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生物醫(yī)學(xué)工程是綜合生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和工程學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來(lái)的新興邊緣學(xué)科,其主要研究方向是運(yùn)用工程技術(shù)手段,研究和解決生物學(xué)、醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題。
多學(xué)科的交叉使它不同于那些經(jīng)典的學(xué)科,也有別于生物醫(yī)學(xué)和純粹的工程學(xué)科。現(xiàn)在的生物醫(yī)學(xué)工程在疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)等方面起著巨大作用,世界各主要國(guó)家均將它列入高技術(shù)領(lǐng)域,重點(diǎn)投資、優(yōu)先發(fā)展。
[1-2]計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)誕生于20世紀(jì)60年代,目前已成為一個(gè)重要的研究和學(xué)習(xí)領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)為醫(yī)學(xué)信息交本論文由整理提供流、資源共享、了解醫(yī)學(xué)動(dòng)態(tài)等提供了快捷便利的手段,為醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了無(wú)限機(jī)遇和嚴(yán)峻挑戰(zhàn),未來(lái)醫(yī)療界的競(jìng)爭(zhēng)將是醫(yī)療高科技信息的競(jìng)爭(zhēng)。因此,對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)是非常有必要的。
而要學(xué)好這門課程,不僅要學(xué)習(xí)一些概念,掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理,還要掌握一些技能,具備實(shí)際操作的能力。作為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生,在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上都應(yīng)與計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生有所區(qū)別,以體現(xiàn)出專業(yè)特色。
筆者提出構(gòu)建“面向應(yīng)用的生物醫(yī)學(xué)工程特色”的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系建設(shè),注重培養(yǎng)大學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀和自主學(xué)習(xí)的意識(shí)、方法及創(chuàng)新能力,將信息技術(shù)基礎(chǔ)教育緊密結(jié)合本專業(yè)、本學(xué)科未來(lái)的應(yīng)用方向,科學(xué)合理地培養(yǎng)大學(xué)生的IT知識(shí)結(jié)本論文由整理提供構(gòu),使學(xué)生畢業(yè)后能夠適應(yīng)專業(yè)工作中對(duì)信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的要求,成為適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的合格人才。本文就其教學(xué)過(guò)程中的教學(xué)內(nèi)容談一點(diǎn)體會(huì)。
一、注重教學(xué)內(nèi)容的不斷更新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一,每天都有新的發(fā)展和應(yīng)用,教師只有在教學(xué)過(guò)程中不斷更新教學(xué)內(nèi)容,才能跟上時(shí)代的步伐
[3]俗話說(shuō):你要給學(xué)生一勺水,那么你自己就要準(zhǔn)備一桶水。要教好這門課,教師需要大量的閱讀文獻(xiàn)、資料和國(guó)內(nèi)外教科書,對(duì)這門課程主要技術(shù)的發(fā)展背景、關(guān)鍵技術(shù)要有深入準(zhǔn)確地把握,同時(shí)還必須通過(guò)承擔(dān)相關(guān)的科學(xué)研究,能夠通過(guò)自己的工作,理論聯(lián)系實(shí)際,真正理解和掌握核心技術(shù),了解技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)和學(xué)術(shù)前沿。還需要在教學(xué)的過(guò)程中不斷地向?qū)W生學(xué)習(xí),了解他們對(duì)問(wèn)題的一些新的認(rèn)識(shí)、解決的思路以及初學(xué)者對(duì)哪些問(wèn)題不容易掌握和它的原因。
針對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的不斷更新,在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)安排一些基礎(chǔ)的理論內(nèi)容,比如網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信基本原理等,便于同學(xué)本論文由整理提供們今后能夠在此基礎(chǔ)上自學(xué)。比如在講述網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議時(shí),可以參考西安交通大學(xué)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)精品課程內(nèi)容,以乘飛機(jī)的過(guò)程舉例,提出協(xié)議、服務(wù)和層次的概念,以此類比,可以讓學(xué)生更好地理解網(wǎng)絡(luò)的層次劃分。由于本專業(yè)的學(xué)生沒(méi)有開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)通信方面的課程,因此課程安排上要逐步加入通信技術(shù)的有關(guān)知識(shí),使得學(xué)生只要具有物理學(xué)方面的基礎(chǔ),就能很好地接受這些知識(shí),而不需要專門去補(bǔ)習(xí)這門課程。
二、注重學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)在計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)中,要緊密結(jié)合專業(yè)的需要,克服過(guò)于偏理論的傾向,以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、以實(shí)踐為目的的教學(xué)思想,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性
例如,在講授網(wǎng)絡(luò)技術(shù)內(nèi)容時(shí),可以結(jié)合學(xué)校校園網(wǎng)或者醫(yī)院局域網(wǎng)的建設(shè)來(lái)貫穿整個(gè)教學(xué),從物理層直到應(yīng)用層,同時(shí)覆蓋網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)容。在醫(yī)院信息系統(tǒng)的講授過(guò)程中,可以以學(xué)校校醫(yī)院的信息系統(tǒng)為例,從整體上了解醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)的內(nèi)容,學(xué)生通過(guò)在醫(yī)院本論文由整理提供的實(shí)習(xí)可以全面了解醫(yī)院信息的流程和醫(yī)院管理模式,為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在醫(yī)院信息系統(tǒng)安裝、調(diào)試技能實(shí)習(xí)過(guò)程中,以企業(yè)研發(fā)的主要產(chǎn)品——醫(yī)院信息系統(tǒng)(HIS)和醫(yī)學(xué)圖像存檔傳輸系統(tǒng)(PACS)作為該門課程中的重要內(nèi)容,突出了課程的實(shí)用性和應(yīng)用性。從專業(yè)和非專業(yè)的角度來(lái)談教學(xué)側(cè)重點(diǎn),應(yīng)強(qiáng)調(diào)要放在應(yīng)用上。
因此,在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容上可以參考西安交通大學(xué)的精品課程,強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn),從教學(xué)方法上進(jìn)行改革,比如多種方法的使用、多種手段的使用以及考試評(píng)定方法的改革等。雖然在筆者的課堂上也使用過(guò)一些教學(xué)方法,但還缺少互動(dòng)討論,其實(shí)對(duì)于小班的學(xué)生,這種方式更好推廣,而且還能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用能力結(jié)合理論知識(shí)、自上向下地安排教學(xué)內(nèi)容,這和筆者之前的安排完全不同,在教學(xué)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)學(xué)生不理解網(wǎng)絡(luò)有什么用的現(xiàn)象,而采取西安交大的這種方式,可以帶著問(wèn)題進(jìn)行教學(xué),通過(guò)案例,引導(dǎo)學(xué)生用理論知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、注重課堂氣氛的調(diào)節(jié)對(duì)于知識(shí)量大的課堂,在安排時(shí)不妨在灌輸理論知識(shí)的同時(shí),合理增加常識(shí)性的內(nèi)容,這樣一方面能夠重點(diǎn)突出,另一本論文由整理提供方面可以緩解學(xué)生的疲憊狀態(tài),對(duì)一些初學(xué)者是一個(gè)很好的知識(shí)補(bǔ)充
比如在講傳輸介質(zhì)時(shí),前面的大部分時(shí)間講述了關(guān)于通信原理的基礎(chǔ)知識(shí),有些是非常晦澀難懂的理論,同學(xué)們已經(jīng)顯出倦態(tài),因而剩余的小部分時(shí)間可以用多媒體的形式播放一段關(guān)于雙絞線制作的視頻。
對(duì)于晦澀難懂的教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)該注重學(xué)生的反映,通過(guò)舉手的方式來(lái)了解學(xué)生理解的程度,比如在講曼徹斯特編碼技術(shù)的時(shí)候,先讓一名同學(xué)畫出波形圖,然后讓學(xué)生自己判斷是否正確,通過(guò)了解可以看出學(xué)生的掌握情況,然后再進(jìn)行講解,反復(fù)幾次,可以達(dá)到良好的教學(xué)效果。概念的強(qiáng)調(diào)和解釋可以用生活中的例子來(lái)說(shuō)明,比如服務(wù)和協(xié)議,就可以用生活中的例子來(lái)解釋;而對(duì)于有關(guān)的、好理解的內(nèi)容,可以以自學(xué)的方法來(lái)學(xué)習(xí),也可以在課堂教學(xué)中省略這方面的內(nèi)容。超級(jí)秘書網(wǎng)
四、注重因材施教應(yīng)該因材施教,針對(duì)理解力強(qiáng)的學(xué)生,可以把一些難點(diǎn)讓他來(lái)講述,以引發(fā)他的興趣,比如以太網(wǎng)時(shí)間槽的概本論文由整理提供念,可以留下疑問(wèn)到下堂課讓他來(lái)講述;針對(duì)一般大多數(shù)同學(xué),可以在他講的基礎(chǔ)上再講一遍,用通俗易懂的語(yǔ)言來(lái)加深對(duì)概念的理解
教學(xué)過(guò)程應(yīng)該把重點(diǎn)和難點(diǎn)講出來(lái),然后由學(xué)生組織討論的方式來(lái)理解教學(xué)內(nèi)容,教師不必把所有的點(diǎn)都講到,知識(shí)性的內(nèi)容不用講得太詳細(xì),因?yàn)榇髮W(xué)生有這方面的素質(zhì),尤其小班上課,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性來(lái)投入到教學(xué)中,年輕教師不必拘泥于固有的模式,而應(yīng)該創(chuàng)造自己的教學(xué)方式。尤其講到分層原理時(shí),可以拿一個(gè)例子來(lái)講述整個(gè)過(guò)程,因?yàn)閷I(yè)的學(xué)生有電路的知識(shí)和軟件的知識(shí),可以理解得比較透徹。
同時(shí)配合Flas來(lái)進(jìn)行教學(xué),可以取得更好地教學(xué)效果。隨著衛(wèi)生信息化的迅速發(fā)展,各院校各個(gè)層次學(xué)生的信息技術(shù)教育都要與未來(lái)實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,從而形成面向應(yīng)用的專業(yè)特色I(xiàn)T課程教學(xué)體系。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字化醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,本論文由整理提供數(shù)字化醫(yī)院、遠(yuǎn)程醫(yī)療等都建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上,熟練掌握網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已成為學(xué)生將來(lái)必備的能力。
參考文獻(xiàn):
[1]魯雯,秦斌,王鵬程,等.生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)教材建設(shè)與探索[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2005,20(11):40-41.
(1)人員嚴(yán)重短缺。
根據(jù)《河北省醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)醫(yī)學(xué)裝備管理實(shí)施辦法》第2章第8條“醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員與床位的配比不少于1:200”的規(guī)定,6家三甲級(jí)醫(yī)院共有床位15000張,應(yīng)配備醫(yī)工人員75名,實(shí)有32名,只占規(guī)定人數(shù)42.7%。其中人員最短缺的醫(yī)院醫(yī)工人員只有2名,僅占規(guī)定人數(shù)的16%。人員的短缺使分工不細(xì),常常一個(gè)人負(fù)責(zé)多方面的工作,只能在繁重的工作中,疲于應(yīng)付,沒(méi)有時(shí)間去鉆研新業(yè)務(wù),學(xué)習(xí)新知識(shí)。因此,技術(shù)含量較低,只能維修一些小設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)備,工作效率不高。
(2)專業(yè)人員少,職稱普遍不高。
在32名醫(yī)工人員中,有高級(jí)職稱的僅6人,占總?cè)藬?shù)的18.7%;醫(yī)學(xué)工程專業(yè)畢業(yè)的有18人,占總?cè)藬?shù)的56%,其他的都是從后勤部門調(diào)配過(guò)來(lái)的或者是部隊(duì)復(fù)員轉(zhuǎn)業(yè)人員,當(dāng)中也包括沒(méi)有任何學(xué)歷的電工、機(jī)修工等。這些人員雖能掌握某一方面、某一專業(yè)的實(shí)踐知識(shí),但因缺乏必要的基礎(chǔ)理論,缺少跟蹤先進(jìn)醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的潛能,致使技術(shù)單一,發(fā)展后勁不足,難以具備維修大型儀器設(shè)備所需要的技術(shù)能力。
(3)從業(yè)人員年齡老化,結(jié)構(gòu)不合理。
在32名從業(yè)人員中,年齡<35歲的,僅有7人,占總?cè)藬?shù)的21.8%。容易出現(xiàn)人才斷檔現(xiàn)象。
(4)維修手段落后,設(shè)施不完善。
由于醫(yī)院長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)醫(yī)學(xué)工程技術(shù)不重視,致使技術(shù)手段落后,設(shè)備陳舊。現(xiàn)在大多數(shù)醫(yī)院給醫(yī)學(xué)工程技術(shù)部門配備的工具非常簡(jiǎn)陋,基本上是鉗子、螺絲刀加萬(wàn)用表,在維修過(guò)程中多數(shù)是憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷故障所在。隨著醫(yī)療設(shè)備的集成化、模塊化、計(jì)算機(jī)程度越來(lái)越高,很多設(shè)備使用了大規(guī)模集成電路、貼片元件、多層電路板等元器件,單靠這樣的維修設(shè)備和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)已遠(yuǎn)不能適應(yīng)實(shí)際需要了。三甲級(jí)醫(yī)院的情況已不容樂(lè)觀,其他醫(yī)院的情況更糟。綜上所述,石家莊地區(qū)醫(yī)院的醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人力資源短缺,技術(shù)水平低,不能有效地保證醫(yī)療設(shè)備的安全運(yùn)行。
2形成現(xiàn)狀的原因
(1)醫(yī)院對(duì)醫(yī)學(xué)工程技術(shù)工作重視程度不夠。
大多數(shù)醫(yī)院“重采購(gòu),輕醫(yī)工”,領(lǐng)導(dǎo)層往往把提高經(jīng)濟(jì)效益作為主要目標(biāo),認(rèn)為采購(gòu)管理人員能夠帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)收益,可以給醫(yī)院節(jié)約大量資金,而醫(yī)學(xué)工程技術(shù)工作既需要人力,又需要財(cái)力,工作成效還不明顯,還不如請(qǐng)廠家或第三方維修更方便快捷。因此,常把其當(dāng)做后勤班組來(lái)管理,對(duì)醫(yī)工人員的培養(yǎng)、使用、晉升、工資待遇等方面都不夠重視,使醫(yī)工人員產(chǎn)生了強(qiáng)烈的不平等感。另外,醫(yī)院也沒(méi)有很好的激勵(lì)機(jī)制,干多干少一個(gè)樣,干好干壞一個(gè)樣,嚴(yán)重挫傷了醫(yī)工人員的積極性。
(2)優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人才流失嚴(yán)重。
目前醫(yī)學(xué)裝備市場(chǎng)發(fā)展迅速,醫(yī)療器械公司(含醫(yī)療器械維修公司)如雨后春筍般地冒了出來(lái),據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),石家莊市每年新增此類公司達(dá)200家之多,因此,需要大量的專業(yè)人才。他們可以提供更為優(yōu)厚的條件,比如高出醫(yī)院幾倍的薪酬,提供更多學(xué)習(xí)、進(jìn)修甚至出國(guó)深造的良好機(jī)會(huì)等。醫(yī)院內(nèi)外待遇的強(qiáng)烈反差,造成了醫(yī)院很多優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人才的流失。
(3)醫(yī)學(xué)工程市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。
隨著醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化,各生產(chǎn)廠家對(duì)售后工作的重視程度越來(lái)越高,再加上眾多第三方維修公司的加入,使醫(yī)學(xué)工程市場(chǎng)逐漸規(guī)范和成熟,他們有高素質(zhì)的維修隊(duì)伍、完善的工作制度、合理的獎(jiǎng)懲機(jī)制、維修響應(yīng)時(shí)間快、維修價(jià)格也趨于合理。而醫(yī)院的很多醫(yī)工人員沒(méi)有危機(jī)意識(shí),缺乏學(xué)習(xí)新知識(shí)和新技術(shù)的動(dòng)力和精神,工作懈怠、服務(wù)態(tài)度差、技術(shù)水平低。因此,很多醫(yī)院寧愿選擇廠家或第三方維修公司,也不愿意多增加醫(yī)工人員。
3對(duì)策
(1)醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)要高度重視醫(yī)學(xué)工程技術(shù)工作。
醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到,很多醫(yī)療設(shè)備雖然都能使用,但是否符合國(guó)家規(guī)定的使用標(biāo)準(zhǔn),它的參數(shù)、功能等是否符合要求,僅僅靠出了故障找廠家或第三方公司維修,是解決不了所有問(wèn)題的,要想徹底解決只能靠醫(yī)院自己的醫(yī)工隊(duì)伍。因此,醫(yī)工人員理應(yīng)成為醫(yī)院建設(shè)中一支不容忽視的技術(shù)生力軍。醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)要重視部門建設(shè)、學(xué)科的發(fā)展和人員的培養(yǎng),盡快改變醫(yī)學(xué)工程技術(shù)落后的局面。要改變目前的局面,醫(yī)院應(yīng)該做好以下幾點(diǎn)工作:①配備足額的專業(yè)人員,使他們可以細(xì)化分工,實(shí)施精細(xì)化管理。在配備人員時(shí),要盡量選擇高學(xué)歷、高能力的醫(yī)學(xué)工程技術(shù)專業(yè)人員,同時(shí)要注重人員梯隊(duì)建設(shè)和培養(yǎng),不可急于求成;②加大資金投入,配備先進(jìn)的維修設(shè)備和質(zhì)控設(shè)備。要學(xué)會(huì)用質(zhì)量控制設(shè)備檢測(cè)日常使用的醫(yī)療設(shè)備參數(shù)、功能等是否符合規(guī)定的要求;③重視醫(yī)工人員的繼續(xù)教育和再培訓(xùn)。醫(yī)院應(yīng)將醫(yī)學(xué)工程技術(shù)做為一門專業(yè)學(xué)科來(lái)發(fā)展,使其享有同臨床醫(yī)技科室一樣的地位,在教育和培訓(xùn)方面與醫(yī)護(hù)人員一視同仁,給他們提供足夠的學(xué)習(xí)、進(jìn)修和參加各種專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)機(jī)會(huì),以提高醫(yī)工人員的技術(shù)水平和管理水平;④提高待遇,建立健全激勵(lì)機(jī)制。醫(yī)工人員服務(wù)于臨床,要求隨叫隨到并且快速準(zhǔn)確地解決問(wèn)題,技術(shù)含量高、工作壓力大,醫(yī)院應(yīng)該提高他們的收入,并在職稱晉升、人才使用與培養(yǎng)等方面予以照顧。同時(shí)通過(guò)崗位職責(zé)、勞動(dòng)績(jī)效、勞動(dòng)態(tài)度、技能等指標(biāo)對(duì)他們進(jìn)行動(dòng)態(tài)考核,并與待遇掛鉤,以加強(qiáng)工作責(zé)任心,充分調(diào)動(dòng)工作積極性。
(2)醫(yī)工人員要加強(qiáng)自身素質(zhì)修養(yǎng),提升在醫(yī)院中的地位。
所謂多場(chǎng)分布,就是指發(fā)酵生物反應(yīng)器中受到的多種物理因素影響,導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)、產(chǎn)物等在濃度和溫度上發(fā)生改變,從而對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生極大的影響,這些物理因素即為溫度分布、速度分布和濃度分布。以發(fā)酵液中的反應(yīng)為例,其反應(yīng)的最終結(jié)果都與這些多場(chǎng)分布因素有關(guān),如氧的傳質(zhì)速率、菌絲團(tuán)以及菌體的內(nèi)反應(yīng)組分傳質(zhì),還有固定化酶等等,都是主要的影響因素。在很多情況下,這些影響因素在影響反應(yīng)過(guò)程的同時(shí),還會(huì)起到主導(dǎo)反應(yīng)的作用,即為發(fā)酵罐內(nèi)反應(yīng)的控制環(huán)節(jié)。所以,在發(fā)酵罐中的各項(xiàng)反應(yīng)中,傳遞特性的作用十分關(guān)鍵,它的研究對(duì)于發(fā)酵罐內(nèi)化學(xué)工程的研究來(lái)說(shuō)具有良好的現(xiàn)實(shí)意義,并且為以后的發(fā)酵過(guò)程控制理論的完善奠定了基礎(chǔ)。
2乙醇提純工藝中所涉及的化學(xué)工程問(wèn)題
乙醇提純的主要工藝方法在進(jìn)行乙醇的發(fā)酵工藝時(shí),水是反應(yīng)中必須要產(chǎn)生的物質(zhì)之一,于是乙醇的提純工藝就落到了水與乙醇的分離工藝上。基于化學(xué)原理上分析,這種提純工藝可以采用精餾法,可以采用吸附法、共沸精餾、萃取精餾,也可以采用滲透氣化膜分離法等等。一般來(lái)說(shuō),乙醇在發(fā)酵液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%到12%之間,但是工業(yè)用乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)卻在90%以上,那么這就給乙醇的提純工藝提出了一定的挑戰(zhàn),采用傳統(tǒng)的精餾方法已經(jīng)無(wú)法滿足工業(yè)的要求。由此,可以將發(fā)酵液中的乙醇混合物分兩步進(jìn)行提純,首先,利用普通的精餾提純方法得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.4%的乙醇,然后再利用萃取、共沸、吸附等精餾方法得到高純度的工業(yè)乙醇。精餾這種乙醇提純方法已經(jīng)發(fā)展多年,其工藝與流程也比較成熟,然而在這種精餾過(guò)程中由于產(chǎn)生很高的熱量,造成的能耗很高,并且在此過(guò)程中對(duì)于回流的要求也越來(lái)越高,大大增加了精餾成本。綜上,在傳統(tǒng)的乙醇提純工藝上還具有很大的發(fā)展與創(chuàng)新空間,可以從設(shè)備配置、生產(chǎn)效率以及工程理論上進(jìn)一步研究,得出更適合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的有效方法。目前,這種工藝方法已經(jīng)有所突破,如分類與反應(yīng)過(guò)程耦合的方法,就是創(chuàng)新的代表。在燃料乙醇方面,乙醇的純化可以采用的方法為多塔精餾,同時(shí)結(jié)合向乙醇混合液中增加原有體系分離因子的萃取精餾等,也可以利用膜蒸發(fā)分離的辦法,其優(yōu)點(diǎn)是降低能耗,避免污染環(huán)境。此外,吸附的辦法在燃料乙醇純化工藝中還沒(méi)有很成熟的使用,需要進(jìn)一步的探討。現(xiàn)階段,燃料乙醇生產(chǎn)工藝的研究,主要集中于單一操作過(guò)程,如吸附脫水共沸物、滲透蒸發(fā)、萃取精餾等,將這些單一過(guò)程組合研究的文章不多。實(shí)際的燃料乙醇純化研究中,計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用開(kāi)始不斷增多,它在進(jìn)行不同單元組合的反應(yīng)規(guī)律研究上十分有利。此外人工智能方面在乙醇純化工程模擬中也有很多的應(yīng)用,對(duì)于條件限定后的每個(gè)單元操作以及分離流程耦合的篩選等都是工程模擬中的主要內(nèi)容。由此可見(jiàn),流程組合的研究已經(jīng)上升到計(jì)算機(jī)時(shí)代,不再需要傳統(tǒng)的憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行流程與工藝的確定了。
3生物發(fā)酵反應(yīng)與分離耦合反應(yīng)
就目前的燃料乙醇工藝研究而言,主要為基礎(chǔ)研究工作,如過(guò)程放大、生物反應(yīng)與分析過(guò)程耦合、流程創(chuàng)新、工藝流程創(chuàng)新等。生物發(fā)酵反應(yīng)與分離耦合。不是兩者的簡(jiǎn)單結(jié)合,而是一種流程耦合,屬于一種創(chuàng)新的技術(shù)和理論。如果化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后就可以直接得到產(chǎn)品,那么反應(yīng)過(guò)程就是相應(yīng)的過(guò)程,而在工程上所說(shuō)的反應(yīng)過(guò)程則是綜合性的過(guò)程,包括方法、設(shè)備以及問(wèn)題處理的過(guò)程。這其中形成了分離工程,利用能量與物質(zhì)的傳遞、化學(xué)反應(yīng)以及流體力學(xué)等相關(guān)知識(shí),由此說(shuō)明耦合問(wèn)題可以進(jìn)行,并且能夠完成相關(guān)問(wèn)題的解決,并且可以將生物發(fā)酵看作是耦合過(guò)程,用于提高發(fā)酵與分離效率,這種方法大大促進(jìn)了燃料乙醇工藝的發(fā)展。它利用了工藝改善,采用了創(chuàng)新的方法,實(shí)現(xiàn)了工藝過(guò)程最優(yōu)化,這是化學(xué)工程發(fā)展的最新契機(jī),多場(chǎng)耦合的研究意義重大,為未來(lái)的發(fā)展與進(jìn)步指明了方向。
4結(jié)語(yǔ)