 |
Основные промышленные технологии комплексной переработки растительного сырья с применением химической технологии
|
|
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО
«Уральский государственный лесотехнический университет»
Кафедра технологии переработки пластических масс (ТППМ)
| Одобрена: Кафедрой ТППМ Протокол от_________20__г. № Зав. кафедрой ТППМ ________________ В.Г.Бурындин Методической комиссией Института химической переработки растительного сырья и промышленной экологии Протокол от ______20__ г. № Председатель ___________И.Г.Первова | Утверждаю Директор Института химической переработки растительного сырья и промышленной экологии _________________ А.В.Вураско "___" __________________20__ г. |
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Б1.В.1 «Комплексная химическая переработка растительного сырья»
Направление – 18.03.01 (240100) Химическая технология
Профили – Химическая технология переработки растительного сырья, Технология и переработка полимеров
Трудоёмкость дисциплины (зачетные единицы, часы) – 2, 72.
Разработчики программы:
д.т.н., профессор _____________ В.В. Глухих
д.т.н., доцент _____________ А.В. Вураско
к.т.н., профессор _____________ Ю.Л.Юрьев
Екатеринбург 2014
СОДЕРЖАНИЕ
Пояснительная записка ………………………………………………………….. 3
Перечень и содержание разделов, модулей (тематический план) учебной
дисциплины ……………………………………………………………………….
Перечень лабораторных работ, практических и других видов учебных
занятий ……………………………………………………………………………
Перечень самостоятельной работы студентов …………………………………
Контроль результативности учебного процесса по дисциплине ………….…..
Требования к ресурсам …………………………………………………………...
Учебно-методическое обеспечение ……………………………………………...
|
|
|
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
При разработке программы учебной дисциплины «Комплексная химическая переработка растительного сырья» в основу положен Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подготовки бакалавров 240100 Химическая технология, утвержденный приказом Министерством образования и науки от 22.12.2009 г.
№ 807 с изменениями, утвержденными Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 31 мая 2011 г. № 1975, учебные планы подготовки бакалавров по направлению 18.03.01 (240100) "Химическая технология» по профилю «Химическая переработка растительного сырья» и «Технология и переработка полимеров» и Стандарт УГЛТУ СТВ 1.2.1.3-00-13 «Программа учебной дисциплины. Требования к содержанию и оформлению».
Введение
В деятельности химика-технолога в современных условиях приоритетным является комплексное использование любого сырья, в том числе и возобновляемого, по экономическим и экологическим соображениям, поэтому актуальным является включение дисциплины «Комплексная химическая переработка растительного сырья» в образовательную профессиональную программу подготовки бакалавра по направлению «Химическая технология».
Дисциплина «Комплексная химическая переработка растительного сырья» относится к гуманитарному, социальному и экономическому циклу и входит в состав вариативной (профильной) части основной образовательной программы (ООП). Областями профессиональной деятельности бакалавров, на которые ориентирует дисциплина «Комплексная химическая переработка растительного сырья», являются научно-исследовательская и проектная.
К особенностям изучения дисциплины относится значительная доля творческой самостоятельной работы, выполнение реальных практических заданий по современным проблемам комплексного использования растительного сырья.
|
|
|
Объем дисциплины и виды учебной работы
| Виды учебной работы | Всего часов при форме обучения | |
| очная | заочная | |
| Аудиторные занятия,всего,в том числе: | ||
| лекции (Л) практические занятия (ПЗ) | ||
| Самостоятельная учебная работа студентов (СРС) | ||
| Общая трудоёмкость часы ………………………………………….. зачетные единицы | ||
| Вид итогового контроля: зачёт (З) |
Цель и задачи преподавания дисциплины
Цель дисциплины:
приобретение студентами базовых (начальных) знаний о растительных ресурсах, технических решениях сырьевых проблем производства целлюлозы, бумаги и картона, древесных плит и пластиков, древесного угля, продуктов химической переработки биомассы древесины.
Задачи дисциплины:
знакомство обучающихся с особенностями химических технологий;
знакомство обучающихся с видами ресурсов, как источниками исходных веществ (сырья) для химических технологий;
знакомство студентов с сырьевыми проблемами химической технологии и современными техническими решения данных проблем;
знакомство обучающихся с практическим применением химических технологий для комплексной переработки растительной биомассы.
Место дисциплины в учебном процессе
Сведения об обеспечивающих, сопутствующих и обеспечиваемых дисциплинах
| Обеспечивающие дисциплины | Сопутствующие дисциплины | Обеспечиваемые дисциплины |
| Информатика (ключевая) | Дисциплины профессионального цикла | |
| Русский язык и культура речи (ключевая) |
Требования к знаниям, умениям и владениям, которые должны иметь
Обучающиеся до начала (вход) и после окончания (выход) изучения
Учебной дисциплины
До начала изучения дисциплины (вход) студент должен:
знать:
социальные аспекты добычи, транспортировки и переработки растительного сырья;
начала неорганической и органической химии;
начала химии высокомолекулярных соединений.
уметь:
составлять уравнения типовых химических реакций.
В результате изучения дисциплины (выход) студент должен:
знать:
определения и основные особенности химической технологии и биотехнологии;
|
|
|
виды природных ресурсов и их запасы в России;
классификации исходных веществ (сырья) для химической технологии и биотехнологии;
примеры технических решений сырьевых проблем химической технологии в древесноплитной, целлюлозно-бумажной, лесохимической, гидролизной отраслях промышленности и промышленности пластмасс.
уметь:
классифицировать сырье для химической технологии;
составлять типовые структурные (функциональные) схемы комплексной переработки растительного сырья.
иметь представления:
о сырьевых проблемах химических технологий и методах решения данных проблем.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций.
| Код компетенции | Наименование компетенции |
| ОК | ОБЩЕКУЛЬТУРНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ |
| ОК-1 | Культура мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения |
| ОК-2 | Умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, способность в письменной и устной речи правильно (логически) оформить результаты мышления |
| ОК-7 | Способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, приобретению новых знаний в области техники и технологии, математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук |
| ОК-9 | Осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности |
| ОК-12 | Способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях |
| ОК-13 | Понимать роль охраны окружающей среды и рационального природопользования для развития и сохранения цивилизации |
| ПК | ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ |
| Общепрофессиональные компетенции | |
| ПК-2 | Способность и готовность использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы |
| ПК-3 | Способность и готовность использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире |
| ПК-4 | Способность и готовность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества |
| ПК-5 | Владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией |
| Профессиональные компетенции в научно-исследовательской деятельности | |
| ПК-23 | Способность использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности |
| ПК-25 | Способность изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования |
| Профессиональные компетенции в производственно-технологической деятельности | |
| ПК-11 | Способность обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов; выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения |
|
|
|
ПЕРЕЧЕНЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ, МОДУЛЕЙ (ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН) УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Перечень и содержание разделов
| № раздела, подраздела, пункта, подпункта | Содержание | Количество часов для видов учебной работы и форм обучения | Рекомeндуемая литератуpa (примечание) | Код формируемых компетенции | |||
| Аудиторная | Самостоятельная | ||||||
| Очная форма | Заочная форма | Очная форма | Заочная форма | ||||
| 1.1 1.2 1.3 | ВВЕДЕНИЕ. Цели и задачи дисциплины. Роль и место дисциплины в подготовке бакалавров по направлению 18.03.01. Порядок изучения дисциплины. | 0,5 | 0,25 | - | - | Лекции | - |
| ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ | 0,5 | 0,25 | 2,5 | Лекции, [1] | ОК-9 | ||
| 2.1 | Термины и определения. Основные элементы химической технологии. Схемы химико-технологических процессов | ||||||
| 2.2 | Преимущества и недостатки химической технологии | ||||||
| 2.3 | Современные проблемы химической технологии и тенденции решения этих проблем | ||||||
| СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. | 0,5 | 8,5 | Лекции, [1,2] | ОК-7, ОК-13 | |||
| 3.1 | Возобновляемые и невозобновляемые сырьевые ресурсы. | ||||||
| 3.2 | Запасы и объемы потребления возобновляемых сырьевых ресурсов в мире и в России. | ||||||
| ОСНОВНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ | ОК-2, ОК-12, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-11, ПК-23, ПК-25 | ||||||
| 4.1 | Промышленные технологии термохимической и биохимической переработки растительного сырья. | Лекции, [ ] | |||||
| 4.1.1 | Основные технологии термохимической переработки растительного сырья | ||||||
| 4.1.2 | Пиролиз древесины | ||||||
| 4.1.3 | Свойства и применение модифицированных древесных углей | ||||||
| 4.1.4 | Гидролиз древесины и основные направления биохимической переработки растительного сырья. | ||||||
| 4.2 | Промышленные технологии получения и переработки волокнистых полуфабрикатов из растительного сырья | Лекции, [ ] | |||||
| 4.2.1 | Виды древесного сырья для производства волокнистых полуфабрикатов. | ||||||
| 4.2.2 | Хранение древесины и ее подготовкадля производства волокнистых полуфабрикатов. | ||||||
| 4.2.3 | Технология производства технической целлюлозы. | ||||||
| 4.2.4 | Технология механической (древесной) массы. | ||||||
| 4.2.5 | Переработка макулатурной массы. | ||||||
| 4.2.6 | Технология бумаги и картона. | ||||||
| 4.2.7 | Технологии производных целлюлозы. | ||||||
| 4.3 | Промышленные технологии получения полимерных композиционных материалов из растительного сырья | Лекции, [1-3] | |||||
| 4.3.1 | Технологии получения древесностружечных плит. | ||||||
| 4.3.2 | Технологии получения древесноволокнистых плит. | ||||||
| 4.3.3 | Технологии получения древеснополимерных композиционных материалов и изделий на их основе. | ||||||
| 4.3.4 | Технологии получения полимернодревесных композиционных материалов с минеральными связующими и изделий на их основе. |
|
|
|
Тематический план учебной дисциплины
Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ
1.1. Цели и задачи дисциплины.
1.2. Роль и место дисциплины в подготовке бакалавров по направлению 18.03.01.
1.3. Порядок изучения дисциплины.
Раздел 2. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ.
2.1. Термины и определения. Основные элементы химической технологии. Схемы химико-технологических процессов. Определение терминов «химическая технология», «биотехнология», «невозобновляемые сырьевые ресурсы», «возобновляемые сырьевые ресурсы», «комплексная переработка сырья», «вторичное сырьё», «отходы производства», «отходы потребления», «побочные продукты». Основные элементы химической технологии: исходные вещества (сырьё), химико-технологические процессы, аппаратура, продукт. Принципы классификации химических процессов. Схемы химико-технологических процессов: функциональные (структурные) и технологические схемы получения целевых продуктов.
2.2. Преимущества и недостатки химической технологии. Достоинства химической технологии, её преимущества перед биотехнологией и значение для народного хозяйства. Недостатки химической технологии.
2.3. Современные проблемы химической технологии и тенденции решения этих проблем. Сырьевые проблемы в химической технологии. Энергетические и экологические проблемы. Комплексное использование сырья как один из методов решения этих проблем. Тенденции развития химической технологии.
Раздел 3. СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ.
3.1. Возобновляемые и невозобновляемые сырьевые ресурсы. Классификации сырья по: происхождению, запасам, химическому составу, агрегатному состоянию.
3.2. Запасы и объемы потребления возобновляемых сырьевых ресурсов в мире и в России. Мировые запасы и объёмы потребления невозобновляемых ресурсов (нефти, природного газа, ископаемого угля). Мировые запасы и объёмы потребления возобновляемых растительных ресурсов (биомассы древесины, недревесное сырьё, ресурсы мирового океана). Породный состав и запасы древесины в России. Соотношение биомассы древесины между кроной, стволом и корнями. Химический состав древесины лиственных и хвойных пород.
ОСНОВНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
4.1.Промышленные технологии термохимической и биохимической переработки растительного сырья.
4.1.1. Основные технологии термохимической переработки растительного сырья. Газификация, термическое ожижение, пиролиз. Термины и определения.
4.1.2. Пиролиз древесины. Механизм углеобразования. Зависимость выхода и свойств древесного угля от основных факторов пиролиза.
4.1.3. Свойства и применение модифицированных древесных углей. Характеристики пористой структуры углеродной матрицы растительного происхождения. Переработка древесного угля в нанопористые материалы.
4.1.4. Гидролиз древесины и основные направления биохимической переработки растительного сырья. Продукты спиртового брожения растительного сырья. Получение кормового белка с применением углеводных субстратов.
4.2.Промышленные технологии получения и переработки волокнистых полуфабрикатов из растительного сырья
4.2.1. Виды древесного сырья для производства волокнистых полуфабрикатов. Классификация волокнистых полуфабрикатов: по выходу и степени делигнификации, по способу получения, по предназначению. Растительное сырье для производства волокнистых полуфабрикатов.
4.2.2. Хранение древесины и ее подготовкадля производства волокнистых полуфабрикатов. Доставка, выгрузка и учет древесного сырья. Подготовка древесины к переработке.
4.2.3. Технология производства технической целлюлозы. Производство сульфитной целлюлозы. Производство сульфатной целлюлозы. Непрерывный и периодический способы. Новые способы делигнификации растительного сырья.
4.2.4. Технология механической (древесной) массы. Общие положения и классификация различных видов механической массы. Сырье для получения механической массы. Технология механической массы из балансов. Подготовка древесины для дефибрирования. Технологическая схема производства механической массы из балансов. Свойства механической массы. Технология механической массы из щепы. Преимущества способа. Краткая характеристика основных промышленных видов механических масс из щепы. Подготовка щепы к размолу. Предварительная обработка щепы. Оборудование для размола щепы. Отбелка механической (древесной) массы.
4.2.5. Переработка макулатурной массы. Степень использования и степень регенерации макулатуры. Технологические схемы переработки макулатуры. Основные стадии переработки макулатуры. Экономическая эффективность и перспективы использования макулатурной массы.
4.2.6. Технология бумаги и картона. Основные термины и понятия. Классификация бумаги и картона. Последовательность операций производства бумаги и устройство бумагоделательной машины. Составление композиции для производства бумаги и картона.
4.2.7. Технологии производных целлюлозы. Получение простых и сложных эфиров. Порошковые и микрокристаллические целлюлозы.
|
|
|
