化工制药论文范文

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第一篇：化工制药论文范文

“制药化工原理”在固体制剂技术中的应用

【摘要】制药化工原理是研究制药过程中单元操作的一门学科，为固体制剂的生产提供了理论指导。现以粉末混合、流化床制粒、片剂制备、粉针剂的冷淡干燥等关键单元操作为对象，将制药化工原理在固体制剂技术中的应用现状做一概述。

【关键词】制药化工原理、固体制剂

1.引言

近年来随着制药新技术、新辅料、新工艺、新设备的不断涌现，制药工业得到了快速发展。药品种类繁多，药品的生产过程复杂，从原料进厂到成品出厂，需要多次化学反应和物理操作。制药生产中，每个基本的物理操作被称为“单元操作”[1]。制药化工原理的目的是研究制药过程中的原理及设备，主要包括流体流动、传质、传热等方面，为解决制药生产中的实际问题和指导相关专业人员的学习提供理论基础。固体制剂包括散剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂等，在药物制剂中约占70%，是最常见的给药剂型[2]。本文以固体制剂生产中的混合、制粒、干燥、压片、冻干等操作单元为例，分析制药化工原理在固体制剂生产中的应用状况。

2.我国固体制剂技术发展现状

固体制剂指用药后能快速崩解或溶解的固态制剂，相比其他制剂，优点如下：物理、化学稳定性好；批量生产操作均匀，剂量准确；携带服用方便；生产成本低。早在《五十二病方》《黄帝内经》中固体制剂以丸、丹形式出现。随着技术的发展，人们对传统剂型进行挖掘和改进，将水泛丸改为浓缩丸、将粉末片改为浸膏片或半浸膏片、将颗粒剂改为胶囊剂或片剂等[2]。

固体制剂的发展，源于新辅料、新技术、新设备的出现。

主药、生产工艺、辅料都会影响制剂的质量。而绝大多数药物中，辅料含量远多于主药[3]。随着高分子聚合物、环糊精衍生物、速流乳糖、预胶化淀粉、微晶纤维素、纤维素衍生物、预混型辅料等出现，改善了固体制剂的流动性、可压性、可溶性、稳定性[4]，极大丰富和提升了药品加工业水平。另外，制药新技术如包合技术、固体分散技术、微型包囊技术等，制药新工艺如冻干粉针、直接压片、薄膜包衣、流化干燥等，新型制药设备如流态化造粒机、多冲旋转压片机、全自动高校包衣机、全自动胶囊填充机、洗灌烘联动生产线等不断改进，使固体制剂得到飞速发展，主要体现在新型制剂的开发，如速崩片、分散片、口腔速崩片、速溶片等速释片；缓释胶囊、缓释片、胃内滞留片等缓释片；渗透泵型控释系统、脉冲式释药系统、自调式释药系统等控释固体制剂；微囊、脂质体等靶向固体制剂。

目前，以片剂为代表的固体制剂在临床应用上处于主导地位。国内固体制剂研究基础比较薄弱，多借鉴化学药品的理论及技术，尚未形成自己的特色。随着今后跨学科、跨国际的交流合作，我国固体制剂必将进一步发展。

3.“制药化工原理”应用

制药化工原理在药品生产中应用广泛。如液体的输送、热交换、吸收、精馏、蒸发等；药粉的粉碎、混合、制粒、压片、输送、灌装、冻干等。对于流体的输送，有时需借用泵或风机提供能量，提高流体的相对压力。对于氢气、蒸汽等的运输，有时需提高气体的压力来克服输送过程中的阻力。传热现象在药品生产中常见，根据传热机制将传热分为热传导、热对流、热辐射。如在反应器的蛇管内，通入热蒸汽或冷水，进行热交换；用于颗粒粉碎的连续式双筒振动磨，主要结构上带有冷却或加热夹套，可防止温度变化影响药物质量；气流粉碎机运用压缩空气或过热蒸汽为动力，气体在喷嘴处膨胀而造成较低温度，对于热敏性药物起到冷却作用；药物提纯过程中的蒸发、结晶、蒸馏、干燥、冷冻等过程都伴随着传热；生产中的加热炉、设备外壁和部分管路等，常包以绝热层，以防止与外界进行热交换。

3.1 粉末混合

粉末混合是固体制剂生产过程中的一个重要单元，产品的同质性取决于各组分混合的均匀度[5]。影响混合的因素很多，如粉末的物理特征，其中包括密度、形状、大小、表面性能、内聚力、流动性等。设备因素包括混合设备的结构，搅拌桨的设计，操作参数。混合物的配方也会影响混合的质量。

粉末混合过程中，伴随着传热。在许多混合设备中都配有搅拌桨强化混合，当粉末混合时，由于颗粒间、颗粒与壁面或搅拌桨之间，发生碰撞、摩擦等机械作用，产生热量。由于存在温度梯度，热量在相互接触的颗粒，颗粒与壁面间传递，传热量的大小取决于颗粒和壁面的热物理性质、间隙、颗粒的形状、温度梯度、接触面积、接触时间等。针对大多混合设备，容器的外面可设夹套进行冷却或加热。

Isabel Figueroa[6]等运用热粒子动力学研究转鼓中颗粒的运动，发现传热依赖于颗粒物质的运动，转鼓转动或搅拌器搅拌使颗粒运动，当颗粒接触到冷或热的表面，产生一定的温度梯度，即发生热传导。当转鼓运动慢时，颗粒所受剪切力小，颗粒运动较少，混合效率低，但是颗粒受到多方位长时间的接触，较多的应力施加在颗粒上，颗粒与颗粒之间热传导效率高。随着转鼓转速增加，如果装载量少，颗粒所受剪切力增加，颗粒运动剧烈，摩擦产热较多，但由于颗粒的快速运动，接触时间变短，热传导率下降；若装载量过多，颗粒会以团块形式随转鼓运动，颗粒间的碰撞摩擦变少，产热较少，但由于颗粒间接触时间长，且接触面积稳定，热传导率较大。

另外，混合能够均衡鼓内温度。转鼓内的混合分为轴向和径向两种，轴向混合主要起扩散作用，径向混合更快、更复杂。填充量及转速对径向混合影响较大，径向运动中更容易实现颗粒分离，因此径向混合对转鼓内传热影响更大。

3.2 流化床制粒

制粒分为湿法制粒、干法制粒和流化床制粒，流化床制粒又称一步制粒。湿法制粒先将物料与水混合，在造粒机内造粒，之后在干燥机内干燥去湿。该过程有固液多相混合及湿颗粒的干燥，其中干燥是一个典型的传质传热过程。干法制粒将药粉经压片、粉碎、过筛等物理过程，制成密度大的颗粒。粉碎过程诱导传热，过筛过程与液体制剂生产过程中的过滤原理相同。流化床制粒是目前研究最多的，在制粒、包衣、干燥过程中起重要作用。该法与喷雾干燥制粒相比，成品颗粒密度大，消耗的溶剂和能量少；与高剪切制粒相比，该过程温和无损伤，成品粒度分布窄。流化床制粒突出的优点是实现气流中的固体颗粒流态化，保证传质传热同时进行，但此过程是相当复杂。

Tawatchai等[7]研究气流速度、温度、雾化空气压力对流化床的影响。发现粘结剂给料速度加快会导致大颗粒的产生，原因在于先喷出的粘结剂液滴尚未蒸发，后续粘结剂又将颗粒粘附，产生更大颗粒，即“滚雪球”机制。流化气流速度增加，不仅会加速粘结剂液滴蒸发，高速气流产生的湍流（动荡）还会加快颗粒表面磨损。若增大粘结剂的雾化压力，液滴尺寸减小，液滴与颗粒碰撞机率减小，成品颗粒变小。

Papiya Roy等[8]研究表明气流以气泡形式穿过流化床，热气流会引起床层温度升高。粘合剂液滴中水分蒸发又导致床层温度降低。随着床层内水分减少，蒸发冷却的影响减弱，床层温度随着持续进来的热气流温度增加，最终跟进气口气温达到平衡。床层温度会影响颗粒的最终尺寸和水分蒸发，温度过高，颗粒干燥太快速，容易堵塞在柱上。另外，粘结剂对颗粒的润湿作用，会受液滴和颗粒之间的传热控，液桥的形成，颗粒间的内聚力，液桥间的内聚力都会影响传热，造成颗粒团聚、尺寸不均匀等现象。

3.3 片剂制备

片剂是由粉末压制而成，主要供口服之用，其剂量准确，携带方便，分为制粒后压片和直接压片。中国药典对片剂的重量差异、含量均匀度等作了具体规定。因此，制粒后压片，对颗粒的均匀度要求较高，而直接压片工艺，对粉末的流动性、可压性和释放性要求较高。

制粒压片多采用湿法制粒压片。湿颗粒的干燥伴随着传质传热，但干燥易出现“迁移”现象，导致片剂成分不均匀。颗粒表面的水分蒸发时，颗粒内外产生湿度差，一些水溶性溶液也随着水分不断地扩散到颗粒外表面，产生水溶性成分的迁移。因此，最终的干颗粒的外表面可溶性成分会偏高，这种现象在片剂中含有色素时极为明显，如“色斑”现象。压片过程易出现粘冲现象，对颗粒含水量的控制也至关重要，通常将颗粒水分含量控制在1%以下，并采用预热冲头，或采用热颗粒压片，以减少相对温湿度。

粉末直接压片操作简单，是近年来压片工艺研究的重点，但该法对粉末的流动性要求很高，大多压片机通过强迫加料器，提高粉末的流动性。杨小娟[9]等运用CFD软件分析强迫加料器出口质量流量、体积分数、速度分布等流场信息，其数值模拟中设置强迫加料器入口为速度入口，出口设置为压力出口，叶片表面设置为固体壁面。由于强迫加料器叶轮转速较低，根据雷诺数判断为层流，粘性方程默认为层流，模型选择欧拉两相流模型。最终数值模拟与实验结果吻合，反应了强迫加料器中气固两相流流动真实情况。

自六十年代起，压片中产热、传热现象引起了学界的关注，出现了许多分析方法及理论模型[J，K，L，M]。Mark T. DeCrosta等采用热敏电阻并结合热力学分析压片过程的温度，发现冲头对粉末施压时，粉末聚团，温度逐渐上升。当冲头压力移除后，温度逐渐下降。Gerard R. Klinzing等采用有限元法模拟了胶囊状片剂压片过程中温度变化，总结了粉末压片过程中的几种产热方式及热传导。压片过程中，热量来源于颗粒间的摩擦、颗粒与冲模的摩擦、颗粒的塑性变形。热传导发生在颗粒与冲模、冲床和冲模之间，传热量受材料的导热性、接触面积影响。模拟结果与红外摄像机测得温度规律基本吻合，粉末温度峰值发生在压片结束时，冲头停止压片，温度开始降低。压片时冲头压力越高，温度越高，且高温多分布在近模壁处。大部分机械力转化为热能发生在压片即将结束的最后15%-20%，最终约90%的热量消散在冲模上，10%消散在粉末中，其中片剂与模具间的传热降温速度最快。

3.4 粉针剂的冷冻干燥

冷冻干燥是将湿物料或溶液在低温下冻结成固态，然后在真空下将所含水分直接升华为气态而失水的过程。多数药品是热敏性的，为防止药物预热变性，减少不稳定成分的损失，延长药物的保质期，制药企业多将药物制成冻干粉针剂。冷冻干燥过程主要包括预冻、一次干燥（升华干燥）、二次干燥（解吸干燥），这都是十分复杂的传质传热过程。预冻阶段，温度低于共熔点10-20℃，温度高了会导致产品不完全冻结，升华时易膨胀起泡；温度太低会降低冻干产品的活性，并消耗大量能量。一次干燥阶段，占总含水量90%以上的自由水吸热升华成水蒸气，此过程中外界需对物料不断加热，以弥补升华吸收的热量，其中加热方式采用隔板导热加热或辐射加热，保证传质传热的顺利进行。二次干燥对温度和冻干室的真空度要求更高。首先是高温下结合水吸热解吸变为自由水，游离的自由水再吸热蒸发成水蒸气。因此，二次干燥需要的热量为解吸热和蒸发热之和。冻干结束后，水分含量均控制在5%以下。

近年来，冷冻干燥技术也逐渐被用于其他固体制剂的生产。冷冻速溶片可在数秒内溶解，生物利用度高，服用时不需用水辅助吞咽，适用于吞咽困难者及卧床、老幼病人用药。[T]冻干法制备的口崩片崩解迅速、对消化道的刺激作用小，可避免药品因高温而变质。由于冻干品含水量低，微生物不易生长繁殖，也方便储存。

4.结语

固体制剂生产历经许多单元操作，如粉碎、混合、制粒、压片、干燥等，制药化工原理作为最基本的理论指导，解决了固体制剂生产中的传质、传热、流体流动等问题，为药厂生产和相关专业人员学习提供了方便。随着新技术、新辅料、新设备、新工艺的不断涌现，深入挖掘已有固体制剂的生产操作、探索新型固体制剂的操作原理是今后研究的方向。

参考文献：

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[4] 何蔚，任麒，沈慧凤.固体制剂用新辅料的开发[J].中国医药工业志，2006，37（12）：844-848.

[5] 吴芳芳.固体制剂和混合物的含量均匀度研究[J].医药工业计，2005，26（4）：17-21.

[6] Isabel Figueroa，Watson L. Vargas，Joseph J. McCarthy. Mixing and heat conduction in rotating tumblers[J]. Chemical Engineering Science，2010，65 1045-1054.

[7] Tawatchai Charinpanitkul，Wiwut Tanthapanichakoon，Poj Kulvanich. Granulation and tabletization of pharmaceutical lactose granules prepared by a top-sprayed fluidized bed granulator[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2008，14：661-666.

[8] Papiya Roy，Rajesh Khanna，Duvvuri Subbarao. Granulation time in fluidized bed granulators[J]. Powder Technology，2010，199：95–99.

[9] 杨小娟. 压片机强迫加料器叶轮转速对充填影响的研究[D]. 上海：上海理工大学，2011

作者：陈岚 刘阳 蕴辉

第二篇：化工与制药企业安全管理实践策略

摘要：随着现代经济水平的快速提升，推动了化工与制药行业的高速发展，各类企业在良好的经济形势下迅速崛起，发展规模逐渐壮大，为我国经济增长做出了重要的贡献。但是化工与制药企业生产过程中的安全管理问题日益受到行业关注，由于化工与制药生产流程比较特殊，涉及化工危险工艺类内容，所以保证生产过程的安全是非常重要的，化工与制药企业要重视安全管理，从实践中凸显出安全管理的重要性。本文从化工与制药企业生产安全管理的重要意义进行研究，结合生产中可能存在的一些普遍性问题，具体分析化工与制药企业安全管理实践对策。

关键词：化工与制药企业;安全管理;危险源

引言：化工与制药企业生产的过程中多数伴随着高压、高温、易燃易爆或强酸强碱腐蚀性等特点，危险系数较高，所以化工与制药企业要做好安全管理方面的工作，高度重视日常生产中的安全生产管理，准确把握实际生产中的各项技术和管理措施，深入研究适合化工与制药企业应用的安全管理实践策略。因为化工与制药企业的生产存在一定的不确定性与不可预知性，所以其中存在的一些隐患是可以预先判断出来的，企业通过以往的安全管理经验，针对这些危险源进行有效的管理，就能够降低安全事故的发生几率，维持化工与制药企业的生产安全，将安全管理体系作为防范危险的保障。

一、化工与制药企业安全管理的现实意义

(一)树立良好的企业形象

化工与制药企业安全生产标准化的建设可以让企业的生产过程得到有效的安全保障，企业上下落实安全生产的要求，也是保证产品质保量的根本，能够帮助企业树立良好的内外形象，进一步降低企业的运营成本，提高企业经营利润，帮助企业树立良好的社会形象，可以对公众形成正面的高度认知。反之，如果化工与制药企业在生产中安全事故频发，不仅会损害企业和社会公共利益，还会影响人们的生命安全，如果能够预先对危险源加以防范，确保生产安全，可以使企业的形象长期处于正面[1]。

(二)有效的预防生产风险

化工与制药企业建立的标准化管理体系能够帮助企业有效的规避生产风险，促使企业在经营中得到长久发展，标准化的建设帮助企业识别重大风险，严格控制这些风险并及时的加以排查和处理，充分发挥预警机制的作用，使企业在经营组织生产活动中，各级管理者能够对生产中的每一个环节严格的控制，最大程度的降低生产中的各类风险和事故隐患。如果生产过程中出现事故，无论事故大小都会影响企业的经济效益和社会形象，做好企业的安全管理有益于企业的长久发展。

二、化工与制药企业安全管理的常见问题

(一)设计缺乏合理性

化工与制药企业在生产产品时会根据产品特点来制定生产方案，在实际勘察中可以发现，部分规模较小的企业在设计生产线时容易因为设计不合理，而导致后续生产中产生不同程度的生产安全问题，或是因为设计人员的技术或经验不足，或是因为产品对工艺的要求条件较高等等，可能会使设计存在较大的安全隐患或漏洞，都可能导致后续生产发生安全事故[2]。

(二)人为操作不当

化工与制药企业发生安全事故的主要原因与人为操作不当有很大关系，因为化工与制药行业属于高危行业，规范生产流程是非常必要的，但是因为许多从事一线生產的人员文化水平不高，专业技术水平偏低，或者未经严格正规的岗前培训，就可能导致生产中存在错误操作。比如化工与制药生产中较为普遍的仪器设备操作就可能会导致化学物质倾倒破损泄漏，极易造成火灾、爆炸或伤人事故。

(三)设备带病运行

化工与制药生产对设备的依赖性较强，部分企业的设备因为长期运行、日常维护工作不到位等，出现老化等问题，有些企业考虑到维护设备的经济因素，会坚持使用已经老化的设备，导致部分设备处于带病作业的状态，即便是设备已经出现异常、存在跑冒滴漏的迹象，也不及时更换和维修，为生产带来严重的安全隐患，极易导致发生安全事故。

(四)生产要素不达标

化工与制药生产中包含多方面安全因素，比如生产技术是否过关、人员的安全意识是否重视，常见的物料与设备腐蚀问题都会引发生产过程中的安全事故，而且产品的原料及辅料可能会存在一定的腐蚀性，设备在高温状态下也容易出现金属疲劳，种种生产要素如果没有达到合格的生产标准，就容易引发安全事故[3]。

三、化工与制药企业安全管理实践的有效对策

(一)改进传统安全生产管理模式

国家相关部门提倡的化工与制药安全生产管理模式要以人为本，传统的管理模式中则以生产经验为基础，属于辅助型的生产管理方式。不同类型的化工与制药企业所开展的管理工作应该具有针对性，按照产品的特性做出有序的划分以后，转变传统的化工与制药安全生产管理方式，在传统管理的基础上有所创新。比如，化工与制药企业可以用鼓励与奖励并存的方式，调动生产人员上报危险及隐患，因为一线的生产员工是直接接触生产和生产设备的人，会在第一时间内发现生产及设备的问题，以往基层员工可能会有“事不关己高高挂起”的态度，所以一些安全隐患被习惯性掩盖了，如果化工与制药企业以鼓励的态度让员工将发现的问题上报，员工的顾虑就会被消除，那么企业就等同于拥有了无数双发现生产隐患的眼睛，完善企业在安全管理中的不足之处，形成良好的安全生产管理发展形势。

(二)完善化工安全生产管理制度

化工与制药企业在完善化工安全生产管理制度时，要以国家相关部门制定的管理条例为基础，结合企业内部的运行情况，对安全生产管理的现状做出责任划分，将每个生产环境中的安全比重予以细化分析，之后企业的管理者要根据责任划分的情况完善企业内部的安全生产管理责任制度，修订完善制度中的不足之处，将各项要求认真落落实。以往企业的安全生产管理可能会存在制度要求不到位的情况，但在新的管理模式中，企业的管理工作必须要责任清晰，各级管理者重视自身工作的完成情况，根据企业发展方向确立与企业相符的生产管理体系，对现有的安全生产管理办法做出完善，严格管理化工与制药的生产流程与生产工艺，如果需要更改生产工艺，还要对新的生产工艺做出全面充分的分析与研究[4]。

(三)合理计划设备资金投入比例

化工与制药企业发生安全事故可能存在设备老化的因素，所以要想保证生产的安全性，就需要将设备安全管理纳入日常工作中，对原有的设备维修、更换做出管理，严禁设备存在带病作业的情况，加大对生产设备的维护保养力度，最大限度的提升安全管理的质量。部分企业因为生产规模较小，所以资金投入的力度有限，管理者要对设备资金投入比例进行管理，合理分配设备资金。同时企业还要注重人才培养工作，拿出部分资金用于组织人员培训活动，提升一线生产中操作人员的技术能力，避免错误操作行为的出现，明确各岗位的安全生产职责，让企业内部人人都能够重视安全生产，人人都有安全生产的意识，从人员本身出发建立完善的管理体系。

结束语：化工与制药企业的发展迎合了社会经济大幅增长的趋势，企业也要更加重视生产过程中的安全管理工作，建立起完善的安全生产管理制度，是保证化工与制药企业长远发展的重要条件，所以企业应当在原有的管理模式上加以完善和优化，建立起符合企本业发展、生产特点的安全生产管理制度，要求各级管理者在管理工作中将管理内容落实下去，为一线的生产人员解读企业的安全管理条例，使化工与制药生产始终处于安全运行的环境中。

参考文献：

[1]李丽平.化工制药工艺优化策略[J].化工设计通讯，2020，46(04)：223-224.

作者：史兆勇

第三篇：工作过程导向的制药类化工原理教学改革与实践

摘要:本文从课程内容整合、项目化教学和课程教学三方面,探讨了制药类化工原理课程改革与实践。

关键词:工作过程导 化工原理

中国高等职业教育经过20多年的实践和建设,无论是学校数目还是在校生的数量都有了飞速的增加,已经发展成为一种重要的教育类型,成为我国高等教育发展中必须依靠的一支重要力量[1]。但在发展进程中,高等职业教育也面临着发展速度过快,内涵建设乏力,教育教学理念、培养规格、课程建设、师资队伍建设等方面的一些问题,已成为制约高职院校向高品质发展的瓶颈。国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010年至2020年)中指出:“把提高质量作为重点。以服务为宗旨,以就业为导向,推进教育教学改革”。教育部2006年第16号文件《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》强调:“加大课程建设与改革的力度,增强学生的职业能力”。

化工原理是我校化学制药专业一门重要的专业基础课,是解决原料药生产过程中动量、质量和热量传递问题的重要知识基础,涉及到生产过程中各种单元操作和设备,是联系基础课与专业课之间的桥梁。长期以来,有关化工原理课程的教学与改革历来都深受学者们重视,相关的教改成果更是层出不穷。但是,仔细研究这些成果,不难看出,多数成果仍然偏重于传统的化工知识,缺乏与具体专业间的密切联系,造成了学生学习兴趣低,理论知识难以掌握,工程实际应用能力差,难以适应制药企业岗位需要的尴尬局面[2]。我们在领会文件精神的基础上,结合学校实际,确定了把工学结合的人才培养模式作为化工原理课程建设与改革的切入点来进行探讨。

1 基于制药行业岗位工作过程的分析,整合课程内容

我校为优化师资结构,打造“双师型”教师队伍,强化新进专任教师行业、企业工作经历,派遣年青专业教师利用寒暑假期时间去企业挂职锻炼,并及时获取企业岗位设置所须的专业知识和操作技能,融入到日常的教学内容中,对教学计划作相应的调整。考虑到原料药生产过程所涉及到的化工单元操作与大化工生产相比,规模和范围要小的多,因此我们在教学内容的安排上不能与化工工艺类专业类同,必须要有侧重点,偏向于制药行业的特点。我们选用陆美娟、张浩勤主编的化工原理(第二版)为教材,对教学大纲的课时分配作了较大的调整。依照高职院校“理论必需、够用为度”的原则,将理论课时量由04级前的84学时缩减为现在的68学时,而且受当时办学条件所致,没有开设相应的实践课程。为提高学生对理论知识的巩固和掌握,加深学生的感性认识,提高理论与实践结合的能力,开设了流体流动阻力、离心泵特性曲线、过滤常数、给热系数测定、精馏实验和干燥实验等6个化工原理仿真实验。学生普遍认为,仿真实验教学能够大大提高实验的预习效果和实验内容的掌握程度;学生可从繁重的数据处理工作中解脱出来后,有更多的时间去思考、分析和讨论实验的现象和结论;因而增强了学习的主动性和自主性。在传统实验教学条件下,是无法达到这样的效果的。

2 基于学生职业发展能力,课程项目化教学

《化工原理》项目化教学,是以项目为载体、以工作任务为中心来选择、组织课程内容,并以完成工作任务为主要学习方式的课程模式,培养学生的工程观点,提升理论知识在工程实际中应用的能力。其目的在于加强课程内容与工作之间的相关性,整合理论与实践,提高学生职业能力培养的效率[3,4]。由于课时紧的关系,更由于还处于初级摸索阶段,化工原理上册安排二个项目化教学,离心泵安装计算与选型和换热器的选型计算,下册安排二个项目化教学,即吸收和精馏的计算设计。项目化教学通常是安排在一个单元讲解完后,作为学生的一个课外作业进行的。以单元操作中的精馏操作为例,首先设置学习情境——某制药企业7m3/h的40%乙醇-水混合液回收处理系统。学生分成若干组,每组选出组长,以组为单位对精馏操作进行研究和实施。组织学生按以下步骤进行任务实施。

2.1 乙醇-水混合液回收处理的初步方案确定

组织学生正确查用常用的工程计算图表、手册等,获取相应的物性数据;并选择合理的蒸馏方法和设备,如板式塔等,并编制乙醇-水混合液分离的初步方案。

2.2 乙醇-水混合液回收处理的工艺条件确定

要让学生意识到,工程计算这步是关键,直接影响到此套精馏系统能否正常运行和完成生产任务。培养学生计算过程务必要仔细认真,养成良好的工程习惯。首先根据生产任务确定原料进料量、馏出液量、塔顶组成和塔釜组成;通过全塔物料衡算和操作线方程、最小回流比以及理论塔板数的计算,从而确定最适宜回流比和精馏塔有效塔高与塔径。

2.3 乙醇-水混合液回收处理操作规程的确定

通过上步的设计计算结果和查阅相关影像资料,初步编制乙醇-水混合液分离操作规程。并确定精馏操作流程和工艺条件的。

2.4 乙醇-水混合液精馏操作

在老师的指导和帮助下,组织学生实施精馏塔的开、停车操作,并保持塔内汽液相稳定;根据产品质量要求调节并控制适宜的回流比;准确控制塔釜重组分出料,维持全塔物料的平衡;根据塔釜、塔顶和灵敏板温度,判断精馏过程的实时情况和跟踪取样操作。

在以上每步工作任务的驱使下,使学生掌握完成任务所需的支撑知识和技能,激发学习兴趣,培养成工程观点,最终达到本单元操作的项目化教学的目的。

3 培养学生工程素养,课程教学贴近生产

兴趣是最好的老师,如在教学过程中让学生对这门课程产生浓厚的兴趣,改变学生被动接受知识的局面,学生的主观能动性才能提高,才会取得好的教学效果和学习成果。课程讲解当中把生活事例和书本知识联系起来是个很好的办法。例如:由农田浇灌引入离心泵工作原理;由用水处理液氨泄漏事例引出吸收操作的原理等;通过把这些生活中常见的事例引入到授课过程中,增强了课堂的趣味性,提高了学生的学习兴趣,通过情境迁移,理解制药生产过程中单元操作的基本原理,从而在教学过程中实现了教师授课和学生学习的双赢。

多媒体技术集文字、图形图像、动画等各种信息传输手段为一体,具有很强的真实感和表现力,可以激发学生的学习兴趣,将原本枯燥的教学过程变成生动活泼的教学方式,使学生自然地进入积极的思维状态[5]。例如在讲解分子扩散和对流传质中,利用传统的实验根本无法向学生直观地演示等摩尔反向扩散和单各扩散,但可利用计算机显示的动画效果,将整个物理过程通过模拟方法予以表达,增加感性认识。

总之,经过几年来对我校化学制药专业化工原理课程的项目化教学改革和探索,结合现代化教学手段,为化工原理课程改革拓宽了思路,成为工学结合的突破点。既提高了学生分析问题和解决问题的能力,又有利于学生工程素质的培养,使学生对于今后从事制药工程行业有较强的环境适应能力。

参考文献

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作者：史海波 赵海