《林產化學工藝學》課程教學大綱

課程性質：專業課

課程代碼：X100103

學    時：80      （講課學時：56   實驗學時：24  　課內實踐學時: 0  ）

學    分：4.0

適用專業：林產化工

一、課程教學基本要求

教學中要求學生了解本課程所包括的內容；掌握林產化學工業生產必需的基礎理論知識和基本技能；掌握國家對林產化學工業發展的政策和各種林產化工產品的標準及其檢驗方法；掌握新技術和計算機在林產化學工業生產上的應用；掌握林產化學工業國內外發展狀況和動態。

培養學生具有組織林產化學產品開發和推廣能力；初步掌握本學科領域內的研究能力；掌握新知識、新產品及本學科新產品的技術操作和必需的試驗、設計、分析、推廣的能力；培養學生能夠獨立獲取和獨立處理本學科知識和信息的能力以及分析問題解決問題的能力。

二、課程教學大綱說明

林產化學工藝學是專門研究以森林資源為原料，通過各種化學加工工藝、生產多種林化產品的基本理論的生產技術的科學。

本課程是屬于林產化工專業中的一門實踐性很強的應用科學，是林產化工專業三門專業課之一。它要求學生具有無機化學、分析化學、有機化學和物理化學的基礎，還要求具有工程制圖、工程力學、及化工原理的基礎。

本課程主要內容包括栲膠生產工藝學、天然樹脂生產工藝學（松脂加工）及木材熱解工藝學三部分內容。

通過本課程的教學，使學生了解林產化學工業國內外發展狀況、科研動態，掌握林產化學工業生產所必需的基本理論知識和基本技能；以便在林產化學工業生產中得以應用。

通過本課程的教學，使學生掌握栲膠生產原料及其特性；栲膠的組成及性質；栲膠的生產工藝流程；栲膠的生產方法、生產原理、生產工藝要求、生產工藝條件、影響因素及生產設備；掌握栲膠產品及質量指標；了解栲膠的用途及廢渣利用。了解生產松香、松節油的原料及采集；掌握松香松節油的組成、性質及用途；掌握松香松節油的生產工藝流程、生產方法、生產原理、生產工藝要求、工藝條件、影響因素及生產設備；掌握松香、松節油產品及質量指標；了解松香、松節油二次加工的原理和加工方法。木材熱解部分的內容包括：木材炭化、木材干餾、氣化和液化及活性炭，重點講授活性炭性質與結構，活性炭物理與化學本質，活性炭生產工藝流程，煤質活性炭生產的工藝流程，活性炭應用，活性炭再生，活性炭生產的主要設備，活化爐的種類與發展趨勢，活化爐的物料，熱量衡算與活化爐設計。著重講述活性炭性質與結構，物理與化學，生產工藝流程及相關的設備選擇。難點在活性炭的結構，物理及化學。

本課程的基本教學方法是：理論教學與實踐教學相結合的方法。理論教學56學時，實驗教學24學時。

三、各章教學結構及具體要求

本課程包括三部分的內容：栲膠生產工藝學、天然樹脂生產工藝學和木材熱解工藝學。

緒論

1．教學目的和要求：

通過緒論的教學，使學生了解林產化學工藝學的內容和教學方法；了解林產化學工業在國民經濟中的作用；了解林產化學工業國內外發展概況；我國林產化學工業存在的問題及發展方向。

2.教學內容和要點

（1）林產化學工藝學的內容和教學方法；

（2）林產化學工業國內外發展概況：松香松節油生產、栲膠生產。

（3）我國林產化學工業存在的問題及發展方向。

第一篇栲膠生產工藝學

第一章栲膠的組成和基本性質

1.教學目的和要求

要求學生了解栲膠的組成及栲膠的種類，掌握栲膠的理化性質，為制定栲膠生產工藝流程、生產方法、工藝條件等提供依據。

2.教學內容和要點

（1）栲膠的組成和單寧的分類：水解類單寧、凝縮類單寧；

（2）非單寧：非單寧酚類物、糖、有機酸、無機鹽、含氮物質等；

（3）不溶物：黃粉、紅粉、果膠、樹膠等；

（4）栲膠的物理性質：比重、粘度、溶解度、比熱、沸點升高等；

（5）栲膠水溶液的膠體化學和電化學性質：分散度、單寧的膠團結構和動電電位、栲膠膠體溶液的穩定性、pH值、緩沖能力、總酸度、電導率等；

（6）栲膠的化學性質：水解、降解、縮合、氧化、蛋白質反應、甲醛反應、金屬反應、胺反應、亞硫酸鹽反應、堿熔、陳化變質等。

思考題：1．栲膠的組成及單寧的分類。

2．什么是水解類單寧、凝縮類單寧？他們的結構、特點如何。

3．栲膠的物理、化學性質有哪些？

第二章栲膠原料

1．本章教學目的和要求

要求學生了解國內外常見的栲膠原料，掌握栲膠原料來源、產地分布及特性，為制定栲膠生產工藝流程、生產方法、工藝條件等提供依據。

2．本章教學內容和要點

栲膠生產對原料的要求；栲膠原料來源、產地分布及分類；主要栲膠原料（落葉松、橡碗、楊梅、油柑、木麻黃、化香果、紅根、荊樹、堅木、栗木等）的單寧含量、種類、純度等特性；栲膠原料的采集及分級。

思考題：4．我國栲膠原料主要有哪些？其中哪些是水解類、哪些是凝縮類？其單寧含量為多少？

第三章備料

1．教學目的和要求

要求學生了解原料的一般性狀，掌握備料工藝流程及各工序的目的及技術要求，為浸提提供優質、合格的原料。

2．教學內容和要點

備料工藝流程（樹皮類原料、橡椀原料）；進廠原料的一般性狀；原料的貯存、粉碎、篩選、凈化、原料的裝卸、輸送和計量其目的、方法及技術要求；備料工藝過程的設備。

第四章栲膠原料的浸提

1．教學目的和要求

要求學生掌握浸提工藝流程、浸提設備及輔助設備，熟練掌握浸提基本原理、浸提的工藝要求、影響因素及工藝條件。為蒸發車間提供合格的浸提液，為栲膠浸提生產管理提供理論依據。

2．教學內容和要點

（1）浸提生產工藝流程：樹皮類原料、橡椀原料；

（2）浸提基本原理：擴散基本原理、菲克擴散定律、亞硫酸鹽浸提；

（3）浸提設備及輔助設備：罐組浸提設備、連續浸提設備、過濾器、閥門組等；

（4）浸提的工藝要求、影響因素及工藝條件：原料的內在性質及粒度、浸提溫度、浸提時間、浸提次數、出液系數、化學添加劑、水質等。

思考題：5．栲膠浸提的基本原理是什么？結合菲克愛因斯坦方程式說明影響浸提因素有哪些。

6．浸提的工藝要求有哪些？落葉松樹皮、橡碗浸提工藝條件。

第五章浸提液的蒸發

1．教學目的和要求

要求學生掌握蒸發工藝流程，掌握蒸發設備；熟練掌握蒸發的工藝要求、工藝條件和影響因素。為栲膠蒸發生產管理提供理論依據。

2．教學內容和要點

（1）蒸發生產工藝流程及多效真空蒸發原理；

（2）蒸發設備：蒸發器、蒸發附屬設備；

（3）蒸發的工藝要求、工藝條件及影響因素：濃膠質量、濃膠濃度；

（4）蒸發器的防垢、除垢。

思考題：7．烤膠溶液的蒸發的工藝要求、工藝條件和影響因素有哪些？

第六章濃膠的干燥

1．教學目的和要求

要求學生掌握干燥工藝流程、噴霧干燥設備，熟練掌握噴霧干燥原理、噴霧干燥的工藝要求、工藝條件及其影響因素。為栲膠干燥生產管理提供理論依據，使產品達到國家質量標準的要求。

2．教學內容和要點

（1）干燥生產工藝流程；

（2）噴霧干燥原理：離心盤式噴霧、機械式噴霧、氣流式噴霧；

（3）噴霧干燥設備：噴霧器、干燥塔、空氣過濾器、空氣加熱器等；

（4）噴霧干燥的工藝要求、工藝條件及其影響因素。

思考題：8．噴霧干燥的工藝要求、工藝條件和影響因素有哪些？

第七章栲膠質量要求及用途

1．教學目的和要求

要求學生掌握栲膠質量標準、栲膠的用途及廢渣處理利用，使生產產品達到國家質量標準的要求，同時生產達到環保的要求。

2．教學內容和要點

栲膠質量要求、栲膠的用途及廢渣處理。

思考題：9．栲膠原料提取栲膠后的廢渣利用途徑有哪些？

第二篇天然樹脂生產工藝學

第一章松脂化學基礎

1．教學目的和要求

要求學生熟練掌握松脂、松香、松節油的組成及物理、化學性質。為制定生產方法及工藝條件打基礎。

2．教學內容和要點：

（1）松脂的組成（松香、松節油、水分、雜質）與性質；

（2）松香的組成（樹脂酸、脂肪酸、中性物）與物理、化學性質；

（3）松節油的組成（萜烯混合物）與物理、化學性質。

思考題：10．解釋脂松香、脂松節油、木松香、木松節油、浮油松香、硫酸鹽松節油。

11．松香、松節油的組成。

12．松香的物理化學性質主要有哪些？

第二章生產松香、松節油的原料

1．教學目的和要求

要求學生了解生產松香、松節油的原料（松脂、明子）特性及采集方法，以便在生產中更好地進行原料的收購管理、為制定生產方法及工藝條件打基礎。

2．教學內容和要點

采脂樹種（馬尾松、云南松、思茅松等）及分布情況；松樹樹脂道的結構與松脂的形成；影響產脂量的因子；松脂采集的方法；松脂的評級和儲運。

思考題：13．采脂的樹種主要有哪些？

第三章松脂加工

1．教學目的和要求

要求學生了解松脂在工廠中的儲存與運輸方法，掌握松脂的加工方法，松香的結晶問題及產品質量指標。為管理生產打基礎。

2．教學內容和要點

（1）松脂的儲存和輸送；

（2）松脂的加工：松脂的水蒸汽加工工藝流程；松脂的熔解、熔解脂液的凈制、凈制脂液的蒸餾、產品的收集與包裝；松脂的水蒸汽加工基本原理、生產方法、工藝條件；松脂的簡易加工法；國外松脂加工工藝；

（3）松香、松節油產品質量及影響因素：松香的結晶問題、防止措施；松香、松節油產品質量標準。

思考題：14．松脂蒸汽加工法分成哪幾個工序？以間歇操作為例，說明各工序常用工藝條件、工藝過程、基本原理及目的。

第四章木漿浮油加工

1．教學目的和要求

要求學生掌握木漿浮油加工生產浮油松香和硫酸鹽松節油的工藝流程、生產方法

2．教學內容和要點

粗硫酸鹽松節油的提取和凈制；粗木漿浮油的組成（樹脂酸、脂肪酸、中性物質）；粗木漿浮油的提取方法；粗木漿浮油的精制原理及方法；浮油松香產品。植物甾醇的提取工藝。

思考題：15．木漿浮油加工可得到哪些產品、主要用途。

第五章松香、松節油的應用與再加工

1．教學目的和要求

要求學生掌握松香、松節油的直接應用、了解松香再加工生產改性松香的原理、質量指標及用途。了解松節油再加工產品（合成樟腦、龍腦）的生產原理、質量指標及用途。

2．教學內容和要點

（1）松香的直接應用：肥皂工業、造紙工業、油漆工業、油墨工業、橡膠工業、電氣工業、塑料、樹脂工業、金屬加工工業、食品工業、醫藥農藥工業、印染、針織工業、粘合劑工業等；

（2）改性松香：氫化松香、歧化、聚合松香、馬來松香等松香再加工產品的生產原理、質量指標及用途。

（3）松節油合成樟腦與龍腦生產的原理、質量指標及用途。

思考題：16．松香有哪些改性產品？其主要用途？寫出化學反應方程式。

        17．松節油合成樟腦、龍腦的方法。

第三篇木材熱解工藝學

第一章：緒論

1.教學目的和要求

通過本章的教學使學生了解和掌握本課程的學習意義、要求和主要內容。

2.教學內容和要點

木材熱解的行業的基本概況和發展趨勢。

第二章：木材熱解及其產物的形成過程及熱解條件對熱解過程的影響

使學生掌握木材熱解的產物及其主要產物的形成過程；使學生了解木材熱解過程中要對哪些條件進行控制及相關原理。

思考題：

1.木材熱解的產物都有哪些？主要組分的熱分解都有哪些特征及形成過程。

2.論述木材熱解工藝條件控制及相關原理。

第三章：木材熱解工藝

1.教學目的和要求

使學生了解和掌握生物質能源熱解技術的概況。

2.教學內容和要點

生物質能源相關熱解技術；木材熱解的原料；木炭的性質與用途；木材氣化

思考題：

1. 簡要介紹生物質能源相關熱解技術？

2. 什么是木材氣化？

   第四章：活性炭的結構與性質

   1.教學目的和要求

使學生了解和掌握活性炭作為一類使用廣泛的吸附劑，其結構的特點及與性質的關系。從宏觀和微觀角度對活性炭有比較深刻的認識。

2.教學內容和要點

活性炭的結構；活性炭的化學組成；活性炭的吸附性能及理論

思考題：

1. 活性炭的化學組成如何？

2. 活性炭的吸附性能怎樣？都有哪些相關理論？

第五章：氣體活化法生產活性炭

1.教學目的和要求

使學生了解和掌握氣體活化的基本理論，在高溫下二氧化碳、水蒸氣和空氣（氧）分別與碳作用的特點和不同的現用設備的原理和結構。

2.教學內容和要點

氣體活化的基本理論；影響氣體活化的主要因素；設備及工藝過程

思考題：

1. 活性炭生產的設備及工藝過程是什么？氣體活化的基本理論是什么？

2. 影響氣體活化的主要因素都有哪些？

   第六章：化學法生產活性炭

1.教學目的和要求

使學生了解和掌握藥品活化的基本理論，氯化鋅及磷酸等藥品活化劑特點及活化過程的影響因素。

2.教學內容和要點

化學藥品活化原理概述；氯化鋅法生產工藝；其它方法及特制品

思考題：

1. 化學藥品活化原理是什么？氯化鋅法生產工藝是什么？

第七章：活性炭的應用與再生

1.教學目的和要求

使學生了解和掌握應用中活性炭的適用范圍；活性炭再生原理。

2.教學內容和要點

活性炭的應用；活性炭的再生

思考題：

1. 活性炭都有哪些應用？活性炭應如何再生？

四、各教學環節學時分配表

（一）理論教學學時分配表

（二）實驗教學學時分配表

五、教材及主要參考書

教  材：《林產化學工藝學》      安鑫南主編           中國林業出版社  2002

參考書：《天然樹脂生產工藝學》  程芝主編              中國林業出版社  1996

《栲膠生產工藝學》      南京林產工業學院主編  中國林業出版社  1983

       《生物質氣化與熱解實用設計與理論(導讀版)》 （加）馬蘇 科學出版社 2011

大綱執筆人：譚文英、馬艷麗