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淺談依托課程特色培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)
論文關(guān)鍵詞：核算 工程觀念 工程素質(zhì)
論文摘要：以經(jīng)濟(jì)核算為主線，討論在制藥工程原理與設(shè)備課程的教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)從純理科課程學(xué)習(xí)向工科課程學(xué)習(xí)思路的轉(zhuǎn)變，為學(xué)生進(jìn)入中藥制藥企業(yè)奠定基礎(chǔ)，最終更好地為中藥制藥生產(chǎn)服務(wù)。
中藥制藥工程原理與設(shè)備是運(yùn)用化學(xué)工程學(xué)的原理與方法，研究與探討中藥制藥過(guò)程中從原料、半成品到成品進(jìn)行加工的過(guò)程與方法的一門(mén)課程。主要涉及的內(nèi)容為有關(guān)原料、半成品和成品的前處理與后處理的一些單元操作，例如流體輸送、過(guò)濾與沉降、傳熱與蒸發(fā)、蒸餾與干燥、粉碎篩分混合與成型加工等。本課程作為一門(mén)工科類(lèi)課程，與藥其他課程不同，在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)以課程所涉及的工程內(nèi)涵為重點(diǎn)，以過(guò)程的經(jīng)濟(jì)核算為主線，突出對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)。
中藥制藥過(guò)程的基本行為是在各個(gè)單元操作及整體工藝流程的物料與能量衡算、過(guò)程平衡與速率及經(jīng)濟(jì)核算等基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)的，在操作原理所限的平衡條件下，以經(jīng)濟(jì)核算為核心，通過(guò)衡算優(yōu)化工程的操作，提高工程過(guò)程的速率，因此只有把握住經(jīng)濟(jì)核算的主導(dǎo)作用，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)過(guò)程的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。
工業(yè)生產(chǎn)受外界因素的影響較大，諸如溫濕度、氣候變化等，因而具備相當(dāng)?shù)呐既恍裕瑥亩诠I(yè)生產(chǎn)中引人了一定的不確定因素，造成了工業(yè)生產(chǎn)的復(fù)雜性，與、化學(xué)等課程有著明顯的不同，因此需要在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)化工程理念，突出工程素質(zhì)的培養(yǎng)。
工程理念的形成、工程素質(zhì)的培養(yǎng)，從宏觀角度而言就是要樹(shù)立以經(jīng)濟(jì)核算為中心的思想。任何工業(yè)化問(wèn)題、工業(yè)生產(chǎn)的問(wèn)題歸根結(jié)底是為了創(chuàng)造更多更優(yōu)質(zhì)的新產(chǎn)品，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，從而使一個(gè)企業(yè)、一個(gè)行業(yè)、一個(gè)地區(qū)乃至一個(gè)國(guó)家進(jìn)入良性發(fā)展通道。
藥學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后，參與生產(chǎn)的是對(duì)產(chǎn)品要求更高的產(chǎn)品，工業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)過(guò)程都要求良好的設(shè)計(jì)和認(rèn)真的操作，而經(jīng)濟(jì)核算這樣的工程理念就是生產(chǎn)過(guò)程處于最優(yōu)化狀態(tài)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，而以經(jīng)濟(jì)核算為核心的工程理念作為一條主線隱含在教材的各個(gè)章節(jié)中。
一、經(jīng)濟(jì)核算是探索強(qiáng)化過(guò)程途徑的前提
中藥制藥工程原理與設(shè)備課程中各章節(jié)的劃分以不同的單元操作來(lái)界定，各個(gè)單元操作原理各不相同，近乎相互獨(dú)立，而各個(gè)原理直接關(guān)聯(lián)到實(shí)際操作過(guò)程中操作方法與操作步驟是否合理以及操作方法可否強(qiáng)化的問(wèn)題。例如，在傳熱過(guò)程中，基于傳熱速率方程式，有三方面強(qiáng)化傳熱的途徑，即提高傳熱面積、提高傳熱的平均溫度差和提高總對(duì)流傳熱系數(shù)；但是由于工程問(wèn)題的實(shí)踐性，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中具體采用哪種方法來(lái)實(shí)施過(guò)程的強(qiáng)化卻要以經(jīng)濟(jì)核算為前提。例如，以冷卻水冷卻一定流量的熱流體，一般條件下為降低熱流體的出口溫度，通常采用的方法是開(kāi)大冷卻水的閥門(mén)，加大冷卻水的流量，即提供較多的冷源提高冷卻水的流速，提高總對(duì)流傳熱系數(shù)從而最易實(shí)現(xiàn)操作目的；但是如果外界發(fā)生了變化，比如夏季，冷卻水的基礎(chǔ)溫度較高，此時(shí)即便加大冷卻水的流量，即冷卻水的閥門(mén)開(kāi)到最大也不能較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)熱流體出口溫度的降低。要解決問(wèn)題，或者提高換熱器的面積，換一個(gè)面積較大的換熱器；或者改造管路以提供更多的冷卻水，此時(shí)如何選擇就需要工程技術(shù)人員通過(guò)經(jīng)濟(jì)核算確定最終的方案。在課堂上，為學(xué)生講解這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，有學(xué)生提出：傳熱面積不足，可以減小原料液的流量，正常工作時(shí)間完不成生產(chǎn)任務(wù)可以加班工作。顯然，學(xué)生還不具備對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的宏觀概念，學(xué)生提議的生產(chǎn)模式將會(huì)提高生產(chǎn)，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的下降。
此外，在雙組分連續(xù)精餾操作過(guò)程中，回流比的選擇也基于設(shè)計(jì)費(fèi)用與操作費(fèi)用的總體考慮來(lái)確定；還有過(guò)濾操作、干燥操作都需要探討設(shè)計(jì)費(fèi)用、操作費(fèi)用與總費(fèi)用的關(guān)系來(lái)決定生產(chǎn)過(guò)程的合理性。由上可知，只有認(rèn)真進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，才能有針對(duì)性地選擇過(guò)程強(qiáng)化方法，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)效益的提升。
二、經(jīng)濟(jì)核算是操作設(shè)備更新發(fā)展的動(dòng)力
設(shè)備是實(shí)現(xiàn)各個(gè)單元操作的基石。隨著時(shí)代的進(jìn)步，科技的發(fā)展，操作設(shè)備也是在不斷更新?lián)Q代。在設(shè)備的發(fā)展過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)核算有著不可或缺的作用：蒸發(fā)器經(jīng)歷了由循環(huán)型到單程型的發(fā)展歷程，特別是循環(huán)型蒸發(fā)器的發(fā)展歷程，首先是列管式蒸發(fā)器的出現(xiàn)，它直接使用列管式換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)操作，但是由于被蒸發(fā)的流體處于靜止?fàn)顟B(tài)，帶來(lái)的結(jié)果是加熱時(shí)間長(zhǎng)、加熱不均勻、加熱管上易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象等，從而導(dǎo)致物料的損失，不利于生產(chǎn)目的的實(shí)現(xiàn)；而后發(fā)展出中央循環(huán)管式蒸發(fā)器、外加熱式蒸發(fā)器和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器等設(shè)備，這一系列的變化使得在蒸發(fā)器中被蒸發(fā)的液體流動(dòng)性加強(qiáng)，而直接導(dǎo)致的結(jié)果則是加熱管上產(chǎn)生的結(jié)垢現(xiàn)象減少了，處理高粘度、結(jié)晶性、熱敏性物料的可能性增加了，操作時(shí)間隨之下降的同時(shí)，蒸發(fā)的生產(chǎn)能力獲得了提高。再看干燥設(shè)備的發(fā)展，基于對(duì)流干燥原理的設(shè)備有水平氣流廂式干燥器、穿流氣流廂式干燥器、隧道式干燥器、帶式干燥器與流化床干燥器等，雖然這些設(shè)備當(dāng)前在同時(shí)使用，但從它們的發(fā)展情況上看，無(wú)一不是帶著比前一類(lèi)設(shè)備更好的干燥效果、更高的生產(chǎn)能力而出現(xiàn)的，這樣的結(jié)果從流化床干燥器自身的變化更易發(fā)現(xiàn)：比較單層圓筒形流化床干燥器(如圖1所示)與臥式多室流化床干燥器(如圖2所示)，從圖形可分析出這樣的不同：?jiǎn)螌訄A筒形流化床干燥器產(chǎn)品的干燥效果不如后者；單層圓筒形流化床干燥器由于設(shè)備體積較大一次性進(jìn)料較多，易引起溝流與死床等不正常操作。
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顯然，如果沒(méi)有效益作為風(fēng)向標(biāo)，新型的操作設(shè)備只能駐足不前，停留在試驗(yàn)階段。古人云：“熙熙攘攘，利來(lái)利往”，生產(chǎn)要求追求高的經(jīng)濟(jì)效益，因此任何一個(gè)單元操作設(shè)備的更新發(fā)展都離不開(kāi)經(jīng)濟(jì)核算的要求。
三、經(jīng)濟(jì)核算推動(dòng)新理論、新技術(shù)的出現(xiàn)
當(dāng)前，有很多新理論、新技術(shù)在應(yīng)用于制藥過(guò)程，諸如膜分離技術(shù)、固體分散技術(shù)、超微粉碎技術(shù)、分子蒸餾技術(shù)等等，新技術(shù)的產(chǎn)生固然離不開(kāi)新理論的出現(xiàn)，可是一個(gè)新的理論發(fā)展為一項(xiàng)新技術(shù)、新的單元操作卻需要工程手段與理論的結(jié)合，需要不斷的實(shí)踐，才能最終在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮作用。典型的實(shí)例就是精餾操作的原理：雙組分氣液的相平衡理論是精餾操作的理論基礎(chǔ)，但是僅有理論只會(huì)出現(xiàn)簡(jiǎn)單蒸餾與平衡蒸餾，而不是組分間高純度分離的精餾，回流這一工程手段的出現(xiàn)才最終實(shí)現(xiàn)了組分問(wèn)高純度分離。同樣現(xiàn)有的新技術(shù)能不能在中藥制藥生產(chǎn)中發(fā)揮作用還需要實(shí)踐的檢驗(yàn)，例如，已報(bào)道分子蒸餾技術(shù)成功分離出魚(yú)肝油、維生素E中的多種組份，而中藥中的微量多組份應(yīng)用分子蒸餾技術(shù)分離的報(bào)道并不多見(jiàn)。
綜上所述，在教學(xué)中時(shí)時(shí)把握住經(jīng)濟(jì)核算這條主線，給學(xué)生闡明工業(yè)生產(chǎn)是要?jiǎng)?chuàng)造效益才能進(jìn)一步發(fā)展的觀點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)通過(guò)驗(yàn)證型與設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，通過(guò)設(shè)備操作的物料衡算與能量衡算的演練，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，提高學(xué)生的工程素質(zhì)，為以后參加實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
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