有关燃料乙醇工艺的化学工程探究

有关燃料乙醇工艺的化学工程探究

韦福晓

江西中昊建设工程检测中心 330046

摘要：现如今，燃料乙醇是一种可再生、绿色环保的新型节能能源，而燃料乙醇的出现对于本国能源的成长有着至关重要的促进作用。针对于燃料乙醇来讲，由于燃料乙醇制作简单、绿色环保，所以，燃料乙醇在本国的城市化建设中有着大范围的普及与使用。针对于此，全文着重探讨了燃料乙醇工艺发酵中的化学工程问题、提纯过程中的化学问题以及生物发酵反应等，仅供参考。

关键词：燃料乙醇；工艺；化学工程

在近些年以来，为了实现节能降耗、绿色环保的发展观念，燃料乙醇逐渐走进了人们的视野，在运用燃料乙醇的过程中不仅不会对自然生态环境造成极大的污染，同样也会为社会的成长提供巨大的能源支持。但是，在制作燃料乙醇的过程中，由于本国城市化创建对于燃料乙醇有着极大的需求，而在制作乙醇的过程中有着化学工程的参与，所以，这也就需要工作人员能够全面掌控化学工程的操作流程以及内容，继而保障制作燃料乙醇的有效性以及科学性。

1 燃料乙醇工艺发酵中的化学工程问题

1.1 多尺度问题

针对于燃料乙醇来讲，在制作燃料乙醇的过程中，尤其是燃料乙醇的发酵过程，乙醇发酵的过程就是一种综合性的化学反应，其中不仅有微生物的发酵，同样也有生物工程、化学工程等，因此，燃料乙醇的发酵过程是非常繁杂的。与此同时，在分析与研究燃料乙醇发酵的同时，就需要站在不同的方面去思考乙醇发酵的过程，确保能够全面、深入的了解并掌握乙醇发酵的原理以及过程，继而提升燃料乙醇的生产效用以及生产质量。

1.2 动力学与放大问题

针对于燃料乙醇来讲，在燃料乙醇进行发酵的同时，工作人员前期的准备工作就是将制作燃料乙醇的生产原料进行液化、糖化等，那么在准备工作结束以后，就需要工作人员在掌握乙醇运用原理的基础之上对乙醇的发酵过程进行实时的监控。在乙醇发酵的过程中，就很容易出现动力学问题，而动力学问题更是反映乙醇发酵能否成功的重要内容。而对于动力学与放大问题来讲，其中包含两方面的问题，一是本征动力学，二是宏观动力学。针对于本征动力学来讲，当分析与研究乙醇发酵过程的同时，就需要从乙醇的本质出发，对与乙醇发酵相关的生物工程进行实时的检测、分析；针对于宏观动力学来讲，当燃料乙醇在发酵的过程中，此时就需要工作人员站在与乙醇发酵相关的反应容器的角度去思考，将反应容器当中的实际情况进行深入而又全面的分析、研究，而在这个过程中，酶催化反应是本国生产燃料乙醇所经常运用的一种动力学模型。

2 提纯过程当中的化学工程问题

针对于乙醇发酵来讲，在乙醇发酵结束以后，反应容器当中的发酵液的乙醇浓度并不是很高，此时的乙醇浓度还达不到乙醇总浓度的十分之一，针对于此，乙醇生产的工作人员就需要在乙醇发酵过程完成以后，继而对乙醇进行再次的提纯操作，目的就是为了提升燃料乙醇在溶液当中的浓度。现如今，本国提升燃料乙醇浓度的方法有很多种，而其中大范围普及以及使用的还是蒸馏提纯法，这种提纯方法就是运用蒸馏技能，将发酵液当中的水分提取出来，继而在逐渐提升燃料乙醇在溶液当中的浓度，在运用该方法进行提纯的同时，就需要工作人员经过反复多次的提纯步骤，继而才能保证燃料乙醇的浓度满足生产的真实需求。除此之外，蒸馏提纯法提取出来的乙醇溶液中还含有少量的水分，要想提取出来完全的乙醇溶液，此时就需要运用萃取法等方法来进行再次的提纯步骤，提升燃料乙醇溶液在发酵液中的浓度。

虽然蒸馏提纯法在本国生产、提取乙醇中有着大量的普及与运用，但是在运用这种方法进行提纯的同时，不仅会使得大量的能源被耗损，同样当溶液当中的乙醇浓度持续提升的过程中，蒸馏管当中回流的乙醇浓度同样也会随之上涨，这在无形之中也就增大了乙醇生产企业的成本投入。所以，大多数乙醇生产企业都在持续不断的加强乙醇提纯的分析与研究的力度，例如：超临界流体法等等，通过运用这些方法来有效的降低乙醇生产的成本，在降低能源耗损的同时，同样也能减少城市环境被污染的压力。

3 生物发酵反应与分离过程当耦合

在燃料乙醇发酵、提纯的过程中，发酵以及分离耦合是一项更为繁杂的生产过程，大多数乙醇生产企业在运用这项技术生产的同时，不管是技术方面还是操作流程等都会有着极高的要求。例如：在提纯乙醇溶液的过程中，就需要工作人员运用科学、合理、有效的方法来将乙醇溶液当中的水分、杂质等物质提取出来，而在提取、清理杂质的过程中，不管是运用的试剂、设施、技能还是其中出现的问题，这些过程都包含在分离的工作内容中。与此同时，在理论分析、研究的方面以及实验操作的环节中，都已经确定了乙醇出现耦合反应的可能性。通过大量的分析与研究之后我们可以发现，运用耦合法提取出来的燃料乙醇的浓度是较高的，这样不仅能够有效地提升生产的效用以及生产的质量，同样也可以减少乙醇生产企业的资金投入。

除此之外，针对于同分离技能来讲，生物发酵技术同样也能够反映出同分离技能当中的耦合，而生物发酵技能的长处就在于可以高效的提升工业原料中乙醇的分离效用，提升乙醇溶液的浓度，继而将燃料乙醇的生产效用以及生产质量提升上去，将燃料乙醇大范围的推广出去。与此同时，在燃料乙醇进行发酵的过程中，通过将化学工程以及分离工程融合在一起，然后对这两种工程进行耦合分析与研究，继而就会对燃料乙醇的生产以及发展起到至关重要的积极影响。但是，本国对于多场耦合工程的分析与研究并不是很多，进而也就导致耦合技能在发展的过程中受到了一定的限制。

4 结束语

言而总之，燃料乙醇的出现就是为了降低不可再生能源的运用，更是为了实现本国节能减耗、绿色环保的发展观念。与此同时，本国正在持续不断的增强对于乙醇的分析与研究，目的就是为了提升乙醇的生产效用以及生产质量，继而为燃料的推广以及应用做出铺垫，以此来促使本国走上可持续发展的道路。

参考文献：

[1]李立夫.燃烧乙醇工艺的化学工程分析[J].化工设计通讯,2019,45(03):175.

[2]唐欣新.关于燃烧乙醇工艺的化学工程分析[J].石化技术,2016,23(10):28.

[3]岳国君,董红星,刘文信,杨晓光,张进,汤金勇.燃料乙醇工艺的化学工程分析[J].化工进展,2011,30(01):144-149.