从两个方面开展工业过程的强化技术研究：一是生产设备的强化，包括新型混合、分离、输运装备、新型反应器、热交换器、高效填料、新型塔板等；二是生产过程的强化，如反应和分离的耦合、分离过程的耦合、外场作用及其他新技术。从实现可持续发展的高度来推动过程强化技术和装备的发展，力求在设备体积、产业化周期、能耗、物耗和环保等方面使工厂的效率取得突破性的进展。
 该方向的具体研究内容包括：
 （1）混合强化装备
 高粘度介质搅拌混合机理的研究及搅拌设备的设计方法。以橡胶、石油、塑料、涂料、化妆品、制药、食品、造纸和水泥等行业中的高粘度介质为研究对象，研究高粘度流体的混合机理以及不同桨叶型式和操作条件下流体的流动特性，以强度和疲劳设计方法为基础，研究搅拌桨桨叶型式的优化设计方法。
 无轴功消耗的静态混合器的混合机理研究。通过合理设计流道几何形状，利用流体自身的流动特性实现流体混合而无轴功消耗。以现有静态混合器的性能试验结果为基础，研究静态混合器内部高雷诺数下的流场特性，探明静态混合器中流体的流动规律和混合机理。建立基于数值分析软件二次开发的流道几何参数及扰流部件的优化设计方法，进而研究静态混合器的设计方法。
 开展微流体混合器的基础理论和加工工艺研究。以微流体力学的理论为基础，深入研究微米流体多尺度混合现象及其强化流体混合机理，重点研究微流体的尺度效应、流动控制方程适用性及边界条件、混合行为的表征方法等。开展微流体系统的微加工工艺和试验测试方法研究，以及相关微量流体定量器、微泵、微阀及微管道等配套元件的基础研究。
 （2）高效分离技术
 超临界技术的研究和应用。以超临界萃取和超临界水氧化技术为主要突破点，开发稳定性良好、效率高、无污染的化工分离技术和装备。超临界萃取技术的研究以超临界二氧化碳萃取为重点，研究相平衡及流体传递性质及温变压工艺、等压变温工艺及恒温恒压工艺的运用，研究快开密封结构设计方法、大型萃取釜的设计制造工艺及其自动控制方法。按工业规模化生产的要求，研究超临界萃取的连续化生产工艺。超临界水氧化的研究主要包括设备的腐蚀机理与防护措施、工艺过程中的催化剂选取和盐沉积去除、系统自热的回收等。
 水力旋流器分离机理和设计制造技术研究。以水力旋流器的流场模拟和测试为基础，研究水力旋流器的微型化、牢固轻质化技术。研究水力旋流器在液体澄清、固相颗粒洗涤、液体除气与除砂、固相颗粒分级与分类以及两种非互溶液体的分离等多个工况下的分离机理。以两相流和多相流理论为基础，研究水利旋流器的内流场试验测试方法以及结构优化设计方法。
 （3）流体输运过程的强化与节能
 旋转机械的故障诊断技术。基于流体机械的机械和流体流动两方面特性，采用小波分析、分形理论、人工神经网络等方法分析流体机械的稳态和非稳态流动特征，研究故障信号的时域分析和频域分析方法，研究压缩机、泵、工艺气轮机及离心分离设备等代表的旋转机器设备的故障诊断方法，开发流体机械状态监测试验系统。
 泵系统的节能增效技术研究。以泵系统为研究对象，根据其运行情况，对泵系统的运行经济性进行评价。研究开发节能增效技术，包括多级泵叶轮抽减方法、变频调速节能方法、高效叶轮设计方法以及多泵运行优化技术等。
 微流体流动理论和微流体机械的基础研究。研究微流体系统中液体流动过程中液固界面力、速度滑移、温度阶跃和表面粗糙度等边界条件的作用机理、表征方法及其对流动的影响规律，进而研究微尺度气体和液体的流动和传热特性。建立流-固-流耦合传热分析方法，研究管介质、微通道的耦合作用机理；研究微流体系统的加工及封装工艺，研究微流体系统的流动和传热性能的试验测试方法。