轻化工程论文范文
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第1篇
首先，近年来现代生物技术中的酶技术在轻化工领域的重要性和潜力日益增长。例如，在传统高温浓碱型棉织物退浆工艺中，需消耗大量水、热能、化学助剂，并排放出大量含高浓度污染物废水。与常规碱剂前处理工艺相比不同的是，生物酶退浆对织物损伤小，处理后织物手感柔软，色泽鲜艳，具有能耗低、设备要求低、排污量少、废水处理简单等诸多优点。所以，生物化学中的酶学部分是我们需要重点学习和掌握的内容，在全部32学时的教学中，我们安排酶学10个学时，从酶的概念、分类，酶的作用机制、酶促反应动力学到酶工程均作了详细讲解，并在讲授的过程中将生物酶工程的相关知识与轻化工程专业知识进行交叉，提高学生对生物酶技术在轻化工中应用的认识，从而，培养学生分析解决问题的能力，为创新能力的培养奠定基础，使他们在实际的生产实践中，可以根据材料不同，工艺流程的不同，选择不同的生物酶处理工艺。
其次，在纺织和皮革加工领域，应用的原材料有很多是生物质材料，因此对于生物质材料的了解对轻化工程学生来讲非常重要，所以我们将生物化学中糖类、脂类和蛋白质类等生物大分子的结构、性质和功能列为轻化工程学生的学习重点，大约占到16学时左右。让学生对生物大分子结构和性质有全面的认识，帮助学生在对这些生物质原料进行处理时能够做到有的放矢。
再次，原有生物质材料都有各种各样的优点和弊端，如何保留其优点而避免其缺点，是一个全新的课题。比如天然彩棉，具有良好的天然色彩，可以避免后续染料加工过程，节省能源和成本，降低污染等优点，但同时，天然彩棉的棉纤维纤丝较短，不如白棉，另外产量比白棉低。针对这些特点，应用生物技术中的基因工程操作可以帮助我们既能保留优点，又能改善缺点，基因工程技术可以从根本上按照人们的意愿改变原材料的特性，所以，生物化学中的分子生物学以及基因工程我们也向同学们做细致的阐述。其余学时我们安排了绪论、对生物小分子的认识以及简单的代谢内容，让学生了解生物化学的全貌以及了解为什么学习生物化学以及如何才能学好。
2教学方法
采用“以问题为中心的教学模式”，利用多媒体教学和板书教学相结合的手段。目前，作为国内普通本科院校，吉林化工学院的学生自主学习能力不强，学习状态不佳成为了一种普遍现象。传统的教学模式不能激起学生的学习兴趣，学生学习非常被动。“以问题为中心的教学模式”(ProblemBasedLearning，PBL)，1969年由美国神经病学教授Barrows在加拿大多伦多的McMasterUniversity首创，目前已成为国际上流行的一种教学方法。其特点是：以学生为中心，老师为引导者，以自我指导学习及小组讨论为教学形式的课程模式，能有效地培养学生发现问题、解决问题的能力，有助于提高学生的创造力、人际交往及协作能力。在课堂上我们会先提出一个轻化工程范围内能遇到的问题，比如真丝织物的脱胶处理问题，在这个工艺过程中，首先涉及的生物化学知识是丝素和丝胶的生物化学本质是什么？引入蛋白质分子结构组成、化学性质专题；进一步酶法处理脱胶环节应注意哪些问题？引入酶促反应的影响因素专题。将学生分成若干小组，进行讨论，并设计出工艺方案，这样的方法，不但激起了学生的学习兴趣，还取得了良好的教学效果。
3考核方式
第2篇
1滑坡的成因分析
1.1渗流的原因
平原河网河道堤防工程大部分为群众性工程，堤身比较单薄，排水设备、回填土料的质量难以保证。特别是回填土料为淤泥质粘土的，这部分土料长期处在浸水饱和状态，强度弱而自重大，其下滑力较大。当退水时，由于淤泥质粘土的渗透力，而退水后原堤防临水侧的阻滑压力在减少。所以当断水清淤作业时，堤身内的渗流力和自重等主滑动力不断增加，而阻滑水压力在减少，一旦堤身强度不够就易引起渗流失稳。
1．2清淤过甚的原因
河道清淤断面尺寸由防洪规划和稳定分析确定，一旦确定下来就不能随意改变，但在实际操作中很难做到，这是因为：①由于清淤一般由机械操作，加上其对象是粘土，在施工中要完全按设计进行几乎是不可能，所以断面尺寸很难控制；②如果河床中的土质较软弱为淤泥质土或者垃圾沉积物等，在机械器具的扰动和高压水力泵枪的冲刷下（断水作业）会带动周边土体的塌方和淤泥土的流动。如果在稳定中起阻滑作用的镇压部分被挖，造成堤身安全稳定系数下降，就可能导致失稳。
1.3施工附加外力作用的原因
带水作业的工程，当施工机械抓斗放下时堤前水位瞬时壅高，产生水浪波，强大的水体动力冲击干墙身；当抓斗沉到水下后，水回落，堤身受到负压的拖吸力作用；当抓起淤泥时，抓斗外侧和河床淤泥之间短时产生“真空”区，此时土体受到负压的拖吸力作用；同时受一股强大的水流来填充，产生强大的冲击力冲刷力冲刷淤泥；当抓斗离开水面时，又产生强大的拖吸力。在每抓一斗淤泥的过程，水位高低相差有时达1m左右，此时堤身除受到较大的主动土压力作用外，还要受到水浪的冲击动力及水位回落产生的拖吸力；水下的淤泥受到水力的冲刷和拖吸吸力等，在这些力的综合作用下，如果墙身或上体强度不够，就可能产生失稳现象。这种现象多发生在带水作业施工中。
1.4其他原因
除上述几种原因外，如果施工地段的地基基础较软弱或遇古河道上筑砌的堤身；堤身的填筑质量存在问题；新旧堤界面处理不当，通过裂缝渗水；堤前开挖过深等在施工前又没有进行处理等，均有可能引起失稳。上述各项原因也并非是独立的，其中任何一种或两种原因，甚至多种原因组合都能引起堤防失稳。
2滑坡的预防措施
清淤工程滑坡的产生一般是内外因素作用的结果，只要及早预防，采取适当措施，消除滑坡发生的外在因素，多数滑坡是可以防止的。比如在地质钻探、设计阶段、施工前和施工中加强观察分析能够及时地发现问题，根据实际情况及时改变施工方法和施工机械等，都是防止滑坡的有效措施，具体方法有：
2．1选择合理的疏浚断面
由于疏浚断面的设计忽略，施工时造成的滑坡现象较普通。在设计时应注意以下几点：
（1）要根据土质、沿岸建筑物和堤防稳定情况分段进行设计。对于堤脚埋深较浅的，要采取修缓河岸边坡方式或以留平台和提高平台高程的方法。对于软弱基础或遇古河道地段，要考虑基础加固措施，将河床的比坡由1：3放缓至1：5左右，以保证边坡本身的安全。
（2）设计的标准断面，通过稳定分析确定后，还要充分考虑施工中可能产生的超挖情况，要采用规范允许的超宽、超深值进行校核。
2．2选择合理的施工方法
清淤工程产生的外因主要是施工作业产生的，跟施工方法有直接的关系，所以选择合理的施工方法是预防滑坡产生的主要措施。
（1）施工前要对照设计资料深入工地调查，按照实地情况和机械设备及施工技术做出详细施工组织设计，对存在问题提早做出处理预案。
（2）对软弱地基础要采取机械带水作业，施工时要控制开挖的速度和施工顺序，严格控制超挖的数值。将常规的先掏槽后扩坡的施工方法改为由上而下，按梯形断面开挖。对河面较窄，基础土质较好或滑坡后产生影响不大的地段，可以采用断水作业，利用水力机组冲填结合人工开挖施工，这种方法清淤较彻底，效果较好。
（3）施工中要注意观察，及时发现堤面开裂、沉陷变形、土质变化情况，作出相应的应急措施。
（4）施工弃土及时远运，不能堆放在沿岸。一是防止雨天淤泥回淤；二是防止堤防在淤泥的堆压下产生滑坡。外运确实有困难的做好围堰集中堆放，而围堰离河岸保持一定的距离，弃土坡脚至河岸边缘的最小距离按≥（10+H/2）m，（H为弃土顶至河底高差）控制为好。围堰内的积水要按照疏浚施工规范的要求通过明沟或暗沟及时排放入河，防止积水通过地表裂缝渗透入河。
3滑坡处理措施
滑坡的处理措施一般分为两个阶段，一是控制防止滑坡的继续扩展延伸阶段；二是在滑体达到稳定后修复处理阶段。
3.1应急处理措施
3.1.1提高水位稳定滑体
水位提高后将降低渗流的出口比降和堤身的浸润线，达到降低渗流的破坏能力，提高后水位还可以增加堤前的阻水压力，起稳定堤身作用。这种方法通常用在断水作业中。
3.1.2上卸下加法
上卸即减少滑体的滑动力，将产生滑动力的滑动体开挖削坡，放缓边坡。下加指在阻滑体部分（一般在堤脚处）抛石增加压力，以达到阻滑力增加。
3.1.3封闭裂缝
发生滑坡后，坝面将产生一组纵横向的裂缝，这些裂缝都是产生滑体时土体之间产生拉应力式互相挤压应力开裂而成。要就近取材（粘土或薄膜材料等），及时封闭裂缝，以防渗水形成集中渗漏产生冲刷破坏或加宽裂缝，再次沿裂缝产生滑动或塌落。
在实际工作中以上几种方法很少独立使用，要根据实际情况组合选用，以达到控制滑体的延伸和发展。
3.2修复处理措施
3.2.1挖除回填法
堤脚开挖过基，堤身填筑质量不好等产生浅层滑坡的，一般开挖工程量不是很大。这类滑坡应优先考虑将滑动体全部挖除，重新回填还坡。开挖回填应注意几点：
（1）首先查明滑坡体的上下口准确位置，划定处理范围，全部挖除滑体。
（2）挖除滑动体。挖除应从上边缘开始，逐级开挖，每级高度20cm，沿着滑动面挖成锯齿形。在每一级深度应1次挖到位，每级高度<1m左右，并且必须一直挖至滑动面以外未滑动土中0.5~1.0m，以便保证回填新老土的良好结合。
（3）开挖坡要根据回填料的土质，一般保证在1：3左右。
（4）在平面上滑坡边线四周向外延伸2m左右范围均应挖除，重新填筑。
（5）填筑施工必须按GB5000286-98《堤防工程设计规范》要求进行。
（6）回填土料以透水性较好的砂粒为宜，并保证入仓的速率和分层加高。
3.2.2削坡填筑法
削坡填筑法是处理渗层滑坡的最常用办法。深层滑坡往往滑体的出口在水下边坡或者河底，滑体方量相当大，全部开挖滑动体有一定难度，开挖附加的外力作用还有可能产生滑动。处理这些滑体采取堤顶开挖削坡，堤前抛石加压方法是比较有效的，在施工中应注意几点：
（1）首先查明滑坡体的上下口准确位置，划定处理范围。
（2）挖除部分滑动体，开挖方法、顺序同上。
（3）开挖不应采用推土机、挖掘机等大吨位机械，最好采取先抛石后开挖。
（4）抛石填压层要求：①抛石范围要根据滑体范围和河床抗冲刷的要求定，一般抛在滑体出口至堤脚处；填压层要求分层设置，最下层为石渣垫层作为反滤层，一般厚度<30cm，上层为抛石体，保护抛石层及其下部泥土的稳定，其厚度应不少于抛石粒径的2倍，一般为0.6~1.0m，重要段为1.0~1.5m，台顶高程要高于枯水位0.5~1.0m，保证堤脚埋深1.0m左右。填压层坡度要根据河床比坡的具体情况设置，一般控制在1：1.5~1：4之间；②填压层石料要采用新鲜、坚固、无风化的乱石，单粒重量为5~50kg，粒径为0.15~0.33m左右。
3.3.3打桩处理
适用于土质堤岸或者河道较窄，不能采用填压法或留平台办法处理的河段，主要是利用桩加强基础承载力和抗滑力。这种处理方法要求：
（1）打桩采用松木桩或者预制混泥土柱桩，桩长应满足贯穿滑动面3m深以上，方能达到阻滑作用。
（2）桩排数和条数根据抗滑和承载力计算确定。
（3）对于抗滑桩桩之间采用混泥土梁拉结共同受力，对于承载为主的桩要设置混泥土承台让桩共同承受负重。
第3篇
关键词：轻化工程；生物技术；学科交叉；专业硕士；培养策略
专业硕士与学术型硕士不同，其目的是培养具有扎实理论基础，并适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专业人才。教育部、人力资源和社会保障部于2013年11月公布了《关于深入推进专业学位研究生培养模式改革的意见》，强化了专业硕士应以实践为导向，重视理论水平与实践的综合应用［1］。江南大学轻化工程专业硕士培养侧重于染整方向，即以纺织纤维制品为原料，探讨、研究与纤维制品相关的前处理、染色、印花及功能化整理新方法与新技术，以培养染整专业知识和实践技能兼备的人才。
1培养学科交叉复合型人才的必要性
染整作为纺织产业链中的重要环节之一，对提升纺织产品质量和附加值有重要影响，但近年来在发展中也暴露出不少问题，并日益成为制约本行业发展的瓶颈［2］。这主要包括：（1）染整企业生产中水、电、汽能耗高，导致能源紧张和生产成本不断上升，企业净利润下降，影响了可持续发展；（2）染整废水排放量大（占纺织行业污水排放量的60％），且废水处理成本较高；（3）部分企业仍以粗放型和低水平方式生产，产品多为常规中低档产品，附加值不高。因此尽管国内染整行业产能水平不低，但从纤维制品前处理到染整废水处理各环节成本不断上升，导致多数染整企业利润走低。为解决上述问题，有必要将相关学科的新技术与传统染整生产技术相融合，借助于信息技术、数字技术、应用化学技术、生物技术等来改造和提升传统的染整生产，通过新技术、新工艺、新设备和新助剂的应用，促使染整行业向着高效率、低能耗、少污染的方向发展［3］。近年来江南大学发挥学科门类较齐全的优势，在轻化工程专业硕士教学中推行了基于学科交叉互融的教改研究。目前通过与机械工程、颜色技术、应用化学、生物技术等学科交叉，培育出了包括新型染整装备、纳米印染技术、纺织生物技术等多个轻化工程专业硕士的教学和研究方向。其共同点在于培养具有复合技能的应用型专业硕士人才，立足于从纺织纤维制品前处理、染色、印花及功能化整理环节，最大程度地减少生产过程中水、电、汽等资源的消耗，降低生产排放，实现纺织品的清洁化生产。
2轻化工程与生物技术交叉复合型专业硕士的培养策略
生物技术是利用生物体制，以生物工程技术加工底物为原料来提供所需的各种产品或达到某种目的的新型跨学科技术。生物技术与纺织纤维制品的染整加工具有相关性，尤其在最近30年得到了快速发展。轻化工程与生物技术交叉研究的思路是借助于生物酶进行纤维前处理、染色后处理和功能整理。与传统纺织品化学加工相比，生物技术与轻化工程相结合后能降低染整生产排放，实现温和条件下高效节能加工。江南大学在生物工程、生物技术学科方面具有教学与科研优势，其中生物工程为国家级一类特色专业、江苏省首批品牌专业。为顺应生态染整的发展要求，我校结合这一优势将轻化工程与生物技术相交叉，形成了纺织生物技术研究方向，并构建了应用型轻化工程专业硕士人才培养体系。具体包括下述四个方面。
2．1导师队伍建设
由于生物技术在染整中的应用以酶技术为主，因此对导师队伍组成也提出了较高要求。一方面要求导师熟悉纤维的原料特点，染整加工原理，工艺和设备，纤维制品质量评价；另一方面也要求导师对生物技术的相关专业知识（如生物酶种类、酶学特性、应用效果评价方法等）有相当的了解，力求同时拥有两个学科的知识结构。通过近10年的建设，我校纺织生物技术研究方向已建成了符合上述要求的导师队伍。目前纺织生物技术方向的导师队伍由10人组成，其中教授4人，副教授6人，具有轻化工程专业背景的博士4人、具有生物技术相关发酵工程专业的博士3人。在与生物技术交叉的纤维制品染整加工研究中，能从生物酶的菌种筛选、酶作用机理与酶学特性等方面，与纤维制品酶法加工很好地结合起来。在专业硕士培养过程中为提高人才培养质量和企业课题实施效果，鼓励专业硕士导师走进染整企业，与学生一起分析和解决企业遇到的现场技术难题。另一方面依托企业设立的省企业研究生工作站、博士后流动站，聘请企业内硕士生导师共同参与到课题实施中，以充实师资队伍。
2．2课程体系和平台建设
培养与生物技术交叉的轻化工程专业硕士，课程体系和研究平台建设是基础工作。为体现专业硕士课程的实用性和学科交叉性，教学改革中对原有课程组成、学时分配、课程考核方式进行了优化。除了与纺织化学相关的专业课程外，增加了纤维素与蛋白质化学、纺织生物技术基础、仪器分析等，其中纤维素与蛋白质化学区别于一般的纺织材料学，更多从分子和超分子结构层面分析其结构组成与其化学加工、生物酶处理的相关性；纺织生物技术基础是专业知识交叉的主要课程，阐述生物酶种类、酶学特性、酶对纤维的作用机制、纤维结构与酶整理效率相关性、纺织品生物酶应用等内容；仪器分析课程除介绍常见的高分子及纤维材料分析方法外，还补充介绍了与生物技术相关的测试手段如凝胶电泳、氨基酸分析等。通过上述理论课程学习，为后续纤维制品化学和生物酶加工研究奠定了理论基础。在平台建设方面，依托我校生态纺织教育部重点实验室，建立了纺织生物技术研究室，为基于生物技术交叉的轻化工程专业硕士培养提供了保证。纺织生物技术研究室不仅拥有常规的纤维材料相关实验设备与仪器，还建立了与生物技术相关的检测与评价手段，满足了常规从菌种筛选到纤维制品酶处理应用研究的大部分实验需求。以纺织生物技术研究室为基础，我校还联合葡萄牙米尼奥大学成立了生态染整国际联合实验室，通过定期召开纤维生物加工技术学术会议，拓展了轻化工程专业硕士生的研究视野。
2．3构建以染整企业需求为导向的论文选题策略
由于轻化工程专业硕士不同于学术型硕士，论文选题应强化理论与应用实践技能的结合，优先考虑源于工程实际且对节能、减排和降耗有促进和引领作用的课题。我校论文选题立足于企业需求的酶法纤维制品染整加工研究，确立了纺织生物技术研究三个子方向：生物酶前处理；生物酶染色后处理；酶促功能化改性加工。（1）生物酶前处理包括纤维制品的酶退浆、酶煮练和漂白脱氧加工等。其中酶退浆是指采用商品淀粉酶和自主菌种筛选得到的PVA降解酶，取代烧碱法或氧化法进行棉型织物退浆，通过酶制剂水解布面淀粉或PVA浆料来降低前处理废水的COD值。酶煮练应用于棉麻织物和彩棉织物，不仅可达到用碱法精炼的果胶去除效果，而且还避免了传统碱煮练易造成的纤维损伤，对彩棉织物还可减少碱法易造成的色素流失和布面色变现象。在真丝织物加工中，生物酶前处理主要是借助于蛋白酶去除桑蚕丝表面的丝胶。（2）生物酶染色后处理旨在去除深色织物表明的浮色，提高织物的湿处理牢度。与传统高温皂煮相比，采用漆酶与较少用量的净洗剂复配，不仅能有效去除织物表明未固色或结合力较弱的浮色染料，而且生物酶能有效对水洗液进行脱色，在一定程度上降低了染色水洗残液的色度值，降低了染色废水处理的负担。（3）生物酶功能化改性是借助生物酶进行纤维制品的功能化加工，以提高产品的附加值。酶法纤维制品功能化改性的内容较广泛，包括以纤维素酶改善棉麻织物外观光洁度和织物仿旧整理；以蛋白酶提高羊毛纤维制品的防毡缩性能，以谷氨酰胺转移酶催化接枝氨基整理剂进行羊毛抗菌阻燃整理加工；以酪氨酸酶进行真丝织物抗菌防皱整理等。相较纤维制品的化学法功能化加工如高温焙烘（如阻燃整理）、含氯整理剂（如羊毛防缩）、含醛树脂（如防皱整理），尽管酶法加工成本略高，但在赋予纤维功能性的同时，能减轻化学法整理易造成的纤维损伤和环境不友好性。在上述子方向论文选题和实施前，专业硕士要先制定课题初步实施方案，探究酶法纤维制品染整加工工艺的可行性并开展预研工作。在此基础上再制定详细的工作计划，并定期汇报课题进展情况。在研究中既要考虑纤维制品酶法加工的效果，同时也要兼顾在企业应用中工艺设备、生产成本和加工效率的匹配性。
2．4构建学科交叉复合型轻化专业硕士质量评价体系
传统上对硕士质量与水平高低的评价主要是参照论文，包括完成的硕士论文、发表的期刊论文（SCI、EI、CSCD）的数量与等级。而轻化工程专业硕士是要培养掌握染整专业坚实的理论基础和宽阔专业知识、拥有较强解决实际问题的能力，满足实际工作需要的应用型高层次专门人才。因此专业硕士在培养质量评价方面要与学术型硕士有所不同，不能简单照搬其评价体系［4］。参照既有部分高校实践经验［5－6］，结合本专业实际情况，我校主要从专业知识能力、实践动手能力、学术研究能力和创新应用能力四方面进行综合评价。专业知识能力是指在研究生阶段专业理论课程的学习成绩，在实验工作中表现出的对染整、生物技术知识的掌握与运用能力；实践动手能力是指在实验室或生产现场，对纤维制品酶处理加工过程合理安排和现场操作的技能，此方面企业导师的评价也是重要组成部分。学术研究能力评价侧重于两个方面：一方面评价学位论文阶段性进展和完成情况，从开题报告、中期检查结果、预答辩和答辩情况四阶段，结合平时例会课题汇报来综合评判课题工作量与论文水平；另一方面考察是否有与课题相关的学术或发明专利申请。由于多数论文课题与染整生产的相关度较高，因此专业硕士是否可公开或专利需与课题合作企业商榷确定。创新应用能力是指专业硕士在课题研究、实验实践中表现出来的个人综合拓展能力。在纤维酶处理研究和实践中，对能提出新方法、新工艺并有突出业绩表现的创新型专业硕士，纺织生物技术研究室会给予适当的激励与表彰。
3交叉复合型轻化工程专业硕士培养成效
