МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Рабочая программа дисциплины (модуля)
«Биоэнергетические ресурсы»
Направление подготовки 260200 Продукты питания животного
происхождения.
Магистерская программа - Технология функциональных продуктов
питания.
Квалификация (степень) - Магистр техники и технологии.
Форма обучения – Очная.
Орел 2011 год
Составители , к. б.н., доцент___________________________
«__» __________20__г.
Рецензент , к. т.н., ст. преподаватель______________________
«__» __________20__г.
Программа разработана в соответствии с ФГОС ВПО по направлению «Продукты питания животного происхождения» и примерной учебной программы «Биоэнергетические ресурсы».
Программа обсуждена на заседании кафедры «Технология производства и переработки молока».
Зав. кафедрой_ д. б.н., профессор________________________
«__» __________20__г.
Лист согласования рабочей программы
Декан , д. б.н., профессор___________________________
«__» __________20__г.
Программа принята учебно-методической комиссией по направлению подготовки «Продукты питания животного происхождения»
протокол №____________________________
Председатель учебно-методической комиссии по направлению подготовки к. с-х. н., доцент_______________________________________
«__» __________20__г.
Заведующий выпускающей кафедрой
д. б.н., профессор_______________________________________
«__» __________20__г.
Отдел комплектования ЦНБ____________________________
«__» __________20__г.
Оглавление
1. Цели освоения дисциплины…………………………………………………5
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры………………………5
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины………………………………………………………………………5
4. Объем дисциплины и виды учебной работы…………………….……….….6
5.Содержание дисциплины……………………………………………………....7
5.1. Лабораторный практикум………………………………………………7
5.2. Самостоятельная работа магистров………………………………...…8
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы магистров………………………..….…8
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины модуля)………………………………………………………….…………………13
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)……….…..15
Цели освоения дисциплиныЦелью изучения дисциплины является изучение энергетической стратегии развития России, а также технологий использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, развития биогазовых технологий, использования биодизельного топлива.
Место дисциплины в структуре ООП магистратурыВсе большую роль в производстве пищевых продуктов приобретает биотехнология и использование нетрадиционных источников сырья. Среди реализации этих направлений особое место принадлежит разработке, освоению и использованию биоэнергетических ресурсов, что в значительной степени актуально особенно в 21 веке. Изучения данной дисциплины базируется на знаниях разделов химии, физики, математики, процессов и аппаратов пищевых производств, технологического оборудования молочной отрасли, теоретической механики, технологий производства отдельных молочных продуктов, безопасности жизнедеятельности, экономики и проектирования предприятий молочной отрасли.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Матистр, завершивший обучение по дисциплине, должен демонстрировать следующие способности и готовность в профессиональной деятельности:
- знать энергетическую стратегию России в обеспечении энергетической и экологической безопасности;
- знать различные виды нетрадиционных и возобновляемых источников энергии;
— знать биогазовые технологии;
— знать методы получения биодизельного топлива;
— знать технологии производства различных видов спиртового топлива;
— изучить новые и возобновляемые источники энергии;
— владеть возможностью применения новых и возобновляемых источников энергии в сфере агропромышленного комплекса.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет _2_ зачетных единицы.
Таблица 1.- Структура дисциплины и распределение часов по семестрам
Виды учебной нагрузки | Всего часов/ зач. ед | Семестры | |||
Аудиторные занятия (всего) | 36 | 36 | |||
В том числе | |||||
Лекции | 12 | 12 | |||
Практические занятия (ПЗ) | |||||
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | 24 | 24 | |||
Самостоятельная работа (всего) | |||||
В том числе | |||||
Курсовая работа | |||||
Расчетно-графические работы | |||||
Реферат | 20 | 20 | |||
Другие виды самостоятельной работы | |||||
Активные формы обучения | 16 | 16 | |||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Зачет | Зачет | |||
Общая трудоемкость час/зач. ед | |||||
72 | 72 |
5. Содержание дисциплины
Таблица 2.- Виды и трудоемкость занятий по темам (разделам) дисциплины
№ темы | Темы (разделы) дисциплины | Количество часов | |||
Всего | Л | ЛР | СРС | ||
1 | Введение | 12 | 2 | 4 | 6 |
2 | Характеристика биоэнергоресурсов | 12 | 2 | 4 | 6 |
3 | Новые источники энергии | 12 | 2 | 4 | 6 |
4 | Экологические аспекты использования биоэнергетических ресурсов | 12 | 2 | 4 | 6 |
5 | Технология биогаза | 12 | 2 | 4 | 6 |
6 | Технология биотоплива | 12 | 2 | 4 | 6 |
5.1. Рабочий план лабораторного практикума
Таблица 3.- Рабочий план лабораторного практикума
№ темы | Наименование лабораторной работы | Кол-во часов на одну работу | СРМ | Методическая | Основная или дополнительная литература, страницы |
1 | Правовые и информационные аспекты использования биоресурсов | 4 | 8 | Методическая разработка по теме , Видеофильм. | о-1,2,7,11,13,14,15 д – 3,4,7 е-3,4 |
2 | Классификация и технологии биоресурсов | 4 | 8 | Методическая разработка по теме , | о-1,4,5,10,13,15 д – 3,5,11 е-2,3 |
3 | Разработка технологии получения биогаза | 4 | 8 | Методическая разработка по теме , Презентация | о-2,3,5,7,15 д – 3,5,9,11 е-1,2 |
4 | Способы изготовления биотоплива разного происхождения | 6 | 6 | Методическая разработка по теме , Презентация | о-2,3,7,11,12,14 д – 1,6,7,10 е-1,2,4 |
5 | Новые и возобновляемые источники энергии | 6 | 6 | Методическая разработка по теме , Презентация | о-1,2,7,11,13,14,15 д – 3,4,7 е-3,4 |
5.2. Самостоятельная работа магистров
Таблица 4. Виды самостоятельной работы
Самостоятельное изучение теоретического материала | Домашнее решение задач | Выполне-ние РГР, ТР и т. д | Написание реферата | Подготовка к отчету по модулям | Дру-гие виды | Трудо-емкость (час.) | |
Семестр 2 | |||||||
Модуль 1 | 16 | 20 | 36 |
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы магистров.
Таблица 5.- Перечень тем рефератов
Содержание темы (задания) | Рекомендуемая литература и методические пособия, страницы | |
Название темы (задания) | Вопросы темы | |
Биотоплива второго поколения | Биобутанол, экологические преимущества, преимущества для сельского хозяйства, крупнейшие транснациональные корпорации (тнк) мира. | 1. , , В, Сидоренко ресурсов возобновляемых источников энергии в России. Учебное пособие, СПбГТУ, изд-во Политехн. ун-та, 2008, - 250 с. 2. , , Сидоренко энергетического сектора и биоэнергетики на северо-западе России, Изв. вузов "Проблемы Энергетики", 2008, №1-2, с.74-86 |
Водородное топливо | Свойства водорода, использование водорода как топлива, технология использования и хранения водорода, нанотехнологии для производства водорода | 1. Концепция использования ветровой энергии в России. Под ред. – М.: Книга – Пента, 2005. – 128с. 2. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / , , и др. – С. Пб.: Наука, 2002. – 314с. |
Энергетическое использование биогаза | Необходимость энергосбережения и снижения загрязнения окружающей среды, процесс разложения отходов, использование биогаза в энергетике разных стран, утилизация биогаза | 1. Шишкин энергоэкономичные комплексы с возобновляемыми источниками энергии. М.: Готика, 20с. 2. Энергия биомассы // Энергия будущего. Научно-аналитический журнал, июнь 2006. - М.: С.65-66. 3. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. – М.: ГУ ИЭСМинэнерго России. 2001. – 544с. |
Энергетические технологии в период до 2050 г. | Развитие энергетических технологий в период до 2050 г; Эффективность использования энергии в промышленном, транспортном и жилищно-коммунальном секторах; Использование биотоплива и водородных топливных элементов в автомобильном транспорте. | 1. , , Пименов установок нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Технико-экономический анализ. Учебное пособие, СПбГТУ, изд-во Политехн. ун-та, 2008, - 247 с 2. , , Ямпольский по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива (показатели по территориям), М.:"ИАЦ Энергия", 2007, - 272 с. 3. Сидоренко элементов автономной энергетической системы, использующей возобновляемые источники энергии // Труды ИПМИ КарНЦ РАН, Выпуск 5, 2004, с.224-251 4. Суханов на международном семинаре "Биоэнергетика 2004. Классификация и стандартизация - от леса до производства энергии", г. Санкт-Петербург, пос. Лисино-Корпус, 15-16 июня 2004 г. |
Растительные масла в производстве полимеров и пластиков | Полимеры из возобновляемых источников, использование функциональных групп молекул триглицерола в производстве полимеров, применение природных функциональных триацилглицерольных масел в работе системы проницательных полимеров | 5. , , Пименов установок нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Технико-экономический анализ. Учебное пособие, СПбГТУ, изд-во Политехн. ун-та, 2008, - 247 с 6. , , Ямпольский по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива (показатели по территориям), М.:"ИАЦ Энергия", 2007, - 272 с. 7. Сидоренко элементов автономной энергетической системы, использующей возобновляемые источники энергии // Труды ИПМИ КарНЦ РАН, Выпуск 5, 2004, с.224-251 8. Суханов на международном семинаре "Биоэнергетика 2004. Классификация и стандартизация - от леса до производства энергии", г. Санкт-Петербург, пос. Лисино-Корпус, 15-16 июня 2004 г. |
Вопросы к зачету
1. Что такое биомасса. Основные методы переработки биомассы. Какие виды энергии можно получить с помощью переработки биомассы?
2. Какие основные проблемы решает биоэнергетика?
3. Развитие биогазовых технологий в мире и РФ.
4. Биогаз и направление его применения. Факторы, влияющие на производство биогаза.
5. Принцип действия биогазовой и газогенераторной установки.
6. Расчёты параметров биогазовых установок.
7. Как воздействуют на окружающую среду и здоровье человека: теплоэнергетика, атомная энергетика, крупная гидроэнергетика?
8. Каковы возможности использования солнечной энергии в сельском хозяйстве?
9. Укажите возможности использования солнечной энергии в промышленности.
10. Дайте описание устройства и принципа действия плоского солнечного коллектора (ПСК).
11. Какова эффективность использования плоского солнечного коллектора?
12. Каков порядок проведения гидравлических испытаний солнечных коллекторов?
13. Каково устройство испытательного стенда с замкнутым контуром для проведения гидравлических испытаний солнечных коллекторов?
14. Какова схема преобразования солнечной энергии в электрическую по башенной схеме?
15. Расскажите принципиальную схему солнечной энергетической станции «СЭС-5».
16. Какой принцип лежит в основе фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в электрическую?
17. Какие материалы используются для изготовления фотоэлектрических панелей?
18. Дайте описание воздействия солнечной энергии на окружающую среду.
19. Достоинства и недостатки основных методов преобразования солнечной энергии.
20. Каково назначение элементов на эквивалентной схеме освещенного солнечного элемента?
21. Каков порядок экспериментального построения вольт-амперной характеристики солнечного элемента?
22. Как построить нагрузочную характеристику солнечного элемента?
23. Каковы достоинства и недостатки солнечного излучения как источника энергии?
24. Какие процессы протекают в освещенном p − n переходе в режиме короткого замыкания?
25. Какие процессы протекают в освещенном p − n переходе в режиме холостого хода?
26. Особенности энергии ветра и ее потенциал.
27. Какими параметрами характеризуется энергия ветра (ЭВ). В каких районах России имеются возможности использования ЭВ?
28. Типы и классификация ветроэнергетических установок.
29. От каких параметров зависит мощность ветроэнергетической установки (ВЭУ). В каких странах нашли широкие применение ВЭУ?
30. Расчет мощности воздушного потока и ветроэнергетической установки (ВЭУ).
31. Особенности ветроэнергетической установки с горизонтальной осью вращения.
32. Особенности ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения.
33. Что такое циклонные ветроэнергетические установки, принцип действия?
34. Способы преодоления неравномерной скорости ветра на ветроэнергетической установке.
35. От чего зависит эффективность работы ветроэнергетической станции?
36. Каковы основные технико-экономические показатели современных ветроэнергетических установок?
37. Основные недостатки ветровой энергии.
38. Ветроэнергетика и окружающая среда.
39. Гидроэнергия малых рек и возможности ее использования.
40. Формула расчета потенциальной мощности и энергии малого водотока.
41. Как определить падение (напор) реки?
42. Методы оценки среднемноголетнего расхода реки: изученной реки, слабоизученной реки, неизученной реки.
43. Чем отличаются плотинные гидроэнергетические станции от русловых?
44. Принцип действия деривационной малой гидроэнергетической станции.
45. Расчет мощности плотинной малой гидроэнергетической станции.
46. Расчет мощности погружной (бесплотинной) малой гидроэнергетической станции.
47. Параметры микро гидроэнергетических станций и их типы.
48. Какие параметры имеют термальные и парагидротермальные воды?
49. Геотермальная энергетика и пути её использования.
50. Потенциальные ресурсы геотермальной энергетики (ГТЭ).
51. Термальные и парагидротермальные воды. Пути использования геотермальной энергетики для получения тепловой и электрической энергии.
52. Объясните принцип преобразования геотермальной энергии в электрическую.
53. Какой принцип используется при получении электрической энергии из низкотемпературных термальных вод?
54. Каково воздействие геотермальных станций на окружающую среду?
55. Что такое морские приливы. Каким образом используется энергия приливов?
56. Принцип действия приливных энергостанций, с двухсторонним гидроагрегатами.
57. Какие перспективы строительства приливных энергостанций в России?
58. Достоинства и недостатки приливных энергостанций.
59. Энергия океана и возможности ее использования.
60. Перечислите крупные морские течения. Каковы возможности использования морских течений. Пути использования морских волн, морских прибоев.
61. Какие достоинства и недостатки имеют: подземные и малые гидроэнергетические станции, плавучие малые атомные энергостанции?
62. Назовите методики получения водорода?
63. Каковы достоинства и недостатки водородной энергетики?
64. Принцип действия термоэлектрических генераторов?
65. Преимущества и недостатки термоэлектрических генераторов.
66. Каковы основные технологии добычи угля, нефти и газа?
67. Назовите основные проблемы, возникающие при транспортировке органического топлива.
68. Что такое «пассивные гелиосистемы» для теплоснабжения жилых и производственных зданий?
69. Чем отличаются «активные гелиосистемы» от «пассивных»?
70. Биоэнергетические ресурсы и возможности их утилизации.
71. Основные направления развития отечественной биоэнергетики.
72. Первичная переработка отходов лесозаготовки и деревопереработки на щепу.
73. Производство гранулированного топлива из отходов деревопереработки.
74. Углубленная переработка отходов деревопереработки в новые биоэнергетические продукты.
75. Перспективы развития биоэнергетики в России.
76. Общая характеристика солнечного излучения.
77. Использование отходов животноводства
и птицеводства.
78. Энергетические возможности получения топлива при анаэробной переработке отходов животноводства и птицеводства.
79. Какие задачи позволяет решить технология анаэробного сбраживания?
80. Переработка биомассы в топливо: биоконверсия, термохимическая конверсия и сжигание отходов в специальных котлах.
81. Получение тепловой и электрической энергии, а также биологически чистого удобрения на различных биоустановках.
82. Опыт разработок биоэнергетических установок и их использование за рубежом и в России.
83. Экологические аспекты гидротермоэнергетики.
84. Принцип действия термоэлектрических генераторов.
85. Что такое биотопливо и его классификация.
86. Энергетические ресурсы и их классификация.
87. Альтернативные источники энергии.
88. Рациональное использование энергии.
89. Новые и возобновляемые источники энергии.
90. Возможности новых энергетических источников.
91. Проблемы использования возобновляемых источников энергии.
92. Что такое биодизельное топливо, его виды. Производство биодизеля.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины
Основная литература
1. , Беленький древесного топлива. СПб. 2001.
2. , , В, Сидоренко ресурсов возобновляемых источников энергии в России. Учебное пособие, СПбГТУ, изд-во Политехн. ун-та, 2008, - 250 с.
3. , , Сидоренко энергетического сектора и биоэнергетики на северо-западе России, Изв. вузов "Проблемы Энергетики", 2008, №1-2, с.74-86 .
4. ГОСТ Р . Коллекторы солнечные. Общие технические условия.– М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.
5. ГОСТ Р . Коллекторы солнечные. Методы испытаний. – М.:ИПК Изд-во стандартов, 2000.
6. , , и др. Малая энергетика Севера: проблема и пути развития. Новосибирск: Наука, 20с.
7. Константинов - и ветроэнергетический потенциал Якутии // Фундаментальные и прикладные проблемы физики и энергетики. Новосибирск, 2003. С. 190-196.
8. Концепция использования ветровой энергии в России. Под ред. – М.: Книга – Пента, 2005. – 128с.
9. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / , , и др. – С. Пб.: Наука, 2002. – 314с.
10. , , Пименов установок нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Технико-экономический анализ. Учебное пособие, СПбГТУ, изд-во Политехн. ун-та, 2008, - 247 с
11. , , Ямпольский по ресурсам возобновляемых источников энергии России и местным видам топлива (показатели по территориям), М.:"ИАЦ Энергия", 2007, - 272 с.
12. Сидоренко элементов автономной энергетической системы, использующей возобновляемые источники энергии // Труды ИПМИ КарНЦ РАН, Выпуск 5, 2004, с.224-251
13. Суханов на международном семинаре "Биоэнергетика 2004. Классификация и стандартизация - от леса до производства энергии", г. Санкт-Петербург, пос. Лисино-Корпус, 15-16 июня 2004 г.
14. Фалеев и ресурсосберегающие источники энергии. Учебное пособие. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 20с
Дополнительная литература
1. , , Сидоренко проектирование по направлениям “Электроэнергетика” и “Строительство”: метод. указания. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 102 с.
2. Шишкин энергоэкономичные комплексы с возобновляемыми источниками энергии. М.: Готика, 20с.
3. Энергия биомассы // Энергия будущего. Научно-аналитический журнал, июнь 2006. - М.: С.65-66.
4. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. – М.: ГУ ИЭСМинэнерго России. 2001. – 544с.
5. SVEBIO. Биоэнергетика. Информационный листок №1. 2000.
6. Windenergie 2002. – Osnabrueck, Deutschland Bundesverband WindEnergie Service GmbH. 2002. – 264p.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Таблица 5.- Перечень дидактических (демонстрационных) материалов,
используемых при изучении курса
№ темы | Вид и наименование материала, автор, год издания | Вид занятий | ||
Лекция | Лабораторная работа | Самостоятельная работа | ||
1 | Лабораторная центрифуга | Определение химического состава молока | Экспериментальная | |
2 | Технологические схемы производства молока и молочных продуктов | Изучение согласно учебного плана | ||
3 | Сушильные шкафы | Определение химического состава молока | Экспериментальная | |
4 | Камера Горяева | Определение количества и диаметра жировых шариков | Реферативная | |
5 | Лабораторная сушильная камера | Изучение процесса сушки. | Реферативная. Экспериментальная | |
6 | Ареометры | Определение химического состава молока | Реферативная. Экспериментальная | |
7 | Лабораторный сепаратор | Сепарирование молока | Реферативная Экспериментальная | |
8 | Термостат | Приготовление бак. Заквасок и определение ее активности. Приготовление йогурта и кефира. | Экспериментальная | |
9 | Лабораторный пропеллерный смеситель | Приготовлении йогурта и кефира. | Экспериментальная | |
10 | Наборы капиллярных вискозиметров | Определение вязкости молока | Экспериментальная |
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.
