"Reforma estándar del plan de estudios Libro de texto experimental Práctica de biotecnología optativa 1"
Este es mi documento de estudio de investigación, que parece ser el segundo premio en Beijing.
Referencia para contenidos específicos:
1 La conclusión del formato 2 sublima el contenido.
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Resumen del contenido:
Comprender el valor práctico y la eficacia de los aceites esenciales de plantas mediante la revisión y recopilación de información. Recopilar métodos eficaces para la extracción de aceites esenciales en entornos industriales y de laboratorio, seleccionar los métodos experimentales más adecuados, formular e implementar planes experimentales. Con base en los resultados experimentales, ajuste el plan experimental, resuma la experiencia, realice mejoras y realice un segundo experimento. Finalmente se analizaron los resultados de los dos experimentos y se obtuvo la mejor solución para la extracción de aceites esenciales.
Palabras clave: Destilación al vapor para extraer aceite esencial de rosa
El aceite esencial de planta es la fuente de fragancia floral, tiene efectos médicos y también es muy caro.
Después de la discusión, los miembros de mi grupo creyeron que al recopilar datos de extracción de aceites esenciales de plantas, podemos profundizar nuestra comprensión de esta industria de extracción. Seleccionar y formular nosotros mismos planes experimentales puede mejorar nuestra investigación científica. Los cambios impredecibles provocados por los experimentos pueden hacernos sentir que el éxito de los experimentos científicos no es fácil. Finalmente se determinó el tema: selección y exploración experimental de métodos de extracción de aceites esenciales de plantas.
Después de establecer el tema del estudio de investigación, primero recopilamos información relevante sobre los métodos de extracción de aceites esenciales de plantas.
Los principales métodos de extracción son: destilación al vapor, extracción química con disolventes, separación de aceite (liposucción), compresión por congelación (exprimido) y extracción con dióxido de carbono. Cada uno de estos cinco métodos tiene sus propias características: Destilación al vapor: es la operación más sencilla y de bajo coste, es el método de extracción más utilizado. Método de extracción con disolvente químico (materia orgánica): es un método común para extraer aceites esenciales de flores. Separación de aceites (liposucción): Es un método costoso de extraer aceites esenciales de flores. Método de compresión por congelación (método de prensado): se utiliza especialmente para extraer aceites esenciales almacenados en las cáscaras, como los de los cítricos. Extracción de dióxido de carbono: este es un método muy costoso. La calidad del aceite esencial extraído es casi perfecta y el precio es muy caro.
Considerando el costo y la dificultad del experimento, combinado con las condiciones experimentales existentes en nuestra escuela, finalmente decidimos elegir la destilación al vapor y la extracción orgánica para extraer aceites esenciales.
El segundo paso es seleccionar materiales experimentales (variedades vegetales): entre muchas plantas (limoncillo, lavanda, romero, geranio, árbol del té, sándalo, bergamota, eucalipto, pino, rosa, rosal, menta, etc. .), considerando el precio de los materiales experimentales, la facilidad de transporte, la predicción de los resultados experimentales, etc., finalmente elegimos pétalos de rosa como materiales experimentales. Una vez que los preparativos experimentales estuvieron listos, nos dispusimos a comenzar el experimento:
Después de la discusión, decidimos elaborar un plan para el primer experimento basado en el libro de texto:
Materiales y Equipo:
Extracto líquido, agua destilada, alcohol, fenol, NaCl, catéter, matraz Erlenmeyer, equipo de destilación, vaso de precipitados, tapón de goma, tubo fino de vidrio, termómetro, soporte de hierro, mortero, lámpara de alcohol, varilla de vidrio. , etc.
Pasos experimentales:
Después de montar el equipo de extracción como se muestra en la figura, dividir los pétalos de rosa equitativamente en dos grupos (α, γ).
Coloca los pétalos del grupo α en el matraz, añade agua destilada hasta la mitad y luego enciende la lámpara de alcohol.
Después de que el agua hierva, el gas evaporado se condensará en el tubo del condensador, saldrá del tubo de trompeta y entrará en el matraz Erlenmeyer. Colección
Extractos. Deje de recolectar después de recolectar aproximadamente 20 ml de extracto. Apague la lámpara de alcohol. Divide los extractos en 4 grupos:
A1, a2, a3, a4 y colócalos en tubos de ensayo. Coloque una cucharadita de NaCl en el grupo a1 y fenol en los grupos A2 y a3.
Se añade NaCl y fenol, y a4 es el grupo control. Filtrar y recoger la solución hervida (amarilla) en el matraz.
Divididos en cuatro grupos iguales b1, b2, b3, b4, los pasos experimentales son los mismos que los anteriores. Tritura los pétalos del Grupo Gamma y tíralos al fuego.
Agrega etanol en la taza, usa una varilla de vidrio para revolver los pétalos en la solución de etanol de manera uniforme y déjalo reposar hasta que el etanol se disuelva y tiña.
Después de la rosa roja, divida la solución resultante en cuatro grupos: r1, r4. Los pasos experimentales son los mismos que los del grupo A. Cubra todos los tubos de ensayo con goma.
Sellado tras el bloqueo.
Base teórica:
El aceite esencial se formará tras la extracción.
Los líquidos turbios tienen una densidad similar a las soluciones
y no son fáciles de precipitar.
El propósito de agregar NaCl es aumentar
la densidad de la solución para que el aceite esencial flote en la parte superior
Por lo tanto, el líquido superior utiliza líquido separación para fugas.
Se aísla el aceite esencial.
El propósito de agregar fenol y alcohol es que
el aceite esencial sea fácilmente soluble en solventes orgánicos.
Las propiedades del producto pueden lograr el propósito de purificación. .
El experimento muestra:
Comparar el contenido de aceites esenciales en los dispositivos experimentales del Grupo A y del Grupo B, y determinar la parte extraída del dispositivo experimental.
Los aceites esenciales son más elevados. Comparando el líquido en la misma posición en la dirección horizontal del dispositivo, ¿qué método de extracción es más ideal?
A2, B2 y R4 pueden comparar los efectos de extracción de soluciones de etanol y fenol en diferentes aceites esenciales.
Resultados experimentales: Después de 1 semana de pie, el estado del grupo A era el mismo que hace 1 semana, sin síntomas. Al observar cuidadosamente el grupo B, encontramos que había una cantidad muy pequeña de sedimento floculante en el fondo del grupo b3. Los otros grupos eran inicialmente de color amarillo claro, pero todos tenían una leve fragancia vegetal. Hay una sustancia parecida a una película desconocida flotando en la capa superior de los tubos de ensayo R1 y R4. Después de abrir la boca del tubo de ensayo, se percibió un fuerte olor a alcohol. Tal vez fue el aroma del aceite esencial diluido que no olimos.
Los resultados del primer experimento superaron con creces nuestras expectativas. Esto casi declaró que el experimento fue un fracaso. Empezamos a trabajar en ello inmediatamente.
Comprueba el problema,
Analiza cuidadosamente los posibles defectos en cada paso. Hay cuatro puntos principales:
1. Los pétalos añadidos al matraz no han sido molidos, lo que puede afectar la extracción de los aceites esenciales. El efecto no es obvio.
2. Los aceites esenciales son insolubles en agua destilada, lo que hace que la solución obtenida tras la destilación sea cercana al agua destilada.
3. El olor a alcohol es demasiado fuerte, lo que provoca la incapacidad de oler el olor aromático de los aceites esenciales.
4. Es imposible extraer y determinar si la "sustancia sospechosa" es en realidad aceite esencial de rosa.
Ante los problemas existentes en el primer experimento, diseñamos nosotros mismos el Plan Experimental 2:
Materiales y utensilios:
Extracto, alcohol, NaCl, Catéter , Matraz Erlenmeyer, equipo de destilación, tapón de goma, termómetro, soporte de hierro, baño maría, mortero, etc.
Pasos experimentales:
Después de montar el equipo de extracción como se muestra en la imagen, introducir los pétalos triturados en el matraz y añadir la mitad del vino refinado. Luz
La lámpara de alcohol controla la temperatura del alcohol a unos 78 grados centígrados. Recoger continuamente 10 ml de destilado. Divídelo en dos grupos: D1, D2. El grupo D1 se colocó en una solución de NaCl y el grupo D2 fue el grupo de control. Colóquelos en matraces Erlenmeyer por separado para su uso posterior.
El film plástico cubre la boca de la botella y está perforado para que el alcohol se evapore y no pueda entrar polvo fácilmente.
El experimento muestra que en este experimento hemos triturado los pétalos para evitar el problema de 1. Dado que el último experimento confirmó que el aceite esencial es efectivamente soluble en alcohol (el color del alcohol cambia y se produce una sustancia similar a una película), decidimos extraer los pétalos de rosa con alcohol y destilarlos al mismo tiempo para permitir el vapor de alcohol para sacar el aceite esencial. Los aceites esenciales se disuelven en alcohol, lo que evita el problema 2. Debido a que el punto de ebullición del alcohol es de 78 grados Celsius, para evitar fallas en la recolección de aceite esencial debido a que la temperatura del líquido en la botella es demasiado alta (más alta que el punto de ebullición del aceite esencial), decidimos controlar la temperatura del líquido. en el punto de ebullición del alcohol. Para que los aceites esenciales y el alcohol puedan destilarse "cooperativamente". En vista del fuerte olor del alcohol y la determinación de los componentes del aceite esencial, decidimos utilizar las características volátiles del alcohol para evaporar el alcohol y completar el trabajo de purificación final.
Resultados experimentales y observaciones: Se puede oler un claro aroma vegetal en el líquido del matraz Erlenmeyer. Esto demostró que el destilado ya contenía aceites esenciales (un gran avance).
Después de reposar durante una semana, se encontró que no había diferencias significativas entre el grupo D y el grupo E, y el líquido era transparente e incoloro. Hay una ligera fragancia vegetal. Hasta el momento no se ha completado la evaporación del alcohol de los grupos D y E. No se encontraron signos evidentes de aceites esenciales (precipitado floculado).
Resumen de los dos experimentos: En el primer experimento, diseñamos el plan experimental basado en la descripción del libro. Los problemas que existían la primera vez se resolvieron bien en el segundo experimento diseñado por ellos mismos. El efecto inmediato es extraer un líquido con un fuerte olor aromático (en comparación con el primer experimento). Aunque hasta ahora no hemos podido probar nuestros propios aceites esenciales, hemos conseguido mucho más que 10 tubos de ensayo y 2 frascos de fragancia.
Durante la preparación, planificación e implementación de dos experimentos de aprendizaje basados en la investigación, obtuvimos una comprensión clara de los experimentos reales basados en la investigación. Los principales beneficios son los siguientes:
Personalmente siento la omnipotencia de los libros: los libros solo se limitan a describir los pasos generales del experimento, pero muchos detalles importantes relacionados con el éxito del experimento no se detallan. Los descubridores de estos detalles suelen ser aquellos que han experimentado de primera mano fracasos experimentales. La experiencia que hemos adquirido es que no podemos creer ciegamente en el conocimiento que se enseña en los libros de texto. La práctica es el único criterio para probar la verdad.
Tenemos experiencia práctica en experimentos científicos: reproduciendo y mejorando experimentos de libros de texto, diseñamos e implementamos nosotros mismos planes experimentales. Los resultados del experimento no nos fueron presentados hasta el último minuto. Es como realizar un verdadero experimento de descubrimiento científico. Nunca antes se había experimentado un experimento de investigación tan independiente de principio a fin. A partir de esto, podemos comprender el difícil camino de ser un verdadero investigador científico. Lo que experimentamos fue mucho más que la agradable fragancia de los aceites esenciales...
Sabemos que los resultados experimentales exitosos se obtienen con esfuerzo: los miembros del equipo invirtieron mucho tiempo en el diseño, implementación y análisis de los dos experimentos y la energía. Pero los resultados experimentales no fueron satisfactorios. Mientras estás decepcionado, cálmate y piensa en ello. ¿Qué logros científicos y tecnológicos importantes en el mundo requieren sólo dos experimentos para tener éxito? El desarrollo de la ciencia es un proceso de descubrimiento y mejora continuos. Las lágrimas de fracaso siempre van acompañadas de una sonrisa de éxito. Si queremos que el experimento tenga éxito, debemos resumir constantemente experiencias y lecciones, y mejorar constantemente el plan. Después de muchos fracasos, el éxito sólo puede favorecernos. Y el espíritu de perseverancia en la experimentación es inquebrantable.
Conclusión: Se logró el propósito esperado de comprender la industria de extracción de aceites esenciales y se completaron dos experimentos, de los cuales se obtuvo experiencia práctica que no se puede obtener en los libros. A partir de ahí, experimenté el proceso de descubrimiento de la investigación independiente; de ahí, aprendí que los logros científicos se obtienen con esfuerzo... Logré el propósito del curso y completé con éxito el proyecto de estudio de investigación para el primer año de la escuela secundaria.