推荐产品
联系我们
惠合夹层锅联系方式

食品分析实训室绿色化的研究与探索

文章来源:惠合夹层锅设备厂 发布日期:2015-11-02 14:24:46作者:admin 点击次数:
摘 要:以高职院校的食品分析实训室为例,以绿色化学的理念为指导,阐述实现食品分析实训室绿色化的重要性,探讨加强实训室绿色化建设的具体措施,以期达到减少有毒有害物质的污染,实现食品分析实训室绿色化的目标。
2006 年 11 月 “ 国 家 示 范 性 高 等 职 业 院 校 建设计划”的正式启动以及教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)文件的下发,标志着我国高等职业教育已经进入深化内涵、 提升质量、 强化特色的新的发展阶段。 而高职院校校内实训室是高等职业教育的主要场所,是高职人才培养的主要途径。 同 时 , 随着高职教育的发展和高校科技创新能力的提升,高职院校的教学与科研活动更加频繁, 实训室的使用也更加频繁。而且,实训教学环节是专业教学中的重要环节,在高职教育中,有些课程的实训环节甚至达到了总学时的 60%以上。因此,不管是科研还是实训教学工作, 都会给环境带来一系列的污染,产生废水、废气、废渣等三废物质。可以毫不夸张地说: 几乎每个化学实训室都是一个小型的环境污染源。虽然排放的量不大,但仍然会造成对周围环境的污染并危害实训教师及学生的健康。在加强环境保护,崇尚绿色环保生活的今天,加强实训室的绿色化建设是每一所高校不可忽视的一项重要工作。
下面以高职院校的食品分析实训室为例, 以绿色化学的理念为指导,进行一些相关的研究和探索,以期达到减少有毒有害物质的污染, 实现食品分析实训室绿色化的目标。

1 以绿色化学的理念为指导
绿色化学由美国化学会(ACS)在 1991 年率先提出,而后迅速得到世界各国的积极响应。其主导思想是实施“环境无害化学”,变当今的污染治理为污染预防,最终实现人类与自然的和谐相处。绿色化学是21 世纪的高层次化学,又称环境无害化学。在其基础上发展的技术称为绿色技术、 环境友好技术或清洁生产技术。 绿色化学是一种能最大限度从资源合理利用、 环境污染及生态平衡等方面满足人类长期可持续发展的化学。
绿色化学的特点是充分利用资源和能源, 采用无毒、无害的原料;在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳, 实现 “零排放”;生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好产品。

2 优化实训室的硬件条件
高职教育是以培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才为目标, 实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力, 逐步形成基本实践能力与操作技能、专业技术应用能力与专业技能、综合实践能力与综合技能有机结合的实践教学体系。实训室的建设应紧密围绕实训教学,以专业或专业群的人才培养方案、实践教学体系、课程教学大纲为基本依据,以技术或专业群为基本组织构架,融实践教学、技能培训与鉴定、创新与技术开发为一体。
因此应根据专业的特点,优化实训室的硬件条件,建设具有专业特色的实训环境。学校领导和实训室管理人员应加大实训室的建设力度,合理规划实训中心,让每个实训室都成为检测中心的一部分,提高实训室的利用率。食品分析实训室主要针对《食品检测技术》和《发酵制品检测技术》两门专业课开展的实训教学。主要涉及碳化、消化、蒸馏、回流等,因此必须要考虑高效的通风橱和换气扇。合理布设水电,优化通风排气设施,防止室内污染的不负责任转移。结合实训环境的特殊性,设计良好的通风条件和药品储存的避光条件。 由于食品分析在消化时要使用到浓酸和浓碱, 因此在食品分析实训室的实验台面包括通风橱的台面, 可以铺上橡胶垫,耐磨、耐腐蚀,也便于清洁。实训室的地面应采取防滑瓷砖,既便于清洁,也防止因地面有水而摔跤。

3 研究和开发绿色化的实训内容
3.1 优化食品分析实训的内容
实训教师应根据实验大纲的要求和理论老师的实训计划, 充分考虑使用试剂和产物的毒性以及实验过程产生的三废对环境的污染情况; 和理论老师及时沟通,舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境有污染及后处理困难的实训项目;多选择无毒、低毒、污染小且后处理容易的实训项目。比如 葡 萄 酒 中二氧化硫的测定,如果采用盐酸副玫瑰苯胺法,由于要使用四氯汞钠作为二氧化硫的吸收液, 要使用大量的剧毒物质 HgCl2。 同时还会使用少量的甲醛溶液和副玫瑰苯胺等。这些物质不仅危害实训教师和学生的健康,同时对实训环境也会造成污染。而采用直接碘量法,则可以避免使用 HgCl2、甲醛和副玫瑰苯胺等毒性物质。比如标定碘溶液时,采用已知浓度的硫代硫酸钠溶液进行标定, 而不采用剧毒的三氧化二砷来标定。因此,在选择实训内容和方法时,不仅要考虑典型性、代表性、重现性,还要考虑环境的毒害性。在实训前,理论教师和实训教师都应做准备实验,对实训条件做到心中有数,尽量控制有害副反应的发生。总之,实训教师在设计实训内容时应强化绿色化学理念,加强环保意识,树立学生的环境保护责任感。
3.2 开展微型食品分析实验
微型化学实验遵循绿色化学理念, 它是以微小量的试剂,在微量化的仪器装置中进行实验,其试剂用量是常规实验的 1-10%。微型化学实验的优越性主要表现在降低了实训成本,提高了实训的安全性,极大地减少了实验过程对环境的污染, 改善了实训环境。比如,凯氏定氮法时,采用微量蒸馏装置,相比 常 量 蒸 馏 而 言 ,40%的 NaOH 由 80mL 减 少 到10mL,大大减少了试剂的使用量,从而降低了实验成本;而且发生爆沸的可能性也相应减少,提高了实验的安全性;由于消化的样品使用量也相应减少,不仅缩短了消化的时间, 还极大地减了消化过程中NO2对环境的污染。再如酱油中氯化钠的测定,采用10mL 的微量滴定管来做,减少了昂贵药品硝酸银的使用,降低了实训成本。因此,采用微型实验,不仅降低了经济成本,还减少了环境污染。
3.3 利用多媒体进行模拟食品分析仿真实验
仿真实验也叫虚拟实验, 是通过计算机和网络技术, 采用相应的软件虚拟出各种实验所需要的实验环境,实现“软件即仪器”“软件即变换多样的实验室”的愿望。仿真实验特别适用于以观察实验现象,了解实验原理为目的的实训项目。常规的、传统的实训项目不可避免地要消耗大量的药品和资源,尤其是对一些试剂药品昂贵、 实验中容易引起爆炸或必须使用有毒有害试剂的实训项目, 采用仿真实验显得尤为重要。
利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、实验过程等进行模拟,用文字、声音、动画等效果,让学生感受到身临其境的实训效果。比如醚类物质中过氧化物的爆炸、盐酸副玫瑰法测定二氧化硫等,既让学生理解了实验原理,学会了实验,而且使毒性大、危险性较大、试剂昂贵的实验变成了绿色化的实训项目,又不会给人体和环境带来污染。同时模拟实验,也可以作为教师演示实验的补充。比如蛋白质的测定实验,既要消化又要蒸馏,实训难度增加,花费的时间比较长,而且实训过程中需要学生注意的事项也比较多,为了让学生更好地掌握实训的相关环节,可以让学生先看了模拟实验后再进实训室进行实验操作。
3.4 多借助分析仪器进行实验
在普通高职院校中,虽然先进的仪器不是很多,但仍然鼓励学生多使用仪器分析作为实验检测手段,如高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收火焰分光光度计等。比如,青椒中维生素 C 的测定,除了采用 2,6-二氯靛酚滴定法,还可以鼓励学生用高效液相色谱仪测定。这样不仅避免了 2,6-二氯靛酚染料对环境的污染,同时减少了试剂的用量,减轻了环境污染;而且增加了实验的难度,让学生接触了超滤装置和超声波除气装置,有利于培养学生严谨的科学态度,有利于提高实训教学的质量。白酒中甲醇的测定,除了采用亚硫酸品红法,还可以采用气相色谱仪进行测定。亚硫酸品红法要使用大量的药品,如草酸、硫酸、高锰酸钾、磷酸和配制复杂的亚硫酸品红试剂等,而气相色谱法只需要色谱纯的甲醇和优级纯的乙醇,大大地减少了试剂的使用,降低了实训费用。

4 三废的绿色化处理
4.1 废酸和废碱液的处理
对于废酸、废碱液,应用专门的回收瓶(如装硝酸、盐酸和硫酸的 2500mL 的试剂瓶)进行回收,能重复使用的尽量重复使用,实在不能的,等收集到一定的量时,采用酸碱中和后稀释处理。对酸、碱的稀溶液, 用大量水把它稀释到 1%以下的浓度后才可直接排放。
4.2 有机溶剂的处理
食品分析实训中,常用到甲醛、乙醇、乙醚、石油醚、甲醇、异辛烷等有机溶剂,使用后都严格要求学生回收到指定的回收瓶中,并尽可能在后续实验中安排重蒸提纯后使用。实在不能回收使用的,收集到一定量交环保部门处理。
4.3 可回收利用的试剂
食品分析实训中学生实验回收的碘液、 高锰酸钾、硫代硫酸钠等溶液,要集中回收,留给下个班的学生继续使用。 学生标定 0.1mol/L Na2S2O3溶液用的 K2Cr2O7溶液,应进行回收,用于硫代巴比妥酸法测定饮料中山梨酸钾。K2Cr2O7溶液相当稳定, 是已知的致癌物质,尽可能地回收利用,既节约了化学试剂和能源的消耗,又减少了对环境的污染。
4.4 实训室用后的空试剂瓶处理
实训室用后的空试剂瓶, 一部分洗净用于学生配制溶液的试剂瓶;一部分用作临时的废液回收瓶;一部分用于装同种试剂的稀溶液,如硫酸、硝酸、盐酸等的试剂瓶, 回收来装其不同浓度的相应酸溶液;其余的,收集起来交环保部门处理,不允许随意丢弃。
食品分析实训室的三废物质虽然数量很少,但由于实训项目的重复性,日积月累,危害很大,应引起足够的重视。 实训教师和学生必须有效地处理实训中产生的三废,尽可能地减少其对环境的污染,实现实训环境的绿色化。
食品分析实训室绿色化的道路还很漫长, 需要实训教师和理论教师在实训教学中, 不断研究和探索,以绿色化学理念为指导,优化实训条件和项目,及时处理实训废液和废渣, 以期达到减少有毒有害物质对环境的污染, 努力实现食品分析实训室绿色化的目标。

来源:惠合夹层锅设备厂
顶一下
(0)
0%
踩一下
(0)
0%
------分隔线----------------------------