導語：如何才能寫好一篇化學工程技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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化學工程技術(shù)簡稱化工技術(shù)，在化學生產(chǎn)領(lǐng)域中有著非常重要的地位。利用化學反應理論技術(shù)基礎(chǔ)，進行大規(guī)模的化學工程生產(chǎn)，從而生產(chǎn)滿足化學領(lǐng)域需求的產(chǎn)品。在農(nóng)業(yè)方面，化學工程技術(shù)就起到了非常重要的作用。農(nóng)作物的農(nóng)藥，化肥等都是化學生產(chǎn)的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品對于人們的生產(chǎn)與生活都有著非常重要的聯(lián)系。因此化學工廠成為了市場化學產(chǎn)品的主要生產(chǎn)基地，而化學工程技術(shù)也成為了化學生產(chǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)。那么，對于化學工程技術(shù)而言，其有著哪些核心優(yōu)勢呢？化學工程技術(shù)的技術(shù)理念又是什么呢？

1.1化學工程技術(shù)的技術(shù)理念分析

化學工程技術(shù)是基于化學反應以及化學元素等理論基礎(chǔ)進行的大規(guī)模的生產(chǎn)性技術(shù)，利用先進的設(shè)備與反應環(huán)境，實現(xiàn)對某種產(chǎn)品的大量批量生產(chǎn)，以此來滿足人們對于化學產(chǎn)品的需求。在化學工程技術(shù)中，理論基礎(chǔ)是必不可少的，但是，在生產(chǎn)的過程中，反應設(shè)備等的建筑也非常重要。因此反應設(shè)備也有可能是反應物質(zhì)，因此為了能夠追求最高的生產(chǎn)效率，滿足人們的生產(chǎn)需求，化學工程技術(shù)在技術(shù)完善性方面做了非常大改進。在廢物處理方面，也有了完善的體制，從而減少了因為化學生產(chǎn)而對環(huán)境方面造成的傷害。

1.2化學工程技術(shù)的核心優(yōu)勢分析

化學工程技術(shù)以化學反應以及化學元素理論為基礎(chǔ)，通過大規(guī)模的化學反應來生產(chǎn)市場所需的化學產(chǎn)品。由于在自然界中，很多化學產(chǎn)品不是自然形成的，即便在自然界中存在，其存量也無法滿足需求。因此，為了能夠滿足人們對于某些化學產(chǎn)品的使用。就可以通過化工生產(chǎn)，來進行批量的生產(chǎn)，保證足夠的供應。因此，對于化學工程技術(shù)而言，其技術(shù)核心可以概括為以下幾個方面：第一，完善的技術(shù)理論基礎(chǔ)；化學反應原理，原子守恒等化學理論技術(shù)，成為了化學工程技術(shù)的完善的理論基礎(chǔ)體系。如果在生產(chǎn)的過程中，對于某一種元素物質(zhì)產(chǎn)品需求量較大，那么就可以通過化學技術(shù)進行實現(xiàn)。例如，在現(xiàn)代社會中，為了能夠呼吸到新鮮的空氣，很多人開始喜歡吸收純氧。那么，就可以利用化學理論進行純凈氧氣的生成，從而滿足人們的需求，當然，這也在一定程度上實現(xiàn)了市場的拓展。第二，高效的生產(chǎn)效率，化學工程技術(shù)為化學產(chǎn)品的生產(chǎn)奠定了強大的技術(shù)基礎(chǔ)，為了滿足市場的需求，化學工程技術(shù)在高產(chǎn)出，以及高效率等方面做出了非常大的改進，在原料提取以及生產(chǎn)加工的流程方面也有了十足的進步。因此，在技術(shù)優(yōu)勢方面，滿足了市場化的生產(chǎn)模式。通過化學工程技術(shù)的引入，讓化學生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了模式化，一體化以及車間化的生產(chǎn)模式，不僅僅實現(xiàn)了高效的化學生產(chǎn)，更在一定程度上實現(xiàn)了成本壓縮等。總之，化學工程技術(shù)的核心優(yōu)勢非常明顯，對于市場的發(fā)展而言，也有著推動性的作用。

2綠色化工技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用

雖然在化學生產(chǎn)領(lǐng)域中，化學工程技術(shù)起到了非常重要的作用，也讓人們的需求得以滿足。但是，由于化學生產(chǎn)過程中，容易產(chǎn)生大量的污染物質(zhì)或者是廢棄物質(zhì)，在傳統(tǒng)的化學生產(chǎn)以及化學工程技術(shù)中，并沒有完善合理的治理措施。甚至在一些化學工廠中，這些污染物或者廢棄物是直接進行無處理排放的。長期以往，對于環(huán)境造成的傷害是非常大的。近年來，我國的霧霾以及化學煙霧，癌癥村等現(xiàn)象的出現(xiàn)，也就在一定程度上說明了化學生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。因此，為了能夠保證化學生產(chǎn)的良性發(fā)展，也是為了能夠符合當前節(jié)能環(huán)保技術(shù)的理念。綠色化學工程技術(shù)開始得以研發(fā)，并逐步應用到化學生產(chǎn)領(lǐng)域，從而從根本上改變了化學工程技術(shù)的面貌。綠色化學與綠色化學工程技術(shù)，是代表未來化學生產(chǎn)的方向性理念。在化學生產(chǎn)的過程中，建立完善的生產(chǎn)體系，尤其是在反應的過程中，杜絕傳統(tǒng)的為了結(jié)果而不惜代價的生產(chǎn)方式，采用綠色型與節(jié)約型的生產(chǎn)方式，在技術(shù)方面，也需要不斷進行技術(shù)改革，尤其是廢物處理技術(shù)中的一些設(shè)計中，要充分體現(xiàn)綠色化學的特點，并能夠做到真正意義上的節(jié)能減排，廢物有效處理?？傊?，化學生產(chǎn)領(lǐng)域中，綠色化學的理念一定要深入其中，綠色化學工程技術(shù)的研發(fā)也應該繼續(xù)，生產(chǎn)需要滿足市場，也同樣要保證環(huán)境的安全。

3結(jié)語

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【關(guān)鍵詞】化學工程技術(shù)；化學生產(chǎn)；應用

前言：

伴隨科學技術(shù)的發(fā)展，專業(yè)人員對化學工程研究已經(jīng)從單一走向研究領(lǐng)域與多學科相結(jié)合的多元化方向發(fā)展，隨著時代的需要，科學技術(shù)的發(fā)展，新的發(fā)展熱點的出現(xiàn)，化學工程的發(fā)展方向也是多元化的?；瘜W工程技術(shù)多元的發(fā)展給社會帶來的也將是全新的面貌，推動整個社會向前的步伐。

1化學工程技術(shù)的概述

化學工程技術(shù)主要研究化學生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的研究開發(fā)，同時也需要設(shè)計和管理反應裝置，因此它是一門集合理論和實際操作的綜合性技術(shù)。在化學生產(chǎn)中運用化學工程生產(chǎn)技術(shù)，可以顯著提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)時間，同時還可以大幅提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少成本和原材料的消耗，對于產(chǎn)品的開發(fā)以及技術(shù)的改進都具有非常重要的作用。

近幾年我國的科學水平不斷進步，化學工程技術(shù)越來越來越廣泛地被應用在化學生產(chǎn)中。化學生產(chǎn)關(guān)系著全社會對化工產(chǎn)品呢的需求，也影響著我國其他產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展?；瘜W工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用十分必要，對于維持人們的正常生活和社會的穩(wěn)定都有重要作用，因此，其應用也越來越受到人們的重視。

2化學工程中的新型反應技術(shù)

2.1綠色化學反應技術(shù)

環(huán)境問題在當今社會的發(fā)展中尤為重要，而綠色化學就是指不會污染環(huán)境的，可以保護環(huán)境的化學技術(shù)。這種技術(shù)主要采用化學方法和技術(shù)來減少甚至消除潛在污染源，比如那些妨礙社會安全、對人類健康有害、影響生態(tài)環(huán)境的原材料都可以通過這種技術(shù)加以治理，從而減少環(huán)境污染，達到保護環(huán)境的目的。而且綠色化學技術(shù)可以將污染從源頭就加以消除和治理，因此，對環(huán)境治理非常徹底。

2.2超臨界化學反應技術(shù)

所謂的超臨界液體就是指具有液體和氣體雙重性質(zhì)的物質(zhì)。當壓力和溫度都位于臨界點之上時，其狀態(tài)也位于氣體和液體間。這種超臨界流體的應用十分廣泛，在生物化工、化學工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)以及食品工業(yè)等表現(xiàn)出巨大的研究價值，具有十分光明的發(fā)展前景。我國目前的超臨界化學技術(shù)雖然已經(jīng)取得巨大的進步，但是有些方面還不夠成熟，仍然具有非常廣闊的提升空間，需要繼續(xù)努力開發(fā)。

2.3新分離技術(shù)

傳統(tǒng)的分離技術(shù)是利用沸點不同，使不同的組分從分離塔中先后分離出來。首先是對設(shè)備的強化，隨著科學水平的進步，分離技術(shù)也在不斷地更新和改進，但是任然存在很多不足的地方。而信息技術(shù)的發(fā)展，給分離技術(shù)帶來一個嶄新的局面，人們將信息技術(shù)引進到分離技術(shù)的開發(fā)研究中，取得了非常明顯的進步。比如在熱力學的傳遞性質(zhì)和多相流的研究過程中，就是引入信息技術(shù)，并使之發(fā)揮功效，進而達到分離的目的，此方法已經(jīng)成為成熟的分離技術(shù)。再如分子模擬可以提高預測平衡性質(zhì)的水平，進而加速分離分子，可以用于開發(fā)新型的高效分離劑。因此，信息技術(shù)的引入對于深入和促進分離技術(shù)的深入具有重要作用，并且還能顯著提高工作效率。

3化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用新方向研究

3.1傳熱過程的強化

此研究主要是改進換熱器的設(shè)備，通過這種方法來提高傳熱效率，并且使設(shè)備可以持續(xù)放熱。要達到這個目的，就必須改進原來的設(shè)計工藝，開發(fā)新型傳熱材料，這樣才能不斷優(yōu)化傳熱技術(shù)。

3.2微細尺度傳熱學

微細尺度是傳熱學中一個熱點的分支學科，具有非常廣闊的發(fā)展前景。當物體尺寸大于連續(xù)介質(zhì)時，由于尺度微細，原來的影響因子也會發(fā)生變化，這樣就導致了傳入和流動規(guī)律的變化。目前的納米和微米科學都取得了明顯進步，也衍生了很多以微細尺度傳熱學為基礎(chǔ)的研究領(lǐng)域，并取得了豐碩的成果，比如微型熱管、多空介質(zhì)流動傳熱、高集成度電子設(shè)備等多項研究成果。

3.3傳熱理論

一直以來，人們都在研究液體核態(tài)沸騰的原因。但是由于沸騰復雜多變，研究過程中無法進行準確的計算。目前的研究方法存在的嚴重缺陷是計算的準確率過低，而且必須以大量實驗做為基礎(chǔ)保障。因此我們必須從新角度來和研究問題，根據(jù)基本理論，找出新的計算方法和模型，不斷深入研究傳熱理論。

3.4傳熱學中細微尺度的研究進展

細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇，如今它在熱學中已經(jīng)形成了一個分支，具有廣闊的發(fā)展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時，這樣的情況會存在，但是由于尺寸的更加細微，原來的假設(shè)影響因素也會發(fā)生相應變化。目前納米技術(shù)已經(jīng)取得顯著的成績，很多領(lǐng)域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術(shù)進行研究的，近年來取得了高集成電路、多空介質(zhì)流等新成果，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。

3.5傳熱設(shè)備的研究進展

近些年來，利用翹片來強化傳熱，管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩(wěn)定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數(shù)和場地模擬相結(jié)合，來優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù)，實現(xiàn)管翹式的傳熱針設(shè)計。

3.6與計算機技術(shù)的相結(jié)合

計算機技術(shù)的不斷進步是化學中大量的技術(shù)問題能夠得到有效的解決。同時節(jié)約了大量的人力物力財力，也增加了數(shù)據(jù)和相關(guān)機械的精密度。計算機的主要貢獻表現(xiàn)在計算流體力學、數(shù)值傳熱力學、采用計算機技術(shù)進行統(tǒng)計、計算有利于將數(shù)據(jù)更直觀的表現(xiàn)出來，表現(xiàn)形式更加多樣，能夠有效分析大量實驗數(shù)據(jù)。

3.7與材料科學和信息工程相結(jié)合

科學的進步和新技術(shù)的研究涌現(xiàn)就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優(yōu)質(zhì)的服務體系和完整地理論作為研發(fā)支撐成為化學工程面臨的問題。

所以它必將進入一個新的發(fā)展階段，在發(fā)展中應注重與多學科的交叉，更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環(huán)境與化學相結(jié)合的學科，這都為化學工程的發(fā)展提供了新的研究方向。由于信息技術(shù)不斷深入各個行業(yè)，為此通過信息技術(shù)可以將大量的信息收集、整理進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，得出結(jié)論可以為化學工程發(fā)展研究提供新的方向。

3.8做好人才工程的建設(shè)

21世紀國際社會的競爭實質(zhì)上就是以科技實力為基礎(chǔ)的綜合國力的競爭，誰在科技上遙遙領(lǐng)先誰就掌握了國民經(jīng)濟發(fā)展制高點?？茖W技術(shù)的競爭說到底是人才的競爭，人才是科學技術(shù)發(fā)展的動力。而化學工程技術(shù)也同樣需要優(yōu)秀的人才，因此，我們要加強化學工程的教育，培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀化學人才。另外，還要提高化學工程待遇，加強國內(nèi)外的學術(shù)交流。目前化學工程技術(shù)正處在飛越發(fā)展期，隨著化學技術(shù)的不斷加大，化學工程技術(shù)必將以全新的面貌展現(xiàn)在我們面前。

4結(jié)束語

綜上所述，化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中具有非常重要的作用，其應用大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了能源和原材料，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，為滿足人們的日常需求和社會穩(wěn)定作出重大貢獻。

本文主要概述了化學工程技術(shù)，并對其中的一些核心技術(shù)和研究進展進行了闡述，比如綠色化學反應技術(shù)、超臨界液體技術(shù)和新分離技術(shù)等，希望可以更好地促進化學工程技術(shù)的發(fā)展，不斷改進理論和技術(shù)，進一步擴大其應用范圍，使它發(fā)揮更大的作用，為人類提供更好的生活，同時促進社會的不斷進步和發(fā)展。

參考文獻：

[1]張楊.淺談化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用.2014（08）.

[2]陳偉.淺析化學工程技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應用[J].科學專論.2013（01）.

[3]張燕.化學工程在化工生產(chǎn)的應用探析[J].技術(shù)與化學工程.2013（09）.

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關(guān)鍵詞：綠色化學工程技術(shù)；意義；應用

近幾年來，隨著化工技術(shù)的不斷發(fā)展，化學工程取得了重要的進步，但與此同時也產(chǎn)生了很嚴重的環(huán)境污染問題，進而使得化學學科的發(fā)展受到了一定的限制作用。為了很好地改善污染的問題，越來越多的人開始采用綠色化學工程技術(shù)，綠色化學工程技術(shù)的應用不僅減少了溫室氣體的排放，更有利于生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化，最重要的是，很好地推動了我國經(jīng)濟的發(fā)展與進步。由此可見，探討綠色化學工程技術(shù)應用的具有重要意義[1]。

1應用綠色化學工程技術(shù)的意義

1.1有效減少溫室氣體的排放

近幾年來，隨著國民經(jīng)濟條件的改善，越來越多的人都擁有了私家車，馬路上車的數(shù)量越來越多，車輛增加，車尾氣的排放量自然增加，空氣污染變得嚴重，進而產(chǎn)生了大量的溫室氣體，導致氣候變暖、冰川融化，還會引發(fā)臭氧空洞，造成氣候異常，進而使得我國的生活環(huán)境變得越來越差。而近幾年來，綠色化學科技的一項重點研究內(nèi)容就是將對生態(tài)環(huán)境沒有污染的一些能源轉(zhuǎn)化為可利用的資源。如太陽能、風能、生物能以及地熱等。首先，這些新能源的使用可以節(jié)省現(xiàn)有的能源的消耗，其次，這些能源的使用可以減輕一定的費用，最重要的是，可以減少空氣中溫室氣體的排放，進而起到保護環(huán)境的作用[2]。

1.2推動國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展

經(jīng)濟的發(fā)展是無限的，但是自然資源是有限的。倘若一味地開采以及使用自然資源，那么便會出現(xiàn)自然資源匱乏的現(xiàn)象，“物以稀為貴”，自然資源枯竭，資源的價格自然會上漲，導致經(jīng)濟的發(fā)展受到一定的抑制作用。另外，隨著化工污染的加劇，化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也逐漸受到了影響，且部分產(chǎn)業(yè)的進出口也受到影響，進而導致國民經(jīng)濟得不到提升，發(fā)展受到抑制。

2綠色化學工程技術(shù)的應用探討

2.1在海水淡化的過程中應用綠色化學工程

水是人類社會活動的起源，也是人類生活的基本，沒有水，人類將很難生存，由此可見，水對于人類的生存的重要性，但是近幾年來，隨著工業(yè)污染的加重以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，我國的水資源呈現(xiàn)嚴重匱乏的現(xiàn)象，為了得到很多的水資源，我們開始采取淡化海水的措施，而綠色化學工程技術(shù)在淡化海水的過程中扮演了很重要的角色。所謂的淡化海水，主要指的就是去除海水中的鹽水，得到淡水，傳統(tǒng)的環(huán)境下，很多人采用通過酸堿換去除鹽水，得到淡水的方法，這種方法雖然也可以實現(xiàn)海水的淡化，但是同樣會帶來另一種污染，進而使得環(huán)境污染情況加劇[3]。

2.2綠色化學工程技術(shù)在涂料生產(chǎn)中的應用

在中國，除了汽車尾氣的排放會嚴重污染空氣以外，涂料的制作也會產(chǎn)生很多污染，進而給環(huán)境帶來一定的影響。另外，在制作涂料的過程中，也會產(chǎn)生很多的廢料，這些廢料流入水中，一樣會給水帶來污染，且這些水一旦被人們所使用，將會引發(fā)很嚴重的后果，輕者產(chǎn)生健康問題，重者可能直接引發(fā)癌癥。綠色科技逐漸應用于許多工廠進行開發(fā)綠色產(chǎn)品。通過對工藝設(shè)備進行改造和優(yōu)化，降低VOC，優(yōu)化配置、清潔生產(chǎn)、使得污染最大限度降低。隨著無機礦物涂料、固體涂料、乳膠漆等綠色涂料的誕生，涂料生產(chǎn)正向著科技含量高、無毒無污染、產(chǎn)品更優(yōu)的方向發(fā)展[4]。

3結(jié)束語

綜上所述，我們可以發(fā)現(xiàn)，綠色化學工程技術(shù)的使用不僅可以降低空氣中溫室氣體的排放，還可以促進經(jīng)濟的提升，希望在與之對應的一系列的生產(chǎn)措施的建議下，無論是海水的淡化還是涂料的生產(chǎn)都能夠得到有效地改變，降低對環(huán)境的污染，提升對于綠色化學工程技術(shù)的有效利用，促進我國化學工程技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]王鑒，柳榮偉，陳俠玲.綠色化學推動分離工程技術(shù)的進步——綠色分離工程[J].化工科技，2008，（1）：57-60.

[2]趙華成.綠色化學及其綠色系統(tǒng)工程技術(shù)與環(huán)境友好[J].化學教育，2007，（6）：6-10.

[3]朱明喬，謝方友，吳廷華.綠色化學與技術(shù)在化學工業(yè)中的應用[J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2002，（4）：27-30；51-52.

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關(guān)鍵詞：化學工程；技術(shù)創(chuàng)新；石化工業(yè)；裝置建設(shè)

引言

化學工程是研究化學工業(yè)為代表的，是對石化工業(yè)的生產(chǎn)過程中有關(guān)化學過程與物理過程的原理和規(guī)律進行研究，并利用這些規(guī)律來解決工業(yè)裝置的建設(shè)。隨著石化工業(yè)的不斷發(fā)展，石化工業(yè)所涉及的范圍也越來越廣，因此重視化學工程技術(shù)的創(chuàng)新，并在石化工業(yè)裝置建設(shè)中得到實踐與發(fā)展是非常必要的。而同時，隨著石化工業(yè)裝置建設(shè)的發(fā)展，化學工程技術(shù)創(chuàng)新提供了必要的條件。

一、石化工業(yè)裝置建設(shè)中的主要改造的部分

在石化工業(yè)裝置中，工業(yè)爐是整個生產(chǎn)工藝中的重點設(shè)備，無論是煉油、有機原料的煉成和合成樹脂的工藝都需要借助不同工業(yè)爐完成。比如在煉油中，最為常見的石化工業(yè)裝置有裂解爐、轉(zhuǎn)化爐和加熱爐等。它們能夠按照不同的作用，不同的工藝要求，發(fā)揮不同的效果。但目前大多數(shù)的石化工業(yè)裝置仍然是根據(jù)其外形將工業(yè)爐分為五類：

1.管式加熱爐：按形狀分為圓筒爐、立式爐、箱型爐。管式爐爐體一般由鋼架及筒體（或箱體）組成，爐內(nèi)襯有耐火材料和隔熱材料，還有爐管系統(tǒng)、爐配件和煙囪等部分。根據(jù)其受熱形式有純輻射式和輻射-對流式。管式加熱爐是石油化工行業(yè)最常用的爐型，以后各節(jié)主要圍繞管式加熱爐展開介紹。

2.立式反應爐：這類爐的爐體基本上是受壓容器，如甲烷化爐、中（低）溫變換爐、氣化爐、二段轉(zhuǎn)化爐等；另一部分類似平頂(底)或錐形頂(底)的常壓容器，如沸騰爐、蓄熱爐、煤氣發(fā)生爐等，爐體多數(shù)均有復雜的內(nèi)件和襯耐火材料，催化劑填料等。

3.臥式旋轉(zhuǎn)反應爐：爐體呈臥式旋轉(zhuǎn)筒體，內(nèi)部裝有螺旋輸運器或加熱爐管，外部有傳動及減速裝置，如HF旋轉(zhuǎn)反應爐等。

4.帶傳動、升降投料裝置的反應爐：這類爐設(shè)備類似容器，但外部有投料提升裝置，爐內(nèi)有內(nèi)襯或砌筑耐火和隔熱材料，如電熱爐等。

5.其他工業(yè)爐：焚燒爐：用于廢氣、廢液、廢渣的焚燒。將其中有害物質(zhì)經(jīng)焚燒轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)排出。如污泥焚燒爐、硫磺回收裝置焚燒爐。干燥爐：用于干燥工藝物料。熱載體爐：塑料廠用的較多。當化學工程技術(shù)得到創(chuàng)新，石油化工裝置也需要做出相應的改變，以發(fā)揮化學工程技術(shù)的作用，提升自我生產(chǎn)率。所以為了進一步提升我國石油工業(yè)事業(yè)的發(fā)展，并且配合化學工程技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，石化工業(yè)裝置的主體——工業(yè)爐也應該進行相應的改造。

二、化學工程技術(shù)創(chuàng)新在煉油方面的實踐與進展

1.催化裂化技術(shù)

在煉油裝置中的創(chuàng)新體現(xiàn)催化裂化是石油煉制過程之一，是在熱和催化劑的作用下使重質(zhì)油發(fā)生裂化反應，轉(zhuǎn)變?yōu)榱鸦瘹?、汽油和柴油等的過程。催化裂化的主要工程需要在裂解爐中完成，裂解爐，主要以石油餾分為原料，進行熱裂解生產(chǎn)烯烴，其結(jié)構(gòu)特征為：立管加熱裂解爐。裂解爐大多數(shù)為立式鋼架結(jié)構(gòu)爐體，將幾種不同管徑組合成一組，爐底有油氣聯(lián)合噴嘴；對流室在頂部，為臥式盤管，預熱原料或燃料等。如今催化裂化技術(shù)已經(jīng)成為石化工業(yè)裝置建設(shè)中的核心技術(shù)，是石化工業(yè)煉油都需要用到的一種方式。在這項技術(shù)中就體現(xiàn)了許多化學工程技術(shù)的創(chuàng)新之處，如自動開發(fā)的高效霧化噴嘴，PV高效旋風分離器、油漿旋液除塵和煙氣能量回收等。這些技術(shù)的創(chuàng)新與使用，很好的解決了煉油中長期存在的回收煙氣壓力、取出多余熱量等難題。有效的提升了煉油的效率和環(huán)保性，讓煉油取得了更好的經(jīng)濟效益。

2.煉油裝置

煉油裝置中的核心部分為常壓裝置，是處理煉油的重要裝置。能有效提升其處理能力，降低能耗，提升拔除率。鎮(zhèn)海煉化與SEI對煉油裝置大型化開發(fā)應用了一系列化學工程創(chuàng)新技術(shù)，如在兩段閃蒸、三級蒸餾節(jié)能型常壓蒸餾技術(shù)應用其中，并使用真空技術(shù)來降低低壓降、高減壓的拔除率，是其研發(fā)出的煉油裝置成為目前國內(nèi)最大的長減壓裝置。經(jīng)過實際的投入運用，該常減壓設(shè)置的處理能力達到了102%，總拔除率達到了79.12%，整個裝置的能耗量低至每噸11千克標油。

3.催化重整技術(shù)創(chuàng)新

在煉油裝置中的體現(xiàn)催化重整是在催化劑的作用下，對油餾分中的烴類分子結(jié)構(gòu)進行重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)的過程。石油在煉制的過程中需要在加熱、氫壓和催化劑發(fā)揮作用的共同環(huán)境中，讓原油中蒸餾所得的輕汽油餾分轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油，并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過程。催化重整中可以用作汽油調(diào)合組分，也可以使用芳烴抽提制取苯、甲苯和二甲苯，副產(chǎn)的氫氣是煉油廠中重要的氫氣來源。需要注意的是，制氫裝置轉(zhuǎn)化爐的結(jié)果與其他工業(yè)爐的結(jié)構(gòu)不同，爐管里都裝有催化劑，并在關(guān)于制氫反應過程是在爐管內(nèi)完成的。爐內(nèi)溫度較高，達到1000°C，反應介質(zhì)出口溫度為800°C左右。而催化重整技術(shù)的創(chuàng)新主要是在其中應用了新型再生器催化劑分布器，能均勻的分布下料，有效提升反應器的利用率和催化劑的再生治療。該技術(shù)在進氣方式及氣體分配流動技術(shù)也有所創(chuàng)新改進，通過改善氣體的軸向及徑向分流的均勻性及提升了氣體在徑向床成內(nèi)的壓力降和氣體在軸向的壓力分布情況。這些技術(shù)方面的創(chuàng)新都有助于提升整個催化重整技術(shù)的效果。

4.新型塔板、填料和冷換設(shè)備

在改進煉油中相關(guān)的化學工程技術(shù)中，選擇合適的材料能有效保證創(chuàng)新技術(shù)的效果發(fā)揮，并能幫助煉油廠的合理成本管理。新型規(guī)整的填料或亂堆填料已經(jīng)成為催化裂化中吸收穩(wěn)定塔和常減壓塔的主要材料。高效換熱器也已經(jīng)成為常減壓裝置的主要構(gòu)件，其能很好的回收煙氣熱能，將熱爐熱效率提升到90%以上。此外，表面蒸發(fā)冷凝器、表面多孔管換熱器也已經(jīng)在煉油裝置中得到廣泛的應用與普及。

三、化學工程技術(shù)創(chuàng)新在有機原料方面

1.乙烯成套技術(shù)

自“九五”計劃以來，我國乙烯事業(yè)就開始快速的發(fā)展，僅2000年中國石化集團公司的乙烯產(chǎn)量就達到287×104t，并且在乙烯成套技術(shù)方面有了很好的創(chuàng)新和發(fā)展。石化股份公司對裂解爐和分離工藝技術(shù)進行了創(chuàng)新改進，通過在文丘里管流量控制技術(shù)對裂解原料在眾多的輻射段爐管中的流量實現(xiàn)了精密的均勻分布控制；應用“濕壁”模型解決了廢熱鍋爐結(jié)焦的問題。此外，在底部供熱和側(cè)壁供熱中是由輻射段，建立有效的供熱模式系統(tǒng)，讓供熱更快、更為均勻。乙烯分離技術(shù)一直是化學工程技術(shù)集中度非常密集的一個范圍，并且對于乙烯大型化節(jié)能效果與深冷條件都有著非常嚴苛的要求。通過對該技術(shù)的不斷研究與創(chuàng)新，在通過多種考慮后，石化公司選擇中型乙烯作為乙烯分離技術(shù)創(chuàng)新、改進的切入點。如今該項技術(shù)已經(jīng)成功的在石油化工中得到使用。

2.甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移成套技術(shù)

甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)是芳烴技術(shù)中的一個重要組成單元，是滿足石油化工對二甲苯需求的有效的措施之一。上海石油化工研究將HAT系列作為催化劑，并以此為基礎(chǔ)研制出大型軸向固定床反應器和反應器進口氣體分布器，以提升甲苯歧化反應的效率，并提升對二甲苯的回收率，滿足了石油化工對二甲苯日漸增大的需求。如今一套甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移成套技術(shù)所使用的40×104t/a已經(jīng)安全、穩(wěn)定的使用了6年。

3.苯乙烯成套技術(shù)

在苯脫氫制成苯乙烯的成套技術(shù)中，乙苯脫氫軸徑向反應器是該項技術(shù)的創(chuàng)新點。對反應器中的原料與反應物料流向進行更合理、更環(huán)保、更節(jié)約的改進，能降低對催化劑的使用量，并提升乙苯烯的制成率。華東理工大學在6×104t/a和10×4t/a的反應器中進行多次實驗后，終于建立了兩維氣體的數(shù)學模型，并計算出反應器入口處軸向催化器的氣封高度。另外，也有研究發(fā)現(xiàn)使用新型的高效靜態(tài)混合器，是解決原有反應器入口處乙苯與水蒸氣在高溫和高速流動狀態(tài)發(fā)生的質(zhì)量偏離及乙苯脫氫轉(zhuǎn)化率偏低的問題的最好方式。

4.化工型MTBE合成及裂解一體化成套技術(shù)

化工型MTBE合成及裂解一體化技術(shù)為制出高純度的聚合級異丁烯，上海石油化工研究院就以下兩點進行了創(chuàng)新：(1)使用帶有環(huán)柱形催化劑裝填構(gòu)件，以實現(xiàn)深液層塔盤的催化蒸餾技術(shù)的使用；(2)在預反應器中是由外循環(huán)工藝，改變床層抽出的位置。這兩點的創(chuàng)新抓住了化工型MTBE合成及裂成一體化技術(shù)的關(guān)鍵所在，因此其所發(fā)生的效果也是顛覆性的。在MTBE裂解單元中使用固體酸裂解工藝技術(shù)，并適當?shù)姆糯蠊潭ù卜磻?，并對裂解產(chǎn)物分離和精餾塔系進行合理的設(shè)計。目前該項技術(shù)已經(jīng)得到很好的使用，以燕化公司為例，其所生產(chǎn)的高純度異丁烯很好的與丁基橡膠合成。

結(jié)論

篇5

關(guān)鍵詞:化學工程工藝;綠色化工;分離技術(shù);超臨界流體

1概述

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各種化學制品已經(jīng)充斥在我們周圍，成為我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中不可或缺的基本物品。然而，這些物品的原材料生產(chǎn)，都是來自于化學工程與工藝?；瘜W工程與工藝是通過對化學材料的處理，從而實現(xiàn)了化學生產(chǎn)的環(huán)保資源的高效優(yōu)化，生產(chǎn)過程也變得非常完善。尤其是當前，經(jīng)濟的快速發(fā)展也隨之帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，化學工程與工藝更是要朝著綠色環(huán)保的方向發(fā)展，尤其是與化學工程工藝相關(guān)而且環(huán)境問題息息相關(guān)的行業(yè)，例如石油化工行業(yè)、材料化工行業(yè)、生物化工行業(yè)等，這些都是利用化學工程與工藝的技術(shù)來帶動經(jīng)濟發(fā)展的行業(yè)，對于我國社會的經(jīng)濟發(fā)展來說，具有非常重要的現(xiàn)實意義。所以利用高新科技實現(xiàn)的化學工程與工藝，不僅有利于科學的發(fā)展和進步，而且對于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展來說意義重大。尤其是目前化學工程與工藝正朝著高精化、自動化、數(shù)字信息化的方向發(fā)展，加強對化學工程工藝的研究是非常有必要的。

2化學工程工藝

化學工程與工藝是涵蓋冶煉、藥物生產(chǎn)、食品加工、材料化工、印刷業(yè)等多行業(yè)一門科學，其實現(xiàn)是以化學的基本理論知識為基礎(chǔ)的，具有工業(yè)特色的技術(shù)?；瘜W工程工藝涵蓋了原有化學的理論知識，結(jié)合了現(xiàn)代最新的環(huán)保思想和理念，對于促進社會的發(fā)展、人類的進步、經(jīng)濟的可持續(xù)化來說意義重大。目前環(huán)境保護越來越被人們所看重，也是人們在物質(zhì)經(jīng)濟條件逐漸優(yōu)越的前提下追求更高質(zhì)量生活的體現(xiàn)。而化學工程工藝的相關(guān)研究，這實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能、優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過程、提升社會經(jīng)濟發(fā)展的重要途徑，它的出現(xiàn)，能夠使人們在減能節(jié)排的前提下使其經(jīng)濟利益最大化，也是目前更多企業(yè)愿意嘗試和追求的環(huán)保生產(chǎn)途徑?？萍嫉陌l(fā)展帶動社會的進步，經(jīng)濟的提升勢必會對自然環(huán)境造成破壞，在綠色環(huán)保、減能節(jié)排的前提下，化學工程工藝勢必為社會可持續(xù)發(fā)展帶來新的契機，這對于社會發(fā)展來說，具有非常重要的現(xiàn)實意義。新型的化學工程工藝與傳統(tǒng)的化工相比，更加注重環(huán)境保護，更加看重生產(chǎn)效率，例如綠色化工技術(shù)、最新的分離技術(shù)以及超臨界流體萃取技術(shù)等，都是當前化學工程工藝最新興的生產(chǎn)技術(shù)。

3綠色化工技術(shù)

綠色環(huán)保、節(jié)能減排是當前企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)一直看重和強調(diào)的生產(chǎn)方式，化學工程工藝中的綠色化工技術(shù)，則是對綠色環(huán)保的工業(yè)生產(chǎn)的最好的詮釋，綠色化學工程又被人成為環(huán)境優(yōu)化化學工程，核心理念就是注重環(huán)境保護、降低環(huán)境污染、節(jié)能減排，從而實現(xiàn)環(huán)境污染與企業(yè)生產(chǎn)利益最大化之間的最佳平衡，對人類的健康和發(fā)展具有非常積極的意義。所以綠色化學工程工藝就是在化學工程過程中原材料選取、催化劑選用以及化學反應過程中都在強調(diào)綠色化工的理念，從而從化學工程生產(chǎn)的源頭阻止環(huán)境污染，促進廢物利用。

3．1選用綠色化學原料

綠色化工源頭做起就需要對化學工程的原材料入手，通過選擇綠色環(huán)保的、無害的化學化學物質(zhì)作為企業(yè)生產(chǎn)的原材料，在根本上減少或消除化工生產(chǎn)的污染物的排放，進而將對環(huán)境污染源消滅在萌芽之中。當前，在企業(yè)生產(chǎn)中原材料的選取非常重要，尤其是在各種高新科技的快速發(fā)展下，各種化工原材料、催化劑、溶劑等都已經(jīng)能夠加工成無毒無害或低毒少害的化學材料，所以在針對化學工程原材料選取時，盡量選擇使用高新技術(shù)生產(chǎn)的無毒無公害的原材料，或者采用天然的植物、農(nóng)作物或其他很多自然生物作為企業(yè)生產(chǎn)的原材料，從而有效地促進化學工程原材料綠色化，從根本上消除自然環(huán)境污染源。

3．2選用綠色化學催化劑

在化學工業(yè)生產(chǎn)中，很多都需要催化劑來加速整個化學反應的過程，從而節(jié)約生產(chǎn)時間成本，提升經(jīng)濟收益。然而，在傳統(tǒng)的化學工程生產(chǎn)過程中，很多催化劑雖然加速了化學反應的過程，但是在污染物生產(chǎn)和排放量等方面，都對環(huán)境造成了很嚴重的污染。目前在綠色化工技術(shù)中，大都采用天然無公害的催化劑的開發(fā)和使用，在化學工程中，盡量選擇無污染公害或少污染的催化劑替代傳統(tǒng)的污染重的催化劑，從而促進化學反應工程的綠色無公害。目前，部分化學工程工藝研究人員發(fā)現(xiàn)一種烷基化固相催化劑，其在促進化學反應的過程中基本上能夠做到無污染物排放，同時能夠加大廢棄物的使用率，這對于企業(yè)綠色化工生產(chǎn)來說，將是一個很大的福音。

3．3選擇綠色的化學反應

在企業(yè)化工成產(chǎn)過程中，會有很多化學反應，而對于這些化學反應的選擇，盡量提升化學反應的選擇性，從而將化工過程中減少污染排放和能源消耗，使生產(chǎn)物更加純凈化、提取更加便捷。以石油化工生產(chǎn)為例，對于烴類的處理常常選擇氧化處理，這個操作會對生產(chǎn)物造成污染和破壞，所以在石油化工生產(chǎn)過程中，要盡量避免此種反應，通過優(yōu)化化學反應的選擇性，選擇綠色生產(chǎn)，從而提升整個化學反應的綠色生產(chǎn)過程。

4化工分離技術(shù)

在化學工程工藝中，有很多物質(zhì)都是混合的，對于化工企業(yè)的生產(chǎn)來說，是遠遠不能符合生產(chǎn)所需的，那么在化學工程工藝的物質(zhì)分離技術(shù)，則是將物質(zhì)進行凈化、提純的重要過程，是使物質(zhì)從雜亂無章、無規(guī)律的變化，通過外在作用力，如壓力、重力、溫度、電磁場等作用下能夠有序的轉(zhuǎn)變的過程，而過程中是需要消耗能量的，而這種過程這是化學工程工藝中的物質(zhì)分離技術(shù)。在化工分離技術(shù)中，應用最為廣泛的是蒸餾法，這種方法的實現(xiàn)是通過外在的燃料燃燒對物質(zhì)進行加熱，通過混合物中不同物質(zhì)的氣化溫度點，來充分掌握加熱溫度的變化，使得混合物的溫度在預期溫度點進行持續(xù)加熱，從而實現(xiàn)對應物質(zhì)氣化分離。在我國，對于蒸餾分離的技術(shù)和工程實現(xiàn)，都已經(jīng)積累了深厚的理論知識和豐富的應用實踐經(jīng)驗，為我國的化工也生產(chǎn)做出了不可磨滅的貢獻。但是，蒸餾法整體來說速度比較慢，效率相對較低，所以在化學工程分離技術(shù)的實現(xiàn)中，目前推出了各種熱門的物質(zhì)分離方法和技術(shù)，無論是在時間效率上、還是在生產(chǎn)成本上，都能很好地應用在企業(yè)化工生產(chǎn)過程中。

4．1膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是當前化學工程工藝領(lǐng)域中，實現(xiàn)物質(zhì)分離技術(shù)中比較流行的分離方法，在環(huán)保節(jié)能、低污染、高效率等諸多方面都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。膜分離技術(shù)是以各種材質(zhì)的膜作為基本的分離介質(zhì)，膜的介質(zhì)可以采用氣體材質(zhì)、固體材質(zhì)、液體材質(zhì)或混合材質(zhì)，最終構(gòu)成一個膜兩邊互不連通的界面，根據(jù)其自身的滲透特性，在不同的外在作用力(例如重力、壓力、電磁場、滲透壓差)下，實現(xiàn)物質(zhì)分離。按照膜不同材質(zhì)劃分，常見的膜有包括支撐液膜、乳化液膜的液體材質(zhì)膜以及無機材料膜、聚合物膜的固體材質(zhì)膜，這些膜的材質(zhì)、特性不同，最終實現(xiàn)的分離過程也不盡相同，有滲透、電滲析、微濾、液膜分離等，這些分離技術(shù)和過程在氣體干燥、廢水處理等方面廣泛應用，正式因為膜分離技術(shù)效率高、耗能少、工作條件需求低，也逐漸化學工程工藝中分離技術(shù)的主體。

4．2吸附技術(shù)

在分離技術(shù)發(fā)展迅速的今天，新型吸附技術(shù)也逐漸進入了物質(zhì)分離工程中，通過變壓吸附、層析、模擬移動長等分離方法，新型的吸附技術(shù)也成為了分離技術(shù)中的新型技術(shù)，在工業(yè)制造和化工生產(chǎn)中起到非常重要的作用。

4．3反應分離耦合技術(shù)

反應分離耦合技術(shù)是提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化化學工程生產(chǎn)過程、降低生產(chǎn)成本中發(fā)揮越來越重要的作用。反應分離耦合技術(shù)是通過利用物質(zhì)分離來促進反應或通過物質(zhì)反應來促進分離的一種化工分離技術(shù)，整個技術(shù)的應用效率非常高，操作費用也很低。以醋化反應為例，該反應過程就是在精餾塔中進行可逆的醋化反應，利用精餾的反應來分離醋和水，同時逆向反應也能夠加強醋化過程，從而在原料成本等多方面節(jié)約成本。

5超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體又稱為SCF，是SupercriticalFluid的縮寫，一般的氣體或液體在溫度或者壓力的持續(xù)變化下，達到某個臨界點就會發(fā)生氣體到液體的變化或者液體向氣體的變化，但是，超臨界流體是某種流體物質(zhì)在達到臨界壓力點或溫度點時，如果持續(xù)提升外界條件，該流體密度不斷增加，但是并沒有真正發(fā)生液化或氣化的現(xiàn)象，此時的物體就成為超臨界流體，該流體既具有氣體的特性，又具有也提到特質(zhì)，利用超臨界流體來實現(xiàn)物質(zhì)分離的技術(shù)，則被稱為SCFE超臨界流體萃取技術(shù)，該技術(shù)目前被廣泛應用在食品加工、化學工程和企業(yè)生產(chǎn)、生物制藥等諸多領(lǐng)域。SCFE的超臨界流體萃取技術(shù)，是對混合物進行施加溫度或壓力的條件，從而使其進入超臨界狀態(tài)，進而使萃取物從其中分離出來，實現(xiàn)物質(zhì)的分離。流體物質(zhì)在超臨界狀態(tài)下，融合了氣體和液體的綜合特性，密度上比氣體大得多，一般與液體比較接近，但是粘性度方面則與氣體接近，比液體小得多，而且超臨界流體自身的溶解度非常高、而且很容易流動和擴散，而且在壓力或溫度的臨界點，能隨著外加條件的微小變化，密度則發(fā)生顯著變化，極易實現(xiàn)混合物中萃取物的提取和分離。利用超臨界流體萃取技術(shù)，一般是使用流體作為萃取物的溶劑，使其進入超臨界狀態(tài)，然后與物料進行接觸，使其中的萃取物溶于流體中，進而實現(xiàn)萃取物與物料的分離，而后降低外在施加條件，如降低壓力或溫度，流體密度發(fā)生變化，溶解度降低，萃取物則很容易從流體溶劑中解析出來，從而實現(xiàn)萃取物的分離。利用SCFE的超臨界流體萃取技術(shù)來實現(xiàn)物料萃取物的分離，在提取速率、萃取物兼容范圍等方面都非常優(yōu)異，而且外在條件是通過溫度或者壓強的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)對流體密度、溶解度的控制，從而能夠有效地實現(xiàn)萃取物的分離，而且提取萃取物的純度非常高，對于化工生產(chǎn)來說非常重要。其次，流體溶劑的選擇一般選擇二氧化碳流體，這種低溫、無氧環(huán)境的操作可以有效地分離熱敏或容易氧化的物質(zhì)，此外，SCFE技術(shù)的實現(xiàn)，可以從固體或中液體中快速提取有效地萃取物成分，整個過程無污染、耗能少，而且對于有機物的分離提取和精致都有非常顯著的功效。

6總結(jié)

化學工程工藝是目前涵蓋冶煉、藥物生產(chǎn)、食品加工、材料化工、印刷業(yè)等多行業(yè)的專業(yè)學科，其實現(xiàn)的專業(yè)技術(shù)對于企業(yè)的生產(chǎn)來說具有非常重要的現(xiàn)實意義。在化學工程工藝中，常見的技術(shù)有綠色化工技術(shù)，該技術(shù)是從原材料、催化劑以及化學反應的過程中選取綠色無毒無公害的物質(zhì)和反應選擇性來提升化工的低污染率，分離技術(shù)則是通過蒸餾分離、膜分離等分流技術(shù)來實現(xiàn)的化工材料的分離，超臨界流體萃取技術(shù)則是采用超臨界流體對物料中萃取物的提取，通過改變外在條件來實現(xiàn)萃取物的提取，從而實現(xiàn)物質(zhì)分離。這些化學工程工藝都在為企業(yè)的生產(chǎn)、化工過程等起到非常重要的作用，為促進我國的經(jīng)濟發(fā)展奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻:

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篇6

關(guān)鍵詞：生化工程；生物技術(shù)；計算機技術(shù)；過程控制；反應器

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）51-0136-02

自上世紀50年代初在國內(nèi)高校首開發(fā)酵工程專業(yè)以來，《生化工程》課程一直作為江南大學生物工程專業(yè)重點建設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。圍繞培養(yǎng)實踐型、應用型發(fā)酵工程人才，我們在教學中，堅持理論與實踐結(jié)合，在教學方法上進行了有益的嘗試。在生化工程的教學過程中，除了圍繞《生化工程》的相關(guān)教材講述生化反應動力學與反應器方面的基礎(chǔ)理論外，重點還介紹了最新技術(shù)在發(fā)酵過程優(yōu)化與控制以及生化反應器放大中的應用。

一、基于代謝工程和智能工程的集約型發(fā)酵過程控制

發(fā)酵過程控制技術(shù)是利用過程自動控制和系統(tǒng)工程的手段，通過動態(tài)調(diào)控諸如底物流加速度、通風量、攪拌速度、溫度、pH、操作時間和方式等外部環(huán)境因子對發(fā)酵過程的性能指標實施優(yōu)化。發(fā)酵過程控制技術(shù)可以稱得上是發(fā)酵工程的核心關(guān)鍵技術(shù)。近年來，以人工神經(jīng)網(wǎng)絡為代表的智能工程技術(shù)和以代謝工程為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)逐步、大量地滲入到發(fā)酵過程的建模、過程故障診斷和早期預警乃至過程控制與優(yōu)化等諸多領(lǐng)域。先進的過程控制技術(shù)、智能工程技術(shù)、代謝工程技術(shù)與發(fā)酵工程的融合才是現(xiàn)酵過程控制的發(fā)展方向和大趨勢。人工神經(jīng)網(wǎng)絡（artificial neural network，ANN）作為人工智能技術(shù)的核心，其固有的學習特性和模擬非線性的能力非常適合發(fā)酵過程，目前在發(fā)酵工程中的應用相當普遍，在系統(tǒng)辨識、建模、優(yōu)化、控制等各方面都有廣泛的應用和顯著的效果[1]。神經(jīng)網(wǎng)絡能由已知的過程輸入得到過程的輸出，從而建立過程模型。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡的廣泛應用主要是由于它具有以下特點：（1）神經(jīng)網(wǎng)絡具有典型黑箱模型的特性。（2）對于復雜系統(tǒng)，網(wǎng)絡內(nèi)部各接點間的連接權(quán)值包含著對過程輸入、輸出關(guān)系的描述，通過選擇一定的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和較為方便的學習過程，多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡能以任意精度逼近任意非線性映射，帶來了一種有效的、智能的表達工具。（3）模型一般為多輸入和多輸出的并行信息存儲與處理結(jié)構(gòu)，從而具有獨特的容錯性和并行計算特點，大量復雜的控制算法能夠得以快速實現(xiàn)，因此可方便地用于多變量控制系統(tǒng)。（4）固有的學習能力降低了系統(tǒng)的不確定性，適應環(huán)境變化的泛化能力得到了增加。在估計預測過程中，網(wǎng)絡內(nèi)部的連接權(quán)值的綜合作用即是模型的具體表達，使模型充當了一個逼近真實過程模型的角色。用于網(wǎng)絡的訓練樣本和檢驗樣本能否達到令人滿意的精度或可信度是衡量神經(jīng)網(wǎng)絡建模效果好壞的主要依據(jù)。ANNPR控制策略在控制和優(yōu)化畢赤酵母生產(chǎn)外源蛋白的控制中起到了很好的效果。例如該控制策略在甘油流加培養(yǎng)階段維持較高的重組畢赤酵母比生長速率，同時避免誘導前甘油的積累，最終提高pIFN-α的產(chǎn)率。除了pIFN-α發(fā)酵生產(chǎn)過程，這一新的控制方法還能用于其他畢赤酵母表達外源蛋白的過程。

二、發(fā)酵過程在線故障診斷和早期預警技術(shù)

在實際的發(fā)酵生產(chǎn)過程中，僅僅依靠發(fā)酵過程的控制和優(yōu)化并不能確保生產(chǎn)過程中每一批次的高效和穩(wěn)定。而且一些在線參數(shù)測量電極在工業(yè)上的應用還不夠成熟。一旦過程參數(shù)偏離最優(yōu)的控制水平，發(fā)酵產(chǎn)量就會大大下降，甚至導致發(fā)酵徹底失敗。甲醇營養(yǎng)型畢赤酵母是目前應用效果好且用途最廣泛的一種外源蛋白表達系統(tǒng)。它具有許多明顯的優(yōu)勢，蛋白分泌表達的啟動子受到誘導劑甲醇的嚴格調(diào)控，誘導表達的大部分目標蛋白可以分泌到胞外，有利于降低下游的分離和純化的成本等。在發(fā)酵生產(chǎn)過程中，基于OUR變化模式的故障診斷方法是一種常用的方法，但運用單一過程參數(shù)進行過程控制和分析不具有代表性。通過選取多個在線參數(shù)，針對不同的畢赤酵母發(fā)酵過程，建立通用的診斷模型具有廣泛的意義。在畢赤酵母表達重組融合蛋白過程中，在誘導期如何準確有效地控制甲醇的濃度并保持pH值的穩(wěn)定是發(fā)酵過程控制的關(guān)鍵。以前的各種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷方法大都基于復雜的數(shù)據(jù)分析和各種網(wǎng)絡的構(gòu)建，沒有具體結(jié)合發(fā)酵過程的特性，菌體的代謝以及生理狀態(tài)分析，參數(shù)的選擇也沒有針對不同階段的發(fā)酵特性，識別的效果相對較差。但是通過對所有的在線數(shù)據(jù)進行評價篩選，基于對誘導期菌體生理狀態(tài)和發(fā)酵過程參數(shù)的深入研究，提出的基于自聯(lián)想神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷系統(tǒng)能起到很好的效果[2]。

建立具有故障診斷和早期預警功能的自我聯(lián)想型神經(jīng)網(wǎng)絡AANN大致包括五個主要步驟。首先在正常發(fā)酵條件下，對一些關(guān)鍵過程參數(shù)進行在線的監(jiān)測和存儲，建立具有系統(tǒng)生成、實時數(shù)據(jù)庫生成等功能的軟件和數(shù)據(jù)庫。然后建立上述狀態(tài)變量的數(shù)值以及相應的誤測數(shù)據(jù)與“正?！焙汀胺钦！卑l(fā)酵的性能指標（以產(chǎn)物濃度、生產(chǎn)強度、糖酸轉(zhuǎn)化率等為基準）間的簡單、定性關(guān)系表，從而為實現(xiàn)早期預警后、反推故障原因、及時采取補救措施提供依據(jù)和可能的信息。接著建立具有故障診斷和早期預警功能的自我聯(lián)想型神經(jīng)網(wǎng)絡AANN。通過對已知正常發(fā)酵樣本數(shù)據(jù)中未參與訓練、學習的數(shù)據(jù)進行驗證計算，確認所建立的AANN模型的通用性和精確度可以達到和滿足規(guī)定要求。然后建立基于AANN模型的在線故障診斷和早期預警。最后一旦AANN模型檢測到發(fā)酵處于“異?！睜顟B(tài)，則可以反推可能造成發(fā)酵處于“異常”狀態(tài)的原因。比如說，檢查一下溫度、pH、溶氧電極和尾氣分析儀是否出現(xiàn)故障，氣路和水路（冷卻水）有無堵塞，等等。如果能夠找到原因，則采取相應的補救措施，促使發(fā)酵盡快恢復正常；如果確實找不到原因，則可繼續(xù)等待一段時間、觀察發(fā)酵能否自動恢復正常。如果仍然不行，則應當機立斷、及時放罐。總之，應用自我聯(lián)想型神經(jīng)網(wǎng)絡的目的在于建立以人工智能工程為基礎(chǔ)的、簡易、通用和集約型發(fā)酵過程控制系統(tǒng)，并實現(xiàn)發(fā)酵過程中的故障診斷和早期預警。

三、計算流體動力學在生化反應器設(shè)計和放大中的應用

計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）模擬是21世紀流體力學領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，該模擬技術(shù)的基本原理是利用離散化的數(shù)值算法求解控制流體流動的微分方程，得出連續(xù)流場在一定區(qū)域上的離散分布規(guī)律，從而“模擬”流體流動情況。FLUENT是目前世界應用范圍最廣的商業(yè)CFD軟件包之一，該軟件在對流態(tài)進行數(shù)值仿真模擬計算方面有著廣泛應用。帶攪拌的生物反應器在發(fā)酵工業(yè)有著廣泛應用，攪拌和混合是化學工業(yè)中重要的單元操作，體系混合過程和效果往往成為影響反應產(chǎn)率等的重要因素。為評估和研究攪拌系統(tǒng)的傳氧效率和功率消耗，優(yōu)化反應器的整體結(jié)構(gòu)，采用計算流體力學技術(shù)對所設(shè)計的新型反應器進行了計算機模擬，采用FLUENT？作為計算平臺，采用基于Euler-Euler方法的Mixture模型處理氣液兩相流問題，氣泡聚并和破裂過程通過群落平衡方程計算，最后將計算結(jié)果與實驗測量數(shù)據(jù)進行比較[3]。計算表明CFD計算的各參數(shù)預測值與測量值偏差均在±10%以內(nèi)，能夠較準確地再現(xiàn)設(shè)備內(nèi)流體的運動狀態(tài)。這為利用數(shù)值模擬技術(shù)優(yōu)化反應器設(shè)計和生物反應器工程放大奠定了基礎(chǔ)。在前期工作中，通過中試生產(chǎn)和80立方生產(chǎn)規(guī)模下的結(jié)冷膠發(fā)酵過程試驗，新型通風發(fā)酵罐表現(xiàn)出優(yōu)良的傳質(zhì)性能和節(jié)能效果，不僅是結(jié)冷膠的發(fā)酵產(chǎn)率從18g/L提高到22g/L，而且單批發(fā)酵過程的電耗節(jié)省20%，顯示出技術(shù)良好的應用前景。由于這種新型的通風發(fā)酵設(shè)備在發(fā)酵領(lǐng)域具有普遍意義和寬廣應用范圍，對于通風發(fā)酵領(lǐng)域的產(chǎn)品都有參考意義，所建立的設(shè)計和制造方法對于大型發(fā)酵罐的放大方法具有重要的現(xiàn)實參考意義。

采用以CFD數(shù)值模擬為主結(jié)合實驗測量驗證的方法研究了三層組合槳對黃原膠溶液的氣液分散及混合的效果。根據(jù)發(fā)酵罐下部通氣的特點，底層攪拌槳選擇徑向流攪拌槳，中層和上層槳設(shè)置了軸向流攪拌槳。具體槳型選擇為徑向流槳為SPT槳，軸向流槳為四葉旋槳式攪拌器（KSX）。

四、結(jié)束語

生化工程課程具有知識點多，學科交叉性和應用性強的特點。課程項目在實施過程中，教學團隊應該結(jié)合最新科研轉(zhuǎn)化成果，提煉生化工程的典型案例，將生化工程的理論學習與工程學習緊密結(jié)合起來。新增案例庫、例題庫等，以典型發(fā)酵工程案例為引子，結(jié)合生化工程的理論知識，注重培養(yǎng)學生的自學能力和科學的思維方法。注重在課堂上引入最新科研成果，對開拓學生視野、了解生化工程領(lǐng)域最新科學前沿技術(shù)的發(fā)展具有重要作用。

參考文獻：

[1]史仲平，潘豐.發(fā)酵過程解析、控制與檢測技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

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【關(guān)鍵詞】項目化教學;信息化教學;課程改革;建筑結(jié)構(gòu)

1項目化教學

在國家大力發(fā)展職業(yè)教育大背景下，如何開展高質(zhì)量的高等職業(yè)教育一直是教育學者們研究的問題之一。2019年1月國務院了《國家職業(yè)教育改革實施方案》，進一步強調(diào)了職業(yè)教育的重要地位和作用，并明確指出，到2022年高職院校實踐性教學課時需要達到總課時一半以上，并提出“雙師型”教師的比例需大幅增加。從國家的宏觀政策可以看出，高職院校需要培養(yǎng)更多的技能型人才。那么教師團隊需要本著突出職業(yè)教育的針對性和實用性的特點，使學生實現(xiàn)“零距離”上崗的目標，在教學中以國家現(xiàn)行的建設(shè)工程標準、規(guī)范、規(guī)程為依托，根據(jù)實際工程項目來進行教學設(shè)計［1］。那么根據(jù)工程實踐經(jīng)驗和教學經(jīng)驗對課程進行“理實一體”的項目化教學設(shè)計就成為建筑技術(shù)專業(yè)教學改革的方式之一?！绊椖炕虒W”是一種基于理論指導實踐的行動模式導向教學［2］。主要是在教學中將課程的教學目標分解成具體的可實施的教學任務，并分別結(jié)合實際工程經(jīng)驗，劃分教學單元，通過實施項目來完成目標［3］。2016年，在國家推動高職院校項目建設(shè)的大背景下，我校建筑工程技術(shù)專業(yè)教師團隊積極響應，也積極參與校企合作，提升工程實際經(jīng)驗，同時在各個專業(yè)課中開始進行課程項目化改革。本文以高職建筑技術(shù)專業(yè)核心課程《建筑結(jié)構(gòu)》為例，進行項目化教學設(shè)計，基于數(shù)字及網(wǎng)絡平臺的數(shù)據(jù)收集，及調(diào)查問卷分析，得到項目化教學后的成果，并針對成果進行總結(jié)，提出改進方向。

2教學設(shè)計

《建筑結(jié)構(gòu)》是建筑工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，授課對象為建筑工程技術(shù)專業(yè)一年級(第二學期)學生，共4學分，72學時。通過本課程的學習，學生可以了解建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理，掌握鋼筋、混凝土及砌體材料的力學性能，掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和各種基本構(gòu)件的受力特點，掌握一般房屋的結(jié)構(gòu)布置、截面選型、基本構(gòu)件的設(shè)計與計算方法以及平法制圖的基本方法，能正確解讀國家建筑結(jié)構(gòu)的有關(guān)規(guī)范，處理建筑結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，逐步培養(yǎng)和提高綜合應用能力，為從事一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計、建筑工程施工及建筑工程項目管理打下扎實的基礎(chǔ)。

2．1整體教學設(shè)計

(1)教學內(nèi)容:該任務教學內(nèi)容多，復雜，是整門課程的教學重點與難點。為了更好的讓學生掌握，將所有教學內(nèi)容任務化、具體化。(2)教學目標:如表1所示，在任務完成過程中，學生除了要掌握任務書要求的知識目標和能力目標，還要培養(yǎng)學生的“工匠精神”“創(chuàng)新精神”，追求精益求精，養(yǎng)成團結(jié)協(xié)作的習慣。(3)教學設(shè)計思路:整體的教學設(shè)計思路，緊跟項目化教學理念，如圖1所示，將各個知識點融合在具體項目的實施過程中，并進行優(yōu)化。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)樓蓋設(shè)計的教學子項目，確定為6個學習環(huán)節(jié)，包含4個課上學習任務，任務優(yōu)化為識任務、練技能、定設(shè)計3個學習階段。(4)課程資源:在教學過程中采用了云班課、結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件及APP、Excel辦公軟件、中望三維軟件等課程資源，豐富課堂活動，激發(fā)學生的學習興趣。

3教學實施

該任務實踐性強，難度高，要求學生具有極強的綜合能力，能夠靈活運用所學知識解決問題。而學生基礎(chǔ)差，很難掌握繁雜的計算，傳統(tǒng)“填鴨式”的教學方式，學生不感興趣，老師往往是在唱“獨角戲”，花費時間和精力多效果卻很差。但學生喜歡動手，學習新技術(shù)能力強，尤其是信息化技術(shù)。所以在教學設(shè)計時采用“項目導向，任務驅(qū)動”的方法，運用討論法、頭腦風暴法、練習法、案例法等參與式教學方式，讓學生參與到課堂教學中來，真正做到“做中學，學中做”?；谏鲜銮闆r，將教學的實施過程分為課前自主學習，課上精講、討論，課后提高拓展3大環(huán)節(jié)。

3．1課前自主學習

課前通過云班課學習資源、學習任務、課前測驗和作業(yè)，學生完成任務后上傳至云班課。課前學習中遇到的問題，在云班課進行答疑討論。

3．2課上精講、討論

針對學生課前遇到的問題，進行詳細解答。本次課程任務，以小組討論等形式，分小組完成任務并將提出完成任務過程中遇到的問題，教師進行總結(jié)并對難點進行精講。學生根據(jù)教師講授，完成自己的任務。

3．3課后提高拓展

課后根據(jù)“鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計任務書”的要求，參照“鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計指導書”和校本教材，完成自己的鋼筋混凝土樓蓋設(shè)計任務。

3．4課程考核

在課程考核中融入表現(xiàn)性評價，通過考核學生的實際操作能力、協(xié)作能力、解決問題能力、學習態(tài)度等，課程考核的要素之一［4］。同時基于產(chǎn)教融合的大教學背景，教學課程以與實際工程施工“零距離”為主導思想，引導學生動手操作，培養(yǎng)學生的工匠精神、精益精神、團隊合作等基本素質(zhì)，基本操作技能、質(zhì)量檢測與評定等職業(yè)素養(yǎng)。整個課程以及每次任務都以多維度評價進行。學生自評，小組互評，教師總評3個主體，準備階段、實施過程、實施結(jié)果為評價指標，融入素質(zhì)評價與職業(yè)素養(yǎng)評價。全方位多角度對任務完成情況進行評價。

4教學實施成果

4．1學生參與度

提高任務均采用“項目導向，任務驅(qū)動”的教學理念，以學生為中心的教學手段，采用接地氣、重參與的教學方法。課后針對學生對改革后的教學設(shè)計與傳統(tǒng)教學進行對比，通過云平臺發(fā)放調(diào)查問卷并分析得出:學生更喜歡改革后的課堂，自覺知識掌握程度更高，對本專業(yè)有更加深入的了解，對理論學習沒有以前那么抗拒。

4．2“課程思政”效果明顯

在云平臺上投票問卷顯示，學生在目標達成情況的評價當中，注重了自身綜合素質(zhì)與職業(yè)素養(yǎng)的學習，了解“思政”是自身發(fā)展的基石。與傳統(tǒng)的課程相比，還提到了誠信、敬業(yè)、精益等符合社會需求精神品質(zhì)，理解“工匠精神”對建筑安全的重要性，提高自己的責任心。

4．3教師教學技能提高

為迎合課程要求及學生的學習要求，教師團隊需不斷補充新的知識與實際工程案例，提高自身施工技術(shù)操作手段，學習前沿施工技術(shù)。于此同時，需向老教師學習教學經(jīng)驗，有效的將實際工程案例與理論相結(jié)合，解決項目知識較單一、不全面的問題。

5不足與改進

“項目導向，任務驅(qū)動”是以職業(yè)適應導向為目的的教學探索［5］，在此模式之下，學習目標十分明晰，強調(diào)知識應用能力，學生易于理解和接受。同時，對專業(yè)課教師提出了較高要求和嶄新挑戰(zhàn)，只有圍繞教學多開展反思，才能實現(xiàn)教學預期目標，逐步提升教學水平。

5．1不足

(1)在“任務驅(qū)動”教學模式下，要求按照企業(yè)實際工作流程完成任務，教學過程中未能嚴格執(zhí)行。(2)教學活動的設(shè)置、活動時間的把控需要進行微調(diào)。(3)未能結(jié)合實際操作，做到理實一體化。(4)部分學生課下學習積極性不高，督促評價制度應進一步完善。(5)教學資源信息化水平不夠高，比如微課質(zhì)量、設(shè)置的時間以及豐富度等。(6)建筑新技術(shù)需要進一步融入課堂，如“BIM技術(shù)”“3D打印技術(shù)”等等。

5．2改進

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關(guān)鍵詞：經(jīng)濟應用數(shù)學 工作過程系統(tǒng)化 課程設(shè)計 物流管理專業(yè)

課 題：本文系2016年度山東省青年教師教育教學研究課題《基于工作過程系統(tǒng)化的高職經(jīng)濟應用數(shù)學教學改革實證研究――以物流管理專業(yè)為例》（編號：16SDJ014，主持人：孫少平）階段研究成果。

一、物流管理專業(yè)教學現(xiàn)狀分析

物流管理專業(yè)學生主要學習的核心課程為：物流概論、物流企業(yè)會計、物流系統(tǒng)與信息技術(shù)、倉儲與庫存管理實務、采購實務、配送實務、運輸管理、國際物流、物流企業(yè)管理、物流企業(yè)財務管理、供應鏈管理、物流管理軟件操作、運籌學、市場營銷學、物流電子商務等。要求學生要掌握物流管理的基本理論、基本知識，了解行業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，具備物流管理的應用程序操作能力，具備物流信息組織、分析研究、傳播與開發(fā)利用的基本能力，能進行物流系統(tǒng)分析、設(shè)計、規(guī)劃，具有物流行業(yè)管理的基本能力。

運籌學用數(shù)學方法研究各種系統(tǒng)最優(yōu)化的問題，應用數(shù)學模型來求得合理運用人力、物力的最優(yōu)方案，為決策者提供科學決策的有關(guān)信息。倉儲與庫存管理實務課程內(nèi)容包括：庫存管理概述、需求預測、庫存控制系統(tǒng)、庫存控制的定量分析方法與模型、生產(chǎn)物料控制、生產(chǎn)計劃、能力需求計劃、供應鏈中的庫存管理與控制、庫存管理績效與標桿管理等。物流企業(yè)管理是以物流企業(yè)管理思想和原理為主要框架，綜合研究物流企業(yè)經(jīng)營管理的全過程，對物流企業(yè)管理的系統(tǒng)觀念、管理基礎(chǔ)、組織機構(gòu)、市場研究、決策和計劃管理、企業(yè)文化、作業(yè)管理、質(zhì)量管理、物資管理、設(shè)備設(shè)施管理進行專門的研究。

筆者從工作崗位、相應的職業(yè)活動、應該具備的數(shù)學能力、對應的數(shù)學知識四個方面分析物流行業(yè)人員應具備的數(shù)學能力。物流信息處理員具有信息的梳理與處理、數(shù)據(jù)處理和分析預測能力，需要用到數(shù)據(jù)擬合、預測方法以及極限的知識。商品流通加工員能夠制定商品的加工、原材料的采購和管理方案等，能制訂最優(yōu)生產(chǎn)及采購方案，用到線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、導數(shù)及應用的相關(guān)知識。物流配送業(yè)務員具有制訂裝箱、運輸路線方案，制訂最優(yōu)物資裝配、流通運輸路線的能力，需要運輸問題、圖與網(wǎng)絡的知識。物流倉儲業(yè)務員具備原材料進購、庫存管理，制訂采購、存儲方案的數(shù)學模型能力，利用導數(shù)應用的知識。物流市場營銷員具備市場開發(fā)、業(yè)務承攬、價格談判，判斷業(yè)務成本、收益和利潤的變化、走向及合理定價能力，需要極限、導數(shù)應用的相關(guān)知識。企業(yè)管理員具備企業(yè)管理決策、最優(yōu)化企業(yè)管理、決策方案制定的數(shù)學建模能力，需要學習導數(shù)及應用、積分及應用、線性動態(tài)規(guī)劃、運輸問題、圖與網(wǎng)絡等知識。

二、基于工作過程系統(tǒng)化的課程教學設(shè)計

基于工作過程系統(tǒng)化的課程整體教學設(shè)計，包括以下10個宏觀的方面：課程信息（代碼、學分、學時、授課對象、課程類型、課程性質(zhì)），課程整體目標設(shè)計（總體目標、知識目標、能力目標、素質(zhì)目標），課程內(nèi)容設(shè)計（項目名稱、學時、子項目編號、名稱、知識/能力/素質(zhì)目標、實施方式、手段及步驟、可展示的結(jié)果），課程進程表（周次、學時、單元標題、項目編號、知識/能力/素質(zhì)目標、師生活動、考核內(nèi)容、教學方法），第一節(jié)課及最后一次課梗概（著重介紹課程的目標、項目任務、考核方式，利用典型的案例、實例、問題和操作引起學生的強烈興趣），考核方案（課程組集體研討確定），教學材料（教材或講義、參考資料、儀器、設(shè)備、教學軟件等），需要說明的其他問題，常用術(shù)語中英文對照，課程整體設(shè)計體會。

基于工作過程系統(tǒng)化的具體課程教學設(shè)計，高職經(jīng)濟應用數(shù)學課程分為兩個學期來實現(xiàn)，共68學時。第一學期，1～5單元，16周，每周2學時，合計32學時，教學內(nèi)容包括：經(jīng)濟活動中的函數(shù)關(guān)系分析，極限與變化趨勢分析，經(jīng)濟最優(yōu)化問題分析，邊際與彈性分析，經(jīng)濟總量問題分析。第二學期，6～11單元，18周，每周2學時，合計36學時，教學內(nèi)容包括：銷售與市場、生產(chǎn)作業(yè)計劃安排、配送與運輸、物流中心選址和車輛配裝、指派問題和旅行商問題、物資調(diào)運問題的圖上作業(yè)法。

筆者以第4單元的第2節(jié)“邊際分析”為例，具體說明課程單元教學設(shè)計的流程。能力目標：能夠掌握邊際成本、收入、利潤的概念；能夠求出成本、收入、利潤等經(jīng)濟函數(shù)的邊際值和邊際函數(shù)；能夠掌握邊際分析模型的應用；能夠?qū)?jīng)濟生活中常見的商家提價和降價的促銷手段加以分析。知識目標：邊際成本、收入、利潤；成本、收入、利潤等經(jīng)濟函數(shù)的邊際值和邊際函數(shù)；若干邊際分析模型。素質(zhì)目標：深刻思維能力、團結(jié)協(xié)作能力、語言表達能力。能力訓練任務：任務1，理解邊際的概念和邊際函數(shù)；任務2，掌握成本、收入、利潤等經(jīng)濟函數(shù)的邊際值和邊際函數(shù)；任務3，學會邊際分析模型的應用。案例分析及知識講解：案例1，麥穗問題；案例2，邊際利潤問題1；案例3，邊際成本問題；案例4，邊際收入問題；案例5，邊際利潤問題2；案例6，最大利潤問題――邊際分析模型。還有課堂操練實訓任務和課下實踐作業(yè)，以及課后教師教學的反思體會。

三、基于工作過程系統(tǒng)化的教學模式

基于工作過程的項目化課程教學設(shè)計分為5個模塊（情景）：公司經(jīng)營和生產(chǎn)情況分析，公司生產(chǎn)和產(chǎn)品的邊際分析及彈性分析，公司總量經(jīng)濟模型的建立，公司決策規(guī)劃的最優(yōu)化模型，公司生產(chǎn)管理及質(zhì)量管理。

8個知識目標：掌握需求、供給、成本、收入、利潤等經(jīng)濟變量之間的函數(shù)關(guān)系；理解函數(shù)的極限概念，掌握求函數(shù)極限的方法；理解導數(shù)及微分概念，掌握求導數(shù)及微分的方法；理解微分的經(jīng)濟意義，掌握微分近似計算的方法；理解不定積分及定積分的概念和幾何意義，掌握求不定積分及定積分的方法；了解線性方程組的結(jié)構(gòu)，掌握求解線性方程組的方法；掌握線性規(guī)劃問題的初等解法；理解概率與統(tǒng)計的概念及性質(zhì)，掌握其基本方法。

15個能力目標：能夠分析典型的、常用的經(jīng)濟變量之間的函數(shù)關(guān)系，應用其分析和解釋經(jīng)濟現(xiàn)象；能用極限方法確定貸款和投資方案；能進行邊際與彈性的計算，明確其經(jīng)濟意義和做出實際分析；能用導數(shù)的方法解決邊際成本、邊際收益、邊際利潤等問題；能用函數(shù)的極值和最值，對常用經(jīng)濟函數(shù)的問題做出最優(yōu)決策；能利用利率、現(xiàn)值、終值和貼現(xiàn)之間的關(guān)系進行計算；能分析在一種生產(chǎn)要素的投入變化時，邊際產(chǎn)量、平均產(chǎn)量、總產(chǎn)量之間的經(jīng)濟關(guān)系；能用積分的方法計算在經(jīng)濟變量的邊際變化條件下，經(jīng)濟變量的積累變化、總量及平均量；能用表格表示的經(jīng)濟量之間關(guān)系的計算；能利用線性代數(shù)方法對實際問題建立相應的數(shù)學模型；能合理的獲取數(shù)據(jù)資料，并作出估計和檢驗；能計算產(chǎn)品的合格率；能對隨機事件、隨機變量問題建立有效的數(shù)學模型；能預測連續(xù)或者離散變化的經(jīng)濟現(xiàn)象的狀況及其發(fā)生的可能性；能進行相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

以基于工作過程的六步教學法（明確任務、制訂計劃、做出決策、實施計劃、檢查控制、評估反饋）為指導，以物流管理專業(yè)學生為教學對象，課堂教學內(nèi)容為“國美商場”商品采購與庫存控制的最優(yōu)化方案設(shè)計，課下作業(yè)為“國美商場”商品營銷的最優(yōu)方案設(shè)計。利用經(jīng)濟案例，開發(fā)實際的數(shù)學模型，應用案例驅(qū)動教學法，作為現(xiàn)實經(jīng)濟環(huán)境的仿真，是很適合高職學生的應用教學的。在案例教學中，教師要引導學生關(guān)注襯托數(shù)學知識的經(jīng)濟背景，有意識地從經(jīng)濟案例量化分析中汲取建模思想方法，逐步培養(yǎng)學生撥開經(jīng)濟迷霧、捕捉關(guān)鍵信息、洞察內(nèi)在規(guī)律的敏感性和判斷力。下圖即為數(shù)學建模、案例分析的基本線路圖。

四、課程改革實證研究的結(jié)果分析

筆者以物流管理專業(yè)為研究對象較早開始了課堂教學改革，探索出經(jīng)濟應用數(shù)學課堂生態(tài)化、項目化、系統(tǒng)化教學模式；編輯項目化課程，制訂人才培養(yǎng)方案、課程標準和單元教學設(shè)計；研究實訓實驗課教學項目，編寫數(shù)學建模課教案及競賽練習冊。

筆者在兩個學年度（四個學期），在所任教高職學院經(jīng)管系物流管理專業(yè)6個大專班級進行了實踐，以2個物流卓越技師班作為實驗班，其他4個普通班作為對照班，以下是實證研究的結(jié)果分析。

根據(jù)表1和表2的數(shù)據(jù)分析得知：卓越班期末成績比入學成績均值增加了18.7分，增幅為29.03%；普通班期末成績比入學成績均值增加了9.8分，增幅為18.56%；卓越班比普通班的入學成績均值高11.6分，但是期末成績均值高20.5分，增幅為76.72%，差距拉大了；根據(jù)表1和表2入學和期末成績計算的相關(guān)性系數(shù)分別為0.951和0.873，這說明相關(guān)性很強。由此可以證明卓越班所采用教學改革，對提高高職學生的學習效果確實有明顯的作用。

參考文獻：

[1]姜大源.“學習領(lǐng)域”――工作過程導向的課程模式[J].職教論壇，2004（8）.

[2]姚成龍.基于工作過程系統(tǒng)化的高職教材編寫探索與研究[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2012（29）.

[3]程德蓉.基于工作過程系統(tǒng)化的高職教材建設(shè)[J].教育與職業(yè)，2014（7）.

篇9

數(shù)控技術(shù) 崗位職業(yè)能力 實踐教學體系 模塊

教高【2006】16號文件《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》中指出：大力推行工學結(jié)合，突出實踐能力培養(yǎng)，改革人才培養(yǎng)模式。要積極推行與生產(chǎn)勞動和社會實踐相結(jié)合的學習模式，把工學結(jié)合作為高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式改革的重要切入點，帶動專業(yè)調(diào)整與建設(shè)，引導課程設(shè)置、教學內(nèi)容和教學方法改革。

一、課程設(shè)計的必要性

《數(shù)控編程與操作》是數(shù)控技術(shù)專業(yè)最重要的核心專業(yè)課程，受到各院校的高度重視。

針對該課程的特點，我們提出通過該課程的學習，使學生掌握數(shù)車、數(shù)銑、加工中心、電火花機床的操作，掌握FANUC、SIMENS、HNC、GSK等4種系統(tǒng)的編程，使教學的目的性更強，學生學習的針對性更強。課程設(shè)計的理念基于工作過程的課程體系，課題組正是沿著這一思路著手進行課程的設(shè)計。緊緊圍繞課程對人才培養(yǎng)的目標要求，打破傳統(tǒng)的課程設(shè)置模式，突出高職教育教學特點，探索將課程內(nèi)容項目化、模塊化，將課堂教學現(xiàn)場化，強化職業(yè)技術(shù)能力，把工學結(jié)合的思想貫穿在整個課程教學過程中，把理論教學和實踐技能培養(yǎng)有機地結(jié)合起來。

二、課程設(shè)計的思路

數(shù)控技術(shù)專業(yè)的《數(shù)控編程與操作》課程實行“1+2”模式，即將課程設(shè)計為1個職業(yè)能力學習模塊，再加上2個職業(yè)能力拓展模塊。職業(yè)能力學習模塊主要學習數(shù)控編程及操作的理論知識，2個職業(yè)能力拓展模塊分別為數(shù)控機床操作實訓和使用數(shù)控機床加工零件實習。前一個能力拓展模塊側(cè)重于裝備各類數(shù)控系統(tǒng)各種機床的操作，后一個能力拓展模塊側(cè)重于各種復雜零件的數(shù)控加工。通過理論課與實踐課并列進行的教學模式，使數(shù)控加工操作實踐始終貫穿整個教學過程，形成融知識傳授、職業(yè)能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體，以實際典型零件加工過程為導向，現(xiàn)場教學、課堂教學、項目教學等多種模式并舉的教學方式。

1.對理論教學體系進行整體優(yōu)化，構(gòu)建以職業(yè)能力培養(yǎng)、提高素質(zhì)為主線的課程內(nèi)容體系

在理論內(nèi)容方面強調(diào)以應用為目的，以必需、夠用為度，課程內(nèi)容突出針對性、應用性和實用性，增加與現(xiàn)場實際密切相關(guān)的內(nèi)容；可根據(jù)專業(yè)發(fā)展方向的需要，適時調(diào)整課程內(nèi)容，以保證課程內(nèi)容始終與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展水平、市場對人才能力要求相適應。

2.構(gòu)建相對獨立又與理論教學有機融合的、基于工作過程的實踐教學體系

加大針對理論內(nèi)容的項目訓練、強化實訓等實踐教學環(huán)節(jié)的比例，使實踐教學時數(shù)與理論教學時數(shù)的比例達到1︰1以上。建立起完整配套的實驗和實訓教學環(huán)節(jié)，進行“真槍實彈”訓練，把實習教學由單純消耗轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵙暸c生產(chǎn)的有機結(jié)合，做到生產(chǎn)和實習兩不誤。這種作法也為工廠節(jié)省了人力，降低了消耗，創(chuàng)造了效益，真正實現(xiàn)了實習教學和生產(chǎn)的有機結(jié)合。

3.強化職業(yè)能力培養(yǎng)，將職業(yè)技能鑒定融入常規(guī)的教學訓練過程

將與課程相關(guān)的數(shù)控類職業(yè)技能鑒定工種融入平時的教學訓練過程中，實現(xiàn)專業(yè)教學和職業(yè)鑒定的“直通車”。如數(shù)控銑工、數(shù)控車工的職業(yè)鑒定融入到課程教學和數(shù)控編程加工實習實訓中，既節(jié)省專業(yè)的教學資源、降低學生的鑒定成本，也提高了學生學習專業(yè)課程的興趣和主動性。

在整個教學過程中，從理論教學、項目實訓教學到強化實訓，要求做到“六結(jié)合”，即理論與實踐相結(jié)合、傳統(tǒng)教學方式與現(xiàn)代教學手段相結(jié)合、講解與指導相結(jié)合、課堂教學與現(xiàn)場教學相結(jié)合、校內(nèi)教學與校外實踐相結(jié)合、教師與企業(yè)工程技術(shù)人員相結(jié)合，以達到培養(yǎng)學生具有獨立分析和解決問題及創(chuàng)新的能力，實現(xiàn)理論教學與實踐教學相融合的一體化教學體系。

三、教學內(nèi)容的具體表現(xiàn)形式

（1）構(gòu)建了典型零件庫和零件加工工藝性文件庫，并通過網(wǎng)絡讓學生隨時調(diào)用典型零件的加工程序，拓寬學生的編程思路，提高學生解決實際問題的能力。

（2）教學內(nèi)容充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)，搭建一個網(wǎng)絡平臺，將課程的諸多信息放置在網(wǎng)上，便于學生的學習，也有利于教師與學生的交流。

四、學習情境設(shè)計

根據(jù)每一學習情境職業(yè)能力要求，進行每一學習情境的教學設(shè)計，下面通過實例介紹學習情境教學設(shè)計過程。

實例：在數(shù)控車床上完成凹圓練習件的車削加工

1.工作任務描述設(shè)計

加工零件任務名稱：凹圓件練習件的車削加工。

2.零件類型描述

該零件屬于較簡單的階梯軸類零件，是使用數(shù)控車床加工的基本外輪廓形狀。是數(shù)控車削加工中難度較低的基本零件之一。

3.學習情境教學(行動)過程總體設(shè)計

根據(jù)每一學習情境教學內(nèi)容，來開發(fā)以行動過程為導向的學習情境學習過程，即下任務、定方案、謄卡片、加工、檢測五個行動過程。

參考文獻：

[1]陶維利．《數(shù)控編程與加工》課程基于教學一體化教學改革的實踐．武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院學報，2009，（3）.

篇10

關(guān)鍵詞:化工安全技術(shù) 教學探討

隨著科學技術(shù)的發(fā)展,人們的物質(zhì)生活和文化生活水平得到不斷提高,特別是化工、石油化工的迅速崛起,有力地促進了國民經(jīng)濟的發(fā)展。如今,化學工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),其在為人們的生活帶來便利的同時,也帶來了相應的安全問題。眾所周知,化工企業(yè)的原料及產(chǎn)品多是易燃、易爆、有毒、有腐蝕性的物質(zhì),且生產(chǎn)過程又有高溫、高壓、自動化、連續(xù)化大型化等特點,與其他行業(yè)相比,化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)不安全因素較多,且事故后果嚴重,危險性和危害性更大。因此,在化工生產(chǎn)中要特別重視安全,而是否能安全生產(chǎn)又在安全知識的普及和教育。《化工安全技術(shù)》的課程教學作為理論知識與實踐知識相融合的產(chǎn)物,也不斷的受到社會科學發(fā)展與教育理念更新的沖擊。知識和內(nèi)容體系的不斷更新,在課時壓縮的情況下使學生掌握更多更新的安全知識和技能,這都要求在課程教學中不僅要有嚴謹、清晰的教學思路,還需要更科學、更現(xiàn)代、更人文化的教學模式。

1 化工安全技術(shù)

安全工程是一門新興的交叉學科,是以人類生產(chǎn)和生活活動中發(fā)生的各種事故為主要研究對象,在總結(jié)分析已經(jīng)發(fā)生的事故經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,綜合運用自然科學技術(shù)和管理科學等方面的知識,識別和預測生產(chǎn)生活中存在的不安全因素,并采取有效控制措施防止事故發(fā)生的科學技術(shù)知識體系。而化工安全技術(shù)是安全工程的一個研究方向?；ぐ踩夹g(shù)的教學是以易產(chǎn)生的各類事故為主線,對一些特殊的事故,運用設(shè)備、工藝和化工方面的基礎(chǔ)知識,將課程內(nèi)容融會貫通。在教學中通過對各類事故的剖析,使學生了解在類似的環(huán)境下存在的安全隱患,以及采取何種措施才是合適的保證安全生產(chǎn)的方法。

2 化工安全技術(shù)的發(fā)展和特點

近年來隨著化工工業(yè)的發(fā)展,使得化工行業(yè)的安全問題日益凸顯,從而促進了化工安全技術(shù)的發(fā)展。其主要體現(xiàn)在制定新的行業(yè)規(guī)程規(guī)范或改進生產(chǎn)工藝以及出處新的分析及優(yōu)化方法。

由于化工生產(chǎn)涉及的產(chǎn)品繁多,過程復雜,引起產(chǎn)生的事故類別也多式多樣,這就要求在教學中要做到善于分析、總結(jié),找出問題所在?；ぐ踩夹g(shù)的主要特點有:

2.1 綜合性?；ぐ踩夹g(shù)既涉及到化工生產(chǎn)的基本知識,又涉及到安全的分析方法。

2.2 復雜性?；どa(chǎn)的過程十分復雜,涉及到的安全問題也十分廣泛,有熱力學引發(fā)的安全問題,有動力學引發(fā)的安全問題還有有關(guān)機械方面引起的安全隱患等等,這都需要學生掌握相關(guān)的大量的基礎(chǔ)知識并能綜合利用。

2.3 創(chuàng)新性。隨著科學的發(fā)展,新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)給化工生產(chǎn)帶來重大變革同時,也給在新的生產(chǎn)條件下如何安全生產(chǎn)提出了新的問題。這也就要求教師能結(jié)合科技發(fā)展,以及有關(guān)安全問題的研究動態(tài)和趨勢,提出一些新的思想,從而培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實踐的創(chuàng)新能力。

3 化工安全技術(shù)教學的探討

化工安全技術(shù)是一門綜合性很強的學科,并且相當部分是屬于繁瑣性敘述,這加大了教學過程中單調(diào)性與無趣性。為了提高學生對該課程的興趣,在教學過程中必須刪繁就簡,抓住重點,有的放矢。并且在教學過程中為做到更科技化、更現(xiàn)代化、更人文化,以保障教學質(zhì)量,在這幾年的本課程的教學中我也進行了多方努力:

3.1 對教學內(nèi)容進行精心準備。教師應認真研究本課程的教學大綱,把握住本課程中的重點和難點,充分做好授課前的準備工作。

3.2 不斷更新教學內(nèi)容并保持教學內(nèi)容的先進性。隨著經(jīng)濟的發(fā)展科技的提高,化工行業(yè)不斷涌現(xiàn)出新的安全問題,有的已經(jīng)解決,有的還等待著新的安全方法與技術(shù)的出現(xiàn)。在新技術(shù)層出不窮的情況下,為了使學生能及時地了解和掌握化工安全現(xiàn)狀和發(fā)展動向,作為教師除了按教學大綱的要求,把教材中的內(nèi)容給學生講深講透外,還應經(jīng)常學習,不斷積累,注意收集相關(guān)的技術(shù)資料,并及時將國內(nèi)外最新的研究情況在教學中有選擇有重點的向?qū)W生加以介紹。使教學內(nèi)容跟的上時代的發(fā)展,不致于和社會脫節(jié)。

3.3 注重理論聯(lián)系實際。在教學過程中不僅要講清基本概念和基本原理,還應通過結(jié)合相應的典型案例把重點難點分析講解清楚,促使學生在理論與實際的聯(lián)系中加深對所學知識的理解和掌握,以提高學生分析和解決實際問題的能力。

3.4 采用多媒體教學手段?；ぐ踩夹g(shù)這門課內(nèi)容充足且涉及的知識點又十分廣泛,但實際教學時間十分有限僅僅32個學時,這就使得教學時間與教學內(nèi)容存在一定的矛盾,且此矛盾越來越尖銳,而以多媒體為主的教學方法為化工安全拓展了空間。使用多媒體教學的優(yōu)勢:①豐富了信息容量;②表現(xiàn)力的多樣性有利于提高學生的理解力;③內(nèi)容即可經(jīng)常更新又可減輕教師的負擔。由于多媒體計算機集聲、像、圖、文為一體,它可使教材中復雜的結(jié)構(gòu)示意圖呈現(xiàn)立體動畫效果,增強視覺效果,可充分體現(xiàn)多媒體教學的生動形象性。

3.5 培養(yǎng)學生的自學能力。課堂講授是學生獲得知識的有效途徑之一,但評價教學質(zhì)量的高低,不僅看學生在學校獲得知識的多少和掌握的牢固程度,還必須看學生是否養(yǎng)成了自主獲取知識的能力。學生在校期間,教師不可能傳授給就業(yè)中需要的所有知識,學生今后幾十年工作實踐中所碰到的各種各樣的問題,只能通過其不斷地獲取新知識來解決。所以人們常說,教給學生獲取新知識的方法,比單純傳授知識更為重要。

3.6 與學生多交流勤溝通。在教學過程中學生即是學習的受體也是學習的主體,教師的教學質(zhì)量的好壞,他們有最直觀的感受。

總之,在教學實踐中,教學方法要根據(jù)學生的實際情況靈活運用,以提高教學質(zhì)量。以上都是筆者在從事化工安全技術(shù)的教學過程中總結(jié)的一些經(jīng)驗,由于教學的發(fā)展科學的進步,其教學方法的改進還需不斷的努力。

參考文獻