自动氧化范文

自动氧化范文（精选6篇）

自动氧化 第1篇

1 物理变化

油炸食品的优点是防止食品风味的迁移和营养物质的流失。其过程是脱水过程, 具有三个显著特点:油炸过程中, 食品内部的温度不超过100℃;在高温 (180℃) 的情况下烹饪时间短;油炸过程不含水 (除了来自食品中的水蒸气) , 因而水溶性物质流失最小, 随着水蒸气的蒸发, 油脂随之吸入食品中。

下面简单的谈谈油炸时食品的吸油过程。主要分为两个步骤, 分别是油脂替代水蒸气蒸发而被吸入的过程、油脂的油炸完成后被吸收。在油炸期间, 食品表面的水会迅速减少, 并逐渐变硬产生硬壳, 而食品内部的水会转化为水蒸气, 逐渐排出。另外一种, 油炸食品冷却后内部的压力会迅速的变小同时蒸气凝结最后产生真空的效应。油进入食品后能够有效的防止食品内部结构的变形收缩。因此, 在工业油油炸食品的过程中, 为了减少油的吸入量, 可以维持温度, 防止真空效应以及冷却, 同时热气流也可以把食品表面的油脂移走。油脂吸收受到许多因子影响和制约。其中包括油的成分、质量、油炸过程和形状等。食物表面粗糙的程度决定着吸油量, 粗糙度越大吸油量越多。平时, 见到的油炸食品, 绝大多数表层都会包裹有一层面包屑或面糊, 其原因是用面包屑或面糊来增加产品的附加值、吸油繁和易碎性。热烫也会影响油的吸入量, 例如:油炸马铃薯之前先将马铃薯进行热烫过水和短时间的脱水, 则可以减少油的吸入量。通常较高的油炸温度会减少油的吸入量, 食品油炸时, 形成的硬壳可以减少水分的蒸发, 从而减少油的吸入。

2 化学变化

实验中表明, 在油炸食品加工过程中, 如果油温较低, 油炸时间短, 对食品的营养价值并没有太大的损害。低温是指食品内部的温度不超过100℃, 但是当食品加工油温过高时 (180℃) , 就会产生一系列的化学反应, 比如热氧化、油脂热水解、热聚合以及热分解等等。这些化学反应, 不仅损害了食品的营养成分, 还产生了大量对人体有害的物质。

2.1 热水解反应

在油炸烹饪过程里, 食物中的水与油脂作用发生水解反应, 并产生游离脂肪酸和甘油。游离脂肪酸产生速度的快慢主要与水的多少、油温的高低以及食物的碎屑多少有关。游离脂肪酸具有挥发性, 它是油脂烟点降低的重要影响因素。烟点的变化还与油脂的类型和纯度有关, 在烹饪过程中, 烟的产生不仅影响了食品的色泽和口味, 而且烟气会刺激人的咽、鼻、喉等器官, 影响人类的身体健康。

2.2 热分解反应

油炸过程中, 温度低于260℃热分解不明显, 但温度超过350℃时, 反应速度急剧加快。可分解成醛、酮、酸、烷烃等低分子化合物。油脂热分解的产物发挥形成蓝色的烟雾, 其主要成分为丙烯醛。甘油在高温下脱水, 此时出现脂肪酸氧化的过程, 该过程会产生丙烯醛。丙烯醛具有强烈的辛辣味, 对鼻、眼黏膜有明显的刺激性。在烹饪过程中, 如果使用质量较差的油脂时, 加热后易产生浓密油烟, 油烟会使人出现头晕、头痛的现象, 其原因是油烟中含有过多的丙烯醛。在热分解的过程中不饱和脂肪酸还会产生二聚物, 二聚物成分中包含有无环单烯及具有环戊烷结构的饱和二聚物H1等。

2.3 热氧化聚合反应

油脂的氧化主要是油脂与空气接触, 由空气中的分子态氧引起的。油脂的氧化主要分为常温下的自动氧化和加温条件下的热氧化两种。油脂的热氧化反应主要发生在油脂的贮中, 速度较慢;而油脂热氧化主要在油炸的过程中产生, 反应剧烈, 同时还伴随着热分解反应的发生, 产生各种聚合物, 使油体产生气泡, 出现在油炸物体的表面, 而且使油脂黏稠度增大。大多数聚合物难以被机体吸收, 造成蓄积性损害;而一些甘油酯二聚物具有毒性, 进入人体后, 与人体内的酶结合, 使酶失去活性, 危及人体健康。

3 油炸食品加工的安全性问题

3.1 油炸食品的有害物质

1) 多环芳烃化合物。食物在油炸、烟熏、烤制的过程中会产生多环芳烃化合物。多环芳烃化合物是一种碳氢化合物, 它可以引起机体免疫抑制反应, 具有致癌性, 并有遗传毒性的功能。有研究表明, 动植物蛋白烹炸过程产生的多环芳化合物, 以及油烟雾中多环芳烃化合物多以气态形式污染厨房空气。2) 环胺类化合。1977年, 日本的科学家对烤煎肉类食物烧焦部分以及烧烤的烟气进行了测试实验, 实验表明其中致癌化合物的种类和含量居多。杂环胺是蛋白质含量丰富的食物在炸烤过程中形成的痕量物质, 研究中分别对富含蛋白质的肉类以及不含蛋白质的食品进行检测, 经过高温 (油温大于200℃) 加工后, 前者具有致突变性和致癌性, 而后者则很低甚至没有。3) 丙烯酰胺。丙烯酰胺在油炸、烘烤的淀粉类食品中含量较高, 是一种亲神经的毒物, 这种物质进入人体后会在人体中存积, 具有很强的致癌性, 对生殖和神经系统的危害最大, 其还具有遗传性。

3.2 减少油炸食品危害的措施

1) 选用油炸加工专业用油, 专业用油不易氧化, 原因是其中不饱和脂肪酸的含量低。2) 油炸加工是避免高温, 温度要控制在200℃以下, 并且避免连续的油炸过程。3) 用油不宜使用时间过长, 时间控制在8小时以内会减少有害物质的产生。而且在油炸的过程中要及时的注入新油, 延缓有害物质生成的时间。4) 油炸用锅应采用不锈钢锅体, 因为铁铝等金属物质能够加快油脂的氧化。在烹炸过程中及时的将焦化物———残渣清理干净。5) 在烹炸肉类等富含蛋白质的食物时, 首先最好用微波炉先将食物加热, 其次烹炸时在食物表面最好附上面糊面包渣, 预防致癌物的产生, 最后一定避免油温过高, 拒绝食如烧焦食物。6) 吃油炸食品的同时, 应更多的摄入蔬菜水果等含有膳食纤维较高的食物。

4 没食子酸丙脂抗氧化作用

没食子酸丙脂是一种抗氧化剂, 如今已广泛的应用于油炸食品的加工, 它的作用在于有效的控制油脂氧化反应的传播。食品的氧化原因是由于食品中的不饱和脂肪酸在氧以及金属光热离子作用下产生游离基, 从而促进氧化反应的进行, 最后食品会出现酸臭的“酸败”现象。然后在食品中加入抗氧化剂可以防止食品的酸败。

没食子酸丙脂作为常见的抗氧化剂, 其主要反应机理是:油脂在自动氧化的过程中产生过氧化合物, 而抗氧化剂能够释放出氢原子, 两者结合, 中断了连锁反应, 从而减缓了氧化过程的进行。

摘要：油炸的加工方式是人间美味, 也是一种重要的烹饪方法。在油炸过程中会产生一系列的物理以及化学变化, 并产生许多有害物质, 危害着人类的身体健康, 而科学良好的加工工艺可以减少危害的产生。本文简述了在油炸食品加工过程中物理和化学的变化, 并对所加工食品的安全性进行了简易的分析, 对检测方法进行了简易的介绍, 并说明了没食子酸丙酯为何具有抑制脂肪氧化的作用。

自动化氧化生产双面上排技术研究 第2篇

1 氧化电泳生产工艺流程

1.1 铝合金建筑型材氧化电泳生产工艺流程

铝合金建筑型材氧化电泳生产工艺流程如下:基材→上排→脱脂→水洗→碱蚀→水洗1→水洗2→中和→水洗1→水洗2→氧化→水洗1→水洗2→纯水洗→烫洗一纯水洗→电泳→RO1→RO2→沥干→固化→冷却→检验→下排包装→入库。

1.2 氧化上排操作要点

氧化上排工序是氧化电泳生产过程准备工序,工序的主要理论依据是围绕导电均匀性、散热均匀性进行探讨,寻找工序每一操作环节的合理性及标准化。

(1)使用钢刷和零号砂纸将阳极梁上的导电接触铜头上的脏物或黑色灼伤点擦拭干净,确保导电铜头具有良好的导电性。

(2)分别用钢刷或锉刀、零号砂纸将阳极梁上与挂具接触部位的脏物和氧化膜去处干净,确保阳极梁与挂具间具有良好的导电性能。

(3)检查挂具时必须看其是否垂直,并加于矫直后才能使用。

(4)均匀去除挂具导电接触面上的氧化膜或漆膜,接触面要平整,保证导电效果。

(5)绑架方式采用自下而上。

(6)绑架间距:要求绑架型材间距必须大于型材下端面宽度2/3距离。

(7)确定倾斜度和平行度:根据我们生产线的特点,要求采用型材北端高、南端低的倾斜方式上架,南端一般要比北端高200～300 mm,要求型材与型材之间要平行。

2 试验过程及分析

在试验之前,首先把单面上排所使用的固定式单面导电棒更换为固定式双面导电棒,使用常规型材0516-1.0进行试验,试验结果主要检测产品的复合膜厚度。

2.1 试验一:铝线双面绑架

2.1.1 试验方案

(1)上排绑架方式:铝线双面绑架,自下而上绑架。

(2)导电棒:固定式双面导电棒,接触面打磨干净。

(3)型材型号:0516-1.0,长度6 m。

(4)上排人数:2人。

2.1.2 试验记录

上排及氧化生产工艺参数见表1。

2.1.3 试验结果

氧化电泳下架后检测成品复合膜厚度,复合膜厚度在14～24μm之间,同时根据上排绑架位置,在同一杆上、中、下位置各取3支型材,分别对其南端、中间、北端的外侧和内侧部位检测复合膜厚度,检测结果见表2。

从以上试验结果可知,0516-1.0产品进行铝线双面上排方式,同一杆产品的复合膜厚度差别大,产品出现膜低、漏漆等质量缺陷,出现内侧膜厚度低于国标要求的17μm,产品合格率为51%;同时检测氧化导电率仅为52%,导电效果低,电流利用率低;究其原因为氧化前处理碱洗工序反应剧烈,使铝线绑架松动,导致导电不良,试验一方案失败。

2.2 试验二:夹子双面绑架

鉴于试验一所使用的铝线,因碱洗工序反应松动导致的导电不良,试验二采用夹子夹料的方式上排,避免了型材生产过程中的松动,保证接触面导电稳定。上排方式如图1所示。

2.2.1 试验方案

(1)上排绑架方式:夹子双面绑架,自下而上绑架。

(2)导电棒:固定式双面导电棒,接触面打磨干净。

(3)型材型号:0516-1.0,长度6m。

(4)上排人数:2人。

2.2.2 试验记录

上排及氧化生产工艺采取与试验一相同的工艺,见表3。

2.2.3 试验结果

氧化电泳下架后检测成品复合膜厚度,复合膜厚度在18～25μm之间,根据上排绑架位置,在同一杆上、中、下位置各取3支型材,分别对其南端、中间、北端的外侧和内侧部位检测复合膜厚度,检测结果见表4。

从以上试验结果可知,0516-1.0产品使用夹子进行双面绑架方式,同一杆产品各面的复合膜厚度均达到国标要求,产品无膜低、漏漆等质量缺陷,产品合格率为99%;同时检测氧化导电率为99%,导电效果好,电流利用率高;无导电不良现象,试验成功。

2.3 结果分析与讨论

从以上使试验可知,使用夹子进行双面上排比使用铝线进行双面上排,产量相同,产品合格率提高48%,氧化导电率提高47%,产品无膜低、漏漆等质量缺陷,导电效果更好,电流利用率更高。

3 产能分析与比较

3.1 单面上排和双面上排工艺技术对比

以型号0516-1.0产品比较双面上排和单面上排工艺参数,见表5。

从以上对比结果可知,单杆双面上排支数比单面上排支数多了20支,单杆产量增加了67%,氧化电流增加3 938.24 A,以氧化槽硅整流的最大输出电流为12 000 A计算,单面上排的单槽(两杆)硅整流电流利用率为5 861.76/12 000×100%=48.85%,夹子双面上排的单槽(两杆)硅整流电流利用率为9 800/12 000×100%=81.67%,硅整流电流输出利用率提高了32.82%,有效利用了设备产能,实现了产能的提高。

3.2 单面上排和双面上排产能对比

使用夹子双面上排之前和之后的产量以及产品合格率对比见表6和表7。

由表6知,用单面上架月平均产量为(1 213.5+1 257.1+1 201.6+1 197.7+1 221.1)/5=1 218.2 t;月平均合格率为(96.6+96.9+97.9+98.8+96.8)/5=97.4%。

由表7知,用夹子双面上架月平均产量为(1 626.87+1 597.21+1 590.07+1 615.52+1 648.89)/5=1 615.712 t;月平均合格率为(99+99.1+98.9+99.4+98.8)/5=99.04%。

由表6和表7对比可知,使用夹子双面上架与铝线单面上架相比,月平均产量增加了(1 615.712-1 218.2)=397.5 t;意外的收获是产品合格率上升了(99.04-97.4)=1.64%,也由此可知,使用夹子上排比使用铝线上排的导电效果更稳定,产品质量也更稳定。

3.3 经济效益分析

(1)直接经济效益:产品质量合格率提高(99.04-97.4)=1.64%,月平均生产合格产品提高(1 615.712-1 218.2)=397.5 t,使用夹子进行双面上架还可以重复多次利用夹子,降低铝线消耗量,节省了辅料成本。

以每吨电泳型材价格23 200元计算,年产经济效益提高397.5×12×23 200=11 066.4万元。

(2)间接效益:提高了氧化硅机的有效利用率;通过产量和合格率的提高,有效缩短了产品加工周期,保证交货期,增加了客户的满意度。随着订单量的增加,后期的经济效益将持续增加。

4 结语

通过以上两次试验及生产过程中的实际应用,使用夹子双面上架比使用铝线双面上排产品合格率更稳定;与单面上架相比,夹子双面上排月平均产量增加了397.5 t;产品合格率上升了1.64%;氧化硅整流电流输出利用率提高了32.82%,提高了产能。

摘要：文章通过开展铝合金型材自动化氧化生产上排技术的研究,将氧化上排方式由单面上排方式调整为使用夹子双面上排方式,不仅确保产品质量的稳定,也有效利用氧化硅机的最大输出电流,同时提高上排效率,缓解氧化上排对生产产能的制约,提高生产效率。

关键词：氧化,单面上排,双面上排,生产产量,经济效益

参考文献

[1]朱祖芳.铝合金阳极氧化与表面处理技术[M].第2版.北京:化学工业出版社,2011:247-268.

自动氧化 第3篇

氧化锆氧分析器是国际公认的锅炉节能和环保的主要装置。据报道, 对于一台10Ton/h的锅炉而言, 如果其平均负载为80%, 并且在一年内工作7200小时左右, 那么当使烟气中的氧含量从5%降至3%時, 則可以每年能够节约32Ton以上燃料[1,2,3,4,5]。

令人遗憾的, 目前在中高温 (750℃~800℃) 、高温 (800℃~1400℃) 和/或高浓度粉尘条件, 常规氧化锆氧分析器的检测器寿命却比较短, 而取样式氧量检测器[2,3]却显露出明显的优势:因为它仅烟气取样管 (导流管) 暴露在高温、高浓度粉尘的恶劣环境中, 所以常规氧化锆氧检测器的寿命被明显延长。然而, 倘若把它们用于循环流化床锅炉或垃圾焚烧炉中, 则其连续工作时间却很短, 仅在1个月或更短的时间内[4]~[6], 它的烟气导流管和陶瓷过滤器就被烟灰、粉尘塞满, 导致氧化锆氧量分析器的显示值失去意义, 根本不能代表烟气中真实的氧含量[4]。因此, 不得不频繁地拆卸烟气导流管, 清除其中的粉尘。这不仅严重地影响锅炉氧含量的连续监测, 而且也给仪表工带来很大的工作量, 特别是氧化锆氧分析器的检测器通常安装在省煤器和过热器之间, 该作业区的条件恶劣, 环境温度可高达50℃以上, 检修工维修吃力。另外, 常规氧化锆氧分析器大都采用掺杂氧化钇的浓差电池式氧化锆氧传感器, 其工作温区大都在600~700℃[2]~[6]。倘若工作在800℃~900℃, 其寿命将明显缩短, 通常仅为2~3个月[6]]。而用于热处理炉的氧分析器需要工作在1400℃左右, 氧化锆氧传感器连续工作不足一个月就会开裂损坏。显然, 普通浓差电池式氧化锆氧传感器无法胜任在中高温 (750℃~800℃) 、高温 (800℃~1400℃) 和/或高浓度粉尘条件工作[2]~[6]。

日本的田中猛夫 (Tanaka takeo) 获得了一项美国专利[5], 在世界上首次公开了一种采用取样管 (导流管) 的氧化锆氧分析器以便提高常规浓差电池式氧化锆氧传感器的工作温度的上限[3]。但是, 该装置不适合中国国情, 当置入燃煤锅炉烟道中使用时, 通常不足30分钟其导流管就可能被烟灰堵塞, 失去工作能力[6]。

我国很多技术人员也对解决该问题方面进行了技术尝试和探讨, 其中本文作者之一曾对氧化锆氧分析器的导流管进行了某些改进, 设计了一种勿需外接动力就可自动反吹除灰的适宜在高温、高粉尘浓度条件下测量氧浓度的氧检测器, 并获得了中国专利[6,7], 初步解决了常规直插式氧化锆氧分析器在高温、高粉尘浓度条件下测量氧浓度的某些技术难题, 但是其中勿需外接动力的自动反吹除灰装置却不太理想, 通常工作50分钟左右就会被烟灰堵塞, 导致氧化锆氧分析器丧失了工作能力。另外, 目前热处理炉 (例如渗碳等) 气氛温度高达1400℃, 如果使用普通固体电解质氧化锆氧检测器, 那么把被测气温降到7 0 0℃以下, 炉外的散热导管通常至少需长达1200mm, 显然, 该方案缺乏可行性。

为了扩大常规氧化锆氧检测器的应用领域, 解决其使用温度范围窄、寿命短和容易被烟灰堵塞的问题, 我们研制了一种利用被测烟气反吹除灰的新式导流器——自动采样循环反吹导流器。把它与常规氧化锆氧量分析器配合使用, 可把低端产品的常规氧化锆氧量分析器变为高端产品, 颇适宜在高温、高粉尘浓度条件下长时间连续地工作, 特别适合循环流化床锅炉或垃圾焚烧炉使用。

2 自动采样循环反吹导流器的设计与制作

2.1 工作机制和其总体设计

它的工作机制是巧妙地利用流体力学原理和烟道内的压力差、紊流等, 使得被测烟气在内部有密封隔板的特殊导流管上、下层内自动循环流动, 被实时采样, 并把沉积在的导流管内的烟灰反吹回烟道。换言之, 利用烟道内烟气在导流管的烟气入口所产生的正压差和在导流管的烟气出口所产生的负压差, 使被测烟气在导流器装置自由流动, 从而被常规氧化锆氧检测器的浓差电池氧传感器敏感;另外, 利用离心风机对被测烟气的抽吸和压缩作用所产生的高压气流对导流器内的烟灰和粉尘进行实时反吹, 解决导流管的烟灰堵塞问题。上述功能是利用差压传感器和单片机的软、硬件进行闭环控制的。图1的方框图给出了自动采样循环反吹导流器装置的结构和工作原理示意图。

它的硬件包括勿需电源的检测器烟气导流管、利用烟气反吹的离心式烟气循环器、常规氧化锆氧检测器的气密安装接口、烟囱壁挂的安装固定件、差压传感器、控制器等, 主要担负与常规氧化锆氧量分析器中的软、硬件配合以及实现对被测烟气的自动导流、循环反吹、自动采样、散热降温、自动排放、作为常规氧化锆氧检测器的气密安装接口、烟道壁挂的安装固定件、利用烟气自动反吹和防止导流器被烟灰堵塞等功能。此外, 与常规氧化锆氧检测器的软、硬件配合, 还能够实现对被测烟气的实时采样、测量、线性化处理、变送、传输、故障自诊断和数据记录、存储、显示等功能。

自动采样循环反吹导流器装置的软件嵌入该导流器控制器内的89C52型单片机内, 主要功能是利用差压传感器的输出信号与设定值进行比较, 实时控制离心式烟气循环器装置的启动、关闭, 完成对被测烟气的抽吸、排放作用, 实现烟气的连续取样、排放、利用烟气自动反吹、防止导流器被烟灰堵塞等。

2.2 自动采样循环反吹导流器装置的硬件设计

在图2中给出自动采样循环反吹导流器装置的硬件结构示意图。

硬件的组成主要包括下述五个部件:

(1) 勿需电源可自动工作的检测器导流管

它可自动对被测烟气的进行实时采样、烟气循环、冷却和排放, 由中间有密封隔板的不锈钢管构成。它的下半部分是烟气导入管, 并与烟气进口联通;它的上半部分是烟气流出管, 并与烟气出口联通。烟气导入管的前端和烟气流出管的前端皆为斜口状, 并且烟气导入管和烟气流出管在隔板的末端处相连;而在所述密封隔板的前端安装有一枚导向舌, 并且向前方伸出。该导向舌的前端呈翘起状, 而与密封隔板形成110°~130°的夹角。

(2) 利用烟气反吹的离心式烟气循环器

它利用离心风机对烟气的抽吸和压缩作用, 迫使被测烟气进行循环、反吹, 主要包括电机、驱动轴、锁紧件、风机主轴、离心风机叶片、高温轴承和离心风机叶片保护壳等。离心循环装置的电机位于离心循环装置的最外端, 电机驱动轴与电机相连, 风机主轴与电机驱动轴衔接, 在风机主轴上设置了离心叶片, 离心电机叶片保护壳在离心叶片的外面。与传统结构相比, 它的最大特点是其电机、电机驱动轴、风机主轴、锁紧件仍处于常温环境中, 而仅仅离心风机叶片保护壳的入口管和出口管、离心叶片、高温轴承才接触被测高温烟气。显然, 这将为解决利用高温烟气对导流管进行反吹的难题奠定了技术基础。

(3) 翅片管

它置于自动采样循环反吹导流器装置的烟道壁区外, 是一种椭圆金属翅片管。利用烧片及钎焊工艺加工, 管片焊接牢固, 无接触热阻, 能在高温环境下长期使用, 起到大幅度减低烟气温度的作用:在相同换热面积条件下, 其导热量比圆形翅片管高3 0%以上, 而空气侧阻力却比圆形翅片管至少小50%。

(4) 氧量分析器安装接口

利用法兰盘、高温密封垫和不锈钢螺钉可把常规氧化锆氧量分析器安装在此处, 以便配合自动采样循环反吹导流器装置使用。

(5) 压力传感器

它是一种差压传感器, 其压力入口分别设置在离心循环装置的烟气流入管的后端和烟气流出管的前端。当烟气流出管与烟气流出管的压力差很大时 (4k Pa) , 则意味着, 烟气导流管已被烟灰堵塞, 则嵌入控制器内的89C52型单片机软件发出反吹的指令。

总之, 对厂家生产的常规氧化锆氧分析器之硬、软件基本不做改动, 仅设计、制作自动采样循环反吹导流器装置中的硬、软件, 使其与常规氧化锆氧分析器的硬、软件匹配, 扩展更新, 就能够把常规氧化锆氧分析器的普通产品改造成为可在高温、高粉尘浓度条件下具有精密、连续监测、变送、记录、存储、显示烟气中的氧含量功能的高端产品。它的主要创新点如下:

1) 与以往的技术不同, 自动采样循环反吹导流器装置为了防止导流器被烟灰堵塞, 不是利用烟道外的环境空气进行反吹, 而是利用烟道内的烟气反吹, 从而不仅可以提高氧化锆检测器测量的准确度, 而且能够确保烟气含氧量监测之连续性、平滑性。其原因如下:烟道外的空气含氧量较高 (通常氧浓度为19~20.6%浓度) , 比烟道内的烟气含氧量 (例如氧浓度为3.5~6%) 高得多, 因此在反吹时和反吹后的一段过渡时间内测得的“烟气含氧量”实际上是烟道外的空气和烟道内烟气的含氧量之混合值。显然, 具有普通导流管的氧化锆氧检测器之测量误差较大。

根据数理方程的过渡过程的理论分析可知, 当一个稳态突变为另一个稳态时, 其过渡时间为无限长, 但是工程上通常取其浓度变化值的63%~90% (例如, 俄罗斯取63%, 而美国和日本取90%) 为过渡时间。因此反吹的过渡时间并不短, 显然, 利用以往反吹技术的氧化锆氧检测器不仅带来不小的误差, 而且不能连续地、平滑地监测烟气中的含氧量。

2) 循环器和导流管结构参数的最优化设计

以最小管径为目标函数, 以6~9m/s烟气流速、内径为2000mm的理想光滑烟道为约束条件, 对烟气循环器和导流管的物理尺寸、导向舌与隔板夹角以及相应尺寸进行最优化设计。该循环器和导流管参数设计不仅能满足取样定理, 吸取最有代表性的烟气, 实现不用外加电源, 就可自动对烟气和粉尘进行循环导流和排放, 而且使得烟囱内的烟气和粉尘对循环导流检测管的机械冲刷最小, 从而延长其使用寿命。

2.3 自动采样循环反吹导流器装置的软件设计

控制器中能够接收差压传感器的信号, 当烟气流出管与烟气流出管的压力差大于4 k P a时, 控制器中的软件将发出指令, 则离心风机启动, 利用被测烟气进

行反吹, 把烟气管中的粉尘和烟灰吹入烟筒中, 随着烟筒中的烟气一起排放出去。它的软件处理流程图如图3所示。

3 实验与结果分析

因为循环流化床锅炉或垃圾焚烧炉烟道中的烟气温度较高, 并且含有较高浓度的SO2、NO、NO2和HCl, 所以为了提高自动采样循环反吹导流器装置的导流循环管使用寿命, 在温度7 0 0℃~8 0 0℃范围内采用SUS316L不锈钢钢管, 而在800℃~900℃范围内使用因康600合金 (INCONEL alloy 600) 钢管。因康600合金是一种镍-铬-铁基固溶强化合金, 耐高温和抗氧化特性优异。在900℃~1000℃范围内使用SUS310S不锈钢钢管。当温度在900℃~1400℃范围内时, 则使用Si C管。其他零件的材料仍使用SUS304不锈钢制作。为了改善自动采样循环反吹导流器的散热能力, 在循环反吹导流器的烟道壁外区增加了一段采用高频焊技术制作的300mm长的椭圆翅片管。它的控制软件被嵌入该导流器控制器内的89C52型单片机内。

我们把带有自动采样循环反吹导流器的常规氧化锆氧量分析器的0 1号和0 2号样品之导流管分别安装在锅炉过热器附近的烟道左右两边, 监测同一位置的烟气氧含量。利用K型热电偶测量该处的温度为850±20℃。其中, 01号样品之导流管是用SUS316L不锈钢钢管制作, 而02号样品之导流管是由SUS310不锈钢钢管加工构成。

经过80天的实验, 结果表明, 01号和02号氧化锆氧量分析器的显示值仅相差±3%~5% (在仪表的技术指标范围内) 。8 0天以后, 把带有自动采样循环反吹导流器从烟道中拆卸下来后, 观察到, 0 1号样品之导流管的前端 (插入烟道区) 已经变黑, 后面颜色逐渐变浅, 为棕色, 而未插入烟道区的导流管仍旧光亮如新, 与刚实验时的状态相差无几。然而, 02号样品之导流管的状态却变化不大, 它的前端 (插入烟道区) 略微有点发黄。

该导流器的响应速度很快, 经测量其响应时间为6 S (从标准气体入口算起, 并取其过渡过程的63%) 。其它实测技术指标与原氧化锆氧分析器的标称指标基本相同。

该装置不仅可使低端产品的常规氧化锆氧量分析器能够在高温、高污染、高粉尘工况下使用, 变为氧量分析器的高端产品, 而且还保留了常规氧化锆氧分析器的直插式使用优点。本装置最突出的优点是反吹气体是被测烟气, 因此反吹气体对测量数据无干扰, 测得的烟气含氧量曲线是连续的和平滑的。

4 结束语

巧妙地利用流体力学原理和烟道内的压力差、紊流等, 使得被测烟气在内部有密封隔板的特殊导流管上、下层内自动循环流动, 被实时采样, 并利用离心风机对被测烟气的抽吸和压缩作用所产生的高压气流对导流器装置内的烟灰和粉尘进行反吹原理工作的自动采样循环反吹导流器是一种低成本、高性能装置。与以往的技术不同, 该装置把关键但脆弱的部件——电机、电机驱动轴、风机主轴、锁紧件仍置于常温环境, 而仅把其他关键但耐高温的部件——离心风机叶片保护壳的入口管和出口管、离心叶片、高温轴承才接触被测高温烟气。从而使以前的难题迎刃而解。把它与常规氧化锆氧量分析器配合使用, 可把低端产品的常规氧化锆氧量分析器变为高端产品, 颇适宜在高温、高粉尘浓度条件下长时间连续地工作, 特别适合循环流化床锅炉或垃圾焚烧炉使用。

参考文献

[1]平岡常男:パッケージボイラーのO2制御による燃料コストおよびCO2の削減 (J) 橫河技报2000:44 (2) :35-36.

[2]P.SHUK, R.JANTZ AND H.-U.GUTH:OXYGEN S E N S O R W I T H A D V A N C E D O X I D E ELECTRODEMATERIALS[J].International journal on smart sensing and interllingent systems, 2012, 5 (1) :233-245.

[3]P.SHUK, “Process Zirconia Oxygen Analyzer:State of Art”[J], Technisches Messen, 2010, 77 (1) 19-23.

[4]杉本啓介.ジルコニア式酸素センサ[J].センサ技術1991, 11 (6) :31-34.

[5]TANAKA-TAKEO, YAMAMOYO-OSAMU et al.Oxygen gas analyzing device[p].usp.4, 339, 318Jul.13, 1982.

[6]林江.一种在高温、高粉尘浓度条件下测量氧浓度的氧检测器 (p) .中国专利ZL200820091200.2, 北京2009.

一氧化碳自动监测中不确定度的评定 第4篇

关键词：一氧化碳,一氧化碳自动监测仪,不确定度评定

0 引言

根据现行的《环境空气质量标准》 (GB3095—2012) 的要求, 升级监测因子, 实现在线质量控制与监督, 并将监测数据实时对外公布。但实际在日常监测中, 往往存在监测到的数据伴随着不确定性, 只有对不确定度进行有效的评定, 才能保证监测到的数据真实有效, 从而提高监测数据的准确度以及可靠度。下文将通过分析一氧化碳的主要来源以及自动监测过程中数值不准确进行分析, 并结合相关的试验模型对一氧化碳自动检测系统不确定度进行评定。

1 空气中一氧化碳的主要来源

空气中的一氧化碳的主要来源分为两种, 一种是室内空气中一氧化碳, 另一种是大气中存在一氧化碳。前者主要是人们在吸烟过程中烟草燃烧所产生的, 后者来源一方面是机动车辆尾气排放中包含一氧化碳气体, 另一方面是工业区在进行加工制造与生产过程中排放出来的气体中含有一氧化碳含量, 且后者产生的一氧化碳的含量较高。

2 一氧化碳自动检测过程中数值误差分析

2.1 环境温度对监测仪器的影响

无论是在试验中还是在实际的监测操作中, 监测人员都应该将选择的测量仪器妥善放置在合适的环境中。因为温度过高或过低会使仪器精度有影响, 当温度过高时甚至会使仪器不能正常工作, 而导致监测出来的数值有较大的误差, 而当温度过低, 特别是在零摄氏度以下时会导致仪器出现凝露等现象, 从而影响监测结果。

2.2 周边电磁对站房的影响

在进行一氧化碳自动监测系统不确定度的评定过程中, 周边磁场会对站房存在一定的干扰, 导致监测的数值存在误差。所以在进行监测时可以在距离电磁干扰辐射较远的位置建设站房, 减少电磁因素的影响。如果站房已经在会受到电磁辐射干扰的范围之内建立, 则应该采取合理的手段, 对电磁干扰进行屏蔽。

2.3 使用仪器未校准

在进行一氧化碳自动监测系统不确定度评价中, 使用的仪器若没有定期的校准与校标以及校零, 将会影响到仪器在实际测量中具有的精度与漂移, 致使监测结果存在误差。

2.4 仪器审核不仔细

仪器使用之前与之后, 相关的工作人员以及管理人员没有仔细的审核仪器, 将不能及时发现破损仪器或是质量不达标的仪器, 进而难以保证问题仪器得到及时的更换, 使得监测人员使用的仪器本身存在缺陷, 而导致监测数值有误差。

3 一氧化碳自动监测系统中不确定度的评定原理及方法

3.1 评定原理

在对一氧化碳进行自动监测过程中, 该系统选择的监测方法是非分散红外吸收法。利用这种方法是由于一氧化碳是对于中心波段是4.5um, 能够有选择性的吸收其所携带的红外辐射, 并且当浓度值在适宜的浓度区间之中, 一氧化碳的浓度与吸收的红外辐射程度之间存在可循的线性关系, 所以可以依据其吸收值的大小, 计算出样品中具有一氧化碳的浓度值。

3.2 在监测中使用的试验方法

一氧化碳自动监测系统中不确定度的评定方法中, 量值传递基准的选取是环境监测总站在对标准物质进行研究之后而提供的可靠地标准气体。然后可以借助动态气体校准仪将零气与选取的标准气体进行混合, 保证两种气体之间能够充分的稀释, 从而使一氧化碳气体的浓度能够达到所需的浓度值。最后将已经调试好的一氧化碳气体传送到监测仪器中, 传送介质需要使用采样管路, 之后监测仪器便会将气体具有的浓度检测出来。

因此, 一氧化碳浓度试验在进行不确定度评定监测过程中可以借助校准标准点的方法, 在进行监测仪器的示值误差与标准气体的流量以及零气流量不确定度三者之间的测试过程中, 可以借助重复性试验方法进行有效评定。

3.3 试验中需要选择的仪器和标准物质

在进行一氧化碳自动监测系统中不确定度的评定中需要使用合适的监测仪器与标准物质, 尽可能的减小试验误差。我们使用的是编号为CM12509090的热电48i仪器。其中使用的标准气体有严格的要求, 我们使用的是环保部标准样品研究所的标气, 并且其纯度不确定度保持在百分之一。

3.4 进行试验过程中相关的要求

(1) 选择使用的标准气体必须保证在规定的使用有效期内。

(2) 在进行不确定的评定之前需要进行仪器流量校准, 使用的校准流量仪器必须是计量部门通过校准试验后认可的流量计。

(3) 监测仪器在未开始进行评定前需要进行多点校准, 以便保证监测仪器所具有的性能能够达到监测方法的标准要求。

(4) 自动监测仪器需要妥善放置, 放在室内需要保证环境温度尽量在20摄氏度到30摄氏度的范围之内, 还应控制环境湿度最好不要超过百分之八十。

3.5 建立自动监测系统数学模型

该系统按照监测仪器的使用原理以及动态气体校准仪在试验中遵循的工作原理, 可以构建自动监测系统数学模型。并且该数学模型如下:

确定度传播律)

该数学模型中y代表监测气体具有的质量浓度, 其单位是升每毫克, 表示方式为mg/L;Qx与Q0分别表示标准气体的流量与零气的流量, 并且两者之间的单位表示方式为ml/min;C0是指标准气体的浓度;rep是指使用监测仪器的示值重复性;而Fs表示跨度具有的精度, 其单位和表示方式与监测气体的质量浓度表示方式一致;Δ表示监测仪器的飘移, 单位表示方式为μg/L。

4 一氧化碳自动监测系统中不确定度的评定与来源

在进行一氧化碳自动监测系统不确定度的评定中, 其中不确定度的来源与标准气体的浓度的不确定度有着直接的联系, 并且动态气体校准仪以及其他的监测仪器之间的准确度, 甚至仪器出现的示值所产生的重复性以及仪器的飘移等都会对评定结果产生不确定度。

4.1 标准气体浓度的标准不确定度评定

有上述的选择试验气体可知, 已选的标准气体具有的纯度不确定度是百分之一, 将标准气体的纯度不确定度根据均匀分布的方式进行解决, 并且均匀分布中存在

4.2 质量流量计不确定度评定

质量流量计的不确定度主要的分量是标准气体的流量与零气的流量。其中

由于配置之后的标气具有的浓度值C0为16mmol/mmol, 所以可以计算出标气的控制流量应为每分钟28.7毫升, 而对于不确定度的评定可以通过标准流量计反复测量之后得出相应的值。

经过反复且仔细的计算最终可以得到CQx与CQ0的值分别为0.553、-5.29×10-3

经过仪器测量之后产生的均值标准差是

并且具有的不确定度是

因此, 根据上面的公式与已知的数据可求出SQx与μγ (Qx) 的值依次为1.22×10-2、4.25×10-2, 将已知的所有数据带入公式中, 可以将求出为2.35×10-4。

所以, 将所有计算出来的数值填充到公式中便可以求出质量流量计标准不确定度的值, 最终结果大约为0.024%。

4.3 仪器示值误差以及仪器示值重复性标准不确定度评定

一般情况下, 实际监测过程中允许监测仪器存在百分之一的跨度精度误差。根据均匀分布方法将精度误差不确定度分布进行有效的处理, 其中, 所以可以将计算出来, 其值为0.058%。

在进行仪器的示值出现的重复性不确定度试验过程中, 可以借助两台型号一致的仪器进行反复测量, 然后将样本中的标准差进行合并测量, 不过其中需要依据跨度标准浓度而得出准确的不确定度。

根据准确的操作步骤以及严谨的计算可以得到该值为0.056%。

4.4 仪器漂移不确定度评定

这种不确定度评定中需要考虑的两点不确定度主要是标点漂移以及零点漂移。根据现有的参数可知, 标点漂移的参数值为0.5%, 而零点飘移的参数值为0.2%。因此, 根据参数以及相关的已知数据可以计算出标点漂移的不确定度为0.29%。零点漂移不确定度为41%。综上所述, 可以得出合成标准不确定度0.92%。

当所取的k值不再是而是2时, 可以计算出一氧化碳自动监测系统中拓展不确定度大约为2%。

5 结束语

环境质量的好坏关乎到地球上的每一个生物, 每一个群种, 一氧化碳标准气体具有的纯度不确定度最好是控制在百分之一, 并且在规定的使用期限内进行合理的使用, 避免产生不确定度。

在生活中做好一氧化碳自动监测系统中的不确定度的评定是有必要的, 但注意事项是需要相关操作者引起重视, 比如, 监测仪器的选择, 使用仪器的正确步骤以及相关的影响因素的控制等。监测人员还应保证结合标准气体的流量控制线, 准确掌握质量流量计的位置, 从而提高监测的准确性, 进而采集到真实有效的数据, 以便有关部门参考。

参考文献

[1]赵新元.非散射红外法测定卷烟烟气相中一氧化碳的测量不确定度评定[J].安徽农学通报, 2011 (04) .

[2]陈守宇.一氧化碳检测报警器示值误差的测量结果不确定评定[J].科技资讯, 2012 (10) .

[3]张宇烽.气体滤光相关红外吸收法测定空气中一氧化碳的测量不确定度评定[J].广东化工, 2012 (07) .

[4]郭卫.一氧化碳红外线气体分析器示值误差结果不确定度评定[J].计量与测试技术, 2010 (06) .

自动氧化 第5篇

随着矿产资源的日益贫化和钢铁企业的市场竞争日益激烈, 高炉炼铁生产技术经济指标的改善和技术进步就显得尤为重要, 而其改善主要依据入炉原料——球团矿性质的改善。球团矿被称为高炉的“精料”, 具有品位高、碱度低、强度好、透气性强等特点。目前我国球团矿生产绝大部分是采用竖炉及更为先进的链篦机-回转窑生产工艺, 球团生产即是将细磨精矿制成能满足冶炼要求的块状物料的一个加工过程。链篦机-回转窑球团生产工艺的作业流程长、控制环节多, 控制过程非常复杂, 是典型的具有多变量、分布参数、非线性、强耦合特征的复杂被控对象, 依靠传统的操作指导控制方式已经无法满足球团矿生产过程的控制要求, 需要更加精确和稳定的自动控制。而实现生产过程信息化、自动化是达到操作稳定化, 过程最佳化的必由之路。而高度的信息化、自动化更能提高企业创新能力和生产能力, 实现对市场的快速响应, 提高产品质量, 提高效率, 降低成本, 从而提高企业总体经济效益和市场竞争力。

2、系统组成

工程设主工艺PLC控制系统六套, 辅助PLC控制系统七套:六套主工艺PLC控制系统都基于施耐德Modicon Quantum-Unit y平台, 采用施耐德最新的65160中央控制单元, 这六套控制系统按照工艺流程进行分布, 分别为:原料库PLC控制系统, 实现原料配料和混合料输送;循环水PLC控制系统, 实现厂内水的循环利用;1#PLC控制系统, 实现烘干、二次配料、润磨、造球等的逻辑控制;链篦机PLC控制系统, 实现布料、返料、卸灰、链篦机补火等控制;链篦机传动PLC控制系统, 主要完成链篦机传动的头轮、尾轮、托轮控制, 实现多点同步传动控制;2#P LC控制系统, 实现回转窑、风流、环冷、成品储运及回转窑焙烧温度控制等。辅助PLC控制系统七套, 分别完成电除尘、布袋除尘、气输输灰、液压控制等功能。系统设上位机八台, 每台上位机分配不同操作权限, 各系统间相互通讯, 编程接口及人机画面互为备用, 可在每台上位机上监控完整的工艺参数, 并可在任一台上位机对所有下位进行编程。系统总控制设备台 (件) 数约为320台 (件) , 控制仪表共计约为800件。重要岗位, 如回热风机, 主抽风机等设现场监控仪表, 紧急情况下可采用现场操作。

在主控室设一个视频监控中心, 采用彩色摄像机, 通过光电转换器对视频信号进行传输, 可立体的对全厂各关键区域实现24小时的监控, 监控点达20余处, 分布于各转运站及关键设备, 并设置回转窑内、链篦机内高温监控设备, 以便对各设备运转情况和环境恶劣场合进行实时监控。

网络采用光纤自愈环网结构, 采用的是施耐德TCS管理型工业以太网光缆信号交换机, 通过5个TCS交换节点将原为库PLC站、循环水PLC站、1#PLC站、链篦机PLC站、链篦机传动PLC站、2#PLC站和主控制室连接起来。气力输灰、除尘器等辅助PLC都分别连接在环网的TCS交换节点上。而所有的操作员站、工程师站都分别连接到TCS交换机上。

3、技术方案

全流程的逻辑控制在莱钢的应用已经非常成熟, 控制思路没有改变, 实现了料线的顺启、顺停、急停、起动预告、主旁路料线选择等, 实现了配料给料机的料头对齐、料尾对齐等功能, 做好相应设置后能够一键启动, 并记录操作记录, 实现了非正常停机报警等功能, 保证了故障停机时可以及时被操作人员发现并及时处理。烘干机有故障检修时可临时切换到烘干旁路皮带运行, 润磨机有故障检修时可临时切换到润磨旁路皮带运行。

回路控制主要应用有:利用中间微分PI D和模型预测法控制配料过程, 两种控制方式可以在自动化远程支持中心进行控制方式的切换, 正常情况下采用在莱钢应用非常成熟的中间微分PID控制方式, 并且进入模型学习状态, 对模型常量进行动态较正, 在称重仪表出现问题且不能及时修正的情况下可切换到模型预测控制方式;结合双闭环比值控制的前馈-反馈燃烧控制方案, 实现烘干炉燃烧温度控制、链篦机补热控制、回转窑焙烧温度控制, 此控制方案是将混合料流量作为前馈加入烘干温度反馈控制环节, 同时根据空燃比控制煤气进气流量, 以煤气进气流量作为煤气阀门开度调节的反馈, 实现煤气闭环调节;而空气进气流量跟随煤气进气流量进行比值控制, 以空气进气流量作为空气阀门开度调节的反馈, 形成双闭环比值控制, 采取这种控制方式的优点是, 一定程度上克服了温度控制的时滞性、多变量、时变、非线性和随机扰动的缺点, 较传统的温度PID控制具有控制稳定、超调较小、精确度高等特点, 经生产考验一直运行平稳, 成球质量较高, 生产稳定顺行;用模型预测加扰动校正法实现膨润土烧损控制, 首先利用反推理手段得出单个增量变化的预测输出, 实现单变量向量模型, 然后对多组单变量的向量模型进行叠加, 完成多变量的预测输出。这样可以充分考虑到影响烧损率的多种因素的累加作用, 并且考虑到存在模型失配及干扰的问题, 又进一步通过单班的人工化验进行将结果与相应的预测值比较, 进行扰动校正, 来完成被控对象, 即二次配料下料量调节;采用相位反馈式单闭环PID的布料控制, 布料控制设备由摆头皮带、大球筛、小球筛、宽皮带等, 其中摆头皮带为变频控制, 其速度跟踪链篦机厚度检测, 由于球筛速度固定, 所以摆头皮带与厚度检测相位固定, 控制原理为将厚度检测信号延时一定相位时间作为摆头皮带速度PID控制反馈, 在启动过程加入超调限制环节。

4、系统主要特点

原料库配料控制采用开环与闭环两种控制方式, 并可在自动化远程支持中心进行切换, 保障仪表系统故障情况下能够继续生产。

链篦机采用多点传动, 对头轮、尾轮、托轮都提供动力, 保证链篦机长期稳定运行, 延长链篦机链结使用寿命。

采用模型预测加扰动校正法实现膨润土烧损控制, 膨润土烧损一直是球团生产控制的难点, 以往在球团生产中, 只是通过人工化验和经验数据的方法在二次配料中进行人工控制补偿量, 这种方法不仅对人依赖性强, 而且精度较差。利用模型预测加扰动校正法实现了从简单动态到复杂特性的大范围过程控制。

5、结语

球团综合自动化控制系统投入使用后, 使球团生产的自动化水平很高。实现了四天日达产, 次月月达产, 当前年产量83万吨, 平均设备停机率0.7%的可喜的效果。

摘要：莱钢60万吨/年赤铁矿氧化球团采用链篦机-回转窑生产工艺, 具备年产90万吨磁铁矿, 60万吨赤铁矿氧化球团的生产能力。结合链篦机-回转窑球团生产工艺特点, 其共由13套PLC控制系统完成整套生产流程。本文详细介绍了莱钢60万吨/年赤铁矿氧化球团综合自动化系统的硬件配置, 网络配置及其系统的控制功能。

关键词：回转窑,球团,以太网

参考文献

[1]张一敏.球团理论与工艺, 1997.

[2]陈革, 吕志义, 王鑫.包钢120万t链篦机-回转窑球团工艺参数研究.包钢科技, 2010年4月第36卷第2期.

自动氧化 第6篇

食品生物化学是食品专业一门“支柱型”的专业基础课, 油脂是该门课的重点内容之一。在生活中, 油脂氧化酸败变质是十分常见的现象, 人食用了酸败后的油脂、含油食品会严重危害身体健康。为此, 了解油脂氧化酸败背后的化学机理, 从而采用正确的方法积极预防酸败, 有着十分重要的现实意义。

但是油脂氧化酸败反应的理论性很强, 内容枯燥难懂、很难教授, 如果仅采用传统的讲授法授课, 专科学生往往会因为听不懂而放弃学习。因此, 利用多种手段将这个知识点制作成一堂短小精悍而不失深度的微课, 使学生乐于接收变得尤为重要。

一、教学目标与重难点

1) 知识目标。理解自由基的概念和反应特点, 掌握油脂自动氧化反应机理 (重点与难点) 。

2) 能力目标。培养学生理论联系实际的能力, 能将油脂氧化酸败反应机理应用于油脂加工、贮存实际应用中, 切实预防氧化酸败。

3) 素养目标。激发学生积极思考、探究学习的精神。

二、教学方法

本次微课注重理论与实际之间的联系, 以讲授为主, 通过实物展示、互动小游戏、动画演示等多种灵活的授课手段来活跃课堂, 尝试启发式教学和探究型学习, 以激发学生的学习兴趣和主观能动性。

三、过程设计

整个过程包括主题引入、自由基的概念与性质、油脂自动氧化反应机理、问题与探讨、课堂小结及步骤作业6个环节, 教学时长总共15分钟。各环节具体设计如下:

(一) 主题引入 (2min)

上课伊始, 请学生代表辨别、对比事先准备好的新鲜油样与变质油样, 并从色、香、味、粘稠度三个方面描述直观感受。通过新老油样的对比, 可激发学生的好奇心与学习兴趣。之后, 再以“为什么油脂酸败后会出现这些变质现象”以及“生活中应当如何预防油脂酸败变质”这两个问题引出这次微课的主要内容———自动氧化反应是引起油脂酸败变质的重要原因之一, 只有掌握其机理才能从根本上避免油脂酸败变质。

(二) 自由基的概念与性质 (3min)

由于油脂自动氧化反应是一种自由基传递类型的反应, 因此在讲授其机理前有必要先阐明“什么是自由基”以及“自由基有什么性质”。

自由基是指指最外层含有未成对电子的原子、原子团、分子或离子, 此处可列举超氧阴离子自由基的形成过程来说自由基的概念。自由基有一个重要的性质———由于其含不成对电子, 故其性质非常活跃, 到处游走去夺取其他分子的一个电子, 以使自己趋于稳定, 而被夺走电子的分子又成为自由基, 这样形成链式反应不停进行, 直至关键分子被彻底破坏。

为了帮助学生理解这一抽象的过程, 微课中设计了一个模拟自由基链传递过程的互动小游戏, 即以玻璃弹子代表自由基, 多米诺骨牌代表正常分子, 学生用弹子击打骨牌就象征着自由基攻击正常分子、掠夺电子, 多米诺骨牌逐一倒下可形象演绎自由基的链传递过程。互动游戏有利于学生理解自由基链传递过程, 激发学生学习兴趣, 更为学生学习下面的自动氧化机理起到了铺垫作用[2]。

(三) 油脂自动氧化反应机理 (4min)

油脂自动氧化反应机理是油脂酸败变质的主要原因。整个反应分为引发期 (诱导期) 、链传递期、链终止期三个阶段, 正是因为第二阶段的循环链式反应使得新的不饱和脂肪酸分子源源不断地被夺取电子成为新的自由基, 因此油脂存放的时间越长, 氧化酸败的程度就越剧烈。该理论较为抽象难懂, 是本次微课的重点与难点, 故专门制作了“油脂自动氧化反应模拟过程动画”在此处播放, 有助于学生理解。

(四) 问题与探讨 (3min)

结合自动氧化反应机理, 回顾刚上课时的两个问题:油脂变质后为什么有哈喇味、颜色会加深、粘度会增大?以及生产生活中怎样正确保存油脂避免变质?所设置的探讨问题与生产生活实际紧密相关, 且首尾互应。

(五) 课堂小结 (2min)

让学生自行回顾油脂自动氧化反应机理, 并引导其归纳总结。

(六) 布置作业 (1min)

所设置的两道作业题“动物油和植物油在相同的条件下哪一种更易保存不变质?”以及“为什么酸败变质后的油脂会增重?”均来源于生活实际, 且和油脂自动氧化反应机理有密切关系, 引导学生在课余进一步思考、探究这一理论的影响, 切实引导学生所学理论知识用于解决实际问题中。

四、结语

本次微课已成功应用于实际教学中。在授课过程中发现, 与传统的“纯抽象理论讲解法”相比, 本次微课采用了启发式教学法, 结合实物展示、互动游戏、动画演示等多样化的教学手段, 在精心安排的教学设计中, 使学生们感到复杂难懂的内容变得容易理解了, 学生在上课过程中注意力始终被一环扣一环的教学内容牢牢吸引, 没有再像采用传统教学方法授课时一样“溜号跑神”, 课后学生和老师都感觉颇有收获。笔者认为, 在《食品生物化学》整门课中还有多处枯燥难懂的理论知识, 如果都能悉心选材、精心设计, 那么这门课就不再是学生口中“谈虎色变”、“代代相传”的老大难课程了, 教师的教学工作也会因此而积累更多的素材, 教学质量也会提升到一个新的高度。

摘要：食品生物化学课程理论抽象且枯燥难懂, 传统的教学方法常使学生产生畏难情绪。本微课以生活中常见的油脂酸败变质现象为引入点, 探究了其产生的主要原因——自动氧化反应机理, 通过实物展示、互动小游戏、动画演示等多种灵活的授课手段来辅助教学, 尝试启发式教学和探究型学习模式, 有效地激发了学生的学习兴趣和主观能动性, 在实际应用中取得了良好的教学效果。

关键词：微课,油脂氧化酸败,食品生物化学,教学设计

参考文献

[1]桂耀荣.微课及微课的制作和意义[J].化学教与学, 2013 (5) :41-42.