践教学模式。 三、环境工程专业实践教学的方法探讨 1.在理论课教学当中紧密联系实际问题调动学生学习的积极性和主动性是有效提高教学效果的重要因素。课堂上,仅仅讲授一些理论知识,很难激发所有学生的学习兴趣,但如果在理论讲学过程中,能和实践知识很好的结合起来,就有可能达到事半功倍的效果。比如,笔者在讲授《环境工程概预算》这门课时,由于一开始只注重理论教学,给学生机械的灌输一些理论知识,就发现在课堂上很多学生注意力不集中;后来我通过课后的问卷调查发现,很多概念学生搞不明白,因此听起来也就没有兴趣。我这才恍然大悟,该门课程实践性较强,和实际问题结合起来讲授效果才会更好。因此,在随后的课程里,我举了大量的工程实例结合基本概念进行讲解,学生的学习兴趣和积极性果然有大幅度提高。 2.强化学生基本实验技能的培养笔者认为,为了学生更好的消化在课堂上学习的理论知识,应当强化学生实验课程的力度,能够有条件开设实验的课程都要安排专门的实验学时。针对实验教学,老师要合理安排实验内容,并在实验之前要求每个学生掌握实验原理和意义,而不是学生实验课上机械的动动手,走走形式。在实验课上,老师应加强和学生得互动性,多给学生提一些问题让学生思考,学生能够独立完成的实验尽量由学生亲自动手完成。这样通过一次实验课程既锻炼了学生的实验技能,又让学生在实际操作过程中加深了对理论知识的理解。 3.实践性教学环节应与实际工程或科研项目相结合环境工程专业的课程设计、毕业实习、毕业设计(论文)等实践性教学环节,有条件可以与教师的实际工程或科研项目相结合,那将比单纯的凭空想象的设计产生更好的教学效果。教师的科研项目或工程项目一般都含有环境工程技术新发展的成分,相关的实验研究、工程设计、设备调试都可以结合本科生的教学工作来实施。产学研相结合,让学生参与到实际的工程或科研项目中,学生将受益匪浅。比如,“大学生创新计划”就是一个很好的产学研相结合的成功范例。 四、结语 开展环境工程专业实践教学,一方面可以推动环境工程专业学科建设,另一方面可以培养和提高学生的综合素质。而如何为学生提供科学合理的实践教学体系,需要教研工作者长期关注和投入,任课教师更要结合社会实际需求、教学改革及课程建设要求等方面,不断健全环境工程专业实践教学体系。 作者:张彬谷晋川梅自良冯栩魏春梅单位:西华大学食品与生物工程学院 环境工程方面论文:实施装备环境工程论文 一、环境工程的实施 1.加强环境工程策划承制方应在方案阶段开展环境工程策划,制定环境工程工作计划,并在后期不断地完善和调整。在工作计划中全面规划装备研制、生产和使用各阶段的环境工作,在各种资源上加以保证,明确分阶段的环境工程工作评审,与研制阶段性评审相结合。在计划执行方面加以监督和控制。承制方应建立运行环境信息管理系统,并与型号故障报告、分析及纠正措施(FRACAS)系统相结合。装备环境信息管理系统作为装备全寿命周期的环境备忘录,全面、真实地记录产品研制、生产和使用过程中的环境信息,为本型号装备的环境适应性设计、试验与评价提供充分的支持,也为相似型号产品的设计与改进提供借鉴。本所装备研制生产故障数据表明,因供方产品环境适应性问题导致的故障占装备故障总数的70%以上。因此,在日益增加的、未研制过军品的单位参与装备研制生产配套的情况下,对供方严格地监督与控制尤显重要。承制方应在研制前期与相关供方沟通产品的实际使用要求,对供方产品提出明确的环境定量要求及监督控制办法,包括验收准则等。对环境试验或者服役使用中发现的供方产品故障,应会同其一起进行原因分析与纠正措施的制定、验证工作。 2.收集环境数据,开展装备实际使用环境研究分析环境分析应以环境数据为基础,在目前我国环境数据技术相对落后的情况下,更应提高对该工作的重视程度。确定寿命期环境剖面与编制使用环境文件是环境分析工作的起点与难点,订购方需在承制方的协助下完成。在可以从现有的数据库、模型或者仿真中获取有关数据的情况下,还应对数据质量和数据量进行分析和判断,以确定其可用性、有效性和可信度;当无法从数据库或其他数据源收集到足够可用的数据时,则应制定并实施使用环境数据实测计划,以获取使用环境数据类型及量值。订购方和承制方应实事求是、高度重视使用环境研究分析工作,消除环境适应性需求模糊等问题,为环境工程的实施提供准确的需求信息。有效地开展环境适应性设计和预计分析一旦形成了明确、定量的环境适应性需求,就应该严格纳入环境设计阶段。环境适应性设计准则应根据产品特点、环境数据,以及相关标准、手册和工程经验制定。环境设计以环境适应性设计准则为基础,并根据不同的环境对装备不同的破坏机理和影响,选择耐环境能力强的材料、元器件和工艺,以提高装备对预设环境的抵抗能力,或者考虑采取减缓其所在局部环境的严酷度等措施。环境设计完成后,应通过自然环境适应性和平台环境适应性分析和预计技术(包括环境仿真),分析和预计装备对未来自然和平台环境的适应性,通过分析和预计找出产品耐环境水平和薄弱环节,影响、改进设计,从而减少实物试验的反复,节省研制成本。 3.重视研制试验,合理考核试验,开展自然环境、使用环境试验在型号产品的研制过程中,承制方应尽早地开展环境研制试验,将产品设计缺陷激发为故障,尽早地发现不足并加以改进。不少承制单位对装备初样阶段的环境研制试验重视不够,导致环境适应性问题在最后的鉴定阶段甚至使用中暴露出来,解决起来需要付出更大的代价。对于装备的环境考核试验,应根据GJB150的要求,依据实际的环境参数,对环境考核试验进行裁剪,合理地设置考核应力种类、参数,尽可能地保证装备按照真实的环境进行试验考核。避免某种忽视实际的环境参数,一律按照最严酷条件进行试验的情况,提高装备的费效比和使用寿命。环境试验大纲的剪裁工作应充分地结合环境分析,明确装备的环境适应性要求,并通过评审等形式确定。自然环境试验是环境工程的一项基础性工作,是装备材料、元器件和构件等耐腐蚀能力信息的重要来源,能为设计人员改进设计提供充分的依据。使用环境试验是产品在其使用平台上,处于真实的使用环境、负载和接口的情况下进行的,是一种最真实的环境试验。承制方应提前策划,拟制使用环境试验大纲,会同使用方一起实施,及时地收集装备的使用数据,为真实地评价装备的实际环境适应性,以及后续装备的环境适应性改进设计提供准确的输入。 二、结论 综合上述分析,得到以下基本结论:目前海用装备环境适应性问题较突出,是影响装备研制生产和战备完好性、使用可靠性的重要因素之一。解决目前装备的环境适应性问题,仅靠“头痛医头”的方式,被动地解决出现的问题是不行的,必须在装备全寿命周期实施环境工程,才能提高装备的“本质环境适应性”。要实施装备环境工程,必须按GJB4239的要求,从环境工程策划入手,狠抓环境数据收集分析、环境适应性设计分析和预计,尽早地开展环境研制试验、合理地进行环境考核试验;同时,通过开展自然环境试验、使用环境试验获得宝贵数据,为现役装备改进和后续装备环境工程策划与实施提供可靠的输入。 作者:裴嵩单位:中船重工集团公司第七二三研究所