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化學(xué)工論文范文第1篇

校企聯(lián)合培養(yǎng)模式將高校的教育科研優(yōu)勢(shì)與企業(yè)的工程實(shí)踐優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，兼顧了化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)碩士在基礎(chǔ)知識(shí)水平及應(yīng)用能力上的培養(yǎng)要求，并已在專(zhuān)業(yè)碩士培養(yǎng)中起到了突出作用。但不可否認(rèn)的是，目前校企聯(lián)合培養(yǎng)仍存在一些問(wèn)題。

（一）校企合作形式與內(nèi)容

校企合作形式是影響聯(lián)合培養(yǎng)的最重要因素。重點(diǎn)大學(xué)及行業(yè)特色型大學(xué)由于其品牌和行業(yè)影響力而在校企合作培養(yǎng)研究生方面有顯著的優(yōu)勢(shì)。以中國(guó)石油大學(xué)為例，該校立足于石油石化行業(yè)和領(lǐng)域，面向東營(yíng)勝利油田和青島近海油氣田及兩地相關(guān)產(chǎn)業(yè)開(kāi)展人才培養(yǎng)，是國(guó)內(nèi)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)碩士校企合作效果最好的高校之一。然而，國(guó)內(nèi)大部分地方高校與企業(yè)之間的合作形式仍較為初級(jí)，特別是地方高校受到學(xué)?？蒲袑?shí)力、學(xué)校辦學(xué)層次和軟硬件條件等因素的制約，校企之間的相互聯(lián)系多建立在項(xiàng)目合作和個(gè)人感情聯(lián)系的基礎(chǔ)上，未形成長(zhǎng)效機(jī)制。如果企業(yè)負(fù)責(zé)人離職或合作項(xiàng)目中斷，則聯(lián)合培養(yǎng)將大受影響甚至停滯。此外，部分地方企業(yè)創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)或過(guò)分追求“短平快”的項(xiàng)目，都將影響人才持續(xù)培養(yǎng)機(jī)制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。從人才需求角度來(lái)看，地方經(jīng)濟(jì)狀況的優(yōu)劣也會(huì)明顯影響企業(yè)的人才需求，進(jìn)而直接影響校企合作的基礎(chǔ)。

（二）導(dǎo)師

很多高校的校內(nèi)導(dǎo)師過(guò)度倚重發(fā)表學(xué)術(shù)論文，或者一直從事基礎(chǔ)理論研究，缺乏應(yīng)用研究項(xiàng)目和研究經(jīng)驗(yàn)。該類(lèi)導(dǎo)師在指導(dǎo)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生時(shí)往往延續(xù)過(guò)去的研究思路和方向，以學(xué)術(shù)型研究生模式培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生，最終導(dǎo)致畢業(yè)生與企業(yè)要求相差甚遠(yuǎn)。此外，很多校外導(dǎo)師是企業(yè)的高管或主要負(fù)責(zé)人，日常事務(wù)繁忙，對(duì)自己負(fù)責(zé)的學(xué)生疏于管理和指導(dǎo)。學(xué)生在企業(yè)或淪為廉價(jià)勞動(dòng)力，或?qū)嵺`流于形式，達(dá)不到應(yīng)有的效果。

（三）培養(yǎng)過(guò)程

國(guó)內(nèi)各高校的化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)碩士的主要管理和培養(yǎng)政策已經(jīng)基本齊備，但仍有部分政策還在修改和制訂過(guò)程中。很多高校在課程體系構(gòu)建、考核方式、實(shí)踐內(nèi)容等方面沒(méi)有將專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生與學(xué)術(shù)型研究生加以區(qū)別，未能體現(xiàn)出專(zhuān)業(yè)學(xué)位職業(yè)性、應(yīng)用性的特點(diǎn)。與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)的課程開(kāi)設(shè)不足也是目前國(guó)內(nèi)高?；瘜W(xué)工程專(zhuān)業(yè)碩士培養(yǎng)普遍存在的問(wèn)題。

（四）生源

對(duì)于重點(diǎn)高校，無(wú)論是學(xué)術(shù)型碩士或?qū)I(yè)學(xué)位碩士均呈現(xiàn)“供大于求”的局面，學(xué)校可以從容擇優(yōu)錄取。而地方高校的專(zhuān)業(yè)學(xué)位認(rèn)可度普遍較低，直接導(dǎo)致部分優(yōu)秀生源流失，畢業(yè)生質(zhì)量也因此受到影響。

（五）其他問(wèn)題

部分地方高校在導(dǎo)師激勵(lì)政策、學(xué)生獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制等方面不夠完善，由此產(chǎn)生了導(dǎo)師因?qū)I(yè)學(xué)位學(xué)生花費(fèi)多、產(chǎn)出少而不愿意接受專(zhuān)業(yè)學(xué)位學(xué)生的情況；學(xué)生也因在獎(jiǎng)學(xué)金等方面無(wú)法與學(xué)術(shù)型研究生競(jìng)爭(zhēng)而影響了科研積極性。

二、方針與措施

鑒于以上問(wèn)題，我們以山西大學(xué)與三維集團(tuán)合作構(gòu)建的“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為平臺(tái)，通過(guò)深入探索山西煤化工轉(zhuǎn)型對(duì)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)研究生教育的影響，從合作模式、導(dǎo)師管理、課程體系構(gòu)建、健全和完善各項(xiàng)制度等方面進(jìn)行改革，并力圖構(gòu)建一種符合山西省化工行業(yè)需求的化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式。

（一）校企合作平臺(tái)的構(gòu)建

構(gòu)建校企合作平臺(tái)是穩(wěn)定專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)質(zhì)量的根本措施。2002年，化學(xué)化工學(xué)院的研究生就因項(xiàng)目需要而在三維集團(tuán)進(jìn)行數(shù)月至一年的工業(yè)側(cè)線實(shí)驗(yàn)。隨著雙方項(xiàng)目合作的深入，進(jìn)入企業(yè)實(shí)踐的學(xué)生人數(shù)不斷增多，而企業(yè)的技術(shù)人員也積極參加山西大學(xué)的博士或在職工程碩士考試，雙方實(shí)現(xiàn)了人才培養(yǎng)上的互動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，2004年雙方共建了“精細(xì)化工催化與反應(yīng)工藝共建實(shí)驗(yàn)室”，實(shí)現(xiàn)了校企層面的科研平臺(tái)構(gòu)建。2007年底，經(jīng)山西省經(jīng)委、山西省教育廳、山西省產(chǎn)學(xué)研工程領(lǐng)導(dǎo)組批準(zhǔn)，校企雙方通過(guò)政府層面建立了“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”。隨著相關(guān)管理制度逐步完善，該中心不但成為研究生培養(yǎng)的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，也逐漸成為高校和企業(yè)間的技術(shù)、人才交流平臺(tái)，并為企業(yè)技術(shù)帶頭人的知識(shí)更新和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)提供了支撐。近年來(lái)，山西大學(xué)積極開(kāi)展“煤基資源高值循環(huán)利用協(xié)同創(chuàng)新中心”的建設(shè)，拓展多方合作關(guān)系。目前研究生教育創(chuàng)新中心的企業(yè)平臺(tái)已包括陽(yáng)煤集團(tuán)、潞安集團(tuán)、河南煤業(yè)集團(tuán)等大型煤化工企業(yè)，未來(lái)還將探索與中科院山西煤化所、中科院大連化物所、中科院過(guò)程所等研究所合作培養(yǎng)研究生的可能性。綜上所述，山西大學(xué)化學(xué)工程領(lǐng)域的校企合作經(jīng)歷了如下發(fā)展歷程：校企合作項(xiàng)目牽引建立校企層面的科研合作平臺(tái)建立政府層面的研究生教育創(chuàng)新中心建立多方參與的校企科研教育合作平臺(tái)。其中，多方平臺(tái)的建立不但解決了科研項(xiàng)目延續(xù)性、科學(xué)性的問(wèn)題，更有利于實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合培養(yǎng)的長(zhǎng)效性和持續(xù)性。

（二）管理體制創(chuàng)新

為進(jìn)一步提高專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育水平，我們就專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的管理體制方面開(kāi)展了改革創(chuàng)新。研究生院成立了“專(zhuān)業(yè)學(xué)位管理辦公室”，負(fù)責(zé)與專(zhuān)業(yè)學(xué)位相關(guān)的政策制訂、學(xué)科建設(shè)、品牌建設(shè)，以及對(duì)各培養(yǎng)單位進(jìn)行管理、督導(dǎo)和服務(wù)等工作。學(xué)院成立了相關(guān)的“專(zhuān)業(yè)學(xué)位教育中心”，負(fù)責(zé)相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的招生、培養(yǎng)、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐基地建設(shè)等工作。化學(xué)化工學(xué)院以“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為基礎(chǔ)，吸納了相關(guān)學(xué)科負(fù)責(zé)人和校外導(dǎo)師，共同承擔(dān)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)位教育中心的職責(zé)。上述舉措有利于各培養(yǎng)單位積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，形成符合各自專(zhuān)業(yè)實(shí)踐特點(diǎn)的培養(yǎng)模式。

（三）導(dǎo)師遴選及評(píng)聘制度改革

山西大學(xué)研究生院根據(jù)各專(zhuān)業(yè)學(xué)位培養(yǎng)單位的具體情況，制訂了詳細(xì)的校內(nèi)導(dǎo)師、企業(yè)導(dǎo)師評(píng)聘制度。特別是對(duì)企業(yè)導(dǎo)師實(shí)行“一年一考核，三年一聘”的管理辦法。在學(xué)院教育中心層次上，化學(xué)化工學(xué)院成立了化學(xué)工程碩士指導(dǎo)小組，以“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為核心，吸納其他理科或相關(guān)學(xué)科導(dǎo)師，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)師之間的理工優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在一定程度上解決了理科環(huán)境中開(kāi)展應(yīng)用實(shí)踐的問(wèn)題。此外，學(xué)院教育中心強(qiáng)化了企業(yè)導(dǎo)師的歸屬感和責(zé)任感，通過(guò)讓企業(yè)導(dǎo)師參與課程設(shè)計(jì)及研究生選課、確定科研課題、開(kāi)設(shè)學(xué)術(shù)講座和專(zhuān)業(yè)特色選修課程等方式，進(jìn)一步讓企業(yè)導(dǎo)師融入學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程。

（四）課程體系構(gòu)建

2013年，山西大學(xué)根據(jù)教育部相關(guān)文件，結(jié)合各專(zhuān)業(yè)具體情況，對(duì)碩士研究生培養(yǎng)方案進(jìn)行了詳細(xì)的修訂。在課程設(shè)置中，我們將課程分為公共基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)應(yīng)用課、選修課4類(lèi)，各類(lèi)課程均采用了教授授課、雙語(yǔ)教學(xué)等模式，特別突出工程應(yīng)用類(lèi)型的課程。由于化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)碩士的導(dǎo)師的知識(shí)存在多學(xué)科、多研究方向的交叉，因此，我們?cè)谡n程設(shè)置上采取豐富選修課的方法解決這一問(wèn)題。為了避免重復(fù)設(shè)課或課程內(nèi)容重疊，各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域均可選擇化學(xué)學(xué)科或其他專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的課程作為選修課。師資力量和師資水平方面，由于山西大學(xué)工科師資力量不足，我們采用“外校聘請(qǐng)＋本校培養(yǎng)”的模式逐步提高師資水平。此外，學(xué)校還通過(guò)請(qǐng)企業(yè)導(dǎo)師或行業(yè)知名專(zhuān)家開(kāi)設(shè)學(xué)術(shù)講座、特色專(zhuān)業(yè)選修課等方式，使學(xué)生獲悉國(guó)內(nèi)外化工行業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)向。

（五）獎(jiǎng)學(xué)金制度

現(xiàn)階段山西大學(xué)研究生獎(jiǎng)學(xué)金主要為國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金和學(xué)業(yè)獎(jiǎng)學(xué)金，原有獎(jiǎng)學(xué)金評(píng)價(jià)主要基于學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和科研成果的考量?；瘜W(xué)化工學(xué)院將專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生與學(xué)術(shù)型研究生分開(kāi)評(píng)比。專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的科研成果可以是學(xué)術(shù)論文、專(zhuān)利、負(fù)責(zé)項(xiàng)目、實(shí)踐報(bào)告、調(diào)查報(bào)告等多種形式，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)論文、專(zhuān)利、項(xiàng)目等必須具有應(yīng)用背景。此外，針對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生科研結(jié)果無(wú)法量化的問(wèn)題，我們采用“預(yù)審＋集中答辯”的方式，由答辯委員會(huì)評(píng)出獲獎(jiǎng)等級(jí)。上述評(píng)審制度的實(shí)施明顯調(diào)動(dòng)了專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的科研積極性。

三、發(fā)展與方向

盡管我們?cè)诨瘜W(xué)工程專(zhuān)業(yè)研究生培養(yǎng)方面進(jìn)

行了許多改革，但仍有很多方面需要高校、企業(yè)及地方政府進(jìn)一步協(xié)調(diào)改進(jìn)。我們將目前改革探索的方向歸納如下，這既是我們的努力目標(biāo)，也希望能夠給予其他高校一些啟發(fā)。

（一）提高學(xué)科認(rèn)可度，創(chuàng)出專(zhuān)業(yè)品牌效應(yīng)

優(yōu)質(zhì)的生源是研究生培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展的大前提，沒(méi)有良好的生源，校企聯(lián)合培養(yǎng)將成為無(wú)本之木、無(wú)源之水。近年來(lái)，山西大學(xué)通過(guò)增加推免生名額比例，明顯提升了專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的生源素質(zhì)；與此同時(shí)，山西大學(xué)通過(guò)鼓勵(lì)校企合作科研，建立多方參與的協(xié)同創(chuàng)新中心，進(jìn)一步擴(kuò)大了學(xué)校、學(xué)科的業(yè)內(nèi)影響力。未來(lái)，山西大學(xué)將以校企協(xié)同創(chuàng)新中心為發(fā)展核心，以高水平人才隊(duì)伍建設(shè)為發(fā)展動(dòng)力，通過(guò)科研成果和科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)出專(zhuān)業(yè)品牌效應(yīng)。

（二）深化校企人才技術(shù)交流平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的良性循環(huán)

校企雙方只有真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)流、人才流的雙向流動(dòng)才能培養(yǎng)出真正的應(yīng)用型人才。因此，我們需要建立完善的涉及項(xiàng)目合作、利益分配、人才交流等體制機(jī)制，進(jìn)一步強(qiáng)化企業(yè)研究生實(shí)踐中心的構(gòu)建，通過(guò)校企合作項(xiàng)目引領(lǐng)、擴(kuò)大平臺(tái)的影響力，提升平臺(tái)自我“造血”能力，逐步引導(dǎo)校企合作由“項(xiàng)目帶動(dòng)”發(fā)展到“人才＋技術(shù)混合帶動(dòng)”，最終實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)的良性循環(huán)。

（三）改革獎(jiǎng)勵(lì)制度，激勵(lì)學(xué)科發(fā)展

化學(xué)工論文范文第2篇

明確網(wǎng)站的建設(shè)目的是進(jìn)行網(wǎng)站設(shè)計(jì)和制作的開(kāi)始?；?shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站是化工實(shí)驗(yàn)中心展示、輻射、共享、對(duì)外服務(wù)、對(duì)內(nèi)管理的重要平臺(tái)，其建設(shè)宗旨是在“服務(wù)教學(xué)質(zhì)量工程和研究型人才培養(yǎng)需要”的基本思想指導(dǎo)下，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，打造了功能齊全、教學(xué)效果突出的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)、輔導(dǎo)、預(yù)習(xí)、虛擬仿真以及網(wǎng)絡(luò)選課、網(wǎng)絡(luò)查詢、網(wǎng)絡(luò)管理等先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，達(dá)到拓展教學(xué)時(shí)空，優(yōu)化教學(xué)體系，教學(xué)資源共享的目的。在后續(xù)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中要緊密?chē)@化工實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站目的，不能偏離主題，做無(wú)用功。

2網(wǎng)站構(gòu)架的搭建

確定了網(wǎng)站建設(shè)的目的后，就要根據(jù)網(wǎng)站目的建立網(wǎng)站的大構(gòu)架。一般而言，網(wǎng)站框架包括一些標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，包括首頁(yè)、簡(jiǎn)介、新聞動(dòng)態(tài)、產(chǎn)品展示、在線留言、聯(lián)系我們等。在搭建前，首先瀏覽國(guó)家級(jí)以及各省市級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的網(wǎng)站，調(diào)研學(xué)習(xí)。在結(jié)合其它網(wǎng)站優(yōu)點(diǎn)以及本校化工實(shí)驗(yàn)中心的特色下，詳細(xì)地列出該中心網(wǎng)站需要的模塊，并根據(jù)模塊對(duì)網(wǎng)站構(gòu)架進(jìn)行設(shè)計(jì)，頁(yè)面構(gòu)架完成后盡可能不要改動(dòng)，避免對(duì)先前內(nèi)容產(chǎn)生影響，甚至破壞網(wǎng)站。確立了大框架，網(wǎng)站的主體部分也就確立了。

3制作網(wǎng)站相關(guān)素材的準(zhǔn)備

這是制作網(wǎng)站最大的準(zhǔn)備工作，包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)素材以及網(wǎng)站設(shè)計(jì)相關(guān)素材的準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)素材，包括師資隊(duì)伍人員介紹，設(shè)備儀器相關(guān)參數(shù)以及圖片的收集與整理，實(shí)驗(yàn)講義、課件、題庫(kù)以及視頻的準(zhǔn)備、規(guī)范，獲獎(jiǎng)證書(shū)的集中與拍照，規(guī)章制度等。該環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的素材多，任務(wù)量大。要先作統(tǒng)一安排，把大工作切分成很多小任務(wù)，具體每項(xiàng)任務(wù)都下達(dá)到相關(guān)老師，規(guī)定好上交時(shí)間。收集完材料要對(duì)格式進(jìn)行規(guī)范、校對(duì)，不合格的要重新反饋修改，如此反復(fù)，直到所有素材都分門(mén)別類(lèi)得準(zhǔn)備好。網(wǎng)站設(shè)計(jì)相關(guān)素材的準(zhǔn)備，主要是網(wǎng)站上顯示的各種圖片等，相關(guān)素材要準(zhǔn)備幾個(gè)方案，以便統(tǒng)一討論選出最優(yōu)方案。

4網(wǎng)站域名與網(wǎng)站掛靠問(wèn)題的溝通

化學(xué)工論文范文第3篇

1．1實(shí)驗(yàn)試劑

乳酸發(fā)酵菌種:植物乳桿菌;發(fā)酵液500mL;電極室用水:0．3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(陰極室和陽(yáng)極室各500mL);酸室和堿室為蒸餾水。發(fā)酵培養(yǎng)基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸鈉2g、檸檬酸二胺2g、吐溫-801g、磷酸氫二鉀2g、七水硫酸鎂0．2g、一水硫酸錳0．05g。

1．2實(shí)驗(yàn)儀器

恒溫振蕩器、高壓蒸汽滅菌鍋、發(fā)酵罐、干燥箱、電子天平、pH計(jì)、生物傳感分析儀、分光光度計(jì)、冰柜。其他常規(guī)實(shí)驗(yàn)器皿:燒杯、量筒、玻璃棒、酒精燈、接種環(huán)、培養(yǎng)皿、移液管等。直流穩(wěn)壓電源;明道式電滲析膜堆一套，外配容量為1000mL的燒杯5只，硅膠管(約0．5m)10根;小型潛水泵5個(gè)。通過(guò)發(fā)酵罐控制主機(jī)箱上的蠕動(dòng)泵，將雙極膜電滲析的堿液隔室與發(fā)酵罐進(jìn)行連接。為了降低發(fā)酵罐中染雜菌的風(fēng)險(xiǎn)，必須對(duì)連接的管子進(jìn)行滅菌操作。發(fā)酵罐內(nèi)由pH計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)pH低于設(shè)定值時(shí)，由蠕動(dòng)泵自動(dòng)將雙極膜電滲析的堿液隔室中的堿液泵入發(fā)酵罐進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于軟管內(nèi)是強(qiáng)堿環(huán)境，故堿液室與發(fā)酵罐之間的連接管不需要進(jìn)行滅菌操作。

2實(shí)驗(yàn)步驟

2．1雙極膜電滲析的準(zhǔn)備

(1)組裝膜堆:按“陽(yáng)極板—隔板—雙極膜—隔板—陰膜—隔板—陽(yáng)膜—隔板—雙極膜—陰極板”順序組裝膜堆，用長(zhǎng)螺桿釘壓緊膜堆。為了確保裝置的嚴(yán)密性，應(yīng)使隔板之間的墊圈厚度不超過(guò)墊圈槽，并使雙極膜的陽(yáng)膜側(cè)朝向陰極板。此外，在用螺釘壓緊裝置時(shí)，應(yīng)注意均勻用力，以防止裝置變形甚至斷裂。

(2)連接設(shè)備:在隔板出口分別連接出水管和進(jìn)水管。將進(jìn)水管與外置燒杯中的潛水泵出口連接，將出水管的出口端連接到燒杯中，以確保循環(huán)通路暢通。

(3)注入料液和電極水:在鹽室中注入料液，在極室中注入電極水，在酸室和堿室中注入蒸餾水，此過(guò)程應(yīng)保證料液淹沒(méi)潛水泵。對(duì)于雙極膜電滲析，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將各個(gè)隔室、燒杯和潛水泵內(nèi)的料液或電解質(zhì)溶液清洗干凈。若長(zhǎng)期不用，應(yīng)將裝置拆卸還原，并確保各組件干燥和清潔。

2．2發(fā)酵過(guò)程的準(zhǔn)備

(1)種子培養(yǎng)基的培養(yǎng):配制一定量的種子培養(yǎng)基，并在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌。滅菌條件為:121℃，20min。待培養(yǎng)基冷卻至室溫后，取新鮮斜面菌種，接入種子培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為150r/min的搖床中培養(yǎng)24h，溫度恒定在37℃。

(2)發(fā)酵罐滅菌:將配制好的發(fā)酵培養(yǎng)基加入到發(fā)酵罐中，此處應(yīng)注意體積不能超過(guò)發(fā)酵罐總體積的2/3。然后將發(fā)酵罐和培養(yǎng)基一起放入滅菌鍋中進(jìn)行滅菌。

(3)火焰接種法:先用醫(yī)用酒精擦拭接種口;在火圈中加入酒精，點(diǎn)燃后套在接種口上;關(guān)小空氣進(jìn)氣閥，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)，降低罐壓，打開(kāi)接種口蓋;在火焰范圍內(nèi)打開(kāi)種子培養(yǎng)基的瓶塞，在火焰上燒灼幾秒鐘后，迅速將種子液倒入發(fā)酵罐中;在火焰上燒灼接種口蓋子數(shù)秒后，迅速蓋好接種口蓋，關(guān)閉空氣進(jìn)氣閥。

(4)發(fā)酵培養(yǎng):接種結(jié)束后，對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，開(kāi)始培養(yǎng)。發(fā)酵過(guò)程中要打開(kāi)冷凝器水閥。具體操作參數(shù):轉(zhuǎn)速為150r/min;溫度為37℃;pH為6．7。

2．3發(fā)酵罐與雙極膜電滲析集成操作過(guò)程的監(jiān)測(cè)

在集成操作過(guò)程中，要對(duì)發(fā)酵罐和雙極膜電滲析同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，防止任一方出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致集成操作失敗。發(fā)酵過(guò)程:

①通過(guò)發(fā)酵罐的主機(jī)控制發(fā)酵的pH條件、溶氧濃度和實(shí)驗(yàn)溫度。每1h記錄pH、溫度和溶氧濃度，通過(guò)數(shù)據(jù)判斷發(fā)酵過(guò)程是否正常;

②每4h測(cè)量殘余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量，以判斷細(xì)菌的生長(zhǎng)情況和乳酸的生成情況。雙極膜電滲析過(guò)程:

①雙極膜電滲析過(guò)程調(diào)整穩(wěn)壓電源的電壓和電流值來(lái)控制實(shí)驗(yàn)條件，每1h記錄電壓、電流。

②每4h測(cè)量酸室中的乳酸濃度、堿室濃度和堿室堿液體積。

3分析方法

3．1葡萄糖和乳酸的測(cè)量

在發(fā)酵過(guò)程中，要間斷地取樣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)酵液中含有有機(jī)酸鹽、無(wú)機(jī)鹽、菌絲體、蛋白質(zhì)、脂肪和糖類(lèi)等。雙極膜電滲析過(guò)程的料液是經(jīng)過(guò)超濾和脫色之后的發(fā)酵液，主要成分為有機(jī)酸鹽(主要為乳酸鹽)和無(wú)機(jī)鹽類(lèi)物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中使用生物傳感分析儀獲得葡萄糖和乳酸含量。

3．2生物量的測(cè)量

在發(fā)酵過(guò)程中，要及時(shí)監(jiān)測(cè)乳酸菌的生長(zhǎng)情況。取樣后，用0．3mol/L的稀鹽酸溶液稀釋?zhuān)康氖窍恍┏恋硇喳}的影響。在波長(zhǎng)為600nm處，測(cè)量吸光度。對(duì)于產(chǎn)酸量(Na)、產(chǎn)堿量(Nb)以及它們各自的電流效率(ηa和ηb)，可根據(jù)下面的公式計(jì)算

4實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

(1)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需要完成乳酸發(fā)酵液的初步提取工作。應(yīng)及時(shí)向發(fā)酵罐中加入NaHCO3，使pH升高到10左右。同時(shí)升高溫度至90℃，使菌體和其他懸浮物下沉。發(fā)酵原液澄清后，將上清液收集到塑料桶中，放入冰柜中保存并用于下一步的提純。對(duì)澄清后的沉淀物集中進(jìn)行處理。

(2)在利用發(fā)酵罐控制主機(jī)進(jìn)行發(fā)酵液pH調(diào)節(jié)時(shí)，要控制堿液的添加速度，以使堿液與發(fā)酵液充分混合反應(yīng)，并確保發(fā)酵液的pH不被調(diào)節(jié)得過(guò)高而影響微生物生長(zhǎng)。

化學(xué)工論文范文第4篇

綠色化工技術(shù)是通過(guò)改進(jìn)改良現(xiàn)有的化學(xué)技術(shù)及方法，對(duì)化學(xué)原理的應(yīng)用和使用工程技術(shù)來(lái)減少甚至消除化工原料、催化劑、溶劑、化學(xué)廢物或化工產(chǎn)品等能夠污染環(huán)境的物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)廢物零排放，減少其對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境的危害，建立友好環(huán)境。用“資源-產(chǎn)品-再生資源”這種全新的循環(huán)物質(zhì)流動(dòng)過(guò)程替換掉過(guò)去的“資源-廢物”方式排放的流動(dòng)過(guò)程。利用先進(jìn)的綠色化工技術(shù)，研究出新型環(huán)保產(chǎn)品，及綠色工藝技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，從而大幅度降低三廢排放量【1】。21世紀(jì)，綠色化工技術(shù)已經(jīng)被國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家在化學(xué)有機(jī)合成、生物化學(xué)、分析化學(xué)、催化等領(lǐng)域列為主要的研究發(fā)展方向之一。在我國(guó)制定的“九五”發(fā)展規(guī)劃中，綠色化學(xué)與技術(shù)在釀造、制藥、造紙、印染、海水淡化等行業(yè)作為應(yīng)逐漸補(bǔ)充及開(kāi)發(fā)應(yīng)用的重大研究項(xiàng)目。

2綠色化工技術(shù)的開(kāi)發(fā)

2.1原料的選用

綠色化工科技的發(fā)展，如果不從化工污染、化學(xué)反應(yīng)的源頭著手，那么始終是治標(biāo)不治本而且十分被動(dòng)的措施。那么化工科技及工藝發(fā)展過(guò)程中，選擇無(wú)毒害溶劑、原料、催化劑等化學(xué)原料來(lái)進(jìn)行化工生產(chǎn)、制作化工產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)零排放、零污染的清潔生產(chǎn)和加工原則，有效防止和控制化學(xué)污染的產(chǎn)生。近年較為常見(jiàn)的無(wú)害化學(xué)原料為：野生植物、農(nóng)作物等生產(chǎn)物質(zhì)。將蘆葦、樹(shù)木等天然野生植物纖維，以及稻草、麥秸和蔗渣等農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄物作為原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。還有利用生物質(zhì)氣化產(chǎn)生氫氣等，都是綠色化工技術(shù)中原料選擇應(yīng)用的非常好的例子。

2.2無(wú)毒害催化劑的選用

在百分之九十的化工生產(chǎn)中催化劑是提高反應(yīng)速率的必需品。然而在綠色化工科技的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，無(wú)毒害的烷基化固相催化劑是國(guó)內(nèi)外研發(fā)工作的重點(diǎn)。南京大學(xué)徐國(guó)際【2】利用環(huán)境友好性綠色化合成過(guò)程對(duì)烯丙基醇類(lèi)化合物作為烷基化試劑，在無(wú)溶劑的條件下對(duì)1，3-二羰基化合物進(jìn)行直接烷基化反應(yīng)，反應(yīng)后處理步驟簡(jiǎn)單，且催化體系可以循環(huán)使用，四次催化循環(huán)后收率仍然能大于84%。

3綠色化工技術(shù)在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

3.1清潔生產(chǎn)技術(shù)

清潔生產(chǎn)技術(shù)是無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染、無(wú)廢物排放的綠色化工技術(shù)，包括輻射熱加工技術(shù)，綠色催化技術(shù)，臨界流體技術(shù)等。在冶金工業(yè)、印染工業(yè)、煤氣化、制甲醇、垃圾處理、海水淡化等行業(yè)都得到了很好的運(yùn)用。此外先進(jìn)的脫硝脫硫技術(shù)、垃圾制沼氣技術(shù)、高效清潔的煤氣化技術(shù)、利用風(fēng)能太陽(yáng)能等自然能發(fā)電技術(shù)等等這些都利用了清潔生產(chǎn)技術(shù)。例如，海水淡化技術(shù)的應(yīng)用不僅解決了我國(guó)淡水資源匱乏的現(xiàn)狀，還利用有效的化學(xué)方法將海水中的鹽水分離，在海水淡化的預(yù)處理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何對(duì)環(huán)境狀況的不良影響，也沒(méi)有對(duì)生態(tài)環(huán)境造成傷害。而且，在海水淡化預(yù)處理過(guò)程中所產(chǎn)生的氫氧化鎂作為一種成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染的清潔化工產(chǎn)品，具有非常廣闊的發(fā)展前景。

3.2生物技術(shù)

生物技術(shù)領(lǐng)域包含細(xì)胞、基因、微生物和酶等技術(shù)范疇，其主要應(yīng)用在化學(xué)仿生學(xué)和生物化工兩個(gè)方面。生物酶在作為一種在生物體內(nèi)的催化劑，具有高效、轉(zhuǎn)移性，可以參與到各個(gè)生物化工的合成過(guò)程中。另外，化學(xué)仿生學(xué)中的膜化學(xué)技術(shù)也是這一領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的生物技術(shù)。在綠色化工技術(shù)中采用生物技術(shù)，可以利用再生資源合成化學(xué)品。從早期來(lái)源于動(dòng)植物中的有機(jī)化合物原料，到后來(lái)以石油和煤炭作為原料。例如，在綠色化學(xué)工程與工藝中，制備丙烯酰胺，利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后，大大降低能耗，且沒(méi)有污染環(huán)境副產(chǎn)物產(chǎn)生。由此可見(jiàn)，利用廣泛存在于自然界中的酶當(dāng)做催化劑，與工業(yè)酶及一般的化學(xué)催化劑相比，自然界中的酶具有無(wú)污染、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物性質(zhì)優(yōu)良的特點(diǎn)。

3.3生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品

化學(xué)工論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】:化學(xué)工程;系統(tǒng);和諧;辯證法

自然界中的和諧系統(tǒng)比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態(tài)系統(tǒng)是和諧的,動(dòng)植物群落是和諧的,人類(lèi)社會(huì)體系是和諧的,健康的人體更是一個(gè)絕妙的和諧體。所有這些和諧系統(tǒng)遵循著同樣的辯證綜合的規(guī)律,具體可以歸納出三條:1.統(tǒng)一律;2.層次律;3.進(jìn)化律;所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì):1.開(kāi)放性;2.自組織性;3.非線性;4.無(wú)限發(fā)展性[1]。當(dāng)愛(ài)因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場(chǎng)論時(shí),其哲學(xué)上的需要相對(duì)物理學(xué)上而言或許要來(lái)得大,面對(duì)物理學(xué)的系統(tǒng)和諧,理論規(guī)則的分立是不能令他覺(jué)得滿意的。而化學(xué)工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學(xué)歷程呢?

在化學(xué)工程作為學(xué)科開(kāi)始被重視之前,化學(xué)工業(yè)已具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模,各種具體的工程與工藝都被獨(dú)立開(kāi)來(lái),在認(rèn)識(shí)上是被分為各門(mén)特殊的知識(shí),因此,當(dāng)國(guó)外高等院校在十九世紀(jì)末開(kāi)始設(shè)置"化學(xué)工程學(xué)"時(shí),開(kāi)設(shè)的課程大多是學(xué)習(xí)當(dāng)時(shí)化學(xué)工業(yè)的各種工藝學(xué),"化學(xué)工程"的概念在當(dāng)時(shí)還是相當(dāng)模糊的,在理論上充其量是化學(xué)與機(jī)械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國(guó)人看來(lái)卻是很正統(tǒng)的,即使在今天,他們也避免專(zhuān)論"化學(xué)工程",而是稱(chēng)之為"過(guò)程工程"(ProcessEngineering),這一名稱(chēng)實(shí)際上要比"化學(xué)工程"的范疇更廣,甚至更為準(zhǔn)確,凡是涉及一定流程與工藝的領(lǐng)域都是適用的。但我們習(xí)慣上還是沿用"化學(xué)工程"的名稱(chēng)。

二十世紀(jì)開(kāi)始,化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中占的比重越來(lái)越大,客觀上需要化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和支持。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,人們對(duì)事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的認(rèn)識(shí)也愈來(lái)愈深化,愈來(lái)愈有概括性。伴隨著其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,人們逐漸認(rèn)識(shí)到化學(xué)工業(yè)中各門(mén)看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學(xué)工程手冊(cè)》的發(fā)表,初步提出了"化工物理過(guò)程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現(xiàn),如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化,星火燎原的,化學(xué)工業(yè)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。到了二十年代,美MIT的一些學(xué)者提出:不管化工生產(chǎn)的工藝如何千差萬(wàn)別,它們?cè)诒姸嗟牡湫驮O(shè)備中進(jìn)行著原理相同的物理過(guò)程。1920年,美MIT成立了第一個(gè)嚴(yán)格意義上的化工系,時(shí)W.K.Lewis任系主任。1922年美國(guó)化工學(xué)會(huì)認(rèn)同了新的見(jiàn)解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯(lián)時(shí)期和我國(guó)則廣泛稱(chēng)為"化工原理"。

1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱(chēng)為單元操作的過(guò)程主要有流體流動(dòng)、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶和過(guò)濾等,以這些單元操作作為研究和學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,是化學(xué)工程學(xué)科在二十世紀(jì)前半期發(fā)展的核心,其理論迅速成為發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要基石。這種把千變?nèi)f化、千差萬(wàn)別的過(guò)程和工藝概括成"單元操作"是生產(chǎn)力發(fā)展到一定水平的反映,是化學(xué)工程學(xué)從"個(gè)性"到"共性"的第一個(gè)哲學(xué)性概括,是在一個(gè)系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門(mén)技術(shù)科學(xué),體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧統(tǒng)一規(guī)律。

隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學(xué)工程學(xué)科中重要支柱之一的"反應(yīng)工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應(yīng)用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開(kāi)發(fā),又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產(chǎn),化學(xué)工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕,1940年美國(guó)FCC煉油開(kāi)發(fā)成功,成為石油化工的起點(diǎn)。直到1957年,歐洲第一屆反應(yīng)工程會(huì)議,明確提出"反應(yīng)工程"的概念,成為化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分,是化學(xué)工程學(xué)的進(jìn)一步和諧統(tǒng)一。"反應(yīng)工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過(guò)程放大效應(yīng)"問(wèn)題,及從"逐級(jí)放大"到"數(shù)模放大"的研究都帶動(dòng)了"化工過(guò)程系統(tǒng)工程"的發(fā)展,并共同體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧層次律。

就在"反應(yīng)工程"發(fā)展的同時(shí),"單元操作"得到了更加深刻的認(rèn)識(shí),人們發(fā)現(xiàn)各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過(guò)濾只是流體傳動(dòng)的一個(gè)特例;蒸發(fā)不過(guò)是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質(zhì)量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質(zhì)的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質(zhì)及流體動(dòng)量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認(rèn)識(shí)的深化過(guò)程并沒(méi)有停止,人們進(jìn)一步又發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞之間的類(lèi)似性。于是從二十世紀(jì)50年代開(kāi)始,人們綜合了以往的成果,開(kāi)始用統(tǒng)一的觀點(diǎn)來(lái)研究三種傳遞過(guò)程。1960年,美威斯康辛大學(xué)(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書(shū),系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來(lái)處理三種傳遞現(xiàn)象,從此化學(xué)工程學(xué)科的核心過(guò)渡到了"三傳一反"的系統(tǒng)性概念。"三傳"的研究是系統(tǒng)科學(xué)和諧進(jìn)化律的又一體現(xiàn),使化學(xué)工程學(xué)達(dá)到了一個(gè)新的整體性高度,這種高度的和諧統(tǒng)一是對(duì)客觀世界本質(zhì)性的認(rèn)識(shí),并在學(xué)科上反映出了系統(tǒng)科學(xué)的基本原理和性質(zhì),其影響力是普遍性的,是跨學(xué)科的,不僅使"傳遞原理"成為化學(xué)工程學(xué)的重要基礎(chǔ),同時(shí)在生物工程、機(jī)械、航天和土木建筑等工程學(xué)科上也具有重要意義,并日益成為工程專(zhuān)業(yè)共有的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課,只是側(cè)重點(diǎn)有所差異而已。

至此化學(xué)工程學(xué)科自身經(jīng)歷了一系列的演化和發(fā)展,并在短短的一個(gè)世紀(jì)中達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度,涵括了眾多的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域,如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學(xué)品等,每年為社會(huì)提供數(shù)以億噸計(jì)的千百萬(wàn)種產(chǎn)品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開(kāi)的物質(zhì)基礎(chǔ),為社會(huì)繁榮作出了巨大貢獻(xiàn)。然而事物總是一分為二的,從人類(lèi)發(fā)展最為激動(dòng)人心的口號(hào)"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進(jìn)程,地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴(yán)峻局面,這之中,化學(xué)工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復(fù)污染的主要過(guò)程之一,化學(xué)工程學(xué)科需要肩負(fù)起新的使命。1990年,"生態(tài)化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來(lái)了,相應(yīng)在化工生產(chǎn)和過(guò)程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時(shí)應(yīng)勢(shì),化學(xué)工程學(xué)開(kāi)始了系統(tǒng)科學(xué)的自組織過(guò)程,這也是和諧系統(tǒng)對(duì)立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學(xué)看來(lái),自組織是和諧系統(tǒng)的基本性質(zhì)之一,只有自組織系統(tǒng)能通過(guò)外部和自身內(nèi)部的不斷協(xié)調(diào)、整合,在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)保持自己的特性并產(chǎn)生新的功能。從自發(fā)到自覺(jué)地,化學(xué)工程學(xué)吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實(shí)、完善和發(fā)展。隨著新世紀(jì)的到來(lái),世界正發(fā)生著全球性的變化,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和技術(shù)等領(lǐng)域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]?；瘜W(xué)工程學(xué)科需要因應(yīng)時(shí)展而改變傳統(tǒng)的限制,不斷有新的概念提出來(lái),如化學(xué)工程應(yīng)是伺機(jī)而待的專(zhuān)業(yè)(aprofessioninwaiting);化學(xué)工程師必須"besteepedintechnology",能夠創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)、變換、調(diào)控和適應(yīng)取代;化學(xué)工程學(xué)科要從"ProcessEngineering"達(dá)到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進(jìn)一步的綜合認(rèn)為,化學(xué)工程學(xué)關(guān)注著同時(shí)發(fā)生在非常廣泛的時(shí)空跨度內(nèi)的現(xiàn)象,必須具備多尺度、多目標(biāo)的方法來(lái)達(dá)到過(guò)程的總體優(yōu)化。涵括了五個(gè)方面[4,5]:

①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學(xué)、分子過(guò)程與分子模擬等。

②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學(xué)規(guī)律等。

③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。

④Macroscale(宏觀尺度):研究生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過(guò)程等。

⑤Megascale(兆觀尺度):研究環(huán)境過(guò)程和大氣生態(tài)過(guò)程等。

于是化學(xué)工程學(xué)的核心轉(zhuǎn)變到了"多尺度、多目標(biāo)擇優(yōu)"的概念,化學(xué)工程學(xué)科又到達(dá)一個(gè)新的和諧統(tǒng)一的高度,進(jìn)入了更高層次的系統(tǒng)工程領(lǐng)域。

新的發(fā)展的深度促使化學(xué)工程學(xué)科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠(yuǎn)未結(jié)束,人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)還在不斷探索不斷深入,一個(gè)更深刻更普遍也更一般的問(wèn)題已經(jīng)觸到了化學(xué)工程學(xué)科的神經(jīng),觸到了化學(xué)工程學(xué)的認(rèn)識(shí)本質(zhì),并促使化學(xué)工程學(xué)需要有新的"融合"。這一問(wèn)題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對(duì)于"線性"是人類(lèi)認(rèn)識(shí)客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質(zhì)特征,是"線性"反映的目的,是從科學(xué)角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一;而在對(duì)"混沌發(fā)展"的研究表明,"混沌運(yùn)動(dòng)的普遍存在,揭示了自然界中實(shí)際系統(tǒng)發(fā)展演化的新行為,混沌態(tài)的自相似性使這種時(shí)間演化表現(xiàn)為一種空間結(jié)構(gòu),而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個(gè)觀察"整體"的問(wèn)題,只有在長(zhǎng)時(shí)間范圍(因?yàn)榛煦邕\(yùn)動(dòng)是一種長(zhǎng)時(shí)間行為)和更高層次復(fù)雜性中才能顯現(xiàn)出來(lái)。"[6,7]這一問(wèn)題涵蓋了自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的眾多領(lǐng)域,具有重大的科學(xué)價(jià)值和深刻的哲學(xué)方法論意義。馬克思曾經(jīng)預(yù)言:"自然科學(xué)往后將會(huì)把關(guān)于人類(lèi)的科學(xué)總括在自己下面,正如關(guān)于人類(lèi)的科學(xué)把自然科學(xué)總括在自己下面一樣:它們將成為一個(gè)科學(xué)。"從這一角度上,"非線性"問(wèn)題是這種過(guò)程一體化的契合點(diǎn)以及整體認(rèn)識(shí)論上的共性[8]。當(dāng)站在這種整體性的高度上,化學(xué)工程學(xué)科獲得了全新的視野和更強(qiáng)大的分析解決問(wèn)題的能力,并最終具有了學(xué)科融合的基礎(chǔ)。

在整個(gè)化學(xué)工程學(xué)科的孕育、誕生和發(fā)展過(guò)程中,始終交織著學(xué)科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細(xì)化工、高分子化工等專(zhuān)業(yè)上的分化;另一方面,作為近代工程技術(shù),它又是自然科學(xué)(化學(xué)、物理等)和技術(shù)科學(xué)(機(jī)械、材料等)的融合。正如物理學(xué)家普朗克(Planck)所指出的:"科學(xué)是內(nèi)在的整體,它被分解為單獨(dú)的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類(lèi)認(rèn)識(shí)能力的局限性,實(shí)際上存在著從物理到化學(xué),通過(guò)生物學(xué)和人類(lèi)學(xué)到社會(huì)學(xué)的連續(xù)的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實(shí)上,當(dāng)化學(xué)工程學(xué)科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時(shí),實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要,它需要強(qiáng)有力的非線性解算能力和綜合分析能力?；谌斯ぶ悄芎蜕窠?jīng)生物學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks)技術(shù)為這種系統(tǒng)性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特有的信息處理能力在愈來(lái)愈多的領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,它具有如下特點(diǎn)[9,10]:

①學(xué)習(xí):神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)外界環(huán)境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。

②概括:經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)在某種程度上能夠?qū)ν饨缧畔⒌纳倭縼G失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的健壯性(魯棒性),即工程上說(shuō)的"容錯(cuò)"能力。

③抽取:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說(shuō)它能"創(chuàng)造"出未見(jiàn)的事物。

④模擬:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由眾多的神經(jīng)元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運(yùn)行速度,可以逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。

當(dāng)然,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并非十全十美,其自身的發(fā)展就曾經(jīng)歷過(guò)相當(dāng)曲折的過(guò)程,但是,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNs)特性的融合將是化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應(yīng)和需要。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng),適應(yīng)性、穩(wěn)定性和智能性均較好,能處理復(fù)雜工藝過(guò)程的控制問(wèn)題,也使得化學(xué)工程師不但也是機(jī)械工程師,還首先是系統(tǒng)工程師,并能從最一般的非線性原理出發(fā),解決實(shí)際過(guò)程的創(chuàng)新、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)等問(wèn)題。

生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然和改造自然的不斷深化,化學(xué)工程學(xué)科必將不斷"分化"和"融合",體現(xiàn)出和諧系統(tǒng)的無(wú)限發(fā)展性質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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