摘要：燃料乙醇作为新型工艺，它在酒精发酵方面起到了辅助作用，同时，它还能在环境保护的基础上，最大限度的提高燃料燃烧效率，从中能够看出，燃料乙醇在现实生活中的应用意义十分显著。基于此，本文针对燃料乙醇工艺的化学工程进行简要分析，仅供参考。
关键词：燃料乙醇；工艺；化学工程
乙醇是我国现今比较新型的一种节能燃料，其在使用过程中不会对环境构成严重的污染，不过在乙醇制备过程中，由于其需求量较大，在制备过程中会涉及到化学工程的使用，这就需要工作人员熟练的掌握化学工程的内容和操作，明确其中的重点事项，以确保燃料乙醇制备的有效性。
1燃料乙醇的简述
所谓燃料乙醇，指的是能够充当材料的乙醇，它通过发挥自身物理特性、化学特性来高效处理燃料不足、高辛烷值等现实问题。燃料乙醇作为清洁能源，具有可再生特点，在工业生产中、经济活动中占据重要地位。乙醇生产、制作过程为：将组成原料转换成葡萄糖，添加适当酵母、做好精馏分离工作能够制备乙醇。美国生产无水乙醇的过程中，在酒精厂生产工艺基础上应用脱水处理工艺，以此减少乙醇含水量。燃料乙醇生产主要经历两个过程，过程一即发酵生物化学反应，过程二即乙醇分离。虽然过程处理十分简单，但如果工作量过大，那么需要大大提高燃料乙醇制备效率，同时，做好生物学、化学结合工作。
2燃料乙醇工艺化学工程分析
2.1常见化学工程问题
2.1.1燃料乙醇发酵阶段
1）多尺度发酵
燃料乙醇发酵是一个相对比较复杂的工作，其涉及到很多知识领域，如生物工程、化学工程等等，如果仅仅是从一方面进行研究，将会大大的降低燃料乙醇制备的效率和质量，因此我国正在不断的加强多尺度燃料乙醇发酵的研究的分析力度，使燃料乙醇的发酵过程更加的全面，从而满足现今对其的需求。
2）发酵罐的使用
发酵罐是遗传发酵中必不可少的一种设备，因为乙醇在发酵过程中会存在很多的不确定性，尤其是温度、湿度等的变化，会对乙醇发酵产生一定的影响，进而降低乙醇发酵的速度，减缓乙醇发酵的进程，而使用发酵罐则可以对这些影响因素进行合理的控制，同时工作人员还可以对乙醇发酵过程进行相应的干预，从而保证发酵的质量。不过使用这种发酵罐也存在着一定的缺点，例如，酵罐在发酵过程中，会产生不同的反映场，进而导致发酵质量无法进行统一，影响最终燃料乙醇的使用效果。
3）动力学与放大问题
乙醇在进行发酵的过程当中，前期阶段主要的活动内容是作为乙醇原料的液化、糖化等，那么这时在初期阶段活动结束后，就正式进入对乙醇应用特性上的实时控制阶段当中。在这一阶段需要解决的问题，主要是乙醇在发酵过程中，所反应出来的动力学方问题。而这个问题也是作为乙醇发酵反应，能否切实进行的重要关键环节。主要包含以下几点方面：①本征动力学动力学。针对这点主要指，当从一种物质本身的属性出发，对相关的发酵生物反应出固有速率的实时研究；②宏观动力学。主要指基于乙醇相关的反应器制备的角度上进行分析，优先将所有反应器当中的原料物质的实际传递情况所代表的动力学考虑在其中，在这其中的酶催化反应，则是作为当前我国运营的范围最广，使用频率最高的一种动力学的模型。
2.1.2燃料乙醇提纯阶段
在乙醇燃料发酵工作完成后，实际的发酵液中乙醇的浓度相对较低，还不足总浓度的十分之一，为此，工作人员需要在发酵完成后对乙醇进行提纯操作，来提升燃料的浓度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前我国的乙醇燃料提纯作业方式较多，其中应用最为广泛的当属蒸馏提纯法，其主要是利用蒸馏技术，将乙醇中的水分提出，进而提升乙醇的浓度，不过在使用该方式时，需要经过多次反复的操作才能确保乙醇的浓度达到实际的需求。另外蒸馏技术所能提取的乙醇浓度并不是百分百的，如果想要获得百分百的乙醇，还需要在后续操作中采用萃取法、吸附法等方式，来加强乙醇燃料的浓度。
蒸馏法虽然是目前使用最为广泛、技术水平最为成熟的一种提纯方式，但是该方法在使用过程中，会造成大量的能源消耗，且随着原溶液中乙醇浓度的增加，在蒸馏管中其回流的乙醇浓度也会相应的增加，这就加大了企业成本的投入。因此，很多企业已经在不断的加强其他提纯方式的研究力度，例如萃取法、超临界流体法、渗透蒸发膜分离法等，尽量降低成本的支出，减少能源损耗，最终缓解城市污染的压力。
2.2发酵与分离的耦合
当前应用的乙醇发酵方法是在传统乙醇发酵方法的基础上形成的，两种方法存在较多共同点，进而乙醇发酵工艺基本相通。乙醇发酵、乙醇分离操作流程较复杂，并且对工艺水平提出了较高要求。成品获得基于一种化学反应，这类化学反应被称为简单化学反应，这类化学反应发生的过程中，所应用的设备或者措施被称为化学工程。燃料乙醇提取需要去除杂质，并且还要排出多余水分，以此保证乙醇纯度，在此期间，所应用的设备、措施即为乙醇分离做准备，由此可见，乙醇发酵、分离可行性较明显。
为验证乙醇发酵、分离可行性，通过实践操作或者获取相关报道资料来分析耦合可行性。相关报道显示，学者融合液体萃取、发酵过程于一体，实际操作的过程中，选取萃取剂为油烯基乙醇，该萃取剂在提升萃取纯度、优化乙醇质量等方面发挥了重要作用。工业乙醇生产期间将反应与分离技术耦合落实于实践活动，这不仅能够提高乙醇纯度，而且还能减少杂质，乙醇质量也会自此优化。这在一定程度上能够扩大乙醇推广范围，能为乙醇生产者提供思路和实践引导。此外，应用工程原理分析乙醇发酵过程，应用分离学理论知识为化学工程分析奠定理论基础，提供可靠的理论支持和支持补充，以整体耦合过程为视域展开深入探究，这能为乙醇实际生产提供助力。然而多数学者分析时，往往将分析论点集中于工艺条件、膜材料、萃取剂，相对来讲，有关耦合的研究较少，已有耦合化学工程研究结论不能更好的指导实践，最终会对燃料乙醇生产起到制约作用。由此可见，燃料乙醇生产期间，应用先进工艺或者先进设备时，聘请专业人员指导耦合操作，统一性耦合设备实际应用时，不仅能够提高生产效率，而且还能大大提升乙醇质量，这能为新能源步伐加快起到推动作用。
结语
燃料乙醇的生产过程中会涉及到很多流体流动、热量传递和发酵生化反映问题，是一个非常复杂过程，同时也涉及到很多学科综合知识运用，在工业燃料乙醇提取中需要结合化学工程和微生物技术进行合理分离和提纯处理，特别是在发酵后的乙醇液中对于乙醇浓度提纯过程，需要不断提高对于乙醇发展研究，及早实现对于能源结构整体调整管理，做到绿色环保可持续发展能源生产消费观念。
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论文作者:范新龙
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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