工程化学论文范文

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第1篇

在人才培养中，遵循工程“实践、集成与创新”的特征，将工程设计贯穿整个大学四年，其内容包括:产品设计、工艺设计、单元设计、设备设计、工厂设计，即要实现从分子到产品，从烧杯到工厂的整个过程。其中产品设计是工程设计的源头，处于产品链的顶端;工艺设计是工程设计的灵魂，是产品竞争力的源泉;单元设计、设备设计是工程设计的基石，是生产实现的重要保障;工厂设计是工程设计的最终体现，是所有设计的系统集成。

2构建完善的工程设计课程体系

以强化学生的工程设计能力、实践能力与创新能力为核心，重新修订教学大纲，整合相关课程，对应工程设计内容体系，构建完善的工程设计课程体系。大一为工程设计启蒙阶段，以激发兴趣为主，课程为生物工程(化学工程)概论;大二为单元设计和工程设计技能培训阶段，包含:化工原理、化工热力学、化工制图、化工仪表自动化;大三为产品设计、工艺设计和设备设计阶段，包含:生物工程(化学工程)设备、分离工程、化工设计与模拟、工艺学课程(化工工艺学、发酵工程、制药工艺学、酿酒工艺学等);大四为工厂设计和综合实训阶段，主要进行生物工程(化学工程)工厂设计和毕业设计。为适应行业的需求和时展，在各课程教学中突出工程思维和工程方法学的同时，着力介绍行业规范、标准以及新产品、新工艺、新技术、新设备，并将计算机辅助制图、计算机仿真模拟、计算机辅助设计作为主要技能进行培养。

3构建完整的工程设计实践环节

工程设计是面向对象的综合性实践活动，只有突出实践环节才能让学生锻炼能力、积累经验、有所感悟。整个工程实践环节包括化工AutoCAD制图、化工原理课程设计、化工设计Aspen仿真模拟、生物工程(制药工程)创新综合性大实验、湖北省化工设计大赛、全国“三井杯”化工设计大赛、全国大学生制药工程设计竞赛、生产实习、工厂设计项目、毕业设计。工程设计以校企组合的校内生产性实训基地(如尿素仿真实训平台、啤酒发酵实训基地、药物制剂实训平台)和校外企业实习基地(如安琪酵母生物工程专业国家级工程实践教育中心)为依托，注重选题的针对性(面向地方企业)、设计的规范性(符合行业标准)、操作的可行性(绿色、经济与安全)，并将化工设计竞赛、制药工程设计竞赛融入人才培养的教学体系中，大力提高实践教学环节的实效性。

4构建合适的工程设计评价体系和管理模式

工程设计的系统性、协作性较强，因此在工厂设计和毕业设计中采用小组制、导师制、课题制进行管理、操作和评价，以培养学生的团队合作精神，即每小组5～7名学生和1～2名指导老师，每个学生完成每组设计项目下的一项子课题，最后采用学生答辩与互评、教师评价、企业专家点评等构成综合评价体系。另外，建立健全激励约束机制，考虑给予竞赛获奖和设计达优秀等级的学生相应的创新实践学分，代替相关选修课的学分，以此激发更多的学生参与工程设计的学习。

5结语

第2篇

1．1实验试剂

乳酸发酵菌种:植物乳杆菌;发酵液500mL;电极室用水:0．3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(阴极室和阳极室各500mL);酸室和碱室为蒸馏水。发酵培养基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸钠2g、柠檬酸二胺2g、吐温-801g、磷酸氢二钾2g、七水硫酸镁0．2g、一水硫酸锰0．05g。

1．2实验仪器

恒温振荡器、高压蒸汽灭菌锅、发酵罐、干燥箱、电子天平、pH计、生物传感分析仪、分光光度计、冰柜。其他常规实验器皿:烧杯、量筒、玻璃棒、酒精灯、接种环、培养皿、移液管等。直流稳压电源;明道式电渗析膜堆一套，外配容量为1000mL的烧杯5只，硅胶管(约0．5m)10根;小型潜水泵5个。通过发酵罐控制主机箱上的蠕动泵，将双极膜电渗析的碱液隔室与发酵罐进行连接。为了降低发酵罐中染杂菌的风险，必须对连接的管子进行灭菌操作。发酵罐内由pH计进行实时监测，当pH低于设定值时，由蠕动泵自动将双极膜电渗析的碱液隔室中的碱液泵入发酵罐进行调节。由于软管内是强碱环境，故碱液室与发酵罐之间的连接管不需要进行灭菌操作。

2实验步骤

2．1双极膜电渗析的准备

(1)组装膜堆:按“阳极板—隔板—双极膜—隔板—阴膜—隔板—阳膜—隔板—双极膜—阴极板”顺序组装膜堆，用长螺杆钉压紧膜堆。为了确保装置的严密性，应使隔板之间的垫圈厚度不超过垫圈槽，并使双极膜的阳膜侧朝向阴极板。此外，在用螺钉压紧装置时，应注意均匀用力，以防止装置变形甚至断裂。

(2)连接设备:在隔板出口分别连接出水管和进水管。将进水管与外置烧杯中的潜水泵出口连接，将出水管的出口端连接到烧杯中，以确保循环通路畅通。

(3)注入料液和电极水:在盐室中注入料液，在极室中注入电极水，在酸室和碱室中注入蒸馏水，此过程应保证料液淹没潜水泵。对于双极膜电渗析，应在实验结束后将各个隔室、烧杯和潜水泵内的料液或电解质溶液清洗干净。若长期不用，应将装置拆卸还原，并确保各组件干燥和清洁。

2．2发酵过程的准备

(1)种子培养基的培养:配制一定量的种子培养基，并在高压蒸汽灭菌锅中灭菌。灭菌条件为:121℃，20min。待培养基冷却至室温后，取新鲜斜面菌种，接入种子培养基中，在转速为150r/min的摇床中培养24h，温度恒定在37℃。

(2)发酵罐灭菌:将配制好的发酵培养基加入到发酵罐中，此处应注意体积不能超过发酵罐总体积的2/3。然后将发酵罐和培养基一起放入灭菌锅中进行灭菌。

(3)火焰接种法:先用医用酒精擦拭接种口;在火圈中加入酒精，点燃后套在接种口上;关小空气进气阀，调节进风，降低罐压，打开接种口盖;在火焰范围内打开种子培养基的瓶塞，在火焰上烧灼几秒钟后，迅速将种子液倒入发酵罐中;在火焰上烧灼接种口盖子数秒后，迅速盖好接种口盖，关闭空气进气阀。

(4)发酵培养:接种结束后，对发酵培养过程的各项参数进行设定，开始培养。发酵过程中要打开冷凝器水阀。具体操作参数:转速为150r/min;温度为37℃;pH为6．7。

2．3发酵罐与双极膜电渗析集成操作过程的监测

在集成操作过程中，要对发酵罐和双极膜电渗析同时进行监测，防止任一方出现问题导致集成操作失败。发酵过程:

①通过发酵罐的主机控制发酵的pH条件、溶氧浓度和实验温度。每1h记录pH、温度和溶氧浓度，通过数据判断发酵过程是否正常;

②每4h测量残余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量，以判断细菌的生长情况和乳酸的生成情况。双极膜电渗析过程:

①双极膜电渗析过程调整稳压电源的电压和电流值来控制实验条件，每1h记录电压、电流。

②每4h测量酸室中的乳酸浓度、碱室浓度和碱室碱液体积。

3分析方法

3．1葡萄糖和乳酸的测量

在发酵过程中，要间断地取样进行监测。发酵液中含有有机酸盐、无机盐、菌丝体、蛋白质、脂肪和糖类等。双极膜电渗析过程的料液是经过超滤和脱色之后的发酵液，主要成分为有机酸盐(主要为乳酸盐)和无机盐类物质。实验中使用生物传感分析仪获得葡萄糖和乳酸含量。

3．2生物量的测量

在发酵过程中，要及时监测乳酸菌的生长情况。取样后，用0．3mol/L的稀盐酸溶液稀释，目的是消除一些沉淀性盐的影响。在波长为600nm处，测量吸光度。对于产酸量(Na)、产碱量(Nb)以及它们各自的电流效率(ηa和ηb)，可根据下面的公式计算

4实验注意事项

(1)发酵实验结束后，需要完成乳酸发酵液的初步提取工作。应及时向发酵罐中加入NaHCO3，使pH升高到10左右。同时升高温度至90℃，使菌体和其他悬浮物下沉。发酵原液澄清后，将上清液收集到塑料桶中，放入冰柜中保存并用于下一步的提纯。对澄清后的沉淀物集中进行处理。

(2)在利用发酵罐控制主机进行发酵液pH调节时，要控制碱液的添加速度，以使碱液与发酵液充分混合反应，并确保发酵液的pH不被调节得过高而影响微生物生长。

第3篇

依据数理、化学内涵作为支撑媒介，进而深度联合工业经济基础条件进行窥测，将化工单元操作和热学、动力学原理进行深度融合，进而有力指导设备开发工作。化学工程主要随着化学工业的过渡改造而形成，其中化学反应作为生产流程的核心内容，将为过程分析创设主动适应空间，将研究过程方向梳理完全；而化工热力学条件作为单元反应的理论基础，对于产品回收效率有着充分的界定要求，其将直接决定产品后期回收效率，对于产业经济成本规模产生着重大影响效果。因此，在单元详细操作流程中，技术人员可针对各类化工设备以及产品形态进行科学审视，由于传递流程作为单元操作、反应工程的支撑媒介，而化工产业在全新发展形态下需要落实核心催化技术，就必须联合跨学科形态的战略进行综合比对、研究，争取达到统一规划标准格局。内部传递机制主要围绕动力、热能、产品质量元素阐述，这其实就是异质化单元内部反应装置的物理演变过程。

另一方面，合成化学作为既定学科的核心要素，为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下，有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件，整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造，需要化学工业不断开发新型归控技术，进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则，这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置，使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。

二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析

传统形态的化工实验操作，内部数据排列机理相当复杂，整体活动延展下来，具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控，特定数据处理重复性特征广布。因此，必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡，将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节，整体流程较为漫长。所以，计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作，并透过实验要求建立必要的模型基础，使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值，具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索，进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。

MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河，其将各类函数图形进行轻松规划，肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔，包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介，现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序，之后将原始数据输入，就能轻松提炼相关实验结果，将优质化数据和图示模型展出。另外，涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快，环境保护意识的加强，必然会带来对分析检验专业人才需求的上升，且无论在数量和质量上，都提出了新的要求。

三、结语