Биотехнологтардың оқу жоспарындағы электрохимиялық әдіс

жүктеу/скачать 23.71 Kb. бет 1/2 Дата 15.04.2024 өлшемі 23.71 Kb. #498686

Биотехнологтардың оқу жоспарындағы электрохимиялық әдіс Білім берудің барлық кезеңдеріндегі Биотехнология мамандығының оқу пәндерінің мазмұны талданған. Теориялық және қолданбалы электрохимияның теориялық әдістері мен практикалық әдістерін оқытудың мақсаттылығы мен эксперименттік мүмкіндігі көрсетілген. Теориялық зерттеулерде де, тамақ өнімдерін өндіруде өндірістік процесте аналитикалық бақылауды ұйымдастыруда да потенциалды қауіпті химиялық реагенттерді қолданбай оның әмбебаптығын, дәлдігін және қайталану қабілетін арттыру бағытында биотехнологиялық әдісті жетілдіру мүмкіндіктері болып табылады. Электрохимиялық тәсілді қолдану арқылы өндіріс процестерін айтарлықтай интенсификациялауға және органолептикалық қасиеттерін, сонымен қатар өнім сапасының басқа көрсеткіштерін жақсартуға болатыны дәлелденді. Қоршаған ортаны қорғау шараларын ынталандыруға ұқсас, ұсынылып отырған технологиялық жетілдірулерді енгізуді орталықтандырып ынталандыру қажет. Түйін сөздер: биотехнология оқу пәні ретінде, электрохимия, пәнаралық пәндер, теориялық негіздеу, тотығу-тотықсыздану потенциалы, терминдер, белсенді су, өндірістегі процесті бақылау, дәлдік, бақылану, әмбебаптық, реагентсіздік, өнім сапасы, интенсификация. Биотехнология биологиялық энергияны әртүрлі мақсаттарда пайдалы практикалық пайдаланудың қолданбалы әдісі ретінде анықтамасы бойынша пәнаралық ғылым болып табылады. Бұл әдіс химия және тамақ өнеркәсібінде, медицинада, ауыл шаруашылығында, металлургия мен сумен жабдықтауда қолданылады. Сондықтан зерттеу объектілерін сипаттау және зерттеу әдістемесін дамытудың, практикалық қолданудың маңызды міндеті-органикалық емес және органикалық профиль аспектілерінде жақсы дамыған классикалық химия аппаратын ғана емес, сонымен қатар физикалық химия аппаратын, атап айтқанда, электрохимияны барынша пайдалану. Электрохимия биотехнологияға ұқсас материя қозғалысының әртүрлі формаларының энергетикалық байланысын орнатады және пәнаралық ғылым болып табылады. Биоэлектрохимия бойынша әдістемелер бар – жасушаның өмірлік маңызды кезеңдерінің электрохимиялық сипаттамасы [1]. Бірақ әзірге практикалық биотехнологияда өнеркәсіптік өндірістің қолданбалы саласында электрохимиялық әдісті қолдану бойынша жүйелі нұсқаулық жоқ. Қолданбалы пән ретінде электрохимия биотехнологияға ұқсас, оны қолдану салалары әртүрлі. Электрохимия мен биотехнологияның жалпы дайындық базасы ұқсас. Бірақ, соған қарамастан, бұл әдістердің қолданбалы бағыттарының тікелей байланысын анықтау мүмкін емес, өйткені белгілі электрохимиялық әдістер биотехнологияда тірі зат деңгейінде ғана қолданылады, сондықтан олардың өзіндік ерекшеліктері жоқ. Сипаттаманың бір стилінің болмауымен байланысты таза әдістемелік сипаттағы қиындықтар бар: әртүрлі авторлар әртүрлі техно-лингвистикалық әдістер мен белгілерді қолданады. Электробиотехнология (арнайы түсіндіруді қажет етпейтін бұл терминді бірден енгізейік) барлық белгілі ұғымдар бір автордың бір нұсқаулығында жасалған жағдайда ғана танылады. Әзірге биотехнологиялық әдістерді сипаттауда және практикалық қолдануда электрохимиялық тәсілді қолданудың әртүрлі аспектілері стильде жиі ерекшеленетін әртүрлі көздерге шашыраңқы, сондықтан оларды бірыңғай оқу процесінде қолдану қиын. Тиісті оқу нұсқаулығын құру мақсатында студенттерді Биотехнология мамандығы бойынша оқыта отырып, жұмыс оқу жоспарындағы оқу пәндерінің электрохимиялық аспектілерін кезең-кезеңімен қарастыру қажет. Электрохимиялық дайындықтың негізгі "нөлдік" кезеңі электрохимияның негізгі ұғымдары мен электрохимиялық терминдердің сипаттамасын құрайды. Теориялық материалдың көлемі 2-3 дәрістен аспайды. Биотехнологтар үшін оқытудың бірінші кезеңі Биология және Микробиология пәнін және оған іргелес Экологиялық биотехнология пәнін зерттеу болып табылады, ол сонымен қатар микроорганизмдердің әртүрлі сұйық қалдықтарды органикалық ластанудан тазарту жөніндегі пайдалы жұмысын зерттейді. Бұған дейін осы пәннің мысалында студенттерді математикалық статистика әдістері бойынша даярлауды бастау мүмкіндігі бар деп шешілген болатын. Орта мектеп оқушыларына арналған "Взлет" бағдарламасы бойынша жұмыс тәжірибесі көрсеткендей, бұл әдістерді игеруді орта мектепте бастауға болады, өйткені бұл үшін мектеп оқушылары жеткілікті дайындыққа ие және сонымен бірге химиктерде, тіпті жоғары мектепте математикалық әдістерді енгізуге кедергі келтіретін "ойлау үлгілері" жоқ. Мәселе тек мұғалімдерді даярлауда. Эксперименттің математикалық әдістері бойынша білім алушыларды теориялық даярлаумен қатар, "жасуша биологиясы" бөлімінің зертханалық жұмыстарының бірінің мысалында биологиялық сұйықтықтың, мысалы, жасушаішілік сұйықтықтың "тотығу-тотықсыздану (т/т) потенциалын" өлшеу техникасы мен есептеу әдістемесін көрсеткен жөн. Мұнда бірден ескерту жасау керек. Кәсіби электрохимия тұрғысынан микробиологияда, биологияда, медицинада қабылданған "тотығу-тотықсыздану (т/т) потенциалы" термині таза жаргон болып табылады, бұл тұжырымдамамен бетпе-бет келген кәсіби электрохимиктің есту қабілетін төмендетеді. Шынында да, тепе-теңдік немесе стационарлық жағдайда өлшенетін барлық электродтық потенциалдар тотығу-тотықсыздану болып табылады. Бұл жағдайда термин өлшеу тәжірибесінде қолданылатын аспаптардың-электродтардың жіктелуінен алынған. Термин өлшеу практикасындағы мақсатына қарамастан, бірінші типтегі электродтарға (катиондарға қатысты қайтымды) немесе екінші типтегі электродтарға (аниондарға қатысты) жатқызу қиын болатын аспаптық электродтарға қатысты. Электробиотехнологияда өлшенетін және талқыланатын электродтық потенциалдар негізінен компромисске келу (аралас, бір уақытта бірнеше т/т процестерінің жүруімен қалыптасқан) электродтардың және бірінші және екінші тектердің потенциалдары болып табылады. Осылайша, түпнұсқа электрохимиялық әдебиет бойынша тұжырымдаманың мағынасын нақтылауға қызығушылығы жоғары танытатын оқырманды адастыруы мүмкін жаргон термині қабылданады. Бұл маңызды мәселе өнеркәсіптік азық-түлік өндірісі бойынша барлық қолданбалы пәндерге назар аударады. Техниканың тұсаукесері кез-келген тар профильдегі мамандардың шынайы электрохимиктің көзқарасы бойынша дәлсіздіктермен қаныққан. Сонымен, оқуды бастаушылар үшін Нернст теңдеуінің дәйекті сипаттамасы, содан кейін таза биологиялық объектілерге бейімделген теңдеудің модификацияланған нұсқаларына біртіндеп көшу анық емес. "Базалық" деңгейде енгізілген белгілерді дәл қолдану қажет. Өкінішке орай, қазір сіз шетелдік әдебиеттерден алынған жазба нұсқаларын тиісті түсініктемелерсіз көре аласыз. Өкінішке орай, бұл басқа негізгі электрохимиялық терминдер мен ұғымдарға да қатысты. Биотехнологтарды оқытудың екінші кезеңінде электробиотехнологияның қолданбалы аспектілерін пысықтау қажет. Бұл негізінен "Өнеркәсіптік биотехнология" пәніне қатысты (2-3 дәріс және 2-3 зертханалық жұмыс). Сыртқы электр өрісіндегі Сулы ерітінділерден физиологиялық белсенді заттарды алудың пайдалы процестерін зерттеу жұмыстары бұрыннан белгілі. Процестердің моделі ретінде электрофорездің әсері қабылданды. Бұл ретте зерттеушілердің күш-жігері мақсатты өнімдердің электрохимиялық түрленуінің болмауын қамтамасыз ететін электродтық материалдарды іздеуге бағытталды. Электрохимиялық әдісті тамақ өнеркәсібінде қолданудың маңызды перспективасы бахир мен оның мектебінің зерттеулерінің арқасында пайда болды, онда биология үшін тұрақты токпен өңделген судың ерекше қасиеттері – анолит пен католит дәлелденді. Мал шаруашылығындағы Ауылшаруашылық өндіріс объектілері үшін электрохимиялық белсендірілген суды қолдануға Волгоград ғалымдары үлкен үлес қосты. Самара мемлекеттік техникалық университетінің (СамМТУ) ТПП және ПКП кафедрасында бітіруші курс студенттерімен және 11 сынып оқушысымен бірлесіп жүргізілген зерттеулерде алғаш рет сыра, ашытылған сүт өнімдері мен нан өндірісінде сүтті катодты өңдеуді және тұрақты токпен электроактивтендірілген суды қолданудың тиімділігі дәлелденді. Процестердің экономикалық тиімділігін арттыру және сыра қайнату, ашытылған сүт өнімдерін өндіру және нан пісіру үшін Органолептикалық көрсеткіштерді жақсарту эксперименталды түрде дәлелденді. Болашақта қарапайым және сериялық өндірілген тұрақты ток электролизерлерін қолдана отырып, студенттер үшін семинар ұйымдастыруға болады, онда олар аталған процестердің технологиясын - сыра, нан, ашытылған сүт сусындарын өндіруді зерттей алады. Бұл жағдайда студенттерді электролизердің кернеу балансын есептеу әдістемесімен таныстыру өте қажет. Оқытудың үшінші кезеңінде негізгі бейіндік пән "биохимиялық кәсіпорындарды жобалау"пәні болып табылады. Бұл Биотехнологиядағы электрохимияның маңызды қолданбалы бағытын бірінші кезекте ашыту режимін реттейтін электрохимиялық датчиктерді, РН датчиктерін және еріген оттегінің концентрациясын құру ретінде анықтайды(2 -3 дәріс). Әзірге бұл тақырыптар негізінен бақылау мен реттеуді автоматтандыру мамандарын қызықтырады. Сондықтан басты назар тиісті құрылғылардың конструкцияларына және пайдалану жағдайларына аударылады. Дегенмен, бұл сұрақтар тепе-теңдік және тепе-теңдік емес жағдайларда электродтық процестердің теориялық сипаттамасымен тығыз байланысты. Бұл сипаттамаларды тамақ өнеркәсібінің биотехнологтары үшін оқу процесінде қолданбас бұрын қайта қарау керек. Химия мамандықтарының студенттері мен оқытушыларының контингенті үшін оқу процесіне электрохимиялық экспериментті енгізуге қатысты "адам факторы"туралы айтатын боламыз. Тәжірибеде көбінесе "психологиялық тосқауыл" "приборофобия" түрінде "сандар фобиясына"ұқсас болады. Қорытынды. 1. Қазіргі уақытта электрохимиялық әдіс жеткілікті дамыған және оны биотехнологиялық тәсілдің барлық деңгейлерінде қолдануға болады - теориялық, аналитикалық, технологиялық. Бұл адамның өмірлік маңызды биологиялық мүдделері мен қажеттіліктері саласында – тамақ өнімдерін өндіруде электрохимияның маңызды артықшылықтарын толық пайдалануға мүмкіндік береді: әмбебаптық (сипаттамада, есептеулерде, аспаптық дизайнда бірдей ғылыми тәсілді қолдану мүмкіндігі), бұл ғылымның басқа салаларымен қатар экстенсификация мүмкіндіктерін кеңейтеді және биотехнологиялық тәсіл техника; бақылау өлшемдерінің қайталануы мен дәлдігі, әсіресе математикалық статистика әдістерімен (электрохимияда эксперимент нәтижелерін ресімдеу бойынша айтарлықтай тәжірибе жинақталған), реагенттілік (биотехнологиялық өнімді өндіруде әртүрлі шығу тегі ықтимал қауіпті бөгде реактивтерді пайдаланбау). Электрохимиялық тәсілді қолдана отырып, өндірістік процестерді едәуір қарқындатуға және органолептикалық қасиеттерді, сондай-ақ шығарылатын биотехнологиялық өнім сапасының басқа көрсеткіштерін жақсартуға болады. 2. "Биотехнология" мамандығының студенттері үшін электробиотехнология бойынша арнайы оқу құралын құру қажеттілігі туындайды. 3. Технологиялық процесті қарқындату және тамақ өндірісінің жаппай биотехнологиялық өнімдерінің валеологиялық сапасын бір мезгілде жақсарту үшін шикізат пен суды электрохимиялық өңдеуді енгізу өндірушіге бір сәттік және айтарлықтай материалдық пайда әкелмейді. Сондықтан табиғатты қорғау іс-шараларын ынталандыруға ұқсас осындай технологиялық жетілдірулерді орталықтандырылған ынталандыру мүмкіндігін қарастыру қажет. жүктеу/скачать 23.71 Kb. Достарыңызбен бөлісу: