《生物资源综合利用》课程教学大纲

《生物资源综合利用》课程教学大纲

课程名称生物资源综合利用英文名称ComprehensiveUtilizationofBiologicalResources课程编码180520035课程类型专业选修课程课程级别专业课程学分数2先修课程有机化学、无机化学、化工热力学学时数32其中实验学时

其中实践学时

适用范围化学工程与工艺专业制定单位化学化工学院

一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务《生物资源综合利用》是化学工程与工艺专业的专业选修课程。应用化学工程的观点和方法来研究生物质能源的利用与开发、生物固体废弃物的资源化技术。使学生了解生物能源生产、科研全貌，初步掌握主要能源植物遗传育种、主要生物能源原料高效生产和主要生物质能转换、利用方式技术及其存在的主要问题和发展方向，并帮助学生在以后的研究或工作中寻找突破口。（二）课程教学目标及其与本专业毕业要求的对应关系序号课程教学目标毕业要求1掌握生物质能转换技术定义及类型、主要能源植物遗传育种、主要能源植物高效生产、生物质的直接燃烧技术、生物柴油技术、燃料乙醇技术、生物质热裂解机理及工艺、生物质气化技术、生物质压缩成型技术、生物质固体废弃物的利用等。1：具有从事化学工程专业工作所需的相关数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能运用这些知识解决化工过程中涉及的复杂工程问题。2全面了解生物质资源的种类、定义。掌握资源转化技术。能够较完整的、系统的了解生物资源综合利用的发展趋势。10：能够就化工过程的工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并具备一定的国际视野。3使学生了解目前生物质资源可利用方式技术及其存在的主要问题和发展方向，并帮助学生在研究和工作中寻找突破口。12：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。（三）课程教学方法与手段采用理论与事例实际相结合的教学方法，手段拟采用PowerPoint多媒体教学结合板书，同时会有一些视频给予更多的感性认识。（四）课程与其它课程的联系《生物资源综合利用》是化学工程与工艺专业的专业选修课程。它是在学生完成有机化学、无机化学、化工热力学等课程学习的基础上，应用化学工程的观点和方法来研究生物质能源的利用与开发、生物固体废弃物的资源化技术。（五）教材与教学参考书教材：[1]崔宗均主编，《生物质能源与废弃物资源利用》，中国农业大学出版社，2011年。

参考书：[1]尹芳张无敌许玲等主编，《生物质资源综合利用》，化学工业出版社，2015[2]刘荣厚，《生物质能工程》，化学工业出版社，2014年；

二、课程的教学内容、重点和难点（一）绪论，了解课程的结构框架和编排体系，了解能源的现状及能源的发展史；（二）生物质资源及其资源量概述，了解生物质的概念，掌握生物质的类型，生物质能源的分类及特点，生物质的组成与结构，了解生物质资源的开发和利用现状。理解生物质资源量的估算方法，含有量。重点：生物质的类型，生物质能源的分类及特点等。难点：生物质的组成及结构。（三）生物质原料植物资源了解含糖类、含淀粉类、含油脂类、含纤维类和油藻类植物资源的分类，掌握主要代表性植物资源的习性和特点。重点：含糖类、含淀粉类、含油脂类、含纤维类和油藻类植物资源的分类，及主要代表性植物资源的习性和特点。难点：含糖类、含淀粉类、含油脂类、含纤维类和油藻类植物资源的应用。（四）有机废弃物类生物质了解农业废弃物、林业废弃物、加工废弃物、生活废弃物的资源分布，掌握其资源量及其所含能量。重点：各种废弃物资源的现状，资源量及其所含能量。难点：废弃物的利用。（五）生物质压缩成型燃料技术了解生物质压缩成型的发展历史，掌握生物质原料组成成分、生物质压缩成型特性，熟悉生物质压缩成型工艺，了解压缩成型技术。重点：生物质压缩成型的特性、影响因素及其成型工艺，生物质压缩成型技术。难点：生物质压缩成型的特性、生物质压缩成型技术。（六）生物质直接燃烧技术了解生物质燃烧过程及特性，掌握影响燃烧的主要因素和技术特点，了解生物质直燃发电系统及其发展现状。重点：生物质燃烧过程，生物质燃烧过程的计算，影响燃烧的主要因素，生物质直接燃烧技术的特点，生物质直燃发电概念及其发电系统，不同种类物质的直燃发电。难点：生物质燃烧过程，生物质燃烧过程的计算，影响燃烧的主要因素。（七）固体生物质裂解转化技术了解生物质汽化的基本原理、工艺过程，掌握生物质裂解油的原理及转化工艺。重点：生物质汽化技术的分类，能够汽化的生物质的物理性质，与生物质汽化相关的基本现象，生物质汽化的原理，生物质汽化技术的类型，生物质汽化技术的工艺，生物质裂解油的概念，裂解油的物理化学性质，转化工艺过程。难点：生物质汽化的原理，生物质汽化技术的工艺，生物质裂解油的概念及工艺。（八）生物质燃料乙醇的转化了解燃料乙醇的生产原理及乙醇发酵的生化过程，掌握糖类、淀粉类、木质纤维原料的乙醇生产技术及工艺。重点：燃料乙醇的概念，燃料乙醇的生产方法，乙醇发酵的生化过程，乙醇发酵的工艺类型，乙醇发酵过程中常见的微生物，糖类、淀粉类原料的乙醇生产技术，木质纤维类原理生产乙醇的工艺。难点：糖类、淀粉类、木质纤维原料的乙醇生产技术及工艺。（九）生物柴油的转化了解生物柴油的生产原理，掌握生物柴油的各种生产技术及工艺。重点：生物柴油的概念及特点，生物柴油的发展史，生物柴油生产所涉及的水解反应、酯化反应、酯交换反应，物理法生物柴油的生产技术，化学法、酶法、工程微藻法生产生物柴油的原理及工艺。难点：生物柴油生产所涉及的水解反应、酯化反应、酯交换反应，物理法生物柴油的生产技术，化学法、酶法、工程微藻法生产生物柴油的原理及工艺。（十）沼气发酵了解沼气的理化性质，掌握沼气发酵的原理、工艺及装置，了解我国现有沼气的发展方向。重点：地球上甲烷的循环过程，沼气的物理化学性质，微生物学原理，沼气产生的生理生化机理，沼气的发酵条件，常见的沼气发酵工艺及装置。难点：沼气的物理化学性质，微生物学原理，沼气产生的生理生化机理，沼气的发酵条件，常见的沼气发酵工艺及装置。（十一）生物质制氢了解生物质制氢的原料及工艺技术，熟悉产氢机理。重点：氢能的特点，生物制氢的发展历程，产氢微生物及产氢机理，光合制氢的原料、工艺技术，发酵制氢的原料、工艺技术，生物质快速热解制氢、生物质超临界转换制氢、等离子体热解汽化制氢工艺。难点：产氢微生物及产氢机理，光合制氢的原料、工艺技术，发酵制氢的原料、工艺技术，生物质快速热解制氢、生物质超临界转换制氢、等离子体热解汽化制氢工艺。（十二）木质纤维素的生物分解及其转化技术了解木质纤维素生物转化分解菌株种类，掌握纤维素的酶解、糖化技术。重点：木质纤维素的结构特点，生物转化，木质纤维素分解菌株的特点，分解菌株的种类，纯培养微生物分解纤维素的应用、研究进展及存在的问题，纤维素的物理法、化学法、物理-化学法、生物法的预处理技术，纤维素酶的概念及分类，降解原理，纤维素的酶解、糖化技术现状，酶的混合增效及混合酶应用，多菌协作促进秸秆快速分解的原理、纤维素分解菌复合系的应用及存在的问题。难点：木质纤维素分解菌株的特点，纤维素的物理法、化学法、物理-化学法、生物法的预处理技术，纤维素酶的概念及分类，降解原理，纤维素的酶解、糖化技术现状。（十三）生物基产品转化技术了解秸秆材料的开发途径，掌握聚乳酸和木糖醇的生产工艺。重点：秸秆贮量，秸秆特性及加工方法，秸秆材料的开发途径，生物质乳酸菌的特征，发酵特性，聚乳酸的转化机理与工艺，木糖醇的简介，木糖醇的物化特性、功能特性，木糖醇的生产工艺，生产木糖醇的影响因素，木糖醇的应用。难点：生物质乳酸菌的特征、发酵特性，聚乳酸的转化机理与工艺，木糖醇的生产工艺。

三、学时分配教学内容其中：各教学环节学时分配

章节主要内容学时分配讲授实验讨论习题实践在线学习其它支撑课程教学目标1绪论11

1、2、32生物质资源及其资源量概述33

1、2、33生物质原料植物资源44

1、2、34有机废弃物类生物质22

1、2、35生物质压缩成型燃料技术22

1、2、36生物质直接燃烧技术33

1、2、37固体生物质裂解转化技术22

1、2、38生物质燃料乙醇的转化33

1、2、39生物柴油的转化33

1、2、310沼气发酵22

1、2、311生物质制