燃料乙醇工藝的化學工程分析

楊慧博

摘 要：近些年來，我國科技水平有了突飛猛進的發展和進步，在先進技術的幫助下乙醇工藝逐漸升級，這樣既與新能源材料的應用需求相符合，也可以很好的保護環境。但是乙醇在制備過程中，因為需求量較大，所以在制備過程中會使用化學工程，那么作為工作人員必須熟練掌握化工工程的內容和操作工序，對重點進行明確，從而就能保證燃料乙醇制備的有效性。

關鍵詞：燃料乙醇;工藝;化學工程

1 燃料乙醇發酵分析

1.1 燃料乙醇發酵的多尺度

乙醇在發酵的時候會牽涉到很多工程行業，例如：微生物、化學及生物化工等工程，所以在具體的發酵環節中，化學反應具備復雜性的特征，就是因為其復雜性，所以在開展研究工作時只從一個角度進行研究是不符合要求的，因此必須高度重視多尺度問題，簡單的說就是要從很多個角度出發對燃料乙醇發酵的整個過程進行分析，從而就可以全方位使乙醇復雜性的特征凸顯出來，所以在進行燃料乙醇發酵的時候要對生物和化學兩個方面進行高度重視，從而確保研究情況與實際需求相符合。

1.2 發酵中的動力學與放大

在發酵的準備階段，乙醇要做好一系列的準備工作，包括原材料的液化和糖化等，之后乙醇在發酵的時候還要控制好相關特性，即動力學方面的問題，動力學是發酵的基礎前提，包括兩個方面的內容，第一本征動力學，就是原材料到生物發酵規定的速度效率，第二是宏觀的動力學，就是在進行發酵工作開展的過程中乙醇能量傳遞的具體現狀，目前酶催化反應是進行動力學研究和應用的重要模型。

1.3 發酵罐反應場的影響

乙醇發酵工作的實施是要通過設備完善的，其中發酵罐是主要的設備，因為乙醇在發酵途中特性是非常復雜的并且容易受到外部環境溫度和濕度等影響，這些因素會促使發酵速度非常緩慢，嚴重影響發酵進程，這樣發酵罐內部形成的反應場也有很大區別，而不同的反應場對是否發酵正常有著直接影響，進而影響發酵質量。此外發酵場也有好的一面，工作人員在發酵環節可以采取相應的干預措施，促使發酵質量更高。

2 燃料乙醇提純分析

關于乙醇，其在發酵之后發酵液體中的乙醇含量是十分低的，根據相關資料顯示，一般該含量值在5.0%―12.0%之間，這樣就不能滿足燃燒的基本要求和需要，因此在發酵工作完工之后要提取純度，該環節在乙醇生產過程中是一個不可缺少的部分。同時進行乙醇純度提取的方法有很多種，其中蒸餾技術應用非常廣泛和普遍，該方法就是把乙醇中的水分大量的排出來，在實際的純度提取中重復提取就可以保證乙醇含量，其中采用蒸餾技術進行乙醇含量的最大值為90.0%。因此要想確保純度更高就應該采用其他方法進行提純，通?？梢韵炔捎谜麴s技術將純度提取到一定程度，然后再使用萃取和吸附等方式對乙醇含量進行進一步提高，從而促使其達到工業乙醇的要求，或者具體的濃度要求。

3 燃料乙醇發酵與分離的耦合

乙醇在進行發酵的時候，工藝研究內容也是基礎前提，可是其在發酵反應和分離過程中進行的耦合是一個復雜過程，因此對技術和操作水平有非常嚴格的要求。

如果在具體的工作開展中要想直接進行化學反應得到產品，這樣該過程就非常簡單，其中在這一化學反應中采取相應的干預措施和使用設備就是反應工程，在提取乙醇純度時可以采取一些方法就乙醇中不適用的水分和雜質清理干凈，在此環節采用的試劑、設備和純度提取中遇到的一些實際問題就是分離工程，所以從理論上分析，乙醇在發酵和分離上進行耦合是切實可行的，該方面也有很多報道，例如：有學者把液體萃取和發酵過程兩者相互結合在一起，其中在連續發酵中使用油烯基乙醇來替代萃取劑，這樣最后的結果就可以使用這種方法來進行純度提取，確保乙醇質量得到大幅度提高，換句話說就是生物發酵技術是反應與分離兩種技術的耦合，這樣既促使工業乙醇在生產的過程中分離效率有很大程度提高，促使乙醇含量得到大幅度提升，該工藝可以在大范圍內進行推廣和應用。做好這些工作之后還應該對這個耦合過程進行研究，就能促使燃料乙醇的整個過程對工業生產具有非常重要的作用。可是目前很多報道都更加偏于工藝條件、生物萃取劑以及膜材料等，可是有多場耦合、傳遞等特性的研究卻非常少，這樣就促使燃料乙醇的工藝生產受到很大的約束。因此在今后的乙醇生產過程中，應該采用更加先進的發酵設備和分離設備進行多場耦合進行指導，在后期的乙醇發酵過程中也會更好的實現反應、分離和其他很多種分離技術設備的耦合，換句話說就是采用具有連續特性的設備對乙醇發酵一直到成品進行實現，這樣既大幅度提高了設備的生產效率，也提高了乙醇質量。此外該設備可以很大程度加快燃料乙醇發展進度，促使其成為新型能源。

4 結束語

綜上所述，在生產乙醇燃料的時候，包含流體流動、生物和化學發酵等，其是一個非常復雜的過程，還涉及很多個學科，所以在對乙醇工藝的化學工程進行分析的過程中，要從多方面進行考慮，將生物發酵反應、純度提取分離整體過程的耦合作為主要的研究目標，從而就能確保乙醇生產工藝的進一步發展，也可以對我國能源結構進行盡快調整，實現綠色、環保。

參考文獻：

[1]陳葉濤.關于燃燒乙醇工藝的化學工程分析[J].科技風，2014（20）：677.