许晓鹏 余培斌 徐 俭 徐国强
(江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,江苏 无锡 214100)
近年来,中央和各级政府教育行政部门、各高等学校十分重视对大学生实践和创新能力的培养,而工程化教育是未来理工科专业教育的发展方向[1],而中试是科技成果转化的重要环节和突破的希望[2]。
粮食发酵工艺与技术国家工程实验室是由江南大学管理的国家级工程实验室。粮食发酵中试实验室是国家工程实验室重要的组成部分,经过7年的建设与发展,现已建成以“工艺完备,资源共享,学科交叉,持续发展”的实践教学共享平台[3],为教学及科研搭建了系统完善的平台。
实验室本着采用最先进的设备及完备的工艺的原则进行建设,共分四个中试平台和一个检测分析平台。
粮食精深加工中试平台是由原料预处理、液化、标准化、酶解、固液分离、浓缩、干燥等七大系统组成,是目前国内第一条也是唯一一条粮食深加工中试生产线。
好氧发酵中试平台拥有15套3-50L的通风发酵罐,一套200L自动称量及反馈调节的发酵系统以及1000L规模的中试生产线。
厌氧发酵中试平台拥有1套200L啤酒自动化生产线,以及1000L规模的啤酒生产线和500L规模的黄酒生产线。
后分离提取中试平台拥有高压均质机、模拟移动床,卧式螺旋离心机、碟片式离心机、中试膜过滤系统、中试冷冻干燥、蛋白纯化系统等设备,可根据不同的物料性质加以选择、组合。
检测分析平台由液质联用仪、气质联用仪、近红外检测仪、粒径分析仪、高效液相色谱等分析仪器组成,可实现在线及离线检测。
四个平台分别可以独立操作,而且可以串联成一个系统,粮食精深加工为好氧发酵和厌氧发酵提供原料,而后分离提取平台可以得到高标准的产品,好氧发酵和厌氧发酵就是产品生产车间,四个中试平台是生产环节,而检测分析平台就是检验产品是否合格的重要场所。整个中试车间就如同一个结构完整的小型工厂。
学生在中试实验室可以学习发酵产品的上下游技术、粮食精深加工的上下游技术、各个设备的结构原理及管路分布,工厂设计基本原理,加上我们还有半层有实验台的实验室,可以说我们中试实验室可以完成发酵工程所有大学四年所学的专业知识的实践课程。
目前中试实验室也承载着这样的实验任务,在生物工程学院大三学生两个半月的发酵工艺综合实验里,学生实验主要内容即将厌氧发酵、好氧发酵的上下游过程都进行实训训练,实验的主要目的是学生通过对厌氧发酵、好氧发酵实验的设计、实验设备的应用,将本科三年学到的所有专业知识进行全面的梳理和应用,真正达到从书本中来到实践中去的过程,学生在自主设计实验的过程中遇到问题,通过和老师探讨或者自行查找资料,将问题一项项解决。通过综合实验的训练使学生的知识得到了升华,把所学过的知识系统的串联在一起,为毕业课题的创造性研究及未来工厂工作打下坚实基础。
中试实验室服务的对象包括江南大学的食品学院、生物工程学院、环境与土木工程学院、化工学院等工科类院系。校外则与无锡粮科院、上海农科院、苏州科技职业技术学院等多家院校及社会多家公司都有合作。平均每月中试课题3-4个,并每月接待10余次的高校及企业的参观交流,为我国食品发酵科技成果转化做出了一定的贡献。
随着国家对高等教育投入的不断加大,目前高校在实验室建设的经费上比以前有很大的提高,实验室的设备及实验环境都得到很大的改善,但好的实验环境只是教学及科研的条件之一,还需要有教材相配套,更重要的是要求高素质的实验人员与之相配套,需要实验室管理人员具有全面实践教学能力与较高的工程技术能力,在当前高校对实验室管理人员培训不足的环境下,实验室人员的综合能力还不能跟上日新月异的科技发展速度。