化學是重要的基礎科學之一，是一門以實驗為基礎的學科，在與物理學、生物學、地理學、天文學等學科的相互滲透中，得到了迅速的發(fā)展，也推動了其他學科和技術的發(fā)展。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于化學方面論文參考范例的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　化學方面論文參考范例篇1

　　淺談燃料乙醇工藝的化學工業(yè)創(chuàng)新

　　摘 要：在這個能源日趨匱乏的時代，燃料乙醇作為一種新型能源逐漸顯露其重要地位，在此介紹了燃料乙醇的生產方法以及技術創(chuàng)新。提出利用化學工程學的理論及方法研究燃料乙醇生物反應工程的規(guī)律、工程放大及流程創(chuàng)新將是一種主要趨勢。

　　關鍵詞：燃料乙醇 工藝 創(chuàng)新

　　隨著世界石化能源的日趨匱乏，石油類產品價格日益攀升，開發(fā)一種綠色可持續(xù)的能源已經變得相當急迫。乙醇作為一種生產工藝成熟、生產來源廣泛的替代能源越來越受到人們的關注。

　　乙醇俗稱酒精，它以玉米、小麥、薯類、糖蜜木質纖維素等為原料經發(fā)酵，蒸餾而制成。所謂燃料乙醇是指對濃度95%左右的乙醇進一步脫水，再加上5%體積分散(一般為無鉛汽油或無鉛的烴類)的變性劑使之成為水分小于0.8%，且不可食用的變性無水乙醇。燃料乙醇既是一種清潔能源，又是一種良好的汽油增氧劑和辛烷值調和組分，用以代替四乙基鉛和甲基叔丁基醚(MTBE)或乙基叔丁基醚(ETBE)，乙醇調入汽油對降低汽車尾氣中的一氧化碳含量很有效，起到凈化空氣的效果，同時，乙醇用糧食制造，是一種生物轉化的太陽能，是一種取之不盡，用之不竭的可再生能源，在汽油中加入一定比例的乙醇作燃料，能節(jié)約石油、凈化空氣，轉化多余的糧食，為人類社會的可持續(xù)發(fā)展提供一條簡單有效的途徑。

　　目前，世界上燃料乙醇的生產方法有合成法(即乙烯水合法)和生物法兩種。由于近年來受原油資源問題及乙烯價格上漲的制約，合成法被生物法所取代。生物法生產燃料乙醇，大部分是以甘蔗、玉為、薯干和植物秸桿與農產品或農林廢棄物為原料酶解糖化發(fā)酵制造的，其生產工藝有酶解法、酵水解法及一步酶法工藝法等。這段工藝與食用乙醇的生產工藝基本相同，所不同的是需增加濃縮脫水后處理工藝，使其水的體積分數降到1%以下，由于乙醇生產過程中水的存在，使得乙醇與水形成二元共沸物，而采用普通精餾方法所得乙醇中水的體積分數約為5%，要想控制燃料乙醇水的體積分數達到1%以下就必須采用較新的脫水工藝(目前開發(fā)的脫水工藝主要有：滲透汽化、吸附蒸餾、特殊蒸餾、加鹽萃取蒸餾、變壓吸附和超臨界萃取分離等)，脫水后制成的燃料乙醇再加少量變性劑就成為變性燃料乙醇。

　　燃料乙醇生物法生產過程包含發(fā)酵生物化學反應與乙醇分離兩大主要過程，其工藝流程與人們熟知的化學工程中的許多單元操作存在不少共同點，如傳遞和反應諸多化學工程問題，所不同的是這里反應是發(fā)酵生化反應。在理論上來說似乎是簡單的過程，但要想在大規(guī)模水平上獲得最大效率，卻需要依靠生物學和化學工程的結合。

　　化學工程的核心仍是“三傳一反”，即使在納米尺度上，反應和傳遞兩種因素的共同作用是造成形形式式物質結構的根本原因，目前發(fā)醇工藝的放大仍停留在經驗階段，并沒有上升到理論水平，這與燃料乙醇發(fā)展的需求極不相稱，因此，采用化學工程的成熟理論及先進技術來研究燃料乙醇工藝過程，并進行創(chuàng)新具有重要的理論及實際意義。

　　一、發(fā)酵過程的化學工程分析

　　1.多尺度問題

　　由于酒精發(fā)酵過程是一個綜合了微生物學、生物化學以及化學工程等的復雜過程，因此，模擬市場計算該過程不能僅僅單一采用傳統的生物學方法或化學工程的方法，而應對生物反應器中多尺度問題作綜合考慮。在化學工程學角度看來，酒精發(fā)酵罐可以看做是反應器，理論上計算反應器的模型應可以適用于酒精發(fā)酵罐。

　　2.動力學與放大

　　乙醇發(fā)醇過程前沿課題主要集中在液化、糖化和發(fā)酵過程節(jié)能降耗，包括：耐高溫、高糖濃度、高乙醇濃度的能力以及酵母高效發(fā)酵過程的基礎研究;液化酶、糖化酶的作用機制及實際物系的動力學研究;同步糖化發(fā)酵動力學方面的研究。從化學工程角度看，上述問題涵蓋發(fā)酵生物反應動力學及傳遞特性兩個方面，動力學方法是發(fā)酵過程放大的理論基礎。發(fā)酵動力學包括兩個層次：一是本征動力學，它是指沒有傳遞等工程因素影響時，發(fā)酵生物反應固有的速率;二是宏觀動力學，它是指在反應器內所觀測到的總反應速率及其形式和結構、操作方式、物料的流動與混合，傳遞與傳熱等。

　　在大多數情況下，只要體系物性、流場、流態(tài)與在實際操作(熱態(tài))時比較接近，往往可以用冷模的實驗方法模擬在熱態(tài)下的流體力學狀態(tài)，這對大設備的放大規(guī)律的研究有幫助。因此，采用大型冷模研究在過程設備中流體的流體力學特性并與小型熱模所進行的動力學研究相結合是研究發(fā)酵設備放大規(guī)律的一種有效方法。

　　3.發(fā)酵罐內多場分布

　　多場分布包括溫度分布、濃度分布和速率分布。發(fā)酵生物反應器中的物理因素—傳遞特性將影響到反應器內基質和產物的濃度分布及溫度分布，進而影響到反應器內某一組分的反應速率。因此，傳遞特性的研究是不可忽視的問題，研究發(fā)酵罐內傳熱、傳質及傳動將是化學工程領域的一項重要任務，同時也為更好地控制發(fā)酵過程提供了理論依據。

　　CFD模型在模擬反應器內的溫度、濃度和速度分布上是一種十分重要的方法，應引起重視。

　　二、乙醇純化過程中的化學工程問題

　　采用發(fā)酵的方法生產乙醇，同時不可避免地會生成水，要獲得乙醇勢必要對乙醇和水進行分離，從原理講分離乙醇和水的方法有精餾、吸附、滲透汽化膜分離等方法，然后發(fā)酵液中乙醇質量分數一般為5%～12%，而燃料乙醇產品的純度卻要在99%以上。因而從發(fā)酵液中分離出乙醇所消耗費的能量占總能量的絕大部分。所以從發(fā)酵液中分離乙醇—水混合液一般分兩步：先用普通精餾得到質量分數為92.4%的乙醇，再用共沸精餾、萃取精餾、液液萃取、吸附或其它方法得到無水乙醇。

　　精餾作為具有技術成熟度和應用成熟度較高的分離方法，是分離乙醇—水混合液最早，也是最普遍的方法，但需很高的能耗?，F有3種方法替代精餾方法生產乙醇：萃取法、超臨界流體法和滲透蒸發(fā)膜分離法，這部分工藝幾乎等同于化學工程的分離工藝技術，可以應用。

　　三、生物發(fā)酵反應與分離過程耦合

　　現有燃料乙醇工藝的基礎研究包括生產過程放大和流程創(chuàng)新、研究生物反應與分離過程耦合探索新的短流程工藝。

　　將生物發(fā)酵直接看作反應并與分離技術耦合來提高整個發(fā)酵及分離的效率，將推動燃料乙醇工藝的技術進步。

　　多場耦合對開發(fā)新型發(fā)酵與分離設備具指導意義，未來發(fā)展趨勢必將是將反應與分離以及多種分離結合一起的設備。如精餾與吸附、發(fā)酵與精餾等通過一個設備操作實現兩者完美結合，而目前的多塔生產工藝將會被逐漸淘汰而發(fā)展對應短流程工藝這方面研究及發(fā)展將極大地消減成本，同時也降低能耗，對改善反應與分離過程，提高效率具很大潛力。

　　貫穿于燃料乙醇生產過程的流體流動、熱量傳遞、質量傳遞問題與發(fā)酵生化反應交織在一起，對燃料乙醇過程產生決定性的影響。發(fā)酵過程尤其是同步糖化發(fā)酵技術背后的物理、生物、化學機制及工程策略，發(fā)酵罐中流場、溫度場及濃度場的多場耦合，對生物反應器中多尺度問題作綜合考慮，采用人工智能研究流程優(yōu)化組合分析工程策略，發(fā)展新型分離發(fā)酵設備等，都是目前急需研究的內容，是燃料乙醇領域的難點和熱點問題。

　　采用化學工程學理論及方法研究燃料乙醇生物反應工程規(guī)律、工程放大及流程創(chuàng)新將是一種主要趨勢。

　　參考文獻

　　[1] 李靜海.淺談21世紀的化學工程[J]. 化工學報，2008，59(8)： 1879-1883.

　　[2] 張嗣良.多尺度微生物過程優(yōu)化[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2003.

　　[3] 武國慶，羅虎，鄧立康，等.中糧生產企業(yè)對工業(yè)生物技術發(fā)展的若干思考[J]. 中國基礎科學：工業(yè)生物技術?？?009(5)：100-104.

　　化學方面論文參考范例篇2

　　論生物化學工程技術在綠色食品生產中的應用

　　[摘 要]作為現代生態(tài)農業(yè)發(fā)展的主流，綠色食品生產在生物化學工程中具有重要意義。通過應用現代生物化學技術對農作物基因進行改良，在增加農作物養(yǎng)分同時也使得農作物更能抵御病蟲傷害。本文將就應用生物化學技術以增加農作物產量減少化肥使用量，從產質產量方面提高食品生產的水平進行探討。

　　[關鍵詞]生物化學工程技術 綠色食品 應用

　　綠色食品是指按照國家的專門機構提出的要求進行無污染和無公害食品的生產，所生產出的食品符合優(yōu)質且安全營養(yǎng)的食品標準。通常消費者和專家將綠色食品稱為“21世紀的主導食品”、“餐桌上的新革命”。在稱謂方面國外將類似我國綠色食品的食品稱為有機食品或生態(tài)食品，或將綠色食品稱為自然食品，當前我國有效使用綠色食品標志的企業(yè)總數已經超過了3962家，產品總數超過10708個，而且中國綠色食品發(fā)展中心已同世界上90多個國家和地區(qū)，500多個相關組織建立了聯系[1]。由此可見提倡天然、安全、健康的食品消費成為了國內、國外人們食品消費的主流。

　　1. 綠色食品生產的技術要求

　　首先綠色食品對產地環(huán)境的空氣質量、農田灌溉水質、畜禽養(yǎng)殖用水的水質、漁業(yè)水質和土壤質量等均有一定的指標要求和濃度限值。其次，在生產和加工綠色食品中，所投入的農藥和肥料，以及飲料和食品添加劑等應符合相關規(guī)定，在種養(yǎng)殖方面符合相關的的生產規(guī)程。再有，綠色食品從初級農產品到加工產品均應符合感官和理化以及生物學等方面的要求。從生物化學工程技術角度來解讀綠色食品的生產，即在生產和加工中密切預防所生產的食品中被農藥殘留和放射性物質等污染，以保證食品的營養(yǎng)和安全性。

　　2. 生物化學技術的綠色食品生產中的應用

　　2.1 固氨轉化技術的應用

　　養(yǎng)分在農作物生長中具有較強的促進作用，其中氮元素為植物生長提供了必要的養(yǎng)分。如果通過相關技術能夠固化空氣中的氮氣使之被植物吸收，既可以節(jié)省生產投入成本還可提高農作物產量，而且盡量減少農作物使用化學肥料的數量更能符合綠色食品的標準。據王嘉祥報道[2]，許多細菌具有固化氮氣的功能，同時絕大多數農作物對固氮菌具有排斥功能。因此，將固氨轉化技術應用于農作物的生長過程中，便可以有效的解決多數農作物排斥固氮菌的問題。首先通過DNA技術改造固氮酶基因以強化其固氮能力，其次還可通過生物化學技術促進更多種類的農作物能夠與固氮菌共生。

　　2.2 應用生物化學技術抵御病蟲害

　　為了加快發(fā)展綠色食品生產，在有機農產品生產過程中遵循國際慣例，通過發(fā)展無公害農產品、綠色食品和有機農產品從而提高品牌農產品質量。應用生物化學技術替代農藥可在減少農藥殘留基礎上提高農作物抵御病蟲害的能力。通過增強農作物抵御病蟲害的基因，例如，在水稻中增加Bt蛋白基因，使其進入害蟲體內影響害蟲蛋白功能和發(fā)育進而達到殺死害蟲的目的。這樣可以在減少使用殺蟲劑和農藥殘留基礎上，增加水稻產量約11%。

　　3.應用生物化學技術改善綠色食品營養(yǎng)價值

　　應用生物化學技術改善食品營養(yǎng)價值方面，還可通過增加食品中的果聚糖、蛋白質和油脂含量等來提高食品的營養(yǎng)。以下本文將對生物化學技術提高食品中的果聚糖、蛋白質和油脂的含量進行簡述。

　　3.1 增加食品中的果聚糖含量

　　果聚糖作為β-D-呋喃果糖的多聚體，由果糖聚合而生成。果糖殘基數目通常是7-35，但也有少數是90-260。果聚糖有3種分型：(1)果糖殘基以β2→1糖苷鍵連結而成的線形分子聚合生成的菊糖型。(2)果糖殘基以β2→6糖苷鍵連結而成的線形分子聚合生成的左聚糖型。(3)混合型。許多植物根、莖、葉及種子中含有果聚糖，而且果聚糖這類碳水化合物能夠有助于人體健康是腸胃菌的營養(yǎng)物質。應用生物化學工程技術中將1-SST基因轉移到水稻和玉米等農作物上，可以使其果聚糖的含量增加。

　　3.2 增加食品中的蛋白質含量

　　人體所需的蛋白質多數來自植物性食物，其中谷類種子蛋白質含量達到15%，豆類種子蛋白質含量達到了29%[3]。但谷類和豆類的種子中分別缺少賴氨酸和蛋氨酸。賴氨酸作為人體必需的堿性氨基酸，具有促進人體發(fā)育和免疫的功能，還可提高中樞神經組織功能。而蛋氨酸也是人體必需的一種氨基酸，若蛋氨酸缺乏時會使人食欲降低，不利于生長發(fā)育還容易導致腎臟腫大和肝臟鐵堆積等現象。應用生物化學技術可改善食物蛋白質合成途徑，將基因編碼高的賴氨酸和蛋氨酸外源基因轉至谷類和豆類中，以平衡豆類和谷類食物中的氨基酸所含的比例。

　　3.3 增加食品中的油脂含量

　　植物油脂是人們主要食用油，但植物油脂也存在著不飽和脂肪酸熔點低，以及熱穩(wěn)定性也相對低且容易在加熱過程中分解的特點。為了改善植物油存在的上述不足，工業(yè)上通常采用氫化的方法來提升油脂熔點和熱穩(wěn)定性。但采用氫化的方法改變食用油的熔點和熱穩(wěn)定性不利于人體健康，容易增加人體中飽和脂肪酸，飽和脂肪酸(SFA)是含飽和鍵的脂肪酸。膳食中飽和脂肪酸多存在于動物脂肪及乳脂中，這些食物也富含膽固醇。飽和脂肪酸攝入量過高是導致血膽固醇、三酰甘油等升高的主因，進而引起動脈管腔狹窄，形成動脈粥樣硬化，增加患冠心病的風險。但不飽和脂肪酸中的單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸均有利于人體健康，能夠起到降血脂、改善血液循環(huán)和干擾血小板凝集的作用，還具有阻滯動脈粥樣硬化斑塊和血栓形成等效用。在綠色食品生產中通過結合轉基因技術和人們需要提高植物油營養(yǎng)價值的要求，開發(fā)出高油酸含量的食用油，利用基因技術從酵母中將EPA和DHA以及花生四烯酸等長鏈不飽和脂肪酸生物合成酶基因，運用克隆技術編碼這類酶基因再通過基因技術導入植物體內，使得植物油脂中的DHA等長鏈不飽和脂肪酸含量能夠得到提升。

　　結束語

　　綜上，為了加快發(fā)展綠色食品生產，在有機農產品生產過程中遵循國際慣例，運用生物化學技術，可以精簡生產資金的投入同時也減少食品被污染幾率以提高綠色食品的質量和安全性。

　　參考文獻

　　[1] 劉兆慶，王曙文，姜媛媛.生物技術對食品工業(yè)發(fā)展的影響[J]. 農產品加工，2004，13(9)：28-29

　　[2] 王嘉祥.生物技術在食品工業(yè)中的應用現狀與前景展望[J].食品科學，2006，27(11)：605-608.

　　[3] 潘慧.論生物化學工程技術在綠色食品生產中的應用[J].中國農學通報，2004，20(5)：60-61.