《生物质材料化学利用》课程大纲
一、课程概述
课程名称（中文）：生物质材料化学利用
（英文）：Chemical Processing of Biomass Materials
课程编号： 14371089 课程学分： 2.5 学分 课程总学时：40 学时 课程性质： 专业课
二、课程内容简介（300字以内）
本课程主要讲述制浆造纸和活性炭理论知识，以制浆造纸和活性炭工艺流程为主线，对制浆造纸和活性炭的整个生产过程、基本概念、基本原理、生产工艺及工艺参数的控制、新技术、新工艺、新理论及其工程应用，作了全面的介绍。其具体内容包括植物纤维原料的贮存、备料、化学法制浆、蒸煮原理方法和技术、纸浆的洗涤筛选和净化、纸浆的漂白、废纸制浆、纸料的流体和造纸湿部化学特性、磨浆、非纤维添加物质的应用、纸和纸板的抄造、纸和纸板的结构性质、活性炭等。通过本课程的学习，使学生掌握植物纤维原料生产制浆造纸和活性炭过程中的基本知识与理论，熟悉国内外科学与技术领域的新理论、新工艺、新装备。进一步扩大学生的知识面。开拓学生思路，培养学生自主创新的能力。 三、教学目标与要求
本课程必须着重讲清基本概念、理论，综合多学科知识阐明与本课有关内容，特别应注重理论联系实际，运用理论说明技术措施。
本课程以植物纤维科学为基础，研究纸和活性炭的制造技术，从原理与工程实践等方面，对生产过程、工艺与设备等进行全面系统的阐述。要求学生通过本课程的学习，对纸和活性炭生产过程中工艺条件的制定、控制等有系统的理解和掌握。
四、教学内容与学时安排
绪 论 （2学时）
1. 教学目的与要求：
目的和任务是针对学生在学习和掌握生物质材料基础知识的同时，能对生物质材料化学加工利用方面有一个初步的了解和掌握，从而有利于拓宽学生的专业知识面和今后从事工作的灵活性，培养学生的全面思考和解决问题的能力，特别是相关学科的边缘交叉部分问题的解决。
本课必须着重讲清基本概念、理论，综合多学科知识阐明与本课有关内容，特别应注重理论联系实际，运用理论说明技术措施。 2. 教学重点与难点：
教学重点：制浆造纸工业和活性炭工业的现状及发展，造纸用植物纤维原料和要求，制浆造
纸和活性炭的基本流程、特点、基础理论和工艺条件，以及各工段工艺对产品质量的影响因素。
教学难点：木材碱法脱木素的原理，漂白原理，打浆原理，活性炭活化机理等基础理论。
一、造纸术的发明与外传 二、国内外制浆造纸工业现状 三、制浆概论
第一章 备料（2学时）
1. 教学目的与要求：
1） 了解并掌握作为制浆造纸用植物纤维原料的特性。 2） 了解并掌握原料贮存的意义和方式。 2. 教学重点与难点：
教学重点：1） 如何选择制浆造纸用植物纤维原料。
2） 原料贮存的目的。
教学难点：制浆造纸用植物纤维原料的特性。 第一节 原料贮存 （1学时）
一、原料贮存的意义 二、原木的贮存方式 三、稻麦草贮存
第二节 木材原料的备料（0.6学时） 一、原木的锯断 二、原木的去皮 三、原木的除节和劈木 四、原木的削片 五、木片的筛选和再碎
第三节 稻麦草原料的备料（0.2学时）
一、草片质量要求 二、生产流程
第四节 厂内木片、草片的储存与运输（0.2学时）
一、木片和草片的仓内储存 二、木片、草片的运输
第二章 碱法蒸煮（7学时）
1. 教学目的与要求：
1） 了解并掌握碱法制浆的原理。
2） 了解并掌握碱法制浆主要工艺条件的制定，哪些是主要影响因素。 2. 教学重点与难点： 教学重点：碱法制浆的原理。
教学难点：1）药液浸透的作用和途径。
2）蒸煮过程中木素、纤维素和半纤维素的变化。 第一节 概述（1学时） 一、碱法制浆的分类与特点 二、碱法制浆常用的名词术语 三、纸浆检查项目
第二节 碱法制浆的原理（3学时） 一、碱法制浆蒸煮液的组成及性质 二、药液浸透（或称药液渗透）
三、蒸煮过程中木素、纤维素、半纤维素的变化 第三节 碱法制浆工艺条件制定的有关问题（1学时） 一、原料
二、用碱量 三、碱液浓度和液比 四、蒸煮最高温度 五、蒸煮时间 六、硫化度
第四节 其它制浆方法（2学时） 一、传统制浆方法 二、制浆新技术
第三章 纸浆的洗涤（1学时）
1. 教学目的与要求：了解并掌握纸浆的洗涤原理以及主要影响因素。 2. 教学重点与难点：
教学重点：洗浆原理以及主要影响因素。 教学难点：洗浆原理。 第一节 洗浆原理（0.5学时） 第二节 影响洗涤的因素（0.5学时）
第四章 纸浆的筛选与净化（1学时）
1. 教学目的与要求：
了解并掌握纸浆筛选与净化原理以及主要影响因素。
2. 教学重点与难点：
教学重点：筛选与净化的原理以及主要影响因素。 教学难点：筛选与净化流程的选择。 第一节 概述（0.5学时） 第二节 粗选、精选（0.2学时） 一、粗选 二、精选
三、影响筛选的因素 第三节 净化（0.3学时） 一、原理
二、影响净化的因素
第五章 漂 白（6学时）
1. 教学目的与要求：
1）了解并掌握漂白的目的。 2）了解并掌握漂白剂和漂白方法。 2. 教学重点与难点：
教学重点：漂白剂与漂白原理。 教学难点：漂白原理。
第一节 漂白的目的 （0.5学时） 第二节 常用的漂白术语（1学时） 第三节 漂白剂和漂白方法（4.5学时） 一、漂白剂
二、漂白的方法
第六章 废纸制浆（4学时） 1. 教学目的与要求：
1）了解并掌握废纸回用的意义。
2）了解并掌握化学浆和机械浆回用过程中的性质变化及其原因。 3）了解并掌握废纸的常用脱墨方法及主要影响因素。 2. 教学重点与难点：
教学重点： 1）废纸回用的意义。
2）废纸的常用脱墨方法及主要影响因素。 教学难点：化学浆和机械浆回用过程中的性质变化及其原因。 第一节 概述（0.5学时） 一、废纸回用的意义 二、废纸的分类与收集 三、废纸再生过程性质的变化
第二节 废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩（1.5学时） 一、废纸的离解 二、废纸浆的净化 三、废纸浆的浓缩 第三节 废纸的脱墨（2学时） 一、印刷方法与印刷油墨 二、废纸脱墨原理 三、废纸脱墨化学品 四、废纸脱墨方法 五、废纸脱墨流程 六、废纸脱墨的影响因素
第七章 纸料的准备（4.5学时） 1. 教学目的与要求：
1）了解并掌握打浆的作用和任务、调料的目的和实施方法。 2）了解并掌握打浆的理论和影响因素。 3）了解并掌握造纸机前浆料需要哪些准备。 2. 教学重点与难点：
教学重点：1）打浆的理论。
2）配浆和调料的目的和实施方法。 教学难点：1）打浆的作用和理论、施胶的理论。
2）供浆系统对纸和纸板质量的影响。 第一节 打浆（2.5学时） 一、概述 二、打浆理论 三、打浆设备
四、影响纤维结合力的因素 五、打浆与纸张性质的关系
六、打浆的影响因素 第二节 调料（2学时） 一、施胶 二、加填 三、染色 四、化学助剂
第八章 纸和纸板的抄造（4.5学时） 1. 教学目的与要求：
了解并掌握造纸机的组成及其作用、整理的目的和内容。 2. 教学重点与难点：
教学重点：1） 造纸机的组成部分及其作用。 2）长网、圆网和夹网造纸机有何特点。 教学难点：造纸机的组成部分及其作用。 第一节 概述 （0.5学时） 一、纸和纸板的分类 二、纸和纸板的质量标准
第二节 造纸机前的浆料准备（1学时） 一、配浆和浓度调节 二、浆料的贮存 三、浆料的稀释 四、浆料的净化和筛选 五、浆料的除气
第三节 造纸机（2.5学时） 一、流送部 二、网部 三、压榨部 四、干燥部 五、压光部 六、卷取部
第四节 造纸的完成及整理（0.5学时）
第九章 活 性 炭（8学时） 1. 教学目的与要求：
1）了解并掌握活性炭工业的历史与现状。 2）了解并掌握活性炭的种类、结构、性质和用途。
3）了解并掌握活性炭活化的原理。化学法生产活性炭的特点。 2. 教学重点与难点：
教学重点：活性炭的结构、性质和各类孔径的作用，活性炭活化的原理和化学法生产活性
炭的特点。
教学难点：活性炭结构和性质。氯化锌法与物理法生产活性炭的区别。 第一节 绪论（2学时） 一、活性炭工业历史与现状
二、我国活性炭工业的创立和发展 第二节 活性炭的种类和结构（1学时） 一、活性炭的种类和原料 二、活性炭的结构 三、活性炭的孔隙
第三节 活性炭的性质（2学时） 一、活性炭的元素组成 二、活性炭的有机官能团 三、活性炭所含的灰分 四、活性炭的吸附性能 五、影响活性炭吸附的主要因素 第四节 活性炭的用途（1学时） 一、活性炭的在气相吸附中的应用 二、活性炭在液相吸附中的应用 三、活性炭作催化剂等的应用
第五节 化学药品活化法生产活性炭（2学时） 一、氯化锌法活化的原理 二、氯化锌法生产活性炭的特点 三、回转炉法活性炭生产 四、简易法活性炭生产
五、考核方式与成绩评定 考核方式：笔试。
成绩评定由期终考试成绩占70%～80%，平时成绩占20%～30%。平时成绩由出勤率和小论文所定。
六、教材及主要参考资料
1. 生物质材料化学利用，高慧自编教材.
2. 谢来苏，詹怀宇主编. 制浆原理与工程. 北京：中国轻工业出版社，2001 3. 卢谦和主编. 造纸原理与工程. 北京：中国轻工业出版社，2004 4. 安鑫南主编.林产化学工艺学. 北京：中国林业出版社，2002
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