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1、题目 燃料乙醇 学生姓名 张 洋 学号 1002021219 专业 10生物（2）班 班级 20071133 指导教师 廖湘萍 完成日期 2011年 6月21日目录摘要.1引言.2乙醇生产的意义及发展史.34乙醇性质及质量指标与乙醇生产和原辅料保藏.47燃料乙醇10生物二班 张洋摘 要燃料乙醇被广泛应用于食品、化工医药、染料、国防等行业。乙醇不仅可作为一种燃料，更是一种战略物资，世界上2/3的乙醇被用作燃料。发展乙醇不仅可以促进农业的可持续发展，并且可以作为清洁能源代替汽油或汽油添加剂，减少工业大气污染，保护环境，同时也可缓解原油进口的压力。关键词：乙醇 发酵工艺Title Thesis Fo
2、reign AbstractAbstractAlcohol is widely used in the food, chemical medicine, dyes, defense and other industries. Alcohol not only can be used as a fuel, but also a strategic commodities, the worlds 2 / 3 of alcohol to be used as fuel. Alcohol can not only promote the development of agriculture in su
3、stainable development, and could serve as a clean energy instead of petrol or gasoline additives to reduce industrial air pollution, the protection of the environment, but also to ease the pressure on crude oil imports.引言乙醇，是由碳、氢、氧3种元素组成的有机化合物，结构式是C H OH，相对分子质量为46。乙醇既是食品、化工、医药、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再
4、生的清洁能源。乙醇作为重要的溶剂和化工原料而广泛应用于化学工业和医药卫生事业，它又是饮料酒工业的基础性原料，也是一种方便而较干净的液体（或固体）燃料。乙醇被广泛应用于食品、化工医药、染料、国防等行业。乙醇不仅可作为一种燃料，更是一种战略资源，全球2/3的乙醇被用作燃料。发展乙醇不仅可以促进农业的可持续发展，并且可以作为清洁能源代替汽油或汽油添加剂，减少工业大气污染，保护环境，同时也可缓解原油进口的压力。其生产方法，有以植物系物质为原料的发酵法和以石油系物质为原料的化学合成法。现世界上的乙醇生产仍以发酵法为主，我国的发酵法乙醇产量占95%以上。1 乙醇生产的意义及发展史11 乙醇生产的意义人类进
5、入21世纪，社会空前发展，经济科技实力稳步增长，但是世界总是和谐的，有长就有消。人类在生活富裕的背后还面临着严重的资源危机、环境危机，经济发展和人口增长产生的对资源与环境的需求超出了地球生态系统资源与环境的供给能力。资源枯竭，尤其是石油、天然气的枯竭，将使人类的生存、发展面临着极其严重的挑战。人类的可用资源日益减少，人类赖以生存的环境严重恶化。，一系列的生态问题逐渐显现出来怎样实现资源的再生利用，怎样达到人与环境的和谐，走可持续发展道路，人类又面临着一个新的挑战。乙醇作为一种可再生燃料资源引起了广泛关注，这不仅是因为石油储量的日益减少，更是由于乙醇比石油类燃料更环保。发酵法生产乙醇是一个产品抑
6、制过程，连续移走产物乙醇可减弱甚至消除其抑制作用，得到较高的乙醇体积产率。目前所采用的原位分离技术有：真空蒸馏、吸附、萃取、膜蒸馏以及渗透汽化等。其中渗透汽化与乙醇发酵耦合因其低耗高效且对细胞无毒害而受到国内外许多学者的重视和广泛探讨。12 乙醇生产的发展121 生产量的巨大发展我国工业化生产乙醇，始于1900年俄国人在哈尔滨和宁安建的乙醇厂，1920年在福建建立以薯干为原料的乙醇厂，新中国成立前，我国的乙醇年产量不足1万吨，专业乙醇厂的生产规模大都是千吨级的小厂。1965年我国的乙醇产量超过10万吨，1980年达50万吨；在以后的十几年中。我国乙醇生产以更快的速度发展，1987年超过l00万
7、吨（7年乙醇年产量翻了一番），1995年产量达到237万吨。此外尚有许多酿酒厂自产自用于白酒的乙醇产量约100万吨。1979年至1995年这一上阶段，是我国乙醇产量呈直线上升式增长的高速发展时期。我国现有生产乙醇的企业（车间）千余家，食用乙醇是当前我国乙醇生产中的主导产品。每年用于新工艺白酒的食用乙醇量在200万吨左右。我国有规模在万吨以上的乙醇厂近100家，5万吨以上的有10家（最大的已达20万吨级）。具有国际先进生产技术装备，能够生产特级乙醇的已有多家。122 生产技术的现代化新中国成立前，我国乙醇工业的规模很小，生产工艺均为间歇式，以麦芽作淀粉糖化剂，原料不经粉碎，淀粉利用率只有60%左
8、右。20世纪50年代中期开始进行技术革新，首先在糖化剂方商采用微生物糖化剂代替麦芽，1964年推行机械通风制曲，随后普遍应用液体曲，1978年开发出高活力糖化酶新菌种（UV-11）进入20世纪90年代后逐步使用具有国际水平的耐高温X-淀粉酶和高转化率糖化酶。在淀粉质原料的蒸煮、糖化工艺方面采用一级真空冷却连续糖化。在发酵方面，出现了应用耐高温乙醇酵母、酿酒用活性干酵母（或鲜酵母）及固定化乙醇酵母的新工艺。在蒸馏方面乙醇蒸馏的塔器配置从两塔、三塔/四塔、五塔发展到八塔蒸馏，近年来差压蒸馏等新技术正在生产中推广应用。50年来，我国的乙醇生产技术得到很大发展，淀粉利用率达90%以上，水平高的企业淀粉
9、出酒率达5556%；发酵液乙醇浓度由5%提高到10%左右；吨乙醇耗煤从过去普遍在2吨以上降到1吨以下（最低达500公斤）。进入90年代后，随着食用乙醇国家标准的制订和实施，我国乙醇工业的生产技术水平得到了普遍性的提高2 乙醇性质及质量指标与乙醇生产和原辅料保藏21 乙醇的物理性质纯乙醇是无色透明的液体，比水轻，具有特殊的芳香气和刺激味，吸湿性很强，可与水以任何比例混合并产生热量。乙醇易挥发易燃烧，燃烧时产生大量的热量，燃烧产物是水和。乙醇蒸汽与空气能形成爆炸性混合气体，爆炸极限为3.5%-18%（体积分数）纯乙醇的物理指标：沸点，78.3；密度0.7893kg/L；折射率1.36；熔点-114
10、，闪点12.8；比热熔2.57J/（g. ）蒸发热918.76KJ/L95%体积分数L乙醇：密度0.8114kg/L；沸点7二氧化碳8.75；蒸发热918.76KJ/L22 乙醇的化学性质3.2.1 氧化作用下乙醇的变化2C2H5OH + O22CH3CHO + 2H2OC2H5OH + O2CH3COOH + H2OCHOH + O 2CO2+3H2O3.2.2 碱金属，碱土金属与乙醇的作用2Na + 2C2H5OH2C5H5ONa + H2Mg + 2C2H5OHC(C2H5O)2 Mg + H23.2.3 酸与乙醇的反应CH3COOH + C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O3.
11、2.4 乙醇的脱水反应CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O2CH3CH2OH C2H5OC2H5 + H2O23 乙醇的生化性乙醇能使细胞蛋白质凝固，尤以75%（体积分数）的乙醇作用最为强烈，浓度过高，细胞表面的蛋白质迅速凝固形成一层薄膜，阻止乙醇向内部渗透，作用效果反而降低，浓度过低则不能使蛋白质凝固。因此常选用75%（体积分数）的乙醇作消毒剂乙醇易被人体肠胃吸收，吸收后迅速解放出热量。少量乙醇对大脑有兴奋作用，数量较大则有麻醉作用，大量乙醇对肝脏和神经系统有害作用。24 乙醇的质量标准乙醇作为一种原料性的产品，其产品质量必须达到一定的标准。通常，乙醇按含杂质多少分为：无水乙醇、试剂
12、乙醇、食用乙醇，医药乙醇，工业乙醇。其食用乙醇国家标准见下表所示。2.4.1 乙醇的质量指标表项目特级优级普通级外观无色透明气味具有乙醇固有的香味，无异味无异臭口味纯净，微甜纯正，微甜较纯正项 目特 级优 级普 通 级色度/号10乙醇/（体积分数）96.095.595.0硫酸试验/号51060氧化时间/min403020醛/mg/L1330甲醇/mg/L250150正丙醇/mg/L235100异丁醇异戊醇/mg/L1230酸（以乙酸计）/mg/L71020酯（以乙酸乙酯计）/mg/L101825不挥发物/mg/L102025重金属（以Pb计）/mg/L1氰化物（以HCN计）/mg/L525 乙
13、醇的生产方法及原辅料保藏2.5.1 乙醇生产中，液体发酵方法有间歇发酵和连续发酵两种。各阶段都是在不同的发酵罐内进行，发酵中控制的pH值、精度、温度、乙醇含量等都能相对稳定在酵母菌发酵所需的范围内，即酵母菌的生长、繁殖、代谢间歇发酵法是酵母醪的发酵前、中、后三个阶段，始终在一个发酵罐中进行。在发酵中，酵母菌处于不断的改变环境之中，由于时间增加，发酵醪中营养物质的消耗、代谢产物的积累，酵母菌的生命活动不断减弱，活细胞数随即减少，菌体细胞会产生过早的衰亡。当发酵醪中乙醇浓度达5(容量)以上时，酵母菌的发酵就会开始受到抑制。酵母菌不能发挥其充分的作用，使发酵成熟醪中残余糖分偏高，有的达到1.5以上，其中残余的还原糖也要比连续发酵高0.10.2左右。发酵效率、设备利用率都不如用连续发酵高。连续发酵与间歇发酵相比，酵母菌发酵的环境稳定，其发酵能力强。并且酵母菌的发酵几乎不存在适应期，糖化醪或糖密一进发酵罐就能进行发酵，使整个生产周期缩短1020小时，能提高设备利用率2025，连续发酵在当前看来，由于生产技术、原料种类、设备性能等多方面还存在一些问题，特别是淀粉质原料采用连续发酵，还存在醪液输送困难，发酵醪含酒低等不足之处，但是，随着生产技术的提高，连续发酵将在不远的时间内取代间歇发酵。26 原料的贮存为了保证乙醇生产的连续性，原辅料必须有一定量的贮存。乙醇生产原料无论是谷类原料还
