生物化工的概念大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇生物化工的概念范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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北京联合大学(简称联大)重点学科――生物化工学科，以及制药工程研究所的建设，正是联大抓住北京发展生物医药产业的机遇，自主调整学科专业的成功范例。其中功不可没的，是联大生物化工学院副院长、生物化工学科专业带头人、制药工程研究所所长林强教授。林强教授和他的研究团队瞄准北京生物医药发展的重点领域，注重利用高新技术开展中药现代化研究，着力于制药技术产业化，在生物制药及天然药物工业化，尤其是新型分离技术和制剂技术应用研究方面卓有成效。

学科特色：中药现代化

联大生物化工学院的前身是化学工程学院。20世纪90年代，林强教授作为联大生物化工学科带头人，提出将化工相关专业向处于朝阳产业的生物工程和新医药方向转化。他认为，北京正处于生物工程和新医药产业蓬勃发展的上升期，学院应抓住这个机遇，形成以生物化工技术为主的发展方向，打造特色学科专业。

明确了发展思路，林强教授白手起家，创立了制药工程专业，逐步形成了以现代中药生产工艺为特色的技术应用性本科专业。在此基础上，他还创建了制药工程实验室、药剂实训室、生物分离实训室，经批准成立了制药工程研究所，逐步形成了生物化工学科的雏形。

2004年，生物化工学科成为联大首批校级重点建设学科。2006年，制药工程研究所成为联大校级研究所。林强教授作为生物化工学科和制药工程专业带头人，和其他教师一起完成了学科专业规划，确立了学科发展方向。制药研究所依托生物化工学科，以天然药物的提取分离及中药新型制剂为主要研究内容，结合中药应用研究，将高新技术用于中药现代化研究，逐渐形成以中药制剂工程为特色的研究所。

目前，研究所已形成了三大特色研究方向。

首先是天然药物活性物质分离工程

当前，我国天然药物活性成分的提取分离工业化程度低，基本上处于实验室阶段，没有实现产业化应用。分离技术的落后是阻碍天然药物活性成分提取的主要因素。

该研究方向以中草药、农副产品等天然物质为原料，利用不同提取分离技术的耦合，研究天然活性成分的大规模提取分离过程，解决天然活性成分提取分离过程中的传质、传热及过程控制等工程技术问题，研究开发出一系列高效、低能耗、低成本的提取分离工艺及装置。

研究人员利用双水相分离、超临界萃取、大孔吸附树脂，膜分离、酶降解生物技术等现代提取分离技术的组合使用，在中药有效成分提取分离、真菌多糖分离纯化、壳寡糖制备工艺等方面做了大量卓有成效的研究，旨在解决天然中草药中活性物质提取分离工业化生产过程中的关键性技术问题，促进新型提取分离技术的工业化应用。

林强教授等人提出采用复合酶结合氧化法与酶催化法，制备出低聚壳聚糖，反应时间缩短25％，分子量分布大大变窄。用于中药材的种植、生长，可将有效成分含量提高75％左右。在此基础上实现了反应与分离一体化，使反应程度超过95％，低聚壳聚糖纯度大于95％。采用复合酶比传统的单一性酶技术生产成本降低了50％。在壳寡糖的应用研究方面也取得较大进展，特别是促进农作物生长和提高抗逆性等方面取得较好效果。该发明于2009年5月6日获得专利授权。

利用膜分离技术，研究人员还分离纯化姬松茸多糖、虫草多糖等食用菌多糖。设计出新的分离膜结构，实现了不同分子量区段的精确切割，将不同分子量段的产物用于不同疾病的治疗。

其次，药物载体与生物材料

新型药物给药系统和相关药物载体材料的研究，有助于推动药物、生物制剂、功能性食品、新型添加剂等人类健康重大相关物质的理论发展和实际应用，具有极高的价值。

该研究方向以缓控释及靶向给药系统的载体及材料为研究对象，研究、设计、制备微胶囊、脂质体、微乳等载药系统及材料，研究新型药物载体的结构与药物释放、生物相容性等的关系，以提高药物的稳定性、生物利用度，达到高效长效、降低毒副作用、改善病人用药顺应性等目的。

该研究方向采用溶剂蒸发相分离法，成功制备了SOD微胶囊、免疫球蛋白微胶囊、蜂胶微胶囊、番茄红素微胶囊、蜂花粉微胶囊、阿莫西林微胶囊、盐酸酚苄明微胶囊等。对各类物质微囊化的最佳配方、反应时间、温度，搅拌速率等重要工艺参数，实现了优化。

该研究采用逆向蒸发结合高压均质的新工艺制备了高稳定性的纳米级脂质体，并设计了新型脂质体中试设备。采用不同合成方法制备的热敏水凝胶不仅可用于缓释材料，也可以用于活性物质的分离，为进一步开发及应用奠定了研究基础。

最后，基因与酶工程

该研究方向以基因技术和基因工程为手段，研究核糖核酸酶及其他天然活性酶的基因表达、重组蛋白和基因改造等，以提高酶的活性，并研究酶在生物转化、生物医药及其他工业方面的应用。

三大研究方向鼎足而立，支撑起了生物化工学科与制药研究所。研究团队侧重于天然药物生产的下游技术，重在解决生物制药、天然药物由实验室小试到工业化放大过程中的关键技术问题，尤其是新型分离技术和制剂技术在中药现代化生产中的应用研究，这是基于林强教授等人理论与应用并重的科研理念。生物化工学科本身就在生物技术产业化过程中起着关键作用，而林强教授从促进首都生物工程与新医药产业发展的高度出发，一向强调科研成果产业化，在科技成果转化与校企合作等方面做出了很好的示范。

成果转化：多领域应用

林强教授长期从事天然产物分离工程与技术的研究，并注重将科技成果产业化，最典型的莫过于壳聚糖及壳寡糖的研究开发与应用。

壳聚糖及壳寡糖对普通人而言是极其陌生的概念。但事实上，作为近年来国际上迅速发展的高科技产品，已被国外科学家誉为与蛋白质，脂肪、糖类、维生素、矿物质并列誉为人体第六生命要素。壳聚糖是用虾壳、蟹壳等原料制备的天然无毒高分子材料，经过酶降解后可以制备低分子量壳寡糖。壳聚糖可广泛应用于农业、医药、造纸、日

化，食品，保健等领域，还可用于生产膜材料、吸附剂、水处理剂、纺织助剂等。壳寡糖更被誉为“软黄金”和“人体清道夫”，可以降血脂、降血压、抗癌，排除体内自由基，提高机体免疫力，减肥美肤，延缓衰老，对现代文明病有着惊人的防治作用。

林强教授长期从事壳聚糖及其衍生物的研究制备，发明了纤维素酶一双氧水法制备低聚壳聚糖及纤维素酶降解结合膜法制备低聚壳寡糖工艺，已获得两项国家发明专利。目前，该项研究已进入产业化阶段，被列为北京市教委科技成果转化专项――壳寡糖生产工艺中试及应用推广，将重点在保健食品和植物生长促进剂方面进行应用推广。这一项目符合首都生物新医药产业发展规划，可以促进首都高科技农业和环保型绿化的需求，发展前景广阔。

以分离工程与技术为中心，林强教授并没有固步自封，而是以开阔的研究视野，在相关领域取得了一系列成就，并最终落实到应用推广和产业化过程中，取得了良好的经济效益和社会效益。

2008年，林强教授主持的另一项目――可生物降解的绿色复合缓蚀阻垢水处理剂及制备方法再次被列为北京市教委产业化支持项目。水处理剂用于石油、化工、电力等部门大量使用的循环冷却水系统中，但传统的含氮、磷水处理剂存在着严重的结垢、腐蚀等问题，不仅效率低下，而且造成水体富营养化和水环境的极大破坏。因此，推广使用无磷、无氮或低磷、低氮的绿色水处理剂是必然趋势。林强教授主持的该项目在原有发明专利“一种可生物降解的绿色复合缓蚀阻垢水处理剂及其制备方法”的基础上，进一步优化水处理剂的制备工艺，促进项目推广应用，不仅对节水、节能降耗、保证工业生产安全发挥了重要作用，有着显著的经济效益而且为建设绿色北京、和谐环境做出了重要贡献，具有良好的社会效益。

近几年来，林强教授还主持了北京市教委“利用分子蒸馏技术从大豆脚油中分离纯化植物甾醇”、彩虹工程“停车保护用绿色缓蚀剂研究”等项目，参与“十一五”国家科技支撑计划重点项目――“全生物分解塑料的产业化关键技术”课题五――“食品包装用生物分解塑料的成型加工和应用技术”的开发研究。

特别需要指出的是，林强教授将科研与人才培养结合起来。在北京市教委倡导的高校人才强教计划――创新人才建设项目中，林强教授通过两个重点科研项目――“乌头总碱脂质体的制备及其稳定性研究”与“壳聚糖对中草药次生代谢过程的影响”，很好地锻炼了青年骨干教师，为建设梯队合理的师资队伍、培养青年科研人员做出了重要贡献。

加强校企合作，也是生物化工学科建立伊始就确立的产业化传统。多年来，林强教授带领研究所先后与河北九派药业公司、河北天下康药业有限公司、武警总医院、天势生物波研究所等企业密切合作开展多种新药及工艺研究。研究所与河北九派药业公司合作开发了钆喷酸葡胺新制剂项目的研究；与河北天下康药业有限公司合作，改进附桂骨痛片的生产工艺，开展了绿原酸提取纯化及中药材指纹图谱标准化的研究；与武警总医院中西医结合科、天势生物波研究所等研究单位合作，开展新型治疗糖尿病、新型抗癌天然药物研究等。

林强教授领导下的生物化工学科，注重理论与应用的紧密结合，形成了一些具有较大应用价值的发明专利。目前，除壳寡糖及绿色水处理剂制备工艺外，已经获得的授权发明专利还有：外科用液体敷料、峰胶微囊的制备方法、牛初乳免疫球蛋白微囊化的制备方法、低甲醛释放量脲醛树脂制备方法，另有盐酸酚苄明-乙基纤维素缓释微囊制备方法、超氧化物歧化酶微胶囊制备方法等发明专利处于公告期。

多年来，林强教授还完成了“NIPA/SPAPS共聚水凝胶的合成与性能”、“多孔性热敏水凝胶P(NIPA-co-SMA)的合成及性质”，“玉米须多糖提取方法的比较研究”、“SP825大孔吸附树脂分离提取苦参碱研究”、“熊果苷脂质体制备研究”、“无机陶瓷微滤膜处理虫草菌丝体粗多糖溶液研究”等科研项目，这些成果多是与生产中亟需解决的重大问题相关。

林强教授对科研成果产业化的重视不仅体现在研究过程中，更体现在对学生的培养中，期望在更广远的层次上贯彻理论与应用并重的科研理念，可谓用心良苦。

体制创新：立体式教学

多年来，林强教授不仅在科研领域取得了卓越的成绩，还多次获得“三育人”先进教师、北京市优秀青年骨干教师等称号。在多年的教学实践中，形成了独特的教学理念。根据制药工程专业的特点，在理论教学中，他注重采用启发式教学方法，培养学生独立思考问题和解决问题的能力；在实践教学中，他制定了一套中药制药工艺实训教学方案，并编写了部分实训教材及教学大纲，开创了具有一定创新性的制药工程专业教学模式――立体式教学。

这一教学模式的建立，既是林强教授自身理论与应用并重的科研理念的体现，也与北京联合大学的办学宗旨――“发展应用性教育、培养应用性人才、创办应用型大学”相一致。作为立体式教学支撑的，是联大的两大教学改革亮点工程――“百草园”与生物化工实践教学中心。

林强教授认为，要培养技术应用型人才，就要突出学生实践能力的培养，因此需要加大各种实践课程的比例。他积极倡导建立了与教学相结合的中药“百草园”，为教师的教学提供了中药材实物照片和标本，为学生提供了野外中药实习机会，使学生在实践中掌握专业知识，使课堂教学生动形象。如今，“百草园”已成为融校园绿化、教学、科研和生产于一体的综合性园地，成为著名的联大一景。

“百草园”是制药工程专业的校内实习基地，同时，林强教授还联系建立了五个校外野外实习基地一天津蓟县九山顶、北京雾灵山、河北安国中药材种植场，安国长安药行、安国中药材GMP提取车间。实习基地的建立融教学，科研、交流、实验、实训于一体，并在此基础上建立了教学互动网络数据库，尤其是其中的实践教学图片库，使制药工程专业的教与学进入了一个全新的模式。

“百草园”是制药工程专业的校内实习基地，同时，林强教授还联系建立了五个校外野外实习基地――天津蓟县九山顶、北京雾灵山、河北安国中药材种植场、安国长安药行、安国中药材GMP提取车间。实习基地的建立融教学、科研、交流、实验、实训于一体，并在此基础上建立了教学互动网络数据库，尤其是其中的实践教学图片库，使制药工程专业的教与学进入了一个全新的模式。

生物化工实践教学中心是联大生物化工学院的另亮点。近年来，先后建成制药工程实验室、生物工程实验室、化学与分析实验室和中试实训基地。其中，实训基地包括精细化工柔性系统、制药工艺系统、药物提取系统、仿真中心等，能部分满足首都八个行业――生化、制药、石油、化工、冶金、轻工、日化、食品――的培训要求。集教学、科研为一体的GMP固体制剂车间与“百草园”齐名，给学生创造了良好的实训、实验条件，同时还吸引了北京化工大学、首都医科大学、北京中医药大学等学校制药工程专业的学生到该车间进行实习，在北京地区产生了较大的影响。

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2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路

卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求，确定相关课程和实践教学环节，将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中，增加工程教育相关课程，因此，必须按照新的人才培养方案，以教材建设和精品课程建设为手段，改革教学内容，加强教材建设，自主编写和完善系列专业教材，使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下:

2.1构建“新体系”

构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”，循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层，主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层，主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层，主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。

2.2突出“厚基础”

本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育，专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等，其课程学时占总学时的47.7%，课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课，其课程学时占总学时的34.9%，课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课，其课程学时占总学时的17.4%，课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础，为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。

2.3强化“宽口径”

本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中，精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径，以满足大化工行业对工程技术人才的要求。

2.4体现“重创新”

教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上，以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则，尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时，组织教师立项编写或参编高质量教材，如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义，制作和充实各类声像教学资料，积极开发具有专业特色的CAI课件，录制网络教学视频。重点开展精品课程建设，争取获得1门国家级精品课程、2～3门省级精品课程、4～5门校级精品课程，通过改革与建设，不断提高教育质量和人才培养质量，努力培养学生的创新精神和实践能力，打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才，以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设，确保学校教学质量不断提高，确保专业建设项目绩效。

3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设存在的困难

卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富，在实际操作过程中需要突破重重难关，其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。

3.1校企合作是首先要解决的问题

近年来，我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制，努力通过各种渠道与企业沟通，先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心，为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益，不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会，这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。

3.2人才需求的个性化和多样化

不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异，如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师，有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识，而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此，我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设，以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。

3.3师资队伍的建设

化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式，为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准，形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足，知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。

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绿色化学是以绿色思想为基础，通过化学分析理论和研究原则，分析绿色化学研究的相关内容，明确绿色未来的发展趋势和方向。加强绿色化学产业技术人才的培养，配置良好的技术研发团队，不断提升绿色化学应用发展效果，尽可能的提升绿色化学的应用，改善化学技术的研发过程，提升绿色化学应用效果，完善资源的循环理论标准，提升污染物的排放和绿色处理，加强与国外技术的相互交流水平，向优秀的绿色化学研究技术方式学习，引进优秀的绿色化学研究技术方法，实现本国中绿色化学生产工业水平的快速提升。[2]

绿色化学是以化学反应、溶剂、催化剂等反应技术，通过绿色方式，提升新合成技术的研究效果。特别是催化过程。新化学研究中包含生物资源的转化、新反应条件的利用，无公害介质资源的研究等等。根据绿色化学产品的设计，逐步提高研制技术水平。

二、绿色化学的研究趋势对象

1.原材料的绿色化研究

绿色化工研究生产是降低产品中的毒性问题，改善安全环保效果，完善人类的安全生活环境，提升化工产品的无公害生产水平。

2.化学反应绿色化应用

化学绿色反应的管理需要服务绿色需求标准，根据经济原子性标准，即最大限度的提升废物的排放效果，改善周围环境水平，以良好的选择标准价值，提升选择规范性效果，实现在绿色化学选择上的立体规范性。[3]

3.生产产品的绿化发展

生产产品需要绿化发展模式，逐步提升人身基本安全建设，完善化工产品的安全水平。例如，采用降解剂、除垢剂、杀虫剂等，使用可以降解的塑料制品，绿色燃料、绿色涂料等。随着现代科技的快速发展水平，越来越多的存在污染性化工产品被取代，绿色产品受到现代绿色环保化工发展的需求。目前，化工生产中，常常使用具有腐蚀性的化学材料作为催化剂，催化效果较好，但会对环境产生严重的腐蚀性问题。而采用仿酶催化剂、水溶催化剂可以有效地达到催化的目标，减少催化后造成的各种腐蚀问题。

4.溶剂的绿化作用

溶剂的绿化发展是以有效分离为技术标准，通过介质作为分离，提高溶剂的有机合成效果。但在反应过程中会产生有机化合物，引发臭氧的形成，造成水资源污染环境的产生。需要对溶剂进行研究，加强绿化溶剂的研究分析。

5.化学绿化的设计

利用计算机应用完成化学绿化的辅助设计，首先需要建立良好的化学反应资料库标准，利用计算机化学反应组合方式，确定实际原材料使用方式和标准，搜寻产物的目标反应结果，利用计算机模拟分析化学绿色反应结果，确定适合的化学绿色反应效果。根据目标产品的基本原则，准确的分析产物实际的化合原料，确定预定的原料标准内容，对相关反应路线和实际环境效应进行准确的分析，从中选取最佳途径进行分析。

6.绿化技术的合成

根据实际绿色化学合成技术，准确的分析有毒害物质的有效使用效果。采取合理的非物质化学方式，利用多环境效应，逐步改善化学产品的实际选择效果，降低产品的整体能耗。按照实际常温水平，常压标准，分析电化学实际洁净中的各种优势，确定绿化技术合成效果。

三、绿化技术的新技术和新工艺方式

1.催化技术

催化技术是不断加强实际有效反应效果，大力加强化学反应的高效应用选择性，对实际的转化率水平进行合理的分析，逐步提升产品的整体质量，降低成本的同时消除产品的副作用，减少可能出现的各种污染，最大限度的完善各种资源的保护水平，实现对生态有效环境的保护作用，这是绿色化学整体研究的重要方向。

2.生物化学技术

生物化学技术利用现代生物科学技术应用，逐步提升高新技术水平，大力开展生物技术的食品、药品、能源、化工技术的整体应用效果。按照最大有效特征性水平进行综合生物资源的快速利用，实现生物化学的有效节能，改善清洁生产水平，实现化工技术的整体生物化工过程。生物化工过程中包含基因化工技术、细胞化工技术、酶化工技术和微生物加工技术。

3.超声化工技术的研究

超声化工是利用现有的化学试剂，准确的分析声学、化工学的相互融合效果。通过分析声学技术的变化原理，准确的分析实际有效提升整体反应的选择过程，增加化学整体反应速度，加强化学反应速率和生产率，实现能好的有效降低，实现整体废物的快速排放，改善化工绿色的多元化技术分析，实现化学超声技术的广泛性应用。

4.膜工程化工技术

膜工程化工是利用膜分离技术、膜催化技术，通过分离的方式，实现成本低的化工工程，工程能耗较低，效率较高，污染小，有良好的回收效果。膜催化反应往往是超出整体平衡的反应，可以有效地提升整体反应的选择效果，提升原材料的实际转化作用，节约了资源成本，降低了污染。磨技术的快速应用是具有广泛应用价值的。在化工产业、石油产业、环保产业、电子产业、医药技术产业等多种行业中进行发展和分析，提升高新化工绿色产业的快速发展。

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从“深加工”向“精加工”

在长春大成集团的会议室里，有一棵硕果满枝的“大成玉米树”：树的底部是玉米种植基地；树干包括玉米淀粉、麸质粉、纤维饲料和玉米油；树冠是玉米精深加工产品，包括变性淀粉、淀粉糖、生物质化工醇等类产品。

据了解，大成集团从1996年创立就提出，不能走单纯的产能扩张之路，必须不断由初加工向精深加工转变，拉长产业链条，提高产品附加值，把玉米深加工发展成一个真正的黄金产业。到目前已发展为国内最大的玉米深加工企业集团，年加工玉米300万吨，产品主要有淀粉糖、氨基酸、生物基化工醇、变性淀粉、蛋白及纤维饲料等几大系列一百多个产品，是世界最大的赖氨酸供应商，在生物发酵、生物化工及非粮原料多元化上具有世界领先的技术优势，仅次于美国ADM和嘉吉公司，是综合实力全球排名第三的玉米精深加工企业集团。

上世纪八九十年代，曾经困扰东北广大干部群众的“东北现象”至今还让很多人记忆犹新。特别是作为我国第一玉米大省的吉林，更出现了玉米“储不下、运不出、用不了”的尴尬局面，成为名副其实的粮食大省、财政穷省。长春大成集团董事长徐周闻说，玉米深加工业转变经济发展方式，必须限制初加工产品的生产，通过政策引导和支持，引领行业向产业高端转移。

业内专家认为，大成集团立足自主研发，走精深加工的路子，不断提高产品附加值，向精深加工要效益，指明了玉米深加工行业未来发展趋势，为全行业的发展做出了典范。

从原料“单一化”向“多元化”

2008年，占全球玉米产量一半的美国实施了新能源法案，大量的玉米被用来生产燃料乙醇，引发了全世界对粮食安全的热议，我国以玉米为原料的深加工企业也遭遇了原料瓶颈的制约。特别是饲料用粮的逐步增加，玉米逐渐由过剩变成供需平衡，遇有自然灾害等风险，甚至发生与人争粮现象。

大成集团在国内同行业中率先开辟原料“多元化”新路，糖蜜的利用在发酵产品获得成功，秸秆制糖也取得重大突破，可有效替代玉米生产化工醇。专家认为，伴随国内玉米加工能力的不断扩张，整体玉米供求形势已经开始发生微妙变化，近几年来吉林省玉米加工企业经常发生因原料紧张而导致减产、停产现象，大成集团在原料“多元化”方面的有益尝试，使全行业对未来的发展看到了曙光，实现了有效的原料替代，产业未来的发展才有了出路。

普通秸秆制糖技术，特别是利用秸秆制作乙醇等，糖的利用率低，资源消耗大，生产成本高，难以实现大工业生产。大成集团技术总监褚腊林说，他们自主研发的用秸秆制糖生产化工醇技术，含糖量占总量的57%，即2吨玉米秸秆可制成1吨多糖，其成本相当于玉米制糖的成本。

褚腊林算了笔账：玉米籽粒与玉米秸秆的成本比为l∶1.6，全国每年玉米产量1.6亿吨左右，秸秆产量约2.6亿吨，如果把秸秆资源有效利用起来，全国农民可增收1560亿元，增收比例高达67%，又可带动玉米秸秆的收集、运输和加工制糖业的发展，有力支持农村的工业化、城镇化和农业现代化。

从“技术引进”向“技术输出”

大成集团从创立伊始，每年投入科研经费l亿余元，先后建立了1个设计研究院、4个独资或控股的研究所以及多个合作研究单位，常年聘请7位国外知名专家立足自主研发，到目前很多技术已经取得世界领先优势。

褚腊林介绍说，6年前，外国人垄断赖氨酸生产技术，我国赖氨酸90%依赖进口，外国人以每吨6万元的高价卖给我们的饲料企业。“大成人自主研发，培养出具有国际先进水平、高效优良的新菌种，开发出世界首创的65%赖氨酸新产品。”他说：“目前，全球赖氨酸总量100万吨，大成就有60万吨，占60%，有权制订标准，左右全球市场价格。”

作为高效饲料必需的添加剂，大成的赖氨酸以先进的技术降低成本，过去五六万元一吨的赖氨酸现在还不到1.5万元，有力支持了国内养殖业的发展。徐周闻回忆说，在2008年底一次会议上，全省养殖行业l50多人集体给他鞠躬，他们认为由于大成赖氨酸的发展，有力推动了全国的养殖业，全国饲料行业发展至少提速l0年。

褚腊林说：“我们培育出的赖氨酸新菌种，每一个基因都打上了大成的烙印，由于掌握了全球领先的技术，也令外国同行刮目相看。”据他介绍，美国嘉吉公司总裁、可口可乐公司全球副总裁、韩国希杰公司总裁等多家世界500强公司高管都专程到大成集团考察洽谈。如今，不少外国企业想用高价买他们的技术，有的要求合资在外国建厂，大成集团不用投资一分钱，只需承担建设和（下转47页）（上接35页）培训任务，就可占有一定的技术股份。

专家认为，技术问题是一个企业乃至一个行业赖以生存、发展、壮大的不竭动力。大成集团自主研发多项技术取得世界领先优势，是奠定其今天在世界玉米加工行业占有一席之地的关键因素，企业要发展，行业要进步，就必须有技术做支撑，大成立足自主研发加强技术创新也值得国内同行借鉴。

从“石油化工”向“植物化工”

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[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）05-0021-02

物理化学是大化工类各专业本科教学计划中的一门专业基础课程，是理论性、系统性、逻辑性都很强的一门课程。由于学科本身公式繁多、概念严格、推导复杂，容易导致学生学习困难，知识掌握不牢、理论与实际脱节等问题，对大化工类相关专业的后续课程的学习带来不利影响。[1]长期以来，物理化学的学习一直是学生的难点。近年来，小班研讨这种创新性的教学模式由于在激发学生的学习兴趣和热情、引导学生养成自主学习的习惯、培养学生的创新思维能力和知识交流的能力等方面具有优势，逐渐被应用于许多学科的课堂教学。[2]

通过近几年的教学实践，我们认为，将小班研讨应用于工科物理化学课堂教学时，教师要充分发挥在教学过程中的主导地位[3]，合理地选择研讨内容，这样才能发挥小班研讨的上述优势，达到既定的教学目标。结合本校工科物理化学教学的实际情况，我们对工科物理化学小班研讨的研讨内容，提出下列的思考并进行了实际的探索。

本校使用的教材是科学出版社出版的普通高等教育“十一五”国家级规划教材《物理化学教程》。在该教材的框架体系下，我们认为工科物理化学课程除了培养学生具有扎实的基础知识、良好的逻辑思维能力，建立科学的思维方法外，还应当突出基础理论与实际应用并重、注重联系实际的工科特色；并能够关注学科发展前沿，理解新兴领域的研究思路。因此，在小班研讨的研讨内容选择上，就要兼顾上述三个方面。

此外，本校本科学生在二年级上学期和下学期学习物理化学课程，这时学生正处在由基础课程到专业课程学习的过渡期，学生的理论联系实际的能力和创新意识都较薄弱；同时，多数学生的口头表达能力尚需鼓励和培养。在研讨内容的选择上也需要考虑这个问题。

一、基础核心内容的研讨

对于热力学、动力学、化学平衡和相平衡这部分基础核心内容，在教学过程中，为了让学生形成完整的知识系统，教师要站在整个学科的高度向学生讲述物理化学的主要框架和思想方法。

首先，研讨内容中学生的陈述内容可选择对每章的重点进行归纳总结，讨论内容可以选择学生易于混淆的概念、定理和基本原理进行辨析。对基础核心内容的难点问题，教师可通过拟定思考题的形式由学生进行讨论。这样做一方面可以夯实基础，强化学生的自主学习能力，为理论应用于实际打下基础；另一方面，可以逐渐培养学生的口头表达能力和学术交流能力，使研讨能够循序渐进地越做越好。

其次，在基础理论建立的过程中，通过分析科学家的研究过程、研究方法，可以学习科学家的逻辑思维方法。因此，从物理化学发展的历史中，选取某些知识的起源、发展和完善的历史作为研讨内容，通过学科发展和背景的讨论能促进学生对理论和公式的深刻理解，让学生掌握系统的学科思想方法。此外，科学家的生平介绍，研究方向的确立与变化，也可作为研讨内容，这样可以激发学生的学习兴趣和热情。

此外，融合章节间的研讨内容可以让学生对所学知识融会贯通，培养学生综合分析问题的能力。例如：以某一具体实例，将热力学和动力学结合起来，研究化工生产的反应条件。首先采用热力学中化学反应的等温方程判定反应的自发性，再采用等压方程优化反应温度，结合动力学中温度对反应速率的影响，在综合考虑平衡转化率和反应速度的基础上，确定最佳反应温度，反应时间等参数。这类的研讨内容可以提高学生分析问题的能力。物理化学课程中有许多相似的逻辑关系，这种相似的逻辑关系背后隐藏着更深刻的内在联系。例如，基于热力学的状态函数方法获得的相变焓与温度的关系，与化学反应焓变与温度的关系极其相似；在相变热力学中纯物质气液或气固两相平衡中，饱和蒸气压与温度的关系，在化学反应热力学中，标准平衡常数与温度的关系，在化学反应动力学中，速率常数与温度的关系，三者极其相似。这些没有现成答案的研讨可以活跃学生的思维，培养学生探索未知领域的意识和勇气。

二、扩展内容的研讨

工科物理化学的扩展内容为电化学、胶体化学和表面化学，这部分内容与科学研究和生产实践联系紧密，学生既可以用基本原理来解释自然现象，又可以用基本原理来解决实际问题。这部分的研讨内容相当丰富，也是探讨的重点。

例如：在电化学领域内，研讨腐蚀产生的原因以及应对策略，如阳极保护、阴极保护、钝化等措施的应用；研讨玻璃电极、离子选择性电极、化学电源、电化学合成的原理、装置和应用。在表面化学的学习中，研讨表面活性剂，从表面活性剂的结构到表面活性剂的性质，再到用途，如作为剂、去污剂、增溶剂和乳化剂等；研讨膜分离技术，基于膜具有较大比表面的特殊的表面性质，被应用于化工、食品、医疗、卫生等领域；研讨具有巨大比表面的吸附剂和纳米材料，它们的结构、性质和在工业生产和人民生活中的用途；可研讨毛细现象，解释“锄下有水”，“棉布吸水”等自然现象；研讨润湿现象，解释眼镜起雾的原理，并采取有效措施预防。学习胶体化学时，研讨解释胶体稳定性的DLVO理论，找到胶体稳定存在的原因，从而制定出破坏胶体的措施或者稳定胶体的对策；研讨电泳的原理，在分析化学、生物化学、临床化学、毒剂学、药理学、免疫学、微生物学、食品化学等各个领域的应用。

这部分的研讨着重从基本原理的应用，到实验装置或生产设备的建立，再到工艺条件的选择，能训练学生将基本原理用于解决问题的习惯和能力，有助于学生形成系统发现问题、分析问题和解决问题的能力。

三、与专业相结合的学科前沿的研讨

本校每年学习物理化学的本科生有1000多名，专业涵盖大化工的许多专业，如冶金、材料、化工、环境、轻工等专业。大化工的不同专业的后续课程对物理化学知识的延伸和应用存在差异。比如，冶金和材料类的专业对相平衡知识应用较多，制药和纺织等专业对胶体化学的知识应用较多。针对这一特点，小班研讨的内容可视学生的专业特点而定，由学生自主选题，着重于工程应用和学科前沿。

在小班研讨的实践过程中，这部分的研讨尤其让教师深刻地体会到学生自身的巨大潜力和可塑性。例如：学习了相图中的临界状态，引出新兴的超临界流体萃取技术，食品专业的学生主要研讨用于萃取啤酒花、香辛料、植物色素和动物油脂等超临界流体萃取的原理、装备和工艺条件等；制药专业的学生主要研讨将之应用于中药有效成分的提取和中药的现代化；化工专业的学生主要研讨天然香精香料和天然色素等的提取；环境专业的学生研讨萃取污水中的有毒物质，如有机氯、有机硫等。关于电化学的应用，对环境科学和工程专业的学生，研讨将电化学氧化、电化学还原、电凝聚和电渗析等方法用于废水处理；对化工专业的学生，讨论燃料电池、新型海洋电池的设计原理、工作方式等；对生物化工专业的学生，研讨生物电催化、微电极传感器的原理及应用。当学习表面张力的时候，研讨内容对冶金专业可选择表面活性剂用于矿石的浮选原理与应用；对纺织专业，可选择荷叶效应对材料制作的启迪；对于生物化工专业，新型的生物表面活性剂又是研究的热点，由于它与环境具有兼容性，既无毒又可被生物降解，随着人们环保意识的不断增强，生物表面活性剂越来越受到人们的关注，需要研讨生物表面活性剂的结构、制备、应用以及与传统表面活性剂的优缺点比较等。在胶体化学中，微乳状液的制备和应用，双向凝胶电泳的技术及应用也是目前研究的新方向，可以提供给高分子材料专业的学生作为研讨内容。

四、结论

在知识更新迅速和信息爆炸的时代，迫切需要掌握扎实的基础知识，具备将基础知识应用于实际的能力，能够客观分析各行业的实际需求，创新性地解决问题的人才。在近几年小班研讨的实践中，我们逐渐发现，只有通过多层次、全方位、针对专业特色地精选研讨内容，才能循序渐进地培养人才的综合素质。在夯实学科基础知识的基础上，培养学生理论联系实际的能力，能进一步提升学生的创新性思维能力，最大限度地发挥小班研讨的作用。

[ 参 考 文 献 ]

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1前言

以玉米为原料进行生物发酵生产总溶剂的生产企业，玉米原料单耗的高低将直接影响企业的经济效益。为降低生产中玉米原料的单耗，通过对企业的生产数据进行统计分析，发现并解决影响粮食单耗高的主要因素。

2原因分析

我公司在2007～2011年是以玉米为原料进行生物发酵的方法生产总溶剂。原料玉米通过粉碎、分离、生物发料、蒸馏等生产流程得到生物溶剂。在生产初期的2007.12---2009.6月生产中，大部分的员工乃至部分领导都直观想象的认为，发酵过程中染菌频次的多少是造成玉米原料单耗过高的主要因素。我们对生产过程中各环节影响玉米单耗的因素进行数据统计和分析，得出了影响玉米单耗高低的几个主要因素。并对各主要因素的提出了改进措施，使得在2009.12---2010.6月的生产中玉米单耗达到了正常的消耗水平，吨溶剂耗标玉米从5.77吨降到了4.6吨，在这段时间里共生产总溶剂15391吨，共节省标玉米18007吨。

（4）分析说明

1）由第3项列表可以看出，对粮耗影响最大的两项是：“筛下物”跑淀粉和“蒸馏跑溶剂”此二项总计占影响程度的53.7%，每项都可影响单耗0.5吨玉米左右；其次是残糖的影响，此一项占影响程度的15.3%，影响单耗0.28吨玉米；再次是染菌占影响程度6.7%，影响单耗0.12吨玉米；第四多排的丁油占影响程度的6.5%，影响单耗0.11吨玉米。

另外，纤维中带20%的淀粉、蛋白和胚芽中带10%左右的淀粉都属于正常损耗。

2）影响程度的计算是将纤维、筛下物、蛋白、胚芽、残糖中的淀粉全部折为标粮，将大、中罐染菌、蒸馏跑溶剂、丁油超标量全部用现有单耗5.77折成标粮。合计损耗玉米10941.9吨。

3）如将对粮耗影响最大的两项“筛下物”跑淀粉和“蒸馏跑溶剂”问题解决，则吨溶剂单耗玉米可以降低到5.77-0.46-0.52=4.79吨；

如再将残糖高的问题解决，则吨溶剂单耗玉米可以降低到4.79-0.28=4.51吨；

另外，尽量降低染菌量和丁油的排放量也是降低单耗的很有效的做法，玉米加工过程中的纤维、胚芽、蛋白带一定量的淀粉都属于正常的现象，只是尽量减少所带的量。

3针对存在问题所采取的措施

（3）对粮食单耗影响的第三大项因素是对发酵末级罐残糖的控制。产生此问题的原因是原来公司一味的追求通过提高溶剂含量来提高产量，对丙丁梭菌的性能了解不够，在控制上是将拌料罐的糖度控制在5.8-6.2g/100ml之间，将一级罐罐糖控制在3g/100ml左右，从而造成末级罐的残糖经常在大于0.8l以上运行。前一阶段残糖若以0.25g/100ml为标准计算，残糖影响粮食单耗0.28吨。此项占总影响程度的的15.3%。

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中图分类号X78 文献标识码A 文章编号1674-6708（2011）50-0046-01

绿色化工 （Green Chemistry）又称可持续发展化工 sustainable chemistry 是在上世纪末-1990年，美国政府通过的“防治污染法案”中明确提出这一个名词，同时其核心思想是在污染发生之前进行防止。绿色化工是指利用现代科学方法及原理，减少或消灭对人类健康、社区安全生态环境有害的原料、催化剂、助剂、产物、副产物等的使用和产生、突出从源头上产生污染，研究环境友好的新原料、新反应、新过程、新产品，以实现化学工业与生态环境和谐发展。

绿色化工的特点：的核心内容之一是“原子经济性”，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源，又能防止污染。原子经济性的概念是1991年美国著名有机化学家Trost（为此他曾获得了1998年度的总统绿色化学挑战奖的学术奖)提出的，用原子利用率衡量反应的原子经济性，在有机合成中最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中，达到零排放。

绿色化工的概念及方式正在被世界乃至中国所接受。作为中国化工基地排头兵的，南京化学工业园区也从建园伊始，就注重绿色化工的概念。 在园区的实践中，坚持走有园区特色的绿色化工之路，由于园区管委会是南京市政府的派出机构，管理园区日常事务，在实践绿色化工的概念是与企业的侧重点有所不同。园区更侧重于打造平面和建立新型的产业结构以资源整合的方式实现绿色化工，而企业是以技术革新及产品开发进行绿色化工。

现阶段，园区绿色化工平台的打造分为3个层面：社会层面、园区层面、企业层面。

1）社会层面：南京化工园区以“五个一体化”的整合作为绿色化工平台的抓手， 将全市的化工资源在南京进行整合、包括产品、人员、公用工程、商贸等，取得的显著的效果。首先化工企业聚集形成的产业平台使得化工产品的集约优势明显，原来直接排放的副产品可以被下游企业实际利用。其次，公用工程的一体化供应平台使得产品能源消耗节约，单位能源消耗下降。同时一体化得污染治理平台保证了“三废”得以在园区内统一达标处理后排放；2）园区层面：园区的绿色化工的打造是以建立“循环经济+高附加值”产业结构来实现。园区的绿色化工主要是一种新型产业结构的建立，重点在于循环经济的建立，以及高附加值的实现。园区以初步形成了以C1产业链、石化产业链及氯碱产业链为代表的循环经济产业链，同时在打造苯酚丙酮产业链。

以C1产业链为例：

醋酸：170万吨/年，合成气：60万吨/年，甲醇：30万吨/年，液体二氧化碳 10万吨/年 醋酸乙烯 30万吨/年 EVA20万吨/年 VAE 15万吨/年，该产业链涉及6家入园企业，每年产值超过180亿元人民币。 同时由于埃尔法气体的利用煤气化时产生的废气二氧化碳制成液体二氧化碳变废为宝，使得该产业链的碳排放大大的降低，是南京化工园区设立绿色化工产业链的成功范例。

园区企业香港德纳化工利用扬子石化生产的乙烯，作为上游原料，生产EO，以管道方式供应下游的企业生产表面活性剂和多元醇醚。这样大大降低EO运输成本及风险，在园区内形成了新的产业模式。石化产业链中福昌化工利用扬巴的丙烯酸残液体进行回收利用，也是园区建立绿色化工产业链的尝试之一。3）企业层面：入园企业在不断的进行技术革新及产品开发以进行绿色化工的实践。例如塞拉尼斯将亚洲实验室设立在南京化工园区，重点研究羰基化合成技术，降低能耗、物耗。南京红宝丽开发了高纯度、新工艺二异丙醇胺产品工艺。 园区通过以上三个层次打造着园区绿色化工的平台。 同时招商是园区的生命线，招商项目决定着园区的未来。毫无疑问绿色化工是园区的未来，绿色化工项目就成为了招商工作的重中之中。 而判断是否为绿色化工项目对招商局来说尤为重要。首先从项目的工艺技术上进行把关，尽量减少工艺上有易燃、易爆或剧毒的、高排放的原料、中间体、及产品等。例如PC的工艺选择中，以非光气法为先，EPOXY的工艺中尽量选择低排放的工艺。园区大力支持、开发生物化工技术；其次选择符合园区产业链的项目，力争在园区内对资源进行全面深度的利用，力求做到吃干榨尽。例如：在建立苯酚丙酮产业链的时候，引进PVC项目，利用PVC项目的HCL干气作为ECH的原料，同时又使得PVC项目乙烯需求最小化；最后，不仅仅南京化工园区需要在工艺上，产业链上对绿色化工有所要求，更要是在思想上对绿色化工进行要求。以绿色化工作为我们园区工作的一个重要指向，严格把握企业入园时的标准，以及入园后的生产情况。

篇（8）

引言

随着全球经济的逐步深入发展，有效利用资源，节约能源，加强环境保护，不仅是世界，也是我们共同的要求；同时，高纯度物质，生物、化学中间体和矿山尾矿干排等各种复杂工艺技术条件下要求固液分离的技术也越来越高，所以大容量的研究开发，高分离速度快，精度高，效率高的过滤分离技术已成为必然。伴随着低碳全球经济，世界上所有国家，专注于分离和过滤机械行业的重要性逐渐增加。当前的市场，市场的贸易、资本和联合的公共信息流动和集成先进技术在分离和过滤行业已成为发达国家的一个重要衡量模式。

1 分离与过滤机械的现状

1.1 分离与过滤产品的主要类型

分离与过滤机械包含在化工过程与控制机械及设备的范畴里。当前国内的分离和过滤种类特别多，与主材料和机械设备的机械分离设备选择和真空负压抽滤设备，膜分离设备、干燥设备、气溶胶分离设备、离子交换设备、离心分离机、器、吸收装置、蒸馏设备。对当前国内外部门类型分离和过滤设备没有一个统一的参考标准，根据自己的情况下定位。在20世纪，大多数发达国家更像工作根据划分机械设备类型，根据动力相同性别的被称为“类”，根据“类型”的整体结构，根据主要特征分为“式”。

1.2 主要分离与过滤机械产品的发展史

早在18世纪，中国第一个使用袋式过滤器来过滤豆浆，首次，利用离心力来分离蜂蜜。从此数百年后，分离和过滤技术在世界上的所有国家没有很好的发展和创新，直到19世纪发明了板框压滤机，到了20世纪，机械产品的开发才出现了快速发展的势头，相继发明了真空负压抽滤、纳滤、超导分离等其他高科技分离机械设备。

2 分离与过滤的发展趋势

目前国内外的分离与过滤技术在今后的研发和发展主要在以下几个方面：

（1）在资源利用上。人类可利用的资源越来越少，所以就需要开发出先进的分离与过滤方法和技术来实现资源的综合利用。

（2）在污水处理与环保上。其中包括对工业产生的废水处理，以及城市污泥处置，，还有就是对矿山尾矿的分离与过滤，以实现尾矿干排的环保要求。

（3）在对物质的高度提纯上。在对如医药化工、精细化工、食品饮料、生物发酵液等高纯物质或者高纯水等的精密分离与过滤上需要用到过滤与分离技术。

（4）在对能源的处理上。在未来的能源的发展上，多元化已经成了趋势，所以对这些能源的物料处理上也会用到过滤与分离技术。

（5）在对传统工业的改进上。科技在不断的进步，传统的工业技术也在逐渐的得到改进，所以在过滤与分离技术上也会得到改进来应用于传统的工业上。

根据以上的发展方向，可以知道未来分离与过滤技术的要求是：（1）需要大型化、自动化、连续化发展的要求。这是由于资源环保和水处理需要单机能力大。分离效果好的要求决定的。（2）需要分离精度高、中间污染小的要求。这是由于对一些化工产品需要深度加工还有一些医药、生物化工的研发所要求的。（3）化学常见的“可压缩，高粘度，高分散性”难以分离的材料，除了特殊设备的开发，应该通过滤饼过滤的概念突破，采用移动滤饼层，薄层滤饼和蛋糕下操作的过滤。（4）尽可能为有价值的滤液中回收，并降低随后的干燥过程中的能耗，开发效率高的分离，节能设备，如各种压滤机设备出现。（5）开发的分离设备驱动程序，如：橡胶带式真空过滤机，压力转鼓真空过滤机，高压竖式压滤机，带式压榨过滤机，柱锥活塞推料离心机等。（6）为了适应精细化工，医药，化工等行业，过滤一干燥”二合一设备，及“结晶一过滤一干燥”三合一设备，也在相继的出现。

3 我国如何发展分离与过滤技术

早在公元前，中国最早发明了用真丝网过滤中草药的方法，同时，沥干造纸方法，也被称为我国过滤的创新，但由于存在各种复杂的历史因素，分离与过滤技术停滞不前，导致我国在基础发达国家在21世纪初的水平的现状，为了缩短与世界先进水平国家的距离，在短期内，提高分离和过滤机在我国的技术水平，需要我们采取几个对策，以总结出以下几个方面：

（1）加强国家对过滤与分离技术的指导和协调。因为分离和过滤技术是一个综合性和跨学科技术，结合多学科，已成为现代工业类技术不可或缺的一部分。不仅涉及工矿企业，还需要国家的宏观层面的有效协调和指导，以及区域协调结构和其他结构，和现在一样，明显的区域产业结构失衡相关企业约占整个华东地区的45%，但西部地区非常小。其他公司结构明显不平衡，更少的行业，上市公司，多家族，小工厂，但这种现象恰恰相反，与国外现状相比，这个国家应该协调改革企业有效地指导规划，支付更积极地协调和组织企业的相当大的规模，实现规模和公共资本，快速发展到发达国家的水平。

（2）全面发挥出企业的研发优势。随着经济全球化的趋势，技术产品的落后会导致经济损失。为了加强我们在行业的地位，和提高技术水平，缩短与发达国家的距离，我们应该实现高起点战略，通过自己的研究而吸收高新技术，有自己的创新，创新出具有中国特色的科技产品，基于传统技术的高科技发展，有效提高设备的效率和质量。同时，在产品创新方面，公司应该向技术先进国家学习，增加科技融资、投资和实施摘要校企合作项目，改进和完善测试、设计、制造工艺和产品规格测试，缩短开发周期，提高开发质量。

4 结论

过滤和分离技术在今天是一个不可或缺的科学和技术，广泛应用于化工、医药、冶金、石油、矿山、生物技术、能源、水处理、环保等行业，因此，我们应该快速掌握新技术、新知识，不断更新，不断改善和提高远见，有勇气投资、利用技术和知识的优势，以及人才的优势，努力抓住过滤与分离技术的发展机会，使过滤与分离技术在我国得到快速的发展，高效的过滤与分离技术在企业转换升级中推广应用，推进社会技术进步。

参考文献：

[1]董金冀，陈小青.超滤膜化学清洗技术的探讨与改进[A].第三届全国冶金节水、污水处理技术研讨会暨莱钢现场节水经验交流会文集[C].2007.

[2]王用泽，梁金龙，赵扬.过滤与分离[J].南昌：过滤与分离期刊社，1993-2000.

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1引言

近年来，针对我国制造业升级换代，以及国际科技竞争的新形势，教育部于2017年提出了“新工科”建设的工程教育改革、发展新方向，并先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”等改革纲要[1]。生物工程是生命科学中工程应用性最强的专业之一，也是与医学、化工、微电子学等领域深入交叉的学科[2-3]。因此，如何在现有课程体系下推进“新工科”的教育改革，进一步提升学生的创新能力和工程素养，已经成为新时期专业教师的重要课题。酶工程是生物工程课程体系中重要的理论和实践课程，是引导学生将生物化学、微生物学、分子生物学等学科的基础理论知识转化为工程实践的重要环节[4-5]。然而，目前生物工程专业的大多数本科生在毕业后对酶分子的结构设计、生产工艺和产业应用缺乏系统的认识。在走上工作岗位后经常暴露出创新能力不足，无法根据实际的市场和生产需求进行工艺改良设计的问题。为此，改革酶工程的教学模式，使之满足“新工科”建设的人才培养目标是提升教学质量的关键。本文总结了笔者在酶工程课程“新工科”改革中的探索经验，探讨了教学方法革新对于培养学生创新能力和工程思维的效果。

2课程内容的设置与优化

酶工程是生物化学、分子生物学、微生物等基础学科在工程领域中的实际应用，它关注和解决生物化工、生物制药、环境保护、医学诊断、食品加工等领域的工程技术难题。以上研究任务决定了其教学内容的安排。目前，酶工程本科教学内容主要包括：酶学基础、酶的发酵生产和分离纯化、生物酶工程、化学酶工程、酶传感器等章节。上述教学内容安排已无法体现酶工程的最新研究进展，例如：纳米酶、核酶和抗体酶的应用。此外，已有内容更偏重于理论学习，对酶的产业应用关注较少，因此很难有效培养学生的工程创新能力，无法满足“新工科”的建设目标。针对上述问题，笔者将酶工程的最新进展和工程应用案例作为教学内容改革的重点，根据各章节的教学特点和逻辑关系，将授课内容重新划分成七个模块：酶学基础、酶的分子设计、酶的生产与制备、核酶、纳米酶、抗体酶和酶的工程应用。其中，酶学基础模块在回顾生物化学知识的基础上，重点关注酶的作用机制和影响酶活性的主要因素；酶的分子设计模块包括生物酶工程和化学酶工程两部分，生物酶工程重点介绍酶的进化筛选，而化学酶工程则主要介绍酶的化学修饰与固定化；酶的生产与制备模块重点介绍酶的发酵与分离纯化工艺；核酶模块在回顾分子生物学相关知识的基础上，着重讲解核酶尤其是DNA核酶的构建方法；纳米酶模块重点介绍纳米粒子的催化效应和调控方法；抗体酶模块阐述抗体酶的筛选和修饰方法；酶的工程应用模块则是在上述章节的基础上结合案例介绍酶在工业生产和医疗中的应用，例如：酶在食品加工中的应用、酶在废水和垃圾处理中的应用、酶生物传感器和抗体酶在疾病诊断和治疗中的应用等。通过上述授课内容的革新帮助学生较为全面、系统地掌握酶的分子设计、生产制备以及下游工程应用技术。

3教学方法改革的探索

3.1多种教学方法的使用

酶工程的教学内容相对比较零散，并且和发酵工程、基因工程、分离工程等生物工程专业课程具有一定的知识重叠。这就要求在课堂教学中必须把握好各章节和知识点的逻辑主线，正确统筹已修课程和并修课程的关系，并合理使用不同教学方法，从而突出酶工程教学内容的重点和特色。对于酶学基础模块的教学，由于学生已在生物化学课程中进行了前期学习，因此主要以课堂提问的形式帮助学生回顾已学知识点。对于酶的分子设计和酶的生产与制备部分的教学，由于学生同时在进行基因工程、发酵工程和分离工程的学习，因此在教师介绍难点知识的基础上，采用互动教学方法，与学生讨论不同技术在酶工程应用中的独特性和挑战性，比如：在介绍酶的定向进化时，可结合基因工程关于聚合酶链式反应（PCR）的原理讲解如何在酶的结构设计中合理使用不同的PCR衍生技术和筛选方法，从而获得性能优异的酶制剂。对于核酶、纳米酶和抗体酶模块的教学，由于学生之前尚未系统接触过相关概念，此外又涉及到酶工程的最新研究进展，因此先由教师讲授所涉及的基本知识，然后要求学生课下阅读最新的研究论文，并以书面作业形式进行总结和汇报。对于酶的工程应用模块的教学，先由教师对酶在不同工程领域的应用进行全面综述，然后再根据应用领域将学生划分为若干学习小组，每个小组课下独立调研一个酶工程的应用实例（包括：应用的理论基础、国内外产业布局、市场分析和发展趋势评估等），最后由学生制作幻灯片在课堂上进行讲解和讨论。通过上述教学方法的综合运用可有效提高学生的自主学习能力和工程思维模式，并促使其对酶的产业应用产生较深入的认识。

3.2经典研究案例与授课内容的结合

酶工程是生物工程发展的重要方向，其中已有一些经典的工程应用案例。在教学实践中通过分析这些案例，将其从研发到应用的技术路线引入课堂，从而揭示基本科学原理走向工程开发的一般规律。该教学设计可有效促进学生理解知识从产生到应用的过程。例如：在讲解酶的定向进化时，将2018年诺贝尔化学奖得主FrancesH.Arnold教授的研究生涯引入课堂教学，通过该案例帮助学生理解定向进化技术对酶分子设计和改造的科学意义和产业价值；又如：在讲解酶的生物传感器部分时，以葡萄糖氧化酶作为对象，介绍其从发现、性能改良到家用血糖仪大规模上市的发展历程，并和学生探讨该技术成功应用的经验和教训，分析现有血糖仪的优势和不足，并对下一代基于纳米酶的血糖仪研发和市场应用进行展望。

3.3加强实践教学

酶工程作为应用性较强的课程，其实践教学同样具有重要的作用。然而，一般高校都缺少酶工程产业中所需的大型发酵罐、生产流水线等工业设备。此外，酶分子的结构设计和筛选也具有长期性和不确定性。为了解决上述问题，笔者在酶工程课堂学习之外，引入了工厂参观和实习环节。通过教师带领学生进入相关企业，使学生有机会接触产业应用中的大型工业设备，以及研发、生产工艺流程的管理，从而增强了他们对酶工程应用的感性认知。此外，针对部分学习能力较强的学生，鼓励其参与大学生创新实践和工厂实习，进一步提升他们的工程创新能力，明确其未来的职业发展规划。

3.4课程考核的改革

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作者简介：何莉（1971-），女，四川达州人，重庆理工大学电子信息与自动化学院，副教授；徐勤（1981-），女，重庆人，重庆理工大学电子信息与自动化学院，讲师。（重庆 400054）

基金项目：本文系2011年重庆市高等教育教学改革研究项目（项目编号：113031）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0067-02

“电工学”课程是高等工科本科教育非电专业的一门重要电子电气基础课程，涵盖了电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、电机及传动控制、电工测量、安全用电、EDA技术等七个部分，在高等学校工科教育中具有非常重要的地位和作用。该课程的作用与任务是：使学生通过本课程的学习，获得电工电子技术必要的基本概念、基本知识和基本技能，了解电工电子技术应用和我国电工电子事业发展的概况，为今后学习和从事与电工电子技术有关的工作打下一定的基础。据了解，“电工学”课程目前大多分了三个层次教学，一是多学时（80学时），主要是针对机械、汽车类等工科学科；二是中学时（64学时），主要针对是材料类等专业；三是少学时（40学时），主要针对生物化工类等专业。所用教材以高教出版社秦曾煌主编的《电工学》（上下册）为主。随着高校扩招和本科教学学时调整，“电工学”教学中普遍存在的教学学时少与教学内容多之间的矛盾、高等教育的生源大众化与创新型实践型应用型工程教育人才培养之间的矛盾一直是普通高校电工学教学研究和思考的重要问题。在少学时“电工学”课程教学中，这种矛盾尤其突出。面向普通高校的大众化生源，在少学时“电工学”课程教学中如何有效地完成教学任务，以及保障并提高教学质量，CDIO工程教育理念提供了新的思路。

一、CDIO工程教育理念

CDIO工程教育是本世纪初国际工程教育改革的最新成果。它是从2000年起，由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学经过四年的探索研究，提出的一种全新工程教育理念和实施体系。CDIO是英文单词“构思”（Conceive）、“设计”（Design）、“实施”（Implement）、“运行”（Operate）的缩写。这种工程教育理念是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概况和抽象表达。CDIO工程教育理念以产品从研发到运行的生命周期为载体，让学生以自主的、实践的、各课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生各方面的能力。CDIO工程教育理念倡导问题驱动，注重学生自主学习，能有效地激发和引导学生学习兴趣、转变学习态度、提高专业基础知识和工程实践能力综合素质，使高校培养的大学生更能符合社会、企业需求。当然，这也将明显增加教师工作量，提高教师工作强度以及任教水平。CDIO工程教育模式多被用于指导高校各学科的专业人才培养上，但是在基础教学中尤其是工科基础教学中借鉴CDIO工程教育理念，有效地组织教学内容，改变教学方法和手段，对于增加学生的基础知识，培养学生的工程应用实践意识，提高学生的实践动手能力和自主的、实践的求取理论知识的综合能力，是一件非常有意义的事情。

二、应用CDIO调整教学内容

传统的“电工学”教学内容一直是按照电类基础课程电路分析、电机及控制、模拟电子技术、数字电子技术四门课程的顺序安排的，一个教学单元相当于电专业一门基础课的浓缩版，从电专业的教学学时分配能很好地循序渐进完成教学任务，实现夯实基础的教学目的。但是在“电工学”教学中，非电类专业学生明显感觉学习内容太多，跳跃太大，学习困难，学生学习兴趣和主动性明显不足。这在少学时“电工学”课程教学中尤其突出，按照上述教学内容循序渐进教学，在40学时内完成所有教学内容，并保证教学效果是有很大难度的。

按照CDIO教育理念，笔者把少学时“电工学”课程的作用和教学任务重点放在引导学生学习兴趣和学习方法上，改变面面俱到的教学模式，加强对学生工程实践意识地培养。在此基础上，选用高教出版社秦曾煌主编的《电工学简明教材》作为参考教材，甚至不限制任何教材，重新组织教学内容，自编教学讲义，突破固定的教材教学模式，打破电类基础课程的单元教学模块，以器件特性和应用为主线设置教学问题和应用实例，引发学生思考和学习，结合EDA仿真软件加强工程实践意识培养，以此解决学时与教学要求、教学内容与学生能力培养之间的矛盾，完成教学任务并保证教学质量和教学效果。

1.以器件应用为主线编写讲义内容

针对少学时的“电工学”教学任务和要求，改变原来《电工学》教材编写的固有模式，以器件介绍为主线，以引导学生学习兴趣为目的，重新编写了教学讲义大纲如表1所示。讲义与大纲要完成的教学要求变化不大，主要做了两点调整：由于授课学时限制和学生对象以生物化工为主，因此省略了电机及控制部分的教学；讲义内容安排不再是以理论知识为主线，而以器件应用为主线贯穿教学内容，强调工程测量和工程实际应用，因此在教学中可以灵活掌控器件及电路内部原理性的知识讲解和学时分配，以此激发学生的学习兴趣，带动他们主动学习。

2.以兴趣引导为主线组织教学内

在教学内容组织安排上，不再拘泥于以往的理论知识，以器件及应用划分单元教学，在每个单元教学内容组织安排上，也不再以理论知识讲解和分析为主线，而以元器件介绍为切入点，以元器件的特性及应用为主线讲解，精心选择应用实例，引发学生思考和学习，从繁到简分析讲解，同时结合工程应用实例及EDA仿真实例，以此激发学生学习兴趣，引导学生的学习方向和方法，培养学生的工程实验实践意识。

三、应用CDIO改变教学方法

CDIO这种工程教育理念是一种新的教育理念和系统的人才培养模式，它使得知识、素质、能力培养紧密结合，理论、实践、创新相互结合，在培养学生自主学习、人员沟通合作能力上效果显著。这在基础教学中可以体现在引导学生自主学习能力和工程实践意识培养上。

1.精心设计教学实例，贯穿整个教学内容

CDIO工程教育理念是以项目设计为载体，将学习、实践、能力培养等各个环节有机结合起来，促使学生自主的、实践的进行学习工程。在“电工学”教学中精心选择实际生活或工程电路，以此引入教学内容，提高学生学习兴趣，引导学生主动分析和学习。比如第一单元电路元件，直接以手电筒日光灯这些大家司空见惯的器件入手，导出电路模型和电路元件，再结合工程实际应用说明元件标称值和更多的应用特性，这就首先调动学生学习的兴趣和积极性，在后续教学中能起到事半功倍的作用。

2.结合EDA仿真软件，加强实践意识培养

“电工学”是一门实践性很强的电子电气基础课程，实践环节是非常重要的环节。在教学中结合仿真软件教学，不仅能克服教学中的抽象性，同时还能增加教学实践环节，培养实践意识。比如在讲解门电路及应用时，选用大家常见的各种抢答器电路为实例，导出数字电路的教学讲解，同时以仿真软件展现不同抢答器的应用效果，增强学习兴趣和主动性，同时也调动学生自行仿真分析和设计的学习兴趣，教学效果明显。

3.多种考核方式结合，重在学习过程

教学的最终目的是在引导学生学习知识技能的同时让其掌握学习方法。“电工学”课程作为非电类本科专业教学的一门电子电气基础课程，要防止陷入习题作业教学的误区。在少学时“电工学”教学中，把平时作业分成两种，一种是自己巩固练习，学生自查；一种是课堂随机练习或提问，教师考核。在最后的考核中，可以采用常规试卷考试方式，也可以采用小课题或论文考核方式，但是在学生的期末成绩评定中比例不高于70%。教师在学生平时学习过程的监控可以采用多种方式，灵活掌控，让学生没有压力地轻松入门“电工学”。

四、结束语

在基础教学中应用CDIO工程教育模式是有一定的难度，但是CDIO这种工程教育理念对于工科基础教学是非常有借鉴意义的。笔者在少学时“电工学”课程（考查）教学中结合了CDIO教育理念进行了这种教学改革尝试，从器件特性和应用入手，在教学中采用基于实例展开教学的模式，结合仿真软件，引导学生自主地“做中学”，培养学生工程应用实践意识，这不仅仅提高了学生的学习兴趣和学习主动性，在非电类“电工学”教学中也取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]教育部高等学校电子电气基础课程教学指导委员会.电子电气基础课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2011：35-38.

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一、陕西理工大学生物工程专业关于专业改革的措施研究