發(fā)布時(shí)間：2024-02-20 15:51:24
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的化學(xué)工程和化學(xué)工藝的區(qū)別樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【文章編號】0450-9889（2017）06C-0078-02
高分子材料是化工產(chǎn)品的一個(gè)分支，是目前發(fā)展最快、應(yīng)用前景最廣且最具生命力的一類化工產(chǎn)品；高分子行業(yè)的迅猛發(fā)展，急需大量復(fù)合型人才。而大多數(shù)高校高分子材料專業(yè)的人才培養(yǎng)側(cè)重在材料的合成等偏理論方面，對高分子材料加工成型為終極產(chǎn)品的工藝環(huán)節(jié)關(guān)注的程度不高。廣西大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)在化工材料加工工藝方面開設(shè)了系統(tǒng)的專業(yè)課程群，為“高分子材料成型與工藝”課程的設(shè)置打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。然而，廣西大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)沒有開設(shè)過高分子物理、高分子化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等高分子基礎(chǔ)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程，且該專業(yè)作為一個(gè)覆蓋范圍廣泛的交叉的專業(yè)，開設(shè)的專業(yè)課程很多，所有的專業(yè)課程學(xué)時(shí)都高度壓縮。在高分子材料理論知識缺乏、課程學(xué)時(shí)數(shù)少、無配套實(shí)驗(yàn)的背景下，本文從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面對“高分子材料成型與工藝”課程教學(xué)改革進(jìn)行探索。
一、教材的選用
廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院“高分子材料成型與工藝”課程剛開設(shè)時(shí)，選用的教材是史玉升等編著的《高分子材料成型工藝》，學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以掌握高分子材料的制備、性能、成型、評價(jià)及應(yīng)用，全面系統(tǒng)地了解高分子材料成型技術(shù)的最新知識。教學(xué)過程中，學(xué)生反映這本教材的難度太大，因?yàn)椤案叻肿硬牧铣尚团c工藝”是一門專業(yè)技術(shù)課程，需在完成化工熱力學(xué)、化工原理、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、高分子物理和化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等基礎(chǔ)理論課和專業(yè)基礎(chǔ)課程后，對學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練。
“高分子材料成型與工藝”課程是在大三第一學(xué)期開設(shè)的專業(yè)課，此時(shí)學(xué)生已經(jīng)修完化工熱力學(xué)、化工原理、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)等基礎(chǔ)理論課，然而基本沒有學(xué)過高分子物理、高分子化學(xué)、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基礎(chǔ)等專業(yè)基礎(chǔ)課，高分子材料方面的基礎(chǔ)較差，加上這本教材講述的理論知識較少，所以學(xué)起來較吃力。根據(jù)學(xué)生的反映，學(xué)院及時(shí)更換了教材，采用周達(dá)飛等主編的《高分子材料成型加工》“九五”重點(diǎn)教材，該教材高度概括了高分子材料的最基礎(chǔ)的知識，對加工成型影響很大的高分子流變學(xué)基礎(chǔ)知識進(jìn)行較全面深入的介紹，全面介紹了高分子材料成型加工最常用的基本工藝，也兼顧了新技術(shù)和新方法，難度適中，得到學(xué)生好評。
二、教學(xué)內(nèi)容的改革
高分子材料成型技術(shù)涉及化學(xué)、材料、材料加工、機(jī)械等多種學(xué)科，“高分子材料成型與工藝”課程是一門專業(yè)技術(shù)課程，需要廣泛的理論知識基礎(chǔ)?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生基本無高分子材料理論基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)起來的確難度很大。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”這條主線展開教學(xué)內(nèi)容，重點(diǎn)掌握三者的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)成型加工對制品性能的重要性，這是本課程的主題思想，也是高分子材料的工程特征；選用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》，充分利用國內(nèi)外重要專業(yè)期刊了解行業(yè)最新動(dòng)態(tài)，不斷更新及補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，確保教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性；在教學(xué)內(nèi)容安排上，以高分子材料成型加工的大工程觀點(diǎn)為著眼點(diǎn)，以寬專業(yè)為目標(biāo)，概況高分子材料理論基礎(chǔ)和概念（詳細(xì)的內(nèi)容指定參考范圍讓學(xué)生利用課外時(shí)間自學(xué)），從高分子材料的加工原理出發(fā)，著重對成型加工工藝進(jìn)行討論。從高分子材料的成型加工的共性出發(fā)，對模壓、擠出、注塑及壓延四大成型技術(shù)及工藝進(jìn)行重點(diǎn)講授，然后講授塑料、橡膠及復(fù)合材料的成型特點(diǎn)和區(qū)別，對于一些新的成型方法，以及教材中未涉及而在一些科技文獻(xiàn)中見報(bào)道的新的成型方法及工藝，教師建立了QQ群這樣的交流平臺，并將高分子領(lǐng)域權(quán)威的一些微信公眾號分享到平臺上，經(jīng)常轉(zhuǎn)發(fā)高分子材料國際國內(nèi)的重要進(jìn)展到平臺，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生以興趣為導(dǎo)向自動(dòng)組成興趣學(xué)習(xí)小組的方式進(jìn)行自學(xué)。筆者首先通過課內(nèi)課外結(jié)合強(qiáng)化高分子理論基礎(chǔ)與概念，對成型加工影響最大的流變性在課堂上進(jìn)行詳細(xì)介紹，而其他性能如穩(wěn)定性、電性能、光性能等材料性能則作為課外學(xué)習(xí)內(nèi)容，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，節(jié)選核心內(nèi)容，把高分子材料合成、性能、加工及相互間的影響規(guī)律簡要完整地介紹。比如教材中同一種成型方法按不同的應(yīng)用體系分成很多小結(jié)，而教學(xué)過程中每種成型工藝僅以一種材料為代表來講，但不同章節(jié)會(huì)選不同的材料體系來進(jìn)行，比如講橡膠的壓延，那么注塑可能選塑料，而擠出可能選復(fù)合材料，這樣來兼顧各類高分子材料的成型。
三、教學(xué)方法的改革
教學(xué)方法是影響教學(xué)目標(biāo)是否能夠?qū)崿F(xiàn)、實(shí)現(xiàn)的程度和效率的關(guān)鍵。非高分子材料專業(yè)的“高分子材料成型與工藝”課程教學(xué)存在兩個(gè)難點(diǎn)：一是許多內(nèi)容涉及高分子加工機(jī)械、設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作過程，這要求有實(shí)際感性認(rèn)識和直觀性；二是該課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，如何在教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)際的結(jié)合，用理論來解釋生產(chǎn)中的實(shí)際問題，或以具體實(shí)例來說明理論，促使學(xué)生真正掌握知識。針對這些問題，“高分子材料成型與工藝”課程在教學(xué)過程中對教學(xué)方法、教學(xué)手段進(jìn)行了改革。
（一）現(xiàn)代化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合?！案叻肿硬牧铣尚团c工藝”課程中許多內(nèi)容涉及高分子加工機(jī)械、設(shè)備結(jié)構(gòu)及操作過程，這要求有實(shí)際感性認(rèn)識和直觀性，同時(shí)，該課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)。筆者根據(jù)所選用教材，利用PowerPoint加入聲音、圖像、動(dòng)畫、視頻等各種多媒體信息，并根據(jù)需要設(shè)計(jì)各種演示效果，將抽象、生澀難懂的知識形象生動(dòng)地展示給學(xué)生，激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、吸引他們的注意力，大大加深學(xué)生對知識的理解和印象。由于化學(xué)化工學(xué)院缺乏相應(yīng)的高分子材料成型教學(xué)設(shè)備，教學(xué)小組聯(lián)系外界資源制作了幾個(gè)基本成型工藝的微課，同時(shí)廣泛收集案例、動(dòng)畫演示及成型錄像，不斷補(bǔ)充到授課內(nèi)容中，讓學(xué)生對高分子成型工藝及設(shè)備等有更直觀的認(rèn)識，對課件內(nèi)容進(jìn)行更新和完善，豐富課堂內(nèi)容，加大課堂信息量，使學(xué)生獲得對高分子材料成型加工的理性和感性雙重認(rèn)識，使教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果。
同時(shí)，教師也要注意吸取傳統(tǒng)教學(xué)中講解的優(yōu)點(diǎn)，將教師的語言、激情和應(yīng)變能力體現(xiàn)在多媒體教學(xué)中，并用眼神、情感、心靈與學(xué)生溝通，必要時(shí)還要進(jìn)行板書，讓學(xué)生徹底把握一些關(guān)鍵問題。
（二）采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法和啟發(fā)式互動(dòng)式教學(xué)。與傳統(tǒng)的以教師為主體的“填鴨式”“灌輸式”教學(xué)方式不同，筆者在部分知識點(diǎn)的授課中嘗試采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法，從傳統(tǒng)教學(xué)的講授、灌輸和教師主宰課堂，轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織和引導(dǎo)；從單純講解轉(zhuǎn)變?yōu)榕c學(xué)生進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕涣骱吞接?。筆者在講述“高分子材料配方設(shè)計(jì)”這一章內(nèi)容時(shí)，并沒有按照書本來進(jìn)行，而是布置了一道思考題“設(shè)計(jì)食品袋的配方”，讓學(xué)生通過自學(xué)課本內(nèi)容與上網(wǎng)查找相關(guān)知識等來完成這一思考題，并在學(xué)生完成后讓他們用PPT來展示成果，通過討論的形式與學(xué)生探討了配方設(shè)計(jì)中的一些原則與內(nèi)容。
啟發(fā)式互動(dòng)式教學(xué)強(qiáng)調(diào)先讓學(xué)生積極思考，再進(jìn)行適時(shí)啟發(fā)；教師不僅要加強(qiáng)自身專業(yè)素養(yǎng)和知識積累，而且更重要的是建立師生互動(dòng)的教學(xué)過程，并營造良好的課堂教學(xué)氛圍，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長；教師注意自己角色的轉(zhuǎn)變，良好的學(xué)習(xí)情境可使學(xué)生了解學(xué)習(xí)任務(wù)的必要性和與學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的學(xué)習(xí)信息，從而激發(fā)學(xué)習(xí)意愿和濃厚的學(xué)習(xí)興趣；在教學(xué)過程中，對于重要的知識點(diǎn)，通過案例教學(xué)，與學(xué)生共同分析和討論，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；設(shè)備運(yùn)行；可靠性；管理研究
中圖分類號：TU276 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
一、化工企業(yè)設(shè)備管理的重要性
（一）化工企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)
化工產(chǎn)品無處不在，世界各處都有它的身影，比如運(yùn)輸行業(yè)所需要的各種燃料，服裝行業(yè)生產(chǎn)時(shí)用到的各種化纖原料，機(jī)械制造行業(yè)需要的各種大量有機(jī)材料等等，這些基本上都由化工企業(yè)所生產(chǎn)?；て髽I(yè)屬連續(xù)化生產(chǎn)，需具備以下特點(diǎn)：
1 化工行業(yè)是屬于技術(shù)密集型的生產(chǎn)企業(yè)。它需要多門學(xué)科相結(jié)合，進(jìn)行有效合作，并且需要多種專業(yè)技術(shù)人員的聚集；化工行業(yè)的生產(chǎn)工藝是非常復(fù)雜的，而且要有高含量的技術(shù)要求；像一些石化工業(yè)則需要更多的利用催化、高溫、高壓等技術(shù)。
2 化工裝置的介質(zhì)十分復(fù)雜?；て髽I(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)所接觸到的介質(zhì)都是具有相同的特點(diǎn)，易燃、易爆、有毒有害、腐蝕性強(qiáng)等。
3 設(shè)備的種類、規(guī)格復(fù)雜多樣。生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，再加上生產(chǎn)條件的苛刻性，就需要各種各樣的設(shè)備來與之相適應(yīng)?；て髽I(yè)在生產(chǎn)時(shí)大都情況下都需要在高溫、高壓及密封系統(tǒng)中方可進(jìn)行。
4 擁有高素質(zhì)的化工企業(yè)人員。復(fù)雜的生產(chǎn)工藝、設(shè)備，只有擁有一批高素質(zhì)的專業(yè)人員方可實(shí)現(xiàn)其安全穩(wěn)定的生產(chǎn)工作。
5 化工企業(yè)的投資量?；て髽I(yè)的一些生產(chǎn)設(shè)備和基本設(shè)施，價(jià)格都十分昂貴，因此它的資金投入量是十分巨大的。
（二）化工設(shè)備運(yùn)行可靠性的重要性
復(fù)雜的生產(chǎn)工藝直接提高了化工企業(yè)對生產(chǎn)設(shè)備的要求，企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的基礎(chǔ)就是設(shè)備，因此設(shè)備運(yùn)行的可靠性就會(huì)影響到生產(chǎn)裝置是否能夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)備若存在問題，就會(huì)直接性或間接性造成的事故的發(fā)生，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，又或者設(shè)備存在著一定的缺陷也會(huì)造成裝置停工，無法正常生產(chǎn)，影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)流程，企業(yè)所蒙受的經(jīng)濟(jì)損失也是巨大的。
二、設(shè)備運(yùn)行的可靠性
（一）設(shè)備運(yùn)行可靠性的概念
設(shè)備運(yùn)行的可靠性是由兩個(gè)部分組成的，即固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性的概念是指一個(gè)產(chǎn)品經(jīng)過設(shè)計(jì)、制造而形成的，狹義可靠性是指它所考慮的中心問題。使用可靠性所要考慮的中心問題就是包括維修性的廣義的可靠性，它指的是產(chǎn)品在運(yùn)輸、倉庫保管等作用下使固有可靠性所發(fā)揮的程度要能夠得到切實(shí)的保證。
（二）設(shè)備運(yùn)行可靠性時(shí)需注意的問題
1 設(shè)備運(yùn)行的可靠性與規(guī)定的條件密不可分所謂的規(guī)定的條件就是指設(shè)備所處的一個(gè)環(huán)境條件、維護(hù)保養(yǎng)和使用條件等。
2 設(shè)備運(yùn)行的可靠性與規(guī)定時(shí)間密不可分所謂的規(guī)定時(shí)間，我們可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際情況，它可以是一次性的動(dòng)作，也可以是短期的或者是長期的。設(shè)備工作的時(shí)間在一般情況下與可靠性是成負(fù)比例關(guān)系的。時(shí)間這一重要因素在設(shè)備的可靠性方面得到了著重的強(qiáng)調(diào)，但是卻沒有被包括在產(chǎn)品的技術(shù)質(zhì)量性指標(biāo)中，因此，設(shè)備可靠性和其他技術(shù)性能指標(biāo)的根本區(qū)別就可以是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對其優(yōu)劣進(jìn)行的評價(jià)。
3 設(shè)備運(yùn)行的可靠性與規(guī)定功能密不可分規(guī)定功能是設(shè)備應(yīng)該具有的主要技術(shù)性能指標(biāo)，只有對設(shè)備的所有技術(shù)性能指標(biāo)進(jìn)行綜合性評價(jià)，才能對設(shè)備的可靠性做出正確的判斷。
三、工企業(yè)維修策略研究
（一）實(shí)施維修的重點(diǎn)放在提高設(shè)備利用率上我們堅(jiān)持把設(shè)備利用率放到第一位來制定維修策略的維修方式。
1 定期維修。就是按照固定的周期進(jìn)來進(jìn)行維修的一種體制。這種維修體制有很大的優(yōu)點(diǎn)，就是提高了利用率，這樣就可以把空閑的時(shí)間，人力，物力等很好的利用起來，也提高了維修效率，降低了成本。但也有一個(gè)很大的問題，這種方法只能針對一些故障特征隨時(shí)間變化的設(shè)備，但如果碰上一些復(fù)雜成套、故障無時(shí)間規(guī)律的設(shè)備，這種維修方式就不適合了。
2 視情維修。這種維修體制就是通過設(shè)備的狀態(tài)以此檢測出的故障模式來決定的一種維修策略。
3 機(jī)會(huì)維修。這種維修體制，其實(shí)是一種補(bǔ)充體制，建立在視情維修和定期維修的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一種補(bǔ)償維修方式，主要是為了提高費(fèi)用有效度。我們必須結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，把握維修時(shí)機(jī)，如果發(fā)生頻繁，則應(yīng)首先考慮定期維修，再依次選擇視情維修和事后維修。
4 事后維修。這是一種很笨的維修方法，就是不管遇到什么情況，都等到事后一切的人力、備件、工具上有一定的準(zhǔn)備和保障的前提下進(jìn)行。成本較低，可以當(dāng)作最后考慮的一種維修策略。
（二）改革維修機(jī)構(gòu)
改革維修機(jī)構(gòu)，首先要做的就是把所有工作人員的積極性提高上來，建立一只具有專業(yè)水準(zhǔn)和較高的團(tuán)隊(duì)合作意識的各類專業(yè)維修隊(duì)伍。例如專業(yè)性強(qiáng)的有：理化檢測隊(duì)伍、機(jī)組檢修隊(duì)伍、冷換設(shè)備清洗檢修隊(duì)伍、帶壓密封堵漏隊(duì)伍等等。其中在化工系統(tǒng)中還成立設(shè)備失效及預(yù)防中心、備檢測中心、帶壓密封堵漏中心同位素儀表維修中心等等，為各類化工企業(yè)的設(shè)備提供更加具有針對性的專業(yè)化維修服務(wù)。各個(gè)企業(yè)內(nèi)部的檢修機(jī)構(gòu)我們也要進(jìn)行一次改革，特別是那些長期依靠企業(yè)生存的維修機(jī)構(gòu)，更應(yīng)該轉(zhuǎn)換思路，把它們從企業(yè)的體制中獨(dú)立出來，面向市場，實(shí)行獨(dú)立經(jīng)營、獨(dú)立核算。增加維修機(jī)構(gòu)的獨(dú)立意識和市場競爭意識。
（三）采用先進(jìn)的維修技術(shù)
要提高一個(gè)企業(yè)的設(shè)備維修的現(xiàn)代化水平，首先就是要提高人員的知識化水平，學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)的維修技術(shù)，在一些化工企業(yè)應(yīng)用比較廣泛的有氬弧焊、離子焊、電刷鍍、熱噴涂、鑲嵌、粘接等一些比較先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)；各種先進(jìn)的機(jī)械化、自動(dòng)化維修機(jī)具，諸如各種液壓吊裝、高壓清洗等也都已經(jīng)在企業(yè)的設(shè)備維修中有了較大的應(yīng)用。這些現(xiàn)代化技術(shù)的運(yùn)用有兩個(gè)好處：一是提高了工作效率；二是減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了維修施工質(zhì)量。特別是近幾年來發(fā)展起來的加熱爐內(nèi)襯耐火纖維噴涂及油罐表面刷涂隔熱降溫、防腐涂料等高新技術(shù)在化工企業(yè)維修中廣泛得到應(yīng)用，獲得了節(jié)能的突出效果。
四、設(shè)備的維護(hù)與技術(shù)改造管理
（一）設(shè)備的日常維護(hù)
制定一套比較完善的設(shè)備日常維護(hù)的制度標(biāo)準(zhǔn)，要求每班操作工人在生產(chǎn)中做到：每天對設(shè)備各部位進(jìn)行檢查，是否按規(guī)定加注油，是否正確使用設(shè)備，如果發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)處理，處理的不了的要及時(shí)報(bào)告給相應(yīng)的維修部門并且進(jìn)行登記備案，方便以后維修的查找。
（二）設(shè)備的技術(shù)改造
設(shè)備的技術(shù)改造是指應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，改變現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu)，裝上或更換新部件、新裝置、新附件，以補(bǔ)償設(shè)備的無形磨損和有形磨損。通過技術(shù)改造，我們可以提高設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)性能，并且是一些設(shè)備的局部達(dá)到一個(gè)比較高的水準(zhǔn)甚至與一些新設(shè)備相當(dāng)。使用技術(shù)改造有很多好處，最明顯的就是它的針對性比較強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性比較好，更主要的是它的現(xiàn)實(shí)性大，可以最大限度的發(fā)揮設(shè)備的功能。
五、設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用
（一）設(shè)備的點(diǎn)檢
設(shè)備的點(diǎn)檢，主要有兩種方式：日常點(diǎn)檢和定期點(diǎn)檢。我們通常使用的是日常點(diǎn)檢，它是一種由人工操作來進(jìn)行完成的，最主要的特點(diǎn)就是利用人的感官進(jìn)行檢查，一次來判斷設(shè)備的狀態(tài)。
（二）設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測
日前設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測氛圍兩個(gè)步驟，第一是通過人工檢查發(fā)現(xiàn)一些看得見的問題。第二是通過將設(shè)備監(jiān)測儀器與計(jì)算機(jī)結(jié)合來進(jìn)行檢查。計(jì)算機(jī)在接收了監(jiān)測信號后，可以定時(shí)顯示或打印輸出設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)（如溫度、壓力、振動(dòng)等）。這樣就可以在很大的程度上保證了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的可靠性。而不會(huì)應(yīng)為一些人為因素造成監(jiān)測的不準(zhǔn)確。
（三）設(shè)備的在線監(jiān)測
設(shè)備的在線監(jiān)測，要做好這一點(diǎn)首先要加大培訓(xùn)的力度，培養(yǎng)一批具有專業(yè)技術(shù)水準(zhǔn)的人才隊(duì)伍，在此基礎(chǔ)上還要極開發(fā)現(xiàn)有設(shè)備在線監(jiān)測軟件和新的狀態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目。只有具備以上一些條件才可以在開展設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷工作上去的良好的效果。
（四）設(shè)備診斷基本技術(shù)
設(shè)備診斷基本技術(shù)，主要包括檢測技術(shù)、信號處理技術(shù)、識別技術(shù)、預(yù)測技術(shù)等。設(shè)備壽命周期的長短決定了設(shè)備定量測定的各種信息，數(shù)據(jù)的科學(xué)分析和預(yù)測的準(zhǔn)確性。想要設(shè)備的使用壽命得到提高，首先一點(diǎn)就是要做到把診斷技術(shù)用于設(shè)備使用過程當(dāng)中的各個(gè)階段，并且要做好對各種數(shù)據(jù)的收集工作，提高設(shè)備各個(gè)環(huán)節(jié)的管理工作水平。設(shè)備的管理工作我們要常抓不懈，而不能隨著新材料、新技術(shù)應(yīng)用，化工設(shè)備的安全性日益提高就放松我們的要求。這樣才可以使我們的使設(shè)備在使用過程中達(dá)到更加安全、高效的運(yùn)行。
結(jié)語
在許多國家的的國民經(jīng)濟(jì)中化學(xué)行業(yè)占有重要地位，它是一個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，化學(xué)行業(yè)的發(fā)展直接影響著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。整個(gè)世界化工產(chǎn)品年產(chǎn)值已突破了15000億個(gè)美元。因此，我們要不斷的對化工企業(yè)的設(shè)備進(jìn)行研究，開發(fā)出不僅可靠性高，而且安全也一樣高的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)化學(xué)行業(yè)發(fā)展走可持續(xù)發(fā)展道路對于人類經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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[2]陳仲波.如何提高石油化工企業(yè)設(shè)備運(yùn)行可靠性[J].化學(xué)工程與裝備，2011（03）.
微膠囊技術(shù)是指以天然或合成的高分子材料作為囊壁，通過化學(xué)法、物理法或物理化學(xué)法將固體或液體材料包囊成直徑為1-5000µm [1]的微小囊狀物的技術(shù)。微膠囊的優(yōu)勢在于形成微膠囊時(shí)，囊心被包覆而與外界環(huán)境隔離，它的性質(zhì)幾乎能毫無影響的被保留下來，微囊的囊膜具有透膜或半透膜的特性，因此其所包含的囊心物質(zhì)可借壓力、pH值、酶解、溫度或提取等一系列方法完全釋放出來[2—3]。
1.1 微膠囊技術(shù)的作用[4—7]
無論物質(zhì)具有親水性還是具有親油性，大多數(shù)氣體、液體、固體、甚至具有生命活性的細(xì)菌、酶等均可以被包囊。廣義地說，微膠囊具有改善和提高物質(zhì)外觀及其性質(zhì)的能力。
上述功能使得微膠囊化成為許多工業(yè)領(lǐng)域中的一種有效的商品化方法，具體可主要分為7個(gè)方面。
1.1.1 改善物質(zhì)的物理性質(zhì)
改變物質(zhì)的狀態(tài):將液態(tài)物質(zhì)或氣態(tài)物質(zhì)微膠囊化后，可得到微細(xì)的粉狀物質(zhì)，在外形及使用上具有固體特征，但其內(nèi)部仍然是液體或氣體，因而仍具有原來液體或氣體的性質(zhì)。
改變物質(zhì)的質(zhì)量和體積：物質(zhì)的表觀密度經(jīng)微膠囊化后可以變小，也可制成含有空氣或空心的微膠囊而使體積增大。
改變物質(zhì)的性能：通過微膠囊化可以改變物質(zhì)對所處介質(zhì)的親和性，常用的方法是將疏水性藥物用親水性壁材微膠囊化，使其變得親水。
1.1.2 控制釋放
在可以人為控制的條件下，微膠囊中活性組分的釋放可以采用立即釋放、延時(shí)釋放等各種釋放方式。
緩釋：將一些藥物或活性物質(zhì)制成微膠囊后，不但方便口服或注射，更重要的是能使藥物緩慢釋放，使藥效持久，從而可減少服用次數(shù)和服用量，減少生理副作用。
1.1.3隔離活性成分
微膠囊化后囊壁可以將囊內(nèi)外物質(zhì)隔離，故能阻止活性物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在醫(yī)藥中，可將藥物與其他敏感物質(zhì)隔離，如紅霉素遇酸易變質(zhì)，微膠囊化后可在一定時(shí)間內(nèi)避免與胃液接觸，從而使其保持活性。
1.1.4 改善穩(wěn)定性
易揮發(fā)、易氧化、光敏性和熱敏性的物質(zhì)經(jīng)微膠囊化后，可避免直接與光、熱或空氣接觸，抑制其揮發(fā)，氧化，降低光(熱)敏性。有些物質(zhì)很容易受氧氣、溫度、水分、紫外等各種環(huán)境因素的影響，通過微囊化，使囊心物與外界環(huán)境相隔離。在食品、化妝品和洗滌劑行業(yè)中，經(jīng)常將香料、香精微膠囊化，以降低其揮發(fā)性，保持長久散發(fā)香氣。
1.1.5降低對健康的危害、減少毒副作用
硫酸亞鐵、阿司匹林等藥物包囊后可以通過控制向消化系統(tǒng)得釋放速度來減輕腸胃副作用。長期服用氨節(jié)青霉素對人體有嚴(yán)重的副作用，微膠囊化可彌補(bǔ)這一缺陷；抗癌藥物化療劑一般用甲基乙二醛，但對人體毒性大，微膠囊化后可以迅速從體內(nèi)排出，降低副作用。對于制藥工業(yè)來說，就可以采用微膠囊技術(shù)來制造靶制劑，達(dá)到定向釋放的效果。
1.1.6屏蔽味道和氣味
微膠囊化可以用于掩飾某些化合物的令人不愉快地味道?？股鼗前奉愃幬锟辔短?，微膠囊化可掩蓋其苦味。氨基酸有維持機(jī)體生長發(fā)育的氨平衡功能，能治療肝病及乙基砷、苯中毒，但其奇特的臭味使人難以接受，微膠囊化后，就可掩蓋其臭味將有色澤和氣味的中草藥液微膠囊化后，可以掩蔽服用時(shí)的不良味道。
1.1.7 用于特殊目的的不相容物質(zhì)的分離
微膠囊化后可以隔離各種成分，阻止活性成分之間的反應(yīng)。故可以將兩者一起保存。但是當(dāng)微膠囊破碎以后兩者就能進(jìn)行反應(yīng)?？梢赃_(dá)到某些特殊的目的。
1.1.8 菌體微膠囊的特點(diǎn)
對于制備菌體微膠囊，最主要的就是防止外界不良條件對菌體的破壞以提高菌體的穩(wěn)定性，提高菌體的保存時(shí)間。一些菌體，在環(huán)境中受到不良環(huán)境的影響（紫外線、pH等）其存活率很低。而通過微膠囊技術(shù)可以將菌體與不良環(huán)境隔離，達(dá)到提高菌體穩(wěn)定性的作用。
例如胃中的pH只有1.8左右，對枯草芽孢桿菌活性具有比較大的破壞。而制成微膠囊可以減少胃酸與菌體的接觸，提高菌體的穩(wěn)定性[8]。
另外通過微膠囊技術(shù)將菌體包埋，使得菌體某些不良的氣味難以釋放到外界，而達(dá)到容易口服等的效果。
1.2 微膠囊的制備方法
微膠囊制備方法通常根據(jù)其性質(zhì)、囊壁形成的機(jī)制和成囊條件分為物理法、物理化學(xué)法、化學(xué)法等3大類[9]。在每大類方法中依據(jù)不同的操作工藝又可進(jìn)一步分成若干種制備方法。各種制備方法都具有各自的特點(diǎn)、適用范圍和適用對象，現(xiàn)將各種微膠囊制備方法歸納如表1所示。
表1 物理法制備微膠囊
方法 工藝特點(diǎn) 優(yōu)缺點(diǎn) 適用范圍
噴霧干燥法 芯材均勻分散于壁材溶液中， 優(yōu)點(diǎn)：處理量大， 適于熱敏性、疏水
經(jīng)霧化器霧化成小液滴使溶液 適宜工業(yè)化生產(chǎn) 性、親水性及與
壁材的溶劑迅速蒸發(fā)凝固成凝 缺點(diǎn)：包埋率低， 水反應(yīng)的物質(zhì)。
固成微膠囊。 設(shè)備大，價(jià)格高，
耗能大等。
噴霧冷卻法 芯材均勻分散于壁材中，加熱 優(yōu)點(diǎn)：對水溶性風(fēng)味物 敏感性物質(zhì)、食品
熔融后迅速降溫凝固成微膠囊。 質(zhì)具有良好的緩釋 添加劑、油脂等。
和保護(hù)作用。
擠壓法 糖類物，然后通過壓力將其擠 優(yōu)點(diǎn)：防止風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā) 適于熱敏感性芯材
入冷卻介質(zhì)中，迅速脫水降溫，
形成玻璃態(tài)微膠囊。 缺點(diǎn)：產(chǎn)率低。
包絡(luò)接合法 先將芯材與壁材各制成帶相反 優(yōu)點(diǎn)：干燥下產(chǎn)品穩(wěn)定。 油脂等物質(zhì)。
電荷的氣溶膠微粒，而后使它
們相遇，通過靜電吸引凝結(jié)成
微膠囊。 溶劑蒸發(fā)法 芯材、壁材依次分散于有機(jī)相 優(yōu)點(diǎn)：操作方便，可以 適于非水溶
中，加熱使溶劑蒸發(fā)，壁材析 大規(guī)模生產(chǎn)。 性聚合物對活
出而成微膠囊。 性物質(zhì)的包裹
物理化學(xué)法的共同特點(diǎn)是改變條件使溶解狀態(tài)的成膜材料從溶液中聚沉出來，并將囊心包覆形成微膠囊。即通過改變溫度、pH值、加入電解質(zhì)等，使溶解狀態(tài)的成膜材料從溶液中聚沉，并將芯材包覆形成微膠囊。凝聚法又稱相分離法，根據(jù)芯材的水溶性不同可分為水相分離法;依據(jù)凝聚機(jī)理的不同又分為單凝聚法和復(fù)凝聚法?；瘜W(xué)方法和物理化學(xué)方法一般通過反應(yīng)釜即可進(jìn)行，因此應(yīng)用較多，見表2。
表2 物理法制備微膠囊
方法 工藝特點(diǎn) 優(yōu)缺點(diǎn) 適用范圍
界面聚合法 將兩種帶有不同活性基團(tuán) 優(yōu)點(diǎn)：包封率高，能很好的 適于活性物
的單體分別溶解在互不相 保護(hù)活性物質(zhì)。 質(zhì)。
溶的溶劑中，當(dāng)一種溶液 缺點(diǎn)：要求被包裹物能耐酸
被溶解在另一種溶液中時(shí)， 堿性，不能與單體發(fā)
兩種溶液中的界面會(huì)形成 生反應(yīng)，并對多余單
聚合物膜 。 體要認(rèn)真對待。
原位聚合法 單體、引發(fā)劑或催化劑以 缺點(diǎn)：要求單體是可溶的， 適于氣態(tài)、液
原位處于介質(zhì)中，加入單 而聚合物是不可溶的。態(tài)，水溶性和
體的非溶劑使單體沉積在 油溶性的單體
原位顆粒表面上，引發(fā)聚
集形成微膠囊。
銳孔法 聚合物溶解，加入活性物 優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，不使用有 適于對紫外光
質(zhì)分散其中，將分散液用 溶劑。無需高速攪拌，敏感的物質(zhì)。
銳孔裝置加到另一液體中 微膠囊機(jī)械性好。
膠囊析出。
1.2.1微膠囊芯材
芯材是微膠囊中起主要功能的物質(zhì)。它可以是單一的固體、液體或氣體，也可以是固一液、液一液、固一固或氣一液混合物。根據(jù)不同的行業(yè)，不同的用途，芯材有不同的選擇。它可以是化工產(chǎn)品、醫(yī)藥用品，也可以是食品添加劑或是食品的天然組份。現(xiàn)己用作芯材的物質(zhì)有：膠粘劑、催化劑、除垢劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、油墨、涂料、染料、顏料、溶劑、液晶、金屬單體、油脂、香料等。微生物作為一類特殊的活性物質(zhì)，也開始廣泛用于芯材，發(fā)揮其特有的功效。表3為常用的微膠囊的芯材[10]。
表3 常用的囊芯材料
類別 物質(zhì)
食品 油、脂肪、調(diào)味品、香料
藥物 阿司匹林、維生素、氨基酸
香料 香精、薄荷油、專用組分
農(nóng)藥 殺蟲劑、除草劑、肥料
色素 燃料顏料、無碳復(fù)寫紙的無色染料
生物品 細(xì)胞、酵母、酶、血紅蛋白、病毒、纖維素
其他 相變材料、無機(jī)粉體、金屬、粘土、纖維素
1.2.2壁材（囊材）
制作微膠囊可用的壁材很多，一般為天然高分子材料或有機(jī)合成材料，可以是親水性的或疏水性的高分子材料，也可以是無機(jī)化合物。這些材料的最大特點(diǎn)是具有一定的成膜性，且在常溫下比較穩(wěn)定[11]。表4為常用的壁材[12]。
表4 常用的囊材材料
類別 物質(zhì) 優(yōu)勢
天然高分子材料 明膠、阿拉伯膠、淀粉、果膠 穩(wěn)定性好、成膜性好、生
糊精、海藻酸鈉鹽、糖類 物相容性好、力學(xué)性能差
合成高分子材料 羧甲基纖維素、甲基纖維素、
乙基纖維素、聚乙烯、聚苯乙 成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、
烯、聚醚、聚脲、聚乙二醇、 生物相容性差
聚乙烯醇、聚酰胺、聚丙烯酰
胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯 成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、
無機(jī)材料 銅、鎳、銀、呂、硅酸鹽、玻璃、 生物相容性差
陶瓷
天然高分子材料是最常用的囊材與載體材料，因其穩(wěn)定、無毒、成膜性或成球性較好。目前在飼料行業(yè)應(yīng)用較多的有明膠、海藻酸、氫化植物油等。
(1)明膠：明膠是氨基酸與膚交聯(lián)形成的直鏈聚合物，通常平均相對分子質(zhì)量在1500-2500之間?？缮锝到?，幾乎無抗原性，用作微囊的用量為20-100g/L，用作微球的量可達(dá)200g/L以上。
(2)海藻酸鹽：系多糖化合物，常用稀堿從褐藻中提取而得。海藻酸鈉可溶于不同溫度的水中，不溶于乙醇、乙醚及其它有機(jī)溶劑；不同相對分子質(zhì)量的粘度有差異?？膳c甲殼素或聚賴氨酸合用作復(fù)合材料。因海藻酸鈣不溶于水，故海藻酸鈉可用CaCl2固化成微膠囊。
(3)蛋白類：常用作載體材料的有白蛋白(如人血清白蛋白、小牛血清白蛋白)、玉米蛋白(玉米骯)、雞蛋白、小牛酪蛋白等，可生物降解，無明顯的抗原性，常采用加熱固化或化學(xué)交聯(lián)劑(如甲醛、戊二醛或丁二烯)固化，通常用量在300g/L以上。
(4)氫化植物油：以植物來源的油，也包括從魚和其它動(dòng)物來源的油經(jīng)過精制、漂白、氫化脫色和除臭噴霧干燥得。在藥劑中起、緩釋作用[13]。半合成高分子多系纖維素衍生物，如梭甲基纖維素、鄰苯二甲酸纖維素等。其特點(diǎn)是毒性小、粘度大、成鹽后溶解度增大；由于易水解，故不宜高溫處理，需臨用時(shí)現(xiàn)配?，F(xiàn)在市面上用的較多的是乙基纖維素。
合成高分子材料常用的有兩類，可生物降解和不可生物降解的。近年來，可生物降解并可生物吸收的材料受到普遍的重視并得到廣泛的應(yīng)用。如聚氨基酸、聚乳酸、聚丙烯酸樹脂等。
在選擇壁材時(shí)還要考慮壁材本身的性能，如滲透性、穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、溶解性、可聚合性、電性能、吸濕性及成膜性等，對于生物活性物質(zhì)的芯材，還要著重考慮壁材的毒性，與芯材的相容性。此外，微膠囊的制備，以天然高分子材料作壁材制備微膠囊的很多，這類壁材具有無毒、成膜性或成球性較好、免疫原性低、生物相容性好、可降解且產(chǎn)物無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，其資源豐富、制備簡單、價(jià)格便宜，極具開發(fā)潛力，因此，它是目前最常用的微膠囊制備材料。
1.2.3微生物微膠囊
從20世紀(jì)80年代開始就有研究者進(jìn)行微生物細(xì)菌微膠囊的探索，研究較多的細(xì)菌有雙歧桿菌、乳酸菌、蘇云金桿菌、白僵菌等。目前，國內(nèi)外已經(jīng)有多種微膠囊化技術(shù)應(yīng)用在微生物領(lǐng)域，主要包括:
(1)銳孔一凝固浴法[14]
革蘭氏陰性菌微膠囊制備技術(shù)的研究國外利用銳孔一凝固浴法制備，最早主要是海藻酸鈣的單層包埋，逐漸發(fā)展成為多層包埋。
(2)流化床包膜法
將菌體濃縮液或經(jīng)冷凍干燥后的干菌粉通過擠壓制成球狀干顆粒，在流化床上用腸溶性材料(海藻酸鈉等)噴霧涂膜，產(chǎn)品室溫貯藏時(shí)涂膜的比未涂膜的存活率高40倍，在低pH下貯藏時(shí)涂膜的存活率也較高。
(3)熔化分散冷凝法
例如將雙歧桿菌菌粉分散于融點(diǎn)高于體溫的硬化油中，攪拌均勻后噴霧，能夠得到一定粒徑，且菌體較穩(wěn)定的微膠囊。
(4)乳化交聯(lián)法
例如將雙歧桿菌凍干粉與殼聚糖溶液混勻，并懸浮于大豆色拉油中(以SPan85為乳化劑)，乳化后加入對苯二甲酞氯交聯(lián)反應(yīng)，制備了雙歧桿菌微膠囊[15]。
(6)噴霧干燥法
噴霧干燥是食品工業(yè)應(yīng)用最為悠久、最為廣泛，也是成本極為廉價(jià)的一種微膠囊方法。不少研究也嘗試了應(yīng)用于益生菌的微膠囊化。例如在魏華等[16-17]噴霧干燥微膠囊化保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的研究中，噴霧干燥的同時(shí)形成微膠囊有利于提高菌體在噴霧干燥過程中的性，從而提高活菌存活率，達(dá)到78%；而且噴霧干燥的微膠囊產(chǎn)品活菌數(shù)隨保藏時(shí)降的速度緩慢，活菌保存期顯著延長。
(7)吸附法
以淀粉和碳酸鈣粉末吸附微囊化的雙歧桿菌在干燥過程中死亡率明顯下降，在室溫條件下保存其存活率比未微囊化的有較大提高[16]。
(8)原位聚合法
袁青梅等[18]以蜜胺樹脂作為囊壁材料，使用原位聚合法對生物農(nóng)藥阿維菌素進(jìn)行制備微膠囊制劑.結(jié)果表明蜜胺樹脂是較好的生物農(nóng)藥用微膠囊緩釋劑型的囊壁其制備工藝簡單，具有良好的的外觀形貌、粒徑大小分布、穩(wěn)定性、懸浮性等，包封83.24%， 與未經(jīng)包囊的阿維菌素相比具有良好的緩釋性能。
(9)雙層包埋法(復(fù)凝聚法)
陳健凱等[19]采用雙層包埋法，以牛奶蛋白為內(nèi)層包埋劑，卡拉膠和刺槐豆膠為包埋劑對嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌進(jìn)行雙層包埋。乳酸菌在pH=2.1胃酸環(huán)境的存包埋嗜酸乳桿菌為87%，包埋干酪乳桿菌為90%，未包埋乳桿菌不耐強(qiáng)酸，幾乎全部死亡。包埋乳酸菌加入到酸奶中，在儲(chǔ)藏期的第9天，包埋嗜酸乳桿菌存活率為57%，包埋干酪乳桿菌存活率為50%，而是熱鏈球菌存活率為3.2%，保加利亞乳桿菌存1.3%。顯示出包埋后的乳酸菌穩(wěn)定的生物活性。
1.2.4 枯草芽孢桿菌介紹
枯草芽胞桿菌( B a c i l l u s s u b t i l i s )是一種自然界廣泛存在的桿狀，單細(xì)胞，無莢膜能運(yùn)動(dòng)的革蘭氏陽性菌，芽胞小于或等于細(xì)胞寬，橢圓至圓柱狀，中性或近中性，嚴(yán)格好氧。在液體培養(yǎng)基中生長時(shí)，常形成皺醭。
枯草芽胞桿菌其作用的機(jī)理主要為消耗腸道內(nèi)多余的氧，并能產(chǎn)生過氧化氫、細(xì)菌素，建立微生態(tài)平衡，促進(jìn)有益厭氧微生物的繁殖，抑制有害細(xì)菌（大腸桿菌、沙門氏桿菌）的生長，從而預(yù)防腹瀉、下痢等腸胃道疾病。
菌體在快速繁殖過程中，能產(chǎn)生大量多種維生素、有機(jī)酸、氨基酸、蛋白酶（特別是堿性蛋白酶）、糖化酶、脂肪酶、淀粉酶等酶類，能降解植物性飼料中復(fù)雜的有機(jī)物，從而促進(jìn)消化吸收，提高飼料利用率，防止動(dòng)物消化不良，出現(xiàn)“飼料便”等狀況發(fā)生[20]。
由于枯草芽孢桿菌以上作用，其在動(dòng)物飼料添加劑中的研究和應(yīng)用，一直都是畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)科研和生產(chǎn)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。
隨著人們對飼料中添加抗生素作為生長促進(jìn)劑的弊端認(rèn)識的加深, 作為飼用抗生素替代品的益生菌制劑受到了眾多關(guān)注并獲得了廣泛的應(yīng)用。由于飼料加工及貯運(yùn)過程中對菌體的滅活作用, 近年來研究熱點(diǎn)都集中在如何提高益生菌制品的穩(wěn)定性上 [21]。
通過不斷的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，將菌體微膠囊化能夠很大程度的提高菌體的穩(wěn)定性。經(jīng)過微膠囊化后的枯草芽孢桿菌在外界同樣條件下能夠保持較高的菌體穩(wěn)定性和活性。
2 實(shí)驗(yàn)部分
本實(shí)驗(yàn)所涉及到的主要實(shí)驗(yàn)材料見表5，實(shí)驗(yàn)儀器見表6 實(shí)驗(yàn)儀器
表5 實(shí)驗(yàn)材料
試劑 純度 生產(chǎn)廠家
明膠 化學(xué)純 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司
海藻酸鈉 化學(xué)純 福建泉州市全港化工廠
殼聚糖 化學(xué)純 浙江大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室提供
黃原膠 化學(xué)純 浙江大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室提供
吐溫 80 分析純 上海化學(xué)試劑有限公司
Span 85 化學(xué)純 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司
無水氯化鈣 分析純 中國衢州巨化試劑有限公司
磷酸氫二鉀 分析純 上海化學(xué)試劑有限公司
無水硫酸鈉 分析純 上?；瘜W(xué)試劑有限公司
甲醛 37-40% 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司
冰乙酸 >99.5% 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司
硫酸錳 >99.0% 天津市博迪化工有限公司
孔雀石綠 中國上海標(biāo)本模型廠
表6 實(shí)驗(yàn)儀器
儀器 型號 生產(chǎn)廠家
數(shù)顯恒溫水浴鍋 HH-4 上海精風(fēng)儀器有限公司
恒溫磁力攪拌器 85-2 上海志威電器有限公司
生化培養(yǎng)箱 SPX-250 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠
恒溫培養(yǎng)振蕩器 SKY-2100C 上海蘇坤實(shí)業(yè)有限公司
電熱鼓風(fēng)干燥箱 GZX-9023MEB 上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠
電子天平 BS-110S 北京賽多利斯天平有限公司
潔凈工作臺 SB-JC-LB-Z 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠
生化培養(yǎng)箱 SPX-250B-Z 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠
立式壓力蒸汽滅菌器 YXQ-LS-SII 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠
生物顯微鏡 XSD—9 上海光學(xué)儀器廠
2.1 菌種
本實(shí)驗(yàn)所使用的菌種——枯草芽孢桿菌，由浙江科技學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供——斜面、半固體保藏菌種。
2.2 培養(yǎng)基
斜面培養(yǎng)基：牛肉膏3g；蛋白胨10g；氯化鈉5g；瓊脂20g；水1000ml；pH7.0-7.2。
平板培養(yǎng)基：牛肉膏3g；蛋白胨10g；氯化鈉5g；瓊脂20g；水1000ml；pH7.0-7.2。
液體培養(yǎng)基：牛肉膏3g；蛋白胨10g；氯化鈉5g；水1000ml；pH7.0-7.2。
促芽孢培養(yǎng)基：
：土壤浸出液1000mL；牛肉膏6g；蛋白胨5g；pH7.0-7.2[24]。
：蛋白胨10g；氯化鈉3g；水1000ml；MnSO4 2.0g；pH7.0-7.2。
：牛肉膏12g；氯化鈉5g；水1000ml；MnSO4 0.5g；pH7.0-7.2。
2.3 微膠囊芯材制備
實(shí)驗(yàn)分別制備了枯草芽孢桿菌固體粉末以及枯草芽孢桿菌芽孢固體粉末作為制備微膠囊的芯材。
2.3.1 菌種芯材制備
取保藏備用的試管斜面菌種接種于試管斜面培養(yǎng)基上活化備用，活化后接入平板培養(yǎng)基。為了獲得大量的菌體，將平板上的菌體刮下接種到液體培養(yǎng)基（250ml錐形瓶），在200r/min，37℃條件下?lián)u床培養(yǎng)2d。離心（5000r/min）獲得菌體，并在鼓風(fēng)干燥箱30℃條件下烘干，制得枯草芽孢桿菌菌體干粉備用。
2.3.2芽孢芯材制備
將活化后的菌株分別接種于促芽孢液體培養(yǎng)基中。在200r/min，37℃條件下?lián)u床培養(yǎng)2d。離心（5000r/min）獲得菌體，并在鼓風(fēng)干燥箱30℃條件下吹干，制得枯草芽孢桿菌芽孢干粉備用。
2.4 微膠囊的制備方法
為了比較不同方法制備得到的微膠囊的性能，本實(shí)驗(yàn)分別采用銳孔法以及傾注法制備單凝聚微膠囊和復(fù)凝聚微膠囊[25]。
2.4.1 單凝聚法制備微膠囊
以明膠作為囊材
稱取一定量的明膠用去離子水泡脹，并于50℃水浴下溶解，將0.1g枯草芽孢桿菌固體粉末加入到明膠水溶液中，攪拌形成乳化分散體系。保持體系溫度為50℃,用10%醋酸溶液調(diào)節(jié)體系的pH為3.5-3.8，然后向體系緩緩加入20%濃度的硫酸鈉溶液[26]。
銳孔法：待溶液冷卻到30℃后，吸取溶液并用注射針頭將溶液滴入到10%濃度的5℃的甲醛溶液中。
傾注法：待溶液冷卻到30℃后，吸取溶液并將其噴霧到10%濃度的5℃的甲醛溶液中。
將得到的微膠囊用水洗除去甲醛，即得到成品微膠囊。
以殼聚糖為囊材
吸取1ml的乳化劑吐溫80于含有100ml去離子水的燒杯中，溫度保持在50℃。稱取一定質(zhì)量的殼聚糖加入上述的燒杯中，用10%的乙酸溶液溶解配置成溶液，加入0.1g枯草芽孢桿菌固體粉末混合均勻[27]。
銳孔法：吸取混合均勻后的混合液，用不同孔徑大小的針頭將其分別滴入Na2SO4、K2HPO4溶液中固化。
傾注法：吸取混合均勻后的混合液，將其分別噴入20%濃度的Na2SO4和20%濃度的K2HPO4溶液中固化。
以海藻酸鈉為囊材
吸取1ml的乳化劑吐溫80于有100ml去離子水的燒杯中，溫度保持在60℃。稱取一定質(zhì) 量的海藻酸鈉加入上述燒杯中配制成溶液，加入0.1g枯草芽孢桿菌固體粉末混合均勻 [28]。
銳孔法：以CaCl2作為固化劑，吸取混合均勻后的混合液，用不同孔徑大小的針頭將其分別滴入1.5M的CaCl2溶液中固化。
傾注法：吸取混合均勻后的混合液，將其分別噴入CaCl2溶液中固化。
„以黃原膠為囊材
吸取1ml乳化劑吐溫80到燒杯中，加入100ml去離子水，溫度保持在60℃。稱取一定質(zhì)量的黃原膠加入燒杯中配置成溶液，加入0.1g枯草芽孢桿菌粉末混合均勻。
銳孔法：以CaCl2作為固化劑，吸取混合均勻后的混合液，用不同孔徑大小的針頭將其分別滴入CaCl2溶液中固化。
傾注法：吸取混合均勻后的混合液，將其分別噴入CaCl2溶液中固化。
⑤以瓊脂作為囊材
配置不同濃度的瓊脂溶液，待冷卻到50℃后加入0.1g菌體粉末/芽孢混勻。分別用銳孔法、傾注法制備微膠囊。
銳孔法：將混合液用不同孔徑大小的針頭滴入到冰水中。
傾注法：吸取混合液，將其噴入冰水中。
2.4.3 復(fù)凝聚法制備微膠囊
通過單因子試驗(yàn)獲得了單凝聚法制備微膠囊的數(shù)據(jù)，通過分析發(fā)現(xiàn)微膠囊的機(jī)械性能有待進(jìn)一步改進(jìn)，為了提高微膠囊的機(jī)械性能和菌體的穩(wěn)定性能，選擇兩種或者兩種以上囊材來制備微膠囊。
殼聚糖與黃原膠組合
配置不同濃度的殼聚糖溶液和黃原膠溶液，等體積混合均勻后加入0.1g枯草芽孢桿菌固體粉末混合均勻，并分別以銳孔法和傾注法制備微膠囊。以Na2SO4作為固定劑。
殼聚糖與海藻酸鈉組合
配置不同濃度的殼聚糖溶液和海藻酸鈉溶液，等體積混合后加入0.1g枯草芽孢桿菌粉末，以CaCl2為固化劑，并分別以銳孔法和傾注法來制備微膠囊。
海藻酸鈉與明膠組合
配置不同濃度的海藻酸鈉和明膠溶液，等體積混合均勻后加入0.1g枯草芽孢桿菌粉末。以CaCl2為固化劑，并分別以銳孔法和傾注法來制備微膠囊。
„明膠與黃原膠、海藻酸鈉組合
配置不同濃度的黃原膠、明膠、海藻酸鈉溶液，將黃原膠與明膠等體積混合后加入等體積的海藻酸鈉。以CaCl2為固化劑，并分別以銳孔法和傾注法來制備微膠囊。
2.5 微膠囊品質(zhì)檢驗(yàn)方法
包埋率=〔a-b〕/a×100% 公式（1） [29-30]
式中： a—制備微膠囊前溶液中細(xì)菌的濃度
b—微膠囊制備后所測得固定劑中菌體的濃度。
微膠囊直徑測定方法：
傾注法微膠囊粒徑測定方法：在光學(xué)顯微鏡下，取微膠囊用顯微測微尺隨機(jī)測定20顆微膠囊粒徑，并取其平均值即為粒徑( 單位為µm)。
銳孔法微膠囊粒徑測定方法：用精度為1mm的直尺測量，隨機(jī)測取20顆微膠囊的直徑，并取其平均值( 單位為mm)。
活菌數(shù)測定方法：分別測定微膠囊化枯草芽孢桿菌活菌數(shù)和未經(jīng)微膠囊化的活菌數(shù)。
測定微膠囊化的活菌數(shù)：稱取0.1g微膠囊粉碎，置于10ml生理鹽水中。稀釋一定的倍數(shù)后涂平板測定活菌數(shù)[31]，并做3次平行試驗(yàn)。
測定未微膠囊化的活菌數(shù)：在平板上取菌，并置于10ml生理鹽水中。稀釋一定的倍數(shù)后涂平板測定活菌數(shù)，并做3次平行試驗(yàn)取平均值。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 芯材的選擇
3.1.1促芽孢培養(yǎng)基的優(yōu)化
為了提高枯草芽孢桿菌在制備微膠囊以及保存過程中的穩(wěn)定性，選擇使用枯草芽孢桿菌芽孢作為微膠囊的芯材。
實(shí)驗(yàn)對三種促芽孢培養(yǎng)基：
：土壤浸出液1000mL；牛肉膏6g；蛋白胨5g；pH7.0-7.2。
：蛋白胨10g；氯化鈉3g；水1000ml；MnSO4 2.0g；pH7.0-7.2。
：牛肉膏12g；氯化鈉5g；水1000ml；MnSO4 0.5g；pH7.0-7.2。
進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。通過實(shí)驗(yàn)觀察以及每6小時(shí)一次的芽孢染色發(fā)現(xiàn)促芽孢培養(yǎng)基對促進(jìn)枯草芽孢桿菌產(chǎn)芽孢沒有明顯的效果；促芽孢培養(yǎng)基在接種24小時(shí)候才明顯有菌生長，而且促產(chǎn)芽孢能力也不強(qiáng)；促芽孢培養(yǎng)基能夠非常有效地促進(jìn)枯草芽孢桿菌產(chǎn)芽孢，詳見表7。
通過表7得到促芽孢培養(yǎng)基：牛肉膏12g；氯化鈉5g；水 1000ml；MnSO4 0.5g；pH7.0-7.2，能夠非常有效地促進(jìn)枯草芽孢桿菌具體的生長以及促進(jìn)芽孢的產(chǎn)生。在培養(yǎng)12h后就有75%的菌體產(chǎn)生了芽孢。
表7不同培養(yǎng)基促產(chǎn)芽孢比較（以芽孢率表示）
培養(yǎng)基\培養(yǎng)時(shí)間\h 6 12 18 24 30 36
牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基 7% 30% 55% 70%
號促芽孢培養(yǎng)基 15% 50% 60% 70%
號促芽孢培養(yǎng)基 30% 40% 60%
號促芽孢培養(yǎng)基 50% 75% 80% 90% 90%
注：芽孢率——芽孢染色后隨機(jī)選取5個(gè)視野，計(jì)算芽孢數(shù)量和菌體數(shù)量并各取平均值。芽孢數(shù)/（菌體數(shù)+芽孢數(shù)）即為芽孢率。
3.1.2 芯材的選擇
芽孢與菌體相比，芽孢最主要的特點(diǎn)就是抗性強(qiáng)，對高溫、紫外線、干燥、電離輻射和很多有毒的化學(xué)物質(zhì)都有很強(qiáng)的抗性。而實(shí)驗(yàn)也證明了選擇枯草芽孢桿菌芽孢作為枯草芽孢桿菌微膠囊的芯材也提高了菌體在制備、保存等過程中的穩(wěn)定性。
在實(shí)驗(yàn)過程中，分別比較了枯草芽孢桿菌菌體和芽孢在制備過程中對制備操作的影響。通過實(shí)驗(yàn)比較，在制備過程中使用的芯材都是菌體和芽孢的固體粉末，外觀等性質(zhì)幾乎相同，對制備過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的影響幾乎沒有明顯的區(qū)別。
通過微膠囊穩(wěn)定性的比較以及制備過程中菌體和芽孢對制備的影響等綜合因素的考慮得出：選擇枯草芽孢桿菌芽孢作為枯草芽孢桿菌微膠囊的芯材有利于提高微膠囊中菌體的穩(wěn)定性，延長保存時(shí)間。
3.2 固定劑的選擇
實(shí)驗(yàn)分析了不同濃度的固化劑：甲醛、Na2SO4、K2HPO4、CaCl2對微膠囊機(jī)械性能的影響。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：
以明膠作為囊材時(shí)，以10%甲醛作為固化劑最佳。在高于10%濃度情況下固話效果有一定的提高。但是在材料使用、去除微膠囊表面甲醛等因素綜合影響下，選擇10%濃度的甲醛作為固化劑最佳。
以殼聚糖桑為囊材時(shí)，以20%的K2HPO4作為固化劑制備得到的微膠囊較均一，以20%的Na2SO4作為固化劑制備得到的微膠囊顆粒，機(jī)械性能較差，且不均一。
分別以海藻酸鈉、黃原膠為囊材時(shí)，1.5M CaCl2的固話效果最佳。以殼聚糖和黃原膠作為囊時(shí)，以20%的K2HPO4作為固化劑的效果最佳，制備得到的微膠囊比較均一。
3.3包埋率的測定
實(shí)驗(yàn)中分別利用銳孔法和傾注法制備微膠囊。通過測定包埋前后菌體的數(shù)量來測定所制得的微膠囊的包埋率。其中分別測定了以黃原膠、瓊脂、殼聚糖等幾種高分子材料為囊材制備得到的微膠囊的包埋率。分別對比了各組傾注法和銳孔法制備 得到微膠囊包埋率的區(qū)別。并以囊材濃度為橫坐標(biāo)，包埋率為縱坐標(biāo)作圖分析。
圖1 黃原膠為囊材微膠囊包埋率
由圖1可以得到，黃原膠濃度在0.1-1.5%之間時(shí)，隨著囊材濃度的升高微膠囊的包埋率也隨之提高。且銳孔法包埋率高于傾注法得到微膠囊的包埋率。
圖2 瓊脂為囊材微膠囊包埋率
由圖2得到瓊脂濃度為40%時(shí)得到的包埋率較20%和30%高，且銳孔法的包埋率高于傾注法制備得到微膠囊的包埋率。
圖3 明膠為囊材微膠囊包埋率
由圖3可以得到銳孔法的包埋率高于傾注法，且在2.0-5.0%濃度之間隨著濃度的提高包埋率隨之提高。
圖4 海藻酸鈉為囊材微膠囊包埋率
由圖4得到以0.5-2.0%濃度海藻酸鈉為囊材制備得到的微膠囊包埋率隨著濃度的升高而升高，且銳孔法包埋率高于傾注法。
圖5 殼聚糖為囊材微膠囊的包埋率
通過實(shí)驗(yàn)分析得到圖5，由圖5得到當(dāng)殼聚糖濃度超過3.0%時(shí)，溶液粘度較高使用傾注法制備微膠囊時(shí)得到的微膠囊形狀、粒徑很不均一。當(dāng)濃度超過4.0%時(shí)由于溶液粘度高而無法使用傾注法制備微膠囊。
通過圖1-圖5可以明顯的看到，在實(shí)驗(yàn)使用的囊材濃度范圍內(nèi)，單凝聚法制備得到的微膠囊隨著囊材濃度的升高其包埋率可以得到提高。而且銳孔法制備得到的微膠囊包埋率要高于傾注法制備得到的微膠囊。
實(shí)驗(yàn)也分析了復(fù)凝聚法制備得到微膠囊的包埋率，實(shí)驗(yàn)最終得到6組較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為別為:
1.殼聚糖2.0%+黃原膠0.5%；2.殼聚糖2.0%+海藻酸鈉0.5%；3.黃原膠0.5%+海藻酸鈉0.7%+明膠2.0%；4.海藻酸鈉0.5%+明膠4.0%；5.黃原膠0.5%+海藻酸鈉1.0%；6.殼聚糖2.5%+黃原膠0.3%。圖6為相對應(yīng)各組的包埋率。
圖6 復(fù)凝聚法微膠囊的包埋率
由圖6也可以看到銳孔法制備得到的微膠囊包埋率要高于傾注法，其中第2組（2.0%殼聚糖+0.5%海藻酸鈉）和第6組（2.5%殼聚糖+0.3%黃原膠）包埋率最高，分別是76%和78%。
3.4 微膠囊粒徑觀察
傾注法制備得到的微膠囊在光學(xué)顯微鏡下隨機(jī)測定微膠囊的粒徑，并取20次測得粒徑的平均值作為該微膠囊的粒徑。
銳孔法制備得到的微膠囊使用直尺（精度1mm）來測定粒徑，并取20次測定得到的平均值作為粒徑。
3.4.1單凝聚法制得微膠囊粒徑的測定
3.4.1.1 銳孔法微膠囊粒徑分析
圖7 殼聚糖為囊材銳孔法微膠囊粒徑變化趨勢
由圖7得到1.5%殼聚糖制備得到的微膠囊粒徑在3.8-4.4mm之間波動(dòng)；2.0%殼聚糖制備得到的微膠囊粒徑在3.6-4.3mm之間波動(dòng)；2.5%殼聚糖制備得到的微膠囊粒徑在2.8-3.5mm之間波動(dòng)。并且隨著殼聚糖濃度的升高粒徑有減小的趨勢。
圖8黃原膠為囊材銳孔法微膠囊粒徑分析
由圖8得到濃度為0.3%和0.5%黃原膠制備得到的微膠囊粒徑分別在1.9-2.6mm和1.6-2.3mm之間波動(dòng)，而且隨著濃度的升高粒徑減小。
圖9海藻酸鈉為囊材銳孔法微膠囊粒徑分析
圖9得到濃度為0.5%和1.0%的海藻酸鈉制備得到的微膠囊粒徑分別在2.1-3.0mm和1.8-2.6mm之間波動(dòng)。同時(shí)隨著濃度的升高粒徑減小。
3.4.1.2 傾注法微膠囊粒徑分析
圖10殼聚糖為囊材傾注法微膠囊粒徑分析
圖10得到1.5%和2.0%濃度殼聚糖制備得到的微膠囊粒徑分別在17-25µm和13-17µm之間波動(dòng)。
圖11黃原膠為囊材傾注法微膠囊粒徑分析
由圖11得到0.3%和0.5%濃度黃原膠制備得到的微膠囊粒徑在15-25µm和9-21µm波動(dòng)。0.5%黃原膠制備得到的微膠囊粒徑波動(dòng)范圍較大。
圖12海藻酸鈉為囊材傾注法微膠囊粒徑分析
由圖12得到0.5%和1.0%海藻酸鈉制備得到的微膠囊粒徑在6-9µm和8-18µm之間波動(dòng)。而且1.0%海藻酸鈉制備得到的微膠囊粒徑較0.5%海藻酸鈉的大，波動(dòng)范圍也較大。
圖13明膠為囊材傾注法微膠囊粒徑分析
與圖10-12相比圖13得到的以明膠為囊材得到的微膠囊粒徑較大，濃度為3.0%和4.0%明膠制備得到的微膠囊粒徑在30-48µm和29-41µm之間波動(dòng)，且波動(dòng)范圍較大。
通過實(shí)驗(yàn)及分析，由圖7-13得到囊材在一定濃度范圍內(nèi)隨著濃度的升高粒徑反而減?。ǔ詢A注法制備得到的海藻酸鈉微膠囊）。
3.4.2復(fù)凝聚法制得微膠囊粒徑測定
表8 微膠囊粒徑的觀察
材料 濃度%
殼聚糖 2.0 2.5
黃原膠 0.5 0.5 0.3
海藻酸鈉 1.0 0.5
明膠 4.0
銳孔法直徑mm 3.0-4.4 1.5-2.3 3.1-4.2 1.3-2.5
傾注法直徑µm 15-30 10-20 20-30
由圖7-13和表8得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果：銳孔法和傾注法相比，傾注法能夠制備幾微米到幾十微米大小的微膠囊，而銳孔法制備得到的粒徑較大。但是通過改變銳孔法的滴加裝置，在裝置內(nèi)部施加高壓等都可以制備粒徑微小的微膠囊。
銳孔法制備得到的微膠囊比傾注法制備得到的微膠囊包埋率要高。其主要原因是銳孔法制備得到的微膠囊粒徑較大，而傾注法制備得到的微膠囊粒徑小。在相同質(zhì)量的情況下傾注法制備得到的微膠囊表面積總和較大，菌體（芽孢）粘附囊材表面而未被包埋的數(shù)量就會(huì)增多，從而造成了傾注法制備得到的微膠囊包埋率較低。
3.5 微膠囊穩(wěn)定性的分析
3.5.1微膠囊穩(wěn)定性
將以殼聚糖、明膠、海藻酸鈉、黃原膠等為囊材制備得到的微膠囊分別通過兩種方法保存。并通過實(shí)驗(yàn)分析微膠囊的穩(wěn)定性。
3.5.1.1 固化劑中保存
將制備得到的微膠囊保存在固化劑中（明膠微膠囊保存在水溶液中），每隔一周觀察一次。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以殼聚糖、海藻酸鈉、黃原膠、瓊脂為囊材制備得到的微膠囊在保存三個(gè)月之后外觀、機(jī)械性能都沒有明顯的變化。而明膠為囊材制備的微膠囊其微膠囊表面以及固定劑中有大量的菌體生長，部分明膠已經(jīng)被消耗，不適合長期保存。
3.5.1.2 干燥環(huán)境保存
將制備得到的微膠囊至于鼓風(fēng)干燥箱中，30℃處理24小時(shí)，得到干燥的微膠囊，每周觀察一次。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在30℃處理24小時(shí)后，微膠囊由于脫水粒徑明顯縮小，只有原來的50-70%左右。通過三個(gè)月的觀察發(fā)現(xiàn)各種材料制得的微膠囊在機(jī)械性能、外觀上面都沒有明顯的變化。
3.5.2微膠囊化枯草芽孢桿菌的穩(wěn)定性
在實(shí)驗(yàn)過程中各種材料的性質(zhì)、濃度、制備方法、制備條件都會(huì)影響微膠囊的制備。從微膠囊的制備方法，微膠囊的機(jī)械性能，微膠囊的穩(wěn)定性等這幾個(gè)方面綜合考慮，分別選擇：殼聚糖2.0%；殼聚糖2.5%；殼聚糖2.0%+黃原膠0.5%；這三組為囊材所制備得到的微膠囊來分析經(jīng)過微膠囊化與沒有經(jīng)過微膠囊化的枯草芽孢桿菌（芽孢）的穩(wěn)定性，見表9-1 1。（單位：107/g-1）
表9 殼聚糖2.0%，微膠囊化與未膠囊化穩(wěn)定性的比較
條件\處理?xiàng)l件 60°C
起始 3d 7d 10d 15d 20d
微膠囊化（銳孔法）活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.3
微膠囊化（傾注法）活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 1.3 1.3 1.1 1.0 1.0 1.0
未微膠囊化活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 47 7.8 6.4 6.0 5.9 4.7
表10 殼聚糖2.5%，微膠囊化與未膠囊化穩(wěn)定性的比較
條件\處理?xiàng)l件 60°C
起始 3d 7d 10d 15d 20d
微膠囊化（銳孔）活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 2.4 2.3 2.0 2.0 1.8 1.8
微膠囊化（噴霧）活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 2.1 2.1 2.0 1.9 1.9 1.7
未微膠囊化活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 47 7.8 6.4 6.0 5.9 4.7
表11 殼聚糖2.0%+黃原膠0.5%，微膠囊化與未膠囊化穩(wěn)定性的比較
條件\處理?xiàng)l件 60°C
起始 3d 7d 10d 15d 20d
微膠囊化（銳孔）活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 2.3 2.2 2.1 2.0 1.8 1.8
微膠囊化（噴霧）活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 1.9 1.8 1.7 1.7 1.7 1.6
未微膠囊化活菌個(gè)數(shù)/107個(gè)/g-1 47 7.8 6.4 6.0 5.9 4.4
通過表9-11可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過微膠囊化得枯草芽孢桿菌在保存20天后活性仍然很高，存活率分別為76.5%、76.9%、75.0%、80.9%、78.3%、84.2%，平均存活率在75%以上。而未經(jīng)微膠囊化得枯草芽孢桿菌在保存7天后只存活了13.6%，20天后存活率只有9.36%。
通過以上實(shí)驗(yàn)說明枯草芽孢桿菌經(jīng)過微膠囊化處理后穩(wěn)定性有了非常大的提高。
3.6 乳化劑的影響
在以殼聚糖、海藻酸鈉、黃原膠為囊材制備微膠囊時(shí)，研究了乳化劑span 85對制備的影響。實(shí)驗(yàn)得到用銳孔法和傾注法制備微膠囊時(shí)，添加span 85后使溶液的粘度降低可制得較高濃度囊材的微膠囊。且制得的微膠囊粒徑較小，形狀較穩(wěn)定。
3.7 微膠囊產(chǎn)品圖片展示
實(shí)驗(yàn)制備了大量的微膠囊，對其進(jìn)行了機(jī)械性能、包埋率、微膠囊穩(wěn)定性以及菌體穩(wěn)定性等多因子的分析。
3.7.1銳孔法制備得到的微膠囊
圖14 殼聚糖2.0% 微膠囊 圖15 殼聚糖2.5%微膠囊
圖14是利用2.0%殼聚糖為囊材制備得到的微膠囊，平均粒徑為4.0mm，圖15是利用2.5%殼聚糖為囊材制備得到的微膠囊，平均粒徑為3.4mm。
由圖15可以得到以2.5%殼聚糖為囊材制備得到的微膠囊粒徑較一致，微膠囊的顏色較均一。而圖14所示微膠囊粒徑在3.6-4.3mm之間浮動(dòng)，顏色不夠均一。
圖16 海藻酸鈉0.5% 微膠囊 圖17 黃原膠0.5%微膠囊
圖16、圖17分別是以0.5%海藻酸鈉和0.5%黃原膠為囊材制備得到的微膠囊。以0.5%黃原膠為囊材制備得到的微膠囊顏色均一，但是粒徑不夠均一。以0.5%海藻酸鈉為囊材制備得到的微膠囊粒徑均一性較好。
圖18 2.0%殼聚糖+0.5%黃原膠微膠囊
圖18是以2.0%殼聚糖和0.5%黃原膠為囊材用復(fù)凝聚法制備得到的微膠囊。所得微膠囊顏色均一，粒徑在3.0mm到4.4mm之間。
3.7.2傾注法制備得到的微膠囊
圖19 4.0%明膠微膠囊 圖20 1.0%海藻酸鈉微膠囊
圖19是以4.0%明膠為囊材制備得到的微膠囊。所制備得到的微膠囊機(jī)械能較差，顏色不均一，微膠囊的形狀不規(guī)則。圖20是以1.0%海藻酸鈉為囊材制備得到的微膠囊，粒徑在8-18µm之間。部分微膠囊顆粒聚集成團(tuán)。
圖21 1.5%殼聚糖 圖22 2.0%殼聚糖
圖21、圖22分別是以1.5%和2.0%殼聚糖為囊材制備得到的微膠囊。其中2.0%殼聚糖為囊材制備得到的微膠囊顏色較均一。以1.5%殼聚糖為囊材制備得到的微膠囊大部分聚集成團(tuán)。
圖23 0.3%黃原膠微膠囊
圖23是以0.3%黃原膠為囊材制備得到的微膠囊，所得微膠囊顏色均一且都都單個(gè)存在。
注：圖20- 23皆為光學(xué)顯微鏡放大400倍條件下拍攝，其他為常規(guī)拍攝。
4 總結(jié)與展望
本文研究了采用銳孔法和傾注法制備微膠囊——枯草芽孢桿菌微膠囊。分別利用明膠、殼聚糖、海藻酸鈉、黃原膠、瓊脂等制備單凝聚以及復(fù)凝聚微膠囊。并從微膠囊的制備方法、包埋率、機(jī)械性能、微膠囊穩(wěn)定性以及菌體穩(wěn)定性等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究分析。并優(yōu)化促芽孢培養(yǎng)基，促進(jìn)枯草芽孢桿菌產(chǎn)芽孢，利用抗逆性能更好的芽孢最為微膠囊的芯材，以提高微膠囊的菌體穩(wěn)定性。通過實(shí)驗(yàn)分析得到以下結(jié)論：
1、通過枯草芽孢桿菌在幾種培養(yǎng)基中的生長情況，以及利用孔雀石綠對枯草芽孢桿菌進(jìn)行芽孢染色觀察得到培養(yǎng)基：牛肉膏12g；氯化鈉5g；水1000ml；MnSO4 0.5g；pH7.0-7.2，既能夠使枯草芽孢桿菌迅速生長又能促進(jìn)枯草芽孢桿菌產(chǎn)芽孢。在12小時(shí)就有75%的菌體產(chǎn)了芽孢。
2、分別利用枯草芽孢桿菌菌體和芽孢作為微膠囊的芯材來制備微膠囊，實(shí)驗(yàn)得到選擇枯草芽孢桿菌芽孢作為制備微膠囊的芯材有利于提高微膠囊中菌體的穩(wěn)定性，延長保存時(shí)間。
3、實(shí)驗(yàn)分別利用了銳孔法和傾注法制備枯草芽孢桿菌微膠囊，在現(xiàn)有的條件以及技術(shù)情況下，利用銳孔法制備得到的微膠囊粒徑較大（1.5-5.0mm）而利用傾注法制備得到的微膠囊的粒徑在3.0-45µm之間。在包埋率上面銳孔法制備得到的微膠囊比傾注法制備得到的微膠囊包埋率要高。
4、通過實(shí)驗(yàn)分析微膠囊的機(jī)械性能、包埋率、穩(wěn)定性以及菌體穩(wěn)定性等性能，得到：2.0%殼聚糖2.5%殼聚糖2.0%殼聚糖+0.5%黃原膠，這三組的綜合性能最佳。
5、實(shí)驗(yàn)分析經(jīng)過微膠囊化的枯草芽孢桿菌（芽孢）和未經(jīng)微膠囊化的枯草芽孢桿菌的穩(wěn)定性，得到經(jīng)過微膠囊化的菌體在保存20天后菌體平均存活率在75%以上，而未經(jīng)微膠囊化的菌體在相同條件下保存20天后存活率只有9.36%
目前實(shí)驗(yàn)室制備微膠囊主要材料為殼聚糖，但是殼聚糖價(jià)格昂貴。為了未來的大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)化生產(chǎn)，使用價(jià)廉易得的囊材如明膠、瓊脂等來制備微膠囊將是今后主要探討的。而因?yàn)槔脙煞N或者兩種以上的囊材使用復(fù)凝聚法制備微膠囊將能很大程度上提高微膠囊的機(jī)械性能以及菌體穩(wěn)定性，也是下一步重點(diǎn)研究方向[32]。
目前流化床發(fā)、多孔分離法 都是工業(yè)化制備高性能微膠囊的方法[33]。隨著生物材料和化工等技術(shù)的發(fā)展，以及微膠囊獨(dú)特的性能和優(yōu)點(diǎn)，微膠囊技術(shù)將會(huì)逐漸步入人們的日常生活。
同時(shí)，我們注意到，微膠囊在不同條件下的穩(wěn)定性也是影響其性能與應(yīng)用的重要因素，提高微膠囊的普適性，是擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的關(guān)鍵因素之一。在提高微膠囊的普適性的同時(shí)，我們也注意到，微膠囊以其獨(dú)特的性質(zhì)能適應(yīng)一些特殊的環(huán)境，所以開發(fā)針對特殊環(huán)境的專用微膠囊應(yīng)該也是今后工作重點(diǎn)之 一。
致謝
在浙江科技學(xué)院的四年馬上就要?jiǎng)澤弦粋€(gè)句號。在這里感謝浙江科技學(xué)院的每一位教職工為學(xué)校建設(shè)的付出，以至于向我們提供了那么一個(gè)良好的學(xué)習(xí)、實(shí)踐的平臺。
本論文是在我的導(dǎo)師——徐暉老師的悉心指導(dǎo)下完成的，徐暉老師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中多次親臨指導(dǎo)，并且也多次組織同學(xué)交流匯報(bào)自己的課題，讓大家互相交流、互相學(xué)習(xí)。同時(shí)魏婄蓮老師也對我實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題進(jìn)行了多次的指導(dǎo)，在此一并表示感謝。同時(shí)非常感謝浙江科技學(xué)院生化學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室為我提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，感謝生化學(xué)院的老師對我的悉心指導(dǎo)。也非常感謝在微生物實(shí)驗(yàn)室里面的每一位同學(xué)，你們無論在生活還是學(xué)習(xí)上，都會(huì)向我伸出溫軟的熱情之手，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也離不開他們的幫助和配合。
在這里還要感謝丁香園論壇、小木蟲論壇中各位資深會(huì)員在我課題設(shè)計(jì)過程中，在論文寫作中給我的意見以及建議。在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中你們的意見和建議給我?guī)砗芎艽蟮膸椭?/p>
同樣沒有任何語言能夠表達(dá)我對父母的感激之情，感謝你們對我傾注的無私的愛。祝你們健健康康。
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