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第1篇：化學工程與工藝發展現狀范文

電化學專業實驗是我校化工學院面向化學工程與工藝（電化學）專業大學四年級本科生開設的一門必修的專業實驗課程，是本科生培養計劃中的一個重要的實驗教學環節。該實驗課程開設的實驗是綜合性實驗和設計性實驗，是化學工程與工藝（電化學）專業的幾門專業課的一些典型實驗，其中既包括一些比較經典的實驗方法和有關實驗基本技能訓練的實驗，又涵蓋了一些使用儀器設備比較復雜、實驗方法比較先進、實驗技巧難度比較大的實驗內容。通過該實驗環節的教學，使學生加深對課堂所學理論知識的理解與掌握，同時通過實驗操作和數據處理環節使學生基本實驗技能得到訓練和提高，從而培養學生獨立從事開發工作和科學研究工作的能力，并為學生設計與撰寫畢業論文打下一定的理論基礎和實驗基礎。該課程要求學生了解實驗原理，掌握實驗方法；掌握儀器的基本使用方法，測量線路的聯接，獨立完成實驗的全過程；實驗結果應數據準確，對實驗結果有一定的分析能力，寫出符合要求的實驗報告。由于該專業實驗在整個培養計劃中起到很重要的作用，因此有必要進一步加強該實踐環節的教學工作。

一、目前專業實驗教學中存在的問題

通過幾年的觀察分析，我們發現我校化學工程與工藝（電化學）專業實驗教學中主要存在以下幾方面的問題。

1.實驗內容設置不合理。原有的實驗體系已沿用了近十年，有些實驗內容如鉛酸電池、鎘鎳電池方面的內容明顯落后于現在電化學學科的發展，原有的實驗內容已無法滿足現在的人才培養需要。近些年，隨著電化學領域的不斷發展，一些新的實驗方法、實驗技術及新的電化學體系不斷涌現，這些內容代表了電化學學科的發展趨勢和發展方向，急需補充到現有實驗教學內容中，從而提高實驗教學的質量。

2.實驗教學方法不利于發揮學生的主觀能動性。傳統實驗教學往往以指導教師的講授為主，講授的要點主要根據實驗講義的內容而定。實驗講義上每個實驗基本都有完整的實驗目的、實驗原理、操作步驟和數據分析處理等內容。教師主要講解實驗原理和操作步驟及數據的分析處理，學生根據實驗講義上給出的實驗步驟和數據分析方法去完成實驗。在整個實驗過程中，學生很少有獨立思考的空間，他們只能按照實驗講義中給出的實驗方案進行實驗，也就是說學生變成了實驗方案的執行者，而不是實驗方案的制訂者或參與者，這不利于發揮學生的主觀能動性和積極性。

3.實驗考核方式不夠科學。以往學生實驗成績主要根據實驗報告的情況來決定，具體包括兩部分：一是實驗報告內容的完整性，包括實驗目的、實驗原理、實驗步驟和數據處理等項目是否完整，實驗參數是否準確；另一方面是實驗的數據是否準確可靠，數據處理方法是否正確。這種考核方式只是根據實驗報告提供的信息進行成績的評定，而對實驗過程中學生分析解決問題的能力、實驗操作的能力沒有進行考慮。這使得成績的評定缺乏全面性和科學性。

二、專業實驗教學過程中的一些改革與探索

針對上述實驗教學中存在的問題，我們做了以下幾方面的改革與探索。

1.實驗內容的改革。實驗內容是影響實驗教學效果的決定性因素。專業實驗教學必須結合專業發展現狀，將學科的研究熱點和教師的科研成果引入實驗教學，這一方面體現在實驗技術、實驗方法的改進方面，另一方面體現在實驗教學內容的更新方面。這樣才能使學生在本科實驗教學階段接觸到專業前沿領域，了解專業研究熱點，掌握專業最新的研究方法和研究成果。將先進的實驗內容引入實驗教學有利于學生綜合素質的提高，為其在今后的工作、學習和深造過程中盡快進入角色奠定堅實的專業基礎。實驗內容的設立應考慮以下幾方面的因素。基本的實驗知識和技能的培養，專業發展現狀、發展趨勢的了解，實驗室軟硬件的狀況，經費情況等。實驗內容的設立還應體現我校化學工程與工藝（電化學）專業的特色，即化學電源和表面處理領域的工程化。基于以上幾方面的考慮，我校化學工程與工藝（電化學）專業實驗包括以下幾方面的內容：方波電流法、方波電位法、循環伏安法、線性電位掃描法、電化學阻抗譜等實驗內容主要是讓學生掌握電化學中的一些基本測試方法；電鍍液的赫爾槽實驗、電鍍液分散能力實驗、電鍍液電流效率實驗是為了讓學生掌握電鍍中常用的研究方法；旋轉圓盤電極實驗、微電極實驗、電化學石英晶體微天平等實驗的目的是讓學生掌握電化學領域較先進的一些實驗方法；化學電源設計和電鍍車間設計方面開設了4個實驗，主要目的是讓學生接觸專業領域的工程化問題，幫助其畢業后能盡快適應企業的生產環境。

2.教學方式的改革。實驗教學方式直接影響實驗教學的效果。科學的教學方式應能充分激發學生的學習自主性，由被動學習變為主動學習。同時應著重培養學生實際操作能力、協作能力、團隊合作精神，提

轉貼于

高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。為此，我們改變以往以教師為主體，主導整個實驗教學的模式，而采用學生為主體、教師為主導的教學模式。每位指導教師負責2個實驗項目，教師只把實驗的總體要求和基本思路介紹給學生，由學生根據相關知識去設計實驗方案，完成實驗，并對數據進行分析處理。學生在實驗過程若遇到問題，可以與指導教師討論，指導教師提出解決問題的思路，由學生改進實驗方案。在整個實驗過程中，學生的實驗積極性和主動性得到了充分發揮，創新能力和合作精神得到培養。實驗成績考核注重實驗方案的設計能力、實驗過程的操作能力。成績評定中，實驗方案設計和操作能力占50%，實驗報告的質量占50%，其中實驗報告的內容包括實驗名稱、實驗目的、實驗原理、實驗步驟、數據處理及分析、結論及討論等。為進一步保證實驗教學的質量，我們對實驗課的課程安排還進行了調整。把學生分成兩個班，分別在上午和下午進行實驗。每個班的學生又分成8組，每組2~3人。每次實驗課同時開出8個不同實驗，每組同學分別進行其中1個實驗項目，8組之間依次輪換，8天完成8個實驗。而后的實驗依上述安排進行，直至完成全部實驗。

3.實驗指導教師隊伍的建設。首先安排一名教師全職負責學生的實驗教學工作，包括實驗講義的編寫、修訂；實驗設備的保養、維護；實驗試劑、藥品和材料的采購和保管；實驗室規章制度的編寫、制訂；以及日常實驗室管理工作。開設實驗課程時，抽調若干名專業骨干教師參與實驗的準備和教學工作。所有抽調的教師必須有兩年以上專業教學經歷，至少具有碩士學位，博士學位率達到90%以上。新留校的教師或新調入的教師需經兩年以上的輔助實驗教學工作后，方可單獨指導本科生的實驗。

第2篇：化學工程與工藝發展現狀范文

今年來，由于生物技術的快速發展，使得我國生物學工程的發展也在不斷向前，并已有一定的基礎。調查顯示，當前生物化工的產品已經涉及到保健、醫藥、農藥以及食品等各個領域與方面。①在醫藥方面，抗生素得到迅猛發展，并且在臨床中的使用最普遍，相關數據表明，目前我國抗生素的產量達到世界首位，此數據還在不斷增長；②在農藥方面，生物化工的農藥品種也層出不窮，主要包括井霉素、赤霉素以及蘇云金桿菌等，該技術不斷進步，并且逐步滿足了我國農業生產的需要；③在食品與飼料方面，氨基酸、檸檬酸等的產量不斷加大，并呈現數倍增產的趨勢，該產品已經不只為了滿足于本國市場，還出口到世界各國。

2、我國生物化學工程發展中所存在的問題

經過深入調查分析可知，由于各種因素的限制，使得我國生物化學工程在發展過程中也存在著許多問題與不足，也將面臨著新的挑戰，本文主要從以下幾方面的問題著手分析：

（1）我國生物化學工程的產品結構布置不夠科學，許多企業往往存在品種單一、低檔次等問題，不能滿足當今市場的需求。對于檔次較高的醫藥生化產品例如激素類、干擾素、藥用多肽等，在我國的生產技術還不完善，不能滿足本土市場需求，每年還需花費大量資金從國外進口。

（2）當前我國的生物化工產業主要局限于輕工、醫藥、食品業等。所以，許多企業對生物化工產品尤其是精細化工產品這一領域的了解不足，不利于擴大生產，更不用說通過這些技術引領企業走向世界。此外因生物化學發展速度較快，我國相關部門對該行業的研究及規范還不成體系，導致生產過程中的能源消耗大，環境污染嚴重，技術在低水平徘徊。

（3）在生產技術上存在許多不足，生產設備與工藝配套不完善，上下游技術不配套，產物的收得率低，生產成本高企業效益低。相關數據表明，雖然目前我國的產品如檸檬酸、乳酸等的發酵水平較高，但其他絕大多數產品的技術明顯低于國外。從而，某些企業為了引進新技術提高生產效率，只能每年都要投入大量資金從外國進口細胞破碎機、生物反應器、計算機監控設備以及生物傳感器等，不利于企業的長期生產目標。

（4）我國生物化學工程的發展歷史較短，基礎研究的投入較薄弱，還沒有形成一個完整的科研體系，技術創新能力不強，同時，相關企業的技術開發、技術吸收能力差。調查顯示，當前該行業的生產發展多數依靠傳統的粗放型擴大投資的增長模式，從而生產效益低下、市場競爭力不強，不利于企業的發展。

3、我國生物化學工程發展問題的解決建議

本文經過深入探究分析我國生物化學工程發展過程中所存在的問題，并借鑒國外先進技術，主要從以下幾方面來解決當前的問題：

（1）合理調整產業化結構，擴大并發展高檔次的產品。例如加大對醫藥生化產品、功能性食品及添加劑等高檔產品的研發與生產。此外，使生物化學工程的發展呈現多元化，著重生產如生物色素、微生物多糖、工業酶制劑以及表面活性劑等多種精細化工產品以及采用傳統技術無法生產的產品，從而提高企業的經濟效益與市場競爭力。

（2）不斷擴大生物化工的生產規模，提高競爭力。因此，我國相關部門應該出臺更多有效措施來鼓勵建設大型的生物化工企業，使之能夠將研發、生產、銷售融于一體，從而節省生產成本。尤其要加大力度去培育一批科技創新型企業，此外，還要鼓勵那些具有發展生物化工產業的企業加入該技術發展行列，向著創新型生化公司的方向發展，并淘汰那些生產技術落后，市場競爭力低下的企業，從而提高我國整體生物化工行業的競爭力，并有利于擴大我國生物化工的產業規模。

第3篇：化學工程與工藝發展現狀范文

    基于以上分析,我認為我校要培養滿足市場需求的化工專業人才應該從下面幾點來開展工作。

    1 調整培養計劃,進行培養規范的整體設計

    專業規范對提高高等教育質量具有重要的現實意義,它是高等學校以專業人才培養模式改革研究為基礎,在改革實踐過程中對有關專業的課程體系、知識體系、實踐教學體系和相應的參考指標進行整體設計,專業規范對專業人才設定培養規格,擬定培養目標。在高等院校進行教育教學改革過程中,對人才培養規范進行整體設計,是開展專業建設與深化改革的重要入手點[1]。

    應對當前的就業形勢,制定化工專業的專業規范非常有必要。自1999年以來,高校外延發展迅速,新增高校、新增專業多了,人才培養難度更大,要求更高。另外,高等教育大眾化階段教育質量呈多元化,亟需制定專業規范,一般高校工科專業人才培養規格的定位決定了人才培養模式的基本框架。

    2 加速進行我校化學工程與工藝專業的認證工作

    化學工業是國民經濟的支柱性行業,為了讓高校能更好的為社會服務,高等院校為化工行業提供主要人力資源,教育部自2006年啟動了化工專業認證試點工作,目前已有6個專業點進行了試點工作[2]。化工行業對人才的評價標準和要求,主要體現在以下幾個方面:(1)有良好的職業道德,了解本行業的相關法律法規,體現出較好的人文素養。(2)數學、自然科學基礎較好,工程基礎知識扎實,掌握一定的經濟管理知識;掌握化學工程、化學工藝學科的基本理論、基本知識,了解本專業的前沿發展現狀和趨勢;具備運用現代信息技術獲取專業信息的能力。(3)具備化學與化工實驗技能,有工程實踐經歷,具備計算機應用能力,接受過科學研究與工程設計方法的基本訓練,能夠運用所學知識和技術手段分析并解決工程問題。(4)具有較強的組織管理能力,表達流利,人際交往能力突出,有較強的團隊協作精神。(5)具有終身學習能力和國際視野。與以上標準相對照,我校在培養化工人才方面還存在著明顯的缺陷和不足。還有很多工作要做。結合行業要求分析,我校化工專業目前存在的問題主要有:(1)教師隊伍中普遍經歷單一,缺乏工程師經歷。(2)實踐教學環節不完善,學生工程實踐能力較弱,創新創業能力不足,學校與工業界聯系不夠緊密。(3)缺乏對學生的團隊精神的系統訓練。(4)畢業生的調查與跟蹤機制不夠完善等。除此之外,缺乏科學的學生考評機制,缺乏畢業生跟蹤與反饋體系。因此要針對這些問題,以專業認證為契機,有目的的開展工作。

    3 靈活設定培養方向

    專業方向的設置是高校人才培養的基礎,開設什么樣的專業方向,關系到培養什么樣的專業人才,培養出來的人才是否符合社會的需求,這個問題關系到一個專業的前途命運。在充分利用我校資源的同時,在專業方向設置上體現差異,強化特色,做到以質量求生存,以特色求發展。在開設專業方向的問題上,要避免與周圍同區域、同等水平的院校趨同,以減少資源的浪費,避免在人才培養上出現重復和過度競爭,充分體現差異[3]。

    4 優化各級結構,提高培養質量

    當前,大學生畢業后難就業已經成為社會主要關注的問題,也是每所高校所面臨的最為嚴峻的挑戰。要解決這個問題除了國家宏觀上的一些制度和政策的支持外,高校還應該根據市場所需人才,有針對性的提高培養質量。提高培養質量,既要從宏觀上把握高等教育的結構,明確學校、院系和學科的定位,滿足地方經濟社會的發展對高等教育的要求,另外,要從微觀上、從學校本身把握高等教育的內部結構,理順專業結構、學科結構與理論結構,使我們培養的人才和社會需求相一致[4]。

第4篇：化學工程與工藝發展現狀范文

關鍵詞：工藝安全管理；發展現狀；建議

中圖分類號：TU714文獻標識碼： A

一、工藝安全管理的發展歷程及關鍵要素

1.發展歷程

隨著科學技術的不斷革新，新工藝、新產品的不斷涌現，裝置規模的日益擴大，給化工、石化等產業帶來了巨大的變化。緊接著，由于涉及的化學品種的增多，處理、儲存數量的增大，應用工藝技術的復雜化，操作條件的苛刻化，導致工藝系統的危害也更加多。在全世界范圍內，化工和石化行業發生的一系列重大的工藝安全事故，引起了世人對工藝安全的注意，同時，孕育了一系列的相應法規。

1977年發生在意大利塞維索的有毒蒸氣泄漏事故，促成了歐洲第一部對于工藝安全法規的頒布，即1982年歐洲的 «Seveso I指令》。1985年，發生在印度博帕爾的事故舉世震驚，這也促使美國化學工程師協會成立了一個專門的化工工藝安全中心即為CCPS ，該中心的設立為化工、石化等行業提供工藝安全技術及管理的方面的全面支持，防范重大工藝安全事故的發生，同時，出版了一系列安全導則。1992年，美國職業安全健康局(OSHA)，頒布了關于高度危險的化學品的工藝安全管理系統相關要求。1996年，歐洲的《Seves。I指令》修訂為 《Seveso II指令》，它通過吸取博帕爾事故的教訓教訓， 更強調了對重大危害的控制，建立工藝安全管理系統的必要性。1996年，韓國政府也參考美國 0SHA的PSM體系，在韓國國內頒布了工藝安全管理系統要求。同時，1999年的美國環保局(EPA)在0SHA工藝安全管理系統的基礎上，補充風險評價、應急預案的要求，頒布了《凈化空氣法案》。

工藝安全管理及技術自20世紀80年代以來，開始蓬勃發展。在進入20世紀 90年代以后逐漸發展成為一門獨立的學科。目前的美國和歐洲非常重視工藝安全管理，強調運用系統方法、技術預防工藝安全事故的發生， 并且在高危險性的行業中強制推行工藝安全管理。

2.PSM基本要素

美國職業安全健康局(OSHA)、美國化學工程師協會化學工藝安全中心(CCPS)、美國化學協會 (ACC)和美國石油協會(API)均有為工藝安全管理系統定義的一系列不同的PSM組成要素。這些要素大多都是類似甚至相同的，都是為了預防重大的工藝安全事故并減輕后果。

其中，OSHA規定的PSM，主要應用于加工工業。它對“工藝”的定義是：使用、儲存、加工、處理或在工廠范圍內轉移危險的化學品，或是上述綜合活動。在PSM法規中，有一個危險化學品清單，其中包含130余種有毒或具有反應性的化學物品，同時對每種化學品進行一個數量標準的規定。如果工廠處理危險化學品的數量達到、超過表中的標準時，就需遵守PSM規定。但是PSM法規不適用于零售設施、油井設施、氣井設施以及無人操作的設施。

二、國內外PSM實施情況

發達國家大型的化工、石化公司，均建立了完善的工藝安全管理系統并制訂了相關法規及配套的實施指南，在工廠的各個時期嚴格執行。我國國內還在深入研究和積極推廣的階段。

1.美國PSM實施情況

在美國,這種管理系統是作為法規形式存在的，不僅有權威性，同時也說明工藝安全管理的必要性以及適用性。以陶氏化學為例。陶氏公司全球所有設施所執行的EHS管理體系 和標準均已達到OSHA PSM法案的絕大部分要求，在這些要素中，工藝危害的分析是陶氏化學的一個特色要素。

陶氏的工藝危害分析采用的主要是分級管理。這種方法的特點是將對工藝危害的分析按從簡到繁、從定性到定量進行分級別管理，陶氏化學工藝的風險管理采用的是層進式風險分析方法，過程如圖。

第1層，對所有的設施進行工藝危害分析，所采用的是火災爆炸的危險指數、化學品的暴露指數 (CEI)、RC-PHA調查問卷、保護層(LOPA)的目標值等方法；第2層，對設施的特定單元操作采用因果成對鑒別、HAZOP、LOPA、建筑物的超壓分析等方法，進行附加風險的檢查；第3層，對目標工藝進行增強型的風險檢查；第4層，選擇少數的高風險活動場景進行QRA。根據分析的組合以及事故發生的頻率來進行選擇。

2.國內工藝安全管理的現狀

在我國國內，只有很少的有關工藝(過程)安全管理體系的資料。還沒有相關的法律法規標準。雖然，國內許多企業實施了 HSE 管理體系以及ISO體系，但這些體系沒有相應法規的強制性要求，有些甚至還存在表里不一的現象。特別在這個化工和石化行業已經從引進成套技術逐漸轉為自主設計、技術改進的階段，問題顯得尤為突出。近幾年，國內的化工和石化行業中發生的重大事故，歸根結底，都是工藝安全方面的問題。所以，現有項目以及新開發項目的整個生命周期的工藝安全管理已經成為了一個急需解決的問題。還有一個客觀原因就是不同企業之間的工藝安全管理有較大的差異性，給政府的監管也帶來了不便，同時也不利于同行業內關于工藝安全信息的交流，不利于安全水平的提高。總而言之，國內一方面缺乏工藝安全管理的有關研究，另一方面缺乏相關的法律法規。導致沒有符合我國國情、與世界同步的工藝安全管理模式。因此，在國內化工和石化行業，建立、貫徹有效的工藝安全管理系統是十分必要的。

三 、工藝安全管理推行的建議

1.充分理解區別工藝安全管理與傳統安全管理

工藝安全管理，是將技術、程序和管理實踐整合在一起，形成以風險預防管理為重點的管理體系，主要對象是工藝介質本身以及涉及危險化學品的過程、廠站設施，通過控制工藝系統的動態變化，體現對工藝風險的“過程管理”。與傳統的安全管理相比，在模式上更注重過程控制、與超前防范，對象上，不同于單純關注人員作業風險的管理，更加強調了對工藝系統、設備設施的安全風險管理，在特點上，不再以經驗管理為主，更重視了運用科學系統的分析方法，強調對風險的系統評估、合理控制以及響應程序等。

因為我國的多數化工企業還沒有真正接觸、了解工藝安全管理，因此，首先應該加強工藝安全管理的認識和培訓，從轉變理念入手，走出工藝安全管理第一步。

2.獨立的組織機構支撐

在歐美等工業發達地區，工藝安全管理從20世紀80年代開始就已經發展成了了一門獨立的學科，但我國國內最初并沒有將工藝安全管理作為一門獨立的學科。所以，我國國內企業應該從國外發達國家引進工藝安全管理的理念，在借鑒經驗和做法的基礎上，積極探索，形成具有自身特色的管理模式。

3.工藝安全管理人員的技能水平提升

工藝安全管理人員包括涉及實施所有工藝安全管理要素的專業技術、管理、操作人員、專業分析師等，工藝安全管理系統的有效運作，需要每個員工的參與。因此，在一定意義上，工藝安全管理人員的技能，往往決定著某個單位工藝安全管理工作的水平。

合理、有效的培訓是提升工藝安全管理人員技能的主要途徑，我國相應企業應該舉辦大量的包括風險評價方法以及專業技術知識在內的相關工藝安全的培訓，可以用脫崗培訓、在崗培訓這兩種培訓方式，培養出一批高素質的工藝安全的管理人員。

4.工藝安全信息的有效利用

工藝安全信息產生于工藝裝置使用的各個階段，是進行危害辨識、風險控制的有效依據，是其它工藝安全要素推進的基礎，同時工藝安全信息又是其它要素實施結果的“輸入”終端。 因此，工藝安全信息的有效利用在某種程度上也反映了工藝安全管理的水平。

5.完備的技術標準支撐

工藝安全管理區別于傳統安全管理的主要特征就是它具有的專業技術性，其管理目標 是實現工藝技術（設備）的本質安全。開展工藝安全的分析、工藝技術的變更、施工工藝安全的管理等要素活動，均與技術標準有千絲萬縷的關系， 因此，要做好工藝安全管理，形成一套對企業適用性強、高標準的技術標準體系是很重要的。

6.定期開展評估審核

工藝安全審核可以有效評估和考核 各個工藝安全要素的落實情況，客觀反映工藝安全管理水平，持續提高工藝 安全管理標準（制度）的執行力，對于工藝安全管理在整體深入過程中的不足，進行及時更正，制定有效的改進措施，不斷提高工藝安全管理水平。

結語

我國國內與國外相比，不論在經濟發展水平、運行方式、員工水平還是理念和文化等方面均存在差異，所以，不能直接照搬國外的工藝安全管理模式以及相關規定。而是需要根據我國的安全管理現狀，積極借鑒國外的經驗和做法，積極探索，不斷努力，讓工藝安全管理有更美好的明天。

參考文獻

[1]粟鎮宇.工藝安全管理與事故預防[M]，北京：中國石化出版社， 2008

第5篇：化學工程與工藝發展現狀范文

關鍵詞：化工分離工程；教學改革；教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）10-0133-02

分離工程是化學工程專業的一門重要專業課程，是研究化學工業和其他化學類型工業生產中混合物的分離與提純的一門工程學科，是建立在高等數學、物理化學、化工原理、化工熱力學等課程知識基礎上的一門必修課程[1，2]。隨著化工行業的迅速發展，分離工程在現代化學工業及相關工程領域中的應用越來越重要，高校的培養目標也由最初的單純掌握教材知識轉化為能夠應用專業知識解決實際工程問題。這就要求教學目的要逐漸轉化為應用與實踐，摒棄“填鴨式”教學，引導學生主動掌握知識，培養學生的興趣并自主發現解決問題。由于化工分離工程課程的實踐性非常強，所涉及到的化學工程領域知識較多且雜，甚至有一些經驗性的知識內容，新裝置、新設備的不斷涌現對高校教學提出了更高的要求，因此改傳統專業課的教學模式、加強分離工程教學改革與實踐、鍛煉學生解決實際問題的能力顯得尤為重要。圍繞這一目標，本文探討了在教學內容、教學方法改革、教學與實際結合等方面的一些嘗試。

一、教材選擇和內容安排

隨著時代和技術的發展，化工分離工程課程的知識也在更新，學術內容越來越豐富多彩，因教學課時的限制，不能面面俱到的全部涉獵，因此教材的合理選擇和教學內容的安排對提高本門課程的教學效果十分重要。近幾年，化工分離工程的教材出版較多，重點內容如相平衡關系、多組分精餾、特殊精餾、多組分萃取、分離設備性能和效率、分離過程節能等傳統知識基本都被涵蓋在內，但一類側重于工藝過程的學習，另一類借鑒國外教材，側重于講解理論知識[3]。新型分離技術由于發展較快，側重點各有不同。綜合考慮教材、學生基礎以及實驗室條件等因素，選擇了陳洪鈁、劉家w主編的卓越工程師教育培養計劃系列教材《化工分離過程》第二版。該教材第一版1995年出版，在眾多高校沿用20余年，2014年再版，該書對原有基礎知識做了更優的安排，將陳舊技術進行了刪除，修改增加了符合時展的新型分離技術；對教學內容也進行了新的安排，更容易讓學生接受，課后主動去探討問題的解決方法，提高教學效果。

針對這本教材，筆者在教學過程中對該課程的教學內容主要講解以下章節：（1）傳質分離過程的介紹。（2）單級平衡過程章節中介紹相平衡、物料衡算和傳遞速率的介紹。主要講解相平衡關系、相平衡常數的計算、泡露點計算和絕熱閃蒸。（3）多組分多級分離過程分析與簡捷計算中介紹設計變量計算、多組分精餾、萃取精餾、反應精餾、間歇精餾的簡捷計算。（4）多組分多級分離的嚴格計算章節中介紹平衡級理論模型、三對角矩陣法以及新型軟件等知識，偏向實際問題的應用。（5）分離設備的性能和效率。（6）分離過程的節能。（7）新型分離技術和過程繼承。針對以上7個主要章節進行講解，按照課時要求精心設計教案，增加更多的實例講解，深入淺出，在課堂上抓住學生的興趣點和好奇心，逐步提高學生對概念的理解和對公式應用能力的把握。

二、教學方法改進

課堂教學是化工分離工程專業課程的重要環節，各種典型的單元分離操作知識在此課程的先修課程中都接觸過，如蒸餾、吸收等操作，深入系統的講解典型的分離單元操作，使學生在能力上提高是本課程教學的關鍵。這就要求任課教師能利用各種教學方法調動學生的積極性，激發學生擴展已有知識，對實際反應物系、多遠組分物系中的復雜問題進行探討學習，如對比理想物系與真實物系、二元組分精餾與多組分精餾之間的區別，理論板數與進料比如何變化等問題[4]。重點對多組分物系進行介紹，提高學生對實際問題的處理能力，對泡露點計算、閃蒸計算、設計變量的計算、MESH方程的建立與求解以及多組分多級分離的嚴格計算，都進行詳細的講解，同時讓學生根據自己的需求查閱相關文獻資料，建立課堂討論組，重點討論通過學習后，在文獻中仍然不理解的問題，提高學生的學習興趣與動力，促進專業技能的培養。另外，結合工廠的實習，加強學生對化工分離工程理論的感性認識。本門課程學習前，學生已經進入工廠進行了認識實習，對實際生產過程有了一定的了解。通過實習，學生也增強了學習比較抽象的課堂知識的熱情。任課教師通過針對典型的分離工藝制訂詳細的實習方案，讓學生帶有目的的去學習，既能開闊視野，又能增長知識。對實際生產過程中所遇到的一些典型問題，有針對性的了解學習，互相討論研究解決方案。如有學生在學習了分離原理后對工廠塔原料反應有了濃厚興趣，并結合軟件進行一些數據的模擬，找出自己所學理論知識與實際應用中所需知識的差距；對現有工藝提出一些改造建議，極大地鍛煉了學生處理實際問題的能力，也為后續的化工專業實驗、畢業環節、工作等打好了基礎。

三、教學與研究相結合

在教學過程中，教師結合自己的科研工作，把結合教材知識的實際應用內容傳授給學生，對學生提高能力，甚至是考研都有一定的引導作用。對學生來說，最有吸引力的課程是教材中超臨界萃取、膜分離等新興分離技術，教師在實驗室進行演示實驗（合成氣轉化費托反應合成長鏈烷烴及烯烴），由于實驗為氣體轉化為清潔燃料課題，氣體產汽油讓學生產生了好奇，便于引導學生課后查閱文獻，提高專業知識。在分離檢測方面給學生提供充足的支持，各種氣相、液相產品經過分離后進行色譜檢測，通過演示實驗以及學生自己動手實踐，以便對分離技術有更深的了解，并能擴展視野，從理論可行、經濟可行等角度考慮實際問題，達到提高專業水平的目的。

四、考核方式的完善

對化工分離工程課程的考核，一般采用考試成績與平時成績相結合的方法，但平時成績常常是由出勤、課堂作業成績以及課堂表現組成，忽視了學生在課外時間對知識的學習。針對這一問題，將學生進行分組，要求學生將課后從技術原理、特點、研究進展、技術展望等方面查閱文獻，以小組為單位形成報告，并在平時成績中提高報告分數的比例。

這種考核方式有利于學生積極主動地進行化工分離工程課程的學習，也鍛煉了查閱文獻、總結知識的能力，引導學生自主分析，了解科技發展現狀，為以后進行科研工作或考研打下基礎，提高綜合素質。

五、結語

對化工分離工程課程進行教學改革，使本課程更好的適應當代本科生工程教育的特點和學科發展趨勢。通過實施以上教學方式，強化學生對理論知識的理解和應用能力，激發興趣，提高素質以應對實際工程問題。化工分離工程是一個不斷發展的應用學科，在未來的教學工作中我們還將繼續加深對分離工程的研究，及時發現并完善教學上能夠改進的地方，培養滿足社會要求的化工人才。

參考文獻：

[1]中國工程教育認證協會(籌)秘書處.工程教育認證工作指南(2013版)[Z].

[2]陳洪鈁,劉家w.化工分離過程[M].北京:化學工業出版社,2014.

[3]曾.《化工分離過程》教學中提高學生工程能力的探索研究[J].廣州化工,2014,13(42):216-217.

[4]曹平,李軍,全學軍.化工分離工程教學改革探索[J].廣東化工,2012,39(11):199.

Reform and Exploration of Undergraduate Teaching in Chemical Separation Engineering

LV Peng1,2,XING Chuang1,2,GAI Xi-kun1,2,YANG Rui-qin1,2

(1.School of Biological and Chemical Engineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China;

2.Zhejiang Province Key Laboratory of Agricultural Products Chemical and Biological Processing Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China)

第6篇：化學工程與工藝發展現狀范文

關鍵詞 ：生物質氣化 焦油 脫除轉化

一、了解焦油的基本情況

在我們日常生活中你也許會常常用到焦油的產品，很多人對焦油的了解不多，焦油是有機物經過加熱干餾的產物，常見的為煤焦油，木材干餾也產生木焦油，泥炭干餾和石油分餾也產生焦油。焦油產生的途徑生物質是一種豐富的資源，它作為可再生能源受到人們的關注，隨著能源危機意識的提高人們對其性能的研發不斷深入。生物質熱化學轉化對于產生燃料、化學原料以及生物質的完全燃燒和充分利用都是一種很有效的方法。

煤焦油是焦化工業的重要產品，其組成很復雜，大多情況下是由煤焦油工業專門進行分離、提純并且利用，可分離出多種產品，目前提取的主要產品有：萘、酚、蒽、菲 、咔唑、瀝青等幾種。目前焦油精制廠家已經可以從焦油中提取230多種產品，并向大型化方向發展。

二、生物質氣化及其過程

生物質氣化是在一定的熱力學下，借助空氣、水蒸氣的作用，使生物質發生熱解、氧化和還原反應，最終轉化為一氧化碳、低分子烴類等可燃氣體的過程。

中國可用的固體生物質數量巨大，主要以農業和木材廢物為主。生物質分布分散，收集和運輸困難，在中國目前的條件下，難以采用大規模燃燒技術，所以200―5000kW的中小規模的生物質氣化發電技術在中國有獨特的優勢。由于中國電力供應緊張，而生物質廢棄物浪費嚴重，價格低廉，所以生物質氣化發電的成本具備進入市場競爭的條件。中國已完成了多種氣化爐的研制，已使用的氣化爐有上下吸式、敞口式和流化床等。各種氣化爐從原理上講都可以用于氣化發電，但目前研究完成并正常運轉的主要有三種，即敞口下吸式，下吸式及循環流化床，發電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦，這為氣化發電技術的進一步發展提供了條件。氣化發電比較適合中國當前的經濟和發展現狀。中國的生物質技術基礎較好，解決二次污染后就具備與其他常規發電技術競爭的條件。為了發展并盡快推廣生物質氣化技術，應該研究焦油處理技術，徹底消除二次污染;改進氣化發電技術與系統，提高整體效率，進一步降低發電成本;制定保證政策，鼓勵生物質氣化發電技術的應用，使大眾較快得接受生物質氣化發電。

三、重點推行熱解工藝及影響因素

（一）熱解工藝包含的類型

從對生物質的加熱速率和完成反應所用時間的角度來看，生物質熱解工藝基本上可以分為慢速熱解和快速熱解（反應時間少于0.5s時稱為閃速熱解）兩種類型。由于工藝操作條件不同，生物質熱解工藝又可分為慢速熱解、快速熱解和反應性熱解幾種。在慢速熱解工藝中又可以分為炭化和常規熱解。

慢速熱解，傳統上稱干餾工藝、傳統熱解工藝，已經具有幾千年的歷史，是一種以生成木炭為目的的炭化過程，加熱溫度在500～580℃稱為低溫干餾，加熱溫度在660～750℃稱為中溫干餾，加熱溫度在900～1100℃稱為高溫干餾。將木材放在窯內加熱，可以得到占原料質量30%～35%的木炭產量。

快速熱解是將磨細的生物質原料放在快速熱解裝置中，嚴格控制加熱速率（10～200℃/s左右）和反應溫度（大概500℃左右），在缺氧并且被快速加熱到較高溫度時引發大分子的分解，產生了小分子氣體和可凝性揮發分以及少量焦炭產物。可凝性揮發分被快速冷卻成可流動的液體，成為生物油或焦油。快速熱解在極短的時間內和強烈的熱效應下直接產生熱解產物，然后迅速淬冷至350℃以下，最大限度地增加了液態油。

常規熱解是將所用原料放在常規的熱解裝置中，在中等溫度及反應速率條件下，經過數小時的熱解，得到占原料質量的20%～25%的生物質炭及10%～20%的生物油。

（二）熱解影響因素

總的來講，影響熱解的主要因素包括化學和物理兩大方面。化學因素包括一系列復雜的一次和二次反應;物理因素主要是反應過程中的傳熱、傳質以及原料的物理特性等。具體的操作條件表現為：溫度、物料特性、催化劑、滯留時間、壓力和升溫速率。

在生物質熱解過程中，溫度是一個很重要的影響因素， 它對熱解產物分布、組分、產率和熱解氣熱值都有很大的影響。生物質熱解最終產物中氣、油、炭各占比例的多少，隨反應溫度的高低和加熱速度的快慢有很大差異。一般地說，低溫、長期滯留的慢速熱解主要用于最大限度地增加炭的產量，其質量產率和能量產率分別達到30%和50%。

溫度小于600℃的常規熱解時，采用中等反應速率，生物油、不可凝氣體和炭的產率基本相等;閃速熱解溫度在500～650℃范圍內，主要用來增加生物油的產量，生物油產率可達80%;同樣的閃速熱解，若溫度高于700℃，在非常高的反應速率和極短的氣相滯留期下，主要用于生產氣體產物，其產率可達80%。當升溫速率極快時，半纖維素和纖維素幾乎不生成炭。

四、生物質的液化發展

世界石油儲量在逐步減少，而經濟快速發展對能源得需求越來越多，未來的一定時期內將需要煤炭和生物質液化等代替性液體燃料。煤炭豐富、石油缺乏、燃氣匱乏是我國能源結構的基本特點，2000 年左右，我國探明可采石油儲量可供開采二十年。我國煤炭占終端能源消費的比例高、煤炭消費方式落后、原煤轉化利用程度低，因此，我國煤炭資源利用效率低，生態環境污染嚴重。煤炭是最主要的一次能源，世界各國越來越重視高效潔凈能源的使用。煤液化技術是煤綜合利用的一種有效途徑，可以將煤炭轉化成潔凈高熱值的燃料油，減輕污染，還可以得到珍貴的化工產品。我國是生物質資源豐富的農業大國，每年農作物秸稈、禽畜糞便總資源干物質、全國城市生活垃圾產量、林業廢棄物和可資源利用的柴薪等生物質能資源約為五十億噸標煤，充分利用生物質能是解決石油資源不足的重要途徑。我國在生物質資源的利用方式主要通過直接燃燒來獲得能量，效率低下，資源浪費，環境污染嚴重。因此，對煤和生物質的高效利用技術的開發與研究在中國顯得迫切和重要。煤和生物質的液化技術在理論方面和一些工藝技術上沒有得到很好的解決，主要包括：煤結構的研究及其與液化反應性的關系，催化劑的中毒、催化劑的研發、固固和固液分離及如何使反應條件溫和化和產品的高附加值化。解決這些問題對發展煤化學理論、開發高效的煤液化工藝有重要的指導意義。

比如在不同的反應條件下，進行稻草的加氫液化，考察了催化劑、壓力等因素對生物質加氫液化的影響。在反應溫度為300℃的條件下，隨著催化劑的量的增加轉化率、油氣收率顯著增加而焦渣的產率下降，可知加入的催化劑有助于稻草的加氫液化。在氫壓5.0Mp加入相同的催化劑的條件下，轉化率和油氣收率有所降低，焦渣和瀝青烯的收率上升而前里清晰的收率下降表示溫度的上升對稻草的加氫液化是不利的，由300℃和350℃的比較可知：此時溫度對于稻草加氫液化的影響不大。在同一溫度下、加入相同的催化劑條件下，在5%催化劑250℃條件下，轉化和油氣收率顯著提高而焦渣收率降低。可知壓力的上升對于稻草的加氫液化有著顯著的提高，有利于稻草的加氫液化，而且瀝青烯和前瀝青烯的收率無明顯的差別。。

參考文獻：

第7篇：化學工程與工藝發展現狀范文

關鍵詞：大類培養；專業深入；人才培養；化學化工專業

1研究背景

黨的報告指出，要加快一流大學和一流學科建設，實現高等教育內涵式發展。本科教育是大學最重要的基礎工作，有效地優化和提升本科教育水平，是高等學校內涵式發展的必然要求。大類培養逐漸成為高校人才培養改革的重要突破口。截至2020年，80%以上的“雙一流”建設高校實行了大類培養模式。大類培養已然成為中國高校本科生教育的主流方式，大類培養能規避學院和專業建設與發展的壁壘，在課程開發、教學實施、師資隊伍建設、學生管理以及第二課堂協同育人等一系列育人環節統一規劃，使高校育人工作步入快車道[1-2]。

2大類培養過程中化學化工專業學生深入發展存在的困境和現實問題

太原理工大學化工大類包括化學工程與工藝、應用化學、精細化工三個專業。但是“在實踐中的未完成性、在思想認識和理論研究中的待完善性”[3]，導致大類培養在實施中出現不同的問題，具體表現為以下幾個方面。

2.1學生基礎薄弱，導致后續發展能力不足

初入大學，一年級新生需要迅速轉變學習方法與思維方式，培養自主學習能力，以適應大學的學習模式。但是由于缺乏相應的約束與引導，部分學生學習態度不端正，沒有形成科學合理有效的學習方法。針對大學授課方式經過微信問卷調研發現：有14.06%的學生不適應大學授課方式，有64.51%的學生比較適應大學授課方式，只有21.43%的學生能適應大學的授課方式，致使大部分學生在大學一年級期間沒有打下堅實的基礎，影響其后續發展能力。

2.2課程設置及內容不合理，影響學生全面發展

化工專業課程偏多偏難，任務繁重，學生只局限于本專業課程學習，忽視了人文和社會科學知識等通識課程的了解，學生的視野受到限制。通識課程要求學生在專業課程之外，知識視野更加開闊，從而真正成長為全面發展的人，例如在智慧樹平臺上選課比例較高的“寫作與溝通”“音樂鑒賞”的課程。

2.3師生考核評價體系陳舊、單一，不能完全激發教師教學熱情與學生學習潛力

在教學一線的工作中，教師沿用傳統教學模式，通過PPT或者板書進行填鴨式教學，學生厭學問題普遍存在，教學質量不高。學生課程考核的主要形式仍然以期末筆試為主來評估學生學習成效，考核內容拘泥于書本和講義，忽視其他智力因素，如分析與解決問題能力、實踐操作能力等；大部分學生平時不認真學習，臨近期末靠突擊復習依然可以取得較好的成績。推出切實可行的教學評價辦法對調動教師教學積極性勢在必行。

2.4化工專業學生研究訓練計劃制度和科研立項制度不完善

在很多高等工科院校，學生的專業實訓意識弱化趨勢比較嚴重，導致工科畢業生很難快速勝任企業的工作，專業理論知識與工程實踐脫節，動手能力差，影響學生就業率。究其原因是學校研究訓練計劃制度和科研立項制度不完善，使部分研究訓練流于形式，達不到實質效果。

3教學管理模式的改革與探索

3.1整合人才培養方案，增加學生專業選擇機會，確保專業可持續發展

為實現固本強基，夯實學生成長基礎，太原理工大學成立求實學院將化學工程與工藝、應用化學、精細化工三個相近專業劃分為化工大類。在“專業招生、大類培養”模式下，一年級學生在第一學期末設置20%的學生跨大類重新選擇專業，第二學期末設置30%的學生在大類內部選擇專業。轉專業政策潛移默化地引導學生塑造自主測評的意識，在測評過程中注意培養學生自主觀察、自主思維、自主創造的精神和能力。針對化工大類人才培養注重強化基礎知識學習，狠抓學風、教風建設，充分調動教、管、學積極性，形成人才培養合力，為學生后續的專業學習奠定堅實的知識基礎。

3.2改革課程體系、課程內容、課程比例以及教育模式

專業培養與大類培養的區別在于學生知識與技能的培養并非綜合能力及素質的培養，在多數高校中，普遍存在著重專業教育而輕基礎教育的問題。大類培養的目的在于夯實基礎教育，拓寬專業口徑，提高學生適應專業的能力，因此須全局考慮在通識教育階段的課程學時及學分設置。從課程體系看，一年級期間主要修讀基礎核心課程。化工大類設置相同的或可互認的課程，形成面向化工大類的、與相應專業培養方案有效銜接的課程體系。隨著教學改革的不斷推進，新培養方案的制定與修改，太原理工大學通識課的課程總數呈現逐年增加趨勢。在2020級新生中增加了“工程倫理”“寫作與溝通”和“心理健康與安全教育”三門通識必修課程，同時增加了中華傳統、世界文明、當代社會、文藝審美等通識選修類課程，將2019版培養方案中的“大類導論”課程順延。通過修改培養方案能夠讓學生跨學科學習，在文學藝術、寫作溝通、自然科學、信息技術、社會科學等方面得到綜合培養。通過以上措施，既能夯實學生通識基礎，又能增加學生對專業的認知。

3.3設置專業節，增強學生專業榮譽感

為全方位、多角度地向本科生展示學校學科專業建設成果、學術前沿成就、專業發展目標，引導學生了解不同專業承擔的國家使命和社會責任，開拓學生專業選擇的視野，提升學生專業決策的格局，學校舉辦了本科學生專業節。專業節設置了“專業博覽會”“專業宣講會”“實驗室開放日”和“線上逛專業”等板塊。“專業博覽會”上，專業學院通過現場介紹、師生互動、實物展示、卡通招攬等方式全方位向同學們展示其學科建設、專業優勢、特色和最新學術研究成果，使學生們廣泛了解各專業建設成果和發展動態，提高對專業的認知和熱愛，激發學生的專業興趣和學習熱情。“專業宣講會”可以讓大家更深入地了解各學院的歷史、發展現狀與未來發展趨勢及各專業前景、課程與發展規劃，還能聆聽優秀學生分享自己的學習經歷。在“實驗室開放日”，可以到感興趣的教學和科研實驗平臺參觀，參加實驗室組織的沙龍活動、實驗互動、儀器設備體驗等。“線上逛專業”采取線上媒體平臺視頻播放的形式，由各專業學院錄制3min宣傳視頻，進行專業介紹，帶領大家了解專業歷史、建設成就、人才培養目標、研究項目、課程特色等。

3.4革新教學評價，激發教師和學生內生動力

教學評價具有診斷、調控、激勵、發展與導向等重要功能，關涉教師教學水平的提升與學生各種能力的培養和發展，是教育教學的指揮棒，直接影響著教育質量[4]。大類培養模式下，實行統一的教學計劃，為保證教學效果，實行小班教學，同時為調動教師積極性，引導教師潛心進行教學研究，創新教學方法促進教學質量提升。求實學院革新了教師和學生的評價方案，對于承擔大學一年級的核心基礎課程教師實行全新的量化評價體系，將督導評價、學生評價、業績評價納入評價體系，三類評價各占一定比例，以數字化結果表征教師的授課質量。注重學生的過程性考核，完善過程性考核與結果性考核有機結合的學業考評制度。通過過程考核及時跟蹤學生平時學習效果，及時發現課程教學和學生學習過程中存在的問題，督促教師根據學生知識掌握情況調整教學方案，引導學生學會自我評估，及時調整學習方法，切實提高學習效率。

3.5完善以及配套的專業實訓相關制度

發揮區域經濟優勢，簽約合作企業，并對創新設計實驗室進行重點投入建設，為學生在校內外創建創新實踐基地。建立和完善化工專業學生研究訓練計劃制度和科研立項制度。充分利用學校豐富的化工類儀器設備和師資力量，實施開放式實驗教學方法并應用于課堂教學、實驗技能競賽、創新實驗設計競賽、高等學校大學生創新創業訓練項目等。改革和完善實驗課程成績的科學評價體系以及實驗室管理運行機制，探索開放式的實驗室管理體制。規范科技論文競賽、實驗技能競賽、創新實驗設計競賽、光電子設計競賽、實驗模型制作等競賽的制度，并定期進行各種比賽，創建良好的創新環境和創新氛圍，引導和激勵學生進行創新精神和創新能力的培養。

4結論

化學工程專業作為太原理工大學的“雙一流”學科，要求教師們發揮一流師資隊伍的支撐引領作用，著力培養具有國家使命感和社會責任心并富有創新精神和實踐能力的創新型、應用型、復合型的優秀人才。通過實施大類培養模式，致力于培養“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”人才；重新架構有利于夯實基礎與專業深入的課程體系、課程內容、課程比例及教育模式；實行以教學效果為中心的量化評價體系以及過程性考核與結果性考核有機結合的學業考評制度，讓教師回歸教學、學生回歸學習；建設專業實訓基地和平臺，制定相應的專業實訓制度，確保學生專業訓練的配套措施，促進其專業素養、專業實踐能力與創新能力的提升。

參考文獻：

［1］牟蕾，楊益新，閆春更，等.高校大類培養改革實踐：內容、實施與評價問題［J］.中國大學教學，2019（11）：70-74.

［2］孫向晨，劉麗華.如何讓通識教育真正扎根中國大學——中國大學通識教育的挑戰與應對［J］.中國大學教學，2019（Suppl1）：41-46.

［3］黃曉波.高校“大類招生培養”改革反思［J］.華南師范大學學報（社會科學版），2013（6）：43-48.

第8篇：化學工程與工藝發展現狀范文

生物化學工程（又叫生化工程或生物化工）是化學工程與生物技術相結合的產物。生物化工是生物技術的重要分支。與傳統化學工業相比，生物化工有某些突出特點：①主要以可再生資源作原料；②反應條件溫和，多為常溫、常壓、能耗低、選擇性好、效率高的生產過程；③環境污染較少；④投資較小；⑤能生產目前不能生產的或用化學法生產較困難的性能優異的產品。由于這些特點，生物化工已成為化工領域重點發展的行業。

1. 世界生物化工行業的現狀

生物化工發展至今已經歷了半個多世紀，最早主要是生產抗生素；隨后，是為氨基酸發酵、舀體激素的生物轉化、維生素的生物法生產、單細胞蛋白生產及淀粉糖生產等工業化服務。自20世紀80年代起，隨著現代生物技術的興起，生物化工又利用重組微生物、動植物細胞大規模培養等手段生產藥用多肽、蛋白、疫苗、干擾素等。而且，生物化工的應用已涉及到人民生活的方方面面，包括農業生產、化輕原料生產、醫藥衛生、食品、環境保護、資源和能源的開發等各領域。隨著生物化工上游技術——生物工程技術的進步以及化學工程、信息技術（IT）和生物信息學（bioinformatics）等學科技術的發展，生物化工將迎來又一個嶄新的發展時期。

生物化工行業經過50多年的發展，已形成了一個完整的工業體系，整個行業也出現了一些新的發展態勢。下面簡要描述生物化工行業的現狀。

1．1工業結構

由于生物化工涉及面廣，涉及的行業多，所以從事生物化工的企業較多。據報道，90年代中期，美國生物化工企業有：000多家，西歐有580多家，日本有300多家。近年來，雖然由于行業競爭日趨激烈，生物化工企業有較大幅度減少，但與生命科學（主要指醫藥和農業生化技術）諸侯割據的局面相比，生物化工行業依然是百花齊放，百家爭鳴。既有象諾華、捷利康等從事生命科學的世界性大公司，也有象DSM、諾和諾德等大型的精細化工公司，當然也有在某一方面有專長的小公司如Altus等。而且，由于世界大公司正把注意力向生命科學部分轉移，生物化工行業百花齊放的局面在很長一段時間內不會有什么改變。

1．2產品結構

傳統的生物化工行業主要是指抗生素（如青霉素等）、食品（如酒精、味精等）等行業，而在目前，它已幾乎滲透到人民生活的各方面如醫藥、保健、農業、環境、能源、材料等。同時，生物化工產品也得到了極大的拓展：醫藥方面有各種新型抗生素、干擾素、胰島素、生長激素、各種生長因子、疫苗等；氨基酸和多肽方面有賴氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、脯氨酸等以及各種多肽；酶制劑有160多種，主要有糖化酶、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、青霉素酶、過氧化氫酶等；生物農藥有Bt、春日霉素、多氧霉素、井崗霉素等；有機酸有檸檬酸、乳酸、蘋果酸、衣康酸、延胡索酸、已二酸、脂肪酸、卜酮戊二酸、l亞麻酸、透明質酸等。還有微生物法1，3．丙二醇、丙烯酞胺等。

目前，全球生物化工年銷售額在400億美元左右，每年約以7％～8％的速率增長。從產品結構來看，生物化工領域生產規模范圍極廣，市場年需求量僅為千克級的干擾素、促紅細胞生長素等昂貴產品（價格可達數萬美元／g）與年需求量逾萬噸的抗生素、酶、食品與飼料添加劑、日用與農業生化制品等低價位產品（部分價格不到：美元／g）幾乎平分秋色。高價位的產品市場份額在50％～60％，低價位的產品市場份額在40％～50％。而且，根據近年來生物化工的發展趨勢及人們對醫藥衛生的重視來看，高價位產品的發展速率高于低價位產品。

1．3技術水平

生物化工經過80年代以后的蓬勃發展，不僅整個行業技術水平有大幅度提高，而且許多新技術也得到廣泛應用。

1．3．1發酵工程技術已見成效

據估計，全球發酵產品的市場有120～130億美元，其中抗生素占46％，氨基酸占16.3％，有機酸占13．2％，酶占10％，其它占14．5％。發酵產品市場的增大與發酵技術的進步分不開。現代生物技術的進展推動了發酵工業的發展，發酵工業的收率和純度都比過去有了極大的提高。目前世界最大的串聯發酵裝置已達75 m＼許多公司對發酵工藝進行了調整，從而降低了生產成本。如ADM（Archer Danie1s Mid1and）和Cargill公司在20世紀90年代初對其發酵裝置進行改造，將以碳水化合物為原料的生產工藝改為以玉米粉為原料，從而降低了生產成本，ADM公司生產的賴氨酸成本比原先降低了一半。

1．3．2酶工程技術有了長足的進步

酶工程技術包括酶源開發、酶制劑生產、酶分離提純和固定化技術、酶反應器與酶的應用。目前世界酶制劑從酶源開發到酶的應用都已進入了良性發展階段，各階段生產企業和用戶關系密切，合作廣泛。據報道，1998年全球工業酶制劑的銷售額為13億美元，預計到2010年將增長到30億美元，每年以6．5％的速率增長。其中食用酶占40％，洗滌用酶占33％，其它（主要是紡織、造紙和飼料等用酶）占27％。

1．3．3分離與純化技術也有很大進步

影響生化產品價格的因素，首當其沖的是分離與純化過程，其費用通常占生產成本的50％～70％，有的甚至高達90％。分離步驟多、耗時長，往往成為制約生產的“瓶頸”。尋求經濟適用的分離純化技術，已成為生物化工領域的熱點。已大規模應用的分離純化技術有：雙水相革取、新型電泳分離、大規模制備色譜、膜分離等。

1．3．4上游技術廣泛應用于下游生產

利用基因工程技術，不但成倍地提高了酶的活力，而且還可以將生物酶基因克隆到微生物中，構建基因菌產生酶。利用基因工程，使多種淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、氨基酸合成途徑的關鍵酶得到改造、克隆，使酶的催化活性、穩定性得到提高，氨基酸合成的代謝流得以拓寬，產量提高。隨著基因重組技術的發展，被稱為第二代基因工程的蛋白質工程發展迅速，顯示出巨大潛力和光輝前景。利用蛋白質工程，將可以生產具有特定氨基酸順序、高級結構、理化性質和生理功能的新型蛋白質，可以定向改造酶的性能，從而生產出新型生化產品。

1．3．5新技術在生物化工中也得到了極大的應用

比如，在超臨界液體狀態下進行酶反應，從而大大降低酶反應過程的傳質阻力，提高酶反應速率。超臨界C02無毒、不可燃、化學情性、易與反應底物分離。利用超臨界CO2取代有機溶劑進行酶反應，具有極大的發展潛力。又比如，微膠羹技術已被廣泛用于動物細胞的大規模培養、細胞和酶的固定化以及蛋白質等物質的分離方面。

2．世界生物化工行業的發展趨勢

2．1工業結構

行業與行業間的劃分將日趨模糊，企業間的合作將加大。目前，許多從事醫藥、農業、環境、能源等方面生產的企業，正在從事生物化工生產。特別是某些從事傳統化工行業的生產廠家，也紛紛涉足生物化工領域。如杜邦公司，長期以來主要從事有機化工和聚合材料的生產，現在正加大生物化工的開發力度，已開發成功了生物法生產1，3-丙二醇工藝，并正在開發用改性大腸桿菌生產己二酸工藝。DSM公司以前主要從事抗菌素方面的生產，現也加大了生物化工的投資力度。

由于生物化工涉及面廣，許多生化公司都有自己的專長，它們之間為了商業利益的合作也非常活躍。此外，隨著從事傳統行業的生產廠家的加入，由于技術與生產方面的原因，它們與從事生物化工開發與生產的企業合作也很頻繁。所有這一切，都使生物化工行業的合作越來越廣泛。如杜邦公司與杰寧科樂公司合作開發用生物法生產1，）丙二醇，進一步生產PTT樹脂。荷蘭的Purac公司與美國Cagill公司合資建設年產3．4萬tL。乳酸裝置，并計劃進一步發展到6．8萬V入DSM公司與美國Maxygen公司簽定了三年的研究合同，以利用Maxygen的DNA重排和分子培養技術，開發在7一ADCA和其它青霉素生產中使用的酶和菌種。

2．2產品結構

生物化工產品正向專業化、高科技含量、高附加值方向發展。傳統的低價位產品受到冷落，而高價位產品如生化藥物、保健品、生化催化劑等則備受青睞。許多公司為了追求較高利潤，都將低附加值的產品剝離。如日本武田藥品工業公司不再生產味精，轉而生產其它高附加值的調味品如肌甘酸二鈉（IMP）和鳥甘酸二鈉（GwtP）。另外，生物化工將涉足它以前很少涉足的領域如高分子材料和表面活性劑等。

生化藥物由于附加值高而成為今后生物化工領域發展的重點。1997年生化藥物市場銷售額達130億美元，其中細胞分裂素80億美元，激素30億美元，其它20億美元；就具體藥物而論，促紅細胞生長素35億美元，人胰島素18億美元，粒性白細胞克隆刺激因子16億美元，人生長激素15億美元，小干擾素11億美元。預計今后其市場銷售額還將以8％的速率增長。

在氨基酸方面，雖然用于藥物合成氨基酸的量相對較小，但其發展潛力很大。據報道，500種主要藥物中，有18％含有氨基酸或其衍生物的合成。在藥物合成中，使用最廣泛的是L。脯氨酸、r苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸。L。脯氨酸用于血管緊張素轉化酶（ACE）的合成，匹苯甘氨酸和r對羥基苯甘氨酸用于抗生素的合成。另外，多肽也是今后的發展重點之一。多肽是指有2以上氨基酸用肽鍵組成的化合物，在臨床上使用非常廣泛，主要用于治療癌癥、HIV病毒和兔疫系統功能減退、對傳統抗生素產生抗體的感染以及疫苗等。全球合成多肽原藥的產量在100kg左右，但銷售額達2．5億～3億美元，而做成制劑的銷售額則達25億～30億美元。多肽原藥需求量的年增長率在10％以上。

碳水化合物方面，用于臨床的碳水化合物受到人們越來越多的關注。但是，用于臨床的碳水化合物結構復雜，如一對單糖，其不同的化學鍵就多達22種。因此，用化學法合成復雜的碳水化合物比較困難，難以實現工業化，而用酶法合成則是一條切實可行的途徑。

作為生化催化劑的酶，也將是今后發展的重點。1997年，生化用催化劑銷售額約1．3億美元，在過去的3～5年間，每年增長速率在8％～9％，預計在未來的3～5年間，將以同樣速度增長。生化催化劑主要用于手性藥物的合成。當前，手性藥物已成為國際新藥研究與開發的新方向之一。

1997年手性藥物制劑世界市場的銷售額為879億美元，占藥品市場的28．3％，到2000年將達到900億美元。在未來的25年內，約有一半的手性藥物要通過生化催化合成，因此，生化催化劑無論從需求量和需求種類來看，都具有很大的發展潛力。

生化表面活性劑由于具有無毒、生物降解性好等優點，今后可能成為表面活性劑的升級換代產品，但目前還處于探索階段。

生物化工在高分子材料、特殊化學品、生物晶片、環保等方面也將有極大的發展潛力。

2．3技術水平

不斷提高菌株活力、發酵水平、生化反應過程、分離純化水平，依然是生物化工面臨的課題。

在菌種開發方面，由于從20世紀70年代以來從自然界中篩選菌種以獲得新的代謝產物的機會明顯減少，人們便考慮利用已知菌種經適當改變其代謝特性后生產新的產品。如日本協和發酵公司已成功地把生產谷氨酸的菌種改為生產色氨酸。

在生化反應器方面，反應器放大一直是一個老大難的問題。因此，利用計算機技術對整個生化反應過程進行數字化處理，從而優化反應過程，是今后的發展方向之一。

在分離純化方面，親和層析受到廣泛重視，并有人研制了一種綜合專家系統軟件包，可在幾分鐘內告知對方被分離物系的分離方法和順序，以便根據產品所需進行取舍。

另外，在生化過程的在線檢測和控制方面，利用生物傳感器和計算機監控，依然是今后的發展方向。

在酶催化反應中將發展有機溶劑中的催化反應。

生物上游技術的發展，將對生物化工產生深遠影響。人們對從病毒、細菌、植物、動物到人類基因組順序測定工作十分重視，并在此基礎上形成了基因許多產品一哄而上，盲目上馬，遍地開花，最終形成惡性競爭，許多企業破產倒閉。在競爭中生存下來的企業，也是元氣大傷，難以進一步組織技術改造。如僅江蘇省停產的發酵生產線就多達上百條。另外，行業內企業間的生產水平相差懸殊，企業技術裝備水平達到20世紀80年代以后國際先進水平的僅占20％～30％，多數處于20世紀60～70年代水平。

二是產品結構不合理，品種單一，低檔次產品重復生產，不能適應需求。在我國高檔的醫藥生化產品如激素、生長因子、干擾素、藥用多肽等，有的產量很小，有的沒有生產，因此每年都需進口。

三是在生產技術上，工藝、設備不配套，上下游技術不配套，產物的收得率低。我國雖然某些產品如檸檬酸、乳酸等發酵水平較高，但大多數產品的收率都低于國外，酶制劑的活力也明顯低于國外，生化反應器和分離純化技術更是落后國外15～20年。每年都要花費大量資金從國外進口生物反應器、細胞破碎機、分離純化設備及分離介質、生物傳感器和計算機監控設備。

四是有些產品投入產出比達15／＝以上，造成嚴重的資源浪費和環境污染。

五是基礎研究薄弱，技術創新能力不強，企業的技術開發、技術吸收能力差，生產發展多數依靠傳統的夕蜒型、粗放型擴大投資的增長模式，效益低、市場競爭力低。

3．2 建議針對我國生物化工行業存在的問題，筆者有以下建議：

3．2．1 擴大經濟規模，提高競爭力要鼓勵建設大型的生物化工企業集團公司，使之集科研、開發、生產、銷售干一體。尤其要培育一批科技創新型企業。同時，也要鼓勵在某些方面有一定特色的小型技術創新型生化公司的發展，并淘汰一批生產規模小、生產技術落后、沒有市場競爭力的企業，從整體上優化我國生物化工的產業結構。

3．2．2 調整產品結構要發展高檔產品，如高檔醫藥生化產品、功能性食品及添加劑（主要有低熱值、低膽固醇、低脂肪、提高免疫功能、抗炎、抗癌等產品）、生化催化劑等。另外，也應發展眾多精細化工產品及用化學法無法生產或很難生產的產品，如微生物多糖、生物色素、工業酶制劑、甜味劑、表面活性劑、高分子材料等。

3．2．3 節約有限資源，強化環境保護在生化生產組學（genomics）。近年來又在信息學（informatics）的基礎上建立了生物信息學（bioinformatics）。信息學的內容包括信息科學十生物技術十生物工程十生物動力學等的綜合信息系統。可以預見，基因組學和生物信息學在生物化工中應用的商業前景極為可觀。

另外，其它行業的新技術如分子蒸餾技術、組合化學（combinatorical chemistry）等，也將在生物化工中得到應用。

3. 我國生物化工的發層現狀及建議

3．1發展現狀

我國生物化工行業經過長期發展，已有一定基礎。特別是改革開放以后，生物化工的發展進入了一個嶄新的階段。目前生物化工產品也涉及醫藥、保健、農藥、食品與飼料、有機酸等各個方面。

在醫藥方面，抗生素得到迅猛發展61998年我國抗生素的產量達到33 486h青霉素的產量居世界首位。其它生化藥物中，初步形成產業化規模的有干擾素、白細胞介素。2、乙型肝炎工程疫苗。

在農藥方面，生物農藥品種達12種，主要有蘇云金桿菌、井崗霉素、赤霉素等。其中，井崗霉素的產量居世界第一位。

在食品與飼料方面，作為三大發酵制品的味精、檸檬酸、酶制劑的產量也有很大的增加／1998年味精產量從1990年的22．3萬、增加到56．4萬一檸檬酸產量從1990年的6．13萬、增加到56．4萬一酶制劑從1990年的8．5萬t增加到24萬t。酵母及淀粉糖的產量也有明顯增加。我國的味精生產和消費居世界第一，檸檬酸的生產和出口也居世界第一。另外，1998年乳酸的產量在1．5萬t左右，賴氨酸的產量在2萬t左右，卜蘋果酸的產量在6000t。

在有機酸方面，衣康酸的產量達5000乙我國開發的生物法長鏈二元酸工藝居世界領先地位，目前生產能力達500Va以上，并有數家企業有建設長鏈二元酸生產裝置的意向。

在保健品方面，我國已能用生物法生產多種氨基酸、維生素和核酸等。另外，我國生物法丙烯酞胺的生產能力達到2萬V山與日本同處于世界領先地位。

但是與發達國家相比，我國生物化工行業存在著許多問題：

一是我國的生物化工產業主要以醫藥、輕工、食品業為主。部分企業對生物化工產品大都是精細化工產品這一點了解不夠，加之行業規范也不夠，導致過程中，應選擇合適的原料，以降低成本與消耗，并加強廢物處理，減少環境污染。

3．2．4提高生產技術水平，特別是下游技術水平因為我國生物技術上游技術水平與國外相差僅3～5年，而下游技術水平則比國外相差15年以上，改造傳統發酵產品生產技術，不斷提高發酵法產品的生產技術水平，開發生物反應器，提高我國生物化工產品分離和提純技術，大規模開發生物化工裝備等應首先提上議事日程。另外，還應積極采用微生物法代替化學法，開發基礎化工新產品的工業化生產技術。

3．2．5加強產學研結合，注重上下游結合國內生物化工技術力量分散，為了做到優勢互補，應加強產學研結合。另外在生物化工生產過程中遇到的很多問題，都是由于上、下游結合不夠緊密而影響技術經濟指標。因此，在人力和財力的投入上，應考慮上下游結合，以加快生物化工產業的發展。

第9篇：化學工程與工藝發展現狀范文

[關鍵詞]機械設計技術；發展現狀；趨勢

中圖分類號：TU712 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）12-0058-01

引言

機械設計的流程是建立在對工作原理、機械結構、運動方式和力及能量傳遞、制造零件的材料、形制大小和方法等了解的基礎之上，再根據具體的數據測試進行人工制造，這就需要較強的機械設計技術來完成。為此，本文將對機械設計技術的發展現狀與發展趨勢展開探討，以供參考。

1 機械設計技術的發展現狀

1.1 發展前景

在我國，機械制造業作為基礎性的產業能夠反映出整個國家制造業的水平好壞，雖然其較早地得到了國家的重視，但在發展過程中出現的各種問題也著實令人頭疼。中國目前的汽車產業就是最生動的實例，相比機械制造業來說，汽車產業的產品質量和生產效率都十分之高，但也卻是來源于機械制造業的技術支撐和零件供給。改革開放努力的結果使得中國對外開放的程度大大加深，機械制造業也迎來了發展的新契機。機遇與挑戰并存，因此我國的機械制造技術面臨著廣闊的發展前景。通過中國制造業的現狀來看機械工業，中國制造的成果不斷顯現&這從側面反映了我國裝備制造業的發展成果，特別是機械和汽車領域。以機械為代表的重工業發展勢頭良好，為輕工業各類日用品的生產提供前提和基礎，也使得中國成為世界工廠。現代裝備業在信息技術的支持下有了更多新的發展趨勢，也有了新的發展需求，而機械裝備制造業更被提到了社會進步和產業升級所主張的首位，它在高新技術產業領域對社會發展有著極為重要的地位。

1.2 l展中存在的問題

我國的機械制造技術在發展中存在著一些問題，同國外的技術在產品結構%生產投入結構和產業組織結構方面都有著不小的差距，不僅制約了我國機械制造業的產品結構，制約了我國機械制造業的生產投入結構，同時也制約了我國機械制造業的產業組織結構。我國的機械制造業整體落后的原因不是簡單的某一個具體原因，它是由諸多的因素所匯集而成的，具體總結如下：（1）管理模式的落后.我國的企業市場化程度總體相對較低，管理仍采用的是粗放式管理模式或者是家族式管理模式。只有很少的企業引入了現代企業管理模式，真正做到企業管理的市場化和合理化。（2）設計人員整體水平的落后.我國的機械制造類企業的設計人員在進行設計的時候往往依靠的是過往的設計經驗，而國外的設計人員則是更多的依靠計算機技術。（3）工藝設備的裝備水平較低。我國的機械制造企業的設備裝備水平整體較低，產品也十分落后，往往只是進行內銷。我國是一個人口大國，雖然是一個經濟大國，卻談不上是一個經濟強國。在我國這樣的國家中，諸如機械制造業和加工業這樣的基礎性行業在我國的經濟增長點和總量中都占有不可忽視的作用。

2 機械自動化設計遵循的原則分析

機械自動化設計工作中，要遵循相應的原則，這樣才對設計水平的提高起到促進作用。在設計中要注重遵循操作方便的原則，傳統機械設計在人性化的理念融入方面沒有充分重視，一些機械設備的型體比較大，操作過程中也有著諸多的不便，這就影響了機械自動化的程度提高[。所以在新的發展階段，就要注重設計的人性化，要能方便實際的操作，這樣才能有助于提高機械自動化的作用發揮。機械自動化設計要注重多功能原則遵循。在實際設計過程中，一些產品都是小規模生產的，從而來提供給客戶運用。不同的客戶就會有不同的產品要求，所以機械自動化設計中，就要充分重視功能設計的多樣化，要盡可能的滿足各個要求的用戶。在設計中對機械的結構優化以及功能的完善方面充分重視，保障整體設計的完整性。只有在這些方面得到了充分重視，才能有助于機械設備自動化作用的發揮。

3 我國機械設計技術的未來發展趨勢分析

3.1 智能化

智能化是當前機械設計的另一發展趨勢，各種智能技術、自動化技術的應用促進了機械設計系統的智能化發展。在機械設計過程中，為了有效提升機械的工作效率，減輕工作人員的工作壓力和工作量，大規模的擁有獨立計算和智能邏輯推理功能的智能化機械設計系統已經被用于了設計師的工作過程中。并且，智能化亦是整個社會發展的大方向，機械設計技術的智能化發展符合社會發展潮流，與時展銜接緊密。

3.2 網絡化趨勢

網絡化的發展主要表現為設計制圖環節，傳統的機械行業都是通過人工進行手繪制圖，繪制過程中很容易出現誤差，且不利于修改和保存，而計算機技術很好的解決了這一問題，它可以通過軟件設計并糾正，操作起來方便、實用，同時，利用互聯網技術，可以實現不同區域相同行業的互動交流，為行業的共同發展提供幫助。

3.3 采用可靠性設計技術，增強機械設計的可靠度

可靠性設計技術使用的主要對象是機械工程的零部件設計，迄今為止，可靠性設計技術發展時間還比較短，應用領域相對狹窄，還是一門比較新穎的機械設計技術。在機械設計過程中，對于那些對工作時間、工作條件以及所要達到的機械功能要求比較嚴格的機械零部件，通常需要采用可靠性設計技術進行設計。對機械設計材料強度、零部件材料應力、材料尺寸以及機械產品的疲勞壽命等設計變量進行可靠性把控，是可靠性設計技術的主要特征。通常采用的設計技術分析方法是概率中的隨機變量分析法，通過概率計算、統計分析后確定零部件使用的最終材料尺寸和變量的結構參數，以確保零部件設計的可靠性要求。

3.4 節能化

節能和低排是當今全球經濟發展的最為重要的指標之一，現代機械制造技術類企業亦是如此。曾經的盲目追求經濟數據的技術逐漸被市場和相關的政策所淘汰，一批新的節能、低排技術伴隨著市場需求而誕生。一些不重視環保節能技術的機械制造企業面臨的或者是轉型，或者是被淘汰。放眼國內外，機械制造行業都在進行節能減排，向高效發展。我國的鋼鐵行業和煤炭行業之所以現在面臨諸多的困境，一方面是全球整個的經濟環境的影響，另一方面還是這些行業的高污染，高能耗的問題，這就促使這些企業想方設法的去實現企業的低碳、環保和節能。

結束語

綜上所述，我們就機械設計技術的發展現狀與發展趨勢展開了研究，在當代社會，機械設計技術關系到了機械制造業的發展，因此值得我們加以研究，發現其發展現狀，推測其發展趨勢，從而把握好機械設計技術的發展方向。

參考文獻

[1] 趙旭.機械制造技術的現狀及發展趨勢[J].南方農機，2016，06：90-91.

[2] 閆海.淺談機械電子技術的發展現狀及未來趨勢[J].橡塑技術與裝備，2016，14：35-37.

[3] 楊天闊.先進機械制造技術的發展現狀和發展趨勢[J].信息記錄材料，2016，04：13-14.