生物干燥技术范文10篇

生物干燥技术范文篇1

关键词：规模化养殖；畜禽；粪污处置技术；现状

随着构建生态环保产业发展体系呼声的加强，社会对养殖业的污染问题也格外重视。以往分散性的养殖场逐渐退出市场，取而代之的是大规模化养殖场。越来越多无法及时处理的粪便不但占用了大量的土地，还带来了很多生态破坏问题，养殖污染成为阻碍现代畜牧业发展的重要因素。

1规模化养殖业粪污处理现状

畜禽养殖业会对生态环境带来严重的污染，例如粪便污染、周边水质污染、药物残留污染、空气污染等，粪便所产生的恶臭气体不但会给人们带来巨大的不适感，发挥的有害气体还会污染空气，造成人体健康的损害。同时排放的粪污会导致水体富营养化，水体溶解氧量下降，最终会污染土壤、地下水资源，造成水质恶化，衍生出各种病原微生物。当前粪污处置工作主要面临以下问题：

1.1养殖场建设不规范

为了促进畜牧业的发展，很多地方在推进贷款服务，同时制定了一些占地、安电、打井、修路等优惠补助措施，鼓励农民建设养殖场。而农民建设养殖场，由于缺乏专业知识与技术，过分追求经济效益而将养殖场设置在公路附近，并且所建立的养殖场没有经过科学规划与设计，距离村庄、水源较近，容易污染水道。粪便处理区、养殖区与生活区紧挨在一起，而又没有建设污水沉淀池、防渗漏的粪便堆积发酵场所。

1.2粪污排泄总量较大

国内规模化养殖场总量逐年增加，畜禽饲养量也在不断增加，这就会产生大量的粪便和垃圾，如果不及时清理，任意堆放必然会危害到周围的水质。

1.3粪污处理技术落后

现阶段很多地区所采取的处置方式都是分散堆积发酵，由于发酵的程度不同，随意堆积的粪便也不宜直接用于施肥，易出现肥力不足的问题。禽畜粪用作农田肥力的比重严重不足，粪便乱堆乱排现象越来越普遍。乡村所设立的生物发酵床、沼气池、废料处理场尚未完全普及，给粪污处理工作带来较大难题。畜禽养殖场的粪污处理应当满足减量化、无害化、资源化的原则，要从管头抓起，综合处置，有效减少排放量。同时要将粪便与其他垃圾分开，用少量水资源清洗养殖场，严格按照畜禽规模化养殖污染防治条例进行处置，有效利用粪污中的有机物及营养元素，经过发酵处理形成有机肥料，实现资源的科学利用。

2规模化畜禽养殖业粪污处置技术

2.1干燥处理技术

规模化养殖场中常见的干燥处理技术包括腐熟法、干燥法、生物好氧高温发酵法。（1）腐熟法是较为传统的粪污处置技术，一般用于养殖场地较为平台宽阔、且远离人口密集区的环境，并且粪便中没有任何菌种，经过自然界的微生物发酵便能降解粪便中的有机物，为土壤提供良好的肥料。采取这种处置技术不但能够控制处置成本，还能节省人力，就近取材。但这种方法并不适用于工厂化养殖和城郊养殖场。（2）干燥法是对粪污进行干燥处置，又被分为自然干燥与人工干燥。前者更为便捷，且不需要大规模资金的投入，只要有足够的场地即可，但受外界环境的变化影响较大，只适合农村小规模养殖场。后者是利用热能来进行干燥，大大缩短了时间，能够将粪污中的水份干燥到18%以下，虽然不受气候的影响但会消耗较多的能量，容易发挥有毒气体，因此普及率不高。（3）生物好氧高温发酵法是当前运用最为广泛的，利用好氧微生物的分节作用对粪污进行处理，同时可以减少有毒气体的排放，杀死粪污中的病原微生物，有效达到了粪污无害化处理目标，且可以用于大规模养殖场，技术运行成本低。

2.2无害化处理技术

固体类粪污可采用条垛式、机械强化槽式和密闭仓式堆肥等技术加以处理，属于无害化处置技术。（1）条垛式堆肥技术的要点是要确保发酵温度达到45℃以上，且发酵时间不得少于15d。（2）机械强化槽式和密闭仓式堆肥技术要点是确保发酵温度达到50℃以上且发酵时间不少于1周。液体类粪污处理则可以选择沼气发酵、高效厌氧发酵等处理技术，经过此技术处理后的沉淀物、上清液能够用于农田种植，避免二次污染。要结合土地承载能力控制使用量。除了加强粪污处置技术的应用，还要完善处理设备，全面改造建设雨污分流、暗沟布设的污水收集输送系统，加强养殖场配套建设，如储粪场和污水储存池。在贮存池周围设置围栏，以免发生安全事故。

参考文献

[1]许文志，等.中国畜禽粪污处理利用现状及对策探讨[J].中国农学通报，2017(23).

[2]欧崇跃.规模化猪场粪污治理存在问题及措施[J].畜牧兽医科学(电子版)，2019(20).

生物干燥技术范文篇2

中药药性的发挥与其有效成分的溶出速度有关，而要想加快溶出速度，必须强化药物粉碎度。近年来，包括超声粉碎、超低温粉碎技术在内的超微细粉化粉碎技术得到了广泛的发展，这种技术极大地改进了传统的粉碎工艺，提高了药材细胞的破壁率。这种技术的适应性极为广泛，对大多数药材均有效，有助于药材中有效成分的溶出，使得药效的发挥更为迅速。特别是超低温粉碎技术，严格控制了粉碎过程的温度，这样对中药生物活性物质起到了保护作用。在选择粉碎技术时，要综合考虑药材的特性，比如糖分较大粘性较大的药材，适合使用串料法；含油较多的药材适合采用串油法；水飞法适合珍珠等粉碎过程；热可塑性的物料适合采用低温粉碎。

二、浸提技术

近年来，许多浸提技术纷纷涌现出来，大大地提高了中药制剂的质量，如酶法提取、半仿生提取、加压逆流提取、超声提取、旋流提取、超临界流体萃取等等。酶法提取是利用酶分解的原理去除一些中药制剂中的淀粉、蛋白质等杂志。酶反应较为温和地实现植物组织分解，而且由于酶的专一性，这种提取发可以很好地使得一些脂溶性或者难溶于水或者不溶于水的有效成分转移到水溶性的苷糖中。半仿生提取适合一些消化道给药的中药制剂，其实质就是模拟胃肠道的环境，以一定酸碱度的酸水提取药粉，再以一定酸碱度的碱水提取，通过控制最佳的酸碱度和选择合适的工艺参数，来达到优选目的。超声提取主要是通过超声波增加分子运动速度和频率，最终提高哑无溶出次数和溶出速度。

三、分离纯化技术

分离技术主要有离心分离、沉降分离、过滤分离等等，兼职主要可以采用离子交换、盐析法、结晶法、酸碱法等等。随着技术的不断进步和发展，许多新的分离纯化技术纷纷涌现，如大孔树脂吸附、高速离心、絮凝沉淀、超滤、分子蒸馏技术等等。絮凝沉淀一般通过添加絮凝沉淀剂沉淀杂质，从而达到精制目的。超滤的实质是利用膜的选择性，加以筛分，达到分离纯化脱盐等作用效果。高速离心主要是通过高速运转的离心机，通过提高离线加速度、沉降速度和重力加速度去除药液中的杂质沉淀。分子蒸馏营造低温真空环境实现分离纯化，比较适用于一些低热敏的物料。大孔吸附树脂技术其实就是利用有机高聚物吸附来实现药物成分的分离纯化。在提取和精制过程中，有时需要用到多种工艺联合使用，可以更好地实现分离纯化效果。

四、浓缩及干燥技术

喷雾干燥的速度比较快，适合用于液态物料和一些热敏性物料，通过喷雾干燥获得药剂产品质量稳定而且易于溶解。冷冻干燥主要通过低温脱水原理来实现物料的干燥的，这种技术的干燥环境是低温和真空环境的，对于不耐热的物料具有极大的适用性。近年来,对膏状物料和粘稠物料干燥的研究取得了较大进展,流态化技术、喷射技术、惰性载体技术,则是在此研究基础上发展起来的。旋转闪蒸干燥机、热喷射气流干燥机、惰性载体干燥机均适合热敏性物料和膏状物料的干燥。这些新的研究成果用于中药制剂生产,将大大改善中药加工的技术水平,提高生产效率。

五、制粒技术

流化床制粒技术制粒过程相对较为封闭，这样可以有效避免一些交叉污染，使得药剂品质有了大幅提高。而且这种制粒技术的特点就是涉及的辅料较少，制得的颗粒形态均匀流动性良好。

六、包衣技术

包衣主要包括糖衣、药物衣、薄膜衣等。糖衣的主要材料是蔗糖，主要作用就是掩盖苦味，防潮作用，还可以起到美化外观，方便吞食的作用。薄膜衣的主要材料是一些高分子聚合物，近年来，这种技术发展十分迅速，甚至有代替传统糖衣的趋势，因为这种技术的生产周期更短，所用的包衣生产材料也较少，生成的药物易崩解。包衣技术是重要的制药技术之一，可以改善药物易吸湿和易霉变的缺点。传统的包衣材料多为小肠溶解和胃部溶解，现在的包衣材料有了新的发展，大肠和结肠溶解已经成功实现。一般是通过控制包衣材料的PH来控制药剂的崩解部位，也可以控制膜的神柔性，实现药物不同部位的缓解释放。

七、固体分散技术

固体分散技术指药物以微粒、微晶或分子状态等均匀分散在某一固态载体中的体系。水溶性和亲水性很强的物质常作为固态分散物载体,以增加一些难溶性药物的溶解度和溶解速率,增加药物口服后的生物利用度。药物在载体中分散的状态分为简单低共熔混合物、固溶物、偏晶体、玻璃态固溶体和分子复合物等。常用于增溶作用的载体有水溶性聚合物,如PVP、.PEG等;水溶性小分子化合物,如糖类物质蔗糖、葡萄糖等;有机酸类物质构栋酸、唬拍酸等`;其它亲水性辅料,如改性淀粉、微晶纤维素等。

八、生物技术在中药现代化中的应用

生物干燥技术范文篇3

在《意见》颁布以后，东营市希望加大对地方畜禽养殖业的管理力度，目前已经完成了2017年粪污处理利用技术模式全面建成的小目标，且规模化畜禽养殖场的粪污处理设施装备配套率也已经超过75%。接下来的目标就是要在2020年构建完成畜禽养殖废弃物资源化利用制度与种养循环发展机制，保证全市畜禽粪污的处理利用效率达到90%以上，粪污污水处理利用效率达到60%以上，综合利用效率达到80%以上，初步形成全市畜禽粪污基本全量处理利用与农牧循环大格局。

二、东营市畜禽养殖业粪污处理的常规方法

当前东营市畜禽养殖业在粪污处理方面会利用以下两种常规方法。1、干燥处理法东营市在粪污处理方面常采用干燥处理法，该方法还包括了自然干燥法、膨化干燥法以及高温快速干燥法。自然干燥法主要将新鲜粪便进行翻动并自然烘干，该方法虽然成本消耗最小，但污染严重，只能用于小规模操作，不适宜大规模畜禽养殖场。膨化干燥法主要利用干燥间对畜禽粪便进行机械设备化搅拌，再实施气体蒸发处理，最后运送到低温室脱水（将水分降低到13%以下），实现除臭灭菌后长期保存备用。不过该方法耗能、成本消耗偏大，而且在粪污处理过程中容易产生废气。高温快速干燥法采用500℃高温加热，然后除臭灭菌快速干燥，该方法会消耗粪便中的大量养分，经该方法处理后的粪便不适合转化为复合肥再利用。2、生物处理法生物处理法是目前东营市在畜禽粪污处理方面相对科学的方法之一，对畜禽粪便进行生物菌剂接种，利用微生物快速分解粪便中的有机质成分，并通过高温法为粪便堆料升温，杀死粪便中所寄生的大量虫卵和病菌，保证粪便能够充分释放氮、磷、钾有效成分，这对后期转化为优质有机复合肥很有利[1]。

三、东营市畜禽养殖业粪污的资源化利用技术

为了合理利用粪污资源，提升处理价值，东营市也专门致力于研发粪污资源化利用技术，主要将畜禽粪便转化为沼气以及化肥。1、粪污处理转化生产沼气东营市通过沼气制造技术，将畜禽粪污置于一定的温湿度、酸碱度与碳氮条件作用下，畜禽粪便厌氧发酵，产生甲烷等可燃气体。产生的沼气主要应用于当地的养殖场农业用电，剩余的沼液、沼渣可用于农田施肥，基本实现了对于畜禽粪便的全面综合有效利用。在标准化养殖场，则要优先切断污染源，在避免二次污染的前提条件下进行粪便处理与沼气制作，它的资源化利用技术流程如下：污水搅拌稀释—自然沉淀—清理大颗粒杂质—厌氧发酵处理—气水分离—脱硫塔处理—贮气增压—发电机房沼气利用[2]2、粪污处理转化生产有机肥目前通过粪污处理转化生产有机肥是东营市的一大资源化有效利用技术，主要处理大型规模化养猪场、养牛场的猪粪牛粪。因为这些粪便水分较多，所以要采用固液分离干清粪的技术工艺来进行处理，即基于“固液分离+二级厌氧+好氧处理的”综合化污水处理设计。首先，废水产生以后要通过细格栅井来除掉废水中存在的漂浮物，避免漂浮物堵塞水泵以及曝气装置。随后采用离心排污泵对粪污进行固液分离，去除粪便残渣。固液分离后要将废水排入到调节池中，通过调节池配合AE厌氧罐对粪便进行厌氧发酵，并将沉积的污泥部分利用斜板沉淀池来实施最后转化。将转化后的粪便废水送往第二调节池，利用UASB反应器来实施粪污三相分离，制作沼气。将原料充分搅拌后进行快速发酵，利用厌氧反应器（保证有机负荷在3kg•COD/m3•d），再配合好氧池进行沼气转化和脱水处理，最后将粪便与沉淀池脱水污泥转化为有机肥[3]。

四、结语

除上述两点资源化利用技术以外，东营市还在实践中应用到了原料储存技术与环保型粪污处理技术，主要用于生产有机肥和燃料，同时它也可以被转化为饲料二次利用，具有很高的经济效益。由此可见，畜禽养殖业处理粪污并构建资源化利用技术有相当高的产业价值与市场价值，值得在未来进一步深化研究实践与应用推广。

参考文献

[1]孙芳芳.畜禽养殖业粪污处理及资源化利用[J].中国畜禽种业，2015，11(2):35-36.

[2]李林，付沿东.浅谈标准化养殖场粪污处理与综合利用技术[J].山东畜牧兽医，2017，38(5):36-37.

生物干燥技术范文篇4

由于城市污水和工业污水收集率的提高和污水处理效率的改进（如化学法除磷可使污泥量增加30%），使得在世界范围内污泥总量急剧增加。

土地应用仍是污泥处置中可持续发展的一条出路，主要取决于如下因素：

碳和营养物的回用；

周围有无农业用地及其距离；

低投入和运行花费；

严格的法律规定和控制程序以保证污泥安全和有肥效。

然而，根据实际情况或当地规定，污泥生产者在土地应用前不得不进行高级，更昂贵的处理以满足进一步的要求，如堆肥、高温消化处理或高温消毒。

但是，很大一部分污泥因为显而易见的原因不能用于农业，如微污染物、病菌超标或缺乏肥效、距离太远等等。有时也可能由于公众的不信任而不被接受。这样，污泥或被填埋或通过高温氧化硝毁。

2污泥处理的可持续性战略

在进行任何技术研究之前，应先对公众是否接受进行评估。即使是从技术、成本和环境影响方面来讲都是最好的处理方法，也可能由于没有很好的向公众进行解释而遭到否定。不管最终处理方法是什么，能确定的是将来的处理应是安全、环保（保护人和动植物）并且应当增值（物质和／或能源的回收）。为了这些目的，污泥处理应减小污泥体积，改进污泥质量，减少有害物的排放。

本文将简介一些重要工艺，以满足运营者的需要，并且其中涉及到其他技术或法规约束问题。

2.1土地应用的可持续发展战略

为一个先决条件，污泥至少应当是稳定的，在实际运行上即是要求没有臭味。当地或将来的法律可能要求会更高：污泥可能被要求消毒／巴氏除菌。消毒要求达到一个强制的目标：病原体如肠道病毒、伤寒菌、线虫、寄生虫卵等在处理后的样品中应当检测不到。

生物处理。利用生物工艺处理挥发性污泥。如厌氧消化（AD）、自养好氧消化（ATAD）工艺。

化学处理。抑制腐败挥发性有机物的降解。如酸性亚硝酸盐SAPHYRTM工艺。

物理处理。抑制腐败挥发性有机物的降解。如污泥焚烧。

这些工艺大部分都有稳定和消毒，但是消毒的程度取决于一些参数如HRT（水力停留时间）或化学投加量。

显然热氧化工艺远远超出了污泥稳定、消毒和巴氏消毒的要求。因为有机物被完全或几乎完全消解。

污泥的生物稳定

液态（浓缩后）：消化

我们最熟悉的是传统的污泥处理方法——消化，它可以减少产泥量。无论好氧或厌氧，它都涉及到很多的能量。目前多数较大的处理厂或地区污泥中心都是采用该种方法，此种工艺在数量上还是领先的。同时，其他一些操作或在消化前或在消化后，也提供了强化的处理能力。

附着态污泥（脱水后）：堆肥

堆肥是现有的唯一可以把污泥从废物变成产品的工艺，并被很多严格规定或标准认可。因为污泥变成一种新产品，容易操作（可堆积）而无味，消毒良好并且较干燥。这种工艺越来越流行。另一方面，由于它不减少最终的体积，需要很大的占地面积和较多人员。而且，为了满足新规定中（临时EU标准或EPAA级）关于消毒和气味的要求，与传统的“粗糙”工艺如曝气静态堆相比，需要更先进的工艺如“搅拌式反应廊道”，它影响最终的运行费用。

这个工艺主要是通过一个移动的轮子搅拌并推动混合物，同时鼓风机在曝气，加速的生物降解产生一个均匀的泥堆。总的停留时间可以减小到2周，消毒效果非常好。

污泥的化学稳定。污泥的化学稳定主要是通过一个投加装置对待稳定污泥投加化学药剂，以防止发酵和气味。大计量投加可使病原体衰减。这种工艺一般投资便宜并且容易操作。但是，泥量不会减少，并且运行费用较高。

这两种工艺不相互排斥，填埋土地的性质决定着工艺的选用：如果土壤是酸性的，则可以选择加石灰，但如果土壤是碱性的，则SAPHYRTM工艺可能更适合，因为它操作简单，运行费用省。污泥的物理稳定——加热干燥。加热干燥主要是通过热驱动力除去剩余的自由水和键连接水。根据加热的媒介的不同，加热干燥可分为两可分为两种：一种是气态在高温和湍流状态下流过干燥器（直接加热），一种是用加热液体（通常是蒸汽或加压的水）传递热量给污泥，通过干燥器的加热壁（间接干燥）。加热干燥的目的是使到达下游的污泥具有焚烧的热持续性（一般30～35%）或者是容易处理和储存的干燥污泥（60%）。如果要达到长时间的稳定（几个月），干固体含量应达到90%或更多（最终干燥），而且颗粒的状态也是容易操作使用的（包括农田应用）。另一个最终干燥的优点是它可以方便的面对各种最终的处理方法，如农田应用、焚烧后用于水泥生产、或城市垃圾焚烧。它的缺点：第一是运行费用高，尤其是能源消耗，一般在热干燥中，每蒸发一吨水需要3400MJ的热量。但在脱水步骤中，除去一吨水只要6MJ（电能）；第二需要较多工作人员来清除死角中的粉末以防止火灾。

2.2可持续性热氧化战略

焚烧。流化床焚烧炉（FBF）就工艺性能来讲，被证明是焚烧污泥最好的方法（湍流方式，燃烧后高达850度的温度）。而且它运行可靠（在炉内没有转动部分）。在40年的时间里，威望迪公司已经在全世界范围内建造了几十座流化床焚烧炉（如欧盟、俄罗斯、土耳其）。

通常，在稳定状态不需要添加额外的燃料，热平衡的持续性是可以达到的。如果污泥的热值LCV太低（如低挥发性固体和/或固体含量），尾气/气热交换器应该足够大以增加风室的温度。如果达不到（如延时曝气的污泥含20%DS），则需要在前面加热干燥。

关于干灰的处置，对于没有工业污染的纯市政污泥，重金属不是问题。因为灰是以氧化物形式存在，他们渗透性不强，所以可以回用作水泥，用于工业和道路建设。

最后的副产物是酸步骤的清除。由于重金属的污染，他们只能填埋在特殊的地方，但数量很小。

与城市固体废物共同焚烧。为了减少投资，城市垃圾和市政污泥通常用一个焚烧炉。通常，一个人口当量每天产生150～250克的脱水后粘性污泥和1～3公斤的垃圾。根据焚烧炉的设计，可以通过10～25%（泥／垃圾）的粘性污泥来控制炉子的温度。为了达到最优化的燃烧，并且不会由于未燃烧的有机污泥污染熟料,可以用处理能力为1m3/h的PyromixTM设备，通过压缩空气把污泥转成滴状污泥。实际上，这种运行方式只有在污水厂离城市垃圾焚烧炉较近时有利，否则处理运输的费用将很高。此时污泥只在系统需要时作为控制流使用。

湿式空气氧化法。威望迪水务系统研发的ATHOSTM设备在“中性”温度（240度）和压力（45巴）条件下被证明是高效的。80%的总COD被氧化，剩下20%是可溶的和高度可生物降解的。不需要后续脱水步骤，废气没有毒性，固体矿物副产品包含重金属是以一种不可渗透形式存在的。它们可以用于道路建设。而且液态部分，含有可生物降解的COD，可以很方便的用作污水厂的反硝化的碳源。

污泥中的有机氮先降解成可溶性的氨。这些氨，部分被吹脱后通过催化反应转换成氮气进入大气。

结论

激烈的竞争、严格的规范和环境保护的需要要求不断开发新的工艺或用更为有效的工艺。对一个具体的项目，通过对工艺的合理选用可以满足用户的要求，需要考虑的是该工艺要能保护环境，造福于人，要能优化物质和能源的回收利用，以达到可持续性的发展的目的。

论文关键词：污泥；处理；工艺；分析

论文摘要：作为一个先决条件，污泥至少应当是稳定的，在实际运行上即是要求没有臭味。当地或将来的法律可能要求会更高：污泥可能被要求消毒／巴氏除菌。消毒要求达到一个强制的目标：病原体如肠道病毒、伤寒菌、线虫、寄生虫卵等在处理后的样品中应当检测不到。

生物干燥技术范文篇5

关键词:科研成果;教学内容;创新实践

著名物理学家密立根曾说:“科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验，有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在前面，但只有两条腿才能前进。”其实对高等教育的发展来说，何尝不也是要靠“教学”和“科研”两条腿来走路，只有这两条腿相辅相成，一起向前，才能推动高等教育的发展。因为教学和科研是高等院校工作中不可分割的两个方面［1］。教学工作是给学生讲授已知的成熟的知识，目前的教学工作已经融合了各种有效的教学手段如翻转课堂、慕课(MOOC)、微课等。通过有效的教学方式把已有的知识讲解明了，使学生对相关知识体系和相应的知识点能把握整体，明了细节，以达到学通、学懂、学会的目的，同时培养学生用已学知识解决实际问题能力，做到学有所用，学为所用;科学研究则是引导学生运用一些科学思维、科学实验、科学方法对未知领域的探索研究，重在培养学生分析解决未知领域问题的科学思维和能力。教学和科研是互相融合、互相促进的关系，正如德国著名学者雅斯贝尔斯所言，尤其重要的是教学要以研究成果为内容，因此教学与研究并重是大学的首要原则［2］。物理学是一门以实验为基础的学科，物理学的实验思想、方法和技术是各学科科学实验的基础，所以物理实验教学是培养创新人才必不可少的组成部分，对学生科学思维、科学实验、科学方法的养成具有重要作用。当前物理学科的迅速发展对物理实验课程的教学提出了新的要求，因此，物理实验内容需要进一步拓展并与最新的科研成果接轨，使最新的科研成果及现代科技渗透到传统的物理实验课程内容之中，将科研成果拓展、融入物理实验课程教学内容之中，激发学生学习物理的兴趣，培养学生创新能力和创新意识，以及用科学思维、科学实验、科学方法解决未知问题能力，这将有助于提高学生综合应用知识的能力、掌握进行科学实验的基本方法，以适应新时代学生的发展要求。为此，近些年，课题组开始将一些科研成果拓展为大学物理实验教学内容，进行系列研究与实践。这方面的教学改革主要从以下两方面入手。

1在课堂教学中引入最新科学发展前沿内容

大学物理实验中，有些题目比较经典，一直延续了几十年，学生认为这些题目知识比较陈旧，对这些题目的学习兴趣不高。其实可以换个角度考虑问题，因为大学物理实验大部分题目是针对经典物理学中的一些知识内容所设计，不管的物理实验题目多么陈旧，总是可以把实验内容与最新的科学发展前沿领域相联系。既可以让学生觉得实验是有意义的，又可以让学生领略科学研究的进展。

1．1磁场分布测量实验中引入科学发展前沿内容

在磁场分布测量实验中，给学生介绍我国在合肥建立的强磁场国家中心，特别是强磁场在生物医学中的应用，这就是大家在大学物理实验中认识的磁场的魅力之一。还可以给同学们介绍我国的东方超环，简称EAST。该实验装置是用来实现可控核聚变的。核聚变的燃料是氘和氚，要发生可控制的核聚变反应需要超高温和超高压。大约需要1亿摄氏度。而在如此高的温度下任何固体容器都会化为灰烬。而用来约束这些高温高压的等离子体的物质就是磁场。2016年我国宣布，在全球首次实现了稳定的101．2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，等离子体温度达到5000万℃，创造了新的世界纪录，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。这是大学物理实验中认识的磁场的又一魅力。

1．2在组合干涉仪实验和固体线膨胀系数测定实验中引入科学发展前沿内容

在组合干涉仪实验或固体线膨胀系数测定的实验中，用到了迈克尔逊干涉仪，迈克尔逊本人也因为这一贡献获得了1907年的诺贝尔物理学奖。2017年，三位来自美国的引力波研究专家雷纳·韦斯、基普·索恩以及巴里·巴里什荣膺当年诺贝尔物理学奖的殊荣，以表彰他们对激光干涉引力波天文台(LIGO)和观测引力波所做出的决定性贡献。LIGO是laserinterferometergravitationalwaveobserv-atory的缩写，是借助于激光干涉仪来聆听来自宇宙深处引力波的大型研究仪器。截至目前，LIGO由两个干涉仪组成，每一个都带有两个4千米长的臂并组成L型，它们分别位于相距3000千米的美国南海岸Livingston和美国西北海岸Hanford。每个臂由直径为1．2米的真空钢管组成。换句话说，LIGO就是一个放大版的迈克尔逊干涉仪。1916年，爱因斯坦提出了广义相对论，他认为任何有质量的物体加速运动都会对周围的时空产生作用，这个作用就是以引力波的形式发生的。三位美国物理学家也因利用改进后放大版的迈克尔逊干涉仪探测到了引力波，从而证明了100年前爱因斯坦广义相对论的正确性。爱因斯坦和他的广义相对论，同学们都是熟悉的，引入这样的科学发展前沿内容可以引起学生对这两个实验题目的兴趣和好奇，而好奇可以推动学生理解背后原理。

1．3在熵和热机实验中引入科学发展前沿

在热机效率实验中，熵的概念比较抽象难懂，引入了美国宾夕法尼亚大学物理和天文系的几位科学家合作的一个有趣的实验。实验结果在物理学的顶级期刊《物理评论快报》上发表。科学家先将一个直径只有0．474微米“大球”放入梨形容器里。通过长时间多次光学摄影观察，发现到这个大球可以出现在这个容器中任何一处。接下来，又将很多的更小的球(0．084微米)放了进去。这时候，从摄影照片看，大球基本上只能待在边上了。这个结果是如何发生的呢?其实，这样的结果是由于熵力(entropy)的作用。熵是表征体系自由度的一个物理量。容器中的大球、小球都在不停地做随机运动，同时小球也在不停地从各个方向撞击着大球。每一时刻，大球在不同方向上受到的小球撞击一般来说是不一样多的(因为容器是有限大小的)，大球就会因为受力的不同而向某个方向运动。当大球碰到了容器壁的时候，阴影部分面积就减小了，因为大球周围的阴影部分和容器壁的阴影部分面积有了重叠。这说明，小球可以去的地方就变大了一些。那么体系的自由度也就变大了。物理规律说一个封闭的体系总是要趋向于熵最大，也就是熵增加原理，这说明封闭体系更喜欢自由度大的情况。这样一来，大球由于受这个规律的制约就跑到容器边缘上待着。经过教师这样讲解，同学们对熵增加原理就有了较深体会和认识，也增加了大学物理实验的趣味性。

2将高压电晕电场与生物质相互作用引入物理实验课程

近年来，课题组共承担3项有关高压电场与生物质相互作用的国家自然科学基金项目和5项内蒙古自治区自然科学基金项目。同时还承担2项有关科研与教学促进方面的内蒙古工业大学教学改革项目。在这些项目基金的资助下，教学改革取得了一些成果，在近年将高压电晕电场与生物质相互作用研究取得的系列成果转化为《物理兴趣与创新实验》选修课及《大学生创新实验》课程的一个教学内容，以构建具有综合物理及生物学知识、强化实验技能训练和将基础知识运用于科技前沿研究特点的实验教学模式。这样不仅使教学内容更加新颖，而且也使学生消除了对科研的神秘感，提高了学习积极性，开阔了思路，培养了创新意识。

2．1将电场干燥技术拓展为物理实验教学内容

高压电场干燥技术［又称为Electrohydrodynamic(EHD)干燥］是一种新型的干燥技术，它是通过将被干燥物料放在下极板上，然后给上极板(平板、针状、线状等不同形状82的电极)加一定幅度的直流或交流高电压，在两电极间形成电晕电场实现物料干燥。日本的浅川1976年就发现了“浅川效应”，即在高压电场下，水的蒸发变得十分活跃，施加电压后水的蒸发速度加快，并认为电场消耗的能量很小［3］。但一直到了20世纪80年代末期这个现象才受到重视，人们逐渐研究起来，并且放到了一个新兴学科里面———电流体动力学［Electrohydrodynamic(EHD)］。本文作者丁昌江教授通过高压电场干燥技术对多种物料进行研究，发现高压电场干燥不但干燥速度快，而且具有能耗低、不污染环境、干燥均匀、物料不升温、还可杀灭细菌的优点，并能很好的保存物料的有效成分［4］。与对流干燥和冷冻干燥相比，该技术具有设备设计简单、造价低、运行费用低等优点［5］。拓展的物理实验教学内容为:对高压电场干燥枸杞过程当中的一些参数(如电压参数、干燥速度、含水量、电极形状等)进行比较细致、系统地统计，得到比较全面地枸杞在高压电场中的干燥特性数据;对干燥后枸杞干制品的一些指标(如颜色、收缩率、复水率等)进行测定，对干制品的品质进行分析，及不同电压参数下品质的比较，找到品质和电压之间的规律。同时，让学生对高压电场干燥技术机制有初步的了解，并鼓励学生探索其他机理解释。

2．2将分析电晕放电产生的低温等离子诊断拓展为物理实验教学内容

高压电晕电场是指能产生局部电晕放电的电场。在非均匀电场中，电极的尖端处电力线最集中，电场强度也最大。当加上高压后，由于空气游离会在电极附近产生局部放电———电晕放电。近年来，这一技术被拓展应运于生物诱变及转基因［6-9］。近期课题组又申请了专利，国家专利局已授权实用新型专利。多针-板电晕电场可以产生电晕放电，而电晕放电可以使空气电离产生较多低温等离子体，这些等离子体由OH、H2O2、O、N+、N2+、O2-等自由基、活性原子和正负离子组成，这些低温等离子体在电场作用下会被加速而形成离子风，进而与处于电场的物质发生相互作用。作者认为，正是电晕放电才引起生物诱变，所以对电晕放电产生的等离子体进行诊断，揭示不同电场参数下电晕电场中产生的低温等离子体的各种参数，电晕放电所产生的低温等离子体对高压电晕电场诱变效应的贡献率。拓展的物理实验教学内容为:用发射光谱仪测量不同放电时间、不同电压、不同电极间距、不同环境湿度下针板电晕电场所产生等离子体中的物种成分、空间分布、粒子相对密度等多种重要参数，进而让学生了解处于此种电场中的生物体受电晕放电所产生的低温等离子体的影响程度。

3结论

生物干燥技术范文篇6

关键词:药物;冻干工艺;设计;优化

近年来随科学技术的发展，药物处理技术逐渐完善，药物经过处理之后可提升药物保存时间，确保药物不变质，能够在规定时间内发挥其作用。药物冻干工艺是药物处理的关键技术，药物进行冻干之后通常会呈现多孔形状，便于长时间保存，同时能够进行水分重新吸收，利于恢复药物活性，因此，在口服以及速溶药物中冻干技术具有广泛的应用，并且在固体蛋白质以及药物包埋体脂质体制备中冻干技术的应用范围较广。20世纪80年代，人们不断扩大药物需求量，因此药物冻干技术获得快速发展，并且在药物冻干损伤、保护机制方面获得一定成就。由于药物冻干工艺本身涉及多项学科内容，在实际应用过程中还存在很多问题，在本研究中，主要以注射用美拉唑钠这种冻干剂作为研究对象，阐述其药物冻干工艺流程方法。

1药物冻干工艺

从其概念上来看，药物冻干工艺是指能够稳定进行物质干燥的过程，在这一过程中药物溶液会结晶，形成相关结构之后，通过深化解析将溶液数量减小至无法维持生物生长或化学反应的程度。针对药物采用冻干工艺其能够保留原有的理化性质、生理活性，降低药物有效成分损失，并且冻干药物制剂通常具有多孔和疏松结构，能够使药物快速恢复其活性以及水分。冻干制剂含有较低水量，利于长期保存，因此药物冻干工艺是药物干燥的有效方法，在采用药物冻干过程中需要满足下列条件:第一，药物固化时其温度应当介于设备允许范围内;第二，药物崩解温度也需要处于设备允许范围内;第三，水结晶度应当高于0．5。

2药物冻干工艺原理及特点分析

药物冻干工艺主要是指处于较低温度条件下进行药物溶液冻结，之后在真空下进行升华和干燥处理，去除药物溶液的冰晶之后需要进行后续化学解析干燥过程，以去除多余的结合水。在这一过程中需要按照下列步骤完成:第一，提前准备好相关药物;第二，预冻;第三，进行药物升华干燥;第四，第二次解析干燥;第五，进行药物密封保存。按照上述步骤完成相应的药物冻干，能够使药物在室温条件下长期避光保存。在药物使用时可加入适当溶剂使其溶解，即能够使药物恢复原有状态，相比其他更多方式来说，药物冻干工艺具有显著优势，具体体现于以下几点:第一，在冻干药物之前需要进行药液分装，能够确保药剂剂量准确;第二，在处于较低温度条件下能够有效保存药物热敏物质;第三，在处于低压条件下通过冻干技术能够使药物避免出现氧化和变质问题，同时还能够有效抑制药物中的细菌生长，起到有效抑菌效果;第四，药物冻干过程中冻结会形成一定疏松结构，干燥之后可使药物恢复原有颜色、形状;第五，冻干药物具有良好复水性，能够快速进行吸水并恢复原有形态;第六，冻干药物可彻底脱水，其药物中含水量相对较低，能够实现长期运输保存。虽然药物冻干工艺具有上述优点，然而该技术需要较长的干燥时间且干燥效率低，冻干设备投资成本高，在整个冻干过程中存在一定能耗等问题，需要对药物冻干技术进行工艺优化改进，以更好地促进药物冻干技术的发展。

3药物冻干技术在制药工艺的应用及优化

(1)药物制备环节。通常在制药之前药物准备工序是重要环节，在制药过程中影响药品冻干因素较多，具体包括:药液原有的生物活性、制作中的共溶点、准备药液固液比例，因此在制药之前需要检查各个事项并进行实验分析，更好地提升在制药加工过程中药品的药效，能够尽可能降低干扰率。(2)药液预冻环节。在制药过程中药液预冻也是整个药物冻干技术的关键环节，可通过预冻将药液自由水以及雾化结合水实现固化，确保药品结构不会被破坏，并且能够在长时间内确保药物的稳定性、活性。如果预冻失败会使药品冰冻不牢固，进而在预冻过程中药品所形成的冰晶大小、形状均会受到影响，对于后续升华干燥以及解吸干燥来说影响也是比较大的，最终会影响整个药品质量。现有的药液预冻技术包括两种方式:第一，全域过冷结晶;第二为定向结晶。全域过冷结晶是指将药液全部装入某个容器实现冻结，定向结晶是将药液部分装入容器进行冻结，两种方法冻结条件相同，但冷冻速率不同。全域冻结中包含快速和慢速冻结两种方法，快速冻结的药品会存在较小冰晶，且不会出现浓缩现象，但是会存在不完全冻结的问题，而对于慢速冻结药品其会产生较大冰晶，虽不会出现不完全冻结现象，但会出现浓缩。相比全域过冷结晶来说，采用定向结晶进行药品冻干其冻干速度较快，然而在具体操作过程中要求工作人员具有较高技术水平。预冻环节过程中影响药液预冻的因素较多，包括未有效控制温度，退火操作不正确以及在药液冰结过程中存在水溶质效应或机械效应等。因此，基于预冻条件基础上对于企业来说，还需要强化药业玻璃化冻结设置，能够在冻结中正确使用药剂产品保护剂，及时合理调整温度进而确保最终药品质量。(3)升华干燥。在药物冻干技术中干燥包括两个过程:第一，升华干燥;第二，解析干燥。在解析干燥之前需要经过升华干燥，主要是去除药品在预冻环节中形成的自由水，而解析干燥主要是全部去除升华干燥剩余的结合水。升华干燥之前需要将经过预冻之后的药料置于冻干箱中，启动冷冻干燥器中泵装置，主要是为补水器以及干燥箱提供对应真空度，此外加热使药料冰晶升华达到相应的热度。在药料升华时，如果真空度过高或者过低均会影响热度，传导效率以及输送情况，没有合理控制温度将会影响药料升华效率速度，因此在药料升华过程中，应当使其真空度保持10～30帕，加热板温度应当控制在零下10℃到10℃之间，补水器温度应当低于零下4℃。在关注其真空度以及温度的过程中，还需要注意共溶点，冻干机的性能，加热板温度等，同时注意药料放置厚度，应当使其均匀铺放在加热板上、在升华过程中为防止药品升华干燥不成功，其需要实时观察和调控升华干燥时影响药品升华的各项因素。(4)解析干燥。在升华干燥之后需要经过药物解析，干燥主要是去除经升华之后药品残留水分，完成升华干燥之后药品仍然会存在10%结构水，或者在药品中残留部分物化结合水，需要通过解析的过程实现药物干燥以彻底去除残存的结构水。在解析之前需要提高加热板温度，药品温度控制应当在良好调控加热板调试，控制箱真空度等多种环节进行把握，同时应当将控制箱的温度保持在10～30帕，在解析完成前两小时需要调试冻干箱真空度，使其持续维持在2～3帕，该真空度应当持续维持，最终完成解析。解析干燥效果成败影响因素较多，包括解析时间共溶点，雾化结合水比例，机器性能，冻干箱真空度等。(5)密封保存。完成冷冻干燥之后需要进行药品密封保存，其也是整个药物冻干工艺的重要环节，经过冻干之后药品保留原有生物活性，因此如何选择合适的密封保存方式是十分重要的。作为制药企业来说应当引起高度重视，在密封装置设计过程中需要考虑实用性，药品稳定性，确保在规定时间内保证药品质量，并且结合具体冻干药品性状、装置，在最后操作时需要按照有关规范流程进行。

4注射用美拉唑钠冻干粉

美拉唑是瑞典合成的苯苯米唑衍生物，也是新型抗消炎性溃疡药物，能够有选择性抑制胃壁细胞H-kATP酶，更好的抑制胃酸分泌。目前该药物主要用于十二指肠溃疡，胃溃疡等多种疾病的治疗。注射剂是临床常用剂型，具有快速药效，能够有效降低胃肠道黏膜刺激性，避免口服进行的首过效应等，而注射剂冻干粉针剂易于储存，运输，能够确保无菌无热源。在本研究中主要针对注射用美拉唑钠40毫克冻干粉针剂的处方设计及优化进行分析。(1)溶剂确定，可参照国家药品标准对美拉唑钠的原料性质，通过资料查阅其能够在水中易溶，在乙醇甲醛略溶，不溶于乙醚。经过实验之后，40毫克美拉唑钠能够在0．5毫升无菌水中溶解，并且放置多日不析出，加入填充剂，使其制备成冻干粉针剂，重新溶解之后，PH介于10．1～11．1之间，利于人体静脉注射。因此采用无菌注射用水作为溶剂是满足药物制剂需求的，可将其作为溶剂最佳方案。(2)冻干体积的确定，在确定冻干体积时应当在可溶解主要的基础上易于冻干成型，通过实验40毫克美拉唑钠可在0．5毫升注射用水中溶解，同时需要加入填充剂，为确保溶解且使其易于形成冻干制剂，因此选择2毫升冻干体积。(3)筛选填充剂，填充剂能够使制剂易于冻干，并且保持良好外形、机械强度，在本研究中分别选择右旋糖苷以及甘露醇分别考察样品含水量、机械强度、溶解性和成型性，选出最佳填充剂，具体效果如表1所示:根据该表可以发现选择甘露醇作为药物冻干填充剂，在药物成型性、溶解性等方面较为理想，而其指标是与右旋酐糖作为填充剂基本一致的，因此最终选择甘露醇作为填充剂。(4)甘露醇的用量确定，通过实验确定甘露醇为填充剂，后续进行用量确定，由于用量不同会影响产品机械强度、溶解度、含水量、成型性，因此在工工艺优化中选择每瓶0．1克和0．5克用量进行测试，分别考察冻干品不同指标以确定最佳用量。如表2所示:根据该表可发，在处于相同冻干条件下，采用0．15克甘露醇相比0．1克甘露醇用量在产品成型、机械强度方面要好，而两种用量在含水量溶解性方面基本一致，并且可符合冻干粉针剂制备要求。为确保产品质量，最终选择0．15克甘露醇用量为最佳用量。

5小结

总而言之，药物冻干工艺对药物保存具有十分重要的意义，能够有效降低药物有效成分，但该技术造价较高，因此后续还需要对药物冻干工艺进行进深入研究，不断提升工艺、效率降低成本，同时还需要借鉴国内外先进经验，改进和优化药物冻干工艺，能够有效提升药物使用性能，更好地促进药物制剂发展。

参考文献:

［1］杨春雨，郭凤倩，藏琛，等．中药炮制用辅料姜汁的冻干工艺优化及冻干粉稳定性考察［J］．中国中药杂志，2018，043(003):520-526．

［2］鲍菲，孙翠香，高飞．基于QbD理念优化伊潘立酮微球的冻干工艺［J］．食品与药品，2018，20(02):23-27．

生物干燥技术范文篇7

【关键词】脂质体制备方法

1965年英国的Banghan首先发现磷脂在水中自发形成脂质体(1iposome)。脂质体是双分子类脂组成的封闭膜性微球，其结构类似生物膜。60年代，Rahman等人首先将脂质体为药物载体，将药物包裹在脂质体的水相和膜相内，控制其靶向作用，使药物富集于病变部位释放。近年来，随着生物技术的不断发展，脂质体制备工艺逐步完善，脂质体的作用机制进一步阐明。脂质体在体内无降解，无毒性，无免疫性，使得脂质体作为药物的载体可以提高药物的治疗指数，矮有降低药物的毒性，减少药物的不良反应，减少药物的剂量等优点。目前脂质体作为药物的载体越来越受到重视，进步迅速。

1薄膜分散法

将磷脂和胆固醇等类脂及脂溶性药物溶于氯仿中，将该氯仿液于玻璃瓶中旋转蒸发，使在玻璃瓶的内壁上形成薄膜，将水溶性药物溶于磷酸盐缓液中，加入玻璃瓶不断搅拌，即得脂质体。

2逆相蒸发法

将磷脂等膜材溶于有机溶剂如氯仿、乙醚等，加入待包封药物的水溶液进行短时超声，直到形成稳定的w/o型乳剂，然后减压蒸发除去有机溶剂，达到胶态后，滴加缓冲液，旋转帮助器壁上的凝胶脱落，然后再减压下继续蒸发制得水性悬浮液，通过凝胶色谱或超离心法除去未包入的药物，即得脂质体。

3冷冻干燥法

将类脂高度分散在水溶液中，冷冻干燥，然后再分散到含药的水性介质中，形成脂质体。

4冻融法

先制备未包封药物的小单室脂质体，在冻干前将待包封的药物加入，在快速冷冻过程中，由于冰晶的形成，使形成的脂质体膜破裂，形成冰晶的片层与破碎的膜同时存在，此状态不稳定，在缓慢融化过程中，暴露出的脂膜互相融合，重新形成脂质体。

5熔融法

将磷脂，表面活性剂加少量水相溶解，胆固醇熔融后与之混合，然后滴入65℃左右的水相溶液中保温制得。

6复乳法

将少量水相与较多的磷脂油相进行乳化(第1次)形成w/o的反相胶团，减压除去溶剂，然后加较大量的水相进行乳化(第2次)，形成w/o/w型复乳，减压蒸发除去有机溶剂，即得脂质体。

7预脂质体法

通过减少水的量来增加干燥类脂的表面积而发展起来的，将类脂干燥到一个多空的支持体上(如粉状氯化钠，山梨醇或多糖等)，然后搅拌下加入少量水以湿润被粉末包覆的干燥类脂，当支持体溶解后，就形成了一个类脂球悬浮液，一般这个过程是一点点加水，待水蒸发后再加剩余的水，最后形成一个干燥的类脂。

8手摇法

将类脂材料溶解在有机溶剂中，然后用旋转蒸发器，在真空下蒸除溶剂，加入缓冲液再加入小玻璃球帮助分散，形成一个乳白色的分散液，类脂干燥后形成一层均匀的薄膜，即得脂质体。本

9超声波分散法

水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液中，加入磷脂与胆固醇及脂溶性药物共溶于有机溶剂的溶液，搅拌蒸发除去有机溶剂，残留液以超声波处理，然后分离出脂质体。

10非手摇法

类脂材料溶于有机溶剂中，除去有机溶剂形成类脂膜后，将氮气流通过薄膜15分钟，然后再加水膨胀，水合，并慢慢搅拌形成脂质体。

11乙醇注入法

将磷脂与胆固醇等类脂及脂溶性药物溶入乙醇，该溶液经过注射器迅速注射到磷酸盐缓冲液(或含水溶性药物)中，形成脂质体。

12乙醚注入法

将磷脂与胆固醇类脂质及脂溶性药物溶入有机溶剂里(多为乙醚)，该溶液经注射器缓缓注入加热至50℃(并用磁力搅拌)的磷酸盐缓冲液(或含水溶性药物)中，不断搅拌至乙醚除尽为止，即得脂质体。

l3表面活性剂处理法

脂质薄膜，多层脂质体或单层脂质体与胆酸盐脱氧胆酸盐等表面活性剂混合，通过离心法或凝胶过滤法或透析法除去表面活性剂，即得脂质体。此外还有钙融合法、PH梯度法、喷雾干燥法、法兰西加压法、膜挤压法等。在实际应用中，常以几种方法合用，效果更好。脂质体作为一种新型的，有潜力的药物传递体系正在不断完善。近来大规模生产脂质体技术不断提高，新脂质体层出不穷，脂质体作为第四代给药系统一一靶向给药的一种重要新剂型将有广阔的应用前景。

参考文献

[1]趔海霞，郭兴奎，孙德亮．田景振．质脂体制备技术[J]．山东中医杂志．2000，19(7)：435—437．

[2]顾学裘，马竹卿，辛顺妹，等．抗癌药新剂型—多本脂质体的研究(II)多相脂质体(139.76)混悬液静脉注射液的研究[J]．中草药，1982；13(5)：15—20．

[3]阎家麒，童岩，王九一．紫杉醇脂质体的制备及其抗瘤的研究[J]．药物生物技术．1996，3(3)：15．

生物干燥技术范文篇8

【关键词】金属零件；清洗技术；清洗剂；水基清洗；溶剂清洗

随着技术进步与认识的提高，影响机械产品性能的主要因素之一清洁度问题越来越得到了各方的重视：一是在产品设计阶段对关键零部件提出清洁度要求；二是在产品制造阶段保证清洁度要求的清洗技术得到了快速发展，清洗技术正逐步向着绿色环保、高效节能发展，所用的清洗设备及介质也在逐步更新和改进[1]。

1金属零件清洗技术

金属零件清洗技术是指针对金属加工的各类工件及型材加工前后、金属表面处理前后以及封存防锈前的表面清洗。清洗的对象主要是加工过程中产生的金属切屑、金属沫以及残留的冷却液、封存所用的油封油[2]。清洗的目的是在不损伤金属表面的前提下，在规定的时间、设备及清洗介质下将零件表面的污染物去除，满足喷漆、电镀、装配等后续工序的加工要求。对于不同的清洗对象，需依据清洗的材质、清洁度要求，选用不同的清洗介质、清洗工艺流程等清洗技术。按照清洗介质进行分类，常用的清洗技术分为水基清洗技术与溶剂清洗技术[3]。

2水基清洗技术

水基清洗是指将水基清洗剂与水按一定的比例混合后进行的清洗方式，一般使用的质量分数为2%-5%，配比所用的水可根据需要选用自来水或去离子水。水基清洗工艺主要包括手工清洗和超声波清洗、旋转喷淋、复合清洗等机械自动清洗。水基清洗剂能很好地处理极性的污染物；但是，水基清洗不适用于油污、油脂等非极性的污染物的清洗[4]。

2.1表面活性剂类水基清洗剂

目前使用较多的是以表面活性剂为主、助洗为辅的水基金属清洗剂。其清洗工艺主要包括自动或半自动机械清洗以及各类超声波清洗工艺。表面活性剂是一种改变污染物与零件材料之间界面性质的材料，有助于去除污染物，将污染物分散到清洗介质中。由于被清洗零件的材质、形状、污染物类型及清洁度要求等不相同，选用此类清洗剂时应注意：（1）此类清洗剂为中强碱性，其溶液pH值一般为8-10，可用于黑色金属和有色金属零件的清洗。但是当清洗有色金属材质零件时，可添加相应的缓蚀剂防止零件表面被腐蚀变色。（2）其清洗力较强，对植物油和矿物油均有很好的去除效果，同时辅以加热，其效果会更好。清洗有色金属加热温度不宜太高，否则容易引起零件表面变色。如使用超声波清洗，需要考虑加热温度与超声波清洗空化条件的匹配性，如不匹配，过高的温度可能降低超声波清洗的空化效果。因此清洗温度一般选择50℃～80℃为宜[5]。（3）在要求清洁度很高的清洗工艺中，以及清洁度要求高的零件油封前、产品装配前必须用去离子水来稀释清洗剂和溢流漂洗。（4）清洗时间需综合考虑零件的结构和材质，并应注意零件的装夹方式及放置方向，一般超声波清洗时间为40-120s，喷淋清洗13min。

2.2新型水基清洗剂——生物循环清洗剂

随着绿色环保技术的发展，近年来一种新型、低排放的水基清洗剂——生物循环清洗剂正在得到逐步推广应用。该类清洗剂的清洗原理主要是利用微生物分解金属零件的表面附着油污，使其转化为无毒无害的水溶性物质的方法。这种清洗剂无需兑水，直接使用。对于洗下含有油污的清洗液由天然微生物进行分解，得到新鲜干净的清洗液进行长期循环使用，排放非常少。

2.3水基清洗后的后处理流程

使用水基清洗后的金属零件必须经过纯水/去离子水漂洗流程，以去除金属表面残留的清洗液；然后进行干燥，除去表面残留水分。对于黑色金属等易锈蚀零件进行必要的防锈处理。干燥方法以热风干燥和真空干燥最为常用，其中精密零件及清洁度要求高的零件多选用真空干燥。水基清洗后的废液因某些表面活性剂难以进行生物降解，其直接排放会对环境造成不可逆转的损害。因此，选用合适的表面活性剂，同时终端废液处理是应用水基清洗必须考虑的重要问题。

3安全环保型溶剂清洗技术

3.1早期溶剂清洗剂

溶剂清洗是指使用溶剂油（包括煤油、汽油）或化学溶剂对零件进行清洗，其清洗工艺主要包括手工擦洗、涮洗、超声波清洗和压力清洗等方式。对于金属零件的清洗以煤油、汽油和卤代烃类溶剂为主。其优点是零件的清洗效果较好，无需后处理工序；缺点是汽油、煤油是燃料油，有易着火、爆燃等安全隐患。因其含有芳烃含量较高，对人类有害,目前已逐渐被替代。卤代烃溶剂清洗效果较好，尤其适用于精密件的清洗，对极性和非极性油性污染物的去除能力均很强，其缺点是易挥发、价格高、有毒，尤其会破坏大气臭氧层。

3.2安全环保型溶剂

溶剂清洗由于在清洗效果和后处理方面的均有独特的优点，所以不会被水基清洗完全替代，而是逐步朝着环保、安全、节能、减排的方向发展。其主要类型有：（1）替代ODS类卤代烃溶剂。由于结构、构成与ODS卤代烃相似，物理化学性能相当，但破坏臭氧系数（ODP）较小或几乎为零，生理毒性亦很小，对清洗工艺无须进行大的调整即可使用。但缺点是成本较高。（2）结构趋同、馏分窄、闪点高的石油烃类溶剂。此类溶剂的闪点大于50℃，其优点是可保证安全，具有良好的清洗效果及合适的挥发性。此类产品对人体毒性很小，不会破坏臭氧层。其缺点是容易燃烧，废液回收不是很方便。此类产品不仅可以替代卤代烃，同时可以替代煤油、汽油进行清洗，目前已得到广泛应用。（3）生物精细化工溶剂。此类产品具有环保、易生物降解等优点。

3.3溶剂清洗后的后处理流程

溶剂清洗后的零件不需要后处理工序，但由于挥发速度的快慢会影响溶剂在金属表面的停留时间。废液对环境有危害，必须回收再利用。清洗剂用量少时可以交专业厂家回收，用量大时可以自建回收设备，做到清洗溶剂再利用。

4复合清洗技术复合清洗技术

通过在一台清洗设备中设置多槽储液罐（一般为4-5槽），同时使用水基和溶剂两种清洗液来进行清洗，从而达到良好的清洗效果，满足零件高清洁度的要求。复合清洗的一般工艺流程见图1。复合清洗设备在负压（真空）状态下工作，并带有蒸馏、过滤系统，对溶剂进行回收再利用，使用安全，并满足环保要求。

5水基清洗与溶剂清洗对比

水基清洗技术凭借其清洗能力强、安全性好等优势，近年来得到了快速发展，应用越来越广泛，同时溶剂清洗技术由于其无需后处理等优势也在同步发展，新型、安全环保型溶剂逐渐替代了传统的溶剂，特别是碳氢溶剂和改性醇的应用范围正在扩大。水基清洗与溶剂清洗在安全性、清洗能力、成本等方面的比较见表1。

6清洗工艺的选择

在确定金属零件的清洗工艺时，应综合考虑被清洗零件的材质、结构、污染物类型及清洁度要求等，同时考虑上道工序和下道工序的要求进行选择，对不同的清洗技术，需要配备适用的清洗设备才能达到要求的清洁度。因此，首先根据污染物的种类确定选用水基清洗剂还是溶剂清洗剂，然后再根据被清洗零件材质选定具体产品，根据污染程度、清洁度要求确定水基清洗剂的配比、清洗时间、清洗工艺流程等，根据生产条件以及产品产出需求等确认采用手工清洗还是机械清洗、自动清洗等。针对公司产品制造特点，根据不同加工阶段，对金属零件的清洗工艺的选择进行了初步总结。（1）产品装配前的启封清洗，使用水基、溶剂清洗剂，在单个清洗腔内完成清洗、漂洗和干燥，实现喷淋、浸没、超声波清洗、过程数据自动记录等。自动清洗方式，使用旋转篮筐清洗机。备注：一般仅用作装配前启封清洗时选用水基或溶剂清洗均可。鉴于公司产品零件材质种类多，而且各类泵类产品需要做磨合运转，因此可选用水基和溶剂清洗两种技术。根据生产能力需求可配置复合清洗机1台（1台设备配置4个储液槽，分别用于水基和溶剂清洗）或者水基与溶剂清洗机各1台。（2）机加过程阶段，使用生物循环清洗剂（水基），刷洗、冲洗工艺，手动清洗，使用生物循环清洗机。备注：研磨过程清洗，机加过程零件的清洗，便于用压缩空气吹干或工业擦拭纸擦干的简单、结构零件检验前的清洗。（3）机加过程阶段，使用水基、溶剂清洗剂，超声波清洗，手动上下料，使用超声波清洗机，主要用作研磨后复杂结构零件的预清洗。（4）机加过程阶段，使用水基清洗剂，高压水冲洗，自动清洗方式，使用高压冲洗机。备注：有去毛刺功能；适用于壳体、转子等结构件的清洗，可部分替代大流量冲洗机的功能。（5）机加过程阶段，使用水基、溶剂清洗剂，在单个清洗腔内完成清洗、漂洗和干燥，实现喷淋、浸没、超声波清洗、过程数据自动记录等。自动清洗，使用旋转篮筐清洗机。备注：用于入库前的清洗；可选用4-5槽复合清洗机，最后一槽加防锈剂，清洗完后直接包装。

7结语

任何一种工艺都不是万能的，金属零件的清洗工艺也一样。水基清洗与溶剂清洗各有其局限性。在安全生产的前提下，如何选用适用的清洗技术替代公司已有的汽油、煤油清洗是一项艰巨的工作。受产品功能特点、资金投入等条件的限制，水基清洗技术及安全环保型溶剂清洗技术的推广应用工作比其他行业的历程要长一些。经过探索与研究，急需建立公司产品制造过程中适用的安全、环保清洗技术体系。

参考文献

[1]李茂生.金属加工行业清洗技术现状与发展[J].润滑与密封,2009(3):105-109.

[2]方华,朱再旭.机械行业金属零部件加工的化学清洗[J].清洗世界,2014(12):34-38.

[3]李茂生.金属清洗技术进展[J].清洗世界,2009(2):34-39.

[4]易举,孙卓.水基清洗技术[J].国防制造技术,2009(6):65-67.

生物干燥技术范文篇9

1资料和方法

1．1一般资料

将2011年8月～2012年8月颅脑植入物器械包452包，设为对照组，将2012年9月～2013年9月486包设为试验组。颅脑手术的植入物有固定颅骨用的钛条、钛钉，动脉瘤手术用的动脉瘤夹、颅骨修补用的钛网、钛钉。包装材料采用纸塑袋，有效期为6个月。植入物由颅脑外科提供，在消毒供应中心采用压力蒸汽灭菌。

1．2判断标准

清洗质量标准：目测法和5～10倍带光源放大镜观察为植入物无污渍、血渍、水垢并光亮洁净。灭菌质量标准：无湿包，物理、化学、生物监测合格才能发放。

1．3统计学方法

采用SPSS13．00软件进行统计分析，计数资料的组间比较采用χ2检验，以P＜0．05为差异具有统计学意义。

2规范化管理的措施

2．1人员培训

对工作人员进行动脉瘤夹、钛网、钛钉、钛条等相关植入物结构特点、清洗技巧、包装与灭菌方法要求进行培训，为有效清洗与灭菌奠定基础。同时加强工作人员的风险教育和责任心教育。

2．2严格交接

由于颅脑外科植入物非常精细、价格昂贵，有的体积微小（如钛钉），科室安排了责任心强、专业技术好的工作人员负责。要求科室在术前8～12h内把需要灭菌的植入物送到消毒供应中心，在去污区由专人负责依据植入物进行清点验收，面对面交接并签名。清点时要认真清点植入物的种类、数量、检查其功能完好性。

2．3清洗

采用人工清洗与超声波清洗相结合的方式进行，流程为：流动水下冲洗→多酶清洗液内浸泡5～10min→超声振动3～5min→刷洗→漂洗→纯水终末漂洗。动脉瘤夹要用小毛刷刷洗咬合面、齿面、凹槽等清洗死角，撑开时不能用力过大，以免影响其夹闭功能。对细小的钛钉、钛条应用专用清洁网筐在超声清洗机中清洗，既要保证清洗质量，又要保证在清洗过程中不丢失。

2．4消毒与干燥

煮沸槽湿热消毒，温度≥90℃，时间≥1min，置入干燥柜中干燥20min。

2．5包装

植入物包装前工作人员应洗手，用目测法或5～10倍带光源放大镜下逐一检查其清洁度、同时检查植入物功能状态及完好性、数量等。植入物采用纸塑袋包装，封包前须做到双人核对。由于钛条、钛钉用量多，采用批量包装灭菌的办法，按科室要求钛条3个，钛钉6个一包，每次灭菌10包，既可方便科室急诊手术使用，又可降低了灭菌生物监测的成本。每次患者使用后及时记录好患者的相关信息以便追溯。包装时将钛网用单层治疗巾包裹，钛钉钛条、动脉瘤夹用纱布包裹后用纸塑袋包装，可起到保护作用同时可以避免湿包。包内放第5类化学指示物，包外有标识（注明科室、植入物包名称、灭菌器编号、灭菌批次、灭菌日期、失效期、检查、包装者签名）。

2．6装载与灭菌

包装完成后及时灭菌，以防止放置时间过长产生热源，影响灭菌效果。植入物采用脉动真空压力蒸气灭菌，把包好植入物侧放于不锈钢篮筐中，置于灭菌器的上层，装载不超过柜室容积的90％或不小于5％。灭菌时在标准包中央放生物测试管一支，第5类化学指示物一片，将其置于灭菌车下层排气口上方，灭菌温度132℃、压力0．21MPa、灭菌时间10min、干燥时间8min。

2．7生物监测与发放

灭菌结束后将快速生物测试管取出进行生物培养3h，同时设阳性对照。按新标准［1］要求：灭菌植入型器械应每批次行生物监测，监测合格后可放行。在紧急情况下可以第5类化学指示物合格作为提前放行的标准，生物监测结果出来后及时报告使用部门。判定生物监测合格后由消毒供应中心的工作人员密闭运送到手术室，装卸时应注意避免挤压，特别是钛网受压会变形而影响手术。与手术室护士交接清楚，双方确认签名，并做好记录及保存。

2．8文件记录和质量追溯

建立植入物交接登录本，植入物灭菌及生物监测记录本（记录植入物的信息，患者信息、灭菌信息、生物监测等信息），责任落实到人，保证记录的完整性和准确性，并归档留存。包外标识内容详细、全面，注明患者的相关信息，术后将包外标识留存或记录于手术护理记录单上，以便进行感染质量管理、控制及追踪。

3结果

生物干燥技术范文篇10

1、干燥过程中真空度的选择

根据预试验结果，在微波功率1.70kW，真空度分别选用0.065，0.075，0.085，0.095MPa条件下对龙眼进行干燥，真空度对龙眼果肉干燥时间和膨化率的影响。随着真空度的增加，龙眼干的膨化程度也逐渐增加，以0.095MPa下的为最佳。同时由表1可知，在真空度较低的情况下，干燥时间相对较长，这是由于真空度较低时，水的沸点相对较高，蒸发速度相对较慢。而真空度越高，物料内外的压差越大，容易形成较高的膨化率，而较高的膨化率表明物料内部有更多的空隙和更为疏松的结构，口感更好。由于微波真空设备一般采用水泵，其真空度最高即为0.095MPa，因此干燥过程中的最佳真空度为0.095MPa。真空度/MPa0.0650.0750.0850.095干燥时间/min316245200172膨化率/%577590114。

2、干燥温度的单因素

试验龙眼干燥过程中其水分和温度均不断变化，与其它聚合物一样，当温度超过临界温度时，龙眼生物高聚物的ε会急剧增长。在生产加工的后期阶段随着温度升高，材料的变软，分子更加自由地运动，吸收更多的微波，易产生突然过热点，为避免“热失控”现象，在干燥过程中的不同阶段必须调整温度、微波强度和干燥时间，根据前期预试验的干燥曲线将干燥过程分为前期、中期和后期三个阶段分别进行最佳工艺的研究。干燥初期为水分含量从初始状态降至50%；干燥中期为水分含量从50%降至18%；干燥后期为水分含量从18%降至7%。

1干燥初期温度和时间的选择

在干燥初期，由于龙眼中水分含量较高，因此微波功率可以设定的相对较高。微波功率为55kW和真空度0.095MPa的条件下，干燥温度分别选65℃，70℃，75℃，80℃对新鲜龙眼进行干燥，干燥第一阶段结束后龙眼干的外观如表2所示。龙眼在65℃和70℃干燥至含水量50%时没有出现黄点，而75℃和80℃都出现了黄点，这可能是由于在干燥温度较高的条件下，龙眼内部的酶促反应及美拉德反应显著增强，有较明显的褐变，出现了黄点。研究发现干燥初期出现黄点往往导致后期龙眼干出现不受欢迎的色泽，又鉴于能耗的考虑，75℃需要更长的加热时间，耗能较大。另外，从维生素C含量的结果可知，干燥温度越高，维生素C含量越低，但即使是80℃条件下，维生素C含量也比较高，这是由于在干燥初期，物料中含有大量的水分，微波提供的能量绝大部分用于水分蒸发，物料本身的温度变化不大，因此维生素C的损失也很小。综上所述，试验初期干燥温度选取70℃最为适宜。

2干燥中期温度和时间的选择

经过初期干燥，龙眼水分大量蒸发，果肉内部组织结构形成一定量的孔道，水分极易逸出，此时干燥速率较大，易出现热点，造成干燥不均匀现象。在微波功率1.7kW和真空度0.095MPa的条件下，选取60℃，64℃，68℃，72℃持续对龙眼进行干燥，干燥所需时间和龙眼的外观品质如表3所示。从表3中可知，在干燥温度为60℃和64℃的条件下，龙眼的干燥非常均匀，没有出现明显的褐变现象。而在68℃和72℃干燥温度下，部分龙眼出现褐色，可能是由于温度较高的情况下，龙眼水分蒸发过快，出现局部干燥不均匀的情况。对于维生素C来说，变化趋势依然是温度越高，损失越大，但同时温度越高，所需要的干燥时间也越长。64℃不仅能很好的保持龙眼干的外观品质，而且干燥时间最短，所以干燥中期的最佳温度为64℃。

3干燥后期温度和时间的选择

低含水量使得物料吸收微波的能力下降，如果选用干燥中期的最佳温度64℃一直加热至干燥终点，会造成物料对微波吸收能力变差而导致高场强度，从而使得物料温度急剧上升，容易引起物料局部干燥过度。为了便于控制，干燥后期应降低干燥温度。在微波功率0.85kW和真空度0.095MPa的条件下，选取52℃，54℃，56℃，58℃继续对龙眼进行干燥，干燥所需时间和龙眼外观品质如表4所示。后期干燥温度在52℃、54℃条件下，龙眼干燥均匀，且在54℃时龙眼水分从18%降到7%（水分6.3%~7.5%即为干燥终点）所需要的时间更短，如果选用56℃和58℃，龙眼干燥出现不均匀的现象，发生褐变现象严重。并且从维生素C的测定结果可知，温度越高，维生素C的损失越大，后期的温度升高对维生素C的破坏更为明显，综合三个指标分析，龙眼后期干燥温度应选用54℃。根据三个阶段的研究结果，可得出在不同干燥阶段的最佳干燥温度和干燥时间，分别为70℃加热102。

3、干燥功率的选择

干燥温度、时间及真空度依照已确定参数对龙眼进行干燥，选用4种不同的功率0.85，1.7，55，3.4kW对龙眼进行干燥，并与不断调整功率的工艺进行对比。从表5中可知，龙眼干燥初期功率选用不大于55kW均没有黄点出现，干燥中期功率选用0.85kW和1.7kW干燥均匀且没有褐色出现，其他两个功率都会出现褐点，后期干燥功率只有选用0.85kW才能干燥均匀，没有褐色出现。随着干燥的不断进行，物料中的水分含量不断降低，水分蒸发所需要的微波能减少，如果仍然保持原来的微波功率，多余的微波能将使得物料升温，物料温度升高会导致营养物质的破坏以及产品外观品质的下降，微波功率的大小对干燥过程影响显著。所以，在物料含水量较多的时候，微波功率可以大一些，随着物料中水分的去除，功率应相应调低。另外，由维生素C的测定结果可知，程序改变功率干燥的产品维生素C保留的最多，功率过大，产品后期褐变严重，品质下降，功率过低，干燥时间大大延长，同样使得产品的品质下降。基于干燥产品的品质和能耗的综合考虑，龙眼干燥初期，中期和后期微波功率分别选用55，1.7，0.85kW。

二、结论