酶工程的设计原理及应用

工程技术　ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　价值工程原理在控制工程设计成本的应用　王玉娥　（广东建设职业技术学院　广州　５１　０４５０）　摘要：介绍了价值工程的基本原理，以及其在工程设计阶段造价控制中的应用，从而满足在保证产品正常功能的前提下，达到降低成本　的效果。　关键词：工程设计阶段　价值工程　工程造价控制　中图分类号：Ｆ２７　５．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－－３７９１（２０１０）０３（ｂ）一００４７－－０１　在工程项目投资控制中，工程造价控　制作为核心贯穿于工程建设的全过程。从　国内外的工程资料分析表明，设计阶段对　整个项目造价的影响度在３５％～７５％。很显　然，设计阶段的造价控制是降低工程造价、　提高效益、促进建筑市场稳定发展的重要　环节。如何合理的控制好设计阶段的工程　造价，价值工程的有关原理正是为解决这　一问题提供了方法。　１价值工程原理　１．１价值工程的产生和内涵　价值工程是２０世纪４０年代后期产生的　一门新兴的管理技术。这门技术是运用集　体的智慧和通过有组织的活动，着重对产　品或作业进行功能分析，使之以较低的总　成本可靠地实现产品或作业的必要功能，　从而提高产品或作业价值的一套科学的技　术经济分析方法。　１．２价值工程的基本原理　（１）价值工程的核心是功能分析。功能　是指研究对象能够满足某种需求的一种属　性，也即产品的具体用途。功能可分为必要　功能和不必要功能，其中价值工程的功能　是必要功能。通过功能的分析，找出并删掉　不合理的功能要求和过剩的功能，加强不　足功能，把节约成本放在有效保证工程质　量的基础上。　（２）价值工程的目标表现为产品价值的　提高。价值工程是产品或服务的一定功能　与获得这种功能而支付的费用之比。其基　本公式为如何提高价值提供了有效的途　径：①功能不变，成本降低；②功能提高、成　本不变；③提高、成本降低；④功能大大提　高、成本略有提高；⑤功能略有降低、成本　大大减少。　（３）价值工程是有组织的管理活动。价　值工程研究的问题涉及产品的整个寿命周　期，涉及面广，研究过程复杂，所以需要利　用集体的智慧，把各专业人员组织起来，共　同研究，灵活运用各方面的知识和经验，才　能达到既定的目标。　２建设项目设计及设计阶段造价控制的　现状　２．１建设项目设计　建设项目设计是指根据项目可行性研　究报告，设计任务书以及与业主签订的设　计合同要求，按照国家政策、法规，吸收国　内外的科学技术成果和生产实践经验，选　择最优建设方案和图纸的过程。　２．２设计阶段造价控制存在的问题　设计阶段作为控制建设工程投资的重　要阶段，是项目造价控制的关键与重点。但　设计人员普遍缺乏经济观念，不注意设计中　的投资控制和经济分析，而只重视设计速　度、技术和产值。在工程设计招投标工作总　也忽视工程造价指标，只注重追求建筑造　型、面积等指标。对具体的工程造价指标很　少认真审查和核算。也有不少业主将工程造　价控制的重点侧重放在施工阶段，因而过分　强调施工阶段的造价控制，却不知设计阶段　造成工程造价增加可能大于施工阶段。　因此，要真正有效地控制造价，必须抓　准设计这个关键环节，必须运用科学有效　的方法和理论，找出最优化组合的方法，而　价值工程作为提升项目价值的系统方法，　则可以对工程设计的造价控制提供保障。　３价值工程在控制工程设计成本的应用　３．１价值工程在设计阶段实施的意义　在设计阶段，实施价值工程意义重大，　尤其是建筑工程。在工程设计过程中，每个　专业都各自独立进行设计，必然会产生各　个专业工种设计的相互调节问题。通过实　施价值工程，可以解决这一问题，得到整体　合理和优良的方案；另外可以利用价值工　程发挥集体智慧，得到最佳设计方案。即建　筑工程在设计阶段实施价值工程的意义　有：（１）使建筑产品的功能更合理；（２）有效　地控制工程造价；（３）节约社会资源。　３．２价值工程在设计阶段工程造价控制的　应用　（１）价值工程对象的选择。价值工程对　象的选择过程就是收缩研究范围，明确分　析研究的目标，确定主攻方向的过程。就工　程设计阶段而言，应对控制造价影响较大　的项目作为价值工程的研究对象，选择成　本比重大，品种数量少作为实施价值工程　的重点。常用的方法有：ＡＢＣ分析法、百分　比分析法、强制确定法、价值指数法。　（２）功能分析与评价。功能分析指分析　研究对象所具有的功能及各项功能之间的　关系，从而去掉不合理的功能，调整功能间　的比重，使产品的功能结构更合理。　功能评价指评价各项功能，确定功能　评价系数，并计算实现各项功能的现实成　本是多少，从而计算各项功能的价值系数。　价值系数小于１的，应该在功能水平不变的　条件下降低成本，或在成本不变的条件下，　提高功能水平；价值系数大于１的，如果是　重要的功能，应该提高成本，保证重要功能　的试验。如果该功能不重要，可以不做改　变。常用的功能分析的方法有：功能成本　法、功能指数法。　（３）分配目标成本。根据限额设计的要　求，确定研究对象的目标成本，并以功能评　价系数为基础，将目标成本分摊到各项功　能上，与各项功能的现实成本进行对比，确　定成本改进期望值，成本改进期望值大的，　赢首先重点改进。　（４）方案创新及评价。工程设计中，方案　创新是构思创造新的方案，即从提高建筑　产品及过程的功能价值出发，针对改进的　目标方案，依据已建立的功能系统图和功　能目标成本，通过创造行的思维活动，使建　筑产品在保证必要功能的前提下达到成本　最低的途径。同时为了便于大家提方案时　解放思想，常采用头脑风暴法、模糊目标法　和专家函询法等。　方案评价是指经过创造过程得到大量　的提案，需要进行筛选，然后出一个可行性　最佳方案。方案评价一般分为慨略评价、详　细评价两种，其内容包括技术评价、经济评　价和社会评价。技术评价主要是对方案功　能的可能性进行分析；经济评价是对方案　实施效果进行分析；社会评价是对方案给　社会带来的影响进行分析。　４结论与展望　在设计阶段应用价值工程是为了让最　重要的价值领域问题成为设计的方向，并　确保价值工程能够把工程的功能和成本两　个方面综合起来分析。利用价值工程处理　在工程设计阶段技术与经济的对立统一，　提高资源利用率，有效地控制项目造价。　参考文献　［１】田恒久．工程经济【Ｍ】．武汉：武汉理工　大学出版社，２００４．　［２］全国造价工程师考试培训教材编写委　员会．工程造价计价与控制［Ｍ】．北京：　中国计划出版社，２００６．　【３］肖芳林，仇俊林．基于价值工程的工程　设计阶段造价控制【Ｊ］．现代商业，２００８　（３２）．　［４】马伟铜．价值工程原理在优选工程项目　设计方案中的应用【Ｊ】．广西城镇建设，　２００８（１１）．　［５】刘洪峰．浅议价值工程理论在设计阶段　造价控制的应用［Ｊ】．重庆科技学。院学　报，２００８（１１）．　

蛋白质与酶工程

JIAOXUEDAGANG

教 学 大 纲

河北经贸大学生物科学与工程学院

生物工程教研室 薛胜平

2010年11月

编 写 说 明

使用教材是2008科学出版社陈守文的《酶工程》。蛋白质与酶工程是将酶学理论与工程技术相结合，研究酶的研发改造、生产应用的一门新兴学科。在研究内容、手段和目的上与基因工程、蛋白质工程、细胞工程、发酵工程等孪生学科是相互交融的整体。其主要内容有酶学基础、酶的生产、酶的分离纯化、固定化酶及固定化细胞、酶的修饰、酶反应器、酶的非水相催化、模拟酶、抗体酶、核酶、酶的应用。

通过本课程的学习，对蛋白质与酶工程有一个比较全面的了解和掌握，为今后从事生物化学或酶学、酶工程的教学与研究，乃至整个生命科学的研究打下基础，扩大知识面，拓宽相关的科学研究领域进行必要的知识储备。掌握基本概念和基本理论，酶学和酶工程研究中重要的设计思想、方法和应用，酶与酶工程在医学、工农业、畜牧业中的应用等，未来在酶学与酶工程领域中的研究方向、进展和热点。适应今后酶工程将引起的发酵工业和化学合成工业的巨大变革。要求学生按照大纲，突出重点，把酶学的基础理论知识，酶工程的理论知识和广泛的应用基础结合起来进行学习。了解和掌握蛋白质与酶工程理论、研究方法与应用，有所发现，有所创造。

本大纲共有八章内容，适用于理工科的本科学生，由生物工程教研室薛胜平编写，集体讨论而定。

大纲编修时间：2010年11月

课时分配表

章节 名称 课时数

第1章 绪论 4

第2章 酶的分离工程 5

第3章 固定化酶与固定化细胞 4

第4章 化学酶工程 5

第5章 酶的非水相催化 4

第6章 生物酶工程 4

第7章 酶反应器 4

第8章 研究的方向、进展和热点、核酶 4

合计 34

目录

第一章 绪论

第一节.酶的基本概念与发展史

一、催化作用的特点

二、影响酶催化作用的因素

三、酶的分类与命名

酶工程的研究进展及应用

摘要：酶的生产和应用的技术过程称为酶工程。其主要任务是通过预先设计,经人工操作而获得大量所需的酶,并利用各种方法使酶发挥其最大的催化功能。本文意在阐述近年来酶工程的研究进展,展示酶工程在医药、化工、食品、环境保护等领域的应用进展,并对其未来前景进行了展望。

关键词：酶工程；人工合成酶；核酸酶；应用；进展；

酶工程是研究酶的生产和应用的一门新兴学科,它的应用范围已遍及工业、农业、医药卫生行业、环保、能源开发和生命科学等各个方面。作为工业应用来说,主要目的就是利用酶的催化作用,在较为温和的条件下,如低温、低压等,就可高效地将反应物转化为产物。但目前工业上直接利用酶制剂时还存在一些缺点,如稳定性差、使用效率低,不能在有机溶剂中使用,寿命不长等,造成了使用酶的成本升高。世界上围绕着解决这些问题开展了大量的研究。

1.酶工程的最新研究进展

1.1人工合成酶和模拟酶

人工合成酶在结构上具有两个特殊部位,一个是底物结合位点,一个是催化位点。业已发现,构建底物结合位点比较容易,而构建催化位点比较困难。2个位点可以分开设计。但是已经发现,如果人工合成酶有一个反应过渡态的结合位点,则该位点常常会同时具有结合位点和催化位点的功能。人工合成酶通常也遵循Michaelis－Menten方程。例如.高分子聚合物聚- 4 -乙烯基吡啶-烷化物,具有糜蛋白酶的功能,含辅基或不含辅基的高分子聚合物,具有氧化还原酶、参与光合作用的酶和各种水解酶等功能。

在模拟酶方面,固氮酶的模拟最令人瞩目。人们从天然固氮酶由铁蛋白和铁钼蛋白2种成分组成得到启发,提出了多种固氮酶模型。如过渡金属(铁、钴、镍等)的氮络合物,过渡金属(钒、钛等) 的氮化物,石墨络合物,过渡金属的氨基酸络合物等。此外,利用铜、铁、钴等金属络合物,可以模拟过氧化氢酶等的识别位点和催化位点。目前,此项技术已经获得广泛的应用。例如,模拟酶可以用于催化反应,分子压印的聚合物可用作生物传感器的识别单元等。近来,国际上已发展起一种分子压印( molecular imprinting)技术,又称为生物压印(bioimprinting)技术。该技术可以借助模板在高分子物质上形成特异

大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题酶工程

本文主要介绍大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题的相关知识，包括实验目的、原理、方法和操作步骤等内容。下面是本店铺为大家精心编写的4篇《大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题酶工程》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

《大肠杆菌发酵生产工艺优化设计实验题酶工程》篇1

一、实验目的

本实验旨在通过优化大肠杆菌发酵生产工艺，提高目标酶的产量和纯度，为工业生产提供基础数据和方法。

二、实验原理

大肠杆菌是一种常用的表达宿主，广泛应用于酶工程领域。目标酶是一种重要的工业酶，具有广泛的应用前景。通过优化大肠杆菌发酵生产工艺，可以提高目标酶的产量和纯度，从而降低生产成本和提高产品质量。

三、实验方法

1. 菌种选育：采用基因工程技术构建高产目标酶的大肠杆菌菌株，并通过筛选和鉴定确定最佳菌株。

2. 发酵条件优化：对大肠杆菌发酵生产目标酶的关键条件进行优化，包括温度、pH、碳源、氮源和诱导剂等。

3. 工艺优化设计：采用响应面法 (RSM) 对发酵工艺进行优化设计，确定最佳的发酵条件和操作参数。

4. 目标酶的分离和纯化：通过离心、过滤、沉淀等方法分离和纯化目标酶，并采用 SDS-PAGE、HPLC 等方法进行分析和鉴定。

四、实验操作步骤

1. 菌种选育：构建高产目标酶的大肠杆菌菌株，筛选和鉴定最佳菌株。

2. 发酵条件优化：对大肠杆菌发酵生产目标酶的关键条件进行优化，包括温度、pH、碳源、氮源和诱导剂等。

3. 工艺优化设计：采用响应面法 (RSM) 对发酵工艺进行优化设计，确定最佳的发酵条件和操作参数。

4. 目标酶的分离和纯化：通过离心、过滤、沉淀等方法分离和纯化目标酶，并采用 SDS-PAGE、HPLC 等方法进行分析和鉴定。

五、实验结果与分析