《生物資源綜合利用》課程教學(xué)大綱

《生物資源綜合利用》課程教學(xué)大綱

課程名稱生物資源綜合利用英文名稱ComprehensiveUtilizationofBiologicalResources課程編碼180520035課程類型專業(yè)選修課程課程級別專業(yè)課程學(xué)分?jǐn)?shù)2先修課程有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、化工熱力學(xué)學(xué)時數(shù)32其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時

其中實(shí)踐學(xué)時

適用范圍化學(xué)工程與工藝專業(yè)制定單位化學(xué)化工學(xué)院

一、教學(xué)大綱說明（一）課程的性質(zhì)、地位、作用和任務(wù)《生物資源綜合利用》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)選修課程。應(yīng)用化學(xué)工程的觀點(diǎn)和方法來研究生物質(zhì)能源的利用與開發(fā)、生物固體廢棄物的資源化技術(shù)。使學(xué)生了解生物能源生產(chǎn)、科研全貌，初步掌握主要能源植物遺傳育種、主要生物能源原料高效生產(chǎn)和主要生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換、利用方式技術(shù)及其存在的主要問題和發(fā)展方向，并幫助學(xué)生在以后的研究或工作中尋找突破口。（二）課程教學(xué)目標(biāo)及其與本專業(yè)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系序號課程教學(xué)目標(biāo)畢業(yè)要求1掌握生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)定義及類型、主要能源植物遺傳育種、主要能源植物高效生產(chǎn)、生物質(zhì)的直接燃燒技術(shù)、生物柴油技術(shù)、燃料乙醇技術(shù)、生物質(zhì)熱裂解機(jī)理及工藝、生物質(zhì)氣化技術(shù)、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)、生物質(zhì)固體廢棄物的利用等。1：具有從事化學(xué)工程專業(yè)工作所需的相關(guān)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，并能運(yùn)用這些知識解決化工過程中涉及的復(fù)雜工程問題。2全面了解生物質(zhì)資源的種類、定義。掌握資源轉(zhuǎn)化技術(shù)。能夠較完整的、系統(tǒng)的了解生物資源綜合利用的發(fā)展趨勢。10：能夠就化工過程的工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，并具備一定的國際視野。3使學(xué)生了解目前生物質(zhì)資源可利用方式技術(shù)及其存在的主要問題和發(fā)展方向，并幫助學(xué)生在研究和工作中尋找突破口。12：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。（三）課程教學(xué)方法與手段采用理論與事例實(shí)際相結(jié)合的教學(xué)方法，手段擬采用PowerPoint多媒體教學(xué)結(jié)合板書，同時會有一些視頻給予更多的感性認(rèn)識。（四）課程與其它課程的聯(lián)系《生物資源綜合利用》是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)選修課程。它是在學(xué)生完成有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、化工熱力學(xué)等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用化學(xué)工程的觀點(diǎn)和方法來研究生物質(zhì)能源的利用與開發(fā)、生物固體廢棄物的資源化技術(shù)。（五）教材與教學(xué)參考書教材：[1]崔宗均主編，《生物質(zhì)能源與廢棄物資源利用》，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2011年。

參考書：[1]尹芳張無敵許玲等主編，《生物質(zhì)資源綜合利用》，化學(xué)工業(yè)出版社，2015[2]劉榮厚，《生物質(zhì)能工程》，化學(xué)工業(yè)出版社，2014年；

二、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)（一）緒論，了解課程的結(jié)構(gòu)框架和編排體系，了解能源的現(xiàn)狀及能源的發(fā)展史；（二）生物質(zhì)資源及其資源量概述，了解生物質(zhì)的概念，掌握生物質(zhì)的類型，生物質(zhì)能源的分類及特點(diǎn)，生物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)，了解生物質(zhì)資源的開發(fā)和利用現(xiàn)狀。理解生物質(zhì)資源量的估算方法，含有量。重點(diǎn)：生物質(zhì)的類型，生物質(zhì)能源的分類及特點(diǎn)等。難點(diǎn)：生物質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)。（三）生物質(zhì)原料植物資源了解含糖類、含淀粉類、含油脂類、含纖維類和油藻類植物資源的分類，掌握主要代表性植物資源的習(xí)性和特點(diǎn)。重點(diǎn)：含糖類、含淀粉類、含油脂類、含纖維類和油藻類植物資源的分類，及主要代表性植物資源的習(xí)性和特點(diǎn)。難點(diǎn)：含糖類、含淀粉類、含油脂類、含纖維類和油藻類植物資源的應(yīng)用。（四）有機(jī)廢棄物類生物質(zhì)了解農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、加工廢棄物、生活廢棄物的資源分布，掌握其資源量及其所含能量。重點(diǎn)：各種廢棄物資源的現(xiàn)狀，資源量及其所含能量。難點(diǎn)：廢棄物的利用。（五）生物質(zhì)壓縮成型燃料技術(shù)了解生物質(zhì)壓縮成型的發(fā)展歷史，掌握生物質(zhì)原料組成成分、生物質(zhì)壓縮成型特性，熟悉生物質(zhì)壓縮成型工藝，了解壓縮成型技術(shù)。重點(diǎn)：生物質(zhì)壓縮成型的特性、影響因素及其成型工藝，生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)。難點(diǎn)：生物質(zhì)壓縮成型的特性、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)。（六）生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)了解生物質(zhì)燃燒過程及特性，掌握影響燃燒的主要因素和技術(shù)特點(diǎn)，了解生物質(zhì)直燃發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)展現(xiàn)狀。重點(diǎn)：生物質(zhì)燃燒過程，生物質(zhì)燃燒過程的計(jì)算，影響燃燒的主要因素，生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)的特點(diǎn)，生物質(zhì)直燃發(fā)電概念及其發(fā)電系統(tǒng)，不同種類物質(zhì)的直燃發(fā)電。難點(diǎn)：生物質(zhì)燃燒過程，生物質(zhì)燃燒過程的計(jì)算，影響燃燒的主要因素。（七）固體生物質(zhì)裂解轉(zhuǎn)化技術(shù)了解生物質(zhì)汽化的基本原理、工藝過程，掌握生物質(zhì)裂解油的原理及轉(zhuǎn)化工藝。重點(diǎn)：生物質(zhì)汽化技術(shù)的分類，能夠汽化的生物質(zhì)的物理性質(zhì)，與生物質(zhì)汽化相關(guān)的基本現(xiàn)象，生物質(zhì)汽化的原理，生物質(zhì)汽化技術(shù)的類型，生物質(zhì)汽化技術(shù)的工藝，生物質(zhì)裂解油的概念，裂解油的物理化學(xué)性質(zhì)，轉(zhuǎn)化工藝過程。難點(diǎn)：生物質(zhì)汽化的原理，生物質(zhì)汽化技術(shù)的工藝，生物質(zhì)裂解油的概念及工藝。（八）生物質(zhì)燃料乙醇的轉(zhuǎn)化了解燃料乙醇的生產(chǎn)原理及乙醇發(fā)酵的生化過程，掌握糖類、淀粉類、木質(zhì)纖維原料的乙醇生產(chǎn)技術(shù)及工藝。重點(diǎn)：燃料乙醇的概念，燃料乙醇的生產(chǎn)方法，乙醇發(fā)酵的生化過程，乙醇發(fā)酵的工藝類型，乙醇發(fā)酵過程中常見的微生物，糖類、淀粉類原料的乙醇生產(chǎn)技術(shù)，木質(zhì)纖維類原理生產(chǎn)乙醇的工藝。難點(diǎn)：糖類、淀粉類、木質(zhì)纖維原料的乙醇生產(chǎn)技術(shù)及工藝。（九）生物柴油的轉(zhuǎn)化了解生物柴油的生產(chǎn)原理，掌握生物柴油的各種生產(chǎn)技術(shù)及工藝。重點(diǎn)：生物柴油的概念及特點(diǎn)，生物柴油的發(fā)展史，生物柴油生產(chǎn)所涉及的水解反應(yīng)、酯化反應(yīng)、酯交換反應(yīng)，物理法生物柴油的生產(chǎn)技術(shù)，化學(xué)法、酶法、工程微藻法生產(chǎn)生物柴油的原理及工藝。難點(diǎn)：生物柴油生產(chǎn)所涉及的水解反應(yīng)、酯化反應(yīng)、酯交換反應(yīng)，物理法生物柴油的生產(chǎn)技術(shù)，化學(xué)法、酶法、工程微藻法生產(chǎn)生物柴油的原理及工藝。（十）沼氣發(fā)酵了解沼氣的理化性質(zhì)，掌握沼氣發(fā)酵的原理、工藝及裝置，了解我國現(xiàn)有沼氣的發(fā)展方向。重點(diǎn)：地球上甲烷的循環(huán)過程，沼氣的物理化學(xué)性質(zhì)，微生物學(xué)原理，沼氣產(chǎn)生的生理生化機(jī)理，沼氣的發(fā)酵條件，常見的沼氣發(fā)酵工藝及裝置。難點(diǎn)：沼氣的物理化學(xué)性質(zhì)，微生物學(xué)原理，沼氣產(chǎn)生的生理生化機(jī)理，沼氣的發(fā)酵條件，常見的沼氣發(fā)酵工藝及裝置。（十一）生物質(zhì)制氫了解生物質(zhì)制氫的原料及工藝技術(shù)，熟悉產(chǎn)氫機(jī)理。重點(diǎn)：氫能的特點(diǎn)，生物制氫的發(fā)展歷程，產(chǎn)氫微生物及產(chǎn)氫機(jī)理，光合制氫的原料、工藝技術(shù)，發(fā)酵制氫的原料、工藝技術(shù)，生物質(zhì)快速熱解制氫、生物質(zhì)超臨界轉(zhuǎn)換制氫、等離子體熱解汽化制氫工藝。難點(diǎn)：產(chǎn)氫微生物及產(chǎn)氫機(jī)理，光合制氫的原料、工藝技術(shù)，發(fā)酵制氫的原料、工藝技術(shù)，生物質(zhì)快速熱解制氫、生物質(zhì)超臨界轉(zhuǎn)換制氫、等離子體熱解汽化制氫工藝。（十二）木質(zhì)纖維素的生物分解及其轉(zhuǎn)化技術(shù)了解木質(zhì)纖維素生物轉(zhuǎn)化分解菌株種類，掌握纖維素的酶解、糖化技術(shù)。重點(diǎn)：木質(zhì)纖維素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生物轉(zhuǎn)化，木質(zhì)纖維素分解菌株的特點(diǎn)，分解菌株的種類，純培養(yǎng)微生物分解纖維素的應(yīng)用、研究進(jìn)展及存在的問題，纖維素的物理法、化學(xué)法、物理-化學(xué)法、生物法的預(yù)處理技術(shù)，纖維素酶的概念及分類，降解原理，纖維素的酶解、糖化技術(shù)現(xiàn)狀，酶的混合增效及混合酶應(yīng)用，多菌協(xié)作促進(jìn)秸稈快速分解的原理、纖維素分解菌復(fù)合系的應(yīng)用及存在的問題。難點(diǎn)：木質(zhì)纖維素分解菌株的特點(diǎn)，纖維素的物理法、化學(xué)法、物理-化學(xué)法、生物法的預(yù)處理技術(shù)，纖維素酶的概念及分類，降解原理，纖維素的酶解、糖化技術(shù)現(xiàn)狀。（十三）生物基產(chǎn)品轉(zhuǎn)化技術(shù)了解秸稈材料的開發(fā)途徑，掌握聚乳酸和木糖醇的生產(chǎn)工藝。重點(diǎn)：秸稈貯量，秸稈特性及加工方法，秸稈材料的開發(fā)途徑，生物質(zhì)乳酸菌的特征，發(fā)酵特性，聚乳酸的轉(zhuǎn)化機(jī)理與工藝，木糖醇的簡介，木糖醇的物化特性、功能特性，木糖醇的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)木糖醇的影響因素，木糖醇的應(yīng)用。難點(diǎn)：生物質(zhì)乳酸菌的特征、發(fā)酵特性，聚乳酸的轉(zhuǎn)化機(jī)理與工藝，木糖醇的生產(chǎn)工藝。

三、學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容其中：各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配

章節(jié)主要內(nèi)容學(xué)時分配講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題實(shí)踐在線學(xué)習(xí)其它支撐課程教學(xué)目標(biāo)1緒論11

1、2、32生物質(zhì)資源及其資源量概述33

1、2、33生物質(zhì)原料植物資源44

1、2、34有機(jī)廢棄物類生物質(zhì)22

1、2、35生物質(zhì)壓縮成型燃料技術(shù)22

1、2、36生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)33

1、2、37固體生物質(zhì)裂解轉(zhuǎn)化技術(shù)22

1、2、38生物質(zhì)燃料乙醇的轉(zhuǎn)化33

1、2、39生物柴油的轉(zhuǎn)化33

1、2、310沼氣發(fā)酵22

1、2、311生物質(zhì)制